(57)【要約】【課題】構成情報の変化を他装置に迅速に伝達する場合において、通信の同時性による輻輳を抑えること。【解決手段】無線端末100は、間欠動作制御部101、送信動作制御部102、直接通信可能端末調査部103、および構成情報交換制御部105を有する。構成情報交換制御部105は、直接通信にかかる変化を検出したときは、自装置が保有する構成情報を更新するとともに、自装置と直接通信可能な周辺の他装置とが通信を行って該更新された自装置の構成情報を他装置が保有する構成情報とを交換する。該交換動作によって前記他装置の構成情報が変化した場合には、構成情報交換要求を送信し、該構成情報交換要求への応答に基づいて構成情報の交換を行い、これを次々と他装置が更新する動作を行わせるために、他装置が宛先無線端末以外の識別符号を受信したときは、宛先無線端末までの中継回数を含む構成情報を、前記リンクが確立されたときに交換する。【選択図】図１
2011061679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワーク内で、自装置の送出するデータが宛先装置に到達するまでに要する中継回数に関する情報を含む構成情報を保有し、該構成情報に基づいて相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行う無線端末装置であって、
自装置の識別符号を他装置に向けて同報送信する識別符号同報送信動作を実行しその直後に他装置からのリンク確立要求信号を待ち受ける受信動作状態と、休止状態とを、繰り返し実行する間欠動作制御部と、
送信要求の発生時に、他装置からの識別符号を連続的に待ち受ける識別符号連続待受け動作を実行し、該識別符号に基づいてリンクを確立し、その後に前記休止状態に移行する送信動作制御部と、
前記構成情報を生成するために、前記送信動作制御部が前記識別符号連続待受け動作にて受信した識別符号の受信の度合いに関する情報を該識別符号毎に識別符号受信情報として調査し、前記送信動作制御部が実行する前記識別符号連続待受け動作の累計時間が所定時間に到達したときに、該識別符号受信情報の調査結果に基づいて直接通信できる他装置を決定する直接通信可能端末調査部と、
該直接通信可能端末調査部による調査で直接通信にかかる変化を検出したときは、自装置が保有する構成情報を更新するとともに、自装置と直接通信可能な周辺の他装置とが前記間欠動作制御部及び前記送信動作制御部に基づく動作制御で通信を行って該更新された自装置の構成情報を他装置が保有する構成情報とを交換する動作を実行し、該交換動作によって前記他装置の構成情報が変化した場合には、変化した構成情報を異なる他装置と交換すべく連続受信状態となり該異なる他装置からの識別情報を受信した場合には、構成情報交換要求を送信し、該構成情報交換要求への応答に基づいて構成情報の交換を行い、これを次々と他装置が継続して行くことで前記メッシュ無線通信ネットワークを構成する全ての無線端末についての中継回数を含む構成情報を更新する動作を行わせるために、前記他装置が宛先無線端末以外の識別符号を受信したときは、前記宛先無線端末までの中継回数を含む構成情報を、前記リンクが確立されたときに交換し、該更新された中継回数を含む構成情報を基に取得した構成情報を他の無線端末に転送すべきかを決定する動作を実行する構成情報交換制御部と、
を含むことを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】
前記構成情報交換制御部は、前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号によって決定することを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
【請求項３】
前記構成情報交換制御部は、前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号と該更新の原因となった情報交換の相手識別符号とによって決定することを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
【請求項４】
無線通信ネットワーク内で、複数の無線端末装置が、各々自装置の送出するデータが宛先装置に到達するまでに要する中継回数に関する情報を含む構成情報を保有し、該構成情報に基づいて相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行う無線通信システムにおいて、
前記無線端末装置は、
自装置の識別符号を他装置に向けて同報送信する識別符号同報送信動作を実行しその直後に他装置からのリンク確立要求信号を待ち受ける受信動作状態と、休止状態とを、繰り返し実行する間欠動作制御部と、
送信要求の発生時に、他装置からの識別符号を連続的に待ち受ける識別符号連続待受け
動作を実行し、該識別符号に基づいてリンクを確立し、その後に前記休止状態に移行する送信動作制御部と、
前記構成情報を生成するために、前記送信動作制御部が前記識別符号連続待受け動作にて受信した識別符号の受信の度合いに関する情報を該識別符号毎に識別符号受信情報として調査し、前記送信動作制御部が実行する前記識別符号連続待受け動作の累計時間が所定時間に到達したときに、該識別符号受信情報の調査結果に基づいて直接通信できる他装置を決定する直接通信可能端末調査部と、
該直接通信可能端末調査部による調査で直接通信にかかる変化を検出したときは、自装置が保有する構成情報を更新するとともに、自装置と直接通信可能な周辺の他装置とが前記間欠動作制御部及び前記送信動作制御部に基づく動作制御で通信を行って該更新された自装置の構成情報を他装置が保有する構成情報とを交換する動作を実行し、該交換動作によって前記他装置の構成情報が変化した場合には、変化した構成情報を異なる他装置と交換すべく連続受信状態となり該異なる他装置からの識別情報を受信した場合には、構成情報交換要求を送信し、該構成情報交換要求への応答に基づいて構成情報の交換を行い、これを次々と他装置が継続して行くことで前記メッシュ無線通信ネットワークを構成する全ての無線端末についての中継回数を含む構成情報を更新する動作を行わせるために、前記他装置が宛先無線端末以外の識別符号を受信したときは、前記宛先無線端末までの中継回数を含む構成情報を、前記リンクが確立されたときに交換し、該更新された中継回数を含む構成情報を基に取得した構成情報を他の無線端末に転送すべきかを決定する動作を実行する構成情報交換制御部と、
を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
前記構成情報交換制御部は、前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号によって決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記構成情報交換制御部は、前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号と該更新の原因となった情報交換の相手識別符号とによって決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項７】
無線通信ネットワーク内で、複数の無線端末装置が、各々自装置の送出するデータが宛先装置に到達するまでに要する中継回数に関する情報を含む構成情報を保有し、該構成情報に基づいて相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行う無線通信方法において、
前記無線端末装置は、
自装置の識別符号を他装置に向けて同報送信する識別符号同報送信動作を実行しその直後に他装置からのリンク確立要求信号を待ち受ける受信動作状態と、休止状態とを、繰り返し実行し、
送信要求の発生時に、他装置からの識別符号を連続的に待ち受ける識別符号連続待受け動作を実行し、該識別符号に基づいてリンクを確立し、その後に前記休止状態に移行し、
前記構成情報を生成するために、前記識別符号連続待受け動作にて受信した識別符号の受信の度合いに関する情報を該識別符号毎に識別符号受信情報として調査し、前記送信動作制御部が実行する前記識別符号連続待受け動作の累計時間が所定時間に到達したときに、該識別符号受信情報の調査結果に基づいて直接通信できる他装置を決定し、
直接通信にかかる変化を検出したときは、自装置が保有する構成情報を更新するとともに、自装置と直接通信可能な周辺の他装置とが通信を行って該更新された自装置の構成情報を他装置が保有する構成情報とを交換する動作を実行し、該交換動作によって前記他装
置の構成情報が変化した場合には、変化した構成情報を異なる他装置と交換すべく連続受信状態となり該異なる他装置からの識別情報を受信した場合には、構成情報交換要求を送信し、該構成情報交換要求への応答に基づいて構成情報の交換を行い、これを次々と他装置が継続して行くことで前記メッシュ無線通信ネットワークを構成する全ての無線端末についての中継回数を含む構成情報を更新する動作を行わせるために、前記他装置が宛先無線端末以外の識別符号を受信したときは、前記宛先無線端末までの中継回数を含む構成情報を、前記リンクが確立されたときに交換し、該更新された中継回数を含む構成情報を基に取得した構成情報を他の無線端末に転送すべきかを決定する動作を実行することを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号によって決定することを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号と該更新の原因となった情報交換の相手識別符号とによって決定することを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の領域に分散した無線端末装置が相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行って情報交換を行う無線通信ネットワークにおける無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定の領域に分散した無線端末装置（以下「無線端末」又は「無線機」とも云う）が相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行って情報交換を行う、ネットワークトポロジーとしてメッシュ型の無線通信ネットワークシステムが知られている。例えば特許文献１に記載の従来技術が知られている。
【０００３】
図１９は、従来知られている無線通信ネットワークシステム全体の構成の一例を示す図である。同図において、Ａ〜Ｊは分散設置された無線端末（無線機）を示す。自らが直接通信可能な距離は一般に有限であるので、各無線端末Ａ〜Ｊはシステムを構成する全ての無線端末とは直接通信することはできない。しかし各無線端末Ａ〜Ｊは全て１台以上の無線端末と直接通信することは可能であり、他の無線端末を経由することでシステムを構成する全ての無線端末との通信を可能としている。
【０００４】
各無線端末Ａ〜Ｊは、それぞれ、存在通知データ、通信診断データ等を相互に送受信して通信路の信頼性を診断することで、例えば図２０（ａ）に示されるようなシステム構成情報（単に、“構成情報”とも云う）を生成し記憶する。
【０００５】
図２０（ａ）に示されるシステム構成情報は、無線端末Ａが生成し記憶するシステム構成情報の一例であり、無線端末Ａの送信するデータが着信先の無線端末に到達するまでになされる通信回数と、その通信回数を最小通信回数として到達する着信先の無線端末との関係を示している。同図から、例えば、無線端末Ａが１回の通信でデータを転送可能な無線端末（つまり、無線端末Ａが直接通信可能な無線端末）は、無線端末Ｂ、Ｃ、Ｄであることが分かる。また、無線端末Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、無線端末Ａが直接通信できない無線端末であり、他の無線端末が中継することで（複数回の通信で）、データを転送可能な無線端末であることが分かる。そして、他の無線端末が中継することでデータを転送するために、無線端末Ｅ，Ｆは少なくとも２回の通信を要し（中継回数１回以上）、無線端末Ｇ、Ｈ、Ｉは少なくとも３回の通信を要し、無線端末Ｊは少なくとも３回の通信を要することがわかる。
【０００６】
但し、無線端末Ｂ、Ｃ、Ｄ以外の無線端末が全て無線端末Ａと直接通信できないものとは限らない。例えば、無線端末Ｅ，Ｆ等であれば、例えば周囲の通信環境が良好なとき等に無線端末Ａと直接通信できる場合もあり得る。しかし、ここでは、上記通信路の信頼性の診断の結果、信頼性が十分でなかったことから、無線端末Ｅ，Ｆへのデータ転送には他の無線端末の中継を要するものとして管理されている。
【０００７】
更に、各無線端末は、例えば図２０（ａ）のような自端末のシステム構成情報に基づいて、少なくとも自端末が直接通信できる他の無線端末（以下、隣接する無線端末（無線機）という場合もある）のシステム構成情報を、当該隣接する各無線端末に要求して取得して記憶する。
【０００８】
図２０（ｂ）に、この様に取得し記憶したシステム構成情報の一例を示す。ここでは、一例として、無線端末Ａが取得し記憶する、隣接する各無線端末のシステム構成情報の一
例が示されている。即ち、無線端末Ａは、図２０（ａ）に示される自端末のシステム構成情報の他に、図２０（ｂ）に示される隣接無線端末Ｂ、Ｃ、Ｄのシステム構成情報をも記憶し管理することになる。そして、無線端末Ａは（勿論、他の各無線端末も）、システム構成情報を参照して、データの送出先を決定する。
【０００９】
一例として、無線端末Ａが無線端末Ｅを宛先とするデータを送出する場合を考える。図２０（ｂ）を参照すると、無線端末Ｅへデータを転送するためには、無線端末Ｂからは１回の通信で転送可能であることがわかる。同様に、無線端末Ｃからは１回、無線端末Ｄからは２回の通信で転送可能であることがわかる。このことにより、無線端末Ａは、着信先が無線端末Ｅであるデータを無線端末ＢまたはＣのいずれかに送出する。無線端末ＢまたはＣは、このデータを中継し、これにより当該データは１回の中継で無線端末Ｅへ届くことになる。
【００１０】
図２１は、各無線端末で記憶するシステム構成情報の一例を示す図である。尚、ここでは無線端末Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｇを例にするが、他の無線端末も同様にしてシステム構成情報を生成し記憶している。
【００１１】
図２１に示されるように、無線端末Ａの記憶するシステム構成情報は、上記図２０（ａ）と図２０（ｂ）に示されるシステム構成情報を合わせたものとなっている。他の無線端末Ｂ，Ｅ，Ｇも同様に、自端末のシステム構成情報及びその隣接無線端末のシステム構成情報を、自己が保持し管理するシステム構成情報としており、このシステム構成情報を参照して、データの送信先を決定することになる。
【００１２】
無線通信ネットワーク内でシステム構成情報を生成し各無線端末で共有するためには、まず各無線端末において、自装置が直接通信できる周辺の無線端末を特定できる必要がある。各無線端末において直接通信可能な無線端末が特定できれば、それらの情報が無線端末間で順次交換されることにより、図２０又は図２１に例示されるようなシステム構成情報を構築してゆくことができる。
【００１３】
周辺のどの無線端末が直接通信可能かは無線通信ネットワークを構成する環境によって時々刻々と変化する。このため、直接通信可能な無線端末の調査は１回のみで完了というものではなく、定期的に行う必要がある。
【００１４】
周辺の直接通信可能な無線端末を決定するための単純な考え方として、周辺の無線端末から何らかの無線信号を受信できるか否かを判定する方式が考えられる。しかし、無線回線の状態、即ち送信側の無線端末から受信側の無線端末までの空間電波ロスは，周囲環境に変化によって直接波、多重伝搬波が影響を受けることによって時々刻々変化する。２台の無線端末間の通信が可能であるかどうかの判断を，単発の受信判断によって判断することは危険である。長時間にわたって多数の通信が安定して行われることを確認することが望ましい。
【００１５】
そこで、周辺の直接通信可能な無線端末の調査を行うための従来技術として、特許文献２に記載の従来技術が知られている。即ち、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）において、他の基地局装置から報知された制御情報の受信状態に応じて基地局毎の受信回数がアップ又はダウンされ、その結果受信回数が閾値を超えた基地局との直接通信が許可される方式が知られている。
【００１６】
他面において、近年では、無線通信ネットワークシステムにおける低消費電力化が求められている。特に、一般的に無線端末には電源としてバッテリーが搭載されている場合が多いため、無線端末の消費電力を抑制することが重要である。
【００１７】
無線端末の消費電力を抑制するための有効な無線通信ネットワーク技術として、例えば非特許文献１に記載の、ローパワーリスニングと呼ばれる無線通信技術が知られている（非特許文献１参照）。この技術ではまず、受信側の無線端末は、所定周期Ｔで、短い受信状態となり、その後長い休止状態になるという間欠動作を繰り返す。一方、送信要求が発生した無線端末は、周期Ｔよりも長い期間で連続送信状態となり、その期間で連続的に送信要求信号を送信する。この結果、受信側の無線端末では、周期Ｔで起きあがる短い受信状態にて上述の送信要求信号をキャッチする。これ以降、送信側と受信側の無線端末同士で、通信リンクの確立動作が実行され、データの交信状態に移行する。
【００１８】
上述のローパワーリスニング方式（以下、これを「第１のローパワーリスニング方式」と称す）では、受信側の無線端末は、周期Ｔの間欠受信状態を繰り返すため、消費電力を低く抑えることができる。しかし、送信要求が発生した無線端末では、周期Ｔよりも長い期間の連続送信状態が発生するため、消費電力が多くなってしまうという問題があった。
【００１９】
これを解決するための従来技術として、例えば特許文献３に記載の、第２のローパワーリスニング方式が知られている。この技術では、受信側の無線端末は、所定周期Ｔで、自装置の識別情報を含むビーコン信号を短い期間で同報送信し、そのあと短い受信状態となり、その後長い休止状態になるという間欠動作を繰り返す。一方、送信要求が発生した無線端末は、連続受信状態となり、その期間で周辺の無線端末から間欠的に送信されてくるビーコン信号をキャッチし、その後の受信側の無線端末での短い受信状態をめがけて送信要求信号を送信する。これ以降、送信側と受信側の無線端末同士で、通信リンクの確立動作が実行され、データの交信状態に移行する。
【００２０】
上述の第２のローパワーリスニング方式では、受信側の無線端末は、周期Ｔで間欠的にビーコン信号を送信しその後短い受信状態となるだけなので、消費電力を低く抑えることができる。また、送信要求が発生した無線端末では、連続受信状態となるが、連続送信状態とは違って消費電力はそれほど多くはならない。このため、この方式は、無線通信ネットワーク内の無線端末全体の消費電力を低く抑えることができる優れた無線通信技術である。
【００２１】
ところで、上述のネットワーク構成に関する情報（構成情報）を無線端末間で交換する従来の技術には、一定の時間で情報を送信する方式の外、例えば特許文献４に記載の、構成に変化があった時のみ交換する方式が知られている。この方式は、変化があった時のみ通知するため、その都度リンクを開設して情報を交換することができるため、間欠動作する無線機間でも効率よく情報を交換することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００３−８６２６号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１０４２号公報
【特許文献３】特開２００９−１０７０３号公報
【特許文献４】特開２００３−３４８１０１号公報
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】Ｒ．Ｊｕｒｄａｋ，Ｐ．Ｂａｌｄａ  ａｎｄＣ．Ｖ．Ｌｏｐｅｓ：“Ａｄａｐｔｉｖ  ｌｏｗ  ｐｏｗｅｒ  ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ  ｆｏｒ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｓｅｎｓｏｒ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，６，８，ｐｐ．９８８−１００４（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
前述した、無線ＬＡＮにおける周辺の直接通信可能な無線端末の調査を行うための従来技術は、無線ＬＡＮには有効であるが、上述したようなローパワーリスニング方式の無線通信ネットワークには、適用することができないという問題があった。
【００２５】
即ち、第１のローパワーリスニング方式では、受信状態が間欠的に短い期間でしか発生しないため、この期間で周辺の無線端末からの何らかの無線信号の受信数を安定的に計数するのは困難であるという問題があった。また、前述したように、第１のローパワーリスニング方式では、送信側の無線端末の消費電力が多くなってしまうという問題もあった。
【００２６】
一方、第２のローパワーリスニング方式では、連続受信状態では周辺の無線端末からのビーコン信号を長期間にわたって安定的に受信することができ、ビーコン信号の受信数を安定的に計数することができる。しかし、この連続受信状態は、送信要求が発生しないとそのような連続受信状態にならない。このため、送信が行われない無線端末では、周辺の無線端末からの何らかの無線信号を安定的に計数するのは困難であるという問題があった。
【００２７】
また特許文献４に記載の、ネットワーク構成に変化があった時のみ交換する従来の方式では、更新の方法についての記述はあるが、情報交換時にアクセスが集中して衝突する場合におけるタイミングに対する記述はなされていない。
【００２８】
メッシュ無線通信ネットワークの接続構成は、新たな無線端末の追加や存在していた無線端末の故障、撤去以外にも、直接通信可能であった２つの無線端末間の通信が不可になったり、逆に通信できなかった無線端末との間の通信が可能になったりすることにより、変化する可能性がある。一方、メッシュ無線通信ネットワークの接続構成を正しく把握しておかないと、中継ルートを正しく選択することができず、データを宛先無線端末まで転送することができない可能性がある。
【００２９】
メッシュ無線通信ネットワークの接続構成の変化は、メッシュ無線通信ネットワークを構成するすべての無線端末に周知する必要があるが、変化を検出した無線端末が同時に、自分以外の無線端末にこれを伝達しようとすると、同時送信による輻輳によって、正しく接続構成が周知されない可能性がある。
【００３０】
そこで、本発明の１つの側面では、第２のローパワーリスニング方式において、周辺の直接通信可能な無線端末の調査を実施しつつ、構成情報に変化があったことを発見した直接通信可能な無線端末から他の直接通信可能な無線端末に構成情報の変化を迅速に伝達する際に他の無線端末と情報交換し且つ情報交換時に起きる輻輳を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
態様の一例では、無線通信ネットワーク内で、自装置の送出するデータが宛先装置に到達するまでに要する中継回数に関する情報を含む構成情報を保有し、該構成情報に基づいて相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行う無線端末装置として実現され、以下の構成を有する。
【００３２】
間欠動作制御部は、自装置の識別符号を他装置に向けて同報送信する識別符号同報送信動作と、その後に他装置からのリンク確立要求信号を待ち受けて受信しその他装置との間でリンクを確立するリンク確立受信動作と、そのリンク確立要求信号を受信してそのリンクが確立した場合にその他装置との間で通信データの交信を行う第１の通信データ交信動
作とからなる受信動作状態と、その受信動作状態の後に実行されその識別符号同報送信動作及びそのリンク確立要求待受け動作を合わせた動作期間よりも長い期間を有する休止状態とを、繰り返し実行する。
【００３３】
送信動作制御部は、送信要求の発生時に、他装置からの識別符号を連続的に待ち受けて受信する識別符号連続待受け動作と、その識別符号を受信した場合であってその識別符号を送信した他装置と直接通信を行うと決定されたときにその他装置が実行するリンク確立受信動作の期間に合わせてその他装置に向けてリンク確立要求信号を送信しその他装置との間でリンクを確立するリンク確立送信動作と、そのリンクが確立した場合にその他装置との間で通信データの交信を行う第２の通信データ交信動作とからなる送信動作状態を実行し、その送信動作状態の後に休止状態に移行する。
【００３４】
直接通信可能端末調査部は、構成情報を生成するために、送信動作制御部が識別符号連続待受け動作にて受信した識別符号の受信の度合いに関する情報をその識別符号毎に識別符号受信情報として調査し、送信動作制御部が実行する識別符号連続待受け動作の累計時間が所定時間に到達したときに、該識別符号受信情報の調査結果に基づいて直接通信できる他装置を決定する。
【００３５】
構成情報交換制御部は、前記直接通信可能端末調査部による調査で直接通信にかかる変化を検出したときは、自装置が保有する構成情報を更新するとともに、自装置と直接通信可能な周辺の他装置とが前記間欠動作制御部及び前記送信動作制御部に基づく動作制御で通信を行って該更新された自装置の構成情報を他装置が保有する構成情報とを交換する動作を実行し、該交換動作によって前記他装置の構成情報が変化した場合には、変化した構成情報を異なる他装置と交換すべく連続受信状態となり該異なる他装置からの識別情報を受信した場合には、構成情報交換要求を送信し、該構成情報交換要求への応答に基づいて構成情報の交換を行い、これを次々と他装置が継続して行くことで前記メッシュ無線通信ネットワークを構成する全ての無線端末についての中継回数を含む構成情報を更新する動作を行わせるために、前記他装置が宛先無線端末以外の識別符号を受信したときは、前記宛先無線端末までの中継回数を含む構成情報を、前記リンクが確立されたときに交換し、該更新された中継回数を含む構成情報を基に取得した構成情報を他の無線端末に転送すべきかを決定する動作を実行する。
【００３６】
態様の他の一例では、上述の態様の一例において、前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号によって決定する。
【００３７】
態様のさらに他の一例では、上述の態様の一例において、前記更新によって構成情報が変化した場合、連続受信状態となり他の無線端末と変化した構成情報の交換をするまでの時間を、構成情報を交換しようとする他の無線端末の識別符号と該更新の原因となった情報交換の相手識別符号とによって決定する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の態様の一例によれば、直接通信にかかる変化には、新たな無線機の追加、既設の無線機の撤去に加え、直接到来波や多重到来波が無線環境の変動により影響を受けるため直接通信可能と判断した無線機間の通信が不可、逆に通信が可能となる、といった現象が含まれ、このような変化に伴う構成情報の変化を周辺に伝達する場合において、通信の同時性による輻輳を抑えることができる。
【００３９】
本発明の別の態様の一例によれば、間欠動作することにより平均消費電力を抑え、電池駆動が可能な無線機において、ネットワークの構成に関わる情報を近傍の無線機との間で
迅速にかつ信号衝突を起こさずに交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】無線端末の実施形態の構成図である。
【図２】間欠動作の制御処理を示す動作フローチャートである。
【図３】送信動作の制御処理を示す動作フローチャートである。
【図４】間欠動作を示す動作タイミングチャートである。
【図５】リンク確立成功時における識別符号連続待受け、リンク確立動作、及び通信データ交信動作を示す動作タイミングチャートである。
【図６】リンク確立失敗時における識別符号連続待受け、リンク確立動作を示す動作タイミングチャートである。
【図７】識別符号受信情報更新処理を示す動作フローチャートである。
【図８】直接通信可能端末管理テーブルを示す図である。
【図９】システム構成情報の説明図である。
【図１０】新たな直接通信可能端末を見つけた場合の構成情報交換の様子を示す図である。
【図１１】衝突が起きない場合の構成情報の交換を説明する図である。
【図１２】衝突が起きた場合の構成情報の交換を説明する図である。
【図１３】構成情報交換のための構成情報受信処理を説明する図である。
【図１４】構成情報交換のために該当無線機における送信タイミングの決定の一例を示す図である。
【図１５】構成情報交換のために該当無線機における送信タイミングの決定動作を説明するフローチャートである。
【図１６】構成情報交換のための構成情報送信処理を説明する図である。
【図１７】無線フレームフォーマットの例を示す図である。
【図１８】無線端末１００の実施形態を具体的に実現することのできる無線端末１５００のハードウェア構成例を示す図である。
【図１９】従来知られている無線通信ネットワークシステム全体の構成の一例を示す図である。
【図２０】システム構成情報の例を示す図（その１）である。
【図２１】システム構成情報の例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、無線通信ネットワークを構成する本発明の実施形態に係る無線端末装置の構成を示す図である。図２及び図３は、本発明の実施形態に係る無線端末装置の制御動作を示す動作フローチャート、図４〜図６は、本発明の実施形態に係る無線端末間の制御動作を示す動作シーケンス図、図７〜図１７は、実施形態のその他の動作説明図である。
【００４２】
まず、図１において、番号が同じ部分は同じ処理を実行するが、理解を容易にするために、＃１が付いているものは受信側の無線端末（以下、「受信端末」と略す）の各処理部、＃２が付いているものは送信側の無線端末（以下、「送信端末」と略す）の各処理部を意味するものとする。
【００４３】
図１において、例えば１１０として表示される無線通信ネットワークの各ノードＡ〜Ｊを構成し、受信端末１００（＃１）は例えばノードＢであり、送信端末１００（＃２）は例えばノードＡである。この無線通信ネットワーク１１０内で、各ノードＡ〜Ｊを構成する無線端末は、自装置の送出するデータが宛先装置に到達するまでに要する中継回数に関する情報を含むシステム構成情報を保有する（後述する図９参照）。無線端末１００は、システム構成情報に基づいて相互に直接又は中継を介して無線によるデータ通信を行う。そして、無線端末１００は、間欠動作制御部１０１、送信動作制御部１０２、直接通信可能端末調査部１０３、アンテナ１０４、及び構成情報交換制御部１０５を有する。
【００４４】
図１の無線端末１００において、間欠動作制御部１０１は、図２の動作フローチャートで示される制御動作に基づいて、以下の受信動作状態と休止状態を繰り返し実行する。受信動作状態では、識別符号同報送信動作、リンク確立受信動作、及び第１の通信データ交信動作が実行される。
【００４５】
まず、特には図示しない休止状態制御タイマがタイムアウトすることにより、間欠動作制御部１０１である図２の間欠動作の制御処理が起動され、まず、識別符号同報送信動作が実行される（図２のステップＳ２０１）。この動作では、自装置の識別符号が、例えばビーコンフレームとして、アンテナ１０４を介して、他装置に向けて同報送信される。この動作は、図４において、Ｓ１０として示され、短い期間Ｔ１０で実行される。
【００４６】
図１７（ａ）は、ビーコンフレームのデータ構成例を示す図である。ビーコンフレームは、無線通信の単位となる無線フレームを識別するフレーム識別情報と、送信元の無線端末１００を識別するための無線機識別情報と、送信元の無線端末１００が受信することが可能な受信レベルを示す受信可能レベル情報と、フレームデータの伝送誤りを検査するための検査符号を含む。
【００４７】
次に、リンク確立受信動作が実行される（図２のステップＳ２０２）。この動作では、ステップＳ２０１での識別符号同報送信動作の後に、アンテナ１０４を介して、何れかの他装置である送信端末１００（＃２）からのリンク確立要求信号が待ち受けられて受信され、送信端末１００（＃２）との間でリンクが確立される。この動作は、図４において、Ｓ１１として示され、Ｓ１０の識別符号同報送信動作に続く短い期間Ｔ１１で実行される。
【００４８】
次に、ステップＳ２０２でのリンク確立受信動作によってリンクが確立したか否かが判定される（図２のステップＳ２０３）。
ここで、他装置からリンク確立要求信号が到達しなければステップＳ２０３の判定がＮＯとなり、その結果、自装置の状態が休止状態へ移行させられ（図２のステップＳ２０５）、間欠動作制御部１０１としての図２の間欠動作の制御処理が終了する。ステップＳ２０５では、特には図示しない休止状態制御タイマがスタートされる。
【００４９】
休止状態は、図４において、Ｓ１２として示され、識別符号同報送信動作Ｓ１０の実行期間Ｔ１０とリンク確立受信動作Ｓ１１の実行期間Ｔ１１を合わせた期間よりも長い期間Ｔ１２の間維持される。休止状態制御タイマは、休止期間Ｔ１２を計時する。休止期間Ｔ１２が経過して休止状態制御タイマがタイムアウトすると、このタイマはリセットされた後に、間欠動作制御部１０１である図２の間欠動作が再び起動される。
【００５０】
この結果、図４に示されるように、他装置からリンク確立要求信号が到達していない状態では、受信端末１００（＃１）においては、次のような間欠動作制御部１０１の処理が実行される。即ち、短い期間Ｔ１０を有する識別符号同報送信動作Ｓ１０と、それに続く短い期間Ｔ１１を有するリンク確立受信動作とからなる受信動作状態と、Ｔ１０＋Ｔ１１よりも十分に長い期間Ｔ１２を有する休止状態とが繰り返し実行される。このようにして休止状態が十分に長くとられることによって、受信端末１００（＃１）の消費電力が抑制される。なお、間欠動作の全体時間Ｔ１０＋Ｔ１１＋Ｔ１２は、例えば３秒程度である。
【００５１】
一方、他装置である送信端末１００（＃２）からリンク確立要求信号が到達し、ステップＳ２０２のリンク確立受信動作にて、リンク確立処理が実行されリンクが確立されると
、ステップＳ２０３の判定がＹＥＳとなる。この結果、第１の通信データ交信動作が実行される（図２のステップＳ２０４）。この動作では、アンテナ１０４を介して他装置との間で通信データの交信が実行されることにより、送信端末１００（＃２）から自装置である受信端末１００（＃１）に、データフレームが送信される。この動作は、図５において、Ｓ１１に続くＳ１５として示され、データフレームの伝送容量に応じた時間長で実行される。なお、図５において、図４の場合と同じ符号が付された部分では、図４の場合と同じ処理が実行される。
【００５２】
ステップＳ２０４の第１の通信データ交信動作が終了後、前述のステップＳ２０５の休止状態への移行処理が実行され、自装置は再び期間Ｔ１２の休止状態に移行する。
次に、図１の無線端末１００において、送信動作制御部１０２は、無線端末１００が送信端末１００（＃２）である場合において送信要求が発生したときに起動される。送信動作制御部１０２は、図３の動作フローチャートで示される制御動作に基づいて、以下の送信動作状態を実行し、その後前述した休止状態に戻る。
【００５３】
送信動作状態では、識別符号連続待受け動作、リンク確立送信動作、及び第２の通信データ交信動作が実行される。
まず、送信端末１００（＃２）内での送信要求の発生により、送信動作制御部１０２である図３の送信動作の制御処理が起動され、まず、識別符号連続待受け動作が起動される（図３のステップＳ３０１）。この動作では、アンテナ１０４を介して他装置からの例えばビーコンフレームによる識別符号を連続的に待ち受けて受信する状態が生成される。この動作は、図４において、送信要求Ｊにより起動されるＳ１３として示され、期間Ｔ１３で実行される。この期間Ｔ１３は最大で、前述の間欠動作の全体時間Ｔ１０＋Ｔ１１＋Ｔ１２の３倍程度の長さを有する期間となる。例えば約９秒程度である。このとき、特には図示しない連続待受け制御タイマが起動される。連続待受け制御タイマは、期間Ｔ１３を計時する。
【００５４】
次に、識別符号が受信されたか否かが判定される（図３のステップＳ３０２）。
識別符号が受信されておらずステップＳ３０２の判定がＮＯならば、次に連続待受け制御タイマが期間Ｔ１３の計時を終了してタイムアウトしたか否かが判定される（図３のステップＳ３１１）。
【００５５】
連続待受け制御タイマがタイムアウトしておらずステップＳ３１１の判定がＮＯならば、再びステップＳ３０２に戻って識別符号が待ち受けられる。
識別符号が受信されステップＳ３０２の判定がＹＥＳとなると、受信された識別符号が抽出される。そして、その抽出された識別符号が、図１の直接通信可能端末調査部１０３へ通知され、後述する識別符号受信情報が更新される（図３のステップＳ３０３）。直接通信可能端末調査部１０３の動作については後述する。この動作は、図５において、識別符号が含まれるビーコンフレームＰ１（図１７（ａ）参照）が受信端末１００（＃１）から送信端末１００（＃２）に送信されたタイミングに対応する。
【００５６】
次に、内部のシステム構成情報（後述する図９参照）が参照されることにより、ステップＳ３０３にて識別された無線端末１００（受信端末１００（＃１））が、送信データが最初に転送される端末であるか否かが判定される（図３のステップＳ３０４）。
【００５７】
上記無線端末１００が最初の転送端末ではなくステップＳ３０４の判定がＮＯならば、前述したステップＳ３１１の処理に移行し、他の識別符号の受信処理が続行される。
上記無線端末１００が最初の転送端末でステップＳ３０４の判定がＹＥＳならば、連続待受け制御タイマがストップされた後に（図３のステップＳ３０５）、リンク確立送信動作が実行される（図３のステップＳ３０６）。この動作では、識別された受信端末１００
（＃１）が実行する前述したリンク確立受信動作（図２のステップＳ２０２）の期間に合わせて、アンテナ１０４を介してその受信端末１００（＃１）に向けてリンク確立要求信号が送信され、受信端末１００（＃１）との間でリンクが確立される。この動作は、図５において、Ｓ１４として示される。また、リンク確立要求信号は、図５の要求フレームＰ２として示される。更に、この動作においては、リンク確立要求信号のフレームに続いて、受信端末１００（＃１）と送信端末１００（＃２）との間で、リンク確立処理のための一連の制御フレームＰ３が交信される。
【００５８】
図１７（ｂ）は、リンク確立要求信号が格納される要求フレームＰ２のデータ構成例を示す図である。この要求フレームは、無線通信の単位となる無線フレームを識別するフレーム識別情報と、送信端末１００（＃２）を識別するための送信側無線機識別情報と、受信端末１００（＃１）を識別するための受信側無線機識別情報と、リンク確立要求を示すコマンド情報と、フレームデータの伝送誤りを検査するための検査符号を含む。送信側無線機識別情報としては、送信端末１００（＃２）自身の無線機識別情報が格納される。受信側無線機識別情報としては、送信端末１００（＃２）が受信したビーコンフレームＰ１から抽出された無線機識別情報（図１７（ａ）参照）が格納される。
【００５９】
リンク確立要求信号に応答した後に送信端末１００（＃２）と受信端末１００（＃１）との間で更新される制御フレームＰ３も、図１７（ｂ）のデータ構成例と同様のデータ構成を有する。この場合、コマンド情報としては、各種要求を示すコマンド又は各種応答を示すコマンドが格納される。
【００６０】
次に、ステップＳ３０６でのリンク確立送信動作によってリンクが確立したか否かが判定される（図３のステップＳ３０７）。具体的には、受信端末１００（＃１）から受信可能応答の制御フレームを受信できたか否か、また、リンク確立処理のための一連の制御フレームの送受信シーケンスが正常に完了したか否かが判定される。
【００６１】
受信端末１００（＃１）との間でリンク確立処理に失敗しステップＳ３０７の判定がＮＯとなると、その受信端末１００（＃１）との通信は中止される。そして、連続待受け制御タイマが再スタートされて再び識別符号連続待受け動作が再開され（図３のステップＳ３１０）、前述したステップＳ３１１の処理に移行し、他の識別符号の受信処理が再開される。この動作は、図６において、Ｓ１４に続いて再びＳ１３の識別符号連続待受け動作の状態となる場合に対応する。
【００６２】
受信端末１００（＃１）との間でリンク確立処理に成功しリンクが確立されると、ステップＳ３０７の判定がＹＥＳとなる。この結果、第２の通信データ交信動作が実行される（図３のステップＳ３０８）。この動作では、アンテナ１０４を介して他装置との間で通信データの交信が実行されることにより、自装置である送信端末１００（＃２）から受信端末１００（＃１）に、データフレームが送信される。この動作は、図５において、Ｓ１４に続くＳ１６において送信されるデータフレームＰ４として示される。
【００６３】
図１７（ｃ）は、通信データが格納されるデータフレームＰ４のデータ構成例を示す図である。このデータフレームは、無線通信の単位となる無線フレームを識別するフレーム識別情報と、送信端末１００（＃２）を識別するための送信側無線機識別情報と、受信端末１００（＃１）を識別するための受信側無線機識別情報と、データ通信を示すコマンド情報と、通信データと、検査符号を含む。
【００６４】
続いて、ステップＳ３０８の第２の通信データ交信動作が正常に終了したか否か、即ち、受信端末１００（＃１）から正常受信の応答フレームが返されたか否か等が判定される（図３のステップＳ３０９）。
【００６５】
応答フレームは、図１７（ｂ）に示されるデータ構成例と同様のデータ構成を有する。この場合、コマンドには、データ通信の応答を示すコマンドが格納される。
正常終了でなくステップＳ３０９の判定がＮＯの場合には、その受信端末１００（＃１）との通信は中止される。そして、連続待受け制御タイマが再スタートされて再び識別符号連続待受け動作が再開され（図３のステップＳ３１０）、前述したステップＳ３１１の処理に移行し、他の識別符号の受信処理が再開される。
【００６６】
正常終了でステップＳ３０９の判定がＹＥＳの場合には、連続待受け制御タイマの値が直接通信可能端末調査部１０３に通知された後にリセットされ（図３のステップＳ３１２）、休止状態への移行処理が実行される（図３のステップＳ３１３）。これにより、送信動作制御部１０２としての図３の送信動作の制御処理が終了する。ステップＳ３１２の処理については後述する。また、ステップＳ３１３の処理は、前述した間欠動作制御部１０１による図２のステップＳ２０５の処理と同じであり、休止状態制御タイマがスタートされる。この結果、送信端末１００（＃２）は、受信端末１００（＃１）としての動作に戻り、前述した間欠動作制御部１０１による間欠動作の制御処理が実行されることになる。
【００６７】
識別符号連続待受け動作の期間Ｔ１３中に何れの他装置の無線端末１００からの識別符号も受信できず、連続待受け制御タイマがタイムアウトしてステップＳ３１１の判定がＹＥＳとなると、直接通信可能端末調査部１０３に連続待受け制御タイマの値が通知される（図３のステップＳ３１２）。そして、上述のステップＳ３１３の休止状態への移行処理が実行され、送信動作制御部１０２としての図３の送信動作の制御処理が終了する。この場合には、送信動作はエラーになったことになる。
【００６８】
次に、図１の無線端末１００において、直接通信可能端末調査部１０３の動作について説明する。
図７は、上述の識別符号受信情報の管理を行うために、図１の直接通信可能端末調査部１０３が実行する識別符号受信情報更新処理を示す動作フローチャートである。
【００６９】
まず、図１の送信動作制御部１０２が、前述した図３のステップＳ３０１〜Ｓ３１１の実行期間において識別符号連続待受け動作を実行しているときに、識別符号が受信されステップＳ３０２の判定がＹＥＳとなると、受信された識別符号が抽出される。そして、その抽出された識別符号が、直接通信可能端末調査部１０３へ通知される。
【００７０】
これを受けて、直接通信可能端末調査部１０３は、図７の動作フローチャートで示される制御動作を起動する。
ここではまず、送信動作制御部１０２から通知された識別符号が認識されることにより、この識別符号に対応する図８に例示される直接通信可能端末管理テーブル上の識別符号受信回数８０２がカウントアップされる（図７のステップＳ７０１）。
【００７１】
次に、上記識別符号に対応するビーコンフレームが、特定強度以上で受信されたか否かが判定される（図７のステップＳ７０２）。この処理は、例えば後述する図１８の無線受信回路１５０４で得られる受信フレーム信号の受信強度値を判定する処理として実行される。
【００７２】
上記識別符号に対応するビーコンフレームが特定強度以上で受信されておらずステップＳ７０２の判定がＮＯならば、そのまま識別符号受信情報更新処理が終了する。
上記識別符号に対応するビーコンフレームが特定強度以上で受信されておりステップＳ７０２の判定がＹＥＳならば、上記識別符号に対応する図８に例示される直接通信可能端末管理テーブル上の識別符号特定強度以上受信回数８０３がカウントアップされる（図７
のステップＳ７０３）。その後、識別符号受信情報更新処理が終了し、次の処理に移行する。次の処理に移行した場合、特には図示していないが、直接通信可能端末調査部１０３において、調査した識別符号を基に識別符号連続待受け動作の累計時間が所定時間に到達したかを判定し、累計時間が所定時間に到達した場合には、識別符号の受信の度合いに関する情報の調査結果にしたがって、直接通信できる他装置である旨の決定を下すことになる。
【００７３】
また直接通信可能端末調査部１０３は、特には図示していないが、識別符号毎に、識別符号の受信の度合いに関する情報と併せて識別符号の受信強度に関する情報を識別符号受信情報として調査し、識別符号受信情報の調査結果に基づいて直接通信できる他装置を決定するようにしてもよい。
【００７４】
図８は、直接通信可能端末管理テーブルの構成例を示す図である。図８において、識別符号が受信できた無線機識別符号の項目８０１毎に、識別符号受信回数の項目８０２、識別符号特定強度以上受信回数の項目８０３を設け、これらの項目に図７の動作フローに基づいてデータ(カウントアップ値)を書き込む。
【００７５】
図９は、複数の無線端末１００によって構成されるメッシュ型の無線通信ネットワークの例を示す図である。９０２は無線端末１００間の直接通信可能なルートである。９０１は各無線端末１００が保持しているメッシュネットワーク構成に関するシステム構成情報である。システム構成情報９０１において、Ａ〜Ｄが記載されている欄には個別の無線端末１００の識別符号が格納され、その右隣の欄には、自端末から左の欄の識別符号で示される無線端末１００まで中継伝送が行われたときの通信数（ホップ数）を表している。例えば、Ａのシステム構成情報によれば、Ａを宛先としたデータ伝送が行われるとき０回の通信である。Ｂ，Ｃを宛先としたデータ伝送が行われるときは１回の通信であり、直接通信が可能である。Ｄを宛先としたデータ伝送が行われるときは、ＢかＣを中継することにより、２回の通信でデータを送り届けることが可能である。上述の宛先の無線端末１００までの互いの中継数が、無線端末１００間で交換されてシステム構成情報９０１が構築される。各無線端末１００は、システム構成情報９０１を参照することにより、宛先端末までの中継回数が最も少ない経路を決定し、その経路上において、まず通信数（ホップ数）が１である無線端末１００を最初の直接通信端末として決定する。
【００７６】
ここで、システム構成情報９０１を構築するためには、まず、自端末が直接通信可能な端末の候補を決定する必要がある。この動作を実行するのが、図１の直接通信可能端末調査部１０３であり、直接通信可能端末調査部１０３は、図７に示した処理を実行することにより、自端末が直接通信可能な端末の候補を決定している。
【００７７】
次に、図１の無線通信ネットワークを構成する無線端末１００において、構成情報交換制御部１０５の動作について説明する。
図１０は、図９のメッシュ無線通信ネットワーク上で新たな直接通信可能端末を見つけた場合の構成情報交換の様子を示す図であり、一例として新たに出現した無線機Ｅは無線機Ａとの間に直接通信可能なルート９０２を有する。このとき無線機Ａと無線機Ｅは互いにメッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報を交換し、双方の情報から最新の構成情報（システム構成情報）に更新する。そして図１０のメッシュ無線通信ネットワークにおいて更新された最新の構成情報はこの後、無線機Ａが送信端末となって、無線機Ａと無線機Ｂ、無線機Ａと無線機Ｃとの間でそれぞれ交換される。図中、互いの情報交換の様子を９０３で示すが、無線機Ｂと無線機Ｄ、無線機Ｃと無線機Ｄとの間では交換すべき構成情報が無線機Ｂ，Ｃに不達であるとして９０３は図示されない。この場合、無線機Ｂ〜無線機Ｄにかかるシステム構成情報テーブル９０１は、図９に示されたものと同じで更新されていない。この場合における構成情報の交換の様子を改めて図１１および図１２のタイ
ミングチャートとして示す。
【００７８】
図１１は、無線機Ａと無線機Ｂ，Ｃとの間でメッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報を交換するタイミングチャートを示す図である。図１０に示したように無線機Ａと無線機Ｅとの情報交換によって無線機Ａで保持する構成情報に変化が生じると、送信要求Ｊが発生し、他の周辺の無線機との情報交換のために連続受信状態Ｓ１３になる。連続受信状態Ｓ１３において無線機Ｃの識別符号が含まれるビーコンフレームＰ１を受信すると、その無線機Ｃとの間でリンク確立要求フレームＰ２を送信し、次いでリンク確立処理のための一連の制御フレームＰ３が交信される。そしてＳ１４に続くＳ１６においてメッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報を含むデータフレームＰ４を交換（送受信）する。連続受信状態Ｓ１３は一回の交換で終了せず、未交換の無線機、ここでは無線機Ｂ、の識別符号Ｐ１の到来待ちを継続する。継続した連続受信状態Ｓ１３において無線機Ｂの識別符号が含まれるビーコンフレームＰ１を受信すると、その無線機Ｂとの間でリンク確立要求フレームＰ２を送信し、次いでリンク確立処理のための一連の制御フレームＰ３が交信された後、メッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報を含むデータフレームＰ４を交換（送受信）する。
【００７９】
図１２は、無線機Ａとのメッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報交換によって自装置が保持する構成情報が更新された無線機Ｂと無線機Ｃが無線機Ｄと情報交換するタイミングチャートを示す図である。図１１と同様に、メッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報交換のため連続受信状態Ｓ１３になった（送信側）無線機Ｂと（送信側）無線機Ｃは（受信側）無線機Ｄからの識別符号が含まれるビーコンフレームＰ１を受信するとリンク確立要求フレームＰ２の送信を試みるが、リンク確立要求フレームＰ２の送信タイミングが一致するため、無線機Ｂのリンク確立要求フレームＰ２と無線機Ｃのリンク確立要求フレームＰ２は衝突し、（受信側）無線機Ｄには（送信側）無線機Ｂ，Ｃが送信した筈のリンク確立要求フレームＰ２が受信されない可能性が高い。図１２では（受信側）無線機Ｄにおいてリンク確立要求フレームＰ２が受信されない様子を×で示している。
【００８０】
このような場合、すなわち（送信側）無線機Ｂおよび（送信側）無線機Ｃからのリンク確立要求フレームＰ２の送信タイミングの一致、つまり衝突、で（受信側）無線機Ｄにリンク確立要求フレームＰ２が受信されない場合に、本発明は、送信側の無線機Ｃと無線機Ｂの情報交換のタイミングを無線機毎に割り当てて衝突が起きないようにするものであり、それを実現する例として、送信側の無線機Ｂ，Ｃがメッシュ無線通信ネットワーク内で持つユニークな識別符号に応じて情報交換のタイミングを決定する。その場合において、情報を交換しようとする無線端末(例．無線機Ｄ)の識別符号と更新の原因となった情報交換の相手無線端末(例．無線機Ａ)の識別符号とによって決定するようにしてもよいし、また無線端末(例．無線機Ｂ，Ｃ)毎に予めタイミングを異ならせるようにしてもよい。更には情報を交換しようとする無線端末(例．無線機Ｄ)の識別符号を基に所定の演算を実施してその都度決定してもよい。
【００８１】
なお、説明の都合上、構成情報の変化を検出しその変化を他の無線機に通知する起点となる無線機をＡとし、無線機Ａと直接通信可能な無線機Ｂ，Ｃを情報交換の対象無線機とする例について説明するが、無線機Ａ以外を起点として当該起点無線機からメッシュネット無線通信ワーク内で直接通信可能な無線機と構成情報を交換する場合であっても同様に適用できることはいうまでもない。
【００８２】
図１３は、本発明の実施形態に係る無線機の構成情報受信処理を説明するフロー図である。図示例ではステップを“Ｓ”と略記する。図１３において、まずステップＳ１３０１では、無線機の状態が間欠動作におけるスリープ状態にある場合において構成情報受信処理を開始させることができる。次いでステップＳ１３０２では、構成情報を受信する無線
機の状態がスリープ状態から上述したビーコンフレーム送信状態に移行する。スリープ状態からビーコンフレーム送信状態に移行するのは、上述したように本発明の無線機が第２のローパワーリスニング方式を踏襲する間欠動作を実施しているためである。次いでステップＳ１３０３では、構成情報交換要求を受信したか否かの判定を行う。この受信判定は、ビーコンフレーム送信を受信したことに対して構成情報を送信する無線機からリンク確立要求フレームＰ２の送信、これに応じてリンクが確立された際に送受信する一連の制御フレームＰ３の交信の後に構成情報交換要求フレームが送信されてくる段階で実施する。この動作は、図２に示すステップＳ２０３および図３に示すステップＳ３０７の一環として実施される。ここで構成情報交換要求フレームのフォーマットは、既述した図１７（ｂ）に対する説明と同じであり、フレームの先頭を識別するフレーム識別符号、送信元無線機識別符号、送信先無線機識別符号、構成情報交換要求を示すコマンド情報、および、フレームデータの伝送誤りを検査するための検査符号を含んでいる。またビーコンフレームフォーマットは既述した図１７（ａ）に対する説明と同じである。このビーコンフレームフォーマット内に当該ビーコンフレームを送信した無線機の識別符号が含まれている。
【００８３】
ステップＳ１３０３で構成情報交換要求を受信した場合には、ステップＳ１３０４において構成情報の送信を待受ける。構成情報フレームフォーマットは、図１７（ｄ）に示すとおりであり、このフォーマットには、フレームの先頭を識別するフレーム識別符号のほか、送信元無線機識別符号、送信先無線機識別符号、構成情報を示すコマンド情報、当該構成情報に含まれている構成情報総数、構成変化起点無線機識別符号（図１０、図１１の例では無線機Ａが構成変化起点無線機に該当する）、詳細な構成情報(図１７（ｄ）下段参照)、および、フレームデータの伝送誤りを検査するための検査符号が含まれている。ここで図１７（ｄ）下段に示される構成情報の詳細を説明すれば、構成情報の中に、対象無線機識別符号と自分からのホップ数（中継回数）をペアとし、メッシュ無線通信ネットワークを構成する全ての無線機に対する識別符号と該全ての無線機に対する自分からのホップ数（中継回数）とを各ペアで含ませている。
【００８４】
そしてステップＳ１３０５では、構成情報を受信したかを判定する。この判定は図１１に示した交換を要する構成情報を含むデータフレームＰ４の受信によって行う。この動作は、図３に示すステップＳ３０８の一環として実施され、特に図示していないが、図３に示す連続待受け制御タイマをストップさせる。当該構成情報を受信した場合には、ステップＳ１３０６において、自装置が保持する構成情報に構成変化ありか否かを判定する。そして構成情報に変化があれば、ステップＳ１３０７で構成情報交換タイミングを計算する。これについては後述する。そしてタイミング計算により所定の値が得られたときは、ステップＳ１３０８においてタイマ(構成情報交換制御用)を起動し、当該タイマで構成情報交換を実行するタイミングを計時させる。そしてステップＳ１３０８で特には図示していないが構成情報交換制御タイマを起動させた後は、図１３に示す構成情報受信処理を終了する。この処理の終了は図３に示すステップＳ３０９における正常終了に相当する。なお構成情報交換制御タイマ起動後の処理は図１６のフローで説明する。
【００８５】
一方、ステップＳ１３０３で構成情報交換要求を受信しない場合、またステップＳ１３０５で構成情報を受信しない場合、さらにはステップＳ１３０６で構成情報に変化がない場合、それぞれステップＳ１３０１に戻り、ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０５の処理を繰り返し実行する。
【００８６】
図１４は、図１０に示した無線機Ｂおよび無線機Ｃにおける構成情報交換のタイミングチャートを示す図である。図１４において矢印はメッシュ無線通信ネットワーク構成に関する構成情報交換の実行を表しており、この間に図１１，図１２の処理が行われるものである。図１４において時間軸を区切ったタイムスパンによって示される構成情報交換までに要するタイミングの数は、識別符号の総数分あり、各無線機は自分のタイミングでメッ
シュ無線通信ネットワーク構成に関する構成情報交換を行う。図１４において無線機Ｂ，Ｃの構成情報の更新処理は、無線機Ａとの構成情報交換によってスタートしてから、次に自分の更新タイミングまでのタイミング数Ｘを、次の式１によって決定する。すなわち、
（(識別符号総数−Ａの識別符号)＋自分の識別符号）％識別符号総数 = Ｘ  (１)
上記式１において、「％」は、剰余であることを表し、無線機Ａとの構成情報交換によってスタートしたタイミングに上記式１で計算した計算値Ｘをプラスすることで無線機Ｂ，Ｃが次に構成情報の更新処理するタイミングを決定している。なお、図１４に示されるタイムスパンによって示されるタイミングの数は、無線機ＡにおけるタイミングＡが無線機Ｂ，Ｃとの構成情報の交換及びその更新を完了する時間幅を計上していることから、少なくとも図４，図１１に示したＴ１３に規定される時間幅以上の時間幅とするのが相当であり、システムの実運用に基づいて決定することが望ましい。
【００８７】
図１５は、例えば無線機Ｂ，Ｃが無線機Ａから新しいメッシュ無線通信ネットワーク構成に関する情報を受け取った後の情報交換タイミングの計算処理を説明するフローチャートである。
【００８８】
図１５において、ステップＳ１５０１では基点となる無線端末(例．無線機Ａ)から新しい構成情報を取得する処理を実行する。次いでステップＳ１５０２では自分の構成情報に変化があるかを判定する。変化がなければそのまま処理を終了するが、変化があれば、Ｓ１５０３に進み、ステップＳ１５０３では情報交換タイミングを上記式１に基づいて計算する。そしてＳ１５０４〜Ｓ１５０６では１タイミング分ウェイト(wait)（Ｓ１５０５参照）しながらタイミング待ちループを継続する。この１タイミング分ウェイトは、図１４に示したタイムスパンにおいて自分の情報交換タイミングに情報交換を確実に実行するための事前の準備動作に利用することができる。そしてタイミング待ちループを抜けた段階（Ｓ１５０６）で情報交換タイミングの計算処理を終了させる。計算処理が終了すると、無線機Ｂ，Ｃは自分に与えられたタイミングで構成情報交換処理を実行する。
【００８９】
図１６は、本発明の実施形態に係る無線機による構成情報の交換処理を説明するフロー図である。図示例ではステップを“Ｓ”と略記する。図１６の処理は、図１の構成情報交換制御部１０５で実施され、図１３のステップＳ１３０８における構成情報交換制御タイマ起動により構成情報の交換処理が開始されるものである。そしてステップＳ１６０１では、構成情報交換処理にあてがわれた時間が終了（起動したタイマがタイムアップ）したかを判定する。構成情報交換処理にあてがわれた時間が終了していなければ、ステップＳ１６０２において、直接通信可能無線機からの識別符号を受信できたかを判定する。ここで識別符号が受信できなければ、ステップＳ１６０１に戻るが、識別符号が受信できればステップＳ１６０３に進み、ステップＳ１６０３において構成情報交換要求を送信する。この処理は、図１の構成情報交換制御部１０５が図１の送信動作制御部１０２に図１７（ｂ）に示す構成情報交換要求フレームのフォーマットを生成させて行う。当該構成情報交換要求フレームのフォーマットは、既述したようにフレームの先頭を識別するフレーム識別符号、送信元無線機識別符号、送信先無線機識別符号、交換要求を示すコマンド情報、および、フレームデータの伝送誤りを検査するための検査符号を含んでいる。
【００９０】
そしてステップＳ１６０４では、構成情報を受信したかを判定する。ここで構成情報を受信しなかった場合には、ステップＳ１６０１に戻るが、構成情報を受信した場合には、ステップＳ１６０５に進み、ステップＳ１６０５において構成情報の交換のために自無線機がシステム構成情報テーブル９０１（図９，図１０参照）で保持している構成情報を送信し、ステップＳ１６０１に戻る。この処理を構成情報交換処理にあてがわれた時間が終了（起動したタイマがタイムアップ）するまで繰り返すことで構成情報交換の処理を完了させる。しかし、この処理の途中、ステップＳ１６０１において構成情報交換処理にあてがわれた時間の終了を検出（ステップＳ１６０１：ＹＥＳ）すれば、構成情報交換処理を
終了させる。なお、上記において構成情報交換処理にあてがわれた時間とは、構成情報交換制御部１０５により制御される構成情報交換制御タイマにより計時される時間を意味し、図１１に示すタイムチャートで無線機Ａに設定された連続受信時間Ｔ１３に相当し、その連続受信時間Ｔ１３中にＳ１６における無線機ＣとのデータフレームＰ４および同じくＳ１６における無線機ＢとのデータフレームＰ４の情報交換を実現するものである。しかしながら、無線環境の変化や故障などで構成情報交換処理にあてがわれた時間が途中でタイムアウトすればその時点で構成情報交換処理を終了させて、電源（電池）を徒に消耗させないようにしている。
【００９１】
図１８は、上述した無線端末１００の実施形態を具体的に実現することのできる無線端末１５００のハードウェア構成例を示す図である。
図１８において、無線端末１５００は、図１の無線端末１００に対応し、アンテナ１５０１、送受信切替部１５０２、無線送信回路１５０３、無線受信回路１５０４、メモリ１５０５、コントローラ１５０６、タイミング回路１５０７、タイマ１５０８、インタフェース回路１５０９、電源（電池）１５１０、電源ライン１５１１、スイッチ１５１２、１５１３を含む。
【００９２】
メモリ１５０５、コントローラ１５０６、タイミング回路１５０７、タイマ１５０８、及びインタフェース回路１５０９は例えば、無線端末１５００の通信制御用の専用演算プロセッサである通信制御部１５２０によって実現される。
【００９３】
図１８に示される構成を有する無線端末１５００において、送信時には、送信データがセンサやパソコンなどの外部の情報処理装置からインタフェース回路１５０９に転送されて、メモリ１５０５に書き込まれる。その後、メモリ１５０５内の送信データは、コントローラ１５０６による制御に基づいて、必要に応じて符号化された後、無線フレームに組み立てられ、メモリ１５０５内の送信バッファ領域に書き込まれる。その結果得られる無線フレーム送信データは、無線送信回路１５０３によって、送受信切替部１５０２を介してアンテナ１５０１から送信される。受信時には、アンテナ１５０１及び送受信切替部１５０２を介して受信された無線フレーム受信データは、無線受信回路１５０４によって、メモリ１５０５内の受信バッファ領域に受信される。その後、コントローラ１５０６による制御に基づいて、メモリ１５０５内の受信バッファ領域に受信された無線フレーム受信データから受信データが取り出され、必要に応じて復号された後、インタフェース回路１５０９を介して外部の情報処理装置に転送される。
【００９４】
無線送信回路１５０３において、メモリ１５０５内の送信バッファ領域に書き込まれた無線フレーム送信データは、特には図示しない読出し回路によって順次読み出されながら、特には図示しない変調器により、変調送信データに変換される。変調送信データは、特には図示しないデジタル−アナログ変換器により、変調送信信号に変換される。変調送信信号は、特には図示しない直交変調器により、中間周波数送信信号に変換される。中間周波数送信信号は、特には図示しない可変減衰器でレベル調整等された後、特には図示しないアップコンバータにて無線周波数送信信号に変換される。無線周波数送信信号は、最終段の特には図示しない送信アンプにて増幅され、送受信切替部１５０２を介してアンテナ１５０１から送信される。
【００９５】
無線受信回路１５０４において、アンテナ１５０１から送受信切替部１５０２を介して受信された無線周波数受信信号は、特には図示しない低雑音アンプによって増幅された後、特には図示しないダウンコンバータにて中間周波数受信信号に変換される。中間周波数受信信号は、特には図示しない可変減衰器でレベル調整等された後、特には図示しない直交復調器により、変調受信信号に変換される。変調受信信号は、特には図示しないアナログ−デジタル変換器により、変調受信データに変換される。変調受信データは、特には図
示しない復調器により、無線フレーム受信データに変換される。この無線フレーム受信データは、特には図示しない書込み回路によって、メモリ１５０５内の受信バッファ領域に順次書き込まれる。
【００９６】
図１８の構成において、コントローラ１５０６が、メモリ１５０５内のプログラム領域に記憶された第１の制御プログラムを実行することにより、図１の間欠動作制御部１０１による前述の図２の動作フローチャートの動作を実現する。このとき、前述した各制御時間Ｔ１０、Ｔ１１、及び休止状態制御タイマによる制御時間Ｔ１２（図４〜図６参照）の制御は、コントローラ１５０６が、タイミング回路１５０７にタイマ１５０８の動作を制御させることにより行う。
【００９７】
コントローラ１５０６は、ステップＳ２０１で識別符号のビーコンフレームを同報送信するときには、図１７（ａ）に例示されるフォーマットでビーコンフレームを生成し、メモリ１５０５の送信バッファ領域に書き込む。また、コントローラ１５０６は、ステップＳ２０２やＳ２０４でリンク確立や通信データの受信に対する応答を返信するときには、図１７（ｂ）に例示されるフォーマットで応答フレームを生成し、メモリ１５０５の送信バッファ領域に書き込む。これらの書込み動作の後、コントローラ１５０６は、スイッチ１５１２をオンして、電源ライン１５１１を介して電源（電池）１５１０から無線送信回路１５０３への電力の給電を開始させる。これにより、無線送信回路１５０３が、前述したようにして、メモリ１５０５内の送信バッファ領域に書き込まれた無線フレーム送信データを順次読み出しながら送信する。
【００９８】
また、コントローラ１５０６は、ステップＳ２０２でリンク確立要求信号の要求フレームを待ち受けたり、ステップＳ２０４でデータフレームを受信したりするときには、スイッチ１５１３をオンして、電源ライン１５１１を介して電源（電池）１５１０から無線受信回路１５０４への電力の給電を開始させる。これにより、無線受信回路１５０４が、前述したようにして受信動作を実行し、受信した無線フレーム受信データを、メモリ１５０５内の受信バッファ領域に書き込む。コントローラ１５０６は、この無線フレーム受信データの内容を判定することにより、必要なフレームデータが受信されたか否かを判別する。
【００９９】
コントローラ１５０６は、メモリ１５０５内のプログラム領域に記憶された第２の制御プログラムを実行することにより、図１の送信動作制御部１０２による前述の図３の動作フローチャートの動作を実現する。このとき、前述した連続待受け制御タイマによる制御時間Ｔ１３及び休止状態制御タイマによる制御時間Ｔ１２（図５、図６参照）等の計時は、コントローラ１５０６が、タイミング回路１５０７にタイマ１５０８の動作を制御さることにより行う。
【０１００】
コントローラ１５０６は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４等で識別符号を連続的に待ち受ける動作を実行したり、ステップＳ３０６やＳ３０８でリンク確立や通信データの送信に対する応答を受信したり、あるいは、ステップＳ１３０４で構成情報送信を待ち受ける動作を実行したり、ステップＳ１６０４で構成情報を受信するときには、スイッチ１５１３をオンして、電源ライン１５１１を介して電源（電池）１５１０から無線受信回路１５０４への電力の給電を開始させる。これにより、無線受信回路１５０４が、前述したようにして受信動作を実行し、受信した無線フレーム受信データを、メモリ１５０５内の受信バッファ領域に書き込む。コントローラ１５０６は、この無線フレーム受信データの内容を判定することにより、必要なフレームデータが受信されたか否かを判別する。
【０１０１】
また、コントローラ１５０６は、ステップＳ３０６でリンク確立要求やそれに続くリンク制御のための要求データを送信するときには、図１７（ｂ）に例示されるフォーマット
で要求フレームを生成し、メモリ１５０５の送信バッファ領域に書き込む。また、コントローラ１５０６は、ステップＳ３０８で通信データを送信するときには、図１７（ｃ）に例示されるフォーマットでデータフレームを生成し、メモリ１５０５の送信バッファ領域に書き込む。これらの書込み動作の後、コントローラ１５０６は、スイッチ１５１２をオンして、電源ライン１５１１を介して電源（電池）１５１０から無線送信回路１５０３への電力の給電を開始させる。これにより、無線送信回路１５０３が、前述したようにして、メモリ１５０５内の送信バッファ領域に書き込まれた無線フレーム送信データを順次読み出しながら送信する。
【０１０２】
コントローラ１５０６は、メモリ１５０５内のプログラム領域に記憶された第３の制御プログラムを実行することにより、図１の直接通信可能端末調査部１０３による前述の図７の動作フローチャートの動作を実現する。このとき制御される、図８に例示される直接通信可能端末管理テーブルは、メモリ１５０５内の管理テーブル領域に記憶される。
【０１０３】
また、コントローラ１５０６は、メモリ１５０５内のプログラム領域に記憶された第４の制御プログラムを実行することにより、図１の構成情報交換制御部１０５による前述の図１３、図１６に示す動作フローチャートの動作を実現し、また図１５のステップＳ１５０７の情報交換タイミングの計算動作を実現する。このとき制御される、情報交換タイミングの計算処理に用いられる作業領域は、メモリ１５０５内の作業領域に確保されて、実行される。また、前述した構成情報交換処理にあてがわれた時間の計時は、コントローラ１５０６が、タイミング回路１５０７にタイマ１５０８の動作を制御させることにより行う。
【０１０４】
以上説明したようにしてコントローラ１５０６が、スイッチ１５１２、１５１３を制御して、電源（電池）１５１０から無線送信回路１５０３及び無線受信回路１５０４への電力の給電状態を制御することにより、無線端末１５００における電源（電池）１５１０の消費を抑制することができる。また、コントローラ１５０６は、前述したようにして、識別符号連続待受け動作を制御しながら識別符号受信情報を調査することにより、直接通信可能端末を調査したり、直接通信可能端末から変化した構成情報を受信した場合には他の直接通信可能端末と更新した構成情報を伝達し、すべてのメッシュ無線通信ネットワークを構成する無線端末に周知させたりすることが可能となる。
【符号の説明】
【０１０５】
１００  無線端末
１０１  間欠動作制御部
１０２  送信動作制御部
１０３  直接通信可能端末調査部
１０４  アンテナ
１０５  構成情報交換制御部
１５００  無線端末
１５０１  アンテナ
１５０２  送受信切替部
１５０３  無線送信回路
１５０４  無線受信回路
１５０５  メモリ
１５０６  コントローラ
１５０７  タイミング回路
１５０８  タイマ
１５０９  インタフェース回路
１５１０  電源（電池）
１５１１  電源ライン
１５１２、１５１３  スイッチ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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