JP7249146B2 - 無線中継プログラム及び無線中継器 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 〔発行者名〕 ＮＨＫ松山放送局技術部（企画） 〔刊行物名〕 第２８回 ＮＨＫ中国四国地方 放送技術報告会 予稿 〔発行年月日〕 ２０１８年４月２７日 〔発行者名〕 兼六館出版株式会社 〔刊行物名〕 放送技術９月号 〔発行年月日〕 ２０１８年９月１日

本発明は、遠方に設置された設備の状況を監視するシステムに用いる無線中継プログラム及び無線中継器に関する。

従来、遠方に設置された中継局等の設備の状況を監視するシステムが知られている。この監視システムは、電力及び通信共に公共のインフラを用いて、遠方に設置された放送所における放送中情報、停電情報等の状態情報をホスト装置にて監視するようになっている。

しかしながら、このような監視システムを運用しているときに、地震、津波等の災害が発生すると、公共インフラが遮断することが想定され、監視システムが機能しなくなる。

一般に、電力に関しては、中継局ではバックアップ電源を備えているが、通信に関しては、公共のパケット通信網に依存している。このため、特に長時間停電によるバックアップ電源が枯渇すると、パケット通信網が不通となり、結果として、監視システムが機能しなくなる。

このような監視システムにおいて、パケット通信網の代わりに無線通信を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この無線通信に用いる無線中継器は、太陽電池及び２次電池を併用して電力を得るものであり、監視対象の状態情報の送受信を、無線チャンネルを介して行う。

これにより、電源線及びパケット通信網の回線の引き込みが不要となり、公共インフラが遮断した場合であっても、監視システムの運用を継続することができる。

特開平１０－２８５０９７号公報

前述の特許文献１の技術は、公共のインフラであるパケット通信網を用いることなく、監視システムを運用するものであり、公共のインフラが遮断した場合であっても、その影響を受けることはない。

しかしながら、遠方に設置された設備の状況を監視する監視システムにおいて、複数の無線中継器を用いる場合には、無線中継器において、本来受信すべき無線信号の電波に加え他の無線信号の電波も受信してしまう、いわゆる混信が発生する可能性がある。このため、このような監視システムを安定的に運用するには、複数の無線中継器を用いて遠隔通信を行うためのリレー中継を実現すると共に、無線中継器における混信の発生を軽減することが所望されていた。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、遠方の設備の状況を監視する監視システムにおいて、公共のインフラの状況に影響されることなく、リレー中継を実現すると共に、混信を軽減可能な無線中継プログラム及び無線中継器を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の無線中継プログラムは、子局装置と、複数の無線中継器と、ホスト装置とから構成され、前記ホスト装置が前記子局装置の状態を監視する監視システムにおいて、前記子局装置と前記ホスト装置との間で無線信号を中継する前記無線中継器を構成するコンピュータの無線中継プログラムであって、前記コンピュータが、前記無線信号の受信が可能な受信チャンネル、前記無線信号の送受信が可能な複数の上位局に関する複数の上位局コード及び複数の上位局チャンネル、並びに複数の下位局に関する複数の下位局コード及び複数の下位局チャンネルが格納されると共に、当該無線中継器がリクエストの無線信号を送信してから当該リクエストに対応するアンサーの無線信号を受信するまでの間の時間を超える所定の時間が中継遅延時間として格納されたメモリと、送受信共通のアンテナと、を備え、前記メモリの送信キューには、送信先の前記上位局コードまたは前記下位局コードである宛先局コード及び通信データが格納されるものとして、前記コンピュータを、前記メモリから前記受信チャンネルを読み出し、前記無線信号を送信するときに、前記送信キューから前記宛先局コード及び前記通信データを取り出し、前記メモリから前記宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを読み出す通信処理部、前記通信処理部により読み出された前記受信チャンネルにて、前記複数の上位局及び前記複数の下位局の無線中継器から送信された前記無線信号を、前記アンテナを介して受信する受信部、前記通信処理部により読み出された前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記宛先局コードの無線中継器へ、前記通信処理部により取り出された前記通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する送信部、及び、前記受信部が前記無線信号の受信を待機する通常のときに、前記アンテナと前記受信部とを接続し、前記送信部が前記無線信号を送信するときに、前記アンテナと前記送信部とを接続するスイッチとして機能させ、前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を第１の無線中継器へ送信し、前記受信部が前記リクエストに対応するアンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信するとして、前記通信処理部が、前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を送信した際に、前記送信キューに、次に送信する前記無線信号に関する次送信の宛先局コード及び通信データが格納されているか否かを判定し、前記次送信の宛先局コード及び通信データが格納されていることを判定した場合、前記メモリから前記中継遅延時間を読み出し、当該中継遅延時間経過後、前記送信キューから前記次送信の宛先局コード及び通信データを取り出し、前記メモリから前記次送信の宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを、次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルとして読み出し、前記送信部が、前記受信部が前記アンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信した後に、前記通信処理部により読み出された前記次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記次送信の宛先局コードの第２の無線中継局へ、前記通信処理部により取り出された前記次送信の通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする。

また、請求項２の無線中継プログラムは、請求項１に記載の無線中継プログラムにおいて、前記メモリには、さらに、送信電力値が格納されており、前記通信処理部が、さらに、前記メモリから前記送信電力値を読み出し、前記送信部が、前記無線中継器へ前記無線信号を、前記通信処理部により読み出された前記送信電力値の電力にて、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする。

さらに、請求項３の無線中継器は、子局装置と、複数の無線中継器と、ホスト装置とから構成され、前記ホスト装置が前記子局装置の状態を監視する監視システムにおいて、前記子局装置と前記ホスト装置との間で無線信号を中継する前記無線中継器であって、前記無線信号の受信が可能な受信チャンネル、前記無線信号の送受信が可能な複数の上位局に関する複数の上位局コード及び複数の上位局チャンネル、並びに複数の下位局に関する複数の下位局コード及び複数の下位局チャンネルが格納されると共に、当該無線中継器がリクエストの無線信号を送信してから当該リクエストに対応するアンサーの無線信号を受信するまでの間の時間を超える所定の時間が中継遅延時間として格納されたメモリと、送受信共通のアンテナと、を備え、前記メモリの送信キューには、送信先の前記上位局コードまたは前記下位局コードである宛先局コード及び通信データが格納されるものとして、さらに、前記メモリから前記受信チャンネルを読み出し、前記無線信号を送信するときに、前記送信キューから前記宛先局コード及び前記通信データを取り出し、前記メモリから前記宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを読み出す通信処理部と、前記通信処理部により読み出された前記受信チャンネルにて、前記複数の上位局及び前記複数の下位局の無線中継器から送信された前記無線信号を、前記アンテナを介して受信する受信部と、前記通信処理部により読み出された前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記宛先局コードの無線中継器へ、前記通信処理部により取り出された前記通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する送信部と、前記受信部が前記無線信号の受信を待機する通常のときに、前記アンテナと前記受信部とを接続し、前記送信部が前記無線信号を送信するときに、前記アンテナと前記送信部とを接続するスイッチと、を備え、前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を第１の無線中継器へ送信し、前記受信部が前記リクエストに対応するアンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信するとして、前記通信処理部が、前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を送信した際に、前記送信キューに、次に送信する前記無線信号に関する次送信の宛先局コード及び通信データが格納されているか否かを判定し、前記次送信の宛先局コード及び通信データが格納されていることを判定した場合、前記メモリから前記中継遅延時間を読み出し、当該中継遅延時間経過後、前記送信キューから前記次送信の宛先局コード及び通信データを取り出し、前記メモリから前記次送信の宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを、次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルとして読み出し、前記送信部が、前記受信部が前記アンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信した後に、前記通信処理部により読み出された前記次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記次送信の宛先局コードの第２の無線中継局へ、前記通信処理部により取り出された前記次送信の通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする。

また、請求項４の無線中継器は、請求項３に記載の無線中継器において、前記メモリには、さらに、送信電力値が格納されており、前記通信処理部が、さらに、前記メモリから前記送信電力値を読み出し、前記送信部が、前記無線中継器へ前記無線信号を、前記通信処理部により読み出された前記送信電力値の電力にて、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、遠方の設備の状況を監視する監視システムにおいて、公共のインフラの状況に影響されることなく、リレー中継を実現すると共に、混信を軽減することができる。

本発明の実施形態による中継器を含む監視システムの全体構成を示す概略図である。 子局装置の構成例を示す概略図である。 中継器の構成例を示す概略図である。 ホスト装置の構成例を示す概略図である。 受信チャンネルの設定により混信を回避する一例を説明する図である。 上位局及び下位局の設定により無線回線をブランチ化する一例を説明する図である。 送信電力の設定により混信を軽減する一例を説明する図である。 中継遅延時間の設定により送受信の競合を回避する一例を説明する図である。 通信用基板のハードウェア構成例を示す概略図である。 通信用基板の機能構成例を示すブロック図である。 通信データの構成例を示す図である。 メモリに格納された設定情報の一例を示す図である。 メモリの送信キューに格納されるデータの構成例を示す図である。 通信処理部による処理例を示すフローチャートである。 宛先局への送信処理（ステップＳ１４０８，Ｓ１４１２）を示すフローチャートである。 全下位局への送信処理（ステップＳ１４０９）を示すフローチャートである。 全上位局への送信処理（ステップＳ１４１３）を示すフローチャートである。 通信データ送信処理（ステップＳ１５０２，Ｓ１６０２，Ｓ１７０２）を示すフローチャートである。 データ処理（ステップＳ１４０３，Ｓ１４０５）を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔監視システム〕
まず、本発明の実施形態による中継器を含む監視システムについて説明する。図１は、本発明の実施形態による中継器を含む監視システムの全体構成を示す概略図である。

この監視システム１は、複数の中継局に設置されたそれぞれの子局装置２－１，２－２，・・・、各種情報を中継する中継器（無線中継器）３－１，３－２，・・・、及び、放送会館に設置されたホスト装置４を備えて構成される。以下、子局装置２－１，２－２，・・・を総称して子局装置２といい、中継器３－１，３－２，・・・を総称して中継器３という。尚、監視システム１において、子局装置２は１台であってもよい。

以下、監視システム１を構成する子局装置２、中継器３及びホスト装置４について、実施形態を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

子局装置２、中継器３及びホスト装置４のそれぞれは、無線信号の電波を送受信するための送受信共通のアンテナを備えている。子局装置２、中継器３及びホスト装置４は、所定のブランチ毎（予め設定された上位局及び下位局毎）に無線通信により接続され、通信データの電波の送受信を行う。中継器３は、所定のブランチを介して、通信データを双方向にリレー中継する。リレー中継の段数は制限されない。

子局装置２、中継器３及びホスト装置４による無線通信は、無線通信規格に依存しないで実現するものとする。具体的には、ＯＳＩ参照モデルのアプリケーション層にて多段中継を行うため、各種の無線通信規格に対応することができる。

監視システム１において、ホスト装置４は、子局装置２の設備の状況を監視し、例えば中継局である放送所の放送中情報、停電情報、自家発電情報、燃料残量等の状態情報を、子局装置２から中継器３を介して受信する。また、ホスト装置４は、中継器３の停電情報等を、中継器３から（他の中継器３を介して）受信する。さらに、ホスト装置４は、後述する設定情報を中継器３及び子局装置２へ送信する。詳細については後述する。

図２は、図１に示した子局装置２の構成例を示す概略図である。この子局装置２は、通信用基板１０、太陽電池１１、Ｉ／Ｆ（インターフェース）基板１２及び中継局監視装置１３を備えている。ここで、通信用基板１０は、後述する図３及び図４に示す通信用基板１０と同一であり、子局装置２、中継器３及びホスト装置４は、共通に使用可能かつ同一の機能を有する通信用基板１０を備えている。

通信用基板１０は、送受信共通のアンテナ、及び、例えばＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）無線技術の９２０ＭＨｚ帯を用いるＬｏＲａ（Long Range）仕様を実現する特定小電力無線の通信モジュール等を備えている。通信用基板１０の詳細については後述する。太陽電池１１は、通信用基板１０の電源として使用される。

Ｉ／Ｆ基板１２は、上位局から送信されてきた受信データを、通信用基板１０から中継局監視装置１３へ転送すると共に、上位局へ送信する送信データを、中継局監視装置１３から通信用基板１０へ転送する。

中継局監視装置１３は、当該子局装置２が設置された中継局である放送所の状態情報を管理する。中継局監視装置１３は、例えばホスト装置４から送信された状態情報の送信リクエストを、通信用基板１０からＩ／Ｆ基板１２を介して入力し、これに対応する状態情報を送信データとして、Ｉ／Ｆ基板１２を介して通信用基板１０へ出力する。また、中継局監視装置１３は、例えば所定の警報が発生したタイミングで、状態情報を送信データとして、Ｉ／Ｆ基板１２を介して通信用基板１０へ出力する。状態情報は、ホスト装置４へ送信される。

図３は、図１に示した中継器３の構成例を示す概略図である。この中継器３は、通信用基板１０及び太陽電池１１を備えている。通信用基板１０及び太陽電池１１は、図２に示したものと同様である。

図４は、図１に示したホスト装置４の構成例を示す概略図である。このホスト装置４は、通信用基板１０、太陽電池１１及びホスト監視装置１４を備えている。通信用基板１０及び太陽電池１１は、図２及び図３に示したものと同様である。

ホスト監視装置１４は、例えば状態情報の送信リクエストを送信データとして、通信用基板１０に出力する。これにより、状態情報の送信リクエストが中継器３を介して子局装置２へ送信される。ホスト監視装置１４は、子局装置２及び中継器３から送られてくる状態情報を、通信用基板１０を介して入力し、これを画面表示する。また、ホスト監視装置１４は、例えば状態情報に含まれる所定の情報及び予め設定された閾値に基づいて、警報の発生を判断し、警報を画面表示する。

また、ホスト監視装置１４は、例えば子局装置２及び中継器３の設定情報を送信データとして、通信用基板１０に出力する。これにより、設定情報が子局装置２及び中継器３へ送信され、子局装置２及び中継器３に設定情報が設定され、子局装置２及び中継器３に記憶されている設定情報が変更される。

また、ホスト監視装置１４は、例えば設定情報の送信リクエストを送信データとして、通信用基板１０に出力する。これにより、設定情報の送信リクエストが子局装置２及び中継器３へ送信される。ホスト監視装置１４は、子局装置２及び中継器３から送られてくる設定情報を、通信用基板１０を介して入力し、これを画面表示する。

〔本発明の概要〕
次に、本発明の概要について、図１に示した監視システム１を用いて説明する。監視システム１は、以下の４つの機能を有する。
（ａ）受信チャンネルの設定機能
（ｂ）上位局及び下位局の設定機能
（ｃ）送信電力の設定機能
（ｄ）中継遅延時間の設定機能
以下、（ａ）～（ｄ）について説明する。

まず、（ａ）について説明する。（ａ）は受信チャンネルの設定機能であり、混信を回避するために用いられる。

図５は、受信チャンネルの設定により混信を回避する一例を説明する図である。子局装置２－１、中継器３－１，３－２及びホスト装置４は、受信チャンネルを設定する機能を有する。

図５において、子局装置２－１では送信チャンネルが１ｃｈに設定されており、中継器３－１では受信チャンネルが１ｃｈに、送信チャンネルが２ｃｈに設定されているものとする。また、中継器３－２では受信チャンネルが２ｃｈに、送信チャンネルが３ｃｈに設定されており、ホスト装置４では受信チャンネルが３ｃｈに設定されているものとする。

子局装置２－１は、１ｃｈの送信チャンネルを用いて無線信号の電波を送信し、中継器３－１は、１ｃｈの受信チャンネルを用いて、子局装置２－１から送信された電波を受信する。また、中継器３－１は、２ｃｈの送信チャンネルを用いて電波を送信し、中継器３－２は、２ｃｈの受信チャンネルを用いて、中継器３－１から送信された電波を受信する。中継器３－２は、３ｃｈの送信チャンネルを用いて電波を送信し、ホスト装置４は、３ｃｈの受信チャンネルを用いて、中継器３－２から送信された電波を受信する。

ここで、子局装置２－１、中継器３－１，３－２及びホスト装置４において、受信チャンネルの設定ができず、共通の受信チャンネルが固定設定される場合を想定する。中継器３－１，３－２は、山頂等の見通し条件の良い場所に設置されるのが通常である。子局装置２－１、中継器３－１，３－２及びホスト装置４において、例えば変調方式としてＬｏＲａ変調が使用される場合、数１０ｋｍの無線通信が可能である。そうすると、受信チャンネルが共通に固定設定される場合には、混信が発生する可能性がある。

図５の例では、ホスト装置４は、固定の受信チャンネルを用いて、子局装置２－１及び中継器３－２から送信された電波をそれぞれ受信してしまうため、ホスト装置４において混信が発生する可能性がある。

そこで、本発明の実施形態では、子局装置２－１、中継器３－１，３－２及びホスト装置４に備えた通信用基板１０が、受信チャンネルを設定するようにした。これにより、混信関係の無線回線が存在する場合には、無線通信のチャンネルを分けることができ、混信の発生を回避することができる。

次に、前述の（ｂ）について説明する。（ｂ）は上位局及び下位局の設定機能であり、無線回線をブランチ化するために用いられる。

図６は、上位局及び下位局の設定により無線回線をブランチ化する一例を説明する図である。中継器３Ａ，３Ｂ－１，・・・，３Ｂ－ｎ，３Ｃ－１，・・・，３Ｃ－ｍは、上位局及び下位局を設定する機能を有する。

中継器３Ａにおいて、上位局としてｎ台の中継器３Ｂ－１，・・・，３Ｂ－ｎ（ｎ個の上位局コード及び上位局チャンネル）が設定されているものとする。また、下位局としてｍ台の中継器３Ｃ－１，・・・，３Ｃ－ｍ（ｍ個の下位局コード及び下位局チャンネル）が設定されているものとする。ｎ，ｍは正の整数である。

同様に、中継器３Ｂ－１，・・・，３Ｂ－ｎ，３Ｃ－１，・・・，３Ｃ－ｍにおいても、上位局及び下位局が設定される。尚、図示しない子局装置２－１，・・・においては、上位局が設定され、図示しないホスト装置４においては、下位局が設定される。

このように、本発明の実施形態では、子局装置２、中継器３－１，３－２及びホスト装置４に備えた通信用基板１０が、上位局及び下位局を設定するようにした。これにより、有線回線のように、無線回線をブランチ化することができ、複数の中継器３によるリレー中継を実現し、予備通信ルートを確保することができる。

次に、前述の（ｃ）について説明する。（ｃ）は送信電力の設定機能であり、混信を軽減するために用いられる。

図７は、送信電力の設定により混信を軽減する一例を説明する図である。子局装置２－１，２－２、中継器３－１，３－２，３－３及びホスト装置４は、送信電力を設定する機能を有する。

子局装置２－１，２－２、中継器３－１，３－２，３－３及びホスト装置４には、図７に示す送信チャンネル及び受信チャンネルが設定されているものとする。図７に示すように、中継器３－３の送信チャンネルは１ｃｈであり、中継器３－１及びホスト装置４の受信チャンネルは１ｃｈである。

このような送信チャンネル及び受信チャンネルの設定状況では、中継器３－３は、１ｃｈの送信チャンネルを用いて無線信号の電波を送信し、中継器３－１及びホスト装置４は、１ｃｈの受信チャンネルを用いて、中継器３－３から送信された電波を受信する。この場合、中継器３－１は、１ｃｈの受信チャンネルを用いて、子局装置２－１及び中継器３－３から送信された電波を受信するため、中継器３－１において混信が発生してしまう。

そこで、本発明の実施形態では、中継器３－３が、電波を送信する際の送信電力を設定するようにした。具体的には、中継器３－３は、１ｃｈの送信チャンネルを用いて電波を送信する際に、電波が中継器３－１へ届かないように、かつホスト装置４へ届くように、１ｃｈの送信チャンネルの送信電力を設定する。

これにより、ホスト装置４は、中継器３－３から送信された電波を受信することができ、中継器３－１は、当該電波を受信することができない。つまり、中継器３－１は、１ｃｈの受信チャンネルを用いて、子局装置２－１から送信された電波を受信し、中継器３－３から送信された電波を受信しないため、中継器３－１における混信を軽減することができる。

このように、中継器３－３から過剰な送信電力にて電波が送信されると、中継器３－１において混信が発生する可能性がある。このため、中継器３－３は、送信電力を低く設定することで、中継器３－１への電波の飛び出しを抑制する。これにより、中継器３－１における混信を軽減することができる。

次に、前述の（ｄ）について説明する。（ｄ）は中継遅延時間の設定機能であり、電波の送信タイミング及び受信タイミングが同じになる、いわゆる送受信の競合の発生を回避するために用いられる。

図８は、中継遅延時間の設定により送受信の競合を回避する一例を説明する図である。子局装置２－１，２－２、中継器３－１，３－２，３－３及びホスト装置４は、中継遅延時間を設定する機能を有する。

図８において、ホスト装置４の下位局は中継器３－１であり、中継器３－１の上位局はホスト装置４であり、中継器３－１の下位局は中継器３－２，３－３であり、中継器３－２，３－３の上位局は中継器３－１であるものとする。また、中継器３－２の下位局は子局装置２－１であり、子局装置２－１の上位局は中継器３－２であり、中継器３－３の下位局は子局装置２－２であり、子局装置２－２の上位局は中継器３－３であるものとする。つまり、図８に示す上位局及び下位局が、子局装置２－１，２－２、中継器３－１，３－２，３－３及びホスト装置４に設定されているものとする。

このような上位局及び下位局の設定状況において、ホスト装置４は、子局装置２－１から状態情報を取得するため、状態送信リクエストを含む通信データの電波を下位局の子局装置２－１へ送信する（ステップＳ１）。

中継器３－１は、上位局のホスト装置４から当該通信データの電波を受信すると、当該通信データの電波を下位局の中継器３－２へ送信する（ステップＳ２）。また、中継器３－１は、当該通信データの電波を下位局の中継器３－３へ送信する（ステップＳ７）。

中継器３－２は、上位局の中継器３－１から当該通信データの電波を受信すると、当該通信データの電波を下位局の子局装置２－１へ送信する（ステップＳ３）。子局装置２－１は、上位局の中継器３－２から当該通信データの電波を受信すると、通信データに含まれる状態送信リクエストに対応した状態情報を生成し、状態情報を含む通信データの電波を上位局の中継器３－２へ送信する（ステップＳ４）。

中継器３－２は、下位局の子局装置２－１から当該通信データの電波を受信すると、当該通信データの電波を上位局の中継器３－１へ送信する（ステップＳ５）。そして、中継器３－１は、下位局の中継器３－２から当該通信データの電波を受信すると、当該通信データの電波を上位局のホスト装置４へ送信する（ステップＳ６）。これにより、ホスト装置４は、子局装置２－１から状態情報を取得することができる。

しかしながら、中継器３－１において、ステップＳ７の送信タイミングとステップＳ５の受信タイミングとが同じになってしまうことがあり得る。中継器３－１は、送受信共通のアンテナを備えているため、電波を中継器３－３へ送信しているときに、中継器３－２から電波を受信することができない。

具体的には、中継器３－１は、ホスト装置４から電波を受信すると、中継器３－２の送信チャンネルを設定して電波を中継器３－２へ送信し、そして、中継器３－３の送信チャンネルを設定して電波を中継器３－３へ送信する。このため、中継器３－１は、送信リクエストを含む通信データの電波を中継器３－３へ送信しているときに、既に送信済みの中継器３－２への送信リクエストに対応するアンサーの電波を中継器３－２から受信することがあり得る。

このように、中継器３－１が、送信リクエストを複数の中継器３－２，３－３へ転送する際に、中継器３－３への送信と中継器３－２からの受信との競合が発生し、中継器３－１は、中継器３－２からの電波を受信することができないことがあり得る。

そこで、本発明の実施形態では、中継器３－１は、送信リクエストを複数の中継器３－２，３－３へ転送する際に、送信リクエストを送信した後、次に送信リクエストを送信するタイミングを遅延させるため、中継遅延時間を設定するようにした。具体的には、中継器３－１は、送信リクエストを含む通信データの電波を中継器３－２へ送信し、予め設定された中継遅延時間経過したときに、送信リクエストを含む電波を中継器３－３へ送信する。中継遅延時間は、送信リクエストを送信してから、当該送信リクエストに対応するアンサーを受信するまでの間の時間を超える所定の時間が、予め設定される。

これにより、中継器３－１は、送信リクエストを含む通信データの電波を中継器３－２へ送信し、中継器３－２から当該送信リクエストに対応するアンサーの電波を受信する。そして、中継器３－１は、その後の中継遅延時間経過したときに、送信リクエストを含む通信データの電波を中継器３－３へ送信することとなる。つまり、中継器３－１が、送信リクエストを複数の中継器３－２，３－３へ転送する際に、中継器３－３への送信と中継器３－２からの受信との競合を回避することができる。

〔中継器３／通信用基板１０〕
次に、図１及び図３に示した中継器３について説明する。図９は、中継器３に備えた通信用基板１０のハードウェア構成例を示す概略図である。子局装置２及びホスト装置４に備えた通信用基板１０についても、図９及び後述する図１０～図１９が適用される。

通信用基板１０は、ＣＰＵ２１と、通信処理プログラム（無線中継プログラム）、テーブル及びデータ（設定情報、送信キューのデータ）等を記憶するＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭ等からなるメモリ２２と、図示しないアンテナを介して通信データの電波の送受信を行う通信Ｉ／Ｆ部２３と、ユーザによる通信処理プログラムの開発時に、メモリ２２に記憶された通信処理プログラム及びテーブル等のダウンロード及びアップロード並びに修正等を行うために用いる開発用Ｉ／Ｆ部２４と、中継局監視装置１３、ホスト監視装置１４等との間でデータの入出力を行う監視用Ｉ／Ｆ部２５と、図示しない他の構成部と、を備えて構成される。これらはシステムバス２６を介して相互に接続される。

通信処理プログラムは、上位局及び下位局から通信データを受信する処理、通信データを上位局及び下位局へ送信する処理、通信データに含まれる通信コマンドに基づいた処理等を実行するためのプログラムである。

尚、通信処理プログラムは、当該通信用基板１０が処理を行うときに、ＣＰＵ２１によりメモリ２２から読み出されて実行される。また、各種のテーブル及びデータは、通信処理プログラムの実行に伴い生成され、または通信Ｉ／Ｆ部２３を介して受信され、メモリ２２に格納される。そして、各種のテーブル及びデータは、ＣＰＵ２１によりメモリ２２から読み出されて処理され、メモリ２２に書き込まれる。

制御部２０は、ＣＰＵ２１及びメモリ２２により構成され、ＣＰＵ２１がメモリ２２に格納された通信処理プログラムを読み出して実行することにより、通信用基板１０全体を統括制御する。このように、通信用基板１０は、図９に示したハードウェア構成により、制御部２０が通信処理プログラムに従って各種処理を行う。

（機能構成）
図１０は、通信用基板１０の機能構成例を示すブロック図であり、図９に示した制御部２０が通信処理プログラムの処理を実行する際の機能構成を示している。この通信用基板１０は、アンテナ３０、スイッチ３１、受信部３２、送信部３３、通信処理部３４及びメモリ３５を備えている。

スイッチ３１、受信部３２の一部及び送信部３３の一部は、図９に示した通信Ｉ／Ｆ部２３に対応する。また、受信部３２の他の部分、送信部３３の他の部分、通信処理部３４及びメモリ３５は、図９に示した制御部２０に対応する。

アンテナ３０は、送受信共通のアンテナである。スイッチ３１は、通常時に、アンテナ３０と受信部３２とを接続し、送信時に、アンテナ３０と送信部３３とを接続する。

つまり、通信用基板１０は、通常時にアンテナ３０と受信部３２とが接続された受信待機状態となっており、受信部３２は、アンテナ３０及びスイッチ３１を介して無線信号の電波を受信する。一方、通信用基板１０は無線信号の電波を送信する際に、スイッチ３１はアンテナ３０と送信部３３とを接続し、送信部３３は、スイッチ３１及びアンテナ３０を介して電波を送信する。そして、通信用基板１０は、送信が完了すると、スイッチ３１はアンテナ３０と受信部３２とを接続し、通常時の受信待機状態となる。

このように、通信用基板１０は、電波の送受信を同時に行うことができず、通常時は受信待機状態となっており、送信を行うときに送信可能状態となり、送信が完了すると受信待機状態に戻る。

受信部３２は、電源投入時等の初期状態のときに、または後述する設定情報に含まれる受信チャンネルが変更されたときに、通信処理部３４から、メモリ３５に格納された設定情報に含まれる受信チャンネルをチャンネル情報として入力する。そして、受信部３２は、チャンネル情報の示す受信チャンネルを設定し保持する。

受信部３２は、アンテナ３０及びスイッチ３１を介して、受信チャンネルの電波を受信し、その信号に対し周波数変換処理、ＡＤ（アナログデジタル）変換処理及び復調処理等を行うことで、受信した電波から通信データを生成する。そして、受信部３２は、通信データを通信処理部３４に出力する。

送信部３３は、電源投入時等の初期状態のときに、または後述する設定情報に含まれる送信電力値が変更されたときに、通信処理部３４から、メモリ３５に格納された設定情報に含まれる送信電力値を入力する。

送信部３３は、電波を送信する際に、通信処理部３４から、メモリ３５に格納された設定情報に含まれる上位局チャンネルまたは下位局チャンネル（送信先のチャンネル）をチャンネル情報として入力する。

送信部３３は、通信処理部３４から通信データを入力し、通信データに対し変調処理、周波数変換処理、電力増幅処理等を行う。そして、送信部３３は、変調処理等が行われた信号を通信データの電波として、チャンネル情報の示す送信チャンネルを用いて送信電力値の電力にて、スイッチ３１及びアンテナ３０を介して送信する。

ここで、送信部３３は、周波数変換処理にて、通信データのアナログ信号の周波数を、チャンネル情報の示す送信チャンネルの無線周波数に変換する。また、送信部３３は、電力増幅処理にて、無線周波数の信号の電力が送信電力値の電力となるように増幅する。

通信処理部３４は、受信処理手段４０、送信処理手段４１、データ処理手段４２及び送信電力設定処理手段４３を備えている。

受信処理手段４０は、電源投入時等の初期状態のときに、または設定情報に含まれる受信チャンネルが変更されたときに、メモリ３５から設定情報に含まれる受信チャンネルを読み出す。そして、受信処理手段４０は、受信チャンネルをチャンネル情報として受信部３２に出力する。

受信処理手段４０は、受信部３２から通信データを入力し、通信データが自局宛であるか、または全局宛であるかを判定する。また、受信処理手段４０は、通信データが上位局からのデータであるか、または下位局からのデータであるかを判定する。

送信処理手段４１は、通信データを送信する際に、メモリ３５の送信キューに、送信する通信データ毎に宛先局コード及び通信データを格納し、送信キューからこれらのデータを順番に取り出す。送信処理手段４１は、メモリ３５から、設定情報に含まれる上位局チャンネルまたは下位局チャンネルを宛先局コードに対応するチャンネルとして読み出し、これをチャンネル情報として送信部３３に出力すると共に、通信データを送信部３３に出力する。

送信処理手段４１は、メモリ３５の送信キューから宛先局コード及び通信データを取り出し、通信データを送信部３３に出力した際に、メモリ３５の送信キューに、次の宛先局コード及び通信データが格納されているか否かを判定する。送信処理手段４１は、次の宛先局コード及び通信データが格納されていると判定した場合、メモリ３５から設定情報に含まれる中継遅延時間を読み出す。そして、送信処理手段４１は、中継遅延時間経過した後に、メモリ３５の送信キューから次の宛先局コード及び通信データを取り出し、通信データを送信部３３に出力する。

これにより、連続して通信データを送信する場合、後の通信データは、中継遅延時間経過した後に送信される。したがって、図８に示したとおり、送受信の競合を回避することができる。

データ処理手段４２は、受信処理手段４０が受信部３２から入力した通信データが自局宛または全局宛の場合、通信データに含まれる通信コマンドに基づいた処理を行う。

送信電力設定処理手段４３は、電源投入時等の初期状態のときに、または設定情報に含まれる送信電力値が変更されたときに、メモリ３５から設定情報に含まれる送信電力値を読み出す。そして、送信電力設定処理手段４３は、送信電力値を送信部３３に出力する。

図１１は、通信データの構成例を示す図である。この通信データは、子局装置２、中継器３及びホスト装置４が送受信するデータであり、ヘッダと、発局コード、着局コード、通信コマンド、本体（データ本体）等からなるペイロードとにより構成される。

発局コードは、通信データを発信（送信）した発信元である子局装置２、中継器３またはホスト装置４の局コードである。局コードは、子局装置２、中継器３及びホスト装置４におけるそれぞれの局を識別するためのユニークなコードである。子局装置２、中継器３及びホスト装置４のそれぞれは、自らの局コード（自局コード）を保持している。

着局コードは、通信データを着信させる（通信データの発信先である）子局装置２、中継器３またはホスト装置４の局コードである。全ての子局装置２、中継器３及びホスト装置４を発信先とした場合、着局コードには、全局宛のコードが格納される。

通信コマンドは、図１０に示した通信処理部３４のデータ処理手段４２により実行されるデータ処理の種類を示す識別子である。詳細については、後述する図１９にて説明する。

本体は、通信コマンドに応じたデータである。例えば、通信コマンドが「状態データ送信」の場合、本体には状態情報が格納される。

図１２は、メモリ３５に格納された設定情報の一例を示す図である。この設定情報は、受信チャンネル、複数の上位局コード及び上位局チャンネル、複数の下位局コード及び下位局チャンネル、送信電力値及び中継遅延時間からなる。上位局コード及び上位局チャンネルは一対の情報であり、下位局コード及び下位局チャンネルも一対の情報である。

設定情報は、ユーザにより予め設定され変更されるか、または、ホスト装置４から送信される「設定情報送信」の通信コマンドを含む通信データにより予め設定され変更される。

受信チャンネルは、当該通信用基板１０が通信データの電波を受信する上位局及び下位局のチャンネルであり、上位局チャンネル及び下位局チャンネルに相当する。

上位局コードは、無線回線をブランチ化する際（図６を参照）の上位局のコードである。当該通信用基板１０は、上位局コードを保持する他の通信用基板１０との間で、通信データの電波を送受信することができる。

上位局チャンネルは、対応する上位局コードの上位局から通信データの電波を受信する際の受信チャンネルであり、また、対応する上位局コードの上位局へ通信データの電波を送信する際の送信チャンネルである。

下位局コードは、図６に示したように、無線回線をブランチ化する際の下位局のコードである。当該通信用基板１０は、下位局コードを保持する他の通信用基板１０との間で、通信データの電波を送受信することができる。

下位局チャンネルは、対応する下位局コードの下位局から通信データの電波を受信する際の受信チャンネルであり、また、対応する下位局コードの下位局へ通信データの電波を送信する際の送信チャンネルである。

送信電力値は、混信を軽減するために（図７を参照）、通信データの電波を送信する際の電力を制限するための情報である。

中継遅延時間は、送受信の競合を回避するために（図８を参照）、連続して通信データの電波を送信する際の送信タイミングを遅延させるための情報である。

尚、送信電力値は、複数の上位局及び複数の下位局におけるそれぞれの局毎の値であってもよい。この場合、通信処理部３４の送信処理手段４１は、メモリ３５から、設定情報に含まれる局毎の送信電力値のうち、宛先局コードに対応する送信電力値を読み出し、送信電力値を送信部３３に出力する。送信部３３は、送信処理手段４１から送信電力値を入力し、通信データの電波を、チャンネル情報の示す送信チャンネルを用いて送信電力値の電力にて送信する。これにより、送信チャンネル毎に異なる送信電力値の電力にて電波が送信されるから、送信チャンネルに対応する受信チャンネルが設定される子局装置２、中継器３及びホスト装置４のそれぞれの位置に応じて、混信の発生を一層軽減することができる。

図１３は、メモリ３５の送信キューに格納されるデータの構成例を示す図である。この送信キューには、送信する通信データ毎に宛先局コード及び通信データが順番に格納される。宛先コード及び通信データは一対の情報である。

宛先局コード及び通信データは、図１０に示した通信処理部３４の送信処理手段４１により、送信キューに順番に格納される。また、宛先局コード及び通信データは、送信キューから、格納された順番に取り出され、取り出された際に削除される。

（通信処理）
図１４は、図１０に示した通信処理部３４による処理例を示すフローチャートである。通信処理部３４の受信処理手段４０は、受信部３２から通信データを入力したか否か（受信有か否か）を判定する（ステップＳ１４０１）。受信処理手段４０は、ステップＳ１４０１において、通信データを入力していないと判定した場合（ステップＳ１４０１：Ｎ）、当該通信処理部３４による処理は終了し、受信処理手段４０はステップＳ１４０１の処理を再開する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０１において、通信データを入力したと判定した場合（ステップＳ１４０１：Ｙ）、通信データが自局宛であるか否かを判定する（ステップＳ１４０２）。具体的には、受信処理手段４０は、通信データのペイロードから着局コードを抽出し、着局コードが当該通信用基板１０の保持している自局コードに一致するか否かを判定する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０２において、通信データが自局宛であると判定した場合（ステップＳ１４０２：Ｙ）、すなわち着局コードが自局コードに一致すると判定した場合、通信データをデータ処理手段４２に出力する。そして、データ処理手段４２は、受信処理手段４０から通信データを入力し、通信データに基づいてデータ処理を行う（ステップＳ１４０３）。当該通信処理部３４による処理は終了し、受信処理手段４０はステップＳ１４０１の処理を再開する。データ処理の詳細については後述する。

一方、受信処理手段４０は、ステップＳ１４０２において、通信データが自局宛でないと判定した場合（ステップＳ１４０２：Ｎ）、すなわち着局コードが自局コードに一致しないと判定した場合、通信データが全局宛であるか否かを判定する（ステップＳ１４０４）。具体的には、受信処理手段４０は、通信データのペイロードから抽出した着局コードが全局宛のコードであるか否かを判定する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０４において、通信データが全局宛であると判定した場合（ステップＳ１４０４：Ｙ）、すなわち着局コードが全局宛のコードであると判定した場合、通信データをデータ処理手段４２に出力する。そして、データ処理手段４２は、受信処理手段４０から通信データを入力し、ステップＳ１４０３と同様に、通信データに基づいてデータ処理を行い（ステップＳ１４０５）、ステップＳ１４０６へ移行する。データ処理の詳細については後述する。

一方、受信処理手段４０は、ステップＳ１４０４において、通信データが全局宛でないと判定した場合（ステップＳ１４０４：Ｎ）、すなわち着局コードが全局宛のコードでないと判定した場合、通信データが上位局から受信したデータであるか否かを判定する（ステップＳ１４０６）。具体的には、受信処理手段４０は、通信データのペイロードから発局コードを抽出すると共に、メモリ３５から設定情報に含まれる全ての上位局コードを読み出し、発局コードが全ての上位局コードのうちのいずれかに一致するか否かを判定する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０６において、通信データが上位局から受信したデータであると判定した場合（ステップＳ１４０６：Ｙ）、すなわち発局コードが全ての上位局コードのうちのいずれかに一致すると判定した場合、通信データの宛先が下位局であるか否かを判定する（ステップＳ１４０７）。具体的には、受信処理手段４０は、メモリ３５から設定情報に含まれる全ての下位局コードを読み出し、通信データのペイロードから抽出した着局コードが全ての下位局コードのうちのいずれかに一致するか否かを判定する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０７において、通信データの宛先が下位局であると判定した場合（ステップＳ１４０７：Ｙ）、すなわち着局コードが全ての下位局コードのうちのいずれかに一致すると判定した場合、着局コードを宛先局コードに設定する。受信処理手段４０は、宛先局コード及び通信データを送信処理手段４１に出力する。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード及び通信データを入力し、宛先局コード及び通信データに基づいて、宛先局への送信処理を行う（ステップＳ１４０８）。当該通信処理部３４による処理は終了し、受信処理手段４０はステップＳ１４０１の処理を再開する。宛先局への送信処理の詳細については後述する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０７において、通信データの宛先が下位局でないと判定した場合（ステップＳ１４０７：Ｎ）、すなわち着局コードが全ての下位局コードに一致しないと判定した場合、全ての下位局コードを宛先局コードに設定する。受信処理手段４０は、宛先局コード（全ての下位局コード）及び通信データを送信処理手段４１に出力する。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード（全ての下位局コード）及び通信データを入力し、宛先局コード（全ての下位局コード）及び通信データに基づいて、全下位局への送信処理を行う（ステップＳ１４０９）。当該通信処理部３４による処理は終了し、受信処理手段４０はステップＳ１４０１の処理を再開する。全下位局への送信処理の詳細については後述する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４０６において、通信データが上位局から受信したデータでないと判定した場合（ステップＳ１４０６：Ｎ）、すなわち発局コードが全ての上位局コードに一致しないと判定した場合、通信データが下位局から受信したデータであるか否かを判定する（ステップＳ１４１０）。具体的には、受信処理手段４０は、メモリ３５から設定情報に含まれる全ての下位局コードを読み出し、通信データから抽出した発局コードが全ての下位局コードのうちのいずれかに一致するか否かを判定する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４１０において、通信データが下位局から受信したデータであると判定した場合（ステップＳ１４１０：Ｙ）、すなわち発局コードが全ての下位局コードのうちのいずれかに一致すると判定した場合、通信データの宛先が上位局であるか否かを判定する（ステップＳ１４１１）。具体的には、受信処理手段４０は、メモリ３５から設定情報に含まれる全ての上位局コードを読み出し、通信データのペイロードから抽出した着局コードが全ての上位局コードのうちのいずれかに一致するか否かを判定する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４１１において、通信データの宛先が上位局であると判定した場合（ステップＳ１４１１：Ｙ）、すなわち着局コードが全ての上位局コードのうちのいずれかに一致すると判定した場合、着局コードを宛先局コードに設定する。受信処理手段４０は、宛先局コード及び通信データを送信処理手段４１に出力する。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード及び通信データを入力し、宛先局コード及び通信データに基づいて、宛先局への送信処理を行う（ステップＳ１４１２）。当該通信処理部３４による処理は終了し、受信処理手段４０はステップＳ１４０１の処理を再開する。宛先局への送信処理の詳細については後述する。

受信処理手段４０は、ステップＳ１４１１において、通信データの宛先が上位局でないと判定した場合（ステップＳ１４１１：Ｎ）、すなわち着局コードが全ての上位局コードに一致しないと判定した場合、全ての上位局コードを宛先局コードに設定する。受信処理手段４０は、宛先局コード（全ての上位局コード）及び通信データを送信処理手段４１に出力する。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード（全ての上位局コード）及び通信データを入力し、宛先局コード（全ての上位局コード）及び通信データに基づいて、全上位局への送信処理を行う（ステップＳ１４１３）。当該通信処理部３４による処理は終了し、受信処理手段４０はステップＳ１４０１の処理を再開する。全上位局への送信処理の詳細については後述する。

図１５は、宛先局への送信処理（ステップＳ１４０８，Ｓ１４１２）を示すフローチャートである。この処理は、図１４に示したステップＳ１４０８，Ｓ１４１２の詳細を示している。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード及び通信データを入力し、メモリ３５の送信キューに宛先局コード及び通信データを格納する（ステップＳ１５０１）。そして、送信処理手段４１は、通信データ送信処理を行う（ステップＳ１５０２）。通信データ送信処理の詳細については後述する。

図１６は、全下位局への送信処理（ステップＳ１４０９）を示すフローチャートである。この処理は、図１４に示したステップＳ１４０９の詳細を示している。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード（全ての下位局コード）及び通信データを入力し、全ての下位局コードのそれぞれを宛先局コードとして、メモリ３５の送信キューに、宛先局コード及び通信データを順次格納する（ステップＳ１６０１）。そして、送信処理手段４１は、通信データ送信処理を行う（ステップＳ１６０２）。通信データ送信処理の詳細については後述する。

図１７は、全上位局への送信処理（ステップＳ１４１３）を示すフローチャートである。この処理は、図１４に示したステップＳ１４１３の詳細を示している。

送信処理手段４１は、受信処理手段４０から宛先局コード（全ての上位局コード）及び通信データを入力し、全ての上位局コードのそれぞれを宛先局コードとして、メモリ３５の送信キューに、宛先局コード及び通信データを順次格納する（ステップＳ１７０１）。そして、送信処理手段４１は、通信データ送信処理を行う（ステップＳ１７０２）。通信データ送信処理の詳細については後述する。

図１８は、通信データ送信処理（ステップＳ１５０２，Ｓ１６０２，Ｓ１７０２）を示すフローチャートである。この処理は、図１５に示したステップＳ１５０２、図１６に示したステップＳ１６０２及び図１７に示したステップＳ１７０２の詳細を示している。

送信処理手段４１は、メモリ３５の送信キューから先頭の（先頭に格納されている）宛先局コード及び通信データを取り出す（ステップＳ１８０１）。送信キューから先頭の宛先局コード及び通信データが取り出されることにより、先頭の次に格納されていた宛先局コード及び通信データが先頭へシフトする。

送信処理手段４１は、送信キューから取り出した通信データについて、所定のヘッダを設定する（ステップＳ１８０２）。

送信処理手段４１は、送信キューから取り出した宛先局コードについて、メモリ３５から、設定情報に含まれる上位局チャンネルまたは下位局チャンネルのうち、当該宛先局コードに一致する上位局コードに対応する上位局チャンネル、または下位局コードに対応する下位局チャンネルを読み出し（ステップＳ１８０３）、これを送信チャンネルとする。

送信処理手段４１は、送信チャンネルをチャンネル情報とし、通信データ及びチャンネル情報を送信部３３に出力する（ステップＳ１８０４）。送信部３３は、送信処理手段４１から通信データ及びチャネル情報を入力する。

受信部３２及び送信部３３は、受信チャンネルから送信チャンネルに切り替える（ステップＳ１８０５）。スイッチ３１はアンテナ３０と送信部３３とを接続し、当該通信用基板１０は送信可能状態となり、送信部３３は、通信データの電波を送信する（ステップＳ１８０６）。この場合、送信部３３は、送信処理手段４１から入力したチャンネル情報の示す送信チャンネルを用いて、送信電力設定処理手段４３から既に入力済みの送信電力値の電力にて、通信データの電波を送信する。

送信処理手段４１は、メモリ３５の送信キューに、宛先局コード及び通信データが有るか否か（格納されているか否か）を判定する（ステップＳ１８０７）。

送信処理手段４１は、ステップＳ１８０７において、送信キューに宛先局コード及び通信データが有ると判定した場合（ステップＳ１８０７：Ｙ）、メモリ３５から設定情報に含まれる中継遅延時間を読み出す（ステップＳ１８０８）。そして、送信処理手段４１は、中継遅延時間待機し（ステップＳ１８０９）、ステップＳ１８０１へ移行する。これにより、送信処理手段４１から送信部３３に通信データが出力され送信された後、中継待機時間が経過すると、次の通信データが出力され送信される。

送信処理手段４１は、ステップＳ１８０７において、送信キューに宛先局コード及び通信データが無いと判定した場合（ステップＳ１８０７：Ｎ）、受信部３２及び送信部３３は、送信チャンネルから受信チャンネルに切り替える（ステップＳ１８１０）。スイッチ３１はアンテナ３０と受信部３２とを接続し、当該通信用基板１０は通常時の受信待機状態となる（ステップＳ１８１１）。

図１９は、データ処理（ステップＳ１４０３，Ｓ１４０５）を示すフローチャートである。この処理は、図１４に示したステップＳ１４０３，Ｓ１４０５の詳細を示している。

データ処理手段４２は、受信処理手段４０から通信データを入力し、通信データのペイロードから通信コマンド（及び本体）を抽出する（ステップＳ１９０１）。ここで、データ処理手段４２は、通信データのペイロードに本体のデータが格納されている場合、通信コマンド及び本体を抽出し、本体のデータが格納されていない場合、通信コマンドのみを抽出する。

データ処理手段４２は、通信コマンド（及び本体）に基づいた処理を行う（ステップＳ１９０２）。

通信コマンドには、例えば「状態送信リクエスト」「状態データ送信」「Ｐｉｎｇリクエスト」「Ｐｉｎｇアンサー返送」「日時情報送信」「設定情報返信リクエスト」「設定情報送信」「設定情報変更リクエスト」「制御リクエスト」等がある。

例えば通信コマンドの「状態送信リクエスト」は、ホスト装置４が子局装置２の状態情報を取得する際のコマンドであり、「状態データ送信」は、子局装置２が状態情報を送信する際のコマンドである。

ホスト装置４のホスト監視装置１４は、子局装置２の状態情報を取得するための送信リクエストをホスト装置４の通信用基板１０へ出力する。通信用基板１０は、ホスト監視装置１４から送信リクエストを入力すると、通信コマンドに「状態送信リクエスト」を設定した通信データを生成し、通信データの電波を中継器３へ送信する。通信データの電波は、中継器３を経由して子局装置２へ到着する。

子局装置２の通信用基板１０は、通信コマンドに「状態送信リクエスト」が設定された通信データの電波を受信する。そうすると、通信用基板１０の通信処理部３４に備えたデータ処理手段４２は、通信コマンド「状態送信リクエスト」を判断し、送信リクエストをＩ／Ｆ基板１２を介して中継局監視装置１３へ出力する。

中継局監視装置１３は、送信リクエストを入力すると、これに対応する状態情報を生成し、状態情報を、Ｉ／Ｆ基板１２を介して通信用基板１０へ出力する。通信用基板１０は、中継局監視装置１３からＩ／Ｆ基板１２を介して状態情報を入力し、通信コマンドに「状態データ送信」を設定すると共に、本体に状態情報を設定した通信データを生成し、通信データの電波を中継器３へ送信する。通信データの電波は、中継器３を経由してホスト装置４へ到着する。

ホスト装置４の通信用基板１０は、通信コマンドに「状態データ送信」が設定され、本体に状態情報が設定された通信データの電波を受信する。そうすると、通信用基板１０の通信処理部３４に備えたデータ処理手段４２は、通信コマンド「状態データ送信」を判断し、本体に設定されている状態情報を抽出し、状態情報をホスト監視装置１４へ出力する。これにより、ホスト装置４のホスト監視装置１４は、子局装置２の中継局監視装置１３が管理している状態情報を取得することができる。

また、通信コマンドの「Ｐｉｎｇリクエスト」は、ホスト装置４等がラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）またはデータロス率を求める際に用いるコマンドである。「Ｐｉｎｇアンサー返送」は、対象となる子局装置２等が「Ｐｉｎｇリクエスト」の返答を送信する際のコマンドである。

また、通信コマンドの「日時情報送信」は、ホスト装置４等が自らのタイマーの「日時情報」を送信する際のコマンドである。

また、通信コマンドの「設定情報返信リクエスト」は、ホスト装置４が子局装置２及び中継器３に備えた通信用基板１０のメモリ３５に格納されている設定情報（図１２を参照）を取得する際のコマンドである。「設定情報送信」は、子局装置２等が設定情報を送信する際のコマンドである。

ホスト装置４のホスト監視装置１４は、例えば中継器３の設定情報を取得するための返信リクエストをホスト装置４の通信用基板１０へ出力する。通信用基板１０は、ホスト監視装置１４から返信リクエストを入力すると、通信コマンドに「設定情報返信リクエスト」を設定した通信データを生成し、通信データの電波を中継器３へ送信する。

中継器３の通信用基板１０は、通信コマンドに「設定情報返信リクエスト」が設定された通信データの電波を受信する。そうすると、通信用基板１０の通信処理部３４に備えたデータ処理手段４２は、通信コマンド「設定情報返信リクエスト」を判断し、メモリ３５から設定情報を読み出す。そして、データ処理手段４２は、通信コマンドに「設定情報送信」を設定すると共に、本体に設定情報を設定した通信データを生成し、通信データの電波をホスト装置４へ送信する。

ホスト装置４の通信用基板１０は、通信コマンドに「設定情報送信」が設定され、本体に設定情報が設定された通信データの電波を受信する。そうすると、通信用基板１０の通信処理部３４に備えたデータ処理手段４２は、通信コマンド「設定情報送信」を判断し、本体に設定されている設定情報を抽出し、設定情報をホスト監視装置１４へ出力する。これにより、ホスト装置４のホスト監視装置１４は、中継器３に備えた通信用基板１０の設定情報を取得することができる。

また、通信コマンドの「設定情報変更リクエスト」は、ホスト装置４が子局装置２及び中継器３に備えた通信用基板１０のメモリ３５に格納されている設定情報を変更するためのコマンドである。つまり、「設定情報変更リクエスト」により、通信用基板１０に設定された設定情報である受信チャンネル、複数の上位局コード及び上位局チャンネル、複数の下位局コード及び下位局チャンネル、送信電力値、並びに中継遅延時間のうち、１以上の情報を変更することができる。

ホスト装置４のホスト監視装置１４は、例えば中継器３の設定情報（設定情報の一部であってもよい。）を変更するための変更リクエスト及び変更データをホスト装置４の通信用基板１０へ出力する。通信用基板１０は、ホスト監視装置１４から変更リクエスト及び変更データを入力すると、通信コマンドに「設定情報変更リクエスト」を設定すると共に、本体に変更データを設定した通信データを生成し、通信データの電波を中継器３へ送信する。

中継器３の通信用基板１０は、通信コマンドに「設定情報変更リクエスト」が設定され、本体に変更データが設定された通信データの電波を受信する。そうすると、通信用基板１０の通信処理部３４に備えたデータ処理手段４２は、通信コマンド「設定情報変更リクエスト」を判断し、本体に設定されている変更データを抽出する。そして、データ処理手段４２は、変更データを、メモリ３５に格納されている設定情報の対象箇所に格納する。これにより、ホスト装置４のホスト監視装置１４は、中継器３に備えた通信用基板１０の設定情報を変更することができる。

また、通信コマンドの「制御リクエスト」は、ホスト装置４が中継器３によるリレー中継を制御するために、中継器３をリモート制御するためのコマンドである。

以上のように、本発明の実施形態の中継器３によれば、通信用基板１０及び太陽電池１１を備えて構成するようにした。通信用基板１０に備えた受信部３２は、メモリ３５に格納された設定情報に含まれる受信チャンネルをチャンネル情報として保持し、アンテナ３０及びスイッチ３１を介して受信した電波から、受信チャンネルの通信データを生成する。

通信用基板１０に備えた通信処理部３４の受信処理手段４０は、受信部３２から通信データを入力し、通信データから抽出した着局コードと、自らが保持している自局コードとを比較することで、通信データが自局宛であるか否かを判定する。また、受信処理手段４０は、通信データから抽出した着局コードと、全局宛のコードとを比較することで、通信データが全局宛であるか否かを判定する。また、受信処理手段４０は、通信データから抽出した発局コードと、設定情報に含まれる全ての上位局コードとを比較することで、通信データが上位局からのデータであるか否かを判定する。また、受信処理手段４０は、通信データから抽出した発局コードと、設定情報に含まれる全ての下位局コードとを比較することで、通信データが下位局からのデータであるか否かを判定する。

データ処理手段４２は、通信データが自局宛または全局宛である場合、通信データに含まれる通信コマンドに基づいた処理を行う。

送信処理手段４１は、通信データが上位局からのデータである場合、宛先局への送信処理または全下位局への送信処理を行う。また、送信処理手段４１は、通信データが下位局からのデータである場合、宛先局への送信処理または全上位局への送信処理を行う。

送信処理手段４１は、送信処理の際に、宛先局コード及び通信データを送信キューに格納し、送信キューから宛先局コード等を取り出す。送信処理手段４１は、送信キューから宛先局コード等を取り出して送信処理を行った際に、送信キューに宛先局コード等が有る場合、設定情報に含まれる中継遅延時間待機した後、送信キューから宛先局コード等を取り出して送信処理を行う。

通信用基板１０に備えた送信部３３は、送信処理手段４１の送信処理により生成された通信データの電波を、設定情報に含まれる送信電力値の電力にて、スイッチ３１を介してアンテナ３０から送信する。

このように、中継器３の通信用基板１０は、受信チャンネルを設定するようにした。同じ通信用基板１０を備える子局装置２及びホスト装置４においても同様である。これにより、混信関係の無線回線が存在する場合に、無線通信のチャンネルを分けることができ、混信の発生を回避することができる（図５を参照）。

また、中継器３の通信用基板１０は、上位局（上位局コード及び上位局チャンネル）及び下位局（下位局コード及び下位局チャンネル）を設定するようにした。これにより、有線回線のように、無線回線をブランチ化することができ、複数の中継器３によるリレー中継を実現し、予備通信ルートを確保することができる（図６を参照）。

また、中継器３の通信用基板１０は、通信データの電波を送信する際の送信電力を設定するようにした。これにより、中継器３の通信用基板１０は、例えば１ｃｈの送信チャンネルを用いて電波を送信する際に、電波を１ｃｈにて受信する上位局または下位局の中継器３のみへ届き、電波を１ｃｈにて受信する他の中継器３へ届かないように、１ｃｈの送信チャンネルの送信電力を設定することができる。したがって、中継器３における混信を軽減することができる（図７を参照）。

また、中継器３に備えた通信用基板１０は、連続して通信データの電波を送信する際に、中継遅延時間待機した後に、通信データの電波を送信するようにした。これにより、中継器３は、送信リクエストを第１の中継器３へ送信し、当該第１の中継器３からそのアンサーを受信し、その後の中継遅延時間経過したときに、送信リクエストを第２の中継器３へ送信することとなる。つまり、中継器３が、送信リクエストを他の複数の中継器３へ転送する際に、第１の中継器からの受信と第２の中継器３への送信との競合を回避することができる（図８を参照）。

したがって、遠方の設備の状況を監視する監視システムにおいて、公共のインフラの状況に影響されることなく、リレー中継を実現すると共に、混信を軽減することができる。つまり、公共インフラが遮断した場合であっても、遠方に設置された放送所等の各種情報を無線伝送にて確実に取得することができる。

１ 監視システム
２ 子局装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 中継器（無線中継器）
４ ホスト装置
１０ 通信用基板
１１ 太陽電池
１２ Ｉ／Ｆ（インターフェース）基板
１３ 中継局監視装置
１４ ホスト監視装置
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２，３５ メモリ
２３ 通信Ｉ／Ｆ部
２４ 開発用Ｉ／Ｆ部
２５ 監視用Ｉ／Ｆ部
２６ システムバス
３０ アンテナ
３１ スイッチ
３２ 受信部
３３ 送信部
３４ 通信処理部
４０ 受信処理手段
４１ 送信処理手段
４２ データ処理手段
４３ 送信電力設定処理手段

Claims (4)

1. 子局装置と、複数の無線中継器と、ホスト装置とから構成され、前記ホスト装置が前記子局装置の状態を監視する監視システムにおいて、前記子局装置と前記ホスト装置との間で無線信号を中継する前記無線中継器を構成するコンピュータの無線中継プログラムであって、
   前記コンピュータは、
   前記無線信号の受信が可能な受信チャンネル、前記無線信号の送受信が可能な複数の上位局に関する複数の上位局コード及び複数の上位局チャンネル、並びに複数の下位局に関する複数の下位局コード及び複数の下位局チャンネルが格納されると共に、当該無線中継器がリクエストの無線信号を送信してから当該リクエストに対応するアンサーの無線信号を受信するまでの間の時間を超える所定の時間が中継遅延時間として格納されたメモリと、送受信共通のアンテナと、を備え、
   前記メモリの送信キューには、送信先の前記上位局コードまたは前記下位局コードである宛先局コード及び通信データが格納されるものとして、
   前記コンピュータを、
   前記メモリから前記受信チャンネルを読み出し、前記無線信号を送信するときに、前記送信キューから前記宛先局コード及び前記通信データを取り出し、前記メモリから前記宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを読み出す通信処理部、
   前記通信処理部により読み出された前記受信チャンネルにて、前記複数の上位局及び前記複数の下位局の無線中継器から送信された前記無線信号を、前記アンテナを介して受信する受信部、
   前記通信処理部により読み出された前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記宛先局コードの無線中継器へ、前記通信処理部により取り出された前記通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する送信部、及び、
   前記受信部が前記無線信号の受信を待機する通常のときに、前記アンテナと前記受信部とを接続し、前記送信部が前記無線信号を送信するときに、前記アンテナと前記送信部とを接続するスイッチとして機能させ、
   前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を第１の無線中継器へ送信し、前記受信部が前記リクエストに対応するアンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信するとして、
   前記通信処理部は、
   前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を送信した際に、前記送信キューに、次に送信する前記無線信号に関する次送信の宛先局コード及び通信データが格納されているか否かを判定し、前記次送信の宛先局コード及び通信データが格納されていることを判定した場合、前記メモリから前記中継遅延時間を読み出し、当該中継遅延時間経過後、
   前記送信キューから前記次送信の宛先局コード及び通信データを取り出し、前記メモリから前記次送信の宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを、次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルとして読み出し、
   前記送信部は、
   前記受信部が前記アンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信した後に、前記通信処理部により読み出された前記次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記次送信の宛先局コードの第２の無線中継局へ、前記通信処理部により取り出された前記次送信の通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする無線中継プログラム。
2. 請求項１に記載の無線中継プログラムにおいて、
   前記メモリには、
   さらに、送信電力値が格納されており、
   前記通信処理部は、
   さらに、前記メモリから前記送信電力値を読み出し、
   前記送信部は、
   前記無線中継器へ前記無線信号を、前記通信処理部により読み出された前記送信電力値の電力にて、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする無線中継プログラム。
3. 子局装置と、複数の無線中継器と、ホスト装置とから構成され、前記ホスト装置が前記子局装置の状態を監視する監視システムにおいて、前記子局装置と前記ホスト装置との間で無線信号を中継する前記無線中継器であって、
   前記無線信号の受信が可能な受信チャンネル、前記無線信号の送受信が可能な複数の上位局に関する複数の上位局コード及び複数の上位局チャンネル、並びに複数の下位局に関する複数の下位局コード及び複数の下位局チャンネルが格納されると共に、当該無線中継器がリクエストの無線信号を送信してから当該リクエストに対応するアンサーの無線信号を受信するまでの間の時間を超える所定の時間が中継遅延時間として格納されたメモリと、送受信共通のアンテナと、を備え、
   前記メモリの送信キューには、送信先の前記上位局コードまたは前記下位局コードである宛先局コード及び通信データが格納されるものとして、
   さらに、前記メモリから前記受信チャンネルを読み出し、前記無線信号を送信するときに、前記送信キューから前記宛先局コード及び前記通信データを取り出し、前記メモリから前記宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを読み出す通信処理部と、
   前記通信処理部により読み出された前記受信チャンネルにて、前記複数の上位局及び前記複数の下位局の無線中継器から送信された前記無線信号を、前記アンテナを介して受信する受信部と、
   前記通信処理部により読み出された前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記宛先局コードの無線中継器へ、前記通信処理部により取り出された前記通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する送信部と、
   前記受信部が前記無線信号の受信を待機する通常のときに、前記アンテナと前記受信部とを接続し、前記送信部が前記無線信号を送信するときに、前記アンテナと前記送信部とを接続するスイッチと、を備え、
   前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を第１の無線中継器へ送信し、前記受信部が前記リクエストに対応するアンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信するとして、
   前記通信処理部は、
   前記送信部が前記リクエストの通信データを含む無線信号を送信した際に、前記送信キューに、次に送信する前記無線信号に関する次送信の宛先局コード及び通信データが格納されているか否かを判定し、前記次送信の宛先局コード及び通信データが格納されていることを判定した場合、前記メモリから前記中継遅延時間を読み出し、当該中継遅延時間経過後、
   前記送信キューから前記次送信の宛先局コード及び通信データを取り出し、前記メモリから前記次送信の宛先局コードに対応する前記上位局チャンネルまたは前記下位局チャンネルを、次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルとして読み出し、
   前記送信部は、
   前記受信部が前記アンサーの無線信号を前記第１の無線中継器から受信した後に、前記通信処理部により読み出された前記次送信の上位局チャンネルまたは下位局チャンネルを送信チャンネルとして、前記次送信の宛先局コードの第２の無線中継局へ、前記通信処理部により取り出された前記次送信の通信データを含む無線信号を、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする無線中継器。
4. 請求項３に記載の無線中継器において、
   前記メモリには、
   さらに、送信電力値が格納されており、
   前記通信処理部は、
   さらに、前記メモリから前記送信電力値を読み出し、
   前記送信部は、
   前記無線中継器へ前記無線信号を、前記通信処理部により読み出された前記送信電力値の電力にて、前記アンテナを介して送信する、ことを特徴とする無線中継器。

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