(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信装置のデータの送信失敗や未送信をデータ収集装置が検出できない場合でもデータ中継可能とし、消費電力を削減した無線通信装置を提供する。【解決手段】第１及び第２の無線通信装置１００−１、１００−２は、データ収集装置200により夫々割り当てられた第１及び第２の期間に動作状態へ移行し、第１のデータ及び第２のデータを夫々送信する。第１の無線通信装置は、第３のデータを送信できなかったとき、データ収集装置により割り当てられた第３の期間において第３のデータの中継要求信号を送信し、第２の期間で第３のデータを第２の無線通信装置へ送信する第１の送信部150-1を備える。第２の無線通信装置は、第３の期間において中継要求信号を受信したとき、第２の期間において第１の無線通信装置から第３のデータを受信し、データ収集装置へ送信する第２の送信部150-2を備える。【選択図】図１
2015188207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の無線通信装置と、
データ収集装置とを備え、
前記第１及び第２の無線通信装置は、前記データ収集装置により夫々割り当てられた第１及び第２の期間において動作状態へ移行して第１及び第２のデータを前記データ収集装置へ夫々送信する無線通信システムにおいて、
前記第１の無線通信装置は、前記第１の期間において第３のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記第１及び第２の無線通信装置に割り当てられた第３の期間において動作状態へ移行して前記第３のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後、前記第２の期間で前記第３のデータを前記第２の無線通信装置へ送信する第１の送信部を備え、
前記第２の無線通信装置は、前記第３の期間において動作状態へ移行して前記中継要求信号を受信したとき、前記第２の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第３のデータを受信し、受信した前記第３のデータを前記データ収集装置へ送信する第２の送信部を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１及び第２の無線通信装置は、前記第３のデータを送信後、前記第１及び第２の期間において省電力状態へ移行することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
データ収集装置により割り当てられた第１の期間において動作状態へ移行して第１のデータを前記データ収集装置へ送信し、前記第１の期間以外は省電力状態へ移行する無線通信装置において、
前記第１の期間において第２のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記無線通信装置及び他の無線通信装置に割り当てられた第２の期間において動作状態へ移行して前記第２のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後前記第１の期間で前記第２のデータを前記他の無線通信装置へ送信するする送信部
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
データ収集装置により割り当てられた第１の期間において動作状態へ移行して第１のデータを前記データ収集装置へ送信する無線通信装置において、
前記データ収集装置により前記無線通信装置及び他の無線通信装置に割り当てられた第２の期間において動作状態へ移行して、前記他の無線通信装置において前記データ収集装置へ第２のデータを送信することができず前記第２のデータの中継を要求する中継要求信号を前記他の無線通信装置から受信したとき、前記第１の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第２のデータを受信し、受信した前記第２のデータを前記データ収集装置へ送信する送信部
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
第１及び第２の無線通信装置とデータ収集装置とを備え、前記第１及び第２の無線通信装置は、前記データ収集装置により夫々割り当てられた第１及び第２の期間において動作状態へ移行して第１及び第２のデータを前記データ収集装置へ夫々送信する無線通信システムにおけるデータ中継方法であって、
前記第１の無線通信装置において、前記第１の期間において第３のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記第１及び第２の無線通信装置に割り当てられた第３の期間において動作状態へ移行して前記第３のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後、前記第２の期間で前記第３のデータを前記第２の無線通信装置へ送信し、
前記第２の無線通信装置において、前記第３の期間において動作状態へ移行して前記中継要求信号を受信したとき、前記第２の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第３のデータを受信し、受信した前記第３のデータを前記データ収集装置へ送信する
ことを特徴とするデータ中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信装置、及びデータ中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、マルチホップによる無線通信システムが注目されている。マルチホップによる無線通信システムは、例えば、端末装置が他の端末装置を介してアクセスポイントと無線通信を行うシステムである。端末装置はアクセスポイントと直接無線通信を行うことができない場合でも、他の端末装置を介してアクセスポイントへデータを送信できる。これにより、例えば、アクセスポイントへのデータの到達率を高めたり、遅延短縮を図ることができる。マルチホップによる無線通信システムとしては、例えば、ＢＡＮ（Body Area Network）、森林火災や不審者侵入を監視するセンサーネットワークなどがある。
【０００３】
また、マルチホップによる無線通信システムでは、ＴＤＭＡ（Time Divisional Multiple Access）方式により無線通信が行われる場合がある。ＴＤＭＡ方式は、例えば、各端末装置が割り当てられたタイムスロットを用いて無線通信を行う方式である。具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１５．６規格によるビーコンモードの通信方式がある。ビーコンモードの通信方式では、例えば、端末装置はアクセスポイントから受信したビーコン信号に含まれるタイムスロット情報に基づいて無線通信を行う。
【０００４】
ＴＤＭＡ方式を利用する端末装置は、自局に割り当てられたタイムスロットのときは動作状態（又はアクティブモード）に遷移してデータの送信や受信を行う。他方、端末装置は、割り当てられたタイムスロット以外のときは省電力状態（又はスリープモード）に遷移してデータの送信や受信を行わない。例えば、端末装置はこのような間欠動作を行うことで消費電力の削減を図っている。
【０００５】
このような無線通信システムに関する技術として、例えば、以下のようなものがある。
【０００６】
すなわち、ＨｕｂがＮｏｄｅ４との通信の切断を検出した場合、Ｎｏｄｅ２，３に対しＮｏｄｅ４の探索を要求し、Ｎｏｄｅ３からＮｏｄｅ４の発見通知を受信するとリレー帯域を割り当て、Ｎｏｄｅ３を経由してＮｏｄｅ４と無線通信を行う無線通信システムがある。
【０００７】
この技術によれば、Ｎｏｄｅ４を発見したリレーＮｏｄｅが報知情報を送信し、Ｎｏｄｅ４を発見できなかったリレーＮｏｄｅは報知情報を送信しないため、リレーＮｏｄｅの消費電力を低減することができる、とされる。
【０００８】
また、ネットワーク内の全端末とゲートウェイが起動周期、起動位相、起動期間を合わせて起動とスリープの切り替え動作を行い、起動期間中はデータ転送を実施し、スリープ期間中は最小限の動作を行うようにしたマルチホップ無線アドホックネットワークシステムもある。
【０００９】
この技術によれば、効率的なスリープモードを実現することで低消費電力化を実現することができる、とされる。
【００１０】
さらに、少なくとも自局及び自局と直接通信可能な隣接局の属性情報として各無線局が中継局として利用可能か否かを示す中継可否データを保持し、隣接局の中継可否データに基づいて選択した中継可能隣接局を中継局として利用する無線通信装置もある。
【００１１】
この技術によれば、マルチホップ無線ネットワークを構成する無線局として利用可能であり中継局として利用可能であるとともに、自局の通信を優先的に実施可能な無線通信装置を提供することができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１３−８１１２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２３４１９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４８２０３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】IEEE802.15.6
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、Ｈｕｂが切断Ｎｏｄｅの探索を要求する技術は、ＨｕｂがＮｏｄｅの割り当て期間においてＵｐｌｉｎｋ送信を確認できない場合、当該Ｎｏｄｅを切断Ｎｏｄｅとして検出している。この場合、当該ＮｏｄｅがＵｐｌｉｎｋ送信に失敗したために切断Ｎｏｄｅとなったのか、又は、当該Ｎｏｄｅが割り当て期間にＵｐｌｉｎｋ送信を行っていないために切断Ｎｏｄｅとなったのか、Ｈｕｂは検出することができない。この場合、Ｈｕｂは、割り当て期間にＵｐｌｉｎｋ送信を行っていないだけであって直接Ｈｕｂと通信可能なＮｏｄｅに対してリレー帯域を割り当てる場合もある。従って、Ｈｕｂはリレー帯域の割り当てが無駄になる場合もあることから中継の可否を判断できず、Ｎｏｄｅを介した中継を行うことができない場合もある。
【００１５】
また、Ｈｕｂが切断Ｎｏｄｅの探索を要求する技術では、中継を行わなかったＮｏｄｅは、自局に割り当てられたタイムスロットのときアクティブモードへ遷移して切断Ｎｏｄｅから送信されるデータの受信待ちを行う。この場合、中継を行わなかったＮｏｄｅは中継を行っていないにも拘わらずアクティブモードへ遷移することになり、アクティブモード期間中の消費電力が無駄になる。
【００１６】
他方、ネットワーク内の全端末とゲートウェイが起動周期、起動位相、起動期間を合わせて起動とスリープの切り替え動作を行う技術についても、データの中継を行わない端末も起動期間では起動することになる。この場合、当該端末の起動期間中の消費電力が無駄になる。
【００１７】
また、各無線局が中継可否データを保持する技術については、無線局がアクティブモードに遷移して動作を行っており、無線局が間欠動作を行う場合どのように中継局を選択するかについては開示されていない。
【００１８】
そこで、一開示は、無線通信装置においてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかをデータ収集装置が検出できない場合でもデータを中継できるようにした無線通信システム、無線通信装置、及び中継方法を提供することにある。
【００１９】
また、他の開示は、無線通信装置の消費電力を削減するようにした無線通信システム、無線通信装置、及び中継方法を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【００２０】
一開示は、第１及び第２の無線通信装置と、データ収集装置とを備え、前記第１及び第２の無線通信装置は、前記データ収集装置により夫々割り当てられた第１及び第２の期間において動作状態へ移行して第１及び第２のデータを前記データ収集装置へ夫々送信する無線通信システムにおいて、前記第１の無線通信装置は、前記第１の期間において第３のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記第１及び第２の無線通信装置に割り当てられた第３の期間において動作状態へ移行して前記第３のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後、前記第２の期間で前記第３のデータを前記第２の無線通信装置へ送信する第１の送信部を備え、前記第２の無線通信装置は、前記第３の期間において動作状態へ移行して前記中継要求信号を受信したとき、前記第２の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第３のデータを受信し、受信した前記第３のデータを前記データ収集装置へ送信する第２の送信部を備える。
【発明の効果】
【００２１】
無線通信装置においてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかをデータ収集装置が検出できない場合でもデータを中継できるようにした無線通信システム、無線通信装置、及び中継方法を提供することができる。また、無線通信装置の消費電力を削減するようにした無線通信システム、無線通信装置、及び中継方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図２】図２は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図３】図３は端末の構成例を表わす図である。
【図４】図４はＧＷの構成例を表わす図である。
【図５】図５（Ａ）はフレームの構成例、図５（Ｂ）は中継がない場合の動作例を夫々表わす図である。
【図６】図６（Ａ）はフレームの構成例、図６（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を夫々表わす図である。
【図７】図７は中継が行われる場合のシーケンス例を表わす図である。
【図８】図８（Ａ）はフレームの構成例、図８（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を夫々表わす図である。
【図９】図９（Ａ）はフレームの構成例、図９（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を夫々表わす図である。
【図１０】図１０は中継が行われる場合のシーケンス例を表わす図である。
【図１１】図１１は中継が行われる場合のシーケンス例を表わす図である。
【図１２】図１２は端末の構成例を表わす図である。
【図１３】図１３（Ａ）はフレームの構成例、図１３（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を夫々表わす図である。
【図１４】図１４は中継が行われる場合のシーケンス例を表わす図である。
【図１５】図１５は端末の構成例を表わす図である。
【図１６】図１６（Ａ）はフレームの構成例、図１６（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を夫々表わす図である。
【図１７】図１７（Ａ）はフレームの構成例、図１７（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を夫々表わす図である。
【図１８】図１８（Ａ）は端末、図１８（Ｂ）はＧＷの構成例を夫々表わす図である。
【図１９】図１９はＧＷの構成例を表す図である。
【図２０】図２０（Ａ）はフレームの構成例、図２０（Ｂ）は中継の動作例を夫々表す図である。
【図２１】図２１（Ａ）は履歴情報、図２１（Ｂ）と図２１（Ｃ）は確率の算出例を夫々表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。最初に本実施の形態における処理装置の構成例について説明し、次に処理装置において行われるベクタデータ作成処理の例について説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を示す図である。
【００２５】
無線通信システム１０は、第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２、及びデータ収集装置２００を備える。
【００２６】
第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２は、第１及び第２の期間において動作状態へ夫々移行して第１及び第２のデータをデータ収集装置２００へ夫々送信し、第１及び第２の期間以外は省電力状態へ移行する。第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２は、動作状態と省電力状態を繰り返す間欠動作を行うことで、例えば、常時動作状態の場合と比較して、消費電力の削減を図ることができる。  
【００２７】
第１の無線通信装置１００−１は第１の送信部１５０−１を備える。第１の送信部１５０−１は、第１の無線通信装置１００−１が第１の期間において第３のデータをデータ収集装置２００へ送信できなかったとき、データ収集装置２００により第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２に割り当てられた第３の期間において動作状態へ移行する。第３の期間は、例えば、第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２において共通して使用される期間となっている。
【００２８】
そして、第１の送信部１５０−１は、第３の期間において、第３のデータの中継を要求する中継要求信号を送信する。例えば、第１の送信部１５０−１は中継要求信号をブロードキャストで送信する。
【００２９】
また、第１の送信部１５０−１は、中継要求信号送信後、第２の期間で第３のデータを第２の無線通信装置１００−２へ送信する。この場合、第３のデータは中継データとなる。
【００３０】
一方、第２の無線通信装置１００−２は第２の送信部１５０−２を備える。第２の送信部１５０−２は、第３の期間において動作状態へ移行して中継要求信号を受信したとき、第２の期間において、第１の無線通信装置１００−１から送信された第３のデータを受信し、受信した第３のデータをデータ収集装置２００へ送信する。
【００３１】
これにより、第３のデータは第１の無線通信装置１００−１から第２の無線通信装置１００−２を経由してデータ収集装置２００へ送信される。
【００３２】
このように本第１の実施の形態では、第１の無線通信装置１００−１がデータ収集装置２００へ直接送信する第３のデータの送信に失敗したとき、第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２に割り当てられた第３の期間を利用して中継要求信号を送信する。この場合、中継要求信号を受信した第２の無線通信装置１００−２が中継装置となり、自局に割り当てられた第２の期間で第３のデータを第１の無線通信装置１００−１から受信し、受信した第３のデータをデータ収集装置２００へ送信（又は中継）する。
【００３３】
この場合、データ収集装置２００は、第１の無線通信装置１００−１が第３のデータの送信に失敗したのか、それとも第３のデータ自体を送信していないのかについて検出することは行っていない。データ収集装置２００はこのような検出を行うことなく、無線通信システム１０は中継を行うことができる。
【００３４】
従って、第１の無線通信装置１００−１においてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかをデータ収集装置２００が検出しない場合でもデータの中継が可能な無線通信システムの提供が可能となる。
【００３５】
また、無線通信システム１０において中継動作に関与しない第３の無線通信装置がある場合、第３の無線通信装置は、自局に割り当てられた期間において動作状態とならず省電力状態となっても、上記した中継動作を行うことが可能となっている。従って、このような第３の無線通信装置について自局に割り当てられた期間で常時動作状態となる場合と比較して、消費電力の削減を図ることができる。
【００３６】
さらに、第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２において第３のデータの送信後は、中継動作を行うことがないため、自局に夫々割り当てられた第１及び第２の期間においては省電力状態とすることができる。従って、第１及び第２の無線通信装置１００−１，１００−２は、自局に夫々割り当てられた第１及び第２の期間で常時動作状態となっている場合と比較して、消費電力の削減を図ることができる。
【００３７】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。最初に無線通信システム１０の構成例について説明する。
【００３８】
＜無線通信システム１０の構成例＞
図２は、第２の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表わす図である。無線通信システム１０は、複数の端末装置（以下、「端末」と称する場合がある）１００−Ａ〜１００−Ｄとゲートウェイ（又はゲートウェイ装置、以下「ＧＷ」と称する場合がある）２００とを備える。
【００３９】
図２においてＧＷ２００を中心に実線で示された円はＧＷ２００の通信可能範囲を示す。また、端末１００−Ｂを中心に点線で示された円は端末１００−Ｂの通信可能範囲を示す。
【００４０】
図２に示す無線通信システム１０では、端末１００−Ａ〜１００−ＤはＧＷ２００と直接無線通信を行っている様子を表わしている。例えば、端末１００−Ｂは、ＧＷ２００と直接無線通信を行うことができなくなると、端末１００−Ａを介してデータをＧＷ２００へ送信する。この場合、端末１００−Ａは端末１００−Ｂに対して中継端末となる。
【００４１】
このように端末１００−Ｂが中継端末１００−Ａを介してＧＷ２００と無線通信を行うことを、例えば、マルチホップ通信と称する場合がある。
【００４２】
なお、第１の実施の形態における第１の無線通信装置１００−１は、例えば、端末１００−Ｂに対応する。また、第１の実施の形態における第２の無線通信装置１００−２は、例えば、端末１００−Ａに対応する。
【００４３】
また、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは移動可能であって、例えば、ＧＷ２００からの制御を受けずに自律的にＧＷ２００や他の端末との間の経路を設定することができる。このような複数の端末１００−Ａ〜１００−ＤとＧＷ２００を備える無線通信システムのことを、例えば、アドホック無線通信システム（又はアドホックネットワークシステム）と称する場合がある。
【００４４】
無線通信システム１０は、例えば、ＢＡＮやスマートメータシステムなどのように定期的にデータの送信が行われるシステムで利用される場合がある。
【００４５】
例えば、無線通信システム１０がＢＡＮに利用される場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、脈拍センサや血流センサなどのセンサから出力されたデータを取得し、取得したデータをＧＷ２００へ無線で送信する。ＧＷ２００は、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄから送信されたデータを収集し、収集したデータをバックボーンネットワークへ送信する。この場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄはセンサからデータを定期的に取得し、取得したデータをＧＷ２００へ送信する。
【００４６】
また、無線通信システム１０は、例えば、森林火災や不審者侵入などを監視するセンサーネットワークシステム（又はセキュリティシステム）などに利用される場合もある。
【００４７】
例えば、無線通信システム１０がセンサーネットワークに利用される場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、地震センサや温度センサなどのセンサから出力されたデータを取得し、取得したデータをＧＷ２００へ無線で送信する。この場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、イベントが発生したときにセンサで取得したデータをＧＷ２００へ送信する。このような無線通信システム１０を、例えば、イベント発生型の無線通信システム（又はイベント発生型ネットワーク）と称する場合がある。
【００４８】
本無線通信システム１０は、定期的にデータの送信が行われる無線通信システムや、イベント発生型の無線通信システムにおいて適用可能である。
【００４９】
各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、例えば、フィーチャーフォンやスマートフォン、パーソナルコンピュータなどであって、移動可能な無線通信装置である。各端末１００−Ａ〜１００−ＤはＧＷ２００と無線通信を行い、ＧＷ２００へデータを送信したり、ＧＷ２００からデータを受信する。
【００５０】
また、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、ＴＤＭＡ方式による無線通信を行う。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、自局に割り当てられたタイムスロット期間（以下では、「スロット」と称する場合がある）のときにアクティブモード（又は動作状態、以下では「アクティブモード」と称する場合がある）へ遷移してＧＷ２００と無線通信を行う。また、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、自局に割り当てられた送信用スロット以外のときはスリープモード（又は省電力状態、以下では「スリープモード」と称する場合がある）となる。このように各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、アクティブモードとスリープモードを繰り返して動作を行う。このような動作を、例えば、間欠動作と称する場合がある。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは間欠動作を行うため、常時アクティブモードの場合と比較して、消費電力の削減を図ることができる。
【００５１】
ＧＷ２００は、例えば、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄと無線通信を行う無線通信装置であり、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄから送信されたデータを収集するデータ収集装置でもある。また、ＧＷ２００は、バックボーンネットワークと接続される。ＧＷ２００は、収集したデータをバックボーンネットワークに接続された装置へ送信したり、バックボーンネットワークに接続された装置からデータなどを受信することができる。ＧＷ２００は、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄに対してデータ送信用のタイムスロット（以下では、「送信用スロット」と称する場合がある）の割り当てを行い、送信用スロットに関する割り当て情報を含む割り当て信号をブロードバンドで送信する。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、割り当て信号を受信し、割り当て情報に含まれる送信用スロットに基づいて自局に割り当てられた送信用スロットを利用してＧＷ２００と無線通信を行う。
【００５２】
なお、図２の例では、４台の端末１００−Ａ〜１００−Ｄの例を示しているが、中継動作を行う端末が含まれていれば２台以上の端末があればよい。また、ＧＷ２００についても固定された装置ではなく、移動可能な装置であってもよい。
【００５３】
また、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄはいずれも同一構成のため、とくに断らない限り端末１００として説明する場合がある。
【００５４】
＜端末１００の構成例＞
次に端末１００の構成例について説明する。
【００５５】
図３は端末１００の構成例を表わす図である。端末１００は、受信部１０１、中継要求判定部１０２、間欠動作制御部１０３、データ記憶部１０４、中継要求生成部１０５、送信部１０６を備える。
【００５６】
第１の実施の形態における第１の送信部１５０−１は、例えば、受信部１０１、中継要求判定部１０２、間欠動作制御部１０３、データ記憶部１０４、中継要求生成部１０５、及び送信部１０６に対応する。また、第２の送信部１５０−２も、例えば、受信部１０１、中継要求判定部１０２、間欠動作制御部１０３、データ記憶部１０４、中継要求生成部１０５、及び送信部１０６に対応する。
【００５７】
なお、端末１００は、ＧＷ２００へのデータ送信に失敗して他の端末へ中継を依頼する端末の場合と、他の端末から中継を依頼されて他の端末から送信されたデータを中継してＧＷ２００へ送信する端末の場合がある。端末１００は、この２つの場合で取り扱うデータや信号などが異なる場合がある。
【００５８】
例えば、端末１００が前者の場合、端末１００は中継要求信号を生成して送信し、ＧＷ２００への送信に失敗したデータ（以下、「中継データ」と称する場合がある）を他の端末へ送信する。また、端末１００が後者の場合、端末１００は中継要求信号を受信して、中継許可信号を生成して送信する。さらに、端末１００が後者の場合、端末１００は他の端末から中継データを受信してＧＷ２００へ送信（又は中継）する。
【００５９】
図３の説明においては端末１００がいずれの場合かについて区別することなく説明し、動作例の説明において区別して説明することにする。
【００６０】
なお、中継要求信号、中継許可信号、及び割り当て信号の詳細については後述する。
【００６１】
受信部１０１は、ＧＷ２００から送信された割り当て信号、他の端末から送信された中継要求信号、中継許可信号、中継データなどを受信する。受信部１０１は、これらの信号やデータを無線信号として受信する。受信部１０１は、無線帯域の無線信号をベースバンド帯域の信号へ変換（又はダウンコンバート）したり、変換後の信号に対して復調処理や誤り訂正復号化処理などを施す。受信部１０１は、このような受信処理を行うことで割り当て信号などを抽出する。受信部１０１は、抽出した割り当て信号、中継許可信号、中継データなどを間欠動作制御部１０３へ出力し、中継要求信号を中継要求判定部１０２へ出力する。
【００６２】
中継要求判定部１０２は、受信部１０１から中継要求信号を受け取ると、端末１００が中継端末として動作するか否か（又は端末１００が中継を行うか否か）を判定し、その判定結果を間欠動作制御部１０３へ出力する。
【００６３】
例えば、中継要求判定部１０２は、中継要求信号を受け取ったとき、端末１００が中継端末として動作すると判定し、中継要求信号を受け取らなかったときは端末１００が中継動作として動作しないと決定する。或いは、中継要求判定部１０２は、中継要求信号を受け取ったとき、中継端末として動作するか否かを判定してもよい。この場合、中継要求判定部１０２は、端末１００とＧＷ２００との間の無線品質が良好のとき中継端末として動作すると判定し、無線品質が良好でないとき中継端末として動作しないと判定することもできる。  
【００６４】
間欠動作制御部１０３は、例えば、割り当て信号を受け取ると割り当て信号に含まれる割り当て情報を抽出し、ＧＷ２００によって端末１００に割り当てられた送信用スロットと連絡用スロットの各期間を確認する。
【００６５】
送信用スロットは、例えば、ＧＷ２００により端末１００に割り当てられたタイムスロット期間であり、端末１００がＧＷ２００へデータを送信する期間である。送信用スロットは、例えば、端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいて夫々異なる期間となっており、これによりＴＤＭＡ方式が実現される。
【００６６】
また、連絡用スロットは、例えば、ＧＷ２００により端末１００に割り当てられたタイムスロット期間であり、端末１００が中継要求信号を送信する期間である。連絡用スロットは、例えば、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄで同一の期間となっている。送信用スロットと連絡用スロットの詳細については後述する。
【００６７】
間欠動作制御部１０３は、例えば、内部メモリなどに送信用スロットと連絡用スロットの情報を記憶し、各期間の開始タイミングと終了タイミングのときタイミング信号を受信部１０１と送信部１０６に出力する。受信部１０１と送信部１０６は、このタイミング信号に従って電源オン又はオフ（或いは、動作する又は動作しない）を行う。
【００６８】
これにより、受信部１０１と送信部１０６は、自局の送信用スロットと連絡用スロットの各期間ではアクティブモードとなって受信処理や送信処理を行い、それ以外の期間ではスリープモードとなって受信処理や送信処理を行わない。従って、送信用スロットと連絡用スロットは、例えば、これらのスロットにより示された期間において端末１００がアクティブモードとなることを示している。
【００６９】
また、間欠動作制御部１０３は、中継要求判定部１０２や中継要求生成部１０５などの他のブロックに対してもタイミング信号を出力してもよい。各ブロックは、このタイミング信号に従って電源のオン又はオフ（或いは、動作する又は動作しない）を行う。
【００７０】
これにより、例えば、端末１００の各ブロックは送信用スロットと連絡用スロットの各期間のときはアクティブモードとなって動作し、それ以外の期間のときはスリープモードとなって動作しない。なお、スリープモードのときは受信部１０１と送信部１０６が電源オフとなり、それ以外のブロックは電源オンとなっていてもよい。
【００７１】
なお、間欠動作制御部１０３自身は、例えば、送信用スロットと連絡スロットの開始タイミングの所定期間前から電源オンとなって動作を開始し、各期間の終了タイミングで電源がオフとなってもよい。間欠動作制御部は、例えば、内部タイマに基づいて各タイミングを観測する。
【００７２】
また、間欠動作制御部１０３は、中継要求判定部１０２から受け取った中継判定結果に基づいて中継許可信号（例えば、Ｔｐｏｌｌ信号）の生成を送信部１０６へ指示する。
【００７３】
例えば、間欠動作制御部１０３は、端末１００が中継を行うと判定した中継判定結果を中継要求判定部１０２から受け取ったとき、中継許可信号の生成を送信部１０６へ指示する。一方、間欠動作制御部１０３は、端末１００が中継を行わないと判定した中継判定結果を受け取ったときは、とくに処理を行うことはしない。
【００７４】
中継許可信号は、例えば、自端末１００が中継端末としての利用を許可することを示す信号である。
【００７５】
さらに、間欠動作制御部１０３は、受信部１０１から中継許可信号を受け取ったとき、中継許可信号に含まれる他の端末の識別情報に基づいて、他の端末に割り当てられた送信用スロット期間においてアクティブモードとなるように各部を動作させる。
【００７６】
このような処理が行われるのは、例えば、端末１００が中継データを他の端末へ送信する場合である。詳細については動作例において説明する。
【００７７】
さらに、間欠動作制御部１０３は、中継データを受信部１０１から受け取ると、送信部１０６へ出力する。これは、端末１００が中継端末として動作する場合であって、他の端末から送信されたデータを受信し、ＧＷ２００（又は他の中継端末）へ送信する場合である。
【００７８】
データ記憶部１０４は、例えば、他の処理部から出力されたデータを記憶する。データは、例えば、端末１００がセンサから受信してＧＷ２００へ送信するデータである。
【００７９】
中継要求生成部１０５は、例えば、ＧＷ２００へのデータ送信が失敗したことを示す信号を送信部１０６から受け取ると中継要求信号を生成し、生成した中継要求信号を送信部１０６へ出力する。
【００８０】
送信部１０６は、データ記憶部１０４から読み出したデータや間欠動作制御部１０３から受け取った中継データ、中継要求生成部１０５から受け取った中継要求信号などに対して、誤り訂正符号化処理、変調処理、無線帯域へ変換（又はアップコンバート）などの処理を行う。送信部１０６は、このような送信処理により、データや中継データ、中継要求信号などを無線信号としてＧＷ２００や中継端末へ送信する。
【００８１】
また、送信部１０６はデータをＧＷ２００へ直接送信する場合、データの送信に失敗したか否かを判別する。送信部１０６は、例えば以下のようにして判別する。
【００８２】
すなわち、送信部１０６がデータをＧＷ２００へ送信し、ＧＷ２００はデータの受信が正常に終了するとＡＣＫ（又は肯定応答）信号を一定期間内に送信する。一方、ＧＷ２００はデータの受信が正常に終了しないとＡＣＫ信号を送信しない。送信部１０６では、データを送信後、一定期間内に受信部１０１においてＡＣＫ信号を受信しないとき、ＧＷ２００へのデータ送信が失敗したと判別する。一方、送信部１０６は、データ送信後、一定期間内に受信部１０１においてＡＣＫ信号を受信したとき、ＧＷ２００へのデータ送信が成功したと判別する。従って、送信部１０６は、例えば、受信部１０１の受信処理においてＡＣＫ信号の受信の有無を確認することで判別を行う。
【００８３】
さらに、送信部１０６は、間欠動作制御部１０３から中継許可信号の生成指示を受け取ると、中継許可信号を生成して送信する。
【００８４】
なお、端末１００が移動してＧＷ２００の無線通信可能領域に入ったり、ＧＷ２００の無線通信可能領域において端末１００の電源がオンになったとき、端末１００はＧＷ２００に対して接続要求信号を送信する。例えば、受信部１０１が受信した無線信号の信号強度などに基づいて間欠動作制御部１０３により、端末１００がＧＷ２００の無線通信可能領域へ移動したことや、当該領域内に端末１００が位置することが検出される。間欠動作制御部１０３はこのような検出を行うと送信部１０６に対して接続要求信号の生成を指示する。送信部１０６は、この指示に従って接続要求信号を生成しＧＷ２００へ送信する。
【００８５】
＜ＧＷ２００の構成例＞
次にＧＷ２００の構成例について説明する。図４はＧＷ２００の構成例を表わす図である。ＧＷ２００は、受信部２０１、通信時間割り当て部２０２、データ処理部２０３、送信部２０４を備える。
【００８６】
受信部２０１は、端末１００から送信されたデータや中継データ、接続要求信号などを受信する。受信部２０１はこれらの信号を無線信号として受信し、無線帯域の無線信号をベースバンド帯域の信号へ変換（又はダウンコンバート）し、変換後の信号に対して復調処理や誤り訂正復号化処理などを施す。受信部２０１はこのような受信処理により、データや中継データ、接続要求信号などを抽出する。受信部２０１は抽出した接続要求信号を通信時間割り当て部２０２へ、データや中継データをデータ処理部２０３へ夫々出力する。
【００８７】
通信時間割り当て部２０２は、接続要求信号を受け取ると、接続要求信号を送信した端末１００に対して送信用スロットを割り当てる。この場合、通信時間割り当て部２０２は、端末ごとに異なる送信用スロットを割り当てる。通信時間割り当て部２０２は、端末１００に割り当てた送信用スロットに関する割り当て情報を生成し送信部２０４へ出力する。割り当て情報には、例えば、端末１００に割り当てた送信用スロットと端末１００以外の他の端末に割り当てた送信用スロットが含まれる。
【００８８】
また、通信時間割り当て部２０２は、割り当て情報に連絡用スロットに関する情報を含めて送信部２０４へ出力する。連絡用スロットに関する情報は、例えば、通信時間割り当て部２０２の内部メモリなどに保持されており、通信時間割り当て部２０２は内部メモリから適宜読み出した連絡用スロットに関する情報を割り当て情報に含ませる。これにより、例えば、割り当て情報には送信用スロットと連絡用スロットに関する情報が含まれる。
【００８９】
通信時間割り当て部２０２は、例えば、接続要求信号に対して接続応答信号の生成を送信部２０４へ指示し、生成した割り当て情報を送信部２０４へ出力する。
【００９０】
データ処理部２０３は、例えば、受信部２０１からデータや中継データを受け取り、バックボーンネットワークへ送信可能なデータ形式に変換するなどの処理を行い、変換後のデータ形式でデータをバックボーンネットワークへ送信する。また、データ処理部２０３は、例えば、バックボーンネットワークから所定のデータ形式で送信されたデータを受信し、当該形式のデータからデータ部分を抽出し送信部２０４へ出力する。
【００９１】
送信部２０４は、通信時間割り当て部２０２から割り当て情報と、接続要求信号に対する応答信号の生成指示とを受け取り、割り当て情報を含む接続応答信号を生成して端末１００へ送信する。また、送信部２０４は、接続応答信号の生成指示に対して、割り当て情報を含むビーコン信号を生成して定期的に端末１００へ送信してもよい。接続応答信号又はビーコン信号は、各端末１００に割り当てた送信用スロットと連絡用スロットに関する情報が含まれており、例えば、割り当て信号として端末１００へ送信される。
【００９２】
さらに、送信部２０４は、データ処理部２０３からデータを受け取り、端末１００宛てのデータについては当該端末１００に割り当てた送信用スロットで当該データを送信する。
【００９３】
送信部２０４は、接続応答信号やビーコン信号、及びデータなどを無線信号として送信する。この場合、送信部２０４は、生成した接続応答信号などに対して誤り訂正符号化処理や変調処理、周波数変換処理などを施し、さらに無線帯域の信号に変換（アップコンバート）することにより無線信号を生成する。
【００９４】
＜動作例＞
次に、無線通信システム１０の動作例について説明する。図５（Ａ）から図７は本第２の実施の形態における動作例を表わす図である。このうち、図５（Ａ）と図５（Ｂ）は中継動作が行われないときの動作例を表わし、図６（Ａ）と図６（Ｂ）は中継動作が行われるときの動作例を表わす。また、図７は中継動作が行われるときのシーケンス例を表わしている。
【００９５】
中継動作が行われないときの動作例について説明する。図５（Ａ）は無線フレーム（以下、「フレーム」と称する場合がある）の構成例を表わしている。本第２の実施の形態においては、各フレーム内には連絡用スロット（図５（Ａ）で「ｙ」）が設けられている。各端末１００−Ａ〜１００−ＤはＧＷ２００へのデータの送信に失敗すると、連絡用スロットを利用して中継要求信号をブロードキャストで送信する。
【００９６】
なお、ビーコン信号についても各フレーム内の所定タイムスロット（図５（Ａ）で「ｘ」、以下、「ビーコンスロット」と称する場合がある）において送信される。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、ビーコン信号受信後、ビーコン信号に含まれる割り当て情報に従ってスリープモードとアクティブモードを繰り返す間欠動作を行う。
【００９７】
図５（Ａ）の例では、端末１００−Ａの送信用スロット（図５（Ａ）で「Ａ」）、端末１００−Ｂの送信用スロット（「Ｂ」）、端末１００−Ｃの送信用スロット（「Ｃ」）、端末１００−Ｄの送信用スロット（「Ｄ」）が順番に割り当てられている。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは割り当てられた送信用スロットでＧＷ２００と無線通信を行い、例えば、データを送信する。
【００９８】
また、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、ビーコン信号に従って同期制御を行い、ＧＷ２００と同期してもよい。
【００９９】
各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、ビーコンスロットと連絡用スロットでアクティブモードとなり、ビーコン信号と中継要求信号の受信待ちを行う。また、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、データをＧＷ２００へ送信した後のフレームでは、送信データがないため、自局の送信用スロットにおいてもスリープモードとなっている。ただし、この場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは送信データが発生すると自局の送信用スロットをアクティブにしてデータを送信することも可能である。
【０１００】
図５（Ｂ）の例では、各端末１００−Ａ〜１００−ＤはＧＷ２００へのデータ送信に成功している例を表わしている。この場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは中継動作を行うことはなく、データ送信後は、自局の送信用スロットにおいてもスリープモードとなっている。
【０１０１】
図６（Ａ）はフレームの構成例を表わし、図６（Ｂ）は中継が行われる場合の動作例を表わしている。図６（Ｂ）の例では、端末１００−ＢがＧＷ２００へのデータ送信に失敗し、他の端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄはデータ送信に成功した例を表わしている。
【０１０２】
この場合、端末１００−Ｂはフレーム＃１でデータの送信に失敗し、フレーム＃２で連絡用スロットを用いて中継要求信号を送信する。一方、端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄは各フレームの連絡用スロットで中継要求信号の受信待ちを行っている。
【０１０３】
なお、ＧＷ２００へのデータの送信が失敗した端末１００−Ｂは、中継要求信号を送信後、アクティブモードを継続する。例えば、中継端末から送信される中継許可信号を受信し、中継データを送信するためである。
【０１０４】
図６（Ｂ）の例では、端末１００−Ｂから送信された中継要求信号は、端末１００−Ａにおいて受信され、端末１００−Ｃ，１００−Ｄは受信されないものとなっている。端末１００−Ｃ，１００−Ｄが受信できない理由としては、例えば、端末１００−Ｃ，１００−Ｄは、端末１００−Ｂの通信可能範囲外に位置しているためである。
【０１０５】
端末１００−Ａは中継要求信号を受信すると自局が中継端末となるか否かを判定する。端末１００−Ａは、自局が中継端末になると判定したとき、自局の送信用スロットを中継用スロットとして、当該中継用スロットをアクティブにする。
【０１０６】
例えば、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の例では、フレーム＃２の「Ａ」が中継用スロットとなっている。端末１００−Ａは、中継用スロットにおいて中継許可信号をブロードキャストで送信する。中継許可信号の例としては、例えば、Ｔｐｏｌｌ信号（又は報知信号）がある。
【０１０７】
一方、端末１００−Ｂはアクティブモードとなっているため、端末１００−Ａの中継用スロットで送信された中継許可信号を受信できる。そして、端末１００−Ｂは、端末１００−Ａの中継用スロットにおいて中継データを端末（以下、「中継端末」と称する場合がある））１００−Ａへ送信する。端末１００−Ｂは、中継データを送信した後、スリープモードへ遷移する。
【０１０８】
端末１００−Ｂが中継端末１００−Ａの中継用スロットで中継データを送信できるのは、例えば、以下の理由からである。
【０１０９】
すなわち、中継端末１００−Ａは中継用スロットで中継許可信号を送信する。従って、端末１００−Ｂが中継許可信号受信後、直ちに中継データを中継端末１００−Ａへ送信することで、中継端末１００−Ａに割り当てられた送信用スロット（又は中継用スロット）で送信可能である。
【０１１０】
又は、端末１００−Ｂはビーコン信号で自局以外の他の端末に割り当てられた送信用スロットをメモリなどの保持している。端末１００−Ｂは中継許可信号に含まれる中継端末１００−Ａの識別情報と、メモリから読み出した他の端末に割り当てられた送信用スロットとを比較して、中継端末１００−Ａに割り当てられた送信用スロットを確認する。そして、端末１００−Ｂは当該送信用スロットを中継用スロットと認識して、当該中継用スロットにおいて中継データを中継端末１００−Ａへ送信する。この場合、端末１００−Ｂは、中継用スロットを認識できているため、当該フレーム（例えばフレーム＃２）だけでなく、次のフレーム（例えばフレーム＃３）以降の中継用スロットで中継データを送信することも可能である。
【０１１１】
そして、中継端末１００−Ａは、中継用スロットにおいて、端末１００−Ｂから送信された中継データを受信する。そして、中継端末１００−Ａは、受信した中継データを当該中継用スロットにおいてＧＷ２００へ送信する。
【０１１２】
以上により、中継データが中継端末１００−Ａを介してＧＷ２００へ送信される。
【０１１３】
なお、図６（Ｂ）の例では、端末１００−Ｃ，１００−Ｄは中継要求信号を受信しない。この場合、端末１００−Ｃ，１００−Ｄは、ビーコンスロットと連絡用スロットでアクティブモードとなり、自局で送信データが発生したり、ＧＷ２００からの端末１００−Ｃ，１００−Ｄ宛てのデータが発生する場合を除くとスリープモードを維持する。
【０１１４】
図７は中継動作の動作例を示すシーケンス図である。図７の動作例は、図６（Ｂ）と同様に端末１００−Ａが中継端末となって中継データをＧＷ２００へ送信する例である。端末１００−Ｂは被中継端末、端末１００−Ａは中継端末となる。
【０１１５】
ＧＷ２００はビーコン信号をブロードキャストで送信する（Ｓ１０）。例えば、通信時間割り当て部２０２は、ビーコン信号を送信するタイミング（又は期間）と割り当て情報とを送信部２０４へ出力する。これにより、ＧＷ２００の送信部２０４は、ビーコンスロット（例えば図６（Ａ）の期間「ｘ」）において割り当て情報を含むビーコン信号を送信できる。
【０１１６】
端末１００−Ａ，１００−Ｂはビーコン信号を受信し、端末１００−Ａは自局に割り当てられた送信用スロットにおいてデータをＧＷ２００へ送信する（Ｓ１１）。
【０１１７】
例えば、端末１００−Ａ，１００−Ｂの間欠動作制御部１０３はビーコン信号から割り当て情報を抽出し、ビーコンスロット、連絡用スロット、及び自局に割り当てられた送信用スロットに関する情報を内部メモリなどに保持する。そして、間欠動作制御部１０３は、各スロットの開始時間や終了時間になるとタイミング信号を受信部１０１と送信部１０６へ出力する。これにより、例えば、受信部１０１と送信部１０６は、ビーコンスロット、連絡用スロット、自局に割り当てられた送信用スロットの各期間においてアクティブモードとなって、ビーコン信号や中継要求信号、データなどを受信したり送信することができる。
【０１１８】
なお、図７の例では、端末１００−ＡはデータをＧＷ２００へ送信後（Ｓ１１）、ＧＷ２００は当該データを正常に受信し、ＡＣＫ信号を端末１００−Ａへ送信する。
【０１１９】
例えば、ＧＷ２００の受信部２０１は当該データを正常に受信するとその旨をデータ処理部２０３へ通知し、データ処理部２０３は端末１００−Ａの送信用スロットでＡＣＫ信号を送信するよう指示することでＡＣＫ信号の送信が行われる。
【０１２０】
一方、端末１００−Ｂも自局に割り当てられた送信用スロットでデータを送信するが、ＧＷ２００へのデータ送信に失敗する（Ｓ１２）。
【０１２１】
例えば、端末１００−Ｂの送信部１０６はデータ送信後、一定期間内に受信部１０１においてＡＣＫ信号を受信していないことを確認すると、ＧＷ２００へのデータ送信に失敗したと判定する。
【０１２２】
次に、端末１００−Ｂは連絡用スロットを利用して中継要求信号をブロードキャストで送信する（Ｓ１３）。
【０１２３】
例えば、端末１００−Ｂの送信部１０６は、連絡用スロットにおいて、中継要求生成部１０５から受け取った中継要求信号を送信する。この場合、中継要求生成部１０５は、自端末１００−Ｂの識別情報を含む中継要求信号を生成してもよいし、当該識別情報を含まない中継要求信号を生成してもよい。
【０１２４】
次に、端末１００−Ａは連絡用スロットにおいて中継要求信号の受信に成功したか否かを判別する（Ｓ１４）。
【０１２５】
例えば、端末１００−Ａの中継要求判定部１０２は、連絡用スロットにおいて受信部１０１から中継要求信号を受け取ったとき、中継要求信号の受信に成功したと判別する。一方、中継要求判定部１０２は、連絡用スロット期間において受信部１０１から中継要求信号を受け取らないとき、中継要求信号の受信に成功していないと判別する。中継要求判定部１０２は中継判定結果を間欠動作制御部１０３へ出力する。
【０１２６】
端末１００−Ａは中継要求信号の受信に成功しないとき（Ｓ１４でＮｏ）、端末１００−Ａは中継用スロットをスリープにする（Ｓ１５）。
【０１２７】
例えば、端末１００−Ａの中継要求判定部１０２は、連絡用スロットにおいて中継要求信号を受信できなかったとき、中継を行わないことを決定し、かかる判定結果を間欠動作制御部１０３へ出力する。間欠動作制御部１０３は、端末１００−Ａに割り当てられた送信用スロット（又は中継用スロット）になっても、受信部１０１と送信部１０６にタイミング信号を送信しない。これにより、例えば、受信部１０１と送信部１０６は送信用スロットにおいても電源オンとならず、中継用スロットをスリープにさせることができる。端末１００−Ａは、次フレーム以降、Ｓ１０へ移行して上述した処理を繰り返す。
【０１２８】
一方、端末１００−Ａは中継要求信号の受信に成功すると（Ｓ１４でＹｅｓ）、自局が中継端末となることを決定し、中継用スロットをアクティブにする（Ｓ１６）。
【０１２９】
例えば、端末１００−Ａの中継要求判定部１０２は連絡用スロットにおいて中継要求信号を受信したとき、自局が中継端末になることを決定し、かかる判定結果を間欠動作制御部１０３へ出力する。間欠動作制御部１０３は、かかる判定結果を受け取ると、端末１００−Ａに割り当てられた送信用スロットの開始時間と終了時間にタイミング信号を受信部１０１と送信部１０６へ出力する。これにより、例えば、受信部１０１と送信部１０６は中継用スロットで電源がオンとなり、中継用スロットをアクティブにすることができる。
【０１３０】
次に、端末１００−Ａは中継用スロットにおいて中継許可信号（例えば、Ｔｐｏｌｌ）をブロードキャストで送信する（Ｓ１７）。
【０１３１】
例えば、端末１００−Ａの間欠動作制御部１０３は、送信部１０６に対して、自局の識別情報を含む中継許可信号の生成を指示する。これにより、送信部１０６は端末１００−Ａの識別情報を含む中継許可信号を生成し、中継用スロットにおいて中継許可信号を送信する。
【０１３２】
次に、端末１００−Ｂは中継許可信号を受信し、中継データを端末１００−Ａへ送信する（Ｓ１８）。
【０１３３】
例えば、端末１００−Ｂの間欠動作制御部１０３は、受信部１０１から中継許可信号を受け取ると、中継許可信号に含まれる端末１００−Ａの識別情報を抽出する。そして、間欠動作制御部１０３は、抽出した当該識別情報に基づいて、中継端末１００−Ａへ中継データを送信するよう送信部１０６に指示する。送信部１０６は当該指示に従ってデータ記憶部１０４から中継データを読み出して中継端末１００−Ａへ中継データを送信する。
【０１３４】
端末１００−Ａは、端末１００−Ｂから中継データを受信すると、中継データをＧＷ２００へ送信する（Ｓ１９）。
【０１３５】
例えば、端末１００−Ａの間欠動作制御部１０３は、受信部１０１から受け取った中継データを送信部１０６へ出力し、当該中継データをＧＷ２００へ送信するよう指示する。送信部１０６は、当該指示に基づいて中継データをＧＷ２００へ送信する。
【０１３６】
以上により、端末１００−Ｂから送信された中継データは端末１００−Ｂを介してＧＷ２００へ送信される。なお、中継用スロット期間が経過すると、中継端末１００−Ａの間欠動作制御部１０３は中継用スロットが終了したことタイミング信号を受信部１０１と送信部１０６などへ出力し、スリープモードへ遷移する。
【０１３７】
このように本第２の実施の形態では、フレーム内に連絡用スロットが設けられ、データの送信に失敗した端末１００−Ｂは連絡用スロットを利用して他の端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄに対して中継要求を行う。連絡用スロットを利用することで、中継要求信号を受信した端末１００−Ａが中継端末となって、自局の送信用スロットでデータを中継することができる。
【０１３８】
この場合、ＧＷ２００は、端末１００−Ｂについてデータ送信に失敗したのか、それともデータ送信を行っていないのかについて検出することはしない。ＧＷ２００においてこのような検出を行うことなく、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは中継を要求するときは連絡用スロットを用いて各端末１００−Ａ〜１００−Ｄ間で中継を行うようになっている。
【０１３９】
従って、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかをＧＷ２００が検出できない場合でも、無線通信システム１０ではデータの中継を行うことができる。
【０１４０】
また、図６（Ｂ）などに示されるように、中継動作に関与しない各端末１００−Ｃ，１００−Ｄは自局のデータ送信終了後、自局に割り当てられた送信用スロット（又は中継用スロット）においてアクティブモードとならずにスリープモードとなっている。従って、データ送信終了後においても当該送信用スロットでアクティブモードなる場合と比較して、端末１００−Ｃ，１００−Ｄの消費電力削減を図ることができる。
【０１４１】
さらに、各端末１００−Ａ，１００−Ｂについても、中継動作終了後、自局の送信用スロット（又は中継用スロット）においてはアクティブモードとならずスリープモードを維持する。従って、各端末１００−Ａ，１００−Ｂにおいても、中継動作終了後、自局に割り当てられた送信用スロットでアクティブモードとなっている場合と比較して消費電力削減を図ることができる。
【０１４２】
上述した例は、ビーコンスロット、連絡用スロット、及び各端末１００−Ａ〜１００−Ｄの送信用スロットが含まれるフレームの構成例を説明した。フレームの構成例としては、例えば、１つのフレームの前半部分がＧＷ２００への直接送信用区間、後半部分が中継通信区間となっていてもよい。
【０１４３】
図８（Ａ）はこのようなフレームの構成例、図８（Ｂ）は中継動作の例を表わす図である。
【０１４４】
図８（Ａ）に示すように１つのフレーム内に直接通信用区間と中継通信区間が含まれる。直接通信区間には、ビーコンスロットと送信用スロットとが含まれる。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、ＧＷ２００により各々割り当てられた送信用スロットを利用してデータをＧＷ２００へ直接送信する。
【０１４５】
一方、中継通信区間は、連絡用スロットと中継用スロットが含まれる。各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、ＧＷ２００により各々割り当てられた中継用スロットを利用して中継データをＧＷ２００へ送信する。この場合、連絡用スロットは上述した例と同様に全端末１００−Ａ〜１００−Ｄで共通に利用される。
【０１４６】
図８（Ｂ）の例では２つの端末１００−Ａ，１００−Ｃに対して中継用スロット（「Ａ」と「Ｃ」）が割り当てられている。これは、例えば、ＧＷ２００において各端末１００−Ａ〜１００−Ｄの無線品質を測定し、その結果、２つの端末１００−Ａ，１００−Ｃの無線品質が良好であると判定したため、この２つの端末１００−Ａ，１００−Ｃに対して中継用スロットを割り当てている。無線品質が良好であれば、中継データをＧＷ２００へ送信できる可能性は、無線品質が良好でない場合と比較して高くなるからである。なお、ＧＷ２００は、例えば、全端末１００−Ａ〜１００−Ｄに対して中継用スロットを割り当ててもよい。
【０１４７】
中継用スロットの割り当ては、例えば以下のようにして行われる。すなわち、ＧＷ２００の受信部２０１は各端末１００−Ａ〜１００−Ｄから送信された無線信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）やＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）などにより無線品質を測定し、測定結果を通信時間割り当て部２０２へ出力する。通信時間割り当て部２０２は、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄの測定結果に基づいて、通信閾値以上の測定結果を有する端末に対して中継用スロットを割り当てる。
【０１４８】
なお、図８（Ｂ）に示す中継動作の例では、上述した例と同様に、端末１００−Ｂが連絡用スロットを用いて中継要求信号を送信し、これを受信した端末１００−Ａ（中継端末）が自局に割り当てられた中継用スロットを用いて中継データを送信している。
【０１４９】
このようなフレームの構成でも、上述した例と同様に、ＧＷ２００が各端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかを検出できない場合でも中継動作を行うことができる。
【０１５０】
また、中継動作を行わない端末１００−Ｃ，１００−Ｄは中継用スロットが割り当てられた場合でもスリープモードとなっているため、中継用スロットでアクティブモードとなる場合と比較して消費電力削減を図ることができる。
【０１５１】
さらに、端末１００−Ａ，１００−Ｂは中継動作終了後、自局の中継用スロットにおいてはアクティブモードにはならずスリープモードを維持するため、中継動作終了後でも自局の中継用スロットでアクティブモードとなる場合と比較して消費電力削減を図ることができる。
【０１５２】
［第３の実施の形態］
次に第３の実施の形態について説明する。本第３の実施の形態は、例えば、連絡用スロットにおいて複数の端末１００が中継要求信号を送信する場合の例である。図９（Ａ）から図１１は第３の実施の形態における動作例などを表わす図である。
【０１５３】
図９（Ａ）はフレームの構成例、図９（Ｂ）は中継動作の例を表わす図である。図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示すように、２つの端末１００−Ｂ，１００−Ｃはフレーム＃１でＧＷ２００へのデータ送信に失敗する。
【０１５４】
２つの端末１００−Ｂ，１００−Ｃは、同一の連絡用スロットを用いて、中継要求信号を送信する。端末１００−Ａは、２つの端末１００−Ｂ，１００−Ｃから中継要求信号を受信する。
【０１５５】
中継要求信号に各端末１００−Ｂ，１００−Ｃの識別情報が含まれている場合、例えば、端末１００−Ａは混信した中継要求信号を受信するため、識別情報を識別することはできない。よって、端末１００−Ａはどの端末から送信された中継要求信号かを判別することができない。
【０１５６】
ただし、端末１００−Ａは一定レベル以上の信号を受信することは可能である。端末１００−Ａはどの端末１００から送信された中継要求信号かを識別できない場合でも、連絡用スロットにおいて一定レベル以上の信号の受信を検出することは可能である。この場合、端末１００−Ａは、中継要求信号を受信したとして、端末１００−Ａの中継用スロットをアクティブにする。これにより、端末１００−Ａは中継端末として中継データの受信及び送信に備えることができる。一定レベル以上の信号としているのは、例えば、端末１００−Ａが雑音信号などを受信する場合もあるからである。
【０１５７】
図９（Ｂ）の例では、端末１００−Ａは、フレーム＃２の中継スロットにおいて端末１００−Ｂの中継データを中継し、フレーム＃３の中継スロットにおいて端末１００−Ｃの中継データを中継している。
【０１５８】
なお、端末１００−Ｄは、データのＧＷ２００への直接送信も成功し、中継要求信号を受信していない。この場合、端末１００−Ｄはフレーム＃２以降のフレームでは割り当てられた送信用スロット（又は中継用スロット）においてもスリープモードを維持する。
【０１５９】
図１０は第３の実施の形態における動作例を表わすシーケンス図である。図１０は図９（Ｂ）と同様に、端末１００−Ｂ，１００−Ｃが被中継端末、端末１００−Ａが中継端末となっている例である。
【０１６０】
ＧＷ２００はビーコンスロットを利用してビーコン信号をブロードキャストで送信する（Ｓ２０）。端末１００−Ａ〜１００−Ｃはビーコン信号を受信し、自局に割り当てられた送信用スロットを把握する。
【０１６１】
次に、端末１００−Ａは当該送信用スロットを利用してデータを送信し（Ｓ２１）、ＧＷ２００から正常に受信したことを示すＡＣＫ信号を受信し、データ送信に成功する。
【０１６２】
一方、端末１００−Ｂは自局に割り当てられた送信用スロットを利用してデータをＧＷ２００へ送信するが失敗する（Ｓ２２）。端末１００−Ｃも自局に割り当てられた送信用スロットを利用してデータをＧＷ２００へ送信するが失敗する（Ｓ２３）。例えば、いずれの端末１００−Ｂ，１００−ＣもＧＷ２００からデータ送信に対するＡＣＫ信号を一定期間内に受信することができないことでデータ送信の失敗を判別する。
【０１６３】
次に、端末１００−Ｂは連絡用スロットを利用して中継要求信号をブロードキャストで送信する（Ｓ２４）。また、端末１００−Ｃも同一の連絡用スロットを利用して中継要求信号をブロードキャストで送信する（Ｓ２５）。
【０１６４】
次に、端末１００−Ａは連絡用スロットにおいて中継要求信号の受信に成功したか否かを判別する（Ｓ２６）。中継要求信号の受信に成功したか否かは、例えば、以下のようにして判別する。
【０１６５】
すなわち、端末１００−Ａの中継要求判定部１０２は、連絡用スロット期間において受信部１０１から信号を受け取って、当該信号が中継要求信号であることを確認できた場合は中継要求信号の受信に成功したと判別する。一方、中継要求判定部１０２は、連絡用スロット期間において受信部１０１から信号を受け取らないとき、又は、信号を受け取っても当該信号が中継要求信号であることを確認できないとき、中継要求信号の受信に成功してないと判別する。
【０１６６】
端末１００−Ａは中継要求信号の受信に成功しなかったとき（Ｓ２６でＮｏ）、連絡用スロット内のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator:受信信号受信強度）を測定し、測定したＲＳＳＩが閾値よりも高いか否かを判別する（Ｓ２７）。
【０１６７】
例えば、端末１００−Ａは、連絡用スロットにおいて、信号の受信は確認できるものの当該信号に含まれる情報を抽出できないときや、プリアンブルの受信は確認できるもののその後に続く信号を読みとれないときなどがある。当該信号は中継要求信号の場合もあるし、雑音信号の場合もある。
【０１６８】
そこで、端末１００−Ａは、連絡用スロットにおいて受信信号の受信信号強度を測定し、測定した受信信号強度が信号レベル閾値以上のとき、当該信号は中継要求信号であるとして、中継を行うことを決定する。そして、端末１００−Ａは自局の中継用スロットをアクティブにする（Ｓ２７でＹｅｓ、Ｓ２９）。
【０１６９】
一方、端末１００−Ａは、測定した受信信号強度が信号レベル閾値より低いとき、中継を行わないことを決定し、中継用スロットをスリープにする（Ｓ２７でＮｏ，Ｓ２８）。この場合、端末１００−Ａは、次フレーム以降Ｓ２０へ移行して上述した処理を繰り返す。
【０１７０】
このように本第３の実施の形態では、端末１００−Ａは、中継要求信号を正しく受信できなくても、受信信号強度が信号レベル閾値以上であれば中継を行うと判別し、中継動作を行うようにしている。
【０１７１】
端末１００−Ａは中継要求信号の受信に成功した場合も（Ｓ２６でＹｅｓ）、中継用スロットをアクティブにする（Ｓ２９）。
【０１７２】
端末１００−Ａは中継用スロットをアクティブにすると、当該中継用スロットにおいて中継許可信号（例えば、Ｔｐｏｌｌ信号）をブロードキャスト送信する（Ｓ３０）。例えば、中継許可信号には端末１００−Ａの識別情報が含まれる。
【０１７３】
端末１００−Ｂ，１００−Ｃは、ブロードキャスト送信された中継許可信号を双方とも受信する。この場合、２つの端末１００−Ｂ，１００−Ｃが同一の中継用スロットを利用して中継データを送信すると、中継端末１００−Ａは２つの中継データを正常に受信することができない。
【０１７４】
そこで、本第３の実施の形態では、中継許可信号を受信した端末１００−Ｂ，１００−Ｃは算出した確率で中継用スロットを利用して中継データを送信する。例えば、端末１００−Ｂでは中継許可信号を受信すると「１／２」の確率で、当該フレームの中継用スロットを利用して中継データを送信する。或いは、端末１００−Ｃでは中継許可信号を受信すると「１／３」の確率で、当該フレームの中継用スロットを利用して中継データを送信する。図１０の例では、このような算出した確率に従って、端末１００−Ｂは中継用スロットを利用して中継データを送信し（Ｓ３１〜Ｓ３３）、端末１００−Ｃは中継用スロットを利用して中継データを送信しないようにしている（Ｓ３４）。
【０１７５】
このような確率の計算は、例えば、以下のようにして行われる。すなわち、間欠動作制御部１０３は受信部１０１から中継許可信号を受け取ると、内部メモリなどに保持した確率値（例えば、「１／２」や「１／３」など）を読み出して、当該フレームの中継用スロットで中継データの送信を行うか否かを決定する。間欠動作制御部１０３は、中継データの送信を行うことを決定すると送信部１０６に対して中継データの送信指示を出力する。一方、間欠動作制御部１０３は、中継データの送信を行わないことを決定すると送信部１０６に対してとくに処理を行うことはしない。
【０１７６】
図１０の例では、中継データを送信しなかった端末１００−Ｃは、次のフレーム（フレーム＃２）でビーコン信号受信後（図１１のＳ２００）、連絡用スロットを利用して中継要求信号を送信する（図１１のＳ３５）。
【０１７７】
端末１００−Ａは中継要求信号の受信に成功すると（Ｓ３６でＹｅｓ）、中継用スロットをアクティブにし（Ｓ３９）、中継許可信号を送信する（Ｓ４０）。中継許可信号を受信した端末１００−Ｃは、算出した確率で中継データを送信するか否かを再び決定する。図１１の例では、端末１００−Ｃは当該フレーム（フレーム＃２）の中継用スロットを利用して中継データを送信している（Ｓ４１〜Ｓ４３）。
【０１７８】
端末１００−Ａにおいて中継要求信号を正しく受信しなかった場合（Ｓ３６でＮｏ）、受信信号強度に基づいて中継用スロットをアクティブにするか、スリープにするかは上記した例と同様である（Ｓ３７〜Ｓ３９）。端末１００−Ａは、中継用スロットをスリープにすると、次フレーム以降、Ｓ２０又はＳ２００へ移行して上述した処理を繰り返す。
【０１７９】
本第３の実施の形態においても、ＧＷ２００が各端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかを検出できない場合でも中継動作を行うことができる。
【０１８０】
また、中継動作を行わない端末１００−Ｄは、送信用スロット（又は中継用スロット）が割り当てられた場合でも、スリープモードとなっているため、中継用スロットでアクティブモードとなる場合と比較して、消費電力削減を図ることができる。さらに、端末１００−Ａ〜１００−Ｃは中継動作終了後、自局の送信用スロット（又は中継用スロット）においてもスリープモードを維持しているため、当該送信用スロットでアクティブモードとなる場合と比較して、消費電力削減を図ることができる。
【０１８１】
さらに、本無線通信システム１０では連絡用スロットで複数の中継要求信号が送信されても、受信信号強度が信号レベル閾値以上のときは中継端末を介して中継動作を行う。この場合、各端末１００−Ａ〜１００−Ｄは確率に基づいて中継データを送信するか否かを決定しているため、中継端末においてデータの混信を防止し、中継データがＧＷ２００へ送信される確率を一定個数以上に上げることができる。
【０１８２】
なお、本第３の実施の形態において、ＲＳＳＩに基づいて中継用スロットをアクティブにするかスリープにするかを判別した（例えば図１０のＳ２７）。例えば、ＲＳＳＩ以外でも、受信電力値、ＳＮＲ、ＳＩＮＲなど受信信号レベルを表わす他の指標が利用されてもよい。
【０１８３】
また、各端末１００−Ｂ，１００−Ｃにおいて算出した確率で当該フレームにおいてデータを送信するか否かを判別した（例えば図１０のＳ３１，Ｓ３４）。この確率について、例えば、ＧＷ２００や他の端末１００に対する無線品質や過去に行われた中継の履歴情報などに基づいて確率が算出されてもよい。このような確率の算出は、例えば、間欠動作制御部１０３や受信部１０１が内部メモリなどに記憶された履歴情報などに基づいて行われる。
【０１８４】
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、データの送信に失敗した端末１００−Ｂが中継要求信号を送信し、端末１００−Ａがこれを受信するものとして説明した。
【０１８５】
例えば、ある領域における端末１００の個数が一定値以上のとき、中継要求信号を受信した複数の端末が中継用スロットをアクティブにして中継データの受信待ちを行う場合がある。この場合、中継データの中継を実際に行わなかった端末１００は、中継データの中継を行わなかったにも拘わらず中継用スロットをアクティブにすることで、当該中継用スロット期間の消費電力が無駄になる。
【０１８６】
そこで、本第４の実施の形態では、ＧＷ２００へのデータ送信に失敗した端末１００−Ｂは、利用可能中継端末数を含む中継要求信号を送信する。この中継要求信号を受信した端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄは利用可能中継端末数に基づいて中継用スロットをアクティブにする確率を計算し、当該確率に従って中継用スロットをアクティブにする。
【０１８７】
なお、利用可能中継端末数とは、例えば、端末１００−Ｂが中継端末として利用可能な端末数を表わしている。
【０１８８】
各端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄは、確率に従って中継用スロットをアクティブにすることで中継用スロットがスリープとなる場合もある。このような場合、中継要求信号を受信した複数の端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄが中継用スロットをアクティブにする場合と比較して、中継要求信号を受信した端末の消費電力の削減を図ることができる。
【０１８９】
図１２は本第４の実施の形態における端末１００の構成例を表わす図である。端末１００は、さらに、通信履歴記憶部１１０と利用可能中継集計部１１１とを備える。
【０１９０】
通信履歴記憶部１１０は、例えば、受信部１０１から中継許可信号を受け取り、送信部１０６から中継データを受け取る。そして、通信履歴記憶部１１０は、中継許可信号と中継データに基づいて、中継データを送信した回数を端末毎に記憶する。例えば、通信履歴記憶部１１０は、各端末の中継データの送信回数を履歴情報として記憶する。
【０１９１】
利用可能中継集計部１１１は、通信履歴記憶部１１０から読み出した履歴情報に基づいて利用可能中継端末数を算出する。例えば、利用可能中継集計部１１１は中継データの送信回数を端末毎に読み出し、送信回数が閾値以上となっている端末を抽出し、抽出した端末の個数を利用可能中継端末数とする。利用可能中継端末数は中継要求生成部１０５へ出力され、中継要求生成部１０５において利用可能中継端末数を含む中継要求信号が生成される。
【０１９２】
図１３（Ａ）はフレームの構成例、図１３（Ｂ）は中継動作の例を表わす図である。図１３（Ｂ）の例では、端末１００−ＢはＧＷ２００へのデータ送信に失敗し、他の端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−ＤはＧＷ２００へのデータ送信に成功している。端末１００−Ｂは、例えば、端末１００−Ａ，１００Ｃ，１００−Ｄとの間で行われた履歴情報に基づいて利用可能中継端末数「３」を算出する。この場合、端末１００−Ｂは、利用可能端末数「３」を含む中継要求信号を送信している。
【０１９３】
ただし、図１３（Ｂ）の例では、端末１００−Ｂから送信された中継要求信号は端末１００−Ｄでは受信できなかった例を表わしている。
【０１９４】
中継要求信号を受信した端末１００−Ａ，１００−Ｃは、利用可能中継端末数に基づいて中継用スロットにおいてアクティブモードにする確率を算出して、中継用スロットをアクティブにしている。中継用スロットをアクティブにする確率は、例えば、利用可能中継端末数が「３」のときは「１／３」にすることができる。
【０１９５】
中継用スロットがアクティブになる確率は、例えば、利用可能中継端末数に基づいているため、利用可能中継端末数が「１０」や「１００」などの場合は「１／１０」や「１／１００」となり、利用可能中継端末数が多ければ多いほど、当該確率は低くなる。
【０１９６】
このように本第４の実施の形態における無線通信システム１０は、中継端末１００による中継を行いつつ中継端末１００の消費電力の削減を図るようにしている。
【０１９７】
なお、中継用スロットをアクティブにするかスリープにするかの確率の計算は第２の実施の形態においても実施可能である。この場合、中継端末１００−Ａは単一の端末１００−Ｂから中継要求信号を受信するが、例えば、内部メモリに保持した確率値を読み出して、自局の中継用スロットをアクティブにするかスリープにするかを決定することができる。
【０１９８】
図１４は本第４の実施の形態における動作例を表わすシーケンス図である。図１４は、図１３（Ｂ）と同様に、端末１００−Ｂが被中継端末、端末１００−Ａ，１００−Ｃが中継端末となっている例である。
【０１９９】
ＧＷ２００はビーコン信号を送信し（Ｓ５０）、各端末１００−Ａ〜１００−Ｃは自局に割り当てられた送信用スロットを利用してデータをＧＷ２００へ送信する（Ｓ５１〜Ｓ５３）。この例では、端末１００−Ｂのデータ送信が失敗している。
【０２００】
端末１００−Ｂは、利用可能中継端末数を含む中継要求信号を生成し、連絡用スロットを利用して中継要求信号を送信する（Ｓ５４）。
【０２０１】
端末１００−Ａは、連絡用スロットで中継要求信号の受信に成功したと判別すると（Ｓ５５でＹｅｓ）、中継要求信号から抽出した利用可能中継端末数に基づいて中継用スロットをアクティブにする確率を算出する。そして、端末１００−Ａは算出した確率に従って中継用スロットをアクティブにする（Ｓ５７）。
【０２０２】
例えば、以下のよう処理が行われる。すなわち、中継要求判定部１０２は、連絡用スロットにおいて中継要求信号を受信部１０１から受け取ると中継を行うことを決定する。そして、中継要求判定部１０２は、中継要求信号から利用可能中継端末数を抽出し、抽出した利用可能中継端末数に基づいて中継用スロットをアクティブにする確率を算出する。中継要求判定部１０２は、算出した確率に従って中継用スロットをアクティブにするか否かを決定する。中継要求判定部１０２は、中継用スロットをアクティブにする（又は中継を行う）か、又は中継用スロットをスリープにする（又は中継を行わない）か、を判定結果として、間欠動作制御部１０３へ出力する。間欠動作制御部１０３は、中継用スロットをアクティブにする判定結果を得たときは、中継用スロットの開始タイミングや終了タイミングでタイミング信号を受信部１０１と送信部１０６へ出力する。これにより、中継用スロットがアクティブとなる。一方、中継要求判定部１０２は、中継用スロットをスリープにする判定結果を得たときは特に処理を行うことはしない。
【０２０３】
図１４の例では、端末１００−Ａは、算出した確率に従って中継用スロットをアクティブにしている（Ｓ５７）。端末１００−Ａは、中継用スロットで中継許可信号を送信し（Ｓ５８）、端末１００−Ｂはこれを受信して中継データを端末１００−Ａへ送信する（Ｓ５９）。端末１００−Ａは、中継用スロットにおいて中継データを受信し、受信した中継データをＧＷ２００へ送信する（Ｓ６０）。
【０２０４】
一方、端末１００−Ｃも、連絡用スロットにおいて中継要求信号の受信が成功すると（Ｓ６５でＹｅｓ）、中継要求信号に含まれる利用可能中継端末数を抽出し、抽出した利用可能中継端末数に基づいて中継用スロットをアクティブにする確率を算出する（Ｓ６７）。図１４の例では中継用スロットをアクティブにしない例を表わしているが、中継用スロットをアクティブにすると中継許可信号を送信し（Ｓ６８）、端末１００−Ｂは端末１００−Ｃを介して中継データをＧＷ２００へ送信する（Ｓ６９〜Ｓ７０）。
【０２０５】
なお、本第４の実施の形態では、各中継端末１００−Ａ，１００−Ｃにおいて中継用スロットをアクティブにする確率を算出しているが、いずれの中継端末１００−Ａ，１００−Ｃも中継用スロットをアクティブにしない場合もある。このような場合、端末１００−Ｂは中継許可信号を受信せず、中継データを送信しない。この場合、端末１００−Ｂは次のフレームの連絡用スロットを利用して中継要求信号を送信し、中継要求信号を受信した各中継端末１００−Ａ，１００−Ｃは再び中継用スロットをアクティブにする確率を算出する。よって、端末１００−Ｂは中継データを送信できるまで各フレームの連絡用スロットを利用して中継要求信号を送信することになる。
【０２０６】
他方、中継要求信号を受信した端末１００−Ａ，１００−Ｃは共に中継用スロットをアクティブにする場合もある。この場合、例えば、端末１００−Ａの中継用スロットと端末１００−Ｂの中継用スロットでは端末１００−Ａの中継スロットの方が早く到来するため、端末１００−Ａの中継用スロットを利用して中継が行われる。この場合、端末１００−Ｃの中継用スロットが無駄になる。しかし、中継要求信号を受信した端末１００−Ａ，１００−Ｃが常時中継用スロットをアクティブにする場合と比較すると、中継用スロットがスリープとなる場合もあるため、中継端末１００−Ａ，１００−Ｃの消費電力削減を図ることができる。
【０２０７】
本第４の実施の形態においても、ＧＷ２００が各端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかを検出しておらず、このような場合でも中継動作を行うことができる。
【０２０８】
また、中継動作を行わない端末１００−Ｄは、送信用スロット（又は中継用スロット）が割り当てられた場合でもスリープモードとなっているため、中継用スロットがアクティブとなる場合と比較して、消費電力削減を図ることができる。さらに、端末１００−Ａ〜１００−Ｃは中継動作終了後、中継スロットをアクティブにしないでスリープにしているため、消費電力削減を図ることができる。
【０２０９】
なお、本第４の実施の形態では、利用可能中継端末数は通信履歴情報に基づいて算出される例を説明した。利用可能中継端末数は、例えば、データの送信に失敗した端末１００−Ｂが他の端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄに対して中継可能か否かを問い合わせることで算出してもよい。
【０２１０】
例えば、端末１００−Ｂは、中継可能か否かを示す信号をブロードキャストで送信し、中継可能である旨の信号を得ると、中継可能であると返信した端末の数を利用可能中継端末数とする。この場合、端末１００には図１２に示す通信履歴記憶部１１０はなくてもよい。
【０２１１】
また、利用可能中継端末数は、端末１００の過去の通信履歴に基づいて算出される例について説明したが、例えば、端末１００間で専用のスロットを利用して、自局の識別情報を送信し合い、端末１００−Ｂは受信した識別情報数を利用可能中継端末数とすることができる。
【０２１２】
［第５の実施の形態］
次に第５の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、例えば、利用可能中継端末数に基づいて中継用スロットをスリープにする場合もあるため、中継端末数を削減できる。しかし、データ送信に失敗した端末と中継端末との間の無線品質の変動が変動閾値よりも大きいとき、中継端末における中継データの受信が保障できなくなる場合がある。
【０２１３】
そこで、本第５の実施の形態では、利用可能中継端末数以外にも無線区間に関する安定度という指標を利用して、中継端末１００において中継用スロットをアクティブにするか否かの判別を行うようにする。
【０２１４】
これにより、例えば、端末１００は無線区間の状況を加味して中継用スロットをアクティブにするか否かを判別するため、第４の実施の形態における例よりも高い確率で中継データが中継端末１００において受信できる。
【０２１５】
安定度とは、例えば、データの送信を失敗した端末と中継端末との間の無線区間における通信の安定性に関する指標を表わしている。例えば、安定度が高ければ高いほど中継端末において中継データを受信する確率は高くなり、安定度が低ければ低いほど中継端末において中継データを受信する確率が低くなる。
【０２１６】
安定度は、例えば、データの送信を失敗した端末と中継端末との間における無線区間の受信電力強度の変動頻度、利用可能中継端末数の変動の大きさ、などに基づいて算出されてもよい。あるいは、安定度は、例えば、このような変動頻度や変動の大きさそのものであってもよい。
【０２１７】
図１５は本第５の実施の形態における端末１００の構成例を表わす図である。端末１００は、さらに、無線状況収集部１１２を備える。
【０２１８】
なお、通信履歴記憶部１１０には、通信履歴情報として、例えば、中継端末１００との間で無線信号を送受信したときの無線信号の受信電力強度が含まれる。例えば、受信部１０１はキャリアセンスなどにより、中継端末１００と無線信号を受信したり、実際に中継データを受信したりする場合がある。受信部１０１はこのときの無線信号の受信電力強度を測定し、通信履歴情報として、受信電力強度と測定時刻を端末毎に記憶する。通信履歴情報には、各端末の中継データの送信回数、各端末の受信電力強度、当該受信電力強度の測定時刻などが含まれる。
【０２１９】
無線状況収集部１１２は、例えば、通信履歴記憶部１１０から受信電力強度と測定時刻を端末毎に読み出して、端末毎の受信電力強度の時間変動を検出し、単位時間あたりの受信電力強度の変動頻度を測定する。無線状況収集部１１２は、測定した変動頻度を安定度としてもよい。
【０２２０】
または、無線状況収集部１１２は、通信履歴記憶部１１０から中継データの送信回数を端末毎に読み出し、送信回数が閾値以上となっている端末を抽出し、抽出した端末の個数を利用可能中継端末数として算出し、この利用可能中継端末数の単位時間あたりの変動を検出する。無線状況収集部１１２は検出した変動値を安定度としてもよいし、検出した変動値と、単位時間あたりの受信電力強度の変動頻度との組み合わせにより安定度を算出してもよい。
【０２２１】
無線状況収集部１１２は、例えば、当該無線区間の安定性の指標を算出できればそれ以外の指標を安定度としてもよい。
【０２２２】
本第５の実施の形態における中継要求生成部１０５は、利用可能中継集計部１１１から受け取った利用可能中継端末数と、無線状況収集部１１２から受け取った安定度を含む中継要求信号を生成する。
【０２２３】
図１６（Ａ）はフレームの構成例、図１６（Ｂ）は中継動作の例を表わす図である。図１６（Ｂ）に示すように、端末１００−Ｂは、利用可能中継端末数と安定度を含む中継要求信号をブロードキャストで送信し、端末１００−Ａ，１００−Ｃが中継要求信号を受信する。端末１００−Ａ，１００−Ｃは中継要求信号に含まれる利用可能中継端末数と安定度とに基づいて、中継用スロットをアクティブにする確率を算出し、算出した確率に従って中継用スロットをアクティブにする。図１６（Ｂ）の例では、端末１００−Ａが中継用スロットをアクティブにし、端末１００−Ｃは中継用スロットをスリープにしている。
【０２２４】
本第５の実施の形態におけるシーケンス例は、例えば、第４の実施の形態と同様に図１４に示される。図１４では、端末１００−Ｂは利用可能中継端末数を含む中継要求信号を送信しているが（Ｓ５４）、端末１００−Ｂは利用可能中継端末数と安定度を含む中継要求信号を送信すればよい。
【０２２５】
また、中継端末１００−Ａ，１００−Ｃは、利用可能中継端末数と安定度に基づいて中継用スロットをアクティブにするか否かの確率を算出し、算出した確率に従って中継用スロットをアクティブにする（Ｓ５７，Ｓ６７）。
【０２２６】
かかる処理は、例えば、以下のようにして行われる。すなわち、中継要求判定部１０２は、連絡用スロットで中継要求信号を受信部１０１から受け取ると、中継要求信号から利用可能中継端末数と安定度とを抽出する。中継要求判定部１０２は、この２つの指標に基づいて中継用スロットをアクティブにするか（又は中継を行う）、又はスリープにするか（中継を行わないか）の確率を算出し、当該確率に従って中継アクティブにするか否かの判定結果を間欠動作制御部１０３に出力する。間欠動作制御部１０３は、中継用スロットをアクティブにする判定結果を得たときは、中継用スロットの開始タイミングや終了タイミングでタイミング信号を受信部１０１と送信部１０６へ出力する。これにより、中継用スロットがアクティブとなる。一方、中継要求判定部１０２は、中継を行わない判定結果と算出した確率に従って中継様スロットをスリープにすることを決定すると特に処理を行うことはしない。
【０２２７】
本第５の実施の形態においても、ＧＷ２００が各端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかを検出できない場合でも中継動作を行うことができる。
【０２２８】
また、中継動作を行わない端末１００−Ｄは、中継用スロットが割り当てられた場合でも、スリープモードとなっているため消費電力削減を図ることができる。さらに、端末１００−Ａ〜１００−Ｃは中継動作終了後、データ送信や他の中継を行う場合以外は中継スロット期間でもアクティブモードにはならないため、消費電力削減を図ることができる。
【０２２９】
［その他の実施の形態］
次にその他の実施の形態について説明する。
【０２３０】
第２から第５の実施の形態では、例えば、端末１００−Ａ〜１００−Ｄが定期的にデータを送信する例について説明した。例えば、本無線通信システム１０はイベント発生型の無線通信システムにおいても適用可能である。イベント発生型の無線通信システム１０は、例えば、セキュリティシステムなどで利用され、侵入者の検出というイベントが発生することで、センサなどにより撮像された侵入者を撮影した画像データなどがセンサから端末１００−Ａ〜１００−Ｄへ送信される。端末１００−Ａ〜１００−Ｄは、画像データなどのデータをＧＷ２００へ送信する。
【０２３１】
図１７（Ａ）はイベント発生型の無線通信システム１０におけるフレームの構成例を示し、図１７（Ｂ）はこのような無線通信システム１０における中継動作の例を表わしている。
【０２３２】
イベント発生型の無線通信システム１０では、定期的にデータを送信する場合と比較して、送信データの頻度が低い。ＧＷ２００は送信用スロットで各端末１００−Ａ〜１００−Ｄから送信データを受信しない場合、送信データが送信されていないのか、送信データの送信に失敗したのか検出することは困難である。
【０２３３】
このような場合においても、データの送信に失敗した端末１００−Ｂは連絡用スロットを利用して中継要求信号を送信し、これを受信した端末１００−Ａは割り当てられた送信用スロットを中継用スロットとして、データ中継に利用する。
【０２３４】
なお、イベント発生型の無線通信システム１０における中継動作は、例えば、図１７（Ｂ）に示すように第２の実施の形態における場合と同様に実施できる。
【０２３５】
従って、イベント発生型の無線通信システム１０においても、ＧＷ２００が各端末１００−Ａ〜１００−Ｄにおいてデータの送信に失敗したのか又はデータを送信していないのかを検出できない場合でも中継動作を行うことができる。
【０２３６】
また、中継動作を行わない端末１００−Ｃ，１００−Ｄは、送信用スロット（又は中継用スロット）をスリープにしているため、送信用スロットをアクティブにしている場合と比較して、消費電力の削減を図ることができる。さらに、端末１００−Ａ，１００−Ｂは中継動作終了後、データ送信や他の中継を行う場合以外は送信スロットではスリープモードとなっているため、送信スロットがアクティブとなっている場合と比較して、消費電力削減を図ることができる。
【０２３７】
第２から第４の実施の形態において端末１００とＧＷ２００の構成例について説明した。例えば、図１８（Ａ）と図１８（Ｂ）に示すハードウェアの構成例でも第２から第４の実施の形態を実施することができる。
【０２３８】
図１８（Ａ）は端末１００の構成例を表わす。端末１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２２、メモリ１２３、ＲＦ（Radio Frequency）部１２４、及びアンテナ１２５を備える。
【０２３９】
ＣＰＵ１２０はＲＯＭ１２１に記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭ１２２にロードし、ロードしたプログラムを読み出して実行する。ＣＰＵ１２０はこのようにプログラムを実行することで、例えば、第２の実施の形態などで説明した受信部１０１、中継要求判定部１０２、間欠動作制御部１０３、中継要求生成部１０５、送信部１０６、利用可能中継集計部１１１、無線状況収集部１１２の機能を実現できる。そのため、ＣＰＵ１２０は、例えば、受信部１０１、中継要求判定部１０２、間欠動作制御部１０３、中継要求生成部１０５、送信部１０６、利用可能中継集計部１１１、無線状況収集部１１２に対応する。
【０２４０】
また、メモリ１２３は、例えば、第２の実施の形態など説明したデータ記憶部１０４と通信履歴記憶部１１０に対応する。
【０２４１】
さらに、ＲＦ部１２４は、ＣＰＵ１２０から出力されたデータなどに対して周波数変換処理などを施して無線信号に変換してアンテナ１２５へ出力する。また、ＲＦ部１２４はアンテナ１２５で受信した無線信号をベースバンド帯域の信号に変換し、ＣＰＵ１２０へ出力する。このため、ＲＦ部１２４とアンテナ１２５は、例えば、第２の実施の形態における受信部１０１と送信部１０６に対応する。
【０２４２】
なお、ＣＰＵ１２０は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの他のプロセッサでもよい。
【０２４３】
図１８（Ｂ）はＧＷ２００の構成例を表わす。ＧＷ２００は、ＣＰＵ２２０、ＲＯＭ２２１、ＲＡＭ２２２、メモリ２２３、ＲＦ部２２４、アンテナ２２５、及び外部ＩＦ（Interface）２２６を備える。
【０２４４】
ＣＰＵ２２０も、ＲＯＭ２２１に記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭ２２２へロードし、ロードしたプログラムを実行する。ＣＰＵ２２０はこのようにプログラムを実行することで、第２の実施の形態などで説明した、受信部２０１、通信時間割り当て部２０２、データ処理部２０３、及び送信部２０４の機能を実現できる。そのため、ＣＰＵ２２０は、例えば、受信部２０１、通信時間割り当て部２０２、データ処理部２０３、及び送信部２０４に対応する。
【０２４５】
また、ＲＦ部２２４はアップコンバートやダウンコンバートなどの周波数変換を行い、無線信号をアンテナ２２５へ出力したり、ベースバンド帯域の信号をＣＰＵ２２０へ出力する。このため、ＲＦ部２２４とアンテナ２２５は、例えば、第２の実施の形態における受信部２０１と送信部２０４に対応する。
【０２４６】
さらに、外部ＩＦ２２６は、ＣＰＵ２２０から出力されたデータをバックボーンネットワークへ送信できる形式に変換したり、当該ネットワークから受信した所定形式のデータからデータ部分を抽出する。したがって、外部ＩＦ２２６は、例えば、第２の実施の形態におけるデータ処理部２０３に対応する。
【０２４７】
ＣＰＵ２２０についても、例えば、ＭＰＵやＦＰＧＡなどの他のプロセッサでもよい。
【０２４８】
上述した第２から第５の実施の形態では、中継要求信号を受信した中継端末１００−Ａは中継用スロットで中継許可信号を送信し、端末１００−Ｂは中継許可信号を受信する例を説明した。例えば、中継端末１００−Ａは中継許可信号を送信しなくても、中継動作を行うことは可能である。この場合、例えば、以下のような処理が行われる。
【０２４９】
すなわち、端末１００−Ｂは、端末１００−ＡとＧＷ２００との間の無線品質は良好である旨の情報をビーコン信号などから得ている。端末１００−ＢはＧＷ２００へのデータ送信に失敗すると、かかる情報に基づいて、端末１００−Ａへ中継データを送信する。この場合、端末１００−Ｂは、ビーコン信号により各端末１００−Ａ，１００−Ｃ，１００−Ｄの送信スロットに関する情報を得ているため、無線品質が良好な端末１００−Ａの情報に基づいて、端末１００−Ａの送信スロットの情報を取得できる。
【０２５０】
かかる例では、例えば、中継要求信号が送信されず、その分データの送信などが可能なため、端末１００−Ａ〜１００−Ｄ間の無線リソースを有効活用できる。
【０２５１】
また、上述した第２から第５の実施の形態では、中継データが１つの中継端末１００−Ａを経由して送信される１ホップ通信の例について説明した。例えば、２ホップ以上の場合でも同様に実施できる。
【０２５２】
例えば、端末１００−Ｄがデータ送信に失敗して中継要求信号を送信し、端末１００−Ｃがこれを受信して中継端末として中継データをＧＷ２００へ送信するが中継データの送信に失敗すると、連絡用スロットで中継要求信号を送信する。端末１００−Ｂは中継要求信号を受信して中継端末として中継データを端末１００−Ｃから受信して、受信した中継データをＧＷ２００へ送信する。これにより、２ホップ通信が可能である。このような動作を他の端末でも行うことで、３ホップ以上の通信も可能となる。
【０２５３】
さらに、上述した第３の実施の形態において、履歴情報に基づいて確率が算出され、算出された確率に従ってデータを送信する例について説明した（例えば図１０のＳ３１，Ｓ３４）。以下、具体例について説明する。
【０２５４】
図１９は、ＧＷ２００の構成例を表す図である。ＧＷ３００は、更に、メモリ２３０を備える。例えば、データ処理部２０３が履歴情報をメモリ２３０へ記憶し、履歴情報に基づいて確率を算出するなどの処理を行う。例えば、以下のような処理が行われる。
【０２５５】
図２０（Ａ）はフレームの構成例、図２０（Ｂ）は中継動作の例を表す図である。図２０（Ｂ）の例では、フレーム＃１において、端末１００−Ａが自局の送信スロットでデータの送信に成功し、端末１００−Ｂ〜１００−Ｄは自局の送信スロットでデータの送信に失敗した例となっている。データの送信に失敗した端末１００−Ｂ〜１００−Ｄのことを、例えば、「同時送信に失敗した端末」と称する場合がある。
【０２５６】
端末１００−Ｂは、データを送信した時刻（又はデータを送信したが一定期間内にＡＣＫ信号をＧＷ２００から受信できずデータの送信に失敗したことを確認した時刻）をタイムスタンプ情報として取得する。タイムスタンプ情報としては、例えば、時刻そのものであってもよいし、フレーム番号であってもよい。図２０（Ｂ）の例では、「フレーム＃１」などのフレーム番号となっている。例えば、端末１００の送信部１０６が内部タイマを用いてデータを送信した時刻をカウントすることでタイムスタンプ情報を取得したり、受信部１０１が内部タイマを用いてＡＣＫ信号を受信できないことを確認した時刻をカウントすることでタイムスタンプ情報を取得する。
【０２５７】
端末１００−Ｂは、フレーム＃２において、中継許可信号を端末１００−Ａから受信し、送信に失敗したデータを中継データとして端末１００−Ａへ送信する。このとき、端末１００−Ｂは、タイムスタンプ情報（例えばフレーム＃１」）と自局の識別情報を含む中継データを送信する。例えば、送信部１０６は、内部メモリから読み出した自局の識別情報と、受信部１０１から取得した又は自身で取得したタイムスタンプ情報とを含む中継データを生成して送信する。
【０２５８】
また、端末１００−Ｃは、フレーム＃３において、中継許可信号を端末１００−Ａから受信して、中継データを端末１００−Ａへ送信する。このとき、端末１００−Ｃも、タイムスタンプ情報（例えばフレーム＃１）と自局の識別情報を含む中継データを送信する。
【０２５９】
さらに、端末１００−Ｄは、フレーム＃４において、中継許可信号を端末１００−Ａから受信して中継データを端末１００−Ａへ送信する。このとき、端末１００−Ｄも、タイムスタンプ情報（例えば、フレーム＃１）と自局の識別情報を含む中継データを送信する。
【０２６０】
一方、ＧＷ２００では、フレーム＃２において、端末１００−Ａから受信したデータから端末１００−Ｂの識別情報を抽出する。このとき、ＧＷ２００は、端末１００−Ａの送信用スロットであるにも拘わらず端末１００−Ｂの識別情報を抽出したことで、受信したデータは端末１００−Ｂの中継データであると判別する。また、ＧＷ２００は、端末１００−Ａから受信したデータからタイムスタンプ情報（例えば、フレーム＃１）を抽出する。
【０２６１】
同様にして、ＧＷ２００は、フレーム＃３において、端末１００−Ａから受信したデータから端末１００−Ｃの識別情報を抽出することで中継データであると判別し、タイムスタンプ情報を抽出する。フレーム＃４においても、ＧＷ２００は、端末１００−Ａから受信したデータは中継データであると判別してタイムスタンプ情報を抽出する。
【０２６２】
このようにＧＷ２００は、各フレームで受信した中継データに対してタイムスタンプ情報を抽出し、例えば、メモリ２３０に履歴情報として記憶する。
【０２６３】
図２１（Ａ）は履歴情報２３１の例を表している。履歴情報２３１には、同時送信に失敗した端末数（以下、「端末数」と称する場合がある）とタイムスタンプ情報が含まれる。例えば、ＧＷ２００は端末数を以下のようにして算出する。
【０２６４】
すなわち、ＧＷ２００は一定期間内（例えば、４フレーム期間内）に受信した中継データについて、同一のタイムスタンプ情報を有する中継データ数をカウントする。例えば、図２０の例では、ＧＷ２００はフレーム＃１のタイムスタンプ情報を有する中継データ数として「３」をカウントする。この「３」がフレーム＃１において同時送信に失敗した端末数となる。
【０２６５】
これは、例えば、同時送信に失敗した各端末１００−Ｂ〜１００−Ｄは、フレーム毎に出現する中継用スロット（例えば端末１００−Ａの送信用スロット）を用いて送信する。従って、ＧＷ２００は同一のタイムスタンプ情報を有する中継データを一定期間内に受信した回数をカウントすることで同時送信に失敗した端末数を算出できる。
【０２６６】
ＧＷ２００は以上のようにして端末数を算出し、履歴情報２３１の対応するフィールドにタイムスタンプ情報を記憶する。図２１（Ａ）の例では、端末数「３」に対応するタイムスタンプ情報のフィールドに「フレーム＃１」が記憶される。
【０２６７】
ＧＷ２００は、このようにして履歴情報２３１を一定期間記憶する。図２１（Ａ）の例では、端末数「２」が「Ｎ１回」、端末数「３」が「Ｎ２回」となる。これは、例えば、一定期間内において同時送信に失敗した端末数が「２」である回数は「Ｎ１回」、端末数が「３」である回数は「Ｎ２回」であることを表している。
【０２６８】
そして、ＧＷ２００は、このようにして記憶した履歴情報２３１に基づいて確率を計算する。図２１（Ｂ）は、各端末数に対応する回数の例を示している。端末数が「２」の回数は「１００回」であったため、同時送信に失敗した端末数が「２」となる確率は、１００／２００＝０．５（＝５０％）となる。同様にして、同時送信に失敗した端末数が「３」となる確率は６０／２００＝０．３（＝３０％）となり、同時送信に失敗した端末数が「４」となる確率は４０／２００＝０．２（＝２０％）となる。
【０２６９】
ＧＷ２００は、計算した確率のうち、最も高い確率の端末数を選択し、選択した端末数に応じた確率（又は端末数の逆数）を端末１００−Ａ〜１００−Ｄへ送信する。図２１（Ｂ）の例では、５０％となっている端末数「２」が最も高い確率となっているため、端末数「２」に応じた確率「１／２」を端末１００−Ａ〜１００−Ｄへ送信する。端末数「３」の確率が最も高いときは「１／３」、端末数「４」の確率が最も高いときは「１／４」などとなる。
【０２７０】
ＧＷ２００は、例えば、このようにして算出した確率をビーコン信号に含めて送信する（図１０のＳ２０）。そして、各端末１００−Ｂ，１００−Ｃは中継許可信号を受信したとき（Ｓ３０）、受信した確率（例えば「１／２」）に従って、データを送信する（Ｓ３１，Ｓ３４）。
【０２７１】
上述した例は、ＧＷ２００は最も高い確率の端末数を選択して確率を算出する例について説明した。例えば、図２１（Ｃ）に示すように、ＧＷ２００は割合についての閾値に基づいて確率が算出されてもよい。例えば、割合についての閾値が「９０％」のとき、ＧＷ２００は端末数が少ない順から確率を累積し、その累積値が「９０％」以上となる端末数「４」を選択する。そして、ＧＷ２００は端末数「４」に応じた確率「１／４」を各端末１００−Ａ〜１００−Ｄへ送信する。
【０２７２】
また、上述した例はＧＷ２００が確率を算出する例について説明した。例えば、中継端末１００−Ａが上述した確率を算出してもよい。例えば、図１０の例において、端末１００−Ｂはデータを送信した時刻（又はデータ送信に失敗したことを確認した時刻）をタイムスタンプ情報として保持する（Ｓ２２）。また、端末１００−Ｃもこのようなタイムスタンプ情報を保持する（Ｓ２３）。各端末１００−Ｂ，１００−Ｃはタイムスタンプ情報と識別情報を含む中継要求信号を中継端末１００−Ａへ送信する（Ｓ２４，Ｓ２５）。例えば、図１２に示すように、各端末１００−Ｂ，１００−Ｃの中継要求生成部１０５においてタイムスタンプ情報を含む中継要求信号を生成し、送信部１０６を介して当該中継要求信号が送信される。
【０２７３】
図１０に戻り、中継端末１００−Ａは、タイムスタンプ情報などに基づいて履歴情報２３１を生成し、履歴情報２３１に基づいて確率を算出する。中継端末１００−Ａは算出した確率を中継許可信号に含めて送信する（Ｓ３０）。そして、各端末１００−Ｂ，１００−Ｃは確率に従ってデータを送信する（Ｓ３１，Ｓ３４）。例えば、履歴情報２３１は通信履歴記憶部１１０に記憶され、送信部１０６が履歴情報２３１を適宜読み出して確率を算出して、算出した確率を含む中継許可信号を送信する。
【０２７４】
更に、上述した第３の実施の形態においては、受信信号強度が信号レベル閾値以上のとき中継動作を行う例について説明した（例えば図１０のＳ２７、図１１のＳ３７など）。この信号レベル閾値については、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１−２０１２の「１８．３．１０．６」において規定された値に基づいて決定されてもよい。ここで規定された値としては、例えば、「−８２ｄＢｍ」などがある。信号レベル閾値は端末１００−Ａ〜１００−Ｄ間や、各端末１００−Ａ〜１００−ＤとＧＷ２００との間で送受信される無線信号の帯域幅に応じて異なる値となってもよい。或いは、信号レベル閾値として、この「−８２ｄＢｍ」に対してマージンを付加した値を信号レベル閾値としてもよい。
【０２７５】
以上まとめると付記のようになる。
【０２７６】
（付記１）
第１及び第２の無線通信装置と、
データ収集装置とを備え、
前記第１及び第２の無線通信装置は、前記データ収集装置により夫々割り当てられた第１及び第２の期間において動作状態へ移行して第１及び第２のデータを前記データ収集装置へ夫々送信する無線通信システムにおいて、
前記第１の無線通信装置は、前記第１の期間において第３のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記第１及び第２の無線通信装置に割り当てられた第３の期間において動作状態へ移行して前記第３のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後、前記第２の期間で前記第３のデータを前記第２の無線通信装置へ送信する第１の送信部を備え、
前記第２の無線通信装置は、前記第３の期間において動作状態へ移行して前記中継要求信号を受信したとき、前記第２の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第３のデータを受信し、受信した前記第３のデータを前記データ収集装置へ送信する第２の送信部を備えることを特徴とする無線通信システム。
【０２７７】
（付記２）
前記第２の無線通信装置は、更に、前記第３の期間において受信した受信信号の受信信号レベルが信号レベル閾値以上のときは前記中継要求信号を受信したと判定し、前記受信信号の受信信号レベルが信号レベル閾値より低いときは前記中継要求信号を受信していないと判定する中継要求判定部を備え、
前記第２の送信部は、前記中継要求判定部から中継要求信号を受信した判定結果を得たときは、前記第２の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第３のデータを受信し、受信した前記第３のデータを前記データ収集装置へ送信することを特徴とする付記１記載の無線通信システム。
【０２７８】
（付記３）
前記第１の送信部は、中継端末として利用可能な端末数を示す利用可能中継端末数を含む前記中継要求信号を送信し、
前記第２の送信部は、受信した前記中継要求信号に含まれる前記利用可能中継端末数に基づいて、前記第２の期間を動作状態にする確率を算出し、算出した確率に従って前記第２の期間を動作状態にするか否かを決定することを特徴とする付記１記載の無線通信システム。
【０２７９】
（付記４）
前記第１の送信部は、前記第１の無線通信装置が中継を行った端末装置に対する履歴情報に基づいて前記利用可能中継端末数を算出することを特徴とする付記３記載の無線通信システム。
【０２８０】
（付記５）
前記第１の送信部は、前記第１の無線通信装置の識別情報を送信し、他の無線通信装置から受信した他の無線通信装置の識別情報数を前記利用可能中継端末数とすることを特徴とする付記３記載の無線通信システム。
【０２８１】
（付記６）
前記第１の送信部は、前記利用可能中継端末数と、前記第２の無線通信装置との間の無線区間において正常に送信又は受信したデータの割合を示す安定度を含む前記中継要求信号を送信し、
前記第２の送信部は、受信した前記中継要求信号に含まれる前記利用可能中継端末数と前記安定度とに基づいて前記第２の期間を動作状態にする確率を算出することを特徴とする付記３記載の無線通信システム。
【０２８２】
（付記７）
前記第１及び第２の無線通信装置は、前記第３のデータを送信後、前記第１及び第２の期間において省電力状態へ移行することを特徴とする付記１記載の無線通信システム。
【０２８３】
（付記８）
前記第２の送信部は、前記中継要求信号を受信しなかったとき、前記第２の期間において前記第２の無線通信装置を省電力状態に移行させることを特徴とする付記１記載の無線通信システム。
【０２８４】
（付記９）
前記第１及び第２の無線通信装置は、第１及び第２の受信部を夫々備え、
前記第１及び第２の受信部は、前記第１及び第２の期間で前記第１及び第２の無線通信装置が動作状態へ移行することを示し、更に、前記第３の期間で前記第１及び第２の無線通信装置が動作状態へ移行することを示す割り当て信号を前記データ収集装置から受信し、
前記第１及び第２の送信部は、前記割り当て信号に従って、前記第１乃至第３の期間で前記第１及び第２の無線通信装置を動作状態へ夫々移行させることを特徴とする付記１記載の無線通信システム。
【０２８５】
（付記１０）
前記第２の送信部は、前記中継要求信号を受信したとき、前記第２の無線通信装置を中継装置として利用を許可することを示す中継許可信号を送信し、
前記第１の送信部は、前記中継許可信号を受信すると、前記中継許可信号に含まれる前記第２の無線通信装置の識別情報に基づいて前記第２の期間を確認することを特徴とする付記１記載の無線通信システム。
【０２８６】
（付記１１）
データ収集装置により割り当てられた第１の期間において動作状態へ移行して第１のデータを前記データ収集装置へ送信する無線通信装置において、
前記第１の期間において第２のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記無線通信装置及び他の無線通信装置に割り当てられた第２の期間において動作状態へ移行して前記第２のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後前記第１の期間で前記第２のデータを前記他の無線通信装置へ送信するする送信部
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０２８７】
（付記１２）
データ収集装置により割り当てられた第１の期間において動作状態へ移行して第１のデータを前記データ収集装置へ送信する無線通信装置において、
前記データ収集装置により前記無線通信装置及び他の無線通信装置に割り当てられた第２の期間において動作状態へ移行して、前記他の無線通信装置において前記データ収集装置へ第２のデータを送信することができず前記第２のデータの中継を要求する中継要求信号を前記他の無線通信装置から受信したとき、前記第１の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第２のデータを受信し、受信した前記第２のデータを前記データ収集装置へ送信する送信部
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０２８８】
（付記１３）
第１及び第２の無線通信装置とデータ収集装置とを備え、前記第１及び第２の無線通信装置は、前記データ収集装置により夫々割り当てられた第１及び第２の期間において動作状態へ移行して第１及び第２のデータを前記データ収集装置へ夫々送信する無線通信システムにおけるデータ中継方法であって、
前記第１の無線通信装置において、前記第１の期間において第３のデータを前記データ収集装置へ送信することができなかったとき、前記データ収集装置により前記第１及び第２の無線通信装置に割り当てられた第３の期間において動作状態へ移行して前記第３のデータの中継を要求する中継要求信号を送信し、前記中継要求信号送信後、前記第２の期間で前記第３のデータを前記第２の無線通信装置へ送信し、
前記第２の無線通信装置において、前記第３の期間において動作状態へ移行して前記中継要求信号を受信したとき、前記第２の期間において、前記第１の無線通信装置から送信された前記第３のデータを受信し、受信した前記第３のデータを前記データ収集装置へ送信する
ことを特徴とするデータ中継方法。
【符号の説明】
【０２８９】
１０：無線通信システム                
１００（１００−Ａ〜１００−Ｄ）：端末装置（端末）
１０１：受信部                        １０２：中継要求判定部
１０３：間欠動作制御部                １０５：中継要求生成部
１０６：送信部                        １２０：ＣＰＵ
２００：ゲートウェイ装置（ＧＷ）      ２０２：通信時間割り当て部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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