JP2009060362A - 中継無線装置、中継無線方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中継無線システムにおいて、最適な中継ルートを設定することが難しいという課題があった。
【解決手段】自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記無線端末Ａに対して前記中継電波を中継送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、中継を行うことのできる中継無線装置に関するものである。

近年、白物家電機器や火災報知器などのセキュリティ機器に無線端末を搭載したホームネットワークシステムが一般家庭に導入され始めている。かかるホームネットワークシステムにおいては、白物家電機器等に搭載された各無線端末は無線を介してホームコントローラと接続され、該ホームコントローラは電話やインターネットなどの公衆回線を介してサービスプロバイダと接続され、サービスプロバイダから種々のサービスを受けることができる。このようなホームネットワークシステムはホームコントローラが親局、各無線端末が子局を構成する１：Ｎシステムと呼ばれる。

上記１：Ｎシステムにおいて、親局との間で通信ができない子局が存在する場合、前記親局は、通信可能な子局を中継して前記直接親局と通信ができない子局と通信を行うことが考えられている。

例えば特許文献１によれば、親局と各子局との間でテスト通信を行うことにより、通信品質をチェックし、所定の通信品質を確保している子局は、他の子局に対して中継を行う中継局としても動作することが記載されている。そして、中継経路の選択は親局が吸い上げた各子局の通信品質状況を元に親局が設定している。
特開平１０−１６３９８４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、親局と中継局との間の通信品質と中継局と中継される子局との間の通信品質の二つの通信品質からどのようにして最適な中継ルートを設定するかという具体的構成がなく、最適な中継ルートを設定することが難しいという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、最適な中継ルートを設定できる中継無線装置、方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。

複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記無線端末Ａに対して前記中継電波を中継送信し、前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致していないときには前記無線端末Ａに対して前記中継要求電波を中継送信しない構成とした中継無線装置である。

そして、受信レベルｘと受信レベルａとが所定の範囲内にある子局が中継子局となるため、親局と中継子局間の通信品質と中継子局と最終子局との間の通信品質を同じにすることができる。すなわち親局と最終子局との間の中間に位置する子局を中継局として設定することができることとなる。

本発明の中継無線装置、方法及びプログラムを用いることにより、親局と最終子局との間の中間に位置する子局を中継局として設定することができ、親局と最終子局との間のトータルな通信品質を最適化できる。

第１の発明は、複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記無線端末Ａに対して前記中継電波を中継送信し、前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致していないときには前記無線端末Ａに対して前記中継要求電波を中継送信しない構成とした中継無線装置である。

そして、親局と中継子局間の通信品質と中継子局と最終子局との間の通信品質を同じにすることができるとともに、中継局選定のためのテスト通信を不要とし、親局が中継局を設定しなくても自動的に最適な子局が中継局となることができる。

第２の発明は、複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記受信レベルｘと前記受信レベルａの両方の情報を含む信号を前記中継要求電波に対する応答信号として送信する構成とした中継無線装置である。

そして、親局と中継子局間の通信品質に関係する情報と中継子局と最終子局との間の通信品質に関係する情報の両方を親局に応答信号として返信することにより、親局において最適な中継ルートを設定できる。

第３の発明は、前記中継要求電波に対して他無線端末から中継送信された電波或いは応答信号を受信した場合は、前記中継要求電波に対する中継処理或いは応答処理を中止する構成とした中継無線装置である。

そして、中継の重複を回避することができる。

第４の発明は、前記中継送信する電波或いは応答信号は前記中継要求電波を受信してからランダムな時間経過後、送信される構成とした中継無線装置である。

そして、複数の中継子機が中継送信しようとした場合であっても、電波の衝突を回避することができる。

第５の発明は、前記中継送信する電波或いは応答信号は前記中継要求電波を受信してから機器に固有の数字を元に決定された時間経過後、送信される構成とした中継無線装置である。

そして、複数の中継子機が中継送信しようとした場合であっても、電波の衝突を回避することができる。

第６の発明は、複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記無線端末Ａに対して前記中継電波を中継送信し、前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致していないときには前記無線端末Ａに対して前記中継要求電波を中継送信しないことを特徴とした中継無線方法である。

そして、親局と中継子局間の通信品質と中継子局と最終子局との間の通信品質を同じにすることができるとともに、中継局選定のためのテスト通信を不要とし、親局が中継局を設定しなくても自動的に最適な子局が中継局となることができる。

第７の発明は、複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記受信レベルｘと前記受信レベルａの両方の情報を含む信号を前記中継要求電波に対する応答信号として送信することを特徴とした中継無線方法である。

そして、親局と中継子局間の通信品質に関係する情報と中継子局と最終子局との間の通信品質に関係する情報の両方を親局に応答信号として返信することにより、親局において最適な中継ルートを設定できる。

第８の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の無線装置の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、等のハードリソースを協働させて本発明の少なくとも一部を簡単なハードウェアで実現できる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における１：Ｎ無線システムの構成図を示すものである。同図において、１は親局、２〜１１が子局であり、それぞれ無線端末を有している。そして各子局２〜１１が中継無線装置である。

子局２〜６は親局１との間で通信品質が十分確保できる位置に配置されている。そして子局７〜１１は親局１との間の通信品質が不十分で、直接親局と通信できない位置に配置されている。

子局７が親局１に対して信号を送りたい場合について考える。まず子局７は直接親局１との通信を試みる。そのため、親局宛に信号を送信する。しかしながら通信品質が悪いため、子局７からの信号を親局１は受信できない。そこで子局７は同報通信で親局１への中継を要求する中継要求電波を送信する。前記中継要求電波には親局に送りたい前記信号を含んでいる。

子局７からの前記中継要求電波は、親局１より子局７に近い位置に配置されている子局２、３、６で受信される。子局２、３、６は過去において親局１からの電波を受信したことがあり、親局１からの電波の受信レベルａが記憶されている。そして子局２、３、６は、子局７からの前記中継要求電波を受信すると、受信レベルｘを測定し、記憶している前記受信レベルａと比較を行う。子局２と親局１の間の距離と、子局２と子局７との間の距離はほぼ同じ距離に設置されているため、子局２が記憶している前記受信レベルａと子局７からの中継要求電波の前記受信レベルｘの差は所定の範囲内、例えば１０ｄＢ以内にある。一方子局３或いは子局６と子局７との間の距離は親局１と子局３或いは子局６との間の距離よりも大きい。そのため子局３或いは子局６が記憶している前記受信レベルａと子局３或いは子局６が受信した受信レベルｘの差は所定の範囲、例えば１０ｄＢを超えている。

従って子局２は子局７からの前記中継要求電波を親局１に対して中継送信を行う。一方子局３或いは子局６は子局７から受信した前記中継要求電波を破棄し、親局１に対して中継送信を行わない。ここで中継要求電波の最終宛先である無線端末Ａは親局１である。

以上の動作を図２に示すフローチャートを用いてさらに説明する。図２は中継無線装置である子局２〜１１の動作を示すフローチャートである。

子局２〜１１は電池駆動であり、消費電力削減のために間欠受信をしている。ステップ１０１で間欠受信タイミングかどうか判定し、間欠受信タイミングであればスリープ状態から抜けてステップ１０２で受信開始を行う。そしてステップ１０３でキャリアがあるかどうかを検出し、キャリアがあれば自局宛の電波かどうかチェックを行う。自局宛の電波であれば、ステップ１０９で通信相手との通信処理を行う。

ステップ１０３で自局宛の電波でない場合、ステップ１０４で中継要求電波であるかどうか判定する。そして中継要求電波であればステップ１０６で受信レベルｘを測定する。そして前記中継要求電波が中継を要求する最終宛先である無線端末ａが、かって送信した電波の受信レベルａを記憶しており、前記受信レベルｘと前記受信レベルａの絶対値の差が所定値以内かどうかを判定する。所定値は例えば１０ｄＢである。前記所定値以内であれば、ステップ１０８で前記中継要求電波を最終宛先である無線端末Ａに対して中継送信処理を行う。

ステップ１０７で前記所定値を超えていれば、ステップ１０５で受信終了処理を行いスリープ状態に戻り、ステップ１０１に行く。ステップ１０４で中継要求電波がない場合は、すぐにステップ１０５の受信終了処理を行う。

（実施の形態２）
実施の形態１において、中継送信を行う子局は１台だけの例で説明した。実施の形態２においては、子局１１が親局１に対して信号を送信する場合に他の子局に対して中継要求をする場合を例に複数の子局が中継要求電波に対して中継送信処理を行う場合について説明する。

子局１１は同報通信で親局１への中継を要求する中継要求電波を送信する。前記中継要求電波には親局に送りたい信号を含んでいる。

子局１１からの前記中継要求電波は、親局１より子局１１に近い位置に配置されている子局５、６で受信される。子局５、６は過去において親局１からの電波を受信したことがあり、親局１からの電波の受信レベルａが記憶されている。そして子局５、６は、子局１１からの前記中継要求電波を受信すると、受信レベルｘを測定し、記憶している前記受信
レベルａと比較を行う。子局５と親局１の間の距離と、子局５と子局１１との間の距離はほぼ同じ距離に設置されているため、子局５が記憶している前記受信レベルａと子局１１からの中継要求電波の前記受信レベルｘの差は所定の範囲内、例えば１０ｄＢ以内にある。そして子局６と子局１１との間の距離も親局１と子局６との間の距離とほぼ同じであるため子局６が記憶している前記受信レベルａと子局６が受信した受信レベルｘの差は所定の範囲、例えば１０ｄＢ以内にある。

従って子局５及び子局６は、子局１１からの前記中継要求電波を親局１に対して中継送信処理を行う。この中継送信処理について図３を参照しながら説明する。図３は中継送信処理のフローチャートである。

中継送信処理が発生すると、ステップ１１０において、乱数などを用いて発生させたランダムな時間Ｔ１を設定する。そして、ステップ１１１で自局が中継送信しようとしている無線端末Ａあての他子局からの中継電波があるかどうかを検出する動作を行う。端末Ａあての中継電波があった場合は、他子局が自局に代わってすでに前記中継要求電波に対する中継送信をしてくれたと判断し、ステップ１１４に移行し中継処理を終了する。

一方ステップ１１２においてＴ１時間経過しても無線端末Ａあての中継電波を受信しないと判断した場合は、ステップ１１３に移行し、無線端末Ａに宛てて中継電波を送信する。そして前記中継電波を送信後、ステップ１１４に移行し、中継処理を終了する。

上記で説明したごとく、中継処理を行う各子局はランダムな時間待って中継送信を試みる。そのため、最も早く中継送信を行った子局以外は、他子局が自局に代わって中継送信を行ったことを知ることができ、自局の中継送信を行わずに中継処理を終了することができる。これにより中継電波の輻輳を防ぐことができる。

なお、本実施例において、ランダムな時間Ｔ１待つようにしたが、ランダムな時間の変わりに、各子局固有に設定された時間待つようにしても良い。例えば、各子局のＩＤに関係付けられた時間待つようにする。

（実施の形態３）
実施の形態１及び２は、中継要求電波の中に中継したい信号を含んでおり、前記中継要求電波を受信し、所定の条件を満たした子局は直接最終宛先である無線端末Ａに前記信号を中継送信する構成であった。実施の形態３においては、中継要求電波には最終宛先に送る信号は含まれておらず、前記中継要求電波を受信し、実施の形態１或いは２で説明した所定の条件を満たした子局は、前記中継要求電波を送信した子局７或いは１１に対して図３に示すフローチャートに従って応答信号を返信する。図３に示すフローチャートにおいて、ステップ１１１では、中継要求電波に対する応答信号があるかどうかの判定を行う。そしてステップ１１３では、前記中継要求電波を送信した子局に対して応答信号を送信する。

ここで前記応答信号には、前記中継要求電波を受信した受信レベルｘと前記中継要求電波で指定された宛先である無線端末Ａからの電波を過去に受信した受信レベルａの両方の情報を含んでいる。

そして、前記中継要求電波を送信した子局７或いは子局１１は前記応答信号を受信し、その中に含まれる受信レベルｘと受信レベルａとから、どの子局が最も中継局にふさわしいかを判定する。前期判定方法としては、例えば（受信レベルｘ＋受信レベルａ）を計算し、計算結果が最も大きい子局を中継局として選定する。そして選定した中継局を介して信号を最終宛先である無線端末Ａに送る。

なお、本実施例では、子局７或いは子局１１より親局１に信号を送る場合について説明したが、親局１から子局７〜１１に信号を送り場合についても同様の構成、手順で中継を行うことができる。

また、他局からの電波の受信レベルａの測定は、他局から自局宛の電波があったときに行っても良いし、他局から他局宛の電波を利用して受信レベルａを測定し記憶することもできる。また、設置時にテスト通信で送信される電波を利用して受信レベルａを測定しても良い。

さらに、一度設定した中継局を介して、以後の中継を行うようにしても良い。

以上のように本発明にかかる中継無線装置、方法及びプログラムは、親局と中継子局間の通信品質と中継子局と最終子局との間の通信品質を同じにすることができ、バランスの良い中継局を選定できる。さらに親局が中継局を設定しなくても自動的に最適な子局が中継局となることができる中継無線装置を提供できる。

本発明の実施の形態における中継無線システム構成図 本発明の実施の形態における中継無線装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態における中継無線装置の中継送信処理のフローチャート

符号の説明

１ 親局
２〜１１ 子局

Claims (8)

1. 複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記無線端末Ａに対して前記中継電波を中継送信し、前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致していないときには前記無線端末Ａに対して前記中継要求電波を中継送信しない構成とした中継無線装置。
2. 複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記受信レベルｘと前記受信レベルａの両方の情報を含む信号を前記中継要求電波に対する応答信号として送信する構成とした中継無線装置。
3. 前記中継要求電波に対して他無線端末から中継送信された電波或いは応答信号を受信した場合は、前記中継要求電波に対する中継処理或いは応答処理を中止する構成とした請求項１或いは請求項２記載の中継無線装置。
4. 前記中継送信する電波或いは応答信号は前記中継要求電波を受信してからランダムな時間経過後、送信される構成とした請求項１〜３記載の中継無線装置。
5. 前記中継送信する電波或いは応答信号は前記中継要求電波を受信してから機器に固有の数字を元に決定された時間経過後、送信される構成とした請求項１〜３記載の中継無線装置。
6. 複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記無線端末Ａに対して前記中継電波を中継送信し、前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致していないときには前記無線端末Ａに対して前記中継要求電波を中継送信しないことを特徴とした中継無線方法。
7. 複数の無線端末から構成される無線システムにおいて、自局以外の少なくとも１つの無線端末Ａと前記無線端末Ａが送信する電波の受信レベルａを対で記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段で記憶している無線端末Ａ宛への中継要求電波を受信した場合に前記中継要求電波の受信レベルｘが前記記憶手段で記憶している受信レベルａと所定の範囲内で一致している時は前記受信レベルｘと前記受信レベルａの両方の情報を含む信号を前記中継要求電波に対する応答信号として送信することを特徴とした中継無線方法。
8. 請求項１〜５のいずれか１項記載の中継無線装置の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラム。

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