(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーディネータ及びこのコーディネータに管理される複数の固定ノードによってツリートポロジ型の無線ネットワークを構成し、一の固定ノードからの送信に対する受信可能範囲に隣接固定ノードとともに更にその隣接固定ノードに隣接する２つ先の固定ノードが含まれ得るものにおいて、
少なくともツリーに沿って上流と下流の関係で隣接する固定ノード間を、アドレスやＩＤ等のノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定し、
少なくとも一部の固定ノードの受信可能範囲が、ツリーの上流又は下流へ向かう所定の経路に沿って２つ先の固定ノードにまで定常的に及ぶように設定してあり、隣接固定ノードとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、前記所定の経路に沿って当該隣接固定ノードに更に隣接する前記２つ先の固定ノードのものに切り替えるように設定していることを特徴とする周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項２】
ツリーが分岐している箇所において、分岐点並びにその上流及び下流に固定ノードを配置し、それらの固定ノード間でノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定している請求項１記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項３】
ツリーに沿って少なくとも３つの連続する固定ノードが、異なる受信周波数チャネルに設定されている請求項１又は２何れかに記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項４】
固定ノードに対してアドホック可能な移動ノードを更に具備し、一の移動ノードからの送信に対する受信可能範囲に２以上の固定ノードが存在し得るものにおいて、移動ノードは固定ノードから隣接固定ノードへアドホック先を変更しようとする度にノード識別とともに交信周波数チャネルを切り替えるように構成されている請求項１〜３何れかに記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項５】
固定ノードには隣接固定ノードとの交信に必要なノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報が予め記憶させてあり、移動ノードは、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードに関する交信情報を受け取り、その交信情報に基づき移動先で当該隣接固定ノードへのアドホックを実現するように構成されている請求項４記載の無線ネットワークシステム。
【請求項６】
コーディネータ及びこのコーディネータに管理される複数の固定ノードによってツリートポロジ型の無線ネットワークを構成し、一の固定ノードからの送信に対する受信可能範囲に隣接固定ノードとともに更にその隣接固定ノードに隣接する２つ先の固定ノードが含まれ得るものにおいて、
少なくともツリーに沿って上流と下流の関係で隣接する固定ノード間を、アドレスやＩＤ等のノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定し、
固定ノードに対してアドホック可能な移動ノードを更に具備し、一の移動ノードからの送信に対する受信可能範囲に２以上の固定ノードが存在し、固定ノードには隣接固定ノードとの交信に必要なノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報が予め記憶させてあり、移動ノードは、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードに関する交信情報を受け取り、その交信情報に基づき移動先で固定ノードから隣接固定ノードへアドホック先を変更しようとする度にノード識別とともに交信周波数チャネルを切り替えることで隣接固定ノードへのアドホックを実現するように構成するとともに、
固定ノードの一部は、移動ノードが最初にアドホックする際の受付用固定ノードとして機能すべく、当該受付用固定ノードにノード識別、周波数チャネル等の固有の交信条件が予め設定されているとともに、移動ノードに、当該受付用固定ノードと交信するための固有の交信情報が予め記憶させてあり、移動ノードの初期アドホック時に当該移動ノードは前記固有の交信情報を取り出し、これに基づき受付用固定ノードに対して交信要求をなすように構成していることを特徴とする周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項７】
移動ノードは、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードとともに更にその隣接固定ノードに隣接する２つ先の固定ノードに関する交信情報を受け取り、隣接固定ノードとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、その隣接固定ノードに更に隣接する前記２つ先の固定ノードのものに切り替えるように設定している請求項５又は６記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項８】
ツリーに沿って受付用固定ノードが複数点在し、それらの固定ノードに共通の交信条件を設定している請求項６又は７記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項９】
移動ノードは、受け取った交信情報に基づく交信について予め設定した交信不能と判断すべき条件が満たされた場合に、アドホック先を受付用固定ノードに切り替えるように構成されている請求項６〜８何れかに記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項１０】
固定ノードを学校の通学路に沿って配置し、移動ノードを児童に携帯又は付帯させて、移動ノードが固定ノードにアドホックする度に移動ノード及び固定ノードのノード識別を含むデータがコーディネータに送信されるように構成している請求項４〜９何れかに記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステム。
【請求項１１】
請求項１〜１０何れかに記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステムを構成する固定ノードとして使用されるものであって、受信周波数チャネルが、４種類以上のなかから予め定めた受信周波数チャネルに設定されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１２】
請求項４〜１０何れかに記載の周波数分割多重型無線ネットワークシステムを構成する移動ノードとして使用されるものであって、固定ノードとの交信のための周波数チャネルとして少なくとも４種類以上を有し、その周波数チャネルを切り替えながら固定ノードとの交信を行い得るように構成されていることを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルエリアネットワーク等の無線ネットワークにおけるホッピング等の高速化を図った周波数分割多重型無線ネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時において、パーソナルエリアネットワーク（以下、「ＰＡＮ」と略称する）のうち近距離ワイヤレス通信を可能にするものの一つとして、特許文献１に紹介されているような、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠したＺｉｇｂｅｅと称するもの等が知られている。
このネットワークシステムは、通常、ネットワーク全体を管理するコーディネータの下に、多数のノードがワイヤレスで接続される。そして、かかるＺｉｇｂｅｅのプロトコルでは、例えばノード間の通信において相手方のアドレスを指定して交信を行うため、同じ受信周波数の通信でも自分宛であるか自分宛でないかを区別することができる。そのため、ひとつの周波数チャネルに複数のネットワークが存在可能であり、同じネットワークの中に複数のノードが存在しても目的の相手と通信することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００５−１３６９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、少なくとも一部の構成として、ノードをツリートポロジを構成するように配置して固定ノードとし、固定ノード間をホッピングしてコーディネータまでデータを届けるように構成する場合、ツリーに沿って隣り合う固定ノード同士は、確実に通信できる距離に配置される必要がある。
【０００４】
この場合の通信距離は、気温や湿度などの環境や障害物等の影響で変化するため、隣接固定ノードとは確実に通信できる一方でその他の固定ノード(例えば、ひとつ飛ばした固定ノードや分岐直後の固定ノード同士）には絶対に通信が届かないように配置することは不可能である。したがって、例えば図１２（ａ）に示すように固定ノードＮ１から固定ノードＮ２に通信を行う際に、自分宛でない固定ノードＮ３が通信を受信することがあり、この場合に固定ノードＮ３において輻輳が生じて、高速でデータ転送をする上での障害となる。
【０００５】
また、例えば固定ノードに対して移動ノードをアドホックさせるように構成する場合、隣り合う固定ノードはお互いに通信可能であるため、例えば図１２（ｂ）に示すように移動ノードＮ１１が複数の固定ノードＮ１２，Ｎ１３と同時に通信可能となる地点は確実に存在する。そして、例えば移動ノードＮ１１から固定ノードＮ１２に通信を行う場合に、固定ノードＮ１３が自分宛でない通信を受信しても輻輳が生じ、この場合にも高速でデータ転送をすることが困難となる。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、輻輳に善処することで高速ホッピングや高速アドホックを可能とした無線ネットワークシステムを新たに提供するとともに、かかるシステムを利用して通信の信頼性を有効に向上させることを併せて目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【０００８】
すなわち、本発明の周波数分割多重型無線ネットワークシステムは、コーディネータ及びこのコーディネータに管理される複数の固定ノードによってツリートポロジ型の無線ネットワークを構成し、一の固定ノードからの送信に対する受信可能範囲に隣接固定ノードとともに更にその隣接固定ノードに隣接する２つ先の固定ノードが含まれ得るものにおいて、少なくともツリーに沿って上流と下流の関係で隣接する固定ノード間を、アドレスやＩＤ等のノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定し、少なくとも一部の固定ノードの受信可能範囲が、ツリーの上流又は下流へ向かう所定の経路に沿って２つ先の固定ノードにまで定常的に及ぶように設定してあり、隣接固定ノードとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、前記所定の経路に沿って当該隣接固定ノードに更に隣接する前記２つ先の固定ノードのものに切り替えるように設定していることを特徴とする。ここに言う固定とは、少なくともシステムの稼動中に変動させないことを意味する。以下同様である。
【０００９】
このように構成すると、ノード間でマルチホップを行うために一の固定ノードから隣接固定ノードを相手先としてノード識別及び受信周波数チャネルを特定した送信を行う場合に、たとえ一の固定ノードから２つ先の固定ノードが受信可能範囲にあったとしても、その送信は自分宛でなく周波数チャネルも異なるため当該固定ノードにおいて受信自体がされないことになる。このため、マルチホップする場合に自分宛でない固定ノードにおいて輻輳が生じることを有効に回避することができる。
【００１０】
また、少なくとも一部の固定ノードの受信可能範囲を、ツリーの上流又は下流へ向かう所定の経路に沿って２つ先の固定ノードにまで定常的に及ぶように設定し、隣接固定ノードとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、その隣接固定ノードに更に隣接する当該２つ先の固定ノードのものに切り替えるように設定しているので、固定ノードが応答しない場合にもツリーに沿ったマルチホップ機能の信頼性を有効に高めることができる。
【００１１】
固定ノードが集中する箇所や固定ノード間の距離が短い箇所において特に輻輳が生じ易いことに鑑みれば、ツリーが分岐している箇所において、分岐点並びにその上流及び下流に固定ノードを配置し、それらの固定ノード間でノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定していることが望ましい。分岐点は逆の見方をすれば合流点でもあるため、本明細書に言う分岐点には合流点も含まれる。
【００１２】
輻輳を回避できる範囲を無理なく拡張するためには、ツリーに沿って少なくとも３つの連続する固定ノードが、異なる受信周波数チャネルに設定されていることが好ましい。
【００１３】
固定ノードに対してアドホック可能な移動ノードを更に具備し、一の移動ノードからの送信に対する受信可能範囲に２以上の固定ノードが存在し得る場合には、移動ノードは固定ノードから隣接固定ノードへアドホック先を変更しようとする度にノード識別とともに交信周波数チャネルを切り替えるように構成されていることが望ましい。
【００１４】
このように構成すると、一の移動ノードから受信可能範囲にある２以上の固定ノードのうちの一つを宛先としてノード識別及び受信周波数チャネルを特定した送信が行われた場合に、自分宛でない固定ノードは周波数チャネルも異なるため受信自体がされないことになる。このため、アドホック先を切り替える場合等にアドホック元の固定ノードが再度これを受信して輻輳が生じたり、２つ先のアクセスポイントＡＰがこれを受信して輻輳が生じることなどを有効に回避することができる。
【００１５】
この場合、アドホック先の切替を迅速に行わせるためには、固定ノードに隣接固定ノードとの交信に必要なノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報を予め記憶させておき、移動ノードは、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードに関する交信情報を受け取り、その交信情報に基づき移動先で当該隣接固定ノードへのアドホックを実現するように構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の周波数分割多重型無線ネットワークシステムは、コーディネータ及びこのコーディネータに管理される複数の固定ノードによってツリートポロジ型の無線ネットワークを構成し、一の固定ノードからの送信に対する受信可能範囲に隣接固定ノードとともに更にその隣接固定ノードに隣接する２つ先の固定ノードが含まれ得るものにおいて、
少なくともツリーに沿って上流と下流の関係で隣接する固定ノード間を、アドレスやＩＤ等のノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定し、固定ノードに対してアドホック可能な移動ノードを更に具備し、一の移動ノードからの送信に対する受信可能範囲に２以上の固定ノードが存在し、固定ノードには隣接固定ノードとの交信に必要なノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報が予め記憶させてあり、移動ノードは、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードに関する交信情報を受け取り、その交信情報に基づき移動先で固定ノードから隣接固定ノードへアドホック先を変更しようとする度にノード識別とともに交信周波数チャネルを切り替えることで隣接固定ノードへのアドホックを実現するように構成するとともに、固定ノードの一部は、移動ノードが最初にアドホックする際の受付用固定ノードとして機能すべく、当該受付用固定ノードにノード識別、周波数チャネル等の固有の交信条件が予め設定されているとともに、移動ノードに、当該受付用固定ノードと交信するための固有の交信情報が予め記憶させてあり、移動ノードの初期アドホック時に当該移動ノードは前記固有の交信情報を取り出し、これに基づき受付用固定ノードに対して交信要求をなすように構成していることを特徴とする。
【００１７】
このように構成すると、一の移動ノードから受信可能範囲にある２以上の固定ノードのうちの一つを宛先としてノード識別及び受信周波数チャネルを特定した送信が行われた場合に、自分宛でない固定ノードは周波数チャネルも異なるため受信自体がされないことになる。このため、アドホック先を切り替える場合等にアドホック元の固定ノードが再度これを受信して輻輳が生じたり、２つ先のアクセスポイントＡＰがこれを受信して輻輳が生じることなどを有効に回避することができる。
【００１８】
また、固定ノードに隣接固定ノードとの交信に必要なノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報を予め記憶させておき、移動ノードは、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードに関する交信情報を受け取り、その交信情報に基づき移動先で当該隣接固定ノードへのアドホックを実現するように構成されているので、アドホック先の切替を迅速に行わせることができる。
【００１９】
また、このようなリレーによって次なる固定ノードの交信情報を与えていく場合、最初に固定ノードにアドホックする場合の情報を持ち得ないことから、固定ノードの一部は、移動ノードが最初にアドホックする際の受付用固定ノードとして機能すべく、当該受付用固定ノードにノード識別、周波数チャネル等の固有の交信条件を予め設定するとともに、移動ノードに、当該受付用固定ノードと交信するための固有の交信情報を予め記憶させておき、移動ノードの初期アドホック時に当該移動ノードは前記固有の交信情報を取り出し、これに基づき受付用固定ノードに対して交信要求をなすように構成している。
【００２０】
固定ノードが応答しない場合にもアドホック機能の信頼性を有効に高めるためには、移動ノードが、一の固定ノードにアドホックした際にその固定ノードから隣接固定ノードとともに更にその隣接固定ノードに隣接する２つ先の固定ノードに関する交信情報を受け取り、隣接固定ノードとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、その隣接固定ノードに更に隣接する前記２つ先の固定ノードのものに切り替えるように設定しておくことが望ましい。
【００２１】
この場合、適宜の場所から初期アドホックを実現可能とするためには、ツリーに沿って受付用固定ノードが複数点在し、それらの固定ノードに共通の交信条件を設定していることが望ましい。
【００２２】
固定ノードがネットワークから外れていわゆる迷子の状態になった場合等にも、通信を有効に回復できるようにするためには、移動ノードは、受け取った交信情報に基づく交信について予め設定した交信不能と判断すべき条件が満たされた場合に、アドホック先を受付用固定ノードに切り替えるように構成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の好適な適用例としては、固定ノードを学校の通学路に沿って配置し、移動ノードを児童に携帯又は付帯させて、移動ノードが固定ノードにアドホックする度に移動ノード及び固定ノードのノード識別を含むデータがコーディネータに送信されるように構成しているものが挙げられる。
【００２４】
これによれば、登下校時の所在に関するデータを固定ノード間のマルチホップを通じてコーディネータに有効に収集することができ、そのマルチホップも輻輳を回避しつつ高速で行えるため、登下校時に学童が密集していても、通信を確保して児童監視機能等を有効に高めることが可能となる。
【００２５】
以上のネットワークを簡易に実現するためには、固定ノードとして、受信周波数チャネルが４種類以上のなかから予め定めた受信周波数チャネルに設定されたデバイスを構成し、あるいは移動ノードとして、固定ノードとの交信のための周波数チャネルとして少なくとも４種類以上を有し、その周波数チャネルを切り替えながら固定ノードとの交信を行い得るようにデバイスを構成することが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上説明した構成であるから、固定ノード間のマルチホップ時に生じる輻輳や、移動ノードから固定ノードへのアドホック時に生じる輻輳の問題を好適に解消若しくは低減し、これによりホッピング時やアドホック時の渋滞の低減されたネットワークの樹立を可能にするとともに、かかるシステム構成の下に、通信状態の確保を通じて通信の信頼性を有効に向上させた、新規有用な周波数分割多重型無線ネットワークシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２８】
この実施形態は、小学校の通学路に適用して、児童の安全を確認するために、児童の動きをノード及びコーディネータを通じて学校の管理サーバで管理することを目的とする。
【００２９】
そのために、本実施形態の周波数分割多重型無線ネットワークシステムは、Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８０ ２ .１
５ .４ 標準仕様に準拠して、図１に示すように、ネットワークＮＷ全体を管理する１台のコーディネータＣの下に、多数のノードをワイヤレスで接続して、Ｐｅｅｒ
ｔｏ ＰｅｅｒのＷＰＡＮ（ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク）を構築する。ノードは、コーディネータＣまでマルチホップするために必要な中継機能を備えた多数の固定ノードたるアクセスポイントＡＰ（ＡＰ１００、ＡＰ１０１、ＡＰ１０２，ＡＰ１０３…）と、これらのアクセスポイントＡＰにアドホック可能な多数の移動ノードたるエンドデバイスＥＤとに役割分担させてある。以下、単にノードと言うときはアクセスポイントＡＰとエンドデバイスＥＤの双方を示すものとする。
【００３０】
コーディネータＣやノードＡＰ、ＥＤは、起動シーケンス（起動関数）実行後、通信管理を行う際に交信のために必要なアドレスやＩＤ等のノード識別、受信周波数チャネル等を含む交信情報を交信相手との間で保有し合っていることが必要となる。
【００３１】
そこで、本実施形態は、アドレスやＩＤ等のノード識別と受信周波数チャネルとを少なくとも含む交信条件や交信情報をコーディネータＣを始めとして予め各ノードＡＰ，ＥＤに与え、これにより起動後直ちにノードＡＰ、ＥＤがネットワークＮＷに参加できる体勢を確立するとともに、その交信条件や交信情報の与え方に工夫を凝らすことで、輻輳を回避しつつ高速でマルチホップ、アドホックを行うことを可能にしている。
【００３２】
以下、図に即して具体的に説明する。
図２〜図４はコーディネータＣ、アクセスポイントＡＰ及びエンドデバイスＥＤのリソースを機能的に示したものである。
【００３３】
図１及び図２に示すコーディネータＣとなるデバイス１は、学校内に配置される。このネットワークでコーディネータＣは１台だけであり、Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８０
２ .１ ５ .４ 標準仕様に準じたＰＡＮコーディネータとしてネットワーク管理の役割を担うべく、それに必要な各種プログラムやデータ、ＰＡＮ
ＩＤ等が記憶された各種ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶部１１と、この記憶部１１からモジュール（プログラムの一部又はプログラム）やデータを呼び出して所定のシーケンス処理等を実行するマイクロプロセッサを主体とした制御部１２と、外部との送受信のインターフェースとなる送受信部１３とを具備する。起動時には、制御部１２が記憶部１１に記憶させてある起動モジュール（起動関数）１ａを呼び出す。そして、起動後にノードＡＰ、ＥＤとの通信を管理するための交信管理モジュール１ｂを立ち上げる。この実施形態のコーディネータＣ、アクセスポイントＡＰ及びエンドデバイスＥＤには予め固定のノード識別及び受信周波数チャネルが設定されており、各ノードＡＰ，ＥＤごとのノード識別及び受信周波数チャネルを含む必要な交信情報が前記コーディネータＣを構成するデバイス１の記憶部１１に予め記憶させてある。そして、交信管理モジュール１ｂに基づき制御部１２が交信動作を行う際に、対応するデバイスのノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報が取り出されるようにしている。このため、制御部１２は、交信管理モジュール１ｂを実行するだけで、直ちに目的とするノードＡＰ，ＥＤとの交信可能状態を樹立することができる。
【００３４】
このような交信管理モジュール１ｂは、通常、ＯＳＩ参照モデルの比較的下位層に位置するデータリンク層やネットワーク層、トランスポート層あたりのプロトコルスタック部分に組み込まれている。ここでは、交信管理モジュール１ｂは、一般にアプリケーションプログラミングインターフェース等と称されるものに記述されている。後述するアクセスポイントＡＰやエンドデバイスＥＤにおける交信モジュール２ｂ、３ｂについても同様である。
【００３５】
コーディネータＣには、図１に示すようにイーサネット（登録商標）Ｅ等の電気通信網を介して管理サーバＳＶが接続され、コーディネータＣやノードＡＰ，ＥＤに対する各種設定や運用、管理をこのサーバＳＶにおいて行い得るようにしている。サーバＳＶはそのための一般的なハードウェア資源を備えている。
【００３６】
一方、図１及び図３に示すアクセスポイントＡＰは、コーディネータＣに対してクラスタ・ツリー・トポロジを構成するように、かつ電界強度を踏まえて少なくとも隣接アクセスポイントＡＰ、ＡＰ同士が常時ホップ可能すなわち受信可能な距離で配置される。そのツリーは、児童の通学路に沿って学校から概略放射状に延びるように設定される。図ではコーディネータＣから１本のツリーが延びているが、ツリーの数は限定されるものではなく、また図示のように途中に分岐する箇所も当然に存在し得る。特に近時では、防犯の観点から通学路が限定されてパターン化されている場合が多く、通学路に沿ったツリーのルートは比較的制定し易いものである。
【００３７】
アクセスポイントＡＰとなるデバイス２は、Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８０ ２ .１ ５ .４ 標準仕様に準じたリレー機能を担うべく、それに必要な各種プログラムやデータが記憶された各種ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶部２１と、この記憶部２１からプログラムやデータを呼び出して所定のシーケンス処理等を実行するマイクロプロセッサを主体とした制御部２２と、外部との送受信のインターフェースとなる送受信部２３とを具備する。起動時には、制御部２２が記憶部２１に記憶させてある起動モジュール２ａ（起動関数）を呼び出す。そして、起動後にコーディネータＣとの通信を開始するための交信モジュール２ｂを立ち上げる。この実施形態のアクセスポイントＡＰを構成するデバイス２は、予め設定された自身のデバイスのノード識別、受信周波数チャネル等の交信条件のほかに、コーディネータＣのアドレスやデバイスＩＤ等の識別、ＰＡＮ
ＩＤなどのネットワーク識別等の交信情報が記憶部２１に記憶させてある。そして、交信モジュール２ｂに基づき制御部２２が交信動作を行う際に、その交信情報が取り出されるようにしている。これにより制御部２２は、この交信モジュール２ｂを実行するだけで、直ちにコーディネータＣとの交信可能状態を樹立することができる。
【００３８】
また、このアクセスポイントＡＰは、自身のメッセージを送受信するだけでなく、他のノードＡＰ，ＥＤからのメッセージをリレー転送するための中継モジュール２ｃを記憶部２１に備えている。この実施形態の中継モジュール２ｃは、他のノードＡＰ，ＥＤを発信元とするデータは上流すなわちコーディネータＣへ向かう方向へ、コーディネータＣを発信元とするデータは常に下流すなわちコーディネータＣから遠ざかる方向へ、それぞれリレーするシーケンスを備える。そのために、少なくとも各アクセスポイントＡＰには、予め上流側及び下流側に位置する隣接アクセスポイントＡＰに関するノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報が記憶させてある。
【００３９】
この中継モジュール２ｃは、エンドデバイスＥＤがアドホックする際の交信に関するシーケンスを含んでおり、その際にこの実施形態ではエンドデバイスＥＤに対して上述した隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を引き渡す動作を行う。これについては以下にエンドデバイスＥＤの構成を述べた上で説明する。Ｉ
Ｅ Ｅ Ｅ ８０ ２ .１ ５ .４ 標準仕様では周波数チャネルに１６チャネルが用意されており、各アクセスポイントＡＰごとに受信周波数チャネルが設定されているが、これについても後述する。
【００４０】
また、この実施形態では、図１に示す多数のアクセスポイントＡＰのうち、二重線で囲った部分のアクセスポイントＡＰ（ＡＰ１００、ＡＰ１０４、ＡＰ１１８、ＡＰ１２８）を、エンドデバイスＥＤを最初にアドホックさせるための受付用アクセスポイントＡＰｘとして設定している。以下、単にアクセスポイントＡＰと言うときには受付用アクセスポイントＡＰｘも含まれる。この受付用アクセスポイントＡＰｘは、多数のアクセスポイントＡＰからなるツリーの中に間欠的に点在するように設置し、ツリーの最上流のアクセスポイントＡＰｘ（ＡＰ１００）は校門に配置される。すなわち、この受付用アクセスポイントＡＰｘには、上述した中継機能のうち、エンドデバイスＥＤをアドホックさせる際のノード識別や受信周波数チャネル等の交信条件が、他の一般アクセスポイントＡＰのそれとは異なる固有値として設定してある。この交信条件は、本実施形態においては、全ての受付用アクセスポイントＡＰｘについて共通である。これについても以下にエンドデバイスの構成を述べた上で説明する。
【００４１】
図１及び図４に示すエンドデバイスＥＤは、児童に携帯させ、またはカバン等に付帯させて使用される。
【００４２】
エンドデバイスＥＤとなるデバイス３は、Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８０ ２ .１ ５ .４ 標準仕様に準じたエンドデバイスとしての役割を担うべく、それに必要な各種プログラムやデータが記憶された各種ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶部３１と、この記憶部３１からプログラムやデータを呼び出して所定のシーケンス処理等を実行するマイクロプロセッサを主体とした制御部３２と、外部との送受信のインターフェースとなる送受信部３３とを具備する。起動時には、制御部３２が記憶部３１に記憶させてある起動モジュール（起動関数）３ａを呼び出す。そして、起動後にコーディネータＣとの通信を開始するための交信モジュール３ｂを立ち上げる。この実施形態のエンドデバイスＥＤを構成するデバイス３は、予め設定された自身のノード識別や受信周波数チャネルのほかに、コーディネータＣのＩＤやＰＡＮ
ＩＤなどのネットワーク識別など、コーディネータＣと通信するために必要な交信情報が記憶部３１に記憶させてある。そして、交信モジュール３ｂが交信動作を行う際に、周波数チャネルやノード識別が取り出されるようにしている。
【００４３】
また、この交信モジュール３ｂには、アクセスポイントＡＰにアドホックする上で必要なシーケンスを実行するモジュール部分が含まれている。アドホックの手順は、最初に図１の受付用アクセスポイントＡＰ１００等にアドホックするシーケンスと、アクセスポイントＡＰからアクセスポイントＡＰ（例えばＡＰ１００→ＡＰ１０１→ＡＰ１０２）という具合にアドホック先を切り替えるためのシーケンスとを含んでいる。前者の場合に備えて、エンドデバイスＥＤには、当該受付用アクセスポイントＡＰｘと交信するための固有の交信情報として、前述した固有のノード識別や受信周波数チャネル等の交信条件に対応する交信情報が予め記憶部３１に記憶させてある。そして、交信モジュール３ｂに基づき制御部３２が交信動作を行う際に、ノード識別や受信周波数チャネル等に関する固有の交信情報が取り出されるようにしている。このため、制御部３２は、交信モジュール３ｂを呼び出すだけで、直ちに受付用アクセスポイントＡＰｘにアドホックしてコーディネータＣとの交信可能状態を樹立することができる。このエンドデバイスＥＤはアクセスポイントＡＰ又はコーディネータＣとのみ交信可能であって、エンドデバイスＥＤ同士の交信機能は備えない。
【００４４】
図５は、エンドデバイスＥＤの起動手順を概略的に示したものである。スタートすると、制御部３２は起動モジュール３ａを呼び出し（ステップＳ０１）、次に交信モジュール３ｂを呼び出す（ステップＳ０２）。この時点で、ＷＰＡＮに参加した状態となり、交信可能状態すなわち起動エンドとなる。上記アクセスポイントＡＰの起動動作等も基本的に同様である。
【００４５】
この実施形態のエンドデバイスＥＤには、図４に示すごとく振動によって起動すべく振動検知部３４が備わっており、制御部３２はこの振動検知部３４から検知信号を受けることによって起動シーケンスに入る。また、振動検知部３４からの検知信号が一定時間以上途絶えるとスリープ状態に入る設定がなされている。
【００４６】
図６は、以上の構成に基づき、エンドデバイスＥＤが起動後にアクセスポイントＡＰにアドホックし、次々にアドホック先を切り替えるシーケンスを示している。
【００４７】
先ず、エンドデバイスＥＤの制御部３２は振動を検知して起動シーケンスを実行する（ステップＳ１）。これには起動モジュール３ａの呼び出しと交信モジュール３ｂの立ち上げが含まれる。次に、記憶部３１から受付用アクセスポイントＡＰｘの固有の交信情報である周波数チャネルとノード識別を取り出し、これに基づきデータ要求をなしてＡｃｋの返りを待つ（ステップＳ２）。要求するデータは、次の隣接アクセスポイントＡＰの受信周波数チャネルとノード識別である。Ａｃｋ待ちタイムアウトとなるときは再びデータ要求をなす。
【００４８】
Ａｃｋが返るとアドホック状態になり（ステップＳ３）、それに付随して次に通信する隣接アクセスポイントＡＰの受信周波数チャネルとノード識別が送信される（ステップＳ４）。その際、２つ先のアクセスポイントＡＰの受信周波数チャネルとノード識別も送信されるが、これについては後述する。また、次なる隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報の付与は、登校時は上流側のものについてされ、下校時には下流側のものについてされるが、この機能についても後述する。エンドデバイスＥＤがこれにＡｃｋを返すと（ステップＳ５）、次に今度は新しい周波数チャネルとノード識別に基づき、次なるデータ要求をなす（ステップＳ６）。Ａｃｋ待ちがタイムアウトとなるときは再びデータ要求をなす点は前記と同様である。次なるアクセスポイントからＡｃｋが返るとアドホック状態になり（Ｓ７）、それに付随して更に隣接アクセスポイントＡＰの周波数チャネルとＩＤが取得されれば（Ｓ８）、これにＡｃｋを返して（Ｓ９）、それに基づき更に次なる隣接アクセスポイントＡＰとの接続を試みる。
【００４９】
このように、エンドデバイスＥＤは受付用アクセスポイントＡＰｘへの初期アドホックに端を発して、次なる隣接アクセスポイントＡＰへとアドホック先を次々の切り替えながら、ツリーに沿って移動する。
【００５０】
この間、エンドデバイスＥＤのアドホック先のアクセスポイントＡＰから、アドホックの度にコーディネータＣに向けて、エンドデバイスＥＤ及びアクセスポイントＡＰのノード識別を含む位置データが少なくとも送信されるように構成してある。
【００５１】
図７は、アクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントＡＰへのホッピングによってデータを転送するシーケンスを示したものである。一のアクセスポイントＡＰから上流側の隣接アクセスポイントＡＰにデータを送信し（ステップＳ２１）、隣接アクセスポイントＡＰがこれを受信してＡｃｋを返すと（ステップＳ２２）、今度は当該隣接アクセスポイントＡＰが自身を基準にした上流側の隣接アクセスポイントＡＰのノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報を取り出してその交信条件で次の隣接アクセスポイントに位置データを送信し（ステップＳ２３）、Ａｃｋの返りを待つ。隣接アクセスポイントが位置データを受信し、Ａｃｋを返すと（ステップＳ２４）、更に今度はこのアクセスポイントＡＰが隣接アクセスポイントＡＰにデータを伝送する。このようにして、位置データはマルチホップでリレーされながらコーディネータまで届けられる。
【００５２】
コーディネータＣに接続された図１の管理サーバＳＶには、各アクセスポイントのノード識別と地理上の絶対位置の関係に関するデータ等が予め記憶させてあり、管理サーバＳＶは多数のエンドデバイスＥＤのノード識別をアドホック先のアクセスポイントＡＰのノード識別とともに位置データとして受信して、その位置データと当該アクセスポイントＡＰの存する地理上の絶対位置のデータとを関連付けて記憶あるいは表示し、エンドデバイスＥＤを携帯した学童の現在位置や移動履歴に資するデータを提供する。
【００５３】
以上において、本実施形態でも、図１２（ａ）に示したと同様、一のアクセスポイントＡＰからの送信に対する受信可能範囲に２以上のアクセスポイントＡＰが存在し得るし、或いは図１２（ｂ）に示したと同様、一のエンドデバイスＥＤからの送信に対する受信可能範囲に２以上のアクセスポイントＡＰが存在し得る。
【００５４】
そこで本実施形態は、基本的構成として、図１に示すように、少なくとも隣接するアクセスポイントＡＰ，ＡＰ間で受信周波数チャネルが異なる値をとるように設定している。より具体的には、ツリーに沿って連続する４つのアクセスポイントＡＰ、ＡＰ…がどの場所においても異なる受信周波数チャネルとなるように、図示例では、チャネルＣｈ２６→チャネルＣｈ１５→チャネルＣｈ２５→チャネルＣｈ１６の繰り返しで上流から下流に向けて４つの周波数チャネルを割り当てている。勿論、Ｚｉｇｂｅｅの受信周波数チャネルは１６チャネルあり、適宜のチャネルを選択することが可能である。チャネル選択にあたっては、このＩＥＥＥ８０２．１５．４に規定されるチャネルが電子レンジ、パーソナルコンピュータの無線ＬＡＮ等と競合する点を考慮する必要がある。特に受付用アクセスポイントＡＰｘのチャネルは、確実にエンドデバイスＥＤを初期アドホックさせる機能を担保する必要があるため、最も競合の少ないチャネルを選択する。ここでは一般に競合が最も少ないとされるＣｈ２６が割り当てられている。勿論、設置場所によっては最も競合が少ないチャネルが異なる場合があるため、個別具体的にチャネル設定することが望まれる。
【００５５】
また、分岐点（例えばＡＰ１０４）には受付用アクセスポイントＡＰｘが位置するように配置を調整する。そして、上述した４つの受信周波数チャネルを繰り返し割り当てる。これにより、自ずと分岐点（例えばＡＰ１０４）の前後には異なるチャネルのアクセスポイント（ＡＰ１０３，ＡＰ１１５、ＡＰ１２５）が配置されることとなる。これに関しては、３つの受信周波数チャネルを繰り返し割り当てても事情は同様となるが、分岐は二股とは限らないし、４チャネルにした方がチャネル数をいたずらに増やさない範囲でアクセスポイントＡＰの配置の自由度を高められる点で有用である。
【００５６】
これにより、一のアクセスポイントＡＰからの送信に対する受信可能範囲にツリーに沿った２〜３のアクセスポイントが存在しても、例えばアクセスポイントＡＰ１０４からアクセスポイントＡＰ１０３を特定した交信を行う際、受信周波数チャネルの同期したアクセスポイントＡＰ１０３のみがこれを受信し、受信周波数チャネルの異なるアクセスポイントＡＰ１１５、ＡＰ１２５には受信されない構成が可能となる。
【００５７】
特に本実施形態では、一のアクセスポイントＡＰからの発信による受信可能範囲に、ツリーの上流又は下流へ向かう所定の経路に沿って隣接アクセスポイントに更に隣接する２つ先のアクセスポイントが、設定可能な範囲において定常的に含まれるように、すなわち、アクセスポイントＡＰ１０２を基準にすればアクセスポイントＡＰ１００、ＡＰ１０４が受信可能範囲に入るように、電界強度等を設定している。そして、図３に示す各アクセスポイントＡＰを構成するデバイス２の記憶部２１に、隣接アクセスポイントＡＰのノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報とともに、更にその隣接アクセスポイントＡＰに隣接する２つ先のアクセスポイントＡＰのノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報をも記憶させている。例えば、図１に示すアクセスポイントＡＰ１０２には上下に隣接するアクセスポイントＡＰ１０１、１０３の交信情報と、２つ先のアクセスポイントＡＰ１００、ＡＰ１０４の交信情報とが記憶される。
【００５８】
そして、図４に示すエンドデバイスの交信モジュール３ｂのうち、アドホックに関するシーケンスの一部に、一のアクセスポイントＡＰにアドホックした際にそのアクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントとともに２つ先のアクセスポイントＡＰに関する交信情報を同時に受け取って記憶部３１に記憶する手順を組み込んでいる。図６におけるステップＳ４，Ｓ８では隣接アクセスポイントとともに２つ先のアクセスポイントに関する交信情報が取得されている。そして、図６の交信の一部において隣接アクセスポイントＡＰとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを２つ先のアクセスポイントＡＰのものに切り替えるシーケンスを実行するようにしている。
【００５９】
図８は隣接アクセスポイントＡＰへのデータ要求に対してＡｃｋ待ちが２回にわたってタイムアウトしたときに交信不可と判断する場合を例示している。すなわち、１回目のデータ要求に対するＡｃｋ待ちがタイムアウトし（Ｓ１０１）、２回目のデータ要求に対するＡｃｋ待ちがタイムアウトした（Ｓ１０２）ことをエンドデバイスＥＤの制御部３２が判断すると、記憶部３１から２つ先のアクセスポイントＡＰの交信情報であるノード識別と周波数受信チャネルを取り出し、宛先を当該２つ先のアクセスポイントＡＰに切り替えて次なるデータ要求をなす（Ｓ１０３）。そして、Ａｃｋが返ることで（Ｓ１０４）、当該２つ先のアクセスポイントＡＰにアドホックするようにしている。図４の記憶部３１に記憶される隣接アクセスポイントＡＰの交信情報及び２つ先のアクセスポイントＡＰの交信情報は、アドホックの度に書き換えられる。
【００６０】
このような宛先の切替機能は、アクセスポイントＡＰ，ＡＰ間のホッピングにおいても同様に行われる。すなわち、図３に示すアクセスポイントＡＰの中継モジュール２ｃのうち、リレーに関するシーケンスの一部に、図７の交信の一部において隣接アクセスポイントＡＰとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、その隣接アクセスポイントＡＰに更に隣接する前記２つ先のアクセスポイントのものに切り替えるシーケンスを実行するようにしている。
【００６１】
図９はＡｃｋ待ちが２回にわたってタイムアウトしたときに交信不可と判断する場合を例示している。すなわち、１回目のデータ送信に対するＡｃｋ待ちがタイムアウトし（Ｓ１１１）、２回目のデータ送信に対するＡｃｋ待ちがタイムアウトした（Ｓ１１２）ことをアクセスポイントＡＰの制御部２２が判断すると、記憶部２１から２つ先のアクセスポイントＡＰの交信情報であるノード識別と周波数受信チャネルを取り出して、宛先を当該２つ先のアクセスポイントに切り替えて次なるデータ送信をなし（Ｓ１１３）、Ａｃｋが返ることで（Ｓ１１４）、当該２つ先のアクセスポイントＡＰから再び上流に向けてデータ送信を開始するようにしている。
【００６２】
さらにまた、エンドデバイスＥＤが図８のシーケンスで、受け取った交信情報に基づく交信について予め設定した交信不能と判断すべき条件が満たされた場合には、アドホック先を受付用アクセスポイントＡＰに切り替えるように構成されている。図１０は、エンドデバイスＥＤがアドホック先を２つ先のアクセスポイントに切り替えて交信したにも拘わらず２回のＡｃｋ待ちがタイムアウトしたときに交信不能と判断する場合を例示している。すなわち、１回目のデータ要求に対するＡｃｋ待ちがタイムアウトし（Ｓ１２１）、２回目のデータ要求に対するＡｃｋ待ちがタイムアウトした（Ｓ１２２）ことをエンドデバイスＥＤの制御部３２が判断すると、記憶部３１から受付用アクセスポイントＡＰｘのノード識別、周波数受信チャネル等の固有の交信情報を取り出し、宛先を当該受付用アクセスポイントＡＰｘとして次なるデータ要求をなす（Ｓ１２３）。これはＡｃｋが返るまで繰り返し、Ａｃｋが変えることで（Ｓ１２４）、当該受付用アクセスポイントＡＰｘに再度アドホックするようにしている。これにより、エンドデバイスＥＤが一旦迷子の状態になっても、どこかの受付用アクセスポイントＡＰｘで通信を回復することができる。
【００６３】
なお、アドホック先のアクセスポイントＡＰからエンドデバイスＥＤに付与すべき次なる隣接アクセスポイントＡＰの交信情報が、上流側のものか下流側のものかが判別できない場合に備えて、この実施形態では、アクセスポイントＡＰがエンドデバイスＥＤに対して、上流側の隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を付与する第１のモード、または、下流側の隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を付与する第２のモードの何れかでアクセスポイントＡＰが動作するように、図３に示すデバイス２の交信モジュール２ｂにシーケンスを組み込んでいる。そして、図２のコーディネータＣのデバイス１には、各アクセスポイントＡＰに対して、時刻に応じてモードを切り替えるための切替指令Ｓを発信するモード切替手段（モジュール）１４が組み込んである。例えば、正午と午前０時を基準にして、午前０時から正午までは第１のモード、正午から午前０時までは第２のモードといった切替指令Ｓが発信される。
【００６４】
このため、アクセスポイントＡＰは、所定時刻になるとコーディネータＣから送信される切替指令Ｓに応じて記憶部２１にモード情報を記憶し、図１１に示すようにエンドデバイスＥＤからデータ要求があると（ステップＳ２０１）、記憶部２１からモード情報を取り出して第１のモードか第２のモードかを判断し（ステップＳ２０２）、第１のモードであれば上流側のアクセスポイントＡＰの交信情報をエンドデバイスＥＤに送信し（ステップＳ２０３）、第２のモードであれば下流側のアクセスポイントＡＰの交信情報をエンドデバイスＥＤに送信する（ステップＳ２０４）という処理を行うことになる。そして、何れの場合にも、アドホック先のアクセスポイントＡＰからは、常にコーディネータＣに向けてエンドデバイスＥＤ及びアクセスポイントＡＰのノード識別を含む位置データがマルチホップにより伝送されるようにしている。
【００６５】
以上のように、本実施形態の周波数分割多重型無線ネットワークシステムは、コーディネータＣ及びこのコーディネータＣに管理される複数の固定ノードたるアクセスポイントＡＰによって無線ネットワークを構成し、一のアクセスポイントＡＰからの送信に対する受信可能範囲に、前記一のアクセスポイントＡＰ以外に２以上のアクセスポイントＡＰが存在し得るものである。そして、受信可能範囲の重なり得る前記２以上のアクセスポイントＡＰを、アドレスやＩＤ等のノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定したことを特徴とする。
【００６６】
このように構成すると、一のアクセスポイントＡＰから受信可能範囲にある２以上のアクセスポイントＡＰのうちの一つを宛先としてノード識別及び受信周波数チャネルを特定した送信が行われた場合に、自分宛でないアクセスポイントＡＰは受信周波数チャネルも異なるため受信自体がされないことになる。このため、自分宛でない送信をアクセスポイントＡＰが受信して輻輳が生じることを有効に回避することができ、ホッピングの高速化に有効に資することができる。
【００６７】
具体的にこのネットワークシステムは、コーディネータＣ及びこのコーディネータＣに管理される複数のアクセスポイントＡＰによってツリートポロジ型の無線ネットワークを構成し、一のアクセスポイントＡＰからの送信に対する受信可能範囲に隣接アクセスポイントＡＰとともに更にその隣接アクセスポイントＡＰに隣接する２つ先のアクセスポイントＡＰが含まれ得るものである。そして、少なくともツリーに沿って上流と下流の関係で隣接するアクセスポイントＡＰ間を、アドレスやＩＤ等のノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも異なる値に固定している。
【００６８】
このように構成すると、ノード間でマルチホップを行うために一のアクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントＡＰを相手先としてノード識別及び受信周波数チャネルを特定した送信を行う場合に、たとえ一のアクセスポイントＡＰから２つ先のアクセスポイントＡＰが受信可能範囲にあったとしても、その送信は自分宛でなく受信周波数チャネルも異なるため当該アクセスポイントＡＰにおいて受信自体がされないことになる。このため、マルチホップする場合に自分宛でない送信をアクセスポイントＡＰが受信して輻輳が生じることを有効に回避することができ、ホッピングの高速化に有効に資することができる。
【００６９】
特に、分岐点の近くには当該分岐点に配置されるアクセスポイントＡＰを含めてアクセスポイントＡＰが集中し距離も近いため、輻輳が生じ易い状況にあるが、この実施形態では、ツリーが分岐している箇所において当該分岐点並びにその上流及び下流にアクセスポイントＡＰを配置し、それらのアクセスポイントＡＰ間でノード識別の相違とともに受信周波数チャネルも予め異なる値に固定しているので、このようなアクセスポイントＡＰの集中する箇所においてもホッピング速度の低下につながる輻輳の発生をより効果的に防止することができる。
【００７０】
また、この実施形態では、アクセスポイントＡＰの受信可能範囲がツリーの上流又は下流へ向かう所定の経路に沿って２つ先のアクセスポイントＡＰにまで定常的に及ぶように設定してあり、隣接アクセスポイントＡＰとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、前記所定の経路に沿ってその隣接アクセスポイントＡＰに更に隣接する前記２つ先のアクセスポイントＡＰのものに切り替えるように設定している。
【００７１】
このため、輻輳を回避しつつ、故障その他の理由で隣接アクセスポイントＡＰからの応答がない場合にもツリーに沿った通信路を確保することができ、隣接する２つのアクセスポイントＡＰが同時に沈黙しない限り通信の二重化に準じた機能により中継機能等を担保して、ホッピング速度とともに通信の信頼性を有効に向上させることができる。
【００７２】
或いは、ツリーに沿って少なくとも３つの連続するアクセスポイント、例えばＡＰ１００，ＡＰ１０１，ＡＰ１０２（或いは、ＡＰ１０１，ＡＰ１０２，ＡＰ１０３など）が異なる受信周波数チャネルとなるように設定しているので、上記のように分岐点において輻輳の回避に有効となるほか、本実施形態のように隣接するアクセスポイントＡＰが沈黙する場合に備えて２つ先のアクセスポイント、例えばアクセスポイントＡＰ１０３であれば１つ飛ばしたアクセスポイントＡＰ１０１にホップする通信能力を与えた場合にもより広い範囲での輻輳の発生を有効に回避することができる。
【００７３】
一方、本実施形態の周波数分割多重型無線ネットワークシステムは、アクセスポイントＡＰに対してアドホック可能な移動ノードたるエンドデバイスＥＤを更に具備しており、構成上、一のエンドデバイスＥＤからの送信に対する受信可能範囲に２以上のアクセスポイントＡＰが自ずと入ってくるものであるが、エンドデバイスＥＤを、アクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントＡＰへアドホック先を変更しようとする度にノード識別とともに交信周波数チャネルを切り替えるように構成している。
【００７４】
マルチホップネットワークは通常、全てのノードＡＰ，ＥＤが固定であるか可動であるか、何れかによって構成されるが、本実施形態はノードＡＰ，ＥＤを、固定ノードであるアクセスポイントＡＰと移動ノードであるエンドデバイスＥＤより構成しており、エンドデバイスＥＤは最寄のアクセスポイントＡＰに随時アドホックできるので、エンドデバイスＥＤが移動することを前提とし且つマルチホップ機能を使用しながら、コーディネータＣがエンドデバイスＥＤを見失う危険性を有効に低減することができる。
【００７５】
そして、この実施形態のエンドデバイスＥＤは移動経路がある程度特定できるので、それに沿ってアクセスポイントＡＰをツリートポロジを形成するように配置することで、エンドデバイスＥＤがツリーに沿って各アクセスポイントＡＰを経由することが期待できるものである。そして、エンドデバイスＥＤに次のアクセスポイントＡＰの交信情報を予め取得させるので、速やかにアドホック先を切り替える動作を行わせることが可能となる。
【００７６】
さらに、一のエンドデバイスＥＤから受信可能範囲にある２以上のアクセスポイントＡＰ、例えばアクセスポイントＡＰ１２６，ＡＰ１２７のうち１２７を宛先としてノード識別及び受信周波数チャネルＣｈ１６を特定した送信が行われた場合に、自分宛でないアクセスポイントＡＰ１２７は受信周波数チャネルがＣｈ１５であって送信チャネルと異なるため受信自体がされないことになる。このため、アドホック先を切り替える場合等にアドホック元のアクセスポイントＡＰが再度これを受信して輻輳が生じたり、２つ先のアクセスポイントＡＰがこれを受信して輻輳が生じることを有効に回避することができる。
【００７７】
そして、アクセスポイントＡＰには隣接アクセスポイントＡＰとの交信に必要なノード識別、受信周波数チャネル等の交信情報が予め記憶させてあり、エンドデバイスＥＤは、一のアクセスポイントＡＰにアドホックした際にそのアクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を受け取り、その交信情報に基づき移動先で当該隣接アクセスポイントＡＰへのアドホックを実現するように構成している。
【００７８】
このため、エンドデバイスＥＤの通信を速やかに隣接アクセスポイントＡＰに同期させてアドホック先を切り替え、高速アドホックを実現することが可能となる。
【００７９】
また、エンドデバイスＥＤは、一のアクセスポイントＡＰにアドホックした際にそのアクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントＡＰとともに更にその隣接アクセスポイントＡＰに隣接する２つ先のアクセスポイントＡＰに関する交信情報を受け取り、隣接アクセスポイントＡＰとの間で予め設定した交信不可と判断すべき条件が満たされた場合に、ノード識別及び受信周波数チャネルを、その隣接アクセスポイントＡＰに更に隣接する前記２つ先のアクセスポイントＡＰのものに切り替えるように設定している。
【００８０】
このように構成すれば、輻輳を回避しつつ、故障その他の理由で隣接アクセスポイントＡＰからの応答がなくアドホックできない場合には、２つ先のアクセスポイントＡＰにアドホック先を切り替えることができるので、通信の二重化に準ずる機能によりエンドデバイスＥＤがロストする事態を有効に回避することができる。
【００８１】
さらに、単にリレーによって一のアクセスポイントＡＰから次なるアクセスポイントＡＰの交信情報を与えていく場合、最初にアクセスポイントＡＰにアドホックする場合の情報を持ち得ない。そこで、本実施形態におけるアクセスポイントＡＰの一部は、エンドデバイスＥＤが最初にアドホックする際の受付用アクセスポイントＡＰｘとして機能すべく、当該受付用アクセスポイントＡＰｘにノード識別、周波数チャネル等の固有の交信条件が予め設定されているとともに、エンドデバイスＥＤに、当該受付用アクセスポイントＡＰｘと交信するための固有の交信情報が予め記憶させてあり、エンドデバイスＥＤの初期アドホック時に当該エンドデバイスＥＤは前記固有の交信情報を取り出し、これに基づき受付用アクセスポイントＡＰｘに対して交信要求をなすように構成している。
【００８２】
このため、エンドデバイスＥＤはその受付用アクセスポイントＡＰｘを捜しながら移動することができ、ネットワークＮＷに対する初期アドホックを有効に実現することができる。
【００８３】
その受付用アクセスポイントＡＰｘも、ツリーに沿って複数個所に点在させ、それらのアクセスポイントＡＰｘに共通の交信条件を設定しているので、エンドデバイスＥＤを適所において最寄のアクセスポイントＡＰに有効にアドホックさせることができる。
【００８４】
そして、全ての受付用アクセスポイントＡＰに共通の交信条件を設定しているので、エンドデバイスＥＤが同じ固有の交信情報を用いて最寄の受付用アクセスポイントＡＰにアドホックすることができ、初期アドホックのための構成や手順を簡素化することができる。
【００８５】
さらにまた、エンドデバイスＥＤは、受け取った交信情報に基づく交信について予め設定した交信不能と判断すべき条件が満たされた場合に、アドホック先を受付用アクセスポイントＡＰに切り替えるように構成されている。
【００８６】
このため、エンドデバイスＥＤがツリーから外れるなどしてアクセスポイントＡＰから隣接アクセスポイントＡＰ等の交信情報を得られない状態になった場合でも、最終的に何処かの受付用アクセスポイントＡＰｘで通信を回復することができる。勿論、エンドデバイスＥＤの行き先が決まっている場合には、終点に受付用アクセスポイントＡＰｘを１つ配置するだけでも、最悪到着確認の機能のみは果たせるようになる。
【００８７】
そして、アクセスポイントＡＰを学校の通学路に沿って配置し、エンドデバイスＥＤを児童に携帯又は付帯させて、エンドデバイスＥＤがアクセスポイントＡＰにアドホックする度にエンドデバイスＥＤ及びアクセスポイントＡＰのノード識別を含むデータがコーディネータＣに送信されるように構成しているので、登下校時の所在に関するデータをアクセスポイントＡＰ間のマルチホップを通じてコーディネータＣに有効に収集することができ、アクセスポイントＡＰ，ＡＰ間のマルチホップやエンドデバイスＥＤからアクセスポイントＡＰへのアドホックも輻輳を回避しつつ高速で行うことができ、エンドデバイスＥＤがロストした場合の通信の回復機能も有効に発揮し得るため、登下校時に学童が密集していても、通信状態を極力維持して児童監視機能等を有効に発揮する優れた周波数分割多重型無線ネットワークシステムとしての利用が可能となる。
【００８８】
また、以上の周波数分割多重型無線ネットワークシステムを構成するにあたり、アクセスポイントＡＰとして使用されるデバイスの受信周波数チャネルを４種類以上のなかから予め定めた受信周波数チャネルに設定し、或いはエンドデバイスＥＤとして使用されるデバイスにアクセスポイントＡＰとの交信のための周波数チャネルを４種類以上保有させ、その周波数チャネルを切り替えながらアクセスポイントＡＰとの交信を行い得るように構成しているので、本発明の周波数分割多重型無線ネットワークシステムを簡易に構成することが可能となる。
【００８９】
以上に加えて、この実施形態は、アクセスポイントＡＰがエンドデバイスＥＤに対して、上流側の隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を付与する第１のモードと、下流側の隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を付与する第２のモードとをとり得るように構成し、エンドデバイスＥＤの動特性に応じて第１、第２のモードを切り替えるように構成しているので、本実施形態のようにエンドデバイスＥＤの移動に一定のパターンが期待できる場合に、このような切替機能を通じて系を何れかのモードに設定することで、アドホック先の切替をよりシンプルに行わせることができる。
【００９０】
また、コーディネータＣが各アクセスポイントＡＰに対し、時刻に応じてモードを切り替えるための切替指令を発信するように構成しているので、時刻によってエンドデバイスの移動パターンが変化する目的、用途に有効に適合させることができる。
【００９１】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、上記実施形態ではＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠してネットワークを構築したが、同様の構成を実現でき同等の作用効果が得られる範囲で、このような仕様に限定されるものではない。
【００９２】
また、上記実施形態において、下流に向かってルートが分岐している箇所（例えばアクセスポイントＡＰ１０４→アクセスポイントＡＰ１１５，ＡＰ１２５）では、アドホックしたエンドデバイスＥＤが受け取る隣接アクセスポイントＡＰの情報が不明となる。そこで、エンドデバイスＥＤのアドレスやデバイスＩＤ等のノード識別により通学路が識別されるようにしておくことが有効である。そして、分岐地点のアクセスポイントＡＰは、エンドデバイスＥＤからの情報により、次のアクセスポイントＡＰがどちらであるかをそのノード識別により判断して、相応の周波数チャネルやノード識別等の交信情報を付与するようにしておけばよい。
【００９３】
さらに、アドホック先から次なる隣接アクセスポイントＡＰに関する交信情報を付与する態様に関しては、エンドデバイスＥＤから最初に交信要求を受け付ける受付用アクセスポイントＡＰｘのうち、ツリーの下流側に属する受付用アクセスポイントＡＰｘ（例えば学区の端に配置されたアクセスポイント）は第１のモードを表わすフラグを生成し、ツリーの上流側に属する受付用アクセスポイントＡＰｘ（例えば学校の校門に配置されたアクセスポイントＡＰｘ）は第２のモードを表わすフラグを生成するように構成して、このフラグがエンドデバイスＥＤを介して隣接アクセスポイントＡＰに連鎖的に与えられるように構成してもよい。このようにすれば、各隣接アクセスポイントＡＰはそのフラグに応じて上流側のアクセスポイントＡＰに関する交信情報又は下流側のアクセスポイントＡＰに関する交信情報の何れをエンドデバイスＥＤに付与すればよいかが明確となるので、登下校時刻が不規則な場合であっても有効に対応することができる。
【００９４】
その他、ホップ先やアドホック先を切り替えるために予め設定される交信不可、交信不能と判断すべき条件は、上記に限定されるものではないし、輻輳を生じないための本発明の基本的な構成の適用対象も、クラスタツリートポロジに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線ネットワークシステムのネットワークトポロジを示す図。
【図２】同システムを構成するコーディネータのデバイス構成図。
【図３】同システムを構成するアクセスポイントのデバイス構成図。
【図４】同システムを構成するエンドデバイスのデバイス構成図。
【図５】同エンドデバイスの起動手順を示すフローチャート。
【図６】同エンドデバイスがアクセスポイントにアドホックする際の手順を示すシーケンス図。
【図７】アクセスポイントからアクセスポイントへホッピングする際の手順を示すシーケンス図。
【図８】図６に対応して通信不可となった場合の手順を示すシーケンス図。
【図９】図７に対応して通信不可となった場合の手順を示すシーケンス図。
【図１０】図８に対応して通信不能となった場合の手順を示すシーケンス図。
【図１１】同アクセスポイントが隣接アクセスポイントの交信情報をエンドデバイスに引き渡す手順を示すフローチャート。
【図１２】従来の無線ネットワークシステムの不具合を説明するための図。
【図１】
0005337980.tif 000002
【図２】
0005337980.tif 000003
【図３】
0005337980.tif 000004
【図４】
0005337980.tif 000005
【図５】
0005337980.tif 000006
【図６】
0005337980.tif 000007
【図７】
0005337980.tif 000008
【図８】
0005337980.tif 000009
【図９】
0005337980.tif 000010
【図１０】
0005337980.tif 000011
【図１１】
0005337980.tif 000012
【図１２】
0005337980.tif 000013