(57)【要約】【課題】  通信ネットワークの設備コストを抑制しつつ、情報フレームの廃棄を有効に防止する。【解決手段】  本発明の一態様に係るネットワークは、複数の通信ノードを備える通信ネットワークであって、前記複数の通信ノードには、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定する１又は複数の第１情報ノードと、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定する１又は複数の第２情報ノードと、が含まれる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信ノードを備える通信ネットワークであって、
前記複数の通信ノードには、
自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定する１又は複数の第１情報ノードと、
自局が生成した前記情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定する１又は複数の第２情報ノードと、が含まれる通信ネットワーク。
【請求項２】
前記第１情報ノードは、前記ローカル時刻が所定の送信開始時刻になると前記情報フレームの送信を開始し、所定の送信時間長だけ前記情報フレームの送信を継続する請求項１に記載の通信ネットワーク。
【請求項３】
前記第２情報ノードは、前記送信要求の受信時点から所定時間以内に前記情報フレームの送信を開始し、所定の送信時間長だけ前記情報フレームの送信を継続する請求項１又は請求項２に記載の通信ネットワーク。
【請求項４】
前記複数の通信ノードには、更に、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って、前記情報フレームの帯域割り当て処理を実行する親局ノードが含まれ、
前記帯域割り当て処理には、前記第１情報ノードに前記情報フレームの送信開始時刻を通知する処理と、前記第２情報ノードに前記送信要求を送信する処理とが含まれる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
【請求項５】
前記第１及び第２情報ノードは、次回の割り当て周期に送信する予定の前記情報フレームのデータ量を、今回の割り当て周期に前記親局ノードに通知し、
前記親局ノードは、前記第１及び第２情報ノードから通知された前記データ量に基づいて、前記第１及び第２情報ノードに許可する前記情報フレームの送信時間長を調整する請求項４に記載の通信ネットワーク。
【請求項６】
通信ネットワークに含まれる第１及び第２情報ノードにおける送信タイミングの決定方法であって、
前記第１情報ノードが、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定するステップと、
前記第２情報ノードが、自局が生成した前記情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定するステップと、を含む送信タイミングの決定方法。
【請求項７】
前記第１及び第２情報ノードが、次回の割り当て周期に送信する予定の前記情報フレームのデータ量を、今回の割り当て周期に親局ノードに通知するステップと、
前記親局ノードが、前記第１及び第２情報ノードから通知された前記データ量に基づいて、前記第１及び第２情報ノードに許可する前記情報フレームの送信時間長を調整するステップと、を更に含む請求項６に記載の送信タイミングの決定方法。
【請求項８】
通信ネットワークを構成する子局ノードであって、
時刻同期が確立された自局のローカル時刻を計時する計時回路と、
自局を親局ノードに登録させるための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、
自局のノード種別が時刻同期を確立可能な同期ノードであることを表す識別情報を前記制御フレームに含める制御部と、を備える子局ノード。
【請求項９】
通信ネットワークを構成する子局ノードであって、
自局を親局ノードに登録させるための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、
自局のノード種別が時刻同期を確立不能な非同期ノードであることを表す識別情報を前記制御フレームに含める制御部と、を備える子局ノード。
【請求項１０】
通信ネットワークを構成する親局ノードであって、
時刻同期が確立された自局のローカル時刻を計時する計時回路と、
子局ノードを自局に登録するための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、
前記子局ノードから受信する前記制御フレームに含まれる識別情報に基づいて、前記子局ノードのノード種別が、時刻同期が確立可能な同期ノード又は時刻同期が確立不能な非同期ノードのいずれであるかを判定する制御部と、を備える親局ノード。
【請求項１１】
前記制御部は、前記子局ノードが生成した集約装置宛ての情報フレームの帯域割り当て処理を実行可能であり、
前記帯域割り当て処理には、前記ノード種別が同期ノードである前記子局ノードに前記情報フレームの送信開始時刻を通知する処理と、前記ノード種別が非同期ノードである前記子局ノードに前記情報フレームの送信要求を送信する処理とが含まれる請求項１０に記載の親局ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワーク、送信タイミングの決定方法、子局ノード、及び親局ノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、広い観測領域に多数のセンサノードを設置して構成されるセンサネットワークにおいて、センサノードの位置情報が得られていれば各センサノード間の距離が分かるため、データ干渉が起こらない送信スケジュールを構成することができ、ＴＤＭＡによる通信が可能となることが記載されている。
また、非特許文献１には、位置情報が不要なＣＳＭＡ／ＣＡを適用すると、データ収集に要する時間が３．７倍となり、消費電力は１２％増となることが示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】木利友一，菅野正嗣，村田正幸  “大規模センサネットワークにおけるクラスタ間マルチホップ通信の性能評価”  信学技報, Vol.106, No.42, IN2006-6, pp.31-36, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
センサネットワークにおいて、センサ情報を含む情報フレームが集約装置などで廃棄されるのをできるだけ低減するためには、センサ情報を含む情報フレームの送信タイミングが干渉しないように時分割多重すればよい。
しかし、センサネットワークにおいてＴＤＭＡ通信を行うには、すべての通信ノードに時刻同期の機能が必要になるため、通信ノードの製作コストが高くなる。このため、センサネットワークの設備コストが高騰するという問題がある。
【０００５】
また、時刻同期に非対応のセンサノードを後付けすると、情報フレームの送信タイミングが干渉して情報フレームが廃棄される可能性が高まる。このため、既存のセンサネットワークに安価なセンサノードを追加することが困難であり、センサネットワークのノード構成を容易に変更し難いという問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、通信ネットワークの設備コストを抑制しつつ、情報フレームの廃棄を有効に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明の一態様に係るネットワークは、複数の通信ノードを備える通信ネットワークであって、前記複数の通信ノードには、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定する１又は複数の第１情報ノードと、自局が生成した前記情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定する１又は複数の第２情報ノードと、が含まれる。
【０００８】
（６）  本発明の一態様に係る方法は、通信ネットワークに含まれる第１及び第２情報ノードにおける送信タイミングの決定方法であって、前記第１情報ノードが、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定するステップと、前記第２情報ノードが、自局が生成した前記情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定するステップと、を含む。
【０００９】
（８）  本発明の一態様に係る装置は、通信ネットワークを構成する子局ノードであって、時刻同期が確立された自局のローカル時刻を計時する計時回路と、自局を親局ノードに登録させるための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、自局のノード種別が時刻同期を確立可能な同期ノードであることを表す識別情報を前記制御フレームに含める制御部と、を備える。
【００１０】
（９）  本発明の別態様に係る装置は、通信ネットワークを構成する子局ノードであって、自局を親局ノードに登録させるための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、自局のノード種別が時刻同期を確立不能な非同期ノードであることを表す識別情報を前記制御フレームに含める制御部と、を備える。
【００１１】
（１０）  本発明の別態様に係る装置は、通信ネットワークを構成する親局ノードであって、時刻同期が確立された自局のローカル時刻を計時する計時回路と、子局ノードを自局に登録するための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、前記子局ノードから受信する前記制御フレームに含まれる識別情報に基づいて、前記子局ノードのノード種別が、時刻同期が確立可能な同期ノード又は時刻同期が確立不能な非同期ノードのいずれであるかを判定する制御部と、を備える。
【００１２】
本発明は、上記のような特徴的な構成を備えるシステム及び装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な構成をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。
また、本発明は、システム及び装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信ネットワークの設備コストを抑制しつつ、情報フレームの廃棄を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る通信ネットワークの全体構成図である。
【図２】中継装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】第１センサノードの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】第２センサノードの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図５】集約装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図６】情報フレームの帯域割り当て処理の一例を示すタイムチャートである。
【図７】子局ノードの登録シーケンスの一例を示すタイムチャートである。
【図８】情報フレームの帯域割り当て処理の変形例を示すタイムチャートである。
【図９】通信ネットワークの接続形態の変形例を示す全体構成図である。
【図１０】通信ネットワークの接続形態の変形例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜本発明の実施形態の概要＞  
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
【００１６】
（１）  本実施形態の通信ネットワークは、複数の通信ノードを備える通信ネットワークであって、前記複数の通信ノードには、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定する１又は複数の第１情報ノードと、自局が生成した前記情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定する１又は複数の第２情報ノードと、が含まれる。
【００１７】
本実施形態の通信ネットワークよれば、第２情報ノードが、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定するので、第２情報ノードが時刻同期機能を有しない場合でも、第１情報ノードによる情報フレームの送信タイミングとの重複を回避できる。
このため、第２情報ノード採用する分だけ、通信ネットワークの設備コストを抑制できるとともに、集約装置などによる情報フレームの廃棄を有効に防止することができる。
【００１８】
（２）  本実施形態の通信ネットワークにおいて前記第１情報ノードは、前記ローカル時刻が所定の送信開始時刻になると前記情報フレームの送信を開始し、所定の送信時間長だけ前記情報フレームの送信を継続することが好ましい。
この場合、所定の送信時間長を適切な値（固定値又は親局ノードから指示される設定値）に設定すれば、適切なデータ量の情報フレームを第１情報ノードに送信させることができる。
【００１９】
（３）  本実施形態の通信ネットワークにおいて、具体的には、前記第２情報ノードは、前記送信要求の受信時点から所定時間以内に前記情報フレームの送信を開始し、所定の送信時間長だけ前記情報フレームの送信を継続する。
この場合、所定の送信時間長を適切な値（固定値又は親局ノードから指示される設定値）に設定すれば、適切なデータ量で情報フレームを第２情報ノードに送信させることができる。
【００２０】
（４）  本実施形態の通信ネットワークにおいて、前記複数の通信ノードには、更に、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って、前記情報フレームの帯域割り当て処理を実行する親局ノードが含まれ、前記帯域割り当て処理には、前記第１情報ノードに前記情報フレームの送信開始時刻を通知する処理と、前記第２情報ノードに前記送信要求を送信する処理とが含まれることが好ましい。
【００２１】
この場合、親局ノードが実行する帯域割り当て処理に、第１情報ノードに情報フレームの送信開始時刻を通知する処理と、第２情報ノードに送信要求を送信する処理とが含まれるので、第１及び第２情報ノードの双方に対して、適切な帯域割り当て処理を実行することができる。
【００２２】
（５）  本実施形態の通信ネットワークにおいて、前記第１及び第２情報ノードは、次回の割り当て周期に送信する予定の前記情報フレームのデータ量を、今回の割り当て周期に前記親局ノードに通知し、前記親局ノードは、前記第１及び第２情報ノードから通知された前記データ量に基づいて、前記第１及び第２情報ノードに許可する前記情報フレームの送信時間長を調整することが好ましい。
【００２３】
この場合、親局ノードが、第１及び第２情報ノードから通知されたデータ量に基づいて、第１及び第２情報ノードに許可する情報フレームの送信時間長を調整するので、第１及び第２情報ノードの双方に対して、動的な帯域割り当て処理を実行することができる。
【００２４】
（６）  本実施形態の決定方法は、通信ネットワークに含まれる第１及び第２情報ノードにおける送信タイミングの決定方法であって、前記第１情報ノードが、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された自局のローカル時刻に従って決定するステップと、前記第２情報ノードが、自局が生成した前記情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定するステップと、を含む。
【００２５】
本実施形態の決定方法によれば、第２情報ノードが、自局が生成した集約装置宛ての情報フレームの送信タイミングを、時刻同期が確立された他局から受信した送信要求に従って決定するので、第２情報ノードが時刻同期機能を有しない場合でも、第１情報ノードによる情報フレームの送信タイミングとの重複を回避できる。
このため、第２情報ノード採用する分だけ、通信ネットワークの設備コストを抑制できるとともに、集約装置などによる情報フレームの廃棄を有効に防止することができる。
【００２６】
（７）  本実施形態の決定方法において、前記第１及び第２情報ノードが、次回の割り当て周期に送信する予定の前記情報フレームのデータ量を、今回の割り当て周期に親局ノードに通知するステップと、前記親局ノードが、前記第１及び第２情報ノードから通知された前記データ量に基づいて、前記第１及び第２情報ノードに許可する前記情報フレームの送信時間長を調整するステップと、を更に含むことが好ましい。
【００２７】
本実施形態の決定方法によれば、親局ノードが、第１及び第２情報ノードから通知されたデータ量に基づいて、第１及び第２情報ノードに許可する情報フレームの送信時間長を調整するので、第１及び第２情報ノードの双方に対して、動的な帯域割り当て処理を実行することができる。
【００２８】
（８）  本実施形態の子局ノードは、通信ネットワークを構成する子局ノードであって、時刻同期が確立された自局のローカル時刻を計時する計時回路と、自局を親局ノードに登録させるための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、自局のノード種別が時刻同期を確立可能な同期ノードであることを表す識別情報を前記制御フレームに含める制御部と、を備える。
【００２９】
本実施形態の子局ノードによれば、制御部が、自局のノード種別が時刻同期を確立可能な同期ノードであることを表す識別情報を制御フレームに含めるので、自局を親局ノードに登録させる登録シーケンスにおいて、自局が同期ノードであることを親局ノードに通知することができる。
【００３０】
（９）  本実施形態の子局ノードは、通信ネットワークを構成する子局ノードであって、自局を親局ノードに登録させるための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、自局のノード種別が時刻同期を確立不能な非同期ノードであることを表す識別情報を前記制御フレームに含める制御部と、を備える。
【００３１】
本実施形態の子局ノードによれば、制御部が、自局のノード種別が時刻同期を確立不能な非同期ノードであることを表す識別情報を制御フレームに含めるので、自局を親局ノードに登録させる登録シーケンスにおいて、自局が非同期ノードであることを親局ノードに通知することができる。
【００３２】
（１０）  本実施形態の親局ノードは、通信ネットワークを構成する親局ノードであって、時刻同期が確立された自局のローカル時刻を計時する計時回路と、子局ノードを自局に登録するための登録シーケンスに用いる制御フレームを送受信する通信部と、前記子局ノードから受信する前記制御フレームに含まれる識別情報に基づいて、前記子局ノードのノード種別が、時刻同期が確立可能な同期ノード又は時刻同期が確立不能な非同期ノードのいずれであるかを判定する制御部と、を備える。
【００３３】
本実施形態の親局ノードによれば、制御部が、子局ノードから受信する制御フレームに含まれる識別情報に基づいて、子局ノードのノード種別が、時刻同期が確立可能な同期ノード又は時刻同期が確立不能な非同期ノードのいずれであるかを判定するので、登録シーケンスの後に実行する子局ノードとの通信において、ノード種別に応じた適切な送信タイミングを各子局ノードに指示することができる。
【００３４】
（１１）  例えば、本実施形態の親局ノードにおいて、前記制御部が、前記子局ノードが生成した集約装置宛ての情報フレームの帯域割り当て処理を実行可能である場合には、前記帯域割り当て処理には、前記ノード種別が同期ノードである前記子局ノードに前記情報フレームの送信開始時刻を通知する処理と、前記ノード種別が非同期ノードである前記子局ノードに前記情報フレームの送信要求を送信する処理とが含まれることが好ましい。
【００３５】
このように、情報フレームの帯域割り当て処理に、ノード種別が同期ノードである子局ノードに情報フレームの送信開始時刻を通知する処理と、ノード種別が非同期ノードである子局ノードに情報フレームの送信要求を送信する処理を含めるようにすれば、同期ノードである子局ノード及び非同期ノードである子局ノードの双方に対して、適切な帯域割り当て処理を実行することができる。
【００３６】
＜本発明の実施形態の詳細＞  
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００３７】
〔通信ネットワークの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る通信ネットワークの全体構成図である。
本実施形態に係る通信ネットワークは、複数の通信ノード１〜３が所定の接続形態（トポロジー）にて接続されたセンサネットワークＳＮよりなる。隣接する通信ノード１〜３間の伝送路は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルなどの通信ケーブルにより構成されている。
【００３８】
図１に示すように、センサネットワークＳＮの通信ノード１〜３には、複数のセンサノード１と、複数の中継装置２と、１つの集約装置３が含まれる。図１に示す接続形態は一例であり、中継装置２は１つであってもよい。
各センサノード１は、１又は複数の中継装置２を介して集約装置３と接続されている。従って、センサノード１は、１又は複数の中継装置２が中継する通信フレームにより、他のセンサノード１、中継装置２又は集約装置３と通信することができる。
【００３９】
各センサノード１には、図示しないセンサが接続されている。センサノード１は、自局に繋がるセンサからアナログ信号よりなるセンシング信号を受信すると、受信したセンシング信号から、集約装置３に提供するデジタル信号よりなるセンサ情報を生成する。
センサノード１が生成するセンサ情報は、センサの種類によって様々であり、例えば、温度、湿度、電圧、電流、及び映像などの各種の情報よりなる。
【００４０】
センサネットワークＳＮにおいて送受信される通信フレームは、イーサネット（「イーサネット」は登録商標である。）規格に準拠する通信フレームよりなる。通信フレームには、次の２種類のフレームが含まれる。
情報フレーム：センサ情報などのデータがペイロードに格納された通信フレーム
制御フレーム：時刻同期用のタイムスタンプやＯＡＭ（Operations Administration and  Maintenance）情報などの、通信ノード間で制御情報を交換するための通信フレーム
【００４１】
センサノード１は、センサ情報がペイロードに格納されかつ宛先アドレスが集約装置３である情報フレームを生成する。センサノード１は、生成した情報フレームを隣接する中継装置２に送信する。
具体的には、センサノード１は、所定の時間長（例えば１００ｍｓ）の割り当て周期Ｃごとに、自局で生成した情報フレームを隣接する中継装置２に送信する。
【００４２】
中継装置２は、隣接するセンサノード１又は他の中継装置２から集約装置３宛ての情報フレームを受信すると、受信した情報フレームを、集約装置３に向かう所定の通信ポートから隣接する通信ノード２，３に送信する。
具体的には、集約装置３と直結されていない中継装置２は、受信した情報フレームを、集約装置３側の他の中継装置２に送信する。集約装置３と直結された中継装置２は、受信した情報フレームを集約装置３に送信する。
【００４３】
〔センサネットワークの問題点〕
図１の通信ネットワークにおいて、センサノード１が送信する情報量が比較的少ない場合（１００ｍｓごとに繰り返す割り当て周期Ｃに１．５ｋバイトの情報フレームを送信する場合など。：平均レート＝１２０ｋｂｐｓ）を想定する。
この場合でも、例えば数千個などの多数のセンサノード１が存在し、集約装置３への情報フレームの送信タイミングが集中すると、中継装置２の送信バッファ２３や集約装置３の受信バッファ３３が溢れて情報フレームが廃棄される可能性がある。
【００４４】
情報フレームの廃棄を低減するには、各センサノード１がそれぞれ送信タイミングをずらして情報フレームを送信することが有効である。
具体的には、すべての通信ノード１〜３が時刻同期を確立しており、例えば親局ノードに設定された集約装置３が、情報フレームの送信タイミングをＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）にて割り当てるようにすれば、中継装置２や集約装置３における情報フレームの廃棄を低減することができる。
【００４５】
しかし、すべてのセンサノード１に時刻同期機能を実装するには、時刻同期のためのハードウェア回路を各センサノード１に搭載する必要がある。このため、通信ネットワークの設備コストが高くなるという問題がある。
特に、センサネットワークＳＮでは多数のセンサノード１を含むことが通常である。このため、センサノード１の１台当たりの製作コストが増加すると、システム全体の設備コストが高騰することになる。
【００４６】
また、時刻同期機能を有するセンサノード１は、時刻同期のためのハードウェア回路を動作させる分だけ消費電力が嵩む。従って、例えば電池で駆動するセンサノード１の場合には、駆動時間が短くなるという問題もある。
特に、センサネットワークＳＮでは多数のセンサノード１を含むことが通常である。このため、同期処理の分だけ消費電力が増えると、センサノード１に対する電池交換の頻度が高くなり、システム全体のメンテナンスコストが増加することになる。
【００４７】
〔本実施形態における問題点の解決策〕
図１に示すように、本実施形態のセンサネットワークＳＮには、時刻同期を確立可能な通信ノード（以下、「同期ノード」という。）と、時刻同期を確立不能な通信ノード（以下、「非同期ノード」という。）が含まれる。
図１において、左上隅に「三角マーク」を付した通信ノードが同期ノードであり、「三角マーク」を付していない通信ノードが非同期ノードである。
【００４８】
図１のセンサネットワークＳＮでは、センサノード１には、同期ノードと非同期ノードの２種類が混在し、中継装置２及び集約装置３はいずれも同期ノードよりなる。
同期ノードよりなるセンサノード１（以下、「第１センサノード１Ａ」という。）は、情報フレームの送信タイミングを自局で計時するローカル時刻に従って決定する。
非同期ノードよりなるセンサノード（以下、「第２センサノード１Ｂ」という。）は、情報フレームの送信タイミングを同期ノード（例えば中継装置２）から受信した送信要求に従って決定する。
【００４９】
第２センサノード１Ｂは、時刻同期のためのハードウェア回路を有しないので、第１センサノード１Ａよりも安価でかつ消費電力も少ない。
従って、本実施形態のように、第１センサノード１Ａと第２センサノード１Ｂが混在するシステム構成を採用すれば、第２センサノード１Ｂを設置する分だけ、通信ネットワークの設備コストとメンテナンスコストを抑制することができる。
【００５０】
第２センサノード１Ｂは、時刻同期機能を有する他の通信ノードからの送信要求フレームの受信に応じて情報フレームを送信する。このため、同期ノードが適切なタイミングで送信要求フレームを第２センサノード１Ｂに送信することにより、第１センサノード１Ａによる情報フレームの送信タイミングとの重複が回避される。
従って、中継装置２や集約装置３での情報フレームの廃棄をできるだけ低減することができる。
【００５１】
このように、本実施形態のセンサネットワークＳＮによれば、時刻同期を確立可能な第１センサノード１Ａと、送信要求の受信に応じて情報フレームを送信する、時刻同期機能を有しない第２センサノード１Ｂが混在する。
このため、非同期である第２センサノード１Ｂを採用する分だけ、通信ネットワークの設備コストとメンテナンスコストを抑制できるとともに、中継装置２や集約装置３による情報フレームの廃棄を有効に防止することができる。
【００５２】
センサネットワークＳＮの場合、中継装置２の設置数はそれほど多くなく、低廉化の要求がそれほど高くない。また、中継装置２は外部から電源供給できる場合が多いので、電池交換などのメンテナンス作業が発生する可能性が低い。
そこで、本実施形態のセンサネットワークＳＮでは、すべての中継装置２が時刻同期機能を有する場合を想定している。集約装置３についても同様である。
【００５３】
図１のセンサネットワークＳＮにおいて、第１センサノード１Ａ、中継装置２及び集約装置３の時刻同期の方式は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）及びＰＴＰ（Precision Time Protocol）などの方式のうちのいずれでもよい。
もっとも、設備コストを低減する趣旨からすると、主局が従局に時刻を配分する従属同期方式を採用することが好ましい。時刻同期の主局は、第１センサノード１Ａ、中継装置２及び集約装置３の中から選択された１つの同期ノードであればよいが、本実施形態では、集約装置３が主局である場合を想定する。
【００５４】
また、センサノード１による情報フレームの送信タイミングを管理する通信ノードを「親局ノード」とし、親局ノードが指示する送信タイミングで情報フレームを送信する通信ノード（センサノード１）を「子局ノード」とすると、親局ノードは、第１センサノード１Ａ、中継装置２及び集約装置３のいずれであってもよい。
【００５５】
親局ノードは、第１センサノード１Ａよりなる子局ノードについては、割り当て周期Ｃ内の情報フレームの送信開始時刻を含む制御フレームを事前に送信することにより、情報フレームの送信タイミングを指示する。
また、親局ノードは、第２センサノード１Ｂよりなる子局ノードについては、割り当て周期Ｃごとに送信要求フレームを送信することにより、情報フレームの送信タイミングを指示する。
【００５６】
上記の親局ノードの機能は、複数の通信ノード１〜３が分担してもよい。例えば、２つの中継装置２が、１００個のセンサノード１による情報フレームの送信タイミングを分担して管理する場合には、一方の中継装置２が、割り当て周期Ｃの前半部分に５０個のセンサノード１の送信タイミングを割り当て、他方の中継装置２が、割り当て周期Ｃの後半部分に残りの５０個のセンサノード１の送信タイミングを割り当てればよい。
【００５７】
〔中継装置の内部構成〕
図２は、中継装置２の内部構成の一例を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態の中継装置２は、複数の通信ポート（図例では４ポート）を有するＬ２スイッチよりなる。中継装置２は、ＭＡＣ（Media Access Control）／ＰＨＹ（PHYsical layer）受信部２１と、ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２と、送信バッファ２３と、中継処理部２４と、同期処理部２５とを備える。
【００５８】
ＭＡＣ／ＰＨＹの送受信部２１，２２は、イーサネット規格に準拠するＭＡＣチップ及びＰＨＹチップを有する。
中継処理部２４及び同期処理部２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含む情報処理装置よりなる。処理部２４，２５を構成するＣＰＵの数は、１つ又は複数のいずれでもよい。処理部２４，２５は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路を含んでいてもよい。
【００５９】
ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部２１は、センサノード１、他の中継装置２又は集約装置３から通信フレームを受信すると、受信した通信フレームを中継処理部２４に出力する。
送信バッファ２３は、優先度が設定された複数のキューを備える。送信バッファ２３は、優先度順にキューから通信フレームを取り出し、取り出した通信フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２に出力する。ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２は、送信バッファ２３から入力された通信フレームを、センサノード１、他の中継装置２又は集約装置３に送信する。
【００６０】
ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部２１からの通信フレームが、時刻同期用のタイムスタンプを含む制御フレームである場合には、中継処理部２４は、制御フレームから抽出したタイムスタンプを同期処理部２５に出力する。
同期処理部２５は、自局のローカル時刻を計時する計時回路（タイマー）２６を内蔵している。同期処理部２５は、中継処理部２４からタイプスタンプが入力されると、入力されたタイムスタンプに合わせて計時回路２６のローカル時刻を更新する。
【００６１】
ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部２１からの通信フレームが、集約装置３宛ての情報フレームである場合には、中継処理部２４は、宛先アドレスから決定した送信ポートに対応する送信バッファ２３に、情報フレームを出力する。
中継装置２が親局ノードとして動作する場合には、中継処理部２４は、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信タイミングを、複数のセンサノード１に指示する帯域割り当て処理を実行する。
【００６２】
具体的には、中継処理部２４は、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信開始時刻を含む第１センサノード１Ａ宛ての制御フレームを生成し、生成した制御フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２に出力する。
これにより、割り当て周期Ｃにおける第１センサノード１Ａによる情報フレームの送信タイミングが、当該第１センサノード１Ａに指示される。
【００６３】
中継処理部２４は、割り当て周期Ｃごとに、情報フレームの送信を要求する第２センサノード１Ｂ宛ての制御フレーム（送信要求フレーム）を生成し、生成した送信要求フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２に出力する。
これにより、割り当て周期Ｃにおける第２センサノード１Ｂによる情報フレームの送信タイミングが、当該第２センサノード１Ｂに指示される。
【００６４】
〔第１センサノードの内部構成〕
図３は、第１センサノード１Ａの内部構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、本実施形態の第１センサノード１Ａは、ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部１１と、ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部１２と、受信バッファ１３と、送信バッファ１４と、センサインタフェース１５と、制御部１６と、同期処理部１７とを備える。
【００６５】
ＭＡＣ／ＰＨＹの送受信部１１，１２は、イーサネット規格に準拠するＭＡＣチップ及びＰＨＹチップよりなる。センサインタフェース１５は、センシング信号をデジタル信号に変換して制御部１６に出力する通信インタフェースよりなる。
制御部１６及び同期処理部１７は、ＣＰＵなどを含む情報処理装置よりなる。制御部１６及び同期処理部１７を構成するＣＰＵの数は、１つ又は複数のいずれでもよい。制御部１６及び同期処理部１７は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路が含んでいてもよい。
【００６６】
ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部１１は、中継装置２から通信フレームを受信すると、受信した通信フレームを受信バッファ１３に出力する。受信バッファ１３は、蓄積した通信フレームを制御部１６に出力する。
【００６７】
受信バッファ１３からの通信フレームが、時刻同期用のタイムスタンプを含む制御フレームである場合には、制御部１６は、制御フレームから抽出したタイムスタンプを同期処理部１７に出力する。
同期処理部１７は、自局のローカル時刻を計時する計時回路（タイマー）１８を内蔵している。同期処理部１７は、制御部１６からタイプスタンプが入力されるごとに、入力されたタイムスタンプに合わせて計時回路１８のローカル時刻を更新する。
【００６８】
制御部１６は、センサインタフェース１５から入力されたセンサ情報をペイロードに格納して情報フレームを生成し、生成した情報フレームを送信バッファ１４に出力する。
送信バッファ１４は、優先度が設定された複数のキューを備える。送信バッファ１４は、優先度順にキューから情報フレームを取り出し、取り出した情報フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部１２に出力する。ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部１２は、送信バッファ１４から入力された情報フレームを中継装置２に送信する。
【００６９】
受信バッファ１３から入力された通信フレームが、送信元が親局ノードである帯域割り当てのための制御フレームの場合には、制御部１６は、当該制御フレームに記された送信開始時刻に情報フレームを出力するように送信バッファ１４を制御する。
具体的には、制御部１６は、自局のローカル時刻が親局ノードから指示された送信開始時刻になった時点で、情報フレームの出力を送信バッファ１４に指示する。
【００７０】
第１センサノード１Ａが親局ノードとして動作する場合には、制御部１６は、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信タイミングを、自局以外の複数のセンサノード１に指示する帯域割り当て処理を実行する。
【００７１】
具体的には、制御部１６は、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信開始時刻を含む、他の第１センサノード１Ａ宛ての制御フレームを生成し、生成した制御フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部１２に出力する。
これにより、割り当て周期Ｃにおける第１センサノード１Ａによる情報フレームの送信タイミングが、当該第１センサノード１Ａに指示される。
【００７２】
制御部１６は、割り当て周期Ｃごとに、情報フレームの送信を要求する第２センサノード１Ｂ宛ての制御フレーム（送信要求フレーム）を生成し、生成した送信要求フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部１２に出力する。
これにより、割り当て周期Ｃにおける第２センサノード１Ｂによる情報フレームの送信タイミングが、当該第２センサノード１Ｂに指示される。
【００７３】
〔第２センサノードの内部構成〕
図４は、第２センサノード１Ｂの内部構成の一例を示すブロック図である。
図４に示すように、本実施形態の第２センサノード１Ｂは、ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部１１と、ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部１２と、受信バッファ１３と、送信バッファ１４と、センサインタフェース１５と、制御部１６とを備える。
【００７４】
第２センサノード１Ｂは、同期処理部１７を有しない点で第１センサノード１Ａと相違するが、その他のハードウェア構成及び機能は、第１センサノード１Ａと同様である。そこで、以下においては、第１センサノード１Ａとの相違点を説明する。
前述の通り、親局ノード（中継装置２など）は、第２センサノード１Ｂについては、割り当て周期Ｃごとに送信要求フレームを送信することにより、情報フレームの送信タイミングを割り当て周期Ｃごとに第２センサノード１Ｂに指示する。
【００７５】
従って、受信バッファ１３から入力された通信フレームが、親局ノードからの送信要求フレームの場合には、制御部１６は、割り当て周期Ｃに比べて非常に短い所定時間（例えば２ｍｓ）以内に情報フレームを出力するように送信バッファ１４を制御する。
具体的には、制御部１６は、送信要求フレームの受信時点から所定時間以内に、情報フレームの出力を送信バッファ１４に指示する。所定時間は、制御部１６の内部クロックによって計測可能であるが、計測不能な誤差時間が含まれていてもよい。
【００７６】
〔集約装置の内部構成〕
図５は、集約装置３の内部構成の一例を示すブロック図である。
図５に示すように、本実施形態の集約装置３は、ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部３１と、ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部３２と、受信バッファ３３と、送信バッファ３４と、センサ情報のデータベース３５と、制御部３６と、同期処理部３７とを備える。
【００７７】
ＭＡＣ／ＰＨＹの送受信部３１，３２は、イーサネット規格に準拠するＭＡＣチップ及びＰＨＹチップよりなる。データベース３５は、センサノード１から受信したセンサ情報を記憶する記憶装置よりなる。
制御部３６及び同期処理部３７は、ＣＰＵなどを含む情報処理装置よりなる。制御部３６及び同期処理部３７を構成するＣＰＵの数は、１つ又は複数のいずれでもよい。制御部３６及び同期処理部３７は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路が含んでいてもよい。
【００７８】
ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部３１は、中継装置２から通信フレームを受信すると、受信した通信フレームを受信バッファ３３に出力する。受信バッファ３３は、蓄積した通信フレームを制御部３６に出力する。
【００７９】
受信バッファ３３からの通信フレームが、送信元がセンサノード１である情報フレームの場合には、制御部３６は、情報フレームのペイロードからセンサ情報を取り出し、取り出したセンサ情報をデータベース３５に記録する。
同期処理部３７は、自局のローカル時刻を計時する計時回路（タイマー）３８を内蔵している。同期処理部３７は、計時回路３８が計時する自局のローカル時刻を制御部３６に出力する。
【００８０】
制御部３６は、自局のローカル時刻（タイムスタンプ）を含む制御フレームを生成し、生成した制御フレームを、センサネットワークＳＮに含まれる時刻同期機能を有する通信ノード（図１では、中継装置２及び第１センサノード１Ａ）に送信する。
集約装置３が親局ノードとして動作する場合には、制御部３６は、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信タイミングを、複数のセンサノード１に指示する帯域割り当て処理を実行する。
【００８１】
具体的には、制御部３６は、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信開始時刻を含む第１センサノード１Ａ宛ての制御フレームを生成し、生成した制御フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２に出力する。
これにより、割り当て周期Ｃにおける第１センサノード１Ａによる情報フレームの送信タイミングが、当該第１センサノード１Ａに指示される。
【００８２】
制御部３６は、割り当て周期Ｃごとに、情報フレームの送信を要求する第２センサノード１Ｂ宛ての制御フレーム（送信要求フレーム）を生成し、生成した送信要求フレームをＭＡＣ／ＰＨＹ送信部２２に出力する。
これにより、割り当て周期Ｃにおける第２センサノード１Ｂによる情報フレームの送信タイミングが、当該第２センサノード１Ｂに指示される。
【００８３】
〔親局ノードによる帯域割り当て処理〕
図６は、情報フレームの帯域割り当て処理の一例を示すタイムチャートである。
図６において、上段の時間軸は、親局ノードが送信する送信要求フレームの送信タイミングを示す。親局ノードは、子局ノード以外の第１センサノード１Ａ、中継装置２又は集約装置３よりなる。
下段の時間軸は、子局ノードが送信する情報フレームの送信タイミングを示す。子局ノードは、親局以外の第１センサノード１Ａ又は第２センサノード１Ｂよりなる。
【００８４】
図６では、親局ノードが４つの子局ノードＸ１〜Ｘ４の帯域割り当て処理を行う場合を例示している。ここでは、子局ノードＸ１〜Ｘ４の種別は下記の通りであるとする。
子局ノードＸ１＝第１センサノード１Ａ
子局ノードＸ２＝第１センサノード１Ａ
子局ノードＸ３＝第２センサノード１Ｂ
子局ノードＸ４＝第２センサノード１Ｂ
【００８５】
図６において、ＴＳ１〜ＴＳ４は、子局ノードＸ１〜Ｘ４が送信する情報フレームのタイムスロットであり、Ｔ１〜Ｔ４は、子局ノードＸ１〜Ｘ４に許可されるタイムスロットの送信時間長である。
【００８６】
子局ノードＸ１，Ｘ２は第１センサノード１Ａである。このため、子局ノードＸ１，Ｘ２には、割り当て周期Ｃにおける情報フレームの送信タイミング（送信開始時刻と送信時間長）が、親局ノードから事前に通知されている。
この場合、子局ノードＸ１，Ｘ２（第１センサノード１Ａ）は、自局のローカル時刻が親局ノードから指定された送信開始時刻になると情報フレームの送信を開始し、親局ノードから指定された送信時間長Ｔ１，Ｔ２だけ情報フレームの送信を継続する。
【００８７】
子局ノードＸ３，Ｘ４は第２センサノード１Ｂである。このため、子局ノードＸ３，Ｘ３は、今回の割り当て周期Ｃにおいて送信要求フレームを親局ノードから受信する。
この場合、子局ノードＸ３，Ｘ４（第２センサノード１Ｂ）は、送信要求の受信時点から所定時間以内に情報フレームの送信を開始し、親局ノードから指定された送信時間長Ｔ３，Ｔ４だけ情報フレームの送信を継続する。
【００８８】
親局ノードは、送信要求フレームの送受信処理に要する遅延時間Ｄ３，Ｄ４を記憶しており、この遅延時間Ｄ３，Ｄ４に基づいて送信要求フレームの送信時点ｔ３，ｔ４を決定する。すなわち、子局ノードＸ３，Ｘ４に情報フレームの送信を開始させる時点をｔｓ３，ｔｓ４とすると、送信要求フレームの送信時点ｔ３，ｔ４は次式にて決定される。
ｔ３＝ｔｓ３−Ｄ３
ｔ４＝ｔｓ４−Ｄ４
【００８９】
なお、子局ノードＸ１〜Ｘ４が毎回送信するセンサ情報のデータ量が決まっている場合には、送信時間長Ｔ１〜Ｔ４はセンサノード１に設定された固定値であってもよい。
この場合、親局ノードは、子局ノードＸ１〜Ｘ４に対して送信時間長Ｔ１〜Ｔ４を通知する必要はない。すなわち、親局ノードは、子局ノードＸ１，Ｘ２に対して、送信開始時刻のみを含む制御フレームを送信すればよく、子局ノードＸ３，Ｘ４に対して、情報フレームの送信時間長を含まない送信要求フレームを送信すれば足りる。
【００９０】
〔子局ノードの登録シーケンス〕
図７は、子局ノードＡ，Ｂの登録シーケンスの一例を示すタイムチャートである。
図７において、子局ノードＡは、「同期ノード」である第１センサノード１Ａよりなり、子局ノードＢは、「非同期ノード」である第２センサノード１Ｂよりなる。
【００９１】
図７の登録シーケンスでは、親局ノードが集約装置３である場合を想定している。もっとも、親局ノードは、第１センサノード１Ａ又は中継装置２であってもよい。
集約装置３以外の通信ノード（第１センサノード１Ａ又は中継装置２）が親局ノードである場合は、子局ノードＡ，Ｂは、登録シーケンスのための制御フレームを親局ノードとやり取りするが、情報フレームについては集約装置３に宛てて送信する。
【００９２】
以下の説明では、実行主体が親局ノード及び子局ノードＡ，Ｂとなっているが、通信フレームの生成などの各種の情報処理は、各ノードの制御部（図３〜図５の制御部１６，３６）が実行する。
また、制御部が生成した通信フレームの送受信は、各ノードの通信部（図３〜図５の送受信部１１，１２，３１，３２）が実行する。
【００９３】
図７に示すように、親局ノードは、定期的に、ディスカバリゲートを生成して子局ノードＡ，Ｂにブロードキャスト送信する。ディスカバリゲートは、親局ノードが未登録の子局ノードＡ，Ｂを探索するための制御フレームである。
【００９４】
（子局ノードＡの登録処理）
未登録の子局ノードＡは、親局ノードからディスカバリゲートを受信すると、親局ノードにレジスタ要求を返す。
親局ノードは、子局ノードＡからレジスタ要求を受信すると、当該子局ノードＡ宛てにレジスタとともにノーマルゲートを送信する。ノーマルゲートは、通信フレームの送信開始時刻と送信時間長を子局ノードＡ、Ｂに通知するための制御フレームである。
【００９５】
子局ノードＡは、ノーマルゲートで通知された時刻にレジスタ確認を返す。子局ノードＡは、自局のノード種別を表す識別情報（例えば、「同期ノード」を意味する識別番号）をレジスタ確認に含める。
親局ノードは、子局ノードＡからレジスタ確認を受信すると、子局ノードＡのノード情報を自局のメモリに登録する。この登録には、当該子局ノードＡのノード種別（＝同期ノード）をメモリに記録する処理が含まれる。
【００９６】
子局ノードＡの登録が完了すると、親局ノードは、子局ノードＡにノーマルゲートを送信する。このノーマルゲートには、情報フレームの割り当て周期Ｃにおける送信開始時刻と送信時間長が含まれる。
子局ノードＡは、自局のローカル時刻がノーマルゲートで通知された送信開始時刻になると、情報フレームの送信を開始し、ノーマルゲートで通知された送信時間長だけ情報フレームの送信を継続する。子局ノードＡは、この情報フレームの送信処理を、割り当て周期Ｃごとに繰り返す。
【００９７】
（子局ノードＢの登録処理）
未登録の子局ノードＢは、親局ノードからディスカバリゲートを受信すると、親局ノードにレジスタ要求を返す。
親局ノードは、子局ノードＢからレジスタ要求を受信すると、当該子局ノードＢ宛てにレジスタとともにノーマルゲートを送信する。
【００９８】
子局ノードＢは、非同期ノードであるから、ノーマルゲートを受信すると即座（ただし、不可避の遅延時間が含まれ得る。）にレジスタ確認を返す。子局ノードＢは、自局のノード種別を表す識別情報（例えば、「非同期ノード」を意味する識別番号）をレジスタ確認に含める。
親局ノードは、子局ノードＢからレジスタ確認を受信すると、子局ノードＢのノード情報を自局のメモリに登録する。この登録には、当該子局ノードＢのノード種別（＝非同期ノード）をメモリに記録する処理が含まれる。
【００９９】
子局ノードＢの登録が完了すると、親局ノードは、割り当て周期Ｃごとに子局ノードＢに送信要求フレームを送信する。この送信要求フレームには、情報フレームの送信時間長が含まれる。
子局ノードＢは、送信要求フレームを受信すると即座（ただし、不可避の遅延時間が含まれ得る。）に情報フレームの送信を開始し、送信要求フレームで通知された送信時間長だけ情報フレームの送信を継続する。
【０１００】
図７の登録シーケンスにおいて、子局ノードＡ，Ｂは、自局のノード種別を表す識別情報を「レジスタ確認」に含めるのではなく、「レジスタ要求」に含めることにしてもよいし、レジスタ要求及びレジスタ確認の双方に含めることにしてもよい。
【０１０１】
〔第１の変形例〕
図８は、情報フレームの帯域割り当て処理の変形例を示すタイムチャートである。
図８において、「Ｃ１」は今回の割り当て周期を示しており、「Ｃ２」は次回の割り当て周期を示している。図８の変形例では、データ量のリクエスト値Ｒ１〜Ｒ４を情報フレームに含めるため、親局ノードは集約装置３よりなる。
【０１０２】
図８の変形例では、子局ノードＸ１〜Ｘ４（第１及び第２センサノード１Ａ，１Ｂ）は、次回の割り当て周期Ｃ２に送信する予定の情報フレームのデータ量を表すリクエスト値Ｒ１〜Ｒ４を、今回の割り当て周期Ｃ１に送信する情報フレームに記すことにより、次回周期のデータ量を事前に親局ノードに通知する。
子局ノードＸ１〜Ｘ４は、自局の送信バッファ１４に蓄積された現時点のセンサ情報のデータ量に基づいて、リクエスト値Ｒ１〜Ｒ４を決定すればよい。
【０１０３】
この場合、親局ノードは、各子局ノードＸ１〜Ｘ４（第１及び第２センサノード１Ａ，１Ｂ）から通知されたリクエスト値Ｒ１〜Ｒ４に基づいて、各子局ノードＸ１〜Ｘ４（第１及び第２センサノード１Ａ，１Ｂ）にそれぞれ許可する情報フレームの送信時間長Ｔ１〜Ｔ４を調整することが好ましい。
このようにすれば、子局ノードＸ１〜Ｘ４が申告するデータ量に基づいて、それらに許可する送信時間長Ｔ１〜Ｔ４を動的かつ適切に割り当てることができる。
【０１０４】
〔第２の変形例〕
図９及び図１０は、通信ネットワークの接続形態の変形例を示す全体構成図である。
図９に示すセンサネットワークＳＮでは、集約装置３に繋がる中継装置２を含む４つの中継装置２がリング形状の接続形態となっており、リングを形成する３つの中継装置２にそれぞれセンサノード１Ａ，１Ｂが接続されている。
【０１０５】
図１０に示すセンサネットワークＳＮでは、集約装置３に繋がる中継装置２を分岐点として、３つの中継装置２が分岐するツリー形状の接続形態となっており、３つの中継装置２にそれぞれセンサノード１Ａ，１Ｂが接続されている。
このように、本実施形態のセンサネットワークＳＮは、種々の接続形態を採用することができる。
【０１０６】
〔その他の変形例〕
上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０７】
上述の実施形態では、センサノード１が２種類のセンサノード１Ａ，１Ｂよりなるが、すべてのセンサノード１が非同期の第２センサノード１Ｂであってもよい。
この場合、親局ノードは中継装置２又は集約装置３よりなる。また、親局ノードによる帯域割り当て処理（図６及び図８）は、第２センサノード１Ｂのみからなる子局ノードＸ１〜Ｘ４による情報フレームの送信タイミングを決定し、決定した送信タイミングを送信要求フレームによって各子局ノードＸ１〜Ｘ４に通知する処理となる。
【０１０８】
上述の実施形態では、隣接する通信ノード１〜３が通信ケーブルで接続される場合を例示したが、通信ノード同士が無線通信する通信ネットワークであってもよい。
また、通信ネットワークは、有線通信の部分と無線通信の部分が混在するネットワークであってもよい。
【０１０９】
上述の実施形態では、通信ネットワークが複数のセンサノード１を含むセンサネットワークＳＮである場合を例示したが、本実施形態の通信ネットワークは、複数の情報ノードを含む、センサネットワークＳＮ以外のネットワークにも広く適用することができる。
従って、各情報ノードが集約装置３宛てに送信して集約装置３に集約されるデジタル情報は、センサ情報に限定されるものではなく、映像及び音声データなどの各種のデータを採用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  センサノード（通信ノード）
１Ａ  第１センサノード（第１情報ノード）
１Ｂ  第２センサノード（第２情報ノード）
２  中継装置（通信ノード）
３  集約装置（通信ノード）
１１  ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部
１２  ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部
１３  受信バッファ
１４  送信バッファ
１５  センサインタフェース
１６  制御部
１７  同期処理部
１８  計時回路
２１  ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部
２２  ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部
２３  送信バッファ
２４  中継処理部
２５  同期処理部
２６  計時回路
３１  ＭＡＣ／ＰＨＹ受信部
３２  ＭＡＣ／ＰＨＹ送信部
３３  受信バッファ
３４  送信バッファ
３５  データベース
３６  制御部
３７  同期処理部
３８  計時回路
ＳＮ  センサネットワーク（通信ネットワーク）
Ｘ１〜Ｘ４  子局ノード
【図１】
2018201116.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018201116.tif 000005
【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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