CN103168435A - 无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

在本发明所涉及的无线通信系统中,第二中继无线终端(221)能够在对其下级的子无线终端(301)发送信标信号之后紧接着接收来自该子无线终端(301)的终端呼叫数据,另外,能够在接收终端呼叫数据后不久接收到从第一中继无线终端(211)发送的信标信号,紧接其后向该第一中继无线终端(211)发送终端呼叫数据。其结果,抑制了中继传输终端呼叫数据时产生大的延迟,从而能够进行迅速的无线通信。

Description

无线通信系统
技术领域
本发明涉及一种至少由母无线终端、中继无线终端以及子无线终端构成的无线通信系统,特别涉及一种构成为上述母无线终端和中继无线终端能够发送信标信号、并构成为上述中继无线终端和子无线终端能够接收从上述母无线终端或其它中继无线终端发送的信标信号来使时间与发送源的无线终端的时间同步的无线通信系统。
背景技术
在至少由母无线终端、中继无线终端以及子无线终端构成的无线通信系统中,母无线终端能够对大量的子无线终端进行无线通信,但是根据设置子无线终端的场所不同,有时子无线终端无法与母无线终端之间直接进行无线通信。在这种情况下,使用对无线信号进行中继传输的中继无线终端。在母无线终端与任意的子无线终端之间有时仅隔有一台中继无线终端,也有时隔有两台以上的中继无线终端。
另外,作为子无线终端,已知各种结构,若关注电源,则存在以内置的电池为电源的(进行电池驱动的)子无线终端。这种电池驱动方式的子无线终端一般构成为间歇地等待接收来自母无线终端或中继无线终端的无线信号,以抑制该子无线终端的电力消耗。
在包括这种子无线终端的无线通信系统中,从母无线终端或中继无线终端(上级设备)定期地发送信标信号,子无线终端(下级设备)定期地接收该信标信号。母无线终端、中继无线终端以及子无线终端中内置有时钟,子无线终端(或者作为下级设备的中继无线终端)通过接收信标信号来使本站的时钟与信标信号的发送源的无线终端(母无线终端或中继无线终端)的时钟一致(使时钟一致)。然后,子无线终端在使时钟一致后的规定定时间歇地等待接收来自母无线终端的轮询数据。这种无线通信的方式(所谓的同步方式)一般在子无线终端的省电化上是有效的。
作为采用这种同步方式的无线通信系统的一例,可以列举出专利文献1所公开的火灾警报系统。在该火灾警报系统中,具备作为母站(母无线终端)的火灾警报器、作为子站(子无线终端)的火灾警报器、以及对在这些火灾警报器之间通信的无线信号进行中继的中继器(中继无线终端)。而且,母站的火灾警报器在对子站的火灾警报器发送了火灾警报消息之后,或者从某个子站接收到火灾警报消息之后,以固定周期发送第一同步信号(信标信号)。
在此,在专利文献1所公开的技术中,母站的火灾警报器在以固定周期发送第一同步信号时,在使该第一同步信号包含火灾警报消息的基础上进行重复发送。另外,中继器当从母站的火灾警报器接收到第一同步信号时,发送周期与该第一同步信号的周期相同的第二同步信号,而在从母站的火灾警报器接收火灾警报消息的期间(即,接收包含火灾警报消息的第一同步信号的期间),在使第二同步信号包含火灾警报消息的基础上,将该第二同步信号中继传输到子站的火灾警报器。
换言之,在专利文献1所公开的火灾警报系统中,来自中继无线终端(中继器)的信标信号(第二同步信号)紧接在来自母无线终端(母站的火灾警报器)的信标信号(第一同步信号)之后被发送,由此进行作为下级设备的无线终端的时钟一致,而来自母无线终端的轮询数据(火灾警报消息)被重叠在来自该母无线终端的信标信号(第一同步信号)上,并且被重叠在来自中继无线终端的信标信号(第二同步信号)上。
因此,子无线终端能够通过接收由中继无线终端发送的信标信号(第二同步信号)来接收来自母无线终端的轮询数据。根据这种结构,即使隔有中继无线终端,也能够不产生大的延迟地从母无线终端对子无线终端传输轮询数据。
另外,在专利文献1所公开的技术中,子站的火灾警报器当接收到火灾警报消息时,返送对该接收进行确认的应答消息。在子站与母站之间隔有中继器的情况下,来自子站的应答消息经由中继器传输到母站。
换言之,由子无线终端(子站的火灾警报器)生成的终端信息作为终端呼叫数据(应答消息)经由中继无线终端(中继器)传输到母无线终端(母站的火灾警报器)。
并且,在专利文献1所公开的技术中,在母站的火灾警报器中,在发送接收的无线信号的开头保存帧的顺序。与此相对,在子站的火灾警报器中,基于所接收到的无线信号中保存的帧的顺序,来估计母站切换为接收状态的切换定时。关于该切换定时的估计,在中继器如子站那样动作时也是同样的。
换言之,关于子无线终端(子站的火灾警报器)应该以怎样的定时发送终端呼叫数据(应答消息)这一点,是由母无线终端(母站的火灾警报器)来管理的(帧的顺序),子无线终端在母无线终端所指示的定时(基于帧的顺序估计出的定时)发送终端呼叫数据。同样地,中继无线终端(中继器)对母无线终端的发送定时也由母无线终端来进行管理,在母无线终端所指示的定时中继发送终端呼叫数据。
另外,在专利文献1所公开的技术中,在子站中,将母站切换为接收状态的期间分割为多个时隙,在针对各个子站(或中继器)决定的特定的时隙中保存包含应答消息的无线信号来返送给母站。此外,该时隙是由第一同步信号来规定的,该第一同步信号的一个周期被分割为多个时隙。
换言之,母无线终端将由本站发送的信标信号(第一同步信号)的发送间隔分割为多个时隙,对作为下级设备的无线终端(子无线终端和中继无线终端)分配一个时隙。然后,各下级设备(子无线终端或中继无线终端)在所分配的规定的时隙中发送无线信号。
专利文献1:日本特开2009-288897号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在专利文献1所公开的技术中,虽然能够避免从母无线终端向子无线终端传输轮询数据时产生大的延迟,但是存在传输终端呼叫数据时产生大的延迟的担忧,还存在子无线终端中接收轮询数据的次数增加而耗电增大的担忧。
具体地说,在由子无线终端生成的终端呼叫数据在规定的发送定时(即规定的时隙)被发送而由中继无线终端接收、但是在该中继无线终端中本站的发送定时(规定的时隙)已经经过的情况下,需要在从母无线终端接收到下一个信标信号(第一同步信号)起直到到达规定的时隙为止待机终端呼叫数据的中继传输。也就是说,来自子无线终端的终端呼叫数据有可能会延迟一次以上的信标信号的发送周期后中继传输到母无线终端,因此存在传输终端呼叫数据时产生大的延迟的担忧。
另外,在专利文献1所公开的技术中,为了避免轮询数据传输的大幅延迟而使轮询信号与信标信号相重叠。因此,子无线终端会以与从上级设备(母无线终端或中继无线终端)定期地发送的信标信号(第一同步信号或第二同步信号)相同的周期接收信标信号。其结果,在子无线终端中有可能要以所需以上的频度接收信标信号,从而存在该子无线终端的耗电增大的担忧。
本发明是为了解决这种问题而完成的,其目的在于提供一种能够以简单的结构抑制子无线终端的耗电增大、并且在对从该子无线终端向母无线终端的终端呼叫数据进行中继传输时有效抑制或避免产生大的延迟的无线通信系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明所涉及的无线通信系统由多个无线通信装置构成,具备作为最下级的多个子无线终端、与这些子无线终端之间进行无线通信的最上级的母无线终端、以及介于上述子无线终端与上述母无线终端之间来在它们之间进行无线通信的中继的中继无线终端来作为该无线通信装置,该无线通信系统构成为以下结构:上述母无线终端和上述中继无线终端构成为对下级的无线通信装置定期地发送信标信号,并且,上述中继无线终端和上述子无线终端构成为定期地接收从上级的无线通信装置发送的上述信标信号,来使本站的内部时钟与上级的无线通信装置的内部时钟同步,在将从先上级信标发送时间点到下级信标发送时间点为止的时间设为第一信标发送间隔,并将从上述下级信标发送时间点到后上级信标发送时间点为止的时间设为第二信标发送间隔时,上述第一信标发送间隔被设定成比上述第二信标发送间隔长,其中,上述先上级信标发送时间点是上述母无线终端或上述中继无线终端发送了上述信标信号的时间点,上述下级信标发送时间点是在该先上级信标发送时间点之后由其下级的中继无线终端发送最初的上述信标信号的时间点,上述后上级信标发送时间点是在该下级信标发送时间点之后由其上级的上述母无线终端或上述中继无线终端发送最初的上述信标信号的时间点。
参照附图,根据下面的优选实施方式的详细说明来明确本发明的上述目的、其它目的、特征以及优点。
发明的效果
如上,在本发明中,起到以下的效果:能够提供一种能够以简单的结构抑制子无线终端的耗电增大、并且在对从该子无线终端向母无线终端的终端呼叫数据进行中继传输时有效抑制或避免产生大的延迟的无线通信系统。
附图说明
图1的(a)~(c)是表示本发明的实施方式所涉及的无线通信装置的主要部分结构的一例的框图。
图2是表示使用图1所示的无线通信装置构成的无线通信系统的结构的一例的示意图。
图3的(a)是表示在图1的(a)~(c)所示的各无线通信装置中进行管理的时隙的基本结构的示意图,(b)是表示(a)所示的时隙中的链路连接用时隙的结构的示意图。
图4是表示构成图2所示的无线通信系统的各无线通信装置之间的时隙位置关系的示意图。
图5是表示图4所示的各无线通信装置之间的时隙位置关系的主要部分的示意图。
图6是表示在处于图4所示的时隙位置关系的无线通信系统中从母无线终端发送发往子无线终端的数据时的中继传输的一例的示意图。
图7的(a)是表示在构成图2所示的无线通信系统的各无线通信装置之间发送接收的链路连接请求信号的结构的一例的示意图,(b)是表示(a)所示的链路连接请求信号中包含的一个重复帧的结构的一例的示意图。
图8是表示接收图7的(a)所示的链路连接请求信号来进行接收载波侦听动作的定时的一例的时序图。
图9是表示在处于图4所示的时隙位置关系的无线通信系统中从子无线终端发送发往母无线终端的数据时的中继传输的一例的示意图。
图10是表示在处于图4所示的时隙位置关系的无线通信系统中子无线终端新加入时的无线信号的通信的一例的时序图。
图11是表示在构成图2所示的无线通信系统的各无线通信装置之间发送接收的数据通信用信号的结构的一例的示意图。
图12的(a)是表示图11所示的数据通信用信号中包含的路由信息的结构的一例的示意图,(b)是表示(a)所示的路由信息的第1字节至第7字节中保存的中继终端信息的结构的一例的示意图,(c)是表示(a)所示的路由信息的第8字节中保存的时隙位置信息的结构的一例的示意图。
具体实施方式
本发明所涉及的无线通信系统由多个无线通信装置构成,具备作为最下级的多个子无线终端、与这些子无线终端之间进行无线通信的最上级的母无线终端、以及介于上述子无线终端与上述母无线终端之间来在它们之间进行无线通信的中继的中继无线终端来作为该无线通信装置,该无线通信系统构成为以下结构:上述母无线终端和上述中继无线终端构成为对下级的无线通信装置定期地发送信标信号,并且,上述中继无线终端和上述子无线终端构成为定期地接收从上级的无线通信装置发送的上述信标信号,来使本站的内部时钟与上级的无线通信装置的内部时钟同步,在将从先上级信标发送时间点到下级信标发送时间点为止的时间设为第一信标发送间隔,并将从上述下级信标发送时间点到后上级信标发送时间点为止的时间设为第二信标发送间隔时,上述第一信标发送间隔被设定成比上述第二信标发送间隔长,其中,上述先上级信标发送时间点是上述母无线终端或上述中继无线终端发送了上述信标信号的时间点,上述下级信标发送时间点是在该先上级信标发送时间点之后由其下级的中继无线终端发送最初的上述信标信号的时间点,上述后上级信标发送时间点是在该下级信标发送时间点之后由其上级的上述母无线终端或上述中继无线终端发送最初的上述信标信号的时间点。
根据上述结构,第一信标发送间隔被设定成比第二信标发送间隔长,因此上述下级的中继无线终端在对其下级的无线通信装置发送信标信号之后紧接着变为能够与该下级的无线通信装置之间进行无线通信的状态,并且,在从其上级的无线通信装置接收到信标信号之后紧接着变为能够与该上级的无线通信装置之间进行无线通信的状态。
因此,上述下级的中继无线终端能够在对其下级的无线通信装置发送信标信号之后紧接着接收来自子无线终端的终端呼叫数据。由此,中继无线终端能够按照从子无线终端发送终端呼叫数据的定时来中继传输终端呼叫数据,因此能够缩短子无线终端的工作时间,从而能够以简单的结构来抑制子无线终端的耗电增大。
另外,下级的中继无线终端在接收到终端呼叫数据后不久接收到从上级的无线通信装置发送的信标信号,能够在紧接其后对该上级的无线通信装置发送终端呼叫数据。由此,抑制了中继传输终端呼叫数据时产生大的延迟,从而能够进行迅速的无线通信。
在上述结构的无线通信系统中,也可以构成为以下结构:在上述上级的无线通信装置与上述下级的无线通信装置之间进行的上述无线通信以将分割为多个时隙的一个周期进行重复的方式周期性地进行,各上述时隙被划分为下级时隙和接着该下级时隙之后的上级时隙,该下级时隙用于与上述下级的无线通信装置之间进行无线通信,该上级时隙用于与上述上级的无线通信装置之间进行无线通信,上述下级时隙中包含信标发送用时隙和接着该信标发送用时隙之后的链路连接用时隙,该信标发送用时隙用于发送上述信标信号,该链路连接用时隙用于与上述下级的无线通信装置之间进行链路连接,上述上级时隙中包含信标接收用时隙和接着该信标接收用时隙之后的链路连接用时隙,该信标接收用时隙用于接收上述信标信号,该链路连接用时隙用于与上述上级的无线通信装置之间进行链路连接,在将上述子无线终端的上级的中继无线终端设为基准站时,以如下方式使上述上级的无线通信装置、基准站以及该子无线终端各自的上述无线通信的周期对应:基准站的下级时隙与上述子无线终端的上级时隙对应,基准站的上级时隙与上述上级的无线通信装置的下级时隙对应。
根据上述结构,能够按照特定的时隙来设定上述第一信标发送间隔和第二信标发送间隔。
在上述结构的无线通信系统中,还可以构成为以下结构:上述中继无线终端构成为在发送了上述信标信号的下级时隙中进行链路连接,在上述基准站的上级的无线通信装置为中继无线终端时,以如下方式使上述上级的中继无线终端、基准站以及该子无线终端各自的上述无线通信的周期对应:基准站中的进行链路连接的下级时隙与上述子无线终端的进行链路连接的上级时隙对应,基准站的上级时隙与上述上级的中继无线终端中的进行链路连接的下级时隙对应。
根据上述结构,在基准站、上级的无线通信装置以及下级的无线通信装置之间,使进行链路连接的上级时隙或下级时隙对应,因此能够尽可能地缩短各无线通信装置之间的链路连接间隔。
在上述结构的无线通信系统中,也可以构成为以下结构:上述子无线终端构成为每多个上级时隙进行一次链路连接,以如下方式使上述基准站和该子无线终端各自的上述无线通信的周期对应:基准站的下级时隙与上述子无线终端的最开头的进行链路连接的上级时隙对应。
根据上述结构,即使子无线终端间隔剔除地(間引いて)进行链路连接,也能够从最上级的母无线终端到子无线终端的上级的中继无线终端迅速地进行无线通信。
在上述结构的无线通信系统中,除了作为上述子无线终端的上级的中继无线终端以外的其它中继无线终端也可以构成为:如果在其上级的无线通信装置的下级时隙与本站的上级时隙之间进行了链路连接,则在紧接其后的本站的下级时隙与其下级的无线通信装置的上级时隙之间进行链路连接。
根据上述结构,在与上级的无线通信装置进行链路连接后不久就能够与下级的无线通信装置进行链路连接,因此能够从最上级的母无线终端到子无线终端的上级的中继无线终端迅速地进行无线通信。
在上述结构的无线通信系统中,也可以构成为以下结构:中继无线终端和子无线终端构成为定期地进行间歇接收等待动作,以接收来自上级的母无线终端或中继无线终端的无线信号,上述子无线终端的间歇接收等待周期比上述中继无线终端的间歇接收周期长。
中继无线终端以比母无线终端所发送的信标信号短的周期等待接收来自母无线终端的轮询数据,因此能够在中继传输轮询数据时不产生大的延迟地进行中继传输。
下面,参照附图来说明本发明的优选实施方式。此外,下面在所有图中对同一或相当的要素附加同一参照标记,省略其重复说明。
[无线通信装置的概要结构]
图1的(a)~(c)是表示本发明的实施方式1所涉及的无线通信装置的主要部分结构的一例的框图,图1的(a)表示作为母无线终端而发挥功能的无线通信装置的结构例,图1的(b)表示作为中继无线终端而发挥功能的无线通信装置的结构例,图1的(c)表示作为子无线终端而发挥功能的无线通信装置的结构例。另外,图2是表示使用图1所示的无线通信装置构成的本发明的实施方式1所涉及的无线通信系统的一例的示意图。
首先,说明本实施方式所涉及的无线通信装置的概要结构。如图1的(a)所示,本实施方式所涉及的无线通信装置中的母无线终端101具备天线11、发送接收部12、控制部13、存储部14、信标发送部21、链路连接部22、路由信息分析制作部23以及定时信息发送部24。
天线11只要能够发送接收规定频带的电波就无需特别限定,可以使用能够发送接收在各种公共标准中规定的频带的电波的公知天线。发送接收部12构成为无线发送接收电路,其为了从天线11向空中发送电波或者接收从空中传播来的电波而将数据调制为规定频带的无线信号或将规定频带的无线信号解调为数据。其具体的结构并没有特别限定,可以使用在无线通信网络的领域公知的高频电路(RF电路)。
控制部13例如由微计算机的CPU构成,进行与母无线终端101(无线通信装置)的动作、特别是无线通信动作有关的各种控制。例如,可以列举出母无线终端101的整体的时间管理、发送接收部12、信标发送部21、链路连接部22、路由信息分析制作部23、定时信息发送部24等的控制等。存储部14被读取根据控制部13的控制而存储的各种信息,只要例如构成为CPU的内部存储器或者独立的存储器装置等即可。
信标发送部21根据控制部13的控制对其它无线通信装置(后述的中继无线终端201、子无线终端301)发送信标信号。链路连接部22根据控制部13的控制,通过对其它无线通信装置发送链路连接请求信号来将无线链路进行连接(链路连接动作)。路由信息分析制作部23对路由信息进行分析和制作,该路由信息包含与存在中继请求的中继无线终端201有关的信息(中继终端信息)。定时信息发送部24制作和发送用于确定子无线终端301的间歇接收定时的信息(间歇接收定时信息)。
间歇接收定时信息在本实施方式中为后述的时隙位置信息,上述路由信息中除了包含中继终端信息以外还包含时隙位置信息。此外,关于中继终端信息、时隙位置信息以及路由信息,在后面叙述。另外,存储部14能够存储包含时隙位置信息和中继终端信息的路由信息以及与其相关的各种附加信息。
信标发送部21、链路连接部22、路由信息分析制作部23以及定时信息发送部24的具体结构并未特别限定,既可以构成为利用了公知的开关元件、减法器、比较器等的逻辑电路等,也可以是作为控制部13的功能结构的、通过由作为控制部13的CPU按照保存在存储部14中的程序进行动作来实现的结构。
接着,如图1的(b)所示,本实施方式所涉及的无线通信装置中的中继无线终端201具备天线11、发送接收部12、控制部13、信标发送部21、信标接收部25、链路连接部22以及定时信息分析部26。
天线11、发送接收部12、控制部13、信标发送部21以及链路连接部22的具体结构与母无线终端101所具备的结构相同,省略其说明。此外,在中继无线终端201接收从母无线终端101发送的无线信号时,链路连接部22通过接收链路连接请求信号来进行链路连接动作。信标接收部25接收从母无线终端101发送的信标信号,输出到控制部13。定时信息分析部26对包含上述时隙位置信息的路由信息进行分析和制作。信标接收部25和定时信息分析部26也既可以构成为逻辑电路等,也可以是控制部13的功能结构。
接着,如图1的(c)所示,本实施方式所涉及的无线通信装置中的子无线终端301具备天线11、发送接收部12、控制部13、存储部14、信标接收部25、链路连接部22、定时信息发送部24。天线11、发送接收部12、控制部13、存储部14、信标发送部21、链路连接部22以及定时信息发送部24的具体结构与母无线终端101或中继无线终端201所具备的结构相同,省略其说明。
[无线通信系统的概要结构]
接着,说明本实施方式所涉及的无线通信系统的概要结构。如图2所示,本实施方式所涉及的无线通信系统包括母无线终端101、中继无线终端211、221、231以及子无线终端311~313、321~323、331~333作为无线通信装置。此外,图2中的中继无线终端211、221、231与图1的(b)所示的中继无线终端201对应,子无线终端311~313、321~323、331~333与图1的(c)所示的子无线终端301对应。
另外,在图2中,为了便于说明,图示了一台母无线终端101、三台中继无线终端201(中继无线终端211~231)、九台子无线终端301(子无线终端311~333),但是无线通信系统的结构并不限定于此,关于这些无线通信装置的台数,既可以超过图示的台数,也可以少于图示的台数。
母无线终端101和中继无线终端211、221、231是发送信标信号一侧的无线通信装置,另外,中继无线终端211、221、231和子无线终端311~313、321~323、331~333是接收信标信号一侧的无线通信装置。因而,中继无线终端211~231是能够发送接收信标信号的无线通信装置。
母无线终端101能够对子无线终端311~313和中继无线终端211中的各个终端发送信标信号,并且能够在与子无线终端311~313和中继无线终端211之间分别利用无线进行数据通信。因而,在图2中,用双向的虚线箭头来将这些无线通信装置之间进行连接。母无线终端101、子无线终端311~313以及中继无线终端211构成无线通信系统的第一层网络。此外,从子无线终端311~313和中继无线终端211的角度来看,母无线终端101为“上级设备”。另外,从母无线终端101的角度来看,与作为上级设备的母无线终端101直接连接的子无线终端311~313和中继无线终端211为“下级设备”。
另外,中继无线终端211能够对子无线终端321~323和中继无线终端221中的各个终端发送信标信号,并且能够在与子无线终端321~323和中继无线终端221之间分别进行数据通信。因此,中继无线终端211从母无线终端101的角度来看为“下级设备”,但是从子无线终端321~323和中继无线终端221的角度来看为“上级设备”。因此,与上述第一层的网络同样地,中继无线终端211、子无线终端321~323以及中继无线终端221构成无线通信系统的第二层网络。
同样地,中继无线终端221能够对子无线终端331~333和中继无线终端231发送信标信号,并且能够在与子无线终端331~333和中继无线终端231之间分别进行数据通信。因此,中继无线终端221从中继无线终端211的角度来看为“下级设备”,但是从子无线终端331~333和中继无线终端231的角度来看为“上级设备”,因此中继无线终端221、子无线终端331~333以及中继无线终端231构成无线通信系统的第三层网络。
并且,中继无线终端231能够对未在图2中进行图示的多个子无线终端301、或者多个子无线终端301和一台以上的中继无线终端201发送信标信号,并且能够在与这些无线通信装置之间分别进行数据通信。因此,中继无线终端231和未图示的子无线终端301以及中继无线终端201构成无线通信系统的第四层网络,并且能够将未图示的中继无线终端201作为“上级设备”来形成第五层以后的网络。此外,如果第四层网络中不包括中继无线终端201,则图2所示的无线通信系统只由第一~第四层网络构成。
说明上述结构的无线通信系统的通信动作的概要。设母无线终端101能够与子无线终端311~313直接通信,但是由于电波状况差而无法与子无线终端321~323及子无线终端331~333进行直接通信。因此,经由中继无线终端211、221、231等与子无线终端321~323、331~333等进行通信。
因而,子无线终端311~333(和中继无线终端211~231)基于与母无线终端101或中继无线终端211~231中的哪一个直接通信、在经由中继无线终端211~231的情况下到母无线终端101为止要经由几台中继无线终端201来进行分层。例如,能够与母无线终端101直接通信的子无线终端311~333如上所述构成第一层,经由一台中继无线终端211与母无线终端101进行通信的子无线终端321~323构成第二层,经由中继无线终端221及211与母无线终端101进行通信的子无线终端331~333构成第三层。
另外,母无线终端101和中继无线终端211~231是“上级设备”,对“下级设备”的无线通信装置(例如如果是第一层则为子无线终端311~313和中继无线终端211)间歇地发送信标信号。“下级设备”的无线通信装置能够通过捕捉(接收)信标信号来使“上级设备”的无线通信装置的时钟部(内部时钟)的时间与“上级设备”的无线通信装置的时钟部(内部时钟)的时间同步(使时钟一致)。
另外,如后所述,“下级设备”的无线通信装置间歇地等待接收时的定时信息(间歇接收定时信息)与轮询信息一起包含于无线信号中而被发送至该“下级设备”的无线通信装置。因此,即使如图2所示的无线通信系统那样在母无线终端101与子无线终端301之间插入中继无线终端201,中继无线终端201也能够以子无线终端301的间歇接收定时发送中继信息。
[无线通信装置的时隙结构和时隙位置关系]
在本实施方式所涉及的无线通信系统中,在“上级设备”的无线通信装置与“下级设备”的无线通信装置之间通过时分多路复用方式来进行数据通信。因此,将无线通信的一个周期分割为多个时隙,对各时隙分配规定的通信数据(无线信号)来进行通信。因此,参照图3的(a)、(b)来说明在图1的(a)~(c)所示的各无线通信装置中进行管理的时隙的基本结构。
(I.时隙的基本结构)
在时分多路复用方式中,将无线通信划分为各个预先设定的规定时间,将该规定时间(一个周期)进一步划分为多个时隙。如图3的(a)所示,成为基本的时隙(基本时隙40)被设定成其长度(时隙长度)为T1秒(例如T1=2秒),在通信时,该基本时隙40在一个周期的时间轴上进行重复。
基本时隙40进一步由下级时隙41和上级时隙42这两个时隙构成。下级时隙41的时隙长度和上级时隙42的时隙长度分别被设定为基本时隙40的时隙长度即T1的一半(1/2×T1)。下级时隙41是用于与下级设备进行通信的时隙,上级时隙42是用于与上级设备进行通信的时隙。
下级时隙41进一步被分割为信标发送用时隙411(图中BT)、链路连接用时隙412(图中L)以及数据通信用时隙413(图中D)这三个时隙。同样地,上级时隙42也被分割为信标接收用时隙421(图中BR)、链路连接用时隙422(图中L)以及数据通信用时隙423(图中D)这三个时隙。
接着说明各时隙。如果无线通信装置是上级设备,则通过信标发送部21(参照图1的(a)、(b))在信标发送用时隙411中对下级设备定期地发送信标信号。既可以在信标发送用时隙411中一定发送信标信号,也可以每多个信标发送用时隙411发送一次信标信号。例如,如果设定成每两个信标发送用时隙411发送一次信标信号(每两个时隙发送一次),则当T1=2秒时信标信号的发送间隔为4秒。
另外,如果无线通信装置是下级设备,则通过信标接收部25(参照图1的(b)、(c))在信标接收用时隙421中定期地接收来自上级设备的信标信号。信标信号的接收间隔能够设定为该信标信号的发送间隔的整数倍。例如,如果发送间隔为2秒而将接收间隔设定为发送间隔的256倍,则该接收间隔=8分32秒。
无论无线通信装置是上级设备还是下级设备,都通过链路连接部22(参照图1的(a)~(c))在链路连接用时隙412、422中进行链路连接动作。另外,在无线通信装置之间进行数据通信,而该数据通信是在链路连接动作之后进行的。因此,在接着链路连接用时隙412、422之后的数据通信用时隙413、423中进行数据通信(数据的交换)。
在此,链路连接用时隙412、422如图3的(b)所示那样由下级呼叫用时隙402a和上级应答/上级呼叫用时隙402b这两个时隙构成。下级呼叫用时隙402a是用于在想要从下级设备将无线链路连接到上级设备时由该下级设备发送链路连接请求信号的时隙。另外,上级应答/上级呼叫用时隙402b是用于由上级设备针对来自下级设备的链路连接请求信号返回应答的时隙,或者是用于在想要从上级设备将无线链路连接到下级设备时由该上级设备发送链路连接请求信号的时隙。
此外,链路连接用时隙412、422的时隙长度并未特别限定。在图3的(b)所示的例子中,下级呼叫用时隙402a的时隙长度被设定为T2,上级应答/上级呼叫用时隙402b的时隙长度被设定为T3。而且,在附图上,时隙长度T2与时隙长度T3为大致相同的长度(T2=T3),但是当然并不限定于此,只要根据链路连接请求信号的发送或应答来设定适当的时隙长度即可。
(II.时隙的位置关系)
接着,参照图4来具体说明在本实施方式所涉及的无线通信系统中上级设备与下级设备之间的时隙的位置关系。在图4中,列举以下的情况为例来说明各无线通信装置的一个周期内的时隙的位置关系:在图2所示的无线通信系统中,母无线终端101与第三层的子无线终端331之间隔有两台中继无线终端211、221。另外,在图4所示的基本时隙40中,下级时隙41在图中记载为“下”,上级时隙42在图中记载为“上”。
在图4所示的例子中,在母无线终端101、中继无线终端211、221以及子无线终端331中,一个周期被分割为256个基本时隙40,对各基本时隙40赋予1到256的时隙号。而且,接着最后的时隙号256的基本时隙40的是最开始的时隙号1的基本时隙40。此外,在下面的说明中,为了方便而将时隙号X的基本时隙40记载为“No.X-基本时隙40”。另外,在与图4有关的说明中,为了便于明确区分上级的中继无线终端211和下级的中继无线终端221,将前者称为“第一中继无线终端211”,将后者称为“第二中继无线终端221”。
另外,在图4中,在母无线终端101与第一中继无线终端211之间定期地发送第一层的信标信号Bi,在第一中继无线终端211与第二中继无线终端221之间发送第二层的信标信号Bii,在第二中继无线终端221与子无线终端331之间发送第三层的信标信号Biii。此外,子无线终端331是最下级的下级设备,不存在与该子无线终端331连接的下级设备,因此不从子无线终端331发送信标信号。
关于从上级设备发送的信标信号Bi~Biii,如后所述,在下级设备中,每一个周期接收一次该信标信号。如果将一个周期的长度(周期长度)设为T4,则在图4所示的例子中,T4=256×T1。例如,如果T1=2秒,则T4=512秒(8分32秒)。另外,以每两个(隔一个)信标发送用时隙411发送一次信标信号的周期从上级设备发送信标信号Bi~Biii。因而,以每两个基本时隙40发送一次的周期来发送信标信号Bi~Biii,信标信号Bi~Biii的发送间隔T5=2×T1。例如,如果T1=2秒,则T5=4秒。
此外,在图4中,用括弧来表示在一个周期内发送接收的信标信号Bi~Biii的序数。例如,针对从第一中继无线终端211向第二中继无线终端221发送的第二层的信标信号Bii,在No.1-基本时隙40中发送的第一个信标信号Bii记载为“Bii(1)”,在No.3-基本时隙40中发送的第二个信标信号Bii记载为“Bii(2)”,在No.255-基本时隙40中发送的第n个信标信号Bii记载为“Bii(m)”。
接着,除图4以外也参照图5来更具体地说明在图4所示的例子中从上级设备对下级设备的信标信号Bi~Biii的发送动作以及下级设备处的信标信号Bi~Biii的接收动作。此外,在图5中,将构成各基本时隙40的下级时隙41和上级时隙42分别划分为图3的(a)所示的三个时隙来进行记载,除此以外,示出了与图4相同的位置关系。
在图4和图5所示的例子中,最上级的上级设备是母无线终端101,从母无线终端101以T5=2×T1的周期定期地对下级设备发送第一层的信标信号Bi。在图4和图5中,从No.1-基本时隙40的下级时隙41所包含的信标发送用时隙411发送第一个信标信号Bi(1)。第二个信标信号Bi(2)是从No.3-基本时隙40发送,第三个信标信号Bi(3)是从No.5-基本时隙40发送,第四个信标信号Bi(4)是从No.7-基本时隙40发送(信标信号Bi(4)在图5中未图示)。之后,从奇数的时隙号的基本时隙40依次发送信标信号Bi,当再次到达No.1-基本时隙40时,发送第一个信标信号Bi。
另一方面,属于母无线终端101的下一级的下级设备是第一中继无线终端211,而该第一中继无线终端211定期地接收从母无线终端101发送的信标信号Bi。信标信号Bi的接收为一个周期一次,在图4所示的例子中,在基本时隙40的上级时隙42所包含的信标接收用时隙421中接收第一个信标信号Bi(1)。第一中继无线终端211当接收到信标信号Bi(1)时,使母无线终端101的No.1-基本时隙40的时隙位置与该第一中继无线终端211的No.255-基本时隙40的时隙位置一致。
具体地说,如图5所示,第一中继无线终端211重新构成本站的时隙,使得No.1-基本时隙40的下级时隙41的开头位置即信标发送用时隙411(图中BT)与No.255-基本时隙40的上级时隙42的开头位置即信标接收用时隙421(图中BR)对应。也就是说,第一中继无线终端211以使No.255-基本时隙40的信标接收用时隙421的时隙位置与母无线终端101的No.1-基本时隙40的信标发送用时隙411的时隙位置一致的方式使时钟一致。
此外,在图4中,将接收信标信号Bi~Biii的时隙涂黑来表示。即,在图4中,将下级设备的No.255-基本时隙40的上级时隙42涂黑来表示。另外,在图5中,将下级设备已使位置一致(时钟一致)的信标接收用时隙421加上网线来表示。
在此,第一中继无线终端211与母无线终端101等一起构成第一层,并且与第二中继无线终端221等一起构成第二层(参照图2),因此从第一中继无线终端211的角度来看第二中继无线终端221为属于下一级的下级设备。然后,从第一中继无线终端211,从奇数的时隙号的基本时隙40对下级设备发送第二层的信标信号Bii。第二中继无线终端221接收作为上级设备的第一中继无线终端211的信标信号Bii中的第一个信标信号Bii(1)来重新构成本站的时隙,使得第一中继无线终端211的No.1-基本时隙40与第二中继无线终端221的No.255-基本时隙40的时隙位置一致。
另外,第二中继无线终端221与子无线终端331等一起构成第三层(参照图2),因此从第二中继无线终端221对子无线终端331也以T5的周期从奇数的时隙号的基本时隙40发送第三层的信标信号Biii。作为最下级的下级设备的子无线终端331也与第一中继无线终端211和第二中继无线终端221同样地,接收第一个信标信号Biii(1)来重新构成本站的时隙,使得第二中继无线终端221的No.1-基本时隙40与子无线终端331的No.255-基本时隙40的时隙位置一致。
以第一个信标信号的发送定时为基准来说明图4和图5所示的例子,第一中继无线终端211在该第一中继无线终端211的No.255-基本时隙40中接收从母无线终端101发送的第一个信标信号Bi(1)。另外,第一中继无线终端211从本站的No.1-基本时隙40发送第一个信标信号Bii(1)。此时,从母无线终端101的No.3-基本时隙40发送的第二个信标信号Bi(2)会在第一中继无线终端211的No.1-基本时隙40的上级时隙42的定时被发送。
换言之,第一中继无线终端211在紧挨着母无线终端101发送第二个信标信号Bi(2)之前的本站的No.1-基本时隙40的下级时隙41的信标发送用时隙411中发送信标信号Bii(1)。同样地,第二中继无线终端221在紧挨着第一中继无线终端211发送第二个信标信号Bii(2)之前的本站的No.1-基本时隙40的下级时隙41的信标发送用时隙411中发送信标信号Biii(1)。
这样,作为下级设备的中继无线终端201(第一中继无线终端211和第二中继无线终端221)构成为在紧挨着上级设备(从第一中继无线终端211的角度来看为母无线终端101、从第二中继无线终端221的角度来看为第一中继无线终端211)发送第二个信标信号之前的时隙位置发送第一个信标信号。
在这种情况下,下级设备并非接收所有信标信号来使时钟一致,而是定期地接收由上级设备发送的信标信号(在图4所示的例子中为每T4秒、即每256个基本时隙40接收一次),来使时钟一致。
另外,在从上级设备向下级设备的通信(下方向通信)中,中继无线终端在所有上级时隙42的链路连接用时隙422中进行间歇接收等待(接收载波侦听动作),等待来自上级设备的无线信号。上级设备不仅能够在紧接在发送信标信号之后的链路连接用时隙412中发送用于链路连接的无线信号,而能够在所有下级时隙41的链路连接用时隙412中发送用于链路连接的无线信号。
另外,在从下级设备向上级设备的通信(上方向通信)中,下级设备在产生了通信的必要性时,在上级时隙42的信标接收用时隙421中接收最近发送的来自上级设备的信标信号,使紧接其后的链路连接用时隙422与上级设备的下级时隙41的链路连接用时隙412的定时一致,在上述链路连接用时隙422中发送用于链路连接的无线信号。上级设备在紧接在发送信标信号之后的链路连接用时隙412中进行间歇接收等待。
并且,在将从上级设备(母无线终端101或中继无线终端201)发送信标信号的时间点(为了便于说明,称为“先上级信标发送时间点”。)到其下级的中继无线终端201发送先上级信标发送时间点后的最初的信标信号的时间点(为了便于说明,称为“下级信标发送时间点”。)为止的时间设为第一信标发送间隔、并将从该下级的中继无线终端201发送信标信号的上述下级信标发送时间点到其上级设备(母无线终端101或上级的中继无线终端201)发送下级信标发送时间点后的最初的信标信号为止的时间(为了便于说明,称为“后上级信标发送时间点”。)设为第二信标发送间隔时,第一信标发送间隔被设定成比上述第二信标发送间隔长。
例如,如图5所示,针对第一中继无线终端211来看,从作为上级设备的母无线终端101发送信标信号Bi(1)的时间(先上级信标发送时间点)到该第一中继无线终端211发送信标信号Bii(1)的时间(下级信标发送时间点)为止与第一信标发送间隔Ta(211)对应。另外,从第一中继无线终端211发送信标信号Bii(1)的时间(下级信标发送时间点)到母无线终端101发送信标信号Bi(2)的时间(后上级信标发送时间点)为止与第二信标发送间隔Tb(211)对应。而且,从图5明确可知,Ta(211)>Tb(211)。
同样地,如图5所示,针对第二中继无线终端221来看,从作为上级设备的第一中继无线终端211发送信标信号Bii(1)的时间(先上级信标发送时间点)到该第二中继无线终端221发送信标信号Biii(1)的时间(下级信标发送时间点)为止与第一信标发送间隔Ta(221)对应。另外,从第二中继无线终端221发送信标信号Biii(1)的时间(下级信标发送时间点)到第一中继无线终端211发送信标信号Bii(2)的时间(后上级信标发送时间点)为止与第二信标发送间隔Tb(221)对应。而且,从图5明确可知,Ta(221)>Tb(221)。
如果像这样将第一信标发送间隔Ta设定成比第二信标发送间隔Tb长,则下级的中继无线终端201(从母无线终端101的角度来看为第一中继无线终端211,从第一中继无线终端211的角度来看为第二中继无线终端221)在对下级设备(从第一中继无线终端211的角度来看为第二中继无线终端221,从第二中继无线终端221的角度来看为子无线终端331)发送信标信号之后,紧接着变为能够与该下级设备之间进行无线通信的状态,并且,在从其上级设备(母无线终端101或第一中继无线终端211)接收到信标信号之后,紧接着变为能够与该上级设备之间进行无线通信的状态。
因此,如果是第二中继无线终端221,则能够按照从子无线终端331发送终端呼叫数据的定时来中继传输终端呼叫数据,因此能够缩短子无线终端331的工作时间。另外,如果是第二中继无线终端221或者第一中继无线终端211,则在接收到终端呼叫数据后不久就能够接收到从上级设备发送的信标信号,因此能够避免产生延迟地迅速地对该上级设备发送终端呼叫数据。
[从母无线终端向子无线终端的数据通信]
接着,参照图3的(a)、(b)和图6来具体说明在图4和图5所示的例子中从最上级的母无线终端101对最下级的子无线终端331发送数据的情况下的通信动作。作为这种从最上级向最下级的无线通信装置进行数据发送的例子,可以列举出从最上级的母无线终端101对最下级的子无线终端331进行中心轮询的情况。
(I.数据通信动作)
首先,作为中继机的第一中继无线终端211和第二中继无线终端221在所有构成基本时隙40的上级时隙42的链路连接用时隙422中都进行接收载波侦听动作,以检测是否存在来自上级设备的无线信号。接收载波侦听动作是指以下的动作:检测从上级设备进行接收的接收水平是否大于等于规定的水平,如果未达到上述规定的水平则中止接收载波侦听动作而转变为待机状态,如果大于等于上述规定水平则接收来自上级设备的链路连接请求信号。
更具体地说,如图3的(a)和图5所示,基本时隙40的上级时隙42中包含链路连接用时隙422,该链路连接用时隙422中如图3的(b)所示那样包含上级应答/上级呼叫用时隙402b,因此第一中继无线终端211和第二中继无线终端221在该上级应答/上级呼叫用时隙402b中进行接收载波侦听动作。因此,如图6所示,母无线终端101在例如No.256-基本时隙40中产生了发往子无线终端331的数据发送请求(图中空心箭头Ds)的情况下,如图5的空心箭头L和图6的箭头L/D所示那样,在No.1-基本时隙40的下级时隙41中的上级应答/上级呼叫用时隙402b中发送链路连接请求信号。
第一中继无线终端211在No.255-基本时隙40的上级时隙42中的上级应答/上级呼叫用时隙402b中进行接收载波侦听动作,在载波侦听到来自母无线终端101的上述链路连接请求信号之后进行接收。由此,在作为上级设备的母无线终端101与作为下级设备的第一中继无线终端211之间连接起无线链路(链路连接动作)。因此,如图6所示,在母无线终端101的No.1-基本时隙40的下级时隙41与第一中继无线终端211的No.255-基本时隙40的上级时隙42之间进行数据通信动作,从母无线终端101向第一中继无线终端211传输数据(图中箭头L/D)。
接着,第一中继无线终端211通过与母无线终端101同样的动作与作为下级设备的第二中继无线终端221之间进行链路连接动作和数据通信动作,对第二中继无线终端221传输数据。即,第一中继无线终端211在No.255-基本时隙40的上级时隙42中从母无线终端101接收数据,因此在No.256-基本时隙40的下级时隙41中与母无线终端101同样地进行接收载波侦听动作。
具体地说,如图6所示,第二中继无线终端221的No.254-基本时隙40的上级时隙42与第一中继无线终端211的No.256-基本时隙40的下级时隙41对应,因此在这些时隙之间进行接收载波侦听动作。然后,如果第二中继无线终端221接收到来自第一中继无线终端211的链路连接请求信号,则连接起无线链路,因此接着进行数据通信动作(图中箭头L/D)。
并且,第二中继无线终端221也通过与母无线终端101同样的动作与作为下级设备的子无线终端331之间进行链路连接动作和数据通信动作,从而对子无线终端331传输数据。
在此,不是中继机的作为末端的无线终端的子无线终端331与第一中继无线终端211和第二中继无线终端221不同,间隔剔除地进行接收载波侦听动作以削减耗电。例如,在本实施方式中,如图5中的涂黑的时隙(图中“L”的链路连接用时隙422)所示,每两个时隙进行一次接收载波侦听动作。如果子无线终端331的基本时隙40未进行接收载波侦听动作,则即使第二中继无线终端221与该基本时隙40一致地发送链路连接请求信号,子无线终端331也不接收链路连接请求信号,因此第二中继无线终端221与子无线终端331之间无法连接起无线链路。
如后所述,从母无线终端101发送的无线信号中包含有从该母无线终端101到子无线终端331为止的路由信息,该路由信息中还包含子无线终端331进行接收载波侦听动作的时隙号的信息。因此,第二中继无线终端221通过定时信息分析部26对路由信息进行分析,识别出由子无线终端331进行接收载波侦听动作的时隙号是例如1、5、9…。
而且,第二中继无线终端221能够掌握如图5和图6所示那样从No.254-基本时隙40的角度来看子无线终端331的最近的载波侦听定时为No.254-基本时隙40(图中空心箭头Cs),因此第二中继无线终端221在该第二中继无线终端221的No.256-基本时隙40的下级时隙41中发送链路连接请求信号。子无线终端331在No.5-基本时隙40中进行接收载波侦听动作,因此接收上述链路连接请求信号来连接起无线链路,从第二中继无线终端221接受数据的传输。
(II.链路连接动作)
在此,参照图7的(a)、(b)和图8来具体说明在如前所述那样从母无线终端101向子无线终端331进行数据传输时在上级设备与下级设备之间进行的链路连接动作。
首先,链路连接请求信号的电文格式如图7的(a)所示那样由n个重复帧51和紧接其后的主体帧52构成。其中n个重复帧51分别被赋予1~n的帧号。而且,如图7的(b)所示,一个重复帧51由位同步信号511、帧同步信号512、控制信号513以及简易ID514构成。此外,重复帧51的帧长度是T6,因此n个重复帧51的帧长度(重复时间)为T7=n×T6。
构成重复帧51的位同步信号511是用于决定位(bit)的采样位置的信号,帧同步信号512是用于检测重复帧51所包含的数据的开头的信号。另外,控制信号513是记载各种控制信息的信号,简易ID 514是将用于识别发送目的地的设备的识别码(ID)缩短后得到的。如果未缩短的原始的ID的位大小为64位,则简易ID514为将原始的ID进行四分割而得到的16位的信息。此外,简易ID 514也能够是将用于识别呼出源的设备的识别码(ID)缩短后得到的。
控制信号513所记载的控制信息中包含与简易ID 514有关的信息、重复帧51的帧号等。例如,与简易ID 514有关的信息是指以下的信息:对原始的ID进行四分割而得到的哪部分信息作为简易ID 514。另外,对n个重复帧51分别赋予的上述帧号也作为控制信息记载在控制信号513中。如图7的(a)所示,重复帧51是从帧号大的重复帧(最大的帧号为n)起被发送,因此从链路连接请求信号50的开头起重复帧51的帧号逐一减小,紧挨着主体帧52之前的重复帧51的帧号为1。
为了接收这种链路连接请求信号50,如前所述那样进行接收载波侦听动作,而在该接收载波侦听动作中,需要考虑到上级设备和下级设备所分别具备的内部时钟(时钟部)的时间相偏离的情况。具体地说,如图8的上层I所示,从上级设备发送链路连接请求信号50,与其对应地,如图8的下层II所示,在下级设备中,进行链路连接请求信号50的接收载波侦听动作。
此外,在与图8有关的说明中,将下级设备的上级应答/上级呼叫用时隙402b的开头位置Ps简称为“呼叫用时隙开头位置Ps”,将在下级设备中进行接收载波侦听动作的定时Cs简称为“载波侦听定时Cs”。该载波侦听定时与后述的间歇接收定时一致。另外,将n个重复帧51称为“重复帧群51n”,将重复帧群51n的开头位置Pn简称为“帧群开头位置Pn”,将重复帧群51n的末尾位置P0简称为“帧群末尾位置P0”。
图8的下层II中的II-1是上级设备的时钟与下级设备的时钟之间时间未产生偏离的情况,下级设备的呼叫用时隙开头位置Ps与来自上级设备的链路连接请求信号50的开头位置、即帧群开头位置Pn一致。另外,下级设备的载波侦听定时Cs被设定在从呼叫用时隙开头位置Ps起时间T8之后,只要该载波侦听定时Cs与构成重复帧群51n的n个重复帧51中的某一个对应,下级设备就能够成功地进行接收载波侦听动作而接收到主体帧52。此外,为了便于说明,将该时间T8称为“定时设定时间”。
另一方面,图8的下层II中的II-2是下级设备的时钟比上级设备的时钟超前了+ΔT的情况。在该例子中,由于下级设备的时钟的偏离以比定时设定时间T8稍短的程度(ΔT≈T8)超前,因此下级设备的呼叫用时隙开头位置Ps为比帧群开头位置Pn超前了+ΔT的位置,因此,被设定在从呼叫用时隙开头位置Ps起定时设定时间T8之后的载波侦听定时Cs处于帧群开头位置Pn之后。
另外,图8的下层II中的II-3是下级设备的时钟比上级设备的时钟滞后了-ΔT的情况。在该例子中,由于下级设备的时钟的偏离以比定时设定时间T8稍短的程度(ΔT≈T8)滞后,因此下级设备的呼叫用时隙开头位置Ps为比帧群开头位置Pn滞后-ΔT的位置,因此,被设定在从呼叫用时隙开头位置Ps起定时设定时间T8之后的载波侦听定时Cs处于帧群末尾位置P0之前。
载波侦听定时Cs(进行接收载波侦听动作的定时)必须是与n个重复帧51中的某一个对应的定时。因而,如图8所示,载波侦听定时Cs需要设定在帧群开头位置Pn与帧群末尾位置P0之间。因此,以呼叫用时隙开头位置Ps为基准而设定的定时设定时间T8被设定为重复帧群51n的帧长度T7的一半。由此,只要上级设备与下级设备的时钟偏离量ΔT处于-T8≤ΔT≤+T8的范围内,载波侦听定时Cs就会进入帧群开头位置Pn与帧群末尾位置P0之间,因此能够在n个重复帧51中的某一个重复帧51中进行接收载波侦听动作,从而能够接收主体帧52。
更具体地说,当将上级设备的时钟与下级设备的时钟的最大相对误差设为±100ppm、设下级设备以T4=512秒的周期使时钟一致(接收信标信号)时,所产生的时钟偏离量ΔT最大为51.2毫秒。因而,只要对重复帧51的个数n(重复帧51的发送次数)进行设定使得T8≥51.2毫秒,就可以避免链路连接请求信号的接收失败。
并且,在本实施方式中,为了抑制或避免耗电的增大,在上级设备中进行以下控制:根据从信标信号的接收(使时钟一致)到载波侦听定时为止的时间来改变重复帧51的发送次数n。
具体地说,在图4所示的例子中,设母无线终端101中在No.5-基本时隙40中产生了发往子无线终端331的数据发送请求。此时,母无线终端101在No.6-基本时隙40的下级时隙41中的上级应答/上级呼叫用时隙402b中发送链路连接请求信号50。对此,第一中继无线终端211在No.4-基本时隙40的上级时隙42中的上级应答/上级呼叫用时隙402b中进行接收载波侦听动作,之后接收来自母无线终端101的链路连接请求信号50。
其中,作为下级设备的第一中继无线终端211在从母无线终端101发送的第一层的信标信号Bi(1)的接收定时使时钟一致。因此,在第一中继无线终端211的No.4-基本时隙40中,与母无线终端101之间几乎没有产生时钟偏离(ΔT≈0)。因而,如果按照最大时钟偏离量ΔTmax(在前述的例子中,ΔTmax=51.2毫秒)来变更链路连接请求信号50的重复帧51的发送次数n,则有可能导致在通信控制上浪费增多,消耗电力增大。
因此,母无线终端101测量从发送信标信号Bi(1)而由第一中继无线终端211使时钟一致的时间点起到进行接收载波侦听动作的定时为止的时间,并进行以下控制:根据该测量时间的长度来改变链路连接请求信号50中的重复帧51的发送次数n。此外,为了便于说明,将从使时钟一致的时间点到接收载波侦听动作的定时为止的时间称为“时钟偏离评价时间”。
上述时钟偏离评价时间与从接收到信标信号Bi(1)的基本时隙40起到进行了接收载波侦听动作的基本时隙40为止的经过时间对应,因此其长度与时隙号有关。即,时钟偏离评价时间越短,则时钟偏离量ΔT越小,这是因为从使时钟一致起没有经过多少时间,而时钟偏离评价时间越长,则时钟偏离量ΔT越大。因此,母无线终端101只要进行以下控制即可:时隙号越大,使重复帧51的发送次数n变得越大。
例如,由于发送信标信号Bi(1)的基本时隙40为时隙号1,因此如果母无线终端101在时隙号X的基本时隙40(No.X-基本时隙40)中发送链路连接请求信号50,则能够将时隙号X除以基本时隙40的总数而得到的数值利用于重复帧51的发送次数n的可变控制。
具体地说,由于一个周期内的基本时隙40的总数为256个,因此,时隙号X除以基本时隙40的总数而得到的数值为X/256。并且,一个重复帧51的帧长度预先被设定为T6,因此发送次数n规定了重复帧群51n的帧长度T7。而且,最大时钟偏离量ΔTmax在前述的例子中为51.2毫秒。因此,母无线终端101的控制部13对重复帧51的发送次数n进行设定使得T7≥(X/256)×(±51.2秒)。
在母无线终端101例如在No.4-基本时隙40中发送链路连接请求信号的情况下,只要改变发送次数n使得T7≥±0.8毫秒即可。此外,在一个重复帧51的帧长度T6比0.8毫秒长的情况下,发送次数n只要为一次以上即可。
在此,在一个基本时隙40内进行的接收载波侦听动作的定时(载波侦听定时Cs)被设定为从基本时隙40中的链路连接用时隙412内的上级应答/上级呼叫用时隙402b的开始(呼叫用时隙开头位置Ps)起经过定时设定时间T8后的定时。而且,该定时设定时间T8被设定为帧长度T7的一半(T8=T7/2)。因此,如果尽管重复帧51的发送次数n、即重复帧群51n的帧长度T7发生变化、但定时设定时间T8是被固定的,则即使实质上能够抵消母无线终端101与第一中继无线终端211之间的时钟偏离量ΔT(ΔT=0),载波侦听定时Cs也不会位于帧长度T7的一半的时间(参照图8)。这意味着在时钟偏离量ΔT为正的情况和时钟偏离量ΔT为负的情况下允许范围上产生了差。
因此,在第一中继无线终端211中,只要进行以下控制即可:使定时设定时间T8与帧长度T7的变化连动地变化,使得在时钟偏离量ΔT=0的情况下载波侦听定时Cs处于帧长度T7的中间时间(T7/2)。如前所述,帧长度T7与母无线终端101的时隙号有关,因此在第一中继无线终端211中,只要对进行了接收载波侦听动作的基本时隙40的时隙号(例如时隙号W)与母无线终端101的哪一个时隙号(例如时隙号X)对应进行换算(W=X),基于换算所得的该时隙号来计算帧长度T7的变化(例如,T7≥(X/256)×(±52.2毫秒)),就能够使定时设定时间T8与帧长度T7连动地变化。
此外,在前述的说明中,基于时隙号来改变定时设定时间T8,但是本发明并不限定于此,例如,也能够在下级设备中将定时设定时间T8设定为固定值,代之在上级设备中改变开始链路连接请求信号50的发送的位置(与图8中的帧群开头位置Pn对应的时间)。
来自上级设备的链路连接请求信号50在基本时隙40的下级时隙41中的上级应答/上级呼叫用时隙402b中被发送,进行根据基本时隙40的时隙号来改变开始链路连接请求信号50的发送的定时的控制。若时隙号大则帧长度T7变大,因此能够通过使链路连接请求信号50的发送开始定时提前来使帧长度T7的中间时间对应于载波侦听定时Cs的位置。
这样,在本实施方式中,在上级设备与下级设备之间进行的无线通信以将分割为多个基本时隙40的一个周期进行重复的方式周期性地进行,各基本时隙40被划分为用于与下级设备之间进行无线通信的下级时隙41以及接着该下级时隙41之后的用于与上级设备之间进行无线通信的上级时隙42。而且,在下方向通信(从上级设备向下级设备的无线通信)中,子无线终端331构成为每多个上级时隙42进行一次链路连接。
并且,例如针对第二中继无线终端221来看,只要以如下方式使本站(基准站)和该子无线终端331各自的上述无线通信的周期对应即可:本站的下级时隙41与子无线终端331的最开头的进行链路连接的上级时隙42对应。另外,当多个中继无线终端201被相互连接以在两层以上的多层中进行中继传输时,除了作为子无线终端331的上级的中继无线终端201(在本实施方式中,第二中继无线终端221)以外的其它中继无线终端201(例如、第一中继无线终端211)构成为:如果在其上级设备(例如母无线终端101)的下级时隙41与本站的上级时隙42之间进行了链路连接,则在紧接其后的本站的下级时隙41与下级设备的上级时隙42之间进行链路连接。
由此,即使是子无线终端301间歇地进行接收载波侦听动作的结构,多层的中继无线终端201也能够将来自上级设备的无线通信迅速地中继传输到子无线终端301。也就是说,从母无线终端101迅速地将无线信号中继传输到子无线终端301的上级的中继无线终端201(例如第二中继无线终端221),因此该上级的中继无线终端201只要按照子无线终端301中的最开头的接收载波侦听动作的定时来发送无线信号即可。其结果,能够缩短子无线终端301的工作时间,因此能够以简单的结构抑制子无线终端301的耗电增大。
[从子无线终端向母无线终端的数据通信]
接着,参照图3的(a)、(b)和图9来具体说明在图4和图5所示的例子中从最下级的子无线终端331对最上级的母无线终端101发送数据的情况下的通信动作。作为这种从最下级的无线通信装置向最上级的无线通信装置进行数据发送的例子,可以列举出最下级的子无线终端331针对从最上级的母无线终端101发送的中心轮询发送所请求的终端呼叫数据的“终端呼叫”。
在从下级设备对上级设备产生了数据发送请求的情况下,如前所述,下级设备在信标接收用时隙421(参照图3的(a))中接收由上级设备发送的信标信号来使时钟一致。并且,为了从下级设备向上级设备进行数据发送,与前述的从母无线终端101向子无线终端331的数据发送同样地进行链路连接动作,但是此时的链路连接请求信号(参照图7的(a))的发送是在紧接在接收到信标信号的信标接收用时隙421之后的链路连接用时隙422中的下级呼叫用时隙402a中进行的。
在图4和图5所示的例子中,如前所述,子无线终端331接收来自第二中继无线终端221的第三层的信标信号Biii来使时钟一致。该信标信号Biii如前所述那样为每两个时隙发送一次,因此如果基本时隙40的时隙长度T1=2秒,则每4秒发送一次信标信号Biii。因此,子无线终端331能够在从产生数据发送请求起的4秒以内接收来自第二中继无线终端221的信标信号Biii。
例如,如图5和图9所示,在子无线终端331的No.254-基本时隙40中产生了数据发送请求(图中空心箭头Ds)的情况下,该子无线终端331在No.255-基本时隙40中接收在第二中继无线终端221的No.1-基本时隙40中发送的信标信号Biii(1)来使时钟一致。由此,子无线终端331的No.255-基本时隙40的上级时隙42中的链路连接用时隙422的时隙位置(图5的“L”)与第二中继无线终端221的No.1-基本时隙40的下级时隙41的链路连接用时隙412(图5的“L”)的位置一致。
通过使该链路连接用时隙412、422的位置一致(使时钟一致),从子无线终端331发送的链路连接请求信号与前述的接收载波侦听动作(参照图6和图8)同样地在第二中继无线终端221的No.1-基本时隙40的下级时隙41中被接收,从而进行链路连接动作。此外,链路连接请求信号的电文格式与图7的(a)所示的结构相同,但是由于几乎没有产生时钟偏离量ΔT,因此重复帧51的发送次数(重复次数)n少也可以。
如果像这样进行链路连接动作,则子无线终端331在No.255-基本时隙40的上级时隙42中的数据通信用时隙423中发送发往母无线终端101的无线信号(图9的箭头L/D)。第二中继无线终端221在与子无线终端331的No.255-基本时隙40对应的No.1-基本时隙40的下级时隙41中的数据通信用时隙413中接收发往母无线终端101的无线信号(图9的箭头L/D)。
接着,第二中继无线终端221接收由第一中继无线终端211发送的第二层的信标信号Bii来与第一中继无线终端211之间进行时钟一致化。第二中继无线终端221在与子无线终端331之间在No.1-基本时隙40的下级时隙41中进行数据通信,因此能够在接着该下级时隙41之后的上级时隙42中接收信标信号Bii。与No.1-基本时隙40对应的第一中继无线终端211的基本时隙40为No.3-基本时隙40,因此第二中继无线终端221会接收从该No.3-基本时隙40发送的信标信号Bii(2)。
通过接收信标信号Bii(2),第二中继无线终端221的No.1-基本时隙40的上级时隙42中的链路连接用时隙422的时隙位置与第一中继无线终端211的No.3-基本时隙40的下级时隙41的链路连接用时隙412的位置一致,因此从第二中继无线终端221发送的链路连接请求信号在第一中继无线终端211的No.3-基本时隙40的下级时隙41中被接收。由此,进行链路连接动作,在第二中继无线终端221与第一中继无线终端211之间进行数据通信动作(发往母无线终端101的无线信号的发送接收)(图9的箭头L/D)。
同样地,第一中继无线终端211接收由母无线终端101发送的第一层的信标信号Bi来与母无线终端101之间进行时钟一致化。第一中继无线终端211在与第二中继无线终端221之间在No.3-基本时隙40的下级时隙41中进行数据通信,因此能够在接着该下级时隙41之后的上级时隙42中接收信标信号Bi。与No.3-基本时隙40对应的母无线终端101的基本时隙40为No.5-基本时隙40,因此第一中继无线终端211会接收从该No.5-基本时隙40发送的信标信号Bi(3)。
通过接收信标信号Bi(3),第一中继无线终端211的No.3-基本时隙40的上级时隙42中的链路连接用时隙422的时隙位置与母无线终端101的No.5-基本时隙40的下级时隙41的链路连接用时隙412的位置一致,因此从第一中继无线终端211发送的链路连接请求信号在母无线终端101的No.5-基本时隙40的下级时隙41中被接收。由此,进行链路连接动作,在第一中继无线终端211与母无线终端101之间进行数据通信动作(发往母无线终端101的无线信号的发送接收)(图9的箭头L/D)。
在像这样从下级设备发送发往上级设备的数据(进行上方向通信)的情况下,在图4、图5以及图9所示的例子中,在下级设备中,在紧接在从该下级设备发送信标信号之后的基本时隙40中从上级设备发送信标信号。因此,能够在该之后的基本时隙40中进行链路连接动作和数据通信动作,因此在从最下级的子无线终端331经由多个中继无线终端201(第一中继无线终端211和第二中继无线终端221)向母无线终端101中继传输无线信号的情况下,能够抑制产生大的延迟,从而能够高效地进行无线通信。
另外,在本实施方式中,在上方向通信(从下级设备向上级设备的无线通信)中,例如针对第二中继无线终端221来看,以如下方式使第一中继无线终端211、本站(基准站)和子无线终端331各自的无线通信的周期对应:本站的下级时隙41与子无线终端331的上级时隙42对应,本站的上级时隙42与第一中继无线终端211的下级时隙41对应。更具体地说,以如下方式使周期对应:本站的下级时隙41的链路连接用时隙412与子无线终端331的上级时隙42的链路连接用时隙422对应,本站的上级时隙42与上级的第一中继无线终端211的进行接收载波侦听动作(进行链路连接)的下级时隙41对应。
通过像这样调整各时隙的位置关系,如果是第二中继无线终端221,则能够按照从子无线终端331发送终端呼叫数据的定时来中继传输终端呼叫数据。另外,如果是第二中继无线终端221或者第一中继无线终端211,则在接收到终端呼叫数据后不久就能够接收到从上级设备发送的信标信号,从而能够迅速地对该上级设备发送终端呼叫数据。因此,能够以简单的结构抑制子无线终端301的耗电增大,并且在从该子无线终端301向母无线终端101中继传输终端呼叫数据时,能够有效抑制或避免产生大的延迟。
[子无线终端向无线通信系统的加入]
接着,参照图10来具体说明新的子无线终端301加入到上述结构的无线通信系统时的动作。此外,在图10中,从图中上方向下方表示时间的经过,另外,用涂黑的菱形来表示无线信号的发送,并且用空心的圆形来表示无线信号的接收。
(I.子无线终端的新加入)
设例如如图10所示那样,无线通信系统为包括母无线终端101、第一中继无线终端211以及第二中继无线终端221的结构(参照图2和图4),例如使子无线终端331新加入该结构的无线通信系统。如果将子无线终端331的电源接通(ON),则该子无线终端331通过进行规定时间的接收动作来尝试接收信标信号。在上述规定时间内接收到多个信标信号的情况下,按照规定的判断条件来决定基于哪一个信标信号来进行本站的时钟一致化。作为此时的判断条件,能够列举出所接收到的信标信号的接收水平、所接收到的信标信号的发送源的中继无线终端201的中继级数信息。
在图10所示的例子中,子无线终端331接收来自第二中继无线终端221的第三层的信标信号Biii来使时钟一致,将链路连接请求信号发送至第二中继无线终端221。例如,如果在No.X-基本时隙40的上级时隙42的信标接收用时隙421中接收到信标信号Biii,则在紧接其后的链路连接用时隙422(参照图3的(a))中的下级呼叫用时隙402a中发送链路连接请求信号50(参照图7的(a))。此时,链路连接请求信号50的重复帧51的数量(发送次数)为n=5。然后,在接着下级呼叫用时隙402a之后的上级应答/上级呼叫用时隙402b(参照图3的(b))中,接收来自第二中继无线终端221的允许链路连接的应答信号。由此,在第二中继无线终端221与子无线终端331之间建立无线链路的连接(在图10中,用“L”来表示无线链路的连接)。
接着,子无线终端331向已连接了无线链路的第二中继无线终端221发送最终目的地为母无线终端101的加入请求信号Sd,来委托中继传输。该加入请求信号Sd在接着接收到上述应答信号的上级应答/上级呼叫用时隙402b(链路连接用时隙422)之后的数据通信用时隙423(参照图3的(a))中被发送。而且,该加入请求信号Sd中包含有用于中继传输至最终目的地的帧信号(后述的第三层帧(layer-3 frame))以及从子无线终端331起的路由信息,该路由信息中包含有时隙位置信息dt0。
如前所述,子无线终端301与中继无线终端201不同,并非在每个基本时隙40中都进行接收载波侦听动作(接收的等待动作),而是以每多个时隙的周期间歇地进行接收载波侦听动作。因此,子无线终端331也间歇地进行接收载波侦听动作(接收的间歇等待动作),而在新加入时,需要从母无线终端101接收加入允许信号Sa。该加入允许信号Sa是由母无线终端101基于从子无线终端331发送的加入请求信号Sd来制作并经由中继无线终端201被发送至子无线终端331。因此,期望中继无线终端201按照子无线终端331处的间歇性的接收载波侦听动作来发送加入允许信号Sa。
因此,上述路由信息中包含表示子无线终端331进行接收载波侦听动作的定时(载波侦听定时Cs、参照图6和图8)的基本时隙40的时隙号的信息、即时隙位置信息dt0。换言之,时隙位置信息dt0与间歇地等待接收来自母无线终端101的加入允许信号Sa的定时(间歇接收定时)的时隙号相当,由子无线终端331的定时信息发送部24来制作并发送。此外,时隙位置信息dt0是用于确定子无线终端331的间歇接收定时的信息,因此能够称为“间歇接收定时信息”。另外,与时隙位置信息dt0有关的信息如前所述那样存储在存储部14中。
第二中继无线终端221如果从子无线终端331接收到加入请求信号Sd,则通过定时信息分析部26对该加入请求信号Sd所包含的路由信息进行分析。定时信息分析部26基于分析结果来新制作路由信息,而该路由信息中除了包含由子无线终端331制作的上述时隙位置信息dt0以外,还包含与该第二中继无线终端221有关的中继终端信息dr2。第二中继无线终端221将制作出的路由信息嵌入到加入请求信号Sd中,并发送至第一中继无线终端211。
第一中继无线终端211如果从第二中继无线终端221接收到加入请求信号Sd,则与第二中继无线终端221同样地通过定时信息分析部26对路由信息进行分析。定时信息分析部26基于分析结果来新制作路由信息,而该路由信息中除了包含上述时隙位置信息dt0、与第二中继无线终端221有关的中继终端信息dr2以外,还包含与第一中继无线终端211有关的中继终端信息dr1。第一中继无线终端211将制作出的路由信息嵌入到加入请求信号Sd中,并发送至母无线终端101。
这样,呼出源的子无线终端331构成为通过定时信息发送部24制作时隙位置信息dt0并嵌入到路由信息中,介于呼出源的下级设备与最终目的地的上级设备之间的中继无线终端201构成为在通过定时信息分析部26制作路由信息时将本站的中继终端信息(dr1、dr2)嵌入到路由信息中。因此,路由信息包含与加入请求信号Sd的中继路径有关的信息,并且还包含子无线终端331间歇地等待接收接受加入请求信号Sd而返送的加入允许信号Sa的定时的信息(间歇接收定时信息、在图10中为时隙位置信息dt0)。
母无线终端101如果从第一中继无线终端211接收到加入请求信号Sd,则与第二中继无线终端221和第一中继无线终端211同样地通过路由信息分析制作部23对路由信息进行分析。由于路由信息中包含有中继终端信息dr1、dr2,因此,通过对这些中继终端信息dr1、dr2进行分析,能够掌握从母无线终端101到子无线终端331的中继路径。母无线终端101基于加入请求信号Sd来制作加入允许信号Sa,而该加入允许信号Sa中也嵌入有路由信息(包含时隙位置信息dt0和中继终端信息dr1、dr2)。该路由信息是由母无线终端101的路由信息分析制作部23制作并被嵌入到加入允许信号Sa中。此外,与路由信息有关的信息(包含时隙位置信息dt0和中继终端信息dr1、dr2)被存储在母无线终端101的存储部14中。
如图10所示,母无线终端101将制作出的加入允许信号Sa发送至第一中继无线终端211。第一中继无线终端211如前所述那样对所接收到的加入允许信号Sa中包含的路由信息(时隙位置信息dt0和中继终端信息dr1、dr2等)进行分析来制作新的路由信息(时隙位置信息dt0和中继终端信息dr2)并嵌入到加入允许信号Sa中,并发送至第二中继无线终端221。
第二中继无线终端221也如前所述那样对所接收到的加入允许信号Sa中包含的路由信息进行分析来制作新的路由信息并嵌入到加入允许信号Sa中,并发送至子无线终端331。此时,路由信息中包含有时隙位置信息dt0,因此第二中继无线终端221基于时隙位置信息dt0按照子无线终端331处的间歇接收定时(间歇地等待接收的定时)发送加入允许信号Sa(在图10中,将间歇接收定时图示为载波侦听定时Cs)。因此,子无线终端331例如能够按照噪声等少的适当定时来接收加入允许信号Sa。
这样,子无线终端331在新加入时,由本站来决定等待从母无线终端101返送来的加入允许信号Sa的间歇接收定时的时隙位置(时隙位置信息dt0)。由此,按照子无线终端331的间歇接收定时来从上级设备发送加入允许信号Sa,因此子无线终端331能够在由本站决定的间歇接收定时(作为载波侦听定时Cs的基本时隙40)之前维持为待机状态。
其结果,无需为了接收加入允许信号Sa而增加接收载波侦听动作的次数或变更周期,从而能够进一步有效地抑制耗电的增加,并且能够按照适当的定时来接收加入允许信号Sa,因此能够进一步提高接收性能。
此外,在图10中,以仅在子无线终端331发送加入请求信号Sd的情况下进行链路连接动作的方式进行了图示,但是实际上,针对从第二中继无线终端221和第一中继无线终端211发送的加入请求信号Sd也进行链路连接动作,同样地,针对加入允许信号Sa的发送也进行链路连接动作。也就是说,在图10中,为了便于说明,仅图示了由子无线终端331发送加入请求信号Sd的情况,省略了对其它链路连接动作的图示。
另外,说明构成无线通信系统的各无线通信装置中的路由信息的管理的概要。首先,子无线终端301仅对作为本站的上级设备的中继无线终端201(如果是子无线终端331则为第二中继无线终端221)的时隙位置信息dt0进行管理。接着,中继无线终端201通过表来管理属于本站的下一级的中继无线终端201(下级设备、例如从第一中继无线终端211的角度来看为第二中继无线终端221)。具体地说,中继无线终端201持有对作为本站的管理对象的中继无线终端201(下级设备)进行管理的表,该表构成为表号与管理对象的中继无线终端201(下级设备)能够取得对应。母无线终端101对子无线终端301的时隙位置信息dt0和存在于从子无线终端301到母无线终端101的中继路径中的中继无线终端201的表号进行管理。
(II.数据通信用信号的结构)
在此,从子无线终端331(下级设备)向母无线终端101(上级设备)发送的加入请求信号Sd与从母无线终端101(上级设备)向子无线终端331(下级设备)返送的加入允许信号Sa都具有共同的结构。即,加入请求信号Sd和加入允许信号Sa均为在基本时隙40的数据通信用时隙423(参照图3的(a))中进行通信的数据通信用信号60,因此,这些无线信号和它们以外的无线信号都具有基本相同的电文格式。因此,参照图11来具体说明数据通信用信号60的详情。
如图11所示,数据通信用信号60(加入请求信号Sd、加入允许信号Sa、其它信号)由位同步信号61、帧同步信号62、控制信号63、链接对象ID 64、本站ID 65以及第三层帧66构成。
位同步信号61是用于决定位的采样位置的信号,帧同步信号62是用于检测数据通信用信号60所包含的数据的开头的信号,控制信号63是记载各种控制信息的信号。此外,控制信号63中还包含从链接对象ID 64的开头到第三层帧66的末尾为止的信号长度的信息。因此,在接收到数据通信用信号60的上级设备的无线通信装置中,通过对控制信号63进行分析来能够掌握接收多长的该数据通信用信号60即可。
链接对象ID 64是被发送数据通信用信号60的对象目的地、即连接了无线链路的对象目的地的ID,如果是从子无线终端331发送数据通信用信号60,则该链接对象ID 64是第二中继无线终端221的ID。另外,本站ID 65是数据通信用信号60的发送源的ID,如果发送源是子无线终端331,则该本站ID 65是该子无线终端331的ID。
第三层帧66是用于将数据通信用信号60中继传输至最终目的地的帧信号。即,构成数据通信用信号60的其它信号和ID是根据将该数据通信用信号60发送接收的下级设备和上级设备的组合而被制作并被发送的,但第三层帧66是从作为呼出源(最初的发送源)的子无线终端331经由第一中继无线终端211和第二中继无线终端221发送至作为最终目的地的母无线终端101。
第三层帧66如图11所示那样由认证码661、路由信息662、第三层ID 663以及应用数据664构成。认证码661是用于检查第三层帧66是否为正规的帧的码。路由信息662是从子无线终端331到母无线终端101的中继路径的信息,由介于子无线终端331与母无线终端101之间的第一中继无线终端211和第二中继无线终端221制作并嵌入到第三层帧66中。第三层ID 663是作为呼出源的子无线终端331的ID。应用数据664是与要传输至作为最终目的地的母无线终端101的应用有关的数据。
(III.路由信息的结构)
参照图12的(a)~(c)来具体说明第三层帧66所包含的路由信息662。如图12的(a)所示,路由信息662由8字节(byte)构成,从第1字节到第7字节保存有中继终端信息620(与图10中的中继终端信息dr1、dr2对应),第8字节中保存有时隙位置信息665(与图10中的时隙位置信息dt0对应)。
中继终端信息620的大小为8位,是与如下的中继无线终端201有关的信息:该中继无线终端201存在于从作为数据通信用信号60的最初的呼出源的子无线终端331到作为最终目的地的母无线终端101为止的中继路径上。在图2所示的例子中,存在第一中继无线终端211和第二中继无线终端221这两台,但是路由信息662中能够保存最多七级为止的中继终端信息620。
如图12的(a)所示,路由信息662的第1字节中保存有第1级中继终端信息621,在图2所示的例子中,保存有从母无线终端101的角度来看为第1级的第一中继无线终端211的信息。另外,第2字节中保存有第2级中继终端信息622,在图2所示的例子中,保存有从母无线终端101的角度来看为第2级的第二中继无线终端221的信息。从第3字节到第7字节也同样地分别保存有第3级中继终端信息623、第4级中继终端信息624、第5级中继终端信息625、第6级中继终端信息626、第7级中继终端信息627。
具体说明中继终端信息620的位结构,如图12的(b)所示,在从上级设备向下级设备发送路由信息662的情况和从下级设备向上级设备发送路由信息662的情况下一部分位结构不同。从子无线终端331向母无线终端101发送的加入请求信号Sd是从下级设备向上级设备发送的数据通信用信号60,而从母无线终端101向子无线终端331发送的加入允许信号Sa是从上级设备向下级设备发送的数据通信用信号60,因此在这些数据通信用信号60中,所分别包含的路由信息662的位结构上产生差异。
图12的(b)的上层所示的中继终端信息620a与从下级设备向上级设备发送的情况(加入请求信号Sd等)对应,其数据位D7为识别由中继无线终端201管理的表是否已达到极限的标识符。即,如有关前述的路由信息662的管理的说明那样,中继无线终端201通过表来管理属于本站的下一级的中继无线终端201(下级设备),而利用上述标识符来识别作为管理对象的中继无线终端201的数量是否达到上限。
另一方面,图12的(b)的下层所示的中继终端信息620b与从上级设备向下级设备发送的情况(加入允许信号等)对应,其数据位D7表示是否存在中继无线终端201所分别持有的表号的删除请求,该删除请求是由母无线终端101来进行的。即,中继无线终端201所持有的表构成为表号与管理对象的中继无线终端201(下级设备)能够取得对应,而利用上述标识符来识别是否根据母无线终端101的请求来删除表号以将指定的中继无线终端201(下级设备)从管理对象排除。
另外,上层所示的中继终端信息620a的数据位D6为识别以下情况的标识符:属于下一级的中继无线终端201(下级设备)是否为未被登记在表中而在该阶段初次登记在表中的中继无线终端201。另一方面,下层所示的中继终端信息620b的数据位D6被固定为“0”。
接着,无论是在上层所示的中继终端信息620a还是在下层所示的中继终端信息620b中,其数据位D5~D0均为存在于中继路径的中继无线终端201所分别管理的对象的中继无线终端201(下级设备)的表号。在本实施方式中,所能够管理的表号到“63”为止。即,除去表号“0”,能够管理表号“1”~“63”的63个中继无线终端201。
列举更具体的例子,如果如图2所示那样无线通信系统由三层构成且中继无线终端201包括第一中继无线终端211、第二中继无线终端221以及第三中继无线终端231这三台,则路由信息662的第1字节中保存第一中继无线终端211的表号,第2字节中保存第二中继无线终端221的表号。而且,第3字节中保存“0”作为表号。这是由于,第三中继无线终端231上没有连接作为下级设备的中继无线终端201。此外,第4字节以后也保存“0”作为表号。
换言之,如果无线通信系统由w层(w:自然数)构成,则该无线通信系统所包含的多个中继无线终端201的台数(即中继级数)也为w,因此路由信息662的第1~第7字节中的第1~第w-1字节保存第1~第w-1级的中继无线终端201的表号。然后,第w字节中会保存第w级的中继无线终端201的表号,但是该第w级的中继无线终端201“作为中继器处于最下级”,不需要表号,因此保存“0”作为表号。
这样,路由信息662的第1~第7字节保存中继终端信息620,而第8字节如前所述那样保存时隙位置信息665。该时隙位置信息665是指作为数据通信用信号60的呼出源的子无线终端331等待接收来自上一级的第二中继无线终端221的无线信号的时隙号(时隙位置)。如前所述,作为末端的无线终端的子无线终端301为了削减耗电而间隔剔除地进行等待接收无线信号的动作、即接收载波侦听动作。因此,第8字节中保存进行接收载波侦听动作的时隙位置信息665。该时隙位置信息665的大小也是8位。
具体说明时隙位置信息665的位结构,如图12的(c)所示,与中继终端信息620不同,无论是在从上级设备向下级设备发送路由信息662的情况,还是在从下级设备向上级设备发送路由信息662的情况,位结构都基本相同。
具体地说,如图12的(c)所示,在时隙位置信息665中,其数据位D7和D6固定为“0”。另外,数据位D5和D4表示下级设备处的间歇接收周期M。该间歇接收周期M是指由下级设备进行针对上级设备的接收载波侦听动作的周期。例如,如果下级设备是中继无线终端201,则通常中继无线终端201在每个基本时隙40中都进行接收载波侦听动作,因此间歇接收周期M=1。另一方面,在如前述的子无线终端331那样每四个时隙进行一次接收载波侦听动作的情况下,间歇接收周期M=4,在每两个时隙进行一次接收载波侦听动作的情况下,间歇接收周期M=2。
此外,关于保存于数据位D5和D4的值,不是保存间歇接收周期M本身,而是保存如下面所示那样相对应的Ma值的二进制数。
M=1…Ma=0,M=2…Ma=1,M=4…Ma=2,M=8…Ma=4
即,间歇接收周期M能够设定为“1”、“2”、“4”以及“8”这四个模式。
另外,在从上级设备向下级设备发送路由信息662的情况下,数据位D5和D4的间歇接收周期M表示“从上级设备的角度来看为最终目的地的下级设备的间歇接收周期M”。另一方面,在从下级设备向上级设备发送路由信息662的情况下,数据位D5和D4的间歇接收周期M表示“作为呼叫源的下级设备的间歇接收周期M”。
接着,时隙位置信息665的数据位D3~D0表示用于导出进行中心轮询的时隙号Y的时隙信息Z。中心轮询是从上级设备对下级设备的无线通信请求,因此进行中心轮询的时隙号Y是指间歇地等待接收来自作为上级设备的中继无线终端201的无线信号(进行接收载波侦听动作)的时隙号Y。如果为了便于说明而将该时隙号Y称为“等待时隙号Y”,则时隙信息Z表示从基准时隙号Y0数起第(Z-1)个基本时隙40的时隙号。此外,Z的范围为Z=1~M为止。
在此,以下面的式(1)来定义基准时隙号Y0。此外,式(1)中的A为从0起到时隙数量255(即n-1)除以间歇接收周期M所得到的数为止的整数(即A=0~(n-1)/M的任一个整数)。
Y0=(A×M)+1…(1)
更具体地说,基准时隙号Y0为时隙号1、M+1、2M+1、3M+1…,每M个时隙存在一个。因此,等待时隙号Y、即实际处于接收等待状态的基本时隙40的时隙号能够以下面示出的式(2)来表示。其中,时隙信息Z如上所述那样为1~M的任一个整数。
Y=Y0+(Z-1)…(2)
此外,母无线终端101如果接收到子无线终端331的间歇接收周期M和时隙信息Z这两个信息,则制作子无线终端331的路由信息表。在此,关于间歇接收周期M,期望使用在构成无线通信系统的各无线通信装置中共同的值,但是也可以是按每个子无线终端301而不同的值。另外,时隙信息Z能够由各个子无线终端301任意地设定。
(IV.路由信息的制作和管理的一例)
在图2所示的无线通信系统中,关于上述结构的路由信息662的制作和管理,列举一例来具体地说明。首先,由子无线终端331制作的路由信息662未经由任一台中继无线终端201,因此只有第8字节的时隙位置信息665,在第1字节到第7字节的中继终端信息620(第1级中继终端信息621~第7级中继终端信息627)中插入“0X00”。此外,如果路由信息662(包含该路由信息662的数据通信用信号60)的呼出源是中继无线终端201,即在中继无线终端201新加入的情况下,在从第1字节到第7字节的中继终端信息620中插入“0XFF”。
由子无线终端331制作的路由信息662被嵌入到数据通信用信号60中来发送至第二中继无线终端221。第二中继无线终端221当从子无线终端331接收到数据通信用信号60时,对其所包含的路由信息662进行分析。具体地说,对路由信息662中的与本站的级数相当的字节进行分析。第二中继无线终端221与从母无线终端101的角度来看时的第2级的中继无线终端201对应,因此对路由信息662的第2字节(参照图12的(a))进行分析。如果分析结果是“0X00”,则第二中继无线终端221解释为从属于第三层的下级设备中的子无线终端301中的某一个、即子无线终端331~333中的某一个存在中继请求(发送了数据通信用信号60)。
因而,如果是来自子无线终端331~333中的某一个的中继请求,则第二中继无线终端221在本站所属的级数的字节中设定表号“0”。由于第二中继无线终端221如上所述那样为第2级,发送源为子无线终端331,因此在第2字节的数据位D5~D0(参照图12的(b)的上层)中设定表号“0”。然后,在与上一级的中继级数对应的第1字节的数据位D5~D0(参照图11的(b)的上层)中插入“0XFF”。
此外,如果路由信息662的分析结果是“0XFF”,则解释为从属于第三层的下级设备中的中继无线终端201、即图2所示的第3级的中继无线终端231(第三中继无线终端231)存在中继请求。在这种情况下,将与中继无线终端231对应的表号设定在本站所属的级数的字节(第2字节的数据位D5~D0)中。在此,在尽管中继请求是来自中继无线终端231的、但本站所管理的表中不存在中继终端信息620的情况下,在该表中登记中继无线终端231,将所登记的表号设定在本站所属的级数的字节(第2字节的数据位D5~D0)中。
像这样由第二中继无线终端221进行分析而制作出的路由信息662被嵌入到数据通信用信号60中来发送至第一中继无线终端211。然后,在第一中继无线终端211中也与第二中继无线终端221同样地进行路由信息662的分析和制作。第一中继无线终端211是第二层的上级设备(即第1级的中继器),因此对第1字节进行分析。此时第1字节为“0XFF”,因此解释为从属于第二层的下级设备中的中继无线终端201、即图2所示的第2级的中继无线终端221(第二中继无线终端221)存在中继请求。然后,由于第一中继无线终端221与从母无线终端101的角度来看时的第1级的中继无线终端201对应,因此在路由信息662的第1字节的数据位D5~D0中设定与第二中继无线终端221对应的表号。
然后,由第一中继无线终端211进行分析而制作出的路由信息662被嵌入到数据通信用信号60中来发送至母无线终端101。在母无线终端101中通过对路由信息662进行分析,能够对到子无线终端331为止的中继路径进行确认。即,在路由信息662的第1字节中保存有与由第一中继无线终端211管理的第二中继无线终端221的ID对应的表号,路由信息662的第2字节中保存有表号“0”,因此可知,数据通信用信号60的呼出源是作为第二中继无线终端221的下级设备的子无线终端301中的某一个。
而且,路由信息662的第8字节中保存有时隙位置信息665,该时隙位置信息665包含作为呼出源的子无线终端331的间歇接收周期M和时隙信息Z。另外,能够基于第三层ID 663来获知作为呼出源的子无线终端331的ID。
这样,母无线终端101能够根据从该子无线终端331发出的数据通信用信号60掌握到子无线终端331为止的中继路径。数据通信用信号60在子无线终端331新加入的时间点被发送至母无线终端101,因此,无需在母无线终端101与子无线终端331之间进行多次中继传输(中继通信),母无线终端101能够在第一次的通信中确认中继路径。另外,数据通信用信号60所包含的路由信息662具有前述的结构,因此母无线终端101通过对路由信息662进行分析来能够制作路由信息表,从而能够适当地确认中继路径。
[轮询数据的发送]
接着,参照图2来具体说明从母无线终端101向子无线终端301发送轮询数据的情况。
母无线终端101如果产生了例如针对子无线终端331的轮询数据的发送请求,则参照本站所具有的路由信息表来制作路由信息662,该路由信息662包含到子无线终端331为止的中继路径、子无线终端331的间歇接收周期M以及时隙信息Z。该路由信息662被嵌入到作为数据通信用信号的轮询信号(参照图11)的第三层帧66中。
然后,母无线终端101在下级时隙41的链路连接用时隙412中的上级应答/上级呼叫用时隙402b中向第一中继无线终端211发送链路连接请求信号(参照图7的(a))。第一中继无线终端211在所有上级时隙42(具体地说,上级应答/上级呼叫用时隙402b)中都进行接收载波侦听动作,因此能够及时接收到从母无线终端101发送的发往本站的链路连接请求信号。
之后,第一中继无线终端211在上级时隙42的数据通信用时隙423中接收从母无线终端101发送的轮询信号,并对该轮询信号的第三层帧66所包含的第三层ID 663进行确认,判断是否为发往本站的轮询信号。如果不是发往本站的则判断为是中继请求,来对路由信息662的第1字节(参照图12的(a))进行分析。
如果路由信息662的分析结果为第1字节的数据位D5~D0中保存的表号为“0”,则判断为所接收到的轮询信号是发往属于本站的下一级的子无线终端301的,而由于该轮询信号是发往子无线终端331的,因此保存在第1字节的数据位D5~D0中的表号为与第二中继无线终端221的ID对应的表号。因而,第一中继无线终端211基于第1字节的数据位D5~D0中保存的表号,参照本站所持有的表来掌握作为下一个中继目的地的第二中继无线终端221的ID。
之后,第一中继无线终端211以与母无线终端101同样的过程在与第二中继无线终端221之间进行链路连接动作,对第二中继无线终端221中继发送轮询信号。第二中继无线终端221与前述的第一中继无线终端211同样地对所接收到的轮询信号的路由信息662进行分析,来对该路由信息662的第2字节的数据位D5~D0中保存的表号进行确认。由于第2字节的数据位D5~D0中保存的表号为“0”,因此第二中继无线终端221识别为所接收到的轮询信号是发往属于本站的下一级的子无线终端331~333中的某一个的。并且,通过对轮询信号中的第三层ID 663(参照图11)进行确认,能够确认作为最终目的地的子无线终端331的ID。
并且,第二中继无线终端221对路由信息662的第8字节的时隙位置信息665进行分析,对子无线终端331的间歇接收周期M和时隙信息Z进行确认。如前所述,能够基于间歇接收周期M和时隙信息Z来计算出进行接收载波侦听动作的基本时隙40的时隙号,因此第二中继无线终端221根据计算出的时隙号来与子无线终端331之间进行链路连接动作,中继发送轮询信号。
在此,轮询信号的第三层帧66(参照图11)由母无线终端101来制作,在作为中继机的第一中继无线终端211和第二中继无线终端221中不做任何变更而以原状态被中继传输至作为最终目的地的子无线终端331。因此,子无线终端331能够可靠地接收来自母无线终端101的应用数据664。
如上,在本实施方式中,在具备母无线终端101、多个中继无线终端201、多个子无线终端301并构成为由多个中继无线终端201进行多层的中继传输的无线通信系统中,在从下级设备向上级设备进行无线通信(进行上方向通信)的情况下,进行中继传输的中继无线终端201在基本时隙40中的下级时隙41中从本站向下级设备发送信标信号来使时钟一致,紧接着与该下级设备进行链路连接(参照图5),另外,在紧接在进行链路连接的下级时隙41之后的上级时隙42中从上级设备接收信标信号,紧接着与该上级设备进行链路连接(参照图5)。
由此,在中继无线终端201中,在上方向通信中紧接在信标信号的发送接收之后进行链路连接来变为能够与上级设备和下级设备进行通信的状态,因此抑制了中继传输中产生大的延迟,从而能够进行迅速的中继传输。另外,对子无线终端301来说,上级的中继无线终端201(例如第二中继无线终端221)按照该子无线终端301自身发送终端呼叫数据的定时变为能够接收的状态,如果该中继无线终端201接收到终端呼叫数据,则更上一级的中继无线终端201(例如第一中继无线终端211)变为能够接收的状态。因此,中继无线终端201按照子无线终端301的终端呼叫数据的发送定时变为能够进行中继传输的状态,因此能够缩短子无线终端301的工作时间,从而能够以简单的结构来抑制子无线终端301的耗电增大。
另外,在从上级设备向下级设备进行无线通信(进行下方向通信)的情况下,中继无线终端201在上级时隙42中一定进行接收载波侦听动作(在图5的第一中继无线终端211和第二中继无线终端221中,参照涂黑的链路连接用时隙422),在下级时隙41中仅在发送信标信号之后紧接着进行接收载波侦听动作(在图5的第一中继无线终端211和第二中继无线终端221中,参照涂黑的链路连接用时隙412)。另外,子无线终端301并不在所有基本时隙40(由于不存在下级设备,因此仅上级时隙42)中进行接收载波侦听动作,而仅在间隔剔除后的上级时隙42中进行接收载波侦听动作,子无线终端301的上级的中继无线终端201(例如第二中继无线终端221)与子无线终端301的接收载波侦听动作一致地进行链路连接。
由此,能够缩短子无线终端301的工作时间,从而能够以简单的结构来抑制子无线终端301的耗电增大。另外,中继无线终端201除了进行针对子无线终端301的下方向通信以外,还能够在从上级设备接收到无线信号之后迅速地向下级设备发送无线信号。因此,不仅是上方向通信,在下方向通信中也能够避免中继传输的延迟,将从接收到终端呼叫数据的母无线终端101返送的无线信号也能够迅速地中继传输。
另外,在本实施方式中,与子无线终端301处的间歇接收定时对应的基本时隙40的时隙号是在对母无线终端101进行通信时嵌入到无线信号中而发送的。因此,中继无线终端201只需持有仅对属于本站的下一级的中继无线终端201(下级设备)进行管理的表即可,而无需持有属于本站的下一级的子无线终端301的信息。因而,本实施方式所涉及的中继无线终端201无需对属于本站的下一级的子无线终端301的数量设置限制,而能够中继较之以往多的子无线终端301。换言之,本实施方式所涉及的中继无线终端201即使中继与以往相同数量的子无线终端301,也能够减小本站所持有的表的大小。
另外,本实施方式所涉及的母无线终端101只需对属于下一级的中继无线终端201进行直接管理即可,因此能够减小保存到子无线终端301为止的路由信息662的表。例如,母无线终端101需要对属于下一级的第一中继无线终端211的ID进行管理,但是无需对不是下一级的第二中继无线终端221的ID进行直接管理,只要代之对由第一中继无线终端211管理的第二中继无线终端221的表号进行管理即可。如果将各中继无线终端201所管理的最大的中继无线终端201的数量设为63,则需要的表数为63,因此表号用6位的信息就足够。因而,以往需要针对每台中继无线终端201管理64位的信息,而与此相对,在本实施方式中,用6位的管理即可。
另外,嵌入到数据通信用信号中的路由信息662不包含位于中继路径的中继无线终端201的ID,而是包含与该ID对应的表号。因此,能够减小路由信息662的字节数。例如,如果将各中继无线终端201所管理的最大的中继无线终端201的数量设为63,则能够以6位的信息来设定每级的中继路径。
一般来说,作为用于指定无线通信装置的ID,例如已知64位的ID,像这样有位数变大的趋势。因此,如果将位于中继路径的中继无线终端201的ID作为路由信息662全部发送,则路由信息662的位数会变得非常大,从而使通信产生浪费。与此相对,在本实施方式中,将表号作为路由信息662来发送,因此能够减小路由信息662的位数,从而能够进行高效的通信。
另外,在本实施方式中,母无线终端101通过将子无线终端331的时隙位置信息665存储在存储部14中来进行管理,但是也能够在从子无线终端331的角度来看为上一级的第二中继无线终端221中进行管理。在这种情况下,虽然第二中继无线终端221的表变大,但是具有不需要路由信息662的第8字节的时隙位置信息665的优点。
[变形例、代表性的用途等]
在此,前述的本实施方式能够应用于一般的无线通信装置或无线通信系统,因此,无线通信装置或无线通信系统的具体结构并不限定于图1的(a)~(c)或图2所示的结构,而能够应用于公知的各种结构的无线通信装置或无线通信系统。
另外,在本实施方式中,说明了将母无线终端、中继无线终端以及子无线终端这三种无线终端用作构成无线通信系统的无线通信装置的例子,但是本发明并不限定于此,子无线终端和中继无线终端之间的关系与子无线终端和母无线终端之间的关系是相同的,因此,无线通信系统也可以由母无线终端和子无线终端这两种无线终端构成。
另外,母无线终端、中继无线终端以及子无线终端的通信动作能够通过用于使计算机进行动作的程序来实现,并能够与电气设备、信息设备以及/或者计算机等硬件资源相协作来实现。另外,通过将这种程序记录在记录介质中或者使用通信线路分发程序,能够简单地进行程序的发布和更新、程序的安装作业等。
并且,在本实施方式中,将作为间歇地等待接收的时隙号的“时隙位置信息”用作路由信息所包含的间歇接收定时信息,但是本发明并不限定于此,只要能够确定间歇接收定时(接收的间歇等待定时),就不限定于时隙号而能够使用公知的其它形式的信息。
另外,本发明所涉及的无线通信装置、无线通信系统以及无线通信方法或程序等构成为能够全面应用于一般的无线通信领域,而其中尤其能够适用于在末端的子无线终端中要求尽可能省电的领域。作为这种领域的代表例,能够列举燃气表用无线抄表系统。
一般来说,燃气表是以非常长的期间(通常为十年左右)不进行更换而利用电池电源进行动作的方式构成的,具备AC电源的结构几乎是不存在的。因此,安装在燃气表中的无线通信装置(子无线终端)需要利用电池驱动在例如十年之间不更换电池而进行动作。因此,无线通信装置进行以下的间歇等待动作:以规定的周期等待接收,并且如果无法检测到发给本站的电波,则立即中止接收(接收尝试)并变为待机状态。另外,燃气表的抄表不需要频繁地测量,最多一天一次左右,因此无线通信的频度不大。
因此,从通信频度的观点来看,在典型的燃气表用无线抄表系统中,使用“非同步方式”、即相互进行无线通信的无线通信装置不使彼此的时钟同步而以非同步的方式分别进行间歇等待动作的方式。在该方式中,只有在产生了想要发送的信息(发送信息)时才附加比通信对象的间歇接收周期长的头信号来发送上述发送信息,因此通信对象能够检测到比间歇接收周期长的头信号,当检测到该头信号时继续进行接收来能够接收到接着头信号发送过来的上述发送信息。
在此,近年来,以削减成本为目的,采用了以下一种结构:为了以一个母无线终端收集大量的燃气表的抄表值,设置中继无线终端,由该中继无线终端与大量的子无线终端之间以一对多的方式进行无线通信。在该结构中,由于隔有中继无线终端,因此为了从子无线终端到母无线终端迅速地进行数据通信,需要无延迟地进行中继无线终端的中继传输。
但是,子无线终端间歇地等待接收,因此作为该子无线终端的上一级的(上级的)中继无线终端必须按照子无线终端的间歇接收定时来进行中继传输。并且,如果设置成多个中继无线终端在多层中进行中继传输,则需要高效地进行中继无线终端之间的中继传输。这种子无线终端的接收的间歇性等待或者多层的中继无线终端的设置是使从子无线终端向母无线终端的终端呼叫数据的发送延迟的主要原因。
与此相对,如果是本发明,则在中继无线终端中,在信标信号的发送接收之后紧接着进行链路连接来变为能够与上级设备和下级设备进行通信的状态,因此抑制了中继传输中产生大的延迟,从而能够进行迅速的中继传输。另外,对子无线终端来说,上级的中继无线终端和上级的中继无线终端按照该子无线终端自身发送终端呼叫数据的定时变为能够进行通信的状态。因此,中继无线终端按照子无线终端的终端呼叫数据的发送定时变为能够进行中继传输的状态,因此能够缩短子无线终端的工作时间,从而能够以简单的结构来抑制子无线终端的耗电增大。
此外,在前述的例子中,例示了从燃气表自动收集燃气流量数据(燃气抄表数据)的结构,但是本发明并不限定于此,也可以是检查自来水、电等的流量的系统,这是不言而喻的。
另外,本发明所涉及的无线通信系统涉及一种由母无线终端、子无线终端以及位于母无线终端与子无线终端之间的多个中继无线终端构成的无线通信系统,也可以构成为以下结构:在将上述中继无线终端中的靠近上述母无线终端的中继无线终端设为“上级侧中继无线终端”、将与该上级侧中继无线终端之间进行无线通信的靠近子无线终端的中继无线终端设为“下级侧中继无线终端”时,上级侧中继无线终端和下级侧中继无线终端分别能够在包括下级时隙和上级时隙的被规定为单位时隙的定时发送无线信号,以将该单位时隙进行重复的方式进行无线通信,上述下级时隙具有能够向从本站的角度来看时的下级侧中继无线终端发送信标信号的时隙(信标发送用时隙),构成为使用该信标发送用时隙来以规定的周期发送上述信标信号,上级时隙构成为具有接收从本站的角度来看时的上级侧中继无线终端发送的信标信号的时隙(信标接收用时隙),并且,从由上级侧中继无线终端发送信标信号的时间点到由下级侧中继无线终端发送信标信号为止的时间被设定为比从由下级侧中继无线终端发送信标信号的时间点到由上级侧中继无线终端发送信标信号为止的时间长。
根据上述结构,中继无线终端在信标信号之后紧接着接收由子无线终端发送的终端呼叫数据,在接收之后紧接着接收从母无线终端发送的信标信号,紧接其后向母无线终端中继发送终端呼叫数据,因此能够避免在终端呼叫数据的中继传输中产生大的延迟的担忧。
另外,也可以构成为以下结构:中继无线终端和子无线终端构成为进行间歇接收等待动作以接收来自上级设备的无线信号,上述子无线终端的间歇接收等待周期比上述中继无线终端的间歇接收周期长。
根据上述结构,中继无线终端以比由母无线终端发送的第二信标信号短的周期间歇地等待接收来自母无线终端的轮询数据(间歇接收等待动作),因此在轮询数据的中继传输中,能够不产生大的延迟地进行中继传输。
根据上述说明,对本领域技术人员来说,本发明的很多改进和其它实施方式是很清楚的。因而,上述说明应解释为只是例示,是为了向本领域技术人员说明执行本发明的优选方式而提供的。在不脱离本发明的精神的情况下,能够实质性地改变其结构和/或功能的详细内容。
产业上的可利用性
如上,本发明能够适用于近距离无线通信网络、移动通信、局域内无线通信网、交通设施用无线、防灾行政无线网、无线LAN、燃气、自来水、电力等的仪表用无线抄表系统等无线通信系统以及用于它们的无线通信装置的领域中。
附图标记说明
11:天线;12:发送接收部;13:控制部;14:存储部;21:信标发送部;22:链路连接部;23:路由信息分析制作部;24:定时信息发送部;25:信标接收部;26:定时信息分析部;40:基本时隙;41:下级时隙;42:上级时隙;101:母无线终端(无线通信装置);201:中继无线终端(无线通信装置);211:第一中继无线终端(无线通信装置);221:第二中继无线终端(无线通信装置);301:子无线终端(无线通信装置);331:子无线终端(无线通信装置);411:信标发送用时隙;412:链路连接用时隙;421:信标接收用时隙;422:链路连接用时隙;Ta:第一信标发送间隔;Tb:第二信标发送间隔。

Claims (6)

1.一种无线通信系统,由多个无线通信装置构成,具备作为最下级的多个子无线终端、与这些子无线终端之间进行无线通信的最上级的母无线终端、以及介于上述子无线终端与上述母无线终端之间来在它们之间进行无线通信的中继的中继无线终端来作为该无线通信装置,该无线通信系统的特征在于,
上述母无线终端和上述中继无线终端构成为对下级的无线通信装置定期地发送信标信号,并且,上述中继无线终端和上述子无线终端构成为定期地接收从上级的无线通信装置发送的上述信标信号,来使本站的内部时钟与上级的无线通信装置的内部时钟同步,
在将从先上级信标发送时间点到下级信标发送时间点为止的时间设为第一信标发送间隔,并将从上述下级信标发送时间点到后上级信标发送时间点为止的时间设为第二信标发送间隔时,上述第一信标发送间隔被设定成比上述第二信标发送间隔长,
其中,上述先上级信标发送时间点是上述母无线终端或上述中继无线终端发送了上述信标信号的时间点,上述下级信标发送时间点是在该先上级信标发送时间点之后由其下级的中继无线终端发送最初的上述信标信号的时间点,上述后上级信标发送时间点是在该下级信标发送时间点之后由其上级的上述母无线终端或上述中继无线终端发送最初的上述信标信号的时间点。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统,其特征在于,
在上述上级的无线通信装置与上述下级的无线通信装置之间进行的上述无线通信以将分割为多个时隙的一个周期进行重复的方式周期性地进行,
各上述时隙被划分为下级时隙和接着该下级时隙之后的上级时隙,该下级时隙用于与上述下级的无线通信装置之间进行无线通信,该上级时隙用于与上述上级的无线通信装置之间进行无线通信,
上述下级时隙中包含信标发送用时隙和接着该信标发送用时隙之后的链路连接用时隙,该信标发送用时隙用于发送上述信标信号,该链路连接用时隙用于与上述下级的无线通信装置之间进行链路连接,
上述上级时隙中包含信标接收用时隙和接着该信标接收用时隙之后的链路连接用时隙,该信标接收用时隙用于接收上述信标信号,该链路连接用时隙用于与上述上级的无线通信装置之间进行链路连接,
在将上述子无线终端的上级的中继无线终端设为基准站时,以如下方式使上述上级的无线通信装置、基准站以及该子无线终端各自的上述无线通信的周期对应:基准站的下级时隙与上述子无线终端的上级时隙对应,基准站的上级时隙与上述上级的无线通信装置的下级时隙对应。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统,其特征在于,
上述中继无线终端构成为在发送了上述信标信号的下级时隙中进行链路连接,
在上述基准站的上级的无线通信装置为中继无线终端时,以如下方式使上述上级的中继无线终端、基准站以及该子无线终端各自的上述无线通信的周期对应:基准站中的进行链路连接的下级时隙与上述子无线终端的进行链路连接的上级时隙对应,基准站的上级时隙与上述上级的中继无线终端中的进行链路连接的下级时隙对应。
4.根据权利要求2所述的无线通信系统,其特征在于,
上述子无线终端构成为每多个上级时隙进行一次链路连接,
以如下方式使上述基准站和该子无线终端各自的上述无线通信的周期对应:基准站的下级时隙与上述子无线终端的最开头的进行链路连接的上级时隙对应。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统,其特征在于,
除了作为上述子无线终端的上级的中继无线终端以外的其它中继无线终端构成为:
如果在其上级的无线通信装置的下级时隙与本站的上级时隙之间进行了链路连接,则在紧接其后的本站的下级时隙与其下级的无线通信装置的上级时隙之间进行链路连接。
6.根据权利要求1所述的无线通信系统,其特征在于,
中继无线终端和子无线终端构成为定期地进行间歇接收等待动作,以接收来自上级的母无线终端或中继无线终端的无线信号,上述子无线终端的间歇接收等待周期比上述中继无线终端的间歇接收周期长。
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