(57)【要約】  本発明に係る無線通信システムにおいては、第二中継無線端末（２２１）は、その下位の子無線端末（３０１）に対してビーコン信号を送信した直後に、当該子無線端末（３０１）からの端末発呼データを受信することができ、また、端末発呼データを受信してまもなく、第一中継無線端末（２１１）から送信されるビーコン信号を受信し、その直後に当該第一中継無線端末（２１１）に端末発呼データを送信することができる。その結果、端末発呼データの中継伝送に大きな遅延が生じることが抑えられ、迅速な無線通信が可能となる。
2012049806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信装置から構成され、当該無線通信装置として、最下位となる複数の子無線端末と、これら子無線端末との間で無線通信を行う最上位の親無線端末と、前記子無線端末および親無線端末の間に介在し、これらの間で無線通信の中継を行う中継無線端末とを備えている無線通信システムであって、
前記親無線端末および前記中継無線端末は、下位の無線通信装置に対して定期的にビーコン信号を送信するよう構成されるとともに、前記中継無線端末および前記子無線端末は、上位の無線通信装置から送信された前記ビーコン信号を定期的に受信して、自局の内部時計を上位の無線通信装置の内部時計に同期するよう構成され、
前記親無線端末または前記中継無線端末が前記ビーコン信号を送信した時点である先上位ビーコン送信時点から、当該先上位ビーコン送信時点後にその下位の中継無線端末が最初の前記ビーコン信号を送信する時点である下位ビーコン送信時点までの時間を、第一ビーコン送信間隔とし、
前記下位ビーコン送信時点から、当該下位ビーコン送信時点後にその上位の前記親無線端末または前記中継無線端末が最初の前記ビーコン信号を送信する時点である後上位ビーコン送信時点までの時間を、第二ビーコン送信間隔としたときに、
前記第一ビーコン送信間隔は、前記第二ビーコン送信間隔よりも長くなるように設定されている
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項２】
前記上位および下位の無線通信装置の間で行われる前記無線通信は、複数のタイムスロットに分割した１周期を繰り返すように周期的に行われ、
前記各タイムスロットは、前記下位の無線通信装置との間で無線通信を行うための下位スロットと、当該下位スロットの後に続く、前記上位の無線通信装置との間で無線通信を行うための上位スロットとに区分され、
前記下位スロットには、前記ビーコン信号を送信するためのビーコン送信用スロットと、当該ビーコン送信用スロットの後に続く、前記下位の無線通信装置との間でリンク接続を行うためのリンク接続用スロットとが含まれ、
前記上位スロットには、前記ビーコン信号を受信するためのビーコン受信用スロットと、当該ビーコン受信用スロットの後に続く、前記上位の無線通信装置との間でリンク接続を行うためのリンク接続用スロットとが含まれ、
前記子無線端末の上位の中継無線端末を基準局としたときに、前記上位の無線通信装置、基準局、および当該子無線端末のそれぞれの前記無線通信は、基準局の下位スロットが前記子無線端末の上位スロットに対応し、基準局の上位スロットが前記上位の無線通信装置の下位スロットに対応するように、その周期を対応させている
ことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記中継無線端末は、前記ビーコン信号を送信した下位スロットでリンク接続を行うよう構成され、
前記基準局の上位の無線通信装置が中継無線端末であるときに、前記上位の中継無線端末、基準局、および当該子無線端末のそれぞれの前記無線通信は、基準局におけるリンク接続を行う下位スロットが前記子無線端末のリンク接続を行う上位スロットに対応し、基準局の上位スロットが前記上位の中継無線端末におけるリンク接続を行う下位スロットに対応するように、その周期を対応させている
ことを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記子無線端末は、複数回に１回の上位スロットでリンク接続を行うよう構成され、
前記基準局および当該子無線端末のそれぞれの前記無線通信は、基準局の下位スロットが、前記子無線端末の最先のリンク接続を行う上位スロットに対応するように、その周期を対応させている
ことを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記子無線端末の上位となる中継無線端末を除く、他の中継無線端末は、
その上位の無線通信装置の下位スロットと自局の上位スロットとの間でリンク接続が行われれば、直後の自局の下位スロットとその下位の無線通信装置の上位スロットとの間でリンク接続を行うよう構成されている
ことを特徴とする、請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
中継無線端末および子無線端末は、上位の親無線端末または中継無線端末からの無線信号を受信するために定期的に間欠受信待ち受け動作を行うよう構成され、前記子無線端末の間欠受信待ち受け周期は前記中継無線端末の間欠受信周期よりも長い
ことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親無線端末、中継無線端末、および子無線端末から少なくとも構成される無線通信システムに関し、特に、前記親無線端末および中継無線端末がビーコン信号を送信可能とする構成となっており、前記中継無線端末および子無線端末が、前記親無線端末または他の中継無線端末から送信されたビーコン信号を受信して、送信元の無線端末との時間を同期させることが可能な構成となっている無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
親無線端末、中継無線端末、および子無線端末から少なくとも構成される無線通信システムでは、親無線端末は、多数の子無線端末に対して無線通信が可能になっているが、子無線端末が設置される場所によっては、親無線端末との間で直接無線通信ができないことがある。このような場合に、無線信号を中継伝送する中継無線端末が用いられる。中継無線端末は、親無線端末と任意の子無線端末との間で１台のみを介する場合もあれば、２台以上を介する場合もある。【０００３】
また、子無線端末としてはさまざまな構成が知られているが、電源に注目すれば、内蔵の電池を電源とする（電池駆動される）ものが存在する。このような電池駆動方式の子無線端末は、一般的には、当該子無線端末の電力消費を抑えるために、親無線端末または中継無線端末からの無線信号の受信を間欠的に待ち受けるように構成されている。【０００４】
このような子無線端末を含む無線通信システムでは、親無線端末または中継無線端末（上位機器）から定期的にビーコン信号が送信され、当該ビーコン信号を子無線端末（下位機器）が定期的に受信する。親無線端末、中継無線端末および子無線端末には時計が内蔵されており、子無線端末（あるいは下位機器となる中継無線端末）は、ビーコン信号の受信により自局の時計をビーコン信号の送信元の無線端末（親無線端末または中継無線端末）の時計に合わせる（時計合わせ）。そして子無線端末は、時計合わせした後の所定のタイミングで、親無線端末からのポーリングデータの受信を間欠的に待ち受ける。このような無線通信の方式（いわゆる同期方式）は、一般に子無線端末の省電力化に有効である。【０００５】
このような同期方式を採用する無線通信システムの一例として、特許文献１に開示される火災警報システムが挙げられる。この火災警報システムでは、親局（親無線端末）となる火災警報器と、子局（子無線端末）となる火災警報器と、これら火災警報器で通信される無線信号を中継する中継器（中継無線端末）とを備えている。そして、親局の火災警報器は、子局の火災警報器に対して、火災警報メッセージを送信した後、もしくはいずれかの子局から火災警報メッセージを受信した後に、一定周期で第一同期信号（ビーコン信号）を送信する。【０００６】
ここで、特許文献１に開示の技術では、親局の火災警報器は、一定周期で第一同期信号を送信する際に、当該第一同期信号に火災警報メッセージを含めた上で繰返し送信を行っている。また、中継器は、親局の火災報知器から第一同期信号を受信すると、当該第一同期信号と同一周期の第二同期信号を送信するが、親局の火災警報器から火災警報メッセージを受信している間（すなわち、火災警報メッセージを含む第一同期信号を受信している間）、第二同期信号に火災警報メッセージを含めた上で、子局の火災警報器に中継伝送している。【０００７】
言い換えると、特許文献１に開示の火災警報システムでは、中継無線端末（中継器）からのビーコン信号（第二同期信号）は、親無線端末（親局の火災警報器）からのビーコン信号（第一同期信号）の直後に送信され、これにより、下位機器となる無線端末の時計合わせが行われるが、親無線端末からのポーリングデータ（火災警報メッセージ）は、当該親無線端末からのビーコン信号（第一同期信号）に重畳されているとともに、中継無線端末からのビーコン信号（第二同期信号）に重畳されている。【０００８】
それゆえ、子無線端末は、中継無線端末が送信するビーコン信号（第二同期信号）を受信することにより、親無線端末からのポーリングデータを受信することが可能となる。このような構成によれば、中継無線端末が介在しても、親無線端末から子無線端末に対して、大きな遅延が生ずることなくポーリングデータを伝送することが可能となる。【０００９】
また、特許文献１に開示の技術では、子局の火災警報器は、火災警報メッセージを受信すると、その受信を確認する応答メッセージを返信する。子局と親局との間に中継器が介在している場合には、子局からの応答メッセージは中継器を介して親局に伝送される。【００１０】
言い換えると、子無線端末（子局の火災警報器）で生成された端末情報は、端末発呼データ（応答メッセージ）として中継無線端末（中継器）を経由して親無線端末（親局の火災警報器）に伝送される。【００１１】
さらに、特許文献１に開示の技術では、親局の火災報知器では、送受信される無線信号の先頭にフレームの順番を格納している。これに対して、子局の火災報知器では、受信した無線信号に格納されているフレームの順番に基づいて、親局の受信状態への切り換えタイミングを推定している。この切り換えタイミングの推定は、中継器が子局のように振る舞う場合も同様である。【００１２】
言い換えると、どのようなタイミングで子無線端末（子局の火災警報器）が端末発呼データ（応答メッセージ）を送信すべきか、という点については、親無線端末（親局の火災警報器）で管理され（フレームの順番）、子無線端末は、親無線端末が指示したタイミング（フレームの順場に基づいて推定されるタイミング）で端末発呼データを送信している。同様に、中継無線端末（中継器）の親無線端末への送信タイミングも親無線端末により管理され、親無線端末が指示したタイミングで端末発呼データを中継送信している。【００１３】
また、特許文献１に開示の技術では、子局においては、親局が受信状態に切り換わっている期間を複数のタイムスロットに分割し、それぞれの子局（または中継器）に決められた特定のタイムスロットに応答メッセージを含む無線信号を格納して親局に返信している。なお、このタイムスロットは、第一同期信号により規定されており、当該第一同期信号の１周期が複数のタイムスロットに分割されていることになる。【００１４】
言い換えると、親無線端末は、自局が送信するビーコン信号（第一同期信号）の送信間隔を複数のタイムスロットに分割しており、下位機器となる無線端末（子無線端末および中継無線端末）には１つのタイムスロットが割り当てられている。そして、各下位機器（子無線端末または中継無線端末）は、割り当てられた所定のタイムスロットで無線信号を送信している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２８８８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、親無線端末から子無線端末へポーリングデータの伝送に大きな遅延が発生することを回避できるものの、端末発呼データの伝送に大きな遅延が発生するおそれがあり、また、子無線端末でポーリングデータを受信する回数が増加して消費電力が増大するおそれがある。【００１７】
具体的には、子無線端末で生成された端末発呼データは、所定の送信タイミング（すなわち所定のタイムスロット）で送信されて中継無線端末で受信されるが、当該中継無線端末において、自局の送信タイミング（所定のタイムスロット）が既に過ぎ去っている場合には、親無線端末から次のビーコン信号（第一同期信号）を受信してから所定のタイムスロットに至るまで、端末発呼データの中継伝送を待機する必要がある。つまり、子無線端末からの端末発呼データは、ビーコン信号の送信周期を１回以上遅れて親無線端末に中継伝送される可能性があるので、端末発呼データの伝送に大きな遅延が発生するおそれがある。【００１８】
また、特許文献１に開示の技術では、ポーリングデータの伝送の大幅な遅延を回避するべくビーコン信号にポーリング信号を重畳させている。そのため、子無線端末は、上位機器（親無線端末または中継無線端末）から定期的に送信されるビーコン信号（第一同期信号または第二同期信号）と同じ周期でビーコン信号を受信することになる。その結果、子無線端末では必要以上の頻度でビーコン信号を受信する可能性があり、当該子無線端末の消費電力が増大するおそれがある。【００１９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、簡素な構成で子無線端末の消費電力の増大を抑制しつつ、当該子無線端末から親無線端末への端末発呼データの中継伝送に際して、大きな遅延の発生を有効に抑制または回避することが可能な、無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る無線通信システムは、前記の課題を解決するために、複数の無線通信装置から構成され、当該無線通信装置として、最下位となる複数の子無線端末と、これら子無線端末との間で無線通信を行う最上位の親無線端末と、前記子無線端末および親無線端末の間に介在し、これらの間で無線通信の中継を行う中継無線端末とを備えている無線通信システムであって、前記親無線端末および前記中継無線端末は、下位の無線通信装置に対して定期的にビーコン信号を送信するよう構成されるとともに、前記中継無線端末および前記子無線端末は、上位の無線通信装置から送信された前記ビーコン信号を定期的に受信して、自局の内部時計を上位の無線通信装置の内部時計に同期するよう構成され、前記親無線端末または前記中継無線端末が前記ビーコン信号を送信した時点である先上位ビーコン送信時点から、当該先上位ビーコン送信時点後にその下位の中継無線端末が最初の前記ビーコン信号を送信する時点である下位ビーコン送信時点までの時間を、第一ビーコン送信間隔とし、前記下位ビーコン送信時点から、当該下位ビーコン送信時点後にその上位の前記親無線端末または前記中継無線端末が最初の前記ビーコン信号を送信する時点である後上位ビーコン送信時点までの時間を、第二ビーコン送信間隔としたときに、前記第一ビーコン送信間隔は、前記第二ビーコン送信間隔よりも長くなるように設定されている構成である。【００２１】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明では、簡素な構成で子無線端末の消費電力の増大を抑制しつつ、当該子無線端末から親無線端末への端末発呼データの中継伝送に際して、大きな遅延の発生を有効に抑制または回避することが可能な、無線通信システムを提供することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す無線通信装置を用いて構成される無線通信システムの構成の一例を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、図１（ａ）〜（ｃ）に示す各無線通信装置において管理されるタイムスロットの基本構成を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すタイムスロットのうちリンク接続用スロットの構成を示す模式図である。
【図４】図２に示す無線通信システムを構成する各無線通信装置の間でのスロット位置の関係を示す模式図である。
【図５】図４に示す各無線通信装置の間でのスロット位置関係の要部を示す模式図である。
【図６】図４に示すスロット位置の関係にある無線通信システムにおいて、親無線端末から子無線端末宛のデータ送信が行われたときの中継伝送の一例を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、図２に示す無線通信システムを構成する各無線通信装置の間で送受信されるリンク接続要求信号の構成の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すリンク接続要求信号に含まれる１つの繰返しフレームの構成の一例を示す模式図である。
【図８】図７（ａ）に示すリンク接続要求信号を受信して受信キャリアセンス動作を行うタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図９】図４に示すスロット位置の関係にある無線通信システムにおいて、子無線端末から親無線端末宛のデータ送信が行われたときの中継伝送の一例を示す模式図である。
【図１０】図４に示すスロット位置の関係にある無線通信システムにおいて、新規に子無線端末が参入するときの無線信号の通信の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】図２に示す無線通信システムを構成する各無線通信装置の間で送受信されるデータ通信用信号の構成の一例を示す模式図である。
【図１２】（ａ）は、図１１に示すデータ通信用信号に含まれるルート情報の構成の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すルート情報の１バイト目から７バイト目に格納される中継端末情報の構成の一例を示す模式図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すルート情報の８バイト目に格納されるスロット位置情報の構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る無線通信システムは、複数の無線通信装置から構成され、当該無線通信装置として、最下位となる複数の子無線端末と、これら子無線端末との間で無線通信を行う最上位の親無線端末と、前記子無線端末および親無線端末の間に介在し、これらの間で無線通信の中継を行う中継無線端末とを備えている無線通信システムであって、前記親無線端末および前記中継無線端末は、下位の無線通信装置に対して定期的にビーコン信号を送信するよう構成されるとともに、前記中継無線端末および前記子無線端末は、上位の無線通信装置から送信された前記ビーコン信号を定期的に受信して、自局の内部時計を上位の無線通信装置の内部時計に同期するよう構成され、前記親無線端末または前記中継無線端末が前記ビーコン信号を送信した時点である先上位ビーコン送信時点から、当該先上位ビーコン送信時点後にその下位の中継無線端末が最初の前記ビーコン信号を送信する時点である下位ビーコン送信時点までの時間を、第一ビーコン送信間隔とし、前記下位ビーコン送信時点から、当該下位ビーコン送信時点後にその上位の前記親無線端末または前記中継無線端末が最初の前記ビーコン信号を送信する時点である後上位ビーコン送信時点までの時間を、第二ビーコン送信間隔としたときに、前記第一ビーコン送信間隔は、前記第二ビーコン送信間隔よりも長くなるように設定されている構成である。
【００２５】
前記構成によれば、第一ビーコン送信間隔は第二ビーコン送信間隔よりも長くなるように設定されているので、前記下位の中継無線端末は、その下位の無線通信装置に対してビーコン信号を送信した直後に、当該下位の無線通信装置との間で無線通信可能な状態となるとともに、その上位の無線通信装置からビーコン信号を受信した直後に、当該上位の無線通信装置との間で無線通信可能な状態となる。
【００２６】
それゆえ、前記下位の中継無線端末は、その下位の無線通信装置に対してビーコン信号を送信した直後に、子無線端末からの端末発呼データを受信することができる。これにより、子無線端末から端末発呼データを送信するタイミングに合わせて中継無線端末が端末発呼データを中継伝送できるため、子無線端末の稼働時間を短くすることが可能となり、簡素な構成で子無線端末の消費電力の増大を抑制することができる。
【００２７】
また、下位の中継無線端末は、端末発呼データを受信してまもなく、上位の無線通信装置から送信されるビーコン信号を受信し、その直後に当該上位の無線通信装置に対して端末発呼データを送信することができる。これにより、端末発呼データの中継伝送に大きな遅延が生じることが抑えられ、迅速な無線通信が可能となる。
【００２８】
前記構成の無線通信システムにおいては、前記上位および下位の無線通信装置の間で行われる前記無線通信は、複数のタイムスロットに分割した１周期を繰り返すように周期的に行われ、前記各タイムスロットは、前記下位の無線通信装置との間で無線通信を行うための下位スロットと、当該下位スロットの後に続く、前記上位の無線通信装置との間で無線通信を行うための上位スロットとに区分され、前記下位スロットには、前記ビーコン信号を送信するためのビーコン送信用スロットと、当該ビーコン送信用スロットの後に続く、前記下位の無線通信装置との間でリンク接続を行うためのリンク接続用スロットとが含まれ、前記上位スロットには、前記ビーコン信号を受信するためのビーコン受信用スロットと、当該ビーコン受信用スロットの後に続く、前記上位の無線通信装置との間でリンク接続を行うためのリンク接続用スロットとが含まれ、前記子無線端末の上位の中継無線端末を基準局としたときに、前記上位の無線通信装置、基準局、および当該子無線端末のそれぞれの前記無線通信は、基準局の下位スロットが前記子無線端末の上位スロットに対応し、基準局の上位スロットが前記上位の無線通信装置の下位スロットに対応するように、その周期を対応させている構成であってもよい。
【００２９】
前記構成によれば、特定のタイムスロットに合わせて前記第一ビーコン送信間隔および第二ビーコン送信間隔を設定することができる。
【００３０】
前記構成の無線通信システムにおいては、さらに、前記中継無線端末は、前記ビーコン信号を送信した下位スロットでリンク接続を行うよう構成され、前記基準局の上位の無線通信装置が中継無線端末であるときに、前記上位の中継無線端末、基準局、および当該子無線端末のそれぞれの前記無線通信は、基準局におけるリンク接続を行う下位スロットが前記子無線端末のリンク接続を行う上位スロットに対応し、基準局の上位スロットが前記上位の中継無線端末におけるリンク接続を行う下位スロットに対応するように、その周期を対応させている構成であってもよい。
【００３１】
前記構成によれば、基準局と上位の無線通信装置と下位の無線通信装置との間で、リンク接続を行う上位スロットまたは下位スロットを対応させているので、各無線通信装置の間でのリンク接続間隔をできる限り短くすることができる。
【００３２】
前記構成の無線通信システムにおいては、前記子無線端末は、複数回に１回の上位スロットでリンク接続を行うよう構成され、前記基準局および当該子無線端末のそれぞれの前記無線通信は、基準局の下位スロットが、前記子無線端末の最先のリンク接続を行う上位スロットに対応するように、その周期を対応させている構成であってもよい。
【００３３】
前記構成によれば、子無線端末が間引いてリンク接続を行っても、最上位の親無線端末から、子無線端末の上位の中継無線端末まで、速やかに無線通信を行うことができる。
【００３４】
前記構成の無線通信システムにおいては、前記子無線端末の上位となる中継無線端末を除く、他の中継無線端末は、その上位の無線通信装置の下位スロットと自局の上位スロットとの間でリンク接続が行われれば、直後の自局の下位スロットとその下位の無線通信装置の上位スロットとの間でリンク接続を行うよう構成されてもよい。
【００３５】
前記構成によれば、上位の無線通信装置とリンク接続が行われた後まもなく、下位の無線通信装置とリンク接続を行うことができるので、最上位の親無線端末から、子無線端末の上位の中継無線端末まで、速やかに無線通信を行うことができる。
【００３６】
前記構成の無線通信システムにおいては、中継無線端末および子無線端末は、上位の親無線端末または中継無線端末からの無線信号を受信するために定期的に間欠受信待ち受け動作を行うよう構成され、前記子無線端末の間欠受信待ち受け周期は前記中継無線端末の間欠受信周期よりも長い構成であってもよい。
【００３７】
中継無線端末は、親無線端末が送信するビーコン信号よりも短い周期で親無線端末からのポーリングデータの受信待ち受けを行っているため、ポーリングデータの中継伝送において大きな遅延が生じることなしに、中継伝送を行うことができる。
【００３８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３９】
［無線通信装置の概略構成］
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の要部構成の一例を示すブロック図であり、図１（ａ）が親無線端末として機能する無線通信装置の構成例を示し、図１（ｂ）が中継無線端末として機能する無線通信装置の構成例を示し、図１（ｃ）が子無線端末として機能する無線通信装置の構成例を示す。また、図２は、図１に示す無線通信装置を用いて構成される、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの一例を示す模式図である。
【００４０】
まず、本実施の形態に係る無線通信装置の概略構成について説明する。図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置のうち親無線端末１０１は、アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３、記憶部１４、ビーコン送信部２１、リンク接続部２２、ルート情報解析作成部２３、タイミング情報送信部２４を備えている。
【００４１】
アンテナ１１は、所定の帯域の電波を送受信できるものであれば特に限定されず、各種公的な規格で定められている帯域の電波を送受信可能な公知のアンテナが用いられる。送受信部１２は、アンテナ１１から空中へ電波を送信したり、空中を伝わってきた電波を受信したりするために、データを所定の帯域の無線信号に変調したり、所定の帯域の無線信号をデータに復調したりする無線送受信回路として構成されている。その具体的な構成は特に限定されず、無線通信ネットワークの分野で公知の高周波回路（ＲＦ回路）が用いられる。
【００４２】
制御部１３は、例えば、マイクロコンピュータのＣＰＵで構成され、親無線端末１０１（無線通信装置）の動作、特に無線通信動作に関する種々の制御を行う。例えば、親無線端末１０１の全体の時間管理、送受信部１２、ビーコン送信部２１、リンク接続部２２、ルート情報解析作成部２３、タイミング情報送信部２４等の制御等が挙げられる。記憶部１４は、制御部１３の制御により記憶されている各種情報が読み出されるものであり、例えば、ＣＰＵの内部メモリ、あるいは独立したメモリ装置等として構成されればよい。
【００４３】
ビーコン送信部２１は、制御部１３の制御により他の無線通信装置（後述する中継無線端末２０１、子無線端末３０１）に対してビーコン信号を送信する。リンク接続部２２は、制御部１３の制御により、他の無線通信装置に対してリンク接続要求信号を送信することにより無線リンクを接続する（リンク接続動作）。ルート情報解析作成部２３は、中継要求のあった中継無線端末２０１に関する情報（中継端末情報）を含むルート情報の解析および作成を行う。タイミング情報送信部２４は、子無線端末３０１における間欠受信タイミングを特定する情報（間欠受信タイミング情報）の作成および送信を行う。
【００４４】
間欠受信タイミング情報は、本実施の形態では後述するスロット位置情報であり、前記ルート情報には、中継端末情報に加えてスロット位置情報も含まれる。なお、中継端末情報、スロット位置情報およびルート情報については後述する。また、記憶部１４は、スロット位置情報および中継端末情報を含むルート情報とこれに関する種々の付随情報を記憶可能となっている。
【００４５】
ビーコン送信部２１、リンク接続部２２、ルート情報解析作成部２３、およびタイミング情報送信部２４の具体的な構成は特に限定されず、公知のスイッチング素子、減算器、比較器等による論理回路等として構成されてもよいし、制御部１３の機能構成であって、制御部１３としてのＣＰＵが、記憶部１４に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成であってもよい。
【００４６】
次に、図１（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置のうち中継無線端末２０１は、アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３、ビーコン送信部２１、ビーコン受信部２５、リンク接続部２２、タイミング情報解析部２６を備えている。
【００４７】
アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３、ビーコン送信部２１、およびリンク接続部２２の具体的な構成は親無線端末１０１が備える構成と同様であり、その説明は省略する。なお、中継無線端末２０１が親無線端末１０１から送信される無線信号を受信する際には、リンク接続部２２は、リンク接続要求信号を受信することによりリンク接続動作を行う。ビーコン受信部２５は、親無線端末１０１から送信されたビーコン信号を受信し、制御部１３に出力する。タイミング情報解析部２６は前記スロット位置情報を含むルート情報の解析および作成を行う。ビーコン受信部２５およびタイミング情報解析部２６も論理回路等として構成されてもよいし制御部１３の機能構成であってもよい。
【００４８】
次に、図１（ｃ）に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置のうち子無線端末３０１は、アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３、記憶部１４、ビーコン受信部２５、リンク接続部２２、タイミング情報送信部２４を備えている。アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３、記憶部１４、ビーコン送信部２１、リンク接続部２２、およびタイミング情報送信部２４の具体的な構成は親無線端末１０１または中継無線端末２０１が備える構成と同様であり、その説明は省略する。
【００４９】
［無線通信システムの概略構成］
次に、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成について説明する。図２に示すように、本実施の形態に係る無線通信システムは、無線通信装置として、親無線端末１０１、中継無線端末２１１，２２１，２３１および子無線端末３１１〜３１３，３２１〜３２３，３３１〜３３３を含んでいる。なお、図２における中継無線端末２１１，２２１，２３１は、図１（ｂ）に示す中継無線端末２０１に対応し、子無線端末３１１〜３１３，３２１〜３２３，３３１〜３３３は、図１（ｃ）に示す子無線端末３０１に対応する。
【００５０】
また、図２においては、説明の便宜上、親無線端末１０１を１台、中継無線端末２０１を３台（中継無線端末２１１〜２３１）、子無線端末３０１を９台（子無線端末３１１〜３３３）図示しているが、無線通信システムの構成はこれに限定されるものではなく、これら無線通信装置は、図示されている台数を超えて含まれてもよいし、図示されている台数未満であってもよい。
【００５１】
親無線端末１０１および中継無線端末２１１，２２１，２３１は、ビーコン信号を送信する側の無線通信装置であり、また、中継無線端末２１１，２２１，２３１と、子無線端末３１１〜３１３，３２１〜３２３，３３１〜３３３は、ビーコン信号を受信する側の無線通信装置である。したがって、中継無線端末２１１〜２３１は、ビーコン信号を送受信できる無線通信装置である。
【００５２】
親無線端末１０１は、子無線端末３１１〜３１３および中継無線端末２１１それぞれに対してビーコン信号を送信可能であるとともに、子無線端末３１１〜３１３および中継無線端末２１１との間で、それぞれ無線によるデータ通信が可能となっている。したがって、図２においては、これら無線通信装置の間を、双方向の点線の矢印で結んでいる。親無線端末１０１、子無線端末３１１〜３１３および中継無線端末２１１は、無線通信システムの第一階層のネットワークを構成している。なお、親無線端末１０１は子無線端末３１１〜３１３および中継無線端末２１１から見て「上位機器」となる。また、上位機器である親無線端末１０１に直接つながる子無線端末３１１〜３１３および中継無線端末２１１は、親無線端末１０１から見て「下位機器」となる。
【００５３】
また中継無線端末２１１は、子無線端末３２１〜３２３および中継無線端末２２１それぞれに対して、ビーコン信号を送信可能であるとともに、子無線端末３２１〜３２３および中継無線端末２２１との間でそれぞれデータ通信が可能となっている。それゆえ、中継無線端末２１１は、親無線端末１０１から見れば「下位機器」となるが、子無線端末３２１〜３２３および中継無線端末２２１から見れば「上位機器」となる。そこで、前記第一階層のネットワークと同様に、中継無線端末２１１、子無線端末３２１〜３２３および中継無線端末２２１は、無線通信システムの第二階層のネットワークを構成している。
【００５４】
同様に、中継無線端末２２１は、子無線端末３３１〜３３３および中継無線端末２３１に対してビーコン信号を送信可能であるとともに、子無線端末３３１〜３３３および中継無線端末２３１との間でそれぞれデータ通信が可能となっている。それゆえ、中継無線端末２２１は、中継無線端末２１１から見れば「下位機器」となるが、子無線端末３３１〜３３３および中継無線端末２３１から見れば「上位機器」となるので、中継無線端末２２１、子無線端末３３１〜３３３および中継無線端末２３１は、無線通信システムの第三階層のネットワークを構成している。
【００５５】
さらに中継無線端末２３１は、図２には図示されない複数の子無線端末３０１、あるいは複数の子無線端末３０１と１台以上の中継無線端末２０１に対してビーコン信号を送信可能であるとともに、これら無線通信装置との間でそれぞれデータ通信が可能となっている。それゆえ、中継無線端末２３１と図示されない子無線端末３０１および中継無線端末２０１とは、無線通信システムの第四階層のネットワークを構成しているとともに、図示されない中継無線端末２０１を「上位機器」として第五階層の以降のネットワークが形成可能である。なお、第四階層のネットワークに中継無線端末２０１が含まれていなければ、図２に示す無線通信システムは、第一〜第四階層のネットワークのみで構成されていることになる。
【００５６】
前記構成の無線通信システムの通信動作について、その概要を説明する。親無線端末１０１は、子無線端末３１１〜３１３とは直接通信することができるが、子無線端末３２１〜３２３および子無線端末３３１〜３３３とは電波状況が悪く直接通信を行うことができないとする。そこで、中継無線端末２１１，２２１，２３１等を介して子無線端末３２１〜３２３，３３１〜３３３等と通信する。
【００５７】
したがって、子無線端末３１１〜３３３（および中継無線端末２１１〜２３１）は、親無線端末１０１または中継無線端末２１１〜２３１のいずれと直接通信するか、中継無線端末２１１〜２３１を介する場合には親無線端末１０１まで何台の中継無線端末２０１を経由するか、に基づいて階層化されている。例えば、親無線端末１０１と直接通信できる子無線端末３１１〜３３３は前記の通り第一階層を構成し、１台の中継無線端末２１１を介して親無線端末１０１と通信する子無線端末３２１〜３２３は第二階層を構成し、中継無線端末２２１および２１１を介して親無線端末１０１と通信する子無線端末３３１〜３３３は第三階層を構成する。
【００５８】
また、親無線端末１０１および中継無線端末２１１〜２３１は「上位機器」であり、「下位機器」の無線通信装置（例えば第一階層であれば子無線端末３１１〜３１３と中継無線端末２１１）に対してビーコン信号を間欠的に送信する。「下位機器」の無線通信装置はビーコン信号を捕捉（受信）することにより、「上位機器」の無線通信装置のクロック部（内部時計）の時間を「上位機器」の無線通信装置のクロック部（内部時計）の時間に同期させる（時計合わせする）ことができる。
【００５９】
また、後述するように、「下位機器」の無線通信装置が受信を間欠的に待ち受けるときのタイミング情報（間欠受信タイミング情報）は、ポーリング情報とともに無線信号に含められて当該「下位機器」の無線通信装置に送信される。そのため、図２に示す無線通信システムのように、親無線端末１０１と子無線端末３０１との間に中継無線端末２０１が挿入されていても、中継無線端末２０１は、子無線端末３０１の間欠受信タイミングで中継情報を送信することができる。
【００６０】
［無線通信装置のスロット構成およびスロット位置関係］
本実施の形態に係る無線通信システムでは、「上位機器」の無線通信装置と「下位機器」の無線通信装置との間で時分割多重方式によりデータ通信を行っている。そのため、無線通信の１周期は複数のタイムスロットに分割され、各タイムスロットには所定の通信データ（無線信号）が割り当てられて通信されることになる。そこで、図１（ａ）〜（ｃ）に示す各無線通信装置において管理されるタイムスロットの基本構成について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００６１】
（Ｉ．タイムスロットの基本構成）
時分割多重方式においては、無線通信を予め設定される所定時間毎に区切り、この所定時間（１周期）をさらに複数のタイムスロットに区分する。図３（ａ）に示すように、基本となるタイムスロット（基本スロット４０）は、その長さ（スロット長）がＴ１秒（例えばＴ１＝２秒）に設定され、通信時には、この基本スロット４０が１周期の時間軸上で繰り返されることになる。
【００６２】
基本スロット４０は、さらに下位スロット４１および上位スロット４２の２つのタイムスロットで構成されている。下位スロット４１および上位スロット４２のそれぞれのスロット長は、基本スロット４０のスロット長であるＴ１の半分（１／２×Ｔ１）に設定されている。下位スロット４１は下位機器と通信するためのタイムスロットであり、上位スロット４２は上位機器と通信するためのタイムスロットである。
【００６３】
下位スロット４１は、さらにビーコン送信用スロット４１１（図中ＢＴ）、リンク接続用スロット４１２（図中Ｌ）、およびデータ通信用スロット４１３（図中Ｄ）の３つのタイムスロットに分割されている。同様に上位スロット４２も、ビーコン受信用スロット４２１（図中ＢＲ）、リンク接続用スロット４２２（図中Ｌ）、およびデータ通信用スロット４２３（図中Ｄ）の３つのタイムスロットに分割されている。
【００６４】
次に各タイムスロットについて説明する。無線通信装置が上位機器であれば、ビーコン送信部２１（図１（ａ），（ｂ）参照）により、ビーコン送信用スロット４１１において下位機器に対して定期的にビーコン信号が送信される。ビーコン信号は、ビーコン送信用スロット４１１において必ず送信されてもよいし、複数回に１回毎のビーコン送信用スロット４１１において送信されてもよい。例えば、ビーコン信号が、２回に１回毎のビーコン送信用スロット４１１で送信される（２スロット毎で送信される）ように設定されれば、Ｔ１＝２秒であればビーコン信号の送信間隔は４秒となる。
【００６５】
また、無線通信装置が下位機器であれば、ビーコン受信部２５（図１（ｂ），（ｃ）参照）により、ビーコン受信用スロット４２１において定期的に上位機器からのビーコン信号が受信される。ビーコン信号の受信間隔は、当該ビーコン信号の送信間隔の整数倍に設定することができる。例えば、送信間隔が２秒であって受信間隔を送信間隔の２５６倍に設定すれば、当該受信間隔＝８分３２秒となる。
【００６６】
無線通信装置が上位機器であっても下位機器であっても、リンク接続部２２（図１（ａ）〜（ｃ）参照）により、リンク接続用スロット４１２，４２２においてリンク接続動作が行われる。また、無線通信装置の間ではデータ通信が行われるが、このデータ通信はリンク接続動作の後に行われる。それゆえ、リンク接続用スロット４１２，４２２に続くデータ通信用スロット４１３，４２３においてデータ通信（データのやり取り）が行われる。
【００６７】
ここで、リンク接続用スロット４１２，４２２は、図３（ｂ）に示すように、下位発呼用スロット４０２ａおよび上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂの２つのタイムスロットから構成されている。下位発呼用スロット４０２ａは、下位機器から上位機器に無線リンクを接続したいときに当該下位機器がリンク接続要求信号を送信するためのタイムスロットである。また、上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂは、下位機器からのリンク接続要求信号に対して上位機器が応答を返すためのタイムスロットであり、また、上位機器から下位機器に無線リンクを接続したいときに当該上位機器からリンク接続要求信号を送信するためのタイムスロットである。
【００６８】
なお、リンク接続用スロット４１２，４２２のスロット長は特に限定されない。図３（ｂ）に示す例では、下位発呼用スロット４０２ａのスロット長がＴ２に設定され、上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂのスロット長がＴ３に設定されている。そして、図面上では、スロット長Ｔ２とスロット長Ｔ３とがほぼ同じ長さ（Ｔ２＝Ｔ３）となっているが、もちろんこれに限定されず、リンク接続要求信号の送信または応答に応じて適切なスロット長が設定されればよい。
【００６９】
（ＩＩ．タイムスロットの位置関係）
次に、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、上位機器および下位機器の間でのタイムスロットの位置関係を、図４を参照して具体的に説明する。図４では、図２に示す無線通信システムにおいて、親無線端末１０１と第三階層の子無線端末３３１との間に、２台の中継無線端末２１１，２２１が介在している場合を例に挙げて、各無線通信装置の１周期内でのタイムスロットの位置関係を説明している。また、図４に示す基本スロット４０において、下位スロット４１は図中「下」と記載しており、上位スロット４２は図中「上」と記載している。
【００７０】
図４に示す例では、親無線端末１０１、中継無線端末２１１，２２１、および子無線端末３３１においては、１周期が２５６個の基本スロット４０に分割され、各基本スロット４０は、１から２５６までのスロット番号が付与されている。そして、最後のスロット番号２５６の基本スロット４０の次には、最初のスロット番号１の基本スロット４０が位置することになる。なお、以下の説明では、便宜上、スロット番号Ｘの基本スロット４０を「Ｎｏ．Ｘ−基本スロット４０」と記載する。また、図４に関する説明では、上位の中継無線端末２１１および下位の中継無線端末２２１を明確に区別する便宜上、前者を「第一中継無線端末２１１」と称し、後者を「第二中継無線端末２２１」と称する。
【００７１】
また、図４においては、親無線端末１０１および第一中継無線端末２１１の間では、定期的に第一階層のビーコン信号Ｂｉが送信され、第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１の間では、第二階層のビーコン信号Ｂｉｉが送信され、第二中継無線端末２２１および子無線端末３３１の間では、第三階層のビーコン信号Ｂｉｉｉが送信されている。なお、子無線端末３３１は最下位の下位機器であり、当該子無線端末３３１につながる下位機器は存在しないので、子無線端末３３１からビーコン信号は送信されない。
【００７２】
上位機器から送信されたビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉは、後述するように、下位機器においては１周期毎で１回受信される。１周期の長さ（周期長）をＴ４とすれば、図４に示す例では、Ｔ４＝２５６×Ｔ１となる。例えば、Ｔ１＝２秒であれば、Ｔ４＝５１２秒（８分３２秒）となる。また、ビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉは、２回に１回毎（１回置き）のビーコン送信用スロット４１１の周期で上位機器から送信される。したがって、２つの基本スロット４０で１回の周期でビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉが送信されることになり、ビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉの送信間隔Ｔ５＝２×Ｔ１となる。例えば、Ｔ１＝２秒であれば、Ｔ５＝４秒となる。
【００７３】
なお、図４においては、１周期内で送受信されるビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉの序数を括弧書きで示している。例えば、第一中継無線端末２１１から第二中継無線端末２２１に送信される第二階層のビーコン信号Ｂｉｉについて見れば、Ｎｏ．１−基本スロット４０で送信される１番目のビーコン信号Ｂｉｉは「Ｂｉｉ（１）」と記載し、Ｎｏ．３−基本スロット４０で送信される２番目のビーコン信号Ｂｉｉは「Ｂｉｉ（２）」と記載し、Ｎｏ．２５５−基本スロット４０で送信されるｍ番目のビーコン信号Ｂｉｉは「Ｂｉｉ（ｍ）」と記載している。
【００７４】
次に、図４に示す例において、上位機器から下位機器に対するビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉの送信動作と、下位機器におけるビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉの受信動作とについて、図４に加えて図５も参照してより具体的に説明する。なお、図５においては、各基本スロット４０を構成する下位スロット４１および上位スロット４２を、それぞれ図３（ａ）に示す３つのタイムスロットに区分して記載している以外は、図４と同様の位置関係を示している。
【００７５】
図４および図５に示す例では、最上位の上位機器は親無線端末１０１であり、親無線端末１０１からはＴ５＝２×Ｔ１の周期で定期的に第一階層のビーコン信号Ｂｉが下位機器に対して送信される。図４および図５では、Ｎｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１に含まれるビーコン送信用スロット４１１から１番目のビーコン信号Ｂｉ（１）が送信される。２番目のビーコン信号Ｂｉ（２）は、Ｎｏ．３−基本スロット４０から送信され、３番目のビーコン信号Ｂｉ（３）は、Ｎｏ．５−基本スロット４０から送信され、４番目のビーコン信号Ｂｉ（４）は、Ｎｏ．７−基本スロット４０から送信される（ビーコン信号Ｂｉ（４）は図５には図示せず）。その後、奇数のスロット番号の基本スロット４０から順次ビーコン信号Ｂｉが送信され、再びＮｏ．１−基本スロット４０に達すると、１番目のビーコン信号Ｂｉが送信される。
【００７６】
一方、親無線端末１０１の直下に属する下位機器は第一中継無線端末２１１であるが、この第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１から送信されるビーコン信号Ｂｉを定期的に受信する。ビーコン信号Ｂｉの受信は１周期に１回であり、図４に示す例では、１番目のビーコン信号Ｂｉ（１）を基本スロット４０の上位スロット４２に含まれるビーコン受信用スロット４２１で受信する。第一中継無線端末２１１は、ビーコン信号Ｂｉ（１）を受信すると、親無線端末１０１のＮｏ．１−基本スロット４０のスロット位置を、当該第一中継無線端末２１１のＮｏ．２５５−基本スロット４０のスロット位置に位置合わせする。
【００７７】
具体的には、図５に示すように、第一中継無線端末２１１は、Ｎｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１の先頭位置であるビーコン送信用スロット４１１（図中ＢＴ）が、Ｎｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２の先頭位置であるビーコン受信用スロット４２１（図中ＢＲ）に対応するように、自局のタイムスロットを構成し直す。つまり、第一中継無線端末２１１は、Ｎｏ．２５５−基本スロット４０のビーコン受信用スロット４２１のスロット位置を、親無線端末１０１のＮｏ．１−基本スロット４０のビーコン送信用スロット４１１のスロット位置に合わせるように時計合わせする。
【００７８】
なお、図４では、ビーコン信号Ｂｉ〜Ｂｉｉｉを受信するタイムスロットを黒く塗りつぶしている。すなわち、図４では、下位機器のＮｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２を黒く塗りつぶして示している。また、図５では、下位機器が位置合わせ（時計合わせ）したビーコン受信用スロット４２１を網掛けで示している。
【００７９】
ここで、第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１等とともに第一階層を構成するとともに、第二中継無線端末２２１等とともに第二階層を構成している（図２参照）ので、第一中継無線端末２１１から見て第二中継無線端末２２１は直下に属する下位機器となる。そして、第一中継無線端末２１１からは、奇数のスロット番号の基本スロット４０から第二階層のビーコン信号Ｂｉｉが下位機器に対して送信される。第二中継無線端末２２１は、上位機器である第一中継無線端末２１１のビーコン信号Ｂｉｉのうち、１番目のビーコン信号Ｂｉｉ（１）を受信して、第一中継無線端末２１１のＮｏ．１−基本スロット４０と第二中継無線端末２２１のＮｏ．２５５−基本スロット４０とのスロット位置を合わせるよう、自局のタイムスロットを再構成する。
【００８０】
また、第二中継無線端末２２１は、子無線端末３３１等とともに第三階層を構成している（図２参照）ので、第二中継無線端末２２１から子無線端末３３１に対しても、Ｔ５の周期となるように、奇数のスロット番号の基本スロット４０から第三階層のビーコン信号Ｂｉｉｉが送信される。最下位の下位機器である子無線端末３３１も、第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１と同様に、１番目のビーコン信号Ｂｉｉｉ（１）を受信して、第二中継無線端末２２１のＮｏ．１−基本スロット４０と子無線端末３３１のＮｏ．２５５−基本スロット４０とのスロット位置を合わせるよう、自局のタイムスロットを再構成する。
【００８１】
図４および図５に示す例を１番目のビーコン信号の送信タイミングを基準として説明すると、第一中継無線端末２１１は親無線端末１０１から送信される１番目のビーコン信号Ｂｉ（１）を、当該第一中継無線端末２１１のＮｏ．２５５−基本スロット４０で受信する。また、第一中継無線端末２１１は、自局のＮｏ．１−基本スロット４０から１番目のビーコン信号Ｂｉｉ（１）を送信する。このとき、親無線端末１０１のＮｏ．３−基本スロット４０から送信される２番目のビーコン信号Ｂｉ（２）は、第一中継無線端末２１１のＮｏ．１−基本スロット４０の上位スロット４２のタイミングで送信されていることになる。
【００８２】
言い換えれば、第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１が２番目のビーコン信号Ｂｉ（２）を送信する直前である、自局のＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１のビーコン送信用スロット４１１でビーコン信号Ｂｉｉ（１）を送信する。同様に第二中継無線端末２２１は、第一中継無線端末２１１が２番目のビーコン信号Ｂｉｉ（２）を送信する直前である、自局のＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１のビーコン送信用スロット４１１でビーコン信号Ｂｉｉｉ（１）を送信する。
【００８３】
このように、下位機器となる中継無線端末２０１（第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１）は、上位機器（第一中継無線端末２１１から見た親無線端末１０１、第二中継無線端末２２１から見た第一中継無線端末２１１）が２番目のビーコン信号を送信する直前のスロット位置で、１番目のビーコン信号を送信するよう構成されている。
【００８４】
この場合、下位機器は、全てのビーコン信号を受信して時計合わせを行うわけではなく、上位機器が送信するビーコン信号を定期的に受信し（図４に示す例ではＴ４秒、すなわち２５６個の基本スロット４０毎に受信し）、時計合わせを行う。
【００８５】
また、上位機器から下位機器に向かう通信（下方向通信）では、中継無線端末は、全ての上位スロット４２のリンク接続用スロット４２２で間欠的な受信待ち受け（受信キャリアセンス動作）を行い、上位機器から無線信号を待ち受ける。上位機器は、ビーコン信号を送信した直後のリンク接続用スロット４１２だけでなく、全ての下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２でリンク接続のための無線信号を送信することができる。
【００８６】
また、下位機器から上位機器に向かう通信（上方向通信）では、下位機器は、通信の必要性が生じたときに、直近で送信される上位機器からのビーコン信号を上位スロット４２のビーコン受信用スロット４２１で受信し、次に続くリンク接続用スロット４２２と上位機器の下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２のタイミングを合わせ、前記リンク接続用スロット４２２でリンク接続のための無線信号を送信する。上位機器はビーコン信号を送信した直後のリンク接続用スロット４１２で間欠的な受信待ち受けを行う。
【００８７】
さらに、上位機器（親無線端末１０１または中継無線端末２０１）がビーコン信号を送信した時点（説明の便宜上、「先上位ビーコン送信時点」と称する。）から、その下位の中継無線端末２０１が、先上位ビーコン送信時点後の最初のビーコン信号を送信する時点（説明の便宜上、「下位ビーコン送信時点」と称する。）までの時間を、第一ビーコン送信間隔とし、当該下位の中継無線端末２０１が前記下位ビーコン送信時点から、その上位機器（親無線端末１０１または上位の中継無線端末２０１）が、下位ビーコン送信時点後の最初のビーコン信号を送信するまでの時間（説明の便宜上、「後上位ビーコン送信時点」と称する。）を、第二ビーコン送信間隔としたときに、第一ビーコン送信間隔は、前記第二ビーコン送信間隔よりも長くなるように設定されている。
【００８８】
例えば、図５に示すように、第一中継無線端末２１１について見れば、上位機器である親無線端末１０１がビーコン信号Ｂｉ（１）を送信した時間（先上位ビーコン送信時点）から、当該第一中継無線端末２１１がビーコン信号Ｂｉｉ（１）を送信した時間（下位ビーコン送信時点）までが第一ビーコン送信間隔Ｔａ（２１１）に対応する。また、第一中継無線端末２１１がビーコン信号Ｂｉｉ（１）を送信した時間（下位ビーコン送信時点）から、親無線端末１０１がビーコン信号Ｂｉ（２）を送信した時間（後上位ビーコン送信時点）までが第二ビーコン送信間隔Ｔｂ（２１１）に対応する。そして、図５から明らかなように、Ｔａ（２１１）＞Ｔｂ（２１１）となっている。
【００８９】
同様に、図５に示すように、第二中継無線端末２２１について見れば、上位機器である第一中継無線端末２１１がビーコン信号Ｂｉｉ（１）を送信した時間（先上位ビーコン送信時点）から、当該第二中継無線端末２２１がビーコン信号Ｂｉｉｉ（１）を送信した時間（下位ビーコン送信時点）までが第一ビーコン送信間隔Ｔａ（２２１）に対応する。また、第二中継無線端末２２１がビーコン信号Ｂｉｉｉ（１）を送信した時間（下位ビーコン送信時点）から、第一中継無線端末２１１がビーコン信号Ｂｉｉ（２）を送信した時間（後上位ビーコン送信時点）までが第二ビーコン送信間隔Ｔｂ（２２１）に対応する。そして、図５から明らかなように、Ｔａ（２２１）＞Ｔｂ（２２１）となっている。
【００９０】
このように、第一ビーコン送信間隔Ｔａは第二ビーコン送信間隔Ｔｂよりも長くなるように設定されていれば、下位の中継無線端末２０１（親無線端末１０１から見れば第一中継無線端末２１１、第一中継無線端末２１１から見れば第二中継無線端末２２１）は、下位機器（第一中継無線端末２１１から見れば第二中継無線端末２２１、第二中継無線端末２２１から見れば子無線端末３３１）に対してビーコン信号を送信した直後に、当該下位機器との間で無線通信可能な状態となるとともに、その上位機器（親無線端末１０１または第一中継無線端末２１１）からビーコン信号を受信した直後に、当該上位機器との間で無線通信可能な状態となる。
【００９１】
それゆえ、第二中継無線端末２２１であれば、子無線端末３３１から端末発呼データを送信するタイミングに合わせて端末発呼データを中継伝送できるため、子無線端末３３１の稼働時間を短くすることが可能となる。また、第二中継無線端末２２１あるいは第一中継無線端末２１１であれば、端末発呼データを受信してまもなく、上位機器から送信されるビーコン信号を受信することができるので、当該上位機器に対して、遅延の発生を回避して速やかに端末発呼データを送信することが可能となる。
【００９２】
［親無線端末から子無線端末へのデータ通信］
次に、図４および図５に示す例において、最上位の親無線端末１０１から最下位の子無線端末３３１に対してデータを送信する場合の通信動作について、図３（ａ），（ｂ）と図６とを参照して具体的に説明する。このような最上位から最下位の無線通信装置へデータ送信を行う例としては、最上位の親無線端末１０１から最下位の子無線端末３３１に対してセンターポーリングを行う場合が挙げられる。
【００９３】
（Ｉ．データ通信動作）
まず、中継機である第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１は、上位機器からの無線信号の有無を検出するために全ての基本スロット４０を構成する上位スロット４２のリンク接続用スロット４２２で毎回受信キャリアセンス動作を行っている。受信キャリアセンス動作とは、上位機器からの受信レベルが所定のレベル以上であるかどうかを検出し、前記所定のレベル未満であれば受信キャリアセンス動作を中止し待機状態に移行し、前記所定レベル以上であれば上位機器からのリンク接続要求信号を受信する、という動作である。
【００９４】
より具体的には、図３（ａ）および図５に示すように、基本スロット４０の上位スロット４２にはリンク接続用スロット４２２が含まれており、このリンク接続用スロット４２２には、図３（ｂ）に示すように、上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂが含まれているので、第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１は、この上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂにおいて受信キャリアセンス動作を行う。それゆえ、図６に示すように、親無線端末１０１は、子無線端末３３１宛のデータ送信要求（図中ブロック矢印Ｄｓ）が例えばＮｏ．２５６−基本スロット４０で発生した場合、図５のブロック矢印Ｌおよび図６の矢印Ｌ／Ｄに示すように、Ｎｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１中の上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂでリンク接続要求信号を送信する。
【００９５】
第一中継無線端末２１１は、Ｎｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２中の上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂで受信キャリアセンス動作を行っており、親無線端末１０１からの前記リンク接続要求信号をキャリアセンスした後、受信することとなる。これにより、上位機器である親無線端末１０１と下位機器である第一中継無線端末２１１との間で無線リンクが接続されたことになる（リンク接続動作）。そこで、図６に示すように、親無線端末１０１のＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１と第一中継無線端末２１１のＮｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２との間でデータ通信動作が行われ、親無線端末１０１から第一中継無線端末２１１にデータが伝送される（図中矢印Ｌ／Ｄ）。
【００９６】
次に、第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１と同様の動作により下位機器である第二中継無線端末２２１との間でリンク接続動作およびデータ通信動作を行い、第二中継無線端末２２１に対してデータを伝送する。すなわち、第一中継無線端末２１１は、Ｎｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２で親無線端末１０１からデータを受信しているので、Ｎｏ．２５６−基本スロット４０の下位スロット４１において親無線端末１０１と同様に、受信キャリアセンス動作を行う。
【００９７】
具体的には、図６に示すように、第一中継無線端末２１１のＮｏ．２５６−基本スロット４０の下位スロット４１には、第二中継無線端末２２１のＮｏ．２５４−基本スロット４０の上位スロット４２が対応するので、これらタイムスロットの間で、受信キャリアセンス動作が行われる。そして、第一中継無線端末２１１からのリンク接続要求信号を第二中継無線端末２２１が受信すれば、無線リンクが接続されたことになるので、続いてデータ通信動作が行われる（図中矢印Ｌ／Ｄ）。
【００９８】
さらに、第二中継無線端末２２１も、親無線端末１０１と同様の動作により下位機器である子無線端末３３１との間でリンク接続動作およびデータ通信動作を行い、子無線端末３３１に対してデータを伝送する。
【００９９】
ここで、中継機ではない末端の無線端末である子無線端末３３１は、第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１とは異なり、消費電力を削減するために受信キャリアセンス動作を間引いて行っている。例えば、本実施の形態では、図５における黒く塗りつぶしたタイムスロット（図中「Ｌ」のリンク接続用スロット４２２）で示すように、２スロット毎に受信キャリアセンス動作を行っている。子無線端末３３１の基本スロット４０が受信キャリアセンス動作を行っていなければ、当該基本スロット４０に合わせて第二中継無線端末２２１がリンク接続要求信号を送信しても、子無線端末３３１はリンク接続要求信号を受信しないので、第二中継無線端末２２１と子無線端末３３１と間には無線リンクは接続されない。
【０１００】
後述するように、親無線端末１０１から送信される無線信号には、当該親無線端末１０１から子無線端末３３１に至るまでのルート情報が含まれており、このルート情報には、子無線端末３３１が受信キャリアセンス動作を行うスロット番号の情報も含まれている。それゆえ、第二中継無線端末２２１は、タイミング情報解析部２６でルート情報を解析し、子無線端末３３１で受信キャリアセンス動作が行われているスロット番号が、例えば１、５、９・・・であることを認識する。
【０１０１】
そして第二中継無線端末２２１は、図５および図６に示すように、Ｎｏ．２５４−基本スロット４０から見て子無線端末３３１の直近のキャリアセンスタイミングが、Ｎｏ．２５４−基本スロット４０である（図中ブロック矢印Ｃｓ）ことを把握できるので、当該第二中継無線端末２２１のＮｏ．２５６−基本スロット４０の下位スロット４１でリンク接続要求信号を送信する。子無線端末３３１はＮｏ．５−基本スロット４０で受信キャリアセンス動作を待ち受けているので、前記リンク接続要求信号を受信して無線リンクを接続し、第二中継無線端末２２１からデータの伝送を受ける。
【０１０２】
（ＩＩ．リンク接続動作）
ここで、前述した親無線端末１０１から子無線端末３３１までのデータ伝送に際して、上位機器および下位機器の間で行われるリンク接続動作について、図７（ａ），（ｂ）および図８を参照して具体的に説明する。
【０１０３】
まず、リンク接続要求信号の電文フォーマットは、図７（ａ）に示すように、ｎ個の繰返しフレーム５１とこれに続く本体フレーム５２とから構成されている。このうちｎ個の繰返しフレーム５１は、それぞれフレーム番号が１〜ｎまで付与されている。そして、１つの繰返しフレーム５１は、図７（ｂ）に示すように、ビット同期信号５１１、フレーム同期信号５１２、制御信号５１３および簡易ＩＤ５１４から構成されている。なお、繰返しフレーム５１のフレーム長はＴ６であるので、ｎ個の繰返しフレーム５１のフレーム長（繰返し時間）Ｔ７＝ｎ×Ｔ６となる。
【０１０４】
繰返しフレーム５１を構成するビット同期信号５１１は、ビットのサンプリング位置を決定するための信号であり、フレーム同期信号５１２は、繰返しフレーム５１に含まれるデータの先頭を検出するための信号である。また、制御信号５１３は、各種制御情報を記載する信号であり、簡易ＩＤ５１４は送信先の機器を識別する識別符号（ＩＤ）を短縮したものである。短縮していない元のＩＤのビットサイズが６４ビットであれば、簡易ＩＤ５１４は元のＩＤを４分割して得られる１６ビットの情報となる。なお、簡易ＩＤ５１４は発信元の機器を識別する識別符号（ＩＤ）を短縮したものとすることもできる。
【０１０５】
制御信号５１３に記載されている制御情報には、簡易ＩＤ５１４に関する情報、繰返しフレーム５１のフレーム番号等が含まれる。例えば、簡易ＩＤ５１４に関する情報とは、元のＩＤを４分割したうちの何れの情報が簡易ＩＤ５１４となっているか、という情報である。また、ｎ個の繰返しフレーム５１にそれぞれ付与されている前記フレーム番号も、制御情報として制御信号５１３に記載されている。図７（ａ）に示すように、繰返しフレーム５１は、フレーム番号の大きいもの（最大のフレーム番号がｎ）から送信されるので、リンク接続要求信号５０の先頭から繰返しフレーム５１のフレーム番号は１つずつ減少し、本体フレーム５２の直前の繰返しフレーム５１のフレーム番号は１となる。
【０１０６】
このようなリンク接続要求信号５０を受信するために、前述したように受信キャリアセンス動作が行われるが、この受信キャリアセンス動作では、上位機器および下位機器がそれぞれ備える内部時計（クロック部）の時間がずれていることを考慮する必要がある。具体的には、図８の上段Ｉに示すように、上位機器からリンク接続要求信号５０が送信され、これに対応して、図８の下段ＩＩに示すように、下位機器では、リンク接続要求信号５０の受信キャリアセンス動作が行われる。
【０１０７】
なお、図８に関する説明では、下位機器の上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂの先頭位置Ｐｓを「発呼用スロット先頭位置Ｐｓ」と略し、下位機器で受信キャリアセンス動作を行うタイミングＣｓを「キャリアセンスタイミングＣｓ」と略す。このキャリアセンスタイミングは、後述する間欠受信タイミングに一致する。また、ｎ個の繰返しフレーム５１を「繰返しフレーム群５１ｎ」と称し、繰返しフレーム群５１ｎの先頭位置Ｐｎは「フレーム群先頭位置Ｐｎ」と略し、繰返しフレーム群５１ｎの末尾位置Ｐ０は「フレーム群末尾位置Ｐ０」と略す。
【０１０８】
図８の下段ＩＩのうちＩＩ−１は、上位機器の時計と下位機器の時計との間で時間にずれが生じていない場合であり、下位機器の発呼用スロット先頭位置Ｐｓは、上位機器からのリンク接続要求信号５０の先頭位置すなわちフレーム群先頭位置Ｐｎに合致している。また、下位機器のキャリアセンスタイミングＣｓは、発呼用スロット先頭位置Ｐｓから時間Ｔ８後に設定され、このキャリアセンスタイミングＣｓが繰返しフレーム群５１ｎを構成するｎ個の繰返しフレーム５１のいずれかに対応していれば、下位機器は受信キャリアセンス動作に成功して本体フレーム５２を受信することができる。なお、この時間Ｔ８を、説明の便宜上、「タイミング設定時間」と称する。
【０１０９】
一方、図８の下段ＩＩのうちＩＩ−２は、下位機器の時計が上位機器の時計よりも＋ΔＴだけ進んでいる場合である。この例では、下位機器の時計のずれがタイミング設定時間Ｔ８よりも少し短い程度（ΔＴ≒Ｔ８）に進んでいるために、下位機器の発呼用スロット先頭位置Ｐｓは、フレーム群先頭位置Ｐｎよりも＋ΔＴだけ進んだ位置となり、それゆえ発呼用スロット先頭位置Ｐｓからタイミング設定時間Ｔ８後に設定されるキャリアセンスタイミングＣｓは、フレーム群先頭位置Ｐｎの直後となっている。
【０１１０】
また、図８の下段ＩＩのうちＩＩ−３は、下位機器の時計が上位機器の時計よりも−ΔＴだけ遅れている場合である。この例では、下位機器の時計のずれがタイミング設定時間Ｔ８よりも少し短い程度（ΔＴ≒Ｔ８）に遅れているために、下位機器の発呼用スロット先頭位置Ｐｓは、フレーム群先頭位置Ｐｎよりも−ΔＴだけ後れた位置となり、それゆえ発呼用スロット先頭位置Ｐｓからタイミング設定時間Ｔ８後に設定されるキャリアセンスタイミングＣｓは、フレーム群末尾位置Ｐ０の直前となっている。
【０１１１】
キャリアセンスタイミングＣｓ（受信キャリアセンス動作を行うタイミング）は、ｎ個の繰返しフレーム５１のいずれかに対応するタイミングでなければならない。したがって、図８に示すように、キャリアセンスタイミングＣｓは、フレーム群先頭位置Ｐｎからフレーム群末尾位置Ｐ０の間に設定される必要がある。そこで、発呼用スロット先頭位置Ｐｓを基準として設定されるタイミング設定時間Ｔ８は、繰返しフレーム群５１ｎのフレーム長Ｔ７の半分に設定される。これにより、上位機器および下位機器における時計ずれΔＴが、−Ｔ８≦ΔＴ≦＋Ｔ８の範囲内であれば、キャリアセンスタイミングＣｓは、フレーム群先頭位置Ｐｎからフレーム群末尾位置Ｐ０の間に入るので、ｎ個の繰返しフレーム５１のいずれかで受信キャリアセンス動作を行うことができ、本体フレーム５２を受信することができる。
【０１１２】
より具体的には、上位機器の時計と下位機器の時計との最大相対誤差を±１００ｐｐｍとし、下位機器の時計合わせ（ビーコン信号の受信）がＴ４＝５１２秒の周期で行われれば、生じる時計ずれΔＴは、最大で５１．２ミリ秒となる。したがって、Ｔ８≧５１．２ミリ秒となるように繰返しフレーム５１の個数ｎ（繰返しフレーム５１の送信回数）を設定すれば、リンク接続要求信号の受信に失敗することは回避される。
【０１１３】
さらに、本実施の形態においては、消費電力の増大を抑制または回避するために、上位機器では、ビーコン信号の受信（時計合わせ）からキャリアセンスタイミングまでの時間に応じて、繰返しフレーム５１の送信回数ｎを変化させる制御が行われる。
【０１１４】
具体的には、図４に示す例において、親無線端末１０１で子無線端末３３１宛のデータ送信要求がＮｏ．５−基本スロット４０で発生したとする。このとき、親無線端末１０１は、Ｎｏ．６−基本スロット４０の下位スロット４１における上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂでリンク接続要求信号５０を送信する。これに対して、第一中継無線端末２１１は、Ｎｏ．４−基本スロット４０の上位スロット４２における上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂで受信キャリアセンス動作を行い、その後に親無線端末１０１からのリンク接続要求信号５０を受信することになる。
【０１１５】
ただし、下位機器である第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１から送信された第一階層のビーコン信号Ｂｉ（１）の受信タイミングで時計合わせを行っている。そのため、第一中継無線端末２１１のＮｏ．４−基本スロット４０では、親無線端末１０１との間で時計ずれはほとんど生じていない（ΔＴ≒０）。したがって、リンク接続要求信号５０の繰返しフレーム５１の送信回数ｎを最大時計ずれΔＴｍａｘ（前述した例では、ΔＴｍａｘ＝５１．２ミリ秒）に合わせて変更することは、通信制御の上で無駄が多く、消費電力を増大させてしまうおそれがある。
【０１１６】
そこで、親無線端末１０１は、ビーコン信号Ｂｉ（１）を送信して第一中継無線端末２１１が時計合わせを行った時点から受信キャリアセンス動作を行うタイミングまでの時間を計測し、この計測時間の長さに応じて、リンク接続要求信号５０中の繰返しフレーム５１の送信回数ｎを変化する制御を行う。なお、時計合わせの時点から受信キャリアセンス動作のタイミングまでの時間を、説明の便宜上、「時計ずれ評価時間」と称する。
【０１１７】
前記時計ずれ評価時間は、ビーコン信号Ｂｉ（１）を受信した基本スロット４０から受信キャリアセンス動作を行った基本スロット４０までの経過時間に対応するので、その長さはスロット番号と相関を有する。つまり、時計ずれ評価時間が短ければ、時計合わせしてから時間がそれほど経過していないため時計ずれΔＴは小さいが、時計ずれ評価時間が長くなるほど時計ずれΔＴは大きくなる。そこで、親無線端末１０１は、スロット番号が大きくなれば繰返しフレーム５１の送信回数ｎを大きくするように変化させる制御を行えばよい。
【０１１８】
例えば、ビーコン信号Ｂｉ（１）を送信した基本スロット４０はスロット番号１であるので、親無線端末１０１がスロット番号Ｘの基本スロット４０（Ｎｏ．Ｘ−基本スロット４０）でリンク接続要求信号５０を送信すれば、スロット番号Ｘを基本スロット４０の総数で除算した数値を、繰返しフレーム５１の送信回数ｎの可変制御に利用することができる。
【０１１９】
具体的には、１周期における基本スロット４０の総数は２５６個であるので、スロット番号Ｘを基本スロット４０の総数で除算した数値はＸ／２５６となる。さらに、１つの繰返しフレーム５１のフレーム長は、予めＴ６に設定されているので、送信回数ｎは、繰返しフレーム群５１ｎのフレーム長Ｔ７を規定することになる。そして、最大時計ずれΔＴｍａｘは、前述した例では５１．２ミリ秒である。そこで、親無線端末１０１の制御部１３は、Ｔ７≧（Ｘ／２５６）×（±５１．２秒）となるように、繰返しフレーム５１の送信回数ｎを設定する。
【０１２０】
親無線端末１０１が、例えばＮｏ．４−基本スロット４０でリンク接続要求信号を送信する場合には、Ｔ７≧±０．８ミリ秒となるように送信回数ｎを変化させればよい。なお、１つの繰返しフレーム５１のフレーム長Ｔ６が０．８ミリ秒よりも長い場合には、送信回数ｎは１回以上であればよい。
【０１２１】
ここで、１つの基本スロット４０内で行われる受信キャリアセンス動作のタイミング（キャリアセンスタイミングＣｓ）は、基本スロット４０中のリンク接続用スロット４１２内の上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂの開始（発呼用スロット先頭位置Ｐｓ）からタイミング設定時間Ｔ８が経過したタイミングとして設定されている。そして、このタイミング設定時間Ｔ８はフレーム長Ｔ７の半分に設定されている（Ｔ８＝Ｔ７／２）。それゆえ、繰返しフレーム５１の送信回数ｎ、すなわち、繰返しフレーム群５１ｎのフレーム長Ｔ７が変化しても、タイミング設定時間Ｔ８が固定されていれば、親無線端末１０１と第一中継無線端末２１１との間の時計ずれΔＴを実質的に相殺できても（ΔＴ＝０）、フレーム長Ｔ７の半分の時間にキャリアセンスタイミングＣｓが位置しないことになる（図８参照）。これは、時計ずれΔＴが正の場合と負の場合とで許容範囲に差が生じることを意味する。
【０１２２】
そこで、第一中継無線端末２１１では、時計ずれΔＴ＝０の場合に、キャリアセンスタイミングＣｓがフレーム長Ｔ７の中間時間（Ｔ７／２）となるように、タイミング設定時間Ｔ８をフレーム長Ｔ７の変化に連動して変化するよう制御を行えばよい。前述したように、フレーム長Ｔ７は、親無線端末１０１のスロット番号に相関を有するので、第一中継無線端末２１１では、受信キャリアセンス動作を行った基本スロット４０のスロット番号（例えばスロット番号Ｗ）が、親無線端末１０１のいずれのスロット番号（例えばスロット番号Ｘ）に対応するかを換算し（Ｗ＝Ｘ）、この換算したスロット番号からフレーム長Ｔ７の変化を算出すれば（例えば、Ｔ７≧（Ｘ／２５６）×（±５２．２ミリ秒））、タイミング設定時間Ｔ８をフレーム長Ｔ７に連動させて変化させることができる。
【０１２３】
なお、前述した説明では、タイミング設定時間Ｔ８をスロット番号に基づいて変化させているが、本発明はこれに限定されず、例えば、下位機器においてタイミング設定時間Ｔ８を固定値として設定し、代わりに、上位機器においてリンク接続要求信号５０の送信を開始する位置（図８におけるフレーム群先頭位置Ｐｎに対応する時間）を変化させることもできる。
【０１２４】
上位機器からのリンク接続要求信号５０は、基本スロット４０の下位スロット４１中の上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂで送信されるが、リンク接続要求信号５０の送信を開始するタイミングを、基本スロット４０のスロット番号に応じて変化させる制御を行う。スロット番号が大きくなるとフレーム長Ｔ７が大きくなるので、リンク接続要求信号５０の送信開始のタイミングを早く進めることで、フレーム長Ｔ７の中間時間がキャリアセンスタイミングＣｓの位置に対応させることができる。
【０１２５】
このように、本実施の形態では、上位機器と下位機器との間で行われる無線通信は、複数の基本スロット４０に分割した１周期を繰り返すように周期的に行われており、各基本スロット４０は、下位機器との間で無線通信を行うための下位スロット４１と、当該下位スロット４１の後に続く、上位機器との間で無線通信を行うための上位スロット４２とに区分されている。そして、下方向通信（上位機器から下位機器に向かっての無線通信）では、子無線端末３３１は、複数回に１回の上位スロット４２でリンク接続を行うよう構成されている。
【０１２６】
さらに、例えば第二中継無線端末２２１について見れば、自局（基準局）および当該子無線端末３３１のそれぞれの前記無線通信は、自局の下位スロット４１が、子無線端末３３１の最先のリンク接続を行う上位スロット４２に対応するように、その周期を対応させていればよい。また、複数の中継無線端末２０１が２段階以上の複数段階で中継伝送を行うように互いに接続されていれば、子無線端末３３１の上位となる中継無線端末２０１（本実施の形態では、第二中継無線端末２２１）を除く、他の中継無線端末２０１（例えば、第一中継無線端末２１１）は、その上位機器（例えば親無線端末１０１）の下位スロット４１と自局の上位スロット４２との間でリンク接続が行われれば、直後の自局の下位スロット４１と下位機器の上位スロット４２との間でリンク接続を行うよう構成されている。
【０１２７】
これにより、子無線端末３０１が間欠的に受信キャリアセンス動作を行う構成であっても、複数段の中継無線端末２０１は、上位機器からの無線通信を速やかに子無線端末３０１に中継伝送することが可能となる。つまり、子無線端末３０１の上位の中継無線端末２０１（例えば第二中継無線端末２２１）までは、親無線端末１０１から迅速に無線信号が中継伝送されるので、当該上位の中継無線端末２０１は、子無線端末３０１における最先の受信キャリアセンス動作のタイミングに合わせて無線信号を送信すればよいことになる。その結果、子無線端末３０１の稼働時間を短くできるので、簡素な構成で子無線端末３０１の消費電力の増大を抑制することができる。
【０１２８】
［子無線端末から親無線端末へのデータ通信］
次に、図４および図５に示す例において、最下位の子無線端末３３１から最上位の親無線端末１０１に対してデータを送信する場合の通信動作について、図３（ａ），（ｂ）と図９とを参照して具体的に説明する。このような最下位から最上位の無線通信装置へデータ送信を行う例としては、最上位の親無線端末１０１から送信されたセンターポーリングに対して、最下位の子無線端末３３１が要求された端末発呼データを送信する「端末発呼」が挙げられる。
【０１２９】
下位機器から上位機器に対してデータ送信要求が発生した場合、前述したように、下位機器は上位機器が送信するビーコン信号をビーコン受信用スロット４２１（図３（ａ）参照）で受信して時計合わせを行う。さらに、下位機器から上位機器へデータ送信を行うには、前述した親無線端末１０１から子無線端末３３１へのデータ送信と同様にリンク接続動作が行われるが、このときのリンク接続要求信号（図７（ａ）参照）の送信は、ビーコン信号を受信したビーコン受信用スロット４２１の直後となるリンク接続用スロット４２２中の下位発呼用スロット４０２ａで行われる。
【０１３０】
図４および図５に示す例では、前述したように、子無線端末３３１は、第二中継無線端末２２１からの第三階層のビーコン信号Ｂｉｉｉを受信して時計合わせを行う。このビーコン信号Ｂｉｉｉは、前述したように２スロット毎に送信されるので、基本スロット４０のスロット長Ｔ１＝２秒であれば、ビーコン信号Ｂｉｉｉは４秒毎に送信されることになる。それゆえ、子無線端末３３１は、データ送信要求が発生してから４秒以内に第二中継無線端末２２１からのビーコン信号Ｂｉｉｉを受信することができる。
【０１３１】
例えば、図５および図９に示すように、子無線端末３３１のＮｏ．２５４−基本スロット４０でデータ送信要求（図中ブロック矢印Ｄｓ）が発生した場合、当該子無線端末３３１は、第二中継無線端末２２１のＮｏ．１−基本スロット４０で送信されるビーコン信号Ｂｉｉｉ（１）をＮｏ．２５５−基本スロット４０で受信して時計合わせを行う。これにより、子無線端末３３１のＮｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２中のリンク接続用スロット４２２（図５の「Ｌ」）のスロット位置は、第二中継無線端末２２１のＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２（図５の「Ｌ」）に位置合わせされる。
【０１３２】
このリンク接続用スロット４１２，４２２の位置合わせ（時計合わせ）により、子無線端末３３１から送信されたリンク接続要求信号は、前述した受信キャリアセンス動作（図６および図８参照）と同様に第二中継無線端末２２１のＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１で受信され、リンク接続動作が行われる。なお、リンク接続要求信号の電文フォーマットは、図７（ａ）に示す構成と同様であるが、時計ずれΔＴがほとんど生じていないため、繰返しフレーム５１の送信回数（繰返し回数）ｎは少なくてよい。
【０１３３】
このようにリンク接続動作が行われれば、子無線端末３３１は、Ｎｏ．２５５−基本スロット４０の上位スロット４２中のデータ通信用スロット４２３において、親無線端末１０１宛の無線信号を送信する（図９の矢印Ｌ／Ｄ）。第二中継無線端末２２１は、子無線端末３３１のＮｏ．２５５−基本スロット４０に対応するＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１中のデータ通信用スロット４１３で親無線端末１０１宛の無線信号を受信する（図９の矢印Ｌ／Ｄ）。
【０１３４】
次に、第二中継無線端末２２１は、第一中継無線端末２１１が送信する第二階層のビーコン信号Ｂｉｉを受信して第一中継無線端末２１１との間で時計合わせを行う。第二中継無線端末２２１は、子無線端末３３１との間でＮｏ．１−基本スロット４０の下位スロット４１でデータ通信を行っているので、この下位スロット４１に続く上位スロット４２でビーコン信号Ｂｉｉを受信することができる。Ｎｏ．１−基本スロット４０に対応する第一中継無線端末２１１の基本スロット４０は、Ｎｏ．３−基本スロット４０であるため、第二中継無線端末２２１は、このＮｏ．３−基本スロット４０から送信されるビーコン信号Ｂｉｉ（２）を受信することになる。
【０１３５】
ビーコン信号Ｂｉｉ（２）の受信によって、第二中継無線端末２２１のＮｏ．１−基本スロット４０の上位スロット４２中のリンク接続用スロット４２２のスロット位置は、第一中継無線端末２１１のＮｏ．３−基本スロット４０の下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２に位置合わせされるので、第二中継無線端末２２１から送信されたリンク接続要求信号は、第一中継無線端末２１１のＮｏ．３−基本スロット４０の下位スロット４１で受信される。これにより、リンク接続動作が行われ、第二中継無線端末２２１と第一中継無線端末２１１との間でデータ通信動作（親無線端末１０１宛の無線信号の送受信）が行われる（図９の矢印Ｌ／Ｄ）。
【０１３６】
同様に、第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１が送信する第一階層のビーコン信号Ｂｉを受信して親無線端末１０１との間で時計合わせを行う。第一中継無線端末２１１は、第二中継無線端末２２１との間でＮｏ．３−基本スロット４０の下位スロット４１でデータ通信を行っているので、この下位スロット４１に続く上位スロット４２でビーコン信号Ｂｉを受信することができる。Ｎｏ．３−基本スロット４０に対応する親無線端末１０１の基本スロット４０は、Ｎｏ．５−基本スロット４０であるため、第一中継無線端末２１１は、このＮｏ．５−基本スロット４０から送信されるビーコン信号Ｂｉ（３）を受信することになる。
【０１３７】
ビーコン信号Ｂｉ（３）の受信によって、第一中継無線端末２１１のＮｏ．３−基本スロット４０の上位スロット４２中のリンク接続用スロット４２２のスロット位置は、親無線端末１０１のＮｏ．５−基本スロット４０の下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２に位置合わせされるので、第一中継無線端末２１１から送信されたリンク接続要求信号は、親無線端末１０１のＮｏ．５−基本スロット４０の下位スロット４１で受信される。これにより、リンク接続動作が行われ、第一中継無線端末２１１と親無線端末１０１との間でデータ通信動作（親無線端末１０１宛の無線信号の送受信）が行われる（図９の矢印Ｌ／Ｄ）。
【０１３８】
このように、下位機器から上位機器宛のデータ送信が行われる（上方向通信が行われる）場合、図４、図５および図９に示す例では、下位機器において、当該下位機器からビーコン信号が送信された直後の基本スロット４０で、上位機器からビーコン信号が送信される。それゆえ、当該直後の基本スロット４０においてリンク接続動作およびデータ通信動作を行うことができるので、最下位の子無線端末３３１から複数の中継無線端末２０１（第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１）を介して親無線端末１０１宛に無線信号を中継伝送する場合に、大きな遅延の発生を抑えることができ、効率的な無線通信が可能となる。
【０１３９】
また、本実施の形態では、上方向通信（下位機器から上位機器に向かっての無線通信）では、例えば第二中継無線端末２２１について見れば、第一中継無線端末２１１、自局（基準局）および子無線端末３３１のそれぞれの無線通信は、自局の下位スロット４１が子無線端末３３１の上位スロット４２に対応し、自局の上位スロット４２が第一中継無線端末２１１の下位スロット４１に対応するように、その周期を対応させている。より具体的には、自局の下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２が、子無線端末３３１の上位スロット４２のリンク接続用スロット４２２に対応し、自局の上位スロット４２が、上位の第一中継無線端末２１１の受信キャリアセンス動作を行う（リンク接続を行う）下位スロット４１に対応するように、その周期を対応させている。
【０１４０】
このように各タイムスロットの位置関係を合わせることで、第二中継無線端末２２１であれば、子無線端末３３１から端末発呼データを送信するタイミングに合わせて端末発呼データを中継伝送することができる。また、第二中継無線端末２２１あるいは第一中継無線端末２１１であれば、端末発呼データを受信してまもなく、上位機器から送信されるビーコン信号を受信し、当該上位機器に対して速やかに端末発呼データを送信することができる。それゆえ、簡素な構成で子無線端末３０１の消費電力の増大を抑制しつつ、当該子無線端末３０１から親無線端末１０１への端末発呼データの中継伝送に際して、大きな遅延の発生を有効に抑制または回避することが可能となる。
【０１４１】
［子無線端末の無線通信システムへの参入］
次に、前記構成の無線通信システムに対して、新規の子無線端末３０１が参入する際の動作について、図１０を参照して具体的に説明する。なお、図１０では、図中上方から下方に向かって時間の経過を示し、また、無線信号の送信を黒く塗りつぶした菱形で示すとともに無線信号の受信を白抜きの丸で示している。
【０１４２】
（Ｉ．子無線端末の新規参入）
例えば図１０に示すように、無線通信システムが、親無線端末１０１、第一中継無線端末２１１、および第二中継無線端末２２１を含む構成（図２および図４参照）であり、この構成の無線通信システムに対して、例えば子無線端末３３１を新規に参入させるとする。子無線端末３３１の電源をＯＮすれば、当該子無線端末３３１は、受信動作を所定時間行うことにより、ビーコン信号の受信を試みる。前記所定時間内に複数のビーコン信号を受信した場合には、所定の判断条件に従って、いずれのビーコン信号に基づいて自局の時計合わせを行うか決定する。このときの判断条件としては、受信したビーコン信号の受信レベル、受信したビーコン信号の送信元の中継無線端末２０１の中継段数情報を挙げることができる。
【０１４３】
図１０に示す例では、子無線端末３３１は、第二中継無線端末２２１からの第三階層のビーコン信号Ｂｉｉｉを受信して時計合わせを行い、リンク接続要求信号を第二中継無線端末２２１に送信する。例えば、ビーコン信号ＢｉｉｉがＮｏ．Ｘ−基本スロット４０の上位スロット４２のビーコン受信用スロット４２１で受信されれば、これに続くリンク接続用スロット４２２（図３（ａ）参照）中の下位発呼用スロット４０２ａでリンク接続要求信号５０（図７（ａ）参照）が送信される。このとき、リンク接続要求信号５０の繰返しフレーム５１の数（送信回数）ｎ＝５である。そして、下位発呼用スロット４０２ａに続く上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂ（図３（ｂ）参照）で、第二中継無線端末２２１からのリンク接続を許可する応答信号を受信する。これにより、第二中継無線端末２２１と子無線端末３３１との間で無線リンクの接続が確立される（図１０では、無線リンクの接続を「Ｌ」で示す）。
【０１４４】
次に、子無線端末３３１は、最終宛先が親無線端末１０１宛である参入要求信号Ｓｄを無線リンクが接続された第二中継無線端末２２１に送信し、中継伝送を依頼する。この参入要求信号Ｓｄは、前記応答信号を受信した上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂ（リンク接続用スロット４２２）に続くデータ通信用スロット４２３（図３（ａ）参照）で送信される。そして、この参入要求信号Ｓｄには、最終宛先まで中継伝送するためのフレーム信号（後述するレイヤ３フレーム）と、子無線端末３３１からのルート情報とが含まれ、このルート情報にはスロット位置情報ｄｔ０が含まれる。
【０１４５】
前述したように、子無線端末３０１は、中継無線端末２０１とは異なり、受信キャリアセンス動作（受信の待ち受け動作）を毎回の基本スロット４０で行わずに、数スロット毎の周期で間欠的に行っている。それゆえ、子無線端末３３１も間欠的に受信キャリアセンス動作（受信の間欠待ち受け動作）を行うが、新規参入時には、親無線端末１０１から参入許可信号Ｓａを受信する必要がある。この参入許可信号Ｓａは子無線端末３３１から送信された参入要求信号Ｓｄに基づいて親無線端末１０１が作成し、中継無線端末２０１を介して子無線端末３３１に送信される。それゆえ、中継無線端末２０１は、子無線端末３３１における間欠的な受信キャリアセンス動作に合わせた参入許可信号Ｓａを送信することが望ましい。
【０１４６】
そこで、前記ルート情報には、子無線端末３３１が受信キャリアセンス動作を行うタイミング（キャリアセンスタイミングＣｓ、図６および図８参照）の基本スロット４０のスロット番号を示す情報、すなわちスロット位置情報ｄｔ０が含まれる。言い換えれば、スロット位置情報ｄｔ０は、親無線端末１０１からの参入許可信号Ｓａの受信を間欠的に待ち受けるタイミング（間欠受信タイミング）のスロット番号に相当し、子無線端末３３１のタイミング情報送信部２４で作成されて送信される。なお、スロット位置情報ｄｔ０は、子無線端末３３１の間欠受信タイミングを特定するための情報であるので、「間欠受信タイミング情報」ということができる。また、スロット位置情報ｄｔ０に関する情報は前述したように記憶部１４に記憶される。
【０１４７】
第二中継無線端末２２１は、子無線端末３３１から参入要求信号Ｓｄを受信すれば、当該参入要求信号Ｓｄに含まれるルート情報をタイミング情報解析部２６により解析する。タイミング情報解析部２６は、解析結果に基づいて新たにルート情報を作成するが、このルート情報には、子無線端末３３１で作成された前記スロット位置情報ｄｔ０に加え、当該第二中継無線端末２２１に関する中継端末情報ｄｒ２が含まれている。第二中継無線端末２２１は、作成したルート情報を参入要求信号Ｓｄに組み込み、第一中継無線端末２１１に送信する。
【０１４８】
第一中継無線端末２１１は、第二中継無線端末２２１から参入要求信号Ｓｄを受信すれば、第二中継無線端末２２１と同様にタイミング情報解析部２６によりルート情報を解析する。タイミング情報解析部２６は、解析結果に基づいて新たにルート情報を作成するが、このルート情報には、前記スロット位置情報ｄｔ０、第二中継無線端末２２１に関する中継端末情報ｄｒ２に加えて、第一中継無線端末２１１に関する中継端末情報ｄｒ１が含まれている。第一中継無線端末２１１は、作成したルート情報を参入要求信号Ｓｄに組み込み、親無線端末１０１に送信する。
【０１４９】
このように、発信元の子無線端末３３１は、タイミング情報送信部２４でスロット位置情報ｄｔ０を作成してルート情報に組み込むよう構成されており、発信元の下位機器と最終宛先の上位機器との間に介在する中継無線端末２０１は、タイミング情報解析部２６でルート情報を作成する際に、自局の中継端末情報（ｄｒ１，ｄｒ２）をルート情報に組み込むよう構成されている。それゆえ、ルート情報は、参入要求信号Ｓｄの中継ルートに関する情報が含まれるとともに、参入要求信号Ｓｄを受けて返送される参入許可信号Ｓａを子無線端末３３１が受信を間欠的に待ち受けるタイミングの情報（間欠受信タイミング情報、図１０ではスロット位置情報ｄｔ０）も含まれていることになる。
【０１５０】
親無線端末１０１は、第一中継無線端末２１１から参入要求信号Ｓｄを受信すれば、第二中継無線端末２２１および第一中継無線端末２１１と同様にルート情報解析作成部２３によりルート情報を解析する。ルート情報には中継端末情報ｄｒ１，ｄｒ２が含まれているため、これら中継端末情報ｄｒ１，ｄｒ２を解析することで、親無線端末１０１から子無線端末３３１までの中継ルートを把握することができる。親無線端末１０１は、参入要求信号Ｓｄに基づいて参入許可信号Ｓａを作成するが、この参入許可信号Ｓａにもルート情報（スロット位置情報ｄｔ０および中継端末情報ｄｒ１，ｄｒ２を含む）が組み込まれる。このルート情報は、親無線端末１０１のルート情報解析作成部２３で作成されて参入許可信号Ｓａに組み込まれる。なお、ルート情報に関わる情報（スロット位置情報ｄｔ０および中継端末情報ｄｒ１，ｄｒ２を含む）は親無線端末１０１の記憶部１４に記憶される。
【０１５１】
図１０に示すように、親無線端末１０１は、作成した参入許可信号Ｓａを第一中継無線端末２１１に送信する。第一中継無線端末２１１は、前述したように、受信した参入許可信号Ｓａに含まれるルート情報（スロット位置情報ｄｔ０および中継端末情報ｄｒ１，ｄｒ２等）を解析して新たなルート情報（スロット位置情報ｄｔ０および中継端末情報ｄｒ２）を作成して参入許可信号Ｓａに組み込み、第二中継無線端末２２１に送信する。
【０１５２】
第二中継無線端末２２１も、前述したように、受信した参入許可信号Ｓａに含まれるルート情報を解析して新たなルート情報を作成して参入許可信号Ｓａに組み込み、子無線端末３３１に送信する。このときルート情報にはスロット位置情報ｄｔ０が含まれているので、第二中継無線端末２２１は、スロット位置情報ｄｔ０に基づいて、子無線端末３３１における間欠受信タイミング（受信を間欠的に待ち受けるタイミング）に合わせて参入許可信号Ｓａを送信する（図１０では、間欠受信タイミングをキャリアセンスタイミングＣｓとして図示している）。それゆえ、子無線端末３３１は、例えば、雑音等の少ない適切なタイミングに合わせて参入許可信号Ｓａを受信することが可能となる。
【０１５３】
このように、子無線端末３３１は、新規参入時に、親無線端末１０１から返送されてくる参入許可信号Ｓａを待ち受ける間欠受信タイミングのスロット位置（スロット位置情報ｄｔ０）を自局で決定している。これにより、子無線端末３３１の間欠受信タイミングに合わせて上位機器から参入許可信号Ｓａが送信されることになるので、子無線端末３３１は、自局で決定した間欠受信タイミング（キャリアセンスタイミングＣｓとなる基本スロット４０）まで待機状態で維持することができる。
【０１５４】
その結果、参入許可信号Ｓａを受信するために受信キャリアセンス動作の回数を増やしたり周期を変更したりする必要がなくなり、消費電力の増加をより一層有効に抑えることができるとともに、適切なタイミングに合わせて参入許可信号Ｓａを受信することができるので、受信性能をより一層向上することができる。
【０１５５】
なお、図１０では、子無線端末３３１が参入要求信号Ｓｄを送信する場合のみリンク接続動作を行うように図示しているが、実際には、第二中継無線端末２２１および第一中継無線端末２１１から送信される参入要求信号Ｓｄについてもリンク接続動作を行っており、同様に、参入許可信号Ｓａの送信についてもリンク接続動作を行っている。つまり、図１０では、説明の便宜上、子無線端末３３１が参入要求信号Ｓｄを送信する場合のみを図示し、他のリンク接続動作についてはその図示を省略している。
【０１５６】
また、無線通信システムを構成する各無線通信装置におけるルート情報の管理の概要について説明する。まず、子無線端末３０１は、自局の上位機器となる中継無線端末２０１（子無線端末３３１であれば第二中継無線端末２２１）のスロット位置情報ｄｔ０だけを管理する。次に、中継無線端末２０１は、自局の直下に属する中継無線端末２０１（下位機器、例えば第一中継無線端末２１１から見て第二中継無線端末２２１）をテーブルにより管理している。具体的には、中継無線端末２０１は、自局の管理対象となる中継無線端末２０１（下位機器）を管理するテーブルを保有しており、このテーブルは、テーブル番号と管理対象の中継無線端末２０１（下位機器）との対応が取れるように構成されている。親無線端末１０１は、子無線端末３０１のスロット位置情報ｄｔ０および子無線端末３０１から親無線端末１０１までの中継ルートに存在する中継無線端末２０１のテーブル番号を管理している。
【０１５７】
（ＩＩ．データ通信用信号の構成）
ここで、子無線端末３３１（下位機器）から親無線端末１０１（上位機器）宛に送信される参入要求信号Ｓｄと、親無線端末１０１（上位機器）から子無線端末３３１（下位機器）宛に返送される参入許可信号Ｓａとは、いずれも共通の構成を有している。つまり、参入要求信号Ｓｄも参入許可信号Ｓａも、基本スロット４０のデータ通信用スロット４２３（図３（ａ）参照）で通信されるデータ通信用信号６０であり、それゆえ、これら無線信号もこれら以外の無線信号も基本的に同一の電文フォーマットを有している。そこでデータ通信用信号６０の詳細について、図１１を参照して具体的に説明する。
【０１５８】
図１１に示すように、データ通信用信号６０（参入要求信号Ｓｄ、参入許可信号Ｓａ、その他の信号）は、ビット同期信号６１、フレーム同期信号６２、制御信号６３、リンク相手ＩＤ６４、自局ＩＤ６５、およびレイヤ３フレーム６６から構成されている。
【０１５９】
ビット同期信号６１は、ビットのサンプリング位置を決定するための信号であり、フレーム同期信号６２は、データ通信用信号６０に含まれるデータの先頭を検出するための信号であり、制御信号６３は、各種制御情報を記載する信号である。なお、制御信号６３には、リンク相手ＩＤ６４の先頭からレイヤ３フレーム６６の末尾までの信号長の情報も含まれている。それゆえ、データ通信用信号６０を受信した上位機器の無線通信装置では、制御信号６３を解析することにより、当該データ通信用信号６０をどこまで受信したらよいか把握することができる。
【０１６０】
リンク相手ＩＤ６４は、データ通信用信号６０が送信される相手先、すなわち無線リンクが接続された相手先のＩＤであり、データ通信用信号６０が子無線端末３３１から送信されるのであれば、第二中継無線端末２２１のＩＤである。また、自局ＩＤ６５は、データ通信用信号６０の送信元のＩＤであり、送信元が子無線端末３３１であれば、当該子無線端末３３１のＩＤである。
【０１６１】
レイヤ３フレーム６６は、データ通信用信号６０を最終宛先まで中継伝送するためのフレーム信号である。つまり、データ通信用信号６０を構成する他の信号およびＩＤは、当該データ通信用信号６０を送受信する下位機器および上位機器の組合せに応じて作成されて送信されるが、レイヤ３フレーム６６は、発信元（最初の送信元）である子無線端末３３１から、第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１を経由して最終宛先である親無線端末１０１まで送信される。
【０１６２】
レイヤ３フレーム６６は、図１１に示すように、認証コード６６１、ルート情報６６２、レイヤ３ＩＤ６６３、およびアプリケーションデータ６６４から構成されている。認証コード６６１はレイヤ３フレーム６６が正規のフレームであるか否かをチェックするためのコードである。ルート情報６６２は、子無線端末３３１から親無線端末１０１までの中継ルートの情報であり、子無線端末３３１および親無線端末１０１の間に介在する第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１で作成され、レイヤ３フレーム６６に組み込まれる。レイヤ３ＩＤ６６３は、発信元である子無線端末３３１のＩＤである。アプリケーションデータ６６４は、最終宛先である親無線端末１０１に伝送するアプリケーションに関係したデータである。
【０１６３】
（ＩＩＩ．ルート情報の構成）
レイヤ３フレーム６６に含まれるルート情報６６２について、図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して具体的に説明する。図１２（ａ）に示すように、ルート情報６６２は８バイトで構成され、１バイト目から７バイト目までは中継端末情報６２０（図１０における中継端末情報ｄｒ１，ｄｒ２に対応）が格納され、８バイト目にはスロット位置情報６６５（図１０におけるスロット位置情報ｄｔ０に対応）が格納される。
【０１６４】
中継端末情報６２０は、データ通信用信号６０の最初の発信元である子無線端末３３１から最終宛先である親無線端末１０１までの中継ルート上に存在する中継無線端末２０１に関する情報であり、そのサイズは８ビットである。図２に示す例では、第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１の２台であるが、ルート情報６６２には、最大７段目までの中継端末情報６２０を格納することができる。
【０１６５】
図１２（ａ）に示すように、ルート情報６６２の１バイト目には１段目中継端末情報６２１が格納され、図２に示す例では、親無線端末１０１から見て１段目である第一中継無線端末２１１の情報が格納される。また、２バイト目には２段目中継端末情報６２２が格納され、図２に示す例では、親無線端末１０１から見て２段目である第二中継無線端末２２１の情報が格納される。３バイト目から７バイト目までも同様に、３段目中継端末情報６２３、４段目中継端末情報６２４、５段目中継端末情報６２５、６段目中継端末情報６２６、７段目中継端末情報６２７がそれぞれ格納される。
【０１６６】
中継端末情報６２０のビット構成について具体的に説明すると、図１２（ｂ）に示すように、ルート情報６６２が上位機器から下位機器に送信される場合と、下位機器から上位機器に送信される場合とで一部のビット構成が異なっている。子無線端末３３１から親無線端末１０１に送信される参入要求信号Ｓｄは、下位機器から上位機器に送信されるデータ通信用信号６０であるが、親無線端末１０１から子無線端末３３１に送信される参入許可信号Ｓａは、上位機器から下位機器に送信されるデータ通信用信号６０であるので、これらデータ通信用信号６０においては、それぞれ含まれるルート情報６６２のビット構成に違いが生ずる。
【０１６７】
図１２（ｂ）の上段に示す中継端末情報６２０ａは、下位機器から上位機器に送信される場合（参入要求信号Ｓｄ等）に対応し、そのデータビットＤ７は、中継無線端末２０１が管理するテーブルが限界に達しているか否かを識別する識別子となっている。つまり、前述したルート情報６６２の管理に関して説明したように、中継無線端末２０１は、自局の直下に属する中継無線端末２０１（下位機器）をテーブルにより管理しているが、管理対象となる中継無線端末２０１の数が上限に達しているか否かを、前記識別子で識別する。
【０１６８】
一方、図１２（ｂ）の下段に示す中継端末情報６２０ｂは、上位機器から下位機器に送信される場合（参入許可信号等）に対応し、そのデータビットＤ７は、中継無線端末２０１がそれぞれ保有するテーブル番号の削除要求があるか否かとなっており、この削除要求は親無線端末１０１が行う。つまり、中継無線端末２０１が保有するテーブルは、テーブル番号と管理対象の中継無線端末２０１（下位機器）との対応が取れるように構成されているが、親無線端末１０１の要求によりテーブル番号を削除して、特定の中継無線端末２０１（下位機器）を管理対象から外すか否かを、前記識別子で識別する。
【０１６９】
また、上段の中継端末情報６２０ａのデータビットＤ６は、直下に属する中継無線端末２０１（下位機器）がテーブルに登録されておらず、その段階で最初にテーブルに登録された中継無線端末２０１であるか否かを識別する識別子となっている。一方、下段の中継端末情報６２０ｂのデータビットＤ６は「０」に固定されている。
【０１７０】
次に、上段の中継端末情報６２０ａおよび下段の中継端末情報６２０ｂのいずれにおいても、そのデータビットＤ５〜Ｄ０は、いずれも中継ルートに介在する中継無線端末２０１がそれぞれ管理対象の中継無線端末２０１（下位機器）のテーブル番号となっている。本実施の形態では、管理できるテーブル番号は「６３」までとなっている。すなわち、テーブル番号「０」を除いて、テーブル番号「１」〜「６３」までの６３個の中継無線端末２０１を管理することができる。
【０１７１】
より具体的な例を挙げると、図２に示すように、無線通信システムが３階層で構成されており、中継無線端末２０１が、第一中継無線端末２１１、第二中継無線端末２２１、および第三中継無線端末２３１の３台含まれていれば、ルート情報６６２の１バイト目には第一中継無線端末２１１のテーブル番号が格納され、２バイト目には第二中継無線端末２２１のテーブル番号が格納される。そして、３バイト目にはテーブル番号として「０」が格納される。これは、第三中継無線端末２３１には、下位機器となる中継無線端末２０１が接続されていないためである。なお、４バイト目以降についてもテーブル番号として「０」が格納される。
【０１７２】
言い換えれば、無線通信システムがｗ階層（ｗ：自然数）で構成されていれば、当該無線通信システムに含まれる複数の中継無線端末２０１の台数（すなわち中継段数）もｗとなるので、ルート情報６６２の１〜７バイト目のうち１〜ｗ−１バイト目までは、１〜ｗ−１段目までの中継無線端末２０１のテーブル番号が格納される。そして、ｗバイト目には、ｗ段目の中継無線端末２０１のテーブル番号が格納されることになるが、当該ｗ段目の中継無線端末２０１は「中継器として最下位」でありテーブル番号が不要なので、テーブル番号として「０」が格納される。
【０１７３】
このように、ルート情報６６２の１〜７バイト目は中継端末情報６２０が格納されるが、８バイト目は、前述したようにスロット位置情報６６５が格納されている。このスロット位置情報６６５とは、データ通信用信号６０の発信元である子無線端末３３１が、直上の第二中継無線端末２２１からの無線信号の受信を待ち受けるスロット番号（スロット位置）を意味する。前述したように末端の無線端末である子無線端末３０１は、消費電力を削減するために、無線信号の受信を待ち受ける動作、すなわち受信キャリアセンス動作を間引いて行っている。そこで、８バイト目には、受信キャリアセンス動作を行うスロット位置情報６６５が格納される。このスロット位置情報６６５のサイズも８ビットである。
【０１７４】
スロット位置情報６６５のビット構成について具体的に説明すると、図１２（ｃ）に示すように、中継端末情報６２０とは異なり、ルート情報６６２が上位機器から下位機器に送信される場合であっても、下位機器から上位機器に送信される場合であっても、ビット構成は基本的に同じである。
【０１７５】
具体的には、図１２（ｃ）に示すように、スロット位置情報６６５においては、そのデータビットＤ７およびＤ６は「０」固定となっている。また、データビットＤ５およびＤ４は、下位機器における間欠受信周期Ｍを示している。この間欠受信周期Ｍとは、下位機器が上位機器に対する受信キャリアセンス動作を行う周期である。例えば、下位機器が中継無線端末２０１であれば、通常、中継無線端末２０１は毎回の基本スロット４０で受信キャリアセンス動作を行っているので、間欠受信周期Ｍ＝１となる。一方、前述した子無線端末３３１のように、４スロット毎に受信キャリアセンス動作を行っている場合には、間欠受信周期Ｍ＝４となり、２スロット毎に受信キャリアセンス動作を行っている場合には、間欠受信周期Ｍ＝２となる。
【０１７６】
なお、データビットＤ５およびＤ４に格納される値は、間欠受信周期Ｍそのものではなく、次に示すように対応付けしたＭａ値の二進数が格納される。
【０１７７】
Ｍ＝１…Ｍａ＝０、Ｍ＝２…Ｍａ＝１、Ｍ＝４…Ｍａ＝２、Ｍ＝８…Ｍａ＝４
すなわち間欠受信周期Ｍは、「１」、「２」、「４」および「８」の４パターンに設定することができる。
【０１７８】
また、ルート情報６６２が上位機器から下位機器に送信される場合には、データビットＤ５およびＤ４の間欠受信周期Ｍは、「上位機器から見て最終宛先となる下位機器の間欠受信周期Ｍ」を示すことになる。一方、ルート情報６６２が下位機器から上位機器に送信される場合には、データビットＤ５およびＤ４の間欠受信周期Ｍは、「発呼元である下位機器の間欠受信周期Ｍ」を示すことになる。
【０１７９】
次に、スロット位置情報６６５のデータビットＤ３〜Ｄ０は、センターポーリングを行っているスロット番号Ｙを導き出すためのスロット情報Ｚを示している。センターポーリングは、上位機器から下位機器に対する無線通信要求であるので、センターポーリングを行っているスロット番号Ｙとは、上位機器となる中継無線端末２０１からの無線信号の受信を間欠的に待ち受けている（受信キャリアセンス動作を行っている）スロット番号Ｙを意味する。このスロット番号Ｙを説明の便宜上「待ち受けスロット番号Ｙ」と称すれば、スロット情報Ｚとは、基準スロット番号Ｙ０から数えて（Ｚ−１）番目の基本スロット４０のスロット番号を示している。なお、Ｚの範囲は、Ｚ＝１〜Ｍまでである。
【０１８０】
ここで、基準スロット番号Ｙ０は、次の式（１）で定義される。なお、式（１）におけるＡは、０からスロット数２５５（すなわちｎ−１）を間欠受信周期Ｍで除した数までの整数（すなわち、Ａ＝０〜（ｎ−１）／Ｍのいずれかの整数）である。
【０１８１】
Ｙ０＝（Ａ×Ｍ）＋１  ・・・（１）
より具体的には、基準スロット番号Ｙ０は、スロット番号１、Ｍ＋１、２Ｍ＋１、３Ｍ＋１・・・となり、Ｍスロット毎に存在することになる。それゆえ、待ち受けスロット番号Ｙ、すなわち、実際に受信待ち受け状態にある基本スロット４０のスロット番号は、次に示す式（２）で表すことができる。ただし、スロット情報Ｚは前記の通り１〜Ｍのいずれかの整数である。
【０１８２】
Ｙ＝Ｙ０＋（Ｚ−１）  ・・・（２）
なお、親無線端末１０１は、子無線端末３３１の間欠受信周期Ｍとスロット情報Ｚとの２つの情報を受信すれば、子無線端末３３１のルート情報テーブルを作成する。ここで、間欠受信周期Ｍは、無線通信システムを構成する各無線通信装置に共通の値を用いることが望ましいが、それぞれの子無線端末３０１で異なる値であってもかまわない。また、スロット情報Ｚはそれぞれの子無線端末３０１で任意に設定することができる。
【０１８３】
（ＩＶ．ルート情報の作成および管理の一例）
図２に示す無線通信システムにおいて、前記構成のルート情報６６２の作成および管理について、一例を挙げて具体的に説明する。まず、子無線端末３３１で作成されたルート情報６６２は、１台も中継無線端末２０１を経由していないので、８バイト目のスロット位置情報６６５のみであり、１バイト目から７バイト目までの中継端末情報６２０（１段目中継端末情報６２１〜７段目中継端末情報６２７）には「０Ｘ００」が挿入される。なお、ルート情報６６２（これを含むデータ通信用信号６０）の発信元が中継無線端末２０１であれば、すなわち新規に中継無線端末２０１が参入する場合には、１バイト目から７バイト目までの中継端末情報６２０には「０ＸＦＦ」が挿入される。
【０１８４】
子無線端末３３１で作成されたルート情報６６２は、データ通信用信号６０に組み込まれて第二中継無線端末２２１に送信される。第二中継無線端末２２１は、子無線端末３３１からデータ通信用信号６０を受信すると、これに含まれるルート情報６６２を解析する。具体的には、ルート情報６６２における自局の段数に相当するバイトを解析する。第二中継無線端末２２１は親無線端末１０１から見て２段目の中継無線端末２０１に対応するので、ルート情報６６２の２バイト目（図１２（ａ）参照）を解析する。解析結果が「０Ｘ００」であれば、第二中継無線端末２２１は、第三階層に属する下位機器のうち子無線端末３０１のいずれか、すなわち子無線端末３３１〜３３３のいずれかから中継要求があった（データ通信用信号６０が送信された）と解釈する。
【０１８５】
したがって、第二中継無線端末２２１は、子無線端末３３１〜３３３のいずれかからの中継要求であれば、自局の属する段数目のバイトにテーブル番号「０」を設定する。第二中継無線端末２２１は、前記の通り２段目であり、送信元が子無線端末３３１であるので、２バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０（図１２（ｂ）の上段参照）にテーブル番号「０」を設定する。そして、一段上位の中継段数に対応する、１バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０（図１１（ｂ）の上段参照）に「０ＸＦＦ」を挿入する。
【０１８６】
なお、ルート情報６６２の解析結果が「０ＸＦＦ」であれば、第三階層に属する下位機器のうち中継無線端末２０１、すなわち図２に示す３段目の中継無線端末２３１（第三中継無線端末２３１）から中継要求があったと解釈する。この場合、中継無線端末２３１に対応するテーブル番号を、自局の属する段数目のバイト（２バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０）に設定する。ここで、中継要求が中継無線端末２３１からであるにも関わらず、自局が管理するテーブルに中継端末情報６２０が存在しない場合には、当該テーブルに中継無線端末２３１を登録し、登録したテーブル番号を自局の属する段数目のバイト（２バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０）に設定する。
【０１８７】
このように第二中継無線端末２２１で解析されて作成されたルート情報６６２は、データ通信用信号６０に組み込まれて第一中継無線端末２１１に送信される。そして、第一中継無線端末２１１においても第二中継無線端末２２１と同様にしてルート情報６６２の解析と作成とが行われる。第一中継無線端末２１１は、第二階層の上位機器（すなわち１段目の中継器）であるので１バイト目を解析する。このとき１バイト目は「０ＸＦＦ」であるので、第二階層に属する下位機器のうち中継無線端末２０１、すなわち図２に示す２段目の中継無線端末２２１（第二中継無線端末２２１）から中継要求があったと解釈する。そして、第一中継無線端末２２１は、親無線端末１０１から見て１段目の中継無線端末２０１に対応するので、ルート情報６６２の１バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０に第二中継無線端末２２１に対応するテーブル番号を設定する。
【０１８８】
そして、第一中継無線端末２１１で解析されて作成されたルート情報６６２は、データ通信用信号６０に組み込まれて親無線端末１０１に送信される。親無線端末１０１ではルート情報６６２を解析することにより、子無線端末３３１までの中継ルートを確認することができる。すなわち、ルート情報６６２の１バイト目には、第一中継無線端末２１１が管理する第二中継無線端末２２１のＩＤに対応したテーブル番号が格納されており、ルート情報６６２の２バイト目には、テーブル番号「０」が格納されているので、データ通信用信号６０の発信元が、第二中継無線端末２２１の下位機器となる子無線端末３０１のいずれかであることが明らかとなる。
【０１８９】
そして、ルート情報６６２の８バイト目には、発信元である子無線端末３３１の間欠受信周期Ｍとスロット情報Ｚとを含むスロット位置情報６６５が格納されている。また、発信元である子無線端末３３１のＩＤは、レイヤ３ＩＤ６６３から知ることができる。
【０１９０】
このように、親無線端末１０１は、当該子無線端末３３１から発信されるデータ通信用信号６０により、子無線端末３３１までの中継ルートを把握することができる。データ通信用信号６０は、子無線端末３３１が新規に参入した時点で親無線端末１０１に送信されるので、親無線端末１０１と子無線端末３３１との間で何度も中継伝送（中継通信）をする必要がなく、親無線端末１０１は、初回の通信で中継ルートを確認することができる。また、データ通信用信号６０に含まれるルート情報６６２は、前述した構成を有しているので、親無線端末１０１は、ルート情報６６２を解析することにより、ルート情報テーブルを作成することができ、中継ルートを適切に確認することができる。
【０１９１】
［ポーリングデータの送信］
次に親無線端末１０１から子無線端末３０１にポーリングデータを送信する場合について、図２を参照して具体的に説明する。
【０１９２】
親無線端末１０１は、例えば子無線端末３３１に対するポーリングデータの送信要求が発生すれば、自局の有するルート情報テーブルを参照し、子無線端末３３１までの中継ルートおよび子無線端末３３１の間欠受信周期Ｍおよびスロット情報Ｚを含むルート情報６６２を作成する。このルート情報６６２は、データ通信用信号であるポーリング信号（図１１参照）のレイヤ３フレーム６６に組み込まれる。
【０１９３】
そして、親無線端末１０１は、下位スロット４１のリンク接続用スロット４１２中の上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂで第一中継無線端末２１１宛にリンク接続要求信号（図７（ａ）参照）を送信する。第一中継無線端末２１１は全ての上位スロット４２（具体的には、上位応答／上位発呼用スロット４０２ｂ）で受信キャリアセンス動作を行っているので、親無線端末１０１から送信された自局宛のリンク接続要求信号を速やかに受信することができる。
【０１９４】
その後、第一中継無線端末２１１は、上位スロット４２のデータ通信用スロット４２３で親無線端末１０１から送信されるポーリング信号を受信し、当該ポーリング信号のレイヤ３フレーム６６に含まれるレイヤ３ＩＤ６６３を確認し、自局宛のポーリング信号であるか否かを判定する。自局宛でなければ中継要求であると判定し、ルート情報６６２の１バイト目（図１２（ａ）参照）を解析する。
【０１９５】
ルート情報６６２の解析の結果、１バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０に格納されているテーブル番号が「０」であれば、受信したポーリング信号は、自局の直下に属する子無線端末３０１宛であると判定されるが、このポーリング信号は子無線端末３３１宛であるため、１バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０に格納されているテーブル番号は、第二中継無線端末２２１のＩＤに対応するテーブル番号となっている。したがって第一中継無線端末２１１は、１バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０格納されているテーブル番号から、自局の保有するテーブルを参照し、次の中継先である第二中継無線端末２２１のＩＤを把握する。
【０１９６】
その後、第一中継無線端末２１１は、親無線端末１０１と同様な手順で第二中継無線端末２２１との間にリンク接続動作を行い、第二中継無線端末２２１に対してポーリング信号を中継送信する。第二中継無線端末２２１は、前述した第一中継無線端末２１１と同様に受信したポーリング信号のルート情報６６２を解析し、当該ルート情報６６２の２バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０に格納されているテーブル番号を確認する。２バイト目のデータビットＤ５〜Ｄ０に格納されているテーブル番号は「０」であるので、第二中継無線端末２２１は、受信したポーリング信号が、自局の直下に属する子無線端末３３１〜３３３のいずれか宛であると認識する。さらに、ポーリング信号中のレイヤ３ＩＤ６６３（図１１参照）を確認することで、最終的な宛先である子無線端末３３１のＩＤを確認することができる。
【０１９７】
さらに、第二中継無線端末２２１は、ルート情報６６２の８バイト目のスロット位置情報６６５を解析し、子無線端末３３１の間欠受信周期Ｍおよびスロット情報Ｚを確認する。前述したように、受信キャリアセンス動作を行う基本スロット４０のスロット番号は、間欠受信周期Ｍおよびスロット情報Ｚから計算できるので、第二中継無線端末２２１は、計算されたスロット番号に応じて、子無線端末３３１との間でリンク接続動作を行い、ポーリング信号を中継送信する。
【０１９８】
ここで、ポーリング信号のレイヤ３フレーム６６（図１１参照）は、親無線端末１０１で作成され、中継機である第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１では何ら変更されずに、最終宛先である子無線端末３３１までそのままの状態で中継伝送される。それゆえ、子無線端末３３１は、親無線端末１０１からのアプリケーションデータ６６４を確実に受信することができる。
【０１９９】
以上のように、本実施の形態では、親無線端末１０１、複数の中継無線端末２０１、複数の子無線端末３０１を備え、複数の中継無線端末２０１が多段階の中継伝送を行うよう構成されている無線通信システムにおいて、中継伝送を行う中継無線端末２０１は、下位機器から上位機器に向かって無線通信を行う（上方向通信を行う）場合には、基本スロット４０のうち下位スロット４１では、自局から下位機器にビーコン信号を送信して時計合わせを行った直後に、当該下位機器とリンク接続を行い（図５参照）、また、リンク接続を行った下位スロット４１の直後となる上位スロット４２では、上位機器からビーコン信号を受信した直後に、当該上位機器とリンク接続を行う（図５参照）。
【０２００】
これにより、中継無線端末２０１では、上方向通信においてビーコン信号の送受信の直後にリンク接続を行って上位機器および下位機器と通信可能な状態になるため、中継伝送に大きな遅延が生じることが抑えられ、迅速な中継伝送が可能となる。また、子無線端末３０１にとっては、自身が端末発呼データを送信するタイミングに合わせて、上位の中継無線端末２０１（例えば第二中継無線端末２２１）が受信可能な状態となり、当該中継無線端末２０１が端末発呼データを受信すれば、さらに上位の中継無線端末２０１（例えば第一中継無線端末２１１）が受信可能な状態となる。それゆえ、子無線端末３０１の端末発呼データの送信タイミングに合わせて中継無線端末２０１が中継伝送可能な状態となるので、子無線端末３０１の稼働時間を短くすることが可能となり、簡素な構成で子無線端末３０１の消費電力の増大を抑制することができる。
【０２０１】
また、上位機器から下位機器に向かって無線通信を行う（下方向通信を行う）場合に、中継無線端末２０１は、上位スロット４２では必ず受信キャリアセンス動作を行い（図５の第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１において、黒く塗りつぶしたリンク接続用スロット４２２を参照）、下位スロット４１では、ビーコン信号を送信した直後のみ受信キャリアセンス動作を行う（図５の第一中継無線端末２１１および第二中継無線端末２２１において、黒く塗りつぶしたリンク接続用スロット４１２を参照）。また、子無線端末３０１は、全ての基本スロット４０（下位機器が存在しないので上位スロット４２のみ）で受信キャリアセンス動作を行わず、間引いた上位スロット４２のみで受信キャリアセンス動作を行い、子無線端末３０１の上位の中継無線端末２０１（例えば第二中継無線端末２２１）は、子無線端末３０１の受信キャリアセンス動作に合わせてリンク接続を行う。
【０２０２】
これにより、子無線端末３０１の稼働時間を短くすることが可能となり、簡素な構成で子無線端末３０１の消費電力の増大を抑制することができる。また、中継無線端末２０１は、子無線端末３０１に対する下方向通信を除けば、上位機器から無線信号を受信した後、速やかに下位機器に無線信号を送信することができる。それゆえ、上方向通信だけでなく下方向通信においても中継伝送の遅延が回避され、端末発呼データを受信した親無線端末１０１から返信される無線信号も迅速に中継伝送を行うことが可能となる。
【０２０３】
また、本実施の形態では、子無線端末３０１における間欠受信タイミングに対応する基本スロット４０のスロット番号は、親無線端末１０１に対する通信時に無線信号に組み込まれて送信される。それゆえ、中継無線端末２０１は、自局の直下に属する中継無線端末２０１（下位機器）のみを管理するテーブルを保有するだけでよく、自局の直下に属する子無線端末３０１の情報を一切保有する必要がない。したがって、本実施の形態に係る中継無線端末２０１は、自局の直下に属する子無線端末３０１の数に制限を設ける必要がなく、従来よりも多くの子無線端末３０１を中継することができる。言い換えれば、本実施の形態に係る中継無線端末２０１は、従来と同じ数の子無線端末３０１を中継しても、自局が保有するテーブルのサイズを小さくすることができる。
【０２０４】
また、本実施の形態に係る親無線端末１０１は、直下に属する中継無線端末２０１を直接管理するだけでよいので、子無線端末３０１までのルート情報６６２を格納するテーブルを小さくすることができる。例えば、親無線端末１０１は、直下に属する第一中継無線端末２１１のＩＤを管理する必要はあるが、直下ではない第二中継無線端末２２１のＩＤを直接管理する代わりに、第一中継無線端末２１１が管理している第二中継無線端末２２１のテーブル番号を管理すればよい。各中継無線端末２０１が管理する最大の中継無線端末２０１の数を６３とすれば、必要となるテーブル数は６３となるので、テーブル番号は６ビットの情報で充分となる。したがって、従来では、１台の中継無線端末２０１につき６４ビットの情報を管理することが必要であったのに対して、本実施の形態では、６ビットの管理で済むことになる。
【０２０５】
また、データ通信用信号に組み込まれるルート情報６６２は、中継ルートに介在する中継無線端末２０１のＩＤではなく、当該ＩＤに対応したテーブル番号を含んでいる。それゆえ、ルート情報６６２のバイト数を小さくすることができる。例えば、各中継無線端末２０１が管理する最大の中継無線端末２０１の数を６３とすれば、６ビットの情報で１段当たりの中継ルートを設定することができる。
【０２０６】
一般に、無線通信装置を指定するためのＩＤとしては、例えば６４ビットのものが知られており、このようにビット数が大きくなる傾向にある。それゆえ、ルート情報６６２として、中継ルートに介在する中継無線端末２０１のＩＤを全て送信するのであれば、ルート情報６６２のビット数が非常に大きくなり通信に無駄が生じる。これに対して、本実施の形態では、テーブル番号をルート情報６６２として送信するので、ルート情報６６２のビット数を小さくすることができ、効率的な通信を行うことができる。
【０２０７】
また、本実施の形態では、親無線端末１０１は、子無線端末３３１のスロット位置情報６６５を記憶部１４に記憶することで管理しているが、子無線端末３３１から見て直上の第二中継無線端末２２１において管理することもできる。この場合、第二中継無線端末２２１のテーブルが大きくなるものの、ルート情報６６２の８バイト目のスロット位置情報６６５が不要となる利点がある。
【０２０８】
［変形例、代表的な用途等］
ここで、前述した本実施の形態は、一般的な無線通信装置または無線通信システムに適用可能であり、それゆえ、無線通信装置または無線通信システムの具体的な構成は、図１（ａ）〜（ｃ）または図２に示す構成に限定されず、公知のさまざまな構成の無線通信装置または無線通信システムに適用可能である。
【０２０９】
また、本実施の形態では、無線通信システムを構成する無線通信装置として、親無線端末、中継無線端末および子無線端末の３種類を用いる例を説明しているが、本発明はこれに限定されず、子無線端末と中継無線端末との関係は、子無線端末と親無線端末との関係と同じであり、それゆえ、無線通信システムは、親無線端末および子無線端末の２種類から構成されてもよい。
【０２１０】
また、親無線端末、中継無線端末および子無線端末による通信動作は、コンピュータを動作させるためのプログラムによって実現可能であり、電気機器、情報機器、および／またはコンピュータ等のハードリソースを協働させて実現することができる。また、このようなプログラムを記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることで、プログラムの配布および更新、プログラムのインストール作業等を簡単に行うことができる。
【０２１１】
さらに、本実施の形態では、ルート情報に含まれる間欠受信タイミング情報としては、受信を間欠的に待ち受けるスロット番号である「スロット位置情報」を用いているが、本発明はこれに限定されず、間欠受信タイミング（受信の間欠的な待ち受けタイミング）を特定することができれば、スロット番号に限定されず、公知の他の形式の情報を用いることができる。
【０２１２】
また、本発明に係る無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法、あるいはプログラム等は、一般的な無線通信分野全般に適用可能な構成であるが、中でも、末端の子無線端末において可能な限り省電力化が要求されるような分野に特に好適に用いることができる。このような分野の代表例としては、ガスメータ用無線検針システムを挙げることができる。
【０２１３】
一般に、ガスメータは非常に長期間（通常、１０年間程度）交換なしに電池電源で動作するよう構成され、ＡＣ電源を備える構成はほとんど存在しない。そのため、ガスメータに取り付けられる無線通信装置（子無線端末）は、電池駆動で例えば１０年間電池交換なしに動作する必要がある。それゆえ、無線通信装置は、所定の周期で受信を待ち受けるとともに、自局あての電波が検出できなければ、すぐに受信（受信の試行）を中止し待機状態になるという間欠待ち受け動作を行っている。また、ガスメータの検針は、頻繁に測定する必要はなく、せいぜい１日１回程度であり、それゆえ無線通信の頻度は大きくない。
【０２１４】
そこで、通信頻度の観点から、典型的なガスメータ用無線検針システムでは、無線通信を相互に行う無線通信装置がそれぞれの時計を同期させずに非同期でそれぞれ間欠待ち受け動作を行う方式、すなわち「非同期方式」が用いられている。この方式では、送信したい情報（送信情報）が発生した時だけ、通信相手の間欠受信周期よりも長いヘッダー信号をつけて、前記送信情報を送信するため、信相手は間欠受信周期よりも長いヘッダー信号を検出することができ、当該ヘッダー信号を検出すると、受信を継続してヘッダー信号に続いて送られてくる前記送信情報を受信することができる。
【０２１５】
ここで、近年では、コスト削減を目的として、単一の親無線端末で多数のガスメータの検針値を収集するために、中継無線端末を設けて、当該中継無線端末が多数の子無線端末と一対複数で無線通信を行う構成が採用されている。この構成では、中継無線端末を介在することから、子無線端末から親無線端末まで迅速にデータ通信を行うためには、中継無線端末の中継伝送を遅延無く行うことが必要となる。
【０２１６】
ただし、子無線端末は受信を間欠的に待ち受けるため、当該子無線端末の直上となる（上位の）中継無線端末は、子無線端末の間欠受信タイミングに合わせて中継伝送を行わなければならない。さらに、複数の中継無線端末が多段階で中継伝送するように設けられていれば、中継無線端末同士の中継伝送を効率的に行う必要が生ずる。このような子無線端末の受信の間欠的な待ち受け、あるいは、多段階の中継無線端末の設置は、子無線端末から親無線端末への端末発呼データの送信を遅延させる要因となる。
【０２１７】
これに対して、本発明であれば、中継無線端末においては、ビーコン信号の送受信の直後にリンク接続を行って上位機器および下位機器と通信可能な状態になるため、中継伝送に大きな遅延が生じることが抑えられ、迅速な中継伝送が可能となる。また、子無線端末にとっては、自身が端末発呼データを送信するタイミングに合わせて、上位の中継無線端末および上位の中継無線端末が通信可能な状態となる。それゆえ、子無線端末の端末発呼データの送信タイミングに合わせて中継無線端末が中継伝送可能な状態となるので、子無線端末の稼働時間を短くすることが可能となり、簡素な構成で子無線端末の消費電力の増大を抑制することができる。
【０２１８】
なお、前述した例では、ガスメータからガス流量データ（ガス検針データ）を自動収集する構成を例示しているが、本発明はこれに限定されず、水道、電気などの流量を検針するシステムであってもよいことはいうまでもない。
【０２１９】
また、本発明に係る無線通信システムは、親無線端末と、子無線端末と、親無線端末と子無線端末との間にある複数の中継無線端末と、から構成される無線通信システムに関するものであって、前記中継無線端末のうち、前記親無線端末により近いものを「上位側中継無線端末」とし、当該上位側中継無線端末との間で無線通信する子無線端末により近いものを「下位側中継無線端末」としたときに、上位側中継無線端末および下位側中継無線端末は、それぞれ、下位スロットと上位スロットとからなる単位スロットとして規定されるタイミングで無線信号を送信可能とし、当該単位スロットを繰り返す形で無線通信を行い、前記下位スロットは、自局から見て下位側中継無線端末へビーコン信号を送信可能とするスロット（ビーコン送信用スロット）を有し、当該ビーコン送信用スロットを用いて所定の周期で前記ビーコン信号を送信するよう構成され、上位スロットは、自局から見て上位側中継無線端末から送信されるビーコン信号を受信するスロット（ビーコン受信用スロット）を有するよう構成され、さらに、上位側中継無線端末がビーコン信号を送信した時点から下位側中継無線端末がビーコン信号を送信するまでの時間は、下位側中継無線端末がビーコン信号を送信した時点から上位側中継無線端末がビーコン信号を送信するまでの時間よりも長くなるよう設定される構成であってもよい。
【０２２０】
前記構成によれば、中継無線端末は子無線端末が送信する端末発呼データをビーコン信号の直後に受信し、受信した直後に親無線端末から送信されるビーコン信号を受信して、その直後に親無線端末に端末発呼データを中継送信するため、端末発呼データの中継伝送に大きな遅延が生じるおそれを回避することができる。
【０２２１】
また、中継無線端末および子無線端末は、上位機器からの無線信号を受信するために間欠受信待ち受け動作を行うよう構成され、前記子無線端末の間欠受信待ち受け周期は、前記中継無線端末の間欠受信周期よりも長くなる構成であってもよい。
【０２２２】
前記構成によれば、中継無線端末は、親無線端末が送信する第二のビーコン信号よりも短い周期で親無線端末からのポーリングデータの間欠的な受信待ち受け（間欠受信待ち受け動作）を行っているため、ポーリングデータの中継伝送において大きな遅延が生じることなしに、中継伝送を行うことができる。
【０２２３】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
以上のように本発明は、近距離無線通信ネットワーク、モバイル通信、構内無線通信網、交通機関用無線、防災行政無線網、無線ＬＡＮ、ガス、水道、電力等のメータ用無線検針システム等の無線通信システムおよびこれらに用いられる無線通信装置の分野に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０２２５】
１１    アンテナ
１２    送受信部
１３    制御部
１４    記憶部
２１    ビーコン送信部
２２    リンク接続部
２３    ルート情報解析作成部
２４    タイミング情報送信部
２５    ビーコン受信部
２６    タイミング情報解析部
４０    基本スロット
４１    下位スロット
４２    上位スロット
１０１    親無線端末（無線通信装置）
２０１    中継無線端末（無線通信装置）
２１１    第一中継無線端末（無線通信装置）
２２１    第二中継無線端末（無線通信装置）
３０１    子無線端末（無線通信装置）
３３１    子無線端末（無線通信装置）
４１１    ビーコン送信用スロット
４１２    リンク接続用スロット
４２１    ビーコン受信用スロット
４２２    リンク接続用スロット
Ｔａ    第一ビーコン送信間隔
Ｔｂ    第二ビーコン送信間隔
【図１】
2012049806.tif 000003
【図２】
2012049806.tif 000004
【図３】
2012049806.tif 000005
【図４】
2012049806.tif 000006
【図５】
2012049806.tif 000007
【図６】
2012049806.tif 000008
【図７】
2012049806.tif 000009
【図８】
2012049806.tif 000010
【図９】
2012049806.tif 000011
【図１０】
2012049806.tif 000012
【図１１】
2012049806.tif 000013
【図１２】
2012049806.tif 000014
【国際調査報告】
2012049806.tif 000015
2012049806.tif 000016