JP2012070406A - データ中継システム、データ中継方法および中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠距離に配置された装置間のデータ中継伝送を単一周波数を用いて行う場合に、伝送区間の途中にある中継装置において、新たな端末の収容を可能とし、中継装置の接続にかかる制約を排除すること。
【解決手段】遠距離に配置された装置間のデータ中継伝送を単一周波数を用いて行う場合に、伝送区間の途中にある中継装置において、新たな端末の収容を可能とし、中継装置の接続にかかる制約を排除する。Ｍａｓｔｅｒ１０と、Ｍａｓｔｅｒ１０に時分割多元接続され、Ｍａｓｔｅｒ１０側から発出されたデータおよびＭａｓｔｅｒ１０側に向かうデータを単一周波数（周波数Ｆ１）の信号を用いて中継するＲＥＰ２０，３０と、ＲＥＰ２０，３０に時分割多元接続されるＳｌａｖｅ２１，２２，３１〜３３と、を備え、ＲＥＰ２０，３０は、自身に時分割多元接続されるＳｌａｖｅ２１，２２，３１〜３３のＭａｓｔｅｒとして動作する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、遠距離に配置された装置間のデータ中継を行うデータ中継システム、データ中継方法および中継装置に関するものである。

メディアアクセス制御（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の一方式として時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がある。このＴＤＭＡは、親局（Ｍａｓｔｅｒ）装置と複数の子局（Ｓｌａｖｅ）装置との間で通信を行う場合のアクセス制御方式であり、メディア（通信ケーブル、無線、電力線など）に対するアクセスが時分割で行われることと、複数のＳｌａｖｅ装置を効率よく収容できるという特徴がある。

ただし、ＴＤＭＡは、Ｍａｓｔｅｒ装置とＳｌａｖｅ装置との間の通信であり、遠距離の通信を行う目的で、例えば、これらの装置間を光ファイバで接続した場合には、遠距離での通信が可能となる。一方、例えば無線や電力線を使用した場合には、信号の減衰が光ファイバに比べて遙かに大きいので、遠距離に配置されたＭａｓｔｅｒ装置とＳｌａｖｅ装置との間で所望の通信を行うためには、信号の中継伝送が必須となる。

従来、無線を利用したデータ中継方式として、例えば、異なる周波数を用いて中継する中継方法が存在する。しかしながら、無線を利用するデータ中継方式であっても、例えば無線ＬＡＮのように限られた周波数チャネルしか使用できない場合には、同一周波数が割り当てられたノード間の距離を十分に離間することができないため、データ中継に伴う干渉の発生を抑止することが困難となる。

一方、単一周波数を用いた場合であっても、ノード間の通信を間欠的に行うことで、干渉の発生を防止したデータ中継方法が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−１４３０４６号公報（第４頁〜６頁、第１図）

しかしながら、上記特許文献１などの従来技術では、中継伝送に直接的に関係する装置間同士によるデータ中継のみが考慮されているだけであり、中継伝送に直接的に関係しない他の装置が保有するデータの中継については全く考慮されていない。例えば、インターネットへのアクセスサービスを提供する場合、一般家庭のユーザ端末を収容しながら、これらのユーザ端末のデータを局舎まで中継するような伝送形態を考えるとき、中継装置で新たな複数のユーザを収容しながら中継することが望ましいが、従来技術のような中継装置に対する考え方では、伝送区間の途中にある中継装置において、新たな端末を収容することができないという課題があった。

また、従来技術では、中継装置が一列に並んだ場合のみを対象としているため、例えば中継装置が並列に並んで配列されているような場合や、中継装置が分岐して配列されているような場合には、上述のような中継手法をそのまま適用することができないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、遠距離に配置された装置間のデータ中継伝送を単一周波数を用いて行う場合に、伝送区間の途中にある中継装置において、新たな端末の収容を可能とし、中継装置の接続にかかる制約を排除したデータ中継方法、データ中継システムおよび中継装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるデータ中継システムは、親局装置と、前記親局装置に時分割多元接続され、該親局装置側から発出されたデータおよび該親局装置側に向かうデータを単一周波数の信号を用いて中継する１〜複数の中継装置と、少なくとも前記中継装置に時分割多元接続される子局装置と、を備え、前記中継装置は、自身に時分割多元接続される子局装置の親局として動作することを特徴とする。

本発明にかかるデータ中継システムによれば、親局装置に時分割多元接続され、親局装置側から発出されたデータおよび親局装置側に向かうデータを単一周波数の信号を用いて中継する中継装置が、時分割多元接続される子局装置の親局として動作するので、中継装置において、新たな端末の収容が可能となる。また、例えば中継装置が一列に並んだ場合にしか適用できないといった、中継装置の接続にかかる従来の制約を排除することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるデータ中継システムの接続構成を示す図である。 図２は、図１に示したデータ中継システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。 図３は、図２に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。 図４は、本発明の実施の形態３にかかるデータ中継システムの接続構成および当該システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。 図５は、図４に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。 図６は、本発明の実施の形態４にかかるデータ中継システムの接続構成および当該システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。 図７は、図６に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。 図８は、本発明の実施の形態５にかかるデータ中継システムの接続構成および当該システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。 図９は、図８に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。 図１０は、各装置が動作周期内でＭａｓｔｅｒ動作またはＳｌａｖｅ動作を行う動作タイミングを示したテーブルである。 図１１は、新動作テーブルへの切り替え動作を示すシーケンス図である。 図１２は、本発明のデータ中継システムにおける構成変更の一例（ＲＥＰ追加）を示す図である。 図１３は、システムの構成に変更があった場合の新パラメータへの切り替え動作を示すシーケンス図である。 図１４は、中継器を有さない装置間通信を説明する図である。 図１５は、中継器を介在させ、複数周波数を用いた中継伝送を説明する図である。 図１６は、中継伝送における干渉の問題を説明するための図である。 図１７は、中継器が一般家庭のユーザ端末を収容する概念を示す図である。 図１８は、一般家庭のユーザ端末を収容する中継器が親局から分岐接続されている場合の構成例を示す図である。

本発明の好適な実施の形態にかかるデータ中継方法およびデータ中継システムを説明する前に、まず、上記において提起した３つの問題点、すなわち（１）中継伝送にかかる干渉の問題、（２）中継器における端末収容の問題、（３）中継器の接続構成にかかる制約の問題について図１４〜図１８を参照して説明する。

（中継伝送にかかる干渉の問題）
まず、図１４に示すように、装置１０１と装置１０２との間の距離が遠すぎる場合、これらの装置だけでは、通信データを伝送することができない。そこで、図１５に示すように、装置１０１と装置１０２との間に幾つかの中継器（同図の例では、中継器１０３〜１０５）を介在させるとともに、装置と中継器あるいは中継器間で行われる通信の干渉を防止するために、異なる周波数を用いた中継伝送が行われる。

しかしながら、無線ＬＡＮのように限られた周波数チャネルしか使えない場合、ある周波数が割り当てられた区間のノードと、この周波数と同一の周波数が割り当てられた他の区間のノードとの距離を十分に離間させることができないために干渉が発生する場合がある。例えば、図１５において、周波数が３個しか使用できない場合、周波数Ａと周波数Ｄは同一周波数とせざるを得ない。

ところが、周波数Ａを使用している図１５の左側の装置１０１と、周波数Ｄ（＝Ａ）を使用している同図の右側の装置１０２との間では、相互に干渉が発生する可能性がある。このことは、図１６に示すように、隣接装置同士間では送受信を行うために十分なレベルの信号が届くが、それ以上に距離が離れると、送受信を行うためのレベル以下に信号が減衰するものの、雑音として影響を与えないレベルまでには達していないことに起因するものである。

例えば、図１６に示すように、装置１０１は周波数Ａを用いて中継器１０３と通信し、中継器１０５も周波数Ａを用いて装置１０２と通信しているとする。このとき、中継器１０３が周波数Ａで装置１０１に向けて送信するとき、逆方向にもその信号が届く。すなわち、中継器１０３の送信信号は、中継器１０５の位置では雑音として影響を与えるレベルで到達する。このとき中継器１０５が装置１０２からの信号を受信しようとしていたとすると、装置１０２からの信号と中継器１０３からの信号とが干渉してしまい、正常に受信できなくなる。

（中継装置における端末収容の問題）
例えば、インターネットへのアクセスサービスを提供する場合、図１７に示すように、親局１０ａのデータを中継する中継器２０ａ，３０ａ，４０ａにおいて、一般家庭のユーザ端末２１ａ〜２３ａ、ユーザ端末３１ａ，３２ａ、ユーザ端末４１ａ〜４３ａをそれぞれ収容し、かつ、これらのユーザ端末のデータを局舎まで中継することが望ましい形態である。しかしながら、従来技術は、図１５に示すような２つの装置１０１、１０２間の通信データを中継することが考慮されているだけであり、中継伝送に直接的に関係しない他の装置間の通信データを中継することが想定されていない。したがって、従来技術では、図１７に示すような、接続形態を採ることができない。

（中継器の接続構成にかかる制約）
また、従来技術は、図１７に示すような中継器が一列に並んだ場合のみを対象としているため、例えば、図１８に示すような、親局１０ａに２つの中継器２０ａ，５０ａが接続されるような、ネットワーク構成に分岐がある場合に対応することができない。

本願発明者は、上述のような３つの問題点に着目し、これらの問題点を克服することができるデータ中継システムおよびデータ中継方法を発案するに至った。そこで、以下に、本発明にかかるデータ中継システムおよびデータ中継方法の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるデータ中継システムの接続構成を示す図である。また、図２は、図１に示したデータ中継システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。

（システムの構成）
図１および図２において、本実施の形態にかかるデータ中継システムは、Ｍａｓｔｅｒ装置（以下「Ｍａｓｔｅｒ」と表記）、Ｒｅｐｅａｔｅｒ装置（以下「ＲＥＰ」と表記）およびＳｌａｖｅ装置（以下「Ｓｌａｖｅ」と表記）を備えて構成される。ここで、Ｍａｓｔｅｒ１０は、ＴＤＭＡにおける親局装置であり、Ｓｌａｖｅ１１，１２は、Ｍａｓｔｅｒ１０に接続された子局装置である。また、ＲＥＰ２０，３０は、ＴＤＭＡにおける中継装置であり、Ｓｌａｖｅ２１，２２，３１〜３３は、各ＲＥＰにそれぞれ接続された子局装置である。なお、これらの各図では、Ｓｌａｖｅの台数をＭａｓｔｅｒあたり２台、ＲＥＰあたり２台または３台として設定しているが、ＴＤＭＡにおけるＳｌａｖｅ収容可能台数までのＳｌａｖｅ台数を接続することが可能である。また、接続される接続台数が増加したとしても、以下に説明する動作が変更されることはない。

（システムの動作）
つぎに、本実施の形態にかかるデータ中継システムの動作について説明する。なお、図２の全ての装置は、単一周波数Ｆ１で動作するものとする。また、干渉の発生を回避するため、全ての装置がＴＤＭＡにおける３フレーム時間おきに動作するものとする。また、これらの３フレーム（時間）を、それぞれ、時刻１、時刻２および時刻３として表記する。

図２に示すように、Ｍａｓｔｅｒ１０、Ｓｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０は時刻１のときに動作し、ＲＥＰ２０、Ｓｌａｖｅ２１，２２およびＲＥＰ３０は時刻２のときに動作し、ＲＥＰ３０およびＳｌａｖｅ３１〜３３は時刻３のときに動作する。また、以後、時刻１〜時刻３の動作が繰り返し実行される。

図３は、図２に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。なお、以下の説明において、「Ｍａｓｔｅｒ動作」とは、Ｍａｓｔｅｒ装置として機能するときの動作を指すときに使用し、「Ｓｌａｖｅ動作」とは、Ｓｌａｖｅ装置として機能するときの動作を指すときに使用する。

図３において、
（１）時刻１では、Ｍａｓｔｅｒ１０はＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０はＳｌａｖｅ動作を行う。
（２）時刻２では、ＲＥＰ２０はＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ２１，２２およびＲＥＰ３０はＳｌａｖｅ動作を行う。
（３）時刻３では、ＲＥＰ３０はＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ３１〜３３はＳｌａｖｅ動作をそれぞれ行う。
（４）時刻４以降は、時刻１〜３までの動作が繰り返し実行される。

上述のように、この実施の形態のデータ中継方法（中継システム）では、ＴＤＭＡにおけるＭａｓｔｅｒ／Ｓｌａｖｅの各組ごとに動作時間を時分割しているので、単一周波数を使用した場合であっても、相互に干渉することはない。

また、それぞれのＭａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅは、ＴＤＭＡにおける通常のＭａｓｔｅｒ動作またはＳｌａｖｅ動作を行う一方で、自装置が動作する時刻以外は動作休止を行えばよい。したがって、特別な追加機能は不要である。

また、ＲＥＰは、Ｓｌａｖｅ動作とＭａｓｔｅｒ動作の両方を行う必要があるが、同時に動作することはなく、ある時間はＳｌａｖｅ動作、ある時間はＭａｓｔｅｒ動作と、片方だけの動作を行えばよい。

さらに、ＲＥＰは、Ｍａｓｔｅｒ動作するときに下位の装置（下位のＳｌａｖｅおよび／または下位のＲＥＰ）にそのデータを送信するとともに、当該下位の装置から受信したデータを保持すればよい。一方、Ｓｌａｖｅ動作をするときに上位の装置（Ｍａｓｔｅｒ、あるいは上位のＲＥＰ）から受信したデータを保持するとともに、当該上位の装置にそのデータを送信すればよい。ＲＥＰは、これらの処理に基づいてデータの両方向の中継を行うことができる。

（各装置におけるタイミング認識処理）
つぎに、各装置が動作するタイミングの認識処理について図３を参照して説明する。

まず、Ｍａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅ、ＲＥＰの３種類の全装置に対して、以下のパラメータが設定される。
（１）装置種別（Ｍａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅ、ＲＥＰのいずれかを設定）
（２）動作周期

また、装置種別に応じて、以下のパラメータが設定される。
（１）Ｍａｓｔｅｒ：自装置のＭＡＣアドレス
（２）Ｓｌａｖｅ：ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレス
（３）ＲＥＰ：ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスおよび自装置のＭＡＣアドレス
なお、動作周期はＭａｓｔｅｒおよびＲＥＰの合計台数である。
上記のパラメータが設定されると、以下のように各装置が動作可能となる。

（Ｍａｓｔｅｒの動作）
Ｍａｓｔｅｒは、立ち上げ時に任意のタイミングでＭａｓｔｅｒ動作を開始する。以後、パラメータとして設定された「動作周期」間隔で、Ｍａｓｔｅｒとして動作する。なお、Ｍａｓｔｅｒとして動作する時間以外は動作を休止する（図３のＭａｓｔｅｒ（１０）の欄参照）。なお、本実施の形態にかかるＭａｓｔｅｒは、ＴＤＭＡのＭａｓｔｅｒであるため、フレーム先頭を示す信号（以下「ビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）」と呼称）がフレームの先頭に挿入されて送信される。また、ビーコンには、自装置のＭＡＣアドレスが挿入されるものとする。

（Ｓｌａｖｅの動作）
Ｓｌａｖｅは、自装置が保持する「ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレス」と一致するＭＡＣアドレスが含まれるビーコンを探査する。所望のビーコンを受信できると、ビーコンを受信したフレーム時間にＳｌａｖｅとして動作し、以後「動作周期」間隔でＳｌａｖｅとして動作する。その他の時間は動作を休止する（図３のＳｌａｖｅ欄参照）。

（ＲＥＰの動作）
ＲＥＰは、上記したＳｌａｖｅの動作と同様に、ビーコンを探査して所望のビーコン（ビーコンに含まれるＭＡＣアドレスが、自身の保有する「ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレス」と一致する）を確認することができると、「動作周期」間隔でＳｌａｖｅとして動作を開始する。そして、Ｓｌａｖｅとして動作した次のフレーム時間でＭａｓｔｅｒとしての動作を行う。なお、Ｍａｓｔｅｒ動作を行う際には、ビーコンに自装置のＭＡＣアドレスを入れて送信する（図３のＲＥＰ欄参照）。

以上のように、通常のＴＤＭＡの動作の仕組みを持った各装置に、装置種別、動作周期、ＭＡＣアドレスのパラメータを設定することで、Ｍａｓｔｅｒ動作、Ｓｌａｖｅ動作、休止動作の各動作時刻を各装置自身によって自律的に決定することができるので、干渉を生じさせることのないＴＤＭＡによる中継伝送を単一周波数を用いて実現することができる。

また、単一周波数の信号を用いて中継伝送するＲＥＰにおいて、新たな端末の収容が可能となる。さらに、例えばＲＥＰが一列に並んだ場合にしか適用できないといった、ＲＥＰの接続にかかる従来の制約を排除することもできる。

なお、上記の動作において、ビーコンの誤検出を回避する観点から、所望のビーコンを動作周期間隔で連続して受信できることの確認を行った後に、Ｓｌａｖｅ動作を開始することが好ましい。

また、上記の説明では、ビーコンの識別のためにＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスを予めビーコンに含めるものとしたが、複数種類のビーコンをあらかじめ定義しておき、ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスの代わりにビーコン番号をＭａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅ、ＲＥＰに設定し、Ｍａｓｔｅｒは設定された番号のビーコンを送信し、ＳｌａｖｅとＲＥＰはＳｌａｖｅ動作時に、設定された番号のビーコンを探査することで代替してもよい。このようにすれば、ビーコンにＭＡＣアドレスを入れて送信する必要はない。

実施の形態２．
実施の形態１では、動作周期をパラメータとして各装置に予め設定するとしたが、Ｍａｓｔｅｒが送信するビーコンに動作周期の情報も含ませるようにしてもよい。この場合、ＳｌａｖｅまたはＲＥＰがビーコンを受信する際、ビーコンからＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスおよび動作周期を取り出すことにより、ＳｌａｖｅおよびＲＥＰが動作周期を認識することができる。なお、ＲＥＰの場合には、ＲＥＰ自身がＭａｓｔｅｒ動作する際に、受信した動作周期を含ませたビーコンを送信すればよい。

このように、Ｍａｓｔｅｒ動作する装置が、動作周期を含ませたビーコンを送信することにより、動作周期のパラメータをＭａｓｔｅｒだけに設定すればよいので、設定が簡易になるという効果が得られる。

実施の形態３．
（システムの構成）
図４は、本発明の実施の形態３にかかるデータ中継システムの接続構成および当該システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。同図に示すデータ中継システムは、図２に示した実施の形態１の構成と比較すると、Ｍａｓｔｅｒに２つのＲＥＰ（２０，５０）が接続されており、ＲＥＰが並列に並んで配列されている点が本質的な相違点である。

（システムの動作）
つぎに、本実施の形態にかかるデータ中継システムの動作について図４および図５を参照して説明する。ここで、図５は、図４に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。なお、図４の全ての装置は、実施の形態１と同様に、単一周波数Ｆ１で動作し、動作周期のパラメータが各装置に設定されているものとする。また、本実施の形態における動作周期の考え方は、実施の形態１と同様であり、具体的には、ＭａｓｔｅｒおよびＲＥＰの合計台数である「６」が設定される。

図５において、
（１）時刻１では、Ｍａｓｔｅｒ１０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０，５０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（２）時刻２では、ＲＥＰ２０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ２１，２２およびＲＥＰ３０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（３）時刻３では、ＲＥＰ３０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ３１，３２およびＲＥＰ４０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（４）時刻４では、ＲＥＰ４０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ４１，４２がＳｌａｖｅ動作を行う。
（５）時刻５では、ＲＥＰ５０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ５１，５２およびＲＥＰ６０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（５）時刻６では、ＲＥＰ６０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ６１，６２がＳｌａｖｅ動作を行う。
（６）時刻７以降は、時刻１〜６までの動作が繰り返し実行される。

図５および上記の説明から明らかなように、ＲＥＰ５０の動作が、図３の場合と異なる。すなわち、図３の場合は、Ｓｌａｖｅ動作を行った全てのＲＥＰは、次のフレーム時間でＭａｓｔｅｒ動作を行っていた。これに対し、図５の場合では、ＲＥＰ２０，３０，４０，６０は同様にＳｌａｖｅ動作を行った後、次のフレーム時間でＭａｓｔｅｒ動作を行っているが、ＲＴＥＰ装置５０はＳｌａｖｅ動作を行った後、３フレーム時間だけ休止してからＭａｓｔｅｒ動作を行っている。これは、図４に示すようにＲＥＰの分岐に伴って行われる必須の動作である。

（各装置におけるタイミング認識処理）
つぎに、各装置が動作するタイミングの認識処理について図５を参照して説明する。

まず、実施の形態１と同様に、Ｍａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅ、ＲＥＰの３種類の全装置に対して、装置種別、動作周期のパラメータが設定される。
また、装置種別に応じて、以下のパラメータも設定される。
（１）Ｍａｓｔｅｒ：自装置のＭＡＣアドレス
（２）Ｓｌａｖｅ：ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレス
（３）ＲＥＰ：ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレス、自装置のＭＡＣアドレスおよび切り替え遅延
なお、動作周期は、上述のように「６」が設定される。

一方、この実施の形態では、「切り替え遅延」というパラメータが設定される。この切り替え遅延は、ＲＥＰにおいて、Ｓｌａｖｅとして動作してからＭａｓｔｅｒとして動作するまでのフレーム時間である。図５の例では、ＲＥＰ２０，３０，４０，６０はＳｌａｖｅ動作後、直ちにＭａｓｔｅｒ動作しているため、切り替え遅延＝０である。一方、ＲＥＰ５０は、Ｓｌａｖｅ動作後、３フレーム休止してからＭａｓｔｅｒ動作しているため、切り替え遅延＝３である。

ＭａｓｔｅｒおよびＳｌａｖｅにおける動作タイミングの決定は、実施の形態１と同一である。なお、ＭａｓｔｅｒおよびＳｌａｖｅは、動作周期毎に一度、Ｍａｓｔｅｒ動作あるいはＳｌａｖｅ動作のいずれかの動作を動作周期間隔で実行する。

また、ＲＥＰにおけるＳｌａｖｅ動作のタイミングは、実施の形態１と同様に所望のビーコンを受信したフレーム時間から「動作周期」間隔で動作する。一方、ＲＥＰにおけるＭａｓｔｅｒ動作のタイミングは、Ｓｌａｖｅ動作したフレーム時間から「切り替え遅延」に基づいて決まるフレーム時間後にＭａｓｔｅｒ動作を行う。

つぎに、「切り替え遅延」の値の決定手法について説明する。Ｍａｓｔｅｒ、ＲＥＰのＭａｓｔｅｒ動作する時刻が、例えば図４に示すように決定されると、ＲＥＰがＳｌａｖｅ動作する時刻（＝ＴＳ）とＭａｓｔｅｒ動作する時刻（＝ＴＭ）が決まる。このとき、切り替え遅延は以下の式で求められる。

切り替え遅延＝ＴＭ−ＴＳ−１

例えば、ＲＥＰ２０は、ＴＭ＝２、ＴＳ＝１であるため、切り替え遅延＝２−１−１＝０となる。
一方、ＲＥＰ５０はＴＭ＝５、ＴＳ＝１であるため、切り替え遅延＝５−１−１＝３となる。

以上のように、この実施の形態では、通常のＴＤＭＡの動作の仕組みを持った各装置に、装置種別、動作周期、ＭＡＣアドレスおよび切り替え遅延のパラメータを設定するようにしているので、ネットワーク構成に中継装置の分岐部が存在する場合であっても、Ｍａｓｔｅｒ動作、Ｓｌａｖｅ動作、休止動作の各動作時刻を各装置自身によって自律的に決定することができ、干渉の発生を抑止したＴＤＭＡによるデータ中継を実現することができる。

なお、本実施の形態では、動作周期および切り替え遅延のパラメータを各装置に予め設定するとしたが、Ｍａｓｔｅｒが送信するビーコンに動作周期および切り替え遅延のパラメータを含ませるようにしてもよい。

実施の形態４．
（システムの構成）
図６は、本発明の実施の形態４にかかるデータ中継システムの接続構成および当該システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。同図に示すデータ中継システムは、図４に示した実施の形態２の構成と装置構成（トポロジ）は同一であるが、ＲＥＰ３０、Ｓｌａｖｅ２１，２２を収容するＲＥＰ２０と、Ｓｌａｖｅ６１，６２を収容するＲＥＰ６０とが干渉を生じさせない距離以上に離間されて配置されている場合を想定している。また、ＲＥＰ６０、Ｓｌａｖｅ５１，５２を収容するＲＥＰ５０と、Ｓｌａｖｅ４１，４２を収容するＲＥＰ４０との間も、干渉を生じさせない距離以上に離間されて配置されている場合を想定している。

（システムの動作）
つぎに、本実施の形態にかかるデータ中継システムの動作について図６および図７を参照して説明する。ここで、図７は、図６に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。なお、図６の全ての装置は、実施の形態１と同様に、単一周波数Ｆ１で動作し、動作周期のパラメータが各装置に設定されているものとする。一方、本実施の形態における動作周期は、実施の形態３とは異なり、ＭａｓｔｅｒおよびＲＥＰの合計台数である「６」ではなく、「４」が設定されている。

図７において、
（１）時刻１では、Ｍａｓｔｅｒ１０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０，５０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（２）時刻２では、ＲＥＰ２０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ２１，２２およびＲＥＰ３０がＳｌａｖｅ動作を行う。さらに、ＲＥＰ６０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ６１，６２がＳｌａｖｅ動作を行う。
（３）時刻３では、ＲＥＰ３０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ３１，３２およびＲＥＰ４０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（４）時刻４では、ＲＥＰ４０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ４１，４２がＳｌａｖｅ動作を行う。さらに、ＲＥＰ５０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ５１，５２およびＲＥＰ６０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（５）時刻５以降は、時刻１〜４までの動作が繰り返し実行される。

動作周期は各装置共に「４」が設定される。一方、ＲＥＰにおける切り替え遅延は、以下のように決定される。
（１）ＲＥＰ２０，３０，４０：切り替え遅延＝０
（２）ＲＥＰ５０：切り替え遅延＝２
（３）ＲＥＰ６０：切り替え遅延＝１

図６に示す構成は、同一時刻に動作させても干渉が生起しないＲＥＰ同士の組合せが存在する場合の一例を示したものであり、このような構成の場合には、動作周期をＭａｓｔｅｒおよびＲＥＰの合計台数よりも減らすことができる。その結果、実施の形態３と同一の構成（トポロジー）であっても、動作周期を実施の形態３よりも短くすることができ、データを中継する際の遅延時間を短縮することができる。

なお、動作タイミングの決定に必要なパラメータは、実施の形態３と同様に、動作周期および切り替え遅延だけでよい。したがって、動作周期および切り替え遅延のパラメータを設定することで、Ｍａｓｔｅｒ動作、Ｓｌａｖｅ動作、休止動作の各動作時刻を各装置自身によって自律的に決定することができ、干渉の発生を抑止したＴＤＭＡによるデータ中継を実現することができる。また、干渉の可能性のないＲＥＰ同士を同時刻に動作させるようにしているので、実施の形態３の場合よりも動作周期を短くすることができ、遅延時間の短縮化が可能となる。

実施の形態５．
（システムの構成）
図８は、本発明の実施の形態５にかかるデータ中継システムの接続構成および当該システムにおけるデータ中継方法の概念を示す図である。ところで、これまでに説明した各実施の形態では、動作周期内に１回のみのＭａｓｔｅｒ動作あるいはＳｌａｖｅ動作がある場合について詳述してきた。一方、本実施の形態では、２回以上のＭａｓｔｅｒ動作あるいはＳｌａｖｅ動作を行う装置が含まれる場合のデータ中継方法を提供するものである。なお、この手法により、例えば収容されるＳｌａｖｅが多いＳｌａｖｅ、あるいは高スループットを実現したいＳｌａｖｅの動作頻度を上げることが可能となる。

（システムの動作）
つぎに、本実施の形態にかかるデータ中継システムの動作について図８および図９を参照して説明する。ここで、図９は、図８に示した各装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。なお、図８の全ての装置は、実施の形態１と同様に、単一周波数Ｆ１で動作し、動作周期のパラメータが各装置に設定されているものとする。一方、本実施の形態における動作周期は、実施の形態１，２、あるいは実施の形態３とも異なり、「８」が設定されている。

図９において、
（１）時刻１では、Ｍａｓｔｅｒ１０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０，４０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（２）時刻２では、ＲＥＰ２０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ２１〜２５、ＲＥＰ３０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（３）時刻３では、ＲＥＰ３０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ３１〜３３がＳｌａｖｅ動作を行う。
（４）時刻４では、ＲＥＰ４０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ４１がＳｌａｖｅ動作を行う。
（５）時刻５では、ＲＥＰ２０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ２１〜２５、ＲＥＰ３０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（６）時刻６では、ＲＥＰ３０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ３１〜３３がＳｌａｖｅ動作を行う。
（７）時刻７では、Ｍａｓｔｅｒ１０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０，４０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（８）時刻８では、ＲＥＰ２０がＭａｓｔｅｒ動作を行い、Ｓｌａｖｅ２１〜２５、ＲＥＰ３０がＳｌａｖｅ動作を行う。
（９）時刻９以降は、時刻１〜８の動作が繰り返し実行される。

なお、上述のように本実施の形態の動作周期は「８」であり、ＭａｓｔｅｒとＲＥＰの合計台数より大きな値に設定されている。このため、Ｍａｓｔｅｒ１０は１動作周期内で２回のＭａｓｔｅｒ動作を実行し、ＲＥＰ２０は１動作周期内で３回のＭａｓｔｅｒ動作を実行し、ＲＥＰ３０は１動作周期内で２回のＭａｓｔｅｒ動作を実行し、ＲＥＰ４０は１動作周期内で１回のＭａｓｔｅｒ動作を実行する。

（各装置におけるタイミング認識処理）
つぎに、各装置が動作するタイミングの認識処理について図９および図１０を参照して説明する。ここで、図１０は、各装置が動作周期内でＭａｓｔｅｒ動作またはＳｌａｖｅ動作を行う動作タイミングが示されているテーブルである。

まず、Ｍａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅ、ＲＥＰの３種類の全装置に対して、以下のパラメータが設定される。
（１）装置種別（Ｍａｓｔｅｒ、Ｓｌａｖｅ、ＲＥＰのいずれかを設定）
（２）動作周期
（３）動作テーブル

また、装置種別に応じて、以下のパラメータも設定される。
（１）Ｍａｓｔｅｒ：自装置のＭＡＣアドレス
（２）Ｓｌａｖｅ：ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレス
（３）ＲＥＰ：ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスおよび自装置のＭＡＣアドレス

このとき、各装置は、図１０に示すテーブルのうち、該当する一行分のデータを持っている。例えば、Ｍａｓｔｅｒ１０は、フレーム時間１に「Ｍ１」、フレーム時間７に「Ｍ」と書かれたテーブルを保持し、ＲＥＰ２０はフレーム時間１と７に「Ｓ」、フレーム時間２に「Ｍ１」、フレーム時間５と８に「Ｍ」と書かれたテーブルを保持している。ここで、「Ｍ」はＭａｓｔｅｒ動作をする相対時刻であること、「Ｓ」はＳｌａｖｅ動作をする相対時刻であることを示している。また、「Ｍ１」は動作周期内で複数回Ｍａｓｔｅｒ動作する場合の最初のＭａｓｔｅｒ動作であることを示している。なお、ここで示したフレーム時間の数値は、図８に記述している「時刻」とは異なり、「相対時刻」である。したがって、「フレーム時間１」においては、Ｍａｓｔｅｒ以外は必ずＳｌａｖｅ動作となる。

図１０に戻って、ＭａｓｔｅｒおよびＲＥＰは、動作テーブルで「Ｍ」または「Ｍ１」と書かれているフレーム時間では、フレーム時間の先頭にフレーム時間開始を示すビーコンを送信する。また、ビーコンには自装置のＭＡＣアドレスを入れて送信する。さらに、「Ｍ１」と書かれているフレーム時間では、「Ｍ１」であることを示す情報（１ビットで可）を入れて送信する。

Ｍａｓｔｅｒ１０は、起動時の任意のタイミングをフレーム時間１と認識し、動作テーブルのフレーム時間１に書かれた「Ｍ１」という情報に基づいて、Ｍａｓｔｅｒ動作を行い、かつ、ビーコンに情報「Ｍ１」を入れて送信する。以後、フレーム時間毎に動作テーブルが読み出される。フレーム時間７では、動作テーブルに「Ｍ」と書かれているため、Ｍａｓｔｅｒ動作を行う。その他の時間では休止する。以後、動作周期＝８（フレーム時間×８）で動作を繰り返す。

Ｓｌａｖｅ１１，１２は、ビーコンを監視し、ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスと一致し、かつ、「Ｍ１」と書かれたビーコンを受信できるまでビーコンの探査を行う。所望のビーコンが受信できると、そのフレーム時間をフレーム時間１と認識し、Ｓｌａｖｅ動作を行う。以後、動作テーブルに従って動作する。本例では、フレーム時間７においてもＳｌａｖｅ動作を行う。

ＲＥＰ２０は、ビーコンを監視し、ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスと一致し、かつ、「Ｍ１」と書かれたビーコンを受信できるまでビーコンの探査を行う。所望のビーコンが受信できると、そのフレーム時間をフレーム時間１と認識し、Ｓｌａｖｅ動作を行う。以後、動作テーブルに従って動作する。本例では、フレーム時間２で「Ｍ１」のＭａｓｔｅｒ動作（すなわち、複数回Ｍａｓｔｅｒ動作する場合の最初のＭａｓｔｅｒ動作）を行い、フレーム時間５，８でＭａｓｔｅｒ動作、フレーム時間７でＳｌａｖｅ動作を行う。

ＲＥＰ３０は、ビーコンを監視し、ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスと一致し、かつ、「Ｍ１」と書かれたビーコンを受信できるまでビーコンの探査を行う。所望のビーコンが受信できると、そのフレーム時間をフレーム時間１と認識し、Ｓｌａｖｅ動作を行う。以後、動作テーブルに従って動作する。本例ではフレーム時間２で「Ｍ１」のＭａｓｔｅｒ動作を行い、フレーム時間５でＭａｓｔｅｒ動作、フレーム時間４，７でＳｌａｖｅ動作を行う。なお、本装置の動作の場合、上位のＭａｓｔｅｒであるＲＥＰ２０が「Ｍ１」動作する時間をフレーム時間１と認識するため、図１０に示す動作テーブルでのフレーム時間と、図９に示す時刻とは一致しない。具体的に、図１０の方がフレーム時間１個分左にずれることになる。

同様に、他のＳｌａｖｅ、ＲＥＰも、ＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスと一致し、かつ、「Ｍ１」の情報の入ったビーコンの受信タイミングをフレーム時間１と認識した上で、動作テーブルに従って動作する。

以上の動作を行うことで、装置毎に可変設定された動作頻度に基づいて、干渉することなく中継動作することが可能となる。特に、収容されているＳｌａｖｅ数が多く、トラヒック発生の多い箇所の動作頻度を多く設定することにより、データの中継遅延を減少させることが可能となる。

なお、上記説明では、動作テーブルは各装置に初期設定する（図１０の１行分）としたが、Ｍａｓｔｅｒ１０に図１０の全ての行のテーブルを設定し、他の装置には動作テーブルを初期設定せず、自装置が動作テーブルの何行目を参照すればよいかだけの情報を設定してもよい。この場合、Ｍａｓｔｅｒ１０が送信するビーコンに全ての動作テーブル情報を入れて送信して下位装置に伝えていくことにすれば、各装置への個別の設定は不要である。また、下位ＲＥＰは、動作テーブルが入手できるまではＳｌａｖｅ動作のみを行う（動作テーブルの入手まではＭａｓｔｅｒ動作するタイミングを認識できないため。なお、Ｓｌａｖｅとして動作するタイミングはＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスが含まれるビーコンを探査することで認識可）。また、動作テーブルの伝達手法として、ビーコン以外にも、アプリケーションレイヤの通信によって、動作テーブルを入手するようにしてもよい。なお、この場合も、動作テーブルの入手までは、Ｓｌａｖｅ動作のみを行えばよい。

実施の形態６．
上述の実施の形態５では、各装置に動作周期と動作テーブルのパラメータを予め設定する必要があった。したがって、実施の形態５にかかる手法のみでは、動作タイミングを運用中に変更することができない。また、実施の形態５にかかる手法では、パラメータを変更する際には、装置をリセットする必要があるため、その間、通信が切断されてしまう。そこで、本実施の形態では、動作タイミングを運用中に変更する手法について説明する。

まず、動作タイミングを運用中に変更する手法の概要について説明する。なお、通常時（運用時）の動作は、実施の形態５と同一であり、その説明を省略する。

動作タイミングを変更する際には、まず、動作テーブルを変更する必要がある。このため、旧動作テーブルから新動作テーブルに切り替えるためのタイミング情報をＭａｓｔｅｒから下位装置に転送した後、一斉に新動作テーブルに切り替えることを行う。なお、切り替えタイミングは、動作周期の最後のフレーム時間が終わったタイミングとする。

新動作テーブルは、Ｍａｓｔｅｒ動作する装置がビーコンに含めて通知しても、アプリケーションレイヤで通信することで通知してもよい。なお、新動作テーブルへの切り替えタイミングは、フレーム時間単位で切り替える必要があるため、アプリケーションレイヤを利用した通知処理では、ネットワークの規模が大きくなると、全装置における同時切り替え処理が困難となる場合がある。このような場合には、切り替えタイミングの情報は、ビーコンを利用して通知することが好ましい。

つぎに、新動作テーブルへの切り替え動作について図１１を参照して説明する。ここで、図１１は、新動作テーブルへの切り替え動作を示すシーケンス図である。

まず、新動作テーブルの情報をＭａｓｔｅｒ１０から下位の装置へ通知する（ステップＳ１０）。この通知は、図１０に示す現在の動作テーブルに基づいて決定される図９の動作タイミングチャートに従って行われる。具体的には、Ｍａｓｔｅｒ１０からＳｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０，４０（シーケンスＳＱ１０１：時刻１）、ＲＥＰ２０からＳｌａｖｅ２１〜２５およびＲＥＰ３０（シーケンスＳＱ１０２：時刻２）、ＲＥＰ３０からＳｌａｖｅ３１〜３３（シーケンスＳＱ１０３：時刻３）、ＲＥＰ４０からＳｌａｖｅ４１（シーケンスＳＱ１０４：時刻４）、ＲＥＰ２０からＳｌａｖｅ２１〜２５およびＲＥＰ３０（シーケンスＳＱ１０５：時刻５）、ＲＥＰ３０からＳｌａｖｅ３１〜３３（シーケンスＳＱ１０６：時刻６）、Ｍａｓｔｅｒ１０からＳｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０，４０（シーケンスＳＱ１０７：時刻７）、ＲＥＰ２０からＳｌａｖｅ２１〜２５およびＲＥＰ３０（シーケンスＳＱ１０８：時刻８）、という各シーケンスに従って新動作テーブルが全装置に通知される。なお、この通知には時間がかかってもよい。また、新動作テーブルの情報が通知されるまでの間は、現在使用している動作テーブルで動作を続ける。

いま、動作周期のｎ（ｎは自然数）倍の時間の経過後、全装置に新動作テーブルを通知できたものとする（ステップＳ１５）このときの時刻を８ｎ（動作周期「８」×ｎ）フレームとする。

つぎに、新動作テーブルが通知できた時刻のつぎの時刻、すなわち時刻８ｎ＋１から、新動作テーブルへの切り替えタイミング情報をビーコンに入れ、新動作テーブルの通知と同様な手順にてＭａｓｔｅｒ１０から全装置に対して通知する（ステップ２０、シーケンスＳＱ１２１〜１２８）。

切り替えタイミングの情報として、例えば「次の動作周期タイミング」という情報とする。各装置は、現在の動作周期を認識しているため、この情報に基づいて、切り替えタイミングを認識することができる。また、「次の動作周期タイミング」という切り替えタイミング情報に代えて、「動作周期のＬ倍の時間後」と伝達してもよい。この場合、全装置は動作周期が１周するたびにＬの値を１ずつ減らしていく。そして、Ｌ＝１（次の動作周期で切り替え）となると、その動作周期終了後に、全装置は新動作テーブルで動作を開始する。

上記のようなステップで動作させることで、運用中に動作テーブルを変更することができ、Ｓｌａｖｅの追加・削除などネットワーク構成変更に応じた柔軟な動作を行うことが可能となる。

また、上記の説明において、「新動作テーブルを各装置に通知する」、と説明したが、実施の形態１〜５で説明したように動作テーブルを用いずに動作周期と切り替え遅延のパラメータで動作させている場合には、動作周期および切り替え遅延の各情報を上記と同様にビーコンあるいはアプリケーションレイヤで各装置に通知してから、切り替えタイミングの情報をビーコンで転送するとともに、現在の動作周期の切れ目で、新しいパラメータ（動作周期、切り替え遅延）に変更するような手順とすればよい。

実施の形態７．
実施の形態６では、運用中に動作テーブルを変更する場合の一例を示した。一方、本実施の形態では、装置を増設する場合の動作について説明する。装置増設の例として、図１２に示すようにＭａｓｔｅｒ１０とＲＥＰ２０，３０、Ｓｌａｖｅ１１，１２，２１，２２，３１，３２の構成で動作しているときに、Ｓｌａｖｅ４１，４２を収容するために、ＲＥＰ４０を増設する場合を想定する。このとき、動作周期は「３」から「４」に変更される。

この場合、全装置に新パラメータ（動作周期＝４）を設定してから立ち上げ直すことでも動作は可能であるが、サービス中のＳｌａｖｅ１１，１２，２１，２２，３１，３２の通信が切断されるという影響がある。また、上位の装置から接続していくため、システムが大規模の場合には、下位の装置での通信断時間が長くなってしまうという欠点がある。本実施の形態は、このような欠点を回避するための手法として非常に有用である。

つぎに、システムの構成に変更があった場合の新パラメータへの切り替え動作について図１３を参照して説明する。ここで、図１３は、新パラメータへの切り替え動作を示すシーケンス図である。

図１２の上段部に示す装置構成で動作しているとき、Ｓｌａｖｅ４１，４２およびＲＥＰ４０が追加され、図１２の下段部に示す装置構成に変更されたものとする。このような場合、新規に追加した装置が通信開始できるまでの時間は長くても許容できると考えられるが、既存装置の通信断は発生しないことが望ましい。そのため、動作周期を即時に変更することは好ましくなく、動作しているＲＥＰ、Ｓｌａｖｅに動作周期変更を通知してから一斉に切り替えることが好ましい。

そこで、新たに追加したＲＥＰ４０は、まず、ＲＥＰ３０のＳｌａｖｅとして動作させる。より詳細には、所望のＭａｓｔｅｒのＭＡＣアドレスが含まれるビーコンを探査し、ビーコンが見つかると、そのときのフレーム時間でＳｌａｖｅ動作を開始する（ステップＳ５１）。なお、上述の実施の形態２のように、ビーコンに動作周期の情報が含まれている場合には、ビーコンの探査によって動作周期を認識することができ、当該動作周期でＳｌａｖｅ動作が繰り返される。

ＲＥＰ４０は、上位ＭａｓｔｅｒであるＲＥＰ３０に自身がＲＥＰであるということを通知（参入通知）する（シーケンスＳＱ５０１）。ＲＥＰ３０は、追加された装置がＲＥＰであることを理解すると、そのＲＥＰがＭａｓｔｅｒとして動作する動作周期を与える必要があるため、上位のＭａｓｔｅｒであるＲＥＰ２０にＲＥＰ４０が新規追加されたことを通知する（シーケンスＳＱ５０２）。同様に、ＲＥＰ２０はＭａｓｔｅｒ１０にＲＥＰ４０が新規追加されたことを通知する（シーケンスＳＱ５０３）。

Ｍａｓｔｅｒ１０は、ＲＥＰ４０が追加されたことを認識し、新たなパラメータを計算する（ステップＳ５２）。このとき、直列に接続された場合であれば、動作周期のみを通知するだけでよいが、分岐して接続された場合には、動作周期および切り替え遅延（休止時間）のパラメータも通知する必要がある。なお、本例では、直列に接続された場合を一例として示しているので、ＲＥＰの切り替え遅延は全て０であり、動作周期のみを計算すればよい。

そして、Ｍａｓｔｅｒ１０によって計算された新パラメータ（動作周期）は、Ｍａｓｔｅｒ１０から下位の装置（ＲＥＰ、Ｓｌａｖｅ）に通知される（シーケンスＳＱ５０４〜ＳＱ５０６）。なお、既存装置は、旧パラメータで動作を続けているため、既存装置の通信断を回避するという目的では、この通知に時間がかかっても構わない。このため、アプリケーションレイヤで通信を行っても、あるいは、ビーコンの中に新パラメータを入れて通知してもよい。ただし、アプリケーションレイヤで通知する場合には、１対１の通信であるため、配下の装置に個別に通知が必要である。なお、ビーコンで通知する場合は、配下の装置にブロードキャストされるため、１回送信すればよい。

図１３のシーケンスでは、新パラメータの通知がノイズ等により失敗してもリカバリが可能なようにＲＥＰ、Ｓｌａｖｅから「新パラメータ受領応答」を返信することにしている（シーケンスＳＱ５０７〜ＳＱ５０９）。Ｍａｓｔｅｒ動作を行う装置は、「新パラメータ受領応答」が受領できない配下の装置があれば、再度「新パラメータ通知」を送信する。

全ての装置に新パラメータが通知できたことをＭａｓｔｅｒ１０が確認できると、Ｍａｓｔｅｒ１０から「切り替えタイミング通知」として、新パラメータに切り替えるタイミング情報を通知する（シーケンスＳＱ５１０〜ＳＱ５１５）。このタイミング情報の単位は、フレーム時間とし、現在の動作周期の整数倍とする。図１３の例では、動作周期が３であり、その２倍の６フレーム時間後から切り替えることとしている。切り替えタイミングは、フレーム時間単位の精度が要求されるため、アプリケーションレイヤではなく、ビーコンに入れて通知することが好ましい。

つぎに、新パラメータに切り替えるタイミング情報の通知に関して、より詳細に説明する。まず、Ｍａｓｔｅｒ１０は、切り替えタイミング＝６として配下のＳｌａｖｅ１１，１２およびＲＥＰ２０に通知する（シーケンスＳＱ５１０）。ＲＥＰ２０は、つぎのフレーム時間でＭａｓｔｅｒ動作を行うため、前時刻で受信した切り替えタイミングの値から１減算し、切り替えタイミング＝５を通知する（シーケンスＳＱ５１１）。以下同様に、ＲＥＰ３０は、切り替えタイミング＝４を通知する（シーケンスＳＱ５１２）。ここで、つぎの時刻は、Ｍａｓｔｅｒ１０の動作タイミングであるが、Ｍａｓｔｅｒ１０は、前回の通知時に、切り替えタイミング＝６を通知したが、今回は、前回通知した切り替えタイミング＝６から現在の動作周期である３を減じた値である切り替えタイミング＝３を通知する（シーケンスＳＱ５１３）。以後、各ＲＥＰは、切り替えタイミングの値から１ずつ減算して後段に通知する（シーケンスＳＱ５１４，ＳＱ５１５）。新規端末であるＳｌａｖｅ４１，４２を収容するＲＥＰ４０は、ＲＥＰ３０からのビーコンに含まれる切り替えタイミングの値から、新パラメータで動作する開始時刻を把握する。具体的には、切り替えタイミング＝０となるフレーム時間で新パラメータによる動作が開始される（ステップＳ５３）。

図１３の例では、切り替え遅延＝０のため、ＲＥＰ４０は、ＲＥＰ３０から通知された切り替えタイミング＝１を受信したフレーム時間の次のフレーム時間から、新パラメータ（動作周期＝４）での動作およびＭａｓｔｅｒ動作の双方が可能となる。実際には、Ｍａｓｔｅｒ１０のＭａｓｔｅｒ動作開始時刻を時刻１とするとき、時刻４のときにＲＥＰ４０はＭａｓｔｅｒ動作を開始する（ステップＳ５７）。なお、その他の装置（Ｍａｓｔｅｒ、ＲＥＰ、Ｓｌａｖｅ）も、切り替えタイミング＝０となる時間から、新パラメータ（動作周期、切り替え遅延）による動作（Ｍａｓｔｅｒ動作、Ｓｌａｖｅ動作）が開始される（ステップＳ５４〜Ｓ５６，Ｓ５８）。

一方、ＲＥＰ４０の配下にあるＳｌａｖｅ４１，４２は、ＲＥＰ４０がＭａｓｔｅｒ動作を開始してから、ようやくＭａｓｔｅｒ１０のＭＡＣアドレスが含まれるビーコンの受信が可能となり、ＲＥＰ４０との通信が可能となる。

なお、上記の説明では、装置を増設する場合の動作について、実施の形態１〜５に示すような「動作テーブルを用いずに動作周期と切り替え遅延のパラメータで動作する」場合を一例として説明したが、実施の形態６，７に示すような「動作テーブルで動作する」場合であっても、本実施の形態の手法を適用することができる。この場合、新たな動作テーブルの情報を上記と同様にビーコンあるいはアプリケーションレイヤで各装置に通知するとともに、新動作テーブルへの切り替えタイミングの情報をビーコンで転送するような手順をとればよい。

上記のようなステップにより、新しいＲＥＰを追加した場合でも、システムの運用中に既存装置の通信を切断することなく新たなＲＥＰを収容することが可能となる。

以上のように、本発明は、遠距離に配置された装置間のデータ中継を単一周波数を用いて行うデータ中継システムおよびデータ中継方法として有用である。

１０ Ｍａｓｔｅｒ（親局）
１１，２１〜２５，３１〜３３，４１，４２，５１，５２，６１，６２ Ｓｌａｖｅ（子局、端末）
２０，３０，４０，５０，６０ ＲＥＰ（Ｒｅａｐｅａｔｅｒ：中継器）

Claims (9)

1. 親局装置と、
   前記親局装置に時分割多元接続され、前記親局装置から送信された信号を中継する中継装置と、
   前記中継装置に時分割多元接続された子局装置と、
   を備え、
   前記中継装置は、自身に時分割多元接続される子局装置の親局として動作し、
   時分割多元接続の動作周期にかかるパラメータが前記親局装置および前記中継装置に設定されるとともに、自身の動作タイミングを決定するパラメータが前記中継装置に設定され、
   前記動作周期にかかるパラメータおよび前記自身の動作タイミングを決定するパラメータに基づいて前記中継装置が動作すること、
   を特徴とするデータ中継システム。
2. 前記動作周期にかかるパラメータおよび前記自身の動作タイミングを決定するパラメータが、システムの動作時に親局として動作する装置からビーコン信号またはアプリケーションレイヤの信号に含められて伝達されることを特徴とする請求項１に記載のデータ中継システム。
3. 前記ビーコン信号または前記アプリケーションレイヤの信号に含められて上位装置から伝達された新たなパラメータが前記中継装置および前記子局装置にて一旦保持され、
   現在のパラメータから新たなパラメータへの一斉変更を行う際の切り替えタイミングを示す信号が前記親局装置から前記ビーコン信号に含まれて伝達されることを特徴とする請求項２に記載のデータ中継システム。
4. 前記動作周期のパラメータ値が、システム内の親局装置および中継装置の合計数に一致することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のデータ中継システム。
5. 前記動作周期のパラメータ値が、システム内の親局装置および中継装置の合計数よりも小さな値に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のデータ中継システム。
6. 前記動作周期のパラメータ値が、システム内の親局装置および中継装置の合計数よりも大きな値に設定され、
   前記親局装置および前記中継装置のうちの特定の装置が、前記動作周期内で親局として複数回動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のデータ中継システム。
7. 親局装置と、前記親局装置に時分割多元接続され、前記親局装置から送信された信号を中継する中継装置と、前記中継装置に時分割多元接続される子局装置と、を備え、
   前記中継装置は、自身に時分割多元接続される子局装置の親局として動作するデータ中継システムに適用可能なデータ中継方法であって、
   前記親局装置および前記子局装置では、時分割多元接続の動作周期にかかるパラメータを設定し、前記中継装置では、時分割多元接続の動作周期および自身の動作タイミングを決定するパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、
   前記パラメータ設定ステップにおいて設定された動作周期にかかるパラメータおよび自身の動作タイミングを決定するパラメータに基づいて前記親局装置および前記中継装置が信号を送信する信号送信ステップと、
   を備えたことを特徴とするデータ中継方法。
8. 新たな中継装置の参入を上位装置側に通知する参入通知ステップと、前記動作周期および前記自身の動作タイミングを決定するパラメータにかかる新パラメータを算出するパラメータ算出ステップと、をさらに有し、
   前記パラメータ算出ステップは、前記参入通知ステップによって通知された中継装置の参入位置に基づいて前記動作周期および前記自身の動作タイミングを決定するパラメータにかかる新パラメータを算出することを特徴とする請求項７に記載のデータ中継方法。
9. 親局装置に時分割多元接続されるとともに、前記親局装置から送信された信号を中継する中継装置であって、
   自身に時分割多元接続された子局装置の親局として動作し、
   時分割多元接続の動作周期にかかるパラメータおよび自身の動作タイミングを決定するパラメータが設定され、
   前記動作周期にかかるパラメータおよび前記自身の動作タイミングを決定するパラメータに基づいて動作すること、
   を特徴とする中継装置。

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