JP5041871B2 - ホスト計算機および無線ネットワーク・システム - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、センサー端末が構成するネットワークにおけるホスト計算機および無線ネットワーク・システムに関するものである。
多地点にバッテリ駆動のセンサー端末を配置し、無線ネットワークにより端末同士を相互接続し、各地点において、異常検出を行ったり、環境モニタリングを行ったりするシステムをセンサーネットワーク・システムと呼んでいる。こうしたセンサーネットワーク・システムでは、センサー端末同士を相互接続するための無線通信規格として、ＺｉｇＢｅｅ規格がある。
このＺｉｇＢｅｅ規格では、前記システムを広範囲に敷設できるように、マルチホッピング通信に関する規定があり、無線が直接届かない距離に配置された端末間であっても、間に配置された中継端末がパケットを中継することで、通信が可能な方式をとっている。
このようなシステムのセンサー端末は、ＺｉｇＢｅｅ規格では、Ｅｎｄ Ｄｅｖｉｃｅと呼ばれており、異常発生時などに通信要求があった場合だけ、通信機能を有効にし、それ以外の場合は通信機能を停止することでバッテリ駆動による長時間動作を実現している。
このようなシステムのセンサー端末は、ＺｉｇＢｅｅ規格では、Ｅｎｄ Ｄｅｖｉｃｅと呼ばれており、異常発生時などに通信要求があった場合だけ、通信機能を有効にし、それ以外の場合は通信機能を停止することでバッテリ駆動による長時間動作を実現している。
一方、中継端末は、ＺｉｇＢｅｅ規格においては、Ｒｏｕｔｅｒ（ルーター）と呼ばれている。Ｒｏｕｔｅｒは、非同期に発生し得るＥｎｄ Ｄｅｖｉｃｅからの通信要求を中継するために、常時、無線通信機能を有効にしておくことが求められている。従って、Ｒｏｕｔｅｒは電力の消耗が激しいので、バッテリを電源とするのではなく、商用電源等により外部から電力を供給する必要がある。
更に、Ｅｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ（センサー端末）においても、非同期に無線パケット受信を行う必要があるシステムでは、常時無線通信機能を有効にしておく必要がある。例えば、多地点に様々に異常を検出するセンサーを配置した異常検出システムにおいて、ある特定のセンサーから異常が通知された場合、他のセンサーの情報を読み出すことができれば、発生した異常状態の詳細をより詳しく知ることが可能になる。このような通信は、異常を検出していないＥｎｄ Ｄｅｖｉｃｅにとっては、全くの非同期に発生する通信である。このような非同期の通信を可能にするためには、Ｅｎｄ Ｄｅｖｉｃｅは、無線通信機能を常に有効にしておく必要がある。
例えば、特許文献１の無線ＬＡＮ端末（以下、無線端末または端末とする）は、無線端末に関する低電力手法を示したものであるが、低電力効果が得られるのは、イベントに同期して通信を行う端末側だけである。しかも、無線端末の意思だけで電源投入と通信開始を決めていて、サーバ側からの無線端末の起動については触れられていないし、サーバ側からの無線端末の起動は構成上出来ない。更に、サーバ側、すなわち非同期に通信を受け付ける側は、常時通信機能を有効にしておく必要ある。この点は、前記、センサー端末と中継端末の関係や、前記、異常検出システムの例に示した「異常を検出していないＥｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ」と同じである。つまり、非同期に通信を受け付けるサーバ側もバッテリを電源として用いた場合には長時間動作することが不可能である。
しかしながら、無線センサーネットワークは、屋外等、インフラ設備の整っていない場所に設置されることがある。このような場合、中継端末や通信を受け付ける側の端末についても省電力を実現して電力供給をバッテリで行うことができれば、中継端末や通信を受け付ける側の端末についても設置場所に制限がなくなり、しかも低コストでシステムの構築を行うことが可能となる。
特開２００４−１５３３５９号公報
しかしながら、無線センサーネットワークは、屋外等、インフラ設備の整っていない場所に設置されることがある。このような場合、中継端末や通信を受け付ける側の端末についても省電力を実現して電力供給をバッテリで行うことができれば、中継端末や通信を受け付ける側の端末についても設置場所に制限がなくなり、しかも低コストでシステムの構築を行うことが可能となる。
従来の無線センサーネットワークは前記のように構成されており、サーバ側から端末のバッテリのオン・オフを自由に指定できず、サーバからの非同期の通信を許すとすれば端末における十分な省電力が図れないという課題がある。
また従来のシステムでは、中継端末を含めて、通信が必要になった時から通信終了時までのみ電源が投入されるという木目細かな制御ができず、省電力が十分でないという課題がある。
また従来のシステムでは、中継端末を含めて、通信が必要になった時から通信終了時までのみ電源が投入されるという木目細かな制御ができず、省電力が十分でないという課題がある。
そこで、無線データ通信手段とは別に、データ通信の開始に際して、データ送信端末がウェークアップ信号を用いて、データ受信端末をウェークアップさせる無線手段を備える方法が考えられる。
ウェークアップ手段を備える受信側の無線端末は、常態ではデータ通信機能を停止した低消費電力なＳＬＥＥＰ（スリープ）モードに設定されていて、ウェークアップ信号を検出した場合、すなわち、データ通信要求を検知した場合にだけ、ウェークアップしてデータ通信機能を有効にする。これにより、無線端末を非常に低消費電力にすることが可能となる。
ウェークアップ手段を備える受信側の無線端末は、常態ではデータ通信機能を停止した低消費電力なＳＬＥＥＰ（スリープ）モードに設定されていて、ウェークアップ信号を検出した場合、すなわち、データ通信要求を検知した場合にだけ、ウェークアップしてデータ通信機能を有効にする。これにより、無線端末を非常に低消費電力にすることが可能となる。
前記、ウェークアップ信号の検出処理では、間欠的な電波強度計測を行い、アドレスのチェックなどを行わずに、計測した電波強度に基づいてウェークアップ信号が検出される。このため、データ送信側の無線端末においてもデータ受信側の無線端末においてもウェークアップ手段による消費電力を非常に小さくすることができるというメリットがある。
しかし、一方で、ウェークアップ手段にはウェークアップさせる端末を指定することができないというデメリットがある。ウェークアップさせる端末を指定できないということは、データ送信端末が送信したウェークアップ信号を検出し得る範囲に配置された全ての端末が一旦ウェークアップすることになるため、データ通信に関係の無い端末にとっては無駄な電力消費が発生する。
さらに、前記データ通信に関係の無い端末がウェークアップしたことにより消費される電力はシステムが予定する動作とは無関係に消費される電力であるため、個々の端末についてのバッテリ寿命の予測を困難にさせることにつながる。
さらに、前記データ通信に関係の無い端末がウェークアップしたことにより消費される電力はシステムが予定する動作とは無関係に消費される電力であるため、個々の端末についてのバッテリ寿命の予測を困難にさせることにつながる。
このような課題を軽減させる手法として、個々の装置に周波数チャネルやタイムスロットを割り付け、データ送信端末がデータを受信させたい受信端末に割り付けられた周波数チャネルやタイムスロットに対してウェークアップ信号を出力するようにした多元接続手法を適用することが考えられる。
そこで、多元接続手法を用いる場合は、データ送信端末が受信端末に割り付けられた多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）をデータ送信する前に知るための仕組みとして、多重化情報を少ない消費電力、少ないリソースで、割り付け共有できる仕組みが重要となる。
そこで、多元接続手法を用いる場合は、データ送信端末が受信端末に割り付けられた多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）をデータ送信する前に知るための仕組みとして、多重化情報を少ない消費電力、少ないリソースで、割り付け共有できる仕組みが重要となる。
また、前記多重化情報が有限であり、全ての端末にユニークな多重化情報を割り付けることができないシステムでは、ウェークアップ信号が同じ多重化情報を割り付けられた複数の端末により検出される“ウェークアップ信号の干渉”が起こることにより、データ通信に関係の無い端末のウェークアップが発生する可能性がある。
そこで、ウェークアップ信号の干渉を少なくする割り付け、および、時々刻々変化するウェークアップ信号の干渉状況に応じた多重化情報の再割り付けを行える仕組みを持つことが重要となる。
そこで、ウェークアップ信号の干渉を少なくする割り付け、および、時々刻々変化するウェークアップ信号の干渉状況に応じた多重化情報の再割り付けを行える仕組みを持つことが重要となる。
本発明は、上記課題を解決するために行われた発明であって、非同期通信を行う無線通信システムを低電力化するために、多重化されたウェークアップ信号を用いて通信相手をウェークアップさせる無線通信装置において、多重化情報を少ない消費電力、少ないリソースで割り付け共有できる手段を提供できるようにすることを目的とする。
さらに、本発明は、位置情報や通信環境に応じて、前記多重化情報を再割り付け共有できる手段を提供できるようにすることを目的とする。
さらに、本発明は、位置情報や通信環境に応じて、前記多重化情報を再割り付け共有できる手段を提供できるようにすることを目的とする。
本発明の無線通信装置は、自装置に対する他装置からのデータ通信の開始を示すウェークアップ信号の通信に使用される無線通信の多重化情報を自装置のネットワーク・アドレスに基づいてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて求める多重化情報算出部と、前記多重化情報算出部が求めた多重化情報に基づいて自装置に対するウェークアップ信号を通信機を用いて検出するウェークアップ信号検出部と、前記ウェークアップ信号検出部がウェークアップ信号を検出した際に自装置の動作モードをデータ通信機能を休止させているスリープ・モードからデータ通信機能を稼働させるアクティブ・モードにＣＰＵを用いて切り替えるモード制御部と、前記モード制御部によりアクティブ・モードに切り替えられた後に他装置から送信された通信データを通信機を用いて受信するデータ受信部とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、多重化情報算出部が自装置のネットワーク・アドレスに基づいてウェークアップ信号の通信に使用する多重化情報を求めるため、例えば、他装置に対するウェークアップ信号によりアクティブ・モードに切り替わって無駄に電力を消費することを防ぐことができる。
また例えば、無線通信装置間で多重化情報を通知するために通信をする必要を無くすことができる。
また例えば、他装置についてネットワーク・アドレスとは別に多重化情報を記憶管理する必要を無くすことができる。
また例えば、無線通信装置間で多重化情報を通知するために通信をする必要を無くすことができる。
また例えば、他装置についてネットワーク・アドレスとは別に多重化情報を記憶管理する必要を無くすことができる。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるネットワーク・アドレス構成を有する通信システム９００の一例を示した図である。
図１の通信システム９００（無線ネットワーク・システムや通信ネットワークなどの一例）は、ネットワーク・コーディネータと呼ぶノード１（ネットワーク・アドレス：０ｘ００００）を頂点したツリー構造を持つネットワーク・アドレス構成（以下、アドレスツリーとする）を示している。以下、ノードとは、無線によりデータを送信・受信するセンサー端末、中継端末またはサーバ端末を示すものとする。
図１は、実施の形態１におけるネットワーク・アドレス構成を有する通信システム９００の一例を示した図である。
図１の通信システム９００（無線ネットワーク・システムや通信ネットワークなどの一例）は、ネットワーク・コーディネータと呼ぶノード１（ネットワーク・アドレス：０ｘ００００）を頂点したツリー構造を持つネットワーク・アドレス構成（以下、アドレスツリーとする）を示している。以下、ノードとは、無線によりデータを送信・受信するセンサー端末、中継端末またはサーバ端末を示すものとする。
図１に示すようなツリー構造を形成する通信システム９００では、ノードがネットワークに参入する際に、自身の通信範囲に位置するノードから親ノードとなり得るノードを探し、そのノードの子ノードとなることで形成される。このとき、ネットワーク・アドレスは親ノードによって割り付けられる。
親ノードは、ネットワーク・アドレスを割り付けることができる子ノード数をＣｍまでに制限する。Ｃｍはネットワークの共通パラメータとして定義されているものとする。
親ノードは、ネットワーク・アドレスを割り付けることができる子ノード数をＣｍまでに制限する。Ｃｍはネットワークの共通パラメータとして定義されているものとする。
ネットワーク・アドレスは、例えば、１６ビットで構成されており、上位４ビット（１６進数で０〜Ｆ）は前記ツリーにおけるネットワーク・コーディネータからの距離（深さ：Ｄｅｐｔｈ）を表し、下位１２ビット（１６進数で０００〜ＦＦＦ）は当該深さにおけるオフセット・アドレスを示す。
例えば、図１において、ネットワーク・コーディネータ（ノード１）の子ノードであり「深さ（Ｄｅｐｔｈ）」が“１”であるノード４の「オフセット・アドレス」が“０ｘ００２”である場合、ノード４のネットワーク・アドレスは“０ｘ１００２”となる。
例えば、図１において、ネットワーク・コーディネータ（ノード１）の子ノードであり「深さ（Ｄｅｐｔｈ）」が“１”であるノード４の「オフセット・アドレス」が“０ｘ００２”である場合、ノード４のネットワーク・アドレスは“０ｘ１００２”となる。
また、親ノードは自身のオフセット・アドレスに基づいて以下の範囲のオフセット・アドレスを子ノードに付与する。
Ａｐ（ｏｆｆｓｅｔ）×Ｃｍ
≦ Ａｃ（ｏｆｆｓｅｔ） ＜ （Ａｐ（ｏｆｆｓｅｔ）＋１）×Ｃｍ （式１）
上記式における記号は以下を意味する。
Ａｐ（ｏｆｆｓｅｔ）：親ノードのオフセット・アドレス
Ａｃ（ｏｆｆｓｅｔ）：子ノードのオフセット・アドレス
Ｃｍ：親ノードが持てる最大子ノードの数
≦ Ａｃ（ｏｆｆｓｅｔ） ＜ （Ａｐ（ｏｆｆｓｅｔ）＋１）×Ｃｍ （式１）
上記式における記号は以下を意味する。
Ａｐ（ｏｆｆｓｅｔ）：親ノードのオフセット・アドレス
Ａｃ（ｏｆｆｓｅｔ）：子ノードのオフセット・アドレス
Ｃｍ：親ノードが持てる最大子ノードの数
例えば、一つの親ノードが接続する最大子ノード数Ｃｍを「３」とした場合、オフセット・アドレス“０ｘ０００”を持つネットワーク・コーディネータ（ノード１）の子ノードのオフセット・アドレスは“０ｘ０００”〜“０ｘ００２”となる。
また、ネットワーク・コーディネータの子ノードの深さ（Ｄｅｐｔｈ）は“１”であるため、図１において、ネットワーク・コーディネータ（ノード１）の子ノードであるノード２、ノード３およびノード４のネットワーク・アドレスはそれぞれ“０ｘ１０００”、“０ｘ１００１”、“０ｘ１００２”となる。
また、ネットワーク・コーディネータの子ノードの深さ（Ｄｅｐｔｈ）は“１”であるため、図１において、ネットワーク・コーディネータ（ノード１）の子ノードであるノード２、ノード３およびノード４のネットワーク・アドレスはそれぞれ“０ｘ１０００”、“０ｘ１００１”、“０ｘ１００２”となる。
また、同じ親ノードに属する全ての子ノードが形成するネットワークを１つのサブネットワークと定義する。例えば、図１において、ノード２の子ノードであるノード５、ノード６およびノード７は１つのサブネットワークを構成する。
また、サブネットワークを構成する個々のノードには、サブネットワーク内でユニークなサブネットワーク内ノード番号を割り付ける。
例えば、任意のノードＡが所属するサブネットワーク番号とサブネットワーク内ノード番号とは、ノードＡのネットワーク・アドレスを元に以下の式２、式３、式４および式５で計算することが可能である。
例えば、任意のノードＡが所属するサブネットワーク番号とサブネットワーク内ノード番号とは、ノードＡのネットワーク・アドレスを元に以下の式２、式３、式４および式５で計算することが可能である。
例えば、図１において、ネットワーク・コーディネータ（ノード１）は、「深さＤ（ノード１）」が“０”のため、式２により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード１）」が“０”となり、式３により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード１）」が“０”となる。
また例えば、図１において、ノード２は、「深さＤ（ノード２）」が“１”のため、式４により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード２）」が“０（＝０＋０）”となり、式５により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード２）」が“１（＝０＋１）”となる。
また例えば、図１において、ノード９は、「深さＤ（ノード９）」が“２”のため、式４により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード９）」が“２（＝３０＋１）”となり、式５により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード９）」が“２（＝１＋１）”となる。
また例えば、図１において、ノード１４は、「深さＤ（ノード１４）」が“３”のため、式４により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード１４）」が“４（＝（３１＋３０）＋０”となり、式５により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード１４）」が“１（＝０＋１）”となる。
また例えば、図１において、ノード２は、「深さＤ（ノード２）」が“１”のため、式４により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード２）」が“０（＝０＋０）”となり、式５により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード２）」が“１（＝０＋１）”となる。
また例えば、図１において、ノード９は、「深さＤ（ノード９）」が“２”のため、式４により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード９）」が“２（＝３０＋１）”となり、式５により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード９）」が“２（＝１＋１）”となる。
また例えば、図１において、ノード１４は、「深さＤ（ノード１４）」が“３”のため、式４により「サブネットワーク番号Ｓｉｄ（ノード１４）」が“４（＝（３１＋３０）＋０”となり、式５により「ノード番号Ｎｓｉｄ（ノード１４）」が“１（＝０＋１）”となる。
図２は、実施の形態１における各ノードのネットワーク・アドレス、サブネットワーク番号およびノード番号を示す表である。
上記説明によって図１に示す各ノードに割り付けられるネットワーク・アドレス、サブネットワーク番号およびノード番号を図２に示す。
上記説明によって図１に示す各ノードに割り付けられるネットワーク・アドレス、サブネットワーク番号およびノード番号を図２に示す。
次に、上記で説明したネットワーク・アドレスに基づいて行う実施の形態１におけるノード間の通信について説明する。
まず、実施の形態１の通信システム９００におけるデータ受信ノード１００とデータ送信ノード２００との構成について図３および図４に基づいて説明する。各ノードは、データ送信もデータ受信も行う場合、図３に示す構成および図４に示す構成を共に備える。
図３は、実施の形態１におけるデータ受信ノード１００の機能構成図である。
図３において、データ受信ノード１００（無線通信装置の一例）は、モード制御ブロック１１０、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０、ウェークアップ信号検出ブロック１３０、データ受信ブロック１４０および受信ノード記憶ブロック１９０を備える。
モード制御ブロック１１０（モード制御部の一例）は、データ受信ノード１００の動作モードをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて制御しており、常態では、データ受信ブロック１４０を停止し、ウェークアップ信号検出ブロック１３０をイネーブル（有効、動作可能状態）にした低電力なＳＬＥＥＰ（スリープ）モードにする。また、モード制御ブロック１１０は、ウェークアップ信号検出ブロック１３０がウェークアップ信号を検出した際、動作モードをデータ通信が行えるＡＣＴＩＶＥ（アクティブ）モードに切り替える。ＡＣＴＩＶＥモードでは、データ受信ブロック１４０がイネーブルで、ウェークアップ信号検出ブロック１３０がディスエーブル（無効、動作不可状態）になる。また、モード制御ブロック１１０は、データ受信ブロック１４０がデータ受信を終了した際やＡＣＴＩＶＥモードに切り替えてから所定時間経過した際、動作モードをＳＬＥＥＰモードに切り替える。
ウェークアップ信号検出ブロック１３０（ウェークアップ信号検出部の一例）は、ＳＬＥＥＰモードにおいて、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０が算出する多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）に基づいて、ウェークアップ信号の検出処理を通信機およびＣＰＵを用いて行う。
ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０（多重化情報算出部の一例）は、自ノードのネットワーク・アドレスに基づいて自ノードに対して送信されるウェークアップ信号の無線通信における多重化情報をＣＰＵを用いて算出する。
データ受信ブロック１４０（データ受信部の一例）は、ＡＣＴＩＶＥモードにおいて、データ送信ノード２００が送信したデータを受信する。
受信ノード記憶ブロック１９０は、データ受信ブロック１４０が受信したデータ、自ノードのネットワーク・アドレス、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０が算出した多重化情報、多重化情報として用いる各周波数チャネルに対応する周波数の情報、多重化情報として用いるタイムスロットに対応する受信タイミングの情報などを記憶する。
図３において、データ受信ノード１００（無線通信装置の一例）は、モード制御ブロック１１０、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０、ウェークアップ信号検出ブロック１３０、データ受信ブロック１４０および受信ノード記憶ブロック１９０を備える。
モード制御ブロック１１０（モード制御部の一例）は、データ受信ノード１００の動作モードをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて制御しており、常態では、データ受信ブロック１４０を停止し、ウェークアップ信号検出ブロック１３０をイネーブル（有効、動作可能状態）にした低電力なＳＬＥＥＰ（スリープ）モードにする。また、モード制御ブロック１１０は、ウェークアップ信号検出ブロック１３０がウェークアップ信号を検出した際、動作モードをデータ通信が行えるＡＣＴＩＶＥ（アクティブ）モードに切り替える。ＡＣＴＩＶＥモードでは、データ受信ブロック１４０がイネーブルで、ウェークアップ信号検出ブロック１３０がディスエーブル（無効、動作不可状態）になる。また、モード制御ブロック１１０は、データ受信ブロック１４０がデータ受信を終了した際やＡＣＴＩＶＥモードに切り替えてから所定時間経過した際、動作モードをＳＬＥＥＰモードに切り替える。
ウェークアップ信号検出ブロック１３０（ウェークアップ信号検出部の一例）は、ＳＬＥＥＰモードにおいて、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０が算出する多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）に基づいて、ウェークアップ信号の検出処理を通信機およびＣＰＵを用いて行う。
ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０（多重化情報算出部の一例）は、自ノードのネットワーク・アドレスに基づいて自ノードに対して送信されるウェークアップ信号の無線通信における多重化情報をＣＰＵを用いて算出する。
データ受信ブロック１４０（データ受信部の一例）は、ＡＣＴＩＶＥモードにおいて、データ送信ノード２００が送信したデータを受信する。
受信ノード記憶ブロック１９０は、データ受信ブロック１４０が受信したデータ、自ノードのネットワーク・アドレス、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０が算出した多重化情報、多重化情報として用いる各周波数チャネルに対応する周波数の情報、多重化情報として用いるタイムスロットに対応する受信タイミングの情報などを記憶する。
図４は、実施の形態１におけるデータ送信ノード２００の機能構成図である。
図４において、データ送信ノード２００（無線通信装置の一例）は、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０、ウェークアップ信号出力ブロック２２０、データ送信ブロック２３０および送信ノード記憶ブロック２９０を備える。
ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０（多重化情報算出部の一例）はデータの送信先とする宛先ノード（データ受信ノード１００）の多重化情報を宛先ノードのネットワーク・アドレスに基づいてＣＰＵを用いて算出する。
ウェークアップ信号出力ブロック２２０（ウェークアップ信号送信部の一例）は、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出した多重化情報に基づいてウェークアップ信号を通信機を用いて送信する。これにより、ウェークアップ信号を検出したデータ受信ノード１００が受信機能をイネーブルにしたＡＣＴＩＶＥモードとなり、データ送信ノード２００からデータ受信ノード１００へのデータ送信が可能となる。
データ送信ブロック２３０（データ送信部の一例）は、ウェークアップ信号出力ブロック２２０がウェークアップ信号を送信してデータ受信ノード１００をＡＣＴＩＶＥモードにした後、通信機を用いて当該データ受信ノード１００宛てのデータを送信する。
送信ノード記憶ブロック２９０は、データ送信ブロック２３０が送信するデータ、自ノードのネットワーク・アドレス、データの送信先とするデータ受信ノード１００（例えば、親ノード）のネットワーク・アドレス、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出した多重化情報、多重化情報として用いる各周波数チャネルに対応する周波数の情報、多重化情報として用いるタイムスロットに対応する送信タイミングの情報などを記憶する。
図４において、データ送信ノード２００（無線通信装置の一例）は、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０、ウェークアップ信号出力ブロック２２０、データ送信ブロック２３０および送信ノード記憶ブロック２９０を備える。
ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０（多重化情報算出部の一例）はデータの送信先とする宛先ノード（データ受信ノード１００）の多重化情報を宛先ノードのネットワーク・アドレスに基づいてＣＰＵを用いて算出する。
ウェークアップ信号出力ブロック２２０（ウェークアップ信号送信部の一例）は、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出した多重化情報に基づいてウェークアップ信号を通信機を用いて送信する。これにより、ウェークアップ信号を検出したデータ受信ノード１００が受信機能をイネーブルにしたＡＣＴＩＶＥモードとなり、データ送信ノード２００からデータ受信ノード１００へのデータ送信が可能となる。
データ送信ブロック２３０（データ送信部の一例）は、ウェークアップ信号出力ブロック２２０がウェークアップ信号を送信してデータ受信ノード１００をＡＣＴＩＶＥモードにした後、通信機を用いて当該データ受信ノード１００宛てのデータを送信する。
送信ノード記憶ブロック２９０は、データ送信ブロック２３０が送信するデータ、自ノードのネットワーク・アドレス、データの送信先とするデータ受信ノード１００（例えば、親ノード）のネットワーク・アドレス、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出した多重化情報、多重化情報として用いる各周波数チャネルに対応する周波数の情報、多重化情報として用いるタイムスロットに対応する送信タイミングの情報などを記憶する。
図５は、実施の形態１における無線通信方法を示すフローチャートである。
実施の形態１におけるデータ送信ノード２００とデータ受信ノード１００との無線通信方法について、図５に基づいて以下に説明する。
データ送信ノード２００およびデータ受信ノード１００の各ブロックは以下の処理をＣＰＵや通信機などのハードウェアを用いて実行する。
実施の形態１におけるデータ送信ノード２００とデータ受信ノード１００との無線通信方法について、図５に基づいて以下に説明する。
データ送信ノード２００およびデータ受信ノード１００の各ブロックは以下の処理をＣＰＵや通信機などのハードウェアを用いて実行する。
＜Ｓ１１０：受信多重化情報算出処理＞
まず、データ受信ノード１００において、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は自ノードのネットワーク・アドレスに基づいて自ノードの多重化情報を算出する。
このとき、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は自ノードのネットワーク・アドレスを受信ノード記憶ブロック１９０から取得する。そして、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は取得したネットワーク・アドレスから前述のように特定される自ノードのサブネットワーク番号や自ノードのノード番号に基づいて自ノードの多重化情報を算出する。自ノードの多重化情報は自ノードに対するウェークアップ信号の送信に使用される周波数チャネルやタイムスロットを示す。
多重化情報の詳細については後述する。
まず、データ受信ノード１００において、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は自ノードのネットワーク・アドレスに基づいて自ノードの多重化情報を算出する。
このとき、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は自ノードのネットワーク・アドレスを受信ノード記憶ブロック１９０から取得する。そして、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は取得したネットワーク・アドレスから前述のように特定される自ノードのサブネットワーク番号や自ノードのノード番号に基づいて自ノードの多重化情報を算出する。自ノードの多重化情報は自ノードに対するウェークアップ信号の送信に使用される周波数チャネルやタイムスロットを示す。
多重化情報の詳細については後述する。
＜Ｓ１２０：ＳＬＥＥＰモード切替処理＞
また、データ受信ノード１００において、モード制御ブロック１１０はデータ受信ノード１００の動作モードをＳＬＥＥＰモードにする。
このとき、モード制御ブロック１１０はウェークアップ信号検出ブロック１３０をイネーブルにし、データ受信ブロック１４０をディスエーブルにする。
また、データ受信ノード１００において、モード制御ブロック１１０はデータ受信ノード１００の動作モードをＳＬＥＥＰモードにする。
このとき、モード制御ブロック１１０はウェークアップ信号検出ブロック１３０をイネーブルにし、データ受信ブロック１４０をディスエーブルにする。
＜Ｓ２１０：送信多重化情報算出処理＞
また、データ送信ノード２００において、送信データが発生した際、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０はデータ送信先ノードのネットワーク・アドレスに基づいてデータ送信先ノードの多重化情報を算出する。
ここで、データ送信ノード２００に備わるセンサー（図示省略）の計測値が異常値を示し、サーバ端末に異常の検出を通知する必要が生じた場合など、送信データが発生したものとする。
このとき、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は送信ノード記憶ブロック２９０からデータ送信先ノード（データ受信ノード１００）のネットワーク・アドレスを取得する。例えば、図１において、ノード５がデータ送信ノード２００であり、ノード１がサーバ端末である場合、ノード５のウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は親ノードであるノード２のネットワーク・アドレスを取得する。
そして、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は取得したネットワーク・アドレスから前述のように特定されるデータ送信先ノードのサブネットワーク番号やデータ送信先ノードのノード番号に基づいてデータ送信先ノードの多重化情報を算出する。データ送信先ノードの多重化情報はデータ送信先ノードに対するウェークアップ信号の送信に使用する周波数チャネルやタイムスロットを示す。
多重化情報の詳細については後述する。
また、データ送信ノード２００において、送信データが発生した際、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０はデータ送信先ノードのネットワーク・アドレスに基づいてデータ送信先ノードの多重化情報を算出する。
ここで、データ送信ノード２００に備わるセンサー（図示省略）の計測値が異常値を示し、サーバ端末に異常の検出を通知する必要が生じた場合など、送信データが発生したものとする。
このとき、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は送信ノード記憶ブロック２９０からデータ送信先ノード（データ受信ノード１００）のネットワーク・アドレスを取得する。例えば、図１において、ノード５がデータ送信ノード２００であり、ノード１がサーバ端末である場合、ノード５のウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は親ノードであるノード２のネットワーク・アドレスを取得する。
そして、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は取得したネットワーク・アドレスから前述のように特定されるデータ送信先ノードのサブネットワーク番号やデータ送信先ノードのノード番号に基づいてデータ送信先ノードの多重化情報を算出する。データ送信先ノードの多重化情報はデータ送信先ノードに対するウェークアップ信号の送信に使用する周波数チャネルやタイムスロットを示す。
多重化情報の詳細については後述する。
＜Ｓ２２０：ウェークアップ信号送信処理＞
次に、データ送信ノード２００において、ウェークアップ信号出力ブロック２２０はウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出したデータ送信先ノードの多重化情報に基づいてデータ送信先ノードに対するウェークアップ信号を送信する。
このとき、ウェークアップ信号出力ブロック２２０はウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０の算出したデータ送信先ノードの多重化情報が示す周波数チャネルやタイムスロットに基づいてウェークアップ信号を送信する。例えば、ウェークアップ信号出力ブロック２２０は多重化情報の示す周波数チャネルに対応する周波数を持つウェークアップ信号を送信する。また例えば、ウェークアップ信号出力ブロック２２０は多重化情報の示すタイムスロットに対応する時間帯にウェークアップ信号を送信する。
次に、データ送信ノード２００において、ウェークアップ信号出力ブロック２２０はウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出したデータ送信先ノードの多重化情報に基づいてデータ送信先ノードに対するウェークアップ信号を送信する。
このとき、ウェークアップ信号出力ブロック２２０はウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０の算出したデータ送信先ノードの多重化情報が示す周波数チャネルやタイムスロットに基づいてウェークアップ信号を送信する。例えば、ウェークアップ信号出力ブロック２２０は多重化情報の示す周波数チャネルに対応する周波数を持つウェークアップ信号を送信する。また例えば、ウェークアップ信号出力ブロック２２０は多重化情報の示すタイムスロットに対応する時間帯にウェークアップ信号を送信する。
＜Ｓ１３０：ウェークアップ信号検出処理＞
次に、データ受信ノード１００において、ウェークアップ信号検出ブロック１３０は、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０がＳ１１０において算出した自ノードの多重化情報に基づいて、データ送信ノード２００が送信したウェークアップ信号を検出する。
例えば、ウェークアップ信号検出ブロック１３０は、多重化情報の示す周波数チャネルに対応する周波数を持つ信号のみ受信するようにし、受信した信号をウェークアップ信号とする。また例えば、ウェークアップ信号検出ブロック１３０は、多重化情報の示すタイムスロットに対応する時間帯のみ信号を受信するようにし、受信した信号をウェークアップ信号とする。
次に、データ受信ノード１００において、ウェークアップ信号検出ブロック１３０は、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０がＳ１１０において算出した自ノードの多重化情報に基づいて、データ送信ノード２００が送信したウェークアップ信号を検出する。
例えば、ウェークアップ信号検出ブロック１３０は、多重化情報の示す周波数チャネルに対応する周波数を持つ信号のみ受信するようにし、受信した信号をウェークアップ信号とする。また例えば、ウェークアップ信号検出ブロック１３０は、多重化情報の示すタイムスロットに対応する時間帯のみ信号を受信するようにし、受信した信号をウェークアップ信号とする。
＜Ｓ１４０：ＡＣＴＩＶＥモード切替処理＞
次に、データ受信ノード１００において、モード制御ブロック１１０はデータ受信ノード１００の動作モードをＡＣＴＩＶＥモードにする。
このとき、モード制御ブロック１１０はウェークアップ信号検出ブロック１３０をディスエーブルにし、データ受信ブロック１４０をイネーブルにする。
次に、データ受信ノード１００において、モード制御ブロック１１０はデータ受信ノード１００の動作モードをＡＣＴＩＶＥモードにする。
このとき、モード制御ブロック１１０はウェークアップ信号検出ブロック１３０をディスエーブルにし、データ受信ブロック１４０をイネーブルにする。
＜Ｓ２３０：データ送信処理＞
次に、データ送信ノード２００において、データ送信ブロック２３０は発生したデータを送信する。
次に、データ送信ノード２００において、データ送信ブロック２３０は発生したデータを送信する。
＜Ｓ１５０：データ受信処理＞
そして、データ受信ノード１００において、データ受信ブロック１４０はデータ送信ノード２００から送信されたデータを受信する。
そして、データ受信ノード１００において、データ受信ブロック１４０はデータ送信ノード２００から送信されたデータを受信する。
データを受信したデータ受信ノード１００において、モード制御ブロック１１０はデータの受信を完了後やＳ１４０においてＡＣＴＩＶＥモードに切り替えてから所定時間を経過後にＳＬＥＥＰモードに切り替える（Ｓ１２０）。
また、データを受信したデータ受信ノード１００は、中継ノードとして上記データ送信ノード２００と同様に別ノードにデータを送信してもよい。例えば、図１において、ノード５（センサー端末）からデータを受信したノード２（中継端末）は受信したデータをノード１（サーバ端末）に送信する。
また、データを受信したデータ受信ノード１００は、中継ノードとして上記データ送信ノード２００と同様に別ノードにデータを送信してもよい。例えば、図１において、ノード５（センサー端末）からデータを受信したノード２（中継端末）は受信したデータをノード１（サーバ端末）に送信する。
実施の形態１における無線通信方法では、Ｓ１１０においてデータ受信ノード１００のウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０が算出し、Ｓ２１０においてデータ送信ノード２００のウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出する多重化情報に特徴を有する。
ここで、多重化情報の詳細について説明する。
ここで、多重化情報の詳細について説明する。
ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０、および、ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０が算出する多重化情報は、ウェークアップ信号に適用する周波数チャネルとタイムスロットとを示す。
実施の形態１における通信システム９００の多重化情報は、個々のノードが所属するサブネットワークとサブネットワーク内のノード番号とにより一意に決定されることを特徴とする。また、前述の通り、実施の形態１における通信システム９００のサブネットワーク番号とノード番号とはネットワーク・アドレスにより一意に決定されることを特徴とする。すなわち、実施の形態１における通信システム９００はウェークアップ信号に適用する多重化情報をネットワーク・アドレスより一意に決定することを特徴とする。
実施の形態１における通信システム９００の多重化情報は、個々のノードが所属するサブネットワークとサブネットワーク内のノード番号とにより一意に決定されることを特徴とする。また、前述の通り、実施の形態１における通信システム９００のサブネットワーク番号とノード番号とはネットワーク・アドレスにより一意に決定されることを特徴とする。すなわち、実施の形態１における通信システム９００はウェークアップ信号に適用する多重化情報をネットワーク・アドレスより一意に決定することを特徴とする。
実施の形態１における無線通信方法では、多重化情報を自ノードのネットワーク・アドレスまたはデータの送信先とする宛先ノードのネットワーク・アドレスに基づいて算出できるため、宛先ノードから宛先ノードの多重化情報を取得する必要も、宛先ノードの多重化情報（また、自ノードの多重化情報）を記憶管理するためのメモリも必要無い。このため、実施の形態１における通信システム９００は非常に低コストで且つ低電力に構築することができる。
以下の式６、式７および式８は、ノードＡをＡＣＴＩＶＥモードに切り替えるためのウェークアップ信号を送信する際に適用する多重化情報として、周波数チャネルＣｈ（Ａ）（チャネル番号）とタイムスロットＴｓ（Ａ）（タイムスロット番号）とをネットワーク・アドレスにより特定されるサブネットワーク番号Ｓｉｄ（Ａ）とノード番号Ｎｓｉｄ（Ａ）とに基づいて算出する式の一例である。
Ｃｈ（Ａ） ＝ Ｓｉｄ（Ａ） （式６）
Ｔｓ（Ａ） ＝ Ｔｓ（Ａｐ）＋Ｎｓｉｄ（Ａ） （式７）
Ｔｓ（Ｃ） ＝ ０ （式８）
上記式における記号は以下を意味する。
Ｃｈ（Ａ）：ノードＡのウェークアップ・チャネル番号
Ｔｓ（Ａ）：ノードＡのウェークアップ・タイムスロット番号
Ｔｓ（Ａｐ）：ノードＡの親ノードのタイムスロット番号
Ｔｓ（Ｃ）：コーディネータノードのタイムスロット番号
Ｔｓ（Ａ） ＝ Ｔｓ（Ａｐ）＋Ｎｓｉｄ（Ａ） （式７）
Ｔｓ（Ｃ） ＝ ０ （式８）
上記式における記号は以下を意味する。
Ｃｈ（Ａ）：ノードＡのウェークアップ・チャネル番号
Ｔｓ（Ａ）：ノードＡのウェークアップ・タイムスロット番号
Ｔｓ（Ａｐ）：ノードＡの親ノードのタイムスロット番号
Ｔｓ（Ｃ）：コーディネータノードのタイムスロット番号
例えば、図１および図２において、ノード５がノード２にデータ送信を行う際、ノード２のウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０およびノード５のウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０は、式６によりチャネル番号“０”、式７によりタイムスロット番号“１（＝０＋１）”を多重化情報として算出する。
そして、ノード５のウェークアップ信号出力ブロック２２０はチャネル番号“０”に対応する周波数を持つウェークアップ信号をタイムスロット番号“１”に対応する時間帯（タイミング）で送信し、ノード２のウェークアップ信号検出ブロック１３０はチャネル番号“０”に対応する周波数を持ちタイムスロット番号“１”に対応する時間帯に受信した信号をウェークアップ信号として検出する。
そして、ノード５のウェークアップ信号出力ブロック２２０はチャネル番号“０”に対応する周波数を持つウェークアップ信号をタイムスロット番号“１”に対応する時間帯（タイミング）で送信し、ノード２のウェークアップ信号検出ブロック１３０はチャネル番号“０”に対応する周波数を持ちタイムスロット番号“１”に対応する時間帯に受信した信号をウェークアップ信号として検出する。
図６は、実施の形態１における各ノードの多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）を示す表である。
上記説明によって図１に示す各ノードに割り付けられる多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）を図６に示す。
上記説明によって図１に示す各ノードに割り付けられる多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）を図６に示す。
上記式６〜式８で示した周波数チャネルＣｈやタイムスロット番号Ｔｓの算出方法は、実施の形態１における多重化情報算出方法の一例であり、例えば、「タイムスロット番号Ｔｓ＝ノード番号Ｎｓｉｄ」としてもよいし、上記式７が示す値を前述した一つの親ノードに接続する最大子ノード数Ｃｍで除算した際の余りをタイムスロット番号Ｔｓとしてもよい。
また、本実施の形態によるネットワーク・アドレス付与の方法は、説明を簡単にするための一例である。
ネットワーク・アドレスの割り付けに際して、例えば、図１に示すようにネットワーク・ツリーを用いて割り付けを行うことによりツリー上の位置とネットワーク・アドレスとの対応が取れている無線ネットワークではサブネットワーク番号とサブネットワーク内のノード番号がネットワーク・アドレスから一意に決まる。このようなネットワークを用いた通信システムであれば本実施の形態における多重化情報の割り付け方法を適用することが可能である。言い換えると、本実施の形態の多重化情報の割り付け方法は、一つの親装置のネットワーク・アドレスに対して一以上の子装置のネットワーク・アドレスが対応する関係となるクラスタツリー型のネットワーク・ツリーを用いた無線ネットワーク・システムに適用することができる。例えば、ＺｉｇＢｅｅ規格（バージョン１．０）によりネットワーク・アドレスを割り付けた通信システムにおいて、本実施の形態における多重化情報割り付け方法は適用できる。
また、前記ネットワーク・ツリーは、アドレス割り付けのためのツリーであり、データ通信経路は必ずしもこのアドレス割り付けのためのツリー構造を利用する必要はない。例えば、アドレス割り付け用のネットワーク・ツリーとは別にメッシュ・ネットワークをデータ通信経路用に設けたネットワーク・システムにおいても本実施の形態における多重化情報割り付け方法は適用可能である。
ネットワーク・アドレスの割り付けに際して、例えば、図１に示すようにネットワーク・ツリーを用いて割り付けを行うことによりツリー上の位置とネットワーク・アドレスとの対応が取れている無線ネットワークではサブネットワーク番号とサブネットワーク内のノード番号がネットワーク・アドレスから一意に決まる。このようなネットワークを用いた通信システムであれば本実施の形態における多重化情報の割り付け方法を適用することが可能である。言い換えると、本実施の形態の多重化情報の割り付け方法は、一つの親装置のネットワーク・アドレスに対して一以上の子装置のネットワーク・アドレスが対応する関係となるクラスタツリー型のネットワーク・ツリーを用いた無線ネットワーク・システムに適用することができる。例えば、ＺｉｇＢｅｅ規格（バージョン１．０）によりネットワーク・アドレスを割り付けた通信システムにおいて、本実施の形態における多重化情報割り付け方法は適用できる。
また、前記ネットワーク・ツリーは、アドレス割り付けのためのツリーであり、データ通信経路は必ずしもこのアドレス割り付けのためのツリー構造を利用する必要はない。例えば、アドレス割り付け用のネットワーク・ツリーとは別にメッシュ・ネットワークをデータ通信経路用に設けたネットワーク・システムにおいても本実施の形態における多重化情報割り付け方法は適用可能である。
本実施の形態では、クラスタツリー型のアドレスツリーを用いてネットワーク・アドレスの割り付けを行う無線ネットワーク・システムに用いられる無線端末（データ受信ノード１００）について説明した。
無線端末は、自身の構成要素の一部のみが動作するスリープ・モードを持ち、上記スリープ・モードにおいては、自身のネットワーク・アドレスより多重化情報を算出する手段（ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０）を有し、無線回路部（ウェークアップ信号検出ブロック１３０）が上記多重化情報に基づいて受信電波の検波処理（ウェークアップ信号の検出処理）を行い、該検波処理で所定のウェークアップ信号を検出する。そして、無線端末は、上記無線回路部が上記ウェークアップ信号を検出したことで上記スリープ・モードからデータ通信が出来るアクティブ・モードになる。
無線端末は、自身の構成要素の一部のみが動作するスリープ・モードを持ち、上記スリープ・モードにおいては、自身のネットワーク・アドレスより多重化情報を算出する手段（ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０）を有し、無線回路部（ウェークアップ信号検出ブロック１３０）が上記多重化情報に基づいて受信電波の検波処理（ウェークアップ信号の検出処理）を行い、該検波処理で所定のウェークアップ信号を検出する。そして、無線端末は、上記無線回路部が上記ウェークアップ信号を検出したことで上記スリープ・モードからデータ通信が出来るアクティブ・モードになる。
また、本実施の形態では、送信要求が生じた際に、宛先無線端末のネットワーク・アドレスよりウェークアップ信号の多重化情報を算出する手段（ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０）を有し、上記多重化情報に基づいて、ウェークアップ信号を送信する無線通信装置（データ送信ノード２００）について説明した。
本実施の形態によれば、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０が自装置のネットワーク・アドレスに基づいてウェークアップ信号の通信に使用する多重化情報を求めるため、例えば、他装置に対するウェークアップ信号によりアクティブ・モードに切り替わって無駄に電力を消費することを防ぐことができる。
また例えば、データ受信ノード１００とデータ送信ノード２００との間で多重化情報を通知するために通信をする必要を無くすことができる。
また例えば、データ送信ノード２００がデータ受信ノード１００についてネットワーク・アドレスとは別に多重化情報を記憶管理する必要を無くすことができる。
また例えば、データ受信ノード１００とデータ送信ノード２００との間で多重化情報を通知するために通信をする必要を無くすことができる。
また例えば、データ送信ノード２００がデータ受信ノード１００についてネットワーク・アドレスとは別に多重化情報を記憶管理する必要を無くすことができる。
実施の形態２．
多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）は一般に有限であるため、全てのノードにユニークな多重化情報を割り付けることができないケースがある。例えば、上記実施の形態１において、以下の式９や式１０の関係がある場合は全てのノードにユニークな周波数チャネルＣｈおよびタイムスロットＴｓを割り付けることができない。
多重化情報（周波数チャネル、タイムスロット）は一般に有限であるため、全てのノードにユニークな多重化情報を割り付けることができないケースがある。例えば、上記実施の形態１において、以下の式９や式１０の関係がある場合は全てのノードにユニークな周波数チャネルＣｈおよびタイムスロットＴｓを割り付けることができない。
Ｓｉｄ（Ａ） ＞ Ｃｈｍａｘ （式９）
Ｔｓ（Ａｐ）＋Ｎｓｉｄ（Ａ） ＞ Ｔｓｍａｘ （式１０）
上記式における記号は以下を意味する。
Ｃｈｍａｘ：通信システム９００において使用可能な周波数チャネルＣｈの最大値
Ｔｓｍａｘ：通信システム９００において分割可能なタイムスロットＴｓの最大値
Ｔｓ（Ａｐ）＋Ｎｓｉｄ（Ａ） ＞ Ｔｓｍａｘ （式１０）
上記式における記号は以下を意味する。
Ｃｈｍａｘ：通信システム９００において使用可能な周波数チャネルＣｈの最大値
Ｔｓｍａｘ：通信システム９００において分割可能なタイムスロットＴｓの最大値
このようなケースでは、多重化情報を再利用することとなり、同一の多重化情報を持つノードが複数存在する結果となる。例えば、上記実施の形態１において全てのノードにユニークな多重化情報を割り付けることができない場合、各ノードには以下の式１１および式１２により周波数チャネルＣｈとタイムスロットＴｓとが割り付けられ、同一の周波数チャネルＣｈとタイムスロットＴｓとを持つノードが複数存在することになる。
Ｃｈ（Ａ） ＝ Ｓｉｄ（Ａ）％Ｃｈｍａｘ （式１１）
Ｔｓ（Ａ） ＝ （Ｔｓ（Ａｐ）＋Ｎｉｄ（Ａ））％Ｔｓｍａｘ （式１２）
Ｔｓ（Ａ） ＝ （Ｔｓ（Ａｐ）＋Ｎｉｄ（Ａ））％Ｔｓｍａｘ （式１２）
このため、ウェークアップ信号が干渉することにより、通信対象でないノードまで無駄にウェークアップすることとなり、そのノードは無駄な電力を消費する。
そこで、実施の形態１に記した多重化情報割り付け手法に加えて、本実施の形態では、無駄なウェークアップを抑制するために多重化情報を再割り付けするためのメカニズムについて説明する。
図７は、実施の形態２における通信システム９００の構成図である。
図７に示すように、実施の形態２における通信システム９００（無線ネットワーク・システムや通信ネットワークなどの一例）はネットワーク・コーディネータとなるノード１に接続するホスト計算機３００を有する。
実施の形態２におけるホスト計算機３００は各ノードに対して多重化情報の再割り付けを行う。
図７に示すように、実施の形態２における通信システム９００（無線ネットワーク・システムや通信ネットワークなどの一例）はネットワーク・コーディネータとなるノード１に接続するホスト計算機３００を有する。
実施の形態２におけるホスト計算機３００は各ノードに対して多重化情報の再割り付けを行う。
図８は、実施の形態２におけるデータ送受信ノード４００の機能構成図である。
図８において、上記実施の形態１で示したデータ受信ノード１００の各機能構成およびデータ送信ノード２００の各機能構成をまとめてデータ送受信制御ブロック４０１として示す。データ送受信制御ブロック４０１には上記実施の形態１で説明したモード制御ブロック１１０、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０、ウェークアップ信号検出ブロック１３０、データ受信ブロック１４０および受信ノード記憶ブロック１９０が含まれる。また、データ送受信制御ブロック４０１には上記実施の形態１で説明したウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０、ウェークアップ信号出力ブロック２２０、データ送信ブロック２３０および送信ノード記憶ブロック２９０が含まれる。
また、データ送受信ノード４００（無線通信装置の一例）は、データ送受信制御ブロック４０１の他に、新規参入処理ブロック４５１、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２、位置情報取得ブロック４５３、多重化情報再割り付け要求ブロック４５４およびアドレス変更処理ブロック４５５を備える。
図８において、上記実施の形態１で示したデータ受信ノード１００の各機能構成およびデータ送信ノード２００の各機能構成をまとめてデータ送受信制御ブロック４０１として示す。データ送受信制御ブロック４０１には上記実施の形態１で説明したモード制御ブロック１１０、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０、ウェークアップ信号検出ブロック１３０、データ受信ブロック１４０および受信ノード記憶ブロック１９０が含まれる。また、データ送受信制御ブロック４０１には上記実施の形態１で説明したウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック２１０、ウェークアップ信号出力ブロック２２０、データ送信ブロック２３０および送信ノード記憶ブロック２９０が含まれる。
また、データ送受信ノード４００（無線通信装置の一例）は、データ送受信制御ブロック４０１の他に、新規参入処理ブロック４５１、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２、位置情報取得ブロック４５３、多重化情報再割り付け要求ブロック４５４およびアドレス変更処理ブロック４５５を備える。
新規参入処理ブロック４５１は、自ノードがネットワークに新規参入する際、ＣＰＵおよび通信機を用いて任意の参入手順により自ノードのネットワーク・アドレスを親ノードから取得する。
ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は、自ノードの周辺にある、親となり得るノードとのＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値をＣＰＵおよび通信機を用いて取得する。ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は、ＲＳＳＩ値が新規参入処理ブロック４５１による参入手順において取得されている場合には、その値を用いることができる。
位置情報取得ブロック４５３はＣＰＵを用いて任意の方法により自ノードの位置情報を取得する。例えば、位置情報取得ブロック４５３は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎ Ｓｙｓｔｅｍ）や位置情報の基準となるノードとのＲＳＳＩ値を用いた三辺測量等の手法により、自ノードの位置情報を取得する。位置情報取得ブロック４５３がＧＰＳ測位により自ノードの位置情報を取得する場合、データ送受信ノード４００はＧＰＳ受信機を備える。また、位置情報取得ブロック４５３の代わりにホスト計算機３００がＲＳＳＩ値取得ブロック４５２の取得したＲＳＳＩ値を用いて当該ノードの位置情報を取得してもよい。つまり、データ送受信ノード４００は位置情報取得ブロック４５３を備えない構成であってもよい。
多重化情報再割り付け要求ブロック４５４（再割り付け要求部の一例）は送信機を用いてホスト計算機３００に対して多重化情報の再割り付け要求の送信を行う。上記実施の形態１で述べたように本無線通信方法では多重化情報をネットワーク・アドレスにより特定しているため、本実施の形態において、多重化情報の再割り付けはネットワーク・アドレスの再割り付けと同義である。
アドレス変更処理ブロック４５５は自ノードの新しいネットワーク・アドレスを示すアドレス変更通知を通信機を用いてホスト計算機３００から受信し、ＣＰＵを用いて、その時点での親ノードと親子関係を解消し、新しいネットワーク・アドレスに対応した親ノードと親子関係を構築する。また、アドレス変更処理ブロック４５５はデータ送受信制御ブロック４０１に含まれるウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０に自ノードのネットワーク・アドレスが更新されたことを通知する。そして、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は自ノードの新しいネットワーク・アドレスに基づいてウェークアップ信号検出用の新しい多重化情報を算出する。
ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は、自ノードの周辺にある、親となり得るノードとのＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値をＣＰＵおよび通信機を用いて取得する。ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は、ＲＳＳＩ値が新規参入処理ブロック４５１による参入手順において取得されている場合には、その値を用いることができる。
位置情報取得ブロック４５３はＣＰＵを用いて任意の方法により自ノードの位置情報を取得する。例えば、位置情報取得ブロック４５３は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎ Ｓｙｓｔｅｍ）や位置情報の基準となるノードとのＲＳＳＩ値を用いた三辺測量等の手法により、自ノードの位置情報を取得する。位置情報取得ブロック４５３がＧＰＳ測位により自ノードの位置情報を取得する場合、データ送受信ノード４００はＧＰＳ受信機を備える。また、位置情報取得ブロック４５３の代わりにホスト計算機３００がＲＳＳＩ値取得ブロック４５２の取得したＲＳＳＩ値を用いて当該ノードの位置情報を取得してもよい。つまり、データ送受信ノード４００は位置情報取得ブロック４５３を備えない構成であってもよい。
多重化情報再割り付け要求ブロック４５４（再割り付け要求部の一例）は送信機を用いてホスト計算機３００に対して多重化情報の再割り付け要求の送信を行う。上記実施の形態１で述べたように本無線通信方法では多重化情報をネットワーク・アドレスにより特定しているため、本実施の形態において、多重化情報の再割り付けはネットワーク・アドレスの再割り付けと同義である。
アドレス変更処理ブロック４５５は自ノードの新しいネットワーク・アドレスを示すアドレス変更通知を通信機を用いてホスト計算機３００から受信し、ＣＰＵを用いて、その時点での親ノードと親子関係を解消し、新しいネットワーク・アドレスに対応した親ノードと親子関係を構築する。また、アドレス変更処理ブロック４５５はデータ送受信制御ブロック４０１に含まれるウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０に自ノードのネットワーク・アドレスが更新されたことを通知する。そして、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は自ノードの新しいネットワーク・アドレスに基づいてウェークアップ信号検出用の新しい多重化情報を算出する。
図９は、実施の形態２におけるホスト計算機３００の機能構成図である。
各ノードに対して多重化情報の再割り付けを行うホスト計算機３００について、図９に基づいて以下に説明する。
各ノードに対して多重化情報の再割り付けを行うホスト計算機３００について、図９に基づいて以下に説明する。
ホスト計算機３００は、多重化情報再割り付け要求受信ブロック３１０、多重化情報計算ブロック３２０、アドレス変更指示ブロック３３０およびホスト記憶ブロック３９０を備える。
多重化情報再割り付け要求受信ブロック３１０（再割り付け要求受信部の一例）はデータ送受信ノード４００から送信された多重化情報再割り付け要求を通信機を用いて受信する。
多重化情報計算ブロック３２０（親選択部の一例）は、ホスト記憶ブロック３９０に記憶されている各ノードの位置情報を示す位置情報テーブル３９１を用いて、位置の近いノード同士がサブネットワークを構成するようにアドレスツリーをＣＰＵを用いて再計算する。
アドレス変更指示ブロック３３０（アドレス通知部の一例）は、多重化情報計算ブロック３２０の計算結果が示すアドレスツリーに計算前のアドレスツリーとの差異が生じた場合は、ネットワーク・アドレスに変更が生じたノードに対して変更後のネットワーク・アドレスを送信機を用いて通知する。
ホスト記憶ブロック３９０（位置情報記憶部）は各ノードの位置情報を示す位置情報テーブル３９１や多重化情報計算ブロック３２０の多重化情報計算結果などを記憶する。
多重化情報計算ブロック３２０（親選択部の一例）は、ホスト記憶ブロック３９０に記憶されている各ノードの位置情報を示す位置情報テーブル３９１を用いて、位置の近いノード同士がサブネットワークを構成するようにアドレスツリーをＣＰＵを用いて再計算する。
アドレス変更指示ブロック３３０（アドレス通知部の一例）は、多重化情報計算ブロック３２０の計算結果が示すアドレスツリーに計算前のアドレスツリーとの差異が生じた場合は、ネットワーク・アドレスに変更が生じたノードに対して変更後のネットワーク・アドレスを送信機を用いて通知する。
ホスト記憶ブロック３９０（位置情報記憶部）は各ノードの位置情報を示す位置情報テーブル３９１や多重化情報計算ブロック３２０の多重化情報計算結果などを記憶する。
図１０は、実施の形態２における多重化情報再割り付け方法を示すフローチャートである。
実施の形態２におけるホスト計算機３００とデータ送受信ノード４００との多重化情報再割り付け方法について、図１０に基づいて以下に説明する。
ホスト計算機３００およびデータ送受信ノード４００の各ブロックは以下の処理をＣＰＵや通信機などのハードウェアを用いて実行する。
実施の形態２におけるホスト計算機３００とデータ送受信ノード４００との多重化情報再割り付け方法について、図１０に基づいて以下に説明する。
ホスト計算機３００およびデータ送受信ノード４００の各ブロックは以下の処理をＣＰＵや通信機などのハードウェアを用いて実行する。
＜Ｓ３１０：新規参入処理＞
まず、データ送受信ノード４００において、新規参入処理ブロック４５１は任意の参入手順により自ノードをネットワークに参入させ、親ノードから自ノードのネットワーク・アドレスを取得する。
例えば、新規参入処理ブロック４５１は以下の参入手順により自ノードをネットワークに参入させ、自ノードのネットワーク・アドレスを取得する。
まず、データ送受信ノード４００において、新規参入処理ブロック４５１は任意の参入手順により自ノードをネットワークに参入させ、親ノードから自ノードのネットワーク・アドレスを取得する。
例えば、新規参入処理ブロック４５１は以下の参入手順により自ノードをネットワークに参入させ、自ノードのネットワーク・アドレスを取得する。
（１）新規参入処理ブロック４５１は、周辺の親となり得るノードに対して、新規参入要求コマンドをブロードキャスト送信する。
（２）新規参入処理ブロック４５１は、（１）に際して、周辺のノードがＳＬＥＥＰモードに設定されている場合は、例えば、段落［０００８］に示したような多重化されていないウェークアップ信号を用いて周辺のノードをウェークアップさせる。
（３）新規参入要求コマンドを受信した周辺の親となり得るノードは、新規参入ノードに子ノードとして受け入れることが可能である旨の応答を無線パケットにより新規参入ノードに送信する。親となり得るノードとはネットワーク・アドレスを割り付けた子ノードの数が最大子ノード数Ｃｍに満たないノードのことである。
（４）新規参入処理ブロック４５１は、親となり得る各ノードから応答パケットを受信し、応答パケットのＲＳＳＩ値等の通信品質を考慮して１つの親ノードを選択する。そして、新規参入処理ブロック４５１は選択した親ノードに参入コマンドを発行する。
（５）参入コマンドを受信した親ノードは、新規参入ノードに対して自身の管理する子ノード用のネットワーク・アドレスの中から未割り付けのネットワーク・アドレスを１つ選択し、選択したネットワーク・アドレスを新規参入ノードに通知する。
例えば、このようにして新規参入処理ブロック４５１はネットワークに新規参入し、ネットワーク・アドレスを取得する。
（２）新規参入処理ブロック４５１は、（１）に際して、周辺のノードがＳＬＥＥＰモードに設定されている場合は、例えば、段落［０００８］に示したような多重化されていないウェークアップ信号を用いて周辺のノードをウェークアップさせる。
（３）新規参入要求コマンドを受信した周辺の親となり得るノードは、新規参入ノードに子ノードとして受け入れることが可能である旨の応答を無線パケットにより新規参入ノードに送信する。親となり得るノードとはネットワーク・アドレスを割り付けた子ノードの数が最大子ノード数Ｃｍに満たないノードのことである。
（４）新規参入処理ブロック４５１は、親となり得る各ノードから応答パケットを受信し、応答パケットのＲＳＳＩ値等の通信品質を考慮して１つの親ノードを選択する。そして、新規参入処理ブロック４５１は選択した親ノードに参入コマンドを発行する。
（５）参入コマンドを受信した親ノードは、新規参入ノードに対して自身の管理する子ノード用のネットワーク・アドレスの中から未割り付けのネットワーク・アドレスを１つ選択し、選択したネットワーク・アドレスを新規参入ノードに通知する。
例えば、このようにして新規参入処理ブロック４５１はネットワークに新規参入し、ネットワーク・アドレスを取得する。
＜Ｓ３２０：ＲＳＳＩ値送信処理＞
次に、データ送受信ノード４００において、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は、Ｓ３１０においてネットワークに新規参入した際の親ノードとのＲＳＳＩ値を取得する。そして、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は取得したＲＳＳＩ値をホスト計算機３００に送信する。ホスト計算機３００は各ノードから受信したＲＳＳＩ値をホスト記憶ブロック３９０に記憶する。
例えば、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は上記（４）で親ノードから受信した応答パケットや上記（５）で親ノードから送信されたネットワーク・アドレスを通知するパケットを受信時の受信電波の強度をＲＳＳＩ値として検出する。ＲＳＳＩ値（＝受信電波強度）と距離とには相関性があり、親ノードとのＲＳＳＩ値は親ノードとの距離が長くなるほど小さくなる。そのため、ＲＳＳＩ値に基づいて位置が既知である３点以上の基準ノード（例えば、親となり得る各ノード）との距離を算出し、多辺測量により当該ノードの位置を算出することができる。
次に、データ送受信ノード４００において、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は、Ｓ３１０においてネットワークに新規参入した際の親ノードとのＲＳＳＩ値を取得する。そして、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は取得したＲＳＳＩ値をホスト計算機３００に送信する。ホスト計算機３００は各ノードから受信したＲＳＳＩ値をホスト記憶ブロック３９０に記憶する。
例えば、ＲＳＳＩ値取得ブロック４５２は上記（４）で親ノードから受信した応答パケットや上記（５）で親ノードから送信されたネットワーク・アドレスを通知するパケットを受信時の受信電波の強度をＲＳＳＩ値として検出する。ＲＳＳＩ値（＝受信電波強度）と距離とには相関性があり、親ノードとのＲＳＳＩ値は親ノードとの距離が長くなるほど小さくなる。そのため、ＲＳＳＩ値に基づいて位置が既知である３点以上の基準ノード（例えば、親となり得る各ノード）との距離を算出し、多辺測量により当該ノードの位置を算出することができる。
＜Ｓ３３０：位置情報送信処理＞
次に、データ送受信ノード４００において、位置情報取得ブロック４５３は、ＧＰＳを用いた測位手法やＲＳＳＩ値を用いた多辺測量等の手法により自ノードの位置を算出する。そして、位置情報取得ブロック４５３は算出した自ノードの位置をホスト計算機３００に送信する。ホスト計算機３００は各ノードから受信した位置情報をホスト記憶ブロック３９０に記憶する。
但し、ホスト計算機３００が各ノードから受信したＲＳＳＩ値を用いて各ノードの位置情報を算出する場合、位置情報取得ブロック４５３による位置情報算出処理（Ｓ３３０）は実行しなくてもよい。
次に、データ送受信ノード４００において、位置情報取得ブロック４５３は、ＧＰＳを用いた測位手法やＲＳＳＩ値を用いた多辺測量等の手法により自ノードの位置を算出する。そして、位置情報取得ブロック４５３は算出した自ノードの位置をホスト計算機３００に送信する。ホスト計算機３００は各ノードから受信した位置情報をホスト記憶ブロック３９０に記憶する。
但し、ホスト計算機３００が各ノードから受信したＲＳＳＩ値を用いて各ノードの位置情報を算出する場合、位置情報取得ブロック４５３による位置情報算出処理（Ｓ３３０）は実行しなくてもよい。
＜Ｓ３４０：再割り付け要求送信処理＞
次に、データ送受信ノード４００において、多重化情報再割り付け要求ブロック４５４は新規参入したネットワークのホスト計算機３００に対して多重化情報再割り付け要求を送信する。前述の通り、本実施の形態において、多重化情報の再割り付けはネットワーク・アドレスの再割り付けと同義である。
次に、データ送受信ノード４００において、多重化情報再割り付け要求ブロック４５４は新規参入したネットワークのホスト計算機３００に対して多重化情報再割り付け要求を送信する。前述の通り、本実施の形態において、多重化情報の再割り付けはネットワーク・アドレスの再割り付けと同義である。
＜Ｓ４１０：再割り付け要求受信処理＞
次に、ホスト計算機３００において、多重化情報再割り付け要求受信ブロック３１０はデータ送受信ノード４００から送信された多重化情報再割り付け要求を受信する。
次に、ホスト計算機３００において、多重化情報再割り付け要求受信ブロック３１０はデータ送受信ノード４００から送信された多重化情報再割り付け要求を受信する。
＜Ｓ４２０：アドレスツリー再計算処理＞
次に、ホスト計算機３００において、多重化情報計算ブロック３２０は、ホスト記憶ブロック３９０に記憶されている各ノードの位置情報を示す位置情報テーブル３９１を用いて、位置の近い（距離の近い）ノード同士がサブネットワークを構成するようにアドレスツリーを再計算する。このとき、多重化情報計算ブロック３２０は親子関係にあるノード間のＲＳＳＩ値が所定値以上の電波レベルを示すようにアドレスツリーを計算し、計算後のアドレスツリーにおいて親ノードと子ノードとが互いに通信できるようにする。
次に、ホスト計算機３００において、多重化情報計算ブロック３２０は、ホスト記憶ブロック３９０に記憶されている各ノードの位置情報を示す位置情報テーブル３９１を用いて、位置の近い（距離の近い）ノード同士がサブネットワークを構成するようにアドレスツリーを再計算する。このとき、多重化情報計算ブロック３２０は親子関係にあるノード間のＲＳＳＩ値が所定値以上の電波レベルを示すようにアドレスツリーを計算し、計算後のアドレスツリーにおいて親ノードと子ノードとが互いに通信できるようにする。
図１１は、実施の形態２における位置情報テーブル３９１の一例を示す図である。
図１２は、実施の形態２における各データ送受信ノード４００の配置例を示す図である。
ホスト計算機３００は、位置情報送信処理（Ｓ３３０）において図１２に示す各データ送受信ノード４００から受信した位置情報を図１１に示すような位置情報テーブル３９１として記憶する。そして、アドレスツリー再計算処理（Ｓ４２０）において、多重化情報計算ブロック３２０はこの位置情報テーブル３９１を用いてアドレスツリーを再計算する。また、ホスト計算機３００はＲＳＳＩ値送信処理（Ｓ３２０）において図１２に示す各データ送受信ノード４００から受信したＲＳＳＩ値に基づいて各データ送受信ノード４００の位置を算出し、算出した位置情報を図１１に示すような位置情報テーブル３９１として記憶してもよい。
図１２は、実施の形態２における各データ送受信ノード４００の配置例を示す図である。
ホスト計算機３００は、位置情報送信処理（Ｓ３３０）において図１２に示す各データ送受信ノード４００から受信した位置情報を図１１に示すような位置情報テーブル３９１として記憶する。そして、アドレスツリー再計算処理（Ｓ４２０）において、多重化情報計算ブロック３２０はこの位置情報テーブル３９１を用いてアドレスツリーを再計算する。また、ホスト計算機３００はＲＳＳＩ値送信処理（Ｓ３２０）において図１２に示す各データ送受信ノード４００から受信したＲＳＳＩ値に基づいて各データ送受信ノード４００の位置を算出し、算出した位置情報を図１１に示すような位置情報テーブル３９１として記憶してもよい。
図１３は、実施の形態２における再計算前のアドレスツリーの一例を示す図である。
アドレスツリー再計算処理（Ｓ４２０）において、多重化情報計算ブロック３２０は、例えば、図１３に示すようなアドレスツリーに対して以下のような処理によりアドレスツリーの再計算を行う。
アドレスツリー再計算処理（Ｓ４２０）において、多重化情報計算ブロック３２０は、例えば、図１３に示すようなアドレスツリーに対して以下のような処理によりアドレスツリーの再計算を行う。
ここで、以下に説明するアドレスツリー再計算処理例の前提を示す。
（ａ）図１３においては、Ｎｄｎ（ｎ＝０〜３）は、基準ノードであり、これら基準ノード同士の接続は固定された接続（すなわち、アドレス再計算の対象としない接続）とする。
（ｂ）図１３において、Ｎｔｎ（ｎ＝０〜７）は、接続が固定されない（すなわち、アドレス再計算の対象とする）ノードとする。
（ｃ）また、本例のネットワークでは、基準ノードだけが、親ノードになり得るノードと定義する。
（ｄ）また、図１３のネットワークは、Ｃｍ＝３が設定されていて、１つのノードは最大３ノードまでしか子ノードを持てない制約が課されている。
（ａ）図１３においては、Ｎｄｎ（ｎ＝０〜３）は、基準ノードであり、これら基準ノード同士の接続は固定された接続（すなわち、アドレス再計算の対象としない接続）とする。
（ｂ）図１３において、Ｎｔｎ（ｎ＝０〜７）は、接続が固定されない（すなわち、アドレス再計算の対象とする）ノードとする。
（ｃ）また、本例のネットワークでは、基準ノードだけが、親ノードになり得るノードと定義する。
（ｄ）また、図１３のネットワークは、Ｃｍ＝３が設定されていて、１つのノードは最大３ノードまでしか子ノードを持てない制約が課されている。
上記前提のもと、図１３に示すノードＮｄ０〜Ｎｄ５およびノードＮｔ０〜Ｎｔ６で構成されたネットワークに、新たにノードＮｔ７が参入する際のアドレスツリー再計算の手順について以下に説明する。
（１）先ず、ノードＮｔ７がネットワークに参入する。この時点で、ノードＮｔ７の最も近くに位置するノードＮｄ３は既に子ノードを３つ（ノードＮｔ４、ノードＮｔ５、ノードＮｔ６）持っているため、ノードＮｄ３は親ノードとなり得る旨の応答パケットをノードＮｔ７に送信しない（Ｓ３１０（３）参照）。つまり、ノードＮｔ７はノードＮｄ３の子ノードとしてネットワークに参入することができない。そこで、ノードＮｔ７は、例えば、ノードＮｄ１の子ノードとしてネットワークに参入する。
（２）次に、ノードＮｔ７は自身の位置情報を取得する。取得手段は問わず、ＧＰＳ測位でもＲＳＳＩ値に基づく測位でも構わない。この結果として、ノードＮｔ７は自身の位置情報として座標（８０、１２０）を得て、本位置情報をホスト計算機３００に送付する（Ｓ３３０）。また、ノードＮｔ７はホスト計算機３００に対して多重化情報再割り当て要求を行う（Ｓ３４０）。
（３）これを受けたホスト計算機３００では、ノードＮｔ０〜ノードＮｔ７に対して位置の近い順に優先度を付けて親ノードとなり得るノードをリストアップする。ここで、ＲＳＳＩ値が所定のレベルにないものは位置が近くても除外する。リストアップした結果の例を図１４に示す。
図１４は、実施の形態２における親ノード候補リスト３９２の一例を示す表である。親ノード候補リスト３９２はホスト記憶ブロック３９０に記憶される。
（４）ここで、ノードＮｔ０〜ノードＮｔ７について最も優先順位の高い親ノード候補に接続した場合に子ノード数≦Ｃｍの条件が満たされていれば、アドレスツリー作成完了である。
（５）（４）において、アドレスツリーの作成が完了しない場合（子ノード数＞Ｃｍ）は、候補が１つしかない子ノードについては、優先的に接続を確定する。図１４に示す親ノード候補リスト３９２に対しては、ノードＮｔ６は接続候補がノードＮｄ３しかないのでノードＮｄ３を親ノードとする接続が確定する。なお、親ノードが再計算前の親ノードと変わらない場合は当該子ノードに再計算前と同じネットワーク・アドレスを割り付ける。
（６）次に、親ノードとなるノードＮｄ０〜ノードＮｄ４について、接続候補数が最も多いものについて、位置の近いノード順に接続関係を決定する。本例では４つの子ノードの第一候補となり、２つの子ノードの第二候補となっているノードＮｄ３がこれに該当する。ノードＮｄ３は（５）によりノードＮｔ６を子ノードとして接続することが既に確定していて、残り２つの子ノードを「最も優先順位の高い親ノード候補」（図１４では第一候補）にしているノードＮｔ４、ノードＮｔ５、ノードＮｔ７の中から選択する。「最も優先順位の高い親ノード候補」としている子ノードの数が当該親ノードに接続可能な子ノードの数より多い場合、当該親ノードからの距離の近い順（ＲＳＳＩ値の大きい順）に子ノードを選択する。図１４においては、ノードＮｄ３に対して距離の近い順にノードＮｔ４とノードＮｔ７とを子ノードとして選択する。
（７）（６）で第一候補に接続できなかったノードは、最も優先順位の高い親ノード候補を繰り上げて、（４）に戻って処理を継続する。図１４では、ノードＮｔ５の最も優先順位の高い親ノード候補としてノードＮｄ２（第二候補）を繰り上げて処理（４）に戻る。
本例では、２回目の（４）の処理によりアドレスツリーの作成が完了する。
図１３に示すアドレスツリーに対する再計算後のアドレスツリーを図１５に示す。
図１５は、実施の形態２における再計算後のアドレスツリーの一例を示す図である。
（２）次に、ノードＮｔ７は自身の位置情報を取得する。取得手段は問わず、ＧＰＳ測位でもＲＳＳＩ値に基づく測位でも構わない。この結果として、ノードＮｔ７は自身の位置情報として座標（８０、１２０）を得て、本位置情報をホスト計算機３００に送付する（Ｓ３３０）。また、ノードＮｔ７はホスト計算機３００に対して多重化情報再割り当て要求を行う（Ｓ３４０）。
（３）これを受けたホスト計算機３００では、ノードＮｔ０〜ノードＮｔ７に対して位置の近い順に優先度を付けて親ノードとなり得るノードをリストアップする。ここで、ＲＳＳＩ値が所定のレベルにないものは位置が近くても除外する。リストアップした結果の例を図１４に示す。
図１４は、実施の形態２における親ノード候補リスト３９２の一例を示す表である。親ノード候補リスト３９２はホスト記憶ブロック３９０に記憶される。
（４）ここで、ノードＮｔ０〜ノードＮｔ７について最も優先順位の高い親ノード候補に接続した場合に子ノード数≦Ｃｍの条件が満たされていれば、アドレスツリー作成完了である。
（５）（４）において、アドレスツリーの作成が完了しない場合（子ノード数＞Ｃｍ）は、候補が１つしかない子ノードについては、優先的に接続を確定する。図１４に示す親ノード候補リスト３９２に対しては、ノードＮｔ６は接続候補がノードＮｄ３しかないのでノードＮｄ３を親ノードとする接続が確定する。なお、親ノードが再計算前の親ノードと変わらない場合は当該子ノードに再計算前と同じネットワーク・アドレスを割り付ける。
（６）次に、親ノードとなるノードＮｄ０〜ノードＮｄ４について、接続候補数が最も多いものについて、位置の近いノード順に接続関係を決定する。本例では４つの子ノードの第一候補となり、２つの子ノードの第二候補となっているノードＮｄ３がこれに該当する。ノードＮｄ３は（５）によりノードＮｔ６を子ノードとして接続することが既に確定していて、残り２つの子ノードを「最も優先順位の高い親ノード候補」（図１４では第一候補）にしているノードＮｔ４、ノードＮｔ５、ノードＮｔ７の中から選択する。「最も優先順位の高い親ノード候補」としている子ノードの数が当該親ノードに接続可能な子ノードの数より多い場合、当該親ノードからの距離の近い順（ＲＳＳＩ値の大きい順）に子ノードを選択する。図１４においては、ノードＮｄ３に対して距離の近い順にノードＮｔ４とノードＮｔ７とを子ノードとして選択する。
（７）（６）で第一候補に接続できなかったノードは、最も優先順位の高い親ノード候補を繰り上げて、（４）に戻って処理を継続する。図１４では、ノードＮｔ５の最も優先順位の高い親ノード候補としてノードＮｄ２（第二候補）を繰り上げて処理（４）に戻る。
本例では、２回目の（４）の処理によりアドレスツリーの作成が完了する。
図１３に示すアドレスツリーに対する再計算後のアドレスツリーを図１５に示す。
図１５は、実施の形態２における再計算後のアドレスツリーの一例を示す図である。
図１０において、多重化情報再割り付け方法の説明を続ける。
＜Ｓ４３０：アドレス変更通知処理＞
Ｓ４２０において多重化情報計算ブロック３２０が再計算したアドレスツリーに計算前のアドレスツリーとの差異が生じた場合、アドレス変更指示ブロック３３０は接続するノードに変更が生じた各ノードに対してネットワーク・アドレスの変更および新たに割り付けたネットワーク・アドレスを通知する。上記例ではノードＮｔ５とノードＮｔ７とに親ノードの変更が生じ、親ノードの変更に伴うネットワーク・アドレスの変更が生じている。
Ｓ４２０において多重化情報計算ブロック３２０が再計算したアドレスツリーに計算前のアドレスツリーとの差異が生じた場合、アドレス変更指示ブロック３３０は接続するノードに変更が生じた各ノードに対してネットワーク・アドレスの変更および新たに割り付けたネットワーク・アドレスを通知する。上記例ではノードＮｔ５とノードＮｔ７とに親ノードの変更が生じ、親ノードの変更に伴うネットワーク・アドレスの変更が生じている。
＜Ｓ３５０：アドレス変更処理＞
次に、データ送受信ノード４００において、アドレス変更処理ブロック４５５は、ホスト計算機３００からアドレス変更通知を受信し、その時点での親ノードと親子関係を解消し、新しいネットワーク・アドレスに対応した親ノードと親子関係を構築する。
アドレス変更処理ブロック４５５は、アドレス変更通知を受信した際、自ノードのネットワーク・アドレスをデータ送受信制御ブロック４０１に含まれる受信ノード記憶ブロック１９０から削除して親ノードとの親子関係を解消し、アドレス変更通知が示す新たなネットワーク・アドレスを受信ノード記憶ブロック１９０に記憶して新たな親ノードとの親子関係を構築する。
次に、データ送受信ノード４００において、アドレス変更処理ブロック４５５は、ホスト計算機３００からアドレス変更通知を受信し、その時点での親ノードと親子関係を解消し、新しいネットワーク・アドレスに対応した親ノードと親子関係を構築する。
アドレス変更処理ブロック４５５は、アドレス変更通知を受信した際、自ノードのネットワーク・アドレスをデータ送受信制御ブロック４０１に含まれる受信ノード記憶ブロック１９０から削除して親ノードとの親子関係を解消し、アドレス変更通知が示す新たなネットワーク・アドレスを受信ノード記憶ブロック１９０に記憶して新たな親ノードとの親子関係を構築する。
＜Ｓ３６０：多重化情報算出処理＞
そして、アドレス変更処理ブロック４５５はデータ送受信制御ブロック４０１に含まれるウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０に、自ノードのネットワーク・アドレスが更新されたことを通知し、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は新たなネットワーク・アドレスに基づいてウェークアップ信号検出用の新たな多重化情報を算出する。
そして、アドレス変更処理ブロック４５５はデータ送受信制御ブロック４０１に含まれるウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０に、自ノードのネットワーク・アドレスが更新されたことを通知し、ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック１２０は新たなネットワーク・アドレスに基づいてウェークアップ信号検出用の新たな多重化情報を算出する。
上記手順により、本実施の形態の通信システム９００では、新たなデータ送受信ノード４００が参入する度に、サブネットワークのメンバーを構成する各データ送受信ノード４００を小さなエリアに配置するようにアドレスツリーを再構築することになる。また、サブネットワークのメンバーを小さなエリアに配置することは、ウェークアップ信号の干渉エリアを小さくすることを意味する。つまり、本実施の形態の多重化情報再割り付け方法は、ウェークアップ信号の干渉をし難くする効果を得ることができる。
例えば、図１６において、各子ノードが親ノードＮｄ１に対してウェークアップ信号を送信するものとする。また、親ノードＮｄ１と他のサブネットワークに属するノードＮｔ９とで多重化情報が重複しているものとする。ここで、左図のように、親ノードＮｄ１から離れた地点に位置するノードＮｔ０、Ｎｔ１、Ｎｔ２が親ノードＮｄ１の子ノードとしてサブネットワークを構成する場合（左図）、各子ノードが形成するウェークアップ信号を送信するための電波到達エリア（干渉エリア）が広くなり、データ通信対象でないノードＮｔ９まで親ノードＮｄ１に対するウェークアップ信号を受信してしまいアクティブ・モードに切り替わってしまう。しかし、右図のように、親ノードＮｄ１の近くに位置するノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５にサブネットワークを構成させることにより、電波到達エリアを狭めることができ、親ノードＮｄ１に対するウェークアップ信号はノードＮｔ９には届かず、データ通信対象でないノードＮｔ９が無駄にアクティブ・モードに切り替わることはない。
これにより、本実施の形態の通信システム９００は無駄なウェークアップによるノードの電力消費を防ぐことができる。
例えば、図１６において、各子ノードが親ノードＮｄ１に対してウェークアップ信号を送信するものとする。また、親ノードＮｄ１と他のサブネットワークに属するノードＮｔ９とで多重化情報が重複しているものとする。ここで、左図のように、親ノードＮｄ１から離れた地点に位置するノードＮｔ０、Ｎｔ１、Ｎｔ２が親ノードＮｄ１の子ノードとしてサブネットワークを構成する場合（左図）、各子ノードが形成するウェークアップ信号を送信するための電波到達エリア（干渉エリア）が広くなり、データ通信対象でないノードＮｔ９まで親ノードＮｄ１に対するウェークアップ信号を受信してしまいアクティブ・モードに切り替わってしまう。しかし、右図のように、親ノードＮｄ１の近くに位置するノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５にサブネットワークを構成させることにより、電波到達エリアを狭めることができ、親ノードＮｄ１に対するウェークアップ信号はノードＮｔ９には届かず、データ通信対象でないノードＮｔ９が無駄にアクティブ・モードに切り替わることはない。
これにより、本実施の形態の通信システム９００は無駄なウェークアップによるノードの電力消費を防ぐことができる。
本実施の形態のさらなるメリットは、上記のように、サブネットワークのメンバーをより小さなエリアに配置できることにより、ウェークアップ信号の出力電波強度を小さくすること、もしくは、ウェークアップ信号の検出電波レベルを高く設定できることである。
例えば、図１７に示すように、親ノードＮｄ１の近くに位置するノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５がサブネットワークを構成する場合、ノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５それぞれの電波到達エリアは親ノードＮｄ１を含む程度まで小さくすることができる。つまり、ウェークアップ信号の出力電波強度をウェークアップ信号が親ノードＮｄ１に届く程度まで小さくすることができる。また、親ノードＮｄ１の近くに位置するノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５がサブネットワークを構成する場合、親ノードＮｄ１にウェークアップ信号が到達するまでの距離が短いためウェークアップ信号の減衰は少ない。このため、ウェークアップ信号の出力電波強度を小さくしない場合、親ノードＮｄ１に到達した際のウェークアップ信号の検出電波レベルが高くなり、親ノードＮｄ１によるウェークアップ信号の検出精度が高くなる。
これにより、本実施の形態の通信システム９００は、さらに、ウェークアップ信号が干渉し難くなり、無駄なウェークアップによる電力消費を防ぐことになる。
例えば、図１７に示すように、親ノードＮｄ１の近くに位置するノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５がサブネットワークを構成する場合、ノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５それぞれの電波到達エリアは親ノードＮｄ１を含む程度まで小さくすることができる。つまり、ウェークアップ信号の出力電波強度をウェークアップ信号が親ノードＮｄ１に届く程度まで小さくすることができる。また、親ノードＮｄ１の近くに位置するノードＮｔ３、Ｎｔ４、Ｎｔ５がサブネットワークを構成する場合、親ノードＮｄ１にウェークアップ信号が到達するまでの距離が短いためウェークアップ信号の減衰は少ない。このため、ウェークアップ信号の出力電波強度を小さくしない場合、親ノードＮｄ１に到達した際のウェークアップ信号の検出電波レベルが高くなり、親ノードＮｄ１によるウェークアップ信号の検出精度が高くなる。
これにより、本実施の形態の通信システム９００は、さらに、ウェークアップ信号が干渉し難くなり、無駄なウェークアップによる電力消費を防ぐことになる。
実施の形態３．
実施の形態３では、通信環境の変化やノードの故障などの要因により、ノード間に通信エラーが発生した場合に対応する形態について説明する。
以下、上記実施の形態１および上記実施の形態２と異なる事項について説明し、説明を省略する事項については上記実施の形態１または上記実施の形態２と同様であるものとする。
実施の形態３では、通信環境の変化やノードの故障などの要因により、ノード間に通信エラーが発生した場合に対応する形態について説明する。
以下、上記実施の形態１および上記実施の形態２と異なる事項について説明し、説明を省略する事項については上記実施の形態１または上記実施の形態２と同様であるものとする。
図１８は、実施の形態３におけるデータ送受信ノード４００の機能構成図である。
実施の形態３におけるデータ送受信ノード４００は、上記実施の形態２におけるデータ送受信ノード４００に対して、通信エラー検出ブロック４５６を備えることを特徴とする。
実施の形態３におけるデータ送受信ノード４００は、上記実施の形態２におけるデータ送受信ノード４００に対して、通信エラー検出ブロック４５６を備えることを特徴とする。
通信エラー検出ブロック４５６（通信エラー検出部の一例）はデータ送信時の通信エラーをＣＰＵおよび通信機を用いて検出する。
図１９は、実施の形態３における多重化情報再割り付け方法を示すフローチャートである。
実施の形態３におけるホスト計算機３００とデータ送受信ノード４００との多重化情報再割り付け方法について、図１９に基づいて以下に説明する。
実施の形態３におけるホスト計算機３００とデータ送受信ノード４００との多重化情報再割り付け方法について、図１９に基づいて以下に説明する。
＜Ｓ５１０：通信エラー検出処理＞
通信エラー検出ブロック４５６はデータ送信時の通信エラーを検出する。
例えば、ＴＣＰ／ＩＰによりデータ通信を通信システム９００において、通信エラー検出ブロック４５６はＴＣＰ／ＩＰ通信におけるエラー検出処理を実行する。
通信エラー検出ブロック４５６はデータ送信時の通信エラーを検出する。
例えば、ＴＣＰ／ＩＰによりデータ通信を通信システム９００において、通信エラー検出ブロック４５６はＴＣＰ／ＩＰ通信におけるエラー検出処理を実行する。
そして、通信エラー検出ブロック４５６が通信エラーを検出した際、多重化情報再割り付け要求ブロック４５４が多重化情報再割り付け要求をホスト計算機３００に送信し（Ｓ３４０）、ホスト計算機３００はアドレスツリー再計算を行い、ネットワーク・アドレスの変更が生じたデータ送受信ノード４００にアドレス変更通知を送信し（Ｓ４１０〜Ｓ４３０）、データ送受信ノード４００は新たなネットワーク・アドレスを用いて新たな多重化情報を算出する（Ｓ３５０〜Ｓ３６０）。
ここで、アドレスツリーの再計算時には、現在の親ノードを親ノード候補から除外して新たな親ノードを当該データ送受信ノード４００に割り付けるようにする。
以上により、実施の形態３における通信システム９００は通信エラーが発生した場合でも省電力に適した通信ネットワークを構築することができる。
ここで、アドレスツリーの再計算時には、現在の親ノードを親ノード候補から除外して新たな親ノードを当該データ送受信ノード４００に割り付けるようにする。
以上により、実施の形態３における通信システム９００は通信エラーが発生した場合でも省電力に適した通信ネットワークを構築することができる。
実施の形態４．
多重化情報に対して、ノードの密度（使用可能な通信帯域［周波数、タイムスロット］に対するノードの数）が高いシステムにおいては、ウェークアップ信号が干渉することにより、ノードの無駄なウェークアップは避けられない。そこで、上記実施の形態２における通信システム９００では、位置情報を用いて、ウェークアップ信号の干渉エリアを小さくした。これは、言い換えると互いに干渉するノードの数を抑制したことに相当する。
一方で、個々のノードの通信量はシステムディペンドの問題であり、ウェークアップ信号が干渉する関係にあるノードの通信頻度が非常に高いケースでは、上記実施の形態２によりウェークアップ信号が干渉するノードの数を減らしても、無駄なウェークアップの回数が多くなる。
そこで、本実施の形態では、干渉エリアの縮小化では対応できない無駄なウェークアップに対応する形態について説明する。
さらに本実施の形態では、ノードの消費電力を把握する手法について説明する。
多重化情報に対して、ノードの密度（使用可能な通信帯域［周波数、タイムスロット］に対するノードの数）が高いシステムにおいては、ウェークアップ信号が干渉することにより、ノードの無駄なウェークアップは避けられない。そこで、上記実施の形態２における通信システム９００では、位置情報を用いて、ウェークアップ信号の干渉エリアを小さくした。これは、言い換えると互いに干渉するノードの数を抑制したことに相当する。
一方で、個々のノードの通信量はシステムディペンドの問題であり、ウェークアップ信号が干渉する関係にあるノードの通信頻度が非常に高いケースでは、上記実施の形態２によりウェークアップ信号が干渉するノードの数を減らしても、無駄なウェークアップの回数が多くなる。
そこで、本実施の形態では、干渉エリアの縮小化では対応できない無駄なウェークアップに対応する形態について説明する。
さらに本実施の形態では、ノードの消費電力を把握する手法について説明する。
図２０は、実施の形態４におけるデータ送受信ノード４００の機能構成図である。
実施の形態４におけるデータ送受信ノード４００は、上記実施の形態３におけるデータ送受信ノード４００に対して、ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７を備えることを特徴とする。
実施の形態４におけるデータ送受信ノード４００は、上記実施の形態３におけるデータ送受信ノード４００に対して、ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７を備えることを特徴とする。
ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７（信号干渉検出回数カウント部の一例）は自ノードの無駄にウェークアップした回数が所定の閾値を超えたか否かをＣＰＵを用いて検出する。また、ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７は無駄にウェークアップした回数を通信機を用いてホスト計算機３００に送信する。
図２１は、実施の形態４における多重化情報再割り付け方法を示すフローチャートである。
実施の形態４におけるホスト計算機３００とデータ送受信ノード４００との多重化情報再割り付け方法について、図２１に基づいて以下に説明する。
実施の形態４におけるホスト計算機３００とデータ送受信ノード４００との多重化情報再割り付け方法について、図２１に基づいて以下に説明する。
＜Ｓ６１０：干渉検出処理＞
ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７は自ノードが通信に関係しないのにウェークアップさせられた回数をカウントし、カウントした回数が予めシステムにより定められた一定時間当りに許容される回数を越える場合にウェークアップ信号の干渉が発生していると判定する。
例えば、ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７は、データ送受信制御ブロック４０１において、ウェークアップ信号検出ブロック１３０がウェークアップ信号を検出した際にモード制御ブロック１１０が自ノードの動作モードをアクティブ・モードに移行した後、所定の時間が経過してもデータ受信ブロック１４０がデータを受信しなかった場合に、自ノードが通信に関係しないのにウェークアップさせられたと判定してカウントを行う。そして、所定の時間間隔でカウント数と所定の許容回数とを比較し、カウント数が許容回数を超えている場合には多重化情報再割り付け要求ブロック４５４にウェークアップ信号の干渉が発生していることを通知する。
ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７は自ノードが通信に関係しないのにウェークアップさせられた回数をカウントし、カウントした回数が予めシステムにより定められた一定時間当りに許容される回数を越える場合にウェークアップ信号の干渉が発生していると判定する。
例えば、ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７は、データ送受信制御ブロック４０１において、ウェークアップ信号検出ブロック１３０がウェークアップ信号を検出した際にモード制御ブロック１１０が自ノードの動作モードをアクティブ・モードに移行した後、所定の時間が経過してもデータ受信ブロック１４０がデータを受信しなかった場合に、自ノードが通信に関係しないのにウェークアップさせられたと判定してカウントを行う。そして、所定の時間間隔でカウント数と所定の許容回数とを比較し、カウント数が許容回数を超えている場合には多重化情報再割り付け要求ブロック４５４にウェークアップ信号の干渉が発生していることを通知する。
そして、ウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７がウェークアップ信号の干渉を検出した際、多重化情報再割り付け要求ブロック４５４が多重化情報再割り付け要求をホスト計算機３００に送信し（Ｓ３４０）、ホスト計算機３００はアドレスツリー再計算を行い、ネットワーク・アドレスの変更が生じたデータ送受信ノード４００にアドレス変更通知を送信し（Ｓ４１０〜Ｓ４３０）、データ送受信ノード４００は新たなネットワーク・アドレスを用いて新たな多重化情報を算出する（Ｓ３５０〜Ｓ３６０）。
ここで、アドレスツリーの再計算時には、例えば、同一親ノードが管理する別のネットワーク・アドレスを当該データ送受信ノード４００に割り付けるようにしたり、現在の親ノードを親ノード候補から除外して新たな親ノードを当該データ送受信ノード４００に割り付けるようにしたりする。
以上により、実施の形態４における通信システム９００はウェークアップ信号の干渉の発生に応じてより省電力に適した通信ネットワークを構築することができる。
ここで、アドレスツリーの再計算時には、例えば、同一親ノードが管理する別のネットワーク・アドレスを当該データ送受信ノード４００に割り付けるようにしたり、現在の親ノードを親ノード候補から除外して新たな親ノードを当該データ送受信ノード４００に割り付けるようにしたりする。
以上により、実施の形態４における通信システム９００はウェークアップ信号の干渉の発生に応じてより省電力に適した通信ネットワークを構築することができる。
次に、各データ送受信ノード４００の消費電力を把握する手法について説明する。
図２２は、実施の形態４におけるホスト計算機３００の機能構成図である。
実施の形態４におけるホスト計算機３００は、上記実施の形態２におけるホスト計算機３００に対して、保守インタフェースブロック３４０を備えることを特徴とする。
実施の形態４におけるホスト計算機３００は、上記実施の形態２におけるホスト計算機３００に対して、保守インタフェースブロック３４０を備えることを特徴とする。
保守インタフェースブロック３４０（干渉消費電力算出部）は当該データ送受信ノード４００が無駄にウェークアップした回数に基づいて当該データ送受信ノード４００の消費電力をＣＰＵを用いて算出する。
ウェークアップの干渉による無駄なウェークアップはシステム動作と関係のない電力消費であるため、ウェークアップの干渉の発生により、各データ送受信ノード４００の電池寿命を予測することが困難となる。
そこで、データ送受信ノード４００のウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７はカウントしたウェークアップ信号の干渉回数（バッテリ充電後の通算カウント数、信号干渉検出回数）をホスト計算機３００に通知するようにする。
また、ホスト計算機３００では、保守インタフェースブロック３４０が、通知されたウェークアップ信号の干渉回数に予め定められた干渉１回当りの消費電力を乗じてウェークアップ信号の干渉による消費電力値（干渉消費電力）を算出する。
そして、ホスト計算機３００は、予め設計されたシステム動作に伴う消費電力値（例えば、単位時間当たりに生じる推定データ送受信回数に基づく消費電力値）や実際のデータ送受信回数により定まる消費電力値とウェークアップ信号の干渉による消費電力値とを合算する。この合算値はデータ送受信ノード４００の電力消費量、すなわち、バッテリの消耗度を意味する。
これにより、システム管理者は、この合算値に基づいてバッテリの交換時期を正確に判断することが可能となり、通信システム９００の信頼性向上や保守費用の上昇を抑えることが可能となる。
そこで、データ送受信ノード４００のウェークアップ信号干渉検出ブロック４５７はカウントしたウェークアップ信号の干渉回数（バッテリ充電後の通算カウント数、信号干渉検出回数）をホスト計算機３００に通知するようにする。
また、ホスト計算機３００では、保守インタフェースブロック３４０が、通知されたウェークアップ信号の干渉回数に予め定められた干渉１回当りの消費電力を乗じてウェークアップ信号の干渉による消費電力値（干渉消費電力）を算出する。
そして、ホスト計算機３００は、予め設計されたシステム動作に伴う消費電力値（例えば、単位時間当たりに生じる推定データ送受信回数に基づく消費電力値）や実際のデータ送受信回数により定まる消費電力値とウェークアップ信号の干渉による消費電力値とを合算する。この合算値はデータ送受信ノード４００の電力消費量、すなわち、バッテリの消耗度を意味する。
これにより、システム管理者は、この合算値に基づいてバッテリの交換時期を正確に判断することが可能となり、通信システム９００の信頼性向上や保守費用の上昇を抑えることが可能となる。
各実施の形態において、自身の構成要素の一部のみが動作するスリープ・モードを持つ低消費電力無線端末（データ受信ノード１００、データ送信ノード２００、データ送受信ノード４００）について説明した。
この無線端末は、上記スリープ・モードにおいては、自身に割り当てられた多重化情報に基づいて、タイムスロットおよび、周波数チャネルについてウェークアップ信号の検波処理（ウェークアップ信号の検出処理）を行い、上記ウェークアップ信号を検出したことで上記一部以外の構成要素を起動して上記スリープ・モードからデータ通信が出来るアクティブ・モードに切り替わる。
また、無線端末は、自律的に自身が割り付けられたウェークアップ信号の多重化情報を得るために、自身の無線環境に応じて能動的に多重化情報の最適化を要求する手段（多重化情報再割り付け要求ブロック４５４）と、ホスト計算機３００が指定する多重化情報に応じて自身の多重化情報を変更できる手段（アドレス変更処理ブロック４５５）を備える。
また、上記ホスト計算機３００は、多重化情報の最適化の要求を受けて、システムを構成する上記低消費電力無線端末の位置情報と通信環境とを元に、上記ウェークアップ信号の多重化情報を決定する手段（多重化情報計算ブロック３２０）と、決定した多重化情報を無線端末に通知する手段（アドレス変更指示ブロック３３０）を備える。
この無線端末は、上記スリープ・モードにおいては、自身に割り当てられた多重化情報に基づいて、タイムスロットおよび、周波数チャネルについてウェークアップ信号の検波処理（ウェークアップ信号の検出処理）を行い、上記ウェークアップ信号を検出したことで上記一部以外の構成要素を起動して上記スリープ・モードからデータ通信が出来るアクティブ・モードに切り替わる。
また、無線端末は、自律的に自身が割り付けられたウェークアップ信号の多重化情報を得るために、自身の無線環境に応じて能動的に多重化情報の最適化を要求する手段（多重化情報再割り付け要求ブロック４５４）と、ホスト計算機３００が指定する多重化情報に応じて自身の多重化情報を変更できる手段（アドレス変更処理ブロック４５５）を備える。
また、上記ホスト計算機３００は、多重化情報の最適化の要求を受けて、システムを構成する上記低消費電力無線端末の位置情報と通信環境とを元に、上記ウェークアップ信号の多重化情報を決定する手段（多重化情報計算ブロック３２０）と、決定した多重化情報を無線端末に通知する手段（アドレス変更指示ブロック３３０）を備える。
図２３は、実施の形態におけるデータ受信ノード１００、データ送信ノード２００、ホスト計算機３００、データ送受信ノード４００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図２３において、データ受信ノード１００、データ送信ノード２００、ホスト計算機３００、データ送受信ノード４００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ＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、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。磁気ディスク装置９２０の代わりにその他の記憶装置（例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ）を用いてもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５は、入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。
図２３において、データ受信ノード１００、データ送信ノード２００、ホスト計算機３００、データ送受信ノード４００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ＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、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。磁気ディスク装置９２０の代わりにその他の記憶装置（例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ）を用いてもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５は、入出力機器、入出力装置あるいは入出力部の一例である。
通信ボード９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、電話回線などの通信網に接続されている。
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、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、ＯＳ９２１により実行される。
上記プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」、「〜ブロック」として説明した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。
ファイル群９２４には、実施の形態において、「〜部」や「〜ブロック」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」や「〜ブロック」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。ネットワーク・アドレス、多重化情報、位置情報、ＲＳＳＩ値などはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。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、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明した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し、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、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、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。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。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、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明した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し、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、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、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。
また、実施の形態において「〜部」、「〜ブロック」として説明したものは、「〜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。すなわち、「〜部」、「〜ブロック」として説明したものは、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、磁気ディスクやその他の記録媒体に記憶される。無線通信プログラムは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、「〜部」、「〜ブロック」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」、「〜ブロック」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
１００ データ受信ノード、１１０ モード制御ブロック、１２０ ウェークアップ信号検出多重化情報計算ブロック、１３０ ウェークアップ信号検出ブロック、１４０ データ受信ブロック、１９０ 受信ノード記憶ブロック、２００ データ送信ノード、２１０ ウェークアップ信号出力多重化情報計算ブロック、２２０ ウェークアップ信号出力ブロック、２３０ データ送信ブロック、２９０ 送信ノード記憶ブロック、３００ ホスト計算機、３１０ 多重化情報再割り付け要求受信ブロック、３２０ 多重化情報計算ブロック、３３０ アドレス変更指示ブロック、３９０ ホスト記憶ブロック、３９１ 位置情報テーブル、３９２ 親ノード候補リスト、４００ データ送受信ノード、４０１ データ送受信制御ブロック、４５１ 新規参入処理ブロック、４５２ ＲＳＳＩ値取得ブロック、４５３ 位置情報取得ブロック、４５４ 多重化情報再割り付け要求ブロック、４５５ アドレス変更処理ブロック、４５６ 通信エラー検出ブロック、４５７ ウェークアップ信号干渉検出ブロック、９００ 通信システム、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群。
Claims (7)
- 親装置と子装置とのいずれかに区別される複数の無線通信装置と通信接続するホスト計算機であり、
各親装置のネットワーク・アドレスと、各親装置のネットワーク・アドレスそれぞれに対応付けられたネットワーク・アドレスと、前記複数の無線通信装置それぞれの位置情報とを記憶する位置情報記憶部と、
前記位置情報記憶部から前記複数の無線通信装置それぞれの位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて前記子装置からの距離が近い親装置をＣＰＵを用いて選択する親選択部と、
各親装置のネットワーク・アドレスそれぞれに対応付けられたネットワーク・アドレスのうち前記親選択部が選択した親装置のネットワーク・アドレスに対応付けられたネットワーク・アドレスを通信機を用いて前記子装置に通知することによって通知したネットワーク・アドレスを前記子装置のネットワーク・アドレスとして前記子装置に使用させるアドレス通知部と
を備えた
ことを特徴とするホスト計算機。 - ホスト計算機と、親装置と子装置とのいずれかに区別される複数の無線通信装置とを有する無線ネットワーク・システムであり、
前記ホスト計算機は、
各親装置のネットワーク・アドレスと、各親装置のネットワーク・アドレスそれぞれに対応付けられたネットワーク・アドレスと、前記複数の無線通信装置それぞれの位置情報とを記憶する位置情報記憶部と、
前記位置情報記憶部から前記複数の無線通信装置それぞれの位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて前記子装置からの距離が近い親装置をＣＰＵを用いて選択する親選択部と、
各親装置のネットワーク・アドレスそれぞれに対応付けられたネットワーク・アドレスのうち前記親選択部が選択した親装置のネットワーク・アドレスに対応付けられたネットワーク・アドレスを通信機を用いて前記子装置に通知することによって通知したネットワーク・アドレスを前記子装置のネットワーク・アドレスとして前記子装置に使用させるアドレス通知部とを備え、
前記複数の無線通信装置それぞれは、
自装置に対する他装置からのデータ通信の開始を示すウェークアップ信号の通信に使用される無線通信の多重化情報を自装置のネットワーク・アドレスに基づいてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて求める多重化情報算出部と、
前記多重化情報算出部が求めた多重化情報に基づいて自装置に対するウェークアップ信号を通信機を用いて検出するウェークアップ信号検出部と、
前記ウェークアップ信号検出部がウェークアップ信号を検出した際に自装置の動作モードをデータ通信機能を休止させているスリープ・モードからデータ通信機能を稼働させるアクティブ・モードにＣＰＵを用いて切り替えるモード制御部と、
前記モード制御部によりアクティブ・モードに切り替えられた後に他装置から送信された通信データを通信機を用いて受信するデータ受信部とを備えた
ことを特徴とする無線ネットワーク・システム。 - 前記複数の無線通信装置は、
一つの親装置に対して一以上の子装置がネットワーク・アドレスによって関係付けられたクラスタツリー型の無線ネットワークを構成する
ことを特徴とする請求項２記載の無線ネットワーク・システム。 - 前記無線通信装置は、さらに、
通信エラーをＣＰＵを用いて検出する通信エラー検出部と、
前記通信エラー検出部が通信エラーを検出した際に新たな親装置の割り付け要求を前記ホスト計算機に通信機を用いて送信する再割り付け要求部とを備え、
前記ホスト計算機は、さらに、
前記無線通信装置が送信した割り付け要求を通信機を用いて受信する再割り付け要求受信部を備え、
前記親選択部は、前記再割り付け要求受信部が割り付け要求を受信した際に、当該無線通信装置に関係している親装置以外の親装置を当該無線通信装置の親装置として選択する
ことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線ネットワーク・システム。 - 前記無線通信装置は、さらに、
前記ウェークアップ信号検出部が自装置と同じ多重化情報に基づいて他装置に対して送信されたウェークアップ信号を検出した際に新たな親装置の割り付け要求を前記ホスト計算機に通信機を用いて送信する再割り付け要求部を備え、
前記ホスト計算機は、さらに、
前記無線通信装置が送信した割り付け要求を通信機を用いて受信する再割り付け要求受信部を備え、
前記親選択部は、前記再割り付け要求受信部が割り付け要求を受信した際に、当該無線通信装置に関係している親装置以外の親装置を当該無線通信装置の親装置として選択する
ことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線ネットワーク・システム。 - 前記無線通信装置は、さらに、
前記ウェークアップ信号検出部が自装置と同じ多重化情報に基づいて他装置に対して送信されたウェークアップ信号を検出した際に新たなネットワーク・アドレスの割り付け要求を前記ホスト計算機に通信機を用いて送信する再割り付け要求部を備え、
前記ホスト計算機は、さらに、
前記無線通信装置が送信した割り付け要求を通信機を用いて受信する再割り付け要求受信部を備え、
前記アドレス通知部は、当該無線通信装置の関係する親装置のネットワーク・アドレスに対応するネットワーク・アドレスであり、当該無線通信装置の使用しているネットワーク・アドレス以外のネットワーク・アドレスを当該無線通信装置に通知する
ことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線ネットワーク・システム。 - 前記無線通信装置は、さらに、
前記ウェークアップ信号検出部が自装置と同じ多重化情報に基づいて他装置に対して送信されたウェークアップ信号を検出した回数を示す信号干渉検出回数をＣＰＵを用いてカウントし、カウントした信号干渉検出回数を通信機を用いて前記ホスト計算機に送信する信号干渉検出回数カウント部を備え、
前記ホスト計算機は、さらに、
前記無線通信装置から送信された信号干渉検出回数に基づいて当該無線通信装置が他装置に対して送信されたウェークアップ信号の検出により消費した干渉消費電力をＣＰＵを用いて算出する干渉消費電力算出部を備える
ことを特徴とする請求項２または請求項３記載の無線ネットワーク・システム。
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