(57)【要約】【課題】システム全体の通信品質が低下することなく、サービス率、システム信頼性を向上することができる通信システムを提供する。【解決手段】アドホック網２０にて接続される複数の通信ユニット１２、１３と、業務サーバ９との間を中継するゲートウェイ装置１１とを有し、業務サーバ９は通信ユニット１３に要求電文Ａを送信し、該当通信ユニット１３は要求電文Ａに対して応答電文Ｂを作成して送信する通信システムにおいて、ゲートウェイ装置１１または通信ユニット１２は、業務サーバ９の要求電文Ａに対する該当通信ユニット１３の応答電文Ｂをバッファリングし、バッファリングしておいた応答電文Ｂを該当通信ユニット１３の代理応答電文として送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、上記サーバ装置は上記通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは上記要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおいて、
上記ゲートウェイ装置または上記通信ユニットの少なくとも１つは、上記サーバ装置の上記要求電文に対する該当通信ユニットの上記応答電文をバッファリングし、バッファリングしておいた上記応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
上記ゲートウェイ装置と上記各通信ユニットと間の接続は、マルチホップネットワークにて成ることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、上記サーバ装置は上記通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは上記要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおける上記ゲートウェイ装置において、
上記サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングする電文記憶部と、バッファリングしておいた上記応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信する代理制御部とを備えたことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項４】
マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、上記サーバ装置は上記通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは上記要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおける上記通信ユニットにおいて、
上記サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングする電文記憶部と、バッファリングしておいた上記応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信する代理制御部とを備えたことを特徴とする通信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ通信において、マルチホップネットワーク上に通信障害が生じても、システム全体の通信品質を改善し、サービス率、システム信頼性を向上することができる通信システムおよびゲートウェイ装置および通信ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システムは、個々の通信ユニットが相互に無線通信し、マルチホップすることで、広域ネットワークを構成するアドホック通信（スター、メッシュ構成など）を電気、水道、ガスといった各種自動検針のネットワークインフラとして適用することが検討されている。このアドホック通信を用いることで、設備コストを抑えつつ、広範囲エリアをカバーできる。自動検針システムでは、アドホック通信のネットワークインフラ上に検針収集及び監視制御を担う業務アプリケーションを動作させることになる。そして、同一のアドホック通信によって通信ユニットからデータセンタ内の業務サーバまでのネットワークインフラを提供することは、マルチホップ数及び収集するトラヒック量の観点から実現は困難であり、アドホック通信網と既存ＩＰアクセス網とを中継するために分散配置されたゲートウェイ装置が通信メディア変換、プロトコル変換を行うことによって、業務サーバと各通信ユニットとの通信を可能としている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「ＰＨＳ自動検針システムの開発」、ＯＭＲＯＮＴＥＣＨＮＩＣＳＶｏｌ．４１Ｎｏ．１（通巻１３７号）２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の通信システムは、無線通信かつマルチホップによって構築されるアドホック通信ネットワークインフラでは、一時的な通信障害、トポロジ再構築、無線通信速度の影響から、通信性能（到達率、転送時間）が既存ＩＰアクセス網と比較して低下する可能性が高いという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、自動検針の業務アプリケーションに必要なＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ通信において、マルチホップネットワーク上の通信障害が生じても、システム全体の通信品質が低下することなく、サービス率、システム信頼性を向上させる通信システムおよびゲートウェイ装置および通信ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、サーバ装置は通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおいて、
ゲートウェイ装置または通信ユニットの少なくとも１つは、サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングし、バッファリングしておいた応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信するものである。
【０００７】
また、この発明は、マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、サーバ装置は通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおけるゲートウェイ装置において、
サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングする電文記憶部と、バッファリングしておいた応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信する代理制御部とを備えたものである。
【０００８】
また、この発明は、マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、サーバ装置は通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおける通信ユニットにおいて、
サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングする電文記憶部と、バッファリングしておいた応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信する代理制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の通信システムは、マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、サーバ装置は通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおいて、
ゲートウェイ装置または通信ユニットの少なくとも１つは、サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングし、バッファリングしておいた応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信するので、
システム全体の通信品質が低下することなく、サービス率、システム信頼性を向上させる。
【００１０】
また、この発明のゲートウェイ装置は、マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、サーバ装置は通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおけるゲートウェイ装置において、
サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングする電文記憶部と、バッファリングしておいた応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信する代理制御部とを備えたので、
通信品質が低下することなく、サービス率、信頼性を向上させる。
【００１１】
また、この発明の通信ユニットは、マルチホップネットワークにて接続される複数の通信ユニットと、サーバ装置との間を中継するゲートウェイ装置とを有し、サーバ装置は通信ユニットに要求電文を送信し、該当通信ユニットは要求電文に対して応答電文を作成して送信する通信システムにおける通信ユニットにおいて、
サーバ装置の要求電文に対する該当通信ユニットの応答電文をバッファリングする電文記憶部と、バッファリングしておいた応答電文を該当通信ユニットの代理応答電文として送信する代理制御部とを備えたので、
通信品質が低下することなく、サービス率、信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１の通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した通信システムのゲートウェイ装置および各通信ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した通信システムの動作を説明するための図である。
【図４】図１に示したゲートウェイ装置および各通信ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図２に示した電文記憶部に記憶されているデータの構成を示した図である。
【図６】図１に示した通信システムの他の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における通信システムの構成を示す図、図２は図１に示した通信システムのゲートウェイ装置および各通信ユニットの構成を示すブロック図、図３および図６は図１に示した通信システムの動作を説明するための図、図４は図１に示したゲートウェイ装置および各通信ユニットの動作を説明するためのフローチャート、図５は図２に示した電文記憶部に記憶されているデータの構成を示した図、図６は図１に示した通信システムの他の動作を説明するための図である。図において、本通信システムはガス・水道・電気といった自動検針の業務アプリケーションに必要なＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ通信における検針データをアドホック網２０経由で収集可能とする複数の通信ユニット１２、１３と、その検針データを収集するサーバ装置としての業務サーバ９と、アドホック網２０とアクセス網（インターネット網）１０を中継する、すなわち複数の通信ユニット１２、１３と、業務サーバ９との間を中継する複数のゲートウェイ装置１１とから構成されるものである。
【００１４】
そして、ゲートウェイ装置１１および通信ユニット１２、１３は、本システムにて使用する無線、有線通信用のインターフェイス１と、インターフェイス１に送受信されるデータ電文のフォーマット解析・生成し、上位制御部との電文中継を行う送受信部２と、経路確立を制御するための経路制御部３と、代理の制御を行う代理制御部４と、電文を記憶する電文記憶部５と、ユニット制御部６と、各種ユニット８に送受信するための他ユニットＩ／Ｆ７とを備えている。
【００１５】
インターフェイス１は、他装置との通信に用いる業務データ電文のフレーム化（もしくはその逆）を行う。ゲートウェイ装置１０４では、アクセス網１０３とアドホック網１００との通信となるため、複数の通信インターフェイスを保持することになる。尚、無線媒体は、特定小電力無線、無線ＬＡＮ、ＰＨＳ等、有線媒体はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等を用いる。送受信部２は、フレームエラー検査（チェックサム、巡回冗長検査等の付加データを使用する）、フレームの一部であるヘッダ（送信元アドレス、送信先アドレス、データタイプをフォーマット規定）解析することで自装置宛か他装置宛かの判断し、中継先は決定する。また、送信時にはヘッダ生成を行う。
【００１６】
経路制御部３は、アクセス網１０及びアドホック網１１を構築するために隣接する通信ユニット１２、１３との隣接装置識別子、使用帯域（チャネル）、ホップ数、受信信号強度など経路確立に関する情報の交換処理および管理する。自装置宛の電文であれば後述するユニット制御部６に中継し、他装置宛電文であれば経路管理表より次の中継装置を判断し、送受信部２に転送する。代理制御部４は、他装置宛電文内容を解析、必要に応じて対象通信装置に成り代わり、代理電文を送信する。電文記憶部５は、代理制御部４で管理される業務データ電文本体、関連情報を格納する。ユニット制御部６は、業務サーバ１０２から自装置宛に送信された要求電文に従い、他ユニットＩ／Ｆ７から各種ユニット８にアクセスすることにより制御実行・応答電文生成を行う。他ユニットＩ／Ｆ７は、各種ユニット８にアクセスするためのインターフェイスであり、有線・無線問わず通信媒体を指すものである。各種ユニット８とは、ゲートウェイ装置１１、通信ユニット１２、１３に接続されている各種ユニットであり、ガス、水道、電気等のメータ検針値を記録する計量ユニットやサービス提供開始・停止を制御する開閉ユニット等を指す。これら通信ユニット１２、１３はそれぞれ各世帯、柱上等に設置されるものである。
【００１７】
業務サーバ９は、自動検針システムの業務アプリケーションを搭載し、収集される検針データ及び装置制御管理機能を有する。アクセス網１０は、業務サーバ９とゲートウェイ装置１１と間の通信機能を提供し、通信プロトコル、通信媒体は問わず、様々なネットワークを利用することができる。ゲートウェイ装置１１は、一定範囲のエリア毎に設置され、業務サーバ９と通信ユニット１２、１３との間の通信を中継するものである。そして、通信ユニット１２はゲートウェイ装置１１と１ホップにて、通信ユニット１３は通信ユニット１２を経由してゲートウェイ装置１１と２ホップでアドホック網２０を構築しているものである。このように構成することにより、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ通信における各通信ユニット１２、１３のデータを収集可能としている。
【００１８】
次に、上記のように構成された実施の形態１の通信システムの動作について、図３に基づいて説明する。まず、業務サーバ９は業務内容に従い、該当の通信ユニット１３に対して要求電文Ａを送信する。そして、この要求電文Ａは、ゲートウェイ装置１１→通信ユニット１２→通信ユニット１３と順に送信される。そして、当該通信ユニット１３は、その要求電文Ａに従って制御を実行すると共に応答電文Ｂを作成して返信する。そして、その応答電文Ｂは、通信ユニット１２→ゲートウェイ装置１１→業務サーバ９と順に送信されるとともに、通信ユニット１２およびゲートウェイ装置１１にはその応答電文Ｂが記憶される。しかしながらここでは、業務サーバ９の要求電文Ａに対する応答電文Ｂがアクセス網１０の通信エラーによって廃棄される。よって、業務サーバ９は要求電文Ａに対する応答電文Ｂを一定時間受信しないことを契機に通信エラーを検出する。次に、業務サーバ９は当該通信ユニットの制御内容次第で速やかに要求電文Ａを再送要求電文Ｃとして行う。次に、中継装置であるゲートウェイ装置１１が再送要求電文Ｃに対する応答電文Ｂを記憶しているため、当該通信ユニット１３の代理として代理応答電文Ｄを業務サーバ９に送信して応答を行う。このように通信することにより、再度通信ユニット１３まで再送要求電文Ｃが送信されることなく、応答が可能となる。
【００１９】
この際のゲートウェイ装置１１および通信ユニット１２、１３の動作の詳細について図４のフローチャートに基づいて説明する。まず、業務サーバ９は通信ユニット１３に対する要求電文Ａをゲートウェイ装置１１に送信する。すると、ゲートウェイ装置１１はインターフェイス１にて電文を受信する（図４のステップＳ１）。次に、インターフェイス１からの電文を送受信部２は自装置で管理している構築・管理している経路表に従い、電文の宛先より、転送先を検証する（図４のステップＳ２）。ここでは他装置宛であるため、次に、経路制御部３は電文内容を示す電文種別を検証する（図４のステップＳ６）。ここでは、電文種別が要求電文Ａであるため、次に、代理制御部４は電文記憶部５に蓄積されている電文から要求電文Ａに対応する応答電文Ｂが蓄積・管理されているか否かを検証する（図４のステップＳ９）。この際は、業務サーバ９から最初の要求電文Ａが送信された場合であるため、当該要求電文Ａに対応する応答電文Ｂは蓄積されていない（Ｎｏ）ので、インターフェイス１から、通信ユニット１２に向けて要求電文Ａを転送して（図４のステップＳ８）、処理を終了し、電文受信待ちの状態となる。
【００２０】
次に、通信ユニット１２は、先の要求電文Ａをインターフェイス１から受信し（図４のステップＳ１）、上記ゲートウェイ装置１１と同様の工程を経て、この要求電文Ａを通信ユニット１３に向けて転送して（図４のステップＳ８）、処理を終了する。次に、通信ユニット１３は、この要求電文Ａの要求先であるため、インターフェイス１から受信すると（図４のステップＳ１）、上記場合と同様の工程を経て、送受信部２は転送先を検証する（図４のステップＳ２）。ここでは自装置宛であるため、経路制御部３はユニット制御部６に転送する（図４のステップＳ３）。次に、受信した電文に従い、例えば、他ユニットＩ／Ｆ７から各種ユニット８にアクセスするなどして、自装置の制御を実行（図４のステップＳ４）した後、応答電文Ｂを生成し、インターフェイス１から送信元宛に、ここでは通信ユニット１２に送信して（図４のステップＳ５）、処理を終了し、電文受信待ちの状態となる。
【００２１】
次に、通信ユニット１２は、この応答電文Ｂをインターフェイス１にて受信すると（図４のステップＳ１）、上記場合と同様の工程を経て、送受信部２にて転送先を検証する（図４のステップＳ２）。ここでは、他装置宛であるため、代理制御部４は電文内容を示す電文種別を検証する（図４のステップＳ６）。次にここでは、電文種別が応答電文Ｂであるため、その応答電文Ｂを自装置の電文記憶部５に送信元識別子、送信先識別子、システム内でユニークに識別可能かつデータ要求に対するデータ応答の対応付けが可能な識別子（シーケンス番号、時刻等）共に蓄積・管理する（図４のステップＳ７）。
【００２２】
この際、応答電文Ｂは、図５に示すような、管理・使用する蓄積電文テーブルにてデータとして記憶される。尚、電文蓄積時刻フィールドは電文を格納した時刻を指しており、一定時間を経過した蓄積電文については自動的に削除することで、管理テーブル（電文記憶部５）に必要なメモリ空間を削減することもできる。また、要求電文識別子フィールドはシステム内で要求電文をユニークに識別できることが必要であり、複数の情報を組み合わせても良い。本実施の形態では、要求電文の送信先アドレス（識別子）、送信元にて要求電文毎にユニークに付与するシーケンス番号、要求電文を生成した時刻を用いることで通信システム内で一意としている。応答電文フィールドには要求電文に対応した応答電文全体を格納しており、再送要求電文を受信した際に、本電文を代理応答として要求先に送信することができる。
【００２３】
次に、応答電文Ｂをインターフェイス１からゲートウェイ装置１１に転送して（図４のステップＳ８）、処理を終了し、電文受信待ちの状態となる。次に、ゲートウェイ装置１１は通信ユニット１３からの応答電文Ｂを通信ユニット１２から受信し（図４のステップＳ１）、上記通信ユニット１２と同様の工程を経て、この応答電文Ｂを保存するとともに、応答電文Ｂを業務サーバ９に向けて転送して（図４のステップＳ８）、処理を終了し、電文受信待ちの状態となる。しかしながら、ゲートウェイ装置１１から業務サーバ９への応答電文Ｂの転送は、アクセス網１０の通信エラーにより破棄される。
【００２４】
次に、業務サーバ９は上記に示したように、再送要求電文Ｃ（要求内容は要求電文Ａと同一である）をゲートウェイ装置１１にとして送信する。そして、ゲートウェイ装置１１はインターフェイス１にて電文を受信すると（図４のステップＳ１）、上記場合と同様の工程を経て、送受信部２にて転送先を検証する（図４のステップＳ２）。ここでは、他装置宛であるため、代理制御部４は電文内容を示す電文種別を検証する（図４のステップＳ６）。ここでは、電文種別が再送要求電文Ｃであるため、代理制御部４は電文記憶部５に蓄積されている電文から再送要求電文Ｃすなわち要求電文Ａに対応する応答電文Ｂが蓄積・管理されているか否かを検証する（図４のステップＳ９）。この際は、先の工程にて、当該要求電文Ａに対応する応答電文Ｂが蓄積されているため（Ｙｅｓ）、対応する応答電文Ｂを電文記憶部５から抽出して、インターフェイス１から、業務サーバ９に向けて代理応答電文Ｄ（応答内容は応答電文Ｂと同一である）として送信して（図４のステップＳ１０）、処理を終了し、電文受信待ちの状態となる。
【００２５】
また、図３においては、ゲートウェイ装置９が代理応答する場合を説明したが、図６に示すように、通信ユニット１２が代理応答することも可能である。この場合について、図６に基づいて説明する。まず、上記に示した場合と同様に、業務サーバ９は業務内容に従い、該当の通信ユニット１３に対して要求電文Ａを送信する。そして、この要求電文Ａは、ゲートウェイ装置１１→通信ユニット１２→通信ユニット１３と順に送信される。そして、当該通信ユニット１３は、その要求電文Ａに従って制御を実行すると共に応答電文Ｂを作成して返信する。そして、その応答電文Ｂは、通信ユニット１２→ゲートウェイ装置１１→業務サーバ９と順に送信されるとともに、通信ユニット１２およびゲートウェイ装置１１にはその応答電文Ｂが記憶される。しかしながらここでは、アドホック網２０の通信エラーによって廃棄されるため、ゲートウェイ装置１１に到達しなく、ゲートウェイ装置１１にて応答電文Ｂが記憶されることはない。
【００２６】
そして、業務サーバ９は要求電文Ａに対する応答電文Ｂを一定時間受信しないことを契機に通信エラーを検出する。次に、業務サーバ９は当該通信ユニットの制御内容次第で速やかに要求電文Ａを再送要求電文Ｃとして行う。次に、中継装置であるゲートウェイ装置１１が再送要求電文Ｃに対する応答電文Ｂを記憶していないため、再送要求電文Ｃを通信ユニット１２に送信する。次に、通信ユニット１２は再送要求電文Ｃに対する応答電文Ｂを記憶しているため、当該通信ユニット１３の代理として代理応答電文Ｅをゲートウェイ装置１１を介して業務サーバ９に送信して応答を行う。このように通信することにより、再度通信ユニット１２まで再送要求電文Ｃが送信されることなく、応答が可能となる。また、ゲートウェイ装置１１に送信された、代理応答電文Ｅはゲートウェイ装置１１に記憶することもできる。
【００２７】
上記のように構成された実施の形態１においては、アドホックネットワーク（マルチホップネットワーク）における通信トラヒックを削減するため省エネルギーとなる。そしてこれとともに、通信障害の発生確率を低下することが可能である。また、業務サーバ側では短時間での通信路の障害を意識することなく、業務を継続可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
４  代理制御部、５  電文記憶部、９  業務サーバ、１０  アクセス網、
１１  ゲートウェイ装置、１２，１３  通信ユニット、２０  アドホック網、
Ａ  要求電文、Ｂ  応答電文、Ｃ  再送要求電文、Ｄ，Ｅ  代理応答電文。
【図１】
2011244045.tif 000003
【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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