(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末と、前記複数の通信端末と通信を行う通信装置とを含む通信システムであって、
前記通信装置は、前記複数の通信端末の中の第一通信端末を、所定の動作を実行する通信端末として機能させ、且つ、前記通信装置と前記第一通信端末以外の前記通信端末との間の通信を仲介する仲介装置として機能させ、
前記通信装置は、前記仲介装置として機能させる通信端末を指定する指定情報と、前記複数の通信端末の各々に所定の動作を実行させる制御情報とを含む制御データを、前記複数の通信端末に一斉に送信する制御データ送信手段を含み、
前記複数の通信端末の各々は、前記制御データを受信する制御データ受信手段と、前記制御データに基づいて、前記仲介装置として機能するか否かを判断する制御データ解析手段と、を含み、
前記仲介装置として機能する前記第一通信端末は、前記第一通信端末以外の前記通信端末に対し、前記制御データを一斉に送信することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御データは、前記指定情報として、前記仲介装置として機能させる通信端末を識別する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記複数の通信端末は、前記制御データを受信したことに対する応答を前記通信装置へ送信する応答送信手段を含み、前記通信装置は、前記制御データを送信した前記複数の通信端末のうち、前記応答を送信しない通信端末との間の通信路に障害が発生していると判断し、前記応答を送信しない通信端末と前記第一通信端末とに対し、前記制御データを一斉に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第一通信端末は、前記応答を送信しない通信端末に対して前記制御データを送信し、前記応答を送信しない通信端末から応答を受けると、前記通信装置に対し、前記応答を送信しない通信端末が前記制御データを受信した旨の応答を送信することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第一通信端末は、前記仲介装置であり、
前記複数の通信端末は、１以上の前記仲介装置と、前記仲介装置からそれぞれ再送信される前記制御データを受信する１以上の終端装置とを含み、前記通信装置は、前記仲介装置と前記終端装置とに対して前記制御データを一斉に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項６】
前記仲介装置は、前記制御データを受信した旨の応答を前記通信装置に送信すると共に、前記終端装置に対して前記制御データを一斉に送信することを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記１以上の仲介装置が、前記制御データを受信した旨の制御データを所定の時間内に前記通信装置に送信し、前記１以上の全ての仲介装置から送信された制御データを受信した場合、前記通信装置は、前記制御データの一斉送信が成功したと判断することを特徴とする請求項５又は６に記載の通信システム。
【請求項８】
複数の通信端末と、前記複数の通信端末と通信を行う通信装置とを含む通信システムの制御方法であって、
前記通信装置と前記通信端末との間の通信を仲介する仲介装置として機能させる通信端末を指定する指定情報と、前記複数の通信端末の各々に所定の動作を実行させる制御情報とを含む制御データを、前記通信装置から前記複数の通信端末に一斉に送信する工程と、
前記指定情報において指定されている第一通信端末を、所定の動作を実行する通信端末として機能させ、且つ、前記通信装置と前記第一通信端末以外の前記通信端末との間の通信を仲介する前記仲介装置として機能させる工程とを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項９】
複数の通信端末と通信を行う通信装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記通信装置と前記通信端末との間の通信を仲介する仲介装置として機能させる通信端末を指定する指定情報と、前記複数の通信端末の各々に所定の動作を実行させる制御情報とを含む制御データを、前記複数の通信端末に一斉に送信する、プログラム。
【請求項１０】
通信装置と通信を行う複数の通信端末の各々のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記通信装置と前記通信端末との間の通信を仲介する仲介装置として機能させる通信端末を指定する指定情報と、前記通信端末の各々に所定の動作を実行させる制御情報とを含む制御データを、前記通信装置から受信し、
前記制御データに基づいて、前記仲介装置として機能するか否かを判断し、
前記仲介装置として機能する場合、他の前記通信端末に対し前記制御データを一斉に送信する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信システムの制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートメータ、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）やＢＥＭＳ（Building Energy Management System）向けの通信技術として、超低消費電力化、小型化、低コスト化を実現できる９２０ＭＨｚ帯（我が国ではサブギガ帯として９２０ＭＨｚ帯が割り当てられている。）の無線センサネットワークシステムが注目されている。
【０００３】
９２０ＭＨｚ帯は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等で使われている２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯と比べて、電波伝搬に伴う減衰が小さく、障害物へ回り込み易いため、エリアカバー率が高いという特徴がある。そのため、無線ＬＡＮと比較して、より多数の端末数でネットワークを構成することができる。
【０００４】
ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers、 Inc.）８０２．１５．４規格では、基本的には、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance；搬送波感知多重アクセス／衝突回避）制御方式という非同期型のアクセス制御方式が採用されている。端末数が数百から数千といった大規模の場合、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス制御方式ではない同期型のネットワーク方式を用いて通信を行うと、スーパーフレームやビーコン等のスケジュール設定が困難になる。そのため、大規模ネットワークでは、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス制御方式の非同期型方式のネットワーク方式が用いられる。しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス制御方式のネットワークでは、他の端末との衝突に配慮してアクセス権を取得するため、データ伝送の遅延時間が保証されないという問題がある。
【０００５】
センサネットワークシステムのような、制御情報が少ないシステムでは、制御情報に比較して相対的にプリアンブルやヘッダ等のオーバヘッドが大きくなり、制御情報を各無線デバイスへ個別に送信するのは非効率的となる。さらに、単位時間当たりの送信時間制限が課せられる場合もあり、大規模ネットワークでは、多数のすべてのデバイス各々に個別送信することが難しくなる。
【０００６】
そこで、多数の無線デバイスへの効率的な制御を行うために、無線コーディネータから、マルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームを用いて、各デバイスへの制御情報をパックして、１フレームで一斉送信する技術が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ブロードキャスト又はマルチキャストフレームを受信した複数の無線デバイスが、通信の信頼性を向上するため自身が正しく受信できたことを通知する応答のデータフレームを一斉に送信しようとすると、衝突を起こしてしまう。このため、他の端末との衝突に配慮して応答を送信する制御が必要になるが、端末数が数百から数千といった大規模ネットワークの場合、衝突確率が増大し、衝突が検出された場合には所定の時間（バックオフ時間）の挿入回数が多くなり、ひいては消費電力の増大を招いてしまう。また、データ送信が正常終了するまでにかかる時間も長期化し、バックオフ時間の挿入によって送信時間も長くなり、上記した送信時間制限によって、応答を送信できない可能性もある。
【０００８】
このような背景から、通信装置から複数の通信端末に宛てて一斉データ送信を行い、複数の通信端末各々から応答を行うシステムにおいて、応答における衝突確率を低減することができる技術の開発が望まれている。また、その際に、通信装置から送信する通信データ及びサイズの増大を招かないようすることが望まれている。
【０００９】
また、９２０ＭＨｚ帯の無線装置には、上記したように送信時間制限が課せられる場合がある。例えば、一般社団法人電波産業界（ＡＲＩＢ）の標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０８によれば、中心周波数９２２．４ＭＨｚから９２８．０ＭＨｚで、１装置における１時間当たりの送信時間の総和は３６０秒以下に抑えなければならないと規定されている。そのため、無線コーディネータが各無線デバイスに送信できるフレーム数は限られており、端末数が数百から数千といった大規模ネットワークでは、送信時間の制限により、すべての無線デバイスに送信できないという問題がある。
【００１０】
そこで、多くの無線デバイスへの制御を実現するために、マルチキャストフレームやブロードキャストフレームを使って、無線コーディネータが各無線デバイスのデータを一緒にパックして、１フレームで一斉送信する手法がある。しかし、マルチキャストフレームやブロードキャストフレームでは、一般的に、フレームを受信できたことを送信元へ知らせるためのＡＣＫパケットの送信が規定されていないため、各無線デバイスが正しく受信できたかどうかを知ることができないという問題がある。
【００１１】
そのため、無線コーディネータが、各無線デバイスが正しく受信できたかどうかを知るためには、各無線デバイスが、正しく受信できたことを通知するためのデータフレームを送信する必要がある。しかし、端末数が数百から数千といった大規模ネットワークの場合、受信した複数の無線デバイスが一斉に正しく受信できたことを通知するためのデータフレームを送信しようとすると、フレームの衝突を起こしてしまう。
【００１２】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のネットワークでは、無線装置がデータを送信する前に、現在、他の無線装置が通信を行っているかどうかの確認のために、キャリア検出を行う。キャリアが検出されなければデータ送信を開始し、キャリアが検出された場合には所定の時間間隔（バックオフ時間）を空けて再送信する。ところが、この方法では、端末数が数百から数千といった大規模ネットワークの場合、フレームの衝突の確率も増大するため、バックオフ時間を挿入する回数も多くなり、データ送信が正常終了するまでに長時間かかったり、バックオフ時間の時間制限によって送信できなかったりするという問題が発生する。また、無線センサネットワークシステムでは低消費電力化が求められており、省電力化のためには、フレームの衝突確率の増大によって引き起こされるバックオフ時間の挿入回数の増加を抑えることが有効である。
【００１３】
他の端末との衝突に配慮した送信に関連して、特許文献１は、既存のＩＥＥＥ８０２．１５．４規格によるシステムに大きな改変を施すことなく、パケット廃棄率を低減させることを目的とした技術を開示する。具体的には、共通の無線チャネルを使用して無線パケット通信を行う無線基地局と無線端末との間のデータパケット通信を行う無線パケット通信システムにおいて、所定回数にわたり通信衝突判定ステップにおいてデータパケット送信不可と判断された場合に、パケットを破棄する代わりにこれを保持し、上記通信衝突の有無を再度判定する再判定ステップと、再判定ステップにおいてデータパケット送信不可と判断した場合には、所定のバックオフ時間を空け、上記再判定ステップに戻り通信衝突の有無を判定させることが記載されている。
【００１４】
しかしながら、無線センサネットワークシステムでは、低消費電力化が求められているところ、特許文献１に開示された技術では、無線デバイスは衝突判定中、常にキャリア検出を行っていなければならないため、省電力状態に移行できないという点で、低消費電力化が不十分であるという問題がある。
【００１５】
また、本出願と同一出願人に係る無線センサネットワークシステムは、コーディネータから複数のデバイスへ同時に制御データの送信を行うためにマルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームである制御データ一斉送信フレームを送信するシステムである。これは、複数のデバイスが、制御データ一斉送信フレームをそれぞれ受信し、かつ正しく受信できた場合にはコーディネータへ正しく受信したことの通知を行うデータフレームである制御データ一斉応答フレームをそれぞれ複数のデバイスが送信するシステムである。そして、受信した複数のデバイスがそれぞれ自身のアドレス情報を基に、制御データ一斉応答フレームを送信するまでの待機時間を算出し、時分割送信のように送信タイミングを測って送信することにより、応答フレームの衝突率を低下させ、消費電力が低いネットワークシステムを提供するものである。
【００１６】
しかしながら、この無線センサネットワークシステムでは、特定のデバイスとコーディネータとの通信路に何らかの障害が発生し、デバイスがブロードキャストフレームである制御データ一斉送信フレームの受信を常に失敗する場合等、コーディネータ側に特定のデバイスから制御データ一斉応答フレームが返ってこないという障害に対しては対応することができないという問題がある。
【００１７】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、非同期で通信を行う大規模な無線センサネットワークシステムにおいて、無線コーディネータが、マルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームを用いて、複数の無線デバイスに対して制御データを送信する際に、特定の無線通信路に障害が発生した場合にも対応可能な通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における通信システムは、複数の通信端末と、前記複数の通信端末と通信を行う通信装置とを含む通信システムであって、前記通信装置は、前記複数の通信端末の中の第一通信端末を、所定の動作を実行する通信端末として機能させ、且つ、前記通信装置と前記第一通信端末以外の前記通信端末との間の通信を仲介する仲介装置として機能させ、前記通信装置は、前記仲介装置として機能させる通信端末を指定する指定情報と、前記複数の通信端末の各々に所定の動作を実行させる制御情報とを含む制御データを、前記複数の通信端末に一斉に送信する制御データ送信手段を含み、前記複数の通信端末の各々は、前記制御データを受信する制御データ受信手段と、前記制御データに基づいて、前記仲介装置として機能するか否かを判断する制御データ解析手段と、を含み、前記仲介装置として機能する前記第一通信端末は、前記第一通信端末以外の前記通信端末に対し、前記制御データを一斉に送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、特定の無線通信路に障害が発生した場合にも対応可能な通信システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークの一例を示す図である。
【図２】図１に示すスター型のネットワークにおいて、無線コーディネータ及び無線デバイスから送信されるフレームの一例を示す図である。
【図３】ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図４】無線コーディネータが１台、中継装置（中継デバイス）が４台、終端装置（エンドデバイス）が５台で構成されたクラスタツリー型のネットワークの一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る通信システムが備える無線デバイスのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る通信システムにおいて、ブロードキャストフレームで送信する場合の制御データフレーム及び応答フレームの送信タイミングを例示した図である。
【図７】無線コーディネータが無線デバイス各々へ一斉送信する制御データフレームの構成を例示した図である。
【図８】本実施形態に係る通信システムにおいて、無線コーディネータが無線デバイスの各々へ一斉送信する制御データフレームのうち、データ部を構成するデバイスＩＤ（Identifier）と制御情報について例示した図である。
【図９】本実施形態に係る通信システムにおいて、無線コーディネータが１台、無線デバイスが４台で構成されたスター型のネットワークの一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る通信システムを構成する無線コーディネータ及び無線デバイスの機能ブロック図である。
【図１１】無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークにおいて、無線コーディネータと無線デバイスとの間の無線通信路に電波障害が発生し、無線通信が途絶えた場合の例を示す図である。
【図１２】無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークにおいて、無線コーディネータと無線デバイスとの間の無線通信路に電波障害が発生し、無線通信が途絶えた場合、特定の無線デバイスを仲介デバイスとして機能させる場合の例を示す図である。
【図１３】特定の無線デバイスを仲介デバイスとして機能させることを示すデータを、ブロードキャストフレームのフレームフォーマットの先頭に情報バイトとして付加する例を示す図である。
【図１４】特定の無線デバイスから応答フレームが送信されなかった場合、仲介デバイスからブロードキャストフレームを仲介デバイス以外の他の無線デバイスに対してフレームデータを送信する例を示す図である。
【図１５】最初のブロードキャストフレームに対する応答により、通信断となっている無線デバイスを判断し、通信断の無線デバイスと仲介デバイスに次のブロードキャストフレームを送信し、仲介デバイスが自分以外の通信断となっている無線デバイスに対してユニキャスト通信を行う例を示す図である。
【図１６】図１５における二回目のブロードキャストフレームにおいて、通信できなかった無線デバイスと仲介デバイスのみをフレームにセットする例を示す図である。
【図１７】図４におけるクラスタツリー型のネットワークによって、無線コーディネータ及び中継デバイスから送信されるフレームの一例を示す図である。
【図１８】本実施形態に係る通信システムに関わるＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図１９】図１８のフレームフォーマットのデータ部（Data）において、各無線デバイスへの情報であるデバイスＩＤと制御情報との具体的な数値を示す図である。
【図２０】無線コーディネータが、制御データ一斉送信フレームを送信した後、中継デバイスが送信する制御データ一斉送信フレームをすべて受信し、各無線デバイスが制御データ一斉送信フレームを正しく受信したと判断するまでの動作を示すフローである。
【図２１】無線コーディネータが、制御データ一斉送信フレームを送信した後、中継デバイスが送信する制御データ一斉送信フレームをすべて受信し、各無線デバイスが制御データ一斉送信フレームを正しく受信したと判断するまでの動作を示すフローである。
【図２２】本実施形態に係る通信システムを構成する無線コーディネータが送信する制御データ一斉送信フレームの一例を示す図である。
【図２３】図２２のフレームフォーマットのデータ部（Data）において、各無線デバイスへの情報であるデバイスＩＤ、制御情報、及び中継情報の具体的な数値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。以下、本実施形態について説明するが、本実施形態は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。なお、以下に説明する実施形態は、通信システムとして、通信装置と複数の通信端末とがスター型に構成されたネットワークシステムを一例として説明する。
【００２２】
最初に、無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワーク、及びスター型のネットワークにおいて、無線コーディネータ及び無線デバイスから送信されるフレームについて説明する。図１は、無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークの一例を示す図である。図２は、図１に示すスター型のネットワークにおいて、無線コーディネータ及び無線デバイスから送信されるフレームの一例を示す図である。スター型には、データ伝送の遅延時間が少ないという特徴がある。
【００２３】
無線コーディネータ１１が無線デバイス１２を選択し、図２に示すようにその無線デバイス１２に対して制御データフレームを送信する。無線デバイス１２は、無線コーディネータ１１から送信された制御データフレームを受信すると、無線コーディネータ１１へ受信することができたことを知らせるためのＡＣＫパケットを送信する。その後、無線コーディネータ１１は、同様の処理を、無線デバイス１３、無線デバイス１４に対して個別にやりとりを行っている。
【００２４】
ここで、無線コーディネータ１１から各無線デバイス１２から１４へ送信される制御データフレームであるＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットについて説明する。図３は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットの一例を示す図である。なお、その他のデータフレームも同様の構成である。制御データフレームは、プリアンブル（Preamble）、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter）、及び物理層ヘッダ（PHY Header）から構成される。また、制御データフレームは、ＭＡＣ（Media Access Control）層ヘッダ（MAC Header）、データ部（Data）、及びＦＣＳ（Frame Check Sequence）から構成される。
【００２５】
プリアンブルは、受信側が同期をとるためのビット列である。ＳＦＤは、制御データフレームの開始を表すビット列である。物理層ヘッダは、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルにおける物理層に関する情報であり、フレーム長フィールドを含み、ＭＡＣ層ヘッダは、フレーム制御フィールド、データ・シーケンス番号及びアドレス情報を含む。データ部は、ここでは制御情報を含む。ＦＣＳは、受信した制御データフレームに誤りがないか調べるために付加されるエラー訂正情報である。
【００２６】
図３に示すフレームフォーマットからわかるように、制御データ（データ部）１０byteに対して、無線通信用のデータ（Preamble、SFD、PHY Header、MAC Header、FCS）が２３byte必要となっている。センサが内蔵されたスマートメータ等を無線デバイスとして使用した、いわゆるセンサネットワークのように、制御データが少量のシステムも存在する。このようなシステムの場合、データ部と比較して、無線通信用のデータのサイズが大きくなり、図２に示すように、制御データを各無線デバイスへ個別に送信するのは非常に非効率的である。
【００２７】
さらに、無線コーディネータが１台、中継デバイスが４台、エンドデバイスが５台で構成されたクラスタツリー型のネットワークについて説明する。図４は、無線コーディネータが１台、中継装置（中継デバイス）が４台、終端装置（エンドデバイス）が５台で構成されたクラスタツリー型のネットワークの一例を示す図である。クラスタツリー型には、スター型よりも通信範囲が広く、特定の無線通信路で発生した電波障害に強いという特徴がある。
【００２８】
図１に戻ると、図１に示す通信システムは、複数の通信端末と、それら複数の通信端末と通信を行う通信装置とを含み、これら装置によりネットワークを構築している。このネットワークは、通信装置を中心とし、通信装置から複数の通信端末が放射状に接続されるスター型を有している。スター型のネットワークは、データ伝送の遅延時間が少ないという特徴がある点で有利である。しかしながら、本実施形態におけるネットワークトポロジーは、スター型に限定されるものではなく、他の実施形態として、上記したクラスタツリー型等の他のネットワークトポロジーを有していても良い。ちなみに、クラスタツリー型は、スター型のネットワークにおいて親子関係を有している。
【００２９】
図１には、通信装置としての無線コーディネータ１１に、３つの通信端末としての無線デバイス１２、１３、１４が放射状に無線接続されたスター型に構成された通信システム１０が示されている。
【００３０】
無線コーディネータ１１として、例えば、無線基地局、ルータ、ＰＣ（Personal Computer）、ワークステーション、タブレット端末等を挙げることができる。本実施形態において、無線コーディネータ１１は、データとして、無線デバイスを制御するための制御データフレームを、無線接続された複数の無線デバイス１２、１３、１４へ送信することができる。制御データフレームの内容については後述する。データは、制御データフレームに限られるものではなく、如何なるデータフレームであっても良い。
【００３１】
無線デバイス１２、１３、１４としては、それぞれ、無線モジュール５０（図５）を機能部品として搭載した装置、スマートフォン、タブレット端末、ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等とを挙げることができる。また、上記装置としては、電力をデジタルで計測し、メータ内に通信機能をもつ電力量計（スマートメータ）、温湿度センサ、照度センサ、流量センサ、照明、スイッチ、電源装置等を挙げることができる。無線デバイス１２、１３、１４は、それぞれ、直接又は図示しないアクセスポイントを介して、無線コーディネータ１１から送信された制御データフレームを受信することができる。
【００３２】
無線デバイス１２、１３、１４は、それぞれ、無線コーディネータ１１から送信された制御データフレームを受信した場合、自身が正しく受信することができた旨の応答を無線コーディネータ１１へ送信する。これにより、無線コーディネータ１１は、無線デバイス１２、１３、１４が正しく制御データフレームを受信できたことを知ることができる。正しく受信できなかった場合、応答は送信されない。
【００３３】
無線コーディネータ１１と複数の無線デバイス１２、１３、１４との通信は、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯等の周波数を使用して行うことができる。通信システム１０がエネルギー管理システム（ＥＭＳ：Energy Management System）である場合、電波伝搬に伴う減衰が小さく、障害物へ回り込み易く、エリアカバー率が高い９２０ＭＨｚ帯の周波数を好適に使用することができる。ＥＭＳは、電力の可視化、節電のための制御、蓄電器の制御等を行うための無線通信機能を備えたシステムである。このＥＭＳは、住宅向けのものはＨＥＭＳ（Home EMS）、工場向けのものはＦＥＭＳ（Factory EMS）、商業ビル向けのものはＢＥＭＳ（Building EMS）、地域全体向けのものはＣＥＭＳ（Community EMS）と呼ばれる。
【００３４】
なお、以下説明する実施形態において、無線コーディネータ１１と複数の無線デバイス１２、１３、１４とは、無線接続されるものとする。しかしながら、他の実施形態として、コーディネータと複数のデバイスとは、互いに有線接続されていても良い。コーディネータの数、及びデバイスの数は、如何なる数であっても良い。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る通信システムが備える無線デバイスのハードウェア構成の一例を示す図である。無線デバイス１２も、無線コーディネータ１１も、他の無線デバイス１３、１４も、無線通信を行うにあたって同様の構成を採用することができるため、ここでは、無線デバイス１２についてのみ説明する。
【００３６】
無線デバイス１２は、無線モジュール５０を備える。無線モジュール５０は、無線デバイス１２の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＣＰＵ５１に実行させるソフトウェアプログラムやデータ等を記憶し、ＣＰＵ５１に対して作業領域を与えるメモリ５２とを備えている。また、無線モジュール５０は、無線通信を行うための無線回路５３と、アンテナ５４とを備えている。また、無線モジュール５０は、電源の入力や、無線デバイス１２に実装されたセンサ等より取得されたデータの入力を受け付け、そのセンサ等の制御を行うための外部インタフェース５５を備えている。
【００３７】
メモリ５２は、設定情報等を記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）５６を備えている。また、メモリ５２は、ＣＰＵ５１に対して作業領域を与えるＲＡＭ（Random Access Memory）５７を備えている。さらに、メモリ５２は、受け付けたデータ等を記憶するフラッシュメモリ５８を備えている。
【００３８】
無線デバイス１２は、ＣＰＵ５１がソフトウェアを実行して、無線コーディネータ１１からの制御データフレームに対する応答を送信し、また、センサ等からデータを取得し、データフレームとして送信するように無線回路５３に指示することができる。無線回路５３は、搬送波を変調してデータフレームを乗せ、アンテナ５４へ送り、アンテナ５４から無線送信する。また、無線回路５３は、無線コーディネータ１１からの制御データフレームを、アンテナ５４を介して受信することができる。無線回路５３は、搬送波を復調して制御データフレームを取り出し、上記応答の送信やデータの取得等の処理を実行させるためにＣＰＵ５１へ送る。
【００３９】
次に、本実施形態に係る通信システムの動作について具体的に説明する。本実施形態では、無線コーディネータ１１が複数の無線デバイス１２、１３、１４へ、マルチキャストフレーム又はブロードキャストフレーム等として、複数の無線デバイスに対する制御情報をパックして一斉送信する。無線デバイス１２、１３、１４各々においては、パックされた制御データフレーム内に自身の端末識別情報が含まれていれば、自身宛ての制御情報が含まれるものとする。以下、図６から図１０を参照しながら、本実施形態による通信システムにおいて無線コーディネータ１１及び複数の無線デバイス１２、１３、１４間で行われる通信処理について、詳細に説明する。
【００４０】
図６は、本実施形態に係る通信システムにおいて、ブロードキャストフレームで送信する場合の制御データフレーム及び応答フレームの送信タイミングを例示した図である。本実施形態による無線コーディネータ１１は、制御データフレームをブロードキャストすることにより、複数の無線デバイス１２、１３、１４（以下、無線デバイス１、無線デバイス２、無線デバイス３ともいう。）に対して、一斉に制御情報を送信することができる。このため、図２に示したスター型のネットワークの場合とは異なり、１回の送信で済む。また、複数の無線デバイス１２、１３、１４に対する制御情報がフレーム内にパックされているので、それぞれが少量の制御情報であっても、効率的に多数の無線デバイスを制御することができる。また、複数の無線デバイスに対して１フレームで送信が行われるので、送信時間制限が課せられている場合でも、時間内にすべての無線デバイスに対して制御情報を伝達することができる。
【００４１】
また、本実施形態による無線デバイス１２、１３、１４の各々は、制御データフレームを正しく受信した場合に、無線コーディネータ１１に対して正しく受信したことを通知する応答フレームを、データフレームとして送信する。これにより、ブロードキャストフレームに対しＡＣＫパケットが規定されていないため、無線デバイス各々が制御データフレームを正しく受信できたかどうかを無線コーディネータが知ることができないという従来の問題点が解消される。このとき、無線デバイス１２、１３、１４の各々は、制御データフレームを受信したことに応答して一斉に応答フレームを送信することはせず、図６に示すように、無線デバイス１、２、３の間で所定時間だけずれるようにして送信する。これにより、複数の無線デバイスが略同時に応答フレームを送信した結果として発生する衝突の確率を低減することができる。
【００４２】
図７は、無線コーディネータ１１が無線デバイス１、２、３各々へ一斉送信する制御データフレームの構成を例示した図である。これも、図３と同様、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットを例示したものであり、制御データフレームの構成は、図３に示した従来の構成と同様である。ただし、データ部が、図３の構成と異なっている。フレームの内容は、無線デバイス１、２、３各々につき、端末識別情報（デバイスＩＤ）と、制御情報とを含んで構成される。これらの情報は１つにパックされ、フレーム内のデータ部（Data）に入れられて、ブロードキャストフレームで一斉送信される。
【００４３】
なお、一斉送信するためのフレームであれば、ネットワーク上にあるすべての無線デバイスに同時にフレームを送信するために使用されるブロードキャストフレームに限定されるものではない。これ以外のフレームとしては、決められた複数の無線デバイスへ同時にフレームを送信するために使用されるマルチキャストフレームを用いることができる。すなわち、マルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームを用いることができる。
【００４４】
次に、デバイスＩＤ及び制御情報について、図８を参照して詳細に説明する。図８は、本実施形態に係る通信システムにおいて、無線コーディネータが無線デバイスの各々へ一斉送信する制御データフレームのうち、データ部を構成するデバイスＩＤと制御情報について例示した図である。デバイスＩＤは、無線デバイス１、２、３の各々を識別するための端末識別情報であり、固有のＩＤを示し、図８ではそれぞれ０ｘｆｆ０１、０ｘｆｆ０２、０ｘｆｆ０３が割り当てられている。ここでは、無線デバイス毎にＩＤを割り当てているが、複数の無線デバイスをいくつかのグループに分け、そのグループ毎にＩＤを割り当てても良い。端末識別情報は、ここで説明する実施形態では、デバイスＩＤとしているが、シリアルナンバー、ＵＵＩＤ（Universally Unique Identifier）、アドレス等、無線デバイスを識別できる情報であれば如何なる情報であっても良い。
【００４５】
制御情報は、無線デバイス１、２、３が、自機が備えるセンサ等のユニットに対して行う制御に関する情報である。無線デバイス１、２、３がＬＥＤ（Light Emitting Device）電源の点灯及び消灯を切り替えるスイッチを制御するデバイスである場合、上記ユニットは、点灯／消灯スイッチとなる。したがって、制御情報は、点灯又は消灯にするための情報となる。図８の例では、点灯が０ｘ０００１とされ、消灯が０ｘ００００とされている。このため、図８に示す例では、無線デバイス１、２は、制御データフレームを受信するとＬＥＤ電源のスイッチを点灯状態にすると共に、無線コーディネータ１１に対して調整された時間後に応答フレームを送信する。これに対し、無線デバイス３は、ＬＥＤ電源のスイッチを消灯状態にすると共に、無線コーディネータ１１に対して、調整された時間後に応答フレームを送信する。
【００４６】
ここで、図７及び図８に示した３つの無線デバイス１、２、３に対する制御情報がフレーム内に含まれる例において、仮に第４の無線デバイス１５（無線デバイス４）が存在した場合について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態に係る通信システムにおいて、無線コーディネータが１台、無線デバイスが４台で構成されたスター型のネットワークの一例を示す図である。
【００４７】
この場合、制御データフレームがブロードキャストされるので、無線デバイス４も、無線コーディネータ１１から一斉送信された制御データフレームを受信することができる。しかしながら、自身のデバイスＩＤがデータ部に含まれていない無線デバイス４は、応答フレームを返送する必要はなく、フレームの衝突確率や帯域消費を避けるためにはむしろ送信しない方が良い。そこで、好適な実施形態では、無線デバイス１、２、３、４は、制御フレームデータを受信した場合には、さらに、フレームのデータ部に含まれるデバイスＩＤをすべてチェックし、自身のデバイスＩＤが存在する場合のみ、応答フレームを返送することとする。自身のデバイスＩＤが含まれていなかった場合は、応答フレームの送信は行わない。
【００４８】
次に、本実施形態に係る通信システムを構成する無線コーディネータ及び無線デバイスの構成について説明する。図１０は、本実施形態に係る通信システムを構成する無線コーディネータ及び無線デバイスの機能ブロック図である。無線デバイス１３、１４については、無線デバイス１２と同様であるため、ここではその説明を省略する。無線コーディネータ１１は、複数の無線デバイス１２、１３、１４に対し制御データフレームを一斉送信するデータ送信部１１０を備える。本実施形態によるデータ送信部１１０は、送信すべき制御データフレームのデータ部に、無線デバイス各々を識別するためのデバイスＩＤおよび制御情報を含める。そして、データ送信部１１０は、マルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームとして無線デバイス１２、１３、１４各々へ制御データフレームを一斉送信する。
【００４９】
無線デバイス１２は、無線コーディネータ１１のデータ送信部１１０から送信された制御データフレームを受信するデータ受信部１２０を備えている。また、無線デバイス１２は、その制御データフレームを受信したことに対する応答フレームを無線コーディネータ１１へ送信する応答送信部１２１を備えている。応答送信部１２１は、具体的には、受信した制御データフレームの中から、自機である無線デバイス１２のデバイスＩＤを検索し、自機のデバイスＩＤが見つかった場合に、応答フレームを無線コーディネータ１１へ送信する。さらに、無線デバイス１２は、受信した制御データフレームの中に、自機が、後述する仲介装置として機能することが指定されているか否かを判断するデータ解析部１２２を備えている。
【００５０】
以上説明してきた通信システムにおいて、仮に特定のデバイス（例えば、図１の無線デバイス１２）と無線コーディネータ１１との間の無線通信路に、図１１に示すような電波障害が発生し、無線通信が途絶えた場合、それ以降の通信制御ができなくなってしまう。図１１は、無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークにおいて、無線コーディネータと無線デバイスとの間の無線通信路に電波障害が発生し、無線通信が途絶えた場合の例を示す図である。
【００５１】
この場合、無線コーディネータ１１は、このような事態を想定し、管理下にある通信端末のうち、通信が途絶えた通信端末以外の何れかの通信端末を、仲介装置（仲介デバイス）として機能させる。例えば、図１１の場合、無線デバイス１３を仲介デバイスとして機能させることにより、無線デバイス１３から無線デバイス１２への無線通信路が確保されていれば、無線デバイス１２に対する制御データを伝送することができる。その様子を図１２に示す。図１２は、無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークを示す図である。そして、無線コーディネータと無線デバイスとの間の無線通信路に電波障害が発生し、無線通信が途絶えた場合、特定の無線デバイスを仲介デバイスとして機能させる場合の例を示す図である。
【００５２】
第１の方法として、図７に示したブロードキャストフレームのデータフォーマットの最後に配置された無線デバイスが、仲介デバイスとして機能するよう予め決めておくことによって指定することができる。それ以外にも、仲介デバイスの指定方法として、ブロードキャストフレームのペイロード内にシーケンシャルに並んだ無線デバイス情報の中から予め決められた特定の場所に配置された無線デバイスを指定することもできる。例えば、ペイロード内の最初又は最後に配置された無線デバイスを仲介デバイスとして機能させることもできる。これにより、指定されたデバイスが仲介デバイスとして機能することになる。
【００５３】
また、図１３に示すように、特定の無線デバイスを仲介デバイスとして機能させることを示すデータ（どのデバイスが仲介デバイスになるかを示すデータ）を、ブロードキャストフレームに付加することも可能である。具体的には、フレームフォーマットの先頭に情報バイト（Information）として１byte付加することで指定することも可能である。図１３は、特定の無線デバイスを仲介デバイスとして機能させることを示すデータを、ブロードキャストフレームのフレームフォーマットの先頭に情報バイトとして付加する例を示す図である。
【００５４】
第２の方法は、図１４に示すように、特定の無線デバイスが仲介デバイスとして機能し、その仲介デバイスが無線コーディネータからのブロードキャストフレームを受信する。そして、所定時間経過後、当該受信したブロードキャストフレームと同じフレームデータ（ペイロード）を持つブロードキャストフレームを送信する処理を行う。図１４は、特定の無線デバイスから応答フレームが送信されなかった場合、仲介デバイスからブロードキャストフレームを仲介デバイス以外の他の無線デバイスに対してフレームデータを送信する例を示す図である。
【００５５】
図１４では、特定の無線通信路で障害が発生し、特定の無線デバイスとの通信が途切れる場合、無線コーディネータからの送信以外に仲介デバイスからも同じペイロードのデータを送信することとしている。すなわち、無線コーディネータがマルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームを用いて同時に複数の無線デバイスに対して各無線デバイスの制御データを送信する。この場合、電波伝搬路を変えることで、無線コーディネータと通信不能になった無線デバイスに対するデータ通信が可能となる。
【００５６】
第３の方法は、ブロードキャストフレームのペイロード内にシーケンシャルに並んだ無線デバイス情報が、仲介デバイスとそれ以外の無線デバイス情報との２つである場合である。具体的には、仲介デバイスが送信するブロードキャストフレームは、仲介デバイス以外の無線デバイスに対してユニキャストで送信する。また、無線デバイス情報が２つ以上の場合は、ブロードキャストで送信するものである。
【００５７】
ブロードキャストフレームのペイロード内にシーケンシャルに並んだ無線デバイス情報が、仲介デバイスとそれ以外の無線デバイスとの２つである場合、仲介デバイスが送信するブロードキャストフレームは、仲介デバイス以外の無線デバイスのみである。よって、そのアドレスに対してユニキャストで送信する。これにより、ユニキャスト通信の場合に確実に情報伝達を行うことが可能となる。また、無線デバイス情報が２つ以上の場合はブロードキャスト通信で送信する。
【００５８】
また、最初のブロードキャストフレームに対する応答により、通信断となっている無線デバイスを判断する。そして、通信断の無線デバイスと仲介デバイスに次のブロードキャストフレームを送信し、仲介デバイスが自分以外の通信断となっている無線デバイスに対してユニキャスト通信を行う例を図１５に示す。
【００５９】
図１５では、最初のブロードキャストフレームでは仲介デバイスを指定せず、各デバイスからの制御データ一斉応答フレームを無線コーディネータが受信する。そして、どの無線デバイスとの通信が滞っているかを判断する。さらに、二回目のブロードキャストフレームでは、図１６に示すように、通信できなかった無線デバイス２と仲介デバイスのみをフレームにセットする。そして、そのフレームを受信した仲介デバイスが、自分以外の無線デバイスである無線デバイス２に対してユニキャスト通信でデータ伝送を行う。
【００６０】
仲介デバイスは、無線デバイス２からのＡＣＫ応答を受け、その後、無線デバイス２の仲介デバイスとして、無線デバイス３が、無線コーディネータに対して応答フレームを送信する。これにより、確実に無線コーディネータから障害により通信不良となっていた無線デバイスに対して制御データを伝送することができる。
【００６１】
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。ここでは、上記したクラスタツリー型で構成されたネットワークについて再び図４を用いて説明する。図４は、無線コーディネータが１台、中継装置（中継デバイス）が４台、終端装置（エンドデバイス）が５台で構成されたクラスタツリー型のネットワークの一例を示す図である。クラスタツリー型には、スター型よりも通信範囲が広く、特定の無線通信路で発生した電波障害に強いという特徴がある。本実施形態で用いられるネットワーク構成はクラスタツリー型であるが、メッシュ型であっても構わない。さらに、中継デバイス及びエンドデバイスの台数は、本実施形態ではそれぞれ４台及び５台であるが、勿論、それぞれ４台及び５台以上であっても構わない。
【００６２】
次に、図４におけるクラスタツリー型のネットワークによって、無線コーディネータ及び中継デバイスから送信されるフレームの一例について説明する。図１７は、図４におけるクラスタツリー型のネットワークによって、無線コーディネータ及び中継デバイスから送信されるフレームの一例を示す図である。
【００６３】
無線コーディネータ１１は、中継デバイス２１から２４（以下、中継デバイス１から４ともいう。）、さらに、エンドデバイス３１から３５（以下、エンドデバイス１から５ともいう。）への制御情報を含むフレームをブロードキャストフレームである制御データ一斉送信フレームを送信する。このように一斉に送信することにより、プリアンブルといった無線通信用のデータを送信する時間等を削減できるため、送信時間制限が課せられている９２０ＭＨｚ帯でも効率的にデータを送信することができる。そのため、端末数が数百から数千といった大規模ネットワークで起き易い、送信時間制限により各デバイスにデータを送信できないという問題を起こり難くすることができる。さらに、一斉に送信することで、送信時間を減らせるため、低消費電力化を図ることができる。
【００６４】
また、各中継デバイスは、無線コーディネータから制御データ一斉送信フレームを正しく受信すると、当該受信した制御データ一斉送信フレームのフレームデータ（ペイロード）から構成されたペイロードをもつ中継フレームを、各エンドデバイスに対して送信する。すなわち、無線コーディネータと違う場所に設置された中継デバイスから制御データが再送信される。これにより、特定の無線通信路に障害が発生したとしても、無線コーディネータから再送される場合と比較して、エンドデバイスは、より確実に制御データを受信することができるのである。
【００６５】
さらに、無線コーディネータは、中継デバイスが制御データを正しく受信したことを、中継デバイスから送信される制御データによって確認する。よって、ブロードキャストフレームでは、フレームを受信できた旨を送信元へ知らせるＡＣＫパケットが規定されていないため、各中継デバイスが制御データを正しく受信できたか否かを無線コーディネータが認識できないという問題点が解消される。
【００６６】
次に、本実施形態に係る通信システムに関わるＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットの一例について説明する。図１８は、本実施形態に係る通信システムに関わるＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットの一例を示す図である。図１８のデータ部（Data）に、各無線デバイスのデバイスＩＤと制御情報とをパックにしてブロードキャストフレームで送信する。
【００６７】
図１８のデータ部（Data）における具体的な値を図１９に示す。図１９は、図１８のフレームフォーマットのデータ部（Data）において、各無線デバイスへの情報であるデバイスＩＤと制御情報との具体的な数値を示す図である。
【００６８】
デバイスＩＤは、エンドデバイス１から５と、中継デバイス１から４の固有のＩＤを示す情報である。エンドデバイス１は０ｘｆｆ０１、エンドデバイス２は０ｘｆｆ０２、エンドデバイス３は０ｘｆｆ０３、エンドデバイス４は０ｘｆｆ０４、エンドデバイス５は０ｘｆｆ０５が割り当てられている。中継デバイス１は０ｘｆｅ０１、中継デバイス２は０ｘｆｅ０２、中継デバイス３は０ｘｆｅ０３、中継デバイス４は０ｘｆｅ０４が割り当てられている。ここでは、デバイス毎にＩＤを割り当てたが、グループ毎にＩＤを割り当てても良い。
【００６９】
また、制御情報は、各無線デバイスが制御を行う機器に対する情報である。例えば、上述した例と同様に、各無線デバイスにＬＥＤ電源の点灯及び消灯を切り替えるスイッチが割り当てられ、０ｘ０００１で点灯、０ｘ００００で消灯であるとする。その場合、各無線デバイスが、図１９に示した制御データ一斉送信フレームを正しく受信すると、エンドデバイス１、２と中継デバイス１、４が制御するＬＥＤは点灯状態に制御される。また、エンドデバイス３、４、５と中継デバイス２、３が制御するＬＥＤは消灯状態に制御される。
【００７０】
次に、無線コーディネータが、制御データ一斉送信フレームを送信した後、中継デバイスが送信する制御データ一斉送信フレームをすべて受信し、各無線デバイスが制御データ一斉送信フレームを正しく受信したと判断するまでの動作について説明する。図２０は、無線コーディネータが、制御データ一斉送信フレームを送信した後、中継デバイスが送信する制御データ一斉送信フレームをすべて受信し、各無線デバイスが制御データ一斉送信フレームを正しく受信したと判断するまでの動作を示すフローである。
【００７１】
なお、図２０の動作で送信される送信フレームは、上述した図１７に示すフレームとなる。図２０において、まず、ステップＳ２０１において、無線コーディネータは、各中継デバイスから制御データ一斉送信フレームを受信して待機する待ち時間ｘを設定する。ここでは、ｘ＝１００ｍｓｅｃとする。その後、無線コーディネータは、ステップＳ２０２において、図１８に示した各無線デバイスのデバイスＩＤと制御情報とをパックにして、ブロードキャストフレームである制御データ一斉送信フレームを送信する。
【００７２】
ステップＳ２０３において、送信後、無線コーディネータは、ステップＳ２０１において設定したｘ時間が経過したか否かを判断する。ｘ時間が経過したと判断すると（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４へ移行する。ステップＳ２０４において、図１７に示すように、中継デバイス１、２、４、３の順に各中継デバイスが送信した中継フレームである制御データ一斉送信フレームを受信したか否かを判断する。
【００７３】
中継デバイスが送信した制御データ一斉送信フレームを４フレームすべて受信した（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）場合、無線コーディネータは、自らが送信した制御データ一斉送信フレームの送信が成功したと判断する。中継デバイスが送信した制御データ一斉送信フレームを４フレームすべて受信しない（ステップＳ２０４：ＮＯ）場合、無線コーディネータは、自らが送信した制御データ一斉送信フレームの送信が失敗したと判断する。
【００７４】
よって、ブロードキャストフレームでは、フレームを受信できた旨を送信元へ知らせるＡＣＫパケットが規定されていないため、各中継デバイスが制御データを正しく受信できたか否かを無線コーディネータが認識できないという問題点が解消される。さらに、中継デバイスが制御データ一斉送信フレームを再送するので、特定の無線通信路に障害が発生した場合にも対応することが可能となる。
【００７５】
次に、無線コーディネータが、制御データ一斉送信フレームを送信した後、中継デバイスが送信する制御データ一斉送信フレームをすべて受信し、各無線デバイスが制御データ一斉送信フレームを正しく受信したと判断するまでの動作について説明する。図２１は、無線コーディネータが、制御データ一斉送信フレームを送信した後、中継デバイスが送信する制御データ一斉送信フレームをすべて受信し、各無線デバイスが制御データ一斉送信フレームを正しく受信したと判断するまでの動作を示すフローである。
【００７６】
なお、図２１の動作で送信される送信フレームは、上述した図１７に示すフレームとなる。図２１において、まず、ステップＳ２１１において、無線コーディネータは、各中継デバイスからの制御データ一斉送信フレームを受信して待機する待ち時間ｘを設定する。ここでは、ｘ＝１００ｍｓｅｃとする。その後、無線コーディネータは、ステップＳ２１２において、図１８に示した各無線デバイスのデバイスＩＤと制御情報とをパックにして、ブロードキャストフレームである制御データ一斉送信フレームを送信する。
【００７７】
ステップＳ２１３において、送信後、無線コーディネータは、ステップＳ２１１において設定したｘ時間が経過したか否かを判断する。ｘ時間が経過したと判断すると（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、ステップＳ２１４へ移行する。ステップＳ２１４において、図１７に示すように、中継デバイス１、２、４、３の順に各中継デバイスが送信した中継フレームである制御データ一斉送信フレームを受信したか否かを判断する。
【００７８】
中継デバイスが送信した制御データ一斉送信フレームを４フレームすべて受信した（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）場合、無線コーディネータは、自らが送信した制御データ一斉送信フレームの送信が成功したと判断し、処理を終了する。中継デバイスが送信した制御データ一斉送信フレームを４フレームすべて受信しない（ステップＳ２１４：ＮＯ）場合、無線コーディネータは、自らが送信した制御データ一斉送信フレームの送信が失敗したと判断する。そして、再びステップＳ２１２に戻り、制御データ一斉送信フレームを送信する。
【００７９】
このように、本実施形態では、無線コーディネータは、中継デバイスが送信する中継フレームをすべて受信するまで、制御データ一斉送信フレームを再送することとしている。したがって、特定の無線通信路に障害が発生した場合であっても、中継デバイスとエンドデバイスが、制御データを確実に受信することができる。
【００８０】
上述したように、図１８は、本実施形態に係る通信システムに関わるＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるフレームフォーマットの一例を示す図であり、無線コーディネータが送信する制御データ一斉送信フレームの一例である。無線コーディネータが中継デバイスを指定する場合、図１８の例では、データ部（Data）において最後に配置された４つのデバイスＩＤが中継デバイスとなるよう予め決めておく。すなわち、中継デバイスは、制御データ一斉送信フレームのペイロード内にシーケンシャルに並んだデバイス情報の予め決められた特定の場所に配置されたデバイスが行うように指定する。これにより、中継デバイスをフレーム毎に動的に変更することができる。
【００８１】
次に、本実施形態に係る通信システムを構成する無線コーディネータが送信する制御データ一斉送信フレームの一例について説明する。図２２は、本実施形態に係る通信システムを構成する無線コーディネータが送信する制御データ一斉送信フレームの一例を示す図である。図１８のデータ部（Data）に、各無線デバイスのＩＤ、制御情報、及び中継デバイスであるか否かを示す中継情報をパックにしてブロードキャストフレームで送信する。
【００８２】
図１８のデータ部（Data）における具体的な値を図２３に示す。図２３は、図２２のフレームフォーマットのデータ部（Data）において、各無線デバイスへの情報であるデバイスＩＤ、制御情報、及び中継情報の具体的な数値を示す図である。
【００８３】
中継情報は、各無線デバイスが中継デバイスであるかエンドデバイスであるかを示す情報である。例えば、中継情報として０ｘ０００１であれば中継デバイス、０ｘ００００であればエンドデバイスとする。これにより、中継デバイスをフレーム毎に動的に変更することができる。
【００８４】
すなわち、中継デバイスは、制御データ一斉送信フレームのペイロード内にシーケンシャルに並んだデバイス情報内に、仲介処理をする中継デバイスであることを示す情報が付加されている。これにより、中継デバイスをフレーム毎に動的に変更することができる。
【００８５】
なお、図２０、図２１に示した本実施形態に係る無線コーディネータの動作フローは、コンピュータ上のプログラムに実行させることもできる。すなわち、通信システムを構成する無線コーディネータ、及び無線デバイスの制御部に内蔵されているＣＰＵが、メモリに格納されたプログラムをロードし、プログラムの各処理ステップが順次実行されることによって行われる。
【００８６】
以上説明したように、本発明によれば、非同期で行う通信システムにおいて、特定の無線通信路に障害が発生した場合にも対応可能であり、併せて、消費電力を低減することが可能な通信システム、通信システムの制御方法、及びプログラムを得ることができる。
【００８７】
以上、これまで本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、他の実施形態、追加、変更、削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、何れの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８８】
１０    通信システム
１１    無線コーディネータ
１２、１３、１４、１５    無線デバイス
２１、２２、２３、２４    中継デバイス
３１、３２、３３、３４、３５    エンドデバイス
５０    無線モジュール
５１    ＣＰＵ
５２    メモリ
５３    無線回路
５４    アンテナ
５５    外部インタフェース
５６    ＥＥＰＲＯＭ
５７    ＲＡＭ
５８    フラッシュメモリ
１１０    データ送信部
１２０    データ受信部
１２１    応答送信部
１２２    データ解析部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開２０１０−０４１３４０号公報
【図１】
0006432294.tif 000002
【図２】
0006432294.tif 000003
【図３】
0006432294.tif 000004
【図４】
0006432294.tif 000005
【図５】
0006432294.tif 000006
【図６】
0006432294.tif 000007
【図７】
0006432294.tif 000008
【図８】
0006432294.tif 000009
【図９】
0006432294.tif 000010
【図１０】
0006432294.tif 000011
【図１１】
0006432294.tif 000012
【図１２】
0006432294.tif 000013
【図１３】
0006432294.tif 000014
【図１４】
0006432294.tif 000015
【図１５】
0006432294.tif 000016
【図１６】
0006432294.tif 000017
【図１７】
0006432294.tif 000018
【図１８】
0006432294.tif 000019
【図１９】
0006432294.tif 000020
【図２０】
0006432294.tif 000021
【図２１】
0006432294.tif 000022
【図２２】
0006432294.tif 000023
【図２３】
0006432294.tif 000024