(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線により通信可能な複数の装置をノードとして含む木構造のネットワークにおいて通信する無線端末装置であって、
前記複数の装置のうちの通信可能な周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が前記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値に基づいて、前記周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択する状態管理部と、
を備える無線端末装置。
【請求項２】
前記評価値算出部は、前記無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報にさらに基づいて、前記評価値を算出する、請求項１の無線端末装置。
【請求項３】
前記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、前記周辺無線端末装置の木構造上の子の数を含む、請求項１または２の無線端末装置。
【請求項４】
前記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、前記周辺無線端末装置の木構造上の孫を木構造上の子として有する、当該周辺無線端末装置の木構造上の子の数をさらに含む、請求項３の無線端末装置
【請求項５】
前記無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、前記無線端末装置の木構造上の孫を木構造上の子として有する、当該無線端末装置の木構造上の子の数をさらに含む、請求項２から４のいずれかの無線端末装置
【請求項６】
前記評価値算出部は、前記周辺無線端末装置のパスコストに第１の係数を乗じた値と、前記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が前記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否か、に基づいて得られる付加コストに第２の係数を乗じた値とに応じて、前記評価値を算出する、請求項１から５のいずれかの無線端末装置。
【請求項７】
前記状態管理部は、前記無線端末装置が木構造上の子を有しない場合に、前記無線端末装置の受信機に間欠動作を行わせる、請求項１から６のいずれかの無線端末装置。
【請求項８】
前記無線端末装置のパスコスト、前記無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および前記無線端末装置の木構造上の親の識別情報のうちの少なくとも１つを含む通知情報を送信する送信部と、
前記周辺無線端末装置のパスコスト、前記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および前記周辺無線端末装置の木構造上の親の識別情報のうちの少なくとも１つを含む通知情報を受信する受信部と、
をさらに備える、請求項１から７のいずれかの無線端末装置。
【請求項９】
前記送信部は、前記通知情報を繰り返し送信する、請求項８の無線端末装置。
【請求項１０】
前記送信部は、間欠動作を行う受信機を有する周辺無線端末装置が前記無線端末装置の木構造上の親として選択された場合に、間欠動作の中止を指示する指示情報を送信する、請求項７から９のいずれかの無線端末装置。
【請求項１１】
前記状態管理部は、前記評価値に基づいて前記周辺無線端末装置のいずれかを予備の親として選択し、前記無線端末装置が、前記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置と通信できなくなった場合には、前記予備の親を木構造上の親として選択する、請求項１から１０のいずれかの無線端末装置。
【請求項１２】
前記状態管理部は、前記無線端末装置が木構造上の子を有さず、かつ前記無線端末装置が前記周辺無線端末装置のいずれからも予備の親として選択されていない場合に、前記無線端末装置の受信機に間欠動作を行わせる、請求項１１の無線端末装置。
【請求項１３】
前記状態管理部は、最善の評価値を伴う前記周辺無線端末装置を木構造上の親として選択し、次善の評価値を伴う前記周辺無線端末装置を予備の親として選択する、請求項１１または１２の無線端末装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかの無線端末装置を含む無線通信システム。
【請求項１５】
無線により通信可能な複数の装置をノードとして含む木構造のネットワークにおいて通信する無線端末装置を制御するコンピュータを、
前記複数の装置のうちの通信可能な周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が前記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値に基づいて、前記周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択する状態管理部と、
として機能させるプログラム。
【請求項１６】
無線により通信可能な複数の装置をノードとして含む木構造のネットワークにおいて通信する無線端末装置を用いた無線通信方法であって、
前記複数の装置のうちの通信可能な周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が前記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値を算出するステップと、
前記評価値に基づいて、前記周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択するステップと、
を含む無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末装置、無線通信システム、プログラムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の端末でネットワークを構成し、隣接した端末間でパケットの送受信を繰り返すことにより直接接続していない端末間の通信を実現する、様々な方式が開発されている。このような無線ネットワークでは、追加の配線コストを使うことなく信号が周辺の全ての端末に到達するように、全ての端末が周辺の全ての端末と通信可能であることを前提として転送経路を設定することが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、全ての端末との通信を前提とすると各端末の消費電力が大きくなるという問題がある。信号を受信するためには各端末は常に受信機を動作させておく必要があるためである。
【０００４】
これに対して、全ての端末との通信を前提とせず、中継処理を行う端末と中継処理を行わない端末とに分ける方法が開発されている。この場合、中継処理を行うとされた装置だけを用いたルーティング処理が行われる。例えば、特許文献１では、エンドデバイスと名付けられた端末は、中継処理を行わず、自身のデータを送信する時を除き受信機の電源を切る。また、エンドデバイスは、周辺の端末から特定の１つを選択し、選択した端末のみと通信する。このように、エンドデバイスは、消費電力を削減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５５３０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の方法では、各端末が中継処理を行うか否かを事前に決めておく必要がある。しかしながら、各端末による中継処理が必要か否かは周辺の無線伝搬環境、端末の設置状況等によって変化するため、中継処理を行う端末を事前に最適に決めることは現実的ではない。一方で、全ての端末が中継処理を行う場合には、中継処理を行う端末は多くの電力を消費するため通信に必要以上に多くの電力を消費し、ネットワーク全体の消費電力の増大につながる。
【０００７】
そこで、本発明は、中継処理を行うか否かを各端末に自律的に判断させ、ネットワーク全体の消費電力を低減することを可能とする、新規かつ改良された無線端末装置、無線通信システム、プログラムおよび無線通信方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、無線により通信可能な複数の装置をノードとして含む木構造のネットワークにおいて通信する無線端末装置であって、上記複数の装置のうちの通信可能な周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が上記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値に基づいて、上記周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択する状態管理部と、を備える無線端末装置が提供される。
【０００９】
また、上記評価値算出部は、上記無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報にさらに基づいて、上記評価値を算出してもよい。
【００１０】
また、上記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、上記周辺無線端末装置の木構造上の子の数を含んでもよい。
【００１１】
また、上記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、上記周辺無線端末装置の木構造上の孫を木構造上の子として有する、当該周辺無線端末装置の木構造上の子の数をさらに含んでもよい。
【００１２】
また、上記無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、上記無線端末装置の木構造上の孫を木構造上の子として有する、当該無線端末装置の木構造上の子の数をさらに含んでもよい。
【００１３】
また、上記評価値算出部は、上記周辺無線端末装置のパスコストに第１の係数を乗じた値と、上記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が上記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否か、に基づいて得られる付加コストに第２の係数を乗じた値とに応じて、上記評価値を算出してもよい。
【００１４】
また、上記状態管理部は、上記無線端末装置が木構造上の子を有しない場合に、上記無線端末装置の受信機に間欠動作を行わせてもよい。
【００１５】
また、上記無線端末装置は、上記無線端末装置のパスコスト、上記無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および上記無線端末装置の木構造上の親の識別情報のうちの少なくとも１つを含む通知情報を送信する送信部と、上記周辺無線端末装置のパスコスト、上記周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および上記周辺無線端末装置の木構造上の親の識別情報のうちの少なくとも１つを含む通知情報を受信する受信部と、をさらに備えてもよい。
【００１６】
また、上記送信部は、上記通知情報を繰り返し送信してもよい。
【００１７】
また、上記送信部は、間欠動作を行う受信機を有する周辺無線端末装置が上記無線端末装置の木構造上の親として選択された場合に、間欠動作の中止を指示する指示情報を送信してもよい。
【００１８】
また、上記状態管理部は、上記評価値に基づいて上記周辺無線端末装置のいずれかを予備の親として選択し、上記無線端末装置が、上記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置と通信できなくなった場合には、上記予備の親を木構造上の親として選択してもよい。
【００１９】
また、上記状態管理部は、上記無線端末装置が木構造上の子を有さず、かつ上記無線端末装置が上記周辺無線端末装置のいずれからも予備の親として選択されていない場合に、上記無線端末装置の受信機に間欠動作を行わせてもよい。
【００２０】
また、上記状態管理部は、最善の評価値を伴う上記周辺無線端末装置を木構造上の親として選択し、次善の評価値を伴う上記周辺無線端末装置を予備の親として選択してもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記無線端末装置を含む無線通信システムが提供される。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線により通信可能な複数の装置をノードとして含む木構造のネットワークにおいて通信する無線端末装置を制御するコンピュータを、上記複数の装置のうちの通信可能な周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が上記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値に基づいて、上記周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択する状態管理部と、として機能させるプログラムが提供される。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線により通信可能な複数の装置をノードとして含む木構造のネットワークにおいて通信する無線端末装置を用いた無線通信方法であって、上記複数の装置のうちの通信可能な周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が上記無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値を算出するステップと、上記評価値に基づいて、上記周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択するステップと、を含む無線通信方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る無線端末装置、無線通信システム、プログラムおよび無線通信方法によれば、中継処理を行うか否かを各端末に自律的に判断させ、ネットワーク全体の消費電力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】パスコストに基づき形成された木構造のネットワークを示す。
【図２】一実施形態に係る条件Ａによる木構造上の親の選択を説明する。
【図３】一実施形態に係る条件Ｂによる木構造上の親の選択を説明する。
【図４】一実施形態に係る条件Ｃによる木構造上の親の選択を説明する。
【図５】一実施形態に係る条件Ｄによる木構造上の親の選択を説明する。
【図６】親選択用コストに基づき形成された木構造のネットワークを示す。
【図７】一実施形態に係る無線端末装置間での送受信を説明する。
【図８】一実施形態に係る無線端末装置間での通信切断時の送受信を説明する。
【図９】一実施形態に係る無線端末装置間での通信切断時の送受信を説明する。
【図１０】一実施形態に係る無線端末装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】エンドデバイスの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】ルータの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】通信が切断された場合の処理の流れ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】
【００２６】
以下に添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。一例として説明される本発明の一実施形態は、［１．木構造のネットワークにおける親の選択方式］、［２．無線端末装置間での送受信］、［３．無線端末装置の構成］、［４．処理の流れ］、［５．変形例］という順序で説明される。
【００２７】
［１．木構造のネットワークにおける親の選択方式］
無線により通信可能な複数の装置により形成される無線マルチホップネットワークは、典型的には、外部ネットワークとの接続機能を有する基地局装置（以下、「ＢＳ」と呼ぶ）と、ＢＳを介して外部ネットワークに接続する１つ以上の無線端末装置とを含む、木構造のネットワークである。ここで、ＢＳは、当該木構造のネットワークの根であり、各無線端末装置は、当該木構造のネットワークの節または葉である。木構造上の節となる無線端末装置、すなわち木構造上の子を有する無線端末装置を、ルータと呼び、木構造上の葉となる無線端末装置、すなわち木構造上の子を有さない無線端末装置を、エンドデバイスと呼ぶこととする。各無線端末装置は、直接的に、または木構造上の先祖（親を含む）である無線端末装置を経由して、ＢＳにデータを送信することができ、またＢＳからのデータを受信することができる。また、各無線端末装置は、自身の木構造上の子孫宛のデータを受信した場合には、当該無線端末装置のいずれかの子に当該データを転送する。各無線端末装置は、ＢＳ宛のデータを受信した場合には、当該無線端末装置の親に当該データを転送する。このように、各無線端末装置は、直接的に、または他の無線端末装置を経由して、ＢＳに接続される。
【００２８】
一実施形態に係るＢＳは、例えば、スマートグリッドにおけるスマートメータである。また、一実施形態に係る無線端末装置は、例えば、スマートメータと通信する、テレビ、プロジェクタ、ＤＶＤレコーダ、ブルーレイレコーダ、音楽プレイヤ、ゲーム機器、エアコンディショナ、洗濯機、冷蔵庫等の家電機器、ＰＣ（Personal  Computer）、プリンタ、スキャナ等の情報処理機器、または照明機器、湯沸かし器等のその他の電気を使用する機器である。ただし、当然のことながら、一実施形態に係るＢＳおよび無線端末装置は、これらに限られない。
【００２９】
上記木構造のネットワークを形成し、ＢＳと通信するために、無線端末装置は、ＢＳおよび他の無線端末装置のうち通信可能なもの（以下、「周辺無線端末装置」と呼ぶ）のいずれかを、木構造上の親として選択する。各無線端末装置が木構造上の親を選択した結果、エンドデバイスとなった無線端末装置は、他の無線端末装置宛のデータを転送する必要がないため、自らデータを送信する際と、受信すべきデータが存在するか否かを親に問い合わせる際を除き、受信機の電源を切ることができる。これにより、エンドデバイスは、消費電力を低減することができる。一方で、ルータとなった無線端末装置は、他の無線端末装置宛のデータを転送する必要があるため、受信機の電源を切ることが困難である。つまり、ルータの数をより少なくすることができれば、換言するとエンドデバイスの数をより多くすることができれば、ネットワーク全体の消費電力を低減することができる。
【００３０】
以下では、無線端末装置が周辺無線端末装置から取得したパスコストのみを用いた親選択方式を説明した上で、本発明に係る一実施形態に係る親選択方式を説明する。
【００３１】
（パスコストのみを使用した親選択方式）
一般的なパスコストのみを用いた親選択方式の一例を、以下に示す。
【表１】
0005651527.tif 000002
この方式により、各無線端末装置は、ＢＳまでの中継回数が最も少ない経路を選択できる。なお、無線端末装置が周辺無線端末装置のパスコストを取得するために、各無線端末装置は、自らの識別情報とパスコストとを含んだ情報を定期的に送信する。
【００３２】
図１を参照することにより、上記のパスコストのみを使用した親選択方式を用いた結果を説明する。図１は、パスコストに基づき形成された木構造のネットワークを示す。図１では、ノード１０００がＢＳであり、ノード１０１０〜１０８０が無線端末装置である。ＢＳ以外の各ノードの中に示されている数字は、各ノードのパスコストを示す。ＢＳと無線端末装置との間または無線端末装置間を結ぶ実線は、それらの間で確立された通信経路を示す。すなわち、当該実線は、ＢＳおよび無線端末装置がデータを直接送受信する通信経路を示す。一方で、無線端末装置間を結ぶ点線は、それらの間の通信経路の候補を示す。すなわち、当該点線は、無線端末装置が互いに通信可能であることを示す。
【００３３】
図１に示されるネットワークでは各無線端末装置からＢＳまでのパスコスト（ここでは送信回数）が最小になっているため、当該ネットワークは最も高い性能をもつネットワークである。しかしながら、当該ネットワークは、消費電力が低いネットワークではない。実際に、ノード１０１０、１０３０、１０４０、１０５０および１０６０が、受信機の消費電力を低減することが困難なルータである。
【００３４】
さらに各無線端末装置の状況に応じて上記のパスコストを加減する方式がある。例えば、無線端末装置がエンドデバイスである場合に当該無線端末装置のパスコストを割増しすることが考えられる。これは、エンドデバイスが他の無線端末装置から親として選択されないようにすることができる。また、例えば、各無線端末装置の子の数に応じてパスコストを割増しすることも考えられる。
【００３５】
しかしながら、パスコストの加減のみによりルータの数を減らすことには限界がある。なぜならば、無線端末装置が親を変更することによる影響は、各無線端末装置によって異なるからである。例えば、無線端末装置の親の子が１つのみである場合、すなわち無線端末装置の親の子が当該無線端末装置のみである場合には、当該無線端末装置が別の周辺無線端末装置を親として選択すれば、結果として上記親である周辺無線端末装置はエンドデバイスとなる。しかし、例えば、無線端末装置の親の子が多数存在する場合には、当該無線端末装置が別の周辺無線端末装置を親として選択しても、上記親である周辺無線端末装置はエンドデバイスとはならない。すなわち、無線端末装置とその周辺無線端末装置との間の関係により、親として選択すべき周辺無線端末装置は異なる。よって、各無線端末装置のパスコストを加減する方式には限界がある。
【００３６】
（一実施形態に係る親選択方式）
本発明の一実施形態に係る無線端末装置は、周辺無線端末装置のパスコストをそのまま使って親を選択しない。より具体的には、無線端末装置は、周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、当該周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに対する評価値（以下、「親選択用コスト」と呼ぶ）を算出する。そして、無線端末装置は、この親選択用コストに基づいて、周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択する。
【００３７】
具体的な内容は後に説明されるが、一実施形態に係る無線端末装置は、周辺無線端末装置のパスコストをそのまま用いる上記のパスコストのみを用いた親選択方式とは異なり、周辺無線端末装置と自らとの関係に基づき、親選択用コストを自ら算出する。これにより、特定のルータを多数の無線端末装置の親にすることが可能となり、その結果、ルータである無線端末装置の数を減らすことができる。すなわち、一実施形態に係る無線端末装置により、木構造のネットワーク全体の消費電力を減らすことができる。
【００３８】
なお、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、周辺無線端末装置の木構造上の子の数を含む。また、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、周辺無線端末装置の木構造上の孫を木構造上の子として有する、周辺無線端末装置の木構造上の子の数、すなわち周辺無線端末装置のルータである子（以下、「子ルータ」と呼ぶ）の数を含む。また、無線端末装置は、例えば、無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報にさらに基づいて、親選択用コストを算出する。無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、無線端末装置の子ルータの数を含む。
【００３９】
より具体的には、親選択用コストは、例えば、周辺無線端末装置のパスコストに第１の係数を乗じた値と、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否か、に基づいて得られる付加コストに第２の係数を乗じた値とに応じて、算出される。パスコストが、ネットワークの性能を高めることをその目的としているのに対して、この付加コストは、ネットワーク全体の消費電力を減らす、すなわちネットワークにおけるルータ数を減らす（エンドデバイスを増やす）ことをその目的としている。ここでは、上記第１の係数をαとし、上記第２の係数を１とすると、親選択用コストを例えば以下のように示すことができる。
【数１】
0005651527.tif 000003
上記の式（１）における付加コストは、ルータ数の増加（エンドデバイス数の減少）に寄与する程度が大きい程、大きい値となる。無線端末装置は、例えば、最善の親選択用コスト、すなわちここでは最も小さい親選択コストを有する周辺無線端末装置を親として選択する。
【００４０】
無線端末装置が算出する付加コストの一例を以下に示す。
【表２】
0005651527.tif 000004
付加コストに対する条件を満たす周辺無線端末装置は、できるだけ選択すべきでない周辺無線端末装置である。すなわち、条件を満たす周辺無線端末装置を選択すると、ルータが冗長に存在する可能性が高くなる。なお、上記条件Ｆは、上記条件Ａ〜Ｅとは異なり、自らの子である周辺無線端末装置を選択することを回避するために便宜上設けた条件である。
【００４１】
以下では、図２〜５を参照して、例示された上記条件Ａ〜Ｅの下で、無線端末装置が周辺無線端末装置の中からどのように親を選択するかを具体的に説明する。各条件の特徴を分かりやすくするために、上記式（１）の係数αを１０００として各条件を説明する。つまり、無線端末装置は、小さいパスコストを有する周辺無線端末を選択するが、２つ以上の周辺無線端末装置のパスコストが同じであれば、より小さい付加コストを有する周辺無線端末装置を親として選択する。
【００４２】
図２を参照して、上記条件Ａについて説明する。図２は、一実施形態に係る条件Ａによる木構造上の親の選択を説明する。図２の（１）に示すとおり、ネットワークは、１つのＢＳと３つの無線端末装置を含む。ここで、図２の（２）に示すとおり、無線端末装置１１４０が新たに設置されたとする。すると、当該無線端末装置１１４０は、通信可能な周辺無線端末装置１１１０、１１２０および１１３０のうち、パスコストが１である周辺無線端末装置１１１０または１１２０のいずれかを親として選択する。ここで上記条件Ａによると、子の数が０である（つまりエンドデバイスである）周辺無線端末装置１１１０は、子の数が０ではない周辺無線端末装置１１２０よりも、より大きな付加コストを与えられる。したがって、図２の（３）に示すとおり、無線端末装置１１４０は、周辺無線端末装置１１２０を親として選択する。その結果、周辺無線端末装置１１１０はエンドデバイスのままであり、ネットワーク全体の消費電力が抑えられる。ここで仮に周辺無線端末装置１１２０ではなく周辺無線端末装置１１１０が無線端末装置１１４０の親として選択された場合、周辺無線端末装置１１１０はエンドデバイスからルータとなり、その結果ネットワーク全体の消費電力が増加する。このように、上記条件Ａは、エンドデバイスがなるべく親として選択されないようにする。
【００４３】
図３を参照して、上記条件Ｂについて説明する。図３は、一実施形態に係る条件Ｂによる木構造上の親の選択を説明する。図３の（１）に示すとおり、ネットワークは、１つのＢＳと４つの無線端末装置を含む。ここで、図３の（２）に示すとおり、無線端末装置１１５０および１１６０が新たに設置されたとする。すると、図３の（３）に示すとおり、当該無線端末装置１１５０は、唯一の周辺無線端末装置である無線端末装置１１１０を親として選択し、当該無線端末装置１１６０は、唯一の周辺無線端末装置である無線端末装置１１５０を親として選択する。その後、無線端末装置１１４０は、通信可能な周辺無線端末装置１１１０、１１２０および１１３０のうち、パスコストが１である周辺無線端末装置１１１０または１１２０のいずれかを親として選択する。ここで上記条件Ｂによると、子ルータの数が０である周辺無線端末装置１１２０は、子ルータの数が０ではない周辺無線端末装置１１１０よりも、より大きな付加コストを与えられる。したがって、図３の（４）に示すとおり、無線端末装置１１４０は、周辺無線端末装置１１２０を親として選択する。その後、無線端末装置１１３０は、周辺無線端末装置１１１０または１１２０を親として選択する。ここで上記条件Ｂによると、子ルータの数が０である周辺無線端末装置１１２０は、周辺無線端末装置１１１０よりもより大きな付加コストを与えられる。したがって、図３の（５）に示すとおり、無線端末装置１１３０は、周辺無線端末装置１１１０を親として選択する。このように、ネットワークが、図３の（３）のように維持されるのではなく、図３の（５）のように形成されるため、無線端末装置１１１０は、ルータからエンドデバイスとなる。その結果、ネットワーク全体の消費電力が抑えられる。このように、上記条件Ｂは、子ルータをもたない周辺無線端末装置がなるべく親として選択されないようにし、繋がっているルータ群の方に無線端末装置が集中して接続されるようにする。
【００４４】
図４を参照して、上記条件Ｃについて説明する。図４は、一実施形態に係る条件Ｃによる木構造上の親の選択を説明する。図４の（１）に示すとおり、ネットワークは、１つのＢＳと７つの無線端末装置を含む。ここで、図４の（２）に示すとおり、無線端末装置１１８０、１１９０および１２００が新たに設置されたとする。すると、図４の（３）に示すとおり、当該無線端末装置１１８０、１１９０および１２００は、それぞれ無線端末装置１１１０、１１８０、１１９０を親として選択する。その後、無線端末装置１１６０は、通信可能な周辺無線端末装置１１５０および１１８０のうちのいずれかを親として選択する。ここで上記条件Ｃによると、子が自身（無線端末装置１１６０）のみである周辺無線端末装置１１５０は、周辺無線端末装置１１８０よりも、より大きな付加コストを与えられる。したがって、図４の（４）に示すとおり、無線端末装置１１６０は、周辺無線端末装置１１８０を親として選択する。その結果、無線端末装置１１５０はルータからエンドデバイスとなり、ネットワーク全体の消費電力が抑えられる。このように、上記条件Ｃは、無線端末装置に別の周辺無線端末を新たな親として選択させることで、当該無線端末装置により選択されていた親をルータからエンドデバイスにする。
【００４５】
図５を参照して、上記条件Ｄについて説明する。図５は、一実施形態に係る条件Ｄによる木構造上の親の選択を説明する。図５の（１）に示すとおり、ネットワークは、１つのＢＳと６つの無線端末装置を含む。ここで、図５の（２）に示すとおり、無線端末装置１３７０および１３８０が新たに設置されたとする。すると、図５の（３）に示すとおり、無線端末装置１３７０および１３８０は、それぞれ無線端末装置１３３０および１３６０を親として選択する。その後、無線端末装置１３３０は、パスコストが１である周辺無線端末装置１３１０または１３４０を親として選択する。ここで上記条件Ｄによると、子ルータが自身（無線端末装置１３３０）のみである周辺無線端末装置１３１０は、周辺無線端末装置１３４０よりも、より大きな付加コストを与えられる。したがって、図５の（４）に示すとおり、無線端末装置１３３０は、周辺無線端末装置１３４０を親として選択する。その後、無線端末装置１３２０は、パスコストが１である周辺無線端末装置１３１０または１３４０を親として選択する。ここで上記条件ＢおよびＣに基づき、図５の（５）に示すとおり、無線端末装置１３２０は、周辺無線端末装置１３４０を親として選択する。このように、ネットワークが、図５の（３）のように維持されるのではなく、図５の（５）のように形成されるため、無線端末装置１３１０は、ルータからエンドデバイスとなる。その結果、ネットワーク全体の消費電力が抑えられる。このように、上記条件Ｄは、子ルータが自身のみである周辺端末装置を無線端末装置がなるべく親として選択しないようにし、当該周辺端末装置の子ルータの数を０にする。結果として、当該周辺端末装置は、図５における無線端末装置１３１０のように、上記条件Ｂ等によって、エンドデバイスになる可能性が高くなる。
【００４６】
また、上記条件Ｅは、子ルータが自身以外の１台である周辺無線端末装置を無線端末装置がなるべく親として選択しないようにする。結果として、当該周辺端末装置は、図５における無線端末装置１３１０のように、上記条件Ｄ等によって、エンドデバイスになる可能性が高くなる。
【００４７】
なお、上記Ａ〜Ｆの条件に加えて、周辺無線端末装置の子の数、周辺無線端末装置の子ルータの数、周辺無線端末装置の周辺無線端末装置の数等に応じて、１つ当たり一定の付加コストを周辺無線端末装置に与えてもよい。例えば、子の数が０の場合に最大の付加コストを与え、子の数が１、２、３、…と増加するに従って、０の場合の最大の付加コストから一定の数を減じた付加コストを与えてもよい。この場合には、周辺無線端末装置の子の数が所定の数以下の場合にのみ付加コストが与えられることになる。このようなさらなる条件も加えることにより、いくつかの周辺無線端末装置の親選択用コストが同一になる機会を減らすことができる。親選択用コストが同一になると親をランダムに選択せざるをえないため、ネットワークの安定性が失われる。よって、上記のさらなる条件は、ランダムの親の選択によるネットワークの安定性の喪失を防ぎ得る。
【００４８】
上記のとおり、本発明の一実施形態に係る親選択方式を説明したが、当該方式には、ルータの数を減らせるというメリット、すなわちネットワーク全体の消費電力を減らせるというメリットがあるだけではなく、デメリットも存在する。当該方式によると、一部の無線端末装置とＢＳとの間の通信経路が長くなり、中継回数が増加し得る。これは、ネットワーク全体の性能が低下することを意味する。また、受信機の電源を切る無線端末装置の数の増加により常時利用可能な通信経路が減少するため、通信経路の切断、無線端末装置の故障等が発生した場合に、ネットワークの機能が回復するまでの時間は長くなる。すなわち、ネットワークの信頼性が低下し得る。
【００４９】
上記式（１）の係数αは、ネットワーク全体の性能および信頼性とネットワーク全体の消費電力の低減とのいずれの要素を重視するかを決めるパラメータとして機能する。ネットワーク全体の消費電力の低減を重視する場合には、当該係数αを小さくし、ネットワーク全体の性能および信頼性を重視する場合には、当該係数αを大きくすればよい。例えば、当該係数αを大きくすればするほど、パスコストのみを用いる従来型のネットワークが形成される。ネットワーク環境、動作させるアプリケーション等によって、性能および信頼性と消費電力の低減とのいずれを優先するかを選択する必要があるが、本方式では、パラメータαを変更することによって両者の優先度を調整することができる。
【００５０】
本発明の一実施形態に係る親選択方式を図１のネットワークに適用した結果を図６に示す。ここでは、式（１）の係数αを１００としている。例えば、図６のネットワークにおいて、無線端末装置１０４０は、６つの周辺無線端末装置の親算出用コストを以下のように算出し、その結果、周辺無線端末装置１０３０を親として選択している。
【表３】
0005651527.tif 000005
図１では、無線端末装置１０１０および１０６０はルータであったが、図６では、それらはエンドデバイスとなっている。このように、一実施形態に係る親選択方式によって、ルータの数を減らし、ネットワーク全体の消費電力を低減し得る。
【００５１】
［２．無線端末装置間での送受信］
図７〜９を参照して、ルータおよびエンドデバイスが具体的にどのように通信するかを説明する。まず、図７は、一実施形態に係る無線端末装置間での送受信を説明する。図７を参照すると、ルータａ、ルータｂおよびエンドデバイスｃが通信している。ここでは、ルータａはルータｂの親であり、ルータｂはエンドデバイスｃの親である。
【００５２】
無線端末装置が木構造上の子を有しない場合、すなわち無線端末装置がエンドデバイスである場合には、無線端末装置の受信機は間欠動作を行う。一方で、ルータの受信機は、間欠動作を行わず、常時受信機の電源を入れたままにしている。そのため、図７のエンドデバイスｃの受信機は、間欠動作を行い、ルータａおよびｂの受信機は、電源を入れたままにしている。
【００５３】
無線端末装置は、当該無線端末装置のパスコスト、当該無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該無線端末装置の木構造上の親の識別情報を含む通知情報を送信する。当該パスコスト、木構造上の子孫に関する情報、および木構造上の親の識別情報のうち、周辺無線端末装置にとってあらかじめ既知であるもの、または周辺無線端末装置が別の手段により取得できるものがあれば、それは、上記通知情報の中に含まれなくてもよい。無線端末装置は、当該通知情報を繰り返し送信する。図７を参照すると、ルータａおよびルータｂは、定期的に通知情報を送信している。また、エンドデバイスｃは、受信機に電源を入れる度に、通知情報を送信している。そして、ルータａは、周辺無線端末装置であるルータｂから通知情報を受信し、ルータｂは、周辺無線端末装置であるルータａおよびエンドデバイスｃから通知情報を受信し、エンドデバイスｃは、周辺無線端末装置であるルータｂから通知情報を受信する。無線端末装置は、通知情報から各周辺無線端末装置に関する情報を取得し、記憶する。
【００５４】
各無線端末装置は、通知情報を受信することにより周辺無線端末装置に関する最新情報を取得し、記憶されている過去の情報を更新するとともに、通信可能な周辺無線端末装置の存在を確認することができる。ここで、ルータである無線端末装置は、常に受信機の電源を入れているため、通信可能な周辺無線端末装置からの通知情報を全て受信することができる。一方で、エンドデバイスである無線端末装置は、受信機に間欠動作を行わせているため、受信機の電源を入れている期間のみ、通知情報を受信できる。すなわち、エンドデバイスは、周辺無線端末装置からの最新の通知情報を受信できるとは限らない。そこで、エンドデバイスの親であるルータは、エンドデバイスである周辺無線端末装置からの通知情報を受信すると、それに対する受信確認を送信する。これにより、エンドデバイスは、少なくとも、自らの親である無線端末装置と通信可能であるかを確認することができる。エンドデバイスは、当該受信確認を受信することができなくなった場合に、親である無線端末装置と通信できなくなったことを把握できる。図７を参照すると、ルータｂは、エンドデバイスｃからの通知情報を受信する度に、受信確認を送信している。なお、エンドデバイスは、親である無線端末装置以外の周辺無線端末装置からの通知情報を常に受信することは難しいが、受信機の電源を入れている期間と当該周辺無線端末の通知情報の送信とのタイミングが合ったときに、当該通知情報を受信することができる。なお、全てのルータが、エンドデバイスである周辺無線端末装置からの通知情報を受信した際に、それに対する受信確認を送信してもよい。これにより、エンドデバイスは、ルータである周辺無線端末装置の存在および各種情報を把握することができる。また、上記受信確認の中に通知情報の中の各種情報を含めることもできる。これにより、エンドデバイスは、少なくとも自らの親である無線端末装置のパスコスト、木構造上の子孫に関する情報、および木構造上の親の識別情報を取得することができる。
【００５５】
また、無線端末装置は、他の装置宛のデータを受信すると、通信経路で結ばれた親または子に当該データを転送する。無線端末装置は、データの宛先がエンドデバイスである自らの子である場合を除き、当該データの受信後すみやかに、当該データを転送することができる。一方で、無線端末装置は、データの転送先がエンドデバイスである自らの子である場合には、当該エンドデバイスからの通知信号を受信した後に、当該データを転送することができる。図７を参照すると、ルータｂは、エンドデバイスｃ宛のデータを受信し、その後エンドデバイスｃからの通知情報を受信した後に、エンドデバイスｃにデータを送信している。
【００５６】
ルータである無線端末装置は、親からの通知信号を所定の期間以内に受信できなくなった場合に、親と通信できなくなったことを把握する。また、エンドデバイスである無線端末装置は、親からの受信確認を所定回数以内または所定の期間以内に受信できなくなった場合に、親と通信できなくなったことを把握する。無線端末装置は、親と通信できなくなった場合に、自身の動作を通信状態が「切断」である場合の通信切断動作に切り替える。この通信切断動作では、無線端末装置は、エンドデバイスであったとしても、受信機の間欠動作を中止する。無線端末装置は、当該通信切断動作として、所定の期間周辺無線端末装置からの通知信号を受信する。そして、無線端末装置は、周辺無線端末装置の中から新たな親を選択する。図８は、一実施形態に係る無線端末装置間での通信切断時の送受信を説明する。図８を参照すると、ルータｄ、エンドデバイスｅおよびルータｆが存在する。ここでは、ルータｄはエンドデバイスｅの親であり、ルータｆはエンドデバイスｅの周辺無線端末装置である。図８を参照すると、エンドデバイスｅは、通知情報の送信後に親であるルータｄからの受信確認を受信できなかった。よって、エンドデバイスｅは、自身の動作を通信状態が「切断」である場合の通信切断動作に切り替える。その後、エンドデバイスｅは、ルータｆからの通信情報を受信し、ルータｆを新たな親として選択している。そして、エンドデバイスｅは、通信状態が「切断」である場合の通信切断動作を解除し、その受信機の間欠動作を再開する。
【００５７】
無線端末装置は、エンドデバイスを親として選択した場合に、間欠動作の中止を指示する指示情報（以下、「ルータ遷移指示」と呼ぶ）を送信する。図９は、一実施形態に係る無線端末装置間での通信切断時の送受信を説明する。図９を参照すると、図８のルータｆの代わりに、エンドデバイスｇがエンドデバイスｅの周辺無線端末装置となっている。図８と同様に、ここでは、ルータｄはエンドデバイスｅの親である。エンドデバイスｅは、自身の動作を通信状態が「切断」である場合の通信切断動作に切り替えた後に、エンドデバイスｇから通知情報を受信する。そして、エンドデバイスｅは、エンドデバイスｇを親として選択する。その後、エンドデバイスｅは、エンドデバイスｇにルータ遷移指示を送信する。その結果エンドデバイスｇは、自身の動作をエンドデバイスモードの動作からルータモードの動作へと切り替える。このように、ルータ遷移指示によって、周辺無線端末装置から親として選択されたエンドデバイスは、エンドデバイスの動作からルータの動作へと自らの動作を切り替えることができ、受信機の間欠動作を中止する。
【００５８】
［３．無線端末装置の構成］
図１０を用いて、一実施形態に係る無線端末装置１００の具体的な構成を説明する。図１０は、一実施形態に係る無線端末装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１０を参照すると、無線端末装置１００は、送受信アンテナ１１０、受信回路１２０、受信データ処理部１３０、状態管理部１４０、親選択用コスト算出部１５０、アプリケーション部１６０、送信データ生成部１７０、送信回路１８０を備える。ここで、親選択用コスト算出部１５０は評価値算出部の一例であり、受信回路１２０および受信データ処理部１３０は、受信部の一例であり、また送信データ生成部１７０および送信回路１５０は、送信部の一例である。
【００５９】
（送受信アンテナ１１０）
送信アンテナ１１０は、周辺無線端末装置からの信号を受信し、受信回路１２０に渡す。また、送信アンテナ１１０は、送信回路１５０からの信号を周辺無線端末装置へ送信する。
【００６０】
（受信回路１２０）
受信回路１２０は、受信信号を復調し、復号する。そして、受信回路１２０は、復号された受信情報を受信データ処理部１３０に出力する。
【００６１】
（受信データ処理部１３０）
受信データ処理部１３０は、受信情報の種類を判別する。受信情報が通知情報、受信確認、またはルータ遷移指示であれば、受信データ処理部１３０は、当該受信情報を状態管理部１４０へ出力する。また、受信情報が他の装置宛のデータであれば、当該受信情報を送信データ生成部１７０へ出力する。また、受信情報が無線端末装置１００宛のデータであれば、当該受信情報をアプリケーション部１６０へ出力する。なお、周辺無線端末装置からの通知情報は、当該周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置の木構造上の親の識別情報のうちの少なくとも１つを含む。
【００６２】
（状態管理部１４０）
状態管理部１４０は、親選択用コスト算出部１５０に親選択用コストを算出させる。そして、状態管理部１４０は、当該親選択用コストに基づいて、周辺無線端末装置のいずれかを木構造上の親として選択する。当該親選択用コストの具体例は、上記［１．木構造のネットワークにおける親の選択方式］で説明されたとおりである。
【００６３】
また、状態管理部１４０は、例えば、親選択用コスト算出部１５０による親選択用コストの算出のために、周辺無線端末装置のパスコスト、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および周辺無線端末装置の親の識別情報を取得し、記憶する。状態管理部１４０は、例えば周辺無線端末装置からの通知情報から、これらの情報を取得する。周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、周辺無線端末装置の木構造上の子の数および周辺無線端末装置の子ルータの数を含む。
【００６４】
また、状態管理部１４０は、例えば、無線端末装置１００の通知情報の中に含めるべき情報を得るために、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報および周辺無線端末装置の親の識別情報から、無線端末装置１００の子孫に関する情報を得る。無線端末装置１００の子孫に関する情報は、例えば、無線端末装置１００の子の数、無線端末装置１００の子ルータの数を含む。また、状態管理部１４０は、例えば、親として選択された周辺無線端末装置のパスコストから、無線端末装置１００自身のパスコストを得る。例えば、状態管理部１４０は、「親のパスコスト＋１」を自身のパスコストとする。
【００６５】
また、状態管理部１４０は、無線端末装置１００がエンドデバイスである場合に、無線端末装置１００の受信機に間欠動作を行わせる。換言すると、無線端末装置１００の子の数が０となった場合に、状態管理部１４０は、自身の動作をルータモードの動作から、受信機に間欠動作を行わせるエンドデバイスモードの動作へと切り替える。一方で、状態管理部１４０は、例えば、ルータ遷移指示を受信した場合に、自身の動作をエンドデバイスモードの動作からルータモードの動作へと切り替え、受信機の間欠動作を中止する。なお、状態管理部１４０は、通信状態が「切断」である場合の通信切断動作では、無線端末装置１００がエンドデバイスであったとしても、無線端末装置１００の受信機に間欠動作を行わせない。
【００６６】
また、状態管理部１４０は、例えば、親である周辺無線端末装置からの通知情報または受信確認を、所定の期間以内または所定の回数以内に受信したか否かを判定する。当該通知情報または当該受信確認が所定の期間以内または所定の回数以内に受信されていない場合には、状態管理部１４０は、親と通信できなくなったと判定する。そして、状態管理部１４０は、自身の動作を通信状態が「切断」である場合の通信切断動作に切り替える。当該通信切断動作は、［２．無線端末装置間での送受信］にて説明されたとおりである。
【００６７】
また、状態管理部１４０は、エンドデバイスを無線端末装置１００の木構造上の親として選択した場合に、ルータ遷移指示の送信を、送信データ生成部１７０に依頼する。
【００６８】
また、状態管理部１４０は、無線端末装置１００のパスコスト、無線端末装置１００の木構造上の子孫に関する情報、および無線端末装置１００の木構造上の親の識別情報のうちの少なくとも１つを含む通知情報の送信を、送信データ生成部１７０に依頼する。無線端末装置１００の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、無線端末装置１００の木構造上の子の数および無線端末装置１００の子ルータの数を含む。
【００６９】
また、状態管理部１４０は、無線端末装置１００のエンドデバイスである子からの通知情報を受信した場合に、受信確認の送信を、送信データ生成部１７０に依頼する。
【００７０】
（親選択用コスト算出部１５０）
親選択用コスト算出部１５０は、周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が無線端末装置１００の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否かに基づいて、親選択用コストを算出する。当該親選択用コストの具体例は、上記［１．木構造のネットワークにおける親の選択方式］で説明されたとおりである。また、親選択用コスト算出部１５０は、例えば、無線端末装置１００の木構造上の子孫に関する情報にさらに基づいて、親選択用コストを算出する。ここで、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、周辺無線端末装置の木構造上の子の数および周辺無線端末装置の子ルータの数を含む。また、無線端末装置１００の木構造上の子孫に関する情報は、例えば、無線端末装置１００の子ルータの数を含む。
【００７１】
また、親選択用コスト算出部１５０は、例えば、周辺無線端末装置のパスコストに第１の係数を乗じた値と、周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、および当該周辺無線端末装置が無線端末装置の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否か、に基づいて得られる付加コストに第２の係数を乗じた値とに応じて、親選択用コストを算出する。ここで、親選択用コスト算出部１５０は、例えば、無線端末装置１００の木構造上の子孫に関する情報にさらに基づいて、付加コストを算出する。当該親選択用コストの具体例も、上記［１．木構造のネットワークにおける親の選択方式］で説明されたとおりである。
【００７２】
なお、親選択用コスト算出部１５０は、周辺無線端末装置のパスコスト、当該周辺無線端末装置の木構造上の子孫に関する情報、当該周辺無線端末装置が無線端末装置１００の木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置であるか否か、および無線端末装置１００の木構造上の子孫に関する情報を、状態管理部１４０から提供される。
【００７３】
（アプリケーション部１６０）
アプリケーション部１６０は、無線端末装置１００が備えるアプリケーションを実行する。アプリケーション部１６０は、無線端末装置１００宛のデータを受信した場合には、当該データを処理する。また、アプリケーション部１６０は、無線端末装置１００とは別の装置にデータを送信する必要がある場合には、送信データ生成部１７０に当該データの送信を依頼する。
【００７４】
（送信データ生成部１７０）
送信データ生成部１７０は、状態管理部１４０からの依頼に応じて、通知情報、受信確認またはルータ遷移指示を含む送信パケットおよび送信フレームを生成する。また、送信データ生成部１７０は、受信データ処理部１３０から受け取った他の装置宛のデータを含む送信パケットおよび送信フレームを生成する。また、送信データ生成部１７０は、アプリケーション部１６０からの依頼に応じて、他の装置宛のデータを含む送信パケットおよび送信フレームを生成する。
【００７５】
（送信回路１８０）
送信回路１８０は、送信フレームを符号化し、変調する。そして、送信回路１８０は、送受信アンテナ１１０を介して、変調された送信信号を送信する。
【００７６】
以上のとおり、無線端末装置１００の構成が説明されたが、当該無線端末装置１００は、典型的には、ハードウェエアおよびソフトウェアの組み合わせにより実現され得る。受信回路１２０および送信回路１８０は、例えば通信デバイス、通信回路等により実現され得る。また、受信データ処理部１３０、状態管理部１４０、親選択用コスト算出部１５０、アプリケーション部１６０および送信データ生成部１７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭによって実現され得る。例えば、ＣＰＵは、無線端末装置１００の動作全般を制御する。また、ＲＯＭには、無線端末装置１００の動作を制御するためのプログラムおよびデータが格納され、ＲＡＭにはＣＰＵによる処理の実行時にプログラムおよびデータが一時的に記憶される。
【００７７】
［４．処理の流れ］
以下では、図１１〜１３を用いて、本発明の一実施形態に係る無線通信処理について説明する。一実施形態に係る無線端末装置は、エンドデバイスである場合にはエンドデバイスモードの動作を行い、ルータである場合にはルータモードの動作を行う。ただし、無線端末装置は、親と通信できなくなった場合に、自身の動作を通信状態が「切断」である場合の通信切断動作に切り替える。よって、以下では、エンドデバイスモードの動作、ルータモードの動作、および通信切断動作のそれぞれについて、処理の流れを説明する。
【００７８】
（エンドデバイスモードの動作）
まず、エンドデバイスモードの動作における処理の流れを説明する。図１１は、エンドデバイスの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７９】
図１１を参照すると、ステップＳ２１０で、状態管理部１４０は、所定の期間、無線端末装置１００の受信機の電源を切る。そして、所定の期間経過後に、ステップＳ２２０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の受信機の電源を入れる。
【００８０】
次に、ステップＳ２３０で、親選択用コスト算出部１５０は、周辺無線端末装置の親選択用コストを算出する。そして、ステップＳ２４０で、状態管理部１４０は、当該親選択用コストに基づいて、周辺無線端末装置のいずれかを親として選択する。また、ステップＳ２５０で、状態管理部１４０は、通知情報に含めるための無線端末装置１００自身のパスコストを算出する。
【００８１】
次に、ステップＳ２６０で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、送受信アンテナ１１０を介して、周辺無線端末装置に通知情報を送信する。ここで、エンドデバイスが親として選択されている場合には、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、当該エンドデバイスにルータ遷移要求も送信する。
【００８２】
次に、ステップＳ２７０で、受信回路１２０および受信データ処理部１３０は、送受信アンテナ１１０を介して、周辺無線端末装置から各種情報を受信する。当該各種情報には、例えば、親である周辺無線端末装置からの受信確認、その他の周辺無線端末装置からの通知情報、無線端末装置１００宛のデータ、無線端末装置１００以外の装置宛の転送すべきデータ、またはルータ遷移指示が含まれ得る。また、ステップＳ２８０で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、アプリケーション部１６０からの他の装置宛のデータを送信する。
【００８３】
次に、ステップＳ２９０では、状態管理部１４０は、所定の期間以内または所定の回数以内に無線端末装置１００の親からの受信確認を受信したか否かを判定する。ここで、当該受信確認が受信されていれば、処理はステップＳ３００へ進む。一方、当該受信確認が受信されていなければ、処理はステップＳ３２０へ進む。
【００８４】
ステップＳ３００では、状態管理部１４０は、ルータ遷移指示を受信したか否かを判定する。ここで、ルータ遷移指示が受信されていれば、処理はステップＳ３１０へ進む。一方、ルータ遷移指示が受信されていなければ、処理はステップＳ２１０へ戻り、無線端末装置１００は、エンドデバイスモードの動作における処理を継続する。
【００８５】
ステップＳ３１０で、状態管理部１４０は、動作モードをエンドデバイスモードからルータモードへと切替える。その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、ルータモードの動作における処理を開始する。
【００８６】
ステップＳ３２０では、状態管理部１４０は、通信状態情報を「接続」から「切断」に変更する。
【００８７】
次に、ステップＳ３３０では、状態管理部１４０は、ルータ遷移指示を受信したか否かを判定する。ここで、ルータ遷移指示が受信されていれば、処理はステップＳ３４０へ進む。一方、ルータ遷移指示が受信されていなければ、その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、通信切断動作における処理を開始する。
【００８８】
ステップＳ３４０では、状態管理部１４０は、動作モードをエンドデバイスモードからルータモードへと切替える。その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、通信切断動作における処理を開始する。
【００８９】
（ルータモードの動作）
次に、ルータモードの動作における処理の流れを説明する。図１２は、ルータの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００９０】
図１２を参照すると、ステップＳ４１０で、状態管理部１４０は、所定の期間が経過したか否かを判定する。ここで、所定の期間が経過している場合には、処理はステップＳ４２０へ進む。一方で、所定の期間が経過していない場合には、処理はステップＳ４７０へ進む。
【００９１】
ステップＳ４２０で、状態管理部１４０は、既に受信している各周辺無線端末装置の通知情報から、無線端末装置１００の子の数および子ルータの数を集計する。次のステップＳ４３０〜Ｓ４７０は、既に説明した図１１のステップＳ２３０〜Ｓ２７０と同じである。
【００９２】
ステップＳ４８０で、状態管理部１４０は、エンドデバイスである子からの通知情報を受信したか否かを判定する。当該通知情報が受信されていれば、処理はステップ４９０へ進む。一方、当該通知情報が受信されていなければ、処理はステップ５１０へ進む。
【００９３】
ステップＳ４９０で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、エンドデバイスである子に受信確認を送信する。また、ステップＳ５００で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、当該エンドデバイスである子宛のデータがあれば、当該データを当該エンドデバイスである子に送信する。
【００９４】
次に、ステップＳ５１０で、エンドデバイスである子以外の装置宛のデータを送信および転送する。当該データは、アプリケーション部１６０からの他の装置宛のデータ、および周辺無線端末装置から受信した転送すべき他の装置宛のデータを含む。
【００９５】
次に、ステップＳ５２０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の親からの受信確認を受信したか否かを判定する。ここで、当該受信確認が受信されていれば、処理はステップ５３０へ進む。一方、当該受信確認が受信されていなければ、処理はステップ５５０へ進む。
【００９６】
ステップＳ５３０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の子の数が０であるか否かを判定する。ここで、子の数が０であれば、処理はステップ５４０へ進む。一方、子の数が０でなければ、処理はステップＳ４１０へ戻り、無線端末装置１００は、ルータモードの動作における処理を継続する。
【００９７】
ステップＳ５４０で、状態管理部１４０は、動作モードをルータモードからエンドデバイスモードへと切替える。その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、エンドデバイスモードの動作における処理を開始する。
【００９８】
ステップＳ５５０で、状態管理部１４０は、通信状態情報を「接続」から「切断」に変更する。
【００９９】
次に、ステップＳ５６０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の子の数が０であるか否かを判定する。ここで、子の数が０であれば、処理はステップＳ５７０へ進む。一方、子の数が０でなければ、その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、通信切断動作における処理を開始する。
【０１００】
ステップＳ５７０で、状態管理部１４０は、動作モードをルータモードからエンドデバイスモードへと切替える。その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、通信切断動作における処理を開始する。
【０１０１】
（通信切断動作）
次に、通信切断動作における処理の流れを説明する。図１３は、通信が切断された場合の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１０２】
図１３を参照すると、ステップＳ６１０で、受信回路１２０および受信データ処理部１３０は、所定の期間、送受信アンテナ１１０を介して、周辺無線端末装置から各種情報を受信する。
【０１０３】
次に、ステップＳ６２０で、状態管理部１４０は、周辺無線端末装置からの通知情報を受信したか否かを判定する。当該通知情報が受信されていれば、処理はステップ６３０へ進む。一方、当該通知情報が受信されていなければ、処理はステップ６１０へ戻る。
【０１０４】
次に、ステップＳ６３０で、親選択用コスト算出部１５０は、周辺無線端末装置の親選択用コストを算出する。そして、ステップＳ６４０で、状態管理部１４０は、当該親選択用コストに基づいて、周辺無線端末装置のいずれかを新たな親として選択する。
【０１０５】
次に、ステップＳ６５０で、状態管理部１４０は、親として選択された周辺無線端末装置がルータであるか否かを判定する。当該周辺無線端末装置がルータであれば、処理はステップＳ６７０へ進む。一方で、当該周辺無線端末装置がエンドデバイスであれば、処理はステップＳ６６０へ進む。
【０１０６】
ステップＳ６６０で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、親として選択されたエンドデバイスにルータ遷移指示を送信する。
【０１０７】
ステップＳ６７０で、状態管理部１４０は、通信状態情報を「切断」から「接続」に変更する。その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、現在の動作モードに応じて、エンドデバイスモードの動作またはルータモードの動作のいずれかにおける処理を開始する。
【０１０８】
［５．変形例］
既に説明されたとおり、上記の一実施形態に係る親選択方式は、ネットワーク全体の消費電力を低減するというメリットを有するが、ネットワークの性能および信頼性に関するデメリットを有する。とりわけ、ネットワークの信頼性について言えば、受信機の電源を切る無線端末装置の数の増加により常時利用可能な通信経路が減少するため、通信経路の切断、無線端末装置の故障等が発生した場合に、ネットワークの機能が回復するまでの時間は長くなる。そこで、このネットワークの信頼性に関するデメリットを解消するために、一実施形態の変形例に係る無線端末装置１００は、ある周辺無線端末装置を木構造上の親として選択することに加えて、別の周辺無線端末装置を予備の親（以下、「バックアップノード」と呼ぶ）も選択する。バックアップノードとして選択された周辺無線端末装置は、ルータと同様に、受信機の間欠動作を行わない。そして、当該無線端末装置１００は、木構造上の親として選択されている周辺無線端末装置と通信できなくなった場合に、当該バックアップノードを木構造上の親として選択する。その結果、無線端末装置１００は、バックアップノードであった新たな親を介して、即座に通信を再開することができる。これにより、通信経路の切断、無線端末装置の故障等が発生した場合のネットワーク機能が回復するまでの時間が短縮され得る。
【０１０９】
（変形例に係る無線端末装置の構成）
上記の一実施形態に係る無線端末装置１００と変形例に係る無線端末装置１００との構成上の主な相違点を説明する。なお、当該変形例に係る無線端末装置１００の構成要素は、図１０に示されたものと同じである。
【０１１０】
状態管理部１４０は、親選択用コストに基づいて、木構造上の親に加えて、周辺無線端末装置のいずれかをバックアップノードとして選択する。ここで、状態管理部１４０は、例えば、最善の親選択用コストを伴う周辺無線端末装置を木構造上の親として選択し、次善の親選択用コストを伴う周辺無線端末装置を予備の親として選択する。図６および上記表３を参照すると、例えば、無線端末装置１０４０は、無線端末装置１０１０をバックアップノードとして選択する。
【０１１１】
また、状態管理部１４０は、無線端末装置１００がバックアップノードとして選択されているか否かを把握するために、周辺無線端末装置が選択したバックアップノードの識別情報も取得し、記憶する。状態管理部１４０は、例えば周辺無線端末装置の通知情報から、当該バックアップノードの識別情報を取得する。
【０１１２】
また、状態管理部１４０は、無線端末装置１００がエンドデバイスであり、かつ無線端末装置１００が周辺無線端末装置のいずれからもバックアップノードとして選択されていない場合に、無線端末装置１００の受信機に間欠動作を行わせる。換言すると、無線端末装置１００の子の数が０となり、かつ無線端末装置１００が周辺無線端末装置のいずれからもバックアップノードとして選択されていないようになると、状態管理部１４０は、自身の動作をルータモードの動作から、受信機の間欠動作を伴うエンドデバイスモードの動作へと切り替える。
【０１１３】
また、状態管理部１４０は、親と通信できなくなったと判定した場合に、バックアップノードを新たな親として選択する。
【０１１４】
また、状態管理部１４０は、エンドデバイスを親として選択した場合のみではなく、エンドデバイスをバックアップノードとして選択した場合にも、ルータ遷移指示の送信を、送信データ生成部１７０に依頼する。
【０１１５】
また、状態管理部１４０は、送信データ生成部１７０に送信を依頼する通知情報に、バックアップノードの識別情報も含める。
【０１１６】
また、状態管理部１４０は、無線端末装置１００のエンドデバイスである子からの通知情報を受信した場合だけではなく、無線端末装置１００をバックアップノードとして選択しているエンドデバイスからの通知情報を受信した場合にも、受信確認の送信を、送信データ生成部１７０に依頼する。
【０１１７】
（変形例に係る処理の流れ）
本発明の一実施形態の変形例に係る無線通信処理は、図１１および図１２の処理の一部を変更することにより実現される。なお、一実施形態の変形例では、エンドデバイスである無線端末装置であっても、周辺無線端末装置からバックアップノードとして選択されている場合には、エンドデバイスモードではなくルータモードの動作を行う。
【０１１８】
当該変形例では、図１１のエンドデバイスモードでの動作における処理の流れのうち、ステップＳ２４０、Ｓ２６０およびＳ２９０が、以下のように変更される。
【０１１９】
ステップＳ２４０で、状態管理部１４０は、当該親選択用コストに基づいて、周辺無線端末装置のいずれかを親として選択し、また周辺無線端末装置のいずれか別のものをバックアップノードとして選択する。
【０１２０】
ステップＳ２６０で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、送受信アンテナ１１０を介して、周辺無線端末装置に通知情報を送信する。ここで、エンドデバイスが親またはバックアップノードとして選択されている場合には、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、当該エンドデバイスにルータ遷移要求も送信する。
【０１２１】
ステップＳ２９０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の親からの受信確認を所定の期間以内または所定の回数以内に受信したか否かを判定する。ここで、当該受信確認が受信されていれば、処理はステップＳ３００へ進む。一方、当該受信確認が受信されていなければ、状態管理部１４０は、さらに、無線端末装置１００のバックアップノードからの受信確認を受信したか否かを判定する。ここで、当該受信確認が受信されていれば、状態管理部１４０はバックアップノードを新たな親として選択し、処理はステップＳ３００へ進む。一方、当該受信確認が受信されていなければ、処理はステップＳ３２０へ進む。
【０１２２】
また、当該変形例では、図１２のエンドデバイスモードでの動作における処理の流れのうち、ステップＳ４４０、Ｓ４６０、Ｓ４８０、Ｓ４９０、Ｓ５２０、Ｓ５３０およびＳ５６０が、変更される。このうち、変更されたステップＳ４４０、Ｓ４６０およびＳ５２０は、それぞれ上記変更されたステップＳ２４０、Ｓ２６０およびＳ２９０と同じである。よって、変更されたＳ４８０、Ｓ４９０、Ｓ５３０およびＳ５６０が、以下で説明される。
【０１２３】
ステップＳ４８０で、エンドデバイスである子からの通知情報、または無線端末装置１００をバックアップノードとして選択した周辺無線端末装置からの通知情報を受信したか否かを判定する。いずれかの通知情報が受信されていれば、処理はステップ４９０へ進む。一方、いずれの通知情報も受信されていなければ、処理はステップ５１０へ進む。
【０１２４】
ステップＳ４９０で、送信データ生成部１７０および送信回路１８０は、エンドデバイスである子、および／または無線端末装置１００をバックアップノードとして選択している周辺無線端末装置に、受信確認を送信する。
【０１２５】
ステップＳ５３０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の子の数が０であり、かつ無線端末装置１００が周辺無線端末装置のいずれからもバックアップノードとして選択されていないか否か、を判定する。ここで、判定結果が真であれば、処理はステップ５４０へ進む。一方、判定結果が偽であれば、処理はステップ４１０へ戻り、無線端末装置１００は、ルータモードの動作における処理を継続する。
【０１２６】
ステップＳ５６０で、状態管理部１４０は、無線端末装置１００の子の数が０であり、かつ無線端末装置１００が周辺無線端末装置のいずれからもバックアップノードとして選択されていないか否か、を判定する。ここで、判定結果が真であれば、処理はステップＳ５７０へ進む。一方、判定結果が偽であれば、その後当該処理は終了し、無線端末装置１００は、通信切断動作における処理を開始する。
【０１２７】
ここまで、図１〜図１３を用いて、本発明の一実施形態およびその変形例について説明した。本発明の一実施形態によれば、特定のルータを多数の無線端末装置の親とすることができ、その結果、ルータである無線端末装置の数を減らすことができる。すなわち、一実施形態に係る無線端末装置により、ネットワーク全体の消費電力を減らすことができる。
【０１２８】
また、例えば上記式（１）のように、パスコストと付加コストとを係数により重み付けすることにより、ネットワークの性能および信頼性とネットワーク全体の消費電力の低減との間の優先度を調整することができる。
【０１２９】
また、上記通知情報の送受信によって、親選択用コストの算出に必要な周辺無線端末装置に関する情報を取得することができる。また、上記ルータ遷移指示によって、新たに親として選択されたエンドデバイスをルータとして動作させることができ、結果としてネットワークの切断を回避することができる。
【０１３０】
また、本発明の一実施形態の変形例によれば、ネットワーク全体の消費電力を減らすとともに、ネットワークの信頼性も高めることができる。
【０１３１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１３２】
１００      無線端末装置
１２０      受信回路
１３０      受信データ処理部
１４０      状態管理部
１５０      親選択用コスト算出部
１６０      アプリケーション部
１７０      送信データ生成部
１８０      送信回路
１０００    ＢＳ
【図１】
0005651527.tif 000006
【図２】
0005651527.tif 000007
【図３】
0005651527.tif 000008
【図４】
0005651527.tif 000009
【図５】
0005651527.tif 000010
【図６】
0005651527.tif 000011
【図７】
0005651527.tif 000012
【図８】
0005651527.tif 000013
【図９】
0005651527.tif 000014
【図１０】
0005651527.tif 000015
【図１１】
0005651527.tif 000016
【図１２】
0005651527.tif 000017
【図１３】
0005651527.tif 000018