(57)【要約】【課題】受信信号強度の計測のための特別な通信を行わずに、十分な数の受信信号強度の計測結果を得る。【解決手段】親局１１００が、無線信号の受信信号強度の計測を目的としない通常フレームを繰り返し子局１２００に送信する。子局１２００は、通常フレームの受信の度に、通常フレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測する。これにより、受信信号強度の計測のための特別な通信を行わずに、十分な数の受信信号強度の計測結果を得ることができる。【選択図】図１
2013187686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信フレームを無線通信する第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを有する通信システムであって、
前記第１の無線通信装置は、
無線信号の受信信号強度の計測を目的としない通信フレームを、第１の通常フレームとして、前記第２の無線通信装置に対して繰り返し送信し、
前記第２の無線通信装置は、
前記第１の無線通信装置から送信された第１の通常フレームを受信するとともに、第１の通常フレームの受信の度に、第１の通常フレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測し、計測結果と第１の通常フレームの受信回数を記憶することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第２の無線通信装置は、
無線信号の受信信号強度の計測を目的としない通信フレームを、第２の通常フレームとして、前記第１の無線通信装置に対して繰り返し送信し、
前記第１の無線通信装置は、
前記第２の無線通信装置から送信された第２の通常フレームを受信するとともに、第２の通常フレームの受信の度に、第２の通常フレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測し、計測結果と第２の通常フレームの受信回数を記憶する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】
前記通信システムは、更に、
第３の無線通信装置を有し、
前記第１の無線通信装置は、
前記第２の無線通信装置への第１の通常フレームの送信回数と閾値とを比較し、前記第２の無線通信装置への第１の通常フレームの送信回数が閾値に満たない場合に、前記第３の無線通信装置に対して、無線信号の受信信号強度の計測のための通信フレームであるテストフレームを送信するよう指示し、
前記第３の無線通信装置は、
前記第１の無線通信装置によりテストフレームの送信が指示された場合に、テストフレームを送信し、
前記第２の無線通信装置は、
前記第３の無線通信装置から送信されたテストフレームを受信するとともに、テストフレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測し、計測結果とテストフレームの受信回数を記憶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１の無線通信装置は、
前記第３の無線通信装置から送信されたテストフレームを受信するとともに、テストフレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測し、計測結果とテストフレームの受信回数を記憶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１の無線通信装置は、
前記第２の無線通信装置への第１の通常フレームの送信回数が閾値に満たない場合に、前記第２の無線通信装置への第１の通常フレームの送信回数と閾値との差の回数分のテストフレームを送信するよう前記第３の無線通信装置に指示し、
前記第３の無線通信装置は、
前記第１の無線通信装置により指示された回数分のテストフレームの送信を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第２の無線通信装置は、
第１の通常フレーム受信時の計測結果及び第１の通常フレームの受信回数と、テストフレーム受信時の計測結果及びテストフレームの受信回数とを、前記第１の無線通信装置に通知することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の無線通信装置は、
第１の通常フレームとして、前記第１の無線通信装置のアプリケーションと前記第２の無線通信装置のアプリケーションとの間で用いられるデータをアプリケーションペイロードとして含む通信フレームを、前記第２の無線通信装置に対して繰り返し送信することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の通信システム。
【請求項８】
通信相手装置から通信フレームを受信する無線通信装置であって、
無線信号の受信信号強度の計測を目的としない、前記通信相手装置から繰り返し送信される通信フレームである通常フレームを受信するとともに、通常フレームの受信の度に、通常フレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測する受信計測部と、
前記受信計測部による計測結果と、前記受信計測部による通常フレームの受信回数とを記憶する記憶部とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
前記受信計測部は、
前記通信相手装置以外の外部装置から送信された、無線信号の受信信号強度の計測のための通信フレームであるテストフレームを受信するとともに、テストフレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測し、
前記記憶部は、
前記受信計測部による計測結果と、前記受信計測部によるテストフレームの受信回数とを記憶することを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
通信相手装置に通信フレームを送信する無線通信装置であって、
無線信号の受信信号強度の計測を目的としない通信フレームを、通常フレームとして、前記通信相手装置に対して繰り返し送信して、前記通信相手装置において通常フレームの受信の度に通常フレームの受信時の無線信号の受信信号強度を計測させる通常フレーム送信部と、
前記通常フレーム送信部による通常フレームの送信回数と閾値とを比較し、前記通常フレーム送信部による通常フレームの送信回数が閾値に満たない場合に、前記通信相手装置以外の外部装置に対して、無線信号の受信信号強度の計測のための通信フレームであるテストフレームを送信するよう指示し、前記外部装置からテストフレームを送信させ、前記通信相手装置においてテストフレームの受信時の無線信号の受信信号強度を計測させるテストフレーム指示部とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
前記テストフレーム指示部は、
前記通常フレーム送信部による通常フレームの送信回数が閾値に満たない場合に、前記通常フレーム送信部による通常フレームの送信回数と閾値との差の回数分のテストフレームを送信するよう前記外部装置に指示することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無人監視を目的とする無線通信システムでは、目的の通信装置からの応答が無くなった場合、通信不能に陥った原因を知るためには、設置場所で通信装置の状態や設置状況を調査する必要があった。
【０００３】
例えば、特許文献１において、無線通信システム内の親局は、無線信号のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度）、通信信号のノイズレベル、経由する無線端末のホップ数、及び、無線端末の中継局としての利用度の少なくとも１つを条件に最適な通信ルートを判定するルート判定手段と、判定した最適な通信ルートを無線端末に設定するために、最適な通信経路に係わる経路情報を送信する手段を備える。
そして、親局は他の無線端末の要求もしくは当該親局自身の要求により、リンク間のＲＳＳＩ、ノイズレベル、経由する無線端末の段数、無線端末の中継局としての利用度から最適な通信経路を算出し、当該最適な通信経路ルートで要求元の無線端末との通信経路を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８７４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の手法では、ＲＳＳＩを計測するためのテストパケットを通信してＲＳＳＩを計測しており、ＲＳＳＩの計測のために余計な通信を行わなければならない。
また、従来の手法は、少数のＲＳＳＩのサンプルで通信状態を判定する場合があり、正確に通信状態を判定できない場合がある。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決することを主な目的の一つとしており、受信信号強度の計測のための特別な通信を行わずに、十分な数の受信信号強度の計測結果を得ることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る通信システムは、
通信フレームを無線通信する第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを有する通信システムであって、
前記第１の無線通信装置は、
無線信号の受信信号強度の計測を目的としない通信フレームを、第１の通常フレームとして、前記第２の無線通信装置に対して繰り返し送信し、
前記第２の無線通信装置は、
前記第１の無線通信装置から送信された第１の通常フレームを受信するとともに、第１の通常フレームの受信の度に、第１の通常フレーム受信時の無線信号の受信信号強度を計測し、計測結果と第１の通常フレームの受信回数を記憶することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、繰り返し送信される、無線信号の受信信号強度の計測を目的としない通信フレームを用いて、無線信号の受信信号強度を計測するため、受信信号強度の計測のための特別な通信を行わずに、十分な数の受信信号強度の計測結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るシステム構成例を示す図。
【図２】実施の形態１に係る障害管理情報テーブルの例を示す図。
【図３】実施の形態１に係る障害管理情報バッファの例を示す図。
【図４】実施の形態１に係る送信回数管理リストの例を示す図。
【図５】実施の形態１に係る通常フレームのフォーマット例を示す図。
【図６】実施の形態１に係るテストフレームのフォーマット例を示す図。
【図７】実施の形態１に係る計測結果収集要求のフォーマット例を示す図。
【図８】実施の形態１に係る計測結果収集応答のフォーマット例を示す図。
【図９】実施の形態１に係る計測要求のフォーマット例を示す図。
【図１０】実施の形態１に係る親局装置の構成例を示す図。
【図１１】実施の形態１に係る子局装置の構成例を示す図。
【図１２】実施の形態１に係る中継局装置の構成例を示す図。
【図１３】実施の形態１に係るアプリケーションの送受信手順を示すフローチャート図。
【図１４】実施の形態１に係る親局装置のフレーム送信手順を示すフローチャート図。
【図１５】実施の形態１に係るリンク状態の計測手順を示すフローチャート図。
【図１６】実施の形態１に係る子局装置のフレーム送信手順を示すフローチャート図。
【図１７】実施の形態１に係る計測要求手順を示すフローチャート図。
【図１８】実施の形態１に係る計測結果収集手順を示すフローチャート図。
【図１９】実施の形態１に係る親局装置等のハードウェア構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態では、通信状態を計測することを目的とする通信以外の通信を用いて通信状態を計測し、周期的に通信状態や無線端末の状態に関する情報を収集する方法について説明する。
【００１１】
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成例を示す。
図１において、親局装置１１００（以下、単に「親局１１００」という）は商用電源で駆動し、無線ネットワークを制御する無線端末である。
子局装置１２００（以下、単に「子局１２００」という）は電池で駆動し、センサなどにより無人監視を行う無線端末である。
中継局装置１３００（以下、単に「中継局１３００という」は電池で駆動する無線端末である。
無線リンクＮ１０、Ｎ１１、Ｎ１２はそれぞれ、親局１１００と子局１２００、親局１１００と中継局１３００、中継局１３００と子局１２００が通信可能な無線リンクである。
つまり、Ｎ１０は親局１１００と子局１２００が通信する際に使用する無線リンクである。
Ｎ１１は親局１１００と中継局１３００が通信する際に使用する無線リンクである。
Ｎ１２は中継局１３００と子局１２００が通信する際に使用する無線リンクである。
以下では、任意の無線端末を指す場合にノードと呼ぶ。
なお、親局１１００のノードアドレスは例えば０ｘ０１である。
また、子局１２００のノードアドレスは例えば０ｘ１０である。
また、中継局１３００のノードアドレスは例えば０ｘ１１である。
【００１２】
また、親局１１００は、第１の無線通信装置の例であり、また、無線通信又は通信相手装置の例でもある。
また、子局１２００は、第２の無線通信装置の例であり、また、無線通信又は通信相手装置の例でもある。
また、中継局１３００は、第３の無線通信装置の例であり、また、外部装置の例でもある。
【００１３】
［実施の形態１のデータ構造］
図２は、親局１１００が障害要因の判別のためのデータを格納する障害管理情報テーブルＴ１００である。
障害管理情報テーブルＴ１００は、計測シーケンス番号とノードごとの障害管理情報とから構成される。
計測シーケンス番号は、通信状態を計測したシーケンスを識別するための番号である。
ノードごとの障害管理情報は、ノードアドレスと、測定日時と、電池状態と、エラーログとリンク状態で構成される。
測定日時は、データを収集した時刻である。
エラーログには、親局１１００の該当する計測シーケンス内に計測した、通信エラーが記録される。
リンク状態において、平均ＲＳＳＩは、親局１１００と子局１２００、中継局１３００間の通信で計測されたＲＳＳＩの平均値である。
ＲＳＳＩ標準偏差は、ＲＳＳＩの標準偏差である。
フレームの受信回数は、該当するノードがフレームを受信した回数である。
フレームの送信回数は、該当するノードからフレームが送信された回数である。
パケットロス率は、パケットロスが発生した頻度である。
【００１４】
図３は、子局１２００、中継局１３００が保持する障害管理情報バッファＴ２００である。
障害管理情報バッファＴ２００は計測シーケンス番号、電池状態、リンク状態（送信元ノードアドレス、同一の計測シーケンスにおける平均ＲＳＳＩ、ＲＳＳＩ標準偏差、フレームの受信回数）からなる。
【００１５】
図４は親局１１００が、システム内の各ノードがフレームを送信した回数を管理するため保持する送信回数管理リストＴ３００である。
送信回数管理リストＴ３００はシステム内のノードのノードアドレスとノードに対応する送信回数からなる。
【００１６】
［実施の形態１のフレームフォーマット］
図５は、通常フレームＣ１００のフレームフォーマットの一例を示す。
通常フレームＣ１００は、次ホップのノードを表す送信先ノードアドレス、フレームを送信したノードを表す送信元ノードアドレス、通信経路、計測シーケンスの識別子である計測シーケンス番号、アプリケーションペイロードを持つ。
通常フレームＣ１００は、無線信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の計測を目的としない通信フレームである。
通常フレームＣ１００は、例えば、親局１１００のアプリケーションプログラムと子局１２００のアプリケーションプログラムとの間で用いられるデータをアプリケーションペイロードに含む通信フレームである。
なお、親局１１００から子局１２００に送信する通常フレームが第１の通常フレームに相当し、子局１２００から親局１１００に送信する通常フレームが第２の通常フレームに相当する。
本実施の形態では、親局１１００及び子局１２００は、通常フレームＣ１００の受信時にＲＳＳＩを計測する。
【００１７】
図６は、テストフレームＣ２００のフレームフォーマットの一例を示す。
テストフレームＣ２００は、ブロードキャストする際に使用する送信先ノードアドレスであるブロードキャストアドレス、送信元ノードアドレス、通信経路、計測シーケンス番号、テストフレームを表すコマンドＩＤを持つ。
テストフレームＣ２００は、リンク状態の計測に用いるための通信フレームである。
上述したように、原則として通常フレームＣ１００でＲＳＳＩを計測し、通常フレームＣ１００による計測数が不足している場合に、テストフレームＣ２００を用いたＲＳＳＩの計測が行われる。
テストフレームＣ２００は、親局１１００から要求に基づき、中継局１３００が送信する。
【００１８】
図７は、親局１１００が他のノードに障害管理情報の送信を要求する計測結果収集要求Ｃ３００の一例である。
計測結果収集要求Ｃ３００は、送信先ノードアドレス、送信元ノードアドレス、通信経路、計測シーケンス番号、計測結果収集要求であることを表すコマンドＩＤ、コマンドシーケンス番号を持つ。
【００１９】
図８は、ノードが親局１１００に障害管理情報を送るための計測結果収集応答Ｃ４００の一例である。
計測結果収集応答Ｃ４００は、送信先ノードアドレス、送信元ノードアドレス、通信経路、計測シーケンス番号、計測結果収集応答を表すコマンドＩＤ、計測結果収集要求の応答であることを表すコマンドシーケンス番号、送信元ノードで計測された平均ＲＳＳＩ、受信回数、送信回数からなる障害管理情報を持つ。
【００２０】
図９は、親局１１００が中継局１３００にテストフレームの送信を要求する計測要求Ｃ５００の一例を表す。
計測要求Ｃ５００は、送信先ノードアドレス、送信元ノードアドレス、通信経路、計測シーケンス番号、計測要求を表すコマンドＩＤ、計測要求送信成功を確認するために送信する計測要求ごとにシーケンシャルに付加されるコマンドシーケンス番号、テストフレーム送信回数を持つ。
【００２１】
［実施の形態１のノードの構成］
図１０は、親局１１００の構成例を表す図である。
【００２２】
アプリ送信部１０１は、定期的にデータ収集などを要求する通常フレームＣ１００を送信する手段（例えばプログラム）である。
通信経路管理部１０２は、システム内の全てのノードへの通信経路を保持する手段（例えばプログラム）である。
無線受信部１０３は、無線信号を受信し、無線信号からフレームのデータに復号（復調、Ａ／Ｄ変換等）する無線チップなどの回路やアンテナである。
計測判定部１０４は、リンク状態の計測結果を記録するかを判定する手段（例えばプログラム）である。
宛先判定部１０５は、受信したフレームが自局宛かを判定し、自局宛でなければ、受信したフレームを棄却する手段（例えばプログラム）である。
無線送信部１０６は、フレームのデータを変調し、無線信号として送信する無線チップなどの回路やアンテナである。
送信回数管理部１０７は、１つの計測シーケンスの中でシステム内の各ノードが送信を行った回数を計数し、保持する手段（例えばプログラム）である。
リンク状態計測部１０８は、リンク状態としてＲＳＳＩを算出し、受信回数をインクリメントする手段（例えばプログラム）である。
計測結果収集送信部１０９は、障害管理情報の収集を要求する計測結果収集要求Ｃ３００を生成する手段（例えばプログラム）である。
計測要求送信部１１０は、計測要求Ｃ５００を生成する手段（例えばプログラム）である。
計測結果記録部１１１は、他のノードから受信したフレームから障害管理情報を取り出し、障害管理情報テーブルＴ１００に記録する手段（例えばプログラム）である。
障害識別部１１２は、全ノードから収集したＲＳＳＩ、テストフレーム受信成功回数といった障害管理情報を格納する障害管理情報テーブルＴ１００を保持するＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録素子である。
【００２３】
なお、親局１１００において、アプリ送信部１０１と通信経路管理部１０２と無線送信部１０６は、通常フレーム送信部の例に相当する。
また、計測要求送信部１１０と通信経路管理部１０２と無線送信部１０６は、テストフレーム指示部の例に相当する。
また、無線受信部１０３と計測判定部１０４とリンク状態計測部１０８は、受信計測部の例に相当する。
また、障害識別部１１２は、記憶部の例に相当する。
【００２４】
図１１は、子局１２００の構成例を表す図である。
【００２５】
図１１において、図１０の親局１１００の構成要素と同一番号の構成要素は同一の機能を持つ。
ルーティング部２０１は、受信したフレームから中継するノードの情報を制御・保持する手段（例えばプログラム）である。
アプリ応答部２０２は、通常フレームＣ１００による親局からの要求に対して応答を表すフレームを生成し、送信する手段（例えばプログラム）である。
障害管理情報バッファ部２０３は、自局内で計測した障害管理情報を次の計測シーケンスまで蓄積するメモリである。
送信回数計数部２０４は、単一の計測シーケンスにおいてフレームを送信した回数を記録するメモリである。
計測結果収集応答部２０５は、障害管理情報を含む計測結果収集応答Ｃ４００のフレームを生成する手段（例えばプログラム）である。
【００２６】
子局１２００において、アプリ応答部２０２とルーティング部２０１と無線送信部１０６は、通常フレーム送信部の例に相当する。
また、無線受信部１０３と計測判定部１０４とリンク状態計測部１０８は、受信計測部の例に相当する。
また、障害管理情報バッファ部２０３は、記憶部の例に相当する。
【００２７】
図１２は、中継局１３００の構成を表す図である。
【００２８】
図１２において、図１０の親局１１００および図１１の子局１２００の構成要素と同一番号の構成要素は同一の機能を持つ。
中継部３０１は、次ホップのノードにフレームをフォワードするようにフレームのフィールドを変更する手段（例えばプログラム）である。
テストフレーム生成部３０２は、リンク状態を計測するためのテストフレームＣ２００を生成する手段（例えばプログラム）である。
【００２９】
［実施の形態１の動作］
図１３に通常のアプリケーションの送受信手順の一例を示す。
【００３０】
親局１１００において、設定されたアプリケーションの起動時刻になったとき、アプリ送信部１０１は通常フレームＣ１００のフォーマットで子局１２００宛のフレームを生成し、通信経路管理部１０２に送る。
アプリ送信部１０１が生成するフレームは例えばセンサ情報を収集する要求などである。
フレームは後述する図１４に示す送信処理によって送信される（Ｓ１０１）。
【００３１】
子局１２００の無線受信部１０３は無線信号を受信したら、無線信号の復調及びＡ／Ｄ変換を行い、無線信号から通常フレームＣ１００を取得し、取得した通常フレームＣ１００を計測判定部１０４に送り、後述する図１５に示すリンク状態の記録処理を行う。
つまり、リンク状態計測部１０８がリンク状態としてＲＳＳＩを算出し、受信回数をインクリメントし、算出したＲＳＳＩと受信回数を障害管理情報バッファ部２０３に記録する。
また、無線受信部１０３は、通常フレームＣ１００の通信経路を逆方向に変換し、親局１１００宛の通信経路としてルーティング部２０１に記録する。
また、計測判定部１０４は、宛先判定部１０５に通常フレームＣ１００を送る。
宛先判定部１０５は送信先ノードアドレスが自局宛か判定し、送信先ノードアドレスが自局のアドレスと一致するとき、フレームの受信をアプリケーションに通知する（Ｓ１０２）。
【００３２】
中継局１３００は親局１１００の通信範囲であるので、Ｓ１０２と同様に親局１１００からの無線信号を受信し、無線信号から通常フレームＣ１００を取得する。
そして、デコードされた通常フレームＣ１００は宛先判定部１０５に送られる。
このフレームは送信先ノードアドレスが自局宛でないため、宛先判定部１０５から中継部３０１に送られる。
中継部３０１は通常フレームＣ１００の通信経路を参照し、自局が通信経路に含まれなければ、通常フレームＣ１００を棄却する（Ｓ１０３）。
【００３３】
子局１２００では、受信した通常フレームＣ１００に対する応答を通常フレームＣ１００のフォーマットにてアプリ応答部２０２が生成し、親局１１００宛に後述する図１６に示す送信処理により送信する（Ｓ１０４）。
【００３４】
親局１１００はＳ１０２と同様の受信処理を行う（Ｓ１０５）。
親局１１００では、子局１２００からの通常フレームの受信時に、リンク状態計測部１０８がリンク状態としてＲＳＳＩを算出し、受信回数をインクリメントし、算出したＲＳＳＩと受信回数を、障害識別部１１２の障害管理情報テーブルＴ１００に記録する。
なお、親局１１００にも障害管理情報バッファＴ２００を設け、親局１１００のリンク状態計測部１０８が、親局１１００内の障害管理情報バッファＴ２００に、算出したＲＳＳＩと受信回数を記録するようにしてもよい。
【００３５】
また、中継局１３００はＳ１０３と同様の受信処理を行う（Ｓ１０６）。
【００３６】
図１４に親局１１００におけるフレームの送信処理手順の一例を示す。
【００３７】
通信経路管理部１０２は、フレームに通信経路を付加する（Ｓ２０１）。
通信経路管理部１０２は、送信するフレームが計測結果収集要求Ｃ３００、計測結果収集応答Ｃ４００及び計測要求Ｃ５００のいずれかであるかを確認し、それらのフレームの場合（Ｙｅｓ）、送信回数管理リストＴ３００の更新を行わない。
一方、異なる場合（Ｎｏ）、つまり送信するフレームが通常フレームの場合、次のＳ２０３の処理を行う（Ｓ２０２）。
通信経路管理部１０２は、送信回数管理部１０７の送信回数管理リストＴ３００における通信経路のノードの送信回数をインクリメントする。
例えば、親局１１００が１ホップで子局１２００に送信するとき、０ｘ０１と０ｘ１０の送信回数をインクリメントする（Ｓ２０３）。
その後、通信経路管理部１０２は、フレームを無線送信部１０６に受け渡し、無線送信部１０６はフレームを無線信号に変換して送信する（Ｓ２０４）。
【００３８】
図１５に、親局１１００、子局１２００もしくは中継局１３００のリンク状態計測部１０８がフレームを受け取り、リンク状態を計測し、障害管理情報テーブルＴ１００又は障害管理情報バッファＴ２００に記録する動作の一例を示す。
なお、以下では、説明の簡明化のために、親局１１００も障害管理情報バッファＴ２００を有しており、親局１１００もリンク状態の計測結果を障害管理情報バッファＴ２００に記録する場合を例にして説明を進める。
【００３９】
リンク状態計測部１０８がフレームを受け取ると、そのフレームが計測結果収集要求Ｃ３００、計測結果収集応答Ｃ４００及び計測要求Ｃ５００のいずれであるかを確認し、それらのフレームの場合（Ｙｅｓ）、リンク状態の計測を行わない。
一方、異なる場合（Ｎｏ）、つまり、受信したフレームが通常フレームＣ１００又はテストフレームＣ２００の場合、次のＳ３０２の処理を行う（Ｓ３０１）。
なお、親局１１００、子局１２００は通常フレームＣ１００とテストフレームＣ２００の両者を受信する場合があるが、中継局１３００は通常フレームＣ１００のみを受信する。
なお、以下では、「通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）」と表記するが、これは、親局１１００、子局１２００の場合は通常フレームＣ１００とテストフレームＣ２００のいずれかを受信した際の処理を意味し、中継局１３００の場合は通常フレームＣ１００を受信した際の処理を意味する。
【００４０】
リンク状態計測部１０８が障害管理情報バッファ部２０３から障害管理情報バッファＴ２００の計測シーケンス番号を参照する（Ｓ３０２）。
リンク状態計測部１０８は、障害管理情報バッファＴ２００の計測シーケンス番号と通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の計測シーケンス番号を比較し（Ｓ３０３）、計測シーケンス番号が異なる場合（Ｎｏ）、リンク状態計測部１０８は、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の受信時のＲＳＳＩを計測するとともに、障害管理情報バッファ部２０３に記録されている障害管理情報バッファＴ２００の全体をクリアし、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）より得た計測シーケンス番号を記録する。
また、リンク状態計測部１０８は障害管理情報バッファＴ２００のリンク状態の１つのフィールドにおいて、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の送信元ノードアドレスを送信元ノードアドレス、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）から計測したＲＳＳＩを平均ＲＳＳＩとし、ＲＳＳＩ標準偏差を０とし、受信回数を１とする（Ｓ３０４）。
【００４１】
一方、Ｓ３０３において、障害管理情報バッファＴ２００の計測シーケンス番号と通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の計測シーケンス番号が同一の場合（Ｙｅｓ）、リンク状態計測部１０８は、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の受信時のＲＳＳＩを計測するとともに、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の送信元ノードアドレスに該当するリンク状態のフィールドが障害管理情報バッファＴ２００にあるか確認する（Ｓ３０５）。
障害管理情報バッファＴ２００に該当するリンク状態のフィールドがない場合（Ｎｏ）、リンク状態が記録されていないリンク状態のフィールドにおいて、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）の送信元ノードアドレスを送信元ノードアドレス、通常フレームＣ１００（テストフレームＣ２００）から計測したＲＳＳＩを平均ＲＳＳＩとし、ＲＳＳＩ標準偏差を０とし、受信回数を１とする（Ｓ３０６）。
【００４２】
また、Ｓ３０５において、障害管理情報バッファＴ２００に該当するリンク状態のフィールドがある場合（Ｙｅｓ）、リンク状態計測部１０８は該当するリンク状態のフィールドにおいて、受信回数をインクリメントする。
そして、リンク状態計測部１０８は、計測したＲＳＳＩと、障害管理情報バッファＴ２００に保持している平均ＲＳＳＩ、ＲＳＳＩ標準偏差、受信回数から、平均ＲＳＳＩとＲＳＳＩ標準偏差を更新する（Ｓ３０７）。
【００４３】
上述のように、親局１１００のリンク状態計測部１０８が子局１２００からの通常フレームＣ１００又は中継局１３００からのテストフレームＣ２００を受け取った場合、障害管理情報バッファＴ２００ではなく、障害管理情報テーブルＴ１００の親局１１００に相当するフィールドに、平均ＲＳＳＩ、ＲＳＳＩ標準偏差、受信回数を書き込むようにしてもよい。
【００４４】
図１６は、子局１２００もしくは中継局１３００が親局１１００宛にフレームを送信する動作の一例である。
【００４５】
ルーティング部２０１は、フレーム送信の要求を受け取ると、ルーティング部２０１が保持する通信経路を参照し、フレームの通信経路に付加し、無線送信部１０６に送る（Ｓ４０１）。
ルーティング部２０１は送信するフレームが計測結果収集要求Ｃ３００もしくは計測結果収集応答Ｃ４００か確認し、それらのフレームの場合（Ｙｅｓ）、送信回数のインクリメントを行わない。
一方、異なる場合（Ｎｏ）、つまり、送信するフレームが通常フレームＣ１００又はテストフレームＣ２００の場合は、次のＳ４０３の処理を行う（Ｓ４０２）。
より具体的には、子局１２００は通常フレームＣ１００を送信し、中継局１３００はテストフレームＣ２００を送信する。
次に、ルーティング部２０１が、送信回数計数部２０４が保持する送信回数をインクリメントする（Ｓ４０３）。
そして、無線送信部１０６が無線信号としてフレームを送信する（Ｓ４０４）。
【００４６】
図１７は、親局１１００が中継局１３００に、リンク状態の計測回数の不足を補うためのテストフレームの送信を要求する計測要求を行う動作の一例を示す。
【００４７】
親局１１００において、設定された時刻となった場合、計測要求送信部１１０は送信回数管理部１０７から中継局１３００と隣接するノード（子局１２００）との間の計測回数（送信回数）を取得し、取得した計測回数と予め設定された最低計測回数とを比較する（Ｓ５０１）。
計測回数が不足している場合（Ｎｏ）、すなわち、親局１１００から子局１２００への通常フレームの送信回数が閾値である最低計測回数に満たない場合に、親局１１００の計計測要求送信部１１０は中継局１３００を宛先とし、最低計測回数と計測回数の差分をテストフレーム送信回数とする計測要求Ｃ５００を生成し、通信経路管理部１０２に送る。
通信経路管理部１０２は、計測要求Ｃ５００を図１４に示す送信処理で送信する（Ｓ５０２）。
【００４８】
子局１２００は計測要求Ｃ５００を受信したら、Ｓ３０１と同様の方法で受信処理する（Ｓ５０３）。
つまり、ＲＳＳＩの計測を行わず、また、計測要求Ｃ５００の送信先ノードアドレスが自局のアドレスと一致しないので、子局１２００は計測要求Ｃ５００を破棄する。
【００４９】
中継局１３００は計測要求Ｃ５００を受信したら、Ｓ１０３と同様の方法で受信処理し、テストフレーム生成部３０２に計測要求Ｃ５００内のテストフレーム送信回数を通知する（Ｓ５０４）。
中継局１３００のテストフレーム生成部３０２はテストフレーム送信回数だけテストフレームＣ２００を生成して、ルーティング部２０１に送る。
ルーティング部２０１はブロードキャストアドレスに対応する通信経路を付加して、無線送信部１０６により無線信号として送信する。
また、ルーティング部２０１は送信回数計数部２０４をインクリメントする（Ｓ５０５）。
【００５０】
テストフレームＣ２００を受信した親局１１００の処理（Ｓ５０６）とテストフレームＣ２００を受信した子局１２００の処理（Ｓ５０７）は、以下の手順にて行われる。
無線受信部１０３は無線信号を受信したら、無線信号の復調及びＡ／Ｄ変換を行い、無線信号からテストフレームＣ２００を取得し、取得したテストフレームＣ２００を計測判定部１０４に送り、図１５に示すリンク状態の記録処理を行う。
また、計測判定部１０４は宛先判定部１０５にテストフレームＣ２００を送る。
宛先判定部１０５は送信先ノードアドレスが自局宛か確認し、フレームの送信先ノードアドレスがブロードキャストアドレスでかつコマンドＩＤがテストフレームを示しているので、破棄する。
【００５１】
図１８は、親局１１００が計測結果収集要求Ｃ３００および計測結果収集応答Ｃ４００を使用してシステム内の全ノードから障害管理情報を収集する動作の一例を示す。
【００５２】
親局１１００は図１７のフローが完了したら、計測結果収集送信部１０９が子局１２００宛とする計測結果収集の送信要求を通知する。
計測結果収集送信部１０９は計測結果収集要求Ｃ３００を生成し、通信経路管理部１０２に通知する。
通信経路管理部１０２は子局１２００宛の計測結果収集要求Ｃ３００を図１４に示す送信処理で無線信号を送信する（Ｓ６０１）。
【００５３】
子局１２００は、無線信号を受信すると、無線受信部１０３により計測結果収集要求Ｃ３００にデコードする。
また、無線受信部１０３は、計測結果収集要求Ｃ３００の通信経路を逆方向に変換し、親局１１００宛の通信経路としてルーティング部２０１に記録する。
また、計測判定部１０４は宛先判定部１０５に計測結果収集要求Ｃ３００を送る。
宛先判定部１０５は送信先ノードアドレスが自局宛か判定し、一致するとき、通信経路の宛先のノードアドレスが自局宛か判定し、一致するとき、計測結果収集応答部２０５に通知する（Ｓ６０２）。
【００５４】
また、中継局１３００は親局１１００の通信範囲内なので、Ｓ１０２と同様の方法で計測結果収集要求Ｃ３００を受信し、破棄する（Ｓ６０３）。
【００５５】
子局１２００は、受信した計測結果収集要求Ｃ３００に対して応答の送信処理を行う。
子局１２００の計測結果収集応答部２０５は障害管理情報バッファ部２０３から障害管理情報バッファＴ２００を参照し、親局１１００を宛先とする計測結果収集応答Ｃ４００を生成し、ルーティング部２０１に送る。
計測結果収集応答部２０５は障害管理情報バッファ部２０３をクリア、もしくは、再送に備えてログバッファへ退避してもよい。
ルーティング部２０１は図１６に示す送信処理を行い、親局１１００宛の計測結果収集応答Ｃ４００を送信する（Ｓ６０４）。
【００５６】
中継局１３００は子局１２００の通信範囲内なので、Ｓ６０３と同様の方法で計測結果収集要求Ｃ４００を受信し、破棄する（Ｓ６０５）。
【００５７】
親局１１００は無線受信部１０３により計測結果収集応答Ｃ４００を受信すると、宛先判定部１０５を通して、計測結果記録部１１１にフォワードする（Ｓ６０６）。
計測結果記録部１１１は、障害識別部１１２が保持する障害管理情報テーブルＴ１００の子局１２００に相当するフィールドに障害管理情報を記録する（Ｓ６０７）。
計測結果収集送信部１０９は、同様の方法で中継局１３００宛の計測結果収集要求Ｃ３００を生成し、図１４に示す送信処理で無線信号を送信する（Ｓ６０８）。
【００５８】
子局１２００は親局１１００の通信範囲なので、Ｓ６０３と同様の方法で計測結果収集要求Ｃ３００を受信し、破棄する（Ｓ６０９）。
【００５９】
中継局１３００はＳ６０２と同様の方法で計測結果収集要求Ｃ３００を受信し、計測結果収集応答部２０５に通知する（Ｓ６１０）。
中継局１３００の計測結果収集応答部２０５は、Ｓ６０４と同様の方法で親局１１００宛の計測結果収集応答Ｃ４００を生成し、送信する（Ｓ６１１）。
【００６０】
子局１２００は中継局１３００の通信範囲なので、Ｓ６０３と同様の方法で計測結果収集応答Ｃ４００を受信し、破棄する（Ｓ６１２）。
【００６１】
親局１１００はＳ６０６と同様の方法で計測結果収集応答Ｃ４００を受信する（Ｓ６１３）。
親局１１００は障害識別部１１２が保持する障害管理情報テーブルＴ１００の子局１２００に相当するフィールドに障害管理情報を記録し、受信回数を送信回数で除算することで、パケットロス率を算出する。例えば、障害管理情報テーブルＴ１００において、親局１１００の中継局１３００に対するリンク状態のパケットロス率は親局１１００のリンク状態の中継局１３００に対する受信回数を中継局１３００のリンク状態の送信回数の総和で除算して算出する（Ｓ６１４）。
【００６２】
［実施の形態１の効果］
親局１１００、子局１２００、中継局１３００がリンク状態計測部１０８により、障害管理を目的とするフレーム以外のフレームを用いてリンク状態を計測することにより、通信オーバーヘッドや消費電力を削減する。
また、親局１１００において、送信回数管理部１０７で計数した送信回数が最低限の計測要求に満たない場合に、計測要求送信部１１０から計測要求Ｃ５００を中継局１３００に送信し、中継局１３００がテストフレーム生成部３０２によりテストフレームを送信して、リンク状態の計測を補助する。
これにより、最低限のリンク状態の計測サンプルを得ることができる。
【００６３】
以上、本実施の形態では、無線通信システム上の全ての無線端末が送信回数を計測する手段、および、特定のパケットを除く全てのフレームの受信時にＲＳＳＩや受信回数を計測する手段を持つことを説明した。
また、１つの親局が他の無線端末から送信回数、ＲＳＳＩ、受信回数を収集する手段、収集した情報を蓄積する手段、他の無線端末への送信回数を管理する手段、送信回数に応じてテストフレームの送信を要求する手段を持つことを説明した。
このように、各無線端末は、通常フレームにてリンク状態を計測するため、リンク状態の計測のためのテストフレームの通信回数を削減しても、システムが要求する計測サンプル数を得ることが可能となることを説明した。
【００６４】
また、本実施の形態では、
送信したフレームの宛先に応じてシステム内の全てのノードの送信回数を管理する送信回数管理手段と、
中継局に対して設定した回数のテストフレームの送信を要求する計測要求送信手段と、
計測結果収集要求および計測結果収集応答以外の全ての受信したフレームに対してＲＳＳＩの計測と受信回数の計数を行う計測判定手段と、
障害管理情報テーブルの各ノードの送信回数と受信回数からパケットロス率を計算するパケットロス率計算手段と、
を備える親局と、
前記と同様の計測判定手段、
を備える子局と、
前記と同様の計測判定手段と、
計測要求に応じてテストフレームを送信するテストフレーム送信手段と、
を備える中継局からなる無線通信システムを説明した。
【００６５】
最後に、本実施の形態に示した親局１１００、子局１２００、中継局１３００（以下、まとめて「親局１１００等」という）のハードウェア構成例について説明する。
図１９は、本実施の形態に示す親局１１００等のハードウェア資源の一例を示す図である。
なお、図１９の構成は、あくまでも親局１１００等のハードウェア構成の一例を示すものであり、親局１１００等のハードウェア構成は図１９に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。
【００６６】
図１９において、親局１１００等は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。
ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介して、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）９１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。
更に、ＣＰＵ９１１は、キーボードやマウスといった入力装置と接続されていてもよい。
また、ＣＰＵ９１１は、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）等と接続していてもよい。
また、磁気ディスク装置９２０の代わりに、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク装置、メモリカード（登録商標）読み書き装置などの記憶装置でもよい。
本実施の形態で説明した「障害識別部１１２」、「障害管理情報バッファ部２０３」及び「送信回数計数部２０４」は、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク装置９２０等により実現される。
【００６７】
通信ボード９１５は、他ノードと無線通信が可能である。
「無線受信部１０３」及び「無線送信部１０６」は、通信ボード９１５により実現される。
【００６８】
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。
プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１がオペレーティングシステム９２１を利用しながら実行する。
【００６９】
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１に実行させるオペレーティングシステム９２１のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１による処理に必要な各種データが格納される。
【００７０】
上記プログラム群９２３には、本実施の形態の説明において「〜部」（「無線受信部１０３」、「無線送信部１０６」、「障害識別部１１２」、「障害管理情報バッファ部２０３」及び「送信回数計数部２０４」以外、以下同様）、「〜手段」として説明している機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００７１】
ファイル群９２４には、本実施の形態の説明において、「〜の判断」、「〜の判定」、「〜の計測」、「〜の計数」、「〜の比較」、「〜の変換」、「〜の設定」、「〜の登録」、「〜の選択」、「〜の入力」、「〜の出力」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値が、ディスクやメモリなどの記憶媒体にファイルとして記憶されている。
また、暗号鍵・復号鍵や乱数値やパラメータが、ディスクやメモリなどの記憶媒体にファイルとして記憶されてもよい。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶される。
ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出される。
【００７２】
また、本実施の形態で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。
データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ等の記憶媒体に記録される。
また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００７３】
また、本実施の形態の説明において「〜部」、「〜手段」として説明しているものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。
また、親局１１００等の処理をデータ処理方法として捉えることができる。
また、「〜部」、「〜手段」として説明しているものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。
或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記憶媒体に記憶される。
プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。
すなわち、プログラムは、本実施の形態の「〜部」、「〜手段」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、本実施の形態の「〜部」、「〜手段」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１０１  アプリ送信部、１０２  通信経路管理部、１０３  無線受信部、１０４  計測判定部、１０５  宛先判定部、１０６  無線送信部、１０７  送信回数管理部、１０８  リンク状態計測部、１０９  計測結果収集送信部、１１０  計測要求送信部、１１１  計測結果記録部、１１２  障害識別部、２０１  ルーティング部、２０２  アプリ応答部、２０３  障害管理情報バッファ部、２０４  送信回数計数部、２０５  計測結果収集応答部、３０１  中継部、３０２  テストフレーム生成部、１１００  親局、１２００  子局、１３００  中継局。
【図１】
2013187686.tif 000003
【図２】
2013187686.tif 000004
【図３】
2013187686.tif 000005
【図４】
2013187686.tif 000006
【図５】
2013187686.tif 000007
【図６】
2013187686.tif 000008
【図７】
2013187686.tif 000009
【図８】
2013187686.tif 000010
【図９】
2013187686.tif 000011
【図１０】
2013187686.tif 000012
【図１１】
2013187686.tif 000013
【図１２】
2013187686.tif 000014
【図１３】
2013187686.tif 000015
【図１４】
2013187686.tif 000016
【図１５】
2013187686.tif 000017
【図１６】
2013187686.tif 000018
【図１７】
2013187686.tif 000019
【図１８】
2013187686.tif 000020
【図１９】
2013187686.tif 000021