(57)【要約】【課題】消費電力を低減させる。【解決手段】収集端末１０は、第１の端末及び第２の端末との間で無線通信可能であり、障害検出通知部１２と送信部１４とを有する。障害検出通知部１２は、第１の端末からのデータ不達を検出する。送信部１４は、上記データ不達が検出された場合、第２の端末を通信可能状態に移行させる情報を、第２の端末に送信することにより、収集端末１０へのデータ送信の周期内の、第１の端末と共通の所定期間、第２の端末を通信可能状態に移行させる。【選択図】図４
2016201775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置と、該無線通信装置との間で無線通信可能な第１の端末及び第２の端末とを有する無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
前記第１の端末からのデータ不達を検出する検出部と、
前記データ不達が検出された場合、前記第２の端末を通信可能状態に移行させる情報を、前記第２の端末に送信する第１の送信部と
を有し、
前記第１の端末は、
データ送信に対する応答信号を受信しない場合、前記第１の端末を、前記データ送信の周期内の所定期間、通信可能状態に移行させる第２の移行部
を有し、
前記第２の端末は、
前記情報の受信に伴い、前記第２の端末を、前記第１の端末と共通の前記所定期間、通信可能状態に移行させる第２の移行部
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記通信可能状態に移行させる情報は、前記第２の端末の送信データに対する応答信号に追加されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記通信可能状態に移行させる情報は、前記無線通信装置から前記第２の端末へ送信される同期信号に追加されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２の端末は、前記第１の端末との間で端末間通信が可能である無線端末であることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１の端末および前記第２の端末を含む複数の無線端末を有し、
それぞれの前記無線端末は、
前記複数の無線端末の内、データ送信周期が最も短い無線端末の各データ送信周期において、ダミーデータを前記無線通信装置に送信する第２の送信部をさらに有し、
前記第１の送信部は、
前記データ不達が検出された場合に、前記通信可能状態に移行させる情報を、前記ダミーデータに対する応答信号に追加して前記無線端末に送信する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１の端末および前記第２の端末を含む複数の無線端末を有し、
前記無線通信装置は、
前記複数の無線端末の内、データ送信周期が最も短い無線端末の各データ送信周期において、該無線端末との無線通信が可能な他の無線端末のいずれかからダミーデータが送信される様に、前記データ送信周期と前記無線端末の数とに応じて、前記他の無線端末のダミーデータの送信周期を決定する決定部をさらに有し、
前記他の無線端末は、
前記決定部により決定されたダミーデータの送信周期が指示された場合に、該送信周期において前記無線通信装置にダミーデータを送信する第２の送信部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
第１の端末及び第２の端末との間で無線通信可能な無線通信装置であって、
前記第１の端末からのデータ不達を検出する検出部と、
前記データ不達が検出された場合、前記第２の端末を通信可能状態に移行させる情報を、前記第２の端末に送信することにより、前記無線通信装置へのデータ送信の周期内の、前記第１の端末と共通の所定期間、前記第２の端末を通信可能状態に移行させる送信部と
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
無線通信装置と、該無線通信装置との間で無線通信可能な第１の端末及び第２の端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線通信装置が、
前記第１の端末からのデータ不達を検出し、
前記データ不達が検出された場合、前記第２の端末を通信可能状態に移行させる情報を、前記第２の端末に送信する
処理を実行し、
前記第１の端末が、
データ送信に対する応答信号を受信しない場合、前記第１の端末を、前記データ送信の周期内の所定期間、通信可能状態に移行させる
処理を実行し、
前記第２の端末が、
前記情報の受信に伴い、前記第２の端末を、前記第１の端末と共通の前記所定期間、通信可能状態に移行させる
処理を実行することを特徴とする無線通信方法。
【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、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業やインフラ等の分野において、バックボーンネットワークと接続する収集端末（例えば、ゲートウェイ）が、直接通信により、複数の無線端末からセンシングデータを収集する無線通信ネットワークが利用されている。この様な無線通信ネットワークでは、各無線端末は、センシングしたデータを含むパケットを周期的に収集端末に送信するが、ある無線端末からのパケットの不達が連続したとき、収集端末は、当該無線端末に障害が発生したと判定する。この場合、無線通信ネットワークは、発生した障害から復旧するために、障害の原因を特定することが有効である。
【０００３】
障害の原因を特定する方法として、例えば、特許文献１では、障害検出端末が、中継端末経由で、障害端末宛にデータを送信し、障害端末からの応答を受信する方法が提案されている。この方法では、収集端末に相当する障害検出端末において、障害端末からの応答信号を受信できた場合には、発生した障害は、障害端末と障害検出端末との間の無線リンク障害であると判定する。一方、障害検出端末が、障害端末からの応答信号を受信できない場合には、発生した障害は、障害端末自体の故障であると判定する。
【０００４】
また、上述した無線通信ネットワークの内、１ホップで定期的にセンシングデータを収集するセンサネットワークでは、各無線端末は、自端末のデータを送信する時にはsleepモードからactiveモードに移行し、送信完了後には再びsleepモードに移行する。そして、activeモードの周期は、各無線端末において必ずしも同期していない。そのため、障害が発生していない無線端末経由で障害が発生した無線端末へデータを送信することは困難である。このような問題点に鑑み、例えば、特許文献２では、収集端末がネットワーク内の全無線端末に同期信号を送信し、各無線端末が、同じ時間においてactiveモードとsleepモードとの間を周期的に移行する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５４−１１０７０２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２３４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した様に、各無線端末に共通active期間を周期的に設けることにより、障害検出用の端末間通信が可能となる。しかし、この方法では、周期的ではあるが、他端末における障害発生の有無に拘らず、常に障害検出用の共通active期間が設けられることとなり、各無線端末の消費電力が増大してしまう。特に、収集端末からの同期信号の送受信、あるいは、端末間の直接通信による信号の衝突や再送処理等に伴うタイムラグを考慮すると、共通active期間が長くなる場合がある。例えば、無線端末数が１００の場合、共通active期間としては、１３０ｍｓ以上の期間が設定される場合がある。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減させることができる無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する無線通信システムは、無線通信装置と、該無線通信装置との間で無線通信可能な第１の端末及び第２の端末とを有する。前記無線通信装置は、前記第１の端末からのデータ不達を検出する検出部と、前記データ不達が検出された場合、前記第２の端末を通信可能状態に移行させる情報を、前記第２の端末に送信する送信部とを有する。前記第１の端末は、データ送信に対する応答信号を受信しない場合、前記第１の端末を、前記データ送信の周期内の所定期間、通信可能状態に移行させる第１の移行部を有する。前記第２の端末は、前記情報の受信に伴い、前記第２の端末を、前記第１の端末と共通の前記所定期間、通信可能状態に移行させる第２の移行部を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法の一つの態様によれば、消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、従来技術における課題を説明するための図である。
【図３】図３は、実施例に係る障害検出方法を説明するための図である。
【図４】図４は、収集端末の機能構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、無線端末の機能構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、収集端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施例に係る収集端末の実行する障害検出通知処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、無線端末の実行する障害検出期間設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、変形例１に係る障害検出方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、変形例２に係る障害検出方法を説明するための図である。
【図１１】図１１は、変形例２に係る収集端末の実行する障害検出通知処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、異周期データ送信時におけるＭＡＣ＿ＡＣＫによる障害通知の問題点を説明するための図である。
【図１３】図１３は、変形例３に係る障害検出方法を説明するための図である。
【図１４】図１４は、変形例４に係る障害検出方法を説明するための図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、変形例４に係る収集端末配下に６台の無線端末が存在する場合の無線通信システムを示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、変形例４に係るセンシングデータ及びダミーデータの送信周期を無線端末毎に示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、変形例４に係るダミーデータ送信周期割当て方法を説明するための図である。
【図１６】図１６は、変形例４に係る収集端末の実行するダミーデータ送信周期割当て処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１７は、無線通信システムの効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本願の開示する無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施例により、本願の開示する無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本実施例に係る無線通信システム１の構成を示す図である。図１に示す様に、無線通信システム１は、収集端末１０と、複数の無線端末２０ａ〜２０ｃとを有する。無線通信システム１は、収集端末１０が、複数の無線端末２０ａ〜２０ｃのセンシングデータを定期的に収集することで、センサネットワークを構成する。無線通信システム１は、例えば、収集端末１０におけるデータ受信の連続的な失敗等、一部の無線端末２０のデータ送信に障害が発生した場合、効果的に復旧を行うために、障害の原因を分析する。具体的には、無線通信システム１は、障害の原因が、障害が発生した無線端末２０自体の故障にあるのか、該無線端末２０と収集端末１０と間の無線リンクの障害（例えば、遮蔽、干渉、ノイズ等）にあるのかを判定する。なお、以下では、図１に示した無線端末２０ｂに障害が発生した場合を例に説明する。また、以下では、障害が発生した無線端末２０ｂを、障害端末と呼ぶ場合がある。
【００１３】
障害原因を判定する方法として、例えば、収集端末１０は、複数の無線端末２０ａ〜２０ｃ宛に、応答要求信号をブロードキャスト送信する。障害が発生していない正常な無線端末２０ａおよび２０ｃが収集端末１０から応答要求信号を受信すると、受信した応答要求信号を再ブロードキャストする。障害が発生した無線端末２０ｂでは、無線端末２０ｂ自体の故障でない場合、無線端末２０ｂは、自端末の通信範囲Ｒ２０ｂ内にある他の無線端末２０ａから応答要求信号を受信する。そして、無線端末２０ｂは、応答回答信号を無線端末２０ａ経由で収集端末１０宛に返信する。収集端末１０は、再ブロードキャストから所定時間内に、障害のある無線端末２０ｂから応答回答信号を受信した場合、障害原因が、無線端末２０ｂと収集端末１０と間の無線リンクの障害にあると判定することができる。一方、無線端末２０ｂ自体の故障である場合、収集端末１０は、無線端末２０ａ経由でも無線端末２０ｂから応答回答信号が受信されないので、上記所定時間が経過した場合に、障害原因が、無線端末２０ｂ自体の故障にあると判定することができる。
【００１４】
ここで、センサネットワーク内の各無線端末２０ａ〜２０ｃは、設置位置での長時間のセンシングを可能とするため、省電力化を図ることが有効である。具体的には、各無線端末２０ａ〜２０ｃは、省電力化のため、自端末からデータを送信する時に、送受信不可のsleepモード（省電力モード）から送受信可能なactiveモードに移行し、データの送受信が完了すると再びsleepモードに移行するという間欠動作を行う。ところが、上述した様に、障害原因の判定は、障害が発生した無線端末２０ｂと、障害が発生していない無線端末２０ａとの間の通信により実現される。そのため、障害原因の判定では、これらの端末が同時にactiveモードとなる共通active期間が設定されることとなる。
【００１５】
図２は、従来技術における課題を説明するための図である。図２に示す様に、収集端末１０は、各無線端末２０ａ〜２０ｃが周期的にデータパケットを送信するためのactive期間の他に、各無線端末２０ａ〜２０ｃに共通する障害検出用のactive期間を指定し、周期的に間欠動作を実行させる。障害検出用のactive期間は、例えば、データパケットの送信周期毎に、該周期の先頭箇所に設定される。障害検出用のactive期間は、データパケットの送信周期の先頭箇所の他、各無線端末２０ａ〜２０ｃが周期的にデータパケットを送信するためのactive期間との衝突を回避可能なタイミング（例えば、末尾箇所）に設定されてもよい。
【００１６】
図２において、収集端末１０は、例えば、連続する２周期（図２に示した送信周期Ｔ１およびＴ２）において、無線端末２０ｂがデータ送信に連続して失敗した場合、無線端末２０ｂでの障害発生を検知する。図２の例では、収集端末１０は、送信周期Ｔ２が終了するタイミングＦ１で無線端末２０ｂがデータ送信に連続して失敗したことを検知する。そして、収集端末１０は、障害発生検知後の送信周期Ｔ４内の共通active期間において、各無線端末２０ａ〜２０ｃへ応答要求信号を送信する。障害が発生していない正常な無線端末２０ａおよび２０ｃは、上記応答要求信号を受信した場合、該応答要求信号をブロードキャスト送信またはユニキャスト送信により、無線端末２０ｂへ転送する。
【００１７】
無線端末２０ｂは、上記応答要求信号を受信すると、該信号の他の送信先である無線端末の内、無線端末２０ｂに隣接する無線端末（図１の例では、無線端末２０ａ）経由で、収集端末１０宛に応答回答信号を返信する。収集端末１０は、上記応答要求信号の送信時から所定時間が経過する前に、無線端末２０ｂからの応答回答信号を受信した場合には、発生した障害が無線リンク障害であると判定する。一方、上記応答要求信号の送信時から所定時間が経過する前に、無線端末２０ｂからの応答回答信号を受信しなかった場合に、収集端末１０は、無線端末２０ｂ自体の故障であると判定する。しかし、この様な障害検出方法では、障害発生の有無に拘らず、全ての送信周期毎に共通active期間が設けられる。そのため、各無線端末２０ａ〜２０ｃに障害が発生していない場合にも、常に、各無線端末２０ａ〜２０ｃは周期的にactiveモードに移行してしまう。その結果、各無線端末２０ａ〜２０ｃの消費電力が増大してしまう。
【００１８】
そこで、本実施例に係る無線通信システム１では、各無線端末２０ａ〜２０ｃに周期的な共通active期間の設定を行わない。そして、収集端末１０が、無線端末２０ｂのデータ送信障害を検出した場合に、障害の発生を通知する情報を、障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃに通知する。該通知には、障害検出用の共通active期間を指定する情報が含まれる。障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃは、収集端末１０から通知された共通active期間においてactiveモードに移行する。一方、障害が発生した無線端末２０ｂは、データ送信に対するＡＣＫの連続未受信等により、自端末におけるデータ送信障害を検出し、予め指定された共通active期間にactiveモードに移行する。そして、共通active期間において、上述した端末間通信による障害原因の判定が行われる。
【００１９】
なお、障害の発生および共通active期間の情報は、例えば、収集端末１０が、障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃからの送信データに対する応答信号に追加されて無線端末２０ａおよび２０ｃに通知されてもよい。応答信号は、例えば、ＭＡＣ（Media  Access  Control）レイヤのＡＣＫ信号である。
【００２０】
本実施例では、収集端末１０は、ＭＡＣレイヤのＡＣＫ信号（以下、ＭＡＣ＿ＡＣＫと呼ぶ）を用いて、障害発生の通知を行う。図３は、実施例に係る障害検出方法を説明するための図である。図３に示す様に、収集端末１０は、無線端末２０ｂの障害を検出していない間は、無線端末２０ａおよび２０ｃの各々から送信されたデータのＭＡＣ＿ＡＣＫに、障害発生なしを示す情報を含めて返信する。そして、無線端末２０ｂがデータ送信に連続して失敗した場合、収集端末１０は、無線端末２０ｂの障害を検出する。そして、収集端末１０は、無線端末２０ａおよび２０ｃの各々から送信されたデータのＭＡＣ＿ＡＣＫに、障害発生ありを示す情報と、共通active期間Ｃ１４のタイミングを示す情報とを含めて返信する。
【００２１】
障害の発生した無線端末２０ｂは、ＭＡＣ＿ＡＣＫを連続して受信しなかった場合に、自端末に障害が発生したことを検知し、activeモードに移行する。なお、無線端末２０ｂがactiveモードに移行する期間は、障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃの共通active期間Ｃ１４と少なくとも一部が重なる様に事前に設定された期間であってもよい。また、無線端末２０ｂがactiveモードに移行する期間は、無線端末２０ｂが障害発生を検知した送信周期Ｔ１３の次の送信周期Ｔ１４の全ての期間であってもよい。障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃは、障害発生ありを示す情報を含むＭＡＣ＿ＡＣＫを受信した場合に、ＭＡＣ＿ＡＣＫに含まれる情報で指定された共通active期間Ｃ１４のタイミングにおいてactiveモードとなる。これにより、端末間通信による障害原因の判定が可能となる。
【００２２】
図４は、収集端末１０の機能構成を示すブロック図である。図４に示す様に、収集端末１０は、受信部１１と、障害検出通知部１２と、障害原因判定部１３と、送信部１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。
【００２３】
受信部１１は、配下の無線端末２０ａ〜２０ｃから、データ信号及び応答回答信号を受信する。障害検出通知部１２は、データの連続未受信を契機として、データの連続未受信と判定された無線端末２０ｂにおける障害の発生を検出し、障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃに対し、障害発生及び共通active期間を通知する。障害原因判定部１３は、端末間通信による障害原因の判定を行う。具体的には、障害原因判定部１３は、無線端末２０ｂ宛の応答要求信号に対する返信として、無線端末２０ａ等を経由した応答回答信号が到着した場合、収集端末１０と無線端末２０ｂ間の無線リンク障害と判定する。一方、無線端末２０ｂ宛の応答要求信号に対する返信として、無線端末２０ａ等を経由した応答回答信号が到着しない場合、無線端末２０ｂの故障と判定する。送信部１４は、配下の無線端末２０ａ〜２０ｃに対し、無線端末２０ａ〜２０ｃから受信したデータに対するＭＡＣ＿ＡＣＫの送信や、応答要求信号の送信を行う。
【００２４】
図５は、無線端末２０の機能構成を示すブロック図である。無線端末２０ａ〜２０ｃは、例えば図５に示す機能構成を有する。無線端末２０は、例えば図５に示すように、受信部２１と、障害検出期間設定部２２と、間欠動作タイマ２３と、障害検出部２４と、送信部２５とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。
【００２５】
受信部２１は、収集端末１０から、ＭＡＣ＿ＡＣＫ及び応答要求信号を受信する。障害検出期間設定部２２は、ＭＡＣ＿ＡＣＫに共通active期間を示す情報が含まれている場合に、共通active期間を示す情報に基づき、障害検出用のactive期間を設定する。間欠動作タイマ２３は、自無線端末２０または他端末に障害が発生した場合に、無線端末２０がactiveモードとして動作する期間として、所定期間（例えば、３０〜１００ｍｓ）を設定する。障害検出部２４は、収集端末１０へ送信したデータに対するＭＡＣ＿ＡＣＫを受信に連続して失敗した場合に、自端末の障害発生を検出する。送信部２５は、収集端末１０へのデータと、応答要求信号に対する応答回答信号とを、収集端末１０に送信する。
【００２６】
続いて、ハードウェア構成を説明する。図６は、収集端末１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図６に示す様に、収集端末１０は、ハードウェア的には、プロセッサ１０ａと、メモリ１０ｂと、Radio  Frequency（ＲＦ）回路１０ｃと、Liquid  Crystal  Display（ＬＣＤ）等の表示装置１０ｄとを有する。ＲＦ回路１０ｃは、アンテナＡを有する。収集端末１０の受信部１１及び送信部１４は、例えば、ＲＦ回路１０ｃにより実現され、センシングデータ、応答回答信号、端末隣接情報等の受信、あるいは、ＭＡＣ＿ＡＣＫ、応答要求信号、ダミーデータ送信割当て情報等の送信を行う。障害検出通知部１２と障害原因判定部１３とは、例えば、Central  Processing  Unit（ＣＰＵ）やDigital  Signal  Processor（ＤＳＰ）等のプロセッサ１０ａにより実現され、障害発生の検出、障害通知情報の生成、障害原因の判定等の処理を行う。メモリ１０ｂは、例えば、Random  Access  Memory（ＲＡＭ)、Read  Only  Memory（ＲＯＭ)、フラッシュメモリ等であり、無線端末２０の送信履歴、隣接関係、データ送信周期等を保存する。なお、無線端末２０のハードウェア構成は、上述した収集端末１０のハードウェア構成と同様であるので、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００２７】
次に、本実施例における無線通信システム１の動作を説明する。
【００２８】
図７は、実施例に係る収集端末１０の実行する障害検出通知処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ１では、収集端末１０の障害検出通知部１２は、各無線端末２０ａ〜２０ｃからのデータの受信履歴を観測する。そして、障害検出通知部１２は、データ送信に連続して失敗した回数（以下、連続送信失敗数と呼ぶ）が閾値ｎ（ｎは自然数）よりも大きい無線端末２０が存在するか否かを判定する。なお、閾値ｎは、実システムの要求に応じて、適宜設定及び変更可能である。
【００２９】
連続送信失敗数が閾値ｎよりも大きい無線端末２０が存在する場合（Ｓ１；Ｙｅｓ）、障害検出通知部１２は、当該無線端末２０（本実施例では、例えば無線端末２０ｂ）に障害が発生したと判定する。そして、障害検出通知部１２は、障害が発生していない無線端末２０ａおよび２０ｃに返信するＭＡＣ＿ＡＣＫに、障害発生ありを示す情報と共通active期間を示す情報とを追加する（Ｓ２）。次に、障害検出通知部１２は、障害原因判定部１３に対し、障害の発生を通知する（Ｓ３）。一方、連続送信失敗数が閾値ｎよりも大きい無線端末２０が存在しない場合（Ｓ１；Ｎｏ）、障害検出通知部１２は、何れの無線端末２０にも障害が発生していないと判定する。そして、障害検出通知部１２は、各無線端末２０ａおよび２０ｃに返信するＭＡＣ＿ＡＣＫに、障害発生なしを示す情報を追加する（Ｓ４）。この場合、上記Ｓ３の処理は省略される。
【００３０】
図８は、無線端末２０の実行する障害検出期間設定処理を説明するためのフローチャートである。無線端末２０は、例えば、各データ送信期間内のデータ送信タイミングにおいて、sleepモードからactiveモードへ移行し、収集端末１０へデータを送信した後に、本フローチャートに示す処理を開始する。
【００３１】
まず、障害検出部２４は、送信したデータ信号へのＭＡＣ＿ＡＣＫが連続して未受信であるか否かに基づき、自無線端末２０に障害が発生しているか否かを判定する（Ｓ１１）。自無線端末２０に障害が発生している場合（Ｓ１１；Ｙｅｓ）、障害検出期間設定部２２は、無線端末２０が所定期間にactiveモードとなる様に、間欠動作タイマ２３を設定する（Ｓ１２）。所定規範とは、例えば、障害検出時の次のデータ送信周期の開始時点から１００ｍｓまでの期間である。その後、間欠動作タイマ２３の設定時間の経過に伴い、無線端末２０は、再びsleepモードに移行する（Ｓ１３）。
【００３２】
自無線端末２０に障害が発生していない場合（Ｓ１１；Ｎｏ）、障害検出部２４は、受信したＭＡＣ＿ＡＣＫに含まれている情報に基づいて、他の無線端末２０における障害発生の有無を判定する（Ｓ１４）。他の無線端末２０に障害が発生した場合（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、障害検出期間設定部２２は、ステップＳ１２に示した処理を実行する。一方、他の無線端末２０に障害が発生していない場合（Ｓ１４；Ｎｏ）、無線端末２０は、ステップＳ１３に示した処理を実行する。
【００３３】
以上説明した様に、無線通信システム１は、収集端末１０と、収集端末１０との間で無線通信可能な無線端末２０ａおよび２０ｂとを有する。収集端末１０は、障害検出通知部１２と送信部１４とを有する。障害検出通知部１２は、無線端末２０ｂからの所定回数（例えば、３回）のデータ不達を検出する。障害検出通知部１２は、無線端末２０ｂからのデータ不達が検出された場合、無線端末２０ｂに障害が発生したと判定する。そして、送信部１４は、障害の発生を通知する情報、および、無線端末２０ａを通信可能状態（例えば、active状態）に移行させる情報を、無線端末２０ａに送信する。無線端末２０ｂは、障害検出期間設定部２２を有する。障害検出期間設定部２２は、収集端末１０へのデータ送信に対する応答信号（例えば、ＭＡＣ＿ＡＣＫ）を所定回数（例えば、３回）受信しない場合、無線端末２０ｂに障害が発生したと判定する。そして、無線端末２０ｂの障害検出期間設定部２２は、無線端末２０ｂを、データの送信周期内の所定期間（例えば、共通active期間）、通信可能状態に移行させる。無線端末２０ａは、障害検出期間設定部２２を有する。無線端末２０ａの障害検出期間設定部２２は、障害の発生を通知する情報、および、無線端末２０ａを通信可能状態に移行させる情報を受信する。そして、無線端末２０ａの障害検出期間設定部２２は、該情報の受信に伴い、無線端末２０ａを、無線端末２０ｂと共通の所定期間、通信可能状態に移行させる。
【００３４】
本実施例に係る無線通信システム１によれば、各無線端末２０ａ〜２０ｃは、データ送信時を除き、センサネットワーク内に通信障害が発生した時にのみ、activeモードに移行するので、不必要なactiveモードへの移行が回避される。これにより、障害原因の特定を可能としつつ、各無線端末２０ａ〜２０ｃにおける電力の浪費が防止される。その結果、省電力化が実現される。
【００３５】
また、無線通信システム１において、他の無線端末２０に障害が発生したことを通知する情報、および、無線端末２０を通信可能状態に移行させる情報は、無線端末２０ａの定期送信データに対する応答信号（例えば、ＭＡＣ＿ＡＣＫ）に追加されてもよい。これにより、収集端末１０は、既存の信号を用いて、他の無線端末２０に障害が発生したことを通知する情報、および、無線端末２０を通信可能状態に移行させる情報を無線端末２０ａに送信することができる。すなわち、収集端末１０は、上記情報を送信するためのチャネルを別途設ける必要が無く、処理負荷や消費電力が軽減される。
【００３６】
なお、上記情報は、上記障害の発生した端末（例えば、無線端末２０ｂ）の識別情報を更に含んでもよい。これにより、正常な無線端末（例えば、無線端末２０ａおよび２０ｃ）は、障害発生時に受信した応答要求信号の転送先となる無線端末を簡易迅速に把握することができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施例について説明したが、以下、上記実施例の変形例を説明する。
【００３８】
（変形例１）
上記実施例に係る無線通信システム１は、以下に説明する変形態様を採ることもできる。図９は、変形例１に係る障害検出方法を説明するための図である。上記実施例では、収集端末１０が、正常な無線端末２０ａおよび２０ｃに障害発生の通知と共通active期間の指定を行う方法として、ＭＡＣ＿ＡＣＫを用いたが、図９に示す様に、ＭＡＣ＿ＡＣＫの代わりにビーコン信号を用いてもよい。ビーコン信号は、無線端末２０ａ〜２０ｃにおける時刻のずれを補正する時刻同期信号である。換言すれば、他の無線端末２０に障害が発生したことを通知する情報、および、無線端末２０を通信可能状態に移行させる情報は、時刻同期信号（例えば、ビーコン信号）に追加されてもよい。これにより、収集端末１０は、各無線端末２０ａおよび２０ｂからのデータ送信が無い期間においても、所望のタイミングで自発的に、障害発生の通知と共通active期間の指定とを行うことができる。その結果、より柔軟性の高い省電力化が実現される。
【００３９】
ここで、各無線端末２０ａ〜２０ｃが収集端末１０からビーコン信号を受信するためのactive時間には、例えば、時間ｔ１と時間ｔ２とが含まれる。時間ｔ１は、例えば、実際にビーコン信号を送受信するための時間である。時間ｔ２は、収集端末１０と各無線端末２０ａ〜２０ｃとの間の時刻ずれに起因する受信失敗を防ぐためのマージン時間である。時間ｔ１は、例えば、ＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronic  Engineers）８０２．１５．４規格を利用する場合、１００ｋｂｐｓの送信レートで最小サイズ（１７ｂｙｔｅｓ）のビーコン信号を送信するには、１．３６ｍｓを要する。また、マージン時間ｔ２は、例えば、１０分周期において１０ｐｐｍのタイマをもつ無線端末では、最大６ｍｓの時刻ずれが生じるため、６ｍｓを要する。このため、各無線端末２０ａ〜２０ｃに記録されているビーコン受信タイミングの前後には、少なくとも６ｍｓずつのマージンが設けられる。従って、収集端末１０からビーコン信号を受信するためのactive時間は、１３．３６ｍｓ以上となる。
【００４０】
（変形例２）
上記実施例では、収集端末１０は、無線端末２０ｂの障害を検出した場合、無線端末２０ｂと隣接しない（即ち、無線端末２０ｂとの直接通信を行わない）無線端末２０ｃに対しても障害発生の通知と共通active期間の指定とを行う。これに対し、変形例２では、収集端末１０は、障害が検出された無線端末２０ｂに隣接しない無線端末２０ｃに対しては上記通知および指定を行わず、障害が検出された無線端末２０ｂに隣接する無線端末２０ａに対してのみ、上記通知および指定を行う。障害が検出された無線端末２０ｂに隣接する無線端末２０ａを、以下では隣接端末と呼ぶ。その後、隣接端末である無線端末２０ａは、指定された共通active期間において、障害発生した無線端末２０ｂとの間で端末間通信を行う。
【００４１】
図１０は、変形例２に係る障害検出方法を説明するための図である。変形例２では、収集端末１０は、各無線端末２０ａ〜２０ｃが互いに通信可能か否かを示す隣接関係を把握し、配下の無線端末２０ａ〜２０ｃの内、障害端末である無線端末２０ｂと、該障害端末と直接通信可能な隣接端末２０ａのみをactiveモードに移行させる。このため、図１０に示す様に、収集端末１０は、送信周期Ｔ３４において、応答要求信号を、無線端末２０ｃに対しては送信せず、無線端末２０ａに対してのみ送信する。無線端末２０ａは、上記応答要求信号の受信に伴い、activeモードに移行する。一方、無線端末２０ｂは、ＭＡＣ＿ＡＣＫの未受信により自ら障害を検知し、送信周期Ｔ３４の開始後にactiveモードに移行する。これにより、無線端末２０ａと２０ｂとの間に、障害検出用の共通active期間が設定される。
【００４２】
次に、このような変形例２における収集端末１０の動作を、上記実施例との相違点を中心として説明する。図１１は、変形例２に係る収集端末１０の実行する障害検出通知処理を説明するためのフローチャートである。図１１は、実施例に係る動作の説明において参照した図７と、同様の処理を複数含むことから、共通するステップには、末尾が同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、図１１に示すステップＳ２１〜Ｓ２４の各処理は、図７に示したステップＳ１〜Ｓ４の各処理にそれぞれ対応する。
【００４３】
まず、データ送信の連続失敗数が閾値ｎよりも大きい無線端末２０が存在する場合（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、障害検出通知部１２は、当該無線端末２０に障害が発生したと判定し、前述の隣接関係を基に、障害端末に隣接する無線端末２０の情報を抽出する（Ｓ２５）。図１の例では、障害検出通知部１２は、例えば、無線端末２０ｂの障害発生を検出し、前述の隣接関係を基に、無線端末２０ｂと隣接関係にある無線端末２０ａの情報を抽出する。そして、障害検出通知部１２は、以降、無線端末２０ｂの隣接端末として抽出された無線端末２０ａに返信するＭＡＣ＿ＡＣＫに、障害発生ありを示す情報と共通active期間を示す情報とを追加する（Ｓ２２）。このとき、障害検出通知部１２は、無線端末２０ｂに隣接しない無線端末２０ｃに返信するＭＡＣ＿ＡＣＫには、障害発生なしを示す情報を追加する。
【００４４】
上述した様に、変形例２に係る無線通信システム１では、図１に示した様に、無線端末２０ａと２０ｂとの間は距離が近く電界強度が大きいため通信可能である。しかし、無線端末２０ｂと２０ｃとの間、および、無線端末２０ａと２０ｃとの間は距離が遠いため通信が困難である。このため、無線端末２０ｂに障害が発生したとしても、無線端末２０ｃは、無線端末２０ｂとの間で端末間通信が困難であり、activeモードに移行しても障害原因の判定に貢献しない。そこで、収集端末１０は、各無線端末２０ａ〜２０ｃの隣接関係から無線端末２０ｂの隣接端末を特定し、該隣接端末のみを、障害検出に参加可能な無線端末２０としてactiveモードに移行させる。そして、収集端末１０は、隣接端末である無線端末２０ａ宛のＭＡＣ＿ＡＣＫのみに障害ありの情報を追加して送信し、隣接端末でない無線端末２０ｃ宛のＭＡＣ＿ＡＣＫには障害なしの情報を追加して送信する。換言すれば、無線端末２０ａは、無線端末２０ｂとの間で端末間通信が可能である無線端末（例えば、隣接端末）である。これにより、障害原因の判定に貢献しない無線端末２０ｃが無駄にactiveモードに移行することを回避することができ、その分、無線端末２０ｃの更なる省電力化が可能となる。
【００４５】
なお、変形例２では、障害発生した無線端末２０ｂの隣接端末が１つ（無線端末２０ａ）のみである場合を想定したが、隣接端末が複数存在する場合には、収集端末１０は、各隣接端末の電池寿命を基に、障害ありを通知する無線端末を絞り込むようにしてもよい。すなわち、収集端末１０は、複数の隣接端末の中から、電池残量が最も多い無線端末２０を選択し、該無線端末２０に対してのみ、障害発生の通知と共通active期間の指定とを行うようにしてもよい。これにより、電池残量に余裕のある無線端末２０のみがactiveモードに移行することとなり、電池寿命が消滅して停止する無線端末２０が発生するリスクを低減することができる。その結果、無線通信システム１の信頼性が向上する。
【００４６】
（変形例３）
農業の温湿度データやガスメータの検針データ等を収集端末１０が収集するセンサネットワークの様に、広範囲に構築されるネットワークの場合、データパケットの送信周期が異なる無線端末（センサ）が混在する可能性がある。図１２は、異周期データ送信時におけるＭＡＣ＿ＡＣＫによる障害通知の問題点を説明するための図である。図１２では、無線端末２０ａおよび２０ｃのデータパケットの送信周期が、無線端末２０ｂの送信周期の５倍である場合が想定されている。短周期の無線端末２０ｂに障害が発生すると、収集端末１０は、無線端末２０ｂからのデータの連続未受信により、例えば送信周期Ｔ４３において、無線端末２０ｂの障害を検知する。また、無線端末２０ｂ自体も、収集端末１０からのＭＡＣ＿ＡＣＫの連続未受信により、例えば送信周期Ｔ４３において、無線端末２０ｂの障害を検知する。しかし、図１２に示すように、送信周期Ｔ４３において、正常な無線端末２０ａおよび２０ｃがデータを送信しなければ、収集端末１０は、正常な無線端末２０ａおよび２０ｃに、ＭＡＣ＿ＡＣＫの返信による障害の通知を行わない。このため、無線端末２０ａおよび２０ｃは、次の送信周期Ｔ４４において、activeモードに移行しない。すなわち、自端末の障害を検知した無線端末２０ｂが送信周期Ｔ４４の開始時にactiveモードに移行しても、他の正常な無線端末２０ａおよび２０ｃはactiveモードに移行していないという状況が生じ得る。その結果、送信周期Ｔ４４に共通active期間が設定されないという事態が懸念される。
【００４７】
かかる懸念を解消するため、本変形例では、同一ネットワーク内にある全ての無線端末２０ａ〜２０ｃが、最短周期の無線端末２０（本変形例では、無線端末２０ｂ）の周期に合わせて、各データ送信周期毎に、ダミーデータを送信する。図１３は、変形例３に係る障害検出方法を説明するための図である。変形例３では、図１３に示す様に、例えば送信周期Ｔ５２およびＴ５３において、送信周期の長い無線端末２０ｃが、送信周期が最短の無線端末２０ｂの送信周期毎に１つずつのダミーデータＤ５２ａおよびＤ５３ａを収集端末１０に送信する。同様に、送信周期の更に長い無線端末２０ａが、送信周期が最短の無線端末２０ｂの送信周期毎に１つずつのダミーデータＤ５２ｂ、Ｄ５３ｂを収集端末１０に送信する。収集端末１０は、ダミーデータＤ５２ａ、Ｄ５２ｂ、Ｄ５３ａ、およびＤ５３ｂへの応答信号（ＭＡＣ＿ＡＣＫ）に、障害発生の有無を示す信号を追加して返信する。これにより、収集端末１０は、ダミーデータの送信元である正常な無線端末２０ａおよび２０ｃに対し、障害発生の通知と共通active期間の指定を行う。以降の処理は、上述した実施例の処理と同様であるので省略する。
【００４８】
なお、無線端末２０ａおよび２０ｃがダミーデータを送信するために用いるactive期間には、ダミーデータ自体の送信時間と応答信号（ＭＡＣ＿ＡＣＫ）の受信時間とが含まれる。送信時間は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を利用する場合、最小サイズのダミーデータ１５ｂｙｔｅｓを送信するには、１００ｋｂｐｓのレートで１．３６ｍｓの送信時間を要する。また、応答信号（ＭＡＣ＿ＡＣＫ）のサイズもダミーデータと略同一であるため、受信時間も約１．３６ｍｓを要する。従って、上記active期間として、少なくとも約２．７ｍｓの時間が必要となる。上記ダミーデータは、例えば、フレームのペイロード部分を除いたデータ（ヘッダ部分のみのデータ）である。
【００４９】
上述した様に、無線端末２０ａは、送信部２５を有する。送信部２５は、収集端末１０と無線通信可能な他の無線端末２０ｂ及び２０ｃとデータ送信周期が異なる場合、無線端末２０ｂ及び２０ｃの内、データ送信周期が最短の無線端末２０ｂの各データ送信周期で、ダミーデータを収集端末１０に送信する。収集端末１０は、送信部１４を有する。送信部１４は、無線端末２０ｂからのデータ不達が検出された場合、無線端末２０ａを通信可能状態（例えば、active状態）に移行させる情報を、前述のダミーデータに対する応答信号（例えば、ＭＡＣ＿ＡＣＫ）に追加して無線端末２０ａに送信する。
【００５０】
変形例３に係る障害検出方法によれば、無線端末２０ａ〜２０ｃ間でデータの送信周期の異なる無線通信システム１に対しての適用が可能となる。すなわち、ネットワーク内の無線端末２０ａ〜２０ｃの送信周期が揃っていない場合でも、収集端末１０は、各無線端末ａ〜２０ｃに発生した障害の原因を特定することができる。
【００５１】
ここで、変形例３では、送信周期が最短でない無線端末２０ａおよび２０ｃは、センシングデータ（定期送信データ）を送信する周期以外の全周期において、ダミーデータを送信することとなるため、active期間が長くなり、消費電力の増大が懸念される。しかしながら、通常、ダミーデータの送信用時間は、共通active期間と比較して短いため、正常な無線端末２０ａおよび２０ｃをactiveモードにする期間も短くて済み、消費電力は従来よりも低減される。
【００５２】
（変形例４）
変形例３では、収集端末１０は、障害が発生した無線端末２０ｂの全送信周期の各々に、２台の正常な無線端末２０ａおよび２０ｃからのダミーデータの送信タイミングが割り当てられるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、無線端末２０ｂの全送信周期に割り当てられるダミーデータの送信タイミングは、無線端末２０ｂのそれぞれの送信周期内に、少なくとも各１回ずつあればよい。図１４は、変形例４に係る障害検出方法を説明するための図である。変形例４では、図１４に示す様に、収集端末１０が、配下の無線端末２０ａ〜２０ｃの隣接関係を把握している。そして、収集端末１０は、送信周期が最短の無線端末２０ｂの送信周期（周期１）と、その隣接端末の数とに応じて、各無線端末２０ａ〜２０ｃに対し、ダミーデータの送信周期と送信タイミングとを指定する。
【００５３】
例えば、送信周期が最短の無線端末２０ｂの送信周期が１０分であり、無線端末２０ｂに隣接する無線端末の数が“２”である場合、収集端末１０は、その２つの隣接端末に対し、２０分毎にダミーデータを送信する様に周期を指定する。図１４の例では、２つの隣接端末は、無線端末２０ａおよび２０ｃである。すなわち、収集端末１０は、それぞれ２０分の期間内の０〜１０分の時間帯を第１の時間帯、１０〜２０分の時間帯を第２の時間帯に分ける。そして、収集端末１０は、第１の時間帯を無線端末２０ｃに割り当て、第２の時間帯を無線端末２０ａに割り当てる。これにより、収集端末１０は、送信周期が最短の無線端末２０ｂの何れの送信周期においても、最低１台の隣接端末がデータ（例えば、ダミーデータ、センシングデータ）を送信する様に、ダミーデータ送信を割り当てることができる。図１４に示す例では、無線端末２０ｂの送信周期は“１”であり、無線端末２０ｂに隣接する無線端末２０ａおよび２０ｃの数は“２”である。従って、収集端末１０は、無線端末２０ａおよび２０ｃに対し、送信周期“２（＝１×２）”でのダミーデータ送信を指示する。以降の処理は、上述した変形例３の処理と同様であるので省略する。
【００５４】
図１５Ａは、変形例４に係る収集端末１０配下に６台の無線端末２０ａ〜２０ｆが存在する場合の無線通信システム２を示す図である。以下、図１５Ａに示す無線通信システム２を例に採り、変形例４に係る障害検出方法について、より具体的に説明する。
【００５５】
まず、収集端末１０は、無線端末２０ａ〜２０ｆを、センシングデータ送信周期の短い順にソートする。図１５Ｂは、変形例４に係るセンシングデータ及びダミーデータの送信周期を無線端末毎に示す図である。図１５Ｂに示す様に、センシングデータの送信周期は、無線端末２０ｂ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｃ、２０ａ、２０ｄの順に短いので、無線端末２０ａ〜２０ｆはこの順にソートされる。なお、センシングデータの送信周期が同一の無線端末２０が複数存在する場合には、隣接する無線端末２０の数が少ない順にソートされる。図１５Ｂに示す例では、無線端末２０ｃ、２０ａ、および２０ｄのセンシングデータ送信周期は何れも“１０”であるので、図１５Ａに示す様に、隣接端末数が少ない順、すなわち無線端末２０ｃ、２０ａ、２０ｄの順にソートされる。
【００５６】
次に、収集端末１０は、ソートの結果先頭にある無線端末２０ｂの全てのセンシングデータ送信周期に、隣接端末からのデータ送信が少なくとも１回は有るかを確認する。図１５Ｃは、変形例４に係るダミーデータ送信周期割当て方法を説明するための図である。無線端末２０ｂの全センシングデータ送信周期の中に、隣接端末からのデータ送信が１回もない周期がある場合、収集端末１０は、無線端末２０ｂに隣接する無線端末２０ｃ、２０ａ、及び２０ｄに対し、ダミーデータの送信周期及び送信タイミングを割り当てる。ダミーデータの送信周期は、例えば、図１５Ｂのハッチングに示す周期３である。また、ダミーデータの送信タイミングは、例えば、周期開始３分後である。一方、無線端末２０ｂの全てのセンシングデータ送信周期の中に、隣接端末からのデータ送信が少なくとも１回ある場合、収集端末１０は、ソートの結果次にある無線端末２０ｅに対し、同様の処理を実行する。そして、収集端末１０は、全ての無線端末２０ａ〜２０ｆについてデータ送信周期の更新が完了した場合に、一連の処理を終了する。
【００５７】
例えば、図１５Ｂを参照すると、無線端末２０ａおよび２０ｄからのダミーデータ送信により、無線端末２０ｅの各送信周期内に、隣接する無線端末２０ａおよび２０ｄからのダミーデータ送信が既にあることとなる。このため、無線端末２０ｆは、無線端末２０ｅに隣接するが、ダミーデータを送信しなくてもよい。従って、無線端末２０ｆのダミーデータ送信周期には“なし”が設定されることとなる。
【００５８】
図１６は、変形例４に係る収集端末１０の実行するダミーデータ送信周期割当て処理を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
まず、収集端末１０の障害原因判定部１３は、配下に存在する全ての無線端末２０を、センシングデータ送信周期の短い順にソートする（Ｓ３１）。次に、障害原因判定部１３は、端末数を示す変数ｉの初期値として１を設定する（Ｓ３２）。障害原因判定部１３は、現時点の変数ｉの値が全端末数（変形例４では“６”）以下であるか否かの判定を行う。
【００６０】
変数ｉの値が全端末数以下である場合（Ｓ３３；Ｙｅｓ）、障害原因判定部１３は、ソート結果がｉ番目の無線端末２０の全てのデータ送信周期に、該無線端末２０の隣接端末からのデータ送信が１回以上あるか否かの判定する（Ｓ３４）。ｉ番目の無線端末２０の全データ送信周期の中で、隣接端末からのデータ送信のない周期が存在する場合（Ｓ３４；Ｎｏ）、障害原因判定部１３は、ｉ番目の無線端末２０の隣接端末の上記データ送信周期に対応する周期に、ダミーデータの送信周期を割り当てる（Ｓ３５）。そして、障害原因判定部１３は、端末数ｉを１増加させ（Ｓ３６）、再びステップＳ３３に示した処理を実行する。
【００６１】
また、ｉ番目の無線端末２０の全てのデータ送信周期に、隣接端末からのデータ送信が１回以上ある場合（Ｓ３４；Ｙｅｓ）、上記Ｓ３５の処理は省略される。また、変数ｉの値が全端末数より大きい場合（Ｓ３３；Ｎｏ）、収集端末１０は、一連のダミーデータ送信周期割当て処理を終了する。
【００６２】
上述した様に、収集端末１０は、障害原因判定部１３を有する。障害原因判定部１３は、複数の無線端末２０ａ〜２０ｆの内、データ送信周期が最も短い無線端末２０ｂの各データ送信周期において、該無線端末２０ｂとの間で端末間通信が可能である無線端末２０ｃ、２０ａ、および２０ｄから前述のダミーデータが送信される様に、データ送信周期と無線端末２０の数とに応じて、無線端末２０のダミーデータ送信周期を決定する。無線端末２０ｃ、２０ａ、および２０ｄは、障害原因判定部１３により決定されたダミーデータ送信周期において、収集端末１０に対してダミーデータを送信する送信部２５を有する。
【００６３】
これにより、送信周期の最も短い無線端末２０ｂの何れの周期においても、少なくとも１台以上の隣接端末がデータを送信していることとなる。このため、送信周期の最も短い無線端末２０ｂに障害が発生した場合でも、収集端末１０は、障害の発生を隣接端末に迅速に通知することができる。また、収集端末１０は、無線通信システム２を構成する全ての無線端末２０に発生した障害を、各無線端末２０の隣接端末に対して網羅的に通知することが可能となる。更に、変形例３と比較して、最短周期の無線端末２０の各データ送信周期においてactiveにする無線端末２０の数が、１送信周期につき少なくとも１台あればよい。そのため、各無線端末２０からのダミーデータの送信頻度が減少する。その結果、正常な無線端末２０をactiveモードに移行させる回数が減少し、更なる省電力化が可能となる。また、activeモードに移行して電力を消費する無線端末２０が１つの端末に集中することなく均等に分散されるので、特定の無線端末２０のみが早期に電力を消費して停止してしまうといった事態が回避される。
【００６４】
上述した様に、各無線端末２０は、何れかの端末に障害が発生した場合にのみ共通にactiveモードに移行するため、障害原因の判定に使用される電力は大幅に削減可能となる。図１７は、無線通信システム１、２の効果を説明するための図である。図１７に示す様に、送信周期Ｌ当たりのactive期間（ｍｓ）は、従来方式では、Ｌ１（時刻マージン＋ビーコン長）＋Ｌ２（データ長＋ＡＣＫ長）＋Ｌ３（時刻マージン＋障害診断区間長）である。これに対し、変形例１ではＬ１＋Ｌ２に、上記実施例ではＬ２にそれぞれ減少する。例えば、送信周期１０分かつタイマ精度１０ｐｐｍにおける時刻マージンを“１２ｍｓ”と仮定し、ネットワーク内の無線端末数が１００の時に必要な障害診断区間長を“１３１ｍｓ”と仮定すると、従来例ではactive期間は“１６６ｍｓ”となる。一方、変形例１ではactive期間は“２３ｍｓ”に減少する。また、実施例ではactive期間は“１０ｍｓ”まで減少する。また、コイン電池の寿命に換算すると、従来例では１年程度であった電池寿命が、上記実施例および上記各変形例では５〜１０年間程度まで長期化する。
【００６５】
上記実施例及び各変形例では、無線通信ネットワークとしてセンサネットワークを想定したが、無線通信システム１、２は、無線端末が間欠動作を行うネットワークであれば、アドホックネットワークやメッシュネットワーク等のネットワークに対しても適用できる。また、収集端末１０が各無線端末２０から収集するデータに関しても、農地における温湿度データやガスメータの検針データの他、土壌水分量の測定データあるいは生態調査のための観測データ等であってもよい。
【００６６】
更に、無線端末に関しても、センサノードに限らず、タブレット端末やスマートフォン、携帯電話、ＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）等、無線通信を行う様々な通信機器に対して、無線通信システム１、２の障害原因判定技術を適用可能である。障害原因の判定に関し、収集端末１０は、障害の原因が、無線端末自体の故障にあるのか、無線リンクの障害にあるのかを判定する。しかし、無線端末が何れの隣接端末を介しても収集端末１０宛に応答回答信号を送信できない場合は、無線端末が故障した場合の他に、無線端末自体は故障していなくても、遮蔽物の存在等により他の何れの無線端末とも無線通信可能な状態にない場合も想定される。従って、収集端末１０が無線端末から応答回答信号を受信しない場合には、システム管理者等が、無線端末の設置場所での目視等により、実際に無線端末が故障しているか否かの確認を補完的に行ってもよい。これにより、より正確な障害原因の特定が可能となる。
【００６７】
また、上記実施例及び変形例において、無線通信システム１、２の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、図５に示した障害検出期間設定部２２と間欠動作タイマ２３とを、１つの構成要素として統合してもよい。また、これとは反対に、図４に示した障害原因判定部１３に関し、例えば、端末間通信による障害原因の判定を行う部分と、最短のデータ送信周期と隣接端末の数とに応じて、隣接端末のダミーデータ送信周期を決定する部分とに分散してもよい。また、メモリ１０ｂを、収集端末１０の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続する様にしてもよい。
【００６８】
更に、上記説明では、個々の実施例及び変形例毎に個別の構成、及び動作を説明した。しかしながら、各実施例及び変形例に係る無線通信システム１、２は、他の実施例や変形例に特有の構成要素を併せて有してもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、変形例１に係るビーコンによる障害通知機能を、実施例に限らず、変形例２に適用してもよい。更に、１つの無線通信システム１、２が、相互に両立可能な範囲内で、上記実施例及び変形例１〜４において説明した全ての構成要素を併有してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１、２  無線通信システム
１０  収集端末
１０ａ  プロセッサ
１０ｂ  メモリ
１０ｃ  ＲＦ回路
１０ｄ  表示装置
１１  受信部
１２  障害検出通知部
１３  障害原因判定部
１４  送信部
２０、２０ａ〜２０ｆ  無線端末
２１  受信部
２２  障害検出期間設定部
２３  間欠動作タイマ
２４  障害検出部
２５  送信部
Ａ  アンテナ
Ｃ１４、Ｃ２４、Ｃ３４、Ｃ５４、Ｃ６４  共通active期間
Ｄ１ａ〜Ｄ３ｃ、Ｄ１１ａ〜Ｄ１３ｃ、Ｄ２１ａ〜Ｄ２３ｃ、Ｄ３１ａ〜Ｄ３３ｃ、Ｄ４１ａ〜Ｄ４１ｃ、Ｄ４２ｃ、Ｄ４３ｃ、Ｄ５１ａ〜Ｄ５１ｃ、Ｄ５２ｃ、Ｄ５３ｃ、Ｄ６１ａ〜Ｄ６１ｃ、Ｄ６２ｃ、Ｄ６３ｃ、Ｄ７１ａ〜Ｄ７１ｃ、Ｄ７１ｆ、Ｄ７２ｃ、Ｄ７３ｃ、Ｄ７４ｃ  センシングデータ
Ｄ５２ａ、Ｄ５２ｂ、Ｄ５３ａ、Ｄ５３ｂ、Ｄ６２ａ、Ｄ６３ｂ、Ｄ６４ａ、Ｄ７２ａ、Ｄ７３ｂ、Ｄ７４ｆ  ダミーデータ
Ｆ１  障害検知タイミング
Ｌ  送信周期
Ｌ１  時刻マージン＋ビーコン長
Ｌ２  データ長＋ＡＣＫ長
Ｌ３  時刻マージン＋障害診断区間長
Ｒ２０ｂ、Ｒ２０ｅ  無線端末の通信範囲
Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ１１〜Ｔ１４、Ｔ２１〜Ｔ２４、Ｔ３１〜Ｔ３４、Ｔ４１〜Ｔ４４、Ｔ５１〜Ｔ５４、Ｔ６１〜Ｔ６４、Ｔ７１〜Ｔ７４  送信周期
【図１】
2016201775.tif 000003
【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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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