CN103385029A - 多层式的无线通信系统 - Google Patents

Abstract

中继机(20)构成为考虑进行接收准备所需要的时间(TPa)、同步头接收时间(TPb)以及环境误差时间(TPy)，来计算从定点起向前追溯至开始进行接收准备的时刻的时间、即预测时间(TPg)，在从定点的预测接收时刻(t2)起向前追溯预测时间的时刻(t1)开始进行接收准备，并且获取从接收准备开始时刻至定点的实际接收时刻(t3)的时间、即实测时间(TPm)，根据作为预测时间与实测时间之差的误差(ΔTP)的历史记录，对中继机(20)的内部时钟进行校正，在校正内部时钟之后向下级机发送信标信号，下级机根据中继机(20)在校正内部时钟之后发送的信标信号，来对本机的内部时钟进行校正。

Description

多层式的无线通信系统

技术领域

本发明涉及一种由母机、中继机以及子机的各无线终端构成的多层式的无线通信系统以及构成该无线通信系统的中继机，特别是涉及一种能够使所有的这些无线终端在时间上同步的结构。

背景技术

存在如下一种无线通信系统：能够通过一个或多个中继机在一方的无线终端与另一方的无线终端之间进行无线通信。例如在专利文献1中公开了一种火灾报警系统作为这种系统的应用例。另外，作为这种无线通信系统的其它应用例，存在自动进行家庭中的燃气使用量的抄表的抄表系统。在该系统中，装备在各家庭的燃气表上的子机检测燃气的流量值，将其检测数据通过一个或多个中继机收集到母机。既存在定期地或在规定时刻子机主动向母机上传这样的检测数据的情况，也存在根据来自母机的指令上传这样的检测数据的情况。

另外，在中继机的情况下，位于适合对母机与子机之间的通信进行中继的场所在选择其设置场所方面成为重要的基准。因此，在实际的设置场所中，必然无法期待从商用电源直接接受电力供给。因此，一般来说，中继机被设为能够进行电池驱动的结构。另一方面，由于如上所述的系统将数量多于母机的中继机设置在大范围内，因此为了减少维护的麻烦而期望降低电池的更换频率(换言之，降低消耗电力)。

作为用于降低无线终端的消耗电力的方法，事先使构成从母机到子机的通信路径的各无线终端在时间上同步，仅在规定的定时执行通信而将除此以外的期间事先设为休眠状态是有效的。如果将休眠期间设定得长，则能够大幅地降低电池的消耗电力，也能够实现例如大约十年内不需要更换电池的中继机。还已知如下一种技术：为了使各无线终端同步而在各无线终端之间定期地发送和接收信标信号，进行时钟同步。

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

在此，为了使无线终端接收信标信号，需要将本机预先退出休眠状态而转变为向无线电路供电的等待接收状态。因此，如果到实际开始接收信标信号的等待接收状态变长，则消耗多余的电力。

本发明是鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种例如能够在进行时钟同步等中使用的信标信号的通信时抑制接收侧的无线终端中的消耗电力的无线通信系统以及中继机。特别地，其目的在于提供一种能够在使一个或多个中继机介于母机与子机之间的多层式的无线通信系统中抑制消耗电力的结构。

用于解决问题的方案

本发明所涉及的无线通信系统通过一个或多个中继机将被定位为最上级的母机和被定位为最下级的子机以能够通信的方式进行连接，在上述的各机中的位于连续的不同层级的上级机、中级机以及下级机中，上述中级机构成为：在来自上述上级机的信标信号内设定定点，考虑上述中级机进行接收准备所需要的时间(TPa)、接收从上述信标信号的开头到上述定点为止的数据所需要的时间(TPb)以及至少由于温度环境而使上述中级机的内部时钟产生的误差时间(TPy)，计算从上述定点起向前追溯直到开始进行接收准备的时刻的时间、即预测时间(TPg)，在从上述定点的预测接收时刻(t2)起向前追溯上述预测时间所得到的时刻(t1)开始进行接收准备，并且获取从接收准备开始时刻到上述定点的实际接收时刻(t3)的时间、即实测时间(TPm)，根据作为上述预测时间与上述实测时间之差的误差(ΔTP)的历史记录，来对上述中级机的内部时钟进行校正，在内部时钟校正之后，向上述下级机发送信标信号，上述下级机构成为：根据上述中级机在内部时钟校正之后发送的信标信号，来对本机的内部时钟进行校正。

通过设为这样的结构，能够无限制地缩短中级机的等待接收状态的时间，能够抑制接收信标信号所需要的消耗电力。另外，能够使构成多层式的无线通信系统的各机容易地取得同步。

另外，本发明所涉及的多层式的无线通信系统也可以构成为，上述的各机的时间轴被分割为具有规定的固定时长(T)的时隙，上述上级机在上述时隙的开头位置发送上述信标信号，上述中级机在接收到来自上述上级机的信标信号之后经过了上述固定时长和被设定为短于该固定时长的时间的任意时长(τ1)后，向上述下级机发送包含与上述任意时长有关的信息的信标信号，上述下级机在接收到来自上述中级机的信标信号之后，以从该接收时刻起向前追溯上述中级机的任意时长所得到的时刻为基准，在经过了上述固定时长和被设定为短于该固定时长的任意时长(τ2)后，向再下一级机发送包含与该任意时长有关的信息的信标信号。

通过设为这样的结构，能够使各机的信标信号的发送定时在规定期间内分散，因此能够避免信标信号的冲突且早期地使各机之间取得同步。

发明的效果

根据本发明所涉及的多层式的无线通信系统，能够进一步抑制接收终端的消耗电力。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的多层式的无线通信系统的整体结构的示意图。

图2是表示图1所示的各终端的功能性结构的框图。

图3是例示由无线通信系统进行的轮询通信和信标信号的结构的图。

图4是说明对中继机(下级机)进行同步校正使其与母机(上级机)同步时的方式的时序图。

图5是说明对中继机(下级机)进行同步校正使其与母机(上级机)同步时的方式的时序图。

图6是说明对中继机(下级机)进行同步校正使其与母机(上级机)同步时的方式的时序图。

图7是表示构成无线通信系统的各终端的通信用载体(信道)的超帧结构的图。

图8是表示用于避免冲突的信标信号的发送定时的设定方式的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的优选实施方式。

(无线通信系统的结构)

图1是表示本发明的实施方式所涉及的多层式的无线通信系统的整体结构的示意图。如图1所示，无线通信系统100具备构成无线终端的母机10、中继机20以及子机30，构建出将母机10和子机30分别设为最上级和最下级的通信路径。而且，在母机10与子机30之间的距离长的情况下、或者由于母机10与子机30之间的障碍物等而在两终端之间无法构建良好的通信环境的情况下等，以使适当个数的中继机20介于两终端之间的方式设置中继机20。在这样的无线通信系统100中，从母机10到子机30的通信路径上的各终端通过从本机的上一级的终端接收信标信号来相互取得同步(详细内容稍后记述)。

此外，在图1所示的例子中，示出了最多由四个层级构成的通信路径。即，图1中的母机10位于第一层级，与该母机10直接通信的中继机20和子机30位于第二层级，与位于第二层级的中继机20直接通信的中继机20和子机30位于第三层级，与位于第三层级的中继机20直接通信的中继机20和子机30位于第四层级。而且，母机10是“上级机”(最上级机)，子机30是“下级机”(最下级机)。另外，位于第二层级的中继机20位于第一层级的母机10与第三层级的中继机20或子机30之间，因此是“中级机”，并且相对于第一层级的母机10来说是“下级机”，相对于第三层级的中继机20或子机30来说是“上级机”。另外，位于第三层级的中继机20也同样地是“中级机”，并且如果改变看法则也是“下级机”或“上级机”。

图2是表示图1所示的各终端的功能性结构的框图。如该图2所示，母机10至少具备天线11、收发部12、控制部13、信标收发部14以及计时部15。其中，天线11只要能够发送和接收规定频带的电波，就不特别地对结构进行限定，能够使用公知的天线。收发部12通过天线11向空中发送电波、或者通过天线11接收空中传送过来的电波。因此，被构成为将发送用的数据调制成规定频带的无线信号、或者对接收到的无线信号进行解调的无线收发电路(例如RF电路等)。

控制部13由MPU(Micro-Processing Unit：微处理器)等构成，对母机10的各种动作进行控制。信标收发部14根据来自控制部13的指示，向其它的无线终端(中继机20、子机30)发送信标信号，并且接收从其它的无线终端发送的信标信号。计时部15具备具有晶体振荡器等的内部时钟，能够计量当前时刻、或者计测从某时刻到另一某时刻为止的经过时间，并按照来自控制部13的指示，将时刻、计测时间输出到控制部13。

中继机20至少具备天线21、收发部22、控制部23、信标收发部24、计时部25、解析部26以及同步校正部27。其中，天线21、收发部22、控制部23、信标收发部24以及计时部25具备与母机10的天线11、收发部12、控制部13、信标收发部14以及计时部15相同的功能和结构。另一方面，中继机20所具备的解析部26根据来自上级机(母机10或上一级的中继机20)的信标信号，计算对本机的内部时钟与上级机的内部时钟的偏差进行校正所需要的信息。另外，同步校正部27基于解析部26计算出的信息，根据需要对本机的内部时钟的时间轴进行校正。

子机30至少具备天线31、收发部32、控制部33、信标收发部34、计时部35、解析部36以及同步校正部37。其中，它们的功能和结构与中继机20的天线21、收发部22、控制部23、信标收发部24、计时部25、解析部26以及同步校正部27相同，因此在此省略说明。

图3例示轮询(polling)通信作为由无线通信系统100进行的通信例，并且示出了由该无线通信系统100发送和接收的信标信号的结构例。在该图3所示的轮询通信中，首先从母机10向子机30发送请求信号(轮询信号)。即，母机10发送下行用的第一信标信号，在其规定时间之后发送请求信号。另一方面，与母机10直接通信的中继机20(中继机20-1)依次接收第一信标信号和请求信号。另外，在接收到第一信标信号起至接收到请求信号之前的期间，根据第一信标信号对本机的时间轴进行校正，与母机10取得同步。然后，中继机20-1在接收到请求信号之后的定时，向下一级的中继机20(中继机20-2)发送第一信标信号，在其规定时间之后发送(中继)请求信号。

下面，继其之后的中继机20均是当从上级机接收到第一信标信号时，对本机的时间轴进行校正来取得与上级机的同步，之后接收请求信号。接着，向下级机发送第一信标信号，并且在其规定时间之后发送(中继)请求信号。由此，在从母机10至子机30的通信路径上的所有无线终端中都取得同步。

另一方面，当在子机30中完成请求信号的接收时，从该子机30向母机10返送响应信号。即，子机30向上级机发送上行用的第二信标信号的同时发送响应信号。下面，接收到第二信标信号和响应信号的中继机20同样地向本机的上级机发送第二信标信号和响应信号。然后，响应信号到达母机10而轮询通信结束。

在上述的轮询通信中，利用在下行中使用的第一信标信号对接收到该第一信标信号的终端进行同步校正。先简单地说明该第一信标信号的结构。如图3所示，第一信标信号具有由位于开头的导言(Pa)和位于其后的帧起始分隔符(SFD：Start Frame Delimiter)构成的同步头(SHR)。另外，在该同步头之后具有物理层帧头(PHR)，在该物理层帧头之后具有作为信标信号的主体数据的有效载荷(PHY payload)。

(同步校正的方式)

接着，参照图4～图6说明在无线通信系统100中对下级机进行同步校正使其与上级机同步的具体方式。此外，在图4～图6中示出了对中继机20(下级机)进行同步校正使其与母机10(上级机)同步的情况。另外，图4示出了在中继机20起动之后首次与母机10取得同步的情况。图5示出了使时间轴延迟的校正方式作为在图4所示的同步校正的下一定时执行的同步校正。图6示出了使时间轴提前的校正方式作为在图5所示的同步校正的下一定时执行的同步校正。下面，依次说明图4～图6的校正方式。

(1)初次的同步校正

首先，针对图4所示的同步校正的方式进行说明。在母机10与中继机20之间一次都没有取得过同步的情况下，母机10和中继机20分别按照固有的时间轴进行计时。其中，在所有的无线终端中都在进行设置时等通过接收标准电波等来进行时刻同步。因而，各无线终端的固有的时间轴并不会大幅地产生偏差，有可能包含与由各无线终端的内部时钟所具有的绝对精度引起的误差量相应的偏差。下面，将中继机20的内部时钟的绝对精度所引起的最大的误差时间称为“绝对误差时间TPx”。

另一方面，中继机20在从母机10发送的信标信号内设定定点。该定点只要是从信标信号的开头起的数据长度固定的位置即可，在本实施方式中，作为一例将同步头(SHR)的末端设为定点(参照图3)。因而，中继机20根据同步头(SHR)的接收完成，能够确定接收到信标信号中的定点的时刻。

另外，在中继机20中预先存储有与作为上级机的母机10开始发送信标信号的时刻、时间间隔有关的信息。因而，中继机20即使是与母机10之间没有取得同步的状态也能够获取母机10开始发送信标信号的大致的时刻。因此，中继机20为了接收该信标信号，在母机10开始发送信标信号的预测时刻之前开始进行接收准备。

在此，如果超过需要地过早地开始进行接收准备，则变为可接收状态起至实际接收信标信号为止的剩余时间变长，消耗电力变大。另一方面，如果接收准备的开始过迟，则导致信标信号在变为可接收状态之前到达而有可能无法适当地对其进行接收。因此，在本实施方式所涉及的无线通信系统100中，设为在从母机10发送信标信号的预测时刻t0起向前追溯需要且足够的时间而得到的时刻t1，中继机20开始进行接收准备。

更具体地说，中继机20获取母机10开始发送信标信号的预测时刻t0(步骤10)。然后，在从该预测时刻t0起向前追溯将接收基准时间TPa和绝对误差时间TPx相加的时间所得到的时刻t1，开始进行接收准备(步骤11)。换言之，中继机20在从接收母机10的信标信号中的定点的预测时间t2起向前追溯将同步头接收时间TPb、接收准备时间TPa以及绝对误差时间TPx相加的时间所得到的时刻t1，开始进行接收准备。

此外，例如能够根据母机10的信标信号的发送周期(数秒等)和中继机20的计时部25内的晶体振荡器的绝对精度(ppm)来获取绝对误差时间TPx。因此，只要在中继机20中预先存储与母机10的信标信号发送周期和本机内的晶体振荡器的绝对精度有关的信息即可。

另外，上述的接收准备时间TPa是指中继机20从休眠状态变为可接收状态的接收准备所需要的时间。另外，同步头接收时间TPb是指中继机20接收信标信号的同步头(Pa+SFD)所需要的时间，换言之与信标信号的同步头的时长同义。另外，从图4可知，如果将接收准备开始时刻t1视为基准，则将接收准备时间TPa、同步头接收时间TPb以及绝对误差时间TPx相加所得的时间是到预测为接收到信标信号的定点的时刻t2为止的预测时间。因此，下面，为了方便，将从接收准备开始时刻t1至接收定点的预测时刻t2为止的时间表现为“预测时间TPg”。

中继机20在通过这样设定的时刻t1开始进行接收准备，并且对从时刻t1开始的经过时间进行计测。接着，当实际开始接收来自母机10的信标信号(在图4中是信标信号NO.1)时，获取其中的定点的接收时刻(步骤12)。即，检测同步头的接收完成时刻，并以该时刻为定点的实际接收时刻t3。然后，计算时刻t1至时刻t3的经过时间(步骤13)。该经过时间是从中继机20开始进行接收准备起直到实际接收信标信号的定点为止的时间，为了与上述预测时间TPg进行比较，在下面表现为“实测时间TPm”。

在此，接收定点的预测时刻t2与实际的接收时刻t3相一致的可能性不高。即，也如从上述的说明中获知的那样，由于母机10和中继机20未取得同步，因此有可能产生最大为绝对误差时间TPx的时间偏差。因而，在母机10和中继机20中的时间轴存在偏差而时刻t2与时刻t3不一致的情况下，其偏差时间表现为预测时间TPg与实测时间TPm之差(以下为“实测误差ΔTP”)。换言之，如果检测出实测误差ΔTP(步骤14)，则能够获取母机10的时间轴与中继机20的时间轴之间的偏差时间。

在图4所示的例子中，当以中继机20的时间轴为基准时，定点的实际接收时刻是晚于预想时刻t2的时刻t3。因而，实测时间TPm大于预测时间TPg，能够获取到用ΔTP1=TPm-TPg表示的实测误差ΔTP1(步骤14)。然后，在像这样TPm>TPg的情况下，能够判断为中继机20的时间轴相比于母机10的时间轴提前了ΔTP1(步骤15)。因而，中继机20将本次获取到的实测误差ΔTP1认定为校正量ΔA1(步骤16)，对本机的时间轴进行校正使本机固有的时间轴(初始设定时的时间轴)延迟ΔA1(步骤17)。由此，母机10和中继机20取得同步的意义在于消除因绝对精度引起的误差量。

(2)第二次及以后的同步校正(提前的情况)

另外，即使在如上述那样进行了同步校正的情况下，之后，在母机10与中继机20之间依然有可能产生时间的偏差。其原因之一是因为母机10、中继机20被设置的环境的温度变化。即，母机10、中继机20以及子机30所具备的计时部15、25、35具有晶体振荡器、其它的电路元件，它们的特性随着周围的环境温度而发生变化。并且，该变化的比例为安装在各终端中的晶体振荡器、电路元件的固有值。因此，即使在进行过一次同步校正之后，如果周围的环境温度发生变化，则也有可能使终端间的时间轴产生偏差。因此，在本系统100中，设为如图5或图6所示那样进行第二次及以后的同步校正。

首先，针对图5所示的同步校正的方式进行说明。在图5所示的例子中示出了以下方式：在由于环境温度而中继机20的时间轴相对于母机10的时间轴提前的情况下，对中继机20的时间轴进行校正来使其与母机10同步。

中继机20以前一次被进行了同步校正的本机的时间轴为基准，获取母机10开始发送信标信号的预测时刻t0(步骤20)。接着，在从该预想时刻t0起向前追溯将接收准备时间TPa和环境误差时间TPy相加的时间所得到的时刻t1开始进行接收准备(步骤21)。在此，环境误差时间TPy是由于上述的环境温度的变化引起的误差时间，如果事先存储与中继机20的温度变化有关的精度(ppm)的信息，则能够根据该信息和距前次的同步校正开始的经过时间(即，来自母机10的信标信号的发送周期)来获取该环境误差时间TPy。

中继机20在通过这样设定的时刻t1开始进行接收准备，并且对从时刻t1开始的经过时间进行计测。接着，当实际开始接收来自母机10的信标信号(在图5中是信标信号NO.2)时，获取其中的定点的接收时刻t3(步骤22)。然后，计算从时刻t1至时刻t3的经过时间、即实测时间TPm(步骤23)，获取与预测时间TPg之差、即实测误差ΔTP(步骤24)。此外，如图5所示，在第二次及以后的同步校正中也是预测时间TPg为时刻t1至时刻t2为止的时间，但是其内容与第一次的同步校正不同，是将接收准备时间TPa、同步头接收时间TPb以及环境误差时间TPy相加所得的时间(后述的图6也相同)。

在图5所示的例子中，当以中继机20的时间轴(前次的同步校正后的时间轴)为基准时，定点的实际接收时刻是晚于预测时刻t2的时刻t3。因而，实测时间TPm大于预测时间TPg，能够获取用ΔTP2=TPm-TPg表示的实测误差ΔTP2(步骤24)。然后，在像这样TPm>TPg的情况下，能够判断为中继机20的时间轴相比于母机10的时间轴提前了ΔTP2(步骤25)。因而，中继机20根据本次获取到的实测误差ΔTP2和过去的实测误差ΔTP的历史记录，来认定校正量ΔA2。具体地说，将本次获取到的实测误差ΔTP2加上前次的校正量ΔA1得到的数据认定为本次的校正量ΔA2(步骤26)。然后，对本机的时间轴进行校正使本机固有的时间轴(初始设定时的时间轴)延迟ΔA2(步骤27)。由此，母机10和中继机20取得同步的意义在于消除因环境温度的变化引起的误差量。

(3)第二次及以后的同步校正(延迟的情况)

接着，针对图6所示的同步校正的方式进行说明。在图6所示的例子中示出了以下方式：在由于环境温度而中继机20的时间轴相对于母机10延迟的情况下，对中继机20的时间轴进行校正使其与母机10同步。

中继机20以前一次同步校正后的本机的时间轴为基准，获取母机10开始发送信标信号的预测时刻t0(步骤30)。接着，在从该预想时刻t0起向前追溯将接收准备时间PTa和环境误差时间TPy相加的时间所得到的时刻t1开始进行接收准备(步骤31)。

中继机20在通过这样设定的时刻t1开始进行接收准备，并且对从时刻t1开始的经过时间进行计测。接着，当实际开始接收来自母机10的信标信号(在图6中是信标信号NO.3)时，获取其中的定点的接收时刻t3(步骤32)。然后，计算时刻t1至时刻t3的经过时间、即实测时间TPm(步骤33)，获取与预测时间TPg之差、即实测误差ΔTP(步骤34)。

在图6所示的例子中，当以中继机20的时间轴(前次同步校正后的时间轴)为基准时，定点的实际接收时刻是早于预测时刻t2的时刻t3。因而，实测时间TPm小于预测时间TPg，能够获取用ΔTP3=TPg-TPm表示的实测误差ΔTP3(步骤34)。然后，在像这样TPm<TPg的情况下，能够判断为中继机20的时间轴相比于母机10的时间轴延迟了ΔTP3(步骤35)。因而，中继机20根据本次获取到的实测误差ΔTP3和过去的实测误差ΔTP的历史记录，来认定校正量ΔA3。具体地说，将从前次的校正量ΔA2中减去本次获取到的实测误差ΔTP3得到的数据认定为本次的校正量ΔA3(步骤36)。

然后，如果校正量ΔA3>0，则对本机的时间轴进行校正使本机固有的时间轴(初始设定时的时间轴)延迟ΔA3(步骤37-1)。另一方面，如果校正量ΔA3<0，则对本机的时间轴进行校正使本机固有的时间轴(初始设定时的时间轴)提前ΔA3的绝对值的量(步骤37-2)。由此，母机10和中继机20取得同步的意义在于消除因环境温度的变化引起的误差量。

如以上说明的那样，通过在母机10与中继机20之间进行如上所述的同步校正，能够使两终端的内部时钟取得同步。而且，如图3所示，完成了同步校正的中继机20向从本机来看的下级机发送信标信号，接收到该信标信号的下级的中继机20或子机30也能够通过与上述相同的方式来与上级机取得同步。因而，能够在母机10至子机30的所有终端间取得时间的同步。并且，在初次的同步校正中考虑绝对误差时间TPx来决定接收准备的开始时刻t1，在第二次以后考虑环境误差时间TPy来决定接收准备开始时刻t1。因而，通过缩短信标信号的等待接收状态，能够抑制多余的电力消耗，能够抑制电池的消耗。

(避免信标信号的冲突)

另外，在无线通信系统100中，存在针对一个下级机以能够通信的方式设置多个上级机的情况。在这种情况下，当多个上级机同时发送信标信号时，这些信号发生冲突，在下级机中无法接收这些信标信号。为了避免这样的情况，本实施方式所涉及的无线通信系统100在规定的时间范围内随机地决定从上级机向下级机发送信标信号的发送定时。下面，针对与避免该信标信号的冲突有关的结构进行说明。

图7是表示各终端的通信用载体(信道)的帧结构的图，在本实施方式中，采用了超帧。如图7所示，该超帧是被信标信号和信标信号进行分隔的帧，在本实施方式中对超帧进行32等分，形成了具有同一时长T的第1～第32时隙。并且，对各时隙进行16等分，形成了同一时长的16个时隙。如图7所示，例如第二时隙具有第2-0～第2-14时隙以及保护时隙(GS)共计16个时隙。另一方面，将超帧中的第一时隙的第1-0～第1～14时隙、即在第一时隙中除保护时隙以外的部分设定为竞争访问期间(CAP：contention access period)。另外，超帧中的除竞争访问期间以外的部分被设定为非活动期间(inactive period)。

图8是表示用于避免冲突的信标信号的发送定时的设定方式的时序图。在此，示出了如下方式：在母机10发送了信标信号之后，依次决定其下一级的中继机20-1和其再下一级的中继机20-2发送信标信号的定时。

如该图8所示，当母机10发送信标信号时，中继机20-1接收该信标信号。该中继机20-1在从母机10接收信标信号的接收时刻起经过了将时长T和随机的延迟时间τ1相加的时间(T+τ1)后的时刻，向作为下级机的中继机20-2发送信标信号。在该信标信号中包含有与本次发送时使用的延迟时间τ1有关的信息和与下一次发送时使用的延迟时间τ1有关的信息。

此外，该延迟时间τ1在中继机20-1中被设定为短于时长T的规定范围的时长，能够在每次发送信标信号时进行变更。在本实施方式中，被设定为0<τ1<Tb(=T/8)。因而，如果将母机10的时间轴设为基准，则中继机20-1在母机10发送了信标信号之后从母机10的第2-0时隙的开头时刻至第2-1时隙的末端时刻的期间向中继机20-2发送信标信号(参照图8)。

接着，中继机20-2当接收到来自作为上级机的中继机20-1的信标信号时，获取包含在该信标信号中的与延迟时间τ1有关的信息。而且，在从信标信号的接收时刻起经过了将时长T与随机的延迟时间τ2相加并减去上述延迟时间τ1后的时间(T-τ1+τ2)的时刻向更下一级的下级机发送信标信号。在该信标信号中也包含有与本次发送时使用的延迟时间τ2有关的信息和与下一次发送时使用的延迟时间τ2有关的信息。

此外，该延迟时间τ2在中继机20-2中也被设定为短于时长T的规定范围的时长，能够在每次发送信标信号时进行变更。在本实施方式中，被设定为0<τ2<Tb。因而，如果将母机10的时间轴设为基准，则中继机20-2在母机10发送了信标信号之后从母机10的第3-0时隙的开头时刻至第3-1时隙的末端时刻的期间向下级机发送信标信号(参照图8)。

通过设为如以上说明的那样的结构，各中继机20发送信标信号的发送定时在规定范围内是随机的，因此能够避免从多个上级机向同一下级机同时发送信标信号。并且，对于从母机10来看位于下N级的中继机20-N，在母机10的第N+1时隙内发送信标信号。因而，即使是层级数多的系统，也能够早期地完成母机10至子机30的所有终端的同步校正。

此外，在例如图3所示的轮询通信中，从母机10向子机30发送请求信号，之后从子机30向母机10发送响应信号。另外，随着上述发送，发送下行的第一信标信号，之后发送上行的第二信标信号。在此，在本实施方式中，将中继机20-N发送第二信标信号的发送定时设为从本机发送第一信标信号的发送定时起经过{(30-N×2)×T}时间之后。例如如果是中继机20-1，则在从发送第一信标信号的发送定时(母机10的第二时隙)起经过28T时间之后(母机10的第30时隙)发送第二信标信号。在与母机10发送第一信标信号相同的超帧内，母机10能够接收来自下级机的第二信标信号。

产业上的可利用性

如以上那样，本发明能够较佳地应用到用于抑制接收终端中的消耗电力的多层式的无线通信系统。

附图标记说明

10：母机；20：中继机；30：子机；100：无线通信系统。

Claims (2)

1.一种多层式的无线通信系统，在该多层式的无线通信系统中通过一个或多个中继机将被定位为最上级的母机和被定位为最下级的子机以能够通信的方式进行连接，该多层式的无线通信系统的特征在于，

在上述的各机中的位于连续的不同层级的上级机、中级机以及下级机中，

上述中级机构成为：

在来自上述上级机的信标信号内设定定点，

考虑上述中级机进行接收准备所需要的时间(TPa)、接收从上述信标信号的开头到上述定点为止的数据所需要的时间(TPb)以及至少由于温度环境而使上述中级机的内部时钟产生的误差时间(TPy)，计算从上述定点起向前追溯直到开始进行接收准备的时刻的时间、即预测时间(TPg)，

在从上述定点的预测接收时刻(t2)起向前追溯上述预测时间所得到的时刻(t1)开始进行接收准备，并且获取从接收准备开始时刻到上述定点的实际接收时刻(t3)的时间、即实测时间(TPm)，

根据作为上述预测时间与上述实测时间之差的误差(ΔTP)的历史记录，来对上述中级机的内部时钟进行校正，

在内部时钟校正之后，向上述下级机发送信标信号，

上述下级机构成为：

根据上述中级机在内部时钟校正之后发送的信标信号，来对本机的内部时钟进行校正。

2.根据权利要求1所述的多层式的无线通信系统，其特征在于，

构成为上述的各机的时间轴被分割为具有规定的固定时长(T)的时隙，

上述上级机在上述时隙的开头位置发送上述信标信号，

上述中级机在接收到来自上述上级机的信标信号之后经过了上述固定时长和被设定为短于该固定时长的时间的任意时长(τ1)后，向上述下级机发送包含与上述任意时长有关的信息的信标信号，

上述下级机在接收到来自上述中级机的信标信号之后，以从该接收时刻起向前追溯上述中级机的任意时长所得到的时刻为基准，在经过了上述固定时长和被设定为短于该固定时长的任意时长(τ2)后，向再下一级机发送包含与该任意时长有关的信息的信标信号。

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