JP2015037263A - 通信装置、通信システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信または計測の性能を向上させる。【解決手段】信号処理部は、第１の信号媒体を用いて通信の対象となる対象装置と通信を行うか、または前記第１の信号媒体を用いて計測を行う。通信部は、第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他の通信装置と通信を行う。制御部は、この通信部を用いて上記他の通信装置と上記第２の信号媒体を用いた通信を行うことにより、上記信号処理部及び上記他の通信装置の少なくとも一方による上記第１の信号媒体の使用を制御する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、通信装置、通信システム及びプログラムに関する。

一般に通信では、周辺環境や距離減衰などの要素によって適切な信号媒体が異なる。よって、異なる信号媒体それぞれを用いる送受信機を装備しておき、それらを設置環境や通信距離に応じて切り替える場合がある。

"Electromagnetic/acoustic underwater communications system", WFS Technologies Ltd., US8045919B2, Oct.2011

通信システムの一例である音響通信システムの性能を劣化させる要因として、周辺環境のノイズや、外部からの作用による通信装置の指向性のずれといった外部環境による要因がある。また、他の劣化要因として、ユーザ多重を導入した場合に発生するユーザ信号間の干渉（マルチプルユーザ干渉）などのシステム内干渉がある。また、その他の劣化要因として、環境計測システムにおいて、通信システムが用いる一つの通信媒体の信号と同一の媒体を用いた環境計測の信号とが相互干渉するシステム間の通信システム相互干渉がある。

このように、外部環境による要因、システム内干渉またはシステム間の相互干渉により、通信または計測の性能が劣化するという問題があった。ここで、システム間とは、異なる通信システム間、異なる計測システム間、または通信システムと計測システムの間を含む。

そこで本発明の一態様は、上記問題に鑑みてなされたものであり、通信または計測の性能を向上させる通信装置、通信システム及びプログラムを提供することを課題とする。

本発明の実施形態によれば、信号処理部は、第１の信号媒体を用いて通信の対象となる対象装置と通信を行うか、または前記第１の信号媒体を用いて計測を行う。通信部は、第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他の通信装置と通信を行う。制御部は、この通信部を用いて上記他の通信装置と上記第２の信号媒体を用いた通信を行うことにより、上記信号処理部及び上記他の通信装置の少なくとも一方による上記第１の信号媒体の使用を制御する。

第１の実施形態における通信システム１の構成を示す概略図である。 第１の実施形態におけるリモートノードの通信装置Ｒの構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態におけるヘッドノードの通信装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態におけるローカルノードの通信装置Ｌの構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態における通信システム１のシーケンスの一例を示す図である。 第２の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の構成を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１以外のヘッド装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態における通信システム１ｂのシーケンスの一例を示す図である。 第３の実施形態における通信システム１ｃの構成を示す概略図である。 第３の実施形態における通信システム１ｃの処理の概要を説明するための図である。 第３の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態における通信システム１ｃのシーケンスの一例を示す図である。 第３の実施形態におけるｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。 第４の実施形態における通信システム１ｄのシーケンスの一例を示す図である。 第４の実施形態におけるｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態における通信システム１の構成を示す概略図である。第１の実施形態における通信システム１は、リモートノードの通信装置（以下、リモート装置ともいう）Ｒ、ヘッドノードの通信装置Ｈ_１、…、Ｈ_ＮまでのＮ個（Ｎは２以上の整数）のヘッドノードの通信装置（以下、ヘッド装置ともいう）Ｈ_ｉ（ｉは１からＮまでの整数）、及びローカルノードの通信装置Ｌ_１、…、Ｌ_ＭまでのＭ個（Ｍは正の整数）のローカルノードの通信装置（以下、ローカル装置ともいう）Ｌ_ｊ（ｊは１からＭまでの整数）を備える。リモート装置Ｒは、ヘッド装置Ｈ_１、…、Ｈ_Ｎ の通信の対象となる対象装置である。以下、簡単のために、ヘッド装置（通信装置）Ｈ_１、…、Ｈ_Ｎを総称して、ヘッド装置Ｈともいう。また、ローカル装置（中継装置）Ｌ_１、…、Ｌ_Ｍを総称して、ローカル装置Ｌともいう。

なお、通信システムは、少なくとも２個のヘッド装置Ｈを備えていればよく、ローカル装置Ｌを備えていなくてもよい。

リモート装置Ｒと各ヘッド装置Ｈ_ｉとの間の距離は、例えば、数千ｋｍである。各ヘッド装置Ｈ_ｉ間の距離は、例えば、１０〜１００ｍである。
図１のリモート装置Ｒと各ヘッド装置Ｈとを結ぶ破線は、第１の信号媒体を用いた通信リンクである。図１の破線が示すように、リモート装置Ｒと各ヘッド装置Ｈ_ｉとは、第１の信号媒体（以下、媒体１ともいう）を用いた通信が可能である。

図１の各ヘッド装置Ｈ_ｉ間、各ローカル装置Ｌ_ｊ間、ヘッド装置Ｈ_ｉとローカル装置Ｌ_ｊとの間を結ぶ実線と一点鎖線は、第２の信号媒体を用いた通信リンクである。図１の実線が示すように、各ヘッド装置Ｈ_ｉ間、各ローカル装置Ｌ_ｊ間、ヘッド装置Ｈ_ｉとローカル装置Ｌ_ｊとの間は、第２の信号媒体（以下、媒体２ともいう）を用いた通信が可能である。例えば、ヘッド装置Ｈ同士は直接、あるいは１個以上のローカル装置Ｌを介して、第２の信号媒体を用いた通信が可能である。第２の信号媒体は、一例として、第１の信号媒体と干渉しない、第１の信号媒体とは異なる信号媒体である。第２の信号媒体は、例えば、第１の信号媒体よりも伝搬速度が速い媒体である。例えば、第１の媒体が音波である場合、第２の信号媒体は、例えば、光、電磁波または磁界である。

具体的には、例えば、第１の信号媒体を用いた通信とは水中での音響通信であり、第２の信号媒体を用いた通信とは同じく水中での電磁波通信、磁界通信、あるいは光通信である。水中では音響通信を用いることで、長距離通信が可能である。その場合、高指向性のトランスデューサを用いることが多い。また、音響信号の水中の伝搬速度は１５００ｍ／ｓ程度であり、１．５ｋｍの伝搬で１秒の遅延が発生する。一方、水中でも短距離であれば電磁波、磁界または光を用いて通信が可能であることが知られている。これらの信号の伝搬速度は音響信号に比べて格段に速い。真空中での信号伝搬速度をＣ_０＝３．０×１０^８［ｍ／ｓ］、媒体の比誘電率をεとして、媒体中での伝搬速度Ｃ＝Ｃ_０／√εである。水の比誘電率は８１なので、水中での伝搬速度は３．３×１０^７［ｍ／ｓ］である。

図１でともに水中にあるリモート装置Ｒとヘッド装置Ｈが音響信号を用いて通信する場合の課題の１つは、ユーザ多重（マルチプルアクセス）の実現、すなわちリモート装置Ｒに複数のヘッド装置Ｈの通信を多重することである。リモート装置Ｒとヘッド装置Ｈの双方が高指向性のトランスデューサを用いる場合、ヘッド装置Ｈの送信時にその他のヘッド装置Ｈがそれを感知（キャリアセンス）することは難しい。

よって、キャリアセンスベースのマルチプルアクセスを適用した際には、複数のヘッド装置が同時に音響データパケットを送信することによるパケット衝突が問題となる。ここで、パケット衝突とは、複数の音波信号がリモート装置に同時に到達することで、信号が重畳されて、元の信号が復号できなくなることである。

この問題を回避する手法として、ヘッド装置Ｈが音響データパケットを送信する前に、リモート装置Ｒに対してチャネル使用要求を送り、リモート装置Ｒが許可を与える手法が考えられる。リモート装置が与える許可は、該当ヘッド装置Ｈに対するチャネル使用許可通知であり、またその他のヘッド装置Ｈに対するチャネル使用禁止通知である。これによりパケット衝突は回避できる。しかしながら、チャネル使用の要求と許可のシグナリングが上記の伝搬遅延を伴うため、マルチプルアクセスの効率（チャネルの利用効率）は高くないという問題がある。

本実施形態では、第１の信号媒体のマルチプルアクセスの効率を、第２の信号媒体を用いたシグナリングによって改善する。

図２は、第１の実施形態におけるリモートノードの通信装置Ｒの構成を示す概略ブロック図である。リモート装置Ｒは、電源Ｒ１、ＣＰＵ（Ｒ２）及び通信部Ｒ３を備える。通信部Ｒ３は、第１媒体モデムＲ３１及び送受信デバイスＲ３２を備える。

電源Ｒ１は、ＣＰＵ（Ｒ２）と第１媒体モデムＲ３１に電力を供給する。
ＣＰＵ（Ｒ２）は、通信部Ｒ３を制御する。またＣＰＵ（Ｒ２）は、例えば、送信対象のデジタル信号を通信部Ｒ３へ出力する。またＣＰＵ（Ｒ２）は、例えば、通信部Ｒ３が復調して得たデジタル信号を受け取る。

通信部Ｒ３は、各ヘッドノードの通信装置Ｈ_ｉとの間で、第１の信号媒体を用いた通信が可能である。
第１媒体モデムＲ３１は、ＣＰＵ（Ｒ２）から入力されたデジタル信号を伝送路の特性に合わせたアナログ信号にデジタル変調して、送受信デバイスＲ３２から特定のヘッドノードＨ_ｉへ送信させる。また、第１媒体モデムＲ３１は、特定のヘッドノードＨ_ｉから送受信デバイスＲ３２が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調し、復調して得たデジタル信号をＣＰＵ（Ｒ２）へ出力する。
送受信デバイスＲ３２は、第１の信号媒体でアナログ信号の送受信を行う。

なお、リモート装置Ｒは、少なくとも第１媒体モデムＲ３１と対応する送受信デバイスＲ３２を具備し、各ヘッド装置Ｈ_ｉとの間で第１の信号媒体を用いた通信が可能であればよい。

図３は、第１の実施形態におけるヘッドノードの通信装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。ヘッド装置Ｈは、電源Ｈ１、ＣＰＵ（Ｈ２）、信号処理部Ｈ３及び通信部Ｈ４を備える。

電源Ｈ１は、ＣＰＵ（Ｈ２）、信号処理部Ｈ３の後述する第１媒体モデムＨ３１及び通信部Ｈ４の後述する第２媒体モデムＨ４１に電力を供給する。
ＣＰＵ（Ｈ２）は、通信部Ｈ４を用いて他のヘッド装置Ｈと第２の信号媒体を用いた通信を行うことにより、信号処理部Ｈ３及び他の通信装置の少なくとも一方による第１の信号媒体の使用を制御する制御部として機能する。

より詳細には、ＣＰＵ（Ｈ２）は、第１の信号媒体を用いた通信または計測を制御する制御信号を、通信部Ｈ４に、第２の信号媒体を用いて他のヘッド装置Ｈへ送信させる制御部として機能する。また、ＣＰＵ（Ｈ２）は、通信部Ｈ４が制御信号を受信した場合、この受信した制御信号に基づいて、信号処理部Ｈ３による第１の信号媒体の使用を制御する制御部として機能する。これにより、ＣＰＵ（Ｈ２）は、信号処理部Ｈ３及び他のヘッド装置における第１の信号媒体の使用を管理することができる。

ここで、制御信号は、第１の信号媒体を用いた通信または計測を制御する信号である。より詳細には、制御信号は、第１の信号媒体によるデータ通信を制御する信号あるいは第１の信号媒体による計測を制御する信号である。本実施形態では、制御信号は一例として、第１の信号媒体の占有を要求する占有要求信号である。ＣＰＵ（Ｈ２）は、通信部Ｈ４が占有要求信号を受信した場合、信号処理部Ｈ３による第１の信号媒体を用いた通信を停止させる。

ＣＰＵ（Ｈ２）は、信号処理部Ｈ３を制御する。ＣＰＵ（Ｈ２）は、信号処理部Ｈ３が送信対象とするデジタル信号を信号処理部Ｈ３へ出力する。また、ＣＰＵ（Ｈ２）は、通信部Ｈ３が復調して得たデジタル信号を受け取る。

また、ＣＰＵ（Ｈ２）は、通信部Ｈ４を制御する。例えば、ＣＰＵ（Ｈ４）は、信号処理部送信対象のデジタル信号を通信部Ｈ４へ出力する。またＣＰＵ（Ｈ２）は、例えば、通信部Ｈ４が復調して得たデジタル信号を受け取る。

ＣＰＵ（Ｈ２）は、通信部Ｈ４に、第２の信号媒体を用いて、他のヘッド装置Ｈ_ｋの第１の信号媒体を用いた通信を制御する制御信号を、複数のヘッド装置Ｈのうち自装置以外の少なくとも一台のヘッド装置Ｈへ送信させる。その際、ＣＰＵ（Ｈ２）は、例えば、信号処理部Ｈ３が第１の信号媒体を用いて信号を送信する前に、通信部Ｈ４に、第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他のヘッド装置Ｈへ上記占有要求信号を送信させる。これにより、ＣＰＵ（Ｈ２）は、他のヘッド装置Ｈによる第１の信号媒体を用いた通信を停止させることができる。

信号処理部Ｈ３は、第１の信号媒体を用いて、通信の対象となるリモート装置Ｒと通信を行う。ここで、信号処理部Ｈ３は、第１媒体モデムＨ３１及び第１送受信デバイスＨ３２を備える。第１媒体モデムＨ３１は、ＣＰＵ（Ｈ２）から入力されたデジタル信号を伝送路の特性に合わせたアナログ信号に変調して、変調して得たアナログ信号を第１送受信デバイスＨ３２からリモート装置Ｒへ送信させる。また、第１媒体モデムＨ３１は、リモート装置Ｒから送受信デバイスＲ３２が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調し、復調して得たデジタル信号をＣＰＵ（Ｈ２）へ出力する。

第１送受信デバイスＨ３２は、第１の信号媒体でアナログ信号の送受信を行う。

通信部Ｈ４は、第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他の通信装置と通信を行う。通信部Ｈ４は、例えば、ＣＰＵ（Ｈ２）から入力された制御信号を他のヘッド装置Ｈへ送信する。なお、通信部Ｈ４は、例えば、第２の信号媒体で通信可能なローカル装置Ｌを介して、制御信号を自装置以外の少なくとも一台の他のヘッド装置Ｈへ送信してもよい。

また、通信部Ｈ４は、複数のヘッド装置Ｈ_ｉに含まれる自装置以外のヘッド装置Ｈが第２の信号媒体を用いて送信した制御信号を受信する。具体的には、通信部Ｈ４は、例えば、自装置以外のヘッド装置Ｈが第２の信号媒体を用いて送信した占有要求信号を受信する。通信部Ｈ４が占有要求信号を第２の信号媒体を介して受信した場合、ＣＰＵ（Ｈ２）は、信号処理部Ｈ３による第１の信号媒体を用いた通信を停止させる制御部として機能する。ここで、通信部Ｈ４は、第２媒体モデムＨ４１及び第２送受信デバイスＨ４２を備える。

第２媒体モデムＨ４１は、ＣＰＵ（Ｈ２）から入力されたデジタル信号を伝送路の特性に合わせたアナログ信号に変調して、変調して得たアナログ信号を第２送受信デバイスＨ４２から他のヘッド装置Ｈへ送信させる。また、第２媒体モデムＨ４１は、他のヘッド装置Ｈから送受信デバイスＲ４２が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調し、復調して得たデジタル信号をＣＰＵ（Ｈ２）へ出力する。

第２送受信デバイスＨ４２は、第２の信号媒体でアナログ信号の送受信を行う。

なお、ヘッド装置Ｈは少なくとも第１媒体モデムＨ３１と対応する第１送受信デバイスＨ３２と、第２媒体モデムＨ４１と対応する第２送受信デバイスＨ４２とを具備すればよい。

図４は、第１の実施形態におけるローカルノードの通信装置Ｌの構成を示す概略ブロック図である。ローカル装置Ｌは、電源Ｌ１、ＣＰＵ（Ｌ２）及び通信部Ｌ３を備える。
電源Ｌ１は、ＣＰＵ（Ｌ２）及び通信部Ｌ３の後述する第２媒体モデムＬ３１へ電力を供給する。

ＣＰＵ（Ｌ２）は、通信部Ｌ３を制御する。ＣＰＵ（Ｌ２）は、通信部Ｌ３から入力されたデジタル信号に含まれるデータの宛先に関する情報を参照して、通信部Ｌ３が受信した、あるヘッド装置Ｈ_ｉが送信した信号を他のヘッド装置Ｈ_ｋ（ｋはｉ以外の整数）へ送信させる。ここで、ＣＰＵ（Ｌ２）は、例えば、通信部Ｌ３に、通信部Ｌ３が受信した信号を他のローカル装置Ｌ_ｊを介して、他のヘッド装置Ｈ_ｋ（ｋはｉ以外の整数）へ送信させてもよい。

通信部Ｌ３は、各ヘッド装置Ｈ_ｉとの間または他のローカル装置Ｌ_ｊとの間で、第２の信号媒体を用いた通信が可能である。ここで、通信部Ｌ３は、第２媒体モデムＬ３１及び第２送受信デバイスＬ３２を備える。

第１媒体モデムＬ３１は、例えば、あるヘッドノードＨから第２送受信デバイスＬ３２が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調し、復調して得たデジタル信号をＣＰＵ（Ｌ２）へ出力する。第１媒体モデムＬ３１は、例えば、ＣＰＵ（Ｌ２）から入力されたデジタル信号を伝送路の特性に合わせたアナログ信号にデジタル変調して、送受信デバイスＲ３２から特定のヘッドノードＨまたは他のローカル装置Ｌへ送信させる。

第２送受信デバイスＬ３２は、第２の信号媒体を用いてアナログ信号の送受信を行う。

なお、ローカル装置Ｌは少なくとも第２媒体モデムＬ３１と対応する第２送受信デバイスＬ３２とを備えればよい。

図５は、第１の実施形態における通信システム１のシーケンスの一例を示す図である。
（Ｔ１０１）まず、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１でリモート装置Ｒへ送信するための送信データを取得する。

（Ｔ１０２）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を用いて周辺のヘッド装置Ｈ（例えば、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１やその他のヘッド装置Ｈ）に対して、占有要求信号を一方的に通知する。なお、占有要求信号は、例えば、媒体１の使用を開始することを伝えるために予め定義された信号でもよい。

（Ｔ１０３）次に、途中のｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊは、一例として、占有要求信号を受信し、媒体２を用いて、受信した占有要求信号を、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ送信する。なお、占有要求信号は直接、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉの周辺のヘッド装置Ｈで受信される場合もある。

（Ｔ１０４）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、ｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊから媒体２を用いて送信された、占有要求信号を受信する。

（Ｔ１０５）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止する。

なお、占有要求信号が、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉによる媒体１の使用期間を含む場合、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、その使用期間だけ媒体１を用いた送信を停止してもよい。

（Ｔ１０６）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１を用いて送信データを送信する。時刻Ｔ１０５は、時刻Ｔ１０２から、周辺のヘッド装置Ｈに媒体２の信号が到達するのに要する時間（＝ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｔｉｍｅ（ＲＴＴ）の１／２）以上経過した時刻である。すなわち、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、例えば、時刻Ｔ１０２から、ＲＴＴの１／２以上の所定の時間待機した後に、媒体１を用いて送信データを送信する。

（Ｔ１０７）次に、リモート装置Ｒは、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが媒体１を用いて送信した送信データを受信する。

（Ｔ１０８）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いてＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定応答）をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。

（Ｔ１０９）次に、ヘッド装置Ｈ_ｉは、リモート装置Ｒが媒体１を用いて送信したＡＣＫを受信する。

なお、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、例えば、媒体１を使用開始する前、媒体１を使用開始する時、あるいは媒体１の使用期間中、媒体２を用いてエネルギーを放射することで占有要求してもよい。また、例えば、媒体１の使用期間中、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、ＬＥＤを点灯させてもよい。その場合、周辺のヘッド装置Ｈは媒体２でエネルギーを検知してから所定の時間だけ、あるいはエネルギーを検知している期間中、媒体１を用いた送信を停止する。

以上、第１の実施形態によれば、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉにおけるＣＰＵ（Ｈ２）は、例えば、信号処理部Ｈ３が第１の信号媒体を用いて信号を送信する前に、通信部Ｈ４に、第２の信号媒体を用いて自装置以外の少なくとも一台の他のヘッド装置Ｈへ占有要求信号を送信させる。例えば、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１における通信部Ｈ４は、上記ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが第２の信号媒体を用いて送信された占有要求信号を受信する。そして、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１におけるＣＰＵ（Ｈ２）は、例えば、通信部Ｈ４が占有要求信号を受信した場合、信号処理部Ｈ３による第１の信号媒体を用いた通信を停止させる。

これにより、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが媒体１を用いてリモート装置Ｒと通信中に、他のヘッド装置Ｈは媒体１を用いた通信を停止する。その結果、リモート装置Ｒが媒体１で複数の信号を同時に受信することを回避できるので、リモート装置Ｒは、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが媒体１を用いて送信した信号を確実に復調及び復号することができる。そのため、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、リモート装置Ｒとの通信の性能を向上することができる。

また、本実施形態では、媒体１の信号の伝搬速度よりも媒体２の信号の伝搬速度が速く、かつｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉとｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の間の距離はｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉとリモート装置Ｒの間の距離よりも短い。これにより、媒体１の信号の伝搬遅延に比べて媒体２の信号の伝搬遅延は非常に小さいため、媒体１を用いた従来のシグナリングに比べてマルチプルアクセス制御の効率を改善することができる。

なお、第１の実施形態では、媒体１を用いた通信を例に説明したが、媒体１を用いた計測（例えば、音響ソナー）でも同様の手法を適用してもよい。具体的には、信号処理部Ｈ３は、第１の信号媒体を用いて計測を行ってもよい。その場合、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１を用いて計測信号を放射する前、あるいは計測信号を受信する前に、他のヘッド装置Ｈに対して、媒体１を用いて通信信号あるいは計測信号を放射または受信しないように、占有要求信号を送信してもよい。

これにより、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、自ヘッド装置Ｈと他のヘッド装置の間で、一つの信号媒体を用いた通信とその信号媒体と同一の信号媒体を用いて行う環境計測（例えば、音響通信と同一媒体を用いる音響ソナー）との間の相互干渉を回避することができる。そのため、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、環境計測の性能を向上することができる。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態よりも媒体１でのパケット衝突をより確実に回避する手段を提供する。第１の実施形態の通信システム１と比べて、第２の実施形態における通信システム１ｂは、ヘッド装置Ｈ_ｉ＋１が送信権を制御するマスターであり、他のヘッド装置Ｈ_１〜Ｈ_ｉ、Ｈ_ｉ＋２〜Ｈ_Ｎがスレーブである点が異なる。

また、第２の実施形態におけるリモート装置Ｒの構成は、図２に示す第１の実施形態におけるリモート装置Ｒの構成と同じであるので、その説明を省略する。また、第２の実施形態におけるローカル装置Ｌの構成は、図４に示す第１の実施形態におけるローカル装置Ｌの構成と同じであるので、その説明を省略する。

図６は、第２の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の構成を示す概略ブロック図である。ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、電源Ｈ１、ＣＰＵ（Ｈ２ｍ）、信号処理部Ｈ３及び通信部Ｈ４を備える。なお、図３と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。

ＣＰＵ（Ｈ２ｍ）は、通信部Ｈ４が占有要求信号をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉから受信した場合、既に他のヘッド装置に媒体１の送信権を付与していなければ、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉに媒体１の送信権を付与する。

具体的には、例えば、ＣＰＵ（Ｈ２ｍ）は、通信部Ｈ４が占有要求信号をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉから受信した場合、既に他のヘッド装置に媒体１の送信権を付与しているか否か判定する。既に他のヘッド装置に媒体１の送信権を付与していなければ、ＣＰＵ（Ｈ２ｍ）は、例えば、通信部Ｈ４に、第１の信号媒体の占有許可を示す占有許可信号を、第２の信号媒体を用いてｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉを含む周囲のヘッド装置へ送信させる。その際、ＣＰＵ（Ｈ２ｍ）は、占有許可信号を、ローカル装置Ｌ_ｊを介して、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信させてもよい。

なお、占有許可信号は、他のヘッド装置Ｈに媒体１の送信権を付与するとき、あるいはそれから所定の期間中、媒体２でエネルギーを放射するという単純なものでもよい。その場合、周辺のヘッド装置Ｈは媒体２でエネルギーを検知してから所定の時間だけ、あるいはエネルギーを検知している期間中、媒体１に対する送信を停止してもよい。

また、既に他のヘッド装置Ｈに媒体１の送信権を付与していなければ、ＣＰＵ（Ｈ２ｍ）は、例えば、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止する。

図７は、第２の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１以外のヘッド装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。なお、図３と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。第２の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成は、第１の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成に対して、ＣＰＵ（Ｈ２）がＣＰＵ（Ｈ２ｂ）に変更されたものになっている。

ＣＰＵ（Ｈ２ｂ）は、占有要求信号をｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ第２の信号媒体を用いて送信する。その際、ＣＰＵ（Ｈ２ｂ）は、例えば、占有要求信号を、ローカル装置を介してｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ送信してもよい。
ＣＰＵ（Ｈ２ｂ）は、この占有要求信号に応じて通信部Ｈ４が占有許可信号をｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１から受信した場合、第１の信号媒体を用いて送信データをリモート装置Ｒへ送信する。

ＣＰＵ（Ｈ２ｂ）は、占有要求信号を送信していないのに、占有許可信号を受信した場合、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止する。これにより、占有要求信号を送信していないヘッド装置Ｈは、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止するので、リモート装置Ｒに媒体１を用いた複数の信号が到達しないので、リモート装置Ｒにおける復号成功率を向上させることができる。

なお、占有許可信号が媒体１を用いた送信の停止期間を含む場合、ＣＰＵ（Ｈ２ｂ）は、占有要求信号を送信していないのに占有許可信号を受信した場合、占有許可信号に含まれる停止期間だけ媒体１を用いた送信を停止してもよい。
占有許可信号を送信してないヘッド装置Ｈは、停止期間だけ媒体１を用いた送信を停止するので、リモート装置Ｒに媒体１を用いた複数の信号が到達しないので、リモート装置Ｒにおける復号成功率を向上させることができる。

図８は、第２の実施形態における通信システム１ｂのシーケンスの一例を示す図である。
（Ｔ２０１）まず、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１でリモート装置Ｒへ送信するための送信データを取得する。

（Ｔ２０２）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を用いて周辺のヘッド装置Ｈ（例えば、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１やその他のヘッド装置Ｈ）に対して、媒体１の占有要求信号を一方的に通知する。

（Ｔ２０３）次に、途中のｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊは、一例として、上記占有要求信号を受信し、媒体２を用いて、受信した占有要求信号を、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ送信する。このように、途中のｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊは、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉから送信された占有要求信号を中継してｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ届ける。なお、占有要求信号は直接、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉの周辺のヘッド装置Ｈで受信される場合もある。

（Ｔ２０４）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、ｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊから媒体２を用いて送信された、占有要求信号を受信する。

（Ｔ２０５）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止する。

（Ｔ２０６）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いて、媒体１の占有許可信号をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。

（Ｔ２０７）次に、途中のｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊは、一例として、上記占有許可信号を受信し、媒体２を用いて、受信した占有許可信号をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。このように、途中のｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊは、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１から送信された占有許可信号を中継してｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ届ける。なお、占有許可信号は中継されずに直接、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉで受信される場合もある。

（Ｔ２０８）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、ｊ番目のローカル装置Ｌ_ｊから占有許可信号を受信する。なお、並行して、ｉ番目とｉ＋１番目のヘッド装置以外のヘッド装置Ｈは、占有許可信号を受信する。そして、ｉ番目とｉ＋１番目のヘッド装置以外のヘッド装置Ｈは、占有要求信号を送信していないのに占有許可信号を受信したので、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止する。

（Ｔ２０９）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは媒体１を用いて、送信データを送信する。ここで時刻Ｔ２０９は、時刻Ｔ２０２から、周辺のヘッド装置Ｈに媒体２を用いた信号を交換する時間ＲＴＴ以上経過した時刻である。

（Ｔ２１０）次に、リモート装置Ｒは、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが媒体１を用いて送信した送信データを受信する。

（Ｔ２１１）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いてＡＣＫをｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。

（Ｔ２１２）次に、ヘッド装置Ｈ_ｉは、リモート装置Ｒが媒体１を用いて送信したＡＣＫを受信する。

以上、第２の実施形態において、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、明確にｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉに媒体１を用いた送信権を付与する。また、占有要求信号を送信していないのに占有許可信号を受信した他のヘッド装置Ｈは、例えば、所定の時間だけ媒体１を用いた送信を停止する。これにより、第１の実施形態より確実に媒体１でのパケット衝突を回避することができる。

なお、本実施形態では、媒体１を用いた通信を例に説明したが、媒体１を用いた計測（例えば、音響ソナー）でも同様の手法が適用できる。すなわち、ヘッド装置Ｈが計測信号を放射する際、あるいは計測信号を受信する際に、ヘッド装置Ｈがその他のヘッド装置へ制御信号を送信する。これにより、その他のヘッド装置Ｈが通信信号あるいは計測信号を放射しないようにすることができる。前述のように媒体２の信号の伝搬遅延は非常に小さいため、媒体１を用いた従来のシグナリングに比べてマルチプルアクセス制御の効率を改善することができる。

（第３の実施形態）
図１でともに水中にあるリモート装置とヘッド装置が音響信号を用いて通信する場合の別の課題は、通信リンク品質の改善である。音響信号の伝搬路は、周辺環境からの多様な雑音、複雑な反射及び屈折現象と低速な伝搬速度による長遅延波（エコー）、波や潮流による動揺に起因するドップラーシフト、同じく動揺に起因する通信機の移動、指向性のずれなど通信リンクの品質を低下させる要因が多くある。そこで、第３の実施形態は、媒体１のリンク品質を、媒体２を用いたシグナリングによって改善する手段を提供する。

媒体１の伝搬遅延が大きいため、単一データを送信してＡＣＫを返信するのはオーバヘッドが大きい。そこで、同一データを複数回連続送信して、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが受信できた時点でＡＣＫを返すことが考えられる。この場合の送信間隔はエコーが十分に消える程度の時間（遅延広がり程度）が必要なので、数秒にも及ぶ場合がある。潮流などによって通信装置が移動してしまっている場合には複数回送信しても通信が成功しない場合が考えられる。

この問題に対して本実施形態は、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが受信に失敗した場合に、周辺のヘッド装置Ｈに対して代理受信を依頼することで通信の成功確率を向上させる。媒体１の送信間隔が数秒に及ぶ場合があるのに対して、媒体２でのシグナリングに要する時間は無視できるほど短いので、媒体１の次のデータが到達する前に代理受信を開始することができる。

図９は、第３の実施形態における通信システム１ｃの構成を示す概略図である。通信システム１ｃは、リモート装置Ｒ、ヘッド装置Ｈ_１、Ｈ_２、…、Ｈ_ＮまでのＮ個のヘッド装置及びローカル装置Ｌ_１、Ｌ_２、…、Ｌ_ＭまでのＭ個のローカル装置を備える。同図の例において、ヘッド装置Ｈ_１とリモート装置Ｒとの距離が数千ｍ（ここでは一例として、６０００ｍ）離れている。ノード間距離は、例えば、１０〜１００ｍである。ここで、ノード間距離は、各ヘッド装置Ｈが配置されたヘッドノード間の距離、各ローカル装置Ｌ_ｊが配置されたローカルノード間の距離、またはヘッドノードとローカルノードとの間の距離である。リモート装置Ｒは、一例として、海上のブイの上に設置されている。一方、ヘッド装置Ｈ_１、Ｈ_２、…、Ｈ_Ｎ及びローカル装置Ｌ_１、Ｌ_２、…、Ｌ_Ｍは、一例として、海底に配置されている。本実施形態では、一例として、媒体１として音波、媒体２として電磁波または光を想定する。

第３の実施形態におけるリモート装置Ｒの構成は、図２に示す第１の実施形態におけるリモート装置Ｒの構成と同じであるので、その説明を省略する。また、第３の実施形態におけるローカル装置Ｌの構成は、図４に示す第１の実施形態におけるローカル装置Ｌの構成と同じであるので、その説明を省略する。

図１０は、第３の実施形態における通信システム１ｃの処理の概要を説明するための図である。同図において、横軸は時間である。同図の例では、また、リモート装置Ｒからヘッド装置Ｈまで伝搬される音響信号の伝搬速度は、一例として１５００ｍ／ｓである。よって、一例として、リモート装置Ｒとｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉまでの距離が６０００ｍなので、リモート装置Ｒからｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉまでの伝搬に要する時間である伝搬遅延ＴＤが４秒である。

同図の例では、リモート装置Ｒが同じコマンドＣＭＤを所定の時間間隔ＴＣ（例えば、４秒未満の時間間隔）で３回送信する。一方、ヘッド装置Ｈ_ｉは、最初の２回、コマンドＣＭＤの受信に失敗したので、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ代理受信依頼信号ＨＥＬＰを媒体２（例えば、光または電磁場）で送信する。ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、代理受信依頼信号ＨＥＬＰを受信した場合、媒体１による受信を開始する。

同図の例では、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、３回目に送信されたコマンドＣＭＤの受信に失敗する。一方、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、３回目に送信されたコマンドＣＭＤの受信に成功する。ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、ＡＣＫを生成し、生成したＡＣＫをヘッド装置Ｈ_ｉとリモート装置へ送信する。これにより、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、代理受信が成功したことを、ヘッド装置Ｈ_ｉとリモート装置に伝えることができる。

図１１は、第３の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。
なお、図３と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。第３の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成は、第１の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成に対して、ＣＰＵ（Ｈ２）がＣＰＵ（Ｈ２ｃ）に変更されたものになっている。

第３の実施形態において、ヘッド装置Ｈが第２の信号媒体を用いて送信する制御信号は、リモート装置（対象装置）Ｒからのデータの代理受信を制御する代理受信を制御する信号である。具体的には、制御信号は、例えば、リモート装置（対象装置）Ｒからのデータの代理受信を依頼する旨の代理受信依頼信号である。

ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、以下の処理を実行する制御部として機能する。
ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３が予め決められた回数、第１の信号媒体を用いた受信に失敗した場合、通信部Ｈ４に、代理受信依頼信号を、第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他のヘッド装置Ｈへ送信させる。
ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４が他のヘッド装置Ｈから第２の信号媒体を用いて送信された代理受信依頼信号を受信した場合、リモート装置Ｒが第１の信号媒体を用いて送信した信号を信号処理部Ｈ３に受信させる。

ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３がリモート装置Ｒが第１の信号媒体を用いて送信した信号を受信した場合、通信部Ｈ３に、代理受信成功通知を第２の信号媒体を用いて他のヘッド装置Ｈへ送信させる。その際、更に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３に、ＡＣＫを第１の信号媒体を用いてリモート装置Ｒへ送信させる。

図１２は、第３の実施形態における通信システム１ｃのシーケンスの一例を示す図である。
図１２に示すように、リモート装置Ｒは同一のデータを最大Ｑ（Ｑは正の整数）回送信する。そして、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、所定の回数であるＰ（ＰはＱより小さい整数）回受信に失敗した場合、媒体２を使って周辺のヘッド装置Ｈに代理受信を依頼する代理受信依頼信号を送信する。上記の処理は、具体的には以下の通りである。

（Ｔ３０１）まず、リモート装置Ｒは、媒体１を用いて、媒体１を用いてデータの１回目の送信を行う。

（Ｔ３０２）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（１回目の受信失敗）。

（Ｔ３０３）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いてデータの２回目の送信を行う。

（Ｔ３０４）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（２回目の受信失敗）。

（Ｔ３０５）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いてデータのＰ回目の送信を行う。

（Ｔ３０６）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（Ｐ回目の受信失敗）。

（Ｔ３０７）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を用いて、代理受信依頼信号をｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１を含む他の複数のヘッド装置Ｈへ送信する。

ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は代理受信依頼信号を受信した場合、第１媒体モデムＨ３１を起動してリモート装置Ｒからの信号の復調を開始する（代理受信の開始）。これにより、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、早ければリモート装置Ｒが送信するＰ＋１回目のデータから受信を試行することができる。ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１が、リモート装置Ｒが送信したデータの受信に成功した場、第１媒体モデムＨ３１の動作を終了する（代理受信の終了）。そして、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いてｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉに代理受信成功通知を送信する。また、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体１を用いてリモート装置ＲにＡＣＫを送信する。上記の処理の具体例は以下の通りである。

（Ｔ３０８）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いて、Ｐ＋１回目のデータの送信を行う。

（Ｔ３０９）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、代理受信依頼信号を受信する。

（Ｔ３１０）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、第１媒体モデムＨ３１を起動してリモート装置Ｒからの信号の復調を開始する（代理受信の開始）。

（Ｔ３１１）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（受信失敗）。

（Ｔ３１２）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いて、Ｑ回目のデータの送信を行う。

（Ｔ３１３）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出しない（受信成功）。

（Ｔ３１４）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、第１媒体モデムＨ３１の動作を終了する（代理受信の終了）。

（Ｔ３１５）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いてｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉに代理受信成功通知を送信する。

（Ｔ３１６）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を用いて、代理受信成功通知をｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１から受信する。

（Ｔ３１７）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体１を用いてリモート装置ＲにＡＣＫを送信する。

（Ｔ３１８）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いて、ＡＣＫをｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１から受信する。

図１３は、第３の実施形態におけるｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）まず、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタを０に設定する。

（ステップＳ１０２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、媒体１を介して受信したパケットを復号する。

（ステップＳ１０３）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：巡回冗長検査）値を用いて、復号したデータに誤りがないか否か判定する。ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は誤りがないと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。一方、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は誤りがあると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１０５に進む。

（ステップＳ１０４）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３１に、媒体１を用いてリモート装置ＲへＡＣＫを送信させる。

（ステップＳ１０５）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタの値を１増やす。

（ステップＳ１０６）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタの値がＰ未満であるか否か判定する。カウンタの値がＰ未満である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）はステップＳ１０２に戻る。一方、カウンタの値がＰ以上である場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）はステップＳ１０７に進む。

（ステップＳ１０７）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ３１に、媒体２を用いてｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ代理受信依頼信号を送信させる。

（ステップＳ１０８）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、継続して、媒体１のパケットを復号する。

（ステップＳ１０９）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ＣＲＣ値を用いて、復号したデータに誤りがないか否か判定する。ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、誤りがないと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１３に進む。一方、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、誤りがあると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１１０に進む。

（ステップＳ１１０）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信したか否か判定する。通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、代理受信が成功したことによりその処理を終了する。一方、通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ステップＳ１１１に進む。

（ステップＳ１１１）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタの値を１増やす。

（ステップＳ１１２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタの値がＱより小さいか否か判定する。カウンタの値がＱより小さい場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）はステップＳ１０８に戻る。

（ステップＳ１１３）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信したか否か判定する。通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、代理受信が成功したことによりその処理を終了する。この場合、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、媒体１を用いてＡＣＫを送信しない。ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１が、媒体１を用いてＡＣＫを送信するからである。一方、通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ステップＳ１１４に進む。

（ステップＳ１１４）ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、リモート装置Ｒからのデータの受信に成功し、かつ他のヘッド装置Ｈから代理受信成功通知を受信していないので、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４から、媒体２を用いてｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１を含む他のヘッド装置Ｈへ代理受信停止通知を送信させる。これにより、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１を含む他のヘッド装置Ｈの代理受信を停止させる。

（ステップＳ１１５）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ自身が、リモート装置Ｒからのデータの受信に成功しているので、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３に、媒体１を用いてリモート装置ＲへＡＣＫを送信する。

図１４は、第３の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）まず、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、媒体２を介して受信したパケットを復号する。

（ステップＳ２０２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ＣＲＣ値を用いて、復号したデータに誤りがないか否か判定する。ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、誤りがないと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に進む。一方、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は誤りがあると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。

（ステップＳ２０３）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、復号して得た信号が代理受信依頼信号であるか否か判定する。復号して得た信号が代理受信依頼信号である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）はステップＳ２０４へ進む。ここで、代理受信依頼信号は、一例として、図１２に示すように、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉからの代理受信依頼信号である。一方、復号して得た信号が代理受信依頼信号でない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は復号して得た信号に対する受信データ処理へ移行する。

（ステップＳ２０４）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、第１媒体モデムＨ３１を起動して、媒体１を用いた代理受信を開始する。

（ステップＳ２０５）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタの値を０に設定する。

（ステップＳ２０６）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、媒体１を介して受信したパケットを復号する。

（ステップＳ２０７）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ＣＲＣ値を用いて、復号したデータに誤りがないか否か判定する。ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は誤りがないと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２１０に進む。一方、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は誤りがあると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２０８に進む。

（ステップＳ２０８）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタの値を１増やす。

（ステップＳ２０９）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、カウンタがＬ（Ｌは正の整数）より小さいか否か判定する。カウンタがＬより小さい場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）はステップＳ２０８に戻る。一方、カウンタがＬ以上の場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）はその処理を終了する。この場合、代理受信に失敗したことを意味する。

（ステップＳ２１０）ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４が代理受信成功通知を受信したか否か判定する。通信部Ｈ４が代理受信成功通知または代理受信停止通知を受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉから代理受信を依頼された他のヘッド装置が代理受信に成功したか、代理受信を依頼したｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ自身がデータの受信に成功したことにより、その処理を終了する。
その場合、代理受信に成功した他のヘッド装置または自らデータの受信に成功したｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが媒体１を用いたＡＣＫをリモート装置Ｒへ送信するので、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体１を用いてＡＣＫを送信しない。一方、通信部Ｈ４が代理受信成功通知または代理受信停止通知を受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ステップＳ２１１に進む。

（ステップＳ２１１）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１はリモート装置Ｒからのデータの受信に成功し、かつ代理受信を依頼された他のヘッド装置Ｈから代理受信成功通知を受信していないので、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４に、媒体２を用いて代理受信成功通知をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉと代理受信を依頼された他のヘッド装置Ｈへ送信させる。

（ステップＳ２１２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３に、媒体１を用いてＡＣＫをリモート装置Ｒへ送信させる。

以上、第３の実施形態において、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉのＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、信号処理部Ｈ３が予め決められた回数、第１の信号媒体を用いた受信に失敗した場合、通信部Ｈ４に、代理受信依頼信号を、第２の信号媒体を用いて自装置以外の少なくとも一台のヘッド装置Ｈへ送信する。ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ以外のヘッド装置Ｈにおいて、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、通信部Ｈ４が自装置以外のヘッド装置Ｈから第２の信号媒体を用いて送信された代理受信依頼信号を受信した場合、ＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、リモート装置Ｒが第１の信号媒体を用いて送信した信号を信号処理部Ｈ３に受信させる。

これにより、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉのＣＰＵ（Ｈ２ｃ）は、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ以外のヘッド装置Ｈに、リモート装置Ｒが第１の信号媒体を用いて送信した信号を代理受信させることができる。このように、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが受信に失敗した場合に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ以外のヘッド装置Ｈが代理受信することができるので、リモート装置Ｒと複数のヘッド装置Ｈとの間における通信の成功確率を向上させることができる。

（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態と同様、第１の信号媒体のリンク品質を、第２の信号媒体を用いたシグナリングによって改善する手段を提供する。第４の実施形態では、第３の実施形態とは異なり、ヘッド装置Ｈがリモート装置Ｒへデータを送信する例である。

ヘッド装置Ｈは、リモート装置Ｒに対して同一データを複数回連続送信するが、通信が成功しない場合は考えられる。この問題に対して本実施形態は、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが送信に失敗した場合に、周辺のヘッド装置Ｈに対して代理送信を依頼し、周辺のヘッド装置Ｈが代理送信することで通信の成功確率を向上させる。

第４の実施形態における通信システム１ｄの構成は、図９の第３の実施形態における通信システム１ｄの構成と同様であるので、その説明を省略する。
図１５は、第４の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成を示す概略ブロック図である。
なお、図３と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。第４の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成は、第１の実施形態におけるヘッド装置Ｈの構成に対して、ＣＰＵ（Ｈ２）がＣＰＵ（Ｈ２ｄ）に変更されたものになっている。

第４の実施形態において、ヘッド装置Ｈが第２の信号媒体を用いて送信する制御信号は、第１の信号媒体の信号を用いた代理送信を制御する信号である。具体的には、制御信号は、例えば、第１の信号媒体を用いた代理送信を依頼する旨の代理送信依頼信号である。

ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、以下の処理を実行する制御部として機能する。
ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３が予め決められた回数、第１の信号媒体を用いたデータの送信に失敗した場合、通信部Ｈ４に、代理送信依頼信号及びデータを、第２の信号媒体を用いて自装置以外の少なくとも一台のヘッド装置Ｈへ送信させる。

ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、通信部Ｈ４が自装置以外のヘッド装置Ｈから第２の信号媒体を用いて送信された代理送信依頼信号およびデータを受信した場合、信号処理部Ｈ３に第１の信号媒体を用いて通信部Ｈ４が受信したデータをリモート装置Ｒへ送信させる。

ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、データをリモート装置Ｒへ送信させた後に、信号処理部Ｈ３がリモート装置Ｒから第１の信号媒体を用いてＡＣＫ（肯定応答）を受信した場合、第２の信号媒体を用いて代理送信成功通知を、代理送信を依頼したヘッド装置Ｈへ送信させる。

図１６は、第４の実施形態における通信システム１ｄのシーケンスの一例を示す図である。
ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは所定の回数（Ｐ回）、データを送信しても、全て伝送に失敗したと判断した場合、媒体２を使って他のヘッド装置Ｈ（例えば、周辺のヘッド装置Ｈ）に代理送信を依頼する代理送信依頼信号を送信する。その際、リモート装置Ｒから、想定されるＲＴＴ時間以上待ってもＡＣＫがｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉに返送されてこない場合、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは伝送が失敗したと判断する。上記の処理の具体例は以下の通りである。

（Ｔ４０１）まず、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１を用いてデータの１回目の送信を行う。

（Ｔ４０２）次に、リモート装置Ｒは、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（１回目の受信失敗）。

（Ｔ４０３）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１を用いてデータの１回目の送信を行う。

（Ｔ４０４）次に、リモート装置Ｒは、例えば、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（２回目の受信失敗）。

（Ｔ４０５）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体１を用いてデータのＰ回目の送信を行う。

（Ｔ４０６）次に、媒体１を介して送信されたデータを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（Ｐ回目の受信失敗）。

（Ｔ４０７）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、時刻Ｔ４０５からＲＴＴ以上経過した時に、媒体２を用いて他のヘッド装置Ｈに代理送信依頼信号を送信する。

代理送信依頼信号を受信したｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いて代理送信を受理する旨の代理送信受理信号を送信する。これを受けてｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を用いて、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１に代理送信してもらうデータを代理送信データとしてｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ送信する。

その後、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は第１媒体モデムＨ３１を起動してｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉから受信した代理送信データを媒体１でリモート装置Ｒへ送信する。ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体１を介してリモート装置ＲからＡＣＫを受信した場合、第１媒体モデムＨ３１の動作を終了する（代理受信の終了）。また、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いて代理送信に成功した旨を示す代理送信成功通知をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。上記の処理の具体例は以下の通りである。

（Ｔ４０８）ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を介して、代理送信依頼信号をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉから受信する。

（Ｔ４０９）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いて、代理送信受理信号をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。

（Ｔ４１０）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を介して、代理送信受理信号をｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１から受信する。

（Ｔ４１１）次に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉは、媒体２を用いて、代理送信データをｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ送信する。

（Ｔ４１２）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を介して、代理送信データをｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１から受信する。

（Ｔ４１３）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、第１媒体モデムＨ３１を起動し、媒体１を用いて、リモート装置Ｒへｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉから受信した代理送信データの１回目の送信を行う。

（Ｔ４１４）次に、リモート装置Ｒは、例えば、媒体１を介して送信された代理送信データを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出する（受信失敗）。

（Ｔ４１５）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体１を用いて、リモート装置Ｒへｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉから受信した代理送信データのＬ回目の送信を行う。

（Ｔ４１６）次に、リモート装置Ｒは、例えば、媒体１を介してＬ回目に送信された代理送信データを受信し、受信した信号を復号し、復号して得た信号に誤りを検出しない（受信成功）。

（Ｔ４１７）次に、リモート装置Ｒは、媒体１を用いて、ＡＣＫをｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１へ送信する。

（Ｔ４１８）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体１を介してリモート装置ＲからＡＣＫを受信し、第１媒体モデムＨ３１の動作を終了する（代理受信の終了）。

（Ｔ４１９）次に、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１は、媒体２を用いて代理送信成功通知をｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉへ送信する。

図１７は、第４の実施形態におけるｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ３０１）まず、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値を０に設定する。

（ステップＳ３０２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、媒体１を用いてデータをリモート装置Ｒへ送信する。

（ステップＳ３０３）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３がリモート装置Ｒから媒体１を介してＡＣＫを受信したか否か判定する。信号処理部Ｈ３がＡＣＫを受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。リモート装置Ｒが正常にデータを受信できたからである。一方、信号処理部Ｈ３がＡＣＫを受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３０４に進む。

（ステップＳ３０４）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値を１増やす。

（ステップＳ３０５）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値がＰ未満であるか否か判定する。カウンタの値がＰ未満である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３０２に戻る。一方、カウンタの値がＰ以上の場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３０６に進む。

（ステップＳ３０６）ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、通信部Ｈ４に、媒体２を用いて代理送信依頼信号を他のヘッド装置Ｈへ送信させる。

（ステップＳ３０７）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、通信部Ｈ４が代理送信受理信号を受信したか否か判定する。通信部Ｈ４が代理送信受理信号を受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３１２に進む。一方、通信部Ｈ４が代理送信受理信号を受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３０８に進む。

（ステップＳ３０８）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３に、媒体１を用いてデータをリモート装置Ｒへ送信させる。

（ステップＳ３０９）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３がリモート装置Ｒから媒体１を介してＡＣＫを受信したか否か判定する。信号処理部Ｈ３がＡＣＫを受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。リモート装置Ｒが正常にデータを受信できたからである。一方、信号処理部Ｈ３がＡＣＫを受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３１０に進む。

（ステップＳ３１０）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値を１増やす。

（ステップＳ３１１）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値がＱ未満であるか否か判定する。カウンタの値がＱ未満である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ３０８に戻る。カウンタの値がＱ以上である場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。この場合、リモート装置Ｒが正常にデータを受信できずに終了する。

（ステップＳ３１２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、媒体２を用いて代理送信データを、当該代理送信受理信号を送信したヘッド装置Ｈ（図１６の例では、ｉ＋１番目のヘッド装置）へ送信させる。

（ステップＳ３１３）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、所定の時間内に、代理送信データの送信先のヘッド装置Ｈ（図１６の例では、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ）から、媒体２を用いて代理送信成功通知を受信したか否か判定する。代理送信成功通知を受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。この場合、代理送信成功である。一方、代理送信成功通知を受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。この場合、代理送信失敗である。

図１８は、第４の実施形態におけるｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ４０１）まず、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、媒体２を介して受信したパケットを復号する。

（ステップＳ４０２）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、ＣＲＣ値を用いて、復号して得た信号に誤りがないか否か判定する。ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は誤りがないと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４０３に進む。一方、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は誤りがあると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ４０１に戻る。

（ステップＳ４０３）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、復号して得た信号が代理送信依頼信号であるか否か判定する。復号して得た信号が代理送信依頼信号である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ４０４に進む。一方、復号して得た信号が代理送信依頼信号でない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は復号したデータについて受信データ処理に移行する。

（ステップＳ４０４）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、媒体１の通信品質が良好であるか否か判定する。媒体１の通信品質が良好である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ４０５に進む。一方、媒体１の通信品質が良好でない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。

（ステップＳ４０５）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、通信部Ｈ４に、媒体２を用いて、代理送信受理信号を、代理送信を依頼したヘッド装置Ｈ（図１６の例では、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ）へ送信させる。

（ステップＳ４０６）次に、通信部Ｈ４は、媒体２を介して、代理送信を依頼したヘッド装置Ｈ（図１６の例では、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ）から代理送信データを受信する。

（ステップＳ４０７）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値を０に設定する。

（ステップＳ４０８）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３に、媒体１を用いて代理送信データをリモート装置Ｒへ送信させる。

（ステップＳ４０９）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３が、媒体１を介して、リモート装置ＲからＡＣＫを受信したか否か判定する。信号処理部Ｈ３がＡＣＫを受信した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ４１２に進む。一方、信号処理部Ｈ３がＡＣＫを受信していない場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ４１０に進む。

（ステップＳ４１０）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値を１増やす。

（ステップＳ４１１）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、カウンタの値がＬ未満であるか否か判定する。カウンタの値がＬ未満である場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はステップＳ４０８に戻る。一方、カウンタの値がＬ以上である場合（ＮＯ）、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）はその処理を終了する。この場合、代理送信失敗である。

（ステップＳ４１２）ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、通信部Ｈ４に、媒体２を用いて代理送信成功通知を、代理送信を依頼したヘッド装置Ｈ（図１６の例では、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ）へ送信させる。

（ステップＳ４１３）次に、ＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３に、媒体１を用いてＡＣＫをリモート装置Ｒへ送信させ、その処理を終了する。この場合、代理送信成功である。

以上、第４の実施形態において、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉのＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、信号処理部Ｈ３が予め決められた回数、第１の信号媒体を用いたデータの送信に失敗した場合、通信部Ｈ４に、代理送信依頼信号及びそのデータを、第２の信号媒体を用いて自装置以外の少なくとも一台のヘッド装置Ｈへ送信させる。そして、ｉ＋１番目のヘッド装置Ｈ_ｉ＋１のＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、通信部Ｈ４がｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉのＣＰＵ（Ｈ２ｄ）から第２の信号媒体を用いて送信された代理送信依頼信号およびデータを受信した場合、信号処理部Ｈ３に第１の信号媒体を用いて通信部Ｈ４が受信したデータをリモート装置Ｒへ送信させる。

これにより、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉのＣＰＵ（Ｈ２ｄ）は、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ以外のヘッド装置Ｈに、データを代理送信させることができる。このように、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉが送信に失敗した場合に、ｉ番目のヘッド装置Ｈ_ｉ以外のヘッド装置Ｈが代理送信することができるので、リモート装置Ｒと複数のヘッド装置Ｈとの間における通信の成功確率を向上させることができる。

第３の実施形態及び第４の実施形態を発展させた一例として、複数のヘッド装置Ｈが媒体１の信号を同時に受信する、あるいは送信する協調通信の形態も考えられる。なお、送信は、一例として同時として説明するが、同時でなくてもよい。

例えば、協調受信の場合に、各ヘッド装置は、例えば、媒体１を介した受信信号を、媒体２を用いて一つのヘッド装置Ｈに送信する。これにより、各ヘッド装置Ｈにおける受信信号が媒体２を用いた通信で一つのヘッド装置Ｈに集約する。その後、一つのヘッド装置Ｈは、例えば、集約された信号を合成し、復調及び復号処理を実施する。

具体的には、例えば、第１のヘッド装置及び第２のヘッド装置が媒体１の信号を受信した場合を想定する。その場合に、第１のヘッド装置及び第２のヘッド装置は、受信した媒体１の信号を復調してシンボルを得て、得たシンボルからＬＬＲ（Ｌｏｇ−Ｌｉｉｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ：対数尤度比）を算出する。第２のヘッド装置は、算出した、ＬＬＲを第１のヘッド装置へ媒体２を用いて送信する。

第１のヘッド装置は、第２のヘッド装置から送信されたＬＬＲを受信する。そして、第１のヘッド装置は、自らが算出したＬＬＲと、受信したＬＬＲすなわち第２のヘッド装置が算出したＬＬＲとを合成する。その際、第１のヘッド装置は、例えば、自らが算出したＬＬＲと、第２のヘッド装置が算出したＬＬＲとを加算する。そして、第１のヘッド装置は、加算して得た値を復号する。その際、第１のヘッド装置は、例えば、加算して得た値を用いて硬判定する。これにより、第１のヘッド装置は、リモート装置が送信した原信号を高い復元率で得ることができる。

また、協調送信の場合、あるヘッド装置が、例えば、媒体１で送信するデータと全く同じデータを他のヘッド装置に媒体２で分配してもよい。各ヘッド装置が媒体１を用いてその同じデータを送信してもよい。このようにすることで、リモート装置があるヘッド装置からデータを受信できないときに、他のヘッド装置からデータを受信できる場合がある。これにより、リモート装置が受信できる確率を向上させることができる。この際、リモート装置でエネルギーが集約されるよう振幅および位相を設定するアレイ信号処理が有効である。

なお、協調送信の場合、あるヘッド装置が、媒体１で自らが送信するデータと同じデータを他のヘッド装置に媒体１で送信させたが、これに限ったものではない。あるヘッド装置は、媒体１で自らが送信するデータの一部を他のヘッド装置に媒体１で送信させてもよい。また、例えば、あるヘッド装置は、データを分割し、分割して得た分割データのうち一部の分割データを自らが媒体１で送信し、分割したデータのうち残りの分割データを他のヘッド装置に分配し、他のヘッド装置に媒体１で順次送信させてもよい。

このことから、制御信号は、例えば、他の通信装置に第１の信号媒体でリモート装置（対象装置）Ｒから信号を受信させ、この信号を第２の信号媒体で自らに転送させる協調受信を制御する信号、または他のヘッド装置Ｈに自らが送信するデータの一部または全部、あるいは送信対象データを分割した分割データのうち少なくとも一つの分割データを他の通信装置に前記第１の信号媒体で送信させる協調送信を制御する信号である。

こうした協調受信または協調送信の場合、ヘッド装置間でのクロック信号や時刻情報の共有が必要である。また、他の目的として、以下の目的でもヘッド装置間でのクロック信号や時刻情報の共有が必要な場合がある。一つは、ヘッド装置やローカル装置での各種センサのデータサンプリング処理の開始時刻及び終了時刻を指定する目的がある。他には、サンプリングデータに付随させるタイムスタンプ情報の生成する目的がある。更に他には、信号送受信処理の開始時刻及び終了時刻を指定する目的がある。

その場合、制御信号は、他のヘッド装置と時刻を同期させるための信号であってもよい。その前提で、例えば、あるヘッド装置は、媒体２を介してこの制御信号を他のヘッド装置へ送信する。他のヘッド装置は、例えば、媒体２を介してこの制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて、クロック信号のタイミングまたは保持する時刻情報を変更する。これにより、ヘッド装置間で、クロック信号のタイミングまたは保持する時刻を合わせることができる。

なお、各実施形態において、第２の信号媒体は、一例として第１の信号媒体とは異なる信号媒体としたが、第２の信号媒体は、第１の信号媒体と同じ信号媒体であってもよい。その場合、例えば、各ヘッド装置Ｈにおいて、第１送受信デバイスＨ３２の指向性を、第２送受信デバイスＨ４２の指向性と異なるようにして、第１の信号媒体を用いた通信または計測と第２の信号媒体を用いた通信が干渉しないようにしてもよい。また、各ヘッド装置Ｈにおいて、第１送受信デバイスＨ３２の送受信タイミングを、第２送受信デバイスＨ４２の送受信タイミングと異なるようにして、第１の信号媒体を用いた通信または計測と第２の信号媒体を用いた通信が干渉しないようにしてもよい。

なお、各実施形態のヘッド装置、リモート装置またはローカル装置の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、ヘッド装置、リモート装置またはローカル装置に係る上述した種々の処理を行ってもよい。

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１、１ｂ、１ｃ、１ｄ 通信システム
Ｒ リモートノードの通信装置（リモート装置）
Ｈ_１、…、Ｈ_Ｎ ヘッドノードの通信装置（ヘッド装置）
Ｌ_１、…、Ｌ_Ｍ ローカルノードの通信装置（ローカル装置）
Ｒ１、Ｈ１、Ｌ１ 電源
Ｒ３、Ｍ４、Ｌ３ 通信部
Ｒ３２ 送受信デバイス
Ｒ２、Ｈ２、Ｈ２ｍ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｌ２ ＣＰＵ
Ｈ３ 信号処理部
Ｒ３１、Ｈ３１ 第１媒体モデム
Ｈ３２ 第１送受信デバイス
Ｈ４ 通信部
Ｈ４１、Ｌ３１ 第２媒体モデム
Ｈ４２、Ｌ３２ 第２送受信デバイス

Claims (17)

1. 第１の信号媒体を用いて通信の対象となる対象装置と通信を行うか、または前記第１の信号媒体を用いて計測を行う信号処理部と、
   第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他の通信装置と通信を行う通信部と、
   前記通信部を用いて前記他の通信装置と前記第２の信号媒体を用いた通信を行うことにより、前記信号処理部及び前記他の通信装置の少なくとも一方による前記第１の信号媒体の使用を制御する制御部と、
   を備える通信装置。
2. 前記通信部は、前記第１の信号媒体を用いた通信または計測を制御する制御信号を、前記第２の信号媒体を用いて前記他の通信装置へ送信し、前記通信部が、前記他の通信装置から前記第２の信号媒体を用いて送信された制御信号を受信した場合、前記制御部は、該受信した制御信号に基づいて、前記信号処理部による前記第１の信号媒体の使用を制御する
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記制御信号は、前記第１の信号媒体によるデータ通信を制御する信号あるいは前記第１の信号媒体による計測を制御する信号である
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記制御信号は、前記第１の信号媒体の占有を要求する占有要求信号であり、
   前記通信部は、前記信号処理部が前記第１の信号媒体を用いて信号を送信する前に、他の通信装置へ前記第２の信号媒体を用いて前記占有要求信号を送信する
   請求項２または３に記載の通信装置。
5. 前記制御部は、前記通信部が前記占有要求信号を前記第２の信号媒体を介して受信した場合、前記信号処理部による前記第１の信号媒体を用いた通信を停止させる
   請求項４に記載の通信装置。
6. 前記制御信号は，前記対象装置からのデータの代理受信を制御する信号または代理送信を制御する信号である
   請求項２に記載の通信装置。
7. 前記制御信号は、前記対象装置からのデータの代理受信を依頼する旨の代理受信依頼信号であり、
   前記制御部は、前記信号処理部が前記第１の信号媒体でデータの受信に失敗した場合、前記通信部に、前記代理受信依頼信号を、前記第２の信号媒体を用いて他の通信装置へ送信させ、
   前記制御部は、前記通信部が他の通信装置から前記第２の信号媒体を用いて送信された代理受信依頼信号を受信した場合、前記対象装置から前記第１の信号媒体を用いて送信されたデータを前記信号処理部に受信させる
   請求項６に記載の通信装置。
8. 前記制御部は、前記信号処理部が前記対象装置から前記第１の信号媒体を用いて送信されたデータを受信した場合、前記通信部に、代理受信成功通知を前記第２の信号媒体を用いて他の通信装置へ送信させ、前記信号処理部に、肯定応答を前記第１の信号媒体を用いて前記対象装置へ送信させる
   請求項７に記載の通信装置。
9. 前記制御信号は、前記対象装置へのデータの代理送信を依頼する旨の代理送信依頼信号であり、
   前記制御部は、前記信号処理部が、前記第１の信号媒体を用いたデータの送信に失敗した場合、前記通信部に、前記代理送信依頼信号及び前記データを、前記第２の信号媒体を用いて他の通信装置へ送信させ、
   前記制御部は、前記通信部が他の通信装置から前記第２の信号媒体を用いて送信された代理送信依頼信号およびデータを受信した場合、前記信号処理部に前記第１の信号媒体を用いて前記通信部が受信したデータを前記対象装置へ送信させる
   請求項６に記載の通信装置。
10. 前記制御部は、前記データを前記対象装置へ送信させた後に、前記信号処理部が前記対象装置から前記第１の信号媒体を用いて肯定応答を受信した場合、前記第２の信号媒体を用いて代理送信成功通知を、代理送信を依頼した他の通信装置へ送信させる
    請求項９に記載の通信装置。
11. 前記制御信号は、他の通信装置に前記対象装置から信号を前記第１の信号媒体で受信させ、この信号を前記第２の信号媒体で自らに転送させる協調受信を制御する信号、または自らが送信するデータの一部または全部、あるいは送信対象データを分割した分割データのうち少なくとも一つの分割データを他の通信装置に前記第１の信号媒体で送信させる協調送信を制御する信号である
    請求項２に記載の通信装置。
12. 前記制御信号は、他の通信装置と時刻を同期させるための信号である
    請求項２に記載の通信装置。
13. 前記通信部は、前記第２の信号媒体で通信可能な中継装置を介して、前記制御信号を他の通信装置へ送信する
    請求項２から１２のいずれか一項に記載の通信装置。
14. 前記第１の信号媒体は、音波であり、
    前記第２の信号媒体は、光、電磁波または磁界である
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の通信装置。
15. 複数の通信装置を備える通信システムであって、
    前記複数の通信装置のそれぞれは、
    第１の信号媒体を用いて通信の対象となる対象装置と通信を行うか、または前記第１の信号媒体を用いて計測を行う信号処理部と、
    第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他の通信装置と通信を行う通信部と、
    前記通信部を用いて前記他の通信装置と前記第２の信号媒体を用いた通信を行うことにより、前記信号処理部及び前記他の通信装置の少なくとも一方による前記第１の信号媒体の使用を制御する制御部と、
    を備える通信システム。
16. 前記複数の通信装置以外の通信装置であって、前記第１の信号媒体を用いて前記複数の通信装置それぞれと通信可能な中継装置を更に備える請求項１５に記載の通信システム。
17. 第１の信号媒体を用いて通信の対象となる対象装置と通信を行うか、または前記第１の信号媒体を用いて計測を行う信号処理部と、第２の信号媒体を用いて少なくとも一台の他の通信装置と通信を行う通信部と、を制御するコンピュータに、
    前記通信部を用いて前記他の通信装置と前記第２の信号媒体を用いた通信を行うことにより、前記信号処理部及び前記他の通信装置の少なくとも一方による前記第１の信号媒体の使用を制御するステップを実行させるためのプログラム。

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