(57)【要約】【課題】全ての中継ホップにおける受信電波強度が最も良好な通信経路が最適な中継経路として選択されることを保証する。【解決手段】例えば、受信電波強度の評価段階を「良好」，「許容」，「悪い」の３段階とし、「良好」はリンクコストを１、「許容」はＮ＋１、「悪い」は（Ｎ（Ｎ＋１））＋１とする。ルート探索を行う場合、中継ノードは、ディスカバリパケットＰの受信時の受信電波強度を評価し、その評価段階に応じたリンクコストを読み出し、受信したディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値に加算し、リンクコストの積算値とする。宛先ノードは、全ての経路からのディスカバリパケットを受信し、そのディスカバリパケットに書き込まれているリンクコストの積算値に基づいて、リンクコストの積算値が最も小さい経路を中継経路して決定する。【選択図】  図１
2011030049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルート探索発行元デバイスと、ルート探索宛先デバイスと、前記ルート探索発行元デバイスから前記ルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する複数の中継デバイスとを備えた無線通信システムにおいて、
前記中継デバイスは、
受信電波強度の状態の良し悪しを区分して示す複数の評価段階の各々と前記無線通信システムにおける最大中継可能数によって重み付けが施されるルート探索判断指標との関係を記憶するルート探索判断指標記憶手段と、
前記ルート探索用パケットの受信時の受信電波強度を計測する受信電波強度計測手段と、
前記計測された受信電波強度が前記複数の評価段階のどの評価段階に属するのかを判定する評価段階判定手段と、
前記判定された評価段階に対応するルート探索判断指標を前記ルート探索判断指標記憶手段が記憶しているルート探索判断指標の中から読み出すルート探索判断指標読出手段と、
前記読み出されたルート探索判断指標を前記受信したルート探索用パケットのルート探索判断指標の書込領域に書き込まれている値に加算しルート探索判断指標の積算値とするルート探索判断指標加算手段と、
前記ルート探索判断指標の積算値が書き込まれたルート探索用パケットをブロードキャストにより転送するルート探索用パケット転送手段とを備え、
前記ルート探索宛先デバイスは、
前記ルート探索発行元デバイスから送信され前記無線通信システム中の全ての経路を経由して送られてくるルート探索用パケットを受信し、その受信したルート探索用パケットに書き込まれているルート探索判断指標の積算値に基づいて、そのルート探索判断指標の積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する中継経路決定手段
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
ルート探索発行元デバイスとルート探索宛先デバイスとを備えた無線通信システムに用いられ、前記ルート探索発行元デバイスから前記ルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する中継デバイスにおいて、
受信電波強度の状態の良し悪しを区分して示す複数の評価段階の各々と前記無線通信システムにおける最大中継可能数によって重み付けが施されるルート探索判断指標との関係を記憶するルート探索判断指標記憶手段と、
前記ルート探索用パケットの受信時の受信電波強度を計測する受信電波強度計測手段と、
前記計測された受信電波強度が前記複数の評価段階のどの評価段階に属するのかを判定する評価段階判定手段と、
前記判定された評価段階に対応するルート探索判断指標を前記ルート探索判断指標記憶手段が記憶しているルート探索判断指標の中から読み出すルート探索判断指標読出手段と、
前記読み出されたルート探索判断指標を前記受信したルート探索用パケットのルート探索判断指標の書込領域に書き込まれている値に加算しルート探索判断指標の積算値とするルート探索判断指標加算手段と、
前記ルート探索判断指標の積算値が書き込まれたルート探索用パケットをブロードキャストにより転送するルート探索用パケット転送手段と
を備えることを特徴とする中継デバイス。
【請求項３】
ルート探索用パケットをブロードキャストで送信するルート探索発行元デバイスと、このルート探索発行元デバイスからのルート探索用パケットを中継する請求項２に記載された複数の中継デバイスとを備えた無線通信システムに用いられ、前記ルート探索用パケットの最終的な送り先とされるルート探索宛先デバイスにおいて、
前記ルート探索発行元デバイスから送信され前記無線通信システム中の全ての経路を経由して送られてくるルート探索用パケットを受信し、その受信したルート探索用パケットに書き込まれているルート探索判断指標の積算値に基づいて、そのルート探索判断指標の積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する中継経路決定手段
を備えることを特徴とするルート探索宛先デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、メッシュネットワーク構造の無線通信システム、およびそれに用いる中継デバイスおよびルート探索宛先デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用して、環境計測・監視・制御などを行うシステムが増加している。この環境計測・監視・制御などを行う無線通信システムでは、対象エリアが比較的広い、又は、対象エリア内に無線通信の障害物が多々存在する場合が多い。このような場合、対象エリアをカバーするためには、受信器と送信器の設置位置や電波状況等の環境により直接通信できなくても、他のデバイスを中継して通信を行うことができる無線通信ネットワークを利用することが有利である。
【０００３】
この種の無線通信ネットワークとして、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））プロトコルを利用した無線通信ネットワークなど、メッシュネットワークが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このメッシュネットワークでは、多数の通信ノード（デバイス）をメッシュ状に配置し、通信ノード間の双方向の通信を直接通信圏内にある他の通信ノードを中継して行うもので、１つの通信経路がマルチパスフェージングの影響を受けて通信不能に陥ったとしても、他の通信経路を探索して通信を継続することができる技術である。なお、マルチパスフェージングとは、複数の通信電波反射経路の間に発生する位相差により受信電波が打ち消され、受信ができなくなる現象をいう。
【０００４】
ここで、他の通信経路（中継経路）を探索して通信を継続する技術をルート探索と呼ぶが、このルート探索では、送信元ノード（ルート探索発行元ノード）がディスカバリパケットと呼ばれる通信パケット（ルート探索用パケット）をブロードキャストで直接通信圏内の他の通信ノードに送信し、このディスカバリパケットを受信した他の通信ノード（中継ノード）がその間の経路に関する情報（経路情報）をディスカバリパケットに蓄積し、この経路情報を蓄積したディスカバリパケットをブロードキャストで直接通信圏内の他の通信ノードにさらに送信するという動作を順次繰り返すことによって、メッシュネットワーク中の全ての経路を経由するディスカバリパケットを宛先ノード（ルート探索宛先ノード）に最終的に到達させる。宛先ノードは、この到達したディスカバリパケットに蓄積されている経路情報に基づいて、送信元ノードと宛先ノードとの間の最適な中継経路を決定する。なお、メッシュネットワークに対しては最大中継可能数Ｎが定められており、この最大中継可能数Ｎを超える中継回数（中継ホップ数）のディスカバリパケットは探索対象から除外される。
【０００５】
ここで、宛先ノードにおいて最適な中継経路を如何にして決定するかが重要となるが、非特許文献１にはその一例として、リンクコストを用いてルート探索を行う技術が記載されている。リンクコストとは、１ホップでリンクされた２つの通信ノード間（中継ホップ）の通信品質を表す指標であり、中継ホップにおける受信電波強度を例えば７段階の評価段階に分けて評価する。この場合、１段階目のリンクコストを１、２段階目のリンクコストを２というように、受信電波強度の評価段階が１段階上がる毎にリンクコストを１ずつアップする。この際、リンクコスト１は非常に良好、リンクコスト７は非常に悪いとする。また、ディスカバリパケットにリンクコストフィールドを設け、ディスカバリパケットが中継される毎にその中継ホップにおけるリンクコストを、受信したディスカバリパケットのリンクコストフィールドに書き込まれている値（初期値０）に加算して行く。そして、宛先ノードにおいて、到達したディスカバリパケットのリンクコストフィールドに書き込まれている値（リンクコストの積算値）をチェックし、このリンクコストの積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−５９２８号公報
【特許文献２】特開２００６−４２３７０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「実践入門ネットワーク  Ｚｉｇｂｅｅ開発ハンドブック」、１２７〜１３１頁、著者：鄭立、発行者：土岡  正純、発行所：株式会社リックテレコム、２００６年２月２２日、第１版第１刷発行。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した非特許文献１に記載されたリンクコストを用いるルート探索法（以下、従来のリンクコスト法と呼ぶ）では、全ての中継ホップにおける受信電波強度が最も良好な通信経路が最適な中継経路として選択されるという保証がない。
【０００９】
例えば、図１６に示すように、リンクコストの積算値が「５」、中継回数が「３」の通信経路Ａと、リンクコストの積算値が「６」、中継回数が「３」の通信経路Ｂがあったとする。通信経路Ａでは、通信ノードＮ０とＮ２との間のリンクコストが「３」、通信ノードＮ２とＮ３との間および通信ノードＮ３とＮ１との間のリンクコストがそれぞれ「１」であるとする。通信経路Ｂでは、通信ノードＮ０とＮ２との間、通信ノードＮ２とＮ３との間、および通信ノードＮ３とＮ１との間のリンクコストがそれぞれ「２」であるとする。この場合、従来のリンクコスト法によれば、リンクコストの積算値が「５」の通信経路Ａが最適な中継経路して選択される。
【００１０】
ここで、通信経路Ａと通信経路Ｂとを比較した場合、通信経路Ａにはリンクコストが「３」の中継ホップが含まれている。これに対して、通信経路Ｂには、リンクコストが「３」の中継ホップは含まれていない。すなわち、通信経路Ａには通信経路Ｂよりもリンクコストが高い中継ホップが含まれており、このリンクコストの高い中継ホップでいずれ通信不能な状況に陥る可能性が高い。通信不能に陥ると、ルート探索が再度行われることになり、一時的ではあるがシステムの通信性能が極端に悪化する。このようなことから、通信経路Ｂは通信経路Ａよりもリンクコストの積算値は大きいが、リンクコストの高い中継ホップが含まれていない点で、通信経路Ａよりも中継経路としては適していると言える。それにも拘わらず、従来のリンクコスト法では、通信経路Ａが中継経路として選択されてしまう。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、全ての中継ホップにおける受信電波強度が最も良好な通信経路が最適な中継経路として選択されることを保証することが可能な無線通信システム、中継デバイスおよびルート探索宛先デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために本発明は、ルート探索発行元デバイスと、ルート探索宛先デバイスと、ルート探索発行元デバイスからルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する複数の中継デバイスとを備えた無線通信システムにおいて、中継デバイスに、受信電波強度の状態の良し悪しを区分して示す複数の評価段階の各々と無線通信システムにおける最大中継可能数によって重み付けが施されるルート探索判断指標との関係を記憶するルート探索判断指標記憶手段と、ルート探索用パケットの受信時の受信電波強度を計測する受信電波強度計測手段と、計測された受信電波強度が複数の評価段階のどの評価段階に属するのかを判定する評価段階判定手段と、判定された評価段階に対応するルート探索判断指標をルート探索判断指標記憶手段が記憶しているルート探索判断指標の中から読み出すルート探索判断指標読出手段と、読み出されたルート探索判断指標を受信したルート探索用パケットのルート探索判断指標の書込領域に書き込まれている値に加算しルート探索判断指標の積算値とするルート探索判断指標加算手段と、ルート探索判断指標の積算値が書き込まれたルート探索用パケットをブロードキャストにより転送するルート探索用パケット転送手段とを設け、ルート探索宛先デバイスに、ルート探索発行元デバイスから送信され無線通信システム中の全ての経路を経由して送られてくるルート探索用パケットを受信し、その受信したルート探索用パケットに書き込まれているルート探索判断指標の積算値に基づいて、そのルート探索判断指標の積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する中継経路決定手段とを設けたものである。
【００１３】
この発明では、中継デバイスに、受信電波強度の状態の良し悪しを区分して示す複数の評価段階（良好、許容、悪いなど）の各々と無線通信システムにおける最大中継可能数（Ｎ）によって重み付けが施されるルート探索判断指標（リンクコスト）との関係を記憶させる。例えば、受信電波強度の評価段階をｍ（ｍ＝０，１，２，・・・・：少ないほど良好評価）で表現し、０段階（ｍ＝０）のリンクコストをＬＣ（０）＝１とし、ｍ＋１段階のリンクコストをＬＣ（ｍ＋１）＝（Ｎ×ＬＣ（ｍ））＋１とする。この場合、１段階（ｍ＝１）のリンクコストはＬＣ（１）＝（Ｎ×ＬＣ（０））＋１＝（Ｎ×１）＋１＝Ｎ＋１とされ、２段階（ｍ＝２）のリンクコストはＬＣ（２）＝（Ｎ×ＬＣ（１））＋１＝（Ｎ×（Ｎ＋１））＋１とされる。
【００１４】
中継デバイスは、ルート探索用パケット（ディスカバリパケット）の受信時の受信電波強度を計測し、計測された受信電波強度が複数の評価段階のどの評価段階に属するのかを判定し、その判定した評価段階に対応するリンクコストを読み出し、この読み出したリンクコストを受信したディスカバリパケットのルート探索判断指標の書込領域（リンクコストフィールド）に書き込まれている値に加算しリンクコストの積算値とする。そして、このリンクコストの積算値が書き込まれたディスカバリパケットをブロードキャストにより転送する。
【００１５】
一方、ルート探索宛先デバイスは、ルート探索発行元デバイスから送信され無線通信システム中の全ての経路を経由して送られてくるルート探索用パケット（ディスカバリパケット）を受信し、その受信したディスカバリパケットに書き込まれているリンクコストの積算値に基づいて、そのリンクコストの積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する。
【００１６】
ここで、中継デバイスにおいて、受信電波強度の評価段階の各々とリンクコストとの関係が０段階のリンクコストをＬＣ（０）＝１、ｍ＋１段階のリンクコストをＬＣ（ｍ＋１）＝（Ｎ×ＬＣ（ｍ））＋１として記憶されているものとした場合、全ての中継デバイスでの評価がｍ段階目より良好であるならば、ルート探索宛先デバイスで受信されるディスカバリパケット中のリンクコストの積算値は、常にＮ×ＬＣ（ｍ）以下となる。もし、仮に１つでもｍ段階目よりも悪い評価の中継デバイスが含まれている場合には、ルート探索宛先デバイスで受信されるディスカバリパケット中のリンクコストの積算値は少なくとも（Ｎ×ＬＣ（ｍ））＋１以上となる。すなわち、最小のリンクコストの積算値がＮ×ＬＣ（ｍ）以下であれば、そのリンクコストの積算値から決定される中継経路にはｍ段階目よりも悪い評価の中継ホップが含まれることはない。
【００１７】
このようにして、本発明では、中継デバイスに、受信電波強度の評価段階の各々と無線通信システムにおける最大中継可能数Ｎによって重み付けを施したリンクコストとの関係を定めることによって、ルート探索宛先デバイスにおいてリンクコストの積算値が最も小さい経路を選択した場合に、全ての中継ホップにおける受信電波強度が最も良好な通信経路が最適な中継経路として選択されるようにすることが可能となる。
【００１８】
なお、本発明において、受信電波強度の評価段階として、「良好」，「許容」，「悪い」などのように複数の評価段階を定めるが、この評価段階は「良い」，「悪い」の２段階とする場合も含むものである。評価段階を２段階とした場合には、
（１）第１優先基準として、全ての中継ホップにおいて良好な受信電波強度を持つ通信経路が選択される．
（２）全ての中継ホップにおいて良好な受信電波強度を持つ通信経路が複数存在する場合、その中で最も中継回数の少ない経路が選択される．
というように、できるだけ中継回数の少ない経路を選択させるようにすることが可能となる。
より安全に受信電波強度を評価したい場合には、評価段階を３段階以上としておけばよいし、最低限使用可能な中継ホップのみで構成しておけばよく、極力通信量を低減させたいような場合には、評価段階を２段階にしておけばよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、受信電波強度の評価段階の各々と無線通信システムにおける最大中継可能数によって重み付けが施されるリンクコストとの関係を定め、計測された受信電波強度がどの評価段階に属するのかを判定し、判定した評価段階に対応するリンクコストを読み出してディスカバリパケットのリンクコストフィールドに書き込まれている値に加算するようにしたので、例えば受信電波強度の評価段階の各々とリンクコストとの関係を０段階のリンクコストをＬＣ（０）＝１、ｍ＋１段階のリンクコストをＬＣ（ｍ＋１）＝（Ｎ×ＬＣ（ｍ））＋１と定めるなどして、ルート探索宛先デバイスにおいてリンクコストの積算値が最も小さい経路を選択した場合に、全ての中継ホップにおける受信電波強度が最も良好な通信経路が最適な中継経路として選択されることを保証することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る無線通信システム（メッシュネットワーク）の一実施の形態（評価段階を３段階とした場合）の概略を示す構成図である。
【図２】このメッシュネットワークにおける現在の各中継ホップと受信電波強度の状態（評価）との関係を示す図である。
【図３】受信電波強度の評価段階の各々（良好、許容、悪い）と最大中継可能数Ｎによって重み付けが施されるリンクコストとの関係が設定されるテーブルを示す図である。
【図４】このメッシュネットワークにおける送信元ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】このメッシュネットワークにおける中継ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】受信電波強度を評価する際の評価基準とされる許容受信電波強度Ｅｔｈ１と安全受信電波強度Ｅｔｈ２との関係を示す図である。
【図７】このメッシュネットワークにおける宛先ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】宛先ノードにおいて受信された各ディスカバリパケットの到達経路と各中継ホップでのリンクコストと中継回数とリンクコストの積算値を示す図である。
【図９】この宛先ノードにおいて受信された各ディスカバリパケットの到達経路と各中継ホップでのリンクコストと中継回数とリンクコストの積算値をリンクコストの積算値の小さい順に並べ替えた図である。
【図１０】通信ノードを中継ノードとして機能させた場合の要部の機能ブロック図である。
【図１１】通信ノードを宛先ノードとして機能させた場合の要部の機能ブロック図である。
【図１２】本発明に係る無線通信システム（メッシュネットワーク）の他の実施の形態（評価段階を２段階とした場合）の概略を示す構成図である。
【図１３】このメッシュネットワークにおける現在の各中継ホップと受信電波強度の状態（評価）との関係を示す図である。
【図１４】受信電波強度の評価段階の各々（良好、悪い）と最大中継可能数Ｎによって重み付けが施されるリンクコストとの関係が設定されるテーブルを示す図である。
【図１５】宛先ノードにおいて受信された各ディスカバリパケットの到達経路と各中継ホップでのリンクコストと中継回数とリンクコストの積算値を示す図である。
【図１６】従来のリンクコスト法で生じる問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１：評価段階を３段階とした例〕
図１はこの発明に係る無線通信システムの一実施の形態の概略を示す構成図である。同図において、Ｎ０〜Ｎ４は通信ノードであり、これらの通信ノードＮ０〜Ｎ４によってメッシュネットワークが構成されている。
【００２２】
なお、この実施の形態において、通信ノードＮ０とＮ１との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」、通信ノードＮ０とＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ０とＮ３との間の中継ホップにおける受信電波強度は「許容」、通信ノードＮ０とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ１とＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度は「許容」、通信ノードＮ１とＮ３との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ１とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」、通信ノードＮ２とＮ３との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ２とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「許容」、通信ノードＮ３とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」状態にあるものとする。図２にこの場合の各中継ホップと受信電波強度の状態（評価）との関係を示す。なお、この受信電波強度の「良好」，「許容」，「悪い」の評価基準については後述する。
【００２３】
また、この実施の形態において、通信ノードＮ０〜Ｎ４には、本実施の形態特有のテーブルとして、受信電波強度の評価段階の各々とこのメッシュネットワークにおける最大中継可能数Ｎによって重み付けが施されるリンクコストとの関係を示すテーブルＴＢ１（図３）が設けられている。この実施の形態では、最大中継可能数ＮがＮ＝３とされ、「良好」についはてリンクコストがＬＣ（０）＝１として設定され、「許容」についてはリンクコストがＬＣ（１）＝（Ｎ×ＬＣ（０））＋１＝Ｎ＋１＝３＋１＝４として設定され、「悪い」についてはリンクコストがＬＣ（２）＝（Ｎ×ＬＣ（１））＋１＝（Ｎ×（Ｎ＋１））＋１＝（３×４）＋１＝１３として設定されている。
【００２４】
以下、通信ノードＮ０を送信元ノード（ルート探索発行元ノード）、通信ノードＮ１を宛先ノード（ルート探索宛先ノード）とし、通信ノードＮ２〜Ｎ４を中継モードとして、ルート探索を行う場合を例にとって各通信ノードの機能を交えながらその動作について説明する。
【００２５】
〔送信元ノード〕
送信元ノードＮ０は、ルート探索の開始が指示されると（図４：ステップＳ１０１のＹＥＳ）、自己のアドレスを経路情報として付して、また通信ノードＮ１を宛先ノードとして指定して、直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストでディスカバリパケットＰを送信する（ステップＳ１０２）。このディスカバリパケットＰにはリンクコストフィールドＦが設けられており、このリンクコストフィールドＦにはリンクコストとして最初は初期値０が書き込まれている。
【００２６】
〔中継ノード〕
通信ノードＮ２は、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを受信すると（図５：ステップＳ２０１のＹＥＳ）、そのディスカバリパケットＰの受信時の受信電波強度を計測し（ステップＳ２０２）、この計測した受信電波強度を評価する（ステップＳ２０３）。この場合、通信ノードＮ２は、計測した受信電波強度を次のようにして評価する。
【００２７】
通信ノードＮ２には、許容受信電波強度Ｅｔｈ１と安全受信電波強度Ｅｔｈ２が閾値として定められている。図６に許容受信電波強度Ｅｔｈ１と安全受信電波強度Ｅｔｈ２との関係を示す。この例では、保証する最大通信距離に対して理論的な受信電波強度Ｅ１を求め、この理論的な受信電波強度Ｅ１に電波状況の悪化を考慮しマージンＭ１を加算して許容受信電界強度Ｅｔｈ１としている。また、この許容受信電界強度Ｅｔｈ１にさらにマージンＭ２を加算して安全受信電波強度Ｅｔｈ２としている。
【００２８】
通信ノードＮ２は、計測した受信電波強度が安全受信電波強度Ｅｔｈ２以上であった場合、送信元ノードＮ０と通信ノードＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度を「良好」と評価する。計測した受信電波強度が安全受信電波強度Ｅｔｈ２と許容受信電界強度Ｅｔｈ１との間であった場合、送信元ノードＮ０と通信ノードＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度を「許容」と評価する。計測した受信電波強度が許容受信電界強度Ｅｔｈ１以下であった場合、送信元ノードＮ０と通信ノードＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度を「悪い」と評価する。
【００２９】
なお、この受信電波強度の評価は、１回の受信で行うようにしてもよいし、複数回の受信結果の平均値で行うようにしてもよいし、複数回の受信を行った場合の最も悪い結果で行うようにしてもよい。
【００３０】
次に、通信ノードＮ２は、受信電波強度の評価結果に対応するリンクコストを自己が保有しているテーブルＴＢ１（図３）から読み出す（ステップＳ２０４）。この場合、受信電波強度の評価結果が「良好」であれば、リンクコストＬＣ（０）＝１を読み出し、受信電波強度の評価結果が「許容」であれば、リンクコストＬＣ（１）＝４を読み出し、受信電波強度の評価結果が「悪い」であれば、リンクコストＬＣ（２）＝１３を読み出す。この例では、送信ノードＮ０と通信ノードＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度の評価結果が「良好」として得られるので、リンクコストＬＣ（０）＝１を読み出す。
【００３１】
そして、通信ノードＮ２は、読み出したリンクコストＬＣ（０）＝１を受信したディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値に加算し、リンクコストの積算値とする（ステップＳ２０５）。この場合、送信ノードＮ０からのディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦには初期値０が書き込まれているので、この初期値０にリンクコストＬＣ（０）＝１を加算した値１がリンクコストの積算値とされる。
【００３２】
通信ノードＮ２は、このリンクコストの積算値が書き込まれたディスカバリパケットＰを、自己のアドレスを経路情報として付して、直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ２０６）。
【００３３】
通信ノードＮ２と同様にして他の通信ノードＮ３，Ｎ４でもディスカバリパケットＰの中継が行われる。例えば、通信ノードＮ２から転送されたディスカバリパケットＰが通信ノードＮ３で受信されると、その受信されたディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値（１）に通信ノードＮ２とＮ３との間の中継ホップのリンクコスト１が加算され、リンクコストの積算値（２）とされる。通信ノードＮ３は、このリンクコストの積算値が書き込まれたディスカバリパケットＰを、自己のアドレスを経路情報として付して、直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する。
【００３４】
〔宛先ノード〕
宛先ノードＮ１は、例えば、通信ノードＮ３からのディスカバリパケットＰを受信すると（図７：ステップＳ３０１のＹＥＳ）、そのディスカバリパケットＰの受信時の受信電波強度を計測し（ステップＳ３０２）、この計測した受信電波強度を評価する（ステップＳ３０３）。この例では、「良好」と評価する。
【００３５】
そして、受信電波強度の評価結果に対応するリンクコストを自己が保有しているテーブルＴＢ１（図３）から読み出し（ステップＳ３０４）、この読み出したリンクコストを受信したディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値に加算し、リンクコストの積算値とする（ステップＳ３０５）。この例では、リンクコストＬＣ（０）＝１を読み出し、受信したディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値（２）に加算し、リンクコストの積算値（３）とする。
【００３６】
宛先ノードＮ１は、メッシュネットワーク中の全ての経路を経由するディスカバリパケットＰの受信を完了すると（ステップＳ３０６のＹＥＳ）、受信した各ディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値（リンクコストの積算値）をチェックし（ステップＳ３０６）、このリンクコストの積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する（ステップＳ３０８）。
【００３７】
図８に宛先ノードＮ１において受信された各ディスカバリパケットＰの到達経路と各中継ホップでのリンクコストと中継回数とリンクコストの積算値を示す。これをリンクコストの積算値の小さい順に並べ替えると図９に示すようになる。この例では、リンクコストの積算値が最も小さい経路として、Ｎ０→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ１の経路が最適な中継経路として決定される。
【００３８】
図９に示した関係からも分かるように、本実施の形態では、リンクコストの積算値が小さい順の優先度で経路選択を行うことで、
（１）中継ホップにおける受信電界強度が全て「良好」の経路が最優先で採用される．
（２）何れかの中継ホップに「良好」以外が含まれる経路しか存在しない場合には、「悪い」状態の中継ホップが含まれない経路が次優先度で採用される（その中では「許容」の中継回数が少ない順の優先度で採用される）．
（３）何れかの中継ホップに「悪い」が必ず含まれる場合には、「悪い」状態の中継ホップが最も少ない経路が優先的に採用される．
ものとなる。
【００３９】
このようにして、本実施の形態では、受信電波強度の評価段階の各々とメッシュネットワークにおける最大中継可能数Ｎによって重み付けを施したリンクコストとの関係を定めたテーブル（０段階のリンクコストをＬＣ（０）＝１、ｍ＋１段階のリンクコストをＬＣ（ｍ＋１）＝（Ｎ×ＬＣ（ｍ））＋１としたテーブル）ＴＢ１を使用し、計測された受信電波強度がどの評価段階に属するのかを判定し、判定した評価段階に対応するリンクコストを読み出してディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値に加算するという方式を採用することによって、宛先ノードＮ１においてリンクコストの積算値が最も小さい経路を選択した場合に、全ての中継ホップにおける受信電波強度が最も良好な通信経路を最適な中継経路として選択させるようにすることができるようになる。
【００４０】
〔中継ノードの機能ブロック〕
図１０に通信ノードを中継ノードとして機能させた場合の要部の機能ブロック図を示す。なお、図１０では、送信元ノードや宛先ノードと区別するために中継ノードを符号ＮＡで示す。
【００４１】
中継ノードＮＡは、ディスカバリパケットＰを受信するディスカバリパケット受信部１と、このディスカバリパケット受信部１におけるディスカバリパケットＰの受信時の受信電波強度を計測する受信電波強度計測部２と、許容受信電波強度Ｅｔｈ１および安全受信電波強度ｔＥｈ２を記憶する閾値記憶部３と、受信電波強度計測部２によって計測された受信電波強度が「良好」，「許容」，「悪い」のどの評価段階に属するのかを閾値記憶部３に記憶されている許容受信電波強度Ｅｔｈ１および安全受信電波強度Ｅｔｈ２に基づいて判定する評価段階判定部４とを備えている。
【００４２】
また、メッシュネットワークにおける最大中継可能数Ｎを記憶する最大中継可能数記憶部５と、受信電波強度の評価段階の各々と最大中継可能数記憶部４に記憶されている最大中継可能数Ｎによって重み付けが施されるリンクコストとの関係を示すテーブルＴＢ１を記憶するリンクコスト記憶部６と、評価段階判定部４で判定された評価段階に対応するリンクコストをリンクコスト記憶部６中のテーブルＴＢ１から読み出すリンクコスト読出部７とを備えている。
【００４３】
また、リンクコスト読出部７によって読み出されたリンクコストをディスカバリパケット受信部１で受信されたディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値に加算しリンクコストの積算値とするリンクコスト加算部８と、リンクコストの積算値が書き込まれたディスカバリパケットＰを自己のアドレスを付加してブロードキャストにより転送するディスカバリパケット転送部９とを備えている。
【００４４】
なお、この中継ノードＮＡの構成において、リンクコスト記憶部６中のテーブルＴＢ１中のリンクコストは、最大中継可能数記憶部５に記憶されている最大中継可能数Ｎが変更されると、自動的に書き替えられる。
【００４５】
〔宛先ノードの機能ブロック〕
図１１に通信ノードを宛先ノードとして機能させた場合の要部の機能ブロック図を示す。なお、図１１では、送信元ノードや中継ノードと区別するために宛先ノードを符号ＮＢで示す。
【００４６】
宛先ノードＮＢは、ディスカバリパケット受信部１、受信電波強度計測部２、閾値記憶部３、評価段階判定部４、最大中継可能数記憶部５、リンクコスト記憶部６、リンクコスト読出部７、リンクコスト加算部８に加え、ディスカバリパケット受信完了判断部１０と、リンクコスト積算値チェック部１１と、最適中継経路決定部１２とを備えている。
【００４７】
ディスカバリパケット受信完了判断部１０は、リンクコスト加算部８において全ての経路を経由して送られてきたディスカバリパケットＰに対するリンクコストの加算が終了した場合、ディスカバリパケットＰの受信完了と判断する。
【００４８】
リンクコスト積算値チェック部１１は、ディスカバリパケット受信完了判断部１０でのディスカバリパケットＰの受信完了の確認後、受信した各ディスカバリパケットＰのリンクコストフィールドＦに書き込まれている値（リンクコストの積算値）をチェックする。最適中継経路決定部１２は、リンクコスト積算値チェック部１１でのチェック結果に基づいて、リンクコストの積算値が最も小さい経路を最適な中継経路として決定する。
【００４９】
〔実施の形態２：評価段階を２段階とした例〕
実施の形態１では、受信電波強度に対する評価段階を３段階としたが、評価段階は３段階に限られるものではなく、さらに評価段階を増やしてもよい。また、評価段階を少なくし、２段階としてもよい。実施の形態２では評価段階を「良い」，「悪い」の２段階とする。
【００５０】
図１２に評価段階を２段階とした場合の図１に対応する図を示す。このメッシュネットワークでは、通信ノードＮ０とＮ１との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」、通信ノードＮ０とＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ０とＮ３との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ０とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ１とＮ２との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」、通信ノードＮ１とＮ３との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ１とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」、通信ノードＮ２とＮ３との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ２とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「良好」、通信ノードＮ３とＮ４との間の中継ホップにおける受信電波強度は「悪い」状態にあるものとする。図１３にこの場合の各中継ホップと受信電波強度の状態（評価）との関係を示す。
【００５１】
また、この実施の形態２において、通信ノードＮ０〜Ｎ４には、実施の形態１と同様、受信電波強度の評価段階の各々とこのメッシュネットワークにおける最大中継可能数Ｎによって重み付けが施されるリンクコストとの関係を示すテーブルＴＢ１（図１４）が設けられている。この実施の形態２では、最大中継可能数ＮがＮ＝４とされ、「良い」についはてリンクコストがＬＣ（０）＝１として設定され、「悪い」についてはリンクコストがＬＣ（１）＝（Ｎ×ＬＣ（０））＋１＝Ｎ＋１＝４＋１＝５として設定されている。
【００５２】
この実施の形態２でも、通信ノードＮ０を送信元ノード（ルート探索発行元ノード）、通信ノードＮ１を宛先ノード（ルート探索宛先ノード）として、通信ノードＮ２〜Ｎ４を中継ノードとして、ルート探索を行うものとする。このルート検索の過程は実施の形態１と同じであるので省略する。
【００５３】
図１５に宛先ノードＮ１において受信された各ディスカバリパケットＰの到達経路と各中継ホップでのリンクコストと中継回数とリンクコストの積算値を示す。この図ではリンクコストの積算値の小さい順に並べ替えている。この場合、リンクコストの積算値が最も小さい経路として、Ｎ０→Ｎ３→Ｎ１の経路が最適な中継経路として決定される。
【００５４】
図１５に示した関係からも分かるように、本実施の形態では、リンクコストの積算値が小さい順の優先度で経路選択を行うことで、
（１）中継ホップにおける受信電界強度が全て「良好」の経路が最優先で採用される（全ての中継ホップが「良好」の経路が複数ある場合には、そのうちの中継回数の少ない順に優先的に採用される）．
（２）何れかの中継ホップに「悪い」状態が含まれる場合は、そのうち最も「悪い」状態の中継ホップが少ない経路が採用される（「悪い」状態の中継ホップ数が等しい経路が複数存在する場合には、そのうち中継回数の少ない順に優先的に採用される）．
ものとなる。
すなわち、評価段階を２段階とすることによって、第２優先判断基準として中継回数が少ないことを加味することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の無線通信システム、中継デバイスおよびルート検索宛先デバイスは、通信幹線を無線化したメッシュネットワーク構造の中規模、大規模の監視制御システムなど様々な分野で利用することが可能である。具体的には、ＶＡＶ（可変風量調節）による居室内空調システムへの適用などが考えられる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｎ０〜Ｎ４…通信ノード、Ｐ…ディスカバリパケット、Ｆ…リンクコストフィールド、ＴＢ１…テーブル、１…ディスカバリパケット受信部、２…受信電波強度計測部、３…閾値記憶部、４…評価段階判定部、５…最大中継可能数記憶部、６…リンクコスト記憶部、７…リンクコスト読出部、８…リンクコスト加算部、９とはディスカバリパケット転送部、１０…ディスカバリパケット受信完了判断部、１１…リンクコスト積算値チェック部、１２…最適中継経路決定部、ＮＡ…中継ノード、ＮＢ…宛先ノード。
【図１】
2011030049.tif 000003
【図２】
2011030049.tif 000004
【図３】
2011030049.tif 000005
【図４】
2011030049.tif 000006
【図５】
2011030049.tif 000007
【図６】
2011030049.tif 000008
【図７】
2011030049.tif 000009
【図８】
2011030049.tif 000010
【図９】
2011030049.tif 000011
【図１０】
2011030049.tif 000012
【図１１】
2011030049.tif 000013
【図１２】
2011030049.tif 000014
【図１３】
2011030049.tif 000015
【図１４】
2011030049.tif 000016
【図１５】
2011030049.tif 000017
【図１６】
2011030049.tif 000018