(57)【要約】【課題】本発明の課題は、発局地点の情報を送信及び中継することで、ユーザーがこれらの情報の把握を可能にする安価で設置が容易な位置連係無線中継器及び情報中継システムを提供することである。【解決手段】各中継局として設置される中継局に設置位置に対応する符号を与え、少なく互いの間隔を通信可能距離内になるように中継器を配置し、発局の属する発信者が発局から終局に向けて、データを送信する場合に、途中の中継局は、送信データに埋め込まれた発局符号と終局符号に対応した発局位置と終局位置を結ぶラインに沿って、終局位置に向かい、通信可能距離内の存在する次の中継局（送信先）を決定し、送信し、受信させ、この操作を多段に中継を行うことで、終局に送信データを到達させることで、発局位置の地点と送信データを関連づけて把握することを可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継器は、アンテナと、バンドパスフィルターと、高周波増幅器と局発振器と、ミキサーと、ベースバンドフィルターとを、各々又はこれらの一部を兼用して、有する受信機及び送信機と、ＣＰＵと、局符号メモリ、データメモリ、プログラムメモリを有するメモリ部と電源を有し、前記受信機は、前記アンテナで受信された高周波データを受信し、前記バンドパスフィルターと前記高周波増幅器で前記高周波成分の不要な周波数成分を除去した状態で、ミキシングが可能な大きさに前記高周波データの振幅を増幅した高周波データを前記ミキサーにおいて、前記局発振器発生する搬送波信号と前記ミキシングし、その出力を前記ベースバンドフィルターで不要な周波数成分を除去して、前記ＣＰＵに受け渡すものであり、前記送信機は、前記ＣＰＵからの送信データを前記ベースバンドフィルターで不要な周波数成分を除いた状態で、前記ミキサーにおいて、前記局発振器の発生する搬送波信号と前記ミキシングし、不要な周波数成分を前記バンドパスフィルターで除き、前記高周波増幅器で増幅して前記アンテナから送信電波として送信するものであり、局符号メモリは、前記中継器が設置される中継局の局符号を格納するものであり、データメモリは、受信又は送信するデータを一時格納するものであり、プログラムメモリは、前記ＣＰＵが行う処理プログラムを格納するものであり、前記ＣＰＵは、前記処理プログラムに基づいて、送受信制御処理、送信データ作成、中継先計算処理を少なくとも行うものであり、電源は、前記受信機と前記送信機と前記ＣＰＵと前記メモリに動作のための電力を供給するものであり、
前記中継器の局符号は、設置される前記中継局の設置位置を直接的に示す符号又は、間接的に示す符号であり、前記受信データ又は／及び送信データに、最初に送信する発局の局符号と最終送付先である終局の局符号と、前記発局の局符号又は前記中継局の局符号と前記終局の局符号に対応する発局位置又は中継局位置と終局位置から、前記終局に向かう方向で決定された次の中継局の局符合とを少なくとも含むことで、前記終局まで中継された前記送信又は前記受信されたデータに含まれた前記発局の局符号から、前記発局の位置に関連づけて前記データを終局のユーザーが把握することを可能としたことを特徴とする位置連係無線中継器。
【請求項２】
前記中継器の局符号の示す前記中継局の設置位置は、前記中継局が設置される場所区分又は、緯度・経度で示される地上の地点であることを特徴とする請求項１記載の位置連係無線中継器。
【請求項３】
前記中継先計算処理は、送信された前記データを受けた前記中継器が、前記発局の局符号又は前記中継局の局符号と前記終局の局符号に対応する前記発局位置又は前記中継局位置と終局位置から、前記終局に向かう方向で次の中継局の局符合を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の位置連係無線中継器。
【請求項４】
前記送信データの作成は、決定された次の中継局の局符合を、前記データの送信先符号にし、送信元符号に自局の局符号を入れ、発局符号、終局符号と伝えるべきデータ内容は変えないで残すことで作成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器。
【請求項５】
前記処理プログラムは、送信された前記データを受けた前記中継器が、前記データに含まれる送信先符号と自己の局の局符号を比較し、一致している場合には、自己の局に向け中継・送信された送信データであることを認識して、送信先に向け受領の確認のためのＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）データを送信し、前記次の中継先を計算し、自己の局が送信元になって送信を行い、一致しない場合は、自己の局に向けた送信データではないと判断して、受け取った中継器は、前記ＡＣＫデータの送信も次の中継局の計算も行わないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器。
【請求項６】
前記中継器の送信又は受信は、前記発局符号から前記データの発信位置の範囲を絞るための通信可能距離を与える通信手段として、微弱無線、特定省電力無線、ブルートゥース、ジグビー、ＵＷＢのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器。
【請求項７】
前記中継器は、アナログデータを検知するセンサーとその値を増幅する増幅器とアナログデジタル変換器（ＡＤ変換器）と、ＡＤ変換のサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分を前記アナログデータから除去するアンチエリアシングフィルターを有することで、前記中継器位置でのアナログ量を把握することを可能にしたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器。
【請求項８】
前記電源は、太陽電池又は及び風力発電機による自己給電電源であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器。
【請求項９】
前記位置連係無線中継器を、互いの間隔を通信可能距離内になるように縦横のマトリックス状に配置し、前記発局から前記終局に向けて、前記データを送信し、途中の中継局は、通信可能距離内に存在する次の中継局を送信先として送信し、受信させ、この操作を多段階に中継を行うことで、前記終局に送信データを到達させ、送信データに埋め込まれた発局符号から、発局位置の地点に関連づけて送信データを前記終局が把握すること可能とし、前記終局にコンピュータを接続し、前記コンピュータを介してユーザーが前記データを地点データとして受け取ることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器を使用した地点情報中継システム。
【請求項１０】
前記終局に接続された前記コンピュータの画面上で、前記設置される場所区分又は地図上に、前記位置に対する前記データの数値又はグラフを表示したことを特徴とする請求項９記載の地点情報中継システム。
【請求項１１】
前記中継局を使用する前記ユーザーに、前記設置される場所区分図又は地図上又は、場所区分又は地点のリスト上に、前記中継局又は前記ユーザーを表示した局リストを提供することで、送付先の局符号又はユーザーの符号を把握することを容易にしたことを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の地点情報中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自給電の電源を有し、設置位置に連係した局符号を有する無線中継器と、これを使用して発局や中継局が確認できる地点情報中継システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、中継局について、多くの形態の中継器がある。ラジオやテレビの中継器については、ＭＷ、ＦＭ、ＶＨＦ、ＵＨＦの周波数で、地上中継局では、数十ｋｍの間隔や山の稜線に中継塔を建設し、中継器をセットし、衛星放送では、衛星を中継局として、送信側に受信アンテナを向け受信し、電力増幅と成形して、目的地に向け再送信を行っている。送信元も中継局も受信先も固定のものであるので、送受信を行うだけの機能でよい。送受信の距離が極めて大きいため、送信電力も大きく中継器も高価なものである。その代わり、中継器の数は少なくてよい好都合さがある。一方、携帯電話では、中継局が適当な間隔で配置され、そこに近い移動局（携帯電話）から中継局に無線で接続を要求する。各中継局または、これを管理する設備は、自己の中継局の管轄範囲に存在する移動局を把握行動を行っている。前者のテレビの中継により、最終受信端末である各施設は、受信アンテナで受信しているが、各アンテナを有する施設が、施設に関係する情報を発信、又は中継することに使用されることはない。同様に、移動体通信の分野でも多くの特許文献があり、特許文献１〜特許文献４のように性能改善が提案されている。携帯電話網の中継局も電話中継に使われているが、中継局の位置に関係する情報を使用者として利用することは通常ではできない。携帯電話の使用人がどの中継局の範囲にいるということを割り出す必要がある場合、余程の事情を持つ警察なら、緊急のルートでこのような情報を利用できる可能性がある程度である。
テレビのアンテナは、各施設の屋根上に存在し、屋上の手摺、橋、電柱などと同じく絶好の中継地の条件を提供している。更に、局地豪雨、交通混雑、地域広報など、地点に関係する時点情報を把握し、安全対策や、マーケッティング、宣伝に繋げたいという要求が増えてきている。豪雨により、河川の増水の変化が激しく、洪水や人身事故を起こしていることや、降雨による山崩れなど管理したいこと、商店街のイベントなど地点情報を細かく把握するため安価に構成できる通信システムへの要求が高まっている。これらの要求に対して、従来の機器は、要求に応えるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５５１６９
【特許文献２】特開平６−２９１７１７
【特許文献３】特開２００１−３６４４６
【特許文献４】特開２００２−１９８９９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、発局地点の情報を送信及び中継することで、ユーザーがこれらの情報の把握を可能にする安価で設置が容易な位置連係無線中継器及び情報中継システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、各中継局として設置される中継局に設置位置に対応する符号を与え、互いの間隔を通信可能距離内になるように中継器を配置し、発局の属する発信者が発局から終局に向けて、データを送信する場合に、途中の中継局は、送信データに埋め込まれた発局符号と終局符号に対応した発局位置（または自局）と終局位置を結ぶラインに沿って、終局位置に向かい、通信可能距離内の存在する次の中継局（送信先）を決定し送信し、受信させ、この操作を多段に中継を行うことで、終局に送信データを到達させ、終局は、送信データに埋め込まれた発局符号から、発局位置の地点に関連づけて送信データの把握を可能とした位置連係無線中継器を特徴とし、これを用いた情報中継システムの構成が可能としている。以下説明する。
【０００６】
請求項１記載の発明は、位置連係無線中継器であって、
中継器は、アンテナと、バンドパスフィルターと、高周波増幅器と局発振器と、ミキサーと、ベースバンドフィルターとを、各々又はこれらの一部を兼用して、有する受信機及び送信機と、ＣＰＵと、局符号メモリ、データメモリ、プログラムメモリを有するメモリ部と電源を有し、前記受信機は、前記アンテナで受信された高周波データを受信し、前記バンドパスフィルターと前記高周波増幅器で前記高周波成分の不要な周波数成分を除去した状態で、ミキシングが可能な大きさに前記高周波データの振幅を増幅した高周波データを前記ミキサーにおいて、前記局発振器発生する搬送波信号と前記ミキシングし、その出力を前記ベースバンドフィルターで不要な周波数成分を除去して、前記ＣＰＵに受け渡すものであり、前記送信機は、前記ＣＰＵからの送信データを前記ベースバンドフィルターで不要な周波数成分を除いた状態で、前記ミキサーにおいて、前記局発振器の発生する搬送波信号と前記ミキシングし、不要な周波数成分を前記バンドパスフィルターで除き、前記高周波増幅器で増幅して前記アンテナから送信電波として送信するものであり、局符号メモリは、前記中継器が設置される中継局の局符号を格納するものであり、データメモリは、受信又は送信するデータを一時格納するものであり、プログラムメモリは、前記ＣＰＵが行う処理プログラムを格納するものであり、前記ＣＰＵは、前記処理プログラムに基づいて、送受信制御処理、送信データ作成、中継先計算処理を少なくとも行うものであり、電源は、前記受信機と前記送信機と前記ＣＰＵと前記メモリに動作のための電力を供給するものであり、
前記中継器の局符号は、設置される前記中継局の設置位置を直接的に示す符号又は、間接的に示す符号であり、前記受信データ又は／及び送信データに、最初に送信する発局の局符号と最終送付先である終局の局符号と、前記発局の局符号又は前記中継局の局符号と前記終局の局符号に対応する発局位置又は中継局位置と終局位置から、前記終局に向かう方向で決定された次の中継局の局符合とを少なくとも含むことで、前記終局まで中継された前記送信又は前記受信されたデータに含まれた前記発局の局符号から、前記発局の位置に関連づけて前記データを終局のユーザーが把握することを可能としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の位置連係無線中継器において、
前記中継器の局符号の示す前記中継局の設置位置は、前記中継局が設置される場所区分又は、緯度・経度で示される地上の地点であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の位置連係無線中継器において、
前記中継先計算処理は、送信された前記データを受けた前記中継器が、前記発局の局符号又は前記中継局の局符号と前記終局の局符号に対応する前記発局位置又は前記中継局位置と終局位置から、前記終局に向かう方向で次の中継局の局符合を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器において、
前記送信データの作成は、決定された次の中継局の局符合を、前記データの送信先符号にし、送信元符号に自局の局符号を入れ、発局符号、終局符号と伝えるべきデータ内容は変えないで残すことで作成することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器において、
前記処理プログラムは、送信された前記データを受けた前記中継器が、前記データに含まれる送信先符号と自己の局の局符号を比較し、一致している場合には、自己の局に向け中継・送信された送信データであることを認識して、送信先に向け受領の確認のためのＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）データを送信し、前記次の中継先を計算し、自己の局が送信元になって送信を行い、一致しない場合は、自己の局に向けた送信データではないと判断して、受け取った中継器は、前記ＡＣＫデータの送信も次の中継局の計算も行わないことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器において、
前記中継器の送信又は受信は、前記発局符号から前記データの発信位置の範囲を絞るための通信可能距離を与える通信手段として、微弱無線、特定省電力無線、ブルートゥース、ジグビー、ＵＷＢのいずれかを用いたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器において、
前記中継器は、アナログデータを検知するセンサーとその値を増幅する増幅器とアナログデジタル変換器（ＡＤ変換器）と、ＡＤ変換のサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分を前記アナログデータから除去するアンチエリアシングフィルターを有することで、前記中継器位置でのアナログ量を把握することを可能にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器において、前記電源は、太陽電池又は及び風力発電機による自己給電電源であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の位置連係無線中継器を使用した地点情報中継システムであって、
前記位置連係無線中継器を、互いの間隔を通信可能距離内になるように縦横のマトリックス状に配置し、前記発局から前記終局に向けて、前記データを送信し、途中の中継局は、通信可能距離内に存在する次の中継局を送信先として送信し、受信させ、この操作を多段階に中継を行うことで、前記終局に送信データを到達させ、送信データに埋め込まれた発局符号から、発局位置の地点に関連づけて送信データを前記終局が把握すること可能とし、前記終局にコンピュータを接続し、前記コンピュータを介してユーザーが前記データを地点データとして受け取ることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の地点情報中継システムにおいて、
前記終局に接続された前記コンピュータの画面上で、前記設置される場所区分又は地図上に、前記位置に対する前記データの数値又はグラフを表示したことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の地点情報中継システムにおいて、
前記中継局を使用する前記ユーザーに、前記設置される場所区分図又は地図上又は、場所区分又は地点のリスト上に、前記中継局又は前記ユーザーを表示した局リストを提供することで、送付先の局符号又はユーザーの符号を把握することを容易にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上の様に構成されているので、本発明の位置連係無線中継器とこれを利用した中継システムで、発局の位置に関係したデータの把握が終局のユーザーで可能となり、これを建物や電柱などに設置利用した中継システムが、安価で容易に出来上がり、例えば、地点の降雨量、風速などのデータがリアルタイムで収集でき、防災情報などとして利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の位置連係無線中継器の構成を示すブロック図、外観、集合設置の一実施態様を示す図である。
【図２】本発明に係る位置連係無線中継器を建物や電柱などに設置した例と発局から終局への中継先の決め方の例を示す図である。
【図３】本発明に係る位置連係無線中継器で送受信されるデータの形式の一実施態様を示す図である。
【図４】本発明に係る位置連係無線中継器を配置して地点情報マップを作成した応用例を示す図である。
【図５】本発明に係る位置連係無線中継器を配置して、特定の監視必要な人の位置を把握する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明による位置連係無線中継器は、各中継局として設置される中継局に設置位置に対応する符号を与え、互いの間隔を通信可能距離内になるように中継器を配置し、発局の属する発信者が発局から終局に向けて、データを送信する場合に、途中の中継局は、送信データに埋め込まれた発局符号と終局符号に対応した発局位置（または自局）と終局位置を結ぶラインに沿って、終局位置に向かい、通信可能距離内の存在する次の中継局（送信先）を決定し送信し、受信させ、この操作を多段に中継を行うことで、終局に送信データを到達させ、終局は、送信データに埋め込まれた発局符号から、発局位置の地点に関連づけて送信データの把握を可能としたものであって、地点情報中継システムは、これを多数配置し、コンピュータによる地点情報の収集管理をするのである。以下実施例により説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明の位置連係無線中継器の構成を示すブロック図、外観、集合設置の一実施態様を示す図である。１−Ａのブロック図において、中継器であるから、受信機と送信器を有している。受信機において、受信アンテナ１０１、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０２、高周波バンドパスフィルター１０３、ミキサー１０４、局発振器１０５、ベースバンドフィルタ１０６、ＣＰＵ制御器において、ＣＰＵ１０７、プログラムメモリ１０８、データメモリ１０９、局符号メモリ１１０、送信機において、フィルタ１１１、ミキサー１１２、局発振器１１３、フィルター１１４、パワーアンプ１１５、送信アンテナ１１６があり、電源には自給電源１１７、他にセンサー１１８、アンプ１１９、アンチエリアシングフィルター１２０、ＡＤ変換器１２１、外部パーソナルコンピュータ１３０とのインターフェース（ＰＣ−ＩＦ）１２２を有している。１１８から１２２のものは、必須ではないが、有ると好都合である。
【００２１】
本発明の位置連係無線中継器が設置される環境は、主に、住宅、橋、電柱などの人間が利用している建物、設備であり、１００ｍ程度の比較的小間隔で存在するものである。そのため、これらの間の距離が通信可能であればよく、送受信電力が通常の中継器と言われるラジオやテレビの中継器とは比較にならない小規模なものであり、低価格で実現できる。
又、重量も小さいため、どのようなものにも設置できる。屋混みの都市空間では、設置箇所は無数に存在し、選択に困らない。例えば、住宅のベランダの手摺や、テレビアンテナに取り付け使用することができる。
【００２２】
本発明に係る位置連係無線中継器を多数設置する場合に、設置間隔に対して通信可能距離との関係をどのようにとるかにより、位置の把握状態が決まる。通信可能距離が設置間隔より極めて大きいと、通信可能距離圏内に多くの中継器がある状態になるので、次の中継器を計算し、指定することは支障がないが、同時に通信電波を他の中継器で行う危険性が増えるので、混信を避けるため、送信周波数の多数化などの混信ノイズ対策が必要となる。
勿論、通信可能距離が設置間隔より小さいことは、送受信ができないので、上下左右或いは上下左右斜めに通信可能と考えると、通信可能距離を半径とする円には、５個、又は９個の中継器が存在することになり、これが最適であるので、この中継器が同時に送信してもよい程度の混信対策（例えば、この範囲では、中継器毎に送信周波数を変える、或いはスペクトラム拡散のキーを変えるなど）をすればよい。混信対策を十分行えば、通信可能距離に対して、設置間隔を小さめに設定することも可能となる。設置する場合には、設置間隔で並んだ想定上の縦と横のライン上の点に近い設備を選び付設する。位置の特定は、発局の周辺ということで行うので、中継局の設置間隔で位置の分解能が決まる。発局を中心として中継局の設置間隔の１／２以内の地点データとして捉えることができる。通信可能距離としては、短距離無線の以下の方式においては、微弱無線  約１５ｍ、特定小電力無線  約５００ｍ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  約１００ｍ（ｃｌａｓｓ１）、約１０ｍ（ｃｌａｓｓ２）、ＺｉｇＢｅｅ  約５０ｍ、ＵＷＢ約１０ｍであるので、どのくらいの間隔で位置を特定したいかを考慮して、中継局の設置間隔を決める。
【００２３】
図１において構成の機能を説明する。
受信機において、最寄の中継器から送られた送信電波を受信アンテナ１０１で受ける。この電波の大きさは、送られてきた距離や環境により、パワーの大きさが小さく、又、大きさも色々なので、これをローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０２で適当な大きさに増幅する。信号の大きさを適当な範囲に納めるようにＡＧＣ機能をアンプが有することが普通である。受信アンテナ１０１からローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０２までを簡単に記述したが、ここは、送信搬送波の周波数に同調機能を有しているので、送信搬送波を効果的に受信できる。
【００２４】
受信電波は、ミキサー１０４において局発振器１０５からの局発信号とミキシングされるが、その前に、不要な周波数の信号を除去するため、高周波バンドパスフィルター１０３を通過させる。高周波バンドパスフィルターは、搬送波にデータがのった周波数成分を残し、その他の周波数成分を除去するフィルターである。尚、高周波バンドパスフィルター１０３は、図１のようにローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０２の前に配置する場合もある。
ミキサー１０４の出力信号は、ベースバンド信号以外に局発信号の２倍の信号など不要な信号を含んでいる。このため、この不要な信号を除去するため、ベースバンドフィルター１０６を通過させて、ＣＰＵ１０７に受信信号を受け渡し処理される。ベースバンドフィルターは、ＣＰＵ１０７とのデータの授受の周波数成分を通過させるローパスフィルターである。
【００２５】
ＣＰＵ１０７での処理を説明する前に、送受信されるデータの形式の例を説明する。図３は、本発明に係る位置連係無線中継器で送受信されるデータの形式の一実施態様を示す図である。データ構成は、何ｂｉｔ化のディジタルデータであり、ヘッダ部、発局符号部、終局符号部、送信元局符号部、送信先局符号部、データ部を基本に有している。ヘッダ部は、送信データであることを認識する認識フラグ、信号の誤りを認識する誤り訂正フラグ、データの受け取ったことを確認するＡＣＫフラグなど各種の認識のためのデータ格納部である。
発局符号、終局符号、送信元局符号、送信先局符号は、後述のように、中継器の個々に固有に与えられ、且つ、個々の中継器が設置される地上位置の地籍（番地、緯度／経度など）又は、それに連係した局符号（数字番号を含む）である。
発局符号は、送信データが送信される一番最初の中継器の局符号であり、これは中継されるたびに変わることなく保持されるので、どこの地点から送られてきたデータかを特定することに使われる。
終局符号は、最終送付先の符号であり、ここも中継されるたびに変わることなく保持され、
途中の中継局は、最終送付先の符号を見て、これに向かって、通信可能の中継局を計算し、送信を行う。
送信元局符号は、前の局からデータを受信して、これから他の局に中継しようとしている
局の符号であり、ここは、中継局の局符号が与えられるので変化する。中継局では、データの送信元局符号として、自分の局符号を与え、終局符号を見て、これに向かう方向で、通信可能の次の中継局を計算し、この符号を送信先局符号に付加して、送信データを構成し送信する。
送信先局符号は、以上のようにして求められた次の中継局（送付先）の符号である。
データ部は、送付したいデータ内容を格納する部分である。
【００２６】
次に、ＣＰＵ１０７とメモリの機能を説明する。
データメモリ１０９には、受信又は入手により送信すべきデータを一次的に格納するメモリである。
局符号メモリは、個々の中継局に対応していて、それが設置される地上位置の地籍（番地、緯度／経度など）又は、それに連係した局符号（数字番号を含む）を格納するメモリである。符号で分かりやすいのは、数字、番号である。
個々の中継器の局符号の設定は、以下のように行う。
設置される場所が分かっている場合は、その建物等の符号を入れる。符号は、地番又は、緯度・経度の場所データに関連づけられて中継器のメモリ、又は、集中管理するコンピュータのメモリに入力設定する。又は、設置時にＧＰＳ装置で緯度・経度の場所データを取得し、これをメモリに符号とともに格納する。又は、ＧＰＳ装置を中継器に内蔵して、位置情報を取ってもよいが、中継器は固定的に設置されるため、ＧＰＳ装置の内蔵は費用的に無駄が大きい。
【００２７】
ＣＰＵ１０７は、プログラムメモリ１０８に格納されたプログラムに基づいて、送受信制御、ＡＤ変換制御、送信データ作成、中継先計算、局符号一致判定、受送信ＡＣＫ、セキュリティーチェックなどの機能を行っている。これを説明する。
送受信制御、送信データ作成、中継先計算、局符号一致判定、受送信ＡＣＫに関し、
ＣＰＵ１０７は、受信データを受けて、受信データの送信先局符号を読み取り、これと局符号メモリ１１０に格納された自己の局符号を比較して一致している場合には、自己に向け中継された送信データであることを認識して、送信先に向け受領の確認のためのＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）データを送信する。ＡＣＫデータでは、送信先局符号と送信元局符号を交換し、ヘッダ部のＡＣＫ符号を「戻り（返信）」対応の値にして送信する。所定の時間が経過しても、ＡＣＫデータが戻らないときや、ＡＣＫデータの中で、再度の送信（ヘッダ部で指示）を要求されたときは、送信元は、再度、送信先に送信する。所定の回数、送信に対して受信がされないときは、送信元は、別の送信先を計算し、そこに送信する。送信先局は、局符号を比較して一致している場合に、ＡＣＫデータを送信した後、次の送信先を計算し、自己の局が送信元になって送信を行う。従って、送信データ構成の送信元局符号部に自己の局符号を入れ、計算された送信先の局符号を送信先局符号部に入れて、送信データを作成し、送信機に向けて送り出す。
受信データの送信先局符号と自己の局符号が一致しない場合は、自己に向けた送信データではないと判断して、受け取った中継器は、ＡＣＫデータの送信も次の局への送信も行わない。
この段階の送信データは、データそのものの時間的ストリームであって、ベースバンドと呼ばれる。このままでは、電波として送信できないので、送信できるほどの高周波信号（キャリアと呼ばれる）に載せなければならない。
【００２８】
ＣＰＵ１０７は、アナログデータを取り込み、ディジタルデータに変換する命令をＡＤ変換器１２１にするＡＤ変換制御も行っている。この中継器は、設置環境でのデータを収集する目的で使用する場合がある。その場合には、温度、湿度、風速、降雨量、水位、ガス圧、流量他種々のセンサー１１８でデータを取得し、適当なアンプ１１９とアンチエリシングフィルター１２０を経由した後、ＡＤ変換器１２１でディジタル信号にして、ＣＰＵ１０７に取り入れ、送信のためにデータメモリ１０９に一時格納されるか、格納されずにリアルタイムで送信にまわされる。中継器自体が設置された地点の降雨量等のデータを収集できる。
【００２９】
尚、確実に終局において、受信され、途中で他人に受信されてないか、又は、受信されても読めないなどの通信のセキュリティーは、多くの文献で紹介されているので、それを利用することができる。
【００３０】
送信機においては、先ず、ベースバンド信号をフィルター１１１を通過させ、不要なノイズを除去する。その後、ミキサー１１２において、局発振器１１３からの局発高周波信号（キャリア）とミキシングされる。ミキシングされた信号は、局発高周波信号とベースバンド信号の周波数の和と差の周波数成分と他の不要な成分を持つので、フィルター１１４で不要波を除去して、パワーアンプ１１５で増幅して送信アンテナ１１６から送信する。
【００３１】
尚、受信機、送信機ともミキサーは、簡単のために１段の場合で説明したが、２段のミキサーで変換することがよく行われる。これは、１段目のミキサーでベースバンドと中間周波数（ＩＦ）との間の変換を行い、２段目のミキサーで中間周波数と送受信周波数との変換を行うものである。ミキサーの前後には、ベースバンドフィルターと中間周波（ＩＦ）フィルターが挿入される。中間周波フィルターは、中間周波数とこれにのったベースバンドデータを通過させるバンドパスフィルターである。
又、受信アンテナ１０１と送信アンテナ１１６は、別々で有っても、兼用で１つでもよいことは言うまでも無い。尚、受信アンテナ、送信アンテナ、バンドパスフィルター、高周波増幅器、局発振器、ミキサー、ベースバンドフィルターは、受信機及び送信機で、各々有してもよいし、一部（例えば、局発振器）を兼用することも可能である。
【００３２】
中継器と外部のコンピュータ１３０との間でデータのやり取りができる。
外部のパーソナルコンピュータ１３０とのデータ交換のＰＣ−インターフェース（ＰＣ−ＩＦ）１２２を有すると、中継器にパーソナルコンピュータ１３０から情報を入力し、送信させることができる。例えば、商店街の店舗情報、通過人数、ゴミ収集情報などをパーソナルコンピュータの送信欄に入れておくだけで、必要な相手に自動送信するなどのサービスが可能となる。又、中継器からパーソナルコンピュータ１３０へのデータ取り込みが可能となって、データの地点マップの作成などができる。
【００３３】
自給電源１１７の機能は、中継器の電源を供給するもので、本中継器が設置される環境は、主に、住宅、橋、電柱などの人間が利用している建物、設備であることを考慮すると、設置後は、故障が無い限り、メンテナンスを行わないことが望ましいため、電源は、自給電であることが望ましい。そのため、主に、太陽電池による発電で供給されることがこのましい。他に風力発電も利用できる。
【００３４】
１−Ｂの外観において、位置連係無線中継器１００は、中継器筺体１２３、アンテナ１０１、１１６、自給電源１１７がコンパクトに組立られている。
【００３５】
１−Ｃの中継器の集合設置の例であるが、この例では、５行５列に配置されている。行及び列同士の間隔は、中継器の通信が可能な範囲の距離になっている。実際の中継器の設置では、実際の建物の屋上や電柱につけるので、正確に行列の距離は決められないので、概略の配列となるが、中継が行われれば十分である。
【００３６】
図２は、本発明に係る位置連係無線中継器を建物や電柱などに設置した例と発局から終局への中継先の決め方の例を示す図である。
２−Ａにおいて、中継器を建物や電柱などに設置した図であるが、建物の屋上の手摺２０１、テレビアンテナ２０２、ポール２０３に本位置連係無線中継器２００が設置してある。この例では矢印２０４で示すように、Ａ局を発局として、Ｂ局、Ｃ局を中継し、Ｄ局を終局として送信されている。このようにして、Ａ局の位置を特定した情報を取得可能である。
【００３７】
２−Ｂから２−Ｅにおいて、発局から終局に向けて、中継局を決定する手段の例を説明する。簡単のため、中継局を２１行２１列の□の点の配列で表す。各中継局は、その地点に対応する局符号を持っている。いずれの例でも、座標（１，３）を発局として、座標（１８，１１）を終局とする中継を行うものとする。各中継局を中心にした円は、中継局からの通信可能範囲を示している。
２−Ｂでは、発局Ａ座標（１，３）と終局Ｚ座標（１８，１１）を直線で結んだラインに最も近い次の中継局を計算し、中継してゆく。ここでは、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｚと中継局が各中継局において計算され、中継される。
【００３８】
２−Ｃにおいては、各中継局毎に、送信元の中継局座標と終局座標を直線で結んだラインに最も近い次の中継局を計算し、中継してゆく例である。ここでは、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｚと中継局が各中継局において計算され、中継される。
【００３９】
２−Ｄにおいては、次の中継局の計算において、戻り又は一旦遠ざかることを許可した場合である。中継が混んでいたり、困難な場合には迂回中継をさせることができる。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｚと中継局が各中継局において計算され、中継される。Ｃ−Ｄ、Ｆ−Ｇ、Ｇ−Ｈで一端、遠ざかるパスを選んでいる。
【００４０】
２−Ｂ、２−Ｃ、２−Ｄにおいては、中継局の通信の指向性を横、縦の方向のみの例で示したが、全方向や、斜めに指向性を持つ場合は、２−Ｅのように発局Ａ座標（１，３）と終局Ｚ座標（１８，１１）を直線で結んだラインに沿って中継ができる。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｚと中継局が各中継局において計算され、中継されている。
【００４１】
以下、図４と図５を用いて、本発明に係る位置連係無線中継器を多数使用した地点情報中継システムについて説明する。
図４、図５とも、地点情報中継システムは、中継が可能なように通信可能距離内の間隔で、
マトリックスに配置された多数の位置連係無線中継器を有する中継局と、管理ポイント（発局又は及び終局）に配置され、管理ポイントの中継器とデータ授受のインターフェースを有するコンピュータを有し、終局のコンピュータでは、プログラムにより収集したデータを地点に対応してマップし、コンピュータ画面の地図上にデータをグラフ化することが可能である。データの推移を予測する機能により、警報を出すなども可能となる。発局では、中継器自体にセンサーとＡＤ変換器を有することで、発局でのデータを監視、例えば、監視カメラにより通行人の人数を監視したり、発局側のコンピュータから発局を経由して設備の管理状況、例えば、建物への不審者侵入の監視状況等を送付し終局で把握することができる。
【００４２】
図４は、本発明に係る位置連係無線中継器を配置して地点情報マップを作成した応用例を示す図である。４−Ａにおいて、都市とその周辺の山、川に、温度／風速／降水量／雷／水位等のセンサーを有する中継局が設置されている。都市部では、住宅、ビルなどの屋上や、テレビアンテナに、山岳部では、敷設されたポール上にセンサー付き中継器が設置されている。都市部にある情報センター４０１に各中継局のセンサーによる測定値が必要な時刻に中継して集められる。例えば、Ａ，Ｃ，Ｅ地点の情報は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋを通じて集められる。このようにして、情報センター４０１には、各地点の時点ごとのデータが集まるので、４−Ｂのようにコンピュータ上の監視画面上に地図とともに、各地点のデータをマップとして表示したり、必要の場合は、緊急情報を出すことができる。例えば、各地の降雨量に対して、各地点の河川の水位の予測が可能となり、
決壊の危険が想定される場合など迅速な対応が可能となる。４−Ｂで、地図上の各地点に表示されたグラフ４０２は、横軸が時刻であり、縦軸に降雨量、河川での水位を表したものである。
【００４３】
図５は、本発明に係る位置連係無線中継器を配置して、特定の監視必要な人の位置を把握する例を示す図である。監視される人には、ＲＦＩＤタグが腕や胸バッチなどの付けられていて、５０ｍ程度の通信距離が確保されているものを使用する。ＲＦＩＤタグの情報を中継器のリーダーが読み取り、データを中継して、監視施設５０１に送付される。この図では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊの順に中継される。Ｂ地点が発局になり、データはＲＦＩＤタグの個人情報である。このようにして、Ａの人は、Ｂ地点の周辺にいることが分かり、マッピングで常に把握の可能である。監視される人の時間的な位置を地図上にマップすると、どの道を通過する傾向があるなど傾向的な行動パターンまで読むことができる。監視される人に音声端末を持たせると、監視施設５０１からは、監視される人に、「帰ってきてください」とかの指示を中継器を介して指示を出せる。以上のような応用の例は、他に、花粉情報の測定マップ、光化学スモッグ、オキシダントの測定、使用量の検診など枚挙に暇がない。
【００４４】
尚、中継局を使用するユーザーに、設置される場所区分図又は地図上又は、場所区分又は地点のリスト上に、中継局又はユーザーを表示した局リストを提供することで、送付先の局符号又はユーザーの符号を把握することを容易にすると好都合である。特に、ユーザーのコンピュータ上で局リストのサービスを行うことが適当である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明に係る位置連係無線中継器は、中継器が設置された位置を把握して情報を送受信でき、且つ、安価な中継器を用いて、都市部の建物等に簡単に設置して、短距離の通信距離間を中継により繋ぎ遠くまで通信できるので、産業上の利用性が極めて大きい。
【符号の説明】
【００４６】
１００、２００  位置連係無線中継器
１０１  受信アンテナ
１０２  ローノイズアンプ
１０３、１１４  高周波バンドパスフィルタ
１０４、１１２  ミキサー
１０５、１１３  局発振器
１０６、１１１  ベースバンドフィルタ
１０７  ＣＰＵ
１０８  プログラムメモリ
１０９  データメモリ
１１０  局符号メモリ
１１５  パワーアンプ
１１６  送信アンテナ
１１７  自給電源
１１８  センサー
１１９  アンプ
１２０  アンチエリアシングフィルター
１２１  ＡＤ変換器
１２２  インターフェース（ＰＣ−ＩＦ）
１２３  中継器筺体
１３０  外部パーソナルコンピュータ
２０１  手摺
２０２  テレビアンテナ
２０３  ポール
２０４  矢印
４０１  情報センター
４０２  グラフ
５０１  監視施設
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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