JP2014036283A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】信号の衝突発生を回避することで、無線リソースの利用効率を向上させながら、同時に送受信動作時間を抑制して省電力動作が可能な無線通信システムを実現する。
【解決手段】無線親局を頂点とする階層状のツリー型ネットワークにおいて、無線親局１は一階層下の無線子局２に対して、ツリー情報をもとに無線子局２とさらに下層の無線子局２が通信をおこなう期間を決めたスケジューリング情報を報知送信し、それを受信した一階層下の無線子局２は、自局が通信する期間と、自局よりも下層の無線局が通信する期間に分割して、スケジューリング情報保持手段２３２に格納するとともに、自局が通信する期間を用いて、一階層下の無線局に自局よりも下層の無線局が通信する期間を伝達する。各無線子局はそのスケジューリング情報に従って、上り通信／下り通信をおこなう。
【選択図】図３

Description

この発明は、複数の無線局よって構成されるネットワークで、その中の１台の無線局を頂点にしたツリー構造を持つネットワークにおいて、無線局と無線局が直接、または他の無線局が中継することにより互いに通信を行う無線通信システムに関するものである。

無線によりパケット化された情報を伝送する無線パケット通信システムにおいて、中継機能を持った複数の無線局によって構成されるマルチホップ型の無線通信システムが注目されている。
このマルチホップ型無線通信システムでは、通信距離が短い比較的簡易な無線機を用いても、発信元の無線局から宛先の無線局までの間をパケットの中継をしながら情報の伝送をおこなうことが可能であるため、広い範囲に無線局が点在するような、センサネットワークの構築に適している。

マルチホップ型の無線通信システムには、システム内で直接通信が不可能な距離をおいて配置される複数の無線局で、その無線局同士の送信のタイミングが同時になることで、その双方の無線局と通信可能な位置に配置される無線局では、それらの送信信号が衝突して受信不可となる隠れ端末問題が存在する。
衝突が発生すると、それぞれ再送が発生するため、無線リソースの利用効率が下がり、また、送受信動作をおこなう期間が長くなるため、消費電力が増加する。

その衝突の問題の解決策の一つとして、各無線局の通信する期間をスケジューリングし、各無線局が割り当て期間でのみ通信することで、各無線局間の通信信号の衝突を回避する方法があり、この方法を利用した従来技術として、特許文献１がある。
この特許文献１は、システム内の１台の無線局がスケジューリング機能を持った無線基地局であり、他の無線局は無線端末で、無線基地局と無線端末との間で直接通信するか、あるいは無線基地局と無線端末との間の通信を別の無線端末が中継して通信をおこなう。

無線基地局は、無線基地局と無線端末との間の通信経路が確立されるときに、中継する無線端末からツリー情報を収集し、ツリー構造を判別する手段を持っている。
また、無線基地局はトラフィック量の通知期間を設定し、送信したい情報を持つ無線端末はその情報の送信に先立ち、その通知期間に無線基地局に対してトラフィック量を報告するか、あるいは複数回に分割して情報送信する場合には、１回の送信情報に付加して、トラフィック残量を報告する。

こうして、ツリー構造の情報と、事前に報告された各無線端末のトラフィック量をもとに、各無線端末に対して、その無線端末起点の送信情報のトラフィック量と、その無線端末が中継しようとする別の無線端末起点の送信情報量をもとに、上り／下り通信をおこなう期間を割り当て、それを各無線端末に通知する。各無線端末はその割り当てに従って、その期間だけ情報の送受信をおこなうため、別の無線局間の情報送受信との衝突を回避できる。

同様に、マルチホップ型無線通信システムでの複数無線機からの送信信号同士の衝突回避を実現するものとして特許文献２がある。
この特許文献２は、１つの基幹無線装置と複数の無線装置がツリー状に形成されたネットワークにおいて、ツリー構造の階層位置から決まるタイムスロットと、無線装置毎に割り当てられたサブスロット位置との組み合わせから送信タイミングを特定し、この特定し
た送信タイミングにて通信を行うことで、信号の衝突を回避するものである。

特開２００６−５６５３号公報 特開２００８−２２８１７６号公報

特許文献１の技術では、トラフィック量通知のための期間が必要で、この間はトラフィック量を通知する送信端末の時間割り当てがされず、全ての端末が送信する可能性があり、衝突発生の可能性がある。そのため、通知するトラフィック量自体の情報量と比較して、その後の送信情報の情報量が十分に大きいシステムでは、無線リソースの利用効率向上の効果が得られるが、送信情報の情報量が大きくないシステムでは、利用効率向上は期待できない。

特にセンサネットワークによる監視制御を考えた場合、異常検出を発報するような非定常の動作を除いて、定常動作では、定周期にセンサ値を計測する全ての無線局から比較的少量でほぼ定量の情報を収集するシステムが多く、そのようなシステムに適用する場合では、トラフィック量を通知するための期間を設けることが、逆に、無線リソースの利用効率が低下することとなる。

また、特許文献１では、無線基地局が各無線端末に割り当てた上り／下り通信をおこなう期間の情報を中継する方法が開示されていない。特に、無線を適用しようとするセンサネットワークでは、有線の配線が困難な環境への設置で、無線端末となる無線子局が電池駆動である条件も多い。そのように電池駆動の無線子局の場合には、送受信動作をおこなう期間を短くして、電池消費を抑える必要があるため、無線子局が自局の上り／下り通信期間割り当て情報の受信を含めて、送受信機の動作を短期間にする方式が要求される。

また、特許文献２の技術では、予め決定されたタイムスロット数とサブスロット数で分割構成されたフォーマットをシステム内の全ての無線機で共有した動作であるため、システム構成の動的変化に必ずしも効率的に対応できない。
例えば、システムに収容可能な無線機数の上限はサブスロット分割数となるため、その上限を超えるような新たな無線機をネットワークに参加させることができない。また、最大時に多数の無線機が参加することを見越して、サブスロット数を大きく設定すると、少数の無線機だけが参加しているタイミングでは、使用されないサブスロットが多くなるため、帯域の利用効率が低下する。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、信号の衝突発生を回避することで、無線リソースの利用効率を向上させながら、送受信動作時間を抑制して省電力動作が可能な無線通信システムを実現することを目的とするものである。

この発明に係る無線通信システムは、１台の無線親局と複数台の無線子局からなる無線局により構成され、無線親局と無線子局間で直接通信、または無線親局と無線子局間で他の無線子局が中継することによる通信をおこなう無線通信システムおいて、無線子局は、送受信機部と、無線親局と複数台の無線子局からなるネットワークの通信経路のツリー構造の情報を認識するツリー情報保持手段と、自局及び自局よりも下層の無線局が上り通信および下り通信する期間をスケジューリングしたスケジューリング情報を格納するスケジューリング情報保持手段を備え、無線親局もしくは上層の無線子局から、自局の無線子局
とその下層の無線局に割り当てられた通信期間を、自局が通信する期間と、自局よりも下層の無線局が通信する期間に分割して、スケジューリング情報保持手段に格納するとともに、自局が通信する期間を用いて、直接通信可能な一階層下の無線局に自局よりも下層の無線局が通信する期間を伝達するようにしたものである。

この発明によれば、全ての無線局間の通信に専用の期間を割り当てしているため、無線局間の通信の衝突が回避できるので、無線リソースの利用効率が向上できると同時に、無線子局に対して、上層の無線局が通信のスケジューリング情報を報知送信しているので、無線子局は自局に割り当てられた通信の期間を認識することができるため、他の無線局間の通信の期間は送受信機を停止することが可能となり、省電力動作が実現できる。
また、ネットワークに参加している無線局数に合わせてスケジューリングできるので、無線局数の変化が大きい運用にも効率よく対応可能である。

この発明の実施の形態１によるネットワーク構成を示す図である。 この発明の実施の形態１による無線親局の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１による無線子局の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１による通信のタイムチャート（スケジューリング情報の伝送）を示す図である。 この発明の実施の形態１による通信のタイムチャート（下り通信）を示す図である。 この発明の実施の形態１による通信のタイムチャート（上り通信）を示す図である。 この発明の実施の形態１によるスケジューリング情報Ｍ１の情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態１によるスケジューリング情報Ｍ２ａの情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態１によるスケジューリング情報Ｍ２ｃの情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態１による通信シーケンスを示す図である。 この発明の実施の形態２によるネットワーク構成を示す図である。 この発明の実施の形態２による無線親局の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態２による無線子局の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態２によるスケジューリング情報Ｍ１の情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態２によるスケジューリング情報Ｍ２ａの情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態３によるネットワーク構成を示す図である。 この発明の実施の形態３による無線親局１の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３による無線子局２の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３によるスケジューリング情報Ｍ１の情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態３によるスケジューリング情報Ｍ２ａの情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態３による配下に無線子局が存在しない無線子局によるスケジューリング情報の情報リストを示す図である。 この発明の実施の形態５による無線子局がスケジューリング情報を通知要求した場合に無線親局から通知されるスケジューリング情報の情報リストを示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における無線通信システムを図１〜図８に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１が適用されるネットワーク構成を示す図で、１台の無線親局１と複数台の無線子局２ａ〜２ｅ（総称する場合は添字を省略する）の無線局からなっている。無線親局１はネットワーク構成の頂点となる無線局であり、無線子局２ａ〜２ｅは外部センサなどが接続されて、計測したセンサ情報を送受信する無線端末の無線局となる。

図１では、ネットワークに無線子局２ａ〜２ｅが５台存在している例を示しており、無線親局１は、無線子局２ａ、無線子局２ｂの２台と直接で無線通信をおこない、無線親局１と無線子局２ｃ、２ｄとの間は、無線子局２ａが中継することで、また、無線親局１と無線子局２ｅとの間は、無線子局２ａと２ｃとが中継することで無線通信をおこなう構成になっており、ネットワークの通信経路はツリー構造になっている。

図２は無線親局１の機能ブロック図を示しており、無線の送受信機部１１と、通信制御部１２と、記憶領域１３と、スケジューリング情報生成部１４と、タイミング生成部１５と、上位インターフェース部１６とを備えている。
送受信機部１１は、無線子局２との間で無線通信をおこなうために、通信制御部１２による制御で動作して、通信制御部１２が出力する信号を、符号化・変調など必要な処理で無線信号に変換して、アンテナを介して無線子局２に送信し、また、アンテナを介して無線子局２から受信した信号を復調・複号化など必要な処理で変換して、得られた情報を通信制御部１２に入力する。

記憶領域１３は、その内部に、ツリー情報保持手段１３１、スケジューリング情報保持手段１３２および伝送情報保持手段１３３としての各領域が含まれる。
ツリー情報保持手段１３１は、無線親局１と複数台の無線子局２からなるネットワークの通信経路のツリー情報を保持している。スケジューリング情報保持手段１３２は、ツリー情報保持手段１３１の情報をもとに、スケジューリング情報生成部１４で生成されたスケジューリング情報が保持されている。
なお、ツリー情報保持手段１３１は、ツリー構造そのものを示す情報を格納してもよいし、記憶領域１３の情報と他の構成要素の情報（例えばスイッチの状態やアタッチメントの接続）などの組合せを演算してツリー構造を判断（認識）するようにしてもよい。

スケジューリング情報保持手段１３２のスケジューリング情報は、スケジューリング情報を報知送信する期間と、下りの伝送情報を伝送する期間と、上りの伝送情報を伝送する期間の３つの期間について、無線親局１から末端の無線子局２まで全ての無線子局２が通信するまでの期間をツリー情報を基にスケジューリングして決定し、格納している。
図１に示すネットワークの例では、無線親局１が階層的に自機の直下にある無線子局２ａ、２ｂに対して通信する期間と、下層の無線子局２ａが更にその下層にある無線子局２ｃ、２ｄに対して通信する期間と、無線子局２ｃが更にその下層にある無線子局２ｅに対して通信する期間について、スケジューリング情報を伝送する期間とそれぞれ下り／上りの伝送情報を伝送する期間をスケジューリングして、スケジューリング情報保持手段１３２に格納している。
なお、スケジューリング情報の詳細については後述する。

タイミング生成部１５はスケジューリング情報保持手段１３２に保持されたスケジューリング情報に基づく動作をするために必要な制御タイミングを生成し、通信制御部１２に伝達する。
また、上位インターフェース部１６は、何らかの通信手段で接続されたここでは図示してない上位制御装置との間のインターフェース処理をおこない、上位制御装置からの各無線子局２への制御要求を受け取って、各無線子局２が理解できる形式に変換して伝送情報保持手段１３３に格納し、また、伝送情報保持手段１３３に格納された情報の形式から各無線子局２が計測したセンサ情報を抽出して、上位制御装置に受け渡す。

図３は無線子局２の機能ブロック図を示しており、無線の送受信機部２１と、通信制御部２２と、記憶領域２３と、スケジューリング情報生成部２４と、タイミング生成部２５と、外部制御インターフェース部２６と、外部センサインターフェース部２７を備えている。
送受信機部２１は、無線親局１や他の無線子局２との間で無線通信をおこなうために、通信制御部２２による制御で動作して、通信制御部２２が出力する信号を、符号化・変調など必要な処理で無線信号に変換して、アンテナを介して無線親局１や他の無線子局２に送信し、また、アンテナを介して無線親局１や他の無線子局２から受信した信号を復調・複号化など必要な処理で変換して、得られた情報を通信制御部２２に入力する。

記憶領域２３は、その内部に、ツリー情報保持手段２３１、スケジューリング情報保持手段２３２および伝送情報保持手段２３３としての各領域が含まれる。
ツリー情報保持手段２３１は、無線親局１と複数台の無線子局２からなるネットワークの通信経路のツリー構造の情報を認識するツリー情報を保持している。スケジューリング情報保持手段２３２は、一階層上の無線親局１または無線子局２から伝送されたスケジューリング情報が送受信機部２１で受信され、通信制御部２２を通じて得られたスケジューリング情報と、ツリー情報保持手段２３１の情報をもとにスケジューリング情報生成部２４で生成されたスケジューリング情報が保持される。

即ち、スケジューリング情報保持手段２３２は、上層の無線親局１または無線子局２から伝送されたスケジューリング情報と、自局のツリー情報保持手段２３１に保持されたツリー情報に基づいて、スケジューリング情報生成部２４で生成された下層の無線子局２に対するスケジューリング情報を保持し、上層の無線局より伝達された自局の無線子局とその下層の無線子局に割り当てられた通信期間を、自局が通信する期間と、より下層の無線子局が通信する期間に分割して格納している。
ここで、「通信期間のスケジューリング」は、自局（配下の無線子局も含む）に割り当てられたスケジューリング情報の伝送／下り伝送情報の伝送／上り伝送情報の伝送の３種の通信期間それぞれについて、そこを利用する自局および配下の無線子局に合わせて、他の通信と同時にならないように、期間を分割する動作と、それを割り当てる動作とを合わせて「スケジューリング」という。

タイミング生成部２５は、スケジューリング情報保持手段２３２に保持されたスケジューリング情報に基づく動作をするために必要な制御タイミングを生成し、通信制御部２２に伝達する。
また、外部制御インターフェース２６は、無線子局２に接続されたここでは図示しない外部機器に制御信号を出力する。また外部センサインターフェース２７は、無線子局２に接続されたここでは図示しないセンサから計測信号を入力する。
なお、無線子局２は、中継動作をおこなわないことが決定しているものについては、スケジューリング情報生成部２４を持たないことで、また、外部機器に接続されないことが決定しているものについては、外部制御インターフェース２６を持たないことで、また、外部センサに接続されないことが決定しているものについては、外部センサインターフェース２７を持たないことで、構成を簡略化してコスト低減や省電力化をはかることができる。

無線親局１は、ツリー情報保持手段１３１に、少なくとも、自局配下となる下層の無線子局２のツリー構造を示す情報を保持している。無線子局２は、ツリー情報保持手段２３１に、少なくとも、自局と直接通信をおこなう上層の無線局と、自局配下となる下層の無線子局２のツリー構造を示す情報を保持している。
つまり、図１の構成では、無線親局１はネットワーク全てのツリー構造を、無線子局２ａは上層の無線局が無線親局１で、自局の一層下に無線子局２ｃ、２ｄが存在し、さらに無線子局２ｃの一層下に無線子局２ｅが存在する構造を、無線子局２ｂは上層の無線局が無線親局１で自局の下層に無線子局２が存在しない構造を、無線子局２ｃは上層の無線局が無線子局２ａで自局の一層下に無線子局２ｅが存在する構造を、無線子局２ｄは上層の無線局が無線子局２ｃで自局の下層に無線子局２が存在しない構造を、また、無線子局２ｅは上層の無線局が無線子局２ｃで自局の下層に無線子局２が存在しない構造の情報を保持している。

マルチホップ型の無線通信システムの中で、ネットワークを構成する無線局が自律的に通信経路を決定する機能を有するアドホック型のシステムの場合には、格納されるツリー情報が動的に変化するため、ツリー情報保持手段１３１、ツリー情報保持手段２３１に格納されるツリー情報を更新するための仕組みが必要となるが、実施の形態１では予め決定したツリー構造に従って通信をおこなうものとし、ツリー情報保持手段１３１、ツリー情報保持手段２３１に格納されるツリー情報は静的な情報であるものとする。

次に通信のタイムチャートを示す図４Ａ〜図４Ｃに基づいて、スケジューリング情報の生成について説明する。この発明の無線通信には図４Ａ〜図４Ｃの最上段に示すように、スケジューリング情報を伝送する期間と、下りの伝送情報を伝送する期間と、上りの伝送情報を伝送する期間の３つの期間がある。
無線親局１は、この３種の期間をスケジューリングする。
一つ目のスケジューリング情報を伝送する期間は、図４Ａに示すように、無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２ａ、２ｂに向けてスケジューリング情報Ｍ１を報知送信する期間と、更に一階層下層の各無線子局２ａ、２ｂ（無線子局２ｂには配下となる無線子局２がないため無線子局２ａのみとなる）がその配下となる無線子局２ｃ、２ｄに対してスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信する期間と、更に一階層下層の各無線子局２ｃ、２ｄ（無線子局２ｄには配下となる無線子局２がないため無線子局２ｃのみとなる）がその配下となる無線子局２ｅに対してスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信する期間である。このように無線親局１から最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するための期間についてスケジューリングする。

二つ目の下り伝送情報を伝送する期間は、図４Ｂに示すように、無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２ａ、２ｂと、その配下となる無線子局２ｃ〜２ｅが下りの伝送情報Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄ、Ｄ２ｅの通信をおこなうための期間である。このように下りの伝送情報が無線親局１から最下層の無線子局２に達するまで階層的に伝達するための期間についてスケジューリングする。
三つ目の上り伝送情報を伝送する期間は、図４Ｃに示すように、無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２ａ、２ｂと、その配下となる無線子局２ｃ〜２ｅが上りの伝送情報Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃ、Ｕ２ｄ、Ｕ２ｅの通信をおこなうための期間である。このように上りの伝送情報が最下層の無線子局２から無線親局１に達するまで階層的に伝達するための期間についてスケジューリングする。

また、この発明の実施の形態１では、無線子局２は、無線親局１によるものを拡張した、次に説明する３種の期間をスケジューリングする。
一つ目のスケジューリング情報を伝送する期間は、図４Ａのように、自局が直接通信をおこなう下層の全無線子局２に向けてスケジューリング情報を報知送信する期間と、自局が直接通信をおこなう下層の各無線子局がその配下となる無線子局に対して、最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するための期間である。これは無線親局１が生成するものと同様のものである。

例えば、図４Ａに示すように、無線子局２ａ（無線子局２ｂには配下となる無線子局２がないため無線子局２ａのみとなる）は、自局がその配下となる下層の無線子局２に対してスケジューリング情報を報知する期間の中において、直接通信する無線子局２ｃ、２ｄに対してスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信する期間と、更に一階層下層の各無線子局２ｃ（無線子局２ｄには配下となる無線子局２がないため無線子局２ｃのみとなる）がその配下となる無線子局２ｅに対してスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信する期間に分割してスケジューリングする。また、下層の無線子局２ｃは、その配下となる無線子局２ｅに対してスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信する期間をスケジューリングする。
このように各無線子局２は最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するための期間についてスケジューリングする。

二つ目の下り伝送情報を伝送する期間は、図４Ｂのように、上層の無線局から自局に向けた下り通信をおこなうための期間と、自局が直接通信をおこなう下層の無線子局２とその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間である。これらの期間は、上層の無線局によるスケジューリング情報Ｍ１、Ｍ２ａ、Ｍ２ｃに含まれている、自局とその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を分割して、そこに割り当てをおこなう。
例えば図４Ｂに示すように、無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２ａは自局に向けて伝送情報Ｄ２ａ、Ｄ２ｃ〜Ｄ２ｅ（下り）を通信する期間と、無線子局２ａが直接通信をおこなう下層の無線子局２ｃ、２ｄに対して伝送情報Ｄ２ｃ、Ｄ２ｅ、Ｄ２ｄ、（下り）を送信する期間と、更に一階層下層の無線子局２ｃが無線子局２ｅに伝送情報Ｄ２ｅ（下り）を送信する期間に分割する。また、無線子局２ｃは自局に向けて伝送情報Ｄ２ｃ、Ｄ２ｅ（下り）を通信する期間と、無線子局２ｅに伝送情報Ｄ２ｅ（下り）を送信する期間に分割する。

三つ目の上り伝送情報を伝送する期間は、図４Ｃのように、自局から上層の無線局に向けた上り通信をおこなうための期間と、自局が直接通信をおこなう下層の無線子局２とその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間である。これらの期間は、上層の無線局によるスケジューリング情報Ｍ１、Ｍ２ａ、Ｍ２ｃに含まれている、自局とその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を分割して、そこに割り当てをおこなう。
例えば図４Ｃに示すように、無線子局２ａは上層の無線親局１に向けて伝送情報Ｕ２ａ、Ｕ２ｃ〜Ｕ２ｅ（上り）を送信する期間と、自局が直接通信をおこなう下層の無線子局２ｃ、２ｄから伝送情報Ｕ２ｃ、Ｕ２ｅ、Ｕ２ｄ（上り）を受信する期間と、更に一階層下層の無線子局２ｅが無線子局２ｃに伝送情報Ｕ２ｅ（上り）を通信する期間に分割する。また、無線子局２ｃは無線子局２ｅから伝送情報Ｕ２ｅ（上り）を受信する期間と、自局から一階上層の無線子局２ａに向けて伝送情報Ｕ２ｃ、Ｕ２ｅ（上り）を送信する期間に分割する。

このように、スケジューリング情報の中は、スケジューリング情報を報知送信する期間と、下りの伝送情報を伝送する期間と、上りの伝送情報を伝送する期間の３種の期間からなる時間帯情報が含まれ、無線子局２は、３種のそれぞれの期間について、自局が通信する期間と、自局よりも下層もしくは上層の無線局が通信する期間に分割して、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されている。そして自局が通信する期間を用いて、直接通信可能な一階層下の無線子局に対して、自局よりも下層の全ての無線子局が上り／下りの通信をするための時間帯情報を報知送信するようにし、末端の無線局に至るまで再帰的に繰り返し時間帯情報を報知送信するようにしている。

即ち、図４Ａでは無線子局２ａは、無線親局１からスケジューリング情報Ｍ１を受信したら、自身の配下の無線子局である下層の無線子局２ｃ及び無線子局２ｄの２局に対してスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信する期間と、配下の無線子局２ｃがその下層である無線子局２ｅに対してスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信する期間に２分割して割り当てている。

次に図４Ｂでは無線子局２ａは、無線親局１から伝送情報Ｄ２ａ、Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄ、Ｄ２ｅ（下り）を受信する期間と、直接通信可能な一階層下の無線子局２ｃ及び無線子局２ｄに対して伝送情報Ｄ２ｃ、Ｄ２ｅ、Ｄ２ｄ（下り）を送信する期間と、自局よりも下層である無線子局２ｃがその下層の無線子局２ｅに対して伝送情報Ｄ２ｅ（下り）送信する期間に分割して割り当てている。

次に図４Ｃでは無線子局２ａは、無線親局１に伝送情報Ｕ２ａ、Ｕ２ｃ、Ｕ２ｄ、Ｕ２ｅ（上り）を送信する期間と、直接通信可能な一階層下の無線子局２ｃ及び無線子局２ｄから伝送情報Ｕ２ｃ、Ｕ２ｅ、Ｕ２ｄ（上り）を受信する期間と、配下の無線子局２ｃと無線子局２ｅが伝送情報Ｕ２ｅ（上り）を通信する期間に分割し、自局が通信する期間と、自局よりも下層の無線局が通信する期間に分割して割り当てている。
なお、上記したスケジューリング情報を報知送信する期間と、下りの伝送情報を伝送する期間と、上りの伝送情報を伝送する期間について、それぞれ自局が通信する期間と、より下層の無線子局が通信する期間に割り当て分割された内容は自局のスケジューリング情報保持手段２３２に格納されて保持される。

次に、無線親局１が作成するスケジューリング情報Ｍ１の内容について図５に基づき具体的に説明する。
無線親局１は、一つ目の期間である、スケジューリング情報を伝達する期間のスケジューリングをおこなう。まず、無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２に向けてスケジューリング情報Ｍ１を報知送信するために必要な期間を計算する。
無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２は、無線子局２ａと２ｂであるので、その期間は、それら２局に対して、それぞれ上述の、三つの期間の開始タイミングと終了タイミングとを認識可能な形で伝達するために必要な期間となる。

その期間は情報を通信する際のフォーマットに依存するが、そのフォーマットはそれぞれの期間の開始タイミングと終了タイミングとを絶対的な時刻で指定するのでもよいし、開始タイミングを絶対的な時刻で指定してそこからの継続時間をしてもよいし、その情報を送信するタイミングからのオフセット時間で開始タイミングと終了タイミングとを指定してもよい。ここでは、その情報を送信するタイミングからのオフセット時間で開始タイミングと終了タイミングとを指定してするものとする。

無線親局１が無線子局２ａと２ｂに向けて、報知送信するスケジューリング情報Ｍ１は図５に示す内容の情報リストとなる。
リストの先頭に位置する「スケジューリングの計算に用いる下り情報量Ｖｆ」と、「スケジューリングの計算に用い上り情報量Ｖｒ」については後述する。
リスト末尾の「次回、無線親局１がスケジューリング情報を報知送信するタイミングを示すオフセット量」は、無線子局２が省電力動作をおこなうためのもので、スケジューリング情報に付随して報知送信される。スケジューリング情報に従って上り／下りの通信を終えた無線子局２は、送受信機部２１の動作を停止させ、この情報のタイミングに次回のスケジューリング情報を受信するために、送受信機部２１の動作を再開する。
スケジューリング情報Ｍ１の情報量は、無線親局１が直接通信する無線子局２の局数から決まることがわかる。

この情報リストの各期間について、必要なヘッダ情報や符号化による情報量の増分を加味し、変調速度や再送回数などの条件をもとに無線送信に必要な時間を計算する。この時間にある程度のマージンを加えたものが無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２に向けてスケジューリング情報を報知送信するために必要な期間となる。
ここで、このスケジューリング情報Ｍ１は、無線子局２の動作に非常に重要なものであるが、送達確認手順のない報知送信することになるので、数回の再送をおこなうのが望ましい。
この期間を一巡の上り／下り通信の期間の先頭に割り当てる。

なお、無線子局２ｂについては、その配下に無線子局２は存在しないので、無線子局２ｂと配下の無線子局２がスケジューリング情報を報知することはない。そのため、詳細フォーマットの情報などから受信する無線子局２が認識可能ならば、スケジューリング情報要素の中から、無線子局２ｂと配下の無線子局がスケジューリング情報を伝送する期間の情報を削除して情報量を削減しても良い。即ち、図５に網目で示す領域の情報は伝送する必要がない。
以下、無線子局２によるスケジューリングで、配下に無線子局２が存在しない無線子局２のスケジュール情報報知送信の場合についても同様である。

次に、無線親局１が直接通信をおこなう下層の各無線子局２からその配下となる全無線子局に対して、最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間を計算する。
無線親局１が直接通信をおこなう下層の無線子局２は、無線子局２ａと２ｂの２局となるが、無線子局２ｂは上述のとおり、その配下に無線子局２が存在しないので必要な期間はゼロとなる。よって、無線子局２ａに関する計算について説明する。

無線子局２ａからその配下となる全無線子局２に対して、最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間は、ツリー構造から、無線子局２ａとその配下となる無線子局２ｃ、２ｄ、２ｅがスケジューリング情報を報知送信するために必要となる期間の合算となるが、その中で、無線子局２ｄ、２ｅは配下となる無線子局２が存在しないので、無線子局２ａ、２ｃがスケジューリング情報を報知送信するために必要となる期間の合算となる。

無線子局２ａが報知送信するスケジューリング情報Ｍ２ａは、図１に示すように、無線子局２ｃ、２ｄに向けたもので、図６に示す内容の情報リストとなる。この情報量は、無線子局２ａが直接通信する無線子局２の局数から決まることがわかる。
また、無線子局２ｃが報知送信するスケジューリング情報Ｍ２ｃは、図１に示すように、無線子局２ｅに向けたもので、図７に示す内容の情報リストとなる。この情報量は、無線子局２ｃが直接通信する無線子局２の局数から決まることがわかる。

なお、無線子局２ｄについては、その配下に無線子局２は存在しないので、無線子局２ｄと配下の無線子局２がスケジューリング情報を報知することはない。そのため、詳細フォーマットの情報などから受信する無線子局２が認識可能ならば、スケジューリング情報要素の中から、無線子局２ｄと配下の無線子局がスケジューリング情報を伝送する期間の情報を削除して情報量を削減しても良い。即ち、図６に網目で示す領域の情報は伝送する必要がない。同様に、無線子局２ｅについても、その配下に無線子局２は存在しないので、図７に網目で示す領域の情報は伝送する必要がない。

これらの期間について、必要なヘッダ情報や符号化による情報量の増分を加味し、変調速度や再送回数などの条件をもとに無線送信に必要な期間を計算する。その期間は無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するために必要な期間と、無線子局２ｃがスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信するために必要な期間となり、その合算にある程度のマージンを加えたものが、無線子局２ａとその配下となる全無線子局に対して、最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間となる。

なお、上記の説明では、無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するために必要な期間と、無線子局２ｃがスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信するために必要な期間とを別々に計算して合算したが、無線子局２ａ配下の無線子局数をもとに概算することも可能である。その場合、計算の誤差分を加味して、マージンを大きく取るのが望ましい。

この無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するために必要な期間を、先に割り当てしたスケジューリング情報Ｍ１を報知送信するために必要な期間の後ろに割り当てる。この期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図５の情報リストの「無線子局２ａと配下の無線子局２がスケジュール情報を伝送する期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、この期間の終了タイミングを示すオフセット量が図５の情報リストの「無線子局２ａと配下の無線子局２がスケジュール情報を伝送する期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。
また、無線子局２ｂに配下の無線子局２が存在しないために期間の割り当てを実施しないが、もし、無線親局１が直接通信をおこなう無線子局２で、配下に無線子局２が存在するものが他に存在する場合には、この期間の後ろに随時割り当てをおこなう。

次に無線親局１は、二つ目の期間である、下層の各無線子局２と、その配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を計算する。
ここで、このスケジューリングを厳密におこなうためには、各無線子局に向けた下り信号の情報量が必要となる。この下り信号の内容を考えると、無線子局２の外部制御インターフェース２６を通して外部機器に出力する制御信号や、無線子局２の外部センサインターフェース２７から入力される計測信号の報告要求などが考えられる。これらの情報量は一定ではなく変化するものである。無線親局１の伝送情報保持手段１３３には、全無線子局２に向けて送信する伝送情報が格納されているので、その中で情報量が最大となる無線子局２のものを探索し、その最大の情報量に見合った値を下り情報量Ｖｆとして一律に全ての無線子局２の下り通信期間の計算に用いる。この下り情報量Ｖｆはスケジューリング情報Ｍ１に付加し、無線子局２がおこなうスケジューリングにおいても同一の下り情報量Ｖｆの値を用いることができるようにする。

また、一つの無線局間で直接下り通信するために必要な期間として、下り情報量Ｖｆに対して、必要なヘッダ情報や符号化による情報量の増分を加味し、変調速度や送達確認に要する時間、再送回数などの条件をもとに必要な期間を見積もるものとする。以降、下り通信をおこなうための期間は、その見積もった期間の何倍になるかの視点で計算する。
無線親局１が直接通信をおこなう無線子局２ａ、２ｂのうち、先に無線子局２ａとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の計算について説明する。
この期間におこなわれる下り通信の情報は、終点となる無線子局２の区別で考えると、終点が無線子局２ａとなる情報の伝送情報Ｄ２ａ(下り)、終点が無線子局２ｃとなる情報の伝送情報Ｄ２ｃ(下り)、終点が無線子局２ｄとなる情報の伝送情報Ｄ２ｄ(下り)、終点が無線子局２ｅとなる情報の伝送情報Ｄ２ｅ(下り)となる。

ツリー情報をもとに、無線親局１から無線子局２ａに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｄ２ａ(下り)と、中継のための伝送情報Ｄ２ｃ(下り)・伝送情報Ｄ２ｄ(下り)・伝送情報Ｄ２ｅ(下り)で、その下り通信に必要な期間は下り情報量Ｖｆに対して計算した期間の４倍分の期間となる。
また、無線子局２ａから無線子局２ｃに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｄ２ｃ(下り)と、中継のための伝送情報Ｄ２ｅ(下り)で、その下り通信に必要な期間は下り情報量Ｖｆに対して計算した期間の２倍分の期間となる。

無線子局２ａから無線子局２ｄに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｄ２ｄ(下り)のみで、その下り通信に必要な期間は下り情報量Ｖｆに対して計算した期間と一致する。
無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｄ２ｅ(下り)のみで、その下り通信に必要な期間は下り情報量Ｖｆに対して計算した期間と一致する。
これらから、無線子局２ａとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間は、無線親局１から無線子局２ａに向けた伝送に要する期間（４Ｖｆ）と、無線子局２ａから無線子局２ｃに向けた伝送に要する期間（２Ｖｆ）と、無線子局２ａから無線子局２ｄに向けた伝送に要する期間（Ｖｆ）と、無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けた伝送に要する期間（Ｖｆ）との合算（８Ｖｆ）にある程度のマージンを加えたものと見積もることができる。

なお、上記の説明では、各無線局間の下り通信に必要な期間を別々に計算して合算したが、対象となる各無線子局２について、自局と配下の無線子局２の局数を計算し、その総和を求め（図１の構成の場合、総和は８）、一回分の下り情報量Ｖｆの通信に必要な期間にその総和の値で乗算して計算することも可能である。
この無線子局２ａとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を、先に割り当てしたスケジューリング情報の報知送信するために必要な期間の末尾に続けて割り当てる。この期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ａ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、この期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ａ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。

次に無線子局２ｂとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の計算について説明する。
無線子局２ｂには、配下となる無線子局が存在しないため、この期間におこなわれる下り通信の情報は、無線親局１から無線子局２ｂに通信される伝送情報Ｄ２ｂ(下り)のみとなる。
従って、無線子局２ｂとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間は、一回分の下り情報量Ｖｆの通信に必要な期間にある程度のマージンを加えたものと見積もる。

この無線子局２ｂとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を、先に割り当てした無線子局２ａとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の後ろに割り当てる。この期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ｂ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、この期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ｂ以下の配下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。
もし、無線親局１が直接通信をおこなう無線子局２が他にも存在する場合には、その無線子局２に対してスケジューリングをおこない、この期間の後ろに随時割り当てをおこなう。

次に無線親局１は、三つ目の期間である、下層の無線子局２と、その配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を計算する。
下り通信の見積の場合と同様に、このスケジューリングを厳密におこなうためには、各無線子局に向けた上り信号の情報量が必要となる。ここで、この上り信号の内容を考えると、無線子局２の外部センサインターフェース２７から入力される計測信号の報告や、無線子局２が検出した状態情報などが考えられる。これらの情報量は本来一定ではなく変化するものであるが、報告される内容を下り伝送情報で指示する形態を取ることで、無線親局１は無線子局２が上り送信する情報の最大量を予測することができる。

そこで、その情報量を上り情報量Ｖｒとして一律に全ての無線子局２の上り通信期間の計算に用いる。この上り情報量Ｖｒはスケジューリング情報に付加し、無線子局２がおこなうスケジューリングにおいても同一の上り情報量Ｖｒの値を用いることができるようにする。
また、一つの無線局間で直接上り通信するために必要な期間として、上り情報量Ｖｒに対して、必要なヘッダ情報や符号化による情報量の増分を加味し、変調速度や送達確認に要する時間、再送回数などの条件をもとに必要な期間を見積もるものとする。以降、上り通信をおこなうための期間は、その見積もった期間の何倍になるかの視点で計算する。

無線親局１が直接通信をおこなう無線子局２ａ、２ｂのうち、先に無線子局２ａとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間の計算について説明する。
この期間におこなわれる上り通信の情報は、始点となる無線子局２の区別で考えると、始点が無線子局２ａとなる情報の伝送情報Ｕ２ａ(上り)、始点が無線子局２ｃとなる情報の伝送情報Ｕ２ｃ(上り)、始点が無線子局２ｄとなる情報の伝送情報Ｕ２ｄ(上り)、始点が無線子局２ｅとなる情報の伝送情報Ｕ２ｅ(上り)となる。
ツリー情報をもとに、無線子局２ａから無線親局１に向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｕ２ａ(上り)と、中継のための伝送情報Ｕ２ｃ(上り)・伝送情報Ｕ２ｄ(上り)・伝送情報Ｕ２ｅ(上り)で、その上り通信に必要な期間は、上り情報量Ｖｒに対して計算した期間の４倍分の期間となる。

また、無線子局２ｃから無線子局２ａに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｕ２ｃ(上り)と、中継のための伝送情報Ｕ２ｅ(上り)で、その上り通信に必要な期間は上り情報量Ｖｒに対して計算した期間の２倍分の期間となる。
無線子局２ｄから無線子局２ａに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｕ２ｄ(上り)のみで、その上り通信に必要な期間は上り情報量Ｖｒに対して計算した期間と一致する。
無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けて伝送される全ての情報は、伝送情報Ｕ２ｅ(上り)のみで、その上り通信に必要な期間は上り情報量Ｖｒに対して計算した期間と一致する。
これらから、無線子局２ａとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間は、無線子局２ａから無線親局１に向けた伝送に要する期間（４Ｖｒ）と、無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた伝送に要する期間（２Ｖｒ）と、無線子局２ｄから無線子局２ａに向けた伝送に要する期間（Ｖｒ）と、無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けた伝送に要する期間（Ｖｒ）との合算（８Ｖｒ）にある程度のマージンを加えたものと見積もることができる。

なお、上記の説明では、各無線局間の下り通信に必要な期間を別々に計算して合算したが、下り通信の計算の場合と同様に、対象となる各無線子局２について、自局と配下の無線子局２の局数を計算し、その総和を求め（図１の構成の場合、総和は８）、一回分の上り情報量Ｖｒの通信に必要な期間にその総和の値で乗算して計算することも可能である。
この無線子局２ａとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を、先に割り当てした下り通信をおこなうために必要な期間の末尾に続けて割り当てる。この期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ａ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、この期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ａ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。

次に無線子局２ｂとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間の計算について説明する。
無線子局２ｂには、配下となる無線子局が存在しないため、この期間におこなわれる上り通信の情報は、無線子局２ｂから無線親局１に通信される伝送情報２ｂ(上り)のみとなる。
従って、無線子局２ｂとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間は、一回分の上り情報量Ｖｒの通信に必要な期間にある程度のマージンを加えたものと見積もる。

この無線子局２ｂとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を、先に割り当てした無線子局２ａとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間の後ろに割り当てる。この期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ｂ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、この期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図５に示す情報リストの「無線子局２ｂ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。
もし、無線親局１が直接通信をおこなう無線子局２が他にも存在する場合には、その無線子局２に対してスケジューリングをおこない、この期間の後ろに随時割り当てをおこなう。
無線親局１により、以上のように割り当てされたスケジューリング情報Ｍ１は、スケジューリング情報保持手段１３２に格納される。

次に、無線子局２ａが作成するスケジューリング情報Ｍ２ａの内容について図６に基づき具体的に説明する。
無線子局２ａは、一つ目の期間である、スケジューリング情報Ｍ２ａを伝達する期間のスケジューリングをおこなう。
まず、無線子局２ａが直接通信をおこなう下層の無線子局２に向けてスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するために必要な期間を計算し、次に、無線子局２ａが直接通信をおこなう下層の各無線子局２からその配下となる全無線子局２に対して、最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間を計算する。
これらの計算は、無線親局１が、スケジューリング情報Ｍ１に含まれる情報である、無線子局２ａからその配下となる全無線子局２に対して、最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間を計算したものと全く同一の内容となる。

よって、前述のとおり、無線子局２ａが無線子局２ｃと２ｄの２局に対して報知送信するスケジューリング情報Ｍ２ａは図６に示す内容の情報リストとなる。
なお、リスト末尾の「次回、無線親局１がスケジューリング情報を報知送信するタイミングを示すオフセット量」は、無線子局２が省電力動作をおこなうためのもので、スケジューリング情報に付随して報知送信される。本来、無線子局２ａが次回のスケジューリング情報を報知送信するタイミングを通知できれば、今回のスケジューリング情報に従った上り／下りの通信を終えた無線子局２ｃ、２ｄは、次回のスケジューリング情報Ｍ２ａが報知送信されるまで長く送受信機部２１の動作を停止させることが可能であるが、無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するタイミングは、次回のスケジューリング情報Ｍ１に含まれる情報に依存するため、この時点で無線子局２ａはその情報を知りえない。そのため、確実に次回のスケジューリング情報Ｍ２ａが報知送信されないタイミングとして、無線親局１がスケジューリング情報を報知送信するタイミングを通知する。
他の無線子局２が報知送信するスケジューリング情報に含まれる、「次回、無線親局１がスケジューリング情報を報知送信するタイミングを示すオフセット量」についても同様である。

無線子局２ａは、計算で得られた、無線子局２ａから無線子局２ｃ、２ｄに向けてスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するために必要な期間を、スケジューリング情報Ｍ１で伝達された、無線子局２ａとその配下の無線子局２がスケジューリング情報を伝送する期間の先頭に割り当て、その後ろに、無線子局２ｃから最下層の無線子局２に達するまで階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間を割り当てる。
この無線子局２ｃから最下層の無線子局２に達するまで、階層的にスケジューリング情報を報知送信しながら伝達するために必要な期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図６に示す情報リストの「無線子局２ｃと配下の無線子局２がスケジュール情報を伝送する期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、この期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図６に示す情報リストの「無線子局２ｃと配下の無線子局２がスケジュール情報を伝送する期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。
そして図４Ａにおいて、無線子局２ａは無線親局１から、無線子局２ａとその配下の無線子局２がスケジューリング情報を報知送信するための期間が割り当てられ、その期間を２分割して、そこに自局である無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ２ａを通信する期間と、その配下である下層の無線子局２ｃがスケジューリング情報Ｍ２ｃを通信する期間にする。

次に無線子局２ａは、二つ目の期間である、上層の無線局から自局に向けた下り通信をおこなうための期間と、下層の無線子局２ａとその配下となる全無線子局２に向けた下り通信をおこなうための期間を計算してスケジューリングを行う。
ここでの計算では、まず、無線親局１が無線子局２ａとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を計算するためにおこなった手順とまったく同一の計算方法で、無線親局１から無線子局２ａに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ａから無線子局２ｃに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ａから無線子局２ｄに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けた伝送に要する期間とを計算し、それぞれ応分のマージンを加算する。

その計算結果をそれぞれ次のように取り扱う。
無線親局１から無線子局２ａに向けた伝送に要する期間が、無線親局１から自局である無線子局２ａに向けた下り通信をおこなうための期間となる。
無線子局２ａから無線子局２ｃに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けた伝送に要する期間とを合算したものが、無線子局２ｃとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間である。
無線子局２ａから無線子局２ｄに向けた伝送に要する期間が、無線子局２ｄとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間である。

無線親局１から自局である無線子局２ａに向けた下り通信をおこなうための期間を、スケジューリング情報Ｍ１で伝達された、無線子局２ａ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の先頭に割り当て、その後ろに、無線子局２ｃとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を割り当て、その後ろに、無線子局２ｄとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を割り当てる。
無線子局２ｃとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図６に示す情報リストの「無線子局２ｃ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、無線子局２ｃとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図６に示す情報リストの「無線子局２ｃ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。

無線子局２ｄとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の開始タイミングを示すオフセット量が、図６に示す情報リストの「無線子局２ｄ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」に符合し、無線子局２ｄとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の終了タイミングを示すオフセット量が、図６に示す情報リストの「無線子局２ｄ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。

次に無線子局２ａは、三つ目の期間である、自局から上層の無線局に向けた上り通信をおこなうための期間と、下層の各無線子局２とその配下となる全無線子局に向けた上り通信をおこなうための期間を計算してスケジューリングを行う。
ここでの計算では、まず、無線親局１が無線子局２ａとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を計算するためにおこなった手順とまったく同一の計算方法で、無線子局２ａから無線親局１に向けた伝送に要する期間と、無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ｄから無線子局２ａに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けた伝送に要する期間とを計算し、それぞれ応分のマージンを加算する。

その計算結果をそれぞれ次のように取り扱う。
無線子局２ａから無線親局１に向けた伝送に要する期間が、自局である無線子局２ａから無線親局１に向けた上り通信をおこなうための期間となる。
無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けた伝送に要する期間と、無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた伝送に要する期間を合算したものが、無線子局２ｃとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間である。
無線子局２ｄから無線子局２ａに向けた伝送に要する期間が、無線子局２ｄとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間である。

自局である無線子局２ａから無線親局１に向けた上り通信をおこなうための期間を、スケジューリング情報Ｍ１で伝達された、無線子局２ａ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の先頭に割り当て、その後ろに、無線子局２ｃとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を割り当て、その後ろに、無線子局２ｄとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間を割り当てる。

無線子局２ｃとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間の開始タイミングを示すオフセット量と終了タイミングを示すオフセット量が、それぞれ図６に示す情報リストの「無線子局２ｃ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」と「無線子局２ｃ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。
無線子局２ｄとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間の開始タイミングを示すオフセット量と終了タイミングを示すオフセット量が、それぞれ図６に示す情報リストの「無線子局２ｄ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」と「無線子局２ｄ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期
間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。

また、これらの割り当て情報に加えて、無線子局２ａが直接通信をおこなう無線子局２については、上り通信をおこなう期間を別に情報として保持するようにする。この場合では、無線子局２ｃが上り通信をおこなう期間となるが、これは無線子局２ｃのスケジューリングで、無線子局２ｃとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間は、分割されて、無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けた上り送信のための期間の後に、無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた上り送信のための期間が割り当てされる。
そのため、無線子局２ｃが上り通信をおこなう期間を保持していることで、無線子局２ａが無線子局２ｃにより送信される上り信号を受信する際に、無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けた上り送信のための期間分だけ長く送受信機部２１を停止させておくことが可能になるためである。
無線子局２ａにより、以上のように割り当てされたスケジューリング情報Ｍ２ａは、無線子局２ａのスケジューリング情報保持手段２３２に格納される。

次に、無線子局２ｃが作成するスケジューリング情報Ｍ２ｃの内容について図７に基づき具体的に説明する。
無線子局２ｃは、一つ目の期間である、スケジューリング情報を伝達する期間のスケジューリングをおこなう。無線子局２ｃが直接通信をおこなう下層の無線子局２は２ｅのみであるため、無線子局２ｃが無線子局２ｅに対して報知送信するスケジューリング情報Ｍ２ｃは図７の内容の情報リストとなる。
無線子局２ｃは、無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けてスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信するために必要な期間を、スケジューリング情報Ｍ２ａで伝達された、無線子局２ｃと配下の無線子局２がスケジューリング情報を伝送する期間の先頭に割り当てようとするが、下層の無線子局は２ｅ以下に無線子局２は存在しないので、無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けてスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信するために必要な期間は無線子局２ｃと配下の無線子局２がスケジューリング情報を伝送する期間そのものとなる。

次に無線子局２ｃは、二つ目の期間である、上層の無線局から自局に向けた下り通信をおこなうための期間と、下層の各無線子局２と、その配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を計算する。
その結果、無線子局２ａから自局である無線子局２ｃに向けた下り通信をおこなうための期間と、無線子局２ｅとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間が得られる。
無線子局２ａから自局である無線子局２ｃに向けた下り通信をおこなうための期間を、スケジューリング情報Ｍ２ａで伝達された、無線子局２ｃ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の先頭に割り当て、その後ろに、無線子局２ｅとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間を割り当てる。

無線子局２ｅとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の開始タイミングを示すオフセット量と終了タイミングを示すオフセット量が、それぞれ図７に示す情報リストの「無線子局２ｅ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」と「無線子局２ｅ以下の無線子局２が下り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。

次に無線子局２ｃは、三つ目の期間である、自局から上層の無線局に向けた上り通信をおこなうための期間と、下層の各無線子局２と、その配下となる全無線子局に向けた上り通信をおこなうための期間を計算する。
その結果、自局である無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた上り通信をおこなうための期間と、無線子局２ｅとその配下となる全無線子局から自局に向けた上り通信をおこな
うための期間が得られる。
無線子局２ｅとその配下となる全無線子局から自局の無線子局２ｃに向けた上り通信をおこなうための期間を、スケジューリング情報Ｍ２ａで伝達された、無線子局２ｃ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の先頭に割り当て、その後ろに、自局である無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた上り通信をおこなうための期間を割り当てる。

無線子局２ｅとその配下となる全無線子局に向けた上り通信をおこなうための期間の開始タイミングを示すオフセット量と終了タイミングを示すオフセット量が、それぞれ図７に示す情報リストの「無線子局２ｅ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の開始タイミングを示すオフセット量」と「無線子局２ｅ以下の無線子局２が上り通信をおこなう期間の終了タイミングを示すオフセット量」に符合する。
また、無線子局２ｃが直接通信をおこなう無線子局２である無線子局２ｅが上り通信をおこなう期間を保持するが、無線子局２ｅには配下となる無線子局２が存在しないため、この期間は無線子局２ｅとその配下となる全無線子局に向けた上り通信をおこなうための期間と一致することとなる。
無線子局２ｃにより、以上のように割り当てされたスケジューリング情報Ｍ２ｃは、無線子局２ｃのスケジューリング情報保持手段２３２に格納される。

図８はこの発明の実施の形態１の情報の流れを示す通信シーケンス図であり、この流れに沿って動作を説明する。
この発明のネットワークでは、無線親局１を起点として次に説明する処理を繰り返しおこなうことで、継続的な各無線子局２に向けた下り通信と、各無線子局２からの上り通信を実現する。
その最初の処理として、無線親局１は、スケジューリング情報生成部１４において、ツリー情報保持手段１３１に格納されたツリー構造情報をもとに、自局が通信する期間と、下層の無線子局２が通信する期間を決定してスケジューリング情報Ｍ１の生成をおこない、スケジューリング情報保持手段１３２に保存する。スケジューリング情報Ｍ１の生成は図４及び図５で説明した処理を行うことで実現できる。

次に、無線親局１はそのスケジューリング情報Ｍ１を直接無線通信をおこなう対象である無線子局２ａ、２ｂの２局に向けて報知送信する。これは、図８に記載されている通信シーケンスの中で、最初の通信(1)が該当する。
スケジューリング情報保持手段１３２に格納されたスケジューリング情報Ｍ１の図５に示すリスト情報は通信制御部１２を経て、送受信機部１１に入力され、無線信号に変換されて無線子局２ａ、２ｂに送信される。このときの通信は複数局を対象にした報知送信のため、送達確認手順がおこなわれない。そのため、通信制御部１２では無条件に数回の再送処理をおこなう。

無線親局１は、スケジューリング情報Ｍ１の報知送信完了後、送受信機部１１の動作を停止させ、消費電力を低減する。
無線子局２ａ、２ｂは、無線親局１が報知送信したスケジューリング情報Ｍ１を受信する。無線子局２ａ、２ｂは、送受信機部２１で受信され無線信号から変換された情報は、通信制御部２２を経て、スケジューリング情報保持手段２３２に格納される。
無線子局２ａ、２ｂはスケジューリング情報Ｍ１の受信完了後、送受信機部２１の動作を停止させ、消費電力を低減する。このとき、無線親局１は通信誤りによる不達を防止するために、数回の再送をおこなうが、それを受信する無線子局２ａ、２ｂは、同一の情報を複数回受信する必要はないため、望ましい動作として、一度正しいスケジューリング情報Ｍ１を受信すると、直ちに通信制御部２２は送受信機部２１の動作を停止させ、消費電力を低減する。

スケジューリング情報Ｍ１を受信した無線子局２ａ、２ｂのうち、配下に無線子局２が存在する無線子局２ａは、自局と配下の無線子局２が通信をおこなう期間を決定するスケジューリング処理をおこなう。
無線子局２ａの内部では、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報Ｍ１と、ツリー情報保持手段２３１に格納されたツリー情報をもとに、スケジューリング情報生成部２４が、図４および図６で説明した処理を行うことにより各通信期間をスケジューリングしてスケジューリング情報Ｍ２ａを生成する。生成されたスケジューリング情報Ｍ２ａは、無線子局２ａのスケジューリング情報保持手段２３２に格納される。
時間が経過し、先の無線子局２ａのスケジューリングによる無線子局２ａから無線子局２ｃ、２ｄに向けてスケジューリング情報Ｍ２ａを報知送信するために必要な期間の開始タイミングになると、無線子局２ａはスケジューリング情報Ｍ２ａを直接無線通信をおこなう対象である無線子局２ｃ、２ｄの２局に向けて報知送信する。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、２番目の通信(2)に該当する。

無線子局２ａでは、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報Ｍ２ａに従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２にスケジューリング情報Ｍ２ａの報知送信を促す。スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報Ｍ２ａの図６に示すリストの情報は通信制御部２２を経て、送受信機部２１に入力され、無線信号に変換されて送信される。通信制御部２２では無条件に数回の再送処理をおこなう。
無線子局２ａは、スケジューリング情報Ｍ２ａの報知送信完了後、送受信機部２１の動作を停止させ、消費電力を低減する。

無線子局２ｃ、２ｄは、無線子局２ａが報知送信したスケジューリング情報Ｍ２ａを受信する。無線子局２によるスケジューリング情報受信の動作は共通で、無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ１を受信した場合と同様に、無線子局２ｃ、２ｄは、スケジューリング情報Ｍ２ａの情報をスケジューリング情報保持手段２３２に格納し、送受信機部２１の動作を停止させ、消費電力を低減する。

スケジューリング情報Ｍ２ａを受信した無線子局２ｃ、２ｄのうち、配下に無線子局２が存在する無線子局２ｃは、自局と配下の無線子局２が通信をおこなう期間を決定するスケジューリング処理をおこなう。
この無線子局２ｃによるスケジューリング処理も共通で、無線子局２ａのスケジューリング処理と同様に、無線子局２ｃの内部では、スケジューリング情報生成部２４が、図４および図７で説明した処理を行うことにより各通信期間をスケジューリングしてスケジューリング情報Ｍ２ｃを生成する。生成されたスケジューリング情報Ｍ２ｃは、無線子局２ｃのスケジューリング情報保持手段２３２に格納される。

時間が経過し、先の無線子局２ｃのスケジューリングによる無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けてスケジューリング情報Ｍ２ｃを報知送信するために必要な期間の開始タイミングになると、無線子局２ｃはスケジューリング情報Ｍ２ｃを無線子局２ｅ向けて報知送信する。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、３番目の通信(3)が該当する。
無線子局２ｃは、スケジューリング情報Ｍ２ｃの報知送信完了後、送受信機部２１の動作を停止させ、消費電力を低減する。
無線子局２ｅは、無線子局２ｃが報知送信したスケジューリング情報Ｍ２ｃを受信し、スケジューリング情報Ｍ２ｃの情報を無線子局２ｅのスケジューリング情報保持手段２３２に格納し、送受信機部２１の動作を停止させ、消費電力を低減する。

以上により、ネットワーク中の全ての無線子局に対して、上り／下りの通信期間が割り当てられたスケジューリング情報が伝達される。
以降、無線親局１、各無線子局２は、自局が通信するのに割り当てられたタイミングになるのを待って、上り／下りの動作をおこなう。

時間が経過し、無線親局１のスケジューリング情報Ｍ１に含まれる無線子局２ａとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線親局１から無線子局２ａに向けた下り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、４番目の通信(4)である伝送情報Ｄ２ａ、Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄ、Ｄ２ｅ（下り）が該当する。
無線親局１では、スケジューリング情報保持手段１３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部１５は通信制御部１２に対して、無線子局２ａに向けた下り伝送情報の送信を促す。
それと同時に、無線子局２ａでは、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線親局１からの下り伝送情報の受信を促す。

無線親局１の伝送情報保持手段１３３には、上位インターフェース部１６を通じて、予め上位制御装置から下り通信情報として、各無線子局２に伝送すべき情報が格納されている。無線親局１の通信制御部１２は、ツリー情報保持手段１３１に格納されるツリー情報をもとに、無線子局２ａには配下の無線子局２として、無線子局２ｃ、２ｄ、２ｅが存在することを認識し、伝送情報保持手段１３３からこれらの無線子局２に向けた伝送情報Ｄ２ａ(下り)、Ｄ２ｃ(下り)、Ｄ２ｄ(下り)、Ｄ２ｅ(下り)を選択し、それらの情報は通信制御部１２を経て、送受信機部１１に入力され、無線信号に変換されて送信される。

無線子局２ａの送受信機部２１で受信され無線信号から変換された下り伝送情報は、通信制御部２２を経て、伝送情報保持手段２３３に格納されて、その情報に従った所定の処理がおこなわれる。
このとき、無線親局１の通信制御部１２と無線子局２ａの通信制御部２２は送達確認や再送処理をおこないながら、通信をおこなう。
この通信が完了すると、無線親局１の通信制御部１２は送受信機部１１の動作を停止させて消費電力を低減し、無線子局２ａの通信制御部２２は送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

時間が経過し、無線子局２ａのスケジューリング情報Ｍ２ａに含まれる無線子局２ｃとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線子局２ａから無線子局２ｃに向けた下り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、５番目の通信(5)の伝送情報Ｄ２ｃ、Ｄ２ｅ（下り）が該当する。
無線子局２ａでは、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線子局２ｃに向けた下り伝送情報の送信を促す。
それと同時に、無線子局２ｃでは、無線子局２ａからの下り伝送情報の処理をおこなうが、下り伝送情報受信の動作は無線子局２で共通であり、無線子局２ａが無線親局１から下り伝送情報を受信した際の動作と同様である。

無線子局２ａの伝送情報保持手段２３３には、先に無線親局１から受信した伝送情報が格納されている。無線子局２ａの通信制御部２２は、ツリー情報保持手段２３１に格納されるツリー情報をもとに、無線子局２ｃには配下の無線子局２として、無線子局２ｅが存在することを認識し、伝送情報保持手段２３３からこれらの無線子局２に向けた伝送情報Ｄ２ｃ(下り)、Ｄ２ｅ(下り)を選択し、それらの情報は通信制御部２２を経て、送受信機部２１に入力され、無線信号に変換されて送信される。

無線子局２ｃでは受信された下り伝送情報は伝送情報保持手段２３３に格納されて、その情報に従った所定の処理がおこなわれる。
このとき、無線親局１から無線子局２ａに向けた下り通信の場合と同様に、無線子局２ａの通信制御部２２と無線子局２ｃの通信制御部２２は送達確認や再送処理をおこないながら通信をおこなう。これは、無線子局２同士での下り通信でも同様である。
この通信が完了すると、無線子局２ａ、２ｃは共に通信制御部２２が送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

時間が経過し、無線子局２ｃのスケジューリング情報Ｍ２ｃに含まれる無線子局２ｅとその配下となる全無線子局に向けた下り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線子局２ｃから無線子局２ｅに向けた下り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、６番目の通信(6)の伝送情報Ｄ２ｅ（下り）が該当する。
このとき、無線子局２ｃは無線子局２ｅに向けた下り伝送情報の送信処理をおこなうが、下り伝送情報送信の動作は無線子局２で共通であり、無線子局２ａが無線子局２ｃに下り伝送情報を送信した際の動作と同様である。

また、無線子局２ｅの下り伝送情報受信の動作も先に説明した無線子局２ａ、２ｃによるものと同様で、無線子局２ｅの伝送情報保持手段２３３に伝送情報Ｄ２ｅ(下り)が格納されて、その情報に従った所定の処理がおこなわれる。
通信が完了すると、無線子局２ｃ、２ｅは送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

以降、所定のタイミングで、図８の通信シーケンスの中の７番目の通信(7)に該当する、無線子局２ａから無線子局２ｄに向けた伝送情報Ｄ２ｄ(下り)の通信と、８番目の通信(8)に該当する、無線親局１から無線子局２ｂに向けた伝送情報Ｄ２ｂ(下り)の通信がおこなわれるが、これらの動作は以上の説明と同様である。
無線子局２ｂ、２ｄの伝送情報保持手段２３３には、それぞれ伝送情報Ｄ２ｂ(下り)、Ｄ２ｄ(下り)が格納され、その情報に従った所定の処理がおこなわれる。
通信が完了すると、無線親局１と関連する無線子局２は送受信機部１１、送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

以上により、全無線子局２に向けた下り通信が完了する。続いて、全無線子局２からの上り通信が開始される。
各無線子局２の伝送情報保持手段２３３には、外部センサインターフェース部２７から入力されたセンサ計測値の情報など、予め上り通信情報として無線親局１に伝送すべき情報が格納されている。
下り通信の完了後、時間が経過し、無線子局２ｃからのスケジューリング情報Ｍ２ｃに含まれる無線子局２ｅと、その配下となる全無線子局に向けた上り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線子局２ｅから無線子局２ｃに向けた上り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、９番目の通信(9)の伝送情報Ｕ２ｅ（上り）が該当する。

無線子局２ｅでは、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線子局２ｃに向けた上り伝送情報の送信を促す。
それと同時に、無線子局２ｃでは、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線子局２ｅからの上り伝送情報の受信を促す。
無線子局２ｅの通信制御部２２は、ツリー情報保持手段２３１に格納されるツリー情報をもとに、自局には配下の無線子局２が存在しないことを認識し、伝送情報保持手段２３３から自局を始点とする伝送情報Ｕ２ｅ(上り)のみを選択する。それらの情報は通信制御部２２を経て、送受信機部２１に入力され、無線信号に変換されて送信される。

無線子局２ｃの送受信機部２１で受信され無線信号から変換された上り伝送情報Ｕ２ｅ(上り)は、通信制御部２２を経て、伝送情報保持手段２３３に格納される。
このとき、無線子局２ｅの通信制御部２２と無線子局２ｃの通信制御部２２は送達確認や再送処理をおこないながら、通信をおこなう。
この通信が完了すると、無線親局２ｃ、２ｅの通信制御部２２は送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

時間が経過し、無線子局２ｃがスケジューリング情報Ｍ２ａをもとにスケジューリングした、自局である無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた上り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線子局２ｃから無線子局２ａに向けた上り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、１０番目の通信(10)の伝送情報Ｕ２ｃ、Ｕ２ｅ（上り）が該当する。
無線子局２ｃでは、無線子局２ｅによる上り伝送情報送信の場合と同様に、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線子局２ａに向けた上り伝送情報の送信を促す。
それと同時に、無線子局２ａでは、無線子局２ｃによる上り伝送情報受信の場合と同様に、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線子局２ｃからの上り伝送情報の受信を促す。

無線子局２ｃの通信制御部２２は、ツリー情報保持手段２３１に格納されるツリー情報をもとに、自局には配下の無線子局２として無線子局２ｅが存在することを認識し、伝送情報保持領域２３３から自局を始点とする伝送情報Ｕ２ｃ(上り)と、無線子局２ｅから受信した伝送情報Ｕ２ｅ(上り)を選択する。それらの情報は通信制御部２２を経て、送受信機部２１に入力され、無線信号に変換されて送信される。
無線子局２ｃによる上り伝送情報受信の場合と同様に、無線子局２ａが受信した伝送情報Ｕ２ｃ(上り)、Ｕ２ｅ(上り)は、伝送情報保持手段２３３に格納される。
この通信が完了すると、無線子局２ａ、２ｃの通信制御部２２は送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

時間が経過し、無線子局２ａからのスケジューリング情報Ｍ２ａに含まれる無線子局２ｄとその配下となる全無線子局からの上り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線子局２ｄから無線子局２ａに向けた上り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で１１番目の通信(11)の伝送情報Ｕ２ｄ（上り）が該当する。
このときの無線子局２ｄの上り伝送情報送信、無線子局２ａの上り伝送情報受信の動作は以上の説明と同様である。無線子局２ａの伝送情報保持手段２３３には、伝送情報Ｕ２ｄ(上り)が格納される。
通信が完了すると、無線子局２ａ、２ｄは送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

時間が経過し、無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ１をもとにスケジューリングした、自局である無線子局２ａから無線親局１に向けた上り通信をおこなうための期間の開始タイミングになると、無線子局２ａから無線親局１に向けた上り通信がおこなわれる。これは図８に記載されている通信シーケンスの中で、１２番目の通信(12)の伝送情報Ｕ２ａ、Ｕ２ｃ、Ｕ２ｄ、Ｕ２ｅ（上り）が該当する。
無線子局２ａでは、他の無線子局２による上り伝送情報送信の場合と同様に、スケジューリング情報保持手段２３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部２５は通信制御部２２に対して、無線親局１に向けた上り伝送情報の送信を促す。
それと同時に、無線親局１では、無線子局２による上り伝送情報受信の場合と同様に、スケジューリング情報保持手段１３２に格納されたスケジューリング情報に従って、タイミング生成部１５は通信制御部１２に対して、無線子局２ａからの上り伝送情報の受信を促す。

無線子局２ａの通信制御部２２は、ツリー情報保持手段２３１に格納されるツリー情報をもとに、自局には配下の無線子局２として無線子局２ｃ、２ｄ、２ｅが存在することを認識し、伝送情報保持手段２３３から自局を始点とする伝送情報Ｕ２ａ(上り)と、無線子局２ｅ、２ｃ、２ｄから受信した伝送情報Ｕ２ｅ(上り)、Ｕ２ｃ(上り)、Ｕ２ｄ(上り)を選択する。それらの情報は通信制御部２２を経て、送受信機部２１に入力され、無線信号に変換されて送信される。

無線親局１の送受信機部１１で受信され無線信号から変換された情報は、通信制御部１２を経て、伝送情報保持手段１３３に格納される。
このとき、無線子局２同士の上り通信の場合と同様に、無線親局１の通信制御部１２と無線子局２ａの通信制御部２２は送達確認や再送処理をおこないながら、通信をおこなう。
この通信が完了すると、無線親局１の通信制御部１２は送受信機部１１の動作を停止させて消費電力を低減し、無線子局２ａの通信制御部２２は送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。

以降、所定のタイミングで、図８の通信シーケンスの中の１３番目の通信(13)の伝送情報Ｕ２ｂ（上り）が該当する、無線子局２ｂから無線親局１に向けた上り通信がおこなわれるが、これらの動作は以上の説明と同様である。
無線親局１の伝送情報保持手段１３３には、伝送情報Ｕ２ｂ(上り)が格納される。
通信が完了すると、無線親局１と無線子局２ｂは送受信機部１１、送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。
以上により、全無線子局２による上り通信が完了する。

無線親局１の伝送情報保持手段１３３には、全無線子局２を始点とする伝送情報が格納される。この情報は無線親局１の上位インターフェース部１６を通して上位制御装置に渡され、所定の処理がおこなわれる。
一巡の上り／下り通信が完了し、各無線子局２は、送受信機部２１の動作を停止させた消費電力を低減した状態にあり、時間が経過して各スケジューリング情報に含まれる、次回、無線親局１がスケジューリング情報Ｍ１’を報知送信するタイミングとなるまで、その消費電力を低減した状態を継続する。

以上のようにこの発明の無線通信システムは、一台の無線親局１を頂点とするツリー型ネットワーク構造の中で、無線親局１は配下となる一階層下の無線子局２ａ、２ｂと、その各一階層下の無線子局２ａの配下となる無線子局２ｃ、２ｄ、２ｅに関するツリー情報を認識する保持手段１３１を有している。
一方、全ての無線子局２は自局に向けて伝送情報を伝送する一階層上の無線局と、また、中継機能を有する無線子局２が、自局に向けて通信を送信する一階層上の無線子局２と、それぞれ配下となる一階層下の無線子局２と、その各一階層下の無線子局の配下となる無線子局に関するツリー情報を認識する保持手段２３１を有している。

無線親局１と中継をすることとなる無線子局２ａは、そのツリー情報をもとに、その一階層下の無線子局２ｃ、２ｄに対して通信をおこなう期間のスケジューリングをおこなう。そのスケジューリングは、スケジューリング情報Ｍ２ａを最下層の無線子局２ｅにまで伝達するための期間と、伝達したい上り／下り情報を伝達するための期間とであり、自局に割り当てられた期間の中から自局の一階層下の各無線子局２ｃ、２ｄに期間を割り当てるようにおこなう。このスケジューリングを階層的に最下層の無線子局２ｅに達するまでおこなうことで、全無線子局２に対する通信期間のスケジューリングが実現できることとなる。

無線親局１を頂点とする上層の無線局は、上述のスケジューリングをおこない、自局自体がスケジューリング情報に従って、一階層下の全無線子局２に対するスケジューリング情報の報知送信と、自局が起点・終点となる情報の通信と、中継のための通信をおこなう。また、一階層下の各無線子局２は同様に、上述のスケジューリングをおこない、自局自体がスケジューリング情報に従って、さらに一階層下の全無線子局に対するスケジューリング情報の報知送信と、自局が起点・終点となる情報の通信と、中継のための通信をおこなう。この動作を順次、最下層の無線子局に達するまで、必要最小限のスケジューリング情報を階層的に伝達することで、効率的に無線親局と全無線子局との間の通信を衝突することなく実現できる。

このように、この発明の実施の形態１は、特定の無線局間の通信のみをおこなう期間をスケジューリングし、そのスケジューリング情報を１階層ずつ順次伝達する形態としたため、少量のスケジューリング情報の伝達で通信の衝突発生を回避し、無線リソースの利用効率を向上させながら、同時に無線子局２の送受信動作時間を抑制して省電力動作が可能なマルチホップ無線通信システムを実現できる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２における無線通信システムを図９〜図１３に基づいて説明する。
先の実施の形態１では、無線親局１を起点に、下層の無線子局の上り／下り通信をおこなう期間をスケジューリングし、そのスケジューリング情報を直接通信可能な一階層下の無線子局２に順次報知送信することで、最下層の無線子局２にまで伝達するようにした。
ここで、実際のネットワーク運用を考えると、定常的な通信をする場合には、各無線子局２に対する通信量は概ね同一か、いくつかの候補のいずれかとなることが多い。その場合、通信量をもとに計算されるスケジューリング結果の相対的なタイミングは、過去に計算した結果と同一になることが多い。

そこで、実施の形態２の発明では、過去のスケジューリング情報を参照可能なものとするようにしたものである。
実施の形態２の発明は、基本的な構成や動作は実施の形態１に類似となるため、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。説明を簡単化するため、ネットワークの構成を縮小した図９で説明する。
図９において、ネットワークには無線親局１と３台の無線子局２ａ〜２ｃが存在する。無線親局１は、無線子局２ａ、無線子局２ｂの２台と直接で無線通信をおこない、無線親局１と無線子局２ｃとの間は、無線子局２ａが中継することで無線通信をおこなう。

図１０は実施の形態２の無線親局１の機能ブロック図を示し、スケジューリング情報保持手段１３４は、実施の形態１のものと異なり、ループバッファ状になっており、今回分のスケジューリング情報の格納／参照に加えて、過去何回かのスケジューリング情報を保持可能で、その過去のスケジューリング情報を参照できるようになっている。
また、スケジューリング情報生成部１７は実施の形態１の機能に加えて、スケジューリング情報保持手段１３４に格納される過去のスケジューリング情報を参照し、今回のものと同一であるかを判断する機能を持っている。
その他の構成は実施の形態１の図２と同じであり、同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。

図１１は実施の形態２の無線子局２の機能ブロック図を示し、スケジューリング情報保持手段２３４は、実施の形態１のものと異なり、無線親局１と同様に、ループバッファ状になっており、今回分のスケジューリング情報の格納／参照に加えて、過去何回かのスケジューリング情報を保持可能で、過去のスケジューリング情報を参照できるようになっている。
また、スケジューリング情報生成部２８は実施の形態１の機能に加えて、スケジューリング情報の受信時にスケジューリング情報保持手段２３４に格納されている情報を監視し、過去のスケジューリング情報の有無に従って、通信制御部２２に通知する機能をもっている。
その他の構成は実施の形態１の図３と同じであり、同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。

一巡の上り／下り通信の最初として、実施の形態１で説明した方法により無線親局１のスケジューリングをおこなうが、無線親局１及び無線子局２が報知送信する期間の計算をおこなうとき、実施の形態１でのスケジューリング情報の要素に対して、その先頭に通番のインデックス番号とスケジューリング情報を参照するインデックス番号の２つの要素を加えたものとして計算する。
この要素を加えたことで、無線親局１から無線子局２ａ、２ｂに向けて報知送信するスケジューリング情報Ｍ１の要素の情報リストは図１２に示す内容となる。
また、無線子局２ａから無線子局２ｃに向けて報知送信するスケジューリング情報Ｍ２ａの要素の情報リストは図１３に示す内容となる。

その後、無線親局１は実施の形態１で説明した方法により、下り伝送をおこなう期間と上り伝送をおこなう期間とのスケジューリングをおこなった後、まず、スケジューリング情報生成部１７は何巡目のスケジューリングかを示す通番の値をスケジューリング情報保持手段１３４に設定する。この値が図１２に示す情報リストの先頭の「通番のインデックス番号」に符合する。
次に、スケジューリング情報生成部１７は、その結果をスケジューリング情報保持手段１３４に格納するとともに、スケジューリング情報保持手段１３４から過去のスケジューリング情報を参照して、今回のスケジューリング情報と一致するものを探索する。

そこで、もし、一致するものが見つかった場合には、それを示すインデックス番号を図１２に示す情報リストの「スケジューリング情報を参照するインデックス番号」として設定する。もし、一致するものが見つからなかった場合には、新規であることを示すインデックス番号を図１２に示す情報リストの「スケジューリング情報を参照するインデックス番号」として設定する。

実施の形態１と同様に、無線親局１はスケジューリング情報Ｍ１を報知送信する。無線子局２ａ、２ｂは、そのスケジューリング情報Ｍ１を受信するが、そのときの動作は次のようになる。
無線子局２ａ、２ｂは、送受信機部２１で受信され無線信号から変換された情報を、通信制御部２２を経て、順次スケジューリング情報保持手段２３４に格納するが、そのときスケジューリング情報生成部２８は、その先頭の要素である「通番のインデックス番号」と、「スケジューリング情報を参照するインデックス番号」が格納されると、スケジューリング情報保持手段２３４からインデックス番号が示す過去のスケジューリング情報の有無を確認する。

もし、過去のスケジューリング情報が存在する場合には、スケジューリング情報生成部２８は通信制御部２２に対してスケジューリング情報Ｍ１の受信の中止を通知し、通信制御部２２はそれに従って、送受信機部２１の動作を停止させて消費電力を低減する。
そして、その過去のスケジューリング情報の内容を今回のスケジューリング情報の領域にコピーする。その場合、配下に無線子局２が存在する無線子局２ａは、その後のスケジューリングはおこなわず、先のインデックス番号と、コピーしたスケジューリング情報をもとに、配下の無線子局２である無線子局２ｃに向けて、図１３に示す情報リストのスケジューリング情報Ｍ２ａの報知送信をおこなう。
もし、過去のスケジューリング情報が存在しない場合には、実施の形態１と同様に動作する。この動作は、全ての無線子局２で共通である。
下り通信と上り通信についての動作は実施の形態１と全く同一である。
以上の動作により、実施の形態１と同様に、一巡の上り／下り通信を実現することが可能となる。

このように、実施の形態２の発明は、スケジューリング情報に過去の参照すべきスケジューリング情報が存在し、それを参照するためのインデックス情報を加えたことによりスケジューリング情報の受信の動作時間を短縮することができるので、情報伝達で衝突発生を回避し、無線リソースの利用効率を向上させながら、かつ、同時に実施の形態１よりも一層無線子局２の送受信動作時間を抑制して省電力動作が可能なマルチホップ無線通信システムを実現できる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３における無線通信システムを図１４〜図１９に基づいて説明する。
実施の形態１、実施の形態２は固定のネットワーク構成を実現するものであった。しかし、近年ではネットワーク構成を自律的に構築可能なアドホック無線通信システムが注目されており、本格的な普及が予想される。そこで、この発明の実施の形態３ではアドホック無線通信システムに適用できるものとする。

この発明の実施の形態３では、新たな通信経路で通信を始めようとする無線子局２がネットワークに参入するために、スケジューリング処理に、ランダムアクセスの期間の割り当てを追加し、全ての無線局がそのランダムアクセスの期間を報知送信するようにする。
実施の形態３のネットワーク構成は図１４になる。説明の最初の時点では、実施の形態２の図９の構成と同じであるが、無線子局２ｃは無線子局２ａの配下から無線子局２ｂの配下に移り、無線親局１と無線子局２ｃとの間は、無線子局２ｂが中継することで無線通信をおこなうようになる。

図１５は実施の形態３の無線親局１の機能ブロック図を示し、スケジューリング情報生成部１８は、実施の形態２のものとは異なり、スケジューリング情報を報知送信する期間と上り／下り通信をおこなう期間に加えて、無線親局１自身と配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間のスケジューリングをおこない、また、ランダムアクセスで無線子局２からの通信経路要求があった場合には、その経路を構築するために必要な時間のスケジューリングをおこなう。他に、無線子局２からの要求に応じて、ツリー情報保持手段１３１を更新する通信経路管理部１９が追加されている。
その他の構成は実施の形態１、２の図２、図１０と同じであり、同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。

図１６は実施の形態３の無線子局２の機能ブロック図を示し、スケジューリング情報生成部２９は実施の形態２のものとは異なり、自局及び配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間のスケジューリングをおこなう。他に、無線親局１及び他の無線子局２が送信する信号品質を監視し、通信経路を管理する通信管理部２０が追加され、記憶領域２３にはその通信管理部２０が管理する情報を保持する領域として、信号品質保持手段２３５が追加されている。
その他の構成は実施の形態１、２の図３、図１１と同じであり、同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。

一巡の上り／下り通信の最初に、実施の形態２のように無線親局１はスケジューリングの処理をおこなうが、その際、下り通信をおこなう期間と上り通信をおこなう期間との間に、無線親局１自体がランダムアクセスを受け付ける期間と、直接通信をおこなう無線子局２である無線子局２ａ、２ｂと、それらの配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間をスケジューリングする。
実施の形態２の他のスケジューリングの場合と同様に、直接通信をおこなう無線子局２の中で、配下に無線子局２が存在する無線子局２に対しては、その無線子局２自身がランダムアクセスを受け付ける期間と、その配下となる無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間とを合算し、その無線子局２と配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間として割り当てる。
これにより、無線親局１から無線子局２ａ、２ｂに向けて報知送信するスケジューリング情報Ｍ１の要素の情報リストは図１７に示す内容となる。

無線子局２によるスケジューリングについても同様に、下り通信をおこなう期間と上り通信をおこなう期間との間に、自局がランダムアクセスを受け付ける期間と、直接通信をおこなう無線子局２である無線子局２ｃと、それらの配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間をスケジューリングする。やはり同様に、直接通信をおこなう無線子局２の中で、配下に無線子局２が存在する無線子局２に対しては、その無線子局２自身がランダムアクセスを受け付ける期間と、その配下となる無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間とを合算し、その無線子局２と配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間として割り当てる。
これにより、無線子局２ａが無線子局２ｃに向けて報知送信するスケジューリング情報２ａの要素の情報リストは図１８に示す内容となる。

ここで、柔軟なネットワーク構成を実現することを考えると、無線子局２は良好な通信品質が確保できるものならば、無線親局１と全ての無線子局２のどの無線局とでも通信できるような仕組みが望ましい。そのようにするためには、新たな経路を要求する無線子局２は全ての無線局に経路要求をおこなうことができるようにする必要がある。言い換えると、このネットワーク上の無線親局１と全無線子局２は経路要求のためのランダムアクセスを受け付けることができる必要がある。

このランダムアクセスによる通信を実施の形態２の既存の通信と衝突しないようにするためには、無線親局１と全無線子局２にランダムアクセスを受け付ける期間を割り当て、新たな経路を要求する無線子局２が認識可能なように、無線子局２ｂ、２ｃのように配下に無線子局２が存在しない無線子局２もスケジューリング情報を報知送信する必要がある。
しかしながら、実施の形態２において、配下に無線子局２が存在する無線子局２が報知するスケジューリング情報Ｍ２には、ランダムアクセスを受け付ける期間を伝達するだけの用途には冗長である。そこで、実施の形態３では、配下に無線子局２が存在しない無線子局２が報知するスケジューリング情報の要素の情報リストは図１９に示す内容のものとする。

各無線局のランダムアクセスを受け付ける期間のスケジューリングをおこなう際、一台の無線局がランダムアクセスを受け付ける期間が決まらなければ計算をおこなうことができない。この期間をＴrandとし、経路要求に必要な情報量や変調速度をもとに一律の期間を決定し、予め無線親局１及び全ての無線子局２で同じ値を用いて計算することとする。
このようにすれば、無線親局１および無線子局２は、ツリー情報保持手段１３１もしくはツリー情報保持手段２３１に格納されたツリー情報をもとに、自局がランダムアクセスを受け付ける期間をＴrandとし、自局が直接通信をおこなう無線子局２とその配下の無線子局２がランダムアクセスを受け付ける期間は、Ｔrandにその直接通信をおこなう無線子局２とその配下の無線子局２の合計局数を乗算した期間となり、それを順に割り当てすることで簡単にスケジューリング処理をおこなうことができる。

無線親局１及び無線子局２によるスケジューリング情報の報知送信は、前述のとおり、配下の無線子局が存在しない無線子局２が、図１９に示す要素からなるスケジューリング情報Ｍ２を送信することを除いて実施の形態２と同一である。
無線子局２によるスケジューリング情報の受信は、実施の形態２と同一である。
実施の形態２では、無線子局２は自局に関連するスケジューリング情報を得る目的だけで、スケジューリング情報受信をおこなっていた。実施の形態３では、通信経路を更新するための情報取得として、次のような動作をおこなう。

実施の形態２と同様の動作として、上り／下りの通信を終えた無線子局２は、次回、無線親局１がスケジューリング情報を報知送信するタイミングまで、送受信機部２１の動作を停止している。
そして、そのタイミングが来ると、再度送受信機部２１の動作を再開し、各無線局がスケジューリング情報を報知送信するのを受信し、この受信の際、通信経路管理部２０は通信制御部２２を経由して、送受信機部２１が測定している受信信号の受信品質を得る。受信品質の指標として適したものは通信方式によって異なるが、ここでは簡単に受信信号強度とする。通信経路管理部２０はその信号を報知送信した無線局の識別とともにその受信信号強度を信号品質保持手段２３５に格納する。

その動作を繰り返すと、自局が直接通信をおこなう上位無線局がスケジューリング情報を報知送信するのを受信することとなる。そのとき、同様に受信信号強度を得ながら、そのスケジューリング情報をスケジューリング情報保持手段２３４に格納する。通信経路管理部２０はそれを信号品質保持手段２３５に格納するとともに、安定した通信が可能な基準値以上かどうかを判定する。

もし、その受信信号強度が基準値以上の場合は、実施の形態２と同様にそのインデックス情報によるスケジューリング情報保持手段２３４内の情報の有無を判定し、存在する場合はスケジューリング情報としてコピーをおこない、消費電力を抑制するために、直ちに送受信機部２１の動作を停止し、存在しない場合はそのスケジューリング情報の受信を終えて、それをスケジューリング情報保持手段２３４に格納した後、送受信機部２１の動作を停止して、自局がスケジューリング情報を報知送信するタイミングを待ち、実施の形態２と同様にスケジューリング情報を報知送信する。

もし、その受信信号強度が基準値未満の場合は、そのスケジューリング情報の受信が完了した後も、他の無線局が報知送信するスケジューリング情報を受信する動作を継続し、その信号を報知送信した無線局の識別とともにその受信信号強度を信号品質保持手段２３５に格納する。自局がスケジューリング情報を報知送信するタイミングになったときには、スケジューリング情報を報知送信し、その後受信動作を再開し、他の無線局によるスケジューリング情報の報知送信が続く限り受信動作を継続し、報知送信した無線局の識別とともにその受信信号強度を信号品質保持手段２３５に格納する。
図９のネットワーク構成で説明すると、無線子局２ｃは、無線子局２ａが報知送信する信号の受信信号強度が基準値を下回り、各無線局が報知送信する信号の受信信号強度を測定して、信号品質保持手段２３５に格納する。

全ての無線局によるスケジューリング情報の報知送信が終わると、信号品質保持手段２３５には、無線局の識別ができた全ての無線局の受信信号強度が揃うこととなる。そこで、通信経路管理部２０はその信号品質保持手段２３５に格納された受信信号強度の中から、最大のものを選択し、自局が直接通信をおこなう上位無線局の受信信号強度と比較する。
もし、その最大となる受信信号強度が自局が直接通信をおこなう上位無線局の受信信号強度に所定のオフセットを加算したものよりも強い場合には、次回の各無線局によるスケジューリング情報の報知で、その最大の受信信号強度となる無線局のスケジューリング情報を受信し、その無線局がランダムアクセスを受け付けるタイミングに経路要求をおこなう。受信信号強度が強い場合には、そのまま同じ動作を継続する。この経路要求に関するランダムアクセスの動作については後述する。

なお、この説明では、一巡分の受信信号強度の情報で、最大となる受信信号強度が自局が直接通信をおこなう上位無線局の受信信号強度とを比較したが、数回分の受信信号強度の平均で比較したり、あるいは、強い状態が続くのをもとに強いと判定する方が、誤差による誤判定を防止できるため望ましい。
図９のネットワーク構成で説明すると、無線子局２ｃでは、無線子局２ｂの受信信号強度が無線子局２ａの受信信号強度に所定のオフセットを加算したものよりも強いため、次回、無線子局２ｂが報知送信するスケジュール情報を受信し、その無線子局２ｂがランダムアクセスを受け付けるタイミングに経路要求をおこなう。

なお、上記の説明では、一旦通信経路を確立した無線子局２がより良い通信経路を検出した状況を説明しているが、起動直後でまだ通信経路が得られていない状態でも、上り／下り通信がおこなわれないものの、無線子局２は最初の動作として、他の無線局が報知送信するスケジューリング情報を受信しながら、受信信号強度が最大となる無線局に対して通信経路要求することで、ネットワークに参入することができる。

無線親局１、無線子局２の下り通信の動作については、実施の形態２と同一である。
ただし、他の無線局がランダムアクセスを受け付ける期間に経路要求しようとする無線子局２は、自局を終端とする下り伝送情報の受信や、配下の無線子局２に向けた中継をおこなわない。
また、自局に向けた下り通信のスケジューリング情報を得た無線子局が、その所定のタイミングで自局向けの下り通信の受信ができなかった場合には、上位の無線子局が経路要求して中継しなかったものと判断し、その後の自局の上り通信が割り当てられた期間には上り通信をおこなわず、後述するリカバリの処理に備えて、次回、無線親局１がスケジューリング情報Ｍ１’を報知送信するタイミングよりも前に、直接通信をおこなう上位無線局から別途送信されるスケジューリング情報を待つ。

次にランダムアクセスを受け付ける期間の動作について説明する。
無線親局１は、自局がランダムアクセスを受け付ける期間になると受信動作を開始する。無線親局１の送受信機部１１は無線信号が入力されるのを待つ。
ここでもし、無線親局１の受信信号強度が最大と判断し、通信経路要求しようとする無線子局２が存在する場合、その無線子局２はこのタイミングで無線親局１に対してランダムアクセスをおこなう。
その無線子局２の通信経路管理部２０は、通信制御部２２にランダムアクセスを指示する。通信制御部２２はアロハ方式のランダムアクセスとなるよう、自局の識別を含めた短い情報を送受信機部２１で無線信号に変換して送信する。

無線親局１は、送受信機部１１で無線信号を情報に変換し、その情報をもとに通信制御部１２はその受信した無線子局の識別とともに情報送信を促す応答の情報を送受信機部１１で無線信号に変換して送信する。
その無線子局２は、送受信機部２１で無線信号を情報に変換し、通信制御部２２で自局向けの応答と判断すると、通信経路管理部２０は、通信経路を要求する情報を通信制御部２２に渡し、送受信機部２１で無線信号を情報に変換して送信する。以降、直接関連しない機能ブロックレベルの詳細説明は割愛する。

もし、その無線子局２は自局向けの応答が得られなかった場合には、ランダムな期間の経過を待って、再度ランダムアクセスをおこなう。ここで、応答が得られないまま、無線親局１がランダムアクセスを受け付ける期間が終了した場合には、通信経路要求に失敗したものとして、無線親局１からスケジューリング情報が報知送信されるのを待ち、それに含まれる無線親局１がランダムアクセスを受け付けるタイミングで再度通信経路要求のためのランダムアクセスをおこなう。

無線親局１は、通信経路を要求する信号を受信すると、送達確認の応答を返し、通信経路管理部１９はツリー情報保持手段１３１に対して、自局の直下に通信経路要求をおこなった無線子局２を追加する。その後、ランダムアクセスを受け付ける期間の終了まで、他の無線子局２からのランダムアクセスを待つ。
なお、通信経路要求を受けた無線親局１の通信経路管理部１９は当初スケジューリングによる上り通信の完了後に、通信経路構築と通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下の無線子局の上り／下り通信がおこなわれないことをリカバリする通信をおこなう。この通信については後述する。

無線子局２によるランダムアクセスを受け付ける期間の動作もほぼ同様である。図９のネットワーク構成で、無線子局２ｃが無線子局２ｂに通信経路要求をおこなうランダムアクセスをおこなう例で説明する。
無線子局２ｂは、スケジューリング情報Ｍ２ｂに含まれる自局がランダムアクセスを受け付ける期間になると、受信動作を開始し、そのタイミングで無線子局２ｃはランダムアクセスをおこなう。
無線子局２ｂの送受信機部２１は無線信号が入力されるのを待つ。無線子局２ｃの通信経路管理部２０は、通信制御部２２にランダムアクセスを指示する。通信制御部２２はアロハ方式のランダムアクセスとなるよう、自局の識別を含めた短い情報を送受信機部２１で無線信号に変換して送信する。

無線子局２ｂは、送受信機部２１で無線信号を情報に変換し、その情報をもとに通信制御部２２はその受信した無線子局の識別とともに情報送信を促す応答の情報を送受信機部２１で無線信号に変換して送信する。
無線子局２ｃは、送受信機部２１で無線信号を情報に変換し、通信制御部２２で自局向けの応答と判断すると、通信経路管理部２０は、通信経路を要求する情報を通信制御部２２に渡し、送受信機部２１で無線信号を情報に変換して送信する。以降、直接関連しない機能ブロックレベルの詳細説明は割愛する。

もし、その無線子局２ｃは自局向けの応答が得られなかった場合には、ランダムな期間の経過を待って、再度ランダムアクセスをおこなう。ここで、応答が得られないまま、無線親局１がランダムアクセスを受け付ける期間が終了した場合には、通信経路要求に失敗したものとして、無線子局２ｂからスケジューリング情報が報知送信されるのを待ち、それに含まれる無線子局２ｂがランダムアクセスを受け付けるタイミングで再度通信経路要求のためのランダムアクセスをおこなう。
無線子局２ｂは、通信経路を要求する信号を受信すると、送達確認の応答を返し、その後、ランダムアクセスを受け付ける期間の終了まで、他の無線子局２からのランダムアクセスを待つ。

無線子局２ｂが無線子局２ｃからのランダムアクセスを受け付ける期間が完了し、然るべき時間が経過すると、無線子局２ｂが上り通信をおこなう期間が始まる。通信経路要求を受けた無線子局２ｂの通信経路管理部２０は、本来の伝送情報Ｕ２ｂ(上り)に加えて、自局が無線子局２ｃからの通信経路要求を受信したことを通知する情報を送信するとともに、ツリー情報保持手段２３１に格納されているツリー情報に対して、自局の配下に無線子局２ｃを追加する形で更新する。
なお、図９のネットワーク構成では、通信経路要求を受けた無線子局２ｂは無線親局１と直接通信する関係となっているが、もし、通信経路要求を受け付けた無線子局２と無線親局１との間に中継する無線子局２が存在する場合、この事例で説明するならば、通信経路要求を受け付けた無線子局２ｂと無線親局１との間に中継する無線子局２が存在する関係である場合には、その中継をおこなう無線子局２は、本来の伝送情報である、自局が始点となる上り伝送情報と、配下となる無線子局２ｂを含めた無線子局２からの上り伝送情報の中継に加えて、無線子局２ｂが無線子局２ｃからの通信経路要求を受信したことを通知する情報を無線親局１に向けて中継する。併せて、無線親局１の通信経路管理部１９はツリー情報保持手段１３１に格納されているツリー情報に対して、無線子局２ｂの直下に無線子局２ｃを追加し、また、その新経路上で中継をおこなう無線子局２の通信経路管理部２０はツリー情報保持手段２３１に格納されているツリー情報に対して、自局の配下に無線子局２ｃを追加する。

また、通常ならば無線子局２は上り通信完了後には、次回、無線親局１がスケジューリング情報を報知送信するタイミングまで送受信機部２１の動作を停止させて、省電力動作をおこなうが、ランダムアクセスによる通信経路要求をおこなった無線子局２、それを受けた無線子局２、それを中継した無線子局２は、その後におこなわれるであろう通信経路確立のための通信のために、受信を続ける。
以上のように、通信経路要求のランダムアクセスがあった場合の上り通信について説明したが、その他の上り通信に関する動作は実施の形態２の場合と同一となる。

以上の動作で、一巡の上り／下り通信が完了するが、通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下となる無線子局２への上り／下り通信がおこなわれていないため、そのリカバリの処理として、本来、次回に無線親局１がスケジューリング情報Ｍ１’を報知送信する前に、無線親局１は通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下となる無線子局２との間で上り／下り通信をおこなう。その上り／下り通信のために、無線親局１はスケジューリング情報を送信する。通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下となる無線子局２の経路上の無線子局２は、上述のように継続して送受信機部２１を動作させているため、通常のスケジューリング情報の伝達の場合と同様に、必要な末端の無線子局２にまでそのスケジューリング情報を伝達することができ、通常の上り／下り通信と同様に、通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下となる無線子局２への上り／下り通信を実現してリカバリすることができる。また、それらの経路上にない無線子局２は送受信機部２１を停止させているため、受信はされず不要な消費電力増とはならない。

この状態では、未だ通信経路要求をおこなった無線子局２の元の通信経路上にある無線子局２のツリー情報保持手段２３１には、その配下に通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下の無線子局２が存在することとなっている。そのため、無線親局１の通信経路管理部１９は、それらの元の通信経路上にある無線子局２に対して、次回の下り通信の伝送情報に加えて、通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下となる無線子局２の経路変更の情報を伝送する。その伝送情報を受信した無線子局２の元の通信経路上にある無線子局２は、通信経路管理部２０がツリー情報保持手段２３１を更新する。以上の動作により、通信経路変更の作業が完了する。

このように、この実施の形態３の発明は、無線子局２に通信品質を監視する仕組みと、その品質に従って通信経路を切り替える仕組みを実現する通信経路管理部１９、２０を持つようにしたため、実施の形態２と同様に、情報伝達で衝突発生を回避して無線リソースの利用効率を向上させながら省電力動作が可能で、かつ、自律的に通信経路を構築可能なマルチホップ無線通信システムを実現できる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４における無線通信システムついて説明する。
実施の形態３のネットワークでは、スケジューリング情報の伝送が重要で、このスケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２とその配下となる無線子局２は、失敗した回の上り／下り通信をおこなうことができない。そのために、実施の形態３では、無線親局１及び無線子局２はスケジューリング情報の報知送信の際に無条件に数回の再送をおこなうようにしている。
実施の形態４の発明は、再送下でもスケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２及びその配下の無線子局２も上り／下り通信が可能となるようにしたものである。

実施の形態３と異なる部分を説明する。
この発明による実施の形態４の無線親局１と無線親局２は、自局がランダムアクセスを受け付ける期間の開始タイミングになると、自局の識別情報とランダムアクセスを受け付ける期間が開始することを示す情報と、期間が終了するタイミングを示す情報を報知送信するようにする。
上層の無線局からのスケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２は、受信動作を続け、上層の無線局のランダムアクセスを受け付ける期間の開始される情報が報知送信されるのを待つ。

そして、その上層の無線局のランダムアクセスを受け付ける期間の開始される情報を受信すると、実施の形態３で通信経路を要求するのと同様に、ランダムアクセスをおこない、スケジューリング情報の受信失敗を通知し、上り／下り通信を要求する。
その上層の無線局が無線子局２であった場合は、その無線子局２の上り通信の伝送情報に加えて、下層の無線子局２から上り／下り通信の要求があったことを無線親局１に向けて送信し、経路上の無線子局２はその後におこなわれるであろう通信を要求した無線子局２とその配下となる無線子局２の通信のために、上り通信完了後も送受信機部２１の動作を停止させず、受信を続ける。

通信要求を直接あるいは中継で受け取った無線親局１は、他の無線子局２からの上り通信が終了した後、当初次回予定していた次回の上り／下り通信のためのスケジューリング情報送信の前に、無線親局１はそれらの無線子局２に対して限定で、上り／下り通信をおこなう。通信経路要求に対応する場合と同様に、このときのスケジューリング情報は、それらの経路上にない無線子局２は送受信機部２１を停止させているため、受信はされず不要な消費電力増はされないが、経路上の無線子局２は送受信機部２１を動作させているため、正常に受信でき、通信経路要求をおこなった無線子局２とその配下となる無線子局２への上り／下り通信を実現できる。
このように、スケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２がランダムアクセスで通信要求をおこなうようにしたため、通信の確実性を向上することができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５における無線通信システムを図２０に基づいて説明する。
実施の形態４の発明では、スケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２とその配下となる無線子局２の上り／下り通信をおこなうために、ランダムアクセスによる通信要求をおこなうようにした。
実施の形態５では、別の方法により、スケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２とその配下となる無線子局２の上り／下り通信を実現するようにしたものである。

実施の形態５の発明の動作を実施の形態３と異なる部分について説明する。
無線親局１及び無線子局２は、配下の無線子局２に向けた下り通信を開始する際、最初に上層側の無線局が下層側の無線子局２の識別番号と、下り通信が開始されることを示す情報を送信する。
下層側の無線子局２は、スケジューリング情報を正常に受信できている場合には、それに対する正常応答をした後、下り通信をおこなう。

もし、下層側の無線子局がスケジューリング情報の受信に失敗した場合は、受信を続け、その後、自局向けの下り通信開始を示す情報が送信されるのを待つ。そして、自局向けの下り通信開始を示す情報が送信されると、スケジューリング情報の通知を要求する応答を返送する。
スケジューリング情報の受信失敗を示す応答を受信した上位側の無線局は、本来送信するはずの下り情報に加えて、その下層側の無線子局向けに抜粋したスケジューリング情報を送信する。

図９のネットワーク構成において、無線子局２ａが無線親局１が報知送信するスケジューリング情報１の受信に失敗した場合、無線子局２ａはその後も受信を継続しておこなう。
そして、無線子局２ａとその配下の無線子局２に向けた下り通信がおこなわれる期間の開始タイミングになると、無線親局１は無線子局２ａの識別番号と下り通信開始を示す情報を送信する。
それを受信した無線子局２ａは、スケジューリング情報の通知を要求する応答を返送し、それを受けた無線親局１は無線子局２ａに向けて伝送情報Ｄ２ａ(下り)、Ｄ２ｃ(下り)とともに、図２０に示すスケジューリング情報の抜粋を送信する。
それを受けた無線子局２ａは、実施の形態３で通常どおりスケジューリング情報Ｍ１の受信をした場合と同様にスケジューリングをおこない、スケジューリング情報格納手段２３４に格納する。

そして、そのスケジューリング結果に従い、無線子局２ｃとその配下の無線子局２に向けた下り通信がおこなわれる期間の開始タイミングになると、無線子局２ａは無線子局２ｃの識別番号と下り通信開始を示す情報を送信する。
無線子局２ｃは、上層となる無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ１の受信に失敗し、スケジューリング情報Ｍ２ａの報知送信をおこなっていないため、無線子局２ａがスケジューリング情報Ｍ１の受信に失敗した場合と同様に、受信を継続し、無線子局２ａが無線子局２ｃの識別番号と下り通信開始を示す情報を送信するのを待つ。そして、無線子局２ａの場合と同様に、スケジューリング情報の通知を要求する応答を返送し、それを受けた無線親局２ａは無線子局２ｃに向けて伝送情報Ｄ２ｃ(下り)とともに、スケジューリング情報の抜粋を送信する。
それを受信した無線子局２ｃは同様にスケジューリングをおこない、スケジューリング情報格納手段２３４に格納する。

これで、無線子局２ａ、２ｃのスケジューリング情報保持手段２３４には、無線子局２ａが正常にスケジューリング情報を受信した場合と同じ情報が格納されることになるため、以降、実施の形態３と同様に、上り通信を実施することができる。
このように、スケジューリング情報の受信に失敗した無線子局２が、下り通信時にスケジューリング情報の要求をおこない、上位の無線局があらためてスケジューリング情報の通知をするようにしたため、通信の確実性を向上することができる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：無線親局、 ２、２ａ〜２ｅ：無線子局、
１１：送受信機部、 １２：通信制御部、
１３：記憶領域、 １４：スケジューリング情報生成部、
１５：タイミング生成部、 １６：上位インターフェース部、
１７、１８：スケジューリング情報生成部、 １９：通信経路管理部、
２０：通信経路管理部、 ２１：送受信機部、
２２：通信制御部、 ２３：記憶領域、
２４：スケジューリング情報生成部、 ２５：タイミング生成部、
２６：外部制御インターフェース部、 ２７：外部センサインターフェース部、
２８、２９：スケジューリング情報生成部、
１３１：ツリー情報保持手段、 １３２：スケジューリング情報保持手段、
１３３：伝送情報保持手段、 １３４：スケジューリング情報保持手段、
２３１：ツリー情報保持手段、 ２３２：スケジューリング情報保持手段、
２３３：伝送情報保持手段、 ２３４：スケジューリング情報保持手段、
２３５：信号品質保持手段。

Claims (11)

1. １台の無線親局と複数台の無線子局からなる無線局により構成され、前記無線親局と前記無線子局間で直接通信、または前記無線親局と前記無線子局間で他の無線子局が中継することによる通信をおこなう無線通信システムおいて、
   前記無線子局は、送受信機部と、前記無線親局と前記複数台の無線子局からなるネットワークの通信経路のツリー構造の情報を認識するツリー情報保持手段と、自局及び自局よりも下層の無線局が上り通信および下り通信する期間をスケジューリングしたスケジューリング情報を格納するスケジューリング情報保持手段を備え、前記無線親局もしくは上層の無線子局から、自局の無線子局とその下層の無線局に割り当てられた通信期間を、自局が通信する期間と、自局よりも下層の無線局が通信する期間に分割して、前記スケジューリング情報保持手段に格納するとともに、前記自局が通信する期間を用いて、直接通信可能な一階層下の無線局に前記自局よりも下層の無線局が通信する期間を伝達するようにしたことを特徴とする無線通信システム。
2. 自局の無線子局とその下層の無線局に割り当てられた通信期間は、スケジューリング情報を報知送信する期間と、下りの伝送情報を伝送する期間と、上りの伝送情報を伝送する期間の３種の期間からなり、前記３種のそれぞれの期間について、自局が通信する期間と、自局よりも下層の無線局が通信する期間に分割されてなる請求項１に記載の無線通信システム。
3. 下りの伝送情報を伝送する期間および上りの伝送情報を伝送する期間は、全無線子局の中から情報量が最大となる無線子局を探索し、その最大の下り情報量Ｖｆおよび最大の上り情報量Ｖｒと、自局と配下の無線子局の局数とから求めるようにした請求項２に記載の無線通信システム。
4. 中継局となる無線子局は、無線親局または上層の無線子局から伝送されたスケジューリング情報と自局のツリー情報保持手段に保持されたツリー情報に基づいて、下層の無線子局に対するスケジューリング情報を生成するようにした請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. スケジューリング情報には、無線親局が次回にスケジューリング情報を報知送信するタイミングを示すオフセット量が含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 無線子局は、無線親局もしくは上層の無線子局から、無線信号により伝達された自局とその下層の無線子局に割り当てられた通信期間が、過去の割り当て結果と同じである場合、スケジューリング情報保持手段に格納された情報を再利用して、その期間に通信をおこなうことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 無線子局は、無線親局もしくは上層の無線子局から伝達された自局とその下層の無線子局に割り当てられた通信期間と、それを分割して得られる自局及び下層の無線子局が通信をおこなう期間に、自局及び下層の無線子局がランダムアクセスを受け付ける期間を含み、その期間に他の無線子局からツリー構造の変更要求を受け付け、それを上位の無線親局もしくは上層の無線子局に伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 無線子局は、自局及び下層の無線子局が通信をおこなう期間中のランダムアクセスを受け付ける期間に、下層の無線子局からその無線子局以下の層の無線子局が通信をおこなう期間を受け付け、それを上位の無線親局もしくは上層の無線子局に伝達することを特徴と
   する請求項７に記載の無線通信システム。
9. 無線子局は、通信が開始される前に、下層の無線子局に対して、その下層の無線局及びさらに下層の無線子局が通信をおこなう期間の情報を受信しているかどうかを確認する手順をおこない、受信していない応答が返送された場合に、その期間の情報を伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
10. 無線親局は、無線送受信機部と、前記無線親局と複数台の無線子局からなるネットワークの通信経路のツリー構造の情報を認識するツリー情報保持手段と、自局及び自局よりも下層の無線子局が通信する期間をスケジューリングして格納するスケジューリング情報保持手段を備え、自局が通信する期間と下層の無線子局が通信する期間を決定して前記スケジューリング情報保持手段に格納するとともに、前記自局が通信する期間を用いて、前記下層の無線子局が通信する期間を一階層下の無線子局に伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
11. 自局が通信する期間と下層の無線子局が通信する期間は、スケジューリング情報を報知送信する期間と、下りの伝送情報を伝送する期間と、上りの伝送情報を伝送する期間の３種の期間からなり、前記３種のそれぞれの期間がスケジューリングされてスケジューリング情報保持手段に保持されてなる請求項１０に記載の無線通信システム。

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