(57)【要約】【課題】通信端末が新たにネットワークに参入する際、親通信装置が物理的に隔離されたドメインに存在する場合でも誤接続を防止する。【解決手段】子機１０３が、ネットワークへの参入要求（物理情報Ｐ１）を周囲に送信し、子機１０２が、参入要求を受信した場合、子機１０３とのアドホック通信を確立させ、親機１０１と通信可能に接続するための接続情報Ｃ１を子機１０３へ送信し、子機１０３が、接続情報Ｃ１を受信し、受信された接続情報Ｃ１に基づいて親機１０１との通信セッションを確立させ、データを送受信する。【選択図】図１
2007189301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信システムであって、
前記通信端末は、通信手段を備え、
前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、
前記第１の通信端末の前記通信手段は、
前記第２の通信端末に対して前記ネットワークへの参入要求を送信する参入要求送信手段と、
前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第２の通信端末から受信する接続情報受信手段と、
前記接続情報受信手段によって受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信手段とを備え、
前記第２の通信端末の前記通信手段は、
前記参入要求送信手段によって送信された参入要求を受信する参入要求受信手段と、
前記参入要求受信手段によって参入要求が受信された場合、前記接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信手段とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信手段は、第１の通信手段と、前記第１の通信手段よりも通信範囲の狭い第２の通信手段とを含み、
前記第１の通信端末の前記第１の通信手段は、前記データ送受信手段を備え、
前記第１の通信端末の前記第２の通信手段は、前記参入要求送信手段を備え、
前記第２の通信端末の前記第２の通信手段は、前記参入要求受信手段を備えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記第１の通信端末の前記第１の通信手段は、前記接続情報受信手段を備え、
前記第２の通信端末の前記第１の通信手段は、前記接続情報送信手段を備えることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１の通信端末の前記第２の通信手段は、前記接続情報受信手段を備え、
前記第２の通信端末の前記第２の通信手段は、前記接続情報送信手段を備えることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項５】
前記第２の通信手段は、情報を伝達することが可能な物理的波動による通信であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１の通信端末は、前記第２の通信端末によって前記参入要求が受信されるまで、前記第２の通信手段が前記参入要求を送信する出力強度を段階的に増加させる出力制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の通信システム。
【請求項７】
前記接続情報受信手段は、複数の第２の通信端末によって送信された複数の接続情報を受信し、
前記第１の通信端末は、前記接続情報受信手段によって受信された複数の接続情報の中から１の接続情報を選択する接続情報選択手段をさらに備え、
前記データ送受信手段は、前記接続情報選択手段によって選択された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項８】
前記接続情報選択手段は、多数決により複数の接続情報の中から１の接続情報を選択することを特徴とする請求項７記載の通信システム。
【請求項９】
前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第３の通信端末をさらに含み、
前記第３の通信端末の前記通信手段は、前記参入要求送信手段と、前記接続情報受信手段と、前記データ送受信手段とを備え、
前記第１の通信端末の前記通信手段は、前記第３の通信端末の前記参入要求送信手段によって送信された参入要求を受信する参入要求受信手段をさらに備え、
前記第１の通信端末の前記接続情報受信手段は、前記第１の通信端末の前記参入要求送信手段が参入要求を送信するよりも先に前記参入要求受信手段によって参入要求が受信された場合、前記第２の通信端末が前記第３の通信端末宛てに送信した前記接続情報を受信することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項１０】
複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信システムであって、
前記通信端末は、周囲の環境情報を取得する環境情報取得手段と、通信手段とを備え、
前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、
前記第１の通信端末の前記環境情報取得手段は、前記第１の通信端末の周囲の環境情報を取得し、
前記第１の通信端末の前記通信手段は、
前記第２の通信端末に対して前記環境情報を要求するための環境情報要求を送信する環境情報要求送信手段と、
前記第２の通信端末から前記環境情報を受信する環境情報受信手段と、
前記環境情報受信手段によって受信された前記第２の通信端末の前記環境情報と、前記環境情報取得手段によって取得された前記第１の通信端末の前記環境情報とが一致する場合、前記第２の通信端末へ前記環境情報に対する応答を送信する環境情報応答送信手段と、
前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第２の通信端末から受信する接続情報受信手段と、
前記接続情報受信手段によって受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信手段とを備え、
前記第２の通信端末の前記通信手段は、
前記環境情報要求送信手段によって送信された環境情報要求を受信する環境情報要求受信手段を備え、
前記第２の通信端末の環境情報取得手段は、前記環境情報要求受信手段によって環境情報要求が受信された場合、前記第２の通信端末の周囲の環境情報を取得し、
前記第２の通信端末の前記通信手段は、
前記環境情報取得手段によって取得された環境情報を前記第１の通信端末へ送信する環境情報送信手段と、
前記環境情報応答送信手段によって送信された前記環境情報応答を受信する環境情報応答受信手段と、
前記環境情報応答受信手段によって前記環境情報応答が受信された場合、前記接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信手段とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続するための通信方法であって、
前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、
前記第１の通信端末が、前記第２の通信端末に対して前記ネットワークへの参入要求を送信する参入要求送信ステップと、
前記第２の通信端末が、前記参入要求送信ステップにおいて送信された参入要求を受信する参入要求受信ステップと、
前記第２の通信端末が、前記参入要求受信ステップにおいて参入要求が受信された場合、前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信ステップと、
前記第１の通信端末が、前記接続情報送信ステップにおいて送信された前記接続情報を受信する接続情報受信ステップと、
前記第１の通信端末が、前記接続情報受信ステップにおいて受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信ステップとを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１２】
複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信方法であって、
前記通信端末は、周囲の環境情報を取得する環境情報取得手段と、通信手段とを備え、
前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、
前記第１の通信端末の前記環境情報取得手段が、前記第１の通信端末の周囲の環境情報を取得する第１の環境情報取得ステップと、
前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記第２の通信端末に対して前記環境情報を要求するための環境情報要求を送信する環境情報要求送信ステップと、
前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報要求送信ステップにおいて送信された環境情報要求を受信する環境情報要求受信ステップと、
前記第２の通信端末の環境情報取得手段が、前記環境情報要求受信ステップにおいて環境情報要求が受信された場合、前記第２の通信端末の周囲の環境情報を取得する第２の環境情報取得ステップと、
前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記第２の環境情報取得ステップにおいて取得された環境情報を前記第１の通信端末へ送信する環境情報送信ステップと、
前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記第２の通信端末から前記環境情報を受信する環境情報受信ステップと、
前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報受信ステップにおいて受信された前記第２の通信端末の前記環境情報と、前記第１の環境情報取得ステップにおいて取得された前記第１の通信端末の前記環境情報とが一致する場合、前記第２の通信端末へ前記環境情報に対する応答を送信する環境情報応答送信ステップと、
前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報応答送信ステップにおいて送信された前記環境情報応答を受信する環境情報応答受信ステップと、
前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報応答受信ステップにおいて前記環境情報応答が受信された場合、前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信ステップと、
前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記接続情報を前記第２の通信端末から受信する接続情報受信ステップと、
前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記接続情報受信ステップにおいて受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信手段とを含むことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信システム及び通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおいて、無線通信装置によって構成されるネットワークトポロジーには、バス型、リング型、スター型、メッシュ型などがある。一例として、その中でも最も広く利用されているスター型は、ネットワークの中心となる親通信装置（以下、親機という）に無線ノードが集中的に接続された物理レイアウトをとり、親機の配下に子機として無線ノードが接続されている。このようなトポロジーでは、ネットワーク機能の拡張などのために新規の無線ノードを追加する場合、新しい無線ノードを親機に接続することによってネットワークへの参入を行っている。
【０００３】
このように、新設の無線ノードを親機に接続する場合は、子機無線ノードから親機へ無線通信によって最初の接続を試みるが、有線に比較して正確な到達エリアの制御が困難な無線電波を使用すると、その時々の電波状況などに依存して電波が予想以上に飛びすぎ、目的外の他の親機に誤接続してしまうという不都合が生じることがある。例えば、家庭内での無線通信システムとして微弱無線方式や特定小電力無線方式などが使われる場合が多いが、条件が良ければ数十ｍ〜数百ｍの到達距離が得られるので隣家などに電波が漏洩して誤接続を起こすことがある。そのため、電波を使用しても確実に目的の親機へ接続する技術が求められており、近隣に同様の親機が存在しても選択的に目的の親機へ無線接続する方法が各種提案されている。
【０００４】
例えば、親機と子機との間の無線通信（以下、本線通信という）のための無線通信手段以外に到達エリアが近距離のみに限定される近距離無線通信手段を設け、近距離無線通信で目的の親機を特定し、選択的に目的の親機に通信接続する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、本線通信のための無線通信手段以外に物理情報生成手段を設け、電波ではない物理量の変位による物理情報によって近傍に存在する目的の親機を特定し、選択的に目的の親機に通信接続する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
図１８は特許文献２に記載された従来の無線ノードの通信方法の接続トポロジーを示す図である。図１８に記載の無線ネットワークシステム９００では親機９０１と複数の子機とがスター型に接続され、単一ドメインネットワークを構成する。ここで、無線ノードである子機９０２が新規参入し、目的の親機９０１に接続する手順について説明する。
【０００６】
子機９０２は本線通信手段以外に物理情報生成手段を備えており、親機９０１は本線通信手段以外にセンサ手段を備えている。子機９０２が親機９０１に接続する際、まず物理情報生成手段によって物理情報Ｐを生成して送信し、親機９０１がセンサ手段によって物理情報Ｐを受信する。物理情報Ｐは、光、音などの物理量変位を利用する。このとき、親機９０１ではセンサ手段の出力レベルをモニタしており、一定のレベル以上の物理情報が得られる子機を近傍にある同一ドメイン内の子機とみなして接続を行う。この手順によって親機がドメイン外の子機と誤接続することを防止し、子機側から見れば、目的外の親機との誤接続を防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−１５０８３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したような従来の構成では、新規参入しようとする無線ノード（以下、新設無線ノードという）が送信した物理情報は、その物理情報が伝搬できる空間内に存在する親機にしか到達しないため単一ドメインネットワーク内のみで有効である。そのため、目的の親機が同一空間内に存在せずに物理情報が到達できないような物理的に隔離された他の空間に存在するような複数のドメインで構成されるネットワークの場合は、従来の構成は利用できないという問題がある。具体的に説明すれば、従来の構成では、一般家屋の例えば寝室という単一の空間のみで有効であり、目的の親機が寝室以外の他の部屋、例えばリビングルームに設置されている場合は物理情報が到達しないため、従来の構成は利用できない。
【０００８】
また、物理情報を受信するのは唯一親機のみであるので、新設無線ノードと親機との間に物理情報の伝搬を阻止するような障害物があった場合、親機での物理情報受信が不可能となり、新設無線ノードのネットワーク参入が永久に不可能になるという問題がある。
【０００９】
さらに、光や音といった空間媒体で伝送する物理情報の性質上、雑音などの外乱を受けやすく、情報の信頼性が確保しにくい。しかも物理情報を受信して接続の判断を行うのは唯一親機のみであるので、エラーを含む物理情報が伝搬された場合には動作の信頼性や安定性に欠くという問題がある。
【００１０】
本発明は、前述したような従来の問題点を解決するもので、新設無線ノードがネットワークに参入する際、接続しようとする目的の親機が物理的に隔離されたドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる通信システム及び通信方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る通信システムは、複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信システムであって、前記通信端末は、通信手段を備え、前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、前記第１の通信端末の前記通信手段は、前記第２の通信端末に対して前記ネットワークへの参入要求を送信する参入要求送信手段と、前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第２の通信端末から受信する接続情報受信手段と、前記接続情報受信手段によって受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信手段とを備え、前記第２の通信端末の前記通信手段は、前記参入要求送信手段によって送信された参入要求を受信する参入要求受信手段と、前記参入要求受信手段によって参入要求が受信された場合、前記接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信手段とを備える。
【００１２】
本発明に係る通信方法は、複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続するための通信方法であって、前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、前記第１の通信端末が、前記第２の通信端末に対して前記ネットワークへの参入要求を送信する参入要求送信ステップと、前記第２の通信端末が、前記参入要求送信ステップにおいて送信された参入要求を受信する参入要求受信ステップと、前記第２の通信端末が、前記参入要求受信ステップにおいて参入要求が受信された場合、前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信ステップと、前記第１の通信端末が、前記接続情報送信ステップにおいて送信された前記接続情報を受信する接続情報受信ステップと、前記第１の通信端末が、前記接続情報受信ステップにおいて受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信ステップとを含む。
【００１３】
これらの構成によれば、通信端末は、親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含んでおり、第１の通信端末の通信手段によって、第２の通信端末に対してネットワークへの参入要求が送信される。そして、第２の通信端末の通信手段によって、参入要求が受信され、第２の通信端末の通信手段によって、参入要求が受信された場合、親通信装置と通信可能に接続するための接続情報が第１の通信端末へ送信される。次に、第１の通信端末の通信手段によって、接続情報が受信され、第１の通信端末の通信手段によって、接続情報に基づいて親通信装置との通信セッションを確立させ、データが送受信される。
【００１４】
したがって、親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末がネットワークに参入する場合、まず第１の通信端末が親通信装置と通信可能に接続されている同一ドメイン内の第２の通信端末を探し出し、第２の通信端末から目的の親通信装置への接続情報を取得し、その接続情報に基づいて目的の親通信装置へ接続するので、目的の親通信装置が物理的に隔離された別のドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる。
【００１５】
また、上記の通信システムにおいて、前記通信手段は、第１の通信手段と、前記第１の通信手段よりも通信範囲の狭い第２の通信手段とを含み、前記第１の通信端末の前記第１の通信手段は、前記データ送受信手段を備え、前記第１の通信端末の前記第２の通信手段は、前記参入要求送信手段を備え、前記第２の通信端末の前記第２の通信手段は、前記参入要求受信手段を備えることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、通信手段は、第１の通信手段と、第１の通信手段よりも通信範囲の狭い第２の通信手段とを含んでおり、第１の通信端末の第２の通信手段によって、第２の通信端末に対してネットワークへの参入要求が送信され、第２の通信端末の第２の通信手段によって、参入要求が受信される。
【００１７】
したがって、第１の通信手段よりも通信範囲の狭い第２の通信手段を用いて参入要求を送受信することにより、第１の通信端末は同一ドメイン内の第２の通信端末との通信を確立させることができる。
【００１８】
また、上記の通信システムにおいて、前記第１の通信端末の前記第１の通信手段は、前記接続情報受信手段を備え、前記第２の通信端末の前記第１の通信手段は、前記接続情報送信手段を備えることが好ましい。この構成によれば、第１の通信手段を用いて接続情報を送受信することにより、第１の通信端末は第２の通信端末から接続情報を取得することができる。
【００１９】
また、上記の通信システムにおいて、前記第１の通信端末の前記第２の通信手段は、前記接続情報受信手段を備え、前記第２の通信端末の前記第２の通信手段は、前記接続情報送信手段を備えることが好ましい。この構成によれば、第２の通信手段を用いて接続情報を送受信することにより、第１の通信端末は第２の通信端末から接続情報を取得することができ、第１の通信手段を駆動することなく、第２の通信手段だけの簡単な構成で通信端末間の通信を行うことができる。
【００２０】
また、上記の通信システムにおいて、前記第２の通信手段は、情報を伝達することが可能な物理的波動による通信であることが好ましい。この構成によれば、第１の通信端末が第２の通信端末を探し出す際の参入要求に情報を伝達することが可能な物理的波動を用いるため、家屋内の部屋といった物理的に閉じたドメイン内のみに到達する通信を行うことができる。
【００２１】
したがって、同一ドメイン内の第２の通信端末を精度良く発見することができる。なお、物理的波動とは、光波、音波、弾性波又は衝撃波などであり、第１の通信手段よりも通信範囲の狭い電波も含んでも良い。ただし、電波はその性質上、伝搬範囲の制御の難度が高くドメインを容易に超えてしまう場合があるので、電波以外の物理的波動を用いるほうが好ましい。
【００２２】
また、上記の通信システムにおいて、前記第１の通信端末は、前記第２の通信端末によって前記参入要求が受信されるまで、前記第２の通信手段が前記参入要求を送信する出力強度を段階的に増加させる出力制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、第１の通信端末が第２の通信手段の出力強度を段階的に増加させながら参入要求を送信して第２の通信端末を探すため、第１の通信端末により近い位置に配置された第２の通信端末を探し出すことがで、より精度良く同一ドメイン内の第２の通信端末を発見することができる。また、必要最小限の送信電力で第２の通信手段を駆動するので、省電力効果により無線ノードの電源である電池の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
また、上記の通信システムにおいて、前記接続情報受信手段は、複数の第２の通信端末によって送信された複数の接続情報を受信し、前記第１の通信端末は、前記接続情報受信手段によって受信された複数の接続情報の中から１の接続情報を選択する接続情報選択手段をさらに備え、前記データ送受信手段は、前記接続情報選択手段によって選択された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、第１の通信端末は、複数の第２の通信端末によって送信された複数の接続情報が受信され、受信された複数の接続情報の中から１の接続情報が選択されるので、信頼性のある接続情報を得ることができる。したがって、エラーを含む物理情報が伝搬されて第２の通信端末以外の通信端末とアドホック通信を確立させてしまい、不正な接続情報が送信されてきた場合でも動作の信頼性を確保することができる。
【００２６】
また、第２の通信手段によって接続情報を取得する場合には、第２の通信手段の伝送誤りに対する訂正処理を行ってもよい。
【００２７】
また、上記の通信システムにおいて、前記接続情報選択手段は、多数決により複数の接続情報の中から１の接続情報を選択することが好ましい。この構成によれば、複数の接続情報の中から１の接続情報が多数決によって選択されるので、信頼性のある接続情報を得ることができる。
【００２８】
また、上記の通信システムにおいて、前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第３の通信端末をさらに含み、前記第３の通信端末の前記通信手段は、前記参入要求送信手段と、前記接続情報受信手段と、前記データ送受信手段とを備え、前記第１の通信端末の前記通信手段は、前記第３の通信端末の前記参入要求送信手段によって送信された参入要求を受信する参入要求受信手段をさらに備え、前記第１の通信端末の前記接続情報受信手段は、前記第１の通信端末の前記参入要求送信手段が参入要求を送信するよりも先に前記参入要求受信手段によって参入要求が受信された場合、前記第２の通信端末が前記第３の通信端末宛てに送信した前記接続情報を受信することが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と第３の通信端末とが同時にネットワークに参入する場合、第３の通信端末と第２の通信端末との間での通信を第１の通信端末が傍受するので、第１の通信端末が第２の通信端末と改めて通信を確立する必要がなくなる。したがって、簡単な手順で複数の通信端末をネットワークに参入させることができる。
【００３０】
また、第１の通信端末と第２の通信端末との間に物理的障害があり、参入要求の送受信が阻止されて通信が確立できない場合においても、第３の通信端末が受信する接続情報を傍受することにより目的の親通信装置への接続情報を取得することができる。
【００３１】
本発明に係る通信システムは、複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信システムであって、前記通信端末は、周囲の環境情報を取得する環境情報取得手段と、通信手段とを備え、前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、前記第１の通信端末の前記環境情報取得手段は、前記第１の通信端末の周囲の環境情報を取得し、前記第１の通信端末の前記通信手段は、前記第２の通信端末に対して前記環境情報を要求するための環境情報要求を送信する環境情報要求送信手段と、前記第２の通信端末から前記環境情報を受信する環境情報受信手段と、前記環境情報受信手段によって受信された前記第２の通信端末の前記環境情報と、前記環境情報取得手段によって取得された前記第１の通信端末の前記環境情報とが一致する場合、前記第２の通信端末へ前記環境情報に対する応答を送信する環境情報応答送信手段と、前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第２の通信端末から受信する接続情報受信手段と、前記接続情報受信手段によって受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信手段とを備え、前記第２の通信端末の前記通信手段は、前記環境情報要求送信手段によって送信された環境情報要求を受信する環境情報要求受信手段を備え、前記第２の通信端末の環境情報取得手段は、前記環境情報要求受信手段によって環境情報要求が受信された場合、前記第２の通信端末の周囲の環境情報を取得し、前記第２の通信端末の前記通信手段は、前記環境情報取得手段によって取得された環境情報を前記第１の通信端末へ送信する環境情報送信手段と、前記環境情報応答送信手段によって送信された前記環境情報応答を受信する環境情報応答受信手段と、前記環境情報応答受信手段によって前記環境情報応答が受信された場合、前記接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信手段とを備える。
【００３２】
本発明に係る通信方法は、複数の通信端末と親通信装置とをネットワークを介して通信可能に接続する通信方法であって、前記通信端末は、周囲の環境情報を取得する環境情報取得手段と、通信手段とを備え、前記通信端末は、前記親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、前記親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含み、前記第１の通信端末の前記環境情報取得手段が、前記第１の通信端末の周囲の環境情報を取得する第１の環境情報取得ステップと、前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記第２の通信端末に対して前記環境情報を要求するための環境情報要求を送信する環境情報要求送信ステップと、前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報要求送信ステップにおいて送信された環境情報要求を受信する環境情報要求受信ステップと、前記第２の通信端末の環境情報取得手段が、前記環境情報要求受信ステップにおいて環境情報要求が受信された場合、前記第２の通信端末の周囲の環境情報を取得する第２の環境情報取得ステップと、前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記第２の環境情報取得ステップにおいて取得された環境情報を前記第１の通信端末へ送信する環境情報送信ステップと、前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記第２の通信端末から前記環境情報を受信する環境情報受信ステップと、前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報受信ステップにおいて受信された前記第２の通信端末の前記環境情報と、前記第１の環境情報取得ステップにおいて取得された前記第１の通信端末の前記環境情報とが一致する場合、前記第２の通信端末へ前記環境情報に対する応答を送信する環境情報応答送信ステップと、前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報応答送信ステップにおいて送信された前記環境情報応答を受信する環境情報応答受信ステップと、前記第２の通信端末の前記通信手段が、前記環境情報応答受信ステップにおいて前記環境情報応答が受信された場合、前記親通信装置と通信可能に接続するための接続情報を前記第１の通信端末へ送信する接続情報送信ステップと、前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記接続情報を前記第２の通信端末から受信する接続情報受信ステップと、前記第１の通信端末の前記通信手段が、前記接続情報受信ステップにおいて受信された前記接続情報に基づいて前記親通信装置との通信セッションを確立させ、データを送受信するデータ送受信手段とを含む。
【００３３】
これらの構成によれば、通信端末は、親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末と、親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末とを含んでおり、第１の通信端末の環境情報取得手段によって、第１の通信端末の周囲の環境情報が取得され、第１の通信端末の通信手段によって、第２の通信端末に対して環境情報を要求するための環境情報要求が送信される。そして、第２の通信端末の通信手段によって、環境情報要求が受信され、第２の通信端末の環境情報取得手段によって、環境情報要求が受信された場合、第２の通信端末の周囲の環境情報が取得され、第２の通信端末の通信手段によって、環境情報が第１の通信端末へ送信される。続いて、第１の通信端末の通信手段によって、第２の通信端末から環境情報が受信され、受信された第２の通信端末の環境情報と、第１の通信端末の環境情報とが一致する場合、第２の通信端末へ環境情報に対する応答が送信される。その後、第２の通信端末の通信手段によって、環境情報応答が受信された場合、親通信装置と通信可能に接続するための接続情報が第１の通信端末へ送信される。第１の通信端末の通信手段によって、接続情報が第２の通信端末から受信され、受信された接続情報に基づいて親通信装置との通信セッションを確立させ、データが送受信される。
【００３４】
したがって、同一ドメイン内の通信端末は同じ環境情報を取得することになるので、通信端末間で環境情報を交換して比較することにより、第１の通信端末は同一ドメイン内の第２の通信端末を容易に発見することができる。また、第２の通信端末から目的の親通信装置への接続情報を取得し、その接続情報に基づいて目的の親通信装置へ接続するので、目的の親通信装置が物理的に隔離された別のドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる。なお、環境情報とは、照度、温度、湿度、騒音又は振動などである。
【００３５】
本発明はまた、上述の通信方法を実行するための通信端末のプログラム及びこれらを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。この記録媒体に記録されたプログラムがＣＰＵ、メモリなどを含む装置上で実行されることにより通信端末を構成することとなる。
【００３６】
本発明は、以下の発明を実施するための最良の形態及び図面を用いて説明されるが、これは例示を目的としており、本発明はこれに限定されることを意図しない。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、親通信装置と通信可能に接続されていない第１の通信端末がネットワークに参入する場合、まず第１の通信端末が親通信装置と通信可能に接続されている同一ドメイン内の第２の通信端末を探し出し、第２の通信端末から目的の親通信装置への接続情報を取得し、その接続情報に基づいて目的の親通信装置へ接続するので、目的の親通信装置が物理的に隔離された別のドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における無線ネットワークシステムの構成を示す図である。
【００４０】
図１において、無線ネットワークシステム１００はドメインＡ〜Ｃで構成され、ドメインＡは親機１０１を含み、ドメインＢ及びＣは子機（無線ノード）のみを含む。ここでは、ドメインＣに新設無線ノードである子機１０３がネットワーク参入するときの動作を示している。子機１０３は、ドメインＣに置かれると、物理情報Ｐ１を周囲に送信する。物理情報Ｐ１は、光波、音波、弾性波、衝撃波などを用いた情報を伝達することが可能な物理的波動である。物理情報Ｐ１は指向性を持たせずにブロードキャストしたほうが多くの既設無線ノードの子機に受信される。ここでは、既設無線ノードである子機１０２が物理情報Ｐ１を受信し、後述のプロトコルにより子機１０３とアドホック通信を確立させる。その後、子機１０２が既に保持している親機１０１への接続情報Ｃ１をアドホック通信によって子機１０３へ送信する。子機１０３は、接続情報Ｃ１に基づいて親機１０１に接続を行う。
【００４１】
図２は、本発明の第１の実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図である。無線ノード２０１は、ＣＰＵ（中央演算処理部）２０２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０３、物理情報発生部２０４、物理情報受信部２０５及び本線通信部２０６を備えて構成される。
【００４２】
ＣＰＵ２０２は、無線ノード各部の制御を行うとともに、外部との通信制御を行う。ＲＯＭ２０３は、データ処理プログラムや通信処理プログラムを格納し、アドホック通信プログラムＰＧ１、接続情報管理プログラムＰＧ２及び本線通信プログラムＰＧ３を記憶する。アドホック通信プログラムＰＧ１は、新設無線ノードと既設無線ノードとの間のアドホック通信を確立させ、通信制御するためのプログラムである。接続情報管理プログラムＰＧ２は、親機との接続情報を維持管理するプログラムである。本線通信プログラムＰＧ３は、親機との本線通信を確立させ、通信制御するプログラムである。物理情報発生部２０４は、物理情報を物理的波動として送信する。物理情報受信部２０５は、他の無線ノードからの物理的波動を受信し、物理情報を取得する。本線通信部２０６は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線通信方式により、親機と無線ノードとの間の通信を行うとともに、各無線ノード間の通信を行う。
【００４３】
上記の構成を有する無線ノードは、既設無線ノードにも新設無線ノードにもなり得る。つまり、既設無線ノードも新設無線ノードも同様の構成を持つ。
【００４４】
ＣＰＵ２０２は、ＲＯＭ２０３から適宜必要なプログラムをフェッチして処理を実行する。ＣＰＵ２０２は、アドホック通信プログラムＰＧ１を実行することにより、物理情報の送受信処理を行う。この場合、ＣＰＵ２０２は、信号Ｓ１によって物理情報発生部２０４に送信開始を指示する。物理情報発生部２０４は、信号Ｓ１がＣＰＵ２０２から入力されると、物理情報Ｓ２を送信する。さらに、外部からの物理情報Ｓ３は物理情報受信部２０５で受信される。物理情報受信部２０５は、信号Ｓ４によってＣＰＵ２０２に受信を通知する。
【００４５】
ＣＰＵ２０２は、本線通信プログラムＰＧ３を実行することにより、本線通信の送受信処理を行う。この場合、ＣＰＵ２０２によって出力された送信データＳ５は本線通信部２０６によって変調及び周波数変換され、本線通信電波Ｓ６として他局へ送信される。また、他局によって送信された本線通信電波Ｓ６は本線通信部２０６によって周波数変換及び復調され、受信データＳ５としてＣＰＵ２０２へ出力される。使用する周波数チャンネルなどの制御情報は、信号Ｓ５に多重して本線通信部２０６に指示される。
【００４６】
次に、本発明の第１の実施の形態における無線ノード間の処理の概要について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態における無線ノード間の処理の概要について説明するための図である。図３において、既設無線ノード３１１は既に親機３００に接続済みで、親機３００と本線通信を行なっている。ここに新設無線ノード３０１が参入した場合の処理の概要について説明する。
【００４７】
新設無線ノード３０１がネットワークに参入するとき、物理情報発生部３０４は物理情報（参入要求）Ｐ３を周囲に送信する。既設無線ノード３１１が物理情報Ｐ３の伝搬範囲内に位置しているならば、物理情報受信部３１５で物理情報Ｐ３（参入要求）を受信して近傍に新たな無線ノードがネットワーク参入の要求を出していることを検知する。この時点ではどの無線ノードが物理情報Ｐ３（参入要求）を送信したか不明なので、本線通信部３１６は物理情報受信応答をブロードキャストする。新設無線ノード３０１は既設無線ノード３１１からの物理情報受信応答を待ち受けているので、ただちに応答を返すことによって既設無線ノード３１１とのアドホック通信を確立させる。各応答信号は自局（送信局）アドレスを含んでおり、受信側は相手方のアドレスを容易に取得することができる。アドホック通信確立後、既設無線ノード３１１の本線通信部３１６は接続情報Ｃ３を新設無線ノード３０１宛てに送信する。新設無線ノード３０１の本線通信部３０６は取得した接続情報Ｃ３に基づいて周波数チャンネル、親機アドレス及び暗号化鍵などを適切に設定及び利用して親機３００に接続要求を送信する。
【００４８】
図４は、本発明の第１の実施の形態において伝送されるデータフォーマットの一例を示す図であり、図４（ａ）は、物理情報のデータフォーマットの一例を示す図であり、図４（ｂ）は、本線通信におけるデータフォーマットの一例を示す図であり、図４（ｃ）は、本線通信で使用される応答情報のデータフォーマットの一例を示す図である。
【００４９】
図４（ａ）に示す物理情報のデータフォーマットは、単一のデータで構成される。図４（ｂ）に示す本線通信のデータフォーマットは、ヘッダコード、データペイロード及び誤り訂正符号で構成される。ヘッダコードは、通信制御に必要なパラメータ群を表し、送信元アドレス、送信先アドレス、制御情報及び誤り検出符号から構成される。制御情報はプロトコル上の制御コードなどが格納される。データペイロードは、ユーザーデータの格納領域である。誤り訂正符号は、伝送誤り訂正のための符号である。
【００５０】
図４（ｃ）に示す本線通信の応答情報のデータフォーマットは、ヘッダコード及び誤り訂正符号で構成される。ヘッダコードは、通信制御に必要なパラメータ群を表し、送信元アドレス、送信先アドレス、応答情報及び誤り検出符号から構成される。応答情報はプロトコル上の応答コードなどが格納される。誤り訂正符号は、伝送誤り訂正のための符号である。
【００５１】
図５は、本発明の第１の実施の形態において伝送されるデータフォーマットの一例を示す図であり、図５（ａ）は、既設無線ノードから新設無線ノードへ送信される接続情報の一例を示す図であり、図５（ｂ）は、新設無線ノードから親機へ送信される接続要求情報の一例を示す図である。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、接続情報Ｃ３は、周波数チャンネル、親機アドレス、親機プロパティ及び暗号化鍵Ｋ１を含む。周波数チャンネルは、親機と本線通信する際に使用する周波数のチャンネルを表す。親機アドレスは、親機を指定するアドレスを表す。親機プロパティは、親機の機能及び動作状況などの情報を表す。暗号化鍵Ｋ１は、本線通信の際に伝送データを暗号化するための暗号化鍵であり、ネットワークにおいて各端末が共通に保有する共通暗号化鍵である。上記の構成要素は、選択的に親機３００へ接続を行うために必要なパラメータ群である。
【００５３】
図５（ｂ）に示すように、接続要求は、周波数チャンネル、子機アドレス、子機プロパティ及び暗号化鍵Ｋ２を含む。周波数チャンネルは、自局と本線通信する際に使用する周波数のチャンネルを表す。子機アドレスは、自局を指定するアドレスを表す。子機プロパティは、自局の機能及び動作状況などの情報を表す。暗号化鍵Ｋ２は、本線通信の際に伝送データを暗号化するための暗号化鍵であり、ネットワークにおいて各端末が個別に保有する個別暗号化鍵である。上記の構成要素は、選択的に親機３００との接続確立を行うために必要なパラメータ群である。
【００５４】
なお、本実施の形態において、物理情報発生部２０４（３０４，３１４）、物理情報受信部２０５（３０５，３１５）及び本線通信部２０６（３０６，３１６）が通信手段の一例に相当し、新設無線ノード３０１が第１の通信端末の一例に相当し、既設無線ノード３１１が第２の通信端末の一例に相当し、物理情報発生部２０４（３０４）が参入要求送信手段の一例に相当し、本線通信部２０６（３０６）が接続情報受信手段の一例に相当し、本線通信部２０６（３０６）がデータ送受信手段の一例に相当し、物理情報受信部２０５（３１５）が参入要求受信手段の一例に相当し、本線通信部２０６（３１６）が接続情報送信手段の一例に相当し、本線通信部２０６（３０６，３１６）が第１の通信手段の一例に相当し、物理情報発生部２０４（３０４，３１４）及び物理情報受信部２０５（３０５，３１５）が第２の通信手段の一例に相当する。
【００５５】
次に、本発明の第１の実施の形態における通信システムの処理の手順について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態における処理の手順を示す図である。図６は、図３で示した親機３００、既設無線ノード３１１及び新設無線ノード３０１の間で交わされるプロトコルを示す。
【００５６】
親機３００と既設無線ノード３１１は既に接続済みで、本線通信を行なっている（ステップＳ１，Ｓ２）。そこに新設無線ノード３０１がネットワーク参入する。まず、新設無線ノード３０１はネットワークへの参入を通知するために物理情報（参入要求）を周囲に送信する（ステップＳ３）。
【００５７】
以降のプロトコルは、本線通信を用いる。物理情報（参入要求）を受信した既設無線ノード３１１は物理情報受信応答を送信し（ステップＳ４）、新設無線ノード３０１が応答すれば（ステップＳ５）、無線ノード間のアドホック通信が確立する。アドホック通信の確立後、既設無線ノード３１１は接続情報を送信し（ステップＳ６）、接続情報への応答があれば（ステップＳ７）、無線ノード間のアドホック通信を終了する。新設無線ノード３０１は取得した接続情報に基づいて親機３００へ接続要求を送信する（ステップＳ８）。
【００５８】
親機３００から接続応答があれば（ステップＳ９）、新設無線ノード３０１は接続完了応答を親機３００へ送信し（ステップＳ１０）、親機３００との接続が確立する。親機３００との通信の確立後、通常の本線通信を開始する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【００５９】
なお、ステップＳ６〜Ｓ８の電文は暗号化鍵Ｋ１を用いて暗号化され、ステップＳ９〜Ｓ１２以降の電文は暗号化鍵Ｋ２を用いて暗号化されることにより秘匿処理が行われる。
【００６０】
図７及び図８は、本発明の第１の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。図７及び図８は、図３で示した親機３００、既設無線ノード３１１及び新設無線ノード３０１の間で交わされるプロトコルのフローチャートを示す。
【００６１】
親機３００は、既設無線ノード３１１との本線通信を行う（ステップＳ１０１）。次に、親機３００は、新設無線ノード３０１によって送信された接続要求が受信されたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。親機３００は、接続要求が新設無線ノード３０１から受信されなければ（ステップＳ１０２でＮＯ）、既設無線ノード３１１と本線通信を続ける。
【００６２】
既設無線ノード３１１は、親機３００との本線通信を行う（ステップＳ２０１）。次に、既設無線ノード３１１は、新設無線ノード３０１によって送信された物理情報が受信されたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。既設無線ノード３１１は、物理情報が新設無線ノード３０１から受信されなければ（ステップＳ２０２でＮＯ）、ステップＳ２０１の処理へ戻り、親機３００と本線通信を続ける。新設無線ノード３０１から物理情報（参入要求）を受信した場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、既設無線ノード３１１は、物理情報に対する物理情報応答を返信する（ステップＳ２０３）。
【００６３】
その後、既設無線ノード３１１は、新設無線ノード３０１によって送信された応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。新設無線ノード３０１からの応答が受信されない場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、既設無線ノード３１１は、新設無線ノード３０１からの応答を受信するまでステップＳ２０４の判断を繰り返し行う。新設無線ノード３０１からの応答が受信された場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、既設無線ノード３１１は、接続情報を送信する（ステップＳ２０５）。
【００６４】
新設無線ノード３０１は、他局（他の無線ノード）によって送信された物理情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３０１）。他局（他の無線ノード）の物理情報が受信された場合（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、新設無線ノード３０１は、接続情報を送ることができないので、当該物理情報を破棄し、ステップＳ３０１の判断を繰り返し行う。新設無線ノード３０１は、他局（他の無線ノード）の物理情報が受信されなければ（ステップＳ３０１でＮＯ）、物理情報（参入要求）を送信する（ステップＳ３０２）。
【００６５】
次に、新設無線ノード３０１は、既設無線ノード３１１によって送信された物理情報応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。このとき、既設無線ノード３１１からの物理情報応答が受信されない場合（ステップＳ３０３でＮＯ）、ステップＳ３０２の処理に戻り、物理情報応答が受信されるまで繰り返し物理情報を送信する。物理情報応答が受信された場合（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、新設無線ノード３０１は、物理情報応答に対する応答を送信する（ステップＳ３０４）。
【００６６】
その後、新設無線ノード３０１は、既設無線ノード３１１によって送信された接続情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３０５）。接続情報が受信されない場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、新設無線ノード３０１は、接続情報が受信されるまでステップＳ３０５の判断を繰り返し行う。接続情報が受信された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、新設無線ノード３０１は、接続情報に対する応答を送信する（ステップＳ３０６）。さらに、新設無線ノード３０１は、取得した接続情報に基づいて接続要求を親機３００へ送信する（ステップＳ３０７）。
【００６７】
既設無線ノード３１１は、接続情報を送信した後、新設無線ノード３０１によって送信される応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。ここで、応答が受信されない場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、既設無線ノード３１１は、応答が受信されるまでステップＳ２０６の判断を繰り返し行う。一方、応答が受信された場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、既設無線ノード３１１は、親機３００との本線通信を行う（ステップＳ２０７）。
【００６８】
親機３００は、新設無線ノード３０１によって送信された接続要求を受信した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、新規接続処理を開始する（ステップＳ１０３）。次に、親機３００は、接続応答を新設無線ノード３０１へ送信する（ステップＳ１０４）。次に、親機３００は、新設無線ノード３０１によって送信された接続完了応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。新設無線ノード３０１から接続完了応答が受信されない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、親機３００は、接続完了応答が受信されるまでステップＳ１０５の判断を繰り返し行う。新設無線ノード３０１から接続完了応答を受信した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、親機３００は、既設無線ノード３１１及び新設無線ノード３０１との本線通信を開始する（ステップＳ１０６）。
【００６９】
新設無線ノード３０１は、親機３００によって送信された接続応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３０８）。親機３００からの接続応答が受信されない場合（ステップＳ３０８でＮＯ）、新設無線ノード３０１は、接続応答が受信されるまでステップＳ３０８の判断を繰り返し行う。新設無線ノード３０１は、親機３００からの接続応答を受信した場合（ステップＳ３０８でＹＥＳ）、接続完了応答を親機３００へ送信し（ステップＳ３０９）、親機３００との本線通信を開始する（ステップＳ３１０）。その後、新設無線ノード３０１は、既設無線ノードとしての動作に移行する。
【００７０】
第１の実施の形態のかかる構成と処理により、新設無線ノードが、既設無線ノードと通信確立を行い、アドホック通信によって目的の親機への接続情報を取得し、取得した接続情報に基づいて目的の親機へ接続を行う。無線ノード間の通信確立に使用する物理情報は本線通信よりも相対的に近距離に限定した通信が行なえる。したがって、新設無線ノードが同一ドメイン内の既設無線ノードを探し出し、既設無線ノードから目的の親機への接続情報を取得し、その接続情報に基づいて目的の親機へ接続するので、目的の親機が物理的に隔離された別のドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる。
【００７１】
このように、通信端末（無線ノード）は、親通信装置（親機）と通信可能に接続されていない第１の通信端末（新設無線ノード）と、親通信装置と通信可能に接続されている第２の通信端末（既設無線ノード）とを含んでおり、新設無線ノードの物理情報発生部２０４によって、既設無線ノードに対してネットワークへの参入要求が送信される。そして、既設無線ノードの物理情報受信部２０５によって、参入要求が受信され、既設無線ノードの本線通信部２０６によって、親通信装置と通信可能に接続するための接続情報が新設無線ノードへ送信される。次に、新設無線ノードの本線通信部２０６によって、接続情報が受信され、新設無線ノードの本線通信部２０６によって、接続情報に基づいて親通信装置との通信セッションを確立させ、データが送受信される。
【００７２】
したがって、親通信装置と通信可能に接続されていない新設無線ノードがネットワークに参入する場合、まず新設無線ノードが親通信装置と通信可能に接続されている同一ドメイン内の既設無線ノードを探し出し、既設無線ノードから目的の親通信装置への接続情報を取得し、その接続情報に基づいて目的の親通信装置へ接続するので、目的の親通信装置が物理的に隔離された別のドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる。
【００７３】
また、新設無線ノードの物理情報発生部２０４によって、既設無線ノードに対してネットワークへの参入要求が送信され、既設無線ノードの物理情報受信部２０５によって、参入要求が受信される。したがって、本線通信部２０６よりも通信範囲の狭い物理情報発生部２０４及び物理情報受信部２０５を用いて参入要求を送受信することにより、新設無線ノードは同一ドメイン内の既設無線ノードとの通信を確立させることができる。
【００７４】
さらに、本線通信部２０６を用いて接続情報を送受信することにより、新設無線ノードは既設無線ノードから接続情報を取得することができる。
【００７５】
さらにまた、新設無線ノードが既設無線ノードを探し出す際の参入要求に情報を伝達することが可能な物理的波動を用いるため、家屋内の部屋といった物理的に閉じたドメイン内のみに到達する通信を行うことができる。したがって、同一ドメイン内の既設無線ノードを精度良く発見することができる。なお、物理的波動とは、光波、音波、弾性波又は衝撃波などであり、本線通信部２０６よりも通信範囲の狭い電波も含んでも良い。ただし、電波はその性質上、伝搬範囲の制御の難度が高くドメインを容易に超えてしまう場合があるので、電波以外の物理的波動を用いるほうが好ましい。
【００７６】
なお、図６におけるステップＳ４以下の既設無線ノード３１１からの伝送が電波を用いて行われるため、ここでもドメイン越えによる誤動作の懸念が生じるが、既にプロトコルが確立された処理であるので、新設無線ノード３０１は既設無線ノード３１１からの伝送タイミングを確実につかめる。従ってさらなる誤動作は起こりにくい。
【００７７】
また、物理情報の代わりに空中線電力を弱めた電波を使用することも考えられるが、一般家庭の部屋をドメインとした場合は、なおドメイン越えの可能性が残るため、確実にドメイン内のみに伝搬する物理情報を使用するほうが信頼性を高めることができる。
【００７８】
また、物理情報の伝搬のために例えば超音波を使用した場合、物理情報発生部には超音波スピーカーなどを用い、物理情報受信部には超音波マイクなどを使用できる。また例えば、赤外光線を使用した場合、物理情報発生部には赤外線ＬＥＤなどを用い、物理情報受信部にはＰＩＮフォトダイオードなどを使用できる。
【００７９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、物理情報を一定の出力強度で送信しているが、第２の実施の形態では、既設無線ノードの受信状態に応じて物理情報の出力強度を段階的に増加させて送信する。
【００８０】
図９は、本発明の第２の実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図である。図９において、図２と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００８１】
無線ノード４０１は、ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ４０３、物理情報発生部２０４、物理情報受信部２０５、本線通信部２０６及び出力制御部４０７を備えて構成される。出力制御部４０７は、物理情報の出力強度を制御する。ＲＯＭ４０３は、アドホック通信プログラムＰＧ４、接続情報管理プログラムＰＧ２及び本線通信プログラムＰＧ３を記憶する。アドホック通信プログラムＰＧ４は、物理情報の出力強度を調整しながら、新設無線ノードと既設無線ノードとの間のアドホック通信を確立させる通信制御プログラムである。
【００８２】
上記の構成を有する無線ノード４０１は、既設無線ノードにも新設無線ノードにもなり得る。つまり、既設無線ノードも新設無線ノードも同様の構成を持つ。
【００８３】
出力制御部４０７は、ＣＰＵ２０２からの出力制御信号Ｓ１０によって物理情報発生部２０４が生成した物理情報Ｓ２の送信電力を調整し、新たな物理情報Ｓ１１として出力する。送信電力の調整手順は、アドホック通信プログラムＰＧ４に組み込まれている。なお、本実施の形態において、出力制御部４０７が出力制御手段の一例に相当する。
【００８４】
図１０は、本発明の第２の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。図１０は、既設無線ノードと新設無線ノード４０１との間で交わされるプロトコルのフローチャートを示す。
【００８５】
既設無線ノードは、親機と本線通信を行う（ステップＳ２１１）。既設無線ノードは、新設無線ノード４０１によって送信された物理情報（参入要求）を受信したか否かを判断する（ステップＳ２１２）。既設無線ノードは、物理情報が新設無線ノード４０１から受信されなければ（ステップＳ２１２でＮＯ）、親機と本線通信を続ける。新設無線ノード４０１から物理情報（参入要求）を受信した場合（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、既設無線ノードは、物理情報に対する物理情報応答を返信する（ステップＳ２１３）。
【００８６】
その後、既設無線ノードは、新設無線ノード４０１によって送信された応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ２１４）。新設無線ノード４０１からの応答が受信されない場合（ステップＳ２１４でＮＯ）、既設無線ノードは、新設無線ノード４０１からの応答を受信するまでステップＳ２１４の判断を繰り返し行う。新設無線ノード４０１からの応答が受信された場合（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、図７のステップＳ２０５の処理へ移行する。以降は、図７のステップＳ２０５以降と同様の処理が行われる。
【００８７】
新設無線ノード４０１は、他局（他の無線ノード）によって送信された物理情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３２１）。他局（他の無線ノード）の物理情報が受信された場合（ステップＳ３２１でＹＥＳ）、新設無線ノード４０１は、接続情報を送ることができないので、当該物理情報を破棄し、ステップＳ３２１の判断を繰り返し行う。新設無線ノード４０１は、他局（他の無線ノード）の物理情報が受信されなければ（ステップＳ３２１でＮＯ）、物理情報を送信する出力強度を初期化し（ステップＳ３２２）、物理情報（参入要求）を送信する（ステップＳ３２３）。
【００８８】
次に、新設無線ノード４０１は、既設無線ノードによって送信された物理情報応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３２４）。既設無線ノードからの物理情報応答が所定時間内に受信されない場合（ステップＳ３２４でＮＯ）、新設無線ノード４０１は、物理情報を送信する出力強度を増加させる（ステップＳ３２５）。そして、ステップＳ３２３の処理に戻り、新設無線ノード４０１は、再度物理情報を送信する。具体的には、新設無線ノード４０１は、初期化した出力強度で物理情報を送信する。そして、新設無線ノード４０１は、所定時間経過しても物理情報応答が受信されないとき、物理情報を送信する送信電力を所定量だけ増加させ、増加した送信電力で物理情報を送信する。新設無線ノード４０１は、既設無線ノードからの物理情報応答が受信されるまで物理情報を送信する出力強度を段階的に増加させながら、繰り返し物理情報を送信する（ステップＳ３２３〜Ｓ３２５）。
【００８９】
物理情報応答が受信された場合（ステップＳ３２４でＹＥＳ）、新設無線ノード４０１は、物理情報応答に対する応答を既設無線ノードへ送信する（ステップＳ３２６）。以降は、図７のステップＳ３０５以降と同様の処理が行われる。
【００９０】
第２の実施の形態のかかる構成と処理により、新設無線ノードが物理情報を出力する出力強度を段階的に増加させながら参入要求を送信して既設無線ノードを探すため、より近傍の無線ノードを探し出すことが出来る。したがって、より精度良く同一ドメイン内の既設無線ノードを発見することができる。また、必要最小限の送信電力で物理情報を出力するので、省電力効果により無線ノードの電源である電池の寿命を延ばすことができる。
【００９１】
なお、物理情報の出力だけではなく、物理情報の出力期間を変更したり、物理情報の媒体となる物理的波動の周波数や変調方式を変更したりするなどしても既設無線ノードでの物理情報の受信感度を操作することができるので、それらを組み合わせることにより同様の効果が得られる。
【００９２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、本線通信部３１６が接続情報を送信しているが、第３の実施の形態では物理情報発生部３１４が接続情報を送信する。
【００９３】
図１１は、本発明の第３の実施の形態における通信システムの処理の概要を説明するための図である。図１１において、図３と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。図１１において、既設無線ノード５１１は既に親機３００に接続済みで、本線通信を行なっている。ここに新設無線ノード５０１が参入した場合の処理の概要を示す。
【００９４】
新設無線ノード５０１がネットワークに参入するとき、物理情報発生部３０４は物理情報（参入要求）Ｐ８を周囲に送信する。既設無線ノード５１１が物理情報Ｐ８の伝搬範囲内に位置しているならば、物理情報受信部３１５で物理情報Ｐ８（参入要求）を受信して近傍に新たな無線ノードがネットワーク参入の要求を出していることを検知する。この時点ではどの無線ノードが物理情報Ｐ８（参入要求）を送信したか不明なので、物理情報発生部３１４は物理情報受信応答をブロードキャストする。
【００９５】
新設無線ノード５０１は既設無線ノード５１１からの物理情報受信応答を物理情報受信部３０５で待ち受けているので、ただちに物理情報発生部３０４から応答を返すことによって既設無線ノード５１１とのアドホック通信を確立させる。各応答信号は自局（送信局）アドレスを含んでおり、受信側は相手方のアドレスを容易に取得することができる。アドホック通信確立後、既設無線ノード５１１は接続情報Ｃ８を新設無線ノード５０１宛てに物理情報発生部３１４から送信する。新設無線ノード５０１の本線通信部３０６は物理情報受信部３０５で受信し取得した接続情報Ｃ８に基づいて周波数チャンネル、親機アドレス及び暗号化鍵などを適切に設定及び利用して親機３００に接続要求を送信する。
【００９６】
なお、本実施の形態において、物理情報受信部３０５が接続情報受信手段の一例に相当し、物理情報発生部３１４が接続情報送信手段の一例に相当する。
【００９７】
この実施の形態では物理情報を用いてデータを伝送するので、物理情報発生部３０４，３１４には変調機能を含み、伝送データに応じて物理情報を変調する。変調方式は、比較的短距離の通信であるのでＡＭ（Amplitude Modulation）変調方式などでも使用可能であるが、信頼性を高めるためにＦＭ（Frequency Modulation）変調方式などを用いても良い。同じく、物理情報受信部３０５，３１５には復調機能を含み、変調された物理情報を復調して伝送データを再生する。このとき、使用する伝送フォーマットは、図４（ｂ）及び（ｃ）と同様である。
【００９８】
第３の実施の形態のかかる構成と処理により、本線通信を行うことなく、物理情報だけでの簡単な構成で無線ノード間のアドホック通信を行うことができる。また、物理情報を用いて親機への接続情報を取得するので、ドメイン外に接続情報が漏洩することがなく、セキュリティの高い接続手順を構成することができる。
【００９９】
なお、物理情報発生部の変調機能と物理情報受信部の復調機能は、ＣＰＵを使用してソフトウエアで実現しても良い。その場合、ハードウエアによる変復調機能を付加する必要がないので、さらなるコストダウンを実現することができる。
【０１００】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第１〜３の実施の形態では、新設無線ノードは１台の既設無線ノードとアドホック通信を確立させて接続情報を取得しているが、第４の実施の形態では、新設無線ノードは複数の既設無線ノードとアドホック通信を確立させて各既設無線ノードから接続情報を取得し、取得した接続情報の一致数に応じて接続情報を決定している。図１２は、本発明の第４の実施の形態における無線ネットワークシステムの構成を示す図である。
【０１０１】
図１２において、無線ネットワークシステム６００はドメイン２Ａ〜２Ｃで構成され、ドメイン２Ａは親機６０１を含み、ドメイン２Ｂ及び２Ｃは子機（無線ノード）のみを含む。ここでは、ドメイン２Ｃに新設無線ノードである子機６０５がネットワーク参入するときの動作を示している。子機６０５は、ドメイン２Ｃに置かれると、物理情報Ｐ９を周囲に送信する。物理情報Ｐ９は指向性を持たせずにブロードキャストされるので、同一ドメイン２Ｃ内の既設無線ノードである子機６０２，６０３，６０４に受信される。それぞれが新設の子機６０５と個別にアドホック通信を確立させる。その後、子機６０２，６０３，６０４が既に保持している親機６０１への接続情報Ｃ９１，Ｃ９２，Ｃ９３をアドホック通信によって子機６０５へそれぞれ送信する。子機６０５は、接続情報Ｃ９１，Ｃ９２，Ｃ９３を多数決処理することにより一つの信頼性の高い接続情報を生成し、その生成した接続情報に基づいて親機６０１に接続を行う。なお、本実施の形態において、子機６０５のＣＰＵが接続情報選択手段の一例に相当する。
【０１０２】
図１３は、本発明の第４の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。図１３は、子機６０２〜６０４（既設無線ノード６０２〜６０４）と子機６０５（新設無線ノード６０５）との間で交わされるプロトコルのフローチャートを示す。
【０１０３】
既設無線ノード６０２〜６０４は、親機６０１と本線通信を行う（ステップＳ２２１，Ｓ２３１，Ｓ２４１）。既設無線ノード６０２〜６０４は、新設無線ノード６０５によって送信された物理情報（参入要求）Ｐ９を受信したか否かを判断する（ステップＳ２２２，Ｓ２３２，Ｓ２４２）。既設無線ノード６０２〜６０４は、物理情報Ｐ９が新設無線ノード６０５から受信されなければ（ステップＳ２２２，Ｓ２３２，Ｓ２４２でＮＯ）、親機６０１と本線通信を続ける。
【０１０４】
新設無線ノード６０５から物理情報Ｐ９（参入要求）を受信した場合（ステップＳ２２２，Ｓ２３２，Ｓ２４２でＹＥＳ）、既設無線ノード６０２〜６０４は、物理情報に対する物理情報応答をそれぞれ返信する（ステップＳ２２３，Ｓ２３３，Ｓ２４３）。なお、ステップＳ２２３，Ｓ２３３，Ｓ２４３の処理の後に、図７に示すステップＳ２０４の処理がそれぞれ行われるが、図１３では省略している。その後、新設無線ノード６０５から応答を受信してそれぞれのアドホック通信が確立された場合、既設無線ノード６０２〜６０４は、接続情報Ｃ９１〜Ｃ９３をそれぞれ送信する（ステップＳ２２４，Ｓ２３４，Ｓ２４４）。
【０１０５】
新設無線ノード６０５は、他局（他の無線ノード）によって送信された物理情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３３１）。他局（他の無線ノード）の物理情報が受信された場合（ステップＳ３３１でＹＥＳ）、新設無線ノード６０５は、接続情報を送ることができないので、当該物理情報を破棄し、ステップＳ３３１の判断を繰り返し行う。新設無線ノード６０５は、他局（他の無線ノード）の物理情報が受信されなければ（ステップＳ３３１でＮＯ）、物理情報Ｐ９（参入要求）を送信する（ステップＳ３３２）。
【０１０６】
次に、新設無線ノード６０５は、既設無線ノード６０２〜６０４によって送信された物理情報応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３３３）。既設無線ノードからの物理情報応答が受信されない場合（ステップＳ３３３でＮＯ）、ステップＳ３３２の処理に戻り、物理情報応答が受信されるまで繰り返し物理情報を送信する。このとき、新設無線ノード６０５は、受信された物理情報応答の個数分により、物理情報Ｐ９を受信できた既設無線ノード数ｎを検知することができる。したがって、既設無線ノード６０２〜６０４から接続情報を受信するときは、ｎ個分（ここではｎ＝３）の接続情報Ｃ９１〜Ｃ９３を受信する。
【０１０７】
物理情報応答が受信された場合（ステップＳ３３３でＹＥＳ）、新設無線ノード６０５は、物理情報応答に対する応答を送信する。なお、ステップＳ３３３の処理の後に、図７に示すステップＳ３０４の処理が行われるが図１３では省略している。次に、新設無線ノード６０５は、既設無線ノード６０２〜６０４によって送信された接続情報を全て受信したか否かを判断する（ステップＳ３３４）。接続情報が全て受信されない場合（ステップＳ３３４でＮＯ）、新設無線ノード６０５は、接続情報が全て受信されるまでステップＳ３３４の判断を繰り返し行う。すなわち、新設無線ノード６０５は、物理情報応答を受信した際に、既設無線ノードが何個接続されているかを認識しているので、認識した個数分の接続情報Ｃ９１〜Ｃ９３を受信するまでステップＳ３３４の判断を繰り返し行う。
【０１０８】
接続情報が全て受信された場合（ステップＳ３３４でＹＥＳ）、新設無線ノード６０５は、取得したｎ個の接続情報を多数決処理し（ステップＳ３３５）、一つの信頼性の高い接続情報を生成する。具体的には、新設無線ノード６０５のＣＰＵは、受信した複数の接続情報の中から同一内容の接続情報の数を計数し、最も数の多い接続情報を採用する。
【０１０９】
第４の実施の形態のかかる構成と処理により、新設無線ノードは、複数の既設無線ノードによって送信された複数の接続情報が受信され、受信された複数の接続情報の中から１の接続情報が選択されるので、信頼性のある接続情報を得ることができる。従って、エラーを含む物理情報が伝搬されて既設無線ノード以外の無線ノードとアドホック通信を成立させてしまい、不正な接続情報が送信されてきた場合でも動作の信頼性を確保することができる。また、複数の接続情報の中から１の接続情報が多数決によって選択されるので、信頼性のある接続情報を得ることができる。
【０１１０】
なお、新設無線ノードが物理情報応答を待ち受ける際は、タイムアウト時間を定めて規定時間内に物理情報応答を返した既設無線ノードの数をｎとすればよい。どの既設無線ノードから応答があったかは、ヘッダコード中の送信元アドレスを参照することによって容易に把握することが出来る。
【０１１１】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。上記の第１〜第４の実施の形態では、１つの無線ノードが新たに設置される場合について説明しているが、第５の実施の形態では、複数の無線ノードが新たに設置される場合について説明する。図１４は、本発明の第５の実施の形態における無線ネットワークシステムの構成を示す図である。
【０１１２】
図１４において、無線ネットワークシステム７００はドメイン３Ａ〜３Ｃで構成され、ドメイン３Ａは親機７０１を含み、ドメイン３Ｂ及び３Ｃは子機（無線ノード）のみを収容する。ここでは、ドメイン３Ｃに新設無線ノードである子機７０３及び子機７０４がネットワーク参入するときの動作を示している。子機７０３は、ドメイン３Ｃに置かれると、物理情報Ｐ１１を周囲に送信する。物理情報Ｐ１１は指向性を持たせずにブロードキャストされるので、同一ドメイン２Ｃ内の既設子機７０２と新設子機である子機７０４とに受信される。新設子機７０３と既設子機７０２とはアドホック通信を確立させ、子機７０２が既に保持している親機７０１への接続情報Ｃ１１０をアドホック通信によって子機７０３に送信する。このとき、子機７０４は既に子機７０３からの物理情報Ｐ１１を受信していて子機７０３と同様の動作タイミングをエミュレートできるので、子機７０２からの接続情報Ｃ１１０を子機７０３と同じタイミングで受信（傍受）することができる。子機７０３と子機７０４とは、それぞれ受信した接続情報Ｃ１１０に基づいて親機７０１に接続を行う。
【０１１３】
なお、本実施の形態において、子機７０４が第１の通信端末の一例に相当し、子機７０２が第２の通信端末の一例に相当し、子機７０３が第３の通信端末の一例に相当し、子機７０４の物理情報受信部が参入要求受信手段の一例に相当する。
【０１１４】
図１５は、本発明の第５の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。図１５は、子機７０２（既設無線ノード７０２）と子機７０３（新設無線ノード７０３）と子機７０４（新設無線ノード７０４）との間で交わされるプロトコルのフローチャートを示す。
【０１１５】
既設無線ノード７０２は、親機７０１と本線通信を行う（ステップＳ２５１）。既設無線ノード７０２は、新設無線ノード７０３によって送信された物理情報（参入要求）Ｐ１１を受信したか否かを判断する（ステップＳ２５２）。既設無線ノード７０２は、物理情報Ｐ１１が新設無線ノード７０３から受信されなければ（ステップＳ２５２でＮＯ）、親機７０１と本線通信を続ける。新設無線ノード７０３から物理情報Ｐ１１（参入要求）を受信した場合（ステップＳ２５２でＹＥＳ）、既設無線ノード７０２は、物理情報に対する物理情報応答を返信する（ステップＳ２５３）。
【０１１６】
その後、既設無線ノード７０２は、新設無線ノード７０３によって送信された応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ２５４）。新設無線ノード７０３からの応答が受信されない場合（ステップＳ２５４でＮＯ）、既設無線ノード７０２は、新設無線ノード７０３からの応答を受信するまでステップＳ２５４の判断を繰り返し行う。新設無線ノード７０３とアドホック通信が確立され新設無線ノード７０３から応答を受信した場合（ステップＳ２５４でＹＥＳ）、既設無線ノード７０２は、接続情報Ｃ１１０を送信する（ステップＳ２５５）。そして、既設無線ノード７０２は、接続情報Ｃ１１０を送信した後、図８のステップＳ２０６の処理へ移行する。以降は、図８のステップＳ２０６以降と同様の処理が行われる。
【０１１７】
新設無線ノード７０３は、他局（他の無線ノード）によって送信された物理情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３４１）。他局（他の無線ノード）の物理情報が受信された場合（ステップＳ３４１でＹＥＳ）、新設無線ノード７０３は、既設無線ノードから他の新設無線ノード宛に送信された接続情報を受信するべく新設無線ノード７０４のステップＳ３５２以降の処理を行う。新設無線ノード７０３は、他局（他の無線ノード）の物理情報が受信されなければ（ステップＳ３４１でＮＯ）、物理情報Ｐ１１（参入要求）を送信する（ステップＳ３４２）。
【０１１８】
ここでは、新設無線ノード７０３と新設無線ノード７０４とのうちのどちらが先に物理情報を送信するかを競争することになるが、新設無線ノード７０３が物理情報の送信権を得ているとする。すなわち、複数の無線ノードが新たに設置される場合、１の無線ノードは他の無線ノードから物理情報を受信した場合は物理情報を送信しない。
【０１１９】
次に、新設無線ノード７０３は、既設無線ノード７０２によって送信された物理情報応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３４３）。このとき、既設無線ノード７０２からの物理情報応答が受信されない場合（ステップＳ３４３でＮＯ）、ステップＳ３４２の処理に戻り、物理情報応答が受信されるまで繰り返し物理情報を送信する。物理情報応答が受信された場合（ステップＳ３４３でＹＥＳ）、新設無線ノード７０３は、物理情報応答に対する応答を送信する（ステップＳ３４４）。
【０１２０】
その後、新設無線ノード７０３は、既設無線ノード７０２によって送信された接続情報Ｃ１１０を受信したか否かを判断する（ステップＳ３４５）。接続情報Ｃ１１０が受信されない場合（ステップＳ３４５でＮＯ）、新設無線ノード７０３は、接続情報Ｃ１１０が受信されるまでステップＳ３４５の判断を繰り返し行う。既設無線ノード７０２からの接続情報Ｃ１１０が受信された場合（ステップＳ３４５でＹＥＳ）、図８のステップＳ３０６の処理へ移行する。以降は、図８のステップＳ３０６以降と同様の処理が行われる。
【０１２１】
新設無線ノード７０４は、他局（他の無線ノード）によって送信された物理情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３５１）。他局（他の無線ノード）の物理情報が受信されない場合（ステップＳ３５１でＮＯ）、新設無線ノード７０４は、物理情報を送信するべく新設無線ノード７０３のステップＳ３４２以降の処理を行う。本実施の形態において、新設無線ノード７０４は、物理情報の送信権が他局（新設無線ノード７０３）にあるため、新設無線ノード７０３からの物理情報Ｐ１１が受信されるのを待つ。
【０１２２】
その後、新設無線ノード７０３の物理情報が受信された場合（ステップＳ３５１でＹＥＳ）、新設無線ノード７０３からの応答が受信されるのを待つ。新設無線ノード７０４は、新設無線ノード７０３によって送信された応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３５２）。新設無線ノード７０３からの応答が受信されない場合（ステップＳ３５２でＮＯ）、新設無線ノード７０４は、新設無線ノード７０３からの応答を受信するまでステップＳ３５２の判断を繰り返し行う。
【０１２３】
応答を受信した後、既設無線ノード７０２から新設無線ノード７０３宛の接続情報Ｃ１１０を傍受する。すなわち、新設無線ノード７０３からの応答が受信された場合（ステップＳ３５２でＹＥＳ）、新設無線ノード７０４は、既設無線ノード７０２によって送信された新設無線ノード７０３宛の接続情報Ｃ１１０を受信したか否かを判断する（ステップＳ３５３）。接続情報Ｃ１１０が受信されない場合（ステップＳ３５３でＮＯ）、新設無線ノード７０４は、接続情報Ｃ１１０が受信されるまでステップＳ３５３の判断を繰り返し行う。既設無線ノード７０２からの接続情報Ｃ１１０が受信された場合（ステップＳ３５３でＹＥＳ）、図８のステップＳ３０６の処理へ移行する。以降は、図８のステップＳ３０６以降と同様の処理が行われる。
【０１２４】
第５の実施の形態のかかる構成と処理により、親通信装置と通信可能に接続されていない複数の無線ノードが同時にネットワークに参入する場合、一つの新設無線ノードと既設無線ノードとの間でのアドホック通信を他の新設無線ノードが傍受するので、他の新設無線ノードが既設無線ノードと改めてアドホック通信を確立する必要がなくなる。従って、簡単な手順で複数の新設無線ノードを一挙にネットワークに参入させることができる。
【０１２５】
また、一つの新設無線ノードと既設無線ノードとの間に物理的障害があり、物理情報による情報の伝搬が阻止されてアドホック通信が確立できない場合においても、他の新設無線ノードが受信する接続情報を傍受することにより目的の親機への接続情報を取得することができる。
【０１２６】
なお、無線ＬＡＮに用いられるアクセス制御方式の一つであるＣＳＭＡ／ＣＡ（搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）と同様の機能を無線ノードの物理情報発生部が備えることにより、新設無線ノードが物理情報を送信する前には必ず伝送空間に他局による物理情報が送信されていないかチェックし、物理情報の送信衝突を防ぐことができる。したがって、最も早く物理情報を送信した新設無線ノードと既設無線ノードとの交信を、他の新設無線ノードが傍受するようにしておけばよい。また、無線ノードの本線通信処理部にもＣＳＭＡ／ＣＡの機能を搭載しておけば、本線通信における無線ノード間の通信衝突を防止することができる。
【０１２７】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。上記の第１〜第５の実施の形態では、新設無線ノードが参入要求を送信することにより、既設無線ノードとのアドホック通信を確立させ、接続情報を取得しているが、第６の実施の形態では、新設無線ノードの周囲の環境情報と既設無線ノードの周囲の環境情報とを比較し、一致する場合、新設無線ノードは既設無線ノードと同一ドメイン内に存在すると見なし、当該既設無線ノードから接続情報を取得する。
【０１２８】
図１６は、本発明の第６の実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図である。無線ノード８０１は、ＣＰＵ８０２、ＲＯＭ８０３、環境センシング部８０５及び本線通信部８０６を備えて構成される。
【０１２９】
ＣＰＵ８０２は、無線ノード各部の制御を行うとともに、外部との通信制御を行う。ＲＯＭ８０３は、データ処理プログラムや通信処理プログラムを格納し、アドホック通信プログラムＰＧ６、環境情報処理プログラムＰＧ７及び本線通信プログラムＰＧ８を記憶する。アドホック通信プログラムＰＧ６は、新設無線ノードと既設無線ノードとの間のアドホック通信を確立させ、通信制御するためのプログラムである。環境情報処理プログラムＰＧ７は、取得した環境情報の処理を行うためのプログラムである。本線通信プログラムＰＧ８は、親機との本線通信を確立させ、通信制御するためのプログラムである。環境センシング部８０５は、無線ノード８０１の周囲の環境物理量の取得を行う。環境物理量とは、照度、温度、湿度、騒音又は振動などの物理的パラメータである。本線通信部８０６は、親機と無線ノードとの間の通信を行う。
【０１３０】
上記の構成を有する無線ノードは、既設無線ノードにも新設無線ノードにもなり得る。つまり、既設無線ノードも新設無線ノードも同様の構成要件を持つ。
【０１３１】
ＣＰＵ８０２は、ＲＯＭ８０３から適宜必要なプログラムをフェッチして処理を実行する。ＣＰＵ８０２は、アドホック通信プログラムＰＧ６を実行することにより、環境物理量の取得処理を行う。この場合、環境物理量Ｓ２１を環境センシング部８０５で検知して取得し、環境情報Ｓ２２を得る。環境センシング部８０５の検知感度は、感度調整信号Ｓ２３で調整される。ＣＰＵ８０２は、環境情報処理プログラムＰＧ７を実行することにより、取得した環境情報Ｓ２２を処理する。
【０１３２】
ＣＰＵ８０２は、本線通信プログラムＰＧ８を実行することにより、本線通信の送受信処理を行う。この場合、ＣＰＵ８０２によって出力された送信データＳ５は本線通信部８０６によって変調及び周波数変換され、本線通信電波Ｓ６として他局へ送信される。また、他局によって送信された本線通信電波Ｓ６は本線通信部８０６によって周波数変換及び復調され、受信データＳ５としてＣＰＵ８０２へ出力される。使用する周波数チャンネルなどの制御情報は、信号Ｓ５に多重して本線通信部８０６に指示される。
【０１３３】
なお、本実施の形態において、環境センシング部８０５が環境情報取得手段の一例に相当し、本線通信部８０６が通信手段、環境情報要求送信手段、環境情報受信手段、環境情報応答送信手段、接続情報受信手段、データ送受信手段、環境情報要求受信手段、環境情報送信手段、環境情報応答受信手段及び接続情報送信手段の一例に相当する。
【０１３４】
次に、本発明の第６の実施の形態における通信システムの処理について説明する。図１７は、本発明の第６の実施の形態における通信システムの処理について説明するためのフローチャートである。図１７は、既設無線ノードと新設無線ノード８０１との間で交わされるプロトコルのフローチャートを示す。
【０１３５】
既設無線ノードは、親機と本線通信を行う（ステップＳ２６１）。次に、既設無線ノードは、新設無線ノード８０１によって送信された環境情報送信要求が受信されたか否かを判断する（ステップＳ２６２）。既設無線ノードは、環境情報送信要求が新設無線ノード８０１から受信されなければ（ステップＳ２６２でＮＯ）、ステップＳ２６１の処理へ戻り、親機と本線通信を続ける。新設無線ノード８０１から環境情報送信要求を受信した場合（ステップＳ２６２でＹＥＳ）、既設無線ノードは、環境センシング部によって環境情報を取得する（ステップＳ２６３）。
【０１３６】
その後、既設無線ノードは、新設無線ノード８０１へ取得した環境情報を送信する（ステップＳ２６４）。次に、既設無線ノードは、新設無線ノード８０１によって送信された応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ２６５）。新設無線ノード８０１からの応答が受信されない場合（ステップＳ２６５でＮＯ）、既設無線ノードは、所定期間経過（タイムアウト）するまでステップＳ２６５の判断を繰り返し行う。送信した環境情報に対して新設無線ノード８０１からの応答待ちがタイムアウトしたならばステップＳ２６１の処理に戻る。新設無線ノード８０１からの応答が受信された場合（ステップＳ２６５でＹＥＳ）、図７のステップＳ２０５の処理へ移行する。以降は、図７のステップＳ２０５以降と同様の処理が行われる。
【０１３７】
新設無線ノード８０１は、環境センシング部８０５によって自局の周辺の環境情報を取得する（ステップＳ３６１）。次に、新設無線ノード８０１は、既設無線ノードの周辺の環境情報を取得するために環境情報送信要求を既設無線ノードに送信する（ステップＳ３６２）。その後、新設無線ノード８０１は、既設無線ノードによって送信された環境情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ３６３）。環境情報が受信されない場合（ステップＳ３６３でＮＯ）、新設無線ノード８０１は、環境情報が受信されるまでステップＳ３６３の判断を繰り返し行う。
【０１３８】
環境情報が受信された場合（ステップＳ３６３でＹＥＳ）、新設無線ノード８０１は、自局の環境情報と比較して相関があるか否かを判断する（ステップＳ３６４）。既設無線ノードから取得した環境情報と環境センシング部８０５によって取得した環境情報とに相関がある場合（ステップＳ３６４でＹＥＳ）、新設無線ノード８０１は、環境情報に対する応答を送信する（ステップＳ３６６）。以降は、図７のステップＳ３０５以降と同様の処理が行われる。
【０１３９】
既設無線ノードから取得した環境情報と環境センシング部８０５によって取得した環境情報とに相関が無い場合（ステップＳ３６４でＮＯ）、新設無線ノード８０１は、環境センシング部８０５のセンシング感度を調整し（ステップＳ３６５）、最初（ステップＳ３６１）からリトライする。このリトライを繰り返すことにより、自局周囲の環境に最も相関の高い環境にある既設無線ノードを探し出す。
【０１４０】
第６の実施の形態のかかる構成により、無線ノードは、親通信装置（親機）と通信可能に接続されていない新設無線ノードと、親通信装置と通信可能に接続されている既設無線ノードとを含んでおり、新設無線ノードの環境センシング部８０５によって、新設無線ノードの周囲の環境情報が取得され、新設無線ノードの本線通信部８０６によって、既設無線ノードに対して環境情報を要求するための環境情報要求が送信される。そして、既設無線ノードの本線通信部８０６によって、環境情報要求が受信され、既設無線ノードの環境センシング部８０５によって、環境情報要求が受信された場合、既設無線ノードの周囲の環境情報が取得され、既設無線ノードの本線通信部８０６によって、環境情報が新設無線ノードへ送信される。続いて、新設無線ノードの本線通信部８０６によって、既設無線ノードから環境情報が受信され、受信された既設無線ノードの環境情報と、新設無線ノードの環境情報とが一致する場合、既設無線ノードへ環境情報に対する応答が送信される。その後、既設無線ノードの本線通信部８０６によって、環境情報応答が受信された場合、親通信装置と通信可能に接続するための接続情報が新設無線ノードへ送信される。新設線ノードの本線通信部８０６によって、接続情報が既設無線ノードから受信され、受信された接続情報に基づいて親通信装置との通信セッションを確立させ、データが送受信される。
【０１４１】
したがって、同一ドメイン内の無線ノードは同じ環境情報を取得することになるので、無線ノード間で環境情報を交換して比較することにより、新設無線ノードは同一ドメイン内の既設無線ノードを容易に発見することができる。また、既設無線ノードから目的の親通信装置への接続情報を取得し、その接続情報に基づいて目的の親通信装置へ接続するので、目的の親通信装置が物理的に隔離された別のドメインに存在する場合でも誤接続を防止することができる。なお、環境情報とは、照度、温度、湿度、騒音又は振動などである。
【０１４２】
なお、環境情報は、長時間測定して収集した環境プロファイルを使用すれば、さらに相関検出の精度が高まる。例えば、環境センシング部８０５に光センサを用い、部屋の明暗サイクルのプロファイルを収集すれば、当該ドメイン（部屋）の環境プロファイルが求まる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明にかかる通信システム及び通信方法は、無線ノードによる無線通信システムを、利用者の負担無く簡単な手順で構築及び増築することが可能である。例えば、家庭向けの防犯センサーネットワークなどに応用可能である。また、無線のみならず有線通信システムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態における無線ノード間の処理の概要について説明するための図である。
【図４】第１の実施の形態において伝送されるデータフォーマットの一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態において伝送されるデータフォーマットの一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における処理の手順を示す図である。
【図７】第１の実施の形態における通信システムの処理を説明するための第１のフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態における通信システムの処理を説明するための第２のフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における通信システムの処理の概要を説明するための図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における無線ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第５の実施の形態における無線ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態における通信システムの処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の第６の実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図である。
【図１７】第６の実施の形態における通信システムの処理について説明するためのフローチャートである。
【図１８】従来の無線ノードの通信方法の接続トポロジーを示す図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００    無線ネットワークシステム
１０１    親機
１０２    子機（既設無線ノード）
１０３    子機（新設無線ノード）
２０１    無線ノード
２０２    ＣＰＵ
２０３    ＲＯＭ
２０４    物理情報発生部
２０５    物理情報受信部
２０６    本線通信部
【図１】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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