JP6115629B2 - 無線通信システム、無線通信方法、送信装置、制御方法、及び、制御プログラム - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法、送信装置、制御方法、及び、制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システム、無線通信方法、送信装置、制御方法、及び、制御プログラムに関する。
送信装置、及び、受信装置を備える第１の無線通信システムが知られている。第１の無線通信システムは、送信装置が受信装置へ無線信号を繰り返し送信する。第１の無線通信システムにおいて、例えば、送信装置が移動することにより、送信装置と受信装置との間の通信が障害物の存在によって一時的に実行不能となる場合がある。
そこで、特許文献１及び特許文献２に記載の第２の無線通信システム９００は、図１に示したように、送信装置９０１、受信装置９０２、及び、中継装置９０３を備え、直接通信、及び、間接通信を実行可能に構成される。直接通信は、中継装置９０３を経由することなく直接に送信装置９０１から受信装置９０２へ無線信号を送信する通信である。間接通信は、中継装置９０３を経由して間接に送信装置９０１から受信装置９０２へ無線信号を送信する通信である。送信装置９０１及び中継装置９０３のそれぞれは、人体ＢＤに装着される。
これにより、第２の無線通信システム９００は、直接通信が実行不能である場合であっても、間接通信を実行することにより、送信装置９０１から受信装置９０２へ無線信号を伝達することができる。即ち、受信装置９０２が送信装置９０１からの無線信号を受信できない時間が過大となることを回避することができる。
特表２０１２−５０００８４号公報 特表２０１２−５１３６９８号公報
ところで、例えば、移動体通信網、及び、ＢＡＮ（Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のように、受信装置、送信装置、又は、障害物の移動によって、比較的高い頻度にて、送信装置と受信装置との間の通信が一時的に実行不能となる場合がある。この場合、上記第２の無線通信システム９００においては、中継装置９０３が消費する電力の量（消費電力量）が過大になる虞がある。
そこで、本発明の目的の一つは、上述した課題である、受信装置が送信装置からの無線信号を受信できない時間を短縮した場合に、中継装置の消費電力量が過大になること、を解決することが可能な無線通信システムを提供することにある。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の１つとして位置付けることができる。
かかる目的を達成するため無線通信システムは、送信装置、中継装置、及び、受信装置を備えるとともに、当該中継装置を経由することなく直接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する間接通信を実行可能に構成される。
更に、この無線通信システムは、上記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、当該切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに上記間接通信を実行する制御部を備える。
上記制御部は、上記切断継続時間が上記閾値時間よりも短い場合、上記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、上記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、上記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、上記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、上記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、上記第１の消費電力量と上記第２の消費電力量との差を最小とする上記候補値を上記上限再送回数として決定する。
開示の無線通信システムによれば、受信装置が送信装置からの無線信号を受信できない時間を短縮しながら、中継装置の消費電力量が過大になることを回避することができる。
関連技術に係る無線通信システムの構成を表す図である。 受信電力の時間に対する変化の一例を示したグラフである。 第１実施形態の一例としての無線通信システムの構成を表す図である。 第１実施形態の一例としての送信装置の構成を表す図である。 第１実施形態の一例としての受信装置の構成を表す図である。 第１実施形態の一例としての中継装置の構成を表す図である。 第１実施形態の一例としての送信装置が実行する通信制御処理を表すフローチャートである。 第１実施形態の一例としての無線通信システムの作動の一例を示したシーケンス図である。 第１実施形態の一例としての送信装置が実行する上限再送回数決定処理を表すフローチャートである。 送信装置と受信装置との間の通信におけるパケット誤り率に対する、送信装置の動作継続時間の変化の一例を示したグラフである。 送信装置と受信装置との間の通信におけるパケット誤り率に対する、中継装置の動作継続時間の変化の一例を示したグラフである。 第２実施形態の一例としての中継装置の構成を表す図である。 第２実施形態の一例としての送信装置の構成を表す図である。
＜関連技術＞
ＢＡＮを構成する無線通信システムは、患者の生体情報を監視するために用いられることが多い。この場合、生体情報を取得する送信装置は、患者の人体の各部位に装着される。送信装置は、センサノードを構成する。また、生体情報を収集する受信装置は、ハブを構成する。
送信装置は、人体に密着して装着されるため、より小さいことが好適である。このため、送信装置は、容量が比較的少ない小型の電池によって駆動されることが多い。そこで、送信装置は、消費電力量がより少ないことが好適である。
ところで、患者がベッド等に横たわっている状態において寝返りを打った場合、送信装置と受信装置との間の通信路が患者の人体によって遮断されることにより、見通し外（ＮＬＯＳ；Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅ−Ｏｆ−Ｓｉｇｈｔ）状態となることがある。見通し外状態においては、受信装置が受信する無線信号の電力が非常に小さくなるため、送信装置と受信装置との間の通信が切断されることが多い。
従って、見通し外状態において、生体情報の異常が検知され、これを報知するためのアラームが送信装置によって送信された場合であっても、受信装置が無線信号を受信できないと、アラームの医療従事者（例えば、医師又は看護師等）への伝達が過度に遅延してしまう。その結果、患者に対する処置が過度に遅延してしまう。このため、受信装置が送信装置からの無線信号を受信できない時間が過度に長くなることを回避する必要がある。
そこで、生体情報を取得する他のセンサノードを中継装置として用いることによって、送信装置が送信した無線信号を中継装置が中継することにより受信装置へ伝達することが好適であると考えられる。
ところで、中継装置は、無線信号を中継する際、送信装置から無線信号を受信する処理、及び、受信された無線信号を受信装置へ送信する処理、の両方を実行する必要がある。このため、中継装置が無線信号を中継するために消費する電力の量（消費電力量）は、送信装置が無線信号を送信するために消費する電力の量よりも大きくなる。即ち、中継装置の消費電力量が過大となる虞がある。
単位時間あたりに見通し外状態である時間が長くなるほど、中継装置の消費電力量も大きくなる。従って、単位時間あたりに見通し外状態である時間が比較的長い場合、送信装置が動作を継続不能となる時点よりも比較的早い時点にて、中継装置が動作を継続不能となる虞がある。
この場合、中継装置により取得される生体情報を監視できなくなるだけでなく、見通し外状態において送信装置により送信された無線信号の中継も実行できなくなってしまう。従って、この場合、送信装置により取得される生体情報も監視できなくなるので、ＢＡＮの機能を適切に実現することができなくなる。
そこで、中継装置の消費電力量と送信装置の消費電力量とを十分に近づけることも好適であると考えられる。また、中継装置の動作継続時間（動作を継続可能な時間）と送信装置の動作継続時間とを十分に近づけることも好適であると考えられる。
上述した課題の少なくとも１つに対処するため、以下、本発明に係る、無線通信システム、無線通信方法、送信装置、制御方法、及び、制御プログラム、の各実施形態について図２〜図１３を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態に係る無線通信システムは、ＢＡＮ（Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成する。無線通信システムは、送信装置、中継装置、及び、受信装置を備える。無線通信システムは、直接通信、及び、間接通信を実行可能に構成される。
直接通信は、中継装置を経由することなく直接に送信装置から受信装置へ無線信号を送信する通信である。間接通信は、中継装置を経由して間接に送信装置から受信装置へ無線信号を送信する通信である。
無線通信システムは、直接通信を繰り返して実行している間に、直接通信の実行が不能となった場合、直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定する。無線通信システムは、切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに直接通信の実行を継続し、一方、切断継続時間が閾値時間よりも長いときに間接通信を実行する。
ところで、直接通信の実行が不能である状態が比較的短い許容遅延時間（例えば、１秒間、又は、数秒〜数十秒間等）内に終了する場合がある。この場合、間接通信を実行することなく直接通信の実行を継続しても、直接通信の実行が成功する確率が比較的高い。
例えば、図２に示したように、受信装置が受信する電力（受信電力）が、時点ｔ１にて閾値電力Ｐｔｈよりも小さくなった場合を想定する。ここで、閾値電力Ｐｔｈは、通信の実行を可能とするために予め定められた基準値である。この場合、フェージングによって生じる受信電力の時間的な変動により、時点ｔ２及び時点ｔ５においては、受信電力が閾値電力Ｐｔｈよりも大きくなる。従って、時点ｔ２及び時点ｔ５にて直接通信が実行された場合、直接通信の実行が成功する。
ところで、受信電力が閾値電力Ｐｔｈよりも大きくなるタイミングを比較的高い精度にて推定することは困難である。そこで、本例では、無線通信システムは、切断継続時間が閾値時間よりも短い場合、再送処理を、再送回数が所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行する。ここで、再送処理は、直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する処理である。また、再送回数は、再送処理が繰り返し実行される回数である。
従って、直接通信の実行が不能である状態が比較的短い許容遅延時間内に終了する場合、間接通信を実行することなく直接通信の実行を継続しても、比較的高い確率にて直接通信の実行が成功する。即ち、受信装置が送信装置からの無線信号を受信できない時間が過大にならない。
このようにして、上記のように構成された無線通信システムによれば、無駄に間接通信が実行されることを防止することができる。即ち、上記構成によれば、受信装置が送信装置からの無線信号を受信できない時間を短縮しながら、中継装置の消費電力量が過大になることを回避することができる。
以下、第１実施形態について詳細に説明する。
（構成）
図３に示したように、第１実施形態に係る無線通信システム１は、送信装置１０と受信装置２０と中継装置３０とを備える。なお、無線通信システム１は、送信装置１０、受信装置２０、及び、中継装置３０の少なくとも１つの数が２以上であってもよい。
無線通信システム１は、ＢＡＮを構成する。なお、無線通信システム１は、無線センサネットワーク（ＷＳＮ；Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、又は、移動体通信網等のＢＡＮ以外の無線通信網を構成していてもよい。また、無線通信システム１は、無線アドホックネットワークを構成することにより、マルチホップ通信を行なうように構成されていてもよい。
送信装置１０、受信装置２０、及び、中継装置３０のそれぞれ（各装置）は、無線信号を送受信することが可能な範囲（例えば、受信される無線信号の電力（受信電力）を所定の（予め定められた）基準値以上とするような範囲）内に位置する、他の装置との間で無線通信を実行可能に構成される。
本例では、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれは、電池を備え、電池により供給される電力により駆動される。なお、電池は、蓄電池（二次電池）であってもよい。また、受信装置２０は、図示しない電力網を介して供給される電力により駆動される。また、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれは、患者の人体ＢＤに装着される。
送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれは、物理量を検出し、当該検出された物理量を表す無線信号であるデータ信号を受信装置２０へ送信する。本例では、物理量は、生体情報を表す。
本例では、送信装置１０は、心電図（ＥＣＧ；Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）センサを備える。即ち、送信装置１０は、心臓の働きを表す電気信号（例えば、電圧、又は、電流等の時間的な変化）を物理量として検出する。本例では、送信装置１０は、患者の人体ＢＤのうちの胸部に装着される。
また、中継装置３０は、酸素飽和度（ＳｐＯ２；Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｏｘｙｇｅｎ）センサを備える。即ち、中継装置３０は、血液中に含まれる酸素の量を物理量として検出する。本例では、中継装置３０は、患者の人体ＢＤのうちの手首又は指等に装着される。
受信装置２０は、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれにより送信されたデータ信号を受信する。受信装置２０は、受信されたデータ信号が表す物理量を記憶する。なお、受信装置２０は、図示しない通信網を介して接続された、図示しない情報処理装置へ、上記物理量を送信するように構成されていてもよい。
また、受信装置２０は、上記物理量が所定の条件を満たした場合、警報（アラーム）を出力する（例えば、警報音を発する、及び／又は、警告灯を点灯させる）ように構成されていてもよい。また、受信装置２０は、上記物理量が所定の条件を満たした場合、所定の電話番号へ発呼するように構成されていてもよく、所定の情報処理装置へ所定の警報情報を送信するように構成されていてもよい。
送信装置１０は、直接通信、及び、間接通信を実行可能に構成される。直接通信は、中継装置３０を経由することなく直接に受信装置２０へ無線信号を送信する通信である。間接通信は、中継装置３０を経由して間接に受信装置２０へ無線信号を送信する通信である。送信装置１０は、直接通信を実行する場合、直接通信の実行を表す情報を含む上記無線信号を送信する。同様に、送信装置１０は、間接通信を実行する場合、間接通信の実行を表す情報を含む上記無線信号を送信する。
中継装置３０は、送信装置１０により送信された無線信号を受信した場合において、受信された無線信号が間接通信の実行を表す情報を含むとき、受信された無線信号を受信装置２０へ送信（転送）する。一方、中継装置３０は、送信装置１０により送信された無線信号を受信した場合において、受信された無線信号が直接通信の実行を表す情報を含むとき、受信された無線信号を送信しない。
図４に示したように、送信装置１０は、アンテナ１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１２と、ベースバンド部１３と、制御部１４と、物理量検出部１５と、を備える。
アンテナ１１は、電気信号を無線信号（電波）として外部空間へ送信するとともに、外部空間の無線信号を電気信号として受信する。
ＲＦ部１２は、アンテナ１１によって受信された信号（無線周波数（ＲＦ）信号）を増幅する。ＲＦ部１２は、増幅されたＲＦ信号をベースバンド周波数に周波数変換（ダウンコンバージョン）し、周波数変換後の信号をベースバンド（ＢＢ；Ｂａｓｅｂａｎｄ）信号としてベースバンド部１３へ出力する。
更に、ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３により出力されたＢＢ信号を無線周波数に周波数変換（アップコンバージョン）し、周波数変換後の信号（ＲＦ信号）を増幅し、増幅されたＲＦ信号をアンテナ１１へ出力する。
ベースバンド部１３は、制御部１４からの送信信号に対して、符号化、及び、変調等の処理を含むベースバンド処理を実行する。ベースバンド部１３は、ベースバンド処理後のＢＢ信号をＲＦ部１２へ出力する。
更に、ベースバンド部１３は、ＲＦ部１２からのＢＢ信号に対して、復号、及び、復調等の処理を含むベースバンド処理を実行する。ベースバンド部１３は、ベースバンド処理後の受信信号を制御部１４へ出力する。
物理量検出部１５は、物理量を検出（測定）する。本例では、物理量検出部１５は、ＥＣＧセンサである。即ち、物理量検出部１５は、心臓の働きを表す電気信号（例えば、電圧、又は、電流等の時間的な変化）を物理量として検出する。物理量検出部１５は、物理量が検出される毎に、検出された物理量を表す物理量情報を制御部１４へ出力する。
本例では、物理量検出部１５は、予め設定された第１の検出周期（例えば、２００［ｍｓ］）が経過する毎に物理量を検出する。なお、物理量検出部１５は、送信装置１０が所定の検出要求を受信する毎に物理量を検出するように構成されていてもよい。
本例では、単位時間あたりに物理量検出部１５により出力される物理量情報のデータの量は、１０ｋｂｐｓ（ｋｉｌｏｂｉｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）である。
制御部１４は、物理量検出部１５により出力された物理量情報を含み、且つ、直接通信の実行を表す情報を含む送信信号をベースバンド部１３へ出力することにより、直接通信を実行する。更に、制御部１４は、物理量検出部１５により出力された物理量情報を含み、且つ、間接通信の実行を表す情報を含む送信信号をベースバンド部１３へ出力することにより、間接通信を実行する。
本例では、制御部１４は、第１の送信タイミングが到来する毎に、直接通信を実行する。本例では、第１の送信タイミングは、第１の検出周期が経過する毎に繰り返して到来するタイミングである。即ち、制御部１４は、直接通信を繰り返して実行する。
制御部１４は、直接通信の実行後、所定のＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）待機時間が経過するまでの間に、当該直接通信に対するＡＣＫ信号を受信した場合、直接通信の実行を継続する。ＡＣＫ信号は、受信装置２０により送信され、且つ、直接通信の実行が成功した旨を表す無線信号である。
本例では、制御部１４は、ＡＣＫ信号を受信してから、第１の送信タイミングが到来するまでの間、送信装置１０の状態をスリープ状態に設定する。スリープ状態は、送信装置１０の消費電力量が、通常状態よりも少ない状態である。例えば、送信装置１０は、通常状態において、送信装置１０を構成する、すべての回路へ電力を供給し、一方、スリープ状態において、一部の回路のみへ電力を供給する。
一方、制御部１４は、直接通信の実行後、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、当該直接通信に対するＡＣＫ信号を受信しなかった（即ち、直接通信の実行が失敗した、及び、直接通信が実行不能となった）場合、下記判定処理を実行する。なお、本例では、ＡＣＫ信号を受信しなかった場合は、受信されたＡＣＫ信号の電力が閾値電力Ｐｔｈよりも小さい場合を含む。
判定処理は、切断継続時間を推定し、推定された切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いか否かを判定する処理である。切断継続時間は、直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である。本例では、閾値時間は、許容遅延時間とも表記される。
本例では、制御部１４は、閾値時間を予め記憶している。なお、制御部１４は、予め記憶している基本閾値時間に、所定の余裕量を加えた値、又は、所定の余裕量を減じた値を閾値時間として用いるように構成されていてもよい。余裕量は、過去に推定された切断継続時間の標準偏差に基づいて決定されることが好適である。
また、本例では、制御部１４は、閾値時間として一定の値を用いているが、閾値時間として可変の値を用いてもよい。この場合、制御部１４は、過去に推定された切断継続時間、及び、過去の再送回数、の少なくとも１つに基づいて閾値時間を更新してもよい。また、制御部１４は、異なる複数の閾値時間を記憶しておき、過去に推定された切断継続時間に応じて選択される閾値時間を用いることにより上記判定処理を実行するように構成されていてもよい。
本例では、制御部１４は、切断継続時間として平均フェードデュレーション（ＡＦＤ；Ａｖｅｒａｇｅ Ｆａｄｅ Ｄｕｒａｔｉｏｎ）を用いる。平均フェードデュレーションは、電波の多重反射により受信電力がレイリー分布に従って分布するとの仮定の下で、受信電力の平均値と、ドップラー周波数と、が与えられているときの、受信電力が所定の閾値電力よりも小さくなる時間の平均値である。ここで、ドップラー周波数は、フェージングによる受信電力の変動に対するドップラー周波数である。なお、制御部１４は、平均フェードデュレーション以外のパラメータを切断継続時間として用いてもよい。
具体的には、制御部１４は、数式１及び数式２に示したように、ドップラー周波数ｆｄと、平均受信電力Ｐｒａｖｅと、閾値電力Ｐｔｈと、に基づいて平均フェードデュレーションτを算出する。
Figure 0006115629
Figure 0006115629
ここで、閾値電力Ｐｔｈは、通信の実行を可能とするために予め定められた基準値である。即ち、後述するように、受信装置２０は、受信された無線信号の電力（受信電力）が閾値電力Ｐｔｈよりも小さい場合、当該無線信号に係る通信の実行が失敗したと判定し、受信電力が閾値電力Ｐｔｈよりも大きい場合、当該無線信号に係る通信の実行が成功したと判定する。本例では、制御部１４は、閾値電力Ｐｔｈを予め記憶している。
また、ドップラー周波数ｆｄは、後述するように、受信装置２０により送信されたＡＣＫ信号に含まれるドップラー周波数情報により表される。なお、無線通信システム１は、送信装置１０が、受信装置２０により送信されるＡＣＫ信号の受信電力の時間的な変化に基づいてドップラー周波数ｆｄを推定するように構成されていてもよい。
また、平均受信電力Ｐｒａｖｅは、直接通信を実行不能である期間における受信電力の平均値として予測される値である。本例では、制御部１４は、直接通信を実行不能となった時点を含む所定の期間（例えば、直接通信を実行不能となった時点よりも１秒前から０．５秒後までの期間等）における受信電力と、当該期間における受信電力の時間に対する変化率（受信電力の時間変化率）と、に基づいて平均受信電力Ｐｒａｖｅを推定する。例えば、制御部１４は、受信電力と受信電力の時間変化率と平均受信電力とを対応付けるテーブルを経験則に基づいて予め作成し、当該テーブルに基づいて平均受信電力Ｐｒａｖｅを推定してもよい。
このように、制御部１４は、平均フェードデュレーションを算出し、算出された平均フェードデュレーションを切断継続時間として推定する。
そして、制御部１４は、上記判定処理において、推定された切断継続時間が閾値時間よりも短いか否かを判定する。
制御部１４は、推定された切断継続時間が閾値時間よりも短い場合、直接通信継続処理を実行する。一方、制御部１４は、推定された切断継続時間が閾値時間よりも長い場合、間接通信を実行する。
直接通信継続処理は、直接通信の実行を継続する処理である。本例では、直接通信継続処理は、上限再送回数を決定するとともに、再送回数が、決定された上限再送回数以下である範囲において、再送処理を繰り返し実行する処理である。再送処理は、直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する処理である。再送回数は、再送処理が繰り返し実行される回数である。なお、上限再送回数を決定する処理の詳細については後述する。
制御部１４は、直接通信継続処理において、第２の送信タイミングが到来する毎に、再送処理を実行する。本例では、第２の送信タイミングは、第１の検出周期と同じ長さを有する再送周期が経過する毎に繰り返して到来するタイミングである。即ち、制御部１４は、再送処理を繰り返して実行する。なお、再送周期は、第１の検出周期と異なる長さを有していてもよい。
制御部１４は、直接通信継続処理において、再送回数が上限再送回数よりも大きくなった場合、間接通信を実行する。
次に、上限再送回数を決定する処理の詳細について説明する。
制御部１４は、上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合における、第１の消費電力量及び第２の消費電力量を推定する。第１の消費電力量は、中継装置３０が消費する電力の量である。第２の消費電力量は、送信装置１０が消費する電力の量である。
本例では、候補値は、下限候補値１から上限候補値Ｍｍａｘまでの自然数である。ここで、上限候補値Ｍｍａｘは、許容遅延時間と再送周期とに基づいて予め設定されることが好適である。例えば、許容遅延時間が１秒であり、再送周期が２００［ｍｓ］である場合において、再送処理を極めて短い時間内に実行可能であるとき、上限候補値Ｍｍａｘは「５」に設定され、再送処理を実行するために要する時間が数１０［ｍｓ］程度であるとき、上限候補値Ｍｍａｘは「４」に設定されてもよい。
そして、制御部１４は、第１の消費電力量と第２の消費電力量との差を最小とする候補値を上限再送回数として決定する。
具体的に述べると、先ず、制御部１４は、送信装置１０と受信装置２０との間の通信に対する信号対雑音比（ＳＮＲ；Ｓｉｇｎａｌ−Ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）と、送信装置１０と中継装置３０との間の通信に対するＳＮＲと、を取得する。
本例では、制御部１４は、送信装置１０により受信された、受信装置２０からのＡＣＫ信号の電力（受信電力）に基づいて、送信装置１０と受信装置２０との間の通信に対するＳＮＲを取得する。なお、無線通信システム１は、受信装置２０が送信装置１０からの無線信号に基づいてＳＮＲを取得し、送信装置１０が当該ＳＮＲを表す情報を受信装置２０から受信するように構成されていてもよい。
また、本例では、制御部１４は、送信装置１０により受信された、中継装置３０からの後述するＰＯＬＬ（Ｐｏｌｌｉｎｇ）信号の電力（受信電力）に基づいて、送信装置１０と中継装置３０との間の通信に対するＳＮＲを取得する。なお、無線通信システム１は、中継装置３０が送信装置１０からの無線信号に基づいてＳＮＲを取得し、送信装置１０が当該ＳＮＲを表す情報を中継装置３０から受信するように構成されていてもよい。
制御部１４は、ＳＮＲと符号誤り率（ＢＥＲ；Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ（Ｒａｔｉｏ））との間の関係と、取得されたＳＮＲと、に基づいてＢＥＲを取得する。ＢＥＲは、ビットに誤りが生じる確率である。制御部１４は、上記関係として、経験則、又は、理論式に基づいて予め設定された関係を用いる。例えば、各変調方式におけるＳＮＲとＢＥＲとの間の関係は、非特許文献１に記載されている。
J.G.Proakis、「Digital communications」、第4版、5章、McGraw Hill
更に、制御部１４は、取得されたＢＥＲに基づいてパケット誤り率（ＰＥＲ；Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ（Ｒａｔｉｏ））を取得する。ＰＥＲは、パケットを構成するビット列において、１つ以上のビットに誤りが生じる確率である。即ち、ＰＥＲは、パケットを構成するビット列において、すべてのビットが誤らない確率を１から減じることにより求められる。
パケットを構成するビット列の長さ（即ち、ビットの数）をｚとすると、パケットを構成するビット列において、すべてのビットが誤らない確率は、（１−ＢＥＲ）ｚと表せる。従って、ＰＥＲは、数式３により表される。本例では、ｚは、データ信号に含まれるビットの総数である。
Figure 0006115629
このようにして、制御部１４は、送信装置１０と受信装置２０との間の通信に対するＰＥＲと、送信装置１０と中継装置３０との間の通信に対するＰＥＲと、を取得する。
上限再送回数がＮであると仮定した場合において、送信装置１０が直接通信継続処理において無線信号を送信する回数（送信回数）の期待値Ｅｄは、数式４により表される。また、上限再送回数がＮであると仮定した場合において、中継装置３０が、直接通信継続処理において、無線信号を受信する回数（受信回数）及び無線信号を送信する回数（送信回数）の和の期待値Ｅｒは、数式５により表される。なお、数式４及び数式５の導出方法については後述する。
Figure 0006115629
Figure 0006115629
ここで、ｘは、送信装置１０と受信装置２０との間の通信に対するＰＥＲである。また、ｘ’は、送信装置１０と中継装置３０との間の通信に対するＰＥＲである。
制御部１４は、送信装置１０の送信毎消費電力量と、中継装置３０の受信毎消費電力量と、中継装置３０の送信毎消費電力量と、を予め記憶している。送信装置１０の送信毎消費電力量は、送信装置１０が無線信号を１回だけ送信するために消費される電力の量である。中継装置３０の受信毎消費電力量は、中継装置３０が無線信号を１回だけ受信するために消費される電力の量である。中継装置３０の送信毎消費電力量は、中継装置３０が無線信号を１回だけ送信するために消費される電力の量である。
制御部１４は、送信装置１０に対する送信回数の期待値Ｅｄに、送信装置１０の送信毎消費電力量を乗じることにより、第１の消費電力量を取得する。更に、制御部１４は、中継装置３０に対する、受信回数及び送信回数の和の期待値Ｅｒに、中継装置３０の受信毎消費電力量と中継装置３０の送信毎消費電力量との平均値を乗じることにより、第２の消費電力量を取得する。
なお、無線通信システム１は、送信装置１０の送信毎消費電力量、中継装置３０の受信毎消費電力量、及び、中継装置３０の送信毎消費電力量を測定し、測定された値に基づいて第１の消費電力量及び第２の消費電力量を取得するように構成されていてもよい。
次に、数式４及び数式５の導出方法について説明する。
直接通信の実行が失敗することにより、間接通信を実行する確率は、ｘである。更に、直接通信の実行が失敗することにより、間接通信を実行した場合に、その間接通信の実行が成功する確率は、ｘ／（１−ｘ’）である。従って、上限再送回数が「０」である（即ち、直接通信が実行不能となった場合に、直ちに間接通信を実行する）と仮定した場合において、送信装置１０に対する送信回数の期待値Ｅｄは、数式６により表される。
Figure 0006115629
なお、本例では、中継装置３０と受信装置２０との間の通信が必ず成功することを仮定している。ところで、中継装置３０は、送信装置１０から無線信号を受信し、且つ、当該無線信号を送信するので、中継装置３０に対する、受信回数及び送信回数の和の期待値Ｅｒは、数式７により表される。
Figure 0006115629
同様に、上限再送回数が「１」であると仮定した場合において、送信装置１０に対する送信回数の期待値Ｅｄは、数式８により表される。更に、この場合、中継装置３０に対する、受信回数及び送信回数の和の期待値Ｅｒは、数式９により表される。
Figure 0006115629
Figure 0006115629
以上から、上限再送回数をＮとするように、数式６乃至数式９を一般化することにより、数式４及び数式５が導出される。
次に、図５に示したように、受信装置２０は、アンテナ２１と、ＲＦ部２２と、ベースバンド部２３と、制御部２４と、を備える。アンテナ２１、ＲＦ部２２、及び、ベースバンド部２３は、アンテナ１１、ＲＦ部１２、及び、ベースバンド部１３と同様の構成をそれぞれ有する。
制御部２４は、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれにより送信された無線信号が受信された場合において、受信された無線信号の電力（受信電力）が閾値電力Ｐｔｈよりも大きいとき、ＡＣＫ送信処理を実行する。ＡＣＫ送信処理は、無線信号の送信元の装置へＡＣＫ信号を送信するように送信信号をベースバンド部２３へ出力する処理である。一方、制御部２４は、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれにより送信された無線信号が受信された場合において、受信電力が閾値電力Ｐｔｈよりも小さいとき、ＡＣＫ送信処理を実行しない。
制御部２４は、送信装置１０により送信された無線信号が受信された場合における受信電力を取得し、取得された受信電力を記憶する。制御部２４は、受信電力が取得される毎に、記憶されている受信電力に基づいて、受信電力の変動に対するドップラー周波数ｆｄを取得する。
具体的には、制御部２４は、受信電力の時間的な変化に対してフーリエ変換を行なうことにより、ドップラー周波数ｆｄを取得する。制御部２４は、受信電力のスペクトルとドップラー周波数との間の関係として、経験則、又は、理論式に基づいて予め設定された関係を用いる。例えば、上記関係の一例は、非特許文献２に記載されている。なお、制御部２４は、受信電力が所定の閾値電力と交差する回数を計数（カウント）することにより、ドップラー周波数ｆｄを取得するように構成されていてもよい。
山崎 悟史、ASANO David K.、「進展するディジタル無線通信技術：フェージング現象とその補償技術の変遷」、電気学会論文誌Ｃ、電子・情報・システム部門誌、電気学会、2012年5月、第132巻、第5号、p.675-685
制御部２４は、ＡＣＫ信号を送信する際、取得されたドップラー周波数ｆｄを表すドップラー周波数情報も併せて送信するように送信信号をベースバンド部２３へ出力する。本例では、ＡＣＫ信号は、ドップラー周波数情報を含む。なお、受信装置２０は、ＡＣＫ信号と異なる無線信号としてドップラー周波数情報を送信するように構成されていてもよい。
ところで、ドップラー周波数ｆｄは、無線信号の周波数に対応する波長に反比例するとともに、無線通信を実行する環境において移動する物体の速度に比例することが知られている。従って、例えば、送信装置１０が１［ｍ／ｓ］にて移動し、且つ、無線信号の周波数が４００［ＭＨｚ］である場合、ドップラー周波数ｆｄは、２［Ｈｚ］以下となる。
従って、この場合において、２００［ｍｓ］が経過する毎に送信装置１０が無線信号を送信する場合、受信装置２０は、十分に高い精度にてドップラー周波数ｆｄを取得することができる。
しかしながら、無線信号の周波数が２．４［ＧＨｚ］である場合においては、ドップラー周波数ｆｄは、１０［Ｈｚ］に近い値になることがある。この場合、送信装置１０が無線信号を送信する周期を５０［ｍｓ］程度に短縮することが好適である。更に、この場合、１回の無線信号の送信により伝達されるデータの量を低減することが好適である。
図６に示したように、中継装置３０は、アンテナ３１と、ＲＦ部３２と、ベースバンド部３３と、制御部３４と、物理量検出部３５と、通信状態検出部３６と、を備える。アンテナ３１、ＲＦ部３２、及び、ベースバンド部３３は、アンテナ１１、ＲＦ部１２、及び、ベースバンド部１３と同様の構成をそれぞれ有する。
物理量検出部３５は、物理量を検出（測定）する。本例では、物理量検出部３５は、ＳｐＯ２センサである。即ち、物理量検出部３５は、血液中に含まれる酸素の量を物理量として検出する。物理量検出部３５は、物理量が検出される毎に、検出された物理量を表す物理量情報を制御部３４へ出力する。
本例では、物理量検出部３５は、予め設定された第２の検出周期が経過する毎に物理量を検出する。なお、物理量検出部３５は、中継装置３０が所定の検出要求を受信する毎に物理量を検出するように構成されていてもよい。本例では、第２の検出周期は、第１の検出周期と同じ長さを有する。なお、第２の検出周期は、第１の検出周期と異なる長さを有していてもよい。
本例では、単位時間あたりに物理量検出部３５により出力される物理量情報のデータの量は、１０ｂｐｓ（ｂｉｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）である。
制御部３４は、物理量検出部３５により出力された物理量情報を含む送信信号をベースバンド部３３へ出力することにより、検出された物理量を表す無線信号であるデータ信号を受信装置２０へ送信する。
本例では、制御部３４は、第３の送信タイミングが到来する毎に、データ信号の送信を実行する。本例では、第３の送信タイミングは、第２の検出周期が経過する毎に繰り返して到来するタイミングである。即ち、制御部３４は、データ信号の送信を繰り返して実行する。
通信状態検出部３６は、無線通信システム１における通信状態を検出する。本例では、通信状態検出部３６は、三軸加速度センサである。即ち、通信状態検出部３６は、互いに直交する３つの軸方向における加速度を、通信状態を表すパラメータとして検出する。
通信状態検出部３６により検出された加速度が所定の閾値加速度よりも大きい場合、患者の姿勢が変化したことにより、直接通信が実行不能となった確率が比較的高い。従って、本例では、制御部３４は、通信状態検出部３６により検出された加速度が閾値加速度よりも大きい場合、直接通信を実行不能である状態へ通信状態が変化したと判定する。
そこで、制御部３４は、通信状態検出部３６により検出された加速度が閾値加速度よりも大きい場合、送信装置１０へＰＯＬＬ信号を送信するように送信信号をベースバンド部３３へ出力する。即ち、ＰＯＬＬ信号は、無線信号を受信装置２０へ中継可能な装置（ここでは、中継装置３０）が存在することを送信装置１０に通知するための信号である、と言える。
制御部３４は、送信装置１０により送信された無線信号を受信した場合において、受信された無線信号が間接通信の実行を表す情報を含むとき、受信された無線信号を受信装置２０へ送信（転送）するように送信信号をベースバンド部２３へ出力する。
一方、制御部３４は、送信装置１０により送信された無線信号を受信した場合において、受信された無線信号が直接通信の実行を表す情報を含むとき、受信された無線信号を送信しない。
本例では、制御部３４は、ＡＣＫ信号を受信してから、第３の送信タイミングが到来するまでの間、中継装置３０の状態をスリープ状態に設定する。スリープ状態は、中継装置３０の消費電力量が、通常状態よりも少ない状態である。例えば、中継装置３０は、通常状態において、中継装置３０を構成する、すべての回路へ電力を供給し、一方、スリープ状態において、一部の回路のみへ電力を供給する。
なお、本例では、制御部３４は、ＰＯＬＬ信号を送信してから、所定の中継待機時間が経過するまでの間、中継装置３０の状態を通常状態に設定する。これにより、送信装置１０が間接通信を実行する際に、中継装置３０の状態がスリープ状態に設定されていることを回避することができる。
（作動）
次に、上述した無線通信システム１の作動について、図７乃至図９を参照しながら説明する。
送信装置１０は、図７にフローチャートにより示した通信制御処理を、送信装置１０の起動後の所定のタイミングにて実行するようになっている。なお、送信装置１０は、ユーザによる指示の入力、又は、図示しない情報処理装置からの指示の受信、に応じて上記通信制御処理を実行してもよい。
先ず、送信装置１０は、第１の送信タイミングにて直接通信を実行する（図７のステップＳ１０１）。即ち、送信装置１０は、物理量を検出し（図８のステップＡ１０１）、検出された物理量を表すデータ信号を、中継装置３０を経由することなく直接に受信装置２０へ送信する（図８のステップＡ１０２）。
次いで、送信装置１０は、直接通信を実行してから、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、当該直接通信に対するＡＣＫ信号を受信したか否かを判定する（図７のステップＳ１０２）。
先ず、直接通信の実行が成功する場合を想定する。この場合、受信装置２０は、受信電力に基づいて、受信電力の変動に対するドップラー周波数ｆｄを取得する（図８のステップＡ１０３）。更に、受信装置２０は、取得されたドップラー周波数ｆｄを表すドップラー周波数情報を含むＡＣＫ信号を送信装置１０へ送信する（図８のステップＡ１０４）。
これにより、送信装置１０は、直接通信を実行してから、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、ＡＣＫ信号を受信する。従って、送信装置１０は、「Ｙｅｓ」と判定して図７のステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１０２の処理を繰り返し実行する。
その後、患者が体の向きを変更したことにより、送信装置１０と受信装置２０との間の通信路が患者の人体により遮断され、その結果、直接通信の実行が失敗した場合を想定する。この場合においても、第１の送信タイミングが到来すると、送信装置１０は、物理量を検出し（図８のステップＡ１０５）、検出された物理量を表すデータ信号を、中継装置３０を経由することなく直接に受信装置２０へ送信する（図８のステップＡ１０６）。
上記仮定に従えば、受信装置２０は、送信装置１０によって送信されたデータ信号を受信しない。または、受信装置２０により受信されたデータ信号の電力が閾値電力Ｐｔｈよりも小さい。この場合、受信装置２０は、ＡＣＫ信号を送信しない。
一方、中継装置３０は、患者の動作に伴って、閾値加速度よりも大きい加速度を検出する（図８のステップＡ１０７）。そして、中継装置３０は、ＰＯＬＬ信号を送信装置１０へ送信する（図８のステップＡ１０８）。
上記仮定に従えば、送信装置１０は、直接通信を実行してから、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、ＡＣＫ信号を受信できない。従って、この場合、送信装置１０は、図７のステップＳ１０２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ１０３へ進む。
そして、送信装置１０は、直接通信を実行不能となった時点を含む所定の期間における受信電力と、当該期間における受信電力の時間変化率と、に基づいて平均受信電力Ｐｒａｖｅを推定する。次いで、送信装置１０は、図７のステップＳ１０２にて受信された最新のＡＣＫ信号に含まれるドップラー周波数情報が表すドップラー周波数ｆｄと、推定された平均受信電力Ｐｒａｖｅと、に基づいて切断継続時間を推定する（図７のステップＳ１０４）。
そして、送信装置１０は、推定された切断継続時間が閾値時間よりも短いか否かを判定する（図７のステップＳ１０５）。
推定された切断継続時間が閾値時間以上である場合、送信装置１０は、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１１２へ進み、間接通信を実行する。即ち、送信装置１０は、実行が失敗した直接通信にて送信されたデータ信号を、中継装置３０を経由して間接に受信装置２０へ送信し直す。受信装置２０は、間接通信の実行が成功した場合、ＡＣＫ信号を中継装置３０を介して送信装置１０へ送信する。
その後、送信装置１０は、図７のステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１１２の処理を繰り返し実行する。
一方、推定された切断継続時間が閾値時間よりも短い場合、送信装置１０は、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１０６へ進む。送信装置１０は、上限再送回数Ｎを決定するため、図７のステップＳ１０６にて図９に示した上限再送回数決定処理を実行する。なお、上限再送回数決定処理の詳細については後述する。
送信装置１０は、上限再送回数Ｎを決定した後、再送回数ｎを初期化（本例では、初期値としての「０」に設定）する（図７のステップＳ１０７）。次いで、送信装置１０は、第２の送信タイミングにて直接通信を実行する（図７のステップＳ１０８）。即ち、送信装置１０は、実行が失敗した直接通信にて送信されたデータ信号を、中継装置３０を経由することなく直接に受信装置２０へ送信し直す（図８のステップＡ１０９）。
次いで、送信装置１０は、直接通信を実行してから、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、当該直接通信に対するＡＣＫ信号を受信したか否かを判定する（図７のステップＳ１０９）。
先ず、直接通信の実行が成功する場合を想定する。この場合、受信装置２０は、ＡＣＫ信号を送信装置１０へ送信する。これにより、送信装置１０は、直接通信を実行してから、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、ＡＣＫ信号を受信する。従って、送信装置１０は、「Ｙｅｓ」と判定して図７のステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１１２の処理を繰り返し実行する。
一方、直接通信の実行が失敗した場合を想定する。この場合、受信装置２０は、ＡＣＫ信号を送信しない。このため、送信装置１０は、直接通信を実行してから、ＡＣＫ待機時間が経過するまでの間に、ＡＣＫ信号を受信できない。従って、この場合、送信装置１０は、図７のステップＳ１０９にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ１１０へ進む。
そして、送信装置１０は、再送回数ｎに「１」を加算することにより再送回数ｎを更新する（図７のステップＳ１１０）。次いで、送信装置１０は、再送回数ｎが上限再送回数Ｎ以下であるか否かを判定する（図７のステップＳ１１１）。
再送回数ｎが上限再送回数Ｎ以下である場合、送信装置１０は、「Ｙｅｓ」と判定して図７のステップＳ１０８へ戻り、ステップＳ１０８〜Ｓ１１１の処理を、再送回数ｎが上限再送回数Ｎよりも大きくなるまで繰り返し実行する。
一方、再送回数ｎが上限再送回数Ｎよりも大きい場合、送信装置１０は、「Ｎｏ」と判定して図７のステップＳ１１２へ進み、間接通信を実行する。即ち、送信装置１０は、実行が失敗した直接通信にて送信されたデータ信号を、中継装置３０を経由して間接に受信装置２０へ送信し直す。具体的には、送信装置１０がデータ信号を中継装置３０へ送信し（図８のステップＡ１１０）、中継装置３０が受信したデータ信号を受信装置２０へ転送（中継）する（図８のステップＡ１１１）。受信装置２０は、間接通信の実行が成功した場合、ＡＣＫ信号を中継装置３０へ送信する（図８のステップＡ１１２）。これにより、中継装置３０は、受信装置２０からＡＣＫ信号を受信すると、ＡＣＫ信号を送信装置１０へ送信する（図８のステップＡ１１３）。
その後、送信装置１０は、図７のステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１１２の処理を繰り返し実行する。
次に、上限再送回数決定処理の詳細について図９を参照しながら説明する。
先ず、送信装置１０は、受信装置２０から受信したＡＣＫ信号の電力に基づいて、受信装置２０に対するＳＮＲを取得する。更に、送信装置１０は、中継装置３０から受信したＰＯＬＬ信号の電力に基づいて、中継装置３０に対するＳＮＲを取得する（図９のステップＳ２０１）。
次いで、送信装置１０は、上限再送回数の候補となる候補値Ｍを初期化（本例では、初期値としての「０」に設定）する（図９のステップＳ２０２）。次いで、送信装置１０は、候補値Ｍに「１」を加算することにより候補値Ｍを更新する（図９のステップＳ２０３）。
そして、送信装置１０は、ステップＳ２０１にて取得された、中継装置３０に対するＳＮＲと、候補値Ｍと、に基づいて、中継装置３０に対する消費電力量（第１の消費電力量）を取得する（図９のステップＳ２０４）。更に、送信装置１０は、ステップＳ２０１にて取得された、受信装置２０に対するＳＮＲと、候補値Ｍと、に基づいて、受信装置２０に対する消費電力量（第２の消費電力量）を取得する（図９のステップＳ２０５）。
次いで、送信装置１０は、ステップＳ２０４にて取得された第１の消費電力量と、ステップＳ２０５にて取得された第２の消費電力量と、候補値Ｍと、を対応付けて記憶する（図９のステップＳ２０６）。そして、送信装置１０は、候補値Ｍが上限候補値Ｍｍａｘよりも大きいか否かを判定する（図９のステップＳ２０７）。
候補値Ｍが上限候補値Ｍｍａｘ以下である場合、送信装置１０は、「Ｎｏ」と判定して図９のステップＳ２０３へ戻り、ステップＳ２０３〜Ｓ２０７の処理を、候補値Ｍが上限候補値Ｍｍａｘよりも大きくなるまで、繰り返し実行する。このようにして、送信装置１０は、下限候補値１から上限候補値Ｍｍａｘまでの複数の候補値のそれぞれに対して、上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合における、第１の消費電力量及び第２の消費電力量を取得する。
一方、候補値Ｍが上限候補値Ｍｍａｘよりも大きい場合、送信装置１０は、図９のステップＳ２０７にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２０８へ進む。そして、送信装置１０は、記憶されている候補値のうちの、当該候補値と対応付けられている、第１の消費電力量と第２の消費電力量との差が最小である候補値を、上限再送回数Ｎとして決定する（図９のステップＳ２０８）。そして、送信装置１０は、上限再送回数決定処理を終了する。
これによれば、中継装置３０の消費電力量と送信装置１０の消費電力量とを十分に近づけることができる。これにより、中継装置３０が動作を継続不能となる時点と送信装置１０が動作を継続不能となる時点とを十分に近づけることができる。
以上、説明したように、第１実施形態に係る無線通信システム１は、直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、切断継続時間を推定する。更に、この場合、無線通信システム１は、切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに間接通信を実行する。
これによれば、無駄に間接通信が実行されることを防止することができる。即ち、上記構成によれば、受信装置２０が送信装置１０からの無線信号を受信できない時間を短縮しながら、中継装置３０の消費電力量が過大になることを回避することができる。
更に、第１実施形態に係る無線通信システム１は、受信装置２０により受信される無線信号のドップラー周波数と、受信装置２０により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて切断継続時間を推定する。
ところで、ドップラー周波数、及び、受信電力の平均値は、切断継続時間をよく表す。従って、上記のように無線通信システム１を構成することにより、切断継続時間を高い精度にて推定することができる。
加えて、第１実施形態に係る無線通信システム１は、受信装置２０により受信される無線信号のドップラー周波数と、受信装置２０により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて平均フェードデュレーションを算出する。更に、無線通信システム１は、算出された平均フェードデュレーションを、推定された切断継続時間として用いる。
ところで、平均フェードデュレーションは、切断継続時間をよく表す。従って、上記のように無線通信システム１を構成することにより、切断継続時間を高い精度にて推定することができる。
更に、第１実施形態に係る無線通信システム１は、切断継続時間が閾値時間よりも短い場合、再送処理を、再送回数が所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行する。
切断継続時間が閾値時間よりも短い場合であっても、再送処理の実行が繰り返し失敗するときがある。このような場合、再送処理を上限再送回数だけ繰り返し実行した後に、更に、再送処理を実行しても、再送処理の実行が成功する可能性は比較的低い。従って、上記のように無線通信システム１を構成することにより、再送処理が無駄に繰り返し実行されることを回避することができる。
加えて、第１実施形態に係る無線通信システム１は、複数の候補値のそれぞれに対して、上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、中継装置３０が消費する電力の量である第１の消費電力量と、送信装置１０が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定する。更に、無線通信システム１は、第１の消費電力量と第２の消費電力量との差を最小とする候補値を上限再送回数として決定する。
これによれば、中継装置３０の消費電力量と送信装置１０の消費電力量とを十分に近づけることができる。これにより、中継装置３０が動作を継続不能となる時点と送信装置１０が動作を継続不能となる時点とを十分に近づけることができる。
更に、第１実施形態に係る無線通信システム１は、再送回数が上限再送回数よりも大きくなった場合、間接通信を実行する。
これによれば、再送処理を上限再送回数だけ繰り返し実行しても、直接通信の実行が成功しなかった場合であっても、送信装置１０から受信装置２０へ無線信号を確実に伝達することができる。
加えて、第１実施形態に係る無線通信システム１は、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれが、物理量を検出し、当該検出された物理量を表す無線信号を受信装置２０へ送信する。
これによれば、中継装置３０の消費電力量が低減されるので、中継装置３０が送信装置１０よりも過度に早い時点にて動作を継続不能となることを回避することができる。この結果、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれにより検出される物理量を、より一層確実に受信装置２０へ伝達することができる。
更に、第１実施形態に係る無線通信システム１は、ＢＡＮを構成する。
ＢＡＮにおいては、受信装置２０が送信装置１０からの無線信号を受信できない時間として許容される時間が比較的短いことが多い。ところで、中継装置３０が送信装置１０よりも過度に早い時点にて動作を継続不能となった場合、間接通信を実行することができない。従って、ＢＡＮにおいては、中継装置３０の消費電力量が過大である場合、受信装置２０が送信装置１０からの無線信号を受信できなくなる可能性が比較的高い。
これに対し、上記のように無線通信システム１を構成することにより、受信装置２０が送信装置１０からの無線信号を受信できない時間を短縮しながら、中継装置３０の消費電力量を低減することできるので、ＢＡＮの機能を適切に実現することができる。
ここで、第１実施形態に係る無線通信システム１における動作継続時間の一例について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、送信装置１０と受信装置２０との間の通信におけるパケット誤り率に対する、送信装置１０の動作継続時間の変化を示したグラフである。図１１は、送信装置１０と受信装置２０との間の通信におけるパケット誤り率に対する、中継装置３０の動作継続時間の変化を示したグラフである。送信装置１０の動作継続時間は、送信装置１０が動作を継続可能な（即ち、送信装置１０が動作するための電力を送信装置１０が備える電池が供給可能な）時間である。中継装置３０の動作継続時間は、中継装置３０が動作を継続可能な時間である。
図１０及び図１１は、上限再送回数Ｎが、「０」、「１」、及び、「２」のそれぞれである（Ｎ＝０，１，２）場合における動作継続時間の変化を示している。ここで、送信装置１０の送信毎消費電力量、中継装置３０の受信毎消費電力量、及び、中継装置３０の送信毎消費電力量、のそれぞれが、２０［ｍＡ］であることを想定している。更に、送信装置１０及び中継装置３０のそれぞれが備える電池の容量が７５［ｍＡｈ］であることを想定している。
加えて、送信装置１０と中継装置３０との間の通信におけるパケット誤り率が、「０．１」であることを想定している。また、中継装置３０と受信装置２０との間の通信におけるパケット誤り率が、「０」であることを想定している。なお、中継装置３０と受信装置２０との間の通信におけるパケット誤り率が、「０」よりも大きくなるほど、中継装置３０から受信装置２０へのデータ信号の再送がより頻繁に生じるので、中継装置３０の動作継続時間は、より短くなる。
図１０に示したように、上限再送回数Ｎが「０」である場合、パケット誤り率が「１」であっても、送信装置１０の動作継続時間は、７日間を超えている。即ち、パケット誤り率が比較的高い場合であっても、直接通信の実行が失敗したときに直ちに間接通信を実行すれば、送信装置１０の動作継続時間は、７日間よりも長くなる。
一方、図１１に示したように、上限再送回数Ｎが「０」である場合、中継装置３０の動作継続時間が７日間を超えるパケット誤り率は、約０．４である。即ち、パケット誤り率が「０．４」を超える環境下においては、送信装置１０よりも先に中継装置３０が動作を実行不能となる。従って、このような場合、無線通信システム１は、７日間に亘って、無線通信システム１の機能を維持することができない。
また、上限再送回数Ｎが「１」である場合、送信装置１０の動作継続時間が７日間であるパケット誤り率と、中継装置３０の動作継続時間が７日間であるパケット誤り率と、が最も近い。中継装置３０の動作継続時間が７日間であるパケット誤り率は、送信装置１０の動作継続時間が７日間であるパケット誤り率よりも僅かに小さく、約０．６５である。従って、この場合、パケット誤り率が「０．６５」よりも小さい環境下において、無線通信システム１は、７日間に亘って、無線通信システム１の機能を維持することができる。
また、上限再送回数Ｎが「２」である場合、送信装置１０の動作継続時間が７日間であるパケット誤り率は、約０．６である。一方、中継装置３０の動作継続時間が７日間であるパケット誤り率は、約０．７４である。従って、この場合、パケット誤り率が「０．６」よりも小さい環境下において、無線通信システム１は、７日間に亘って、無線通信システム１の機能を維持することができる。
以上より、上限再送回数Ｎが「１」である場合に、最も高いパケット誤り率に対して、７日間に亘って無線通信システム１の機能を維持するという条件を満足することができる。
なお、第１実施形態に係る無線通信システム１は、送信装置１０に対する消費電力量と中継装置３０に対する消費電力量との差を最小とするように、上限再送回数を決定していたが、予め定められた上限再送回数を用いるように構成されていてもよい。
また、第１実施形態に係る中継装置３０は、閾値加速度よりも大きい加速度が検出された場合にＰＯＬＬ信号を送信するように構成されていた。ところで、無線通信システム１において、送信装置１０は、直接通信を実行してからＡＣＫ待機時間が経過するまでの間にＡＣＫ信号を受信しなかった場合に、ＰＯＬＬ信号を送信するように構成されていてもよい。
この場合、中継装置３０は、送信装置１０からのＰＯＬＬ信号を受信した場合に、応答信号を送信装置１０へ送信するように構成されることが好適である。この場合、応答信号は、無線信号を受信装置２０へ中継可能な装置（ここでは、中継装置３０）が存在することを送信装置１０に通知するための信号である、と言える。
また、第１実施形態に係る送信装置１０は、平均フェードデュレーションを切断継続時間として用いていた。ところで、送信装置１０は、加速度センサを備え、加速度センサにより検出された加速度に基づいて切断継続時間を推定するように構成されていてもよい。この場合、送信装置１０は、検出された加速度が大きくなるほど大きくなる値を切断継続時間として推定することが好適である。
また、第１実施形態に係る送信装置１０は、図７のステップＳ１１２にて間接通信を実行した後、ステップＳ１０１へ進んだとき、直接通信を実行するように構成されていた。ところで、送信装置１０は、ステップＳ１１２にて間接通信を実行してから、所定の間接通信維持時間が経過するまでの間、ステップＳ１０１にて、直接通信に代えて間接通信を実行するように構成されていてもよい。
また、第１実施形態に係る送信装置１０は、直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合において、切断継続時間と閾値時間とが等しいとき、間接通信を実行するように構成されていた。ところで、送信装置１０は、直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合において、切断継続時間と閾値時間とが等しいとき、直接通信の実行を継続するように構成されていてもよい。
また、第１実施形態に係る中継装置３０は、送信装置１０から受信したデータ信号を受信装置２０へ転送する。ところで、中継装置３０は、受信装置２０へのデータ信号の送信が失敗した場合、再送処理を実行するように構成されていてもよい。
また、第１実施形態に係る送信装置１０は、直接通信を実行不能となった時点を含む所定の期間における受信電力と、当該期間における受信電力の時間変化率と、に基づいて平均受信電力を推定するように構成されていた。
ところで、送信装置１０は、加速度センサ（例えば、三軸加速度センサ）を備え、検出された加速度と、直接通信を実行不能となった時点の受信電力と、に基づいて平均受信電力を推定するように構成されていてもよい。また、送信装置１０は、検出された加速度と、直接通信を実行不能となった時点以前の所定の期間における受信電力と、当該期間における受信電力の時間変化率と、に基づいて平均受信電力を推定するように構成されていてもよい。この場合、送信装置１０は、検出された加速度が大きくなるほど小さくなる値を平均受信電力として推定することが好適である。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムについて説明する。第２実施形態に係る無線通信システムは、上記第１実施形態に係る無線通信システムに対して、中継装置の動作継続時間と送信装置の動作継続時間との差を最小とするように上限再送回数を決定する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、第２実施形態の説明において、上記第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又はほぼ同様のものである。
図１２に示したように、第２実施形態に係る中継装置３０Ａは、第１実施形態に係る制御部３４に代えて、制御部３４Ａを備える。更に、中継装置３０Ａは、電力量検出部３７Ａを備える。
電力量検出部３７Ａは、中継装置３０Ａが備える電池が供給可能な電力の量（残存電力量）を検出する。電力量検出部３７Ａは、検出された残存電力量を表す残存電力量情報を制御部３４Ａへ出力する。
制御部３４Ａは、ＰＯＬＬ信号を送信する際、電力量検出部３７Ａにより出力された残存電力量情報も併せて送信するように送信信号をベースバンド部３３へ出力する。本例では、ＰＯＬＬ信号は、残存電力量情報を含む。なお、中継装置３０Ａは、ＰＯＬＬ信号と異なる無線信号として残存電力量情報を送信するように構成されていてもよい。
図１３に示したように、第２実施形態に係る送信装置１０Ａは、第１実施形態に係る制御部１４に代えて、制御部１４Ａを備える。更に、送信装置１０Ａは、電力量検出部１６Ａを備える。
電力量検出部１６Ａは、送信装置１０Ａが備える電池が供給可能な電力の量（残存電力量）を検出する。電力量検出部１６Ａは、検出された残存電力量を表す残存電力量情報を制御部１４Ａへ出力する。
制御部１４Ａは、上限再送回数を決定する機能において、制御部１４と相違している。従って、制御部１４Ａの、上限再送回数を決定する機能以外の機能は、制御部１４の機能と同様である。
制御部１４Ａは、複数の候補値のそれぞれに対して、上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合における、第１の動作継続時間と第２の動作継続時間とを推定する。第１の動作継続時間は、中継装置３０Ａが動作を継続可能な時間である。第２の動作継続時間は、送信装置１０Ａが動作を継続可能な時間である。
本例では、候補値は、下限候補値１から上限候補値Ｍｍａｘまでの自然数である。ここで、上限候補値Ｍｍａｘは、許容遅延時間と再送周期とに基づいて予め設定されることが好適である。
そして、制御部１４Ａは、第１の動作継続時間と第２の動作継続時間との差を最小とする候補値を上限再送回数として決定する。
具体的には、制御部１４Ａは、制御部１４と同様に、第１の消費電力量及び第２の消費電力量を推定する。
そして、制御部１４Ａは、中継装置３０Ａから受信したＰＯＬＬ信号に含まれる残存電力量情報が表す残存電力量に、第１の検出周期を乗じた値を、推定された第１の消費電力量により除した値を算出し、算出された値を第１の動作継続時間として推定する。
同様に、制御部１４Ａは、電力量検出部１６Ａから出力された残存電力量情報が表す残存電力量に、第１の検出周期を乗じた値を、推定された第２の消費電力量により除した値を算出し、算出された値を第２の動作継続時間として推定する。
このように構成された無線通信システム１も、第１実施形態に係る無線通信システム１と同様に作動する。
以上、説明したように、第２実施形態に係る無線通信システム１は、第１実施形態に係る無線通信システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第２実施形態に係る無線通信システム１は、複数の候補値のそれぞれに対して、上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合における第１の動作継続時間と第２の動作継続時間とを推定する。更に、無線通信システム１は、第１の動作継続時間と第２の動作継続時間との差を最小とする候補値を上限再送回数として決定する。
これによれば、中継装置３０Ａの動作継続時間と送信装置１０Ａの動作継続時間とを十分に近づけることができる。これにより、中継装置３０Ａが動作を継続不能となる時点と送信装置１０Ａが動作を継続不能となる時点とを十分に近づけることができる。
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
なお、各装置が検出する物理量は、生体情報以外の物理量（例えば、温度、湿度、加速度、照度、風向、風速、地震動、雨量、音の大きさ、水位、電力の使用量、水の使用量、及び、ガスの使用量等）であってもよい。
また、無線通信システムは、複数のサブシステムを備えていてもよい。各サブシステムは、第１実施形態又は第２実施形態に係る無線通信システムと同様の構成を有する。更に、各サブシステムは、当該サブシステムに固有の周波数にて無線通信を行なうように構成される。
この場合、第１のサブシステムの送信装置が間接通信を実行不能であるとき、第１のサブシステムの送信装置が、第２のサブシステムの各装置へデータ信号を送信するように無線通信システムが構成されていてもよい。ここで、第１のサブシステムは、上記複数のサブシステムの１つであり、第２のサブシステムは、当該複数のサブシステムの他の１つである。
更に、この場合、第２のサブシステムの各装置は、第１のサブシステムの送信装置からのデータ信号を受信した場合、当該データ信号を第１のサブシステムの受信装置へ送信することが好適である。または、第２のサブシステムの受信装置は、第１のサブシステムの送信装置からのデータ信号を受信した場合、第１のサブシステムの受信装置に代わって、当該データ信号に基づく処理（例えば、警報を出力するための処理）を実行するように構成されていてもよい。
ところで、複数のサブシステムは、無線通信を行なうために用いる周波数が互いに異なる。従って、各サブシステムの受信装置は、他の（例えば、隣接して配置されている）サブシステムが使用する周波数における通信を実行可能な期間を設けることが好適である。
例えば、第２のサブシステムの受信装置は、第１のサブシステムの受信装置から、通信を要求する無線信号を受信した場合に、第２のサブシステムの各装置との間で通信を実行しない期間において、第１のサブシステムが使用する周波数（第１の周波数）における通信を実行可能に制御する。または、第２のサブシステムの受信装置は、第１のサブシステムの受信装置から、通信を要求する無線信号を受信した場合に、自装置からデータ信号を送信する期間以外の期間において、第１の周波数における通信を実行可能に制御するように、第２のサブシステムの各装置へ指示する。
この変形例によれば、第１のサブシステムの送信装置が間接通信を実行不能である場合であっても、第１のサブシステムの送信装置により検出された物理量を、無線通信システムの少なくとも１つの受信装置へ伝達することができる。
なお、上記各実施形態において、各装置の各機能は、回路等のハードウェアにより実現されていた。ところで、各装置は、処理装置と、プログラム（ソフトウェア）を記憶する記憶装置と、を備えるコンピュータを有するとともに、処理装置がそのプログラムを実行することにより、各機能を実現するように構成されていてもよい。この場合、プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
＜付記＞
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
送信装置、中継装置、及び、受信装置を備えるとともに、当該中継装置を経由することなく直接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する間接通信を実行可能に構成された無線通信システムであって、
前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、当該切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する制御部を備える無線通信システム。
（付記２）
付記１に記載の無線通信システムであって、
前記制御部は、前記受信装置により受信される無線信号のドップラー周波数と、当該受信装置により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて前記切断継続時間を推定するように構成された無線通信システム。
（付記３）
付記２に記載の無線通信システムであって、
前記制御部は、前記受信装置により受信される無線信号のドップラー周波数と、当該受信装置により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて平均フェードデュレーションを算出し、当該算出された平均フェードデュレーションを前記推定された切断継続時間として用いるように構成された無線通信システム。
（付記４）
付記１乃至付記３のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記制御部は、前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行するように構成された無線通信システム。
（付記５）
付記４に記載の無線通信システムであって、
前記制御部は、
前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、前記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定するように構成された無線通信システム。
（付記６）
付記４に記載の無線通信システムであって、
前記制御部は、
前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が動作を継続可能な時間である第１の動作継続時間と、前記送信装置が動作を継続可能な時間である第２の動作継続時間と、を推定し、
前記第１の動作継続時間と前記第２の動作継続時間との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定するように構成された無線通信システム。
（付記７）
付記４乃至付記６のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記制御部は、前記再送回数が前記上限再送回数よりも大きくなった場合、前記間接通信を実行するように構成された無線通信システム。
（付記８）
付記１乃至付記７のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記送信装置及び前記中継装置のそれぞれが、物理量を検出し、当該検出された物理量を表す前記無線信号を前記受信装置へ送信するように構成された無線通信システム。
（付記９）
付記１乃至付記８のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＢＡＮ）を構成する無線通信システム。
（付記１０）
送信装置、中継装置、及び、受信装置を備えるとともに、当該中継装置を経由することなく直接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する間接通信を実行可能に構成された無線通信システムを制御するための無線通信方法であって、
前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、
前記切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに前記直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する、無線通信方法。
（付記１１）
付記１０に記載の無線通信方法であって、
前記受信装置により受信される無線信号のドップラー周波数と、当該受信装置により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて前記切断継続時間を推定する、無線通信方法。
（付記１２）
付記１１に記載の無線通信方法であって、
前記受信装置により受信される無線信号のドップラー周波数と、当該受信装置により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて平均フェードデュレーションを算出し、当該算出された平均フェードデュレーションを前記推定された切断継続時間として用いる、無線通信方法。
（付記１３）
付記１０乃至付記１２のいずれか一項に記載の無線通信方法であって、
前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行する、無線通信方法。
（付記１４）
付記１３に記載の無線通信方法であって、
前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、前記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定する、無線通信方法。
（付記１５）
付記１３に記載の無線通信方法であって、
前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が動作を継続可能な時間である第１の動作継続時間と、前記送信装置が動作を継続可能な時間である第２の動作継続時間と、を推定し、
前記第１の動作継続時間と前記第２の動作継続時間との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定する、無線通信方法。
（付記１６）
付記１３乃至付記１５のいずれか一項に記載の無線通信方法であって、
前記再送回数が前記上限再送回数よりも大きくなった場合、前記間接通信を実行する、無線通信方法。
（付記１７）
中継装置を経由することなく直接に受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該受信装置へ無線信号を送信するように当該無線信号を当該中継装置へ送信する間接通信を実行可能に構成された送信装置であって、
前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、当該切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する制御部を備える送信装置。
（付記１８）
中継装置を経由することなく直接に受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該受信装置へ無線信号を送信するように当該無線信号を当該中継装置へ送信する間接通信を実行可能に構成された送信装置を制御するための制御方法であって、
前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、
前記切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに前記直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する、制御方法。
（付記１９）
中継装置を経由することなく直接に受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該受信装置へ無線信号を送信するように当該無線信号を当該中継装置へ送信する間接通信を実行可能に構成された送信装置を制御するための制御プログラムであって、
前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、
前記切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに前記直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する、処理をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
１ 無線通信システム
１０，１０Ａ 送信装置
１１ アンテナ
１２ ＲＦ部
１３ ベースバンド部
１４，１４Ａ 制御部
１５ 物理量検出部
１６Ａ 電力量検出部
２０ 受信装置
２１ アンテナ
２２ ＲＦ部
２３ ベースバンド部
２４ 制御部
３０，３０Ａ 中継装置
３１ アンテナ
３２ ＲＦ部
３３ ベースバンド部
３４，３４Ａ 制御部
３５ 物理量検出部
３６ 通信状態検出部
３７Ａ 電力量検出部

Claims (11)

  1. 送信装置、中継装置、及び、受信装置を備えるとともに、当該中継装置を経由することなく直接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する間接通信を実行可能に構成された無線通信システムであって、
    前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、当該切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、
    前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、前記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
    前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定するように構成された無線通信システム。
  2. 送信装置、中継装置、及び、受信装置を備えるとともに、当該中継装置を経由することなく直接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する間接通信を実行可能に構成された無線通信システムであって、
    前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、当該切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、
    前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が動作を継続可能な時間である第１の動作継続時間と、前記送信装置が動作を継続可能な時間である第２の動作継続時間と、を推定し、
    前記第１の動作継続時間と前記第２の動作継続時間との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定するように構成された無線通信システム。
  3. 請求項１又は２に記載の無線通信システムであって、
    前記制御部は、前記受信装置により受信される無線信号のドップラー周波数と、当該受信装置により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて前記切断継続時間を推定するように構成された無線通信システム。
  4. 請求項３に記載の無線通信システムであって、
    前記制御部は、前記受信装置により受信される無線信号のドップラー周波数と、当該受信装置により受信される無線信号の電力である受信電力の平均値と、に基づいて平均フェードデュレーションを算出し、当該算出された平均フェードデュレーションを前記推定された切断継続時間として用いるように構成された無線通信システム。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
    前記制御部は、前記再送回数が前記上限再送回数よりも大きくなった場合、前記間接通信を実行するように構成された無線通信システム。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
    前記送信装置及び前記中継装置のそれぞれが、物理量を検出し、当該検出された物理量を表す前記無線信号を前記受信装置へ送信するように構成された無線通信システム。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
    Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＢＡＮ）を構成する無線通信システム。
  8. 送信装置、中継装置、及び、受信装置を備えるとともに、当該中継装置を経由することなく直接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該送信装置から当該受信装置へ無線信号を送信する間接通信を実行可能に構成された無線通信システムを制御するための無線通信方法であって、
    前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、
    前記切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに前記直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行し、
    前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、
    前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、前記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
    前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定する、無線通信方法。
  9. 中継装置を経由することなく直接に受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該受信装置へ無線信号を送信するように当該無線信号を当該中継装置へ送信する間接通信を実行可能に構成された送信装置であって、
    前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、当該切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに当該直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行する制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、
    前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、当該送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
    前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定するように構成された送信装置。
  10. 中継装置を経由することなく直接に受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該受信装置へ無線信号を送信するように当該無線信号を当該中継装置へ送信する間接通信を実行可能に構成された送信装置を制御するための制御方法であって、
    前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、
    前記切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに前記直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行し、
    前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、
    前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、前記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
    前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定する、制御方法。
  11. 中継装置を経由することなく直接に受信装置へ無線信号を送信する直接通信、及び、当該中継装置を経由して間接に当該受信装置へ無線信号を送信するように当該無線信号を当該中継装置へ送信する間接通信を実行可能に構成された送信装置を制御するための制御プログラムであって、
    前記直接通信を繰り返して実行している間に、当該直接通信の実行が不能となった場合、当該直接通信の実行が不能である状態が継続する時間である切断継続時間を推定し、
    前記切断継続時間が所定の閾値時間よりも短いときに前記直接通信の実行を継続し、一方、当該切断継続時間が当該閾値時間よりも長いときに前記間接通信を実行し、
    前記切断継続時間が前記閾値時間よりも短い場合、前記直接通信の実行が失敗したときに当該直接通信を再実行する再送処理を、当該再送処理が繰り返し実行される回数である再送回数が、所定の上限再送回数以下である範囲において繰り返し実行し、
    前記上限再送回数の候補となる、複数の候補値のそれぞれに対して、前記上限再送回数が当該候補値であると仮定した場合において、前記中継装置が消費する電力の量である第１の消費電力量と、前記送信装置が消費する電力の量である第２の消費電力量と、を推定し、
    前記第１の消費電力量と前記第２の消費電力量との差を最小とする前記候補値を前記上限再送回数として決定する、処理をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
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