JP6410922B2 - マルチホップ無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、子機から中継器を介して親機にデータを送信するマルチホップ無線通信システムに関する。

ある無線装置子機（子機）から基地局（親機）に無線で情報を伝達する通信方式は、基地局に直接的に情報の伝達を行う通信方式（非マルチホップ方式）や、複数の無線中継局間で情報を中継することによって基地局に情報の伝達を行う通信方式（マルチホップ方式）が一般的に知られている。

非マルチホップ方式による無線通信は、基地局の数を多く設けることができないことから、無線装置子機と基地局間での通信距離が長いものとなっていた。このため、無線装置子機から情報を送信するためのエネルギーがより多く必要となるばかりでなく、場合によっては、無線装置子機からの無線が基地局に届かないこともあった。一方、マルチホップ方式による無線通信は、中継に必要な無線中継局が複数個必要となるが、無線装置子機と無線中継局間或いは複数の無線中継局間或いは無線中継局と基地局間の通信距離が短くなることによって、無線装置子機から情報を送信するためのエネルギー（消費電力）を低く抑えることができるという利点があった。このマルチホップ方式による無線通信では、複数の無線中継局を経由することから、通信品質の確保のために、通信経路を確立することが重要であった。

このようなマルチホップ方式による無線通信の従来例として、特許文献１では、中継局に用いられるマルチホップ無線通信装置９９９における通信経路の確立方法が提案されている。図６は、マルチホップ無線通信装置９９９の構成を示すブロック図である。

図６に示すに示すマルチホップ無線通信装置９９９は、受信した信号の受信信号強度を算出する受信信号強度算出回路９００と、算出された受信信号強度とキャリアセンス閾値を比較するキャリア検出回路９０１と、送信信号を生成する送信回路９０２と、受信信号を復調する受信回路９０３と、受信信号を送信信号として送信回路に供給する９０４と、を備えて構成されている。そして、マルチホップ無線通信装置９９９は、キャリアセンス閾値として、送信延期キャリアセンス閾値、受信キャリアセンス閾値、及び中継キャリアセンス閾値を有しており、この３つのキャリアセンス閾値と受信信号強度とを比較して、送信、受信及び中継の有無を決定している。これにより、子機（無線装置子機）と親機（基地局）との間における無線通信のルート構築（通信経路の確立）を意図的に行なうことができるとしている。

特開２００６−５８１２号公報

しかしながら、従来例のマルチホップ無線通信装置９９９を用いた方法では、一旦、通信経路の確立（ルート構築）が行われた後に、通信経路の間で何らかの外的要因、例えば障害物が発生する等が生じた際に、マルチホップ無線通信装置９９９が受信する受信信号強度が予め設定したキャリアセンス閾値以下となる場合があった。このため、無線通信の通信経路が切断され、無線装置子機（子機）と基地局（親機）との通信ができなく、送受信される情報が欠落するという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、子機から親機への通信が安定して行えるマルチホップ無線通信システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のマルチホップ無線通信システムは、データを含んだデータ信号を電波で送信する子機送信部を有する子機と、前記データ信号を受信する中継受信部と前記データ信号を外部に前記電波で送信する中継送信部とを有する中継器と、前記中継器からの前記データ信号を受信する親機受信部を有する親機と、を備えたマルチホップ通信システムにおいて、前記親機が識別情報を含んだ情報信号を外部に前記電波で送信する親機送信部を有し、前記中継器が前記情報信号の受信信号強度を判断する中継制御部を有し、前記子機が、前記中継器を介して伝搬してきた前記情報信号を受信する子機受信部と、前記情報信号の前記受信信号強度を判断する子機制御部と、を有し、前記受信信号強度を判断することにより、前記子機から前記親機へ前記中継器を介して前記データ信号を送信する送信経路を確定し、前記送信経路を確定した後には、前記中継器が、前記送信経路に従って、前記データ信号を受信するともに送信し、前記中継器制御部は、前記 送信経路を確定する場合において、前記情報信号の受信信号強度と識別閾値とを比較し、 前記情報信号の受信信号強度が前記識別閾値以下であれば当該情報信号を破棄し、前記送 信経路の確定後に前記データ信号を送受信する場合において、前記データ信号の受信信号 強度とデータ閾値とを比較し、前記データ信号の受信信号強度が前記データ閾値以下であ れば当該データ信号を破棄し、前記データ閾値を前記識別閾値より小さい値としていることを特徴としている。

これによれば、本発明のマルチホップ無線通信システムは、従来例のように、送信経路を確定する際のキャリアセンス閾値を用いて、受信及び送信の有無を判断していない。このため、送信経路を確定した後に、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度が弱められたとしても、確定した送信経路に従ってデータ信号が確実に伝搬するようになる。このことにより、子機から中継器を介して親機への通信を安定して行なうことができる。

また、本発明のマルチホップ無線通信システムは、前記親機には前記親機送信部及び前記親機受信部を制御する親機制御部を有し、該親機制御部が所定のタイミングで前記情報信号を送信し、前記中継制御部及び前記子機制御部が直近の前記情報信号の前記受信信号強度を判断し、この判断に基づいて、直近の前記送信経路を確定することを特徴としている。

これによれば、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度が弱められた状態が継続されたとしても、所定のタイミングで、受信信号強度が直近で最も強い送信経路を構築することができる。このことにより、子機から中継器を介して親機への通信をより安定して行なうことができる。

また、本発明のマルチホップ無線通信システムは、前記親機が前記識別情報である親機識別番号を含んだ前記情報信号を送信し、前記中継器が、前記情報信号の前記受信信号強度と対比する識別閾値を有し、該識別閾値以上の前記受信信号強度を受信した際に、受信した前記情報信号に前記識別情報である中継器識別番号を加えるとともに、前記親機識別番号及び前記中継器識別番号の順番履歴も加えて、前記情報信号を送信し、前記子機が前記識別閾値を有し、前記識別閾値以上の前記受信信号強度を受信した際に、前記子機制御部が、前記情報信号の前記順番履歴の最も数の少ない前記情報信号を選択し、該情報信号の該順番履歴の逆経路を前記送信経路と確定することを特徴としている。

これによれば、識別閾値以上の受信信号強度でしかも最短ルートの送信経路を確定することができる。このことにより、子機から中継器を介して親機への通信をより一層安定して行なうことができる。

また、本発明のマルチホップ無線通信システムは、前記中継器及び前記子機が前記識別閾値を異なった値で複数有していることを特徴としている。

これによれば、マルチホップ無線通信システムが選択される環境に応じて、識別閾値を選択することができる。このことにより、環境に応じた最適な送信経路を確定することができ、子機から中継器を介して親機への通信をより一層益々安定して行なうことができる。

本発明のマルチホップ無線通信システムは、従来例のように、送信経路を確定する際のキャリアセンス閾値を用いて、受信及び送信の有無を判断していない。このため、送信経路を確定した後に、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度が弱められたとしても、確定した送信経路に従ってデータ信号が確実に伝搬するようになる。このことにより、子機から中継器を介して親機への通信を安定して行なうことができる。

本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システムの構成の概要を示した説明図である。 本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システムの構成を示した機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システムの手順を説明する図であって、送信経路の確定方法のフローチャートＡ図である。 本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システムの手順を説明する図であって、図３に示すフローチャートＡ図に続くフローチャートＢ図である。 本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システムの手順を説明する図であって、データ信号の送受信方法のフローチャートＣ図である。 従来例のマルチホップ無線通信装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システム１０１の構成を示した説明図である。図２は、本発明の第１実施形態に係わるマルチホップ無線通信システム１０１の構成を示したブロック図である。

本発明の第１実施形態のマルチホップ無線通信システム１０１は、図１に示すように、データを含んだデータ信号ＤＳを電波で送信する子機Ａ１と、データ信号ＤＳを送受信する複数の中継器Ｒ５（Ｒ５１〜Ｒ５９）と、中継器Ｒ５からのデータ信号ＤＳを受信する親機Ｚ９と、を備えて構成されている。他に、マルチホップ無線通信システム１０１では、子機Ａ１、中継器Ｒ５及び親機Ｚ９の全てにおいて、図１に示すように、電波を送受信するためのアンテナＡＴと、図２に示すように、所定の値等を格納するための記憶部（９１、９５、９９）と、を備えている。そして、マルチホップ無線通信システム１０１は、例えば計測器や測定器等のデータソース５００で得られたデータをデータ信号ＤＳに変換して、データソース５００に接続された子機Ａ１からアンテナＡＴを介し電波で放射し、中継器Ｒ５を介してデータ信号ＤＳを伝搬させ、親機Ｚ９にまでデータ信号ＤＳを送信し、データを通信させるシステムである。

先ず、マルチホップ無線通信システム１０１の子機Ａ１について説明する。子機Ａ１は、図２に示すように、データ信号ＤＳを送信する子機送信部１１と、情報信号ＩＤを受信する子機受信部３１と、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ、Received Signal Strength Indication）を判断する子機制御部５１と、所定の値等を格納する記憶部９１と、電波を送受信するためのアンテナＡＴと、を有して構成されている。

子機Ａ１の子機送信部１１は、信号処理回路及び送信回路を有して構成されており、データソース５００で得られたデータを含んだデジタル信号を信号処理回路でアナログ信号であるデータ信号ＤＳに変換している。そして、子機送信部１１は、接続されたアンテナＡＴを介して、送信回路でデータ信号ＤＳを放射することにより、子機Ａ１の外部にデータ信号ＤＳを電波で送信している。また、子機送信部１１は、子機Ａ１の識別情報である子機識別番号を含んだ識別信号もデータ信号ＤＳと同時に情報信号ＩＤとして送信している。

子機Ａ１の子機受信部３１は、受信回路及び信号処理回路を有して構成されており、中継器Ｒ５を介して伝搬してきた累積の情報信号ＩＤを受信回路で受信し、信号処理回路でデジタル信号に変換して子機制御部５１に送信している。また、子機受信部３１は、強度表示回路を有して構成されており、受信した情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を算出し、子機制御部５１に送信している。

子機Ａ１の子機制御部５１は、子機送信部１１及び子機受信部３１と接続しており、子機送信部１１及び子機受信部３１の制御をしている。また、子機制御部５１は、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と所定の値である識別閾値（後述する）とを比較したり、情報信号ＩＤに含まれる識別情報を取り出したりしている。

子機Ａ１の記憶部９１は、メモリ等の内部記憶装置やメモリカード等の外部記憶装置を用いており、データソース５００で得られたデータを一時的に保存したり、所定の値である識別閾値（後述する）等を格納している。

次に、マルチホップ無線通信システム１０１の中継器Ｒ５について説明する。中継器Ｒ５は、図２に示すように、データ信号ＤＳを送信する中継送信部１５と、データ信号ＤＳを受信する中継受信部３５と、データ信号ＤＳ或いは情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を判断する中継制御部５５と、所定の値等を格納する記憶部９５と、電波を送受信するためのアンテナＡＴと、を有して構成されている。

中継器Ｒ５の中継送信部１５は、増幅回路及び送信回路を有して構成されており、中継受信部３５で受信されたデータ信号ＤＳ或いは情報信号ＩＤを増幅回路で増幅し、接続されたアンテナＡＴを介して、送信回路でデータ信号ＤＳ或いは情報信号ＩＤを外部に電波で送信している。また、中継送信部１５は、中継器Ｒ５の識別情報である中継器識別番号を含んだ識別信号も情報信号ＩＤに加えて同時に送信している。

中継器Ｒ５の中継受信部３５は、受信回路を有して構成されており、子機Ａ１から或いは中継器Ｒ５を介して伝搬してきたデータ信号ＤＳと、親機Ｚ９から或いは中継器Ｒ５を介して伝搬してきた情報信号ＩＤと、を受信回路で受信して中継送信部１５に送信している。また、中継受信部３５は、強度表示回路を有して構成されており、受信したデータ信号ＤＳ或いは情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を算出し、中継制御部５５に送信している。

中継器Ｒ５の中継制御部５５は、中継送信部１５及び中継受信部３５と接続しており、中継送信部１５及び中継受信部３５の制御をしている。また、中継制御部５５は、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と所定の値である識別閾値（後述する）とを比較したり、データ信号ＤＳの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と所定の値であるデータ閾値（後述する）とを比較したり、情報信号ＩＤに含まれる子機識別番号等の識別情報を取り出したりしている。

中継器Ｒ５の記憶部９５は、子機Ａ１の記憶部９１と同様に、メモリ等の内部記憶装置やメモリカード等の外部記憶装置を用いており、識別情報を保存したり、所定の値である識別閾値やデータ閾値等を格納している。

最後に、マルチホップ無線通信システム１０１の親機Ｚ９について説明する。親機Ｚ９は、識別情報を含んだ情報信号ＩＤを送信する親機送信部１９と、中継器Ｒ５からのデータ信号ＤＳを受信する親機受信部３９と、親機送信部１９及び親機受信部３９を制御する親機制御部５９と、所定の値等を格納する記憶部９９と、電波を送受信するためのアンテナＡＴと、を有して構成されている。

親機Ｚ９の親機送信部１９は、送信回路を有して構成されており、親機Ｚ９の親機識別番号を含んだ情報信号ＩＤを、接続されたアンテナＡＴを介して、送信回路で情報信号ＩＤを放射することにより、親機Ｚ９の外部に情報信号ＩＤを電波で送信している。

親機Ｚ９の親機受信部３９は、受信回路及び信号処理回路を有して構成されており、中継器Ｒ５を介して伝搬してきたデータ信号ＤＳを受信回路で受信し、信号処理回路でデジタル信号に変換して親機制御部５９に送信している。

親機Ｚ９の親機制御部５９は、親機送信部１９及び親機受信部３９と接続しており、親機送信部１９が所定のタイミングで情報信号ＩＤを送信するように、制御している。なお、ここでいう所定のタイミングとは、一定時間が経過したタイミングや、データ信号ＤＳを一定回数受信したタイミング等を示している。また、親機制御部５９は、情報信号ＩＤに含まれる子機識別番号や中継器識別番号等の識別情報を取り出している。なお、親機Ｚ９は、有線で接続された外部機器に受信したデータを送信している。

次に、マルチホップ無線通信システム１０１の手順の一例について説明する。先ず、マルチホップ無線通信システム１０１における、送信経路ＴＰの確定の方法について、図１、図３及び図４を用いて説明する。図３は、送信経路ＴＰの確定方法のフローチャートＡ図である。図４は、図３に示すフローチャートＡ図に続く、送信経路ＴＰの確定方法のフローチャートＢ図である。

先ず、図３に示すように、親機Ｚ９が情報信号ＩＤを送信する所定のタイミングかどうかを判断し（Ｓ１）、所定のタイミングの場合には、親機識別番号を含んだ情報信号ＩＤを送信する（Ｓ２）。

次に、親機Ｚ９の近傍に配置された中継器Ｒ５、例えば図１に示す中継器Ｒ５１、中継器Ｒ５３及び中継器Ｒ５４が、送信されてきた情報信号ＩＤを受信し（Ｓ３）、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）が一定以上であるかどうかを判断する（Ｓ４）。具体的には、中継器Ｒ５の中継制御部５５は、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と、記憶部９５に格納されていた識別閾値と、を比較して、識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この情報信号ＩＤを採用し、情報信号ＩＤを記憶部９５に保存する（Ｓ５）。一方、中継制御部５５は、識別閾値以下の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この受信信号強度（ＲＳＳＩ）の弱い情報信号ＩＤとしてこの情報信号ＩＤを採用せずに破棄する。例えば、親機Ｚ９に比較的近い中継器Ｒ５１及び中継器Ｒ５３は、ある識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信し、親機Ｚ９から比較的遠い中継器Ｒ５４は、ある識別閾値以下の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信するようになる。なお、本発明の第１実施形態では、この識別閾値を異なった値で複数有しており、受信した受信信号強度（ＲＳＳＩ）の強弱で、情報信号ＩＤの取捨を選択することができる。例えば、中継器Ｒ５１のみが情報信号ＩＤを選択できるようにしたり、中継器Ｒ５１、中継器Ｒ５３及び中継器Ｒ５４の全てが情報信号ＩＤを選択できるようにすることができる。これにより、マルチホップ無線通信システム１０１が選択される環境に応じて、識別閾値を選択して、環境に応じた最適な送信経路ＴＰを確定するために利用することができる。

次に、中継器Ｒ５の中継制御部５５は、図３に示すように、自らの中継器識別番号及び親機識別番号の履歴も加えて（Ｓ６）、情報信号ＩＤを外部に送信する（Ｓ７）。例えば図１に示す中継器Ｒ５１及び中継器Ｒ５３は、ある識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信したので、情報信号ＩＤを外部に送信するようになる。

そして、情報信号ＩＤが放射された中継器Ｒ５の近傍に配置された中継器Ｒ５は、識別番号（親機識別番号及び中継器識別番号）と履歴情報が付加された情報信号ＩＤを受信し（Ｓ８）、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）が一定以上であるかどうかを判断する（Ｓ９）。例えば図１に示す中継器Ｒ５１の近傍に配置された中継器Ｒ５は、中継器Ｒ５２、中継器Ｒ５３及び中継器Ｒ５５となり、中継器Ｒ５２、中継器Ｒ５３及び中継器Ｒ５５のそれぞれは、情報信号ＩＤを受信し、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）が一定以上であるかどうかを判断するようになる。例えば図１に示す中継器Ｒ５３の近傍に配置された中継器Ｒ５は、中継器Ｒ５１、中継器Ｒ５４及び中継器Ｒ５６となり、中継器Ｒ５１、中継器Ｒ５４及び中継器Ｒ５６のそれぞれは、情報信号ＩＤを受信し、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）が一定以上であるかどうかを判断するようになる。

次に、情報信号ＩＤが放射された中継器Ｒ５の近傍に配置されたそれぞれの中継器Ｒ５の中継制御部５５は、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と、記憶部９５に格納されていた識別閾値と、を比較して、識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この情報信号ＩＤを採用し、情報信号ＩＤを記憶部９５に保存する。一方、それぞれの中継制御部５５は、識別閾値以下の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この受信信号強度（ＲＳＳＩ）の弱い情報信号ＩＤとしてこの情報信号ＩＤを採用せずに破棄する。そして、ある識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した中継器Ｒ５は、それまでの履歴（履歴情報）に自らの中継器識別番号を加えて、刷新した情報信号ＩＤを外部に送信する。このような手順を各中継器Ｒ５が行い、親機Ｚ９からの情報信号ＩＤが中継器Ｒ５間を伝搬するようになる。

次に、図４に示すように、ある時点で、子機Ａ１が情報信号ＩＤを受信することとなる。その際に、子機Ａ１の子機制御部５１は、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と、記憶部９１に格納されていた識別閾値と、を比較して、識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この情報信号ＩＤを採用し、情報信号ＩＤを記憶部９１に保存する（Ｓ１０）。一方、子機制御部５１は、識別閾値以下の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この受信信号強度（ＲＳＳＩ）の弱い情報信号ＩＤとしてこの情報信号ＩＤを採用せずに破棄する。例えば、子機Ａ１は、図１に示す子機Ａ１の近傍に配置された中継器Ｒ５６、中継器Ｒ５８及び中継器Ｒ５９からの情報信号ＩＤを受信し、情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）が識別閾値以上である中継器Ｒ５８及び中継器Ｒ５９の情報信号ＩＤを記憶部９１に保存し、受信信号強度（ＲＳＳＩ）が識別閾値以下である中継器Ｒ５６の情報信号ＩＤを採用せずに破棄する。

次に、子機Ａ１の子機制御部５１は、図４に示すように、記憶部９１に保存された情報信号ＩＤの内、順番履歴の最も数の少ない情報信号ＩＤを選択し（Ｓ１１）、情報信号ＩＤの順番履歴の逆経路を送信経路ＴＰと確定する（Ｓ１２）。例えば、図１に示す中継器Ｒ５８からの情報信号ＩＤには、親機Ｚ９→中継器Ｒ５１→中継器Ｒ５２→中継器Ｒ５５→中継器Ｒ５８と伝搬してきた順番履歴の情報が含まれており、図１に示す中継器Ｒ５９からの情報信号ＩＤには、親機Ｚ９→中継器Ｒ５３→中継器Ｒ５６→中継器Ｒ５９と伝搬してきた順番履歴の情報が含まれている。そして、子機Ａ１の子機制御部５１は、中継器Ｒ５９からの情報信号ＩＤが順番履歴の最も数の少ない情報信号ＩＤとなるので、この情報信号ＩＤを選択して、情報信号ＩＤの順番履歴の逆経路、中継器Ｒ５９→中継器Ｒ５６→中継器Ｒ５３→親機Ｚ９を、送信経路ＴＰと確定する。このようにして、受信信号強度（ＲＳＳＩ）を判断することにより、子機Ａ１から親機Ｚ９へ中継器Ｒ５を介してデータ信号ＤＳを送信する送信経路ＴＰが確定する。

最後に、子機Ａ１は、図４に示すように、確定した送信経路ＴＰが含まれた経路信号ＫＳを送信する（Ｓ１３）。そして、中継器Ｒ５が経路信号ＫＳを受信した際に（Ｓ１４）、受信した中継器Ｒ５の中継制御部５５は、自身が送信経路ＴＰ上の正しい順番かどうかを判断し（Ｓ１５）、送信経路ＴＰであれば、確定した送信経路ＴＰが含まれた経路信号ＫＳを外部に送信する（Ｓ１６）。その際に、この送信経路ＴＰを記憶部９５に保存する。このようにして、送信経路ＴＰに従って、中継器Ｒ５間で経路信号ＫＳを伝搬させる。そして、親機Ｚ９は、送信経路ＴＰが含まれた経路信号ＫＳを受信し（Ｓ１７）、この送信経路ＴＰを記憶部９９に保存する（Ｓ１８）。

以上のようにして、本発明の第１実施形態では、送信経路ＴＰの確定が行われる。これにより、識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）でしかも最短ルートの送信経路ＴＰを確定することができる。

また、本発明の第１実施形態では、親機Ｚ９が所定のタイミング（前述した時間や回数等）で情報信号ＩＤを送信するようにしている。そして、最新の情報信号ＩＤを受信した中継器Ｒ５の中継制御部５５及び子機Ａ１の子機制御部５１は、直近のこの情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を判断して、この判断に基づいて、上述した手順に従って、直近の送信経路ＴＰを確定することとなる。このため、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度（ＲＳＳＩ）が弱められた状態が継続されたとしても、所定のタイミングで、受信信号強度（ＲＳＳＩ）が直近で最も強い送信経路ＴＰを構築することができる。なお、直近の送信経路ＴＰは、各記憶部（９１、９５、９９）に、最新の送信経路ＴＰとして、上書き保存される。

次に、マルチホップ無線通信システム１０１における、データ信号ＤＳの送受信方法ついて、図５を用いて説明する。図５は、データ信号ＤＳの送受信方法のフローチャートＣ図である。

先ず、図５に示すように、子機Ａ１（子機送信部１１）は、所定のタイミングで送られてくるデータソース５００で得られたデータを、信号処理回路でデジタル信号からアナログ信号に変換し、データ信号ＤＳを生成する（Ｓ２１、Ｓ２２）。

次に、子機Ａ１の子機送信部１１は、図５に示すように、送信経路ＴＰを確定した後に、接続されたアンテナＡＴを介して、送信回路でデータ信号ＤＳを電波で外部に送信している（Ｓ２３）。その際には、子機識別番号を含んだ情報信号ＩＤを同時に送信している。

次に、送信経路ＴＰを確定した後に、中継器Ｒ５がデータ信号ＤＳ及び情報信号ＩＤを受信した際に（Ｓ２４）、受信した中継器Ｒ５の中継制御部５５は、図５に示すように、自身が送信経路ＴＰ上の正しい順番かどうかを判断し（Ｓ２５）、送信経路ＴＰであれば、データ信号ＤＳを記憶部９５に保存する（Ｓ２６）。

次に、中継器Ｒ５の中継制御部５５は、図５に示すように、データ信号ＤＳの受信信号強度（ＲＳＳＩ）が一定以上であるかどうかを判断する（Ｓ２７）。具体的には、中継制御部５５は、データ信号ＤＳの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と、記憶部９５に格納されていたデータ閾値と、を比較して、データ閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、このデータ信号ＤＳを採用する。一方、中継制御部５５は、データ閾値以下の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を受信した際には、この受信信号強度（ＲＳＳＩ）の弱いデータ信号ＤＳとしてこのデータ信号ＤＳを採用せずに破棄する。なお、このデータ閾値は、識別閾値より小さい値としている。

次に、採用したデータ信号ＤＳを中継送信部１５の増幅回路で増幅し、図５に示すように、中継器Ｒ５の中継制御部５５は、増幅したデータ信号ＤＳと子機識別番号及び自らの中継器識別番号の履歴も加えた情報信号ＩＤとを外部に送信する（Ｓ２８）。このような手順を各中継器Ｒ５が行い、子機Ａ１からのデータ信号ＤＳが中継器Ｒ５間を伝搬するようになる。これにより、従来例のように、送信経路ＴＰを確定する際のキャリアセンス閾値を用いて、受信及び送信の有無を判断していない。このため、送信経路ＴＰを確定した後に、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度（ＲＳＳＩ）が弱められたとしても、識別閾値より低い値でデータ閾値を設定しておけば、確定した送信経路ＴＰに従ってデータ信号ＤＳが確実に伝搬するようになる。

最後に、図５に示すように、ある時点で、親機Ｚ９がデータ信号ＤＳを受信することとなる（Ｓ２９）。そして、親機Ｚ９は、このデータ信号ＤＳを記憶部９９に保存する（Ｓ３０）。なお、このデータ信号ＤＳに含まれるデータは、有線で接続された外部機器に送信される。

以上のように構成された本発明の第１実施形態のマルチホップ無線通信システム１０１における、効果について、以下に纏めて説明する。

本発明の第１実施形態のマルチホップ無線通信システム１０１は、送信経路ＴＰを確定した後には、中継器Ｒ５は、確定した送信経路ＴＰに従って、データ信号ＤＳを受信するともに送信するので、従来例のように、送信経路ＴＰを確定する際のキャリアセンス閾値を用いて、受信及び送信の有無を判断していない。このため、送信経路ＴＰを確定した後に、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度（ＲＳＳＩ）が弱められたとしても、確定した送信経路ＴＰに従ってデータ信号ＤＳが確実に伝搬するようになる。このことにより、子機Ａ１から中継器Ｒ５を介して親機Ｚ９への通信を安定して行なうことができる。

また、親機制御部５９が所定のタイミングで情報信号ＩＤを送信し、中継制御部５５及び子機制御部５１が直近の情報信号ＩＤの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を判断し、この判断に基づいて、直近の送信経路ＴＰを確定するので、通信経路の間で何らかの外的要因が生じて受信信号強度（ＲＳＳＩ）が弱められた状態が継続されたとしても、所定のタイミングで、受信信号強度（ＲＳＳＩ）が直近で最も強い送信経路ＴＰを構築することができる。このことにより、子機Ａ１から中継器Ｒ５を介して親機Ｚ９への通信をより安定して行なうことができる。

また、上述のように送信経路ＴＰと確定するので、識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）でしかも最短ルートの送信経路ＴＰを確定することができる。このことにより、子機Ａ１から中継器Ｒ５を介して親機Ｚ９への通信をより一層安定して行なうことができる。

また、中継器Ｒ５及び子機Ａ１が識別閾値を異なった値で複数有しているので、マルチホップ無線通信システム１０１が選択される環境に応じて、識別閾値を選択することができる。このことにより、環境に応じた最適な送信経路ＴＰを確定することができ、子機Ａ１から中継器Ｒ５を介して親機Ｚ９への通信をより一層益々安定して行なうことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

＜変形例１＞
上記第１実施形態では、送信経路ＴＰが確定した際に、送信経路ＴＰが含まれた経路信号ＫＳを子機Ａ１から中継器Ｒ５を介して親機Ｚ９に送信するようにしたが、必ずしも行わなくても良い。但し、その際には、データ信号ＤＳと同時に、送信経路ＴＰが含まれた経路信号ＫＳを子機Ａ１から中継器Ｒ５を介して親機Ｚ９に送信するように構成するのが好ましい。

＜変形例２＞
上記第１実施形態では、データ閾値を用いてデータ信号ＤＳの採用を判断するようにしたが、データ閾値を用いずにデータ信号ＤＳを受信し、送信経路ＴＰに基づいてデータ信号ＤＳの採用を判断するようにしても良い。

＜変形例３＞
上記第１実施形態では、中継器Ｒ５が、識別閾値以上の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を有する情報信号ＩＤを採用した際に、情報信号ＩＤを記憶部９５に保存するようにしたが、必ずしも保存する必要はなく、新しい情報信号ＩＤを生成して、送信するようにしても良い。

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。

Ａ１ 子機
１１ 子機送信部
３１ 子機受信部
５１ 子機制御部
Ｒ５、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６、Ｒ５８、Ｒ５９ 中継器
１５ 中継送信部
３５ 中継受信部
５５ 中継制御部
Ｚ９ 親機
１９ 親機送信部
３９ 親機受信部
５９ 親機制御部
ＤＳ データ信号
ＩＤ 情報信号
ＴＰ 送信経路
１０１ マルチホップ無線通信システム

Claims (6)

1. データを含んだデータ信号を電波で送信する子機送信部を有する子機と、
   前記データ信号を受信する中継受信部と前記データ信号を外部に前記電波で送信する中継送信部とを有する中継器と、
   前記中継器からの前記データ信号を受信する親機受信部を有する親機と、
   を備えたマルチホップ通信システムにおいて、
   前記親機は、識別情報を含んだ情報信号を外部に前記電波で送信する親機送信部を有し、
   前記中継器は、前記情報信号の受信信号強度を判断する中継制御部を有し、
   前記子機は、前記中継器を介して伝搬してきた前記情報信号を受信する子機受信部と、前記情報信号の前記受信信号強度を判断する子機制御部と、を有し、
   前記受信信号強度を判断することにより、前記子機から前記親機へ前記中継器を介して前記データ信号を送信する送信経路を確定し、
   前記送信経路を確定した後には、前記中継器は、前記送信経路に従って、前記データ信号を受信するともに送信し、
   前記中継器制御部は、
   前記送信経路を確定する場合において、前記情報信号の受信信号強度と識別閾値とを 比較し、前記情報信号の受信信号強度が前記識別閾値以下であれば当該情報信号を破棄し 、
   前記送信経路の確定後に前記データ信号を送受信する場合において、前記データ信号 の受信信号強度とデータ閾値とを比較し、前記データ信号の受信信号強度が前記データ閾 値以下であれば当該データ信号を破棄し、
   前記データ閾値を前記識別閾値より小さい値としている
   ことを特徴とするマルチホップ無線通信システム。
2. 前記子機制御部は、前記送信経路を確定する場合において、前記情報信号の受信信号強 度と前記識別閾値とを比較し、前記情報信号の受信信号強度が前記識別閾値以下であれば 当該情報信号を破棄する、
   請求項１に記載のマルチホップ無線通信システム。
3. 前記中継器は、前記識別閾値及び前記データ閾値を記憶する記憶部を含み、
   前記子機は、前記識別閾値を記憶する記憶部を含む、
   請求項２に記載のマルチホップ無線通信システム。
4. 前記親機には、前記親機送信部及び前記親機受信部を制御する親機制御部を有し、
   該親機制御部は、所定のタイミングで前記情報信号を送信し、
   前記中継制御部及び前記子機制御部は、直近の前記情報信号の前記受信信号強度を判断し、
   この判断に基づいて、直近の前記送信経路を確定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のマルチホップ無線通信システム。
5. 前記親機は、前記識別情報である親機識別番号を含んだ前記情報信号を送信し、
   前記中継器は、前記情報信号の前記受信信号強度と対比する前記識別閾値を有し、該識別閾値以上の前記受信信号強度を受信した際に、受信した前記情報信号に前記識別情報である中継器識別番号を加えるとともに、前記親機識別番号及び前記中継器識別番号の順番履歴も加えて、前記情報信号を送信し、
   前記子機は、前記識別閾値を有し、前記識別閾値以上の前記受信信号強度を受信した際に、前記子機制御部は、前記情報信号の前記順番履歴の最も数の少ない前記情報信号を選択し、該情報信号の該順番履歴の逆経路を前記送信経路と確定する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のマルチホップ無線通信システム。
6. 前記中継器及び前記子機は、前記識別閾値を異なった値で複数有している
   ことを特徴とする請求項５に記載のマルチホップ無線通信システム。

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