WO2015059914A1 - 無線通信システム - Google Patents

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WO2015059914A1
WO2015059914A1 PCT/JP2014/005302 JP2014005302W WO2015059914A1 WO 2015059914 A1 WO2015059914 A1 WO 2015059914A1 JP 2014005302 W JP2014005302 W JP 2014005302W WO 2015059914 A1 WO2015059914 A1 WO 2015059914A1
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WO
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time slot
radio signal
downlink
uplink
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/005302
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昌典 栗田
圭太郎 干場
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a wireless communication system having a plurality of wireless devices and repeaters.
  • TDMA time-division-multiple-access
  • Japanese Patent Application Publication No. 2004-349873 (hereinafter referred to as “Document 1”) describes a TDMA scheme between a PHS (Personal-Handy-Phone-System) base station, a mobile station, and a relay station.
  • PHS Personal-Handy-Phone-System
  • a wireless communication system that performs wireless communication is disclosed.
  • a relay station described in Document 1 When a relay station described in Document 1 receives a link channel establishment request for packet communication from a mobile station in a standby state, the relay station first relays the link channel establishment request from the mobile station to the base station of the standby destination and sets an information channel. to start. Thereafter, the relay station relays the link channel establishment request to other relay destination base stations and sequentially activates the information channel, and uses a plurality of slots different from each other between the plurality of base stations and one mobile station. Then, the wireless signal of packet communication is relayed by the information channel.
  • one mobile station can perform packet communication using a plurality of slots different from a plurality of base stations, the maximum communication speed in the downlink direction can be improved.
  • an object of the present invention is to enable transmission and reception within the same frame even when two wireless devices transmit and receive wireless signals via a repeater.
  • the wireless communication system of the present invention includes a plurality of wireless devices and one or more relay devices.
  • the plurality of wireless devices include one parent device and one or more child devices.
  • a frame repeated at a constant period is divided into a downlink section and an uplink section, the downlink section is further divided into a plurality of downlink time slots, and the uplink section is divided into a plurality of uplink time slots.
  • the one or more slave devices directly transmit / receive radio signals to / from the master device in the plurality of downlink time slots and the plurality of uplink time slots, or the one or more relay devices
  • the radio signal is transmitted / received to / from the base unit through the plurality of downlink time slots and the plurality of uplink time slots.
  • the plurality of downlink time slots include a first downlink time slot and one or more downlink second time slots.
  • the plurality of uplink time slots include one to a plurality of uplink first time slots and one to a plurality of uplink second time slots.
  • the base unit is configured to transmit a radio signal in the first downlink time slot assigned to itself.
  • Each of the one or more repeaters receives the radio signal in the first downlink time slot, and is assigned to the first downlink downlink time slot assigned to itself among the one or more downlink second time slots.
  • the radio signal received from the master unit is transmitted in two time slots.
  • Each of the one or more slaves receives the radio signal in the first downlink time slot or the one or more downlink second time slots, and the one or more uplink first timeslots.
  • a radio signal is configured to be transmitted in the first time slot in the uplink direction allocated to itself among the one time slot.
  • Each of the one or more repeaters receives the radio signal transmitted by the one or more slave units in the one or more uplink first time slots, and receives the one or more uplink directions.
  • the radio signal received from the one or more slave units is transmitted in the second time slot in the uplink direction assigned to itself among the second time slots.
  • the base unit is configured to receive the radio signal in the one or more uplink first time slots and the one or more uplink second time slots.
  • the one or more downlink second time slots are arranged between the downlink first time slot and the one or more uplink first time slots in the frame.
  • the one or more uplink second time slots are arranged after the one or more uplink first time slots in the frame.
  • the one or more slave units are configured to operate with power supplied from a built-in battery, and the master unit and the one to multiple relay units operate with power supplied from an external power source.
  • the master unit includes a notification unit that notifies at least one of sound and light, and the master unit requests a response message reply to all of the one or more slave units.
  • the wireless signal including a second reply request message that periodically transmits the wireless signal including one reply request message in a first period and requests a reply message reply to all of the one or more relays.
  • the notification unit When each of the one or more slave units receives the radio signal including the first reply request message, the response message is transmitted in the first time slot in the uplink direction allocated to itself. When each of the one or more relays receives the wireless signal including the second reply request message, the uplink second time allocated to itself is transmitted. It is preferably configured to transmit a radio signal including the response message in a slot.
  • the one or more slave units are configured to operate with power supplied from a built-in battery, and the master unit and the one to multiple relay units operate with power supplied from an external power source.
  • the base unit periodically transmits the wireless signal including a first reply request message requesting a reply of a response message to all of the one or more slave units in a first period, and The wireless signal including a second reply request message for requesting a reply of a response message to all of one or a plurality of repeaters is periodically transmitted in a second period shorter than the first period,
  • the response message is transmitted in the first uplink time slot assigned to itself.
  • the uplink second time allocated to itself is transmitted.
  • a wireless signal including the response message is transmitted in a slot, and when the master unit does not receive a reply of the response message from at least one relay unit,
  • One downlink second time slot and one uplink second time slot are reassigned from the plurality of downlink second time slots and the one or more uplink second time slots.
  • it is configured.
  • the base unit when the base unit receives a radio signal including the registration request message, the radio signal including the registration request message is received if the received signal strength of the radio signal does not exceed a predetermined lower limit value. It is preferable that a time slot is not assigned to a repeater that is a source of
  • the response It is preferably configured not to transmit a wireless signal containing a message.
  • each of the one or more repeaters measures a received signal strength when receiving a wireless signal transmitted by another repeater, and includes the measured value and the response message. If the measured value included in the radio signal received from one repeater among the one or more repeaters does not exceed a predetermined lower limit, It is preferable that a time slot is not assigned to the one repeater.
  • the master unit of the present invention is used in the above wireless communication system.
  • the repeater of the present invention is any one of the one to a plurality of repeaters used in the wireless communication system.
  • a slave unit of the present invention is any one of the one or more slave units used in the wireless communication system.
  • the second downlink time slot assigned to the relay station includes the first downlink time slot assigned to the master unit and the first uplink time slot assigned to the slave unit in the frame. It is arranged between. Also, the second uplink time slot assigned to the relay station is arranged after the first uplink time slot assigned to the slave unit in the frame. Therefore, the radio signal transmitted from the parent device can be relayed in the downlink section of the same frame, and the radio signal transmitted from each slave device can be relayed in the uplink section of the same frame. As a result, there is an effect that transmission and reception can be performed within the same frame even when two wireless devices transmit and receive wireless signals via a repeater.
  • this embodiment is comprised by the one main
  • the wireless communication system to which the technical idea of the present invention can be applied is not limited to the wireless sensor system of the present embodiment, and the present invention is generally applied to a wireless communication system including a parent device, a child device, and a relay device. The technical idea can be applied.
  • the wireless sensor system includes one master unit 1, a plurality of (three in the figure) slave units 2, and one to a plurality of (two in the figure) relays. It is comprised with the machine 3.
  • Each slave unit 2 includes a slave unit control unit 20 (hereinafter referred to as control unit 20), an antenna 21, a slave unit transmission / reception unit 22 (hereinafter referred to as transmission / reception unit 22), a sensor unit 23, and a battery power source unit 24 (hereinafter referred to as A power supply unit 24).
  • the transmission / reception unit 22 transmits / receives a radio signal using a radio wave as a medium in accordance with, for example, “radio device of low power security system” defined in Article 6, Paragraph 3, Item 3 of the Radio Law Enforcement Regulations in Japan. .
  • the sensor unit 23 detects the presence or amount of an object and converts it into an electrical signal.
  • the sensor unit 23 is added to a human sensor or a window glass that detects infrared rays emitted from a human body by a pyroelectric element. These include destruction sensors that detect vibrations and fire sensors that detect smoke and heat associated with fire.
  • the control unit 20 includes a microcontroller as a main component, and performs processing such as transmitting a radio signal including a message indicating a detection result of the sensor unit 23 (for example, intrusion of a suspicious person or fire) from the transmission / reception unit 22.
  • the power supply unit 24 creates and supplies operation power for the control unit 20, the transmission / reception unit 22, and the sensor unit 23 using a primary battery or a secondary battery as a power source.
  • Base unit 1 includes base unit control unit 10 (hereinafter referred to as control unit 10), antenna 11, base unit transmission / reception unit 12 (hereinafter referred to as transmission / reception unit 12), operation input reception unit 13 (hereinafter referred to as reception unit 13).
  • the transmitter / receiver 12 conforms to the “radio device of the low power security system” defined in Article 6, Paragraph 4, Item 3 of the Radio Law Enforcement Regulations in Japan, for example, similar to the transmitter / receiver 22 of the slave unit 2.
  • the accepting unit 13 has one or more switches (for example, push button switches), and accepts an operation input corresponding to each switch when the switch is operated, and sends an operation signal corresponding to the operation input to the control unit 10.
  • the control unit 10 includes a microcontroller as a main component, and performs processing according to the detection result transmitted from any of the slave units 2 by radio signals, as will be described later.
  • a process is, for example, a process for notifying the occurrence of an abnormality such as an intrusion of a suspicious person or a fire by an alarm sound or an alarm display, or a process for notifying the occurrence of an abnormality to a remote reporting destination using some external communication means.
  • the display unit 14 includes a light emitting element such as a light emitting diode.
  • the display unit 14 when an abnormality occurs in communication with the slave unit 2, the display unit 14 is turned on (or flashes) to notify the occurrence of the abnormality.
  • the display unit 14 may include a buzzer instead of the light emitting element or together with the light emitting element, and may be configured to notify by sound as well as light.
  • the power supply unit 15 converts AC power supplied from an external power supply (for example, the commercial AC power supply 4) into DC power and supplies the DC power to the control unit 10, the transmission / reception unit 12, and the display unit 14.
  • the repeater 3 includes a repeater control unit 30 (hereinafter referred to as control unit 30), an antenna 31, a repeater transmission / reception unit 32 (hereinafter referred to as transmission / reception unit 32), and an operation input reception unit 33 (hereinafter referred to as reception unit 33).
  • the transmitter / receiver 32 conforms to the “radio device of the low power security system” defined in Article 6, Paragraph 4, Item 3 of the Radio Law Enforcement Regulations in Japan, for example, similarly to the transmitter / receiver 22 of the slave unit 2. Wireless signals using radio waves as a medium.
  • the accepting unit 33 has one or more switches (for example, push button switches), and accepts an operation input corresponding to each switch by operating the switch, and sends an operation signal corresponding to the operation input to the control unit 30. Output to.
  • the control unit 30 has a microcontroller as a main component in the same manner as the control unit 10 of the parent device 1 and the control unit 20 of the child device 2, and transmits a radio signal transmitted from the parent device 1 to the child device 2 or others as will be described later.
  • the relay unit 3 relays the wireless signal transmitted from the slave unit 2 or another relay unit 3 to the base unit 1.
  • the display unit 34 includes a light emitting element such as a light emitting diode.
  • the display unit 34 when an abnormality occurs in communication with the parent device 1 or the child device 2, the display unit 34 is turned on (or flashes) to notify the occurrence of the abnormality.
  • the display unit 34 may include a buzzer instead of the light emitting element or together with the light emitting element, and may be configured to notify by sound as well as light.
  • the power source unit 35 converts AC power fed from an external power source (for example, the commercial AC power source 4) into DC power and supplies the DC power to the control unit 30, the transmission / reception unit 32, and the display unit 34.
  • a unique identification code is assigned to each of the master unit 1, the slave unit 2, and the relay unit 3 and is stored in the memory of each control unit 10, 20, 30.
  • the destination and the transmission source can be specified.
  • FIG. 3 shows a frame format of a radio signal transmitted and received by the wireless sensor system of the present embodiment. That is, one frame includes a synchronization bit (preamble), a frame synchronization pattern (unique word), a transmission destination address, a transmission source address, data (including a message), and a CRC code.
  • a synchronization bit preamble
  • a frame synchronization pattern unique word
  • a transmission destination address e.g., a transmission destination address
  • a transmission source address e.g., a transmission source address
  • data including a message
  • CRC code e.g., a CRC code
  • a radio signal in which a reply request message for periodic monitoring (to be described later) and a mode switching control command are stored in the data field is broadcast from the master unit 1 to all the slave units 2 and all the relay units 3.
  • the relay device 3 receives the wireless signal and transmits it without rewriting the transmission destination address and the transmission source address ( Relay).
  • a radio signal including a message means a radio signal in which a message is stored in a data field.
  • wireless communication between one master unit 1 and a plurality of slave units 2 and relay unit 3 is performed by a time division multiple access (TDMA) system.
  • TDMA time division multiple access
  • FIG. 1 a plurality of time slots TSD1 to TSDm in a plurality of downstream directions (master unit 1 ⁇ slave unit 2 and repeater unit 3, repeater unit 3 ⁇ slave unit 2 or repeater unit 3)
  • One frame is composed of time slots TSU1 to TSn in the upstream direction (slave unit 2 and relay unit 3 ⁇ base unit 1).
  • this frame is different from the frame of the radio signal having the frame format shown in FIG.
  • uplink time slots TSU1 to TSn in one frame are individually assigned to each slave unit 2 and repeater 3, so that collision between radio signals transmitted from slave unit 2 and repeater 3 is ensured. It can be avoided.
  • the control unit 20 of each slave unit 2 stores a message indicating the detection result of the sensor unit 23 in the data field, and generates a radio signal in which the identification code of the master unit 1 is stored in the destination address field. . Then, the control unit 20 controls the transmission / reception unit 22 to transmit the generated radio signal in the uplink time slot allocated to itself among the uplink time slots TSU1 to TSUi (i ⁇ n).
  • the control unit 10 sets the transmission / reception unit 12 in the reception state in the upstream section, and receives a radio signal transmitted from the slave unit 2 or the relay unit 3. Then, when the transmission / reception unit 12 receives a radio signal and acquires a message (stored in the data field) included in the radio signal, processing according to the content of the message is executed.
  • the base unit 1 in the present embodiment needs to periodically confirm that all the handset units 2 are operating normally. Therefore, the base unit 1 periodically transmits a wireless signal including a reply request message (broadcast transmission), and the base unit 1 receives a response message (acknowledgment: ACK message) returned from each handset 2. (Hereinafter referred to as periodic monitoring).
  • periodic monitoring if the base unit 1 does not receive a radio signal including a response message in any of the uplink time slots TSU1 to TSn, an abnormality such as a battery exhaustion occurs in the handset 2 that cannot receive the response message. Can be judged.
  • the control unit 20 of each slave unit 2 determines the timing of the time slots TSD1 to TSDm and TSU1 to TSn by controlling the built-in timer based on the timing of receiving the radio signal including the reply request message. Yes. That is, a radio signal including a reply request message is used as a synchronization signal (beacon) for determining a TDMA time slot. Therefore, in the following description, a radio signal including a reply request message is referred to as a synchronization signal.
  • a super frame is configured by connecting a plurality of frames after the first frame (first frame) for transmitting a synchronization signal.
  • control unit 20 of each slave unit 2 operates by selectively selecting two operation modes, a warning mode and a non-warning mode.
  • the alert mode is an operation mode in which the detection result of the sensor unit 23 (human presence detection, window glass breakage detection, etc.) is transmitted to the base unit 1 by a radio signal.
  • the non-warning mode is an operation mode in which the detection result of the sensor unit 23 is not transmitted to the parent device 1 by a radio signal.
  • the control unit 20 switches between a warning mode and a non-warning mode based on an instruction (control command) from the parent device 1.
  • each handset 2 when there is a person (resident or employee) in the target area (house, store, office, factory, etc.), each handset 2 is set to the non-warning mode, and each child when there is no person in the target area. Aircraft 2 is placed in the alert mode. In the non-warning mode, the control unit 20 stops the sensor unit 23 or does not transmit a wireless signal including the detection result while operating the sensor unit 23.
  • the reception unit 13 of the base unit 1 is provided with a mode switching switch.
  • the switch When the switch is operated, the operation input for mode switching is received by the reception unit 13 and an operation signal corresponding to the operation input is received.
  • the data is output from the unit 13 to the control unit 10.
  • the control unit 10 When the operation signal for mode switching is input, the control unit 10 generates a control command for switching each slave unit 2 to the warning mode or the non-warning mode. Further, the control unit 10 causes the transmission / reception unit 12 to transmit a radio signal in which the control command is stored in the data field and the multicast address (bit string) is stored in the destination address field.
  • the control unit 20 switches between the warning mode and the non-warning mode based on the control command included in the wireless signal. Further, the control unit 20 generates a response message (ACK message) to the control command, stores the response message in the data field, and transmits / receives a radio signal storing the identification code of the base unit 1 in the destination address field. Send from.
  • ACK message response message
  • control unit 10 of the base unit 1 When the control unit 10 of the base unit 1 receives a response message indicating that the mode switching has been normally performed from all the handset units 2, the control unit 10 displays the mode switching state on the display unit 14 and ends the mode switching process. To do.
  • the first time slot (first time slot in the downlink direction) TSD1 is assigned to the base unit 1
  • the second time slot (in the downlink direction) (Second time slot) TSD2 to TSDm are assigned to a plurality of repeaters 3, respectively.
  • the i ( ⁇ n) th time slots (first time slot in the upward direction) TSU1 to TSUi from the head are assigned to the plurality of slave units 2, respectively.
  • the i + 1th and subsequent time slots (second time slots in the uplink direction) TSUi + 1 to TSn are assigned to the plurality of relays 3, respectively.
  • each repeater 3 receives the radio signal transmitted by the base unit 1 in the first downlink time slot TSD1, and transmits the radio signal to the second downlink time slot TSD2 ⁇ assigned to itself. Transmit (relay) with TSDm.
  • Each slave unit 2 receives the radio signal transmitted by the master unit 1 or any one of the relay units 3 in the first time slot TSD1 or the second time slots TSD2 to TSDm in the downlink direction.
  • each handset 2 is assigned the wireless signal including the response message to itself among the first time slots TSU1 to TSUi in the uplink direction. Transmit in the first time slot in the uplink direction.
  • Each repeater 3 receives the radio signal transmitted by the slave unit 2 in the first time slots TSU1 to TSUi in the uplink direction, and transmits the radio signal to the second time slots TSUi + 1 to MN assigned to itself. Transmit (relay) with TSUn.
  • the base unit 1 receives the radio signal transmitted from the handset 2 or the relay unit 3 in the upstream section and receives the message transmitted from the handset 2.
  • this embodiment includes a plurality of wireless devices and one or more relay devices 3.
  • the plurality of wireless devices in the present embodiment includes one parent device 1 and one to a plurality of child devices 2.
  • a frame repeated at a constant period is divided into a downlink section and an uplink section, and the downlink section is further divided into a plurality of downlink time slots TSD1 to TSDm, and the uplink section is divided into a plurality of uplink time slots TSU1 to TSn. It is divided into.
  • One or more slave units 2 directly transmit / receive radio signals to / from base unit 1 in a plurality of downlink time slots TSD1 to TSDm and a plurality of uplink time slots TSU1 to TSn, or one or more Relayed to at least one of the repeaters 3 and transmit / receive radio signals to / from the base unit 1 in a plurality of downlink time slots TSD1 to TSDm and a plurality of uplink time slots TSU1 to TSn. Configured to do.
  • the plurality of downlink time slots TSD1 to TSDm include a downlink first time slot TSD1 and one or more downlink second time slots TSD2 to TSDm.
  • the plurality of uplink time slots TSU1 to TSn include one to a plurality of uplink first time slots TSU1 to TSUi and one to a plurality of uplink second time slots TSUi + 1 to TSn. .
  • the base unit 1 is configured to transmit a radio signal in the first downlink time slot TSD1 assigned to itself.
  • Each of the one or more repeaters 3 receives a radio signal in the first time slot TSD1 in the downlink direction, and is assigned in the downlink direction assigned to itself among the second time slots TSD2 to TSDm in the one or more downlink directions.
  • a radio signal received from base unit 1 is transmitted in the second time slot.
  • Each of the one or more slave units 2 receives a radio signal in the first downlink time slot TSD1 or one or more second downlink time slots TSD2 to TSDm, and one or more uplink first slots.
  • a radio signal is transmitted in the first time slot in the uplink direction assigned to itself among the one time slots TSU1 to TSUi.
  • Each of the one to a plurality of repeaters 3 receives radio signals transmitted from one to a plurality of slave units 2 in one to a plurality of uplink first time slots TSU1 to TSUi, and the one to a plurality of uplink directions
  • the second time slots TSUi + 1 to TSn are configured to transmit radio signals received from one or a plurality of slave units 2 in the second time slot in the uplink direction assigned to itself.
  • the base unit 1 is configured to receive radio signals in one or more upstream first time slots TSU1 to TSUi and one or more upstream second time slots TSUi + 1 to TSUn.
  • the one or more downlink second time slots TSD2 to TSDm are arranged in the frame between the downlink first time slot TSD1 and the one or more uplink first time slots TSU1 to TSUi.
  • the one or more uplink second time slots TSUi + 1 to TSUn are arranged after the one or more uplink first time slots TSU1 to TSUi in the frame.
  • the radio signal transmitted by the master unit 1 is transmitted in the same frame (downlink in the same frame). (Section) can be relayed to the handset 2. Further, since the relay unit 3 is assigned time slots TSUi + 1 to TSn after the time slots TSU1 to TSUi assigned to the slave unit 2 in the upstream section, the radio signal transmitted by the slave unit 2 is the same. It can be relayed to base unit 1 in a frame (upstream section in the same frame). As a result, even when two wireless devices (master device 1 and slave device 2) transmit and receive wireless signals via the relay device 3, they can be transmitted and received within the same frame. Note that time slot allocation to each relay device 3 may be set using, for example, a dip switch (setting unit) provided in the reception unit 33 of each relay device 3.
  • the master unit 1 and the slave unit 2 may transmit and receive wireless signals via a plurality of relay units 3.
  • one repeater 3 (hereinafter referred to as a first repeater 3 01 ) directly transmits / receives a radio signal to / from the master unit 1, and the other repeater 3 (hereinafter referred to as a second repeater).
  • machine 3 11 called.) is assumed to transmit and receive the main unit 1 and the radio signal through the first relay unit 3 01.
  • the slave unit 2 (2 01 ) directly transmits and receives radio signals to and from the master unit 1 without passing through the repeater unit 3, and the slave unit 2 (2 11 ) transmits the master unit 1 through the first repeater unit 3 01. It is assumed that the slave unit 2 (2 21 ) transmits and receives radio signals to and from the master unit 1 via the first repeater 3 01 and the second repeater 3 11 .
  • the second relay unit 3 11 number of relays is relatively large, the second time slot closer to the top than the second time slot TSDk to be allocated to the first relay unit 3 01 number of relays is relatively small Assume that TSDk-1 is assigned.
  • the second relay unit 3 11 slave unit 2 (2 21) radio signals are transmitted in the downlink period of the next frame, can base unit 1 is relayed in the same frame and the frame that has transmitted the radio signal Absent.
  • the device 1 and the child device 2 cannot transmit / receive radio signals.
  • the time slot (downward direction in the downlink direction) is preferentially given from the repeater 3 having a small number of times of relaying radio signals to and from the base unit 1.
  • a third time slot in the downlink direction (second second time slot TSD3) is allocated.
  • the second relay unit 3 11 receives a radio signal base unit 1 is the first relay device 3 01 in the same frame and the frame that has transmitted the radio signal is transmitted (relayed) and receiving The transmitted radio signal can be transmitted (relayed) within the same frame.
  • “ ⁇ ” in FIG. 1 indicates that reception is possible, and “x” indicates that reception is not possible.
  • the second relay unit 3 11 number of relays is relatively large, the second time close to the end than the second time slot TSUk the relay number assigned to the relatively small first relay unit 3 01 Assume that slot TSUk + 1 is assigned.
  • the first repeater 3 01 can transmit (relay) the radio signal received from the second repeater 3 11 only in the upstream section of the frame next to the received frame.
  • a time slot (upstream direction) close to the tail is preferentially given from the relay station 3 with a small number of times the wireless signal is relayed to the base unit 1.
  • the second time slot (TSUn to TSUi + 1).
  • the last time slot in the uplink direction (last second time slot TSOn) is assigned to the first repeater 3 01 with the number of relays of 0, and the second repeater 3 11 with the number of relays of 1 is assigned to The second time slot from the last in the downlink direction (second time slot TSOn-1) is allocated.
  • the first repeater 3 01 can transmit (relay) a radio signal to the base unit 1 within the same frame as the frame from which the second repeater 3 11 has transmitted the radio signal.
  • the present embodiment as described above, one or a plurality of relay units 3, the first relay unit 3 01 for transmitting and receiving direct radio signals between the base unit 1, the master unit via the first relay unit 3 01 and a second relay unit 3 11 for transmitting and receiving radio signals to and from the 1.
  • the one or more downlink second time slots TSD2 to TSDm include two or more downlink second time slots TSD2 to TSDm.
  • the one or more uplink second time slots TSUi + 1 to TSn include two or more uplink second time slots TSUi + 1 to TSn.
  • the same frame can be obtained even when one repeater 3 transmits and receives radio signals to and from the master unit 1 and the slave unit 2 via the other repeater 3.
  • the base station 1 can send and receive radio signals to and from the handset 2 to the base unit 1.
  • first repeater 3 01 that directly transmits and receives radio signals to and from the base unit 1 is illustrated, but a plurality of such first repeaters 3 01 may exist. Absent.
  • other relay device 3 the first relay unit 3 01 illustrates only one of the second relay unit 3 11 for transmitting and receiving main unit 1 and the radio signal through such second repeater There may be a plurality of 3 11 units.
  • the control unit 10 of the base unit 1 sets the transmission / reception unit 12 in the reception state in all the time slots TSU1 to TSn in the upstream section (see FIG. 1).
  • the control unit 30 of the relay unit 3 (each of the first relay unit 3 01, and the second relay unit 3 11), a first time slot of all assigned to the plurality of handset 2 uplink TSU1
  • the transmission / reception unit 32 is set in the reception state by TSUi (see FIG. 1). In this way, each relay device 3 is given an opportunity to receive the radio signals of all the child devices 2, so that the first time slots TSU1 to TSUi in the upstream direction are assigned to the plurality of child devices 2, respectively. In this case, a constraint condition corresponding to the number of relays is not required.
  • the first time slots TSU1 to TSUi in the uplink direction can be randomly assigned to the plurality of slave units 2, and workability related to time slot assignment can be improved.
  • the relay device 3 does not need to recognize the relay device 2 (the identification code of the child device 2), and is included in the radio signal received from the slave device 2 in the first time slots TSU1 to TSUi in the uplink direction. All messages can be relayed.
  • the second relay unit 3 11, in the down section is a second time slot TSD2 downlink allocated to the first relay unit 3 01 is the first relay unit 3 01 receives a radio signal to be transmitted, and self configured to transmit a radio signal received by the second time slot TSD3 downlink allocated from the first relay unit 3 11. Further, in the uplink section, the second repeater 3 11 receives the radio signal transmitted by one or a plurality of slave units 2 in all the first time slots TSU1 to TSUi in the uplink direction, and is assigned to itself. A radio signal received from one or more slave units 2 is transmitted in the second time slot TSUn-1 in the direction.
  • the first repeater 3 01 receives radio signals transmitted from one or more slave units 2 in all the first time slots TSU1 to TSUi in the up direction
  • the second repeater 3 11 is configured to receive a radio signal transmitted by the second repeater 3 11 in the second uplink time slot TSUn-1 assigned to the second relay 11
  • the first repeater 3 01 is configured to transmit radio signals received from one to a plurality of slave units 2 and the second repeater 3 11 in the uplink second time slot TSUn allocated to itself. .
  • each repeater 3 receives the message included in the radio signal received up to the time slot TSUj-1 (i + 1 ⁇ j ⁇ n) immediately before the second uplink time slot TSUj allocated to itself.
  • a radio signal in which (for example, an ACK message) is stored in an area corresponding to the transmission source address (the identification code of the slave unit 2) of the received radio signal is generated.
  • the control unit 30 transmits the generated radio signal in the second uplink time slot assigned to itself among the second uplink time slots TSUi + 1 to TSn.
  • the base unit 1 can receive messages (ACK messages and the like) from all the slave units 2 without omission regardless of which relay unit 3 relays. Moreover, it is not necessary for each relay device 3 to search for a relay route from the parent device 1 to the child device 2 or to store the relay route.
  • the slave unit 2 and the relay unit 3 can transmit and receive radio signals to and from the master unit 1 as long as they can communicate with at least one relay unit 3.
  • the number of the repeaters 3 may be three or more.
  • the communication environment may change after the start of operation of the present embodiment, and the relay route from the parent device 1 to the child device 2 may change.
  • the repeater 3 first repeater 3 01
  • the repeater 3 second repeater 3 11
  • the repeater 3 is in direct communication with the master unit 1. That is, it is assumed that apparently the downlink and uplink time slots assigned to the first relay unit 3 01, and are replaced each second downlink allocated to the relay unit 3 11, and uplink time slots.
  • the first relay unit 3 01 transmits the first time slot TSD1 downlink radio signals received from the base unit 1, in the second time slot TSD3 downlink that is assigned to itself .
  • the second relay unit 3 11 since the second time slot TSD2 downlink assigned thereto has already passed, can not receive a radio signal transmitted by the second time slot TSD3. Therefore, in periodic monitoring, the same frame (top frame ⁇ first frame> superframe) (radio signal including an ACK message) radio signals to be transmitted from the handset 2 21 is not transmitted.
  • the control unit 30 of the repeater 3 does not receive a wireless signal including a reply request message for regular monitoring beyond the period of regular monitoring (for example, 24 hours) sufficiently, Judge that trouble has occurred.
  • the control unit 30 that has determined that a failure has occurred in the relay route receives and transmits all the time slots (for example, the second time slots TSDk + 1 to TSDm) after the second time slot TSDk in the downlink direction.
  • the unit 32 is controlled.
  • the control unit 30 transmits (relays) the radio signal received in the second time slots TSDk + 1 to TSDm from the transmission / reception unit 32 in the second time slot TSDk in the downlink direction assigned to itself in the next frame. To do.
  • the radio signal is relayed from the first repeater 3 01 to the second repeater 3 11 in the next frame (second frame).
  • control unit 30 of the repeater 3 transmits and receives in all second time slots except for the second uplink time slot TSUj allocated to itself among the second uplink time slots TSUi + 1 to TSn.
  • the unit 32 is set to the reception state.
  • the control unit 30 receives a radio signal including a response message in the uplink second time slots TSUi + 1 to TSn in the next frame (second frame).
  • the control unit 30 transmits a radio signal including a response message in the uplink second time slot TSUn-k allocated to itself in the uplink section of the next frame (third frame).
  • base unit 1 is configured to periodically transmit a radio signal including a reply request message for requesting a response message reply to all of one to a plurality of handset 2 at a constant period. .
  • the slave unit 2 sends a response message in the first uplink time slot assigned to itself among the first uplink time slots TSU1 to TSUi. Configured to transmit a wireless signal including. If each of the one or more relay devices 3 does not receive a radio signal including a reply request message transmitted from the parent device 1 over a period longer than the period, the first relay device 3 in the downlink direction assigned to itself. The reception state is established in all downlink sections except for two time slots TSDk.
  • the repeater 3 transmits a radio signal including the reply request message received in the downlink section in the second time slot TSDk in the downlink direction allocated to itself in the frame next to the frame that has received the reply request message. Furthermore, the repeater 3 enters the reception state in all the second time slots except for the uplink second time slot TSUj allocated to itself among the uplink second time slots TSUi + 1 to TSn. In addition, when the repeater 3 receives the radio signal including the response message in the second time slot in the next frame in the next frame, the second time slot in the uplink direction allocated to itself in the next time in the next frame. Is configured to transmit a wireless signal including a response message.
  • the master unit 1 and the slave unit 2 can transmit and receive radio signals within the same super frame.
  • the time slot assignment setting for each relay device 3 is manually performed using a dip switch provided in the reception unit 33.
  • the present embodiment is characterized in that the time slot assignment setting of each relay device 3 is set from the master device 1.
  • time slot allocation may be set from the parent device 1 to the relay device 3.
  • the registration work is started when the operation input for starting registration is received by the receiving units 13 and 33 in each of the master unit 1 and the relay unit 3. However, this registration work is performed in a situation where the parent device 1 and the relay device 3 are in the actual installation location.
  • the control unit 30 of the relay machine 3 shifts to the registration mode.
  • the control unit 30 having shifted to the registration mode stores the registration request message in the data field, stores the multicast address in the destination address field, and generates a radio signal in which the identification code is stored in the source address field. .
  • the control unit 30 transmits (multicasts) the generated radio signal from the transmission / reception unit 32.
  • the transmission / reception unit 32 performs a carrier sense and transmits a radio signal at a timing at which no collision occurs.
  • the control unit 10 of the base unit 1 shifts to the registration mode when the registration start operation input is received by the reception unit 13.
  • the control unit 10 that has shifted to the registration mode sets the transmission / reception unit 12 to the reception state.
  • the control unit 10 stores the identification code (identification code of the relay 3) stored in the source address field of the radio signal. (Not shown).
  • the control unit 10 assigns the second downlink time slot TSD2 and the second uplink time slot TSn to the identification code, and stores the assigned time slots TSD2 and TSn in the memory in association with the identification code. To do.
  • control unit 10 of the base unit 1 generates a radio signal in which the identification code is stored in the destination address field and the registration permission message is stored in the data field. Then, the control unit 10 causes the transmission / reception unit 12 to transmit the generated radio signal.
  • the registration permission message is used to notify the time slots TSD2 and TSn assigned to the identification code of the relay device 3 that is the registration request source.
  • control unit 30 of the relay device 3 receives the identification code of the parent device 1 stored in the transmission source address field of the wireless signal and the data field. And the registration permission message stored in. Then, the control unit 30 stores the information on the time slots TSD2, TSn notified by the registration permission message and the identification code of the base unit 1 in a memory (not shown). After storing the identification code of base unit 1 in the memory, control unit 30 transmits (relays) the radio signal when receiving a radio signal in which the identification code of base unit 1 is stored in the destination address field. .
  • a radio signal (a radio signal including a registration request message) transmitted from the second repeater 3 11 is not received by the master unit 1 and is relayed to the previously registered repeater 3 (first repeater 3 01 ). And received by the base unit 1.
  • Control unit 10 of the master unit 1 obtains the registration request message from the received radio signal, a memory (identification code of the second relay unit 3 11) the radio signal identification code transmitted is stored in the field of source address To remember.
  • the control unit 10 allocates the second downlink time slot TSD3 and the second uplink time slot TSn-1 to the identification code, and associates the allocated time slots TSD3 and TSn-1 with the identification code. To store in memory.
  • control unit 10 of the base unit 1 stores the identification code in the destination address field, and stores a registration permission message for notifying the time slots TSD3 and TSn-1 assigned to the identification code. Generate radio signals stored in the field. Then, the control unit 10 causes the transmission / reception unit 12 to transmit the generated radio signal.
  • the radio signal transmitted from the base unit 1 is relayed by the first repeater 3 01 and received by the transmission / reception unit 32 of the second repeater 3 11 .
  • the registration operation is completed when the reception unit 13 or 33 receives an operation input for completion of registration in each of the master unit 1 and each of the relay units 3 01 and 3 11 .
  • the control unit 10 returns from the registration mode to the normal mode, the control unit 10 causes the transmission / reception unit 12 to transmit a synchronization signal at a constant cycle.
  • the transmission / reception unit 32 is set in the reception state.
  • the first repeater 3 01 can directly receive the synchronization signal transmitted from the master unit 1.
  • the control unit 30 of the first relay unit 3 01 by starting a timer (not shown) at the timing of receiving the synchronization signal to recognize the time slot of the down section and the up section. Further, the control unit 30 of the first relay unit 3 01, a radio signal containing information indicating a second time slot TSD2 downlink assigned thereto in the data field (synchronization signal), the downstream second Transmission is performed from the transmission / reception unit 32 in the time slot TSD2.
  • the second repeater 3 11 cannot directly receive the synchronization signal transmitted from the master unit 1, but can receive the radio signal (synchronization signal) relayed by the first repeater 3 01 . Then, the control unit 30 of the second relay unit 3 11 recognizes the time slot of the timer is started at the timing of receiving the synchronization signal down section and the up section. However, the timing at which the second repeater 3 11 receives the synchronization signal from the first repeater 3 01 is delayed by the slot width of the second time slot in the downstream direction from the timing at which the synchronization signal is directly received from the master unit 1. is doing. Accordingly, the control unit 30 of the second relay unit 3 11 recognizes the time slot consideration to the down section and the up section delays the 1 slot width.
  • each of the one or more repeaters 3 includes a registration request message for the master unit 1 when at least one of its own first time slot and second time slot is not allocated.
  • the base station 1 After transmitting the radio signal, the base station 1 receives a radio signal including a registration permission message for the registration request message.
  • the relay device 3 When the relay device 3 receives the radio signal, the relay device 3 is assigned to at least one of the first time slot and the second time slot of its own based on the time slot assignment information included in the registration permission message. Composed.
  • each of the one or more repeaters 3 (for example, the repeater 3 01 ), when both the first time slot and the second time slot of its own are assigned, 11 ), when the wireless signal including the registration request message transmitted is received, the wireless signal including the registration request message is transmitted and relayed to the base unit 1.
  • the base unit 1 When the base unit 1 receives the radio signal including the registration request message, the base unit 1 among the two or more second downlink time slots TSD2 to TSDm, in order from the second downlink time slot closest to the head of the frame. Of the two or more uplink second time slots TSUi + 1 to TSn, the allocation is performed in order from the uplink second time slot close to the tail of the frame.
  • the time slots in the upstream and downstream sections can be appropriately allocated in order from the relay station 3 that requires a small number of relays for wireless communication with the base unit 1, and manual allocation setting by a dip switch or the like is not necessary.
  • the received signal strength is a received signal strength indication signal (Receiving / Signal / Strength / Indication: RSSI signal) which is a DC voltage signal output from the transmitting / receiving unit 12 and proportional to the magnitude of the received signal strength.
  • RSSI signal Receiveiving / Signal / Strength / Indication
  • the control unit 10 notifies the light by emitting the light emitting element of the display unit 14 or sounding the buzzer, and the repeater 3 It is desirable to encourage measures such as changing the installation location.
  • the control unit 10 of the base unit 1 When entering the registration mode, the control unit 10 of the base unit 1 stores a response request message specifying the upper limit of the number of relays in the data field, stores the multicast address in the destination address field, and stores it in the source address field. A radio signal storing its own identification code is generated. Then, the control unit 10 transmits (multicasts) the generated radio signal from the transmission / reception unit 12. However, the upper limit of the number of relays is set to zero, that is, the relay is impossible for the radio signal transmitted first.
  • the wireless signal transmitted from the master unit 1 is received only by the relay unit 3 that can directly communicate with the master unit 1.
  • the control unit 30 of the relay device 3 stores the identification code of the parent device 1 stored in the source address field of the wireless signal in the memory. Further, the control unit 30 stores a response message (ACK message) in the data field, stores the identification code of the base unit 1 in the destination address field, and stores its own identification code in the source address field. Generate a signal. Then, the control unit 30 causes the transmission / reception unit 32 to transmit the generated radio signal. Note that the control unit 30 does not relay the radio signal because the upper limit of the number of relay times of the radio signal is set to zero.
  • the control unit 10 of the base unit 1 When the control unit 10 of the base unit 1 receives the wireless signal transmitted from the repeater 3, the control unit 10 stores the identification code (identification code of the repeater 3) stored in the source address field of the wireless signal.
  • the control unit 10 assigns the second downlink time slot TSD2 and the second uplink time slot TSn to the identification code, and stores the assigned time slots TSD2 and TSn in the memory in association with the identification code. To do.
  • control unit 10 of the base unit 1 generates a radio signal in which the identification code is stored in the destination address field and the registration permission message is stored in the data field. Then, the control unit 10 causes the transmission / reception unit 12 to transmit the generated radio signal.
  • the registration permission message is used to notify the time slots TSD2 and TSn assigned to the identification code of the relay device 3 that is the registration request source.
  • the control unit 30 of the relay device 3 acquires a registration permission message stored in the data field of the wireless signal. Then, the control unit 30 stores information on the time slots TSD2 and TSn notified by the registration permission message in the memory.
  • the control unit 10 of the base unit 1 stores a response request message in which the upper limit of the number of relays is designated as 1 in the data field, stores the multicast address in the destination address field, and stores it in the source address field. A radio signal storing its own identification code is generated. Then, the control unit 10 transmits (multicasts) the generated radio signal from the transmission / reception unit 12.
  • the wireless signal transmitted from the base unit 1 is received only by the relay unit (first relay unit 3 01 ) capable of wireless communication directly with the base unit 1.
  • Control unit 30 of the first relay unit 3 01 the Upon receiving radio signals, to confirm the upper limit of the specified number of relays in the response request message. In the present case, since the upper limit of the number of relays it is one, the control unit 30 of the first relay unit 3 01 is determined to be relayed. Then, the control unit 30 stores the response request message in which the number of relays is incremented to 1 in the data field, stores the multicast address in the destination address field, and sets the identification code of the base unit 1 in the source address field. Generate stored radio signals. Then, the control unit 30 transmits (multicasts) the generated radio signal from the transmission / reception unit 32.
  • the radio signal transmitted from the first relay unit 3 01 is received only by the first relay unit 3 01 directly wirelessly communicable repeater (second relay unit 3 11).
  • Control unit 30 of the second relay unit 3 when receiving the radio signal, and stores the identification code of the master unit 1 stored in the field of the source address of the wireless signal to the memory. Further, the control unit 30 stores a response message (ACK message) in the data field, stores the identification code of the base unit 1 in the destination address field, and stores its own identification code in the source address field. Generate a signal. Then, the control unit 30 causes the transmission / reception unit 32 to transmit the generated radio signal. Note that the control unit 30 does not relay the radio signal because the number of relays of the radio signal has reached the upper limit of one.
  • the radio signal transmitted from the second relay unit 3 11 is received by the first relay unit 3 01.
  • the control unit 30 of the first repeater 3 01 stores the identification code of the base unit 1 in the field of the transmission destination address of the radio signal. Send (relay).
  • Control unit 10 of the base unit 1 when receiving the radio signal relayed by the first relay unit 3 01 is transmitted from the second relay unit 3 11, and is stored in the field of the source address of the wireless signal an identification code (identification code of the second relay unit 3 11) stored in the memory.
  • the control unit 10 allocates the second downlink time slot TSD3 and the second uplink time slot TSn-1 to the identification code, and associates the allocated time slots TSD3 and TSn-1 with the identification code. To store in memory.
  • control unit 10 of the base unit 1, the identification code of the second relay unit 3 11 is stored in the field of the destination address, and generates a radio signal that contains the registration accept message in the data field. Then, the control unit 10 causes the transmission / reception unit 12 to transmit the generated radio signal.
  • Control unit 30 of the second relay unit 3 11 receives the radio signal relayed by the first relay unit 3 01 is transmitted from the main unit 1 by transmitting and receiving unit 32, it is stored in the data field of the radio signal Get registration permission message. Then, the control unit 30 stores the information on the time slots TSD3 and TSn-1 notified by the registration permission message in the memory.
  • control unit 10 of the base unit 1 repeats the transmission of the wireless signal including the response request message while incrementing the number of relays, and returns to the normal mode from the registration mode when the wireless signal including the response message is not received.
  • the operations of the base unit 1, the first repeater 3 01 , and the second repeater 3 11 after returning to the normal mode are the same as those in the second embodiment.
  • base unit 1 responds by designating the upper limit of the number of relays.
  • a radio signal including a request message is transmitted, and a radio signal including a response message corresponding to the response request message is received from one or more repeaters 3.
  • Base unit 1 is closer to the beginning of the frame in two or more second time slots TSD2 to TSDm in the downstream direction in order from relay unit 3 that returns a response message in response to a response request message with a small upper limit of the number of relays.
  • the second time slot in the uplink direction close to the tail of the frame is allocated.
  • each of the one or more relay devices 3 When each of the one or more relay devices 3 receives a wireless signal including a response request message, if the number of relays of the response request message reaches the upper limit, the wireless signal including the response request message is not transmitted. Further, each of the one or more repeaters 3 transmits a radio signal including a response request message to another repeater by adding 1 to the repeat count if the repeat count has not reached the upper limit, and sets the repeat count to Regardless, the radio signal including the response message is configured to be transmitted to the base unit 1.
  • time slots in the up and down sections can be appropriately assigned in order from the repeater 3 that requires a small number of relays for wireless communication with the base unit 1, and manual assignment setting by a dip switch or the like is possible. It becomes unnecessary.
  • a temporary time slot is assigned from the base unit 1 to each relay unit 3 and set. Thereafter, the master unit 1 and each repeater 3 are switched to the registration mode with each repeater 3 placed at the actual installation location.
  • the control unit 10 of the base unit 1 shifts to the registration mode, the response request message is stored in the data field, and a radio signal in which the multicast address is stored in the destination address field is generated. Then, the control unit 10 transmits (multicasts) the generated radio signal from the transmission / reception unit 12 in the first downlink time slot TSD1.
  • the wireless signal transmitted from the base unit 1 is received only by the relay unit (first relay unit 3 01 ) capable of wireless communication directly with the base unit 1.
  • Control unit 30 of the first relay unit 3 01 the Upon receiving radio signals, transmit and receive the radio signal increments the counter that is provided in the data field, the second time slot TSDk downlink that is assigned to itself
  • the data is transmitted from the unit 32. Further, the control unit 30 stores a response message (ACK message) in the data field, stores the identification code of the base unit 1 in the destination address field, and stores its own identification code in the source address field. Generate a signal. Then, the control unit 30 causes the transmission / reception unit 32 to transmit the generated radio signal in the second time slot TSUn-k in the uplink direction allocated to itself. However, the counter prepared in the data field of the radio signal returned to the base unit 1 is not incremented.
  • the radio signal relayed by the first repeater 3 01 is received by a repeater (second repeater 3 11 ) that cannot directly communicate with the master unit 1.
  • Control unit 30 of the second relay unit 3 11 receives the radio signal relayed by the first relay unit 3 01, the radio signal increments the counter that is provided in the data field is assigned to the self
  • the transmission / reception unit 32 transmits in the second time slot TSDj (j ⁇ k) in the downlink direction. However, if the downlink allocated to the second relay unit 3 11 second time slot TSDj is before the second time slot TSDk downlink allocated to the first relay unit 3 01, the radio signal Transmitted in the next frame.
  • control unit 30 of the second relay unit 3 11 self-response message (ACK message) stored in the data field, the field and the source address stores the identification code of the master unit 1 to the field of the destination address A radio signal storing the identification code is generated. Then, the control unit 30 of the second relay unit 3 11, the generated radio signal to transmit from the transceiver unit 32 in the second time slot tsun-j uplink assigned to the self. However, the counter prepared in the data field of the radio signal returned to the base unit 1 is not incremented.
  • Base unit 1 receives the radio signal transmitted from each of repeaters 3 01 and 3 11 in an upstream section of the same frame or an upstream section of a different frame.
  • the control unit 10 of the base unit 1 acquires the counter value (number of relays) from the data field of the radio signal received from each of the repeaters 3 01 and 3 11 .
  • the control unit 10 of the base unit 1 a second time slot TSDk the downstream relay unit 3 01, the order (subscript k with downlink second time slot TSDj the relay unit 3 11, the magnitude of the j Based on the relationship), it is determined whether or not it is necessary to change each time slot.
  • the second time slot TSDk the downstream relay unit 3 01 having the smaller number of relays is, if before a than the second time slot TSDj the downstream relay unit 3 11 of the direction with much number of relays (k ⁇ J)
  • the control unit 10 determines that it is not necessary to change the time slot assignment.
  • the second time slot TSDk the downstream relay unit 3 01 having the smaller number of relays is, if after the second time slot TSDj the downstream relay unit 3 11 of the direction with much number of relays (k > J)
  • the control unit 10 determines that the time slot assignment needs to be changed.
  • the control unit 10 of the base unit 1 uses the radio signal storing the message instructing the confirmation of the time slot in the data field as the first time in the downlink direction. Transmission (broadcast transmission) is performed from the transmitter / receiver 12 in the slot TSD1. If the control unit 30 of each of the repeaters 3 01 and 3 11 receives the wireless signal transmitted from the master unit 1 and receives the message stored in the data field, the time stored in the memory thereafter. A radio signal is transmitted in the slot.
  • the control unit 10 of the base unit 1 changes the time slot assignment for each of the repeaters 3 01 and 3 11 .
  • the second time slot TSDk in the downlink direction of the repeater 3 01 having the smaller number of relays is preceded by the second time slot TSDj in the downlink direction of the repeater 3 11 having the larger number of relays ( To be near the beginning of the frame.
  • the control unit 10 transmits a radio signal storing a notification message informing the allocation of the changed time slot in the data field from the transmission / reception unit 12 to each of the repeaters 3 01 and 3 11 in the first downlink time slot TSD1.
  • the control unit 30 of each of the repeaters 3 01 and 3 11 receives the notification signal stored in the data field by receiving the radio signal transmitted from the master unit 1, and stores the time slot notified by the notification message. To remember. Thereafter, the control unit 30 of each of the repeaters 3 01 and 3 11 transmits a radio signal in a time slot stored in the memory.
  • the base unit 1 transmits a radio signal including a response request message for requesting a response to one or more relay units 3 in the first time slot TSD1 in the downlink direction.
  • Each of the one or more relays 3 receives two radio signals including a response request message and the number of relays when receiving a radio signal including a response request message in the downlink first time slot TSD1 in the downlink section.
  • transmission is performed in the second time slot in the downlink direction assigned to itself.
  • Each of the one or more repeaters 3 has received a radio signal including a response request message and the number of relays in a second downlink time slot other than the second downlink time slot assigned to itself.
  • a wireless signal including the response request message and including the number of relays updated by incrementing the number of relays is transmitted in the second downlink time slot assigned to the wireless signal.
  • each of the one or more repeaters 3 has two or more radio signals including a response message to a response request message included in a radio signal received in the downlink section and a number of relays included in the radio signal in the uplink section.
  • the base unit 1 When the base unit 1 receives the radio signal transmitted by one or more relay units 3, the base unit 1 sequentially starts with the second time slot TSD2- A second time slot in the downstream direction near the beginning of the frame in TSDm and a second time slot in the upstream direction near the tail of the frame among two or more second time slots in the upward direction TSUi + 1 to TSn are allocated. Configured.
  • time slots in the up and down sections can be appropriately assigned in order from the repeater 3 that requires a small number of relays for wireless communication with the base unit 1, and manual assignment setting by a dip switch or the like is possible. It becomes unnecessary.
  • first repeaters 3 01 , 3 02 when a plurality of repeaters (first repeaters 3 01 , 3 02 ,...) Can directly wirelessly communicate with the master unit 1, or when a plurality of repeaters (second repeaters 3 11 , 3 12 ,. ) May be able to wirelessly communicate with the base unit 1 by one relay.
  • the relay destination relay machine in the relay destination relay machine (first relay machine 3 01 ), the received signal strength of the radio signal received from the other relay machine (second relay machine 3 11 ) of the relay source is measured, and the measurement is performed. It is preferable to transmit the value to base unit 1 together with the response message.
  • a received signal strength display signal (RSSI signal) output from the transmission / reception unit 32 is used as the received signal strength.
  • RSSI signal received signal strength display signal
  • the control unit 10 of the base unit 1 is, for example, the first repeaters 3 01 , 3 02 ,... Among the plurality of second repeaters 3 11 , 3 12 ,. Are arranged in descending order in descending order of the measured value of received signal strength (voltage value of RSSI signal). Then, the control unit 10 allocates the second time slot TSDk in the downlink direction close to the head in order from the largest measured value of the received signal strength, and assigns the second time slot TSun-k in the upstream direction near the tail. assign.
  • each of the one or more relay devices 3 measures the received signal strength when receiving the wireless signal transmitted by the other relay device 3, and transmits the wireless signal including the measurement value and the response message.
  • the base unit 1 starts with the top of the frame in order from the repeater 3 having the largest measured value included in the radio signal received from the two or more repeaters 3 with respect to two or more repeaters 3 having the same number of relays.
  • the second time slot TSDk in the downlink direction close to, and the second time slot TSDn-k in the uplink direction near the tail of the frame are allocated.
  • the repeater 3 having a large measured value of the received signal strength first receives the radio signal from the master unit 1, the stability of the relay route can be improved.
  • the wireless signal including the response message is transmitted if the received signal strength of the wireless signal does not exceed a predetermined lower limit value. It is preferable not to be configured. For example, in the second relay unit 3 11, if the RSSI value of the radio signal transmitting and receiving unit 32 is relayed is received from the first relay unit 3 01 is equal to or less than the lower limit value, the control unit 30, a radio including the response message Do not send a signal.
  • each of the one or more relay units 3 is configured to measure the received signal strength when receiving a radio signal transmitted by another relay unit 3 and transmit a radio signal including a measurement value and a response message. May be. Furthermore, if the measured value included in the radio signal received from one repeater 3 among the one or more repeaters 3 does not exceed a predetermined lower limit value, the master unit 1 determines that the one repeater 3 However, it is preferably configured not to assign a time slot.
  • the control unit 30 notifies the light by emitting the light emitting element of the display unit 34 or by sounding the buzzer, and the repeater 3 It is desirable to encourage measures such as changing the installation location.
  • the control unit 10 of the base unit 1 determines the received signal strength for each repeater 3. In the highest situation, it is preferable to assign a time slot to each repeater 3.
  • control unit 10 of the main unit 1 when the control unit 10 of the main unit 1 does not receive a response message for regular monitoring from any of the sub units 2 within the same frame (first frame), the control unit 10 causes the light emitting element of the display unit 14 to emit light and notify. However, the control unit 10 may be notified by sounding a buzzer instead of causing the light emitting element to emit light or emitting light from the light emitting element.
  • the base unit 1 includes a notification unit (display unit 14) that notifies at least one of sound and light.
  • base unit 1 transmits a radio signal including a reply request message for requesting a reply of a response message to all of one to a plurality of handset units 2 in first downlink time slot TSD1.
  • base unit 1 is configured to notify the notification unit when a response message reply is not received from at least one slave unit 2 within a frame in which a wireless signal including a reply request message is transmitted. .
  • the notification route (display unit 14) of base unit 1 notifies that the relay route from base unit 1 to base unit 2 has changed due to a change in the communication environment. It is possible to prompt the user to correct this. Note that the user can correct the relay route by performing the time slot assignment operation described in the second to fourth embodiments.
  • the control unit 10 of the master unit 1 automatically sets each relay unit.
  • the time slot may be reassigned to 3.
  • the control unit 10 may change the time slot assignment to each repeater 3 by executing the processing described in the second to fourth embodiments.
  • base unit 1 transmits a wireless signal including a reply request message for requesting a response message reply to all of one to a plurality of handset units 2 in first downlink time slot TSD1. If the base unit 1 does not receive a response message reply from at least one slave unit 2 within a frame in which a wireless signal including a reply request message is transmitted, the base unit 1 responds to one to a plurality of relay units 3. It is preferable that the one or more downlink second time slots TSD2 to TSDm and the one or more uplink second time slots TSUi + 1 to TSn are reassigned.
  • the relay route between the parent device 1 and the child device 2 can always be maintained at the optimum route.
  • the repeater 3 is supplied with power from an external power supply (commercial AC power supply 4), there is no restriction on power consumption, and it is desirable to confirm the relay route with a period shorter than the period of regular monitoring.
  • the control unit 10 of the base unit 1 in the present embodiment has all the repeaters 3 in a second period (for example, several hours to several tens of hours) shorter than the first period (for example, 24 hours) of regular monitoring.
  • a wireless signal including a reply request message is periodically transmitted.
  • the control unit 10 causes the light emitting element of the display unit 14 to emit light. Inform.
  • the control unit 10 may be notified by sounding a buzzer instead of causing the light emitting element to emit light or emitting light from the light emitting element.
  • the one or more slave units 2 are configured to operate by being supplied with power from a built-in battery.
  • Base unit 1 and one to a plurality of relay units 3 are configured to operate by being supplied with power from an external power source (commercial AC power source 4), and base unit 1 is a notification unit that notifies at least one of sound and light.
  • Base unit 1 periodically transmits a radio signal including a first reply request message for requesting a response message reply to all of one to a plurality of handset units 2 in a first period.
  • base unit 1 periodically transmits a radio signal including a second reply request message for requesting a response message reply to all of one to a plurality of repeaters 3 in a second period shorter than the first period.
  • base station 1 is comprised so that a alerting
  • each of the one or more slave units 2 When each of the one or more slave units 2 receives a radio signal including the first reply request message, it responds with the first uplink time slot assigned to itself among the first uplink time slots TSU1 to TSUi. It is configured to transmit a wireless signal including a message.
  • Each of the one or more repeaters 3 receives an uplink second time slot assigned to itself among the uplink second time slots TSUi + 1 to TSn when receiving a radio signal including the second reply request message. Is configured to transmit a wireless signal including a response message.
  • the notification route (display unit 14) of base unit 1 notifies that the relay route between base unit 1 and relay unit 3 has changed due to a change in the communication environment. It is possible to prompt the user to correct this. Note that the user can correct the relay route by performing the time slot assignment operation described in the second to fourth embodiments.
  • the control unit 10 of the master unit 1 automatically The time slot may be reassigned to the repeater 3.
  • the control unit 10 may change the time slot assignment to each repeater 3 by executing the processing described in the second to fourth embodiments.
  • one downlink second time slot and one uplink second time slot are reassigned from the plurality of uplink second time slots TSUi + 1 to TSn.
  • the relay route between the parent device 1 and the child device 2 can always be maintained at an optimum route without shortening the battery life of the child device 2.

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Abstract

　中継機を介して２つの無線機が無線信号を送受信する場合においても同一のフレーム内で送受信を可能にする。親機（１）との間で直接無線信号を送受信する第１中継機（３01）と、第１中継機（３01）を介して親機（１）との間で無線信号を送受信する第２中継機（３11）とを有する。フレームにおいて、第１中継機（３01）に割り当てられる下り方向の第２タイムスロット（TSDk-1）の後に、第２中継機（３11）に割り当てられる下り方向の第２タイムスロット（TSDk）が配置される。また、第１中継機（３01）に割り当てられる上り方向の第２タイムスロット（TSUi）の前に、第２中継機（３11）に割り当てられる上り方向の第２タイムスロット（TSUi-1）が配置される。故に、中継機（３）が他の中継機（３）を介して親機（１）及び子機（２）と無線信号を送受信する場合においても、同一のフレーム内で親機（１）から子機（２）、子機（２）から親機（１）へ無線信号を送受信することができる。

Description

無線通信システム
　本発明は、無線通信システムに関し、特に複数の無線機と中継機とを有する無線通信システムに関する。
　従来、複数の無線機が無線通信を行う方式として、個々の無線機が自己に割り当てられたタイムスロットで無線信号を送信する方式、すなわち、時分割多元接続(Time-Division-Multiple-Access:TDMA)方式が広く採用されている。
　例えば、日本国特許出願公開番号２００４－３４９８７３（以下、「文献１」と称する）には、PHS(Personal-Handy-Phone-System)の基地局と移動局および中継局との間でTDMA方式の無線通信を行う無線通信システムが開示されている。
　文献１記載の中継局は、待ち受け状態において移動局からパケット通信のリンクチャネル確立要求があると、最初に待ち受け先の基地局に対して移動局からのリンクチャネル確立要求を中継して情報チャネルを起動する。その後、中継局は、他の中継先の基地局にもリンクチャネル確立要求を中継して順次情報チャネルを起動し、互いに異なる複数のスロットを使って複数の基地局と一つの移動局との間で情報チャネルによりパケット通信の無線信号を中継する。
　而して、複数の基地局と互いに異なる複数のスロットを使って一つの移動局がパケット通信を行うことができるため、下り方向における最大通信速度を向上することができる。
　しかしながら、文献１記載の従来例では、中継局が基地局と移動局との間の無線信号を中継するため、同一のフレーム内で移動局と基地局が相互に無線信号を送受信することができないという問題があった。
　そこで、本発明の目的は、中継機を介して２つの無線機が無線信号を送受信する場合においても同一のフレーム内で送受信を可能にすることにある。
　本発明の無線通信システムは、複数の無線機と、１乃至複数の中継機とを有する。前記複数の無線機は、１つの親機と１乃至複数の子機からなる。一定周期で繰り返されるフレームが下り区間と上り区間に分割され、さらに、前記下り区間が複数の下り方向のタイムスロットに分割され、前記上り区間が複数の上り方向のタイムスロットに分割される。前記１乃至複数の子機は、前記親機との間で前記複数の下り方向のタイムスロット及び前記複数の上り方向のタイムスロットで直接無線信号を送受信するか、または前記１乃至複数の中継機のうちの少なくとも１つの中継機に中継されて前記複数の下り方向のタイムスロット及び前記複数の上り方向のタイムスロットで前記親機との間で無線信号を送受信するように構成される。前記複数の下り方向のタイムスロットは、下り方向の第１タイムスロットと、１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットと、を含む。前記複数の上り方向のタイムスロットは、１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットと、１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットと、を含む。前記親機は、自己に割り当てられる前記下り方向の第１タイムスロットで無線信号を送信するように構成される。前記１乃至複数の中継機の各々は、前記下り方向の第１タイムスロットで前記無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットのうち自己に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットで前記親機から受信した前記無線信号を送信するように構成される。前記１乃至複数の子機の各々は、前記下り方向の第１タイムスロット又は前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットで前記無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットのうち自己に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットで無線信号を送信するように構成される。前記１乃至複数の中継機の各々は、前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットで前記１乃至複数の子機が送信する前記無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットのうち自己に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットで前記１乃至複数の子機から受信した前記無線信号を送信するように構成される。前記親機は、前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロット及び前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットで前記無線信号を受信するように構成される。前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットは、前記フレームにおいて、前記下り方向の第１タイムスロットと前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットとの間に配置される。前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットは、前記フレームにおいて、前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットの後に配置される。
　この無線通信システムにおいて、前記１乃至複数の子機は内蔵する電池から給電されて動作するように構成され、前記親機及び前記１乃至複数の中継機は外部電源から給電されて動作するように構成され、且つ前記親機は、音又は光の少なくとも何れか一方で報知する報知部を備え、前記親機は、前記１乃至複数の子機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する第１返信要求メッセージを含む前記無線信号を第１周期で定期的に送信し、且つ前記１乃至複数の中継機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する第２返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記第１周期よりも短い第２周期で定期的に送信し、少なくとも１つの子機又は少なくとも１つの中継機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合に前記報知部で報知するように構成され、前記１乃至複数の子機の各々は、前記第１返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第１タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、前記１乃至複数の中継機の各々は、前記第２返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第２タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成されることが好ましい。
　この無線通信システムにおいて、前記１乃至複数の子機は内蔵する電池から給電されて動作するように構成され、前記親機及び前記１乃至複数の中継機は外部電源から給電されて動作するように構成され、前記親機は、前記１乃至複数の子機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する第１返信要求メッセージを含む前記無線信号を第１周期で定期的に送信し、且つ前記１乃至複数の中継機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する第２返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記第１周期よりも短い第２周期で定期的に送信するように構成され、前記１乃至複数の子機の各々は、前記第１返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第１タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、前記１乃至複数の中継機の各々は、前記第２返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第２タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、前記親機は、少なくとも１つの中継機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合、前記中継機に対して、前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロット及び前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットのうちから、１の下り方向の第２タイムスロット及び１の上り方向の第２タイムスロットを割り当て直すように構成されることが好ましい。
　この無線通信システムにおいて、前記親機は、前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていなければ、前記登録要求メッセージを含む無線信号の送信元である中継機に対してタイムスロットを割り当てないように構成されることが好ましい。
　この無線通信システムにおいて、前記１乃至複数の中継機の各々は、前記応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていなければ、前記応答メッセージを含む無線信号を送信しないように構成されることが好ましい。
　この無線通信システムにおいて、前記１乃至複数の中継機の各々は、他の中継機が送信した無線信号を受信したときの受信信号強度を計測し、前記計測値と前記応答メッセージを含む前記無線信号を送信するように構成され、前記親機は、前記１乃至複数の中継機のうち、１の中継機から受信した前記無線信号に含まれる前記計測値が所定の下限値を超えていなければ、前記１の中継機に対してタイムスロットを割り当てないように構成されることが好ましい。
　本発明の親機は、上記無線通信システムに用いられる。
　本発明の中継機は、上記無線通信システムに用いられる前記１乃至複数の中継機のうちの何れか１つである。
　本発明の子機は、上記無線通信システムに用いられる前記１乃至複数の子機のうちの何れか１つである。
　本発明によれば、中継機に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットが、フレームにおいて、親機に割り当てられる下り方向の第１タイムスロットと、子機に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットとの間に配置される。また、中継機に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットは、フレームにおいて、子機に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットの後に配置される。したがって、親機から送信される無線信号を同一フレームの下り区間で中継し、各子機から送信される無線信号を同一フレームの上り区間で中継することができる。その結果、中継機を介して２つの無線機が無線信号を送受信する場合においても同一のフレーム内で送受信が可能になるという効果がある。
　本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態に係る無線通信システムにおける無線式センサシステムのタイムチャートである。 実施形態に係る無線通信システムのシステム構成図である。 実施形態に係る無線通信システムにおけるフレームフォーマットの説明図である。
　以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、１台の親機１と、複数台の子機２と、１乃至複数台の中継機３とで構成され、各子機２が搭載するセンサの検知結果を直接又は中継機３を介して親機１へ送信する無線式センサシステムである。ただし、本発明の技術思想が適用可能な無線通信システムは本実施形態の無線式センサシステムに限定されるものではなく、親機と子機と中継機で構成される無線通信システム全般に本発明の技術思想が適用可能である。
　（実施形態１）
　本実施形態の無線式センサシステムは、図２に示すように１台の親機１と、複数台(図示は３台)の子機２と、１乃至複数台(図示は２台)の中継機３とで構成される。
　各子機２は、子機制御部20（以下、制御部20と称する）、アンテナ21、子機送受信部22（以下、送受信部22と称する）、センサ部23、電池電源部24（以下、電源部24と称する）を備える。送受信部22は、例えば、日本国における電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線機」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信する。センサ部23は、対象物の存在や量などを検知して電気信号に変換するものであって、例えば、人体から放射される赤外線を焦電素子により検知する人感センサや、窓ガラスに加わる振動を検知する破壊センサ、火災に伴う煙や熱を検知する火災センサなどである。制御部20はマイクロコントローラを主構成要素とし、センサ部23の検知結果(例えば、不審者の侵入や火災の発生など)を示すメッセージを含む無線信号を送受信部22から送信させる処理などを行う。電源部24は、一次電池あるいは二次電池を電源として制御部20、送受信部22、センサ部23の動作電源を作成して供給している。
　親機１は、親機制御部10（以下、制御部10と称する）、アンテナ11、親機送受信部12（以下、送受信部12と称する）、操作入力受付部13（以下、受付部13と称する）、表示部14、電源部15を備える。送受信部12は、例えば、子機２の送受信部22と同様に、日本国における電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線機」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信する。受付部13は、１乃至複数のスイッチ(例えば、押釦スイッチ)を有し、当該スイッチが操作されることで各スイッチに対応した操作入力を受け付けるとともに当該操作入力に対応した操作信号を制御部10に出力する。制御部10は、子機２の制御部20と同様にマイクロコントローラを主構成要素とし、後述するように何れかの子機２から無線信号で送信される検知結果に応じた処理を行う。このような処理は、例えば、不審者の侵入や火災などの異常発生を警報音や警報表示で報知する処理や、何らかの外部通信手段を利用して遠隔地の通報先へ異常発生を報知する処理などである。表示部14は、発光ダイオードなどの発光素子からなり、例えば、後述するように子機２との通信に異常が生じたときに点灯(又は点滅)して異常の発生を報知する。ただし、表示部14は、発光素子の代わり、あるいは発光素子とともにブザーを備え、光だけでなく音によっても報知するように構成されてもよい。電源部15は外部の電源(例えば、商用交流電源４)から給電される交流電力を直流電力に変換して制御部10、送受信部12、表示部14に供給している。
　中継機３は、中継機制御部30（以下、制御部30と称する）、アンテナ31、中継機送受信部32（以下、送受信部32と称する）、操作入力受付部33（以下、受付部33と称する）、表示部34、電源部35を備える。送受信部32は、例えば、子機２の送受信部22と同様に、日本国における電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線機」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信する。受付部33は、１乃至複数のスイッチ(例えば、押釦スイッチ)を有し、当該スイッチが操作されることで各スイッチに対応した操作入力を受け付けるとともに当該操作入力に対応した操作信号を制御部30に出力する。制御部30は、親機１の制御部10や子機２の制御部20と同様にマイクロコントローラを主構成要素とし、後述するように親機１から送信される無線信号を子機２又は他の中継機３に中継し、且つ子機２又は他の中継機３から送信される無線信号を親機１に中継する処理などを行う。表示部34は、発光ダイオードなどの発光素子からなり、例えば、親機１や子機２との通信に異常が生じたときに点灯(又は点滅)して異常の発生を報知する。ただし、表示部34は、発光素子の代わり、あるいは発光素子とともにブザーを備え、光だけでなく音によっても報知するように構成されてもよい。電源部35は外部の電源(例えば、商用交流電源４)から給電される交流電力を直流電力に変換して制御部30、送受信部32、表示部34に供給している。
　なお、親機１及び子機２、中継機３にはそれぞれ固有の識別符号が割り当てられて各々の制御部10，20，30が有するメモリに格納されており、当該識別符号によって無線信号の送信先並びに送信元が特定できる。
　図３は、本実施形態の無線式センサシステムで送受信する無線信号のフレームフォーマットを示している。すなわち、１フレームは同期ビット(プリアンブル)、フレーム同期パターン(ユニークワード)、送信先アドレス、送信元アドレス、データ(メッセージを含む)、ＣＲＣ符号で構成されている。ここで、送信先アドレスのフィールドに識別符号が格納されていれば、当該識別符号が割り当てられている無線機(親機１、子機２、中継機３)のみが無線信号を受信してメッセージを取得することになる。しかしながら、送信先アドレスのフィールドに何れの無線機にも割り当てられていない特殊なビット列(例えば、すべてのビットを１としたビット列)が格納された場合、その無線信号が同報(マルチキャスト)されて全ての無線機でメッセージが取得される。例えば、定期監視(後述する)の返信要求メッセージやモード切換の制御コマンドがデータフィールドに格納された無線信号は、親機１から全ての子機２及び全ての中継機３に同報される。ただし、中継機３は、受信した無線信号の送信先アドレスが親機１又は子機２の識別符号である場合でも当該無線信号を受信し、送信先アドレス及び送信元アドレスを書き換えずに送信(中継）する。なお、以下の説明において、「メッセージを含む無線信号」とは、データフィールドにメッセージが格納された無線信号を意味する。
　ところで、本実施形態においては、１台の親機１と複数台の子機２及び中継機３との間の無線通信を時分割多重アクセス(ＴＤＭＡ)方式で行っている。本実施形態では、図１に示すように複数の下り方向(親機１→子機２及び中継機３，中継機３→子機２又は中継機３)のタイムスロットTSD1～TSDmと、複数の上り方向(子機２及び中継機３→親機１)のタイムスロットTSU1～TSUnとで１つのフレームが構成されている。ただし、このフレームは、図３に示したフレームフォーマットを有する無線信号のフレームとは異なるものである。そして、１つのフレームにおける上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnが各子機２及び中継機３に個別に割り当てられることによって、子機２及び中継機３から送信される無線信号同士の衝突を確実に回避することができる。
　而して、各子機２の制御部20は、センサ部23の検知結果を示すメッセージをデータフィールドに格納し且つ送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部20は、送受信部22を制御して、生成した無線信号を上り方向のタイムスロットTSU1～TSUi(i<n)のうち自己に割り当てられている上り方向のタイムスロットで送信させる。一方、親機１では、上り区間において制御部10が送受信部12を受信状態とし、子機２又は中継機３から送信される無線信号を受信する。そして、送受信部12が無線信号を受信し、当該無線信号に含まれる(データフィールドに格納されている)メッセージを取得すると、当該メッセージの内容に応じた処理を実行する。
　ここで、本実施形態における親機１は、全ての子機２が正常に動作していることを定期的に確認する必要がある。そのため、親機１から定期的に返信要求メッセージを含む無線信号を送信(同報送信)し、各子機２から返信される応答メッセージ(肯定応答:ACKメッセージ)を親機１で受信するようにしている(以下、定期監視と呼ぶ。)。つまり、親機１では、何れかの上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnで応答メッセージを含む無線信号を受信しなければ、応答メッセージを受信できなかった子機２に電池切れなどの異常が生じていると判断できる。なお、各子機２の制御部20は、返信要求メッセージを含む無線信号を受信したタイミングに基づいて内蔵のタイマを制御することにより、タイムスロットTSD1～TSDm，TSU1～TSUnのタイミングを決定している。すなわち、返信要求メッセージを含む無線信号が、ＴＤＭＡ方式のタイムスロットを決定するための同期信号(ビーコン)に利用されている。故に、以下の説明では返信要求メッセージを含む無線信号を同期信号と呼ぶことにする。なお、本実施形態では、同期信号を送信する先頭のフレーム(第１フレーム)の後に複数のフレームを繋げてスーパーフレームが構成されている。
　また、各子機２の制御部20は、警戒モードと非警戒モードの２つの動作モードを択一的に選択して動作する。警戒モードは、センサ部23の検知結果(人の存在検知や窓ガラスの破壊検知など)を無線信号で親機１に送信する動作モードである。一方、非警戒モードは、センサ部23の検知結果を無線信号で親機１に送信しない動作モードである。なお、制御部20は、親機１からの指示(制御コマンド)に基づいて警戒モードと非警戒モードを切り換える。例えば、対象エリア(住宅や店舗あるいは事務所や工場など)内に人(住人あるいは従業員)がいるときは各子機２が非警戒モードとされ、対象エリア内に人がいないときに各子機２が警戒モードとされる。なお、制御部20は、非警戒モードにおいて、センサ部23を停止するか、あるいはセンサ部23を動作させつつ検知結果を含む無線信号の送信を行わないようにしている。
　親機１の受付部13にはモード切換用のスイッチが設けられており、当該スイッチが操作されると受付部13にモード切換の操作入力が受け付けられ、当該操作入力に対応する操作信号が受付部13から制御部10に出力される。制御部10は、モード切換の操作信号が入力されると、各子機２を警戒モード又は非警戒モードに切り換えるための制御コマンドを生成する。さらに、制御部10は、当該制御コマンドをデータフィールドに格納し且つ送信先アドレスのフィールドにマルチキャスト用のアドレス(ビット列)を格納した無線信号を送受信部12から送信させる。
　前記無線信号が各子機２で受信されると、制御部20が当該無線信号に含まれる制御コマンドに基づいて警戒モードと非警戒モードを切り換える。さらに制御部20は、制御コマンドに対する応答メッセージ(ACKメッセージ)を生成し、当該応答メッセージをデータフィールドに格納し且つ送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納した無線信号を送受信部22から送信させる。
　親機１の制御部10は、モード切換が正常に行われたことを示す応答メッセージを全ての子機２から受け取れば、表示部14にモードの切換状態を表示させてモード切換の処理を終了する。
　ここで、本実施形態では、下り方向のタイムスロットTSD1～TSDmのうち、先頭のタイムスロット(下り方向の第１タイムスロット)TSD1を親機１に割り当て、２番目以降のタイムスロット(下り方向の第２タイムスロット)TSD2～TSDmを複数の中継機３にそれぞれ割り当てている。また、上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnのうち、先頭からｉ(＜ｎ)番目までのタイムスロット(上り方向の第１タイムスロット)TSU1～TSUiを複数の子機２にそれぞれ割り当てている。さらに、上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnのうち、ｉ＋１番目以降のタイムスロット(上り方向の第２タイムスロット)TSUi+1～TSUnを複数の中継機３にそれぞれ割り当てている。
　而して、各中継機３は、下り方向の第１タイムスロットTSD1で親機１が送信した無線信号を受信し、当該無線信号を、自己に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmで送信(中継)する。また、各子機２は、親機１又は何れかの中継機３が送信した無線信号を、下り方向の第１タイムスロットTSD1又は第２タイムスロットTSD2～TSDmで受信する。そして、受信した無線信号に含まれるメッセージに対して応答が必要な場合、各子機２は、応答メッセージを含む無線信号を、上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiのうち自己に割り当てられた上り方向の第１タイムスロットで送信する。
　各中継機３は、上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiで子機２が送信した無線信号を受信し、当該無線信号を、自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnで送信(中継)する。そして、親機１は、子機２又は中継機３が送信した無線信号を上り区間で受信し、子機２から送信されたメッセージを受け取る。
　上述のように本実施形態は、複数の無線機と、１乃至複数の中継機３とを有する。また、本実施形態における複数の無線機は、１つの親機１と１乃至複数の子機２からなる。そして、一定周期で繰り返されるフレームが下り区間と上り区間に分割され、さらに、下り区間が複数の下り方向のタイムスロットTSD1～TSDmに分割され、上り区間が複数の上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnに分割される。１乃至複数の子機２は、親機１との間で複数の下り方向のタイムスロットTSD1～TSDm及び複数の上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnで直接無線信号を送受信するか、または１乃至複数の中継機３のうちの少なくとも１つの中継機３に中継されて複数の下り方向のタイムスロットTSD1～TSDm及び複数の上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnで親機１との間で無線信号を送受信するように構成される。
　複数の下り方向のタイムスロットTSD1～TSDmは、下り方向の第１タイムスロットTSD1と、１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmと、を含む。また、複数の上り方向のタイムスロットTSU1～TSUnは、１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiと、１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnと、を含む。
　親機１は、自己に割り当てられる下り方向の第１タイムスロットTSD1で無線信号を送信するように構成される。１乃至複数の中継機３の各々は、下り方向の第１タイムスロットTSD1で無線信号を受信し、且つ１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmのうち自己に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットで親機１から受信した無線信号を送信するように構成される。
　１乃至複数の子機２の各々は、下り方向の第１タイムスロットTSD1又は１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmで無線信号を受信し、且つ１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiのうち自己に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットで無線信号を送信するように構成される。
　１乃至複数の中継機３の各々は、１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiで１乃至複数の子機２が送信する無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうち自己に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットで１乃至複数の子機２から受信した無線信号を送信するように構成される。
　親機１は、１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUi及び１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnで無線信号を受信するように構成される。
　そして、１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmは、フレームにおいて、下り方向の第１タイムスロットTSD1と１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiとの間に配置される。また、１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnは、フレームにおいて、１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiの後に配置される。
　上述のように、本実施形態における中継機３は、下り区間における２番目以降のタイムスロットTSD2～TSDmが割り当てられているので、親機１が送信する無線信号を同一のフレーム(同一フレームにおける下り区間)で子機２に中継することができる。また、中継機３は、上り区間において子機２に割り当てられたタイムスロットTSU1～TSUiの後のタイムスロットTSUi+1～TSUnが割り当てられているので、子機２が送信する無線信号を同一のフレーム(同一フレームにおける上り区間)で親機１に中継することができる。その結果、中継機３を介して２つの無線機(親機１と子機２)が無線信号を送受信する場合においても同一のフレーム内で送受信が可能になる。なお、各中継機３に対するタイムスロットの割当は、例えば、各中継機３の受付部33に設けられたディップスイッチ(設定部)を用いして設定すればよい。
　ここで、親機１と子機２とが複数台の中継機３を介して無線信号を送受信する場合もある。例えば、図２に示すように、一方の中継機３(以下、第１中継機３01と呼ぶ。)が親機１と直接無線信号を送受信し、他方の中継機３(以下、第２中継機３11と呼ぶ。)が第１中継機３01を介して親機１と無線信号を送受信すると仮定する。また、子機２(２01)は、中継機３を介さずに親機１と直接無線信号を送受信し、子機２(２11)は、第１中継機３01を介して親機１と無線信号を送受信し、子機２(２21)は、第１中継機３01と第２中継機３11を介して親機１と無線信号を送受信すると仮定する。
　ところで、下り区間において、中継回数が相対的に多い第２中継機３11に、中継回数が相対的に少ない第１中継機３01に割り当てる第２タイムスロットTSDkよりも先頭に近い第２タイムスロットTSDk-1を割り当てたとする。この場合、第２中継機３11が第１中継機３01の送信した無線信号を受信した時点(第２タイムスロットTSDk)で、既に同一フレーム内において自己に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSDk-1が過ぎてしまっている。そのため、第２中継機３11から子機２(２21)へは次のフレームの下り区間で無線信号が送信され、親機１が無線信号を送信したフレームと同一フレーム内での中継が行えない。その結果、親機１と中継機３(第２中継機３11)の間を別の中継機３(第１中継機３01)が中継する場合(多段中継の場合)、同一フレーム内で親機１と子機２が無線信号を送受信できなくなってしまう。
　そこで本実施形態では、図１に示すように、下り区間において、親機１との間で無線信号が中継される回数が少ない中継機３から優先的に、先頭に近いタイムスロット(下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDm)を割り当てる。つまり、中継回数が０回である第１中継機３01に下り方向の２番目のタイムスロット(先頭の第２タイムスロットTSD2)を割り当て、中継回数が１回である第２中継機３11に下り方向の３番目のタイムスロット(２番目の第２タイムスロットTSD3)を割り当てる。このようにすれば、第２中継機３11は、親機１が無線信号を送信したフレームと同一のフレーム内で第１中継機３01が送信(中継)する無線信号を受信し、且つ受信した無線信号を同一のフレーム内で送信(中継)することができる。なお、図１における「○」は受信可であることを示し、「×」は受信不可であることを示している。
　また、上り区間において、中継回数が相対的に多い第２中継機３11に、中継回数が相対的に少ない第１中継機３01に割り当てる第２タイムスロットTSUkよりも最後尾に近い第２タイムスロットTSUk+1を割り当てたとする。この場合、第２中継機３11が子機２21の送信した無線信号を送信した時点(第２タイムスロットTSUk+1)で、第１中継機３01に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットTSUkが既に過ぎてしまっている。そのため、第１中継機３01は、第２中継機３11から受信した無線信号を、受信したフレームの次のフレームの上り区間でしか送信(中継)することができない。
　そこで本実施形態では、図１に示すように、上り区間において、親機１との間で無線信号が中継される回数が少ない中継機３から優先的に、最後尾に近いタイムスロット(上り方向の第２タイムスロットTSUn～TSUi+1)を割り当てる。例えば、中継回数が０回である第１中継機３01に上り方向の最後尾のタイムスロット(最後の第２タイムスロットTSUn)を割り当て、中継回数が１回である第２中継機３11に下り方向の最後から２番目のタイムスロット(第２タイムスロットTSUn-1)を割り当てる。このようにすれば、第１中継機３01は、第２中継機３11が無線信号を送信したフレームと同一のフレーム内で親機１へ無線信号を送信(中継)することができる。
　上述のように本実施形態は、１乃至複数の中継機３が、親機１との間で直接無線信号を送受信する第１中継機３01と、第１中継機３01を介して親機１との間で無線信号を送受信する第２中継機３11とを含んでいる。１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmは、２つ以上の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmを含む。また、１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnは、２つ以上の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnを含む。そして、フレームの２つ以上の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmにおいて、第１中継機３01に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットTSDk-1の後に、第２中継機３11に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットTSDkが配置される。さらに、フレームの２つ以上の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnにおいて、第１中継機３01に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットTSUkの前に、第２中継機３11に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットTSUk-1が配置される。
　本実施形態は、上述のように構成されていることにより、１つの中継機３が他の中継機３を介して親機１及び子機２と無線信号を送受信する場合においても、同一のフレーム内で親機１から子機２、子機２から親機１へ無線信号を送受信することができる。ただし、本実施形態では、親機１と直接無線信号を送受信する第１中継機３01を１台しか図示していないが、このような第１中継機３01が複数台存在しても構わない。同じく、他の中継機３(第１中継機３01)を介して親機１と無線信号を送受信する第２中継機３11を１台しか図示していないが、このような第２中継機３11が複数台存在しても構わない。
　ここで、親機１の制御部10は、上り区間における全てのタイムスロットTSU1～TSUnで送受信部12を受信状態とする(図１参照)。また、各中継機３(第１中継機３01及び第２中継機３11の各々)の制御部30は、複数の子機２にそれぞれ割り当てられている全ての上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiで送受信部32を受信状態とする(図１参照)。このようにすれば、各中継機３に対して、全ての子機２の無線信号を受信する機会が与えられるので、複数の子機２に上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiをそれぞれ割り当てる際、中継回数に対応した制約条件が要らなくなる。つまり、複数の子機２に対して、上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiをランダムにそれぞれ割り当てることができ、タイムスロットの割り当てに関する作業性の向上を図ることができる。また、中継機３は、中継元の子機２(子機２の識別符号)を認識する必要が無く、上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiで子機２から受信した無線信号に含まれる全てのメッセージを中継すれば良い。
　また、第２中継機３11は、下り区間においては、第１中継機３01に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットTSD2で第１中継機３01が送信する無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットTSD3で第１中継機３11から受信した無線信号を送信するように構成される。さらに、第２中継機３11は、上り区間においては、上り方向の全ての第１タイムスロットTSU1～TSUiで１乃至複数の子機２が送信する無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットTSUn-1で１乃至複数の子機２から受信した無線信号を送信するように構成される。
　一方、第１中継機３01は、上り区間においては、上り方向の全ての第１タイムスロットTSU1～TSUiで１乃至複数の子機２が送信する無線信号を受信し、且つ第２中継機３11に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットTSUn-1で第２中継機３11が送信する無線信号を受信するように構成される。さらに、第１中継機３01は、自己に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットTSUnで１乃至複数の子機２及び第２中継機３11から受信した無線信号を送信するように構成される。
　ただし、本実施形態では、各子機２の識別符号に対応した領域がデータフィールドに確保されている。各中継機３の制御部30は、自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットTSUjの直前のタイムスロットTSUj-1(i+1≦j≦n)までに受信した無線信号に含まれるメッセージ(例えば、ACKメッセージ)を、受信した無線信号の送信元アドレス(子機２の識別符号)に対応する領域に格納した無線信号を生成する。さらに、制御部30は、生成した無線信号を、上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうち自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットで送信する。
　上述のようにすれば、親機１は、何れの中継機３で中継されるかに関わらず、全ての子機２からメッセージ(ACKメッセージなど)を漏れなく受け取ることができる。しかも、各中継機３が親機１から子機２までの中継ルートを探索したり、当該中継ルートを記憶したりする必要が無い。また、子機２及び中継機３は、少なくとも１台の中継機３と通信できれば、親機１との間で無線信号を送受信することができる。
　なお、本実施形態では中継機３の台数が２台の場合を例示しているが、中継機３が３台以上であっても構わない。また、中継回数が２回以上である中継機３が含まれていても構わない。
　ところで、本実施形態の運用開始後に通信環境が変化し、親機１から子機２への中継ルートが変化してしまう場合がある。例えば、当初は親機１と直接通信可能であった中継機３(第１中継機３01)が親機１と直接通信できなくなり、当初は第１中継機３01を介してのみ親機１と通信可能であった中継機３(第２中継機３11)が親機１と直接通信になったと仮定する。つまり、見掛け上、第１中継機３01に割り当てられる下り方向及び上り方向のタイムスロットと、第２中継機３11に割り当てられる下り方向及び上り方向のタイムスロットとがそれぞれ入れ替わったと仮定する。
　このような仮定において、第１中継機３01は、下り方向の第１タイムスロットTSD1で親機１から受信した無線信号を、自己に割り当てられている下り方向の第２タイムスロットTSD3で送信する。しかしながら、第２中継機３11は、自己に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSD2が既に過ぎているため、第２タイムスロットTSD3で送信された無線信号を受信できない。そのため、定期監視において、同一のフレーム(スーパーフレームの先頭のフレーム＜第１のフレーム＞)内で子機２21から送信されるべき無線信号(ACKメッセージを含む無線信号)が送信されない。
　そこで、中継機３の制御部30は、定期監視の返信要求メッセージを含む無線信号が、定期監視の周期(例えば、２４時間)を十分に超える期間を超えて受信しなかった場合、中継ルートに支障が生じたと判断する。中継ルートに支障が生じたと判断した制御部30は、自己の下り方向の第２タイムスロットTSDkよりも後のタイムスロット(例えば、第２タイムスロットTSDk+1～TSDm)も全て受信するように送受信部32を制御する。そして、制御部30は、前記第２タイムスロットTSDk+1～TSDmで受信した無線信号を、次のフレームにおいて、自己に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットTSDkで送受信部32から送信(中継)する。これにより、第１中継機３01から第２中継機３11へ、次のフレーム(第２フレーム)で無線信号が中継される。
　また、中継機３の制御部30は、上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうちで、自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットTSUjを除く全ての第２タイムスロットで送受信部32を受信状態とする。制御部30は、次のフレーム(第２フレーム)における上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnで応答メッセージを含む無線信号を受信する。そして、制御部30は、さらに次のフレーム(第３フレーム)における上り区間で、自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットTSUn-kで応答メッセージを含む無線信号を送信する。
　上述のように親機１は、１乃至複数の子機２の全てに対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む無線信号を一定の周期で定期的に送信するように構成される。１乃至複数の子機２の各々は、返信要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiのうち自己に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットで応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成される。１乃至複数の中継機３の各々は、前記周期よりも長い期間に亘って親機１が送信する返信要求メッセージを含む無線信号を受信しなかった場合、自己に割り当てられている下り方向の第２タイムスロットTSDkを除く全ての下り区間で受信状態となる。且つ中継機３は、下り区間で受信した返信要求メッセージを含む無線信号を、当該返信要求メッセージを受信したフレームの次のフレームにおいて自己に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSDkで送信する。さらに中継機３は、上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうちで、自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットTSUjを除く全ての第２タイムスロットで受信状態となる。且つ中継機３は、次のフレームにおける上り方向の第２タイムスロットで応答メッセージを含む無線信号を受信すれば、さらに次のフレームにおける上り区間で、自己に割り当てられた上り方向の第２タイムスロットで応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成される。
　上述のように中継ルートに支障が生じた場合においても、同一のスーパーフレーム内で親機１と子機２とが無線信号を送受信することができる。
　(実施形態２)
　本実施形態の無線式センサシステムの構成は実施形態１と共通である。故に、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
　実施形態１においては、各中継機３に対するタイムスロットの割当の設定が、受付部33が備えるディップスイッチを用いて手動で行われている。
　これに対して本実施形態は、各中継機３のタイムスロットの割当の設定を親機１から行うようにした点に特徴がある。例えば、本システムの運用開始前に親機１と中継機３が互いの識別符号を登録する作業(登録作業)において、親機１から中継機３にタイムスロットの割当の設定を行えばよい。
　前記登録作業は、親機１と中継機３のそれぞれで登録開始の操作入力が受付部13，33で受け付けられることによって開始される。ただし、この登録作業は、親機１及び中継機３が実際の設置場所に在る状況で行われる。
　まず、親機１と直接無線通信可能な場所に設置される中継機３の登録作業について説明する。中継機３の制御部30は、登録開始の操作入力が受付部33で受け付けられると登録モードに移行する。登録モードに移行した制御部30は、登録要求メッセージをデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドにマルチキャストアドレスを格納するとともに送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部30は、生成した無線信号を送受信部32から送信(マルチキャスト)させる。ただし、この時点では親機１から同期信号が送信されていないため、送受信部32は、キャリアセンスを行って衝突が生じないタイミングで無線信号を送信する。
　一方、親機１の制御部10は、登録開始の操作入力が受付部13で受け付けられると登録モードに移行する。登録モードに移行した制御部10は、送受信部12を受信状態とする。そして、制御部10は、送受信部12で受信する無線信号から前記登録要求メッセージを取得すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている識別符号(中継機３の識別符号)をメモリ(図示せず)に記憶する。制御部10は、前記識別符号に対して、下り方向の第２タイムスロットTSD2と上り方向の第２タイムスロットTSUnを割り当て、割り当てたタイムスロットTSD2，TSUnを当該識別符号に対応付けてメモリに記憶する。
　さらに、親機１の制御部10は、送信先アドレスのフィールドに前記識別符号を格納し、且つ登録許可メッセージをデータフィールドに格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を送受信部12から送信させる。なお、登録許可メッセージは、登録要求元の中継機３の識別符号に対して割り当てたタイムスロットTSD2，TSUnを通知するためのものである。
　中継機３の制御部30は、親機１から送信された無線信号を送受信部32で受信すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている親機１の識別符号と、データフィールドに格納されている登録許可メッセージとを取得する。そして、制御部30は、登録許可メッセージで通知されるタイムスロットTSD2，TSUnの情報と親機１の識別符号とをメモリ(図示せず)に記憶する。制御部30は、親機１の識別符号をメモリに記憶した後、送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号が格納されている無線信号を受信したら、当該無線信号を送信(中継)する。
　次に、親機１と直接無線通信ができない場所に設置される中継機３(第２中継機３11)の登録作業について説明する。第２中継機３11から送信される無線信号(登録要求メッセージを含む無線信号)は、親機１で受信されず、先に登録された中継機３(第１中継機３01)に中継されて親機１で受信される。
　親機１の制御部10は、受信した無線信号から登録要求メッセージを取得すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている識別符号(第２中継機３11の識別符号)をメモリに記憶する。制御部10は、前記識別符号に対して、下り方向の第２タイムスロットTSD3と上り方向の第２タイムスロットTSUn-1を割り当て、割り当てたタイムスロットTSD3，TSUn-1を当該識別符号に対応付けてメモリに記憶する。
　さらに、親機１の制御部10は、送信先アドレスのフィールドに前記識別符号を格納し、且つ当該識別符号に対して割り当てたタイムスロットTSD3，TSUn-1を通知するための登録許可メッセージをデータフィールドに格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を送受信部12から送信させる。
　親機１から送信された前記無線信号は、第１中継機３01で中継されて第２中継機３11の送受信部32に受信される。第２中継機３11の制御部30は、送受信部32で受信した無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている親機１の識別符号と、データフィールドに格納されている登録許可メッセージとを取得する。さらに、第２中継機３11の制御部30は、登録許可メッセージで通知されるタイムスロットTSD2，TSUnの情報と親機１の識別符号とをメモリに記憶する。
　そして、親機１と各中継機３01，３11のそれぞれで登録終了の操作入力が受付部13，33で受け付けられることにより、登録作業が終了する。制御部10は、登録モードから通常モードに復帰すると、送受信部12から一定の周期で同期信号を送信させる。一方、各中継機３01，３11の制御部30は、登録モードから通常モードに復帰すると、送受信部32を受信状態とする。第１中継機３01では、親機１から送信される同期信号を直接受信できる。そして、第１中継機３01の制御部30は、同期信号を受信したタイミングでタイマ(図示せず)をスタートさせて下り区間及び上り区間のタイムスロットを認識する。さらに、第１中継機３01の制御部30は、自己に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSD2を示す情報をデータフィールドに格納した無線信号(同期信号)を、この下り方向の第２タイムスロットTSD2で送受信部32から送信させる。
　第２中継機３11では、親機１から送信される同期信号を直接受信できないが、第１中継機３01で中継された無線信号(同期信号)を受信できる。そして、第２中継機３11の制御部30は、同期信号を受信したタイミングでタイマをスタートさせて下り区間及び上り区間のタイムスロットを認識する。ただし、第２中継機３11が第１中継機３01から同期信号を受信するタイミングは、親機１から直接同期信号を受信するタイミングよりも下り方向の第２タイムスロットのスロット幅分だけ遅延している。したがって、第２中継機３11の制御部30は、その１スロット幅の遅延を考慮して下り区間及び上り区間のタイムスロットを認識する。
　上述のように、１乃至複数の中継機３の各々は、自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットのうちの少なくとも１つが割り当てられていない場合、親機１に対して登録要求メッセージを含む無線信号を送信した後、親機１から登録要求メッセージに対する登録許可メッセージを含む無線信号を受信する。中継機３は、前記無線信号を受信すると、前記登録許可メッセージに含まれるタイムスロットの割当情報に基づいて前記自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットのうちの少なくとも１つに割り当てられるように構成される。
　さらに、１乃至複数の中継機３の各々（例えば中継機３01）は、前記自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットの両方が割り当てられている場合、他の中継機（例えば中継機３11）が送信する前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信すると、前記登録要求メッセージを含む無線信号を送信して親機１へ中継するように構成される。
　親機１は、前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信すると、２つ以上の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmのうち、前記フレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロットから順番に割り当て、且つ２つ以上の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうち、前記フレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットから順番に割り当てるように構成される。
　親機１との無線通信に要する中継回数が少ない中継機３から順番に、上り区間及び下り区間のタイムスロットを適切に割り当てることができ、ディップスイッチ等による手動の割当設定が不要になる。
　ところで、親機１の制御部10は、登録要求メッセージを含む無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていなければ、当該登録要求メッセージを含む無線信号の送信元である中継機３に対してタイムスロットを割り当てないことが好ましい。なお、受信信号強度は、送受信部12から出力される、受信信号強度の大小に比例した直流電圧信号である受信信号強度表示信号(Receiving Signal Strength Indication:RSSI信号)が用いられる。
　而して、親機１で受信される無線信号の受信信号強度が下限値以下であるような中継機３を登録した場合、運用中に当該中継機３と親機１との無線通信が不能になってしまう可能性が高い。したがって、登録要求メッセージを含む無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていないとき、制御部10が表示部14の発光素子を発光させたり、ブザーを鳴動させて報知し、中継機３の設置場所の変更などの処置を促すことが望ましい。
　上記構成によれば、親機１と中継機３との間で安定して無線通信可能な中継ルートを構築することができる。
　(実施形態３)
　本実施形態の無線式センサシステムの構成は実施形態１と共通である。故に、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。本実施形態は、実施形態２と同様に各中継機３のタイムスロットの割当の設定を親機１から行うようにした点に特徴がある。
　親機１の制御部10は、登録モードに移行すると、中継回数の上限を指定した応答要求メッセージをデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドにマルチキャストアドレスを格納し且つ送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を送受信部12から送信(マルチキャスト)させる。ただし、１番目に送信される無線信号は、中継回数の上限がゼロ、すなわち、中継不可に設定される。
　親機１から送信された前記無線信号は、親機１と直接無線通信可能な中継機３のみで受信される。中継機３の制御部30は、前記無線信号を受信すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている親機１の識別符号をメモリに記憶する。さらに、制御部30は、応答メッセージ(ACKメッセージ)をデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納し且つ送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部30は、生成した無線信号を送受信部32から送信させる。なお、制御部30は、前記無線信号の中継回数の上限がゼロに設定されているので、当該無線信号の中継を行わない。
　親機１の制御部10は、中継機３から送信された前記無線信号を受信すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている識別符号(中継機３の識別符号)をメモリに記憶する。制御部10は、前記識別符号に対して、下り方向の第２タイムスロットTSD2と上り方向の第２タイムスロットTSUnを割り当て、割り当てたタイムスロットTSD2，TSUnを当該識別符号に対応付けてメモリに記憶する。
　さらに、親機１の制御部10は、送信先アドレスのフィールドに前記識別符号を格納し、且つ登録許可メッセージをデータフィールドに格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を送受信部12から送信させる。なお、登録許可メッセージは、登録要求元の中継機３の識別符号に対して割り当てたタイムスロットTSD2，TSUnを通知するためのものである。
　中継機３の制御部30は、親機１から送信された無線信号を送受信部32で受信すると、当該無線信号のデータフィールドに格納されている登録許可メッセージを取得する。そして、制御部30は、登録許可メッセージで通知されるタイムスロットTSD2，TSUnの情報をメモリに記憶する。
　次に、親機１の制御部10は、中継回数の上限を１回に指定した応答要求メッセージをデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドにマルチキャストアドレスを格納し且つ送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を送受信部12から送信(マルチキャスト)させる。
　親機１から送信された前記無線信号は、親機１と直接無線通信可能な中継機(第１中継機３01)のみで受信される。第１中継機３01の制御部30は、前記無線信号を受信すると、応答要求メッセージで指定された中継回数の上限を確認する。今の場合、中継回数の上限が１回であるから、第１中継機３01の制御部30は中継可能と判断する。そして、制御部30は、中継回数を１回にインクリメントした応答要求メッセージをデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドにマルチキャストアドレスを格納し且つ送信元アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部30は、生成した無線信号を送受信部32から送信(マルチキャスト)させる。
　第１中継機３01から送信された前記無線信号は、第１中継機３01と直接無線通信可能な中継機(第２中継機３11)のみで受信される。第２中継機３11の制御部30は、前記無線信号を受信すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている親機１の識別符号をメモリに記憶する。さらに、制御部30は、応答メッセージ(ACKメッセージ)をデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納し且つ送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部30は、生成した無線信号を送受信部32から送信させる。なお、制御部30は、前記無線信号の中継回数が上限の１回に達しているので、当該無線信号の中継を行わない。
　第２中継機３11から送信された前記無線信号は、第１中継機３01で受信される。第１中継機３01の制御部30は、前記無線信号を受信すると、当該無線信号の送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号が格納されているので、この無線信号を送受信部32から送信(中継)させる。
　親機１の制御部10は、第２中継機３11から送信されて第１中継機３01で中継された前記無線信号を受信すると、当該無線信号の送信元アドレスのフィールドに格納されている識別符号(第２中継機３11の識別符号)をメモリに記憶する。制御部10は、前記識別符号に対して、下り方向の第２タイムスロットTSD3と上り方向の第２タイムスロットTSUn-1を割り当て、割り当てたタイムスロットTSD3，TSUn-1を当該識別符号に対応付けてメモリに記憶する。
　さらに、親機１の制御部10は、送信先アドレスのフィールドに第２中継機３11の識別符号を格納し、且つ登録許可メッセージをデータフィールドに格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を送受信部12から送信させる。
　第２中継機３11の制御部30は、親機１から送信されて第１中継機３01で中継された無線信号を送受信部32で受信すると、当該無線信号のデータフィールドに格納されている登録許可メッセージを取得する。そして、制御部30は、登録許可メッセージで通知されるタイムスロットTSD3，TSUn-1の情報をメモリに記憶する。
　以下、親機１の制御部10は、中継回数をインクリメントしながら応答要求メッセージを含む無線信号の送信を繰り返し、応答メッセージを含む無線信号を受信しなくなれば登録モードから通常モードに復帰する。なお、通常モードに復帰した後の親機１、第１中継機３01、第２中継機３11の動作は実施形態２と共通である。
　上述のように、１乃至複数の中継機３に自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットのうちの少なくとも１つが割り当てられていない場合において、親機１は、中継回数の上限を指定した応答要求メッセージを含む無線信号を送信し、前記応答要求メッセージに対する応答メッセージを含む無線信号を１乃至複数の中継機３から受信する。親機１は、中継回数の上限が少ない応答要求メッセージに対して応答メッセージを返信する中継機３から順番に、２つ以上の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmのうちフレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロット及び２つ以上の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうちフレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットを割り当てるように構成される。
　１乃至複数の中継機３の各々は、応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、応答要求メッセージの中継回数が上限に達していれば、応答要求メッセージを含む無線信号を送信しない。また、１乃至複数の中継機３の各々は、中継回数が上限に達していなければ、中継回数に１を加えて応答要求メッセージを含む無線信号を他の中継機へ送信し、且つ中継回数に関わらず、応答メッセージを含む無線信号を親機１へ送信するように構成される。
　上述のように、親機１との無線通信に要する中継回数が少ない中継機３から順番に、上り区間及び下り区間のタイムスロットを適切に割り当てることができ、ディップスイッチ等による手動の割当設定が不要になる。
　(実施形態４)
　本実施形態の無線式センサシステムの構成は実施形態１と共通である。故に、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。本実施形態は、実施形態２，３と同様に各中継機３のタイムスロットの割当の設定を親機１から行うようにした点に特徴がある。
　まず、親機１と全ての中継機３とが直接無線通信可能な状況において、親機１から各中継機３に対して仮のタイムスロットを割り当てて設定する。その後、各中継機３を実際の設置場所に置いた状態で、親機１及び各中継機３が登録モードに切り換えられる。
　親機１の制御部10は、登録モードに移行すると、応答要求メッセージをデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドにマルチキャストアドレスを格納した無線信号を生成する。そして、制御部10は、生成した無線信号を下り方向の第１タイムスロットTSD1で送受信部12から送信(マルチキャスト)させる。
　親機１から送信された前記無線信号は、親機１と直接無線通信可能な中継機(第１中継機３01)のみで受信される。第１中継機３01の制御部30は、前記無線信号を受信すると、データフィールドに用意されたカウンタをインクリメントした前記無線信号を、自己に割り当てられている下り方向の第２タイムスロットTSDkで送受信部32から送信させる。さらに、制御部30は、応答メッセージ(ACKメッセージ)をデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納し且つ送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、制御部30は、生成した無線信号を、自己に割り当てられている上り方向の第２タイムスロットTSUn-kで送受信部32から送信させる。ただし、親機１に返信される無線信号のデータフィールドに用意されたカウンタはインクリメントされない。
　第１中継機３01で中継された無線信号は、親機１と直接無線通信できない中継機(第２中継機３11)で受信される。第２中継機３11の制御部30は、第１中継機３01で中継された前記無線信号を受信すると、データフィールドに用意されたカウンタをインクリメントした前記無線信号を、自己に割り当てられている下り方向の第２タイムスロットTSDj(j≠k)で送受信部32から送信させる。ただし、第２中継機３11に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSDjが第１中継機３01に割り当てられた下り方向の第２タイムスロットTSDkよりも先である場合、前記無線信号は、次のフレームで送信される。
　さらに、第２中継機３11の制御部30は、応答メッセージ(ACKメッセージ)をデータフィールドに格納し、送信先アドレスのフィールドに親機１の識別符号を格納し且つ送信元アドレスのフィールドに自己の識別符号を格納した無線信号を生成する。そして、第２中継機３11の制御部30は、生成した無線信号を、自己に割り当てられている上り方向の第２タイムスロットTSUn-jで送受信部32から送信させる。ただし、親機１に返信される無線信号のデータフィールドに用意されたカウンタはインクリメントされない。
　親機１は、各中継機３01，３11から送信された無線信号を、それぞれ同一フレームの上り区間又は異なるフレームの上り区間で受信する。親機１の制御部10は、各中継機３01，３11から受信した無線信号のデータフィールドからカウンタの値(中継回数)を取得する。そして、親機１の制御部10は、中継機３01の下り方向の第２タイムスロットTSDkと、中継機３11の下り方向の第２タイムスロットTSDjとの順番(添え字k，jの大小関係)に基づいて、それぞれのタイムスロットの変更の要否を判定する。
　すなわち、中継回数が少ない方の中継機３01の下り方向の第２タイムスロットTSDkが、中継回数が多い方の中継機３11の下り方向の第２タイムスロットTSDjよりも先であれば(k＜j)、制御部10は、タイムスロットの割当を変更する必要がないと判定する。一方、中継回数が少ない方の中継機３01の下り方向の第２タイムスロットTSDkが、中継回数が多い方の中継機３11の下り方向の第２タイムスロットTSDjよりも後であれば(k＞j)、制御部10は、タイムスロットの割当を変更する必要があると判定する。
　まず、タイムスロットの変更が必要でない(不要)と判定した場合、親機１の制御部10は、タイムスロットの確定を指示するメッセージをデータフィールドに格納した無線信号を、下り方向の第１タイムスロットTSD1で送受信部12から送信(同報送信)させる。各中継機３01，３11の制御部30は、親機１から送信された前記無線信号を受信してデータフィールドに格納された前記メッセージを受け取れば、これ以降、メモリに記憶しているタイムスロットで無線信号を送信する。
　一方、タイムスロットの変更が必要と判定した場合、親機１の制御部10は、各中継機３01，３11に対してタイムスロットの割当を変更する。具体的には、中継回数が少ない方の中継機３01の下り方向の第２タイムスロットTSDkが、中継回数が多い方の中継機３11の下り方向の第２タイムスロットTSDjよりも先に(フレームの先頭に近く)なるように変更される。制御部10は、変更後のタイムスロットの割当を通知する通知メッセージをデータフィールドに格納した無線信号を、下り方向の第１タイムスロットTSD1で送受信部12から各中継機３01，３11へ送信させる。各中継機３01，３11の制御部30は、親機１から送信された前記無線信号を受信してデータフィールドに格納された通知メッセージを受け取り、当該通知メッセージで通知されたタイムスロットをメモリに記憶する。そして、各中継機３01，３11の制御部30は、これ以降、メモリに記憶しているタイムスロットで無線信号を送信する。
　上述のように、親機１は、１乃至複数の中継機３に対して応答を要求する応答要求メッセージを含む無線信号を下り方向の第１タイムスロットTSD1で送信する。１乃至複数の中継機３の各々は、下り区間において、下り方向の第１タイムスロットTSD1で応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、応答要求メッセージ及び中継回数を含む無線信号を、２つ以上の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmのうち自己に割り当てられている下り方向の第２タイムスロットで送信する。また、１乃至複数の中継機３の各々は、自己に割り当てられている前記下り方向の第２タイムスロット以外の下り方向の第２タイムスロットで応答要求メッセージ及び中継回数を含む無線信号を受信した場合、応答要求メッセージを含み且つ中継回数をインクリメントして更新した中継回数を含む無線信号を、自己に割り当てられている下り方向の第２タイムスロットで送信する。さらに、１乃至複数の中継機３の各々は、上り区間において、下り区間に受信した無線信号に含まれる応答要求メッセージに対する応答メッセージ及び無線信号に含まれる中継回数を含む無線信号を、２つ以上の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうち自己に割り当てられている上り方向の第２タイムスロットで送信するように構成される。親機１は、１乃至複数の中継機３が送信した無線信号を受信すると、無線信号に含まれる中継回数が少ない中継機３から順番に、２つ以上の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDmのうちフレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロット及び２つ以上の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうちフレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットを割り当てるように構成される。
　上述のように、親機１との無線通信に要する中継回数が少ない中継機３から順番に、上り区間及び下り区間のタイムスロットを適切に割り当てることができ、ディップスイッチ等による手動の割当設定が不要になる。
　ところで、複数台の中継機(第１中継機３01，３02，…)が親機１と直接無線通信可能な場合や、複数台の中継機(第２中継機３11，３12，…)が１回の中継で親機１と無線通信可能な場合がある。このような場合、中継先の中継機(第１中継機３01)において、中継元の他の中継機(第２中継機３11)から受信する無線信号の受信信号強度を計測し、その計測値を応答メッセージとともに親機１へ送信することが好ましい。なお、受信信号強度は、送受信部32から出力される受信信号強度表示信号(RSSI信号)が用いられる。
　親機１の制御部10は、例えば、中継回数が同じ(１回)である複数台の第２中継機３11，３12，…のうちで、第１中継機３01，３02，…における受信信号強度の計測値(RSSI信号の電圧値)が大きいものから順番に降順に並べる。そして、制御部10は、受信信号強度の計測値が大きいものから順番に、先頭に近い下り方向の第２タイムスロットTSDkを割り当て、且つ最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットTSUn-kを割り当てる。
　上述のように、１乃至複数の中継機３の各々は、他の中継機３が送信した無線信号を受信したときの受信信号強度を計測し、計測値と応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成される。親機１は、中継回数が等しい２つ以上の中継機３に対して、当該２つ以上の中継機３から受信した無線信号に含まれる計測値が大きい中継機３から順番に、フレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロットTSDk及びフレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットTSDn-kを割り当てるように構成される。
　而して、受信信号強度の計測値が大きい中継機３が先に親機１からの無線信号を受信するため、中継ルートの安定性の向上を図ることができる。
　ところで、１乃至複数の中継機３の各々は、応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていなければ、応答メッセージを含む無線信号を送信しないように構成されることが好ましい。例えば、第２中継機３11において、第１中継機３01から中継されて送受信部32が受信した無線信号のRSSI値が下限値以下であった場合、制御部30は、応答メッセージを含む無線信号を送信しない。
　あるいは、１乃至複数の中継機３の各々は、他の中継機３が送信した無線信号を受信したときの受信信号強度を計測し、計測値と応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成されてもよい。さらに、親機１は、１乃至複数の中継機３のうち、１の中継機３から受信した無線信号に含まれる計測値が所定の下限値を超えていなければ、当該１の中継機３に対してタイムスロットを割り当てないように構成されることが好ましい。
　而して、無線信号の受信信号強度が下限値以下であるような中継機３を登録した場合、運用中に当該中継機３と親機１との無線通信が不能になってしまう可能性が高い。したがって、応答要求メッセージを含む無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていないとき、制御部30が表示部34の発光素子を発光させたり、ブザーを鳴動させて報知し、中継機３の設置場所の変更などの処置を促すことが望ましい。
　上記構成によれば、親機１と中継機３との間で安定して無線通信可能な中継ルートを構築することができる。
　ただし、中継機３の設置場所の変更等を行っても無線信号の受信信号強度が下限値を超えない場合、親機１の制御部10は、各中継機３に対して、受信信号強度が最も高くなる状況で、各中継機３にタイムスロットを割り当てることが好ましい。
　(実施形態５)
　ところで、下り方向及び上り方向のタイムスロットTSDk，TSUn-kを各中継機３に正しく割り当てれば、定期監視における親機１から子機２への返信要求メッセージの送信と、子機２から親機１への応答メッセージの送信とが同一フレーム内で完了するはずである。仮に、子機２から親機１への応答メッセージの返信が次のフレームにずれ込んだとすれば、通信環境が変化して親機１から子機２への中継ルートが変化してしまったと考えられる。なお、このような状況が放置されたままで本実施形態が運用されることは好ましくない。
　そこで、親機１の制御部10は、同一フレーム(第１フレーム)内で何れかの子機２から定期監視の応答メッセージを受け取らなかった場合、表示部14の発光素子を発光させて報知する。ただし、制御部10は、発光素子を発光させる代わり、あるいは発光素子の発光とともにブザーを鳴動させて報知するようにしても構わない。
　上述のように、親機１は、音又は光の少なくとも何れか一方で報知する報知部(表示部14)を備える。また、親機１は、１乃至複数の子機２の全てに対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む無線信号を下り方向の第１タイムスロットTSD1で送信する。さらに、親機１は、返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも１つの子機２から応答メッセージの返信を受信しなかった場合に報知部で報知するように構成される。
　上記構成によれば、通信環境が変化して親機１から子機２への中継ルートが変化してしまったことが親機１の報知部(表示部14)で報知されるので、中継ルートの修正を利用者に促すことができる。なお、利用者は、実施形態２～４に説明したタイムスロットの割り当て作業を実施することで中継ルートを修正することができる。
　あるいは、返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも１つの子機２から応答メッセージの返信を受信しなかった場合、親機１の制御部10が、自動的に各中継機３にタイムスロットを割り当て直すようにしても構わない。この場合、制御部10は、実施形態２～４に説明した処理を実行して各中継機３へのタイムスロットの割当を変更すればよい。
　上述のように親機１は、１乃至複数の子機２の全てに対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む無線信号を下り方向の第１タイムスロットTSD1で送信する。また、親機１は、返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも１つの子機２から応答メッセージの返信を受信しなかった場合、１乃至複数の中継機３に対して、１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDm及び１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnを割り当て直すように構成されることが好ましい。
　上記構成によれば、親機１と子機２との間の中継ルートを、常に最適なルートに維持することができる。
　(実施形態６)
　ところで、親機１から中継機３までの中継ルートを維持するに当たっては、定期監視の周期よりも短い周期で前記中継ルートを確認する事が好ましい。つまり、子機２は電池を電源として動作するので、電池寿命の観点から、定期監視の周期をあまり短くすることは好ましくない。
　一方、中継機３は、外部電源(商用交流電源４)から給電されているので、消費電力に関する制約がなく、定期監視の周期よりも短い周期で中継ルートの確認が行われることが望ましい。
　そこで、本実施形態における親機１の制御部10は、定期監視の第１周期(例えば、２４時間)よりも短い第２周期(例えば、数時間～十数時間)で、全ての中継機３に対して返信要求メッセージを含む無線信号を定期的に送信する。そして、少なくとも１台の中継機３から、前記無線信号を送信したフレームと同一のフレーム内で応答メッセージの返信を受信しなかった場合、制御部10は、表示部14の発光素子を発光させて報知する。ただし、制御部10は、発光素子を発光させる代わり、あるいは発光素子の発光とともにブザーを鳴動させて報知するようにしても構わない。
　上述のように１乃至複数の子機２は内蔵する電池から給電されて動作するように構成される。親機１及び１乃至複数の中継機３は外部電源(商用交流電源４)から給電されて動作するように構成され、且つ親機１は、音又は光の少なくとも何れか一方で報知する報知部(表示部14)を備える。親機１は、１乃至複数の子機２の全てに対して応答メッセージの返信を要求する第１返信要求メッセージを含む無線信号を第１周期で定期的に送信する。また、親機１は、１乃至複数の中継機３の全てに対して応答メッセージの返信を要求する第２返信要求メッセージを含む無線信号を第１周期よりも短い第２周期で定期的に送信する。そして、親機１は、少なくとも１つの子機２又は少なくとも１つの中継機３から応答メッセージの返信を受信しなかった場合に報知部で報知するように構成される。
　１乃至複数の子機２の各々は、第１返信要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、上り方向の第１タイムスロットTSU1～TSUiのうち自己に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットで応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成される。
　１乃至複数の中継機３の各々は、第２返信要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうち自己に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットで応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成される。
　上記構成によれば、通信環境が変化して親機１と中継機３との中継ルートが変化してしまったことが親機１の報知部(表示部14)で報知されるので、中継ルートの修正を利用者に促すことができる。なお、利用者は、実施形態２～４に説明したタイムスロットの割り当て作業を実施することで中継ルートを修正することができる。
　あるいは、第２返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも１つの中継機３から応答メッセージの返信を受信しなかった場合、親機１の制御部10が、自動的に各中継機３にタイムスロットを割り当て直すようにしても構わない。この場合、制御部10は、実施形態２～４に説明した処理を実行して各中継機３へのタイムスロットの割当を変更すればよい。
　上述のように親機１は、少なくとも１つの中継機３から応答メッセージの返信を受信しなかった場合、中継機３に対して、１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットTSD2～TSDm及び１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットTSUi+1～TSUnのうちから、１の下り方向の第２タイムスロット及び１の上り方向の第２タイムスロットを割り当て直すように構成されることが好ましい。
　上記構成によれば、子機２の電池寿命を短くすることなく、親機１と子機２との間の中継ルートを、常に最適なルートに維持することができる。
　本発明を幾つかの好ましい実施形態によって記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (15)

  1. 　複数の無線機と、１乃至複数の中継機とを有し、前記複数の無線機は、１つの親機と１乃至複数の子機からなり、一定周期で繰り返されるフレームが下り区間と上り区間に分割され、さらに、前記下り区間が複数の下り方向のタイムスロットに分割され、前記上り区間が複数の上り方向のタイムスロットに分割され、前記１乃至複数の子機は、前記親機との間で前記複数の下り方向のタイムスロット及び前記複数の上り方向のタイムスロットで直接無線信号を送受信するか、または前記１乃至複数の中継機のうちの少なくとも１つの中継機に中継されて前記複数の下り方向のタイムスロット及び前記複数の上り方向のタイムスロットで前記親機との間で無線信号を送受信するように構成される無線通信システムであって、
    　前記複数の下り方向のタイムスロットは、下り方向の第１タイムスロットと、１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットと、を含み、
    　前記複数の上り方向のタイムスロットは、１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットと、１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットと、を含み、
    　前記親機は、自己に割り当てられる前記下り方向の第１タイムスロットで無線信号を送信するように構成され、
    　前記１乃至複数の中継機の各々は、前記下り方向の第１タイムスロットで前記無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットのうち自己に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットで前記親機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
    　前記１乃至複数の子機の各々は、前記下り方向の第１タイムスロット又は前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットで前記無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットのうち自己に割り当てられる上り方向の第１タイムスロットで無線信号を送信するように構成され、
    　前記１乃至複数の中継機の各々は、前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットで前記１乃至複数の子機が送信する前記無線信号を受信し、且つ前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットのうち自己に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットで前記１乃至複数の子機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
    　前記親機は、前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロット及び前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットで前記無線信号を受信するように構成され、
    　前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットは、前記フレームにおいて、前記下り方向の第１タイムスロットと前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットとの間に配置され、前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットは、前記フレームにおいて、前記１乃至複数の上り方向の第１タイムスロットの後に配置されることを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記１乃至複数の中継機は、前記親機との間で直接無線信号を送受信する第１中継機と、前記第１中継機を介して前記親機との間で無線信号を送受信する第２中継機とを含み、
    　前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロットは、２つ以上の下り方向の第２タイムスロットを含み、
    　前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットは、２つ以上の上り方向の第２タイムスロットを含み、
    　前記フレームの前記２つ以上の下り方向の第２タイムスロットにおいて、前記第１中継機に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットの後に、前記第２中継機に割り当てられる下り方向の第２タイムスロットが配置され、且つ前記フレームの前記２つ以上の上り方向の第２タイムスロットにおいて、前記第１中継機に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットの前に、前記第２中継機に割り当てられる上り方向の第２タイムスロットが配置されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
  3. 　前記親機は、前記上り区間における全てのタイムスロットで無線信号の受信状態となるように構成され、前記１乃至複数の中継機の各々は、前記上り方向の全ての第１タイムスロットで無線信号の受信状態となるように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
  4. 　前記第２中継機は、前記下り区間においては、前記第１中継機に割り当てられる前記下り方向の第２タイムスロットで前記第１中継機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる前記下り方向の第２タイムスロットで前記第１中継機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
    　前記第２中継機は、前記上り区間においては、前記上り方向の全ての第１タイムスロットで前記１乃至複数の子機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる前記上り方向の第２タイムスロットで前記１乃至複数の子機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
    　前記第１中継機は、前記上り区間においては、前記上り方向の全ての第１タイムスロットで前記１乃至複数の子機が送信する前記無線信号を受信し、さらに、前記第２中継機に割り当てられる前記上り方向の第２タイムスロットで前記第２中継機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる前記上り方向の第２タイムスロットで前記１乃至複数の子機及び前記第２中継機から受信した前記無線信号を送信するように構成されることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
  5. 　前記親機は、前記１乃至複数の子機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む前記無線信号を一定の周期で定期的に送信するように構成され、
    　前記１乃至複数の子機の各々は、前記返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第１タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、
    　前記１乃至複数の中継機の各々は、前記周期よりも長い期間に亘って前記親機が送信する前記返信要求メッセージを含む無線信号を受信しなかった場合、自己に割り当てられている前記下り方向の第２タイムスロットを除く全ての前記下り区間で受信状態となり、且つ前記下り区間で受信した前記返信要求メッセージを含む無線信号を、当該返信要求メッセージを受信したフレームの次のフレームにおいて自己に割り当てられた前記下り方向の第２タイムスロットで送信し、且つ前記上り方向の第２タイムスロットのうちで、自己に割り当てられた前記上り方向の第２タイムスロットを除く全ての前記第２タイムスロットで受信状態となり、且つ前記次のフレームにおける前記上り方向の第２タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を受信すれば、さらに次のフレームにおける前記上り区間で、自己に割り当てられた前記上り方向の第２タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成されることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
  6. 　前記１乃至複数の中継機の各々は、自己の第２タイムスロットの割当を設定するための設定部を備えることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の無線通信システム。
  7. 　前記１乃至複数の中継機の各々は、自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットのうちの少なくとも１つが割り当てられていない場合、前記親機に対して登録要求メッセージを含む無線信号を送信した後、前記親機から前記登録要求メッセージに対する登録許可メッセージを含む無線信号を受信すると、前記登録許可メッセージに含まれるタイムスロットの割当情報に基づいて前記自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットのうちの少なくとも１つに割り当てられるように構成され、
    　さらに、前記１乃至複数の中継機の各々は、前記自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットの両方が割り当てられている場合、他の中継機が送信する前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信すると、前記登録要求メッセージを含む無線信号を送信して前記親機へ中継するように構成され、
    　前記親機は、前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信すると、前記２つ以上の下り方向の第２タイムスロットのうち、前記フレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロットから順番に割り当て、且つ前記２つ以上の上り方向の第２タイムスロットのうち、前記フレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットから順番に割り当てるように構成されることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
  8. 　前記１乃至複数の中継機に自己の第１タイムスロットおよび第２タイムスロットのうちの少なくとも１つが割り当てられていない場合において、前記親機は、中継回数の上限を指定した応答要求メッセージを含む無線信号を送信し、前記応答要求メッセージに対する応答メッセージを含む無線信号を前記１乃至複数の中継機から受信すると、前記中継回数の上限が少ない前記応答要求メッセージに対して応答メッセージを返信する中継機から順番に、前記２つ以上の下り方向の第２タイムスロットのうち前記フレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロット及び前記２つ以上の上り方向の第２タイムスロットのうち前記フレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットを割り当てるように構成され、
    　前記１乃至複数の中継機の各々は、前記応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記応答要求メッセージの前記中継回数が前記上限に達していれば、前記応答要求メッセージを含む無線信号を送信せず、前記中継回数が前記上限に達していなければ、前記中継回数に１を加えて前記応答要求メッセージを含む無線信号を他の中継機へ送信し、且つ前記中継回数に関わらず、前記応答メッセージと前記中継回数を含む無線信号を前記親機へ送信するように構成されることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
  9. 　前記親機は、前記１乃至複数の中継機に対して応答を要求する応答要求メッセージを含む無線信号を前記下り方向の第１タイムスロットで送信し、
    　前記１乃至複数の中継機の各々は、前記下り区間において、前記下り方向の第１タイムスロットで前記応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記応答要求メッセージ及び中継回数を含む無線信号を、前記２つ以上の下り方向の第２タイムスロットのうち自己に割り当てられている前記下り方向の第２タイムスロットで送信し、自己に割り当てられている前記下り方向の第２タイムスロット以外の下り方向の第２タイムスロットで前記応答要求メッセージ及び前記中継回数を含む無線信号を受信した場合、前記応答要求メッセージを含み且つ前記中継回数をインクリメントして更新した中継回数を含む無線信号を、自己に割り当てられている前記下り方向の第２タイムスロットで送信し、さらに、前記上り区間において、前記下り区間に受信した前記無線信号に含まれる前記応答要求メッセージに対する応答メッセージ及び前記無線信号に含まれる前記中継回数を含む無線信号を、前記２つ以上の上り方向の第２タイムスロットのうち自己に割り当てられている前記上り方向の第２タイムスロットで送信するように構成され、
    　前記親機は、前記１乃至複数の中継機が送信した前記無線信号を受信すると、前記無線信号に含まれる前記中継回数が少ない中継機から順番に、前記２つ以上の下り方向の第２タイムスロットのうち前記フレームの先頭に近い下り方向の第２タイムスロット及び前記２つ以上の上り方向の第２タイムスロットのうち前記フレームの最後尾に近い上り方向の第２タイムスロットを割り当てるように構成されることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
  10. 　前記１乃至複数の中継機の各々は、他の中継機が送信した無線信号を受信したときの受信信号強度を計測し、前記計測値と前記応答メッセージを含む前記無線信号を送信するように構成され、
    　前記親機は、前記中継回数が等しい２つ以上の中継機に対して、前記２つ以上の中継機から受信した前記無線信号に含まれる前記計測値が大きい中継機から順番に、前記フレームの先頭に近い前記下り方向の第２タイムスロット及び前記フレームの最後尾に近い前記上り方向の第２タイムスロットを割り当てるように構成されることを特徴とする請求項８又は９記載の無線通信システム。
  11. 　前記親機は、音又は光の少なくとも何れか一方で報知する報知部を備え、前記１乃至複数の子機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記下り方向の第１タイムスロットで送信し、且つ前記返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも１つの子機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合に前記報知部で報知するように構成されることを特徴とする請求項２～１０の何れか１項に記載の無線通信システム。
  12. 　前記親機は、前記１乃至複数の子機の全てに対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記下り方向の第１タイムスロットで送信し、且つ前記返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも１つの子機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合、前記１乃至複数の中継機に対して、前記１乃至複数の下り方向の第２タイムスロット及び前記１乃至複数の上り方向の第２タイムスロットを割り当て直すように構成されることを特徴とする請求項２～１０の何れか１項に記載の無線通信システム。
  13. 　請求項１～１２の何れか１項に記載の無線通信システムに用いられる親機。
  14. 　請求項１～１２の何れか１項に記載の無線通信システムに用いられる前記１乃至複数の中継機のうちの何れか１つの中継機。
  15. 　請求項１～１２の何れか１項に記載の無線通信システムに用いられる前記１乃至複数の子機のうちの何れか１つの子機。
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