(57)【要約】【課題】通信システムを構成する複数のノードの稼働状況を管理でき、何らかの障害が生じたときに、その障害原因を判定することができるようにする。【解決手段】本発明のノード管理システムは、自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードの通信状況を管理するノード管理システムにおいて、各ノードの近傍ノードに関する近傍ノード情報を各ノードから収集する近傍ノード情報収集手段と、近傍ノード収集手段による近傍ノード情報の収集結果に基づいて、少なくとも、各ノードからの近傍ノード情報の受信の有無を示す近傍ノード情報受信有無情報と、近傍ノード情報の送信元ノードのノード識別情報及び当該送信元ノードの近傍ノードの近傍ノード識別情報とを有するノード管理情報を作成するノード管理情報作成手段と、ノード情報に基づいて各ノードの通信状況を管理するノード情報管理手段とを備える。【選択図】      図１
2008054049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号を授受し合い自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードを複数備える通信システムで、上記各ノードの通信状況を管理するノード管理システムにおいて、
上記各ノードが上記通信タイミング制御信号を授受し合っている近傍ノードに関する近傍ノード情報を上記各ノードから収集する近傍ノード情報収集手段と、
上記近傍ノード収集手段による上記近傍ノード情報の収集結果に基づいて、少なくとも、上記各ノードからの上記近傍ノード情報の受信の有無を示す近傍ノード情報受信有無情報と、上記近傍ノード情報の送信元ノードのノード識別情報及び当該送信元ノードの近傍ノードの近傍ノード識別情報とを有するノード管理情報を作成するノード管理情報作成手段と、
上記ノード管理情報に基づいて上記各ノードの通信状況を管理するノード情報管理手段と
を備えることを特徴とするノード管理システム。
【請求項２】
上記ノード情報管理手段は、上記ノード管理情報の近傍ノード情報受信有無情報に基づいて、上記近傍ノード情報を受信したノードについては、通信機能が正常に機能しているものであると判定し、また、上記近傍ノード情報を受信していないノードについては、何らかの障害が生じているものであると判定することを特徴とする請求項１に記載のノード管理システム。
【請求項３】
上記ノード情報管理手段は、上記近傍ノード情報を受信していないノードが、他のノードが通信タイミング制御信号を授受し合っている近傍ノードである場合、当該ノードはデータ信号の送信期間であるタイムスロットを確保できていないものであると判定することを特徴とする請求項２に記載のノード管理システム。
【請求項４】
上記ノード情報は、自ノードと各近傍ノードとの間の通信タイミング制御信号の通信タイミング差を有するものであり、
上記ノード情報管理手段が、上記ノード管理情報の上記各近傍ノードとの間の通信タイミング差に基づいて、上記各ノードの通信タイミングを推測することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のノード管理システム。
【請求項５】
上記ノード情報管理手段の管理結果に応じて、上記通信タイミング制御信号の送信タイミングを変動させる変動制御信号を上記各ノードに送信する変動制御信号送信手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のノード管理システム。
【請求項６】
近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号を授受し合い自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードを複数備える通信システムで、上記各ノードの通信状況を管理するノード管理方法において、
近傍ノード情報収集手段が、上記各ノードが上記通信タイミング制御信号を授受し合っている近傍ノードに関する近傍ノード情報を上記各ノードから収集する近傍ノード情報収集工程と、
ノード情報作成手段が、上記近傍ノード収集手段による上記近傍ノード情報の収集結果に基づいて、少なくとも、上記各ノードからの上記近傍ノード情報の受信の有無を示す近傍ノード情報受信有無情報と、上記近傍ノード情報の送信元ノードのノード識別情報及び当該送信元ノードの近傍ノードの近傍ノード識別情報とを有するノード管理情報を作成するノード管理情報作成工程と、
ノード情報管理手段が、上記ノード管理情報に基づいて上記各ノードの通信状況を管理するノード情報管理工程と
を備えることを特徴とするノード管理方法。
【請求項７】
近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号を授受し合い自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードを複数備える通信システムにおいて、請求項１〜５のいずれかに記載のノード管理システムを有することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノード管理システム、ノード管理方法及び通信システムに関し、例えば、通信システム（ネットワーク）を構成するノードの稼働状況を監視するノード管理装置に適用し得るものであり、特に、受信データを他ノードに中継して目標ノード宛に送信するトポロジを構成するネットワークにおけるノード管理装置に有効である。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ネットワークに配置された複数のノードが自律的にタイムスロットを決定する技術について記述されている。各ノードは、通信タイミング信号をほぼ周期的に送信する。また、周囲のノードから通信タイミング信号を受信し、受信タイミングを考慮して自ノードの通信タイミングを調整することで、データ送信タイムスロットの確保を行なう。
【０００３】
ネットワークにデータ信号を送信しようとするノードは、自ノードからの通信タイミング信号を送信してから、他ノードが通信タイミング信号を送信する直前までをそのノードのタイムスロットとし、データ信号を送信することができる。
【０００４】
また、ネットワークのノードの配置や接続構成、障害発生ノードの検知、稼働状況等の情報を収集し、ネットワークの維持管理を行なうノード監視装置がネットワーク上に設けることがある。このように、ノード監視装置を備えることで、ノードの障害原因を解析することができるので、その障害対策をすぐに施すことができ、効率的なネットワークを運用することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９４６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている、自律的に通信タイミングを決定する複数のノードを有して構成されるネットワークにノード監視装置をそのまま適用する場合、ノード監視装置から離れた位置に配置されているノードは、当該ノードの電波到達範囲内にノード監視装置がないので、他ノードを経由してノード監視装置と管理制御信号を送受信することになる。
【０００７】
当該ノードに障害が生じ、ノード監視装置がノードから管理制御信号を受信できなくなったとき、その原因がノードの通信機能に障害が生じたのか又は通信タイミング形成が正常にできておらず、データ信号や管理制御信号を送信できないのであるか、ノード監視装置は判断することができないという問題が生じ得る。そうすると、当該障害の原因がわからず、対策をすぐに施すことができないという問題が生じ得る。
【０００８】
そのため、通信システムを構成する複数のノードの稼働状況を管理するものであって、何らかの障害が生じたときに、その障害原因を判定することができるノード管理システム、ノード管理方法及び通信システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、第１の本発明のノード管理システムは、近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号を授受し合い自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードを複数備える通信システムで、各ノードの通信状況を管理するノード管理システムにおいて、（１）各ノードが通信タイミング制御信号を授受し合っている近傍ノードに関する近傍ノード情報を各ノードから収集する近傍ノード情報収集手段と、（２）近傍ノード収集手段による近傍ノード情報の収集結果に基づいて、少なくとも、各ノードからの近傍ノード情報の受信の有無を示す近傍ノード情報受信有無情報と、近傍ノード情報の送信元ノードのノード識別情報及び当該送信元ノードの近傍ノードの近傍ノード識別情報とを有するノード管理情報を作成するノード管理情報作成手段と、（３）ノード情報に基づいて各ノードの通信状況を管理するノード情報管理手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明のノード管理方法は、近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号を授受し合い自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードを複数備える通信システムで、各ノードの通信状況を管理するノード管理方法において、（１）近傍ノード情報収集手段が、各ノードが通信タイミング制御信号を授受し合っている近傍ノードに関する近傍ノード情報を各ノードから収集する近傍ノード情報収集工程と、（２）ノード情報作成手段が、近傍ノード収集手段による近傍ノード情報の収集結果に基づいて、少なくとも、各ノードからの近傍ノード情報の受信の有無を示す近傍ノード情報受信有無情報と、近傍ノード情報の送信元ノードのノード識別情報及び当該送信元ノードの近傍ノードの近傍ノード識別情報とを有するノード管理情報を作成するノード管理情報作成工程と、（３）ノード情報管理手段が、ノード情報に基づいて各ノードの通信状況を管理するノード情報管理工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第３の本発明の通信システムは、近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号を授受し合い自ノードのデータ通信タイミングを自律的に決定する通信タイミング制御手段を有するノードを複数備える通信システムにおいて、第１の本発明のノード管理システムを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信システムを構成する複数のノードの稼働状況を管理するものであって、何らかの障害が生じたときに、その障害原因を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明のノード管理システム、ノード管理方法及び通信システムの第１の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
第１の実施形態は、複数のノードを有して構成される無線ネットワークにおいて、それぞれデータ送信タイミングを自律的に決定するノードを監視するノード監視装置に本発明のノード管理システム、ノード管理方法を適用した場合を説明する。
【００１５】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）全体構成
図１は、第１の実施形態のネットワーク（通信システム）の構成を示す構成図である。図１において、第１の実施形態のネットワークは、複数（図１では６台）のノード１（１−１〜１−６）と、ノード監視装置２とを有して構成されるものである。
【００１６】
図１において、点線は２台のノード１−１及びノード１−２がそれぞれ送信する送信信号の到達範囲を示し、ノード１−１の電波到達範囲内にはノード１−２及びノード１−４が存在し、ノード１−２の電波到達範囲内にはノード１−１、ノード１−３及びノード１−５が存在するものとする。
【００１７】
ノード１−１〜１−６は、周辺に位置する他ノードとの間でデータ発信タイミングを示す通信タイミング制御信号の授受を行なうことで、自ノードがデータ信号を送信するデータ送信タイミングを決定し、そのデータ送信タイミングでデータ信号を送信するものである。また、ノード１−１〜１−６は、直接的又は他ノードを通じて間接的に、ノード監視装置２からノード情報要求信号を受信し、後述する所定内容のノード情報を有するノード情報信号を、直接的又は他ノードを通じて間接的に、ノード監視装置２に返信するものである。
【００１８】
ノード監視装置２は、ネットワークを構成するノード１−１〜１−６の通信機能が正常に行なわれているか否かを監視するものである。ノード監視装置２は、定期的に、ネットワークを構成するノード１−１〜１−６に向けてノード情報要求信号を送信し、各ノード１−１〜１−６からのノード情報信号の受信や各ノード１−１〜１−６からのノード情報に基づいて、各ノード１−１〜１−６の通信機能が正常に行なわれているかを判断するものである。
【００１９】
図２は、第１の実施形態のネットワークを構成する各ノード１（１−１〜１−６）とノード監視装置２の内部構成を示すブロック図である。図２において、第１の実施形態のノード１は、通信タイミング制御部１１、近傍ノード情報保持部１２、通信制御部１３、ノード管理部１４、を少なくとも有して構成される。
【００２０】
通信制御部１３は、周辺に位置する他ノードが送信した通信タイミング制御信号（インパルス信号）を受信し、その受信した通信タイミング制御信号を通信タイミング制御部１１に与えたり、また、通信タイミング制御部１１により決定された自ノードのデータ発信タイミングを示す通信タイミング制御信号（インパルス信号）を送出したりするものである。
【００２１】
ここで、通信タイミング制御信号は、自ノードがデータ信号を送信する送信タイミングを示す信号であり、少なくとも送信元アドレスを有するものである。また、通信タイミング制御信号は、自ノードの通信タイミングを他ノードに通知するための信号であるから、データ信号やノード情報信号やその他制御信号に比べて、データサイズを小さくすることができる。
【００２２】
また、通信制御部１３は、発信又は中継に係るデータ信号を有する場合、通信タイミング制御部１１により決定されたデータ発信タイミングで、発信又は中継するデータ信号を送信するものである。また、通信制御部１３は、周辺に位置する他ノードが送信したデータ信号を受信するものである。
【００２３】
さらに、通信制御部１３は、ノード監視装置２からのノード情報要求信号を受信すると、受信したノード情報要求信号をノード管理部１４に与えると共に、ノード情報要求信号を他ノードに転送するものである。また、通信制御部１３は、ノード管理部１４から所定内容のノード情報を受け取り、その所定内容のノード情報を有するノード情報信号をノード監視装置２宛に送出するものである。このとき、他ノードからノード監視装置２宛のノード情報信号を受信した場合、通信制御部１３は、受信したノード情報信号を送出するものとする。
【００２４】
ここで、ノード情報信号は、少なくとも、発信元である自ノードのノードアドレスと、通信タイミング信号を受信している近傍ノードのノードアドレスとを有する信号である。
【００２５】
なお、第１の実施形態では、通信制御部１３が、通信タイミング制御信号やデータ信号やノード情報などそれぞれの信号の送受信機能を備えるものとして説明するが、それぞれの信号毎の送受信機能部を別々に備えるものとしてもよい。
【００２６】
通信タイミング制御部１１は、通信制御部１３が受信した他ノードからの通信タイミング制御信号を通信制御部１３から受け取り、所定の時間発展規則に従って、他ノードからの通信タイミング制御信号に基づいて、自ノードがデータ信号を発信するデータ発信タイミングを決定するものである。また、通信タイミング制御部１１は、決定した自ノードのデータ発信タイミングを通信制御部１３に通知し、その通信タイミングでデータ信号又は通信タイミング制御信号を送信させるものである。
【００２７】
ここで、通信タイミング制御部１１における自ノードのデータ発信タイミングの決定方法については、後述するが、例えば特許文献１の記載技術のように、自ノード及び他ノードの通信タイミングを示す非線形振動の位相を所定の時間発展規則に従って相互作用させることにより自ノードのデータ発信タイミングを決定する方法を適用することができる。なお、特許文献１の記載技術に限定されず、周辺に位置する他ノードのデータ送信タイミングに基づいて自ノードのデータ発信タイミングを自律的に決定することができれば、他の技術を適用することができる。
【００２８】
また、通信タイミング制御部１１は、他ノードの通信タイミング制御信号を通信制御部１３から受け取ると、各通信タイミング制御信号に含まれている送信元アドレスを抽出し、抽出した送信元アドレスを近傍ノード情報保持部１２に保持させるものである。このとき、通信タイミング制御部１１は、通信タイミングの決定に伴う計算処理により、自ノードと他ノードとの間の通信タイミングの差を、送信元アドレス（近傍ノードのノードアドレス）と対応付けて保持させる。
【００２９】
なお、以下において、近傍ノード情報保持部１２が保持する、近傍ノードのノードアドレスと、各近傍ノードアドレス毎の自ノードと近傍ノードとの間の通信タイミング差に関する情報とを近傍ノードアドレスリスト１２ａと表現して説明する。
【００３０】
近傍ノード保持部１２は、受信した通信タイミング制御信号（インパルス信号）の発信元である近傍ノードのノードアドレスと、その近傍ノードと自ノードとの間の通信タイミング差に関する情報（近傍ノードアドレスリスト１２ａ）を保持するものである。
【００３１】
ノード管理部１４は、通信制御部１３からノード情報要求信号を受け取ると、近傍ノード情報保持部１２に保持されている近傍ノードアドレスリスト１２ａを取り出して通信制御部１３に与えるものである。
【００３２】
次に、ノード監視装置２の内部構成を説明する。図２に示すように、第１の実施形態のノード監視装置２は、ノード監視制御部２１、ノード情報保持部２２、通信制御部２３を少なくとも有して構成されるものである。
【００３３】
通信制御部２３は、常時又は定期的にネットワークを構成する各ノード１に対してノード情報要求信号を送信するものである。また、通信制御部２３は、各ノード１から受信したノード情報信号を受信し、受信したノード情報信号をノード管理制御部２１に与えるものである。
【００３４】
ノード管理制御部２１は、通信制御部２３から各ノード１のノード情報を受け取ると、受け取った各ノード１のノード情報をノード情報保持部２２に与えて保持させるものである。またノード管理制御部２１は、ノード情報保持部２２に保持されている各ノード１のノード情報に基づいて、ネットワークを構成する各ノード１の通信状態を判定するものである。
【００３５】
ノード情報保持部２２は、ネットワークを構成する各ノード１から収集したノード情報を保持するものである、ここで、ノード情報保持部２２が保持するノード情報としては、第１の実施形態では、ネットワークを構成するノード１のノードアドレスと、各ノードが通信タイミング制御信号の授受をしている近傍ノードのノードアドレスとをノードアドレスリスト２２ａを作成して保持するものとする。
【００３６】
（Ａ−１−２）通信タイミング制御部の詳細な構成の説明
通信制御部１３は、近傍のノードＮ（例えば、そのノードの発信電波が届く範囲に存在する他のノード）が送信した通信タイミング制御信号（インパルス信号）を受信するものである。
【００３７】
ここで、通信タイミング制御信号（インパルス信号）は、データ送信に係るタイミング信号として、近傍のノードと授受しあうものであり、例えば、ガウス分布形状等のインパルス形状を有するものである。
【００３８】
また、本実施形態では、通信制御部１３は、受信したインパルス信号そのもの、それを波形成形したもの、又は受信したインパルス信号に基づき再生成し直したインパルス信号を通信タイミング制御部１１に与える。
【００３９】
通信タイミング制御部１１は、通信制御部１３から与えられた通信タイミング信号（インパルス信号）に基づいて、自ノードの通信タイミングを規定する位相信号を形成し、自ノードの通信タイミング信号の送信タイミングとデータ送信タイミングを決定するものである。
【００４０】
ここで、自ノードをノードｉとし、その位相信号の時刻ｔでの位相値をθｉ（ｔ）とすると、通信タイミング制御部１１は、（１）式に示すような変化分ずつ位相信号θｉ（ｔ）を変化させる。なお、（１）式は、非線形振動をモデル化した式であるが、他の非線形振動をモデル化した式を適用することも可能である。また、位相信号θｉ（ｔ）は、自ノードの状態変数信号と見ることもできる。
【数１】
2008054049.tif 000003
【００４１】
（１）式は、通信制御部１３から与えられた信号に基づいて、自ノードｉの位相信号θｉ（ｔ）の非線形振動のリズムを変化させる規則を表わしている式である。（１）式において、右辺第１項ω（固有角振動数パラメータ）は、各ノードが備える基本的な変化リズム（「自己の動作状態を遷移させる基本速度」に対応する）を表わしており、右辺第２項が非線形変化分を表わしている。ここで、ωの値は、例えば、システム全体で同一値に統一している。関数Ｐｋ（ｔ）は、近傍ノードｋ（ｋは１〜Ｎまでとする）から受信したインパルス信号を表わしている。
【００４２】
関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））は、他ノードからのインパルス信号の受信に応じて自己の基本的なリズムを変化させる応答特性を表現する関数であり、例えば（２）式に従っている。（２）式は、時刻ｔにおける位相信号θｉ（ｔ）の逆相にランダムノイズを重畳させた位相値の正弦波で位相応答関数を定める式である。
【００４３】
近傍のノードＮ同士が逆相（振動の位相が反転位相）になろうとする非線形特性を実現し、その特性を用いて衝突回避を実行させようとしたものである。すなわち、近傍のノードＮ間におけるインパルス信号の送信タイミング等が衝突しないように、各ノードの位相信号の値が同じ値になるタイミングに、適当な時間関係（時間差）を形成させようとしている。
【００４４】
（２）式において、関数σ（ｔ）を表現する定数項π[ｒａｄ]は、近傍のノードＮ同士が逆相になろうとする非線形特性の働きをし、ランダムノイズ関数φ（ｔ）は、その非線形特性にランダムな変動性を与える働きをする（関数φ（ｔ）は、例えば、平均値が０のガウス分布に従う）。ここで、上記非線形特性にランダムな変動性を与えているのは、システムが目的とする安定状態（最適解）に到達せず、別の安定状態（局所解）に陥ってしまう減少に対処するためである。
【００４５】
なお、（２）式では、位相応答関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））の最も簡単な例として、ｓｉｎ関数を用いる形態を示したが、位相応答関数として他の関数を用いるようにしてもよい。また、関数σ（ｔ）の定数項πに代えて、π以外の定数λ（０＜λ＜２π）を用いてもよく、この場合、近傍ノード同士が逆相ではなく、異なる位相になろうとする機能をする。
【００４６】
通信タイミング制御部１１の上述した機能の意味合いを図３及び図４を用いて詳述する。なお、図３及び図４に示す状態変化は、通信タイミング信号送信手段１３の機能も関係している。
【００４７】
図３及び図４は、ある１つのノードに着目したときに、着目ノード（自ノード）と近傍ノード（他ノード）との間に形成される関係、すなわち、それぞれの非線形振動リズム間の位相関係が時間的に変化していく様子を示している。
【００４８】
図３は、着目ノードｉに対して近傍ノードｊが１個存在する場合である。図３において、円上を回転する２つの質点の運動は、着目ノードと近傍ノードに対応する非線形振動リズムを表しており、質点の円上の角度がその時刻での位相信号の値を表している。質点の回転運動を縦軸あるいは横軸に射影した点の運動が非線形振動リズムに対応する。（１）式及び（２）式に基づく動作により、２つの質点は相互に逆相になろうとし、仮に、図３（ａ）に示すように初期状態で２つの質点の位相が近くても、時間経過と共に、図３（ｂ）に示す状態（過渡状態）を経て、図３（ｃ）に示すような２つの質点の位相差がほぼπである定常状態に変化していく。
【００４９】
２つの質点は、それぞれ固有角振動数パラメータωを基本的な角速度（自己の動作状態を遷移させる基本速度に相当）とする回転をしている。ここで、ノード間でインパルス信号の送受信に基づく相互作用が生じると、これらの質点は、それぞれ角速度を変化（緩急）させ、結果的に、適当な位相関係を維持する定常状態に到達する。この動作は、２つの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係を形成するものと見ることができる。定常状態では、後述するように、それぞれのノードが所定の位相（例えば０）のときに出力インパルス信号を発信するとした場合、互いのノードにおける発信タイミングは、適当な時間関係を形成していることになる。
【００５０】
また、図４は、着目ノードｉに対して２個の近傍ノードｊ１、ｊ２が存在する場合を表している。近傍ノードが２個存在する場合においても、上述と同様に、それぞれの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係（時間的な関係に関する安定性）を形成する。近傍ノード数が３個以上の場合についても同様である。
【００５１】
上述の安定な位相関係（定常状態）の形成は、近傍ノード数の変化に対して非常に適応的（柔軟）な性質を持つ。例えば、今、着目ノードに対して近傍ノードが１個存在し、安定な位相関係（定常状態）が形成されているときに、近傍ノードが１個追加されたとする。定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが２個の場合における新たな定常状態を再形成する。また、近傍ノードが削除された場合や故障等により機能しなくなった場合においても、同様に適応的な動作をする。
【００５２】
通信タイミング制御部１１は、得られた位相信号θｉ（ｔ）に基づいて、基準インパルス信号の送信タイミングを定めて、通信制御部１３に指示する。すなわち、位相信号θｉ（ｔ）が所定の位相α（０≦α＜２π）になると、基準インパルス信号の送信を指示する。ここで、所定の位相αは、予めシステム全体で統一しておくことが好ましい。以下では、α＝０にシステム全体で統一されているとして説明する。図３の例で言えば、ノードｉとノードｊとでは、定常状態で相互の位相信号がπだけずれているので、α＝０にシステム全体で統一しても、ノードｉからの出力インパルス信号の送信タイミングと、ノードｊからの出力インパルス信号の送信タイミングとはπだけずれている。
【００５３】
また、通信タイミング制御部１１は、自ノードや１又は複数の近傍ノードの間で行なわれる基準インパルス信号の送信タイミングの相互調整が、「過渡状態」（図３（ｂ）、図４（ｂ）参照）あるいは「定常状態」（図３（ｃ）、図４（ｃ）参照）のいずれの状態にあるかを判定するものである。通信タイミング制御部１１は、インパルス信号（基準インパルス信号及び応答インパルス信号）の受信タイミング及び基準インパルス信号の自ノードからの送信タイミングを観測し、インパルス信号を授受し合う複数のノードの送信タイミング間の時間差が時間的に安定している場合に「定常状態」であると判定する。なお、この実施形態の場合には、通信タイミング制御部１１は、自ノードからのインパルス信号の送信タイミングを捉えるための信号として、位相信号θｉ（ｔ）を利用する。
【００５４】
通信タイミング制御部１１は、例えば、以下の（ａ）〜（ｄ）のような処理を実行して同調判定を行なう。
【００５５】
（ａ）通信制御部１３からの信号の出力タイミングにおける位相信号θｉ（ｔ）の値βを、位相信号θｉ（ｔ）の１周期に亘って観測する。ここでは、上記の観測を行った結果、得られる位相信号の値βをそれぞれ、β１，β２，…，βＮ  （０＜β１＜β２＜…＜βＮ＜２π）とする。
【００５６】
（ｂ）観測された位相信号θｉ（ｔ）の値βに基づいて、隣接値間の差（位相差）△１＝β１，△２＝β２−β１，…，△Ｎ＝βＮ−β（Ｎ−１）を算出する。
【００５７】
（ｃ）上記（ａ）及び（ｂ）の処理を位相信号θｉ（ｔ）の周期単位に行ない、相前後する周期における位相差△の変化量（差分）γ１＝△１（τ+１）−△１（τ），γ２＝△２（τ+１）−△２（τ），…，γＮ＝△Ｎ（τ+１）−△Ｎ（τ）を算出する。ここで、τは、位相信号θｉ（ｔ）のある周期を示しており、τ＋１は、位相信号θｉ（ｔ）のその次の周期を示している。
【００５８】
（ｄ）上述の変化量γが、いずれも微小パラメータ（閾値）εよりも小さい場合、すなわち、γ１＜ε，γ２＜ε，…，γＮ＜εの場合に、「定常状態」であると判定する。
【００５９】
なお、γ１＜ε，γ２＜ε，…，γＮ＜εという条件がＭ周期に亘って満足される場合を定常状態と判定するようにしても良い。Ｍの値を大きくするほど、より安定性の高い状態で「定常状態」と判定できる。また、一部の受信インパルス信号に基づいて、「定常状態」の判定を行っても構わない。
【００６０】
通信タイミング制御部１１は、同調判定結果が「定常状態」を示す場合に、位相信号θｉ（ｔ）の周期毎に、インパルス信号の受信タイミングにおける位相信号θｉ（ｔ）の値βの最小値β１に基づいて、当該ノードＮからの送信時間（タイムスロット）を定めて、このデータ信号を送信するタイムスロットを通信制御部１３に指示する。
【００６１】
タイムスロットは、例えば、位相信号θｉ（ｔ）がδ１≦θｉ（ｔ）≦β１−δ２である期間である。タイムスロットの開始点（そのときの位相信号の値をδ１とする）は、基準インパルス信号の送信が終了したタイミングであり、タイムスロットの終了点（そのときの位相信号の値をβ１−δ２とする）は、位相信号の周期毎の最初の受信インパルス信号のタイミングより多少のオフセット分δ２だけ前のタイミングとしている。δ１やδ２は、当該ノード１の近傍の無線空間で、インパルス信号（送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む）と、データ信号（送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む）とが同時に存在しないことを補償するためのごく短い時間に対応する位相幅である。
【００６２】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のネットワーク（通信システム）におけるノード監視動作を図面を参照しながら説明する。
【００６３】
まず、図１において、各ノード１−１〜１−６は、それぞれのノード１−１〜１−６の通信制御部１３が周辺に位置する他ノードとの間で通信タイミング制御信号の授受を行ない、通信タイミング制御部１１が近傍ノードと自ノードとの間で相互調整したデータ信号を送信するタイムスロットを決定する。
【００６４】
このとき、各ノード１−１〜１−６の通信タイミング制御部１１は、受信した通信タイミング制御信号の発信元アドレスに基づいて、近傍ノードのノードアドレスを近傍ノード情報保持部１２に保持すると共に、通信タイミング制御部１１により求められた自ノードと各近傍ノードの通信タイミング差を、各近傍ノードのノードアドレスに対応付けて近傍ノード情報保持部１２に保持する。
【００６５】
このように、各ノード１−１〜１−６が近傍ノードとの間で通信タイミング制御信号の授受を行なうことにより、自ノードがデータ信号を送信するタイムスロットを自律的に形成し、データ通信を行なう。
【００６６】
ノード監視装置２は、このような各ノード１−１〜１−６の通信機能が正常に行なわれているか否かを監視する。
【００６７】
まず、ノード監視装置２の通信制御部２３は、ネットワークを構成する各ノード１に対してノード情報要求信号を送信する。
【００６８】
図６は、ノード監視装置２からノード情報要求信号が与えられた各ノード１における動作を示すフローチャートである。
【００６９】
図６に示すように、各ノード１の通信制御部１３にノード情報要求信号が与えられると（Ｓ１１）、各ノード１の通信タイミング制御部１１は自ノードのデータ信号のタイムスロットが確保できているか否かを判断する（Ｓ１２）。
【００７０】
そして、各ノード１において、通信タイミング制御部１１による自ノードのタイムスロットが決定されている場合、ノード管理部１４は、近傍ノード情報保持部１２に保持されている近傍ノードアドレスリスト１２ａを取り出し、通信制御部１３が、その取り出した近傍ノードアドレスリスト１２ａを有するノード情報信号のヘッダ部に発信元アドレスを付与したノード情報信号をノード監視装置２に送信する（Ｓ１３）。
【００７１】
一方、通信タイミング制御部１１による自ノードのタイムスロットが決定されていない場合、当該ノード１の通信制御部１３はノード監視装置２に対するノード情報信号の送信を行なわないようにする（Ｓ１４）。
【００７２】
例えば、図５はノード１−１、ノード１−２及びノード１−４から見たタイムスロット幅を示す図であり、斜線部分が自ノードのタイムスロットを示すものとする。
【００７３】
図５（Ａ）は、自ノードであるノード１−１と近傍ノードであるノード１−２及びノード１−４との間のタイムスロット幅であるが、図５（Ａ）に示す状態においては、ノード１−１はデータ信号を送信するために必要な時間であるタイムスロット幅が確保できていない状態にある。
【００７４】
そのため、ノード１−１は、自ノードのタイムスロット幅が確保できていない状態にあるから、ノード監視装置２からのノード情報要求信号を受信しても、ノード情報信号を形成せず、ノード監視装置２に対してノード情報信号を送信しない。
【００７５】
一方、図５（Ｂ）は、自ノードであるノード１−２と近傍ノードであるノード１−１、ノード１−５及びノード１−３との間のタイムスロット幅を示す図であり、また図５（Ｃ）は、自ノードであるノード１−４と近傍ノードであるノード１−１及び１−５との間のタイムスロット幅を示す図である。図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、ノード１−２及びノード１−４は共に、自ノードのタイムスロット幅を確保できている状態にある。
【００７６】
そのため、ノード１−２及びノード１−４は、自ノードのタイムスロット幅が確保できているから、ノード監視装置２からノード情報要求信号を受信すると、それぞれの近傍ノード情報保持部１２に保持されている近傍ノードアドレスリスト１２ａを有するノード情報信号を形成し、そのノード情報信号をノード監視装置２に送信する。
【００７７】
続いて、ノード情報要求信号を送信したノード監視装置２が、各ノード１からのノード情報信号の返信状況に応じて、各ノード１の通信状況を判断する動作を図７を参照して説明する。
【００７８】
図７は、ノード監視装置２が各ノード１の通信状況を判断する動作を示すフローチャートである。図７において、各ノード１に対してノード情報要求信号を送信したノード監視装置２は、各ノード１からのノード情報信号の受信を受け付ける。
【００７９】
ノード監視装置２の通信制御部２３がノード情報信号を受信すると（Ｓ２１）、通信制御部２３は、受信したノード情報信号に含まれている送信元アドレスと近傍ノードアドレスリスト１２ａを抽出し（Ｓ２２）、抽出したノード情報信号の送信元アドレスと近傍ノードアドレスリスト１２ａをノード管理制御部２１に与える。
【００８０】
ノード管理制御部２１に受信ノード情報信号から抽出された送信元アドレスと近傍ノードアドレスリスト１２ａが与えられると、ノード管理制御部２１は、受信ノード情報信号の送信元アドレス及び近傍ノードアドレスリスト１２ａをノード情報保持部２２に格納し、ノードアドレスリスト２２ａを作成する（Ｓ２３）。
【００８１】
このように、ノード情報要求信号に対してノード情報信号がノード監視装置２に与えられた場合、当該ノード情報信号の送信元であるノード１は正常に通信機能が行なわれているものとノード監視装置２に判断される（Ｓ２４）。
【００８２】
ここで、図８は、ノードアドレスリスト２２ａの構成例を説明する説明図である。図８に示すように、ノードアドレスリスト２２ａは、各ノード１のノードアドレス毎に、ノード情報信号の受信の有無を示す情報と、各ノード１の近傍ノードアドレスとを有して構成される。
【００８３】
ノード情報信号の受信有無情報とは、各ノード１からのノード情報信号の受信があったか否かを示す情報であり、図８では、ノード情報信号の受信があった場合には「○」とし、ノード情報信号の受信がない場合には「×」とする。また、各ノードの近傍ノードアドレスとは、ノード情報信号に含まれている近傍ノードアドレスリストの情報である。
【００８４】
なお、ノード情報信号の受信有無情報についてのノード監視装置２の監視間隔は、例えばノード管理情報要求のポーリング間隔とすることができる。
【００８５】
一方、タイムスロット幅が確保できなかったノードはノード情報信号を送信しない。そのため、Ｓ２１において、ノード監視装置２の通信制御部２３が、タイムスロット幅が確保できていないノードからのノード情報信号を受信しない（Ｓ２１）。
【００８６】
この場合、ノード管理制御部２１は、ノード情報信号の受信がなかったノード１について、図８に示すように、ノード情報信号の受信有無情報として「×」を記述してノードアドレスリスト２２ａを作成する（Ｓ２５）。
【００８７】
そして、ノード情報信号の受信がなかったノード１については、ノード監視制御部２１が、ノード情報保持部２２のノードアドレスリスト２２ａを参照して、他ノード１の近傍ノードアドレスに存在しているか否かを判定する（Ｓ２６）。
【００８８】
そして、ノード情報信号の受信がなかったノード１が他ノード１の近傍ノードアドレスに存在している場合、当該ノード１はタイムスロット幅が確保できないために、ノード情報信号を送信できないノードであると判定する（Ｓ２７）。
【００８９】
一方、ノード情報信号の受信がなかったノード１が他ノード１の近傍ノードアドレスに存在していない場合、当該ノード１は通信機能に何らかの障害が発生したノードであると判定する（Ｓ２８）。
【００９０】
例えば、図８に示すノードアドレスリスト２２ａより、ノード１−２〜１−５については、通信制御部２３によりノード情報信号の受信がされているので、ノード１−２〜１−５の通信機能は正常に動作していると判定する。
【００９１】
また、ノード１−１及び１−６については、通信制御部２３によりノード情報信号の受信がされていないので、ノード情報信号を送信できない何らかの通信障害が生じていると判定する。
【００９２】
そして、ノード１−１及び１−６について、ノード情報保持部２２のノードアドレスリスト２２ａを参照すると、ノード１−１は、ノード１−２及びノード１−４の近傍ノードアドレスとして存在しているから、通信機能は正常であるが、十分なタイムスロットが確保できていないノードであると判定する。
【００９３】
また、ノード１−６は、ノードアドレスリスト２２ａを参照すると、他ノードの近傍ノードとして存在していないから、通信機能に障害があると判定する。
【００９４】
なお、ノードアドレスリスト２２ａの近傍ノードアドレスに、ネットワークを構成するノード（図１の場合はノード１−１〜１−６）以外のノードのノードアドレスがあれば、ネットワーク外のノードから信号受信していることとなる。
【００９５】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、ノード監視装置２は、各ノード１から受信した近傍ノードアドレスリストを含むノード情報信号の送信元ノードアドレス及び近傍ノードアドレスリストに基づいてノードアドレスリスト２２ａを作成し、ノードアドレスリスト２２ａを参照して、送信元としてノード情報信号を送信しなかったノードは、通信機能に障害が生じたものであるか又はタイムスロットが確保できなかったものであるから判別することができる。これにより、送信元としてノード情報信号を送信しなかったノードに対して早期にかつ適切に障害対策を行なうことができる。
【００９６】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明のノード管理システム、ノード管理方法及び通信システムの第２の実施形態を図面を参照して説明する。
【００９７】
第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に、複数のノードを有して構成される無線ネットワークにおいて、それぞれデータ送信タイミングを自律的に決定するノードを監視するノード監視装置に本発明のノード管理システム、ノード管理方法を適用した場合を説明する。
【００９８】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態は、ノード監視装置２のノード管理制御部２１の機能とノード情報保持部２２が保持するノードアドレスリストの内容とが、第１の実施形態と異なる点である。
【００９９】
そのため、以下では、第２の実施形態の特徴的な構成を詳細に説明し、それ以外の構成要素は、第１の実施形態で説明した構成要素と対応するので、ここでの詳細な説明は省略するものとする。なお、第２の実施形態でも図２を用いて説明するものとする。
【０１００】
第２の実施形態のノード管理制御部２１は、通信制御部２３が受信したノード情報に含まれている送信元アドレス及び近傍ノードアドレスリストを抽出し、抽出した送信元アドレス及び近傍アドレスリストをノード情報保持部２２にノードアドレスリスト２２ｂとして記述するものである。
【０１０１】
図９は、第２の実施形態のノードアドレスリスト２２ｂの構成例を示す図である。図９に示すように、第２の実施形態のノードアドレスリスト２２ｂは、各ノード１のノードアドレス毎に、ノード情報信号の受信の有無を示す情報と、各ノード１の近傍ノードアドレスと、自ノードと近傍ノードとの通信タイミング差とを有して構成される。
【０１０２】
図９において、自ノードと近傍ノードとの通信タイミング差は、各ノード１の通信タイミング制御部１１が自ノードのタイムスロットを決定する際に、自ノードの通信タイミング信号の送信時刻と、各近傍ノードからの通信タイミング信号の受信時刻の時間差である。
【０１０３】
また、ノード監視装置２は、ノード情報信号の受信がなかったノード１について、ノードアドレスリスト２２ｂを参照して、当該ノード１のタイムスロットが確保できているか否かを推定するものである。
【０１０４】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態のネットワーク（通信システム）におけるノード監視動作を図面を参照しながら説明する。
【０１０５】
まず、第１の実施形態での説明と同様に、ノード監視装置２が各ノード１に対してノード情報要求信号を送信し、ノード情報要求信号を受信した各ノード１が、タイムスロットが確保できている場合に、近傍ノードアドレスリストを有するノード情報信号をノード監視装置２に返信する。
【０１０６】
次に、ノード情報信号を受信したノード監視装置２が、各ノード１からのノード情報信号の返信状況に応じて、各ノード１の通信状況を判断する動作を図１０を参照しながら説明する。
【０１０７】
図１０は、第２の実施形態のノード監視装置２におけるノード監視動作のフローチャートである。図１０において、各ノード１に対してノード情報要求信号を送信したノード監視装置２は、各ノード１からのノード情報信号の受信を受け付ける。
【０１０８】
ノード監視装置２の通信制御部２３がノード情報信号を受信した場合（Ｓ２１）、第１の実施形態と同様に、通信制御部２３は、受信したノード情報信号に含まれている送信元アドレスと近傍ノードアドレスリスト１２ａを抽出し（Ｓ２２）、抽出したノード情報信号の送信元アドレスと近傍ノードアドレスリスト１２ａをノード管理制御部２１に与え、ノード管理制御部２１は、受信ノード情報信号の送信元アドレス及び近傍ノードアドレスリスト１２ａをノード情報保持部２２に格納し、ノードアドレスリスト２２ｂを作成する（Ｓ２３）。そして、ノード管理制御部２１は、ノード情報信号の送信元であるノード１については、通信機能は正常であると判断される（Ｓ２４）。
【０１０９】
一方、ノード監視装置２の通信制御部２３がノード情報信号の受信をしなかったノードについて、ノード管理制御部２１は、図９に示すように、ノード情報信号の受信有無情報として「×」を記述してノードアドレスリスト２２ｂを作成する（Ｓ２５）。
【０１１０】
そして、ノード情報信号の受信をしなかったノード１について、ノード監視制御部２１は、ノード情報保持部２２のノードアドレスリスト２２ｂを参照して、当該ノード１のタイムスロット幅を推測する（Ｓ３１）。
【０１１１】
そして、ノード管理制御部２１により、タイムスロットが確保できていない場合（Ｓ３２）、当該ノード１について通信機能は正常であるがタイムスロット幅が確保できていないものと判定され（Ｓ３３）、タイムスロットが確保できている場合（Ｓ３２）、タイムスロットは確保できているが、別の障害原因によりノード情報信号を送信できないもの（例えば通信機能に異常が生じたもの）と判定する（Ｓ３４）。
【０１１２】
例えば、図９において、ノード１−２〜１−５についてはノード情報信号の受信があるから通信機能は正常であると判定され、一方、ノード１−１及び１−６についてはノード情報信号の受信がないから何らかの通信障害が生じていると判定する。
【０１１３】
この場合、ノード管理制御部２１は、ノードアドレスリスト２２ｂを参照して、ノード１−１及び１−６が他ノード１の近傍ノードアドレスとして存在するか否かを判定し、他ノード１の近傍ノードアドレスとして存在する場合に、他ノード１との通信タイミング差に基づいて、当該ノード１−１及び１−６のタイムスロット幅を推測する。
【０１１４】
すなわち、図１１に示すように、基準フレーム周期を１０ミリ秒とし、ノード情報信号の送信に必要なタイムスロット幅が２ミリ秒とする。
【０１１５】
図９に示すノードアドレスリスト２２ｂを参照すると、ノード１−１は、ノード１−２及び１−４の近傍ノードとして存在し、ノード１−２及び１−４との通信タイミング差はそれぞれ９ミリ秒及び３ミリ秒である。
【０１１６】
つまり、ノード１−２及び１−４のみを考慮した場合、ノード１−１のタイムスロット幅は、図１１（Ａ）に示すように１ミリ秒と推測することができる。また、ノード１−３及び１−５は、ノード１−２及び１−４の間にある。
【０１１７】
従って、ノード１−１のタイムスロット幅は、１ミリ秒と決定し、ノード情報信号の送信に必要なタイムスロット幅（２ミリ秒）に達していないから、ノード管理制御部２１はタイムスロットを確保できていないと判定する。
【０１１８】
同様にして、ノード１−６は、ノード１−３及び１−５の近傍ノードとして存在し、ノード１−３及び１−５との通信タイミング差はそれぞれ３ミリ秒と６ミリ秒である。
【０１１９】
つまり、ノード１−３及び１−５のみを考慮した場合、ノード１−１のタイムスロット幅は、図１１（Ｂ）に示すように４ミリ秒と推測することができる。
【０１２０】
従って、ノード１−１のタイムスロット幅はノード情報信号の送信に必要なタイムスロット幅（２ミリ秒）を超えているから、ノード管理制御部２１はタイムスロットを確保できていると判定する。
【０１２１】
なお、ノード１−１については、例えば、通信タイミングを取り直したり又は周辺のノード１の送信停止をしたりすることによって、十分なタイムスロットを確保することで、ノード情報信号の送信をすることができる。また、ノード１−６については、十分なタイムスロットを確保できているが、ノード情報信号を送信できていない障害が生じていると判定できる。
【０１２２】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
また、第２の実施形態によれば、ノード間の通信タイミング差に基づいて、ノード情報信号を送信していないノードのタイムスロット幅を決定し、その結果に基づいて当該ノードの稼働状況を判定することができる。
【０１２４】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明のノード管理システム、ノード管理方法及び通信システムの第３の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【０１２５】
第３の実施形態も、第１及び第２の実施形態と同様に、複数のノードを有して構成される無線ネットワークにおいて、それぞれデータ送信タイミングを自律的に決定するノードを監視するノード監視装置に本発明のノード管理システム、ノード管理方法を適用した場合を説明する。
【０１２６】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図１２は、第３の実施形態のノード監視装置３の内部構成を示すブロック図である。図１２に示すように、第３の実施形態のノード監視装置３は、ノード管理制御部２１、ノード情報保持部２２、通信制御部２３、通信タイミング変調信号生成部３１、を少なくとも有して構成されるものである。
【０１２７】
第３の実施形態が、第１及び第２の実施形態と異なる点は、ノード監視装置３が通信タイミング変調信号生成部３１を備える点と、この通信タイミング変調信号の受信により通信タイミング制御信号の送信タイミングを一時的に変化させるというノード１の通信タイミング制御部１１の機能の点である。
【０１２８】
通信タイミング変調信号生成部３１は、ノード管理制御部２１による各ノード１の通信状況の判定結果に基づき、ノード情報信号の受信のないノード１及び当該ノード１を近傍ノードとしてもつ他ノードに対して送信する通信タイミング変調信号を生成するものである。
【０１２９】
この通信タイミング変調信号は、ノード１の通信タイミング制御部１１に対して、通信タイミング制御信号を送信する周期を一時的に変化させるようにする信号である。
【０１３０】
通信制御部２３は、通信タイミング変調信号生成部３１が生成した通信タイミング変調信号を、ノード情報信号の受信のないノード１及び当該ノード１を近傍ノードとしてもつ他ノードに対して送信するものである。
【０１３１】
なお、ノード管理制御部２１及びノード情報保持部２２は、第１及び第２の実施形態で説明した機能のいずれか又は双方の機能を有するものを適用することができる。
【０１３２】
各ノード１は、ノード監視装置３からの通信タイミング変調信号を受信すると、通信タイミング制御信号の送信周期を一時的に変化させ、通信タイミング制御信号の送信タイミングの調整を行なう。
【０１３３】
このように通信タイミング制御信号の送信タイミングを一時的に変化させることにより、送信タイミングの位置が移動するから自ノードと近傍ノードとの間で形成したタイムスロットを再調整することができ、タイムスロットの確保ができていないノードに対しても再度タイムスロットの形成を図ることができる。
【０１３４】
なお、ノード監視装置３がタイムスロットの確保のできていない複数のノードに通信タイミング変調信号を送信する際、通信タイミング変調信号の送信順に優先順序をもたせるようにしてもよい。
【０１３５】
例えば、ノードアドレスリストを参照して、タイムスロットを確保していないノードが通信タイミング制御をしている近傍ノード数を決定する。そして、その近傍ノード数が多いノードから順に通信タイミング変調信号を送信するようにする。これにより、近傍ノード数が多いノードから順に通信タイミング制御の再起動を実行させることができるので、タイムスロットの再調整に係る時間を短縮することができる。
【０１３６】
なお、タイムスロットが確保できていないノードが通信タイミング制御をしている近傍ノード数を決定する方法としては、例えば、当該ノード以外の他ノードの近傍ノードアドレスを見て、当該ノードを近傍ノードとしている他ノードの数を求めることにより決定できる。
【０１３７】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
次に、第３の実施形態のネットワーク（通信システム）におけるノード監視動作を説明する。
【０１３８】
まず、第１及び第２の実施形態での説明と同様に、ノード監視装置３が各ノード１に対してノード情報要求信号を送信し、ノード情報要求信号を受信した各ノード１が、タイムスロットが確保できている場合に、近傍ノードアドレスリストを有するノード情報信号をノード監視装置３に返信する。
【０１３９】
そして、ノード監視装置３において、ノード管理制御部２１が、各ノード１から受信したノード情報信号に基づいて、所定のノードアドレスリストを作成し、このノードアドレスリストを参照しながら、各ノード１の通信状況を判定する。
【０１４０】
ノード管理制御部２１により、タイムスロットが確保できていないノード１が存在すると判定されると、通信タイミング変調信号生成部３１は通信タイミング変調信号を生成し、通信制御部２３が、タイムスロットが確保できていないノード１と、このノード１を近傍ノードとして直接タイミング調整をしているノード１を送信先として通信タイミング変調信号を送信する。
【０１４１】
ノード監視装置３の通信制御部２３からの通信タイミング変調信号がノード１に与えられると、当該ノード１の通信タイミング制御部１１が、通信タイミング制御信号の送信タイミングを１周期だけ異なるタイミングで送信するようにする。
【０１４２】
例えば、図１３は、図９の状況におけるノード１−１〜１−６の通信タイミングの様子を示す図である。
【０１４３】
図９に示す状況において、ノード１−１は十分なタイムスロットを確保できていないとノード管理制御部２１に判定されると、ノード１−１及びノード１−１と通信タイミングを取っているノード１−２及び１−４に対して、通信タイミング変調信号を送信する。
【０１４４】
このとき、ノード１−１と通信タイミングを取り合っているノードのうち一部のノードに通信タイミング変調信号を送信するようにしてもよい。例えば、第２の実施形態のように、ノード管理制御部２１が、図９のノードアドレスリスト２２ｂに基づいてタイムスロットを確保できていないノードの通信タイミングの前後に通信タイミングを有するノード、すなわち、図１３（Ａ）において、ノード１−２又はノード１−４のいずれかのみに通信タイミング変調信号を送信するようにしてもよい（図１３（Ａ））。
【０１４５】
そして、ノード監視装置３から通信タイミング変調信号を受信したノード１−１、１−２及び１−４は、通信タイミング信号の送信タイミングを１周期だけ異なるタイミングに変化させ、その後通常の通信タイミング制御を再開するようにする（図１３（Ｂ））。
【０１４６】
これにより、通信タイミング変調信号を受信したノードの通信タイミング制御信号の送信周期は一時的に変調し、通信タイミング制御信号の送信タイミングの位置が異なるので、通信タイミング制御信号のタイミング調整をすることができる。
【０１４７】
従って、何らかの原因により、タイムスロットを確保していないノード１が存在する場合でも、各ノード１の通信タイミングの位置を移動させ、各ノード１のデータ信号の通信順序を入れ替えて通信タイミング調整すると、タイムスロットを確保できていなかったノードも十分なタイムスロット幅を確保することができる（図８（Ｃ））。
【０１４８】
ここで、通信タイミング変調信号を受信したノードの通信タイミング制御信号の送信周期の変調方法としては、ノード１の通信タイミング制御部１１が用いる通信タイミングの計算方法に応じて種々の方法を適用することができるが、例えば、通信タイミング制御信号を送信させるタイミングは位相信号θｉ（ｔ）の位相α（０≦α＜２π）が所定の値（例えばα＝０）となった場合に行なうものとするので、この所定の値を変えることにより実現することができる。変化させる値については、例えば所定の値を予め定められた値（α＝π／２）に変化させるようにしてもよい。
【０１４９】
また、ノード密度が高い場合には、通信タイミングの再調整を行なっても、十分なタイムスロット幅を確保できないこともあり得る。このような場合には、通信タイミング変調信号を受信したノードは、通信タイミング制御信号の送信周期を変調する期間を長くするようにしてもよい。すなわち、通信タイミング変調信号を受信したノードにおいて、通信タイミング制御部１１が一時的に通信タイミング制御を停止させるようにしてもよい。
【０１５０】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
以上のように、第３の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５１】
また、第３の実施形態によれば、ノード監視装置がデータ信号の送信期間であるタイムスロットを確保していないノード及びその周辺ノードに対して通信タイミング変調信号を送信し、この通信タイミング変調信号を受信したノードが通信タイミング制御信号の送信タイミングを変化させることにより、タイムスロット確保のための再調整をさせることができる。
【０１５２】
（Ｄ）他の実施形態
（Ｄ−１）第１〜第３の実施形態では、無線ネットワークを構成するノードを監視するノード監視装置に本発明を適用した場合を説明した。しかし、無線ネットワークを構成するノードに限定されず、有線ネットワークを構成するノードを構成するノードの監視するノード監視装置にも本発明を適用することができる。この場合、ノードとノード監視装置との間の通信は有線通信により実現することができる。
【０１５３】
（Ｄ−２）第１〜第３の実施形態において、ノード及びノード監視装置が有する通信制御部は、ノード情報要求信号、ノード情報信号、通信タイミング制御信号、データ信号等を別パケットとして送信するものとして説明した。しかし、これら内容種別をヘッダに挿入するなどして、それぞれの信号を１パケットで送信できるようにしてもよい。
【０１５４】
（Ｄ−３）ノード監視装置は、ノード監視機能の専用装置として配置する必要はない。例えば、複数のセンサノードからデータを収集するような形態の場合、データ収集装置にノード監視機能を持たせるようにしてもよい。また、複数のノードのうちいずれかのノードにノード監視機能を持たせるようにしてもよい。
【０１５５】
また、上述した第１〜第３の実施形態のノード監視装置の機能を実現する装置を分散配置させるようにしてもよい。
【０１５６】
（Ｄ−４）ノード監視装置において、ノードアドレスリストを作成する際、作成するノードアドレスリストの記録内容は、図８などに限定されるものではない。例えば、そのほかに、起動時間、データの送受信数、近傍ノード数といったノード情報を追加しても良い。
【０１５７】
そして、ノード情報管理部が、各ノードの起動時間やデータの送受信数などの情報を利用して、各ノードの稼働状況の判断や、各ノードに対する通信タイミング制御の再起動を行なうようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】第１の実施形態の通信システムの構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態のノード及びノード監視装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の通信タイミング制御部の機能を説明する説明図である（その１）。
【図４】第１の実施形態の通信タイミング制御部の機能を説明する説明図である（その２）。
【図５】第１の実施形態の各ノードのタイムスロットを示す図である。
【図６】第１の実施形態のノードのノード情報要求信号の受信動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態のノード監視装置におけるノード監視動作を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態のノードアドレスリストの構成を示す構成図である。
【図９】第２の実施形態のノードアドレスリストの構成を示す構成図である。
【図１０】第２の実施形態のノード監視装置におけるノード監視動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態のノード監視装置によるノードの通信タイミング差の推測方法を説明する説明図である。
【図１２】第３の実施形態のノード及びノード監視装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態のノード間の通信タイミングの再調整を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１（１−１〜１−６）…ノード、１１…通信タイミング制御部、１２…近傍ノード情報保持部、１２ａ…近傍ノードアドレスリスト、１３…通信制御部、１４…ノード管理部、２、３…ノード監視装置、２１…ノード管理制御部、２２…ノード情報保持部、２２ａ及び２２ｂ…ノードアドレスリスト、２３…通信制御部、２４…通信タイミング変調信号生成部。
【図１】
2008054049.tif 000004
【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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