通信装置並びにその制御方法、制御装置並びにその制御方法、及びプログラム
【課題】制御局から複数の端末局に対してデータを無線伝送するシステムに於いて、通信環境の変化に伴うデータの欠落を防止し、高い信頼性でデータを無線伝送することを可能にする技術を提供する。
【解決手段】複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける通信装置であって、通信装置が通信可能な他の通信装置の識別情報を送出し、制御装置または他の通信装置からデータを受信し、データの中継指示と通信タイミングが制御装置から通知されている場合は、複数の通信装置のうちの少なくとも１つと中継装置とが、制御装置と複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、データの送出を制御する。
【解決手段】複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける通信装置であって、通信装置が通信可能な他の通信装置の識別情報を送出し、制御装置または他の通信装置からデータを受信し、データの中継指示と通信タイミングが制御装置から通知されている場合は、複数の通信装置のうちの少なくとも１つと中継装置とが、制御装置と複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、データの送出を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及びその制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信路を介して接続された機器間で安定したデータ伝送を行う構成としては、各機器間の伝送路上にデータを中継する複数の無線局を配置し、複数の経路で中継伝送路を実現する構成が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。中継伝送を行う構成としては、専用の中継局を用いずに無線端末局を中継局として動作させる構成も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、冗長データ伝送により伝送すべきデータの信頼性向上を図る為に、同一データを複数回伝送する構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。特に、データ伝送手法として、再送制御の適用が出来ないブロードキャストやマルチキャストデータの複数伝送を制御する構成も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３６６３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２９７７号公報
【特許文献３】特開２０００−０２２６７１号公報
【特許文献４】特開２００３−０３７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の中継伝送路を用いて複数経路を構成する手法では、伝送経路のトラヒックの発生状況や回線の接続状況を把握し、伝送経路に問題が発生した場合に、あらかじめ設定された複数経路からデータ伝送を行う（特許文献１）。しかしながら、この構成では、伝送路上で問題が発生したことを検出してから伝送経路の切換が行われる。このため、伝送データの有効期間（ライフタイム）が短いストリームデータ伝送を行う場合に、通信が瞬間的に切断され正しく伝送できないという課題があった。また、データ送信機器から複数の機器に同期したストリームデータ伝送を行う場合、各機器に対して異なった伝送経路が設定され、データ到達時間が保証されないといった課題もある。
【０００６】
また、制御局と接続されている端末局が、通信可能な他の端末局を検出した後に、代表中継端末を決定して端末群を構成する事で、制御局から代表中継端末配下の端末データを伝送し中継させる手法がある（特許文献２）。また、制御局と端末群の利用する周波数を一致させる事で、代表中継端末が正しくデータ受信できない場合に、データを正しく受信できた端末局が代表中継端末にデータを中継することが提案されている。しかしながら、この構成では端末群配下の端末局へのデータを代表中継端末で一旦終端し、代表中継端末で再送を含む転送制御を行う。この為に、制御局と代表中継端末間で再送制御が発生した場合に、制御局と端末間のデータ伝送に大きな遅延が発生してしまう。また、端末局が中継を行う場合には、端末局が代表中継端末のデータ受信が失敗した事を知る手順が必要となり、通常の通信状態以外に余分な制御手順が発生し更に伝送遅延が増加してしまう課題がある。また更に、制御局が直接通信を行わない端末局との間で再送制御の切換を行う為の手順も必要となり、制御が複雑になるという課題がある。
【０００７】
冗長データ伝送手法に於いては、同一パケットを複数回伝送し、受信パケットの内容を比較し多数決判定により最適なパケットを選択する手法がある（特許文献３）。また、システムの状態に応じて伝送回数を制御する事で無駄な伝送を抑える手法などがある（特許文献４）。しかしながら、端末−端末間で同一パケットを複数回伝送する場合、無線伝送経路が一時的に通信不能となるとその効果は得られなくなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による通信装置は以下の構成を備える。即ち、複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける該通信装置であって、当該通信装置が通信可能な他の通信装置の識別情報を送出する送出手段と、前記制御装置または他の通信装置から前記データを受信する信号受信手段と、該データの中継指示と通信タイミングが前記制御装置から通知されている場合は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つと前記中継装置とが、前記制御装置と前記複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、前記データの送出を制御する送出制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制御局から複数の通信装置に対してデータを無線伝送するシステムに於いて、通信環境の変化に伴うデータの欠落を防止し、高い信頼性でデータを無線伝送することを可能にする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】制御局とノードの構成例を表す図である。
【図２】制御局及びノードの構成を示すブロック図である。
【図３】制御局がノードを検出するシーケンスを示すシーケンス図である。
【図４】制御局の制御部が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】制御局の指示によりノードが無線通信可能な周辺ノード検索を行うシーケンスを表すシーケンス図である。
【図６】制御局からノードが無線通信可能な周辺ノード検索を行うために、制御部が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】制御局のメモリに保存される各ノードが周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルの例を示す図である。
【図８】伝送されるデータを模式的に示す図である。
【図９】制御局の制御部が実行を制御する、中継通信スロット数を決定する為の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】制御局の制御部が実行を制御する、複数ノードから中継ノード選択設定するための中継ノード選択設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】各ノードが周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルを再構成した結果を例示する図である。
【図１２】制御局とノードのデータ伝送及び中継伝送動作を示すシーケンス図である。
【図１３】制御局とノードで伝送されるフレームフォーマットであり、データフレーム伝送時に用いられる情報を明記した図である。
【図１４】各ノードの制御部が実行を制御する、データ受信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】中継ノードとして選択されたノードの制御部が実行を制御する、データ中継処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】制御局によるノードを検出する他の手法を示すシーケンス図である。
【図１７】制御局がノードを検出した後に、各ノード間との通信品質を測定する動作を示すシーケンス図である。
【図１８】通信品質を測定した結果を示す通信品質測定結果テーブルである。
【図１９】制御局とノード間で通信品質測定処理を示すフローチャートである。
【図２０】通信品質情報を参照した中継ノード選択設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
＜＜実施形態１＞＞
本実施形態の制御局（制御局装置）や端末局（通信装置、以下ノードと記載）の構成及び制御動作について、図１から図１６を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る、制御局とノードの構成例を表す図である。図１において、１０１は本実施形態に係る冗長通信経路（中継装置を経由する伝送経路）生成処理を実行する制御局である。１０２〜１０７は各々中継ノードとして動作可能なノードである。１０８は制御局１０１の無線通信範囲である。１０９は各ノードへ伝送するデータを生成するデータ処理装置である。１１０〜１１６は各ノードが無線通信可能なノードを表すテーブルである。
【００１４】
図２は、制御局１０１及びノード１０２〜１０７の構成を示すブロック図である。ただし、図２では、ノードの代表例としてノード１０２の構成を示しているが、ノード１０３〜１０７の構成も同様である。
【００１５】
図２において、２０１、２０７は、伝送路上の電波を検出するキャリア検出部として機能するとともに、電波を用いたデータの送受信とアンテナを制御する機能を有する無線通信部である。特に、無線通信部２０７は、外部装置からの無線信号を受信する信号受信手段として機能する。２０２、２０８は、本実施形態に係る処理を行う制御部である。２０３、２０９は、データ及び制御プログラムを保存するメモリである。２０４、２１０は、通信制御で必要となる時間計測を行う為のタイマであり、複数の独立したタイマで構成されている。２０５は、データ処理装置１０９から制御局１０１へ、データ及び制御情報などを通信するための外部インターフェイスである。２１０は、制御局１０１から受信したデータの処理を行う信号処理部である。２０６、２１１は、無線通信部２０１、２０７の送受信に対して電波を入出力する為のアンテナである。
【００１６】
尚、以上の各装置と同等の機能を実現するソフトウェアにより、ハードウェア装置の代替として構成することもできる。
【００１７】
本実施形態では、説明の便宜のため、制御局、ノードをそれぞれ１つの装置で実現した構成について述べるが、複数の装置にリソースを分散した構成によって実現してもよい。例えば、記憶や演算のリソースを複数の装置に分散した形に構成してもよい。或いは、各装置上で仮想的に実現される処理単位毎にリソースを分散し、並列処理を行うようにしてもよい。
【００１８】
図３は、制御局１０１がノード１０２〜１０７を検出するシーケンスを示すシーケンス図である。図４は、制御局１０１の制御部２０２が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。図５は、制御局１０１の指示によりノードが無線通信可能な周辺ノード検索（検出）を行うシーケンスを表すシーケンス図である。図６は、制御局１０１からノードが無線通信可能な周辺ノード検索を行うために、制御部２０２が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。図７は、制御局１０１のメモリ２０３に保存される各ノード１０２〜１０７が周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルの例を示す図である。図３〜図７については、後の記述において参照して説明する。
【００１９】
図８は、本実施形態で伝送されるデータを模式的に示す図である。８０１〜８０６はデータ処理装置１０９で生成される各ノード伝送データであり、例えば、音響信号のストリームデータである。８０７はデータの有効時間である。８０８は各ノードの伝送データ８０１〜８０６が無線伝送のために時間軸上で圧縮多重されたデータである。８０９は８０８のデータを無線伝送するために必要な時間である。８１０は制御局１０１から全ノードに対して出力されるビーコン信号である。８１１から８１３は中継ノードが受信データを中継伝送するまでの時間である。
【００２０】
図９は、制御局１０１の制御部２０２が実行を制御する、中継通信スロット数を決定する為の処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、制御局１０１の制御部２０２が実行を制御する、複数ノードから中継ノード選択設定するための中継ノード選択設定処理（冗長パス設定処理）の手順を示すフローチャートである。図１１は、制御局１０１の制御部２０２で中継ノード選択処理を行う為にメモリ２０３に保存される、各ノード１０２〜１０７が周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルを再構成した結果を例示する図である。図１２は、制御局１０１とノード１０２〜１０７のデータ伝送及び中継伝送動作を示すシーケンス図である。図９〜図１２についても、後の記述において参照して説明する。
【００２１】
図１３は、制御局１０１とノード１０２〜１０７で伝送されるフレームフォーマットであり、データフレーム伝送時に用いられる情報を示した図である。１３０１はフレームの種別を識別するフレームタイプフィールドであり、１３０２はコマンドフレーム、１３０３はレスポンスフレーム、１３０４はデータフレームを各々示すコードが記載される事を示している。１３０５は通信相手の固有識別情報（識別情報）、又は、全てのノードで受信可能なブロードキャスト情報を書き込む宛先アドレスフィールドである。１３０６は送信元の固有識別情報を書き込む送信元アドレスフィールドである。
【００２２】
１３０７はフレーム伝送で必要となる情報を書き込む制御フィールドであり、１３０８のサブタイプ領域と１３０９のパラメータ領域により構成される。１３１０はデータフレームを示すコードがサブタイプ領域１３０８に書かれていることを示し、１３１１はデータフレームで伝送されるデータの多重数を記載する領域である。１３１２はデータの識別情報を書き込む領域であり、制御局から伝送されるデータ−フレームはソースを示すコードが記載され、中継ノードから伝送されるデータフレームでは中継を示すコードが記載される。１３１３はタイムスタンプ情報を記載するフィールドである。１３１４はフレームタイプフィールドからタイムスタンプフィールドまでのフレームヘッダの誤りを検出するためのフレームチェックシーケンスである。
【００２３】
１３１５は各ノードデータを格納する情報フィールドであり、各ノードデータが全て格納される。１３１６は、情報フィールド１３１５に格納されている一つのノードデータを識別する為のデータ識別情報領域であり、例えばノードＡ１０２を示すアドレスやデータ配列番号などのノードを識別可能な情報が記載される。１３１７はその後に続くデータ長を示すレングス（length）情報領域である。１３１８はノード宛てのデータが格納されるデータ／誤り訂正符号領域である。データ／誤り訂正符号領域１３１８には、転送するデータそのもののみならず、例えば、リードソロモン符号や畳込み符号などの誤り訂正符号により符号化されたデータをも格納することができる。これにより、データ／誤り訂正符号領域１３１８に格納された情報を用いて誤り訂正が出来るように構成する事が出来る。１３１９はデータ識別情報領域１３１６からデータ領域１３１８までのデータの誤り検出を行う為のフレームチェックシーケンスを格納する領域である。
【００２４】
図１４は、各ノード（例えば１０２）の制御部２０８が実行を制御する、データ受信処理の手順を示すフローチャートである。図１５は、中継ノードとして選択されたノードの制御部２０８が実行を制御する、データ中継処理の手順を示すフローチャートである。図１６は、制御局１０１によるノードを検出する他の手法を示すシーケンス図である。図１４〜図１６についても、後の記述において参照して説明する。
【００２５】
（処理の概要）
図１に例示した構成において、データ処理装置１０９からのデータを伝送するために、制御局１０１とノード１０２〜１０７は、以下の処理を実行して当該データをノード１０２〜１０７に伝送する。
（１）ノード検出処理
まず、制御局１０１は、当該制御局１０１と無線通信可能なノードを検出することによって、データの送信先となるノードを検出する処理を行う。
（２）周辺ノード検索処理
次に、ノード１０２〜１０７は、当該ノードが無線通信可能な他のノードを検索（検出）する処理を行い、検索されたノードの識別情報を制御局１０１に通知する。
（３）中継通信スロット演算処理
次に、制御局１０１は、ビーコン周期に割り当て可能な中継通信スロット数を算出する。ここでは、ビーコン周期に伝送すべきデータの量と、装置間における通信可能帯域と、に基づいて、ビーコン周期に伝送すべきデータの伝送時間を演算し、この伝送時間とビーコン周期と、に基づいてビーコン周期に割り当て可能な中継通信スロット数を算出する。なお、中継通信スロットは、データの中継伝送を行うための期間であり、中継の通信タイミングに相当する。
（４）中継ノード選択設定処理
次に、制御局１０１は、受信した識別情報に基づいて、データの伝送を中継する中継ノード（中継装置）を複数のノードから選択し、選択された中継装置による中継の通信タイミングを決定する。この中継装置の選択と、通信タイミングの決定は、中継通信スロット演算処理において算出された中継通信スロット数に基づいて行われる。そして、選択された中継装置に対して、データ中継の指示と通信タイミングを通知する。ここで、上記の決定は、制御局１０１から２以上の伝送経路を介してデータを受信するノードが存在するようになされる。
（５）データ伝送処理
次に、制御局１０１は、伝送すべきデータを送信する。中継装置として選択されたノードは、受信したデータを中継する処理を行う。即ち、データ中継の指示と通信タイミングが制御局１０１から通知されているノードは、受信したデータを通知された通信タイミングに合わせて送出制御する。
【００２６】
以下、各処理の詳細を説明する。
【００２７】
（ノード検出処理）
次に、ノード検出処理（接続処理）について図１〜図４を参照して説明する。以下、図３に示されたシーケンスと、図４のフローチャートの手順に沿って順に説明する。
【００２８】
初めに制御局１０１の電源が投入されると、制御部２０２は無線通信部２０１の初期化処理とビーコン周期などのビーコン送信に必要な情報を設定し、ビーコン信号３０１の送信を開始する。ビーコン送信指示が完了した制御部２０２は、図４のステップＳ４０１において、タイマ２０４に接続待機タイマ値を設定した後に、接続処理動作に移行し接続待機タイマをスタートさせる。そして、ノードからの接続要求確認ステップＳ４０２に移行し接続要求の確認を行う。ここで、接続要求が検出されない場合（ステップＳ４０２でＮＯ）は、接続待機時間のタイムアウト監視ステップＳ４０７に移行し接続待機時間のタイムアウトを確認する。そこで、接続待機時間が経過していない場合（ステップＳ４０７でＮＯ）には、再度接続要求確認ステップＳ４０２に移行し接続要求の確認を行う。ステップＳ４０２において、接続要求が検出される（ステップＳ４０２でＹＥＳ）か、待機時間が経過する（ステップＳ４０７でＹＥＳ）までの間はこの処理を繰り返す。つまり、ステップＳ４０１で接続待機タイマをスタートさせてからは、接続待機タイマがタイムアウトするまで、ノードからの接続要求の受信を待機する。
【００２９】
仮に接続待機時間のタイムアウト監視ステップＳ４０７に於いて、接続待機時間のタイムアウト３１５を検出する（ステップＳ４０７でＹＥＳ）と、制御部２０２は一旦接続処理を完了し、既に複数のノードが検出されているかを確認する。ここで、複数のノードが検出されていない場合で、データ処理装置１０９からのデータ送信指示がない場合には再度、ステップＳ４０１に戻り接続処理を行う。また、制御局１０１の制御部２０２が、既に複数の検出ノードがあることを検知した場合には、接続処理を行わず、図６に示すノード検索処理へ移行する。
【００３０】
一方、各ノード１０２〜１０７は、電源投入後、制御部２０８の制御により無線通信部２０７の初期化を行い、その後、制御局１０１から送信されるビーコン３０１の受信検出動作を繰り返す。
【００３１】
図３の例では、ノードＦ１０７に於いてビーコン３０１が検出されると、ノードＦ１０７の無線通信部２０７から制御部２０８に対してビーコン検出情報が出される。このビーコン検出情報を受けた制御部２０８は、無線通信部２０７に対して制御局１０１への接続要求信号送信指示を出す。この指示を受けた無線通信部２０７は、はじめにランダムに値が生成されるランダムバックオフ時間３０２の間だけ無線空間伝送路上のキャリアセンスを行う。そして、ランダムバックオフ時間の間に他ノードのキャリアが検出されなかった場合は、図３のように、制御局１０１に対して接続要求３０３を送信し、接続許可信号３０７の受信を待機する。
【００３２】
制御局１０１で接続要求受信３０４を検出すると（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、制御局１０１の制御部２０２の接続処理はステップＳ４０３へ移行し、接続待機タイマのリセットを行う。そして、ステップＳ４０４へ移行し接続許可信号を送信する処理を行う。接続許可信号送信処理（ステップＳ４０４）では、接続要求３０４に含まれるノードＦの固有識別情報を宛先アドレスにセットした接続許可信号３０６を生成し、無線通信部２０１を介してノードＦ１０７へ伝送する。そして、検出ノード登録処理を行うステップＳ４０５へ移行する。ステップＳ４０５では、先に取得したノードＦ１０７の固有識別情報を検出ノードテーブル３０８に登録しメモリ２０３へ保存する。そして、ステップＳ４０６において、接続待機タイマをスタートさせた後に、再度接続要求検出動作を行う。
【００３３】
一方、図３のように、制御局１０１からの接続許可信号３０７を受信したノードＦ１０７は、接続状態となり、制御局１０１からの周辺ノード検索指示信号、若しくは、データの受信を待機する。
【００３４】
図３の例では、続いてノードＢ１０３からの接続要求３１０が送信されている。これに対して、接続要求３１１を受信すると、制御局１０１は、ノードＦ１０７の接続処理と同様の処理により接続許可信号３１２を送信し、検出ノードテーブル３１４にノードＢ１０３の情報を登録する。一方、制御局１０１からの接続許可信号３１３を受信したノードＢ１０３は、ノードＦ１０７同様に接続状態に移行し、制御局１０１からの周辺ノード検索指示信号、若しくは、データ受信を待機する。このようにして制御局１０１の制御部２０２で接続処理が繰り返し行われ、接続待機時間が経過した後に複数の検出ノードがあることを検知すると、接続処理を終了しノード検索処理へ移行する。
【００３５】
本実施形態では、制御局１０１の接続待機時間のタイムアウトと検出ノード数に基づいて、ノード検索処理の実行を制御する構成について例示的に説明している。しかし、制御局１０１が、外部インターフェイス２０５を介してデータ処理装置１０９から、あらかじめ通信するノード数情報を通知されている場合には、この通知情報に基づいて接続処理を制御することが可能である。例えば、データ処理装置１０９から、通信ノード数が６台と通知され、ノード検出が３台しかない場合には、接続待機時間がタイムアウトした後に検出ノードが２台検知されても、接続処理を継続するように構成する事が可能である。また、この動作で制御局１０１の制御部２０２に於いて、接続待機時間の最大タイムアウト回数を設定し、この回数を超えても所定のノード数が検出されない場合に、データ処理装置１０９にエラー情報を伝送し処理を完了するように構成する事も可能である。
【００３６】
また、先の説明では制御局１０１からビーコン信号３０１を送出し、このビーコン信号３０１を受信したノード１０２〜１０７が自動的に接続動作に移行する例を示した。しかし、ノード検出動作はこれに限らず、図１６に示すように制御局１０１から能動的にノード検索を行ってもよい。このような処理を適宜実行する事で、あらかじめ接続すべきノードの数がわかっていて、検出されたノード数がその値に満たない場合には、その検出時間を短縮できる可能性が高くなる。以下、図１６を参照して、能動的にノード検出を行う動作について説明する。
【００３７】
先の説明と同様に、制御局１０１の制御部２０２でノード検出動作に移行すると、制御局１０１は全てのノードが受信可能なブロードキャストを用いて機器検索信号１６０１を生成し無線通信部２０１を介して送信する。そして、あらかじめ定めたノード検出時間をタイマ２０４に設定し、機器検索応答時間の計測を開始する（１６０２）。この機器検索信号１６０３を受信したノード１０２〜１０７はアクセス競合回避のためのランダムバックオフ時間１６０４だけキャリアセンスを行い、このランダムバックオフ時間が早く終了したノードＦ１０７が機器検索応答信号１６０５を送信する。この機器検索応答信号１６０６を受信した制御局１０１では、前記説明と同様に機器検索応答信号に含まれるノードＦ１０７の固有識別情報を検出ノードテーブル１６０７に登録しメモリ２０３へ保存する。
【００３８】
そして、ノードＦ１０７の機器検索応答１６０５の送信が完了し、無線伝送路上の電波が検出されなくなると、機器検索信号１６０１を受信した他のノードが再度ランダムバックオフ手順１６０８を行い、前記同様に送信を試みる。そして、ランダムバックオフ時間が早く終了したノード１０４が機器検索応答信号１６０９を送信し、この信号１６１０を受信した制御局１０１は、前記同様に検出ノードテーブル１６１１を更新する。
【００３９】
しかし、機器検索信号１６０１を受信し、ランダムバックオフ手順により、送信機会が得られなかったノード１０６Ｅは、アクセスリトライオーバー１６１２となり、応答信号送信を中断してしまう。そこで、制御局１０１では、機器検索応答受信はノード検出時間の設定時間を経過するまで継続した後に、この時間がタイムアウト１６１３すると、再度機器検索信号を送信する。この手順の繰り返しは、前記ビーコン検出による処理と同様である。
【００４０】
以上説明したように、制御局１０１から能動的に機器検索を行わせるようにしてもよい。この場合、ノード検出時間間隔を短く設定する事で、ノードがこの検索信号を受信する機会を増やし、結果的に検索時間を短縮できる可能性がある。なお、この機器検索信号の詳細については説明を省いているが、この信号にノード検出時間の設定値を含める事で、同信号の有効期間を通知でき、新たに送信される機器検索信号とノードからの応答信号の衝突を回避できる。
【００４１】
なお、ここでは、制御局１０１と無線通信可能なノードを検出する手法として、制御局１０１とノードとの通信に基づくものを例示的に説明したが、これに限られない。例えば、送信対象のノードの識別情報のリスト情報を入手したり、ユーザからの指示入力に基づいて検出してもよい。或いは、ＧＰＳ（Global Positioning System）を制御局１０１及び各ノードに設けて制御局１０１と無線通信可能なノードを検出してもよい。
【００４２】
（周辺ノード検索処理）
次に、各ノードが無線通信可能な周辺ノードを検索するノード検索処理（周辺ノード検索処理）について、図１、図２及び図５〜図７を参照して説明する。
【００４３】
制御局１０１の制御部２０２に於いて複数のノードが検出され、接続処理からノード検索処理が行われると、同制御部２０２はステップＳ６０１へ移行し、メモリ２０３に保存した検出ノードテーブル５０１を読み出す。そして、このテーブル５０１に登録されているノード情報のうち、周辺ノード検索を行っていないノードの固有識別情報を読み出して、ステップＳ６０２で周辺ノード検索時間をタイマ２０４に設定しステップＳ６０３へ移行する。
【００４４】
ステップＳ６０３では、先に読み出したノード（例えば１０７）の固有識別情報を宛先とした周辺ノード検索時間情報を含む周辺ノード検索指示信号（指示情報）５０２を無線通信部２０１を介して送信（送出制御）する。周辺ノード検索指示信号５０２の送信が完了すると、周辺ノード検索指示応答待機時間をタイマ２０４に設定後、当該タイマ２０４をスタートさせる（Ｓ６０４）。そして、ステップＳ６０５、Ｓ６０６において、周辺ノード検索指示に対する応答の受信５０５を待機する。ここで、仮に周辺ノード検索指示応答待機時間を経過しても応答信号が得られない場合（ステップＳ６０５でＮＯ、ステップＳ６０６でＹＥＳ）には、ステップＳ６０７へ移行する。ステップＳ６０７では、あらかじめ設定されている最大再送回数の範囲で、同一ノードＦ１０７に対して検索指示信号５０２の送信を繰り返す。
【００４５】
そして、周辺ノード検索指示応答５０５が受信される（ステップＳ６０５でＹＥＳ）と、ステップＳ６０８へ移行する。ステップＳ６０８では、タイマ２０４に設定された周辺ノード検索時間計測タイマを起動し、ステップＳ６０９へ移行し、この時間が経過するまでの間待機する。
【００４６】
一方、周辺ノード検索指示信号５０３を受信したノードＦ１０７は、この信号に含まれる周辺ノード検索時間をタイマ２１０に設定すると共に、制御局１０１を宛先にした周辺ノード検索指示応答５０４を無線通信部２０７を介して送信する。周辺ノード検索指示応答５０４の送信が完了すると、タイマ２１０に設定された周辺ノード検索時間計測タイマを起動する。そして、制御部２０８でブロードキャストアドレスを設定した機器検索信号５０７生成して、無線通信部２０７を介して送信すると共に、タイマ２１０により機器検索応答待機時間の計測を開始５０８する。
【００４７】
この信号を受信した周辺ノード１０６、１０５、１０２は、制御局１０１との接続動作と同様ランダムバックオフ時間キャリアセンスした後に、キャリアを検出していないノードＥ１０６が機器検索応答信号５０９を送信する。機器検索応答信号５１０を受信したノードＦ１０７は、この信号に含まれる固有識別情報を周辺ノード検索結果テーブル５１１に登録しメモリ２０９に保存し、他のノードからの応答を待機する。また、先に機器検索信号５０７を受信し、ノードＥ１０６と送信タイミングの競合が発生したノードＤ１０５とノードＡ１０２は、ノードＥ１０６の送信完了後、再度ランダムバックオフ手順を実施し、応答信号送信を試みる。そして、この手順で先にバックオフ時間が経過したノードＤ１０５が、自局固有識別情報を含む機器検索応答信号５１２を送信する。この機器検索応答信号５１３を受信したノードＦ１０７は、ノードＥ１０６検出時と同様に、この信号に含まれる固有識別情報を周辺ノード検索結果テーブル５１４に更新し、メモリ２０９に保存する。ノードＦ１０７による一度の機器検索信号送信に対する一連の動作は、機器検索応答待機時間が経過するまで継続し、この待機時間が経過すると５１６、再度機器検索信号５１７を送信する。ここで、周辺ノード検索応答５０４送信後に起動した周辺ノード検索時間計測タイマの設定時間が経過すると５１８、ノードＦ１０７は一連の周辺機器検索動作を終了する。
【００４８】
同様に周辺ノード検索時間計測タイマの設定時間が経過５２０した事を検知した制御局１０１の制御部２０２は、ステップＳ６１０に移行する。そして、ノードＦ１０７の固有識別情報を宛先にしたノード検索結果要求信号５２１を生成し、無線通信部２０１を介して送信する。その後に、制御局１０１の制御部２０２は、同信号の応答待機タイマを起動し（ステップＳ６１１）、応答を受信するまで待機する（ステップＳ６１２、Ｓ６１３）。仮にこのノード検索結果要求応答待機時間が経過しても応答が得られない場合（ステップＳ６１２でＮＯ、ステップＳ６１３でＹＥＳ）はＳ６１４へ移行し、最大再送回数の範囲でノード検索結果要求信号５２１の送信を繰り返す。
【００４９】
このノード検索結果要求信号５２２を受信したノードＦ１０７では、周辺ノード検索テーブルの情報を含むノード検索結果応答信号５２３を生成し、無線通信部２０７を介して制御局１０１に送信する。ノード検索結果応答信号５２４を受信した制御局１０１の制御部２０２は、この信号に含まれる周辺ノード検索テーブル５２５の情報をノードＦ１０７の固有識別情報と関連付けて保存（ステップＳ６１５）し、検出ノードテーブル５０１に検索完了フラグを付加する。そして、次にステップＳ６１６へ移行する。ステップＳ６１６では、周辺ノード検索が完了していないノードがあるか否かを確認し、完了していないノードがある場合にはステップＳ６０１へ移行し、一連の動作を繰り返す。そして、制御局１０１が検出した全てのノードについての、周辺ノード検索結果テーブル図７を作成し、メモリ２０３へ保存する。また、未完了ノードがない場合には、周辺ノード検索処理を完了し中継通信スロットの設定処理を行う。
【００５０】
なお、ここでは、ノードと無線通信可能な他のノードを検出する手法として、ノード間の通信に基づくものを例示的に説明したが、これに限られない。例えば、送信対象のノードの識別情報のリスト情報を入手したり、ユーザからの指示入力に基づいて検出してもよい。或いは、ＧＰＳを各ノードに設けて無線通信可能なノードを検出してもよい。
【００５１】
（中継通信スロット演算処理）
次に、中継通信スロット演算処理（冗長パス演算処理）について図２、図８、図９を参照し説明する。
【００５２】
制御局１０１が検出した全てのノードについて周辺ノード検索結果テーブル図７の作成が完了すると、ステップＳ９０１の処理を行う。ステップＳ９０１において、制御部２０２は、データ処理装置１０９から、伝送すべきノードデータ８０１〜８０６の数と各データの伝送速度（ビットレート）を含む情報を取得する。
【００５３】
次に、ステップＳ９０２において、ステップＳ９０１で取得した情報と検出ノードテーブルから、データ伝送で多重すべきデータ数を読み出す。
【００５４】
次に、ステップＳ９０３において、無線通信部２０１が無線通信可能な無線伝送速度（ビットレート）を示す無線伝送速度情報を無線通信部２０１から取得する。
【００５５】
次に、ステップＳ９０４において、この伝送すべきデータ１チャネルあたりの伝送速度（ビットレート）と、伝送チャネル多重数から、全てのノードへデータを伝送するために必要な通信帯域を算出する。そして、ステップＳ９０３で取得した無線伝送速度情報で示される無線伝送速度で、この算出された通信帯域のデータを伝送した場合に必要となる伝送時間を算出する。なお、図８では、説明の簡略化のため、ノード毎に送出するデータが異なっている場合を例示的に示しているが、複数のノードに同一のデータを伝送する場合にも本実施形態に係る構成を適用することができる。そして、複数のノードに同一のデータを伝送する場合には、同一データを重複して多重化する必要はない。例えば、図８において、データ８０１と、データ８０２、８０３が同一である場合は、データ８０１〜８０３を重複して多重化する必要はなく、データ８０１と、データ８０４〜８０６を多重化するだけでよい。このように、異なるデータのみを多重化することで、通信帯域を有効に利用して効率的なデータ伝送を行うことが可能となる。
【００５６】
次に、ステップＳ９０５へ移行し、データ処理装置から伝送されるデータ８０１〜８０６のデータ有効時間８０７とステップＳ９０４で算出した全データの無線伝送に要する時間から、中継通信スロットの割当可能な時間を算出する。即ち、データ有効時間８０７をデータ伝送時間８０９で割り算することにより、データ有効時間８０７内に割り当て可能な中継通信スロット数（＝データ有効時間８０７／データ伝送時間８０９）を算出する。なお、図８のように、データ有効時間８０７は、ビーコン８１０信号の周期と等しい。そして、この算出結果を中継通信スロット数としてメモリ２０３に保存し中継通信スロット演算処理を終了する。
【００５７】
本実施形態では、データ処理装置１０９から示されるノードデータ数と、検出ノード数が同じ場合の処理について例示的に説明している。しかし、検出ノード数がノードデータ数よりも少ない場合や、逆に多い場合なども考えられる。ノードデータが少ない場合の処理としては、データ処理装置１０９が指定する宛先ノード以外の通信路を切断することができる。ただし、後述の中継ノード選択設定処理により中継経路が有効な場合には中継ノードとして設定する事も可能である。また、ノードデータが検出ノードの数よりも多い場合には、先に周辺ノード検索結果テーブルを参照し、制御局が未検出なノードがある場合には再度接続処理動作を行う事が可能である。また、接続処理動作で、検出できない場合にはノードデータは多重化して伝送し、未検出ノードに対して中継ノード経由で複数通信経路を確保するように中継ノードを選択する事も可能である。
【００５８】
（中継ノード選択設定処理）
以下に中継ノード選択設定処理（冗長パス設定処理）について図２、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００５９】
中継通信スロット演算が終了した制御局１０１の制御部２０２では、図１０に示す中継ノード選択処理を開始する。初めにステップＳ１００１において、先に算出した中継通信スロット数を読み出した後に、ステップＳ１００２へ移行し周辺ノード検索結果テーブル（図７）を読み出す。
【００６０】
そして、ステップＳ１００３において、周辺ノード検索結果テーブル（図７）の内容を参照し、各ノードで無線通信可能な周辺ノードの数が多いものから順番に並び替えてテーブルを再構成する（図１１）。図７の例では、ノードＢ〜Ｄ（１０３〜１０５）、ノードＦ１０７の周辺ノード数が３つであるのに対し、ノードＡ１０２とノードＥ１０６の周辺ノード数が５つと多い。このため、ステップＳ１００３では、図１１のように、周辺ノード数の多いノードＡ１０２とノードＥ１０６の順位が繰り上がるように並び替えを行っている。
【００６１】
次に、ステップＳ１００４において、再構成した周辺ノード検索結果テーブルの上位ノードから順に中継通信スロット数だけノードを選択する。次に、ステップＳ１００５において、各ノードが中継可能なノードに対する経路から、全てのノードに対する通信経路の数を計算する。
【００６２】
そして、ステップＳ１００６において、この計算の結果、全てのノードに対して二つ以上の通信経路が設定できているかを検証する。仮に二つ以上の通信経路が設定できていない場合（ステップＳ１００６でＮＯ）には、ステップＳ１００７へ移行する。
【００６３】
そして、ステップＳ１００７で条件を満足していないノードを検出し、周辺ノード検索結果テーブル（図１１）から、このノードと無線通信可能な２つ以上のノードを新たな中継ノード（中継装置）として選択する。そして、ステップＳ１００５へ移行し、再度通信経路数の計算を行う。この手順は条件を満足できる中継ノードが見つかるか、あらかじめ定めた最大計算回数に達するまで行われる。この処理が完了する（ステップＳ１００６でＹＥＳ）と、Ｓ１００８へ移行する。このような処理により、本実施形態では、無線通信可能な他のノードの数が最も多いノードから優先的に中継装置として選択することになる。また、制御局１０１から２以上の伝送経路を介してデータを受信するノードが存在することになる。
【００６４】
そして、ステップＳ１００８において、中継ノードの選択を行う。このときに、通信経路計算処理が最大計算回数に達したために終了した場合には、条件を満足したノードの数が最も少ない中継ノードを選択する。
【００６５】
ステップＳ１００８における中継ノード選択が完了するとステップＳ１００９へ移行し、中継ノードとして選択されたノードが無線通信可能な、他の選択された中継ノード（図１１の１１０１、１１０２）を検出し、ステップＳ１０１０へ移行する。ステップＳ１０１０では、Ｓ１００９の結果から、他の中継ノードを多く含む一つの中継ノードから順番に選択し、中継通信スロットの割り当て順序を決定する。そして、ステップＳ１０１１において、中継通信スロットの割り当てが完了すると、各中継ノードに割り当てる通信タイミングを算出する。
【００６６】
次に、ステップＳ１０１２へ移行し、この算出されたタイミング情報と選択された中継ノードの固有識別情報を含む中継ノード設定指示信号（１２０１、１２０７、１２１３）を生成し、無線通信部２０１を介して各中継ノードへ送信（通知制御）する。この中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５を受信した各中継ノードは、制御局１０１に対して中継ノード設定指示応答１２０４、１２１０、１２１６を送信する。また、各中継ノードは、中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５に含まれる中継通信スロット情報を各中継ノードのタイマ２１０に設定し、設定処理を完了する。
【００６７】
（データ伝送処理）
次に、データ伝送処理動作（データ受信処理、データ中継処理、データ伝送制御処理）について図２、図１２〜図１５を参照し説明する。
【００６８】
まず、外部インターフェイス２０５を介してデータ処理装置１０９からデータ送信要求信号を受信すると、制御局１０１の制御部２０２は、データ処理装置１０９に対して応答信号を送信する。その後、データ処理装置１０９から外部インターフェイス２０５を介して、通信すべきノードデータを受信すると、制御部２０２は、このデータを一旦メモリ２０３へ保存する。そして、受信された各データに対して、誤り訂正符号化とフレームチェックシーケンス１３１９の演算を行い、その後、データ毎に各ノード宛てデータ識別情報１３１６とレングス情報１３１７を生成する。
【００６９】
全てのノードデータに対しての処理が完了すると、続いて図１３に示すデータ−フレームのヘッダの生成処理を行う。ヘッダ生成処理では、フレームタイプ１３０１にデータを示すコード１３０４を設定し、宛先アドレス１３０５にブロードキャストアドレスを、送信元アドレス１３０６には自局の固有識別情報を設定する。次に、制御フィールド１３０７のサブタイプ領域１３０８にデータ１３１０を示すコードを設定し、パラメータ領域１３０９のデータ多重数１３１１に、データ処理装置１０９から伝送されるデータチャネル数を設定する。
【００７０】
その後、データ種別１３１２にソースを示すコードを設定し、タイムスタンプフィールド１３１３に、例えば、ストリームデータの生成時間情報などを設定し、ヘッダ全てのフレームチェックシーケンス演算を行った後、ＦＣＳ１３１４を設定する。この一連の処理が完了すると、制御局１０１の制御部２０２は、図１２に示すように、無線通信部２０１を介して全てのノードに対してデータを送信１２２３する。
【００７１】
次に、図１４を参照して、ノードに於けるデータ受信処理を説明する。無線通信部２０７を介してデータを受信すると、ノードの制御部２０８は、一旦受信データをメモリ２０９へ保存し、データ受信処理を開始する。そして、ステップＳ１４０１において、データフレームのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ：Frame Check Sequence）演算を行い、ヘッダの誤りを確認する（ステップＳ１４０２）。ここで、ヘッダに誤りがある場合には受信したデータフレームは破棄し、誤りが無ければステップＳ１４０３で、フレームタイプ１３０１を識別し、ステップＳ１４０５でデータフレーム受信である事を確認する。なお、本実施形態ではヘッダ識別をデータ処理で行っているが、フレームを受信しメモリ２０９に転送する時点で、フレームタイプ１３０１の識別を行い、フレームタイプに合った処理を起動させてもよい。
【００７２】
データフレームの識別が完了すると、ステップＳ１４０６において送信先アドレス１３０６を読み出し、ステップＳ１４０７，Ｓ１４０８において、制御局１０１のアドレス又は中継局のアドレスと一致するか否かを判定する。一致する場合は、受信したデータは適正であるが、一致しない場合は適正ではないことになる。
【００７３】
まず、ステップＳ１４０７において制御局のアドレスと一致するか否かを判定する。制御局のアドレスと送信元アドレス１３０６とが一致する場合（ステップＳ１４０７でＹＥＳ）は、ステップＳ１４０９へ進む。一方、制御局のアドレスと送信元アドレス１３０６とが一致しない場合（ステップＳ１４０７でＮＯ）は、ステップＳ１４０８において、送信元アドレス１３０６が中継局のアドレスと一致するか否かを判定する。一致する場合（ステップＳ１４０８でＹＥＳ）はステップＳ１４０９へ進み、一致しない場合（ステップＳ１４０８でＮＯ）は処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ１４０９では、制御情報フィールドを読み出し、ステップＳ１４１０へ進む。ステップＳ１４１０では、自局が中継局として設定されているか否かを確認する。そして、自局が中継局として設定されている場合にはステップＳ１４１１へ移行し、受信データをメモリ２０９の中継データ保存領域へ転送して、ステップＳ１４１２へ移行し、そうでない場合には、そのままステップＳ１４１２へ移行する。
【００７５】
ステップＳ１４１２では、受信したフレ−ムの情報フィールド１３１５からデータ識別情報１３１６を検出し、自局宛識別情報を有するデータブロックをレングス情報１３１７を参照して取り込む。その後ステップＳ１４１３／Ｓ１４１４で、自局データ１３１８の誤り訂正処理とフレームチェックシーケンスによるエラーチェックを行う。この誤り訂正のうち、誤り訂正符号を用いたエラー訂正は、無線通信部２０７からフレーム受信時のメモリ２０９への転送と同時に、制御部２０８によるヘッダ解析を行うことで、受信データ転送時に行う構成も可能となる。
【００７６】
ここで示す、エラー修復処理（ステップＳ１４１４）では、今回のフレーム受信をする以前に正しいデータ受信の有無を判定する処理が含まれ、仮に既に正しいデータを受信している場合には、エラー修復処理（ステップＳ１４１４）を完了する。また、受信した全て自局宛データに誤りがある場合には、複数の受信データを用いて最尤処理によるエラー修復を行う処理も含まれる。そして、一連のデータ受信処理が終わるとデータ受信処理を完了する。
【００７７】
次に、中継ノードに設定されているノードの処理について説明する。まず、中継局として設定されているノードは、上述のように制御局１０１からの中継ノード設定指示信号に含まれる中継通信スロット情報に基づいて、制御局１０１から送信されるビーコン１２１９受信後、スロット時間計測を開始する（１２２０〜１２２２）。そして、制御局１０１から受信したデータフレームの受信処理を完了すると、制御部２０６ではデータ中継処理を開始し、ステップＳ１５０１で受信された全てのデータブロックに対してエラーの有無をチェックする。そこで、データブロック中に誤りを検出（ステップＳ１５０２）すると、既に複数の受信フレームが有るか否かを判定（ステップＳ１５０３）する。複数のデータフレームを受信している場合（ステップＳ１５０３でＹＥＳ）には、エラーが検出されているデータブロックの比較を行う（ステップＳ１５０４）。そして、他のデータフレームに含まれるデータブロックが、誤りを含むデータブロックと置き換え可能な場合は、エラーを含むデータブロックを正しいデータブロックに置き換えてデータフレームの再構成を行う（ステップＳ１５０５、Ｓ１５０６）。ここで、データブロックのエラーを修復できない場合や、エラーを含まないデータフレームがある場合には、データフレームの再構成は行わず次の処理へ移行する。特に、エラーを含むデータフレームを中継伝送するのは、先に説明した様にデータ受信処理のエラー修復処理で複数のデータブロックを用いて最尤処理を行う為である。
【００７８】
この処理が完了するとステップＳ１５０７へ移行し、送信元アドレスフィールド１３０８への自局固有識別情報設定や、データ種別１３１２への中継を示すコードへの再設定などのヘッダ生成処理を行う。そして、ステップＳ１５０８へ移行し、先に開始した中継通信スロット時間の経過を監視し、時間が設定時間を超えていなければ、ステップＳ１５０９において、ノードからのデータ受信の有無を確認する。この動作は、前記何れかの条件を満たすまで繰り返し続けられ、仮に中継通信スロット時間に達した場合には、中継データを無線通信部２０７を介して、他のノードに送信した後に、処理を終了する。
【００７９】
上記のように、本実施形態においては、制御局１０１が複数のノード（端末局、端末装置）１０２〜１０７を検出し、この検出された各ノードに対して、無線通信可能な周辺端末局の検索を行わせ、検出された周辺端末の識別情報を収集する。そして、この収集された周辺端末の識別情報から制御局装置から２以上の伝送経路を介してデータを受信するノードが存在するように中継端末局を選び、中継端末（中継装置）としての役割を割り当てる。ただし、この中継端末は制御局１０１から伝送されるデータを中継伝送する処理を行う。即ち、制御局１０１から伝送される全ての端末局宛てのデータを受信すると、中継端末局に割り当てられたノードは、中継通信タイミングで他の端末局にデータを中継する。このため、この中継データは、中継端末局も含めて少なくとも二つ以上の通信経路を介してノードに受信されることになる。
【００８０】
したがって、本実施形態に係る構成によれば、仮に制御局１０１や他の中継局など一方の通信経路が一時的に切断し正しくデータを受信できない場合でも、通信が瞬断することなく、他の通信経路から適正なデータを取得できる確率を向上する事が出来る。このため、例えば、特にデータの有効時間が短い音響信号や映像信号のようなストリームデータを無線伝送する場合の様に、再送手順の適用が困難な環境下でも信頼性の高い無線データ伝送を行うことが可能となる。
【００８１】
＜＜実施形態２＞＞
本実施形態では、更に、端末間の通信品質に基づいて中継装置を選択する、即ち、伝送経路を決定する構成について説明する。実施形態２の制御動作について図１１、図１２・図１７〜図２０を参照して説明する。
【００８２】
図１７は制御局１０１がノード１０２〜１０７を検出した後に、各ノード間との通信品質を測定する動作を示すシーケンス図である。図１８は通信品質を測定した結果を示す通信品質測定結果テーブルである。図１９は、制御局１０１とノード間１０２〜１０７で通信品質測定処理を示すフローチャートである。図２０は、通信品質情報を参照した中継ノード選択設定処理を示すフローチャートである。
【００８３】
（通信品質測定動作の説明）
以下に制御局１０１とノード１０２〜１０７の間での通信品質測定動作について、図２、図１３、図１７〜図１９を参照して説明する。
【００８４】
まず制御局１０１の制御部２０２は実施形態１に示す手順と同様の手順により無線通信可能なノードの検出を行う（図１９のＳ４０１〜Ｓ４０７）。この一連の動作によりノード検索が完了すると、検出ノードテーブル３０８を読み出し、通信品質測定が完了していないノードＦ１０７を検出する。次に、ノードＦ１０７が検出されると、このノードＦ１０７の固有識別情報を宛先アドレス１３０５に設定し、制御フィールド１３０７のデータ多重数１３１１に１を設定した測定データフレームヘッダを生成する。
【００８５】
そして、タイマ２０４に対してあらかじめ定めた測定データ送信時間を設定し、ステップＳ１９０２で計測を開始した後にステップＳ１９０３へ移行する。ステップＳ１９０３では、先に生成したヘッダを有する測定データフフレームを無線通信部２０１を介して測定データ送信時間が終了するまで送信する（１７０１）。測定データフレーム１７０２を受信したノードＦ１０７では、このフレームを受信した時の受信電界強度情報をメモリ２０９に蓄積すると共に、データ−のエラーレート測定を行う。このエラーレート測定では、誤り訂正符号を用いてエラー数を検出すること出来るが、情報フィールドに配置されるデータ−ブロックを複数に分割して多重化し、各データブロックのＦＣＳ１３１９演算により簡略化した測定を行う事も出来る。また、ノードＦ１０７による測定は制御局からの測定データフレームが終了するまでの間行われ、同フレームの受信が終了すると、先に検出した受信電界強度レベルと共に通信品質測定結果テーブルとして作成し（１７０３）、メモリ２０９へ保存する。
【００８６】
このようにして測定データフレームを伝送し、制御局１０１のタイマ２０４により測定データ送信時間のタイムアウトが検出されると、制御部２０２送信データの送信を終了する。そして、測定データフレームの送信が完了するとステップＳ１９０５へ移行し、ノードＦ１０７に測定結果送信指示１７０４を送信し（１７０４）、結果応答を受信するか最大再送回数の範囲で結果応答受信まで要求動作を繰り返す。
【００８７】
この測定結果送信指示１７０５を受信したノードＦ１０７は、メモリ２０９に保存された通信品質測定結果テーブル１７０３を含む測定結果信号１７０６を制御局１０１へ送信する。この測定結果信号１７０７受信した制御局１０１では、ノードＦ１０７との間の通信品質情報として通信品質測定結果テーブル図１８を更新し、メモリ２０３に保存して、Ｓ１９１０へ移行する。ステップＳ１９１０では、この通信品質測定が完了していないノードの有無を検出し、制御局に接続されている全てのノードに対する測定が完了している場合にはこの処理を終了し、残っているノードがある場合には前記動作を繰り返す。
【００８８】
以上の手順により、制御局１０１と接続されている全てのノード１０２〜１０７間の通信品質情報を取得する事が可能である。したがって、この情報を中継ノードの選択や中継通信スロットの割り当てを行う判断パラメータとして用いる事でより信頼性の高い冗長データ伝送を実現できる。
【００８９】
また、本実施形態の説明では受信電界強度１８０１とエラーレート１８０２について記載しているが、この情報は必ずしも両方の情報が必要でない事は言うまでもない。また、説明を簡単にする為に通信品質情報は各々一つの値しか示していないが、伝送路のゆらぎ（変動）がある事を考慮して最高値と最低値（最悪値）のように複数の値を持たせることも可能である。
【００９０】
（通信品質情報に基づく中継ノード選択設定処理）
以下に図１１、図１２、図１８、図２０を参照し、通信品質情報を参照した中継ノード選択設定動作の説明を行う。
【００９１】
前記通信品質情報の取得後に、実施形態１と同様の手順により制御局１０１の制御部２０２に於いて中継通信スロット演算が完了すると、中継ノード選択設定動作を開始する。中継ノード選択設定動作では、中継通信スロット数と周辺ノード検索結果テーブルを読み出し（ステップＳ１００１、Ｓ１００２）、続いて通信品質測定結果テーブル図１８を読み出す（ステップＳ２００１）。そして、ステップＳ１００３へ移行し、各ノードで無線通信可能な周辺ノードの数が多いものから順番に並び替えてテーブルを再構成した後にステップＳ２００２へ移行する。
【００９２】
ステップＳ２００２では、通信品質測定結果テーブル（図１８）を参照し、上記無線通信可能な周辺ノードの数が一致しているノードの中で、通信品質の良い順番に並び替えたテーブルを再度構成する。そして、再構成した周辺ノード検索結果テーブルの上位ノードから順に中継通信スロット数の数だけ選択し（ステップＳ１００４）、各ノードが中継可能なノードに対する経路から、全てのノードに対する通信経路の数を計算する（ステップＳ１００５）。次に、実施形態１と同様処理により、全てのノードに対して２つ以上の通信経路を設定処理を行い（ステップＳ１００５〜Ｓ１００７）、中継ノード選択処理（ステップＳ１００８）で、中継ノードの選択を行う。このときに、通信経路計算処理が最大計算回数に達したために終了した場合には、条件を満足したノードの数が最も少ない中継ノードを選択する。
【００９３】
中継ノード選択が完了すると、ステップＳ１００９へ移行し、中継ノードとして選択されたノードが無線通信可能な、他の選択された中継ノード（図１１）１１０１、１１０２を検出し、ステップＳ２００３へ移行する。ステップＳ２００３では、制御局１０１との通信品質が最も良い中継ノードを第一中継ノードとして選択し、次にステップＳ１００９の結果から、他の中継ノードを多く含む一つの中継ノードから順番に選択する。そして、この選択された順番にしたがって、中継通信スロットの割り当て順序を決定する。中継通信スロットの割り当てが完了すると、各中継ノードに割り当てる通信タイミングを算出し、中継ノード設定指示信号１２０１、１２０７、１２１１を各中継ノードへ送信する。この中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５を受信した各中継ノードは、制御局１０１に対して中継ノード設定指示応答１２０４、１２１０、１２１６を送信する。また、各中継ノードは、中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５に含まれる中継通信スロット情報を各中継ノードのタイマ２１０に設定し設定処理を完了する。
【００９４】
ここで、本実施形態では通信タイミングを各中継ノードに通知し、選択された各中継ノードがビーコンタイミングから中継伝送する為の送信タイミングを計測している。しかし、先に算出された通信タイミングを制御局１０１で管理し、このタイミングに合わせて各中継ノードへ送信許可する事も可能である。
【００９５】
上記のように、本実施形態に係る構成においては、端末間の通信品質に基づいて中継装置を選択する。このため、更に信頼性の高いデータ伝送が可能となる。
【００９６】
＜＜その他の実施形態＞＞
以上、本発明の実施形態例について詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム、若しくは、記憶媒体等としての実施態様を取ることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００９７】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００９８】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含む。
【００９９】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【０１００】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、次のものが含まれる。即ち、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）等が含まれる。
【０１０１】
その他、プログラムの供給形態としては、次のようなものも考えられる。即ち、クライアント装置のブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明に係るコンピュータプログラム、或いは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルをＨＤ等の記録媒体にダウンロードする形態も考えられる。また、本発明に係るプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０１０２】
また、次のような供給形態も考えられる。即ち、まず、本発明に係るプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布する。そして、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報の使用により暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて本発明に係る構成を実現する。このような供給形態も可能である。
【０１０３】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、次のような実現形態も想定される。即ち、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部、又は、全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１０４】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づいても前述した実施形態の機能が実現される。即ち、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部、又は、全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及びその制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信路を介して接続された機器間で安定したデータ伝送を行う構成としては、各機器間の伝送路上にデータを中継する複数の無線局を配置し、複数の経路で中継伝送路を実現する構成が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。中継伝送を行う構成としては、専用の中継局を用いずに無線端末局を中継局として動作させる構成も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、冗長データ伝送により伝送すべきデータの信頼性向上を図る為に、同一データを複数回伝送する構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。特に、データ伝送手法として、再送制御の適用が出来ないブロードキャストやマルチキャストデータの複数伝送を制御する構成も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３６６３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２９７７号公報
【特許文献３】特開２０００−０２２６７１号公報
【特許文献４】特開２００３−０３７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の中継伝送路を用いて複数経路を構成する手法では、伝送経路のトラヒックの発生状況や回線の接続状況を把握し、伝送経路に問題が発生した場合に、あらかじめ設定された複数経路からデータ伝送を行う（特許文献１）。しかしながら、この構成では、伝送路上で問題が発生したことを検出してから伝送経路の切換が行われる。このため、伝送データの有効期間（ライフタイム）が短いストリームデータ伝送を行う場合に、通信が瞬間的に切断され正しく伝送できないという課題があった。また、データ送信機器から複数の機器に同期したストリームデータ伝送を行う場合、各機器に対して異なった伝送経路が設定され、データ到達時間が保証されないといった課題もある。
【０００６】
また、制御局と接続されている端末局が、通信可能な他の端末局を検出した後に、代表中継端末を決定して端末群を構成する事で、制御局から代表中継端末配下の端末データを伝送し中継させる手法がある（特許文献２）。また、制御局と端末群の利用する周波数を一致させる事で、代表中継端末が正しくデータ受信できない場合に、データを正しく受信できた端末局が代表中継端末にデータを中継することが提案されている。しかしながら、この構成では端末群配下の端末局へのデータを代表中継端末で一旦終端し、代表中継端末で再送を含む転送制御を行う。この為に、制御局と代表中継端末間で再送制御が発生した場合に、制御局と端末間のデータ伝送に大きな遅延が発生してしまう。また、端末局が中継を行う場合には、端末局が代表中継端末のデータ受信が失敗した事を知る手順が必要となり、通常の通信状態以外に余分な制御手順が発生し更に伝送遅延が増加してしまう課題がある。また更に、制御局が直接通信を行わない端末局との間で再送制御の切換を行う為の手順も必要となり、制御が複雑になるという課題がある。
【０００７】
冗長データ伝送手法に於いては、同一パケットを複数回伝送し、受信パケットの内容を比較し多数決判定により最適なパケットを選択する手法がある（特許文献３）。また、システムの状態に応じて伝送回数を制御する事で無駄な伝送を抑える手法などがある（特許文献４）。しかしながら、端末−端末間で同一パケットを複数回伝送する場合、無線伝送経路が一時的に通信不能となるとその効果は得られなくなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による通信装置は以下の構成を備える。即ち、複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける該通信装置であって、当該通信装置が通信可能な他の通信装置の識別情報を送出する送出手段と、前記制御装置または他の通信装置から前記データを受信する信号受信手段と、該データの中継指示と通信タイミングが前記制御装置から通知されている場合は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つと前記中継装置とが、前記制御装置と前記複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、前記データの送出を制御する送出制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制御局から複数の通信装置に対してデータを無線伝送するシステムに於いて、通信環境の変化に伴うデータの欠落を防止し、高い信頼性でデータを無線伝送することを可能にする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】制御局とノードの構成例を表す図である。
【図２】制御局及びノードの構成を示すブロック図である。
【図３】制御局がノードを検出するシーケンスを示すシーケンス図である。
【図４】制御局の制御部が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】制御局の指示によりノードが無線通信可能な周辺ノード検索を行うシーケンスを表すシーケンス図である。
【図６】制御局からノードが無線通信可能な周辺ノード検索を行うために、制御部が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】制御局のメモリに保存される各ノードが周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルの例を示す図である。
【図８】伝送されるデータを模式的に示す図である。
【図９】制御局の制御部が実行を制御する、中継通信スロット数を決定する為の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】制御局の制御部が実行を制御する、複数ノードから中継ノード選択設定するための中継ノード選択設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】各ノードが周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルを再構成した結果を例示する図である。
【図１２】制御局とノードのデータ伝送及び中継伝送動作を示すシーケンス図である。
【図１３】制御局とノードで伝送されるフレームフォーマットであり、データフレーム伝送時に用いられる情報を明記した図である。
【図１４】各ノードの制御部が実行を制御する、データ受信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】中継ノードとして選択されたノードの制御部が実行を制御する、データ中継処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】制御局によるノードを検出する他の手法を示すシーケンス図である。
【図１７】制御局がノードを検出した後に、各ノード間との通信品質を測定する動作を示すシーケンス図である。
【図１８】通信品質を測定した結果を示す通信品質測定結果テーブルである。
【図１９】制御局とノード間で通信品質測定処理を示すフローチャートである。
【図２０】通信品質情報を参照した中継ノード選択設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
＜＜実施形態１＞＞
本実施形態の制御局（制御局装置）や端末局（通信装置、以下ノードと記載）の構成及び制御動作について、図１から図１６を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る、制御局とノードの構成例を表す図である。図１において、１０１は本実施形態に係る冗長通信経路（中継装置を経由する伝送経路）生成処理を実行する制御局である。１０２〜１０７は各々中継ノードとして動作可能なノードである。１０８は制御局１０１の無線通信範囲である。１０９は各ノードへ伝送するデータを生成するデータ処理装置である。１１０〜１１６は各ノードが無線通信可能なノードを表すテーブルである。
【００１４】
図２は、制御局１０１及びノード１０２〜１０７の構成を示すブロック図である。ただし、図２では、ノードの代表例としてノード１０２の構成を示しているが、ノード１０３〜１０７の構成も同様である。
【００１５】
図２において、２０１、２０７は、伝送路上の電波を検出するキャリア検出部として機能するとともに、電波を用いたデータの送受信とアンテナを制御する機能を有する無線通信部である。特に、無線通信部２０７は、外部装置からの無線信号を受信する信号受信手段として機能する。２０２、２０８は、本実施形態に係る処理を行う制御部である。２０３、２０９は、データ及び制御プログラムを保存するメモリである。２０４、２１０は、通信制御で必要となる時間計測を行う為のタイマであり、複数の独立したタイマで構成されている。２０５は、データ処理装置１０９から制御局１０１へ、データ及び制御情報などを通信するための外部インターフェイスである。２１０は、制御局１０１から受信したデータの処理を行う信号処理部である。２０６、２１１は、無線通信部２０１、２０７の送受信に対して電波を入出力する為のアンテナである。
【００１６】
尚、以上の各装置と同等の機能を実現するソフトウェアにより、ハードウェア装置の代替として構成することもできる。
【００１７】
本実施形態では、説明の便宜のため、制御局、ノードをそれぞれ１つの装置で実現した構成について述べるが、複数の装置にリソースを分散した構成によって実現してもよい。例えば、記憶や演算のリソースを複数の装置に分散した形に構成してもよい。或いは、各装置上で仮想的に実現される処理単位毎にリソースを分散し、並列処理を行うようにしてもよい。
【００１８】
図３は、制御局１０１がノード１０２〜１０７を検出するシーケンスを示すシーケンス図である。図４は、制御局１０１の制御部２０２が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。図５は、制御局１０１の指示によりノードが無線通信可能な周辺ノード検索（検出）を行うシーケンスを表すシーケンス図である。図６は、制御局１０１からノードが無線通信可能な周辺ノード検索を行うために、制御部２０２が実行を制御するノード検出処理の手順を示すフローチャートである。図７は、制御局１０１のメモリ２０３に保存される各ノード１０２〜１０７が周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルの例を示す図である。図３〜図７については、後の記述において参照して説明する。
【００１９】
図８は、本実施形態で伝送されるデータを模式的に示す図である。８０１〜８０６はデータ処理装置１０９で生成される各ノード伝送データであり、例えば、音響信号のストリームデータである。８０７はデータの有効時間である。８０８は各ノードの伝送データ８０１〜８０６が無線伝送のために時間軸上で圧縮多重されたデータである。８０９は８０８のデータを無線伝送するために必要な時間である。８１０は制御局１０１から全ノードに対して出力されるビーコン信号である。８１１から８１３は中継ノードが受信データを中継伝送するまでの時間である。
【００２０】
図９は、制御局１０１の制御部２０２が実行を制御する、中継通信スロット数を決定する為の処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、制御局１０１の制御部２０２が実行を制御する、複数ノードから中継ノード選択設定するための中継ノード選択設定処理（冗長パス設定処理）の手順を示すフローチャートである。図１１は、制御局１０１の制御部２０２で中継ノード選択処理を行う為にメモリ２０３に保存される、各ノード１０２〜１０７が周辺ノード検索を行った結果の情報テーブルを再構成した結果を例示する図である。図１２は、制御局１０１とノード１０２〜１０７のデータ伝送及び中継伝送動作を示すシーケンス図である。図９〜図１２についても、後の記述において参照して説明する。
【００２１】
図１３は、制御局１０１とノード１０２〜１０７で伝送されるフレームフォーマットであり、データフレーム伝送時に用いられる情報を示した図である。１３０１はフレームの種別を識別するフレームタイプフィールドであり、１３０２はコマンドフレーム、１３０３はレスポンスフレーム、１３０４はデータフレームを各々示すコードが記載される事を示している。１３０５は通信相手の固有識別情報（識別情報）、又は、全てのノードで受信可能なブロードキャスト情報を書き込む宛先アドレスフィールドである。１３０６は送信元の固有識別情報を書き込む送信元アドレスフィールドである。
【００２２】
１３０７はフレーム伝送で必要となる情報を書き込む制御フィールドであり、１３０８のサブタイプ領域と１３０９のパラメータ領域により構成される。１３１０はデータフレームを示すコードがサブタイプ領域１３０８に書かれていることを示し、１３１１はデータフレームで伝送されるデータの多重数を記載する領域である。１３１２はデータの識別情報を書き込む領域であり、制御局から伝送されるデータ−フレームはソースを示すコードが記載され、中継ノードから伝送されるデータフレームでは中継を示すコードが記載される。１３１３はタイムスタンプ情報を記載するフィールドである。１３１４はフレームタイプフィールドからタイムスタンプフィールドまでのフレームヘッダの誤りを検出するためのフレームチェックシーケンスである。
【００２３】
１３１５は各ノードデータを格納する情報フィールドであり、各ノードデータが全て格納される。１３１６は、情報フィールド１３１５に格納されている一つのノードデータを識別する為のデータ識別情報領域であり、例えばノードＡ１０２を示すアドレスやデータ配列番号などのノードを識別可能な情報が記載される。１３１７はその後に続くデータ長を示すレングス（length）情報領域である。１３１８はノード宛てのデータが格納されるデータ／誤り訂正符号領域である。データ／誤り訂正符号領域１３１８には、転送するデータそのもののみならず、例えば、リードソロモン符号や畳込み符号などの誤り訂正符号により符号化されたデータをも格納することができる。これにより、データ／誤り訂正符号領域１３１８に格納された情報を用いて誤り訂正が出来るように構成する事が出来る。１３１９はデータ識別情報領域１３１６からデータ領域１３１８までのデータの誤り検出を行う為のフレームチェックシーケンスを格納する領域である。
【００２４】
図１４は、各ノード（例えば１０２）の制御部２０８が実行を制御する、データ受信処理の手順を示すフローチャートである。図１５は、中継ノードとして選択されたノードの制御部２０８が実行を制御する、データ中継処理の手順を示すフローチャートである。図１６は、制御局１０１によるノードを検出する他の手法を示すシーケンス図である。図１４〜図１６についても、後の記述において参照して説明する。
【００２５】
（処理の概要）
図１に例示した構成において、データ処理装置１０９からのデータを伝送するために、制御局１０１とノード１０２〜１０７は、以下の処理を実行して当該データをノード１０２〜１０７に伝送する。
（１）ノード検出処理
まず、制御局１０１は、当該制御局１０１と無線通信可能なノードを検出することによって、データの送信先となるノードを検出する処理を行う。
（２）周辺ノード検索処理
次に、ノード１０２〜１０７は、当該ノードが無線通信可能な他のノードを検索（検出）する処理を行い、検索されたノードの識別情報を制御局１０１に通知する。
（３）中継通信スロット演算処理
次に、制御局１０１は、ビーコン周期に割り当て可能な中継通信スロット数を算出する。ここでは、ビーコン周期に伝送すべきデータの量と、装置間における通信可能帯域と、に基づいて、ビーコン周期に伝送すべきデータの伝送時間を演算し、この伝送時間とビーコン周期と、に基づいてビーコン周期に割り当て可能な中継通信スロット数を算出する。なお、中継通信スロットは、データの中継伝送を行うための期間であり、中継の通信タイミングに相当する。
（４）中継ノード選択設定処理
次に、制御局１０１は、受信した識別情報に基づいて、データの伝送を中継する中継ノード（中継装置）を複数のノードから選択し、選択された中継装置による中継の通信タイミングを決定する。この中継装置の選択と、通信タイミングの決定は、中継通信スロット演算処理において算出された中継通信スロット数に基づいて行われる。そして、選択された中継装置に対して、データ中継の指示と通信タイミングを通知する。ここで、上記の決定は、制御局１０１から２以上の伝送経路を介してデータを受信するノードが存在するようになされる。
（５）データ伝送処理
次に、制御局１０１は、伝送すべきデータを送信する。中継装置として選択されたノードは、受信したデータを中継する処理を行う。即ち、データ中継の指示と通信タイミングが制御局１０１から通知されているノードは、受信したデータを通知された通信タイミングに合わせて送出制御する。
【００２６】
以下、各処理の詳細を説明する。
【００２７】
（ノード検出処理）
次に、ノード検出処理（接続処理）について図１〜図４を参照して説明する。以下、図３に示されたシーケンスと、図４のフローチャートの手順に沿って順に説明する。
【００２８】
初めに制御局１０１の電源が投入されると、制御部２０２は無線通信部２０１の初期化処理とビーコン周期などのビーコン送信に必要な情報を設定し、ビーコン信号３０１の送信を開始する。ビーコン送信指示が完了した制御部２０２は、図４のステップＳ４０１において、タイマ２０４に接続待機タイマ値を設定した後に、接続処理動作に移行し接続待機タイマをスタートさせる。そして、ノードからの接続要求確認ステップＳ４０２に移行し接続要求の確認を行う。ここで、接続要求が検出されない場合（ステップＳ４０２でＮＯ）は、接続待機時間のタイムアウト監視ステップＳ４０７に移行し接続待機時間のタイムアウトを確認する。そこで、接続待機時間が経過していない場合（ステップＳ４０７でＮＯ）には、再度接続要求確認ステップＳ４０２に移行し接続要求の確認を行う。ステップＳ４０２において、接続要求が検出される（ステップＳ４０２でＹＥＳ）か、待機時間が経過する（ステップＳ４０７でＹＥＳ）までの間はこの処理を繰り返す。つまり、ステップＳ４０１で接続待機タイマをスタートさせてからは、接続待機タイマがタイムアウトするまで、ノードからの接続要求の受信を待機する。
【００２９】
仮に接続待機時間のタイムアウト監視ステップＳ４０７に於いて、接続待機時間のタイムアウト３１５を検出する（ステップＳ４０７でＹＥＳ）と、制御部２０２は一旦接続処理を完了し、既に複数のノードが検出されているかを確認する。ここで、複数のノードが検出されていない場合で、データ処理装置１０９からのデータ送信指示がない場合には再度、ステップＳ４０１に戻り接続処理を行う。また、制御局１０１の制御部２０２が、既に複数の検出ノードがあることを検知した場合には、接続処理を行わず、図６に示すノード検索処理へ移行する。
【００３０】
一方、各ノード１０２〜１０７は、電源投入後、制御部２０８の制御により無線通信部２０７の初期化を行い、その後、制御局１０１から送信されるビーコン３０１の受信検出動作を繰り返す。
【００３１】
図３の例では、ノードＦ１０７に於いてビーコン３０１が検出されると、ノードＦ１０７の無線通信部２０７から制御部２０８に対してビーコン検出情報が出される。このビーコン検出情報を受けた制御部２０８は、無線通信部２０７に対して制御局１０１への接続要求信号送信指示を出す。この指示を受けた無線通信部２０７は、はじめにランダムに値が生成されるランダムバックオフ時間３０２の間だけ無線空間伝送路上のキャリアセンスを行う。そして、ランダムバックオフ時間の間に他ノードのキャリアが検出されなかった場合は、図３のように、制御局１０１に対して接続要求３０３を送信し、接続許可信号３０７の受信を待機する。
【００３２】
制御局１０１で接続要求受信３０４を検出すると（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、制御局１０１の制御部２０２の接続処理はステップＳ４０３へ移行し、接続待機タイマのリセットを行う。そして、ステップＳ４０４へ移行し接続許可信号を送信する処理を行う。接続許可信号送信処理（ステップＳ４０４）では、接続要求３０４に含まれるノードＦの固有識別情報を宛先アドレスにセットした接続許可信号３０６を生成し、無線通信部２０１を介してノードＦ１０７へ伝送する。そして、検出ノード登録処理を行うステップＳ４０５へ移行する。ステップＳ４０５では、先に取得したノードＦ１０７の固有識別情報を検出ノードテーブル３０８に登録しメモリ２０３へ保存する。そして、ステップＳ４０６において、接続待機タイマをスタートさせた後に、再度接続要求検出動作を行う。
【００３３】
一方、図３のように、制御局１０１からの接続許可信号３０７を受信したノードＦ１０７は、接続状態となり、制御局１０１からの周辺ノード検索指示信号、若しくは、データの受信を待機する。
【００３４】
図３の例では、続いてノードＢ１０３からの接続要求３１０が送信されている。これに対して、接続要求３１１を受信すると、制御局１０１は、ノードＦ１０７の接続処理と同様の処理により接続許可信号３１２を送信し、検出ノードテーブル３１４にノードＢ１０３の情報を登録する。一方、制御局１０１からの接続許可信号３１３を受信したノードＢ１０３は、ノードＦ１０７同様に接続状態に移行し、制御局１０１からの周辺ノード検索指示信号、若しくは、データ受信を待機する。このようにして制御局１０１の制御部２０２で接続処理が繰り返し行われ、接続待機時間が経過した後に複数の検出ノードがあることを検知すると、接続処理を終了しノード検索処理へ移行する。
【００３５】
本実施形態では、制御局１０１の接続待機時間のタイムアウトと検出ノード数に基づいて、ノード検索処理の実行を制御する構成について例示的に説明している。しかし、制御局１０１が、外部インターフェイス２０５を介してデータ処理装置１０９から、あらかじめ通信するノード数情報を通知されている場合には、この通知情報に基づいて接続処理を制御することが可能である。例えば、データ処理装置１０９から、通信ノード数が６台と通知され、ノード検出が３台しかない場合には、接続待機時間がタイムアウトした後に検出ノードが２台検知されても、接続処理を継続するように構成する事が可能である。また、この動作で制御局１０１の制御部２０２に於いて、接続待機時間の最大タイムアウト回数を設定し、この回数を超えても所定のノード数が検出されない場合に、データ処理装置１０９にエラー情報を伝送し処理を完了するように構成する事も可能である。
【００３６】
また、先の説明では制御局１０１からビーコン信号３０１を送出し、このビーコン信号３０１を受信したノード１０２〜１０７が自動的に接続動作に移行する例を示した。しかし、ノード検出動作はこれに限らず、図１６に示すように制御局１０１から能動的にノード検索を行ってもよい。このような処理を適宜実行する事で、あらかじめ接続すべきノードの数がわかっていて、検出されたノード数がその値に満たない場合には、その検出時間を短縮できる可能性が高くなる。以下、図１６を参照して、能動的にノード検出を行う動作について説明する。
【００３７】
先の説明と同様に、制御局１０１の制御部２０２でノード検出動作に移行すると、制御局１０１は全てのノードが受信可能なブロードキャストを用いて機器検索信号１６０１を生成し無線通信部２０１を介して送信する。そして、あらかじめ定めたノード検出時間をタイマ２０４に設定し、機器検索応答時間の計測を開始する（１６０２）。この機器検索信号１６０３を受信したノード１０２〜１０７はアクセス競合回避のためのランダムバックオフ時間１６０４だけキャリアセンスを行い、このランダムバックオフ時間が早く終了したノードＦ１０７が機器検索応答信号１６０５を送信する。この機器検索応答信号１６０６を受信した制御局１０１では、前記説明と同様に機器検索応答信号に含まれるノードＦ１０７の固有識別情報を検出ノードテーブル１６０７に登録しメモリ２０３へ保存する。
【００３８】
そして、ノードＦ１０７の機器検索応答１６０５の送信が完了し、無線伝送路上の電波が検出されなくなると、機器検索信号１６０１を受信した他のノードが再度ランダムバックオフ手順１６０８を行い、前記同様に送信を試みる。そして、ランダムバックオフ時間が早く終了したノード１０４が機器検索応答信号１６０９を送信し、この信号１６１０を受信した制御局１０１は、前記同様に検出ノードテーブル１６１１を更新する。
【００３９】
しかし、機器検索信号１６０１を受信し、ランダムバックオフ手順により、送信機会が得られなかったノード１０６Ｅは、アクセスリトライオーバー１６１２となり、応答信号送信を中断してしまう。そこで、制御局１０１では、機器検索応答受信はノード検出時間の設定時間を経過するまで継続した後に、この時間がタイムアウト１６１３すると、再度機器検索信号を送信する。この手順の繰り返しは、前記ビーコン検出による処理と同様である。
【００４０】
以上説明したように、制御局１０１から能動的に機器検索を行わせるようにしてもよい。この場合、ノード検出時間間隔を短く設定する事で、ノードがこの検索信号を受信する機会を増やし、結果的に検索時間を短縮できる可能性がある。なお、この機器検索信号の詳細については説明を省いているが、この信号にノード検出時間の設定値を含める事で、同信号の有効期間を通知でき、新たに送信される機器検索信号とノードからの応答信号の衝突を回避できる。
【００４１】
なお、ここでは、制御局１０１と無線通信可能なノードを検出する手法として、制御局１０１とノードとの通信に基づくものを例示的に説明したが、これに限られない。例えば、送信対象のノードの識別情報のリスト情報を入手したり、ユーザからの指示入力に基づいて検出してもよい。或いは、ＧＰＳ（Global Positioning System）を制御局１０１及び各ノードに設けて制御局１０１と無線通信可能なノードを検出してもよい。
【００４２】
（周辺ノード検索処理）
次に、各ノードが無線通信可能な周辺ノードを検索するノード検索処理（周辺ノード検索処理）について、図１、図２及び図５〜図７を参照して説明する。
【００４３】
制御局１０１の制御部２０２に於いて複数のノードが検出され、接続処理からノード検索処理が行われると、同制御部２０２はステップＳ６０１へ移行し、メモリ２０３に保存した検出ノードテーブル５０１を読み出す。そして、このテーブル５０１に登録されているノード情報のうち、周辺ノード検索を行っていないノードの固有識別情報を読み出して、ステップＳ６０２で周辺ノード検索時間をタイマ２０４に設定しステップＳ６０３へ移行する。
【００４４】
ステップＳ６０３では、先に読み出したノード（例えば１０７）の固有識別情報を宛先とした周辺ノード検索時間情報を含む周辺ノード検索指示信号（指示情報）５０２を無線通信部２０１を介して送信（送出制御）する。周辺ノード検索指示信号５０２の送信が完了すると、周辺ノード検索指示応答待機時間をタイマ２０４に設定後、当該タイマ２０４をスタートさせる（Ｓ６０４）。そして、ステップＳ６０５、Ｓ６０６において、周辺ノード検索指示に対する応答の受信５０５を待機する。ここで、仮に周辺ノード検索指示応答待機時間を経過しても応答信号が得られない場合（ステップＳ６０５でＮＯ、ステップＳ６０６でＹＥＳ）には、ステップＳ６０７へ移行する。ステップＳ６０７では、あらかじめ設定されている最大再送回数の範囲で、同一ノードＦ１０７に対して検索指示信号５０２の送信を繰り返す。
【００４５】
そして、周辺ノード検索指示応答５０５が受信される（ステップＳ６０５でＹＥＳ）と、ステップＳ６０８へ移行する。ステップＳ６０８では、タイマ２０４に設定された周辺ノード検索時間計測タイマを起動し、ステップＳ６０９へ移行し、この時間が経過するまでの間待機する。
【００４６】
一方、周辺ノード検索指示信号５０３を受信したノードＦ１０７は、この信号に含まれる周辺ノード検索時間をタイマ２１０に設定すると共に、制御局１０１を宛先にした周辺ノード検索指示応答５０４を無線通信部２０７を介して送信する。周辺ノード検索指示応答５０４の送信が完了すると、タイマ２１０に設定された周辺ノード検索時間計測タイマを起動する。そして、制御部２０８でブロードキャストアドレスを設定した機器検索信号５０７生成して、無線通信部２０７を介して送信すると共に、タイマ２１０により機器検索応答待機時間の計測を開始５０８する。
【００４７】
この信号を受信した周辺ノード１０６、１０５、１０２は、制御局１０１との接続動作と同様ランダムバックオフ時間キャリアセンスした後に、キャリアを検出していないノードＥ１０６が機器検索応答信号５０９を送信する。機器検索応答信号５１０を受信したノードＦ１０７は、この信号に含まれる固有識別情報を周辺ノード検索結果テーブル５１１に登録しメモリ２０９に保存し、他のノードからの応答を待機する。また、先に機器検索信号５０７を受信し、ノードＥ１０６と送信タイミングの競合が発生したノードＤ１０５とノードＡ１０２は、ノードＥ１０６の送信完了後、再度ランダムバックオフ手順を実施し、応答信号送信を試みる。そして、この手順で先にバックオフ時間が経過したノードＤ１０５が、自局固有識別情報を含む機器検索応答信号５１２を送信する。この機器検索応答信号５１３を受信したノードＦ１０７は、ノードＥ１０６検出時と同様に、この信号に含まれる固有識別情報を周辺ノード検索結果テーブル５１４に更新し、メモリ２０９に保存する。ノードＦ１０７による一度の機器検索信号送信に対する一連の動作は、機器検索応答待機時間が経過するまで継続し、この待機時間が経過すると５１６、再度機器検索信号５１７を送信する。ここで、周辺ノード検索応答５０４送信後に起動した周辺ノード検索時間計測タイマの設定時間が経過すると５１８、ノードＦ１０７は一連の周辺機器検索動作を終了する。
【００４８】
同様に周辺ノード検索時間計測タイマの設定時間が経過５２０した事を検知した制御局１０１の制御部２０２は、ステップＳ６１０に移行する。そして、ノードＦ１０７の固有識別情報を宛先にしたノード検索結果要求信号５２１を生成し、無線通信部２０１を介して送信する。その後に、制御局１０１の制御部２０２は、同信号の応答待機タイマを起動し（ステップＳ６１１）、応答を受信するまで待機する（ステップＳ６１２、Ｓ６１３）。仮にこのノード検索結果要求応答待機時間が経過しても応答が得られない場合（ステップＳ６１２でＮＯ、ステップＳ６１３でＹＥＳ）はＳ６１４へ移行し、最大再送回数の範囲でノード検索結果要求信号５２１の送信を繰り返す。
【００４９】
このノード検索結果要求信号５２２を受信したノードＦ１０７では、周辺ノード検索テーブルの情報を含むノード検索結果応答信号５２３を生成し、無線通信部２０７を介して制御局１０１に送信する。ノード検索結果応答信号５２４を受信した制御局１０１の制御部２０２は、この信号に含まれる周辺ノード検索テーブル５２５の情報をノードＦ１０７の固有識別情報と関連付けて保存（ステップＳ６１５）し、検出ノードテーブル５０１に検索完了フラグを付加する。そして、次にステップＳ６１６へ移行する。ステップＳ６１６では、周辺ノード検索が完了していないノードがあるか否かを確認し、完了していないノードがある場合にはステップＳ６０１へ移行し、一連の動作を繰り返す。そして、制御局１０１が検出した全てのノードについての、周辺ノード検索結果テーブル図７を作成し、メモリ２０３へ保存する。また、未完了ノードがない場合には、周辺ノード検索処理を完了し中継通信スロットの設定処理を行う。
【００５０】
なお、ここでは、ノードと無線通信可能な他のノードを検出する手法として、ノード間の通信に基づくものを例示的に説明したが、これに限られない。例えば、送信対象のノードの識別情報のリスト情報を入手したり、ユーザからの指示入力に基づいて検出してもよい。或いは、ＧＰＳを各ノードに設けて無線通信可能なノードを検出してもよい。
【００５１】
（中継通信スロット演算処理）
次に、中継通信スロット演算処理（冗長パス演算処理）について図２、図８、図９を参照し説明する。
【００５２】
制御局１０１が検出した全てのノードについて周辺ノード検索結果テーブル図７の作成が完了すると、ステップＳ９０１の処理を行う。ステップＳ９０１において、制御部２０２は、データ処理装置１０９から、伝送すべきノードデータ８０１〜８０６の数と各データの伝送速度（ビットレート）を含む情報を取得する。
【００５３】
次に、ステップＳ９０２において、ステップＳ９０１で取得した情報と検出ノードテーブルから、データ伝送で多重すべきデータ数を読み出す。
【００５４】
次に、ステップＳ９０３において、無線通信部２０１が無線通信可能な無線伝送速度（ビットレート）を示す無線伝送速度情報を無線通信部２０１から取得する。
【００５５】
次に、ステップＳ９０４において、この伝送すべきデータ１チャネルあたりの伝送速度（ビットレート）と、伝送チャネル多重数から、全てのノードへデータを伝送するために必要な通信帯域を算出する。そして、ステップＳ９０３で取得した無線伝送速度情報で示される無線伝送速度で、この算出された通信帯域のデータを伝送した場合に必要となる伝送時間を算出する。なお、図８では、説明の簡略化のため、ノード毎に送出するデータが異なっている場合を例示的に示しているが、複数のノードに同一のデータを伝送する場合にも本実施形態に係る構成を適用することができる。そして、複数のノードに同一のデータを伝送する場合には、同一データを重複して多重化する必要はない。例えば、図８において、データ８０１と、データ８０２、８０３が同一である場合は、データ８０１〜８０３を重複して多重化する必要はなく、データ８０１と、データ８０４〜８０６を多重化するだけでよい。このように、異なるデータのみを多重化することで、通信帯域を有効に利用して効率的なデータ伝送を行うことが可能となる。
【００５６】
次に、ステップＳ９０５へ移行し、データ処理装置から伝送されるデータ８０１〜８０６のデータ有効時間８０７とステップＳ９０４で算出した全データの無線伝送に要する時間から、中継通信スロットの割当可能な時間を算出する。即ち、データ有効時間８０７をデータ伝送時間８０９で割り算することにより、データ有効時間８０７内に割り当て可能な中継通信スロット数（＝データ有効時間８０７／データ伝送時間８０９）を算出する。なお、図８のように、データ有効時間８０７は、ビーコン８１０信号の周期と等しい。そして、この算出結果を中継通信スロット数としてメモリ２０３に保存し中継通信スロット演算処理を終了する。
【００５７】
本実施形態では、データ処理装置１０９から示されるノードデータ数と、検出ノード数が同じ場合の処理について例示的に説明している。しかし、検出ノード数がノードデータ数よりも少ない場合や、逆に多い場合なども考えられる。ノードデータが少ない場合の処理としては、データ処理装置１０９が指定する宛先ノード以外の通信路を切断することができる。ただし、後述の中継ノード選択設定処理により中継経路が有効な場合には中継ノードとして設定する事も可能である。また、ノードデータが検出ノードの数よりも多い場合には、先に周辺ノード検索結果テーブルを参照し、制御局が未検出なノードがある場合には再度接続処理動作を行う事が可能である。また、接続処理動作で、検出できない場合にはノードデータは多重化して伝送し、未検出ノードに対して中継ノード経由で複数通信経路を確保するように中継ノードを選択する事も可能である。
【００５８】
（中継ノード選択設定処理）
以下に中継ノード選択設定処理（冗長パス設定処理）について図２、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００５９】
中継通信スロット演算が終了した制御局１０１の制御部２０２では、図１０に示す中継ノード選択処理を開始する。初めにステップＳ１００１において、先に算出した中継通信スロット数を読み出した後に、ステップＳ１００２へ移行し周辺ノード検索結果テーブル（図７）を読み出す。
【００６０】
そして、ステップＳ１００３において、周辺ノード検索結果テーブル（図７）の内容を参照し、各ノードで無線通信可能な周辺ノードの数が多いものから順番に並び替えてテーブルを再構成する（図１１）。図７の例では、ノードＢ〜Ｄ（１０３〜１０５）、ノードＦ１０７の周辺ノード数が３つであるのに対し、ノードＡ１０２とノードＥ１０６の周辺ノード数が５つと多い。このため、ステップＳ１００３では、図１１のように、周辺ノード数の多いノードＡ１０２とノードＥ１０６の順位が繰り上がるように並び替えを行っている。
【００６１】
次に、ステップＳ１００４において、再構成した周辺ノード検索結果テーブルの上位ノードから順に中継通信スロット数だけノードを選択する。次に、ステップＳ１００５において、各ノードが中継可能なノードに対する経路から、全てのノードに対する通信経路の数を計算する。
【００６２】
そして、ステップＳ１００６において、この計算の結果、全てのノードに対して二つ以上の通信経路が設定できているかを検証する。仮に二つ以上の通信経路が設定できていない場合（ステップＳ１００６でＮＯ）には、ステップＳ１００７へ移行する。
【００６３】
そして、ステップＳ１００７で条件を満足していないノードを検出し、周辺ノード検索結果テーブル（図１１）から、このノードと無線通信可能な２つ以上のノードを新たな中継ノード（中継装置）として選択する。そして、ステップＳ１００５へ移行し、再度通信経路数の計算を行う。この手順は条件を満足できる中継ノードが見つかるか、あらかじめ定めた最大計算回数に達するまで行われる。この処理が完了する（ステップＳ１００６でＹＥＳ）と、Ｓ１００８へ移行する。このような処理により、本実施形態では、無線通信可能な他のノードの数が最も多いノードから優先的に中継装置として選択することになる。また、制御局１０１から２以上の伝送経路を介してデータを受信するノードが存在することになる。
【００６４】
そして、ステップＳ１００８において、中継ノードの選択を行う。このときに、通信経路計算処理が最大計算回数に達したために終了した場合には、条件を満足したノードの数が最も少ない中継ノードを選択する。
【００６５】
ステップＳ１００８における中継ノード選択が完了するとステップＳ１００９へ移行し、中継ノードとして選択されたノードが無線通信可能な、他の選択された中継ノード（図１１の１１０１、１１０２）を検出し、ステップＳ１０１０へ移行する。ステップＳ１０１０では、Ｓ１００９の結果から、他の中継ノードを多く含む一つの中継ノードから順番に選択し、中継通信スロットの割り当て順序を決定する。そして、ステップＳ１０１１において、中継通信スロットの割り当てが完了すると、各中継ノードに割り当てる通信タイミングを算出する。
【００６６】
次に、ステップＳ１０１２へ移行し、この算出されたタイミング情報と選択された中継ノードの固有識別情報を含む中継ノード設定指示信号（１２０１、１２０７、１２１３）を生成し、無線通信部２０１を介して各中継ノードへ送信（通知制御）する。この中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５を受信した各中継ノードは、制御局１０１に対して中継ノード設定指示応答１２０４、１２１０、１２１６を送信する。また、各中継ノードは、中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５に含まれる中継通信スロット情報を各中継ノードのタイマ２１０に設定し、設定処理を完了する。
【００６７】
（データ伝送処理）
次に、データ伝送処理動作（データ受信処理、データ中継処理、データ伝送制御処理）について図２、図１２〜図１５を参照し説明する。
【００６８】
まず、外部インターフェイス２０５を介してデータ処理装置１０９からデータ送信要求信号を受信すると、制御局１０１の制御部２０２は、データ処理装置１０９に対して応答信号を送信する。その後、データ処理装置１０９から外部インターフェイス２０５を介して、通信すべきノードデータを受信すると、制御部２０２は、このデータを一旦メモリ２０３へ保存する。そして、受信された各データに対して、誤り訂正符号化とフレームチェックシーケンス１３１９の演算を行い、その後、データ毎に各ノード宛てデータ識別情報１３１６とレングス情報１３１７を生成する。
【００６９】
全てのノードデータに対しての処理が完了すると、続いて図１３に示すデータ−フレームのヘッダの生成処理を行う。ヘッダ生成処理では、フレームタイプ１３０１にデータを示すコード１３０４を設定し、宛先アドレス１３０５にブロードキャストアドレスを、送信元アドレス１３０６には自局の固有識別情報を設定する。次に、制御フィールド１３０７のサブタイプ領域１３０８にデータ１３１０を示すコードを設定し、パラメータ領域１３０９のデータ多重数１３１１に、データ処理装置１０９から伝送されるデータチャネル数を設定する。
【００７０】
その後、データ種別１３１２にソースを示すコードを設定し、タイムスタンプフィールド１３１３に、例えば、ストリームデータの生成時間情報などを設定し、ヘッダ全てのフレームチェックシーケンス演算を行った後、ＦＣＳ１３１４を設定する。この一連の処理が完了すると、制御局１０１の制御部２０２は、図１２に示すように、無線通信部２０１を介して全てのノードに対してデータを送信１２２３する。
【００７１】
次に、図１４を参照して、ノードに於けるデータ受信処理を説明する。無線通信部２０７を介してデータを受信すると、ノードの制御部２０８は、一旦受信データをメモリ２０９へ保存し、データ受信処理を開始する。そして、ステップＳ１４０１において、データフレームのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ：Frame Check Sequence）演算を行い、ヘッダの誤りを確認する（ステップＳ１４０２）。ここで、ヘッダに誤りがある場合には受信したデータフレームは破棄し、誤りが無ければステップＳ１４０３で、フレームタイプ１３０１を識別し、ステップＳ１４０５でデータフレーム受信である事を確認する。なお、本実施形態ではヘッダ識別をデータ処理で行っているが、フレームを受信しメモリ２０９に転送する時点で、フレームタイプ１３０１の識別を行い、フレームタイプに合った処理を起動させてもよい。
【００７２】
データフレームの識別が完了すると、ステップＳ１４０６において送信先アドレス１３０６を読み出し、ステップＳ１４０７，Ｓ１４０８において、制御局１０１のアドレス又は中継局のアドレスと一致するか否かを判定する。一致する場合は、受信したデータは適正であるが、一致しない場合は適正ではないことになる。
【００７３】
まず、ステップＳ１４０７において制御局のアドレスと一致するか否かを判定する。制御局のアドレスと送信元アドレス１３０６とが一致する場合（ステップＳ１４０７でＹＥＳ）は、ステップＳ１４０９へ進む。一方、制御局のアドレスと送信元アドレス１３０６とが一致しない場合（ステップＳ１４０７でＮＯ）は、ステップＳ１４０８において、送信元アドレス１３０６が中継局のアドレスと一致するか否かを判定する。一致する場合（ステップＳ１４０８でＹＥＳ）はステップＳ１４０９へ進み、一致しない場合（ステップＳ１４０８でＮＯ）は処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ１４０９では、制御情報フィールドを読み出し、ステップＳ１４１０へ進む。ステップＳ１４１０では、自局が中継局として設定されているか否かを確認する。そして、自局が中継局として設定されている場合にはステップＳ１４１１へ移行し、受信データをメモリ２０９の中継データ保存領域へ転送して、ステップＳ１４１２へ移行し、そうでない場合には、そのままステップＳ１４１２へ移行する。
【００７５】
ステップＳ１４１２では、受信したフレ−ムの情報フィールド１３１５からデータ識別情報１３１６を検出し、自局宛識別情報を有するデータブロックをレングス情報１３１７を参照して取り込む。その後ステップＳ１４１３／Ｓ１４１４で、自局データ１３１８の誤り訂正処理とフレームチェックシーケンスによるエラーチェックを行う。この誤り訂正のうち、誤り訂正符号を用いたエラー訂正は、無線通信部２０７からフレーム受信時のメモリ２０９への転送と同時に、制御部２０８によるヘッダ解析を行うことで、受信データ転送時に行う構成も可能となる。
【００７６】
ここで示す、エラー修復処理（ステップＳ１４１４）では、今回のフレーム受信をする以前に正しいデータ受信の有無を判定する処理が含まれ、仮に既に正しいデータを受信している場合には、エラー修復処理（ステップＳ１４１４）を完了する。また、受信した全て自局宛データに誤りがある場合には、複数の受信データを用いて最尤処理によるエラー修復を行う処理も含まれる。そして、一連のデータ受信処理が終わるとデータ受信処理を完了する。
【００７７】
次に、中継ノードに設定されているノードの処理について説明する。まず、中継局として設定されているノードは、上述のように制御局１０１からの中継ノード設定指示信号に含まれる中継通信スロット情報に基づいて、制御局１０１から送信されるビーコン１２１９受信後、スロット時間計測を開始する（１２２０〜１２２２）。そして、制御局１０１から受信したデータフレームの受信処理を完了すると、制御部２０６ではデータ中継処理を開始し、ステップＳ１５０１で受信された全てのデータブロックに対してエラーの有無をチェックする。そこで、データブロック中に誤りを検出（ステップＳ１５０２）すると、既に複数の受信フレームが有るか否かを判定（ステップＳ１５０３）する。複数のデータフレームを受信している場合（ステップＳ１５０３でＹＥＳ）には、エラーが検出されているデータブロックの比較を行う（ステップＳ１５０４）。そして、他のデータフレームに含まれるデータブロックが、誤りを含むデータブロックと置き換え可能な場合は、エラーを含むデータブロックを正しいデータブロックに置き換えてデータフレームの再構成を行う（ステップＳ１５０５、Ｓ１５０６）。ここで、データブロックのエラーを修復できない場合や、エラーを含まないデータフレームがある場合には、データフレームの再構成は行わず次の処理へ移行する。特に、エラーを含むデータフレームを中継伝送するのは、先に説明した様にデータ受信処理のエラー修復処理で複数のデータブロックを用いて最尤処理を行う為である。
【００７８】
この処理が完了するとステップＳ１５０７へ移行し、送信元アドレスフィールド１３０８への自局固有識別情報設定や、データ種別１３１２への中継を示すコードへの再設定などのヘッダ生成処理を行う。そして、ステップＳ１５０８へ移行し、先に開始した中継通信スロット時間の経過を監視し、時間が設定時間を超えていなければ、ステップＳ１５０９において、ノードからのデータ受信の有無を確認する。この動作は、前記何れかの条件を満たすまで繰り返し続けられ、仮に中継通信スロット時間に達した場合には、中継データを無線通信部２０７を介して、他のノードに送信した後に、処理を終了する。
【００７９】
上記のように、本実施形態においては、制御局１０１が複数のノード（端末局、端末装置）１０２〜１０７を検出し、この検出された各ノードに対して、無線通信可能な周辺端末局の検索を行わせ、検出された周辺端末の識別情報を収集する。そして、この収集された周辺端末の識別情報から制御局装置から２以上の伝送経路を介してデータを受信するノードが存在するように中継端末局を選び、中継端末（中継装置）としての役割を割り当てる。ただし、この中継端末は制御局１０１から伝送されるデータを中継伝送する処理を行う。即ち、制御局１０１から伝送される全ての端末局宛てのデータを受信すると、中継端末局に割り当てられたノードは、中継通信タイミングで他の端末局にデータを中継する。このため、この中継データは、中継端末局も含めて少なくとも二つ以上の通信経路を介してノードに受信されることになる。
【００８０】
したがって、本実施形態に係る構成によれば、仮に制御局１０１や他の中継局など一方の通信経路が一時的に切断し正しくデータを受信できない場合でも、通信が瞬断することなく、他の通信経路から適正なデータを取得できる確率を向上する事が出来る。このため、例えば、特にデータの有効時間が短い音響信号や映像信号のようなストリームデータを無線伝送する場合の様に、再送手順の適用が困難な環境下でも信頼性の高い無線データ伝送を行うことが可能となる。
【００８１】
＜＜実施形態２＞＞
本実施形態では、更に、端末間の通信品質に基づいて中継装置を選択する、即ち、伝送経路を決定する構成について説明する。実施形態２の制御動作について図１１、図１２・図１７〜図２０を参照して説明する。
【００８２】
図１７は制御局１０１がノード１０２〜１０７を検出した後に、各ノード間との通信品質を測定する動作を示すシーケンス図である。図１８は通信品質を測定した結果を示す通信品質測定結果テーブルである。図１９は、制御局１０１とノード間１０２〜１０７で通信品質測定処理を示すフローチャートである。図２０は、通信品質情報を参照した中継ノード選択設定処理を示すフローチャートである。
【００８３】
（通信品質測定動作の説明）
以下に制御局１０１とノード１０２〜１０７の間での通信品質測定動作について、図２、図１３、図１７〜図１９を参照して説明する。
【００８４】
まず制御局１０１の制御部２０２は実施形態１に示す手順と同様の手順により無線通信可能なノードの検出を行う（図１９のＳ４０１〜Ｓ４０７）。この一連の動作によりノード検索が完了すると、検出ノードテーブル３０８を読み出し、通信品質測定が完了していないノードＦ１０７を検出する。次に、ノードＦ１０７が検出されると、このノードＦ１０７の固有識別情報を宛先アドレス１３０５に設定し、制御フィールド１３０７のデータ多重数１３１１に１を設定した測定データフレームヘッダを生成する。
【００８５】
そして、タイマ２０４に対してあらかじめ定めた測定データ送信時間を設定し、ステップＳ１９０２で計測を開始した後にステップＳ１９０３へ移行する。ステップＳ１９０３では、先に生成したヘッダを有する測定データフフレームを無線通信部２０１を介して測定データ送信時間が終了するまで送信する（１７０１）。測定データフレーム１７０２を受信したノードＦ１０７では、このフレームを受信した時の受信電界強度情報をメモリ２０９に蓄積すると共に、データ−のエラーレート測定を行う。このエラーレート測定では、誤り訂正符号を用いてエラー数を検出すること出来るが、情報フィールドに配置されるデータ−ブロックを複数に分割して多重化し、各データブロックのＦＣＳ１３１９演算により簡略化した測定を行う事も出来る。また、ノードＦ１０７による測定は制御局からの測定データフレームが終了するまでの間行われ、同フレームの受信が終了すると、先に検出した受信電界強度レベルと共に通信品質測定結果テーブルとして作成し（１７０３）、メモリ２０９へ保存する。
【００８６】
このようにして測定データフレームを伝送し、制御局１０１のタイマ２０４により測定データ送信時間のタイムアウトが検出されると、制御部２０２送信データの送信を終了する。そして、測定データフレームの送信が完了するとステップＳ１９０５へ移行し、ノードＦ１０７に測定結果送信指示１７０４を送信し（１７０４）、結果応答を受信するか最大再送回数の範囲で結果応答受信まで要求動作を繰り返す。
【００８７】
この測定結果送信指示１７０５を受信したノードＦ１０７は、メモリ２０９に保存された通信品質測定結果テーブル１７０３を含む測定結果信号１７０６を制御局１０１へ送信する。この測定結果信号１７０７受信した制御局１０１では、ノードＦ１０７との間の通信品質情報として通信品質測定結果テーブル図１８を更新し、メモリ２０３に保存して、Ｓ１９１０へ移行する。ステップＳ１９１０では、この通信品質測定が完了していないノードの有無を検出し、制御局に接続されている全てのノードに対する測定が完了している場合にはこの処理を終了し、残っているノードがある場合には前記動作を繰り返す。
【００８８】
以上の手順により、制御局１０１と接続されている全てのノード１０２〜１０７間の通信品質情報を取得する事が可能である。したがって、この情報を中継ノードの選択や中継通信スロットの割り当てを行う判断パラメータとして用いる事でより信頼性の高い冗長データ伝送を実現できる。
【００８９】
また、本実施形態の説明では受信電界強度１８０１とエラーレート１８０２について記載しているが、この情報は必ずしも両方の情報が必要でない事は言うまでもない。また、説明を簡単にする為に通信品質情報は各々一つの値しか示していないが、伝送路のゆらぎ（変動）がある事を考慮して最高値と最低値（最悪値）のように複数の値を持たせることも可能である。
【００９０】
（通信品質情報に基づく中継ノード選択設定処理）
以下に図１１、図１２、図１８、図２０を参照し、通信品質情報を参照した中継ノード選択設定動作の説明を行う。
【００９１】
前記通信品質情報の取得後に、実施形態１と同様の手順により制御局１０１の制御部２０２に於いて中継通信スロット演算が完了すると、中継ノード選択設定動作を開始する。中継ノード選択設定動作では、中継通信スロット数と周辺ノード検索結果テーブルを読み出し（ステップＳ１００１、Ｓ１００２）、続いて通信品質測定結果テーブル図１８を読み出す（ステップＳ２００１）。そして、ステップＳ１００３へ移行し、各ノードで無線通信可能な周辺ノードの数が多いものから順番に並び替えてテーブルを再構成した後にステップＳ２００２へ移行する。
【００９２】
ステップＳ２００２では、通信品質測定結果テーブル（図１８）を参照し、上記無線通信可能な周辺ノードの数が一致しているノードの中で、通信品質の良い順番に並び替えたテーブルを再度構成する。そして、再構成した周辺ノード検索結果テーブルの上位ノードから順に中継通信スロット数の数だけ選択し（ステップＳ１００４）、各ノードが中継可能なノードに対する経路から、全てのノードに対する通信経路の数を計算する（ステップＳ１００５）。次に、実施形態１と同様処理により、全てのノードに対して２つ以上の通信経路を設定処理を行い（ステップＳ１００５〜Ｓ１００７）、中継ノード選択処理（ステップＳ１００８）で、中継ノードの選択を行う。このときに、通信経路計算処理が最大計算回数に達したために終了した場合には、条件を満足したノードの数が最も少ない中継ノードを選択する。
【００９３】
中継ノード選択が完了すると、ステップＳ１００９へ移行し、中継ノードとして選択されたノードが無線通信可能な、他の選択された中継ノード（図１１）１１０１、１１０２を検出し、ステップＳ２００３へ移行する。ステップＳ２００３では、制御局１０１との通信品質が最も良い中継ノードを第一中継ノードとして選択し、次にステップＳ１００９の結果から、他の中継ノードを多く含む一つの中継ノードから順番に選択する。そして、この選択された順番にしたがって、中継通信スロットの割り当て順序を決定する。中継通信スロットの割り当てが完了すると、各中継ノードに割り当てる通信タイミングを算出し、中継ノード設定指示信号１２０１、１２０７、１２１１を各中継ノードへ送信する。この中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５を受信した各中継ノードは、制御局１０１に対して中継ノード設定指示応答１２０４、１２１０、１２１６を送信する。また、各中継ノードは、中継ノード設定指示信号１２０３、１２０９、１２１５に含まれる中継通信スロット情報を各中継ノードのタイマ２１０に設定し設定処理を完了する。
【００９４】
ここで、本実施形態では通信タイミングを各中継ノードに通知し、選択された各中継ノードがビーコンタイミングから中継伝送する為の送信タイミングを計測している。しかし、先に算出された通信タイミングを制御局１０１で管理し、このタイミングに合わせて各中継ノードへ送信許可する事も可能である。
【００９５】
上記のように、本実施形態に係る構成においては、端末間の通信品質に基づいて中継装置を選択する。このため、更に信頼性の高いデータ伝送が可能となる。
【００９６】
＜＜その他の実施形態＞＞
以上、本発明の実施形態例について詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム、若しくは、記憶媒体等としての実施態様を取ることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００９７】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００９８】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含む。
【００９９】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【０１００】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、次のものが含まれる。即ち、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）等が含まれる。
【０１０１】
その他、プログラムの供給形態としては、次のようなものも考えられる。即ち、クライアント装置のブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明に係るコンピュータプログラム、或いは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルをＨＤ等の記録媒体にダウンロードする形態も考えられる。また、本発明に係るプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０１０２】
また、次のような供給形態も考えられる。即ち、まず、本発明に係るプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布する。そして、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報の使用により暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて本発明に係る構成を実現する。このような供給形態も可能である。
【０１０３】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、次のような実現形態も想定される。即ち、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部、又は、全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１０４】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づいても前述した実施形態の機能が実現される。即ち、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部、又は、全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける該通信装置であって、
当該通信装置が通信可能な他の通信装置の識別情報を送出する送出手段と、
前記制御装置または他の通信装置から前記データを受信する信号受信手段と、
該データの中継指示と通信タイミングが前記制御装置から通知されている場合は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つと前記中継装置とが、前記制御装置と前記複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、前記データの送出を制御する送出制御手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける該通信装置の制御方法であって、
送出手段が、前記通信装置が通信可能な他の前記通信装置の識別情報を送出する送出工程と、
信号受信手段が、前記制御装置または他の通信装置から前記データを受信する信号受信工程と、
送出制御手段が、該データの中継指示と通信タイミングが前記制御装置から通知されている場合は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つと前記中継装置とが、前記制御装置と前記複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、前記データの送出を制御する送出制御工程と、
を備えることを特徴とする通信装置の制御方法。
【請求項３】
コンピュータを、請求項１に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける該通信装置であって、
当該通信装置が通信可能な他の通信装置の識別情報を送出する送出手段と、
前記制御装置または他の通信装置から前記データを受信する信号受信手段と、
該データの中継指示と通信タイミングが前記制御装置から通知されている場合は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つと前記中継装置とが、前記制御装置と前記複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、前記データの送出を制御する送出制御手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
複数の通信装置と、該複数の通信装置へ中継装置を介してデータを送出する制御装置と、を備える無線通信システムにおける該通信装置の制御方法であって、
送出手段が、前記通信装置が通信可能な他の前記通信装置の識別情報を送出する送出工程と、
信号受信手段が、前記制御装置または他の通信装置から前記データを受信する信号受信工程と、
送出制御手段が、該データの中継指示と通信タイミングが前記制御装置から通知されている場合は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つと前記中継装置とが、前記制御装置と前記複数の通信装置のうち２つ以上からのデータの受信が可能な通信タイミングに応じて、前記データの送出を制御する送出制御工程と、
を備えることを特徴とする通信装置の制御方法。
【請求項３】
コンピュータを、請求項１に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２５７２５６（Ｐ２０１２−２５７２５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５３９８７（Ｐ２０１２−１５３９８７）
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【分割の表示】特願２００６−３１６３２５（Ｐ２００６−３１６３２５）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【分割の表示】特願２００６−３１６３２５（Ｐ２００６−３１６３２５）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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