通信系統(tǒng)及自動抄表系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)包括多個由一臺以上的通信單元和一臺網(wǎng)關形成的自組織通信網(wǎng)絡，并包括對各個自組織通信網(wǎng)絡進行監(jiān)視的監(jiān)視服務器(1)，監(jiān)視服務器基于各網(wǎng)關的負荷狀態(tài)的監(jiān)視結果和無線通信量的擁堵狀態(tài)的監(jiān)視結果，判斷是否需要實施使第一網(wǎng)關(GW2A)下級的通信單元轉移至設置于第一網(wǎng)關周邊的第二網(wǎng)關(GW2B)下級的負荷分散控制，在判斷為需要實施負荷分散控制的情況下，對第一網(wǎng)關和第二網(wǎng)關中的至少一臺網(wǎng)關發(fā)出廣播傳送一信號的指令，該信號包含表示作為轉移對象的通信單元的條件的控制信息，且該信號指示重新選擇作為接入目的地的網(wǎng)關。
【專利說明】通信系統(tǒng)及自動抄表系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及構建自動進行抄表而獲知電、自來水、煤氣等使用量的系統(tǒng)時所使用的通信系統(tǒng)、以及自動抄表系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，對于將多個通信單元相互進行無線通信并通過多跳(mult1-hop)形成廣域網(wǎng)絡的自組織(ad hoc)通信用作為電、自來水、煤氣這樣的各種自動抄表的網(wǎng)絡基礎設施的方式進行了探討。通過使用該自組織通信，能夠抑制設備成本，并能夠實現(xiàn)覆蓋大范圍區(qū)域的自動抄表系統(tǒng)(參照非專利文獻I)。
[0003]自組織通信中的路徑的確立是通過在無線通信終端(通信單元)之間交換路徑信息來構建網(wǎng)絡的。這種路徑信息的交換方法、路徑確立(路由協(xié)議)的方式在IETF (Internet Engineering Task Force:互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)中進行了多次探討，并被標準化(參照非專利文獻2、3)。
[0004]自動抄表系統(tǒng)中，經由自組織通信網(wǎng)絡基礎設施使擔負著采集抄表數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡監(jiān)視/控制任務的業(yè)務應用進行動作，然而，從多跳數(shù)和采集通信量的角度來看，由同一無線介質的自組織通信來提供從各通信單元到數(shù)據(jù)中心內的業(yè)務服務器(采集抄表數(shù)據(jù)的服務器)的網(wǎng)絡基礎設施是不現(xiàn)實的。為此，設想以下系統(tǒng)模型:通過由分散配置的用于對自組織通信網(wǎng)絡和現(xiàn)有IP網(wǎng)絡進行中繼的網(wǎng)關來進行通信介質轉換/協(xié)議轉換，從而能夠在業(yè)務服務器和各通 信單元之間進行通信。
現(xiàn)有技術文獻 非專利文獻
[0005]非專利文獻1:“PHS自動抄表系統(tǒng)的開發(fā)”、OMRON TECHNICS Vol.41N0.1 (總第137號)2001
非專利文獻 2:“Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV)Routing:自組網(wǎng)按需平面距離矢量路由” IETF RFC3561
非專利文獻 3:“RPL:IPv6Routing Protocol for Low power and Lossy Networks:低功耗有損網(wǎng)絡的 IPv6 路由協(xié)議”、IETF draft-1etf-roll-rpl-19.txt

【發(fā)明內容】

發(fā)明所要解決的技術問題
[0006]在將自組織通信用作為各種自動抄表的網(wǎng)絡基礎設施的情況下，網(wǎng)關成為基點，以網(wǎng)關下級的所有通信單元作為對象來進行抄表數(shù)據(jù)的采集、網(wǎng)絡監(jiān)視/控制。因此，隨著網(wǎng)關內接入的通信單元的數(shù)量增加，網(wǎng)關的處理負荷會增加，網(wǎng)關周邊會發(fā)生無線干擾(無線通信量擁堵)等，受其影響，通信性能有可能下降。因此，在自組織通信網(wǎng)絡中，若產生因網(wǎng)關中的處理負荷增加或無線通信量擁堵而導致通信性能下降的狀態(tài)，則需要實施以下所述的處理來解決通信性能下降的問題。例如，在設置有高負荷狀態(tài)的網(wǎng)關的區(qū)域的周邊新設置網(wǎng)關，并將高負荷狀態(tài)的網(wǎng)關下級的一部分通信單元轉移至新設置的其他網(wǎng)關的下級。此外，若在聞負荷狀態(tài)的網(wǎng)關的周邊存在有低負荷狀態(tài)的其他網(wǎng)關，則將聞負荷狀態(tài)的網(wǎng)關下級的一部分通信單元轉移至其他網(wǎng)關的下級。
[0007]這里，作為用于將高負荷狀態(tài)的網(wǎng)關下級的通信單元轉移至其他網(wǎng)關下級的方法，可以考慮利用網(wǎng)關或監(jiān)視網(wǎng)絡的服務器(監(jiān)視服務器)對高負荷狀態(tài)的網(wǎng)關下級的通信單元個別地發(fā)出指令或同時發(fā)出指令，以促使其進行網(wǎng)關的切換(重新選擇作為接入目的地的網(wǎng)關)。然而，存在以下問題:由于高負荷狀態(tài)的網(wǎng)關與周圍其他網(wǎng)關之間的位置關系，難以對各通信單元發(fā)出網(wǎng)關切換的指令來分散負荷。此外，控制所需的信息采集通信量有可能會對業(yè)務通信(用于采集抄表數(shù)據(jù)的通信)帶來不好的影響，從而導致通信性能進一步下降。
[0008]例如，在現(xiàn)有的網(wǎng)關與新設置的網(wǎng)關彼此接近的情況下，即使設置新的網(wǎng)關并通過同時發(fā)出指令來指令進行網(wǎng)關的切換，也有可能無法分散負荷(無法使分別接入多個網(wǎng)關的通信單元數(shù)平均化)。另一方面，在進行個別指令的情況下，網(wǎng)關或監(jiān)視服務器雖然能夠掌握各通信單元的狀態(tài)，確定要切換接入目的地的通信單元，從而可靠地分散負荷，但是用于采集通信單元的狀態(tài)信息的通信量會增大，從而給業(yè)務通信帶來不好的影響。除此以夕卜，由于需要對切換接入目的地的通信單元單獨發(fā)出指令，因此也使得通信量增大，從而給業(yè)務通信帶來不好的影響。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述內容而完成的，其目的在于得到一種通信系統(tǒng)，在該通信系統(tǒng)中，即使在多個網(wǎng)關相接近的狀態(tài)下，也能夠抑制對業(yè)務通信的影響，且能對接入各網(wǎng)關的通信單元的接入數(shù)進行平均化。
解決技術問題所采用的技術方案
[0010]為了解決上述問題，實現(xiàn)目的，本發(fā)明的特征在于，包括多個由一臺以上的通信單元和一臺網(wǎng)關形成的自組織通信網(wǎng)絡，并包括對各個自組織通信網(wǎng)絡進行監(jiān)視的監(jiān)視服務器，所述監(jiān)視服務器基于各網(wǎng)關的負荷狀態(tài)的監(jiān)視結果和無線通信量的擁堵狀態(tài)的監(jiān)視結果，判斷是否需要實施使規(guī)定的第一網(wǎng)關下級的通信單元轉移至設置于該第一網(wǎng)關周邊的第二網(wǎng)關下級的負荷分散控制，在判斷為需要實施負荷分散控制的情況下，對該第一網(wǎng)關和該第二網(wǎng)關中的至少一臺網(wǎng)關發(fā)出廣播傳送一信號的指令，該信號包含表示作為轉移對象的通信單元的條件的控制信息，且該信號指示重新選擇作為接入目的地的網(wǎng)關。
發(fā)明效果
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能獲得以下效果:即使在多個網(wǎng)關相接近等、利用現(xiàn)有方法選擇接入目的地時有可能無法對接入各網(wǎng)關的通信單元的接入數(shù)進行平均化的特殊環(huán)境下，也能可靠地對接入數(shù)進行平均化，從而使網(wǎng)關的負荷得以分散。此外，還能夠在抑制對業(yè)務通信的影響的同時使負荷分散。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是表示應用本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)后的自動抄表系統(tǒng)的實施方式I的結構例的圖。
圖2是表示使接入各網(wǎng)關的通信單元的接入數(shù)平均化的動作的概要的圖。
圖3是表示本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)中作為前提的基本控制動作的圖。 圖4是表示通信單元的功能模塊結構的一個示例的圖。
圖5是表示網(wǎng)關信息保持部管理的信息的一個示例的圖。
圖6是表示網(wǎng)關通告的消息格式的一個示例的圖。
圖7是表示接收到網(wǎng)關通告的通信單元的動作例的流程圖。
圖8是表示對接入網(wǎng)關的接入數(shù)進行平均化的動作的一個示例的圖。
圖9是表示對接入網(wǎng)關的接入數(shù)進行平均化的動作的一個示例的圖。
圖10是表示使用設定有強制接入標記的GW通告來對負荷進行分散的動作的一個示例的圖。
圖11是表示消除無線干擾的動作的一個示例的圖。
圖12是表示實施方式2的通信系統(tǒng)的動作例的圖。
【具體實施方式】
[0013]下面，基于附圖，對本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)和自動抄表系統(tǒng)的實施方式進行詳細說明。另外，本發(fā)明并非由該實施方式所限定。
[0014]實施方式1.圖1是表示應用本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)后的自動抄表系統(tǒng)的實施方式I的結構例的圖。如圖1所示，本實施方式的通信系統(tǒng)包括網(wǎng)關(GW) 2、多個通信單元3、以及由通過各通信單元3采集抄表數(shù)據(jù)的業(yè)務服務器或監(jiān)視網(wǎng)絡的監(jiān)視服務器等構成的服務器組100，網(wǎng)關2和服務器組100經由接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、內部網(wǎng)絡等網(wǎng)絡進行連接。另外，網(wǎng)關2與網(wǎng)絡(接入網(wǎng))通過PHS(Personal Handyphone System:個人手持電話系統(tǒng))、移動電話、有線、無線 LAN (Local Area Network:局域網(wǎng))、無線 MAN (Metropolitan Area Network:城域網(wǎng))等通信介質進行連接。各通信單元3形成自組織通信網(wǎng)絡。此外，各通信單元3與省略圖示的測量儀表相連接。測量儀表對業(yè)務服務器所需的電、煤氣、自來水等的使用量進行測量。另外，各通信單元3也可以具備測量儀表功能。各通信單元3在規(guī)定的定時獲取測量儀表的測量結果，并將所獲取的測量結果作為抄表數(shù)據(jù)發(fā)送給業(yè)務服務器。圖1中，為了簡便，將網(wǎng)關2設為I臺，但實際上會有多個網(wǎng)關2與服務器組100相連接，且各網(wǎng)關中接入有通信單元3。
[0015]圖2表示在適用于自動抄表系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，使分別接入多個網(wǎng)關的通信單元的接入數(shù)平均化的動作(負荷分散動作)的概要。圖2示出在存在有已接入有6臺通信單元的網(wǎng)關(GW#A)和已接入有7臺通信單元的網(wǎng)關(GW#C)的狀態(tài)下，在這些網(wǎng)關GW#A和Gff#C之間新設置GW#B (或者GW#B從故障中修復)時的動作。
[0016]如圖2所示，新設置的(或從故障中修復的)GW#B開始動作后，傳送自身(GW#B)的信息，并對周邊的通信單元進行指令，以重新選擇接入目的地的網(wǎng)關。接收到該指令的通信單元基于傳送來的GW#B的信息和過去從GW#B以外的網(wǎng)關傳送來的信息(GW#A或GW#C的信息)，判斷是否需要切換接入目的地的網(wǎng)關。接著，在判斷為需要切換的情況下，將接入目的地的網(wǎng)關切換為GW#B(重新接入GW#B)。其結果是，GW#A下級的一部分通信單元與G響C下級的一部分通信單元的接入目的地切換至GW#B，從而各網(wǎng)關的處理負荷被分散。此時，從監(jiān)視服務器側發(fā)送給各通信單元的控制信息(GW#B的信息、接入目的地的重新選擇指令)進行廣播傳送。監(jiān)視服務器基于各個自組織通信網(wǎng)絡的狀態(tài)監(jiān)視結果來判斷是否需要執(zhí)行分散網(wǎng)關負荷的動作。
[0017]<本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)中作為前提的基本控制動作>
在對本實施方式的特征控制動作進行說明之前，使用圖3對本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)中實施的基本控制動作進行說明。圖3是表示本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)中作為前提的基本控制動作的圖，示出在已接入某網(wǎng)關的通信單元從其他網(wǎng)關(與已接入的網(wǎng)關不同的網(wǎng)關)接收到廣播傳送的控制信息的情況下，判斷是否切換接入目的地的網(wǎng)關的動作、以及在判斷為切換接入目的地的情況下所實施的動作的一個示例。
[0018]首先，對圖3所示的基本控制動作下所設想的通信系統(tǒng)的結構進行說明。該通信系統(tǒng)中，作為初始狀態(tài)，包括監(jiān)視服務器1、經由IP網(wǎng)等與監(jiān)視服務器I相連接的網(wǎng)關(Gff) 2A、以及通信單元3A、3B、3C和3D。通信單元3A?3D形成以網(wǎng)關2A為基點的自組織通信網(wǎng)絡。具體而言，通信單元3A?3D納入(接入登錄)網(wǎng)關2A內，能夠經由網(wǎng)關2A與包含監(jiān)視服務器I的服務器組進行通信。網(wǎng)關2A與通信單元3A直接進行通信，通信單元3A與下游的通信單元3B和3C直接進行通信。通信單元3B與下游的通信單元3D直接進行通信。另外，在初始狀態(tài)下，僅設置了網(wǎng)關2A，而沒有設置網(wǎng)關2B，通信單元3A?3D所能接入的網(wǎng)關只有網(wǎng)關2A。另外，通信系統(tǒng)的結構并不限于圖3所示的結構。網(wǎng)關和通信單元的臺數(shù)、網(wǎng)關與通信單元的連接關系也可以與圖3所示的不同。
[0019]對圖3所示的基本控制動作進行說明。監(jiān)視服務器I對各網(wǎng)關和各通信單元的裝置狀態(tài)和通信狀態(tài)進行監(jiān)視。具體而言，對納入所連接的各網(wǎng)關2A內的通信單元的個數(shù)(處理負荷狀態(tài))、由網(wǎng)關2A下級的通信單元形成的自組織通信網(wǎng)絡中的無線通信量擁堵(無線干擾)狀態(tài)等進行監(jiān)視。監(jiān)視服務器I定期從網(wǎng)關2A采集這些信息(納入網(wǎng)關中的單元數(shù)等信息，以下稱為監(jiān)視信息)。監(jiān)視服務器I在獲取監(jiān)視信息后，判斷是否需要改變通信單元的接入目的地網(wǎng)關。例如，在網(wǎng)關2A所納入的通信單元數(shù)達到規(guī)定數(shù)量的情況、網(wǎng)關2A的處理負荷處于較高狀態(tài)的情況、網(wǎng)關2A下級的通信單元所形成的自組織通信網(wǎng)絡中產生無線通信量擁堵的情況下，判斷為業(yè)務通信有障礙，從而決定對通信單元的接入目的地網(wǎng)關進行變更(使網(wǎng)關2A下級的一部分通信單元轉移至其他網(wǎng)關的下級)。
[0020]這里，設監(jiān)視服務器I判斷為業(yè)務通信有障礙而繼續(xù)進行說明。在判斷為業(yè)務通信有障礙的情況下，監(jiān)視服務器I將這一情況通知給系統(tǒng)的管理者等，管理者采取在同一區(qū)域(網(wǎng)關2A的附近)新設置網(wǎng)關2B的對策。另外，在網(wǎng)關2B發(fā)生故障，已接入網(wǎng)關2B的通信單元的接入目的地改變至網(wǎng)關2k,之后網(wǎng)關2B又得以修復的情況下，其動作與新設置網(wǎng)關2B的情況下的動作相同。此外，在網(wǎng)關2A和2B正常工作中的狀態(tài)下，因某種原因導致已接入各網(wǎng)關的通信單元的個數(shù)處于不均衡的狀態(tài)(一個網(wǎng)關下級的通信單元數(shù)要比其他網(wǎng)關大得多的狀態(tài))，從而監(jiān)視服務器判斷為需要分散負荷的情況下，其動作也與新設置網(wǎng)關2B的情況下的動作相同。網(wǎng)關2A和2B設為使用相同的頻帶與通信單元進行通信。
[0021]若在網(wǎng)關2A的附近新設置網(wǎng)關2B等，且需要將現(xiàn)有網(wǎng)關2A下級的通信單元轉移至附近的網(wǎng)關2B的下級，則監(jiān)視服務器I向成為轉移目的地(重新接入目的地)的網(wǎng)關2B發(fā)出傳送網(wǎng)關通告消息(以下記載為網(wǎng)關通告或GW通告)的指令(步驟SI)。另外，圖3中監(jiān)視服務器I對網(wǎng)關2B進行明確的指令，但也可以通過向網(wǎng)關2B進行事前指令(事前設定)，使得裝置啟動后網(wǎng)關2B自發(fā)地傳送網(wǎng)關通告。網(wǎng)關通告是用于通知發(fā)送源的網(wǎng)關自身的裝置狀態(tài)的消息，通過廣播傳送本消息，來向周邊的通信單元通知網(wǎng)關信息。網(wǎng)關信息中包含發(fā)送源網(wǎng)關的識別信息、以及選擇接入目的地網(wǎng)關時所需的信息(例如，到發(fā)送源網(wǎng)關為止的跳數(shù)、發(fā)送源網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)、到發(fā)送源網(wǎng)關為止的路徑中的通信質量等)。
[0022]由監(jiān)視服務器I指令進行網(wǎng)關通告的傳送的網(wǎng)關2B對包含有網(wǎng)關信息的網(wǎng)關通告進行廣播傳送(步驟S2)。接收到該網(wǎng)關通告的通信單元(圖3的示例中為通信單元3B)獲取網(wǎng)關通告中包含的網(wǎng)關信息(網(wǎng)關2B的網(wǎng)關信息)(步驟S3)，判斷是否需要切換網(wǎng)關(步驟S4)。在該步驟S4中，基于步驟S3中所獲取的網(wǎng)關2B的網(wǎng)關信息與目前為止所保持的網(wǎng)關信息(網(wǎng)關2A的網(wǎng)關信息)，判斷是否需要將接入目的地切換為網(wǎng)關2B。例如，在到網(wǎng)關2B為止的跳數(shù)少于到接入中的網(wǎng)關2A為止的跳數(shù)的情況下，判斷為需要進行切換。在需要切換的情況下(步驟S4:是)，則從GW2A斷開，進行接入GW2B的接入登錄處理(步驟S5)。在接入登錄處理結束后，向下游的通信單元廣播傳送GW通告(步驟S6)。在無需切換接入目的地的情況下(步驟S4:否)，處理結束。另外，由于從GW2A斷開的處理和接入GW2B的接入登錄處理是以往所實施的一般的處理，因此省略詳細說明。步驟S6中，不直接傳送步驟S2中接收到的GW通告，而對GW通告中所包含的網(wǎng)關信息進行更新后再進行傳送。具體而言，增加到發(fā)送源網(wǎng)關為止的跳數(shù)，并基于步驟S2中的網(wǎng)關通告接收質量(接收電波強度)對到發(fā)送源網(wǎng)關為止的通信質量進行更新。
[0023]但是，若在步驟S2中接收到與過去已接收過的網(wǎng)關通告相同的網(wǎng)關通告，則不實施步驟S3之后的處理。通過確認由傳送網(wǎng)關通告的網(wǎng)關所提供的序列編號(傳送時不會被通信單元改變的固定值)來判斷是否是過去已接收過的網(wǎng)關通告。
[0024]另外，在上述非專利文獻3中記載有:網(wǎng)關(樹狀拓撲的路由裝置)通過廣播傳送DIO (Destination Information Object:目的地信息對象)消息，來在下級的各通信單元中構建樹狀路徑，以及維持樹狀路徑。上述網(wǎng)關通告相當于該非專利文獻3的DIO消息。但本實施方式的通信系統(tǒng)中所使用的網(wǎng)關通告并不限定于DIO消息。此外，DIO消息中存儲有作為路徑選擇指標的計量信息，規(guī)定各通信單元基于該計量信息和目標函數(shù)(ObjectiveFunction)進行路徑選擇。如上述已說明的那樣，在本發(fā)明中，網(wǎng)關通告內的網(wǎng)關信息中包含有到發(fā)送源網(wǎng)關為止的跳數(shù)、以及發(fā)送源網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)(納入通信單元數(shù))。這些跳數(shù)和納入通信單元數(shù)的信息是用于使通信單元能夠自發(fā)地判斷所應接入的網(wǎng)關的網(wǎng)關選擇指標。
[0025]接收到步驟S6中傳送的網(wǎng)關通告的通信單元3D執(zhí)行與通信單元3B所執(zhí)行的上述步驟S3?S6相同的處理，即執(zhí)行步驟S7?S10。
[0026]另外，接收到網(wǎng)關通告的通信單元在完成接入目的地網(wǎng)關的切換(相當于上述的步驟S5，S9)之前不會將網(wǎng)關通告?zhèn)魉椭料掠危@是為了避免多個通信單元同時執(zhí)行接入目的地網(wǎng)關的切換從而導致無線通信量擁堵。在即使立即傳送網(wǎng)關通告、也不用擔心會造成通信量擁堵的情況下，切換接入目的地網(wǎng)關和傳送網(wǎng)關通告的執(zhí)行順序也可以相反。此夕卜，在各通信單元中，也可以通過先進行網(wǎng)關通告的傳送，并在開始進行接入目的地網(wǎng)關切換處理的時間上追加隨機延遲，來避免通信量的擁堵。
[0027]以上是本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)中作為前提的基本控制動作。在該基本控制動作中，接收到網(wǎng)關信息的各通信單元基于網(wǎng)關信息中所包含的信息(到發(fā)送源網(wǎng)關為止的跳數(shù)、發(fā)送源網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)、到發(fā)送源網(wǎng)關為止的通信質量等信息等)單獨進行是否切換接入目的地網(wǎng)關的判斷，在相鄰的網(wǎng)關彼此之間的距離較短等情況下，根據(jù)網(wǎng)關彼此之間的位置關系，有可能無法對接入各網(wǎng)關的接入數(shù)進行平均化。為此，本實施方式所涉及的通信系統(tǒng)中，通過采用后述的控制步驟，來對狹窄區(qū)域中所設置的多個網(wǎng)關中分別納入的通信單元的數(shù)量進行調整(主要是平均化)。
[0028]<通信單元的結構>
圖4是表示實施方式I的通信單元的功能模塊結構的一個示例的圖。通信單元3包括無線接口(I/F) 31、收發(fā)部32、路徑控制部33、網(wǎng)關選擇處理部34、網(wǎng)關信息保持部35、路徑/傳送信息保持部36、單元控制部37以及其他單元接口(I/F)38。
[0029]通信單元3中，無線I/F31對與其他裝置之間的通信數(shù)據(jù)進行幀化(或相反)。另外，設想無線介質為特定小功率無線、無線LAN、PHS等。
[0030]收發(fā)部32對經由無線I/F31與其他裝置(通信單元、網(wǎng)關、監(jiān)視服務器等)之間收發(fā)的通信數(shù)據(jù)進行格式分析或幀生成，進行與省略圖示的上位控制部的數(shù)據(jù)中繼。此外，還對幀化后的數(shù)據(jù)進行詳查、進行幀錯誤檢查(使用校驗和、循環(huán)冗余校驗等附加數(shù)據(jù)，以幀為單位進行重發(fā)控制等)。在正常接收到幀的情況下，將接收幀輸出至路徑控制部33。
[0031]為了構建自組織通信網(wǎng)絡，路徑控制部33與周邊的通信單元進行通信，并進行與路徑確立相關的信息的交換，例如周邊的其他通信單元(以下，稱為相鄰通信單元)的設備識別符、使用頻帶(信道)、到網(wǎng)關為止的跳數(shù)、接收信號強度(從相鄰通信單元接收到的接收信號的強度)等。此外，在從收發(fā)部32輸入接收幀的情況下，對幀頭進行分析，由此來判斷該接收幀是否是發(fā) 送給本裝置的，若是發(fā)送給本裝置的，則將其中繼至單元控制部37。在不是發(fā)送給本裝置而是發(fā)送給其他裝置的情況下，對路徑/傳送信息保持部36所保持的路徑管理表進行確認，由此確定下一個中繼裝置(通信單元或網(wǎng)關)，經由收發(fā)部32和無線I/F31進行傳送。
[0032]網(wǎng)關選擇處理部34是用于實現(xiàn)本實施方式的通信系統(tǒng)的關鍵結構要素。關于詳細內容將在后文中闡述，網(wǎng)關選擇處理部34進行以下動作:基于所接收到的網(wǎng)關通告中所包含的網(wǎng)關信息，判斷網(wǎng)關切換的必要性、選擇作為接入目的地的網(wǎng)關、控制接入網(wǎng)關的接入動作等。
[0033]網(wǎng)關信息保持部35存儲從網(wǎng)關接收到的網(wǎng)關信息。圖5是表示網(wǎng)關信息保持部35所管理的信息(設為網(wǎng)關信息數(shù)據(jù)庫)的一個示例的圖。網(wǎng)關信息數(shù)據(jù)庫是將從網(wǎng)關接收到的網(wǎng)關通告中所包含的網(wǎng)關信息建立成數(shù)據(jù)庫而得到的。如圖所示，網(wǎng)關信息中包含有網(wǎng)關識別符(GWID)、使用無線信道編號(無線CH)、到網(wǎng)關為止的跳數(shù)(跳數(shù))、網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)(納入數(shù))、到網(wǎng)關為止的路徑質量、以及后述的選項信息，網(wǎng)關信息保持部35在獲取網(wǎng)關信息后，將有無接入登錄(接入狀態(tài))及最終更新時刻與網(wǎng)關信息相對應地登錄到數(shù)據(jù)庫中。另外，在從相同的網(wǎng)關獲取到多次網(wǎng)關信息的情況下，存儲最新的網(wǎng)關信息，而廢棄舊的網(wǎng)關信息。另外，接入狀態(tài)為“〇”的網(wǎng)關是接入中的網(wǎng)關。網(wǎng)關選擇處理部34在圖5所示的網(wǎng)關信息數(shù)據(jù)庫被更新后，對更新后的網(wǎng)關信息數(shù)據(jù)庫進行確認，對作為接入目的地的網(wǎng)關進行重新選擇(判斷網(wǎng)關切換的必要性)。
[0034]路徑/傳送信息保持部36存儲路徑控制部33與相鄰通信單元進行交換的信息、以及路徑管理表。[0035]單元控制部37根據(jù)從業(yè)務服務器或監(jiān)視服務器向本通信單元發(fā)送來的控制報文(控制消息)，進行本通信單元內的各部分的控制。并且，進行應答報文的生成。此外，根據(jù)需要還對經由其他單元I/F38連接的各種單元39進行控制。
[0036]其他單元I/F38是用于連接外部各種單元39的物理接口，指的是通信介質(無論有線還是無線)。也可以采用能夠同時連接多個外部單元的結構。
[0037]各種單元39是記錄煤氣、自來水、電等抄表值的計量單元或控制開始/停止提供服務的開閉單元這樣的、用于利用自組織通信網(wǎng)絡系統(tǒng)來獲取傳感器信息(抄表數(shù)據(jù))的控制對象裝置。
[0038]另外，在圖4中，示出具備用于連接獲取煤氣、自來水、電等抄表數(shù)據(jù)的裝置的接口(其他單元I/F38)且利用外部的控制對象裝置來獲取抄表數(shù)據(jù)的通信單元，但通信單元也可以采用能夠直接獲取抄表數(shù)據(jù)的結構。
[0039]<網(wǎng)關通告的消息格式>
圖6是表示網(wǎng)關通告的消息格式的一個示例的圖。如圖所示，網(wǎng)關通告由頭文件和網(wǎng)關通告有效載荷構成，網(wǎng)關通告有效載荷中存儲有跳數(shù)、納入數(shù)、路徑質量和選項信息。
[0040]跳數(shù)、納入數(shù)、路徑質量和選項信息構成上述網(wǎng)關信息(參照圖5)。
[0041]跳數(shù)在每次傳送網(wǎng)關通告時增加。另外，在頭文件部中存在有跳數(shù)區(qū)域的消息格式的情況下，網(wǎng)關通告有效載荷中不包含跳數(shù)。
[0042]納入數(shù)表示在發(fā)送網(wǎng)關通告的時刻、發(fā)送源網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)。
[0043]路徑質量表示到網(wǎng)關通告的發(fā)送源網(wǎng)關為止的路徑中的通信質量。該信息由接收到網(wǎng)關通告的通信單元來進行更新。通信單元將更新后的路徑質量包含在網(wǎng)關通告中進行傳送。
[0044]選項信息是在本實施方式的通信系統(tǒng)中、為了實現(xiàn)各網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)的平均化而使用的。圖6中舉例示出的選項信息具有8位(bit)結構，包含有強制斷開標記(I位)、強制接入標記(I位)、接入條件(I位)、接入率(2位)以及斷開條件(3位)。強制斷開標記是用于對接收到網(wǎng)關通告的通信單元中已接入本網(wǎng)關(網(wǎng)關通告的發(fā)送源網(wǎng)關)且滿足斷開條件的通信單元，發(fā)出從本網(wǎng)關斷開的指令的信息。強制接入標記是用于對接收到網(wǎng)關通告的通信單元中未接入本網(wǎng)關且滿足接入條件的通信單元，促使其重新選擇作為接入目的地的網(wǎng)關并接入本網(wǎng)關的信息。接入條件和接入率是在設定了強制接入標記的情況下所參照的信息，在接收到設定了強制接入標記的網(wǎng)關通告的通信單元對是否接入網(wǎng)關通告的發(fā)送源網(wǎng)關進行判斷時使用。斷開條件是在設定了強制斷開標記的情況下所參照的信息，在接收到設定了強制斷開標記的網(wǎng)關通告的通信單元對是否從網(wǎng)關通告的發(fā)送源網(wǎng)關斷開進行判斷時使用。另外，強制斷開標記和強制接入標記設為不會同時設定。
[0045]<在接收到包含有選項信息的網(wǎng)關通告的情況下通信單元的動作>
接著，使用圖7對本實施方式的特征動作，即在接收到包含有選項信息的網(wǎng)關通告(GW通告)的情況下通信單元的動作進行說明。其中，圖7是表示接收到GW通告的通信單元的動作例的流程圖。以下所示的動作相當于圖3所示的步驟S4或S8的詳細動作。
[0046]通信單元對是否接收到GW通告進行監(jiān)視，在接收到正常且有效的GW通告的情況下(步驟S31:是)，首先，對強制斷開標記是否有效進行確認(步驟S33)。此時，一并對所接收到的GW通告是否是從接入中的網(wǎng)關發(fā)送來的通告進行確認。這是因為，若是從非接入中的網(wǎng)關發(fā)送來的通告，則無需對用于指示斷開的信息即斷開條件進行確認。另外，在接收到異?；驘o效的GW通告的情況下(步驟S31:否)，廢棄所接收到的消息并結束處理(步驟S32)。在接收到由自身下游的通信單元發(fā)送來的GW通告的情況下，或再次接收到與過去已接收到的通告相同的GW通告的情況下，視為無效的GW通告。根據(jù)GW通告中所提供的序列編號來判斷是否是與過去已接收到的通告相同的GW通告。
[0047]在GW通告的發(fā)送源是接入中的網(wǎng)關且強制斷開標記有效的情況下(步驟S33:是)，確認是否滿足斷開條件(步驟S34)。若確認的結果是滿足斷開條件(步驟S34:是)，則執(zhí)行用于從接入中的網(wǎng)關斷開的處理(接入登錄的解除處理)(步驟S35)。例如，在斷開條件中設定有“無條件”的情況下，必須執(zhí)行步驟S35。在斷開條件中設定有“終端”的情況下，若下游沒有其他的通信單元存在，則執(zhí)行步驟S35。在斷開條件中設定有“N跳以上”的情況下，若到接入中的網(wǎng)關為止的跳數(shù)為N(設為2以上的整數(shù))，則執(zhí)行步驟S35。在斷開條件中設定有“有其他GW”的情況下，若存在有可接入的其他網(wǎng)關，則執(zhí)行步驟S35。在步驟S35的處理結束后，向下游的通信單元廣播傳送GW通告(步驟S36)。另外，如上述已說明的那樣，在傳送GW通告時，對跳數(shù)和路徑質量進行更新。在下游不存在其他的通信單元的情況下，省略步驟S36。在從網(wǎng)關斷開之后，進行選擇重新接入的網(wǎng)關的選擇處理以及接入所選擇的網(wǎng)關的接入處理。此外，在不滿足斷開條件的情況下(步驟S34:否)，則執(zhí)行后述的GW自發(fā)切換判定處理及其后的處理(步驟S38?S41)。
[0048]上述步驟S33中，在接收到的GW通告不是從接入中的網(wǎng)關發(fā)送來的通告的情況下，或者判斷為強制斷開標記無效的情況下(步驟S33:否)，進一步確認強制接入標記是否有效(步驟S37)。此時，一并對所接收到的GW通告是否是從接入中的網(wǎng)關以外的網(wǎng)關發(fā)送來的通告進行確認。這是因為，若是從接入中的網(wǎng)關發(fā)送來的通告，則無需對用于指示接入的信息即接入條件進行確認。在接收到的GW通告是從接入中的網(wǎng)關發(fā)送來的通告、或強制接入標記無效的情況下(步驟S37:否)，則執(zhí)行后述的GW自發(fā)切換判定處理及其后的處理(步驟S38?S41)。
[0049]在接收到的GW通告是從接入中的網(wǎng)關以外的網(wǎng)關發(fā)送來的通告，且強制接入標記有效的情況下(步驟S37:是)，對接入條件進行確認(步驟S42)，在沒有設定“無條件”作為接入條件的情況下(步驟S42:否)，進一步對到接入中的網(wǎng)關(設為當前GW)為止的路徑質量、與到接收到的GW通告的發(fā)送源網(wǎng)關(設為新GW)為止的路徑質量進行比較(步驟S43)。若到當前GW為止的路徑質量好于到新GW為止的路徑質量(步驟S43:否)，則執(zhí)行后述的GW自發(fā)切換判定處理及其后的處理(步驟S38?S41)。
[0050]在設定了 “無條件”作為上述接入條件的情況下(步驟S42:是)，以及在步驟S43中判定為到新GW為止的路徑質量比到當前GW為止的路徑質量要好的情況下(步驟S43:是)，按規(guī)定的方法產生隨機數(shù)，并對所產生的隨機數(shù)和選項信息(參照圖6)中所設定的接入率進行比較(步驟S44)。其中，將所產生的隨機數(shù)的范圍設為“O?99”。若比較的結果是“接入率> 隨機數(shù)”成立(步驟S44:是)，則執(zhí)行網(wǎng)關切換處理，即執(zhí)行從接入中的網(wǎng)關斷開的斷開處理(與上述步驟S35相同的處理)、以及接入GW通告的發(fā)送源網(wǎng)關的接入處理(步驟S45)。并且，向下游的通信單元廣播傳送GW通告(步驟S46)。步驟S46是與上述步驟S36相同的處理。在下游不存在其他的通信單元的情況下，省略該步驟S46。若上述步驟S44中的比較結果是“接入率> 隨機數(shù)”不成立(步驟S44:否)，則執(zhí)行后述的GW自發(fā)切換判定處理及其后的處理(步驟S38?S41)。
[0051]這里，對步驟S38的GW自發(fā)切換判定處理及其后的處理進行說明。GW自發(fā)切換判定處理是與一般的通信單元接收到GW通告時判斷網(wǎng)關切換的必要性的動作相同的動作。具體而言，獲取GW通告中所包含的跳數(shù)、納入數(shù)和路徑質量的信息，并基于這些信息，判斷是否需要進行網(wǎng)關切換(步驟S38，S39)。即，進行接入目的地網(wǎng)關的重新選擇。此時，使用優(yōu)先選擇接入中的網(wǎng)關的算法。若重新選擇的結果是判斷為需要進行接入目的地的切換(步驟S39:是)，則執(zhí)行網(wǎng)關切換處理和向下游傳送GW通告的處理(步驟S40，S41)。若判斷為不需要進行接入目的地的切換(步驟S39:否)，則直接執(zhí)行步驟S41。另外，步驟S40的處理是與上述步驟S45相同的處理，步驟S41的處理是與上述步驟S36，S46相同的處理。
[0052]<現(xiàn)有通信系統(tǒng)存在的問題點和本實施方式的通信系統(tǒng)可得到的效果>
下面對現(xiàn)有通信系統(tǒng)存在的問題點、以及本實施方式的通信系統(tǒng)可得到的效果進行說明。
[0053]在將跳數(shù)(到網(wǎng)關為止的跳數(shù))或納入數(shù)(網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù))用作為網(wǎng)關選擇指標的現(xiàn)有控制動作中，存在負荷分散較為困難的網(wǎng)絡環(huán)境。例如，在根據(jù)到網(wǎng)關為止的跳數(shù)來選擇接入目的地的網(wǎng)絡中，若多個網(wǎng)關靠近地設置，則基于跳數(shù)的優(yōu)先選擇算法(優(yōu)選選擇接入中的網(wǎng)關的算法)無法選擇最合適的網(wǎng)關(處理負荷較低的網(wǎng)關)，通信單元有可能會集中在一個網(wǎng)關的下級。此外，在根據(jù)網(wǎng)關所納入的通信單元數(shù)來選擇接入目的地的網(wǎng)絡中，為了避免頻繁改變接入目的地，需要設定網(wǎng)關比較閾值(接入數(shù)之差的閾值)。即，在接入數(shù)之差超過閾值的情況下進行接入目的地的變更，從而接入數(shù)的平均化變得困難。此外，有可能造成分別在多個網(wǎng)關的下級所形成的自組織通信網(wǎng)絡無法在周邊區(qū)域中均勻化。
[0054]與此相對，根據(jù)本實施方式的通信系統(tǒng)，能夠有效且可靠地進行網(wǎng)關間的負荷分散(接入數(shù)的平均化)。如圖8和圖9所示，網(wǎng)關通過在GW通告內的選項信息中設定強制接入標記，根據(jù)相鄰網(wǎng)關彼此之間的位置關系設定接入率，并進行廣播傳送，從而能夠使接入網(wǎng)關的接入數(shù)平均化。如圖8所示，在相鄰網(wǎng)關2A和2B充分分離的情況下，通過將接入率設為100%，能夠使得接入數(shù)平均化。另一方面，如圖9所示，在網(wǎng)關2C和2D相靠近的情況下，若接入率設定為100%，則通信單元有可能集中接入到一個網(wǎng)關。因此，從網(wǎng)關2C和2D廣播傳送接入率設定為50%的GW通告。由此，能夠進行接入率的平均化。另外，在圖8和圖9中，以各網(wǎng)關為中心的虛線圓表示網(wǎng)關所發(fā)送的電波的到達范圍，位于該范圍內的通信單元能夠與網(wǎng)關進行直接通信。
[0055]此外，除了接入率以外，通過一并將路徑質量指定為接入條件，能夠在實現(xiàn)網(wǎng)關間負荷分散的同時，還能夠選擇到網(wǎng)關為止的通信質量滿足所需質量的路徑。并且，監(jiān)視服務器保持有各網(wǎng)關的位置信息(經緯度)，基于位置信息，可掌握各網(wǎng)關的物理距離或靠近設置的臺數(shù)，通過根據(jù)距離或臺數(shù)調整GW通告內的接入率，能夠更為細致的進行負荷分散控制。例如，在兩臺網(wǎng)關靠近設置的情況下，監(jiān)視服務器對這兩臺網(wǎng)關發(fā)出指令，以使得這兩臺網(wǎng)關廣播傳送接入率設定為50%的GW通告(相當于圖9的情況)。此外，在四臺網(wǎng)關靠近設置的情況下，對這四臺網(wǎng)關發(fā)出指令，以使得這四臺網(wǎng)關廣播傳送接入率設定為25%的GW通告。
[0056]圖10是表示使用設定有強制接入標記的GW通告來對負荷進行分散的動作的一個示例的圖。初始狀態(tài)下，設為網(wǎng)關2A正常工作，周邊的通信單元全部被納入網(wǎng)關2A中。在該狀態(tài)下，靠近網(wǎng)關2A新設置網(wǎng)關2B。此時，為了將周邊通信單元的接入目的地分散為網(wǎng)關2A和2B，從網(wǎng)關2B廣播傳送強制接入標記設定為“有效”、接入條件設定為“路徑質量”、接入率設定為“50%”的GW通告。其結果是，滿足強制接入條件的通信單元依次接入登錄到網(wǎng)關2B中，從而構成接入各網(wǎng)關的通信單元接入數(shù)得以分散的自組織通信網(wǎng)絡。另外，根據(jù)已接入網(wǎng)關2B的通信單元數(shù)，可以多次發(fā)送GW通告。
[0057]通過以上動作，能夠實現(xiàn)多個網(wǎng)關中的接入通信單元數(shù)的平均化。然而，在網(wǎng)關和通信單元設置得非常緊密的環(huán)境下，即使用多個網(wǎng)關對接入登錄通信單元進行了負荷分散，但若使用相同的無線信道，也無法避免因無線干擾而導致的通信性能下降。利用圖11對該問題的解決辦法進行說明。初始狀態(tài)下，設為已按圖10所示的步驟實施了負荷分散，此外網(wǎng)關2A、2B和各通信單元所使用的無線信道為信道X。此外，設為因無線干擾而導致通信性能下降。這種情況下，監(jiān)視服務器使一個網(wǎng)關(圖11中設為網(wǎng)關2B)及其下級的所有通信單元所使用的無線信道變更為信道Y。即，監(jiān)視服務器在檢測出某網(wǎng)關處于過負荷狀態(tài)且其下級中產生無線干擾的情況下，在實施負荷分散控制的同時，還實施改變無線信道的控制。由此，能夠在維持與通信單元之間的通信路徑的情況下，快速地消除無線干擾。
[0058]另外，無線信道的變更例如通過從網(wǎng)關2B向下級的各通信單元廣播傳送無線信道變更通知消息來進行。無線信道變更通知消息包含變更后的無線信道的信息。接收到無線信道變更通知消息的各通信單元根據(jù)需要廣播傳送無線信道變更通知消息，然后切換所使用的無線信道。網(wǎng)關2B也可以在無線信道變更通知消息中包含切換無線信道的定時(時刻)的信息，并控制自身和下級的各通信單元同時切換無線信道。
[0059]由此，在本實施方式的通信系統(tǒng)中，新設置的網(wǎng)關或從故障中修復的網(wǎng)關向已接入其他網(wǎng)關的通信單元傳送GW通告，該GW通告中設定有用于促使這些通信單元向本網(wǎng)關的下級轉移的選項信息(強制接入標記、接入條件、接入率)，接收到該GW通告的通信單元通過使用選項信息的算法來判斷是否要改變接入目的地(重新選擇接入目的地的網(wǎng)關)。因此，即使在多個網(wǎng)關相接近等、利用現(xiàn)有方法選擇接入目的地時有可能在選擇作為通信單元的接入目的地的網(wǎng)關中產生失衡的特殊環(huán)境下，也能可靠地對接入各網(wǎng)關的通信單元的接入數(shù)進行平均化。此外，由于利用廣播方式傳送控制信號，因此能夠在不影響業(yè)務通信的情況下實施負荷分散控制。
[0060]本實施方式中，假設新設置網(wǎng)關的情況或網(wǎng)關從故障中修復的情況來進行說明，但在正常工作過程中的相鄰網(wǎng)關之間，因某種原因而導致通信單元的接入數(shù)未被平均化的狀態(tài)的情況下，也能夠傳送設定有上述選項信息的GW通告來對接入數(shù)進行平均化。例如，也可以在正常情況下從各網(wǎng)關傳送未包含上述選項信息的GW通告，通信單元利用現(xiàn)有方法進行控制，以確定接入目的地，監(jiān)視服務器在檢測到過負荷狀態(tài)的網(wǎng)關或無線通信量發(fā)生擁堵、產生無線干擾的情況下，向發(fā)生過負荷等問題的網(wǎng)關或其周圍網(wǎng)關發(fā)出指令，以使這些網(wǎng)關傳送設定有選項信息的GW通告。
[0061]此外，說明了分別對多個網(wǎng)關各自的接入數(shù)進行控制以使接入數(shù)平均化的情況，但通過監(jiān)視服務器對接入率的設定進行調整，也能夠靈活地調整接入各網(wǎng)關的接入數(shù)。例如，可分別對兩臺網(wǎng)關各自的接入數(shù)進行控制，以使得接入數(shù)為1:2。由此，在性能不同的網(wǎng)關混在一起等各網(wǎng)關所能納入的通信單元數(shù)不同的情況下，能夠進行靈活的控制，例如根據(jù)各網(wǎng)關的性能(可納入的通信單元數(shù))來設定接入率等。
[0062]此外，即使在能夠根據(jù)選項信息進行動作的第I通信單元(能按圖7所示的步驟進行動作的通信單元)和不能根據(jù)選項信息進行動作的第2通信單元(現(xiàn)有通信單元)混在一起的情況下，通過考慮第I通信單元和第2通信單元的比率而設定接入率，從而能夠調整接入各網(wǎng)關的接入數(shù)，從而力圖實現(xiàn)負荷分散。
[0063]實施方式2.實施方式I中，作為負荷分散控制，負荷較少(通信單元的接入數(shù)較少)的網(wǎng)關通過使過負荷狀態(tài)的網(wǎng)關所納入的通信單元接入本網(wǎng)關中，來實現(xiàn)負荷的平均化。與此相對，本實施方式中，過負荷狀態(tài)的網(wǎng)關通過促使接入本網(wǎng)關中的通信單元將接入目的地改變?yōu)槠渌W(wǎng)關，來實現(xiàn)負荷的分散。另外，關于與實施方式I共同的部分，此處省略說明。
[0064]圖12是表示實施方式2的通信系統(tǒng)的動作例的圖。該圖12示出在通信單元3A和3C已接入網(wǎng)關2A、且通信單元3B和3D已接入網(wǎng)關2B的狀態(tài)下的動作例。網(wǎng)關2A和2B經由IP網(wǎng)等與監(jiān)視服務器I相連接。另外，通信系統(tǒng)的結構并不限于此。網(wǎng)關和通信單元的臺數(shù)、網(wǎng)關與通信單元的連接關系也可以與圖12所示的不同。
[0065]下面，對上述結構的通信系統(tǒng)中網(wǎng)關2B處于過負荷狀態(tài)而網(wǎng)關2A不處于過負荷狀態(tài)的情況下的控制動作進行說明。
[0066]監(jiān)視服務器I對所連接的各網(wǎng)關及其下級的通信單元的狀態(tài)進行監(jiān)視。接著，在例如檢測到網(wǎng)關2B為過負荷狀態(tài)的情況下，向網(wǎng)關2B發(fā)出指令，使網(wǎng)關2B傳送設定有強制斷開標記(參照圖6)的GW通告(步驟S21)。接收到該指令的網(wǎng)關2B為了向已接入本網(wǎng)關的通信單元發(fā)出斷開(重新選擇接入目的地)的指令，廣播傳送設定有強制斷開標記的GW通告(步驟S22)。接收到設定有強制斷開標記的GW通告的通信單元(圖12的示例中為通信單元3B)獲取GW通告中所包含的網(wǎng)關信息(網(wǎng)關2B的網(wǎng)關信息)(步驟S23)，在更新網(wǎng)關信息數(shù)據(jù)庫(參照圖5)后，判斷是否從已接入的網(wǎng)關2B斷開(步驟S24)。參照GW通告中所設定的斷開條件來決定是否要斷開。
[0067]這里，對斷開條件進行說明。如圖6所示，“斷開條件”中，例如“無條件”、“終端”、“N跳以上”、“有其他GW”等由GW通告的發(fā)送源網(wǎng)關來進行設定。設定哪一個由監(jiān)視服務器I或發(fā)送源網(wǎng)關來決定。在接收到“斷開條件=無條件”的GW通告的情況下，通信單元必須執(zhí)行接入目的地的重新選擇。在接收到“斷開條件=終端”的GW通告的情況下，通信單元在自身為終端時(即，下游不存在其他通信單元的情況)執(zhí)行接入目的地的重新選擇。為了可判別通信單元是否是終端，例如，路徑控制部33只要始終保持著下游通信單元的所有路徑即可。此外，在保持所有路徑較為困難的情況下，也可以在一定期間內沒有信號從下游發(fā)送過來的情況下判斷自身為終端，并將自身為終端的通信單元這一情況存儲起來。在接收到“斷開條件=N跳以上”的GW通告的情況下，通信單元在到已接入的網(wǎng)關為止的跳數(shù)在N以上時執(zhí)行接入目的地的重新選擇。在接收到“斷開條件=有其他GW”的GW通告的情況下，通信單元在除已接入的網(wǎng)關以外存在可接入的其他網(wǎng)關時執(zhí)行接入目的地的重新選擇。
[0068]通過傳送設定有這種斷開條件的GW通告，能夠僅對特定的通信單元促使其進行接入目的地的變更。另外，斷開條件也可以是圖6所示的條件以外的條件。
[0069]繼續(xù)對本實施方式中通信單元3B不滿足斷開條件，即判斷為不從網(wǎng)關2B斷開的情況下的動作進行說明。通信單元3B在判斷為不從網(wǎng)關2B斷開的情況下(步驟S24:否)，向下游的通信單元廣播傳送GW通告(步驟S25)。在傳送GW通告時，對GW信息內的跳數(shù)和路徑質量進行更新。
[0070]通信單元3B傳送的GW通告到達通信單元3D，通信單元3D與通信單元3B同樣地獲取GW通告中所包含的網(wǎng)關信息(步驟S26)，在網(wǎng)關信息數(shù)據(jù)庫更新后，判斷是否要從網(wǎng)關2B斷開(步驟S27)。接著，在判斷為從網(wǎng)關2B斷開的情況下(步驟S27:是)，執(zhí)行向下游的通信單元廣播傳送GW通告的處理和從已接入的網(wǎng)關2B斷開的處理(步驟S28、S29)。另外，若在上述步驟S24中通信單元3B滿足斷開條件，則通信單元3B執(zhí)行與步驟S28相同的處理(斷開處理)，然后執(zhí)行上述步驟S25。此外，若在上述步驟S27中判斷為通信單元3B不從網(wǎng)關2B斷開的情況下，不執(zhí)行步驟S29。雖然省略了圖示，但通信單元3D在執(zhí)行步驟S29從而從網(wǎng)關2B斷開后，執(zhí)行接入網(wǎng)關的接入動作(可選擇網(wǎng)關2B作為接入目的地，并重新接入)。
[0071]通過進行這種控制，能夠使網(wǎng)關下級的特定的通信單元轉移至其他網(wǎng)關的下級，從而使網(wǎng)關的負荷分散。
[0072]另外，使用強制斷開標記和斷開條件的斷開指令也可以用于包含有不同無線信道的網(wǎng)關檢索的執(zhí)行定時指令。在與使用中的無線信道不同的其他無線信道中無條件定期地執(zhí)行網(wǎng)關檢索會造成無線通信量的增加，并且隨著在其他無線信道中進行檢索，還會導致通信錯誤發(fā)生率的增加。但是，監(jiān)視服務器I通過對業(yè)務通信等通信量進行監(jiān)視，在業(yè)務通信沒有障礙的定時將特定的通信單元作為對象來用網(wǎng)關通告進行強制斷開指令，使其執(zhí)行將使用中的無線信道以外的無線信道也作為對象的網(wǎng)關檢索，從而能夠抑制通信錯誤發(fā)生率的增加。
[0073]由此，在本實施方式的通信系統(tǒng)中，過負荷狀態(tài)的網(wǎng)關向已接入本網(wǎng)關的通信單元傳送GW通告，該GW通告中設定有用于促使這些通信單元向其他網(wǎng)關的下級轉移的選項信息(強制斷開標記、斷開條件)，接收到該GW通告的通信單元通過使用選項信息的算法來判斷是否要改變接入目的地(重新選擇接入目的地的網(wǎng)關)。由此，能夠在過負荷狀態(tài)的網(wǎng)關和與其相鄰的網(wǎng)關之間對負荷進行分散。
[0074]另外，本實施方式中，對以下控制進行了說明，即:通過傳送設定有強制斷開標記、斷開條件的GW通告，促使已接入網(wǎng)關的通信單元重新接入其他網(wǎng)關(接入目的地的變更)，但也可以將該控制與實施方式I中所說明的控制(傳送設定有強制接入標記等的GW通告的控制)進行組合。例如，也可以在處于過負荷狀態(tài)的第I網(wǎng)關與未處于過負荷狀態(tài)的第2網(wǎng)關相接近的情況下，監(jiān)視服務器I向第I網(wǎng)關發(fā)出指令，使第I網(wǎng)關傳送設定有強制斷開標記的GW通告，并向第2網(wǎng)關發(fā)出指令，使第2網(wǎng)關傳送設定有強制接入標記的GW通告。這種情況下，與僅應用實施方式I的控制、或僅應用本實施方式的控制的情況相比，能夠更為可靠且靈活地對網(wǎng)關的負荷進行分散。
工業(yè)上的實用性
[0075]如上所述，本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)對應用自組織通信的自動抄表系統(tǒng)是有用的。
標號說明
[0076]I監(jiān)視服務器2，2A，2B 網(wǎng)關3，3A，3B，3C，3D 通信單元31無線I/F32收發(fā)部33路徑控制部34網(wǎng)關選擇處理部35網(wǎng)關信息保持部36路徑/傳送信息保持部37單元控制部38其他單元I/F39各種單元
【權利要求】
1.一種通信系統(tǒng)，其特征在于， 包括多個由一臺以上的通信單元和一臺網(wǎng)關形成的自組織通信網(wǎng)絡，并且包括監(jiān)視各個自組織通信網(wǎng)絡的監(jiān)視服務器， 所述監(jiān)視服務器基于各網(wǎng)關的負荷狀態(tài)的監(jiān)視結果和無線通信量的擁堵狀態(tài)的監(jiān)視結果，判斷是否需要實施使規(guī)定的第一網(wǎng)關下級的通信單元轉移至設置于該第一網(wǎng)關周邊的第二網(wǎng)關下級的負荷分散控制，在判斷為需要實施負荷分散控制的情況下，對該第一網(wǎng)關和該第二網(wǎng)關中的至少一臺網(wǎng)關發(fā)出廣播傳送一信號的指令，該信號中包含表示作為轉移對象的通信單元的條件的控制信息，且該信號指示重新選擇作為接入目的地的網(wǎng)關。
2.如權利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 由所述第二網(wǎng)關傳送的所述控制信息包含接入所述第二網(wǎng)關的通信單元的條件，已接入所述第一網(wǎng)關的通信單元在接收到由所述第二網(wǎng)關傳送來的所述控制信息的情況下，判斷自身是否滿足所述條件，在滿足條件的情況下，判斷是否要根據(jù)規(guī)定的算法將接入目的地切換為所述第二網(wǎng)關。
3.如權利要求2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述條件是接入了所述第二網(wǎng)關的通信單元與所述第二網(wǎng)關之間的通信路徑中所需的通信質量， 已接入所述第一網(wǎng)關的通信單元在與所述第二網(wǎng)關之間的通信路徑中的通信質量達到所述所需的通信質量的情況下，執(zhí)行判斷是否要將接入目的地切換為所述第二網(wǎng)關的處 理。
4.如權利要求2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信息還包含表示選擇所述第二網(wǎng)關作為重新接入目的地的概率的接入率，已接入所述第一網(wǎng)關的通信單元在接收到由所述第二網(wǎng)關傳送來的所述控制信息的情況下，判斷自身是否滿足所述條件，在滿足條件的情況下，對按照規(guī)定方法產生的隨機數(shù)和所述接入率進行比較，在“接入率> 隨機數(shù)”成立的情況下，將接入目的地切換為所述第二網(wǎng)關。
5.如權利要求4所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述接入率取決于所述第二網(wǎng)關的臺數(shù)。
6.如權利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)視服務器在檢測到所述第一網(wǎng)關處于過負荷狀態(tài)且所述第一網(wǎng)關形成的自組織通信網(wǎng)絡中無線通信量發(fā)生擁堵的情況下，對所述第一網(wǎng)關和所述第二網(wǎng)關中的至少一臺網(wǎng)關發(fā)出廣播傳送所述信號的指令，在接收到該信號的通信單元完成接入目的地的重新選擇后，進一步對所述第二網(wǎng)關和所述第二網(wǎng)關下級的通信單元發(fā)出改變所使用的無線信道的指令。
7.如權利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，由所述第一網(wǎng)關傳送的所述控制信息包含重新選擇接入目的地的通信單元的條件，已接入所述第一網(wǎng)關的通信單元在接收到由所述第一網(wǎng)關傳送來的所述控制信息的情況下，判斷自身是否滿足所述條件，在滿足條件的情況下，重新選擇作為接入目的地的網(wǎng)關。
8.—種自動抄表系統(tǒng)，其特征在于，包括:如權利要求1所述的通信系統(tǒng)；以及經由所述通 信單元對用戶的電、煤氣或自來水的抄表數(shù)據(jù)進行采集的業(yè)務服務器。
【文檔編號】H04W24/02GK103999500SQ201180075655
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2011年12月20日 優(yōu)先權日:2011年12月20日
【發(fā)明者】三小田剛, 久保田仁, 井上俊宏, 阿部充伸 申請人:三菱電機株式會社