(57)【要約】【課題】通信時間に制限がある無線通信ネットワークにおいて、音声通信可能時間を従来よりも長くすることができるようにする。【解決手段】本発明は、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置を有し、各無線通信装置が、マルチホップ無線通信により通信信号を送受信する無線通信システムにおいて、所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させる通信時間制御手段を備えることを特徴とする無線通信システムである。【選択図】      図１
2015154405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置を有し、上記各無線通信装置が、マルチホップ無線通信により通信信号を送受信する無線通信システムにおいて、
上記所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させる通信時間制御手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
上記通信時間制御手段は、上記所定の単位時間における通信時間が制限された通信時間となるように、一時的に可変した通信時間経過後に通信休止時間を設定す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】
上記各無線通信装置が上記通信時間制御手段を備え、上記通信時間制御手段が、受信した受信信号の通信プロトコルに応じて、一時的に通信時間を可変するか否かを決定するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
上記通信時間制御手段が、受信信号の通信プロトコルとして音声信号の音声符号化方式の種類に応じて、一時的に通信時間を可変するか否かを決定するものであることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
上記複数の無線通信装置のそれぞれの通信状態を管理する管理装置を更に備え、
上記管理装置は、
上記各無線通信装置から取得した通信状態情報に基づいて認識されるネットワーク構成に応じて、上記各無線通信装置の通信可能な時間及び休止時間を含む通信可能情報を決定する通信可能情報決定手段と、
上記通信可能情報決定手段により決定された上記通信可能情報を、対応する上記各無線通信装置に伝達する通信可能情報伝達手段と
を備え、
上記各無線通信装置は、上記管理装置から取得した通信可能な時間及び休止時間を含む情報を出力する出力手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置を有し、上記各無線通信装置が、マルチホップ無線通信により通信信号を送受信する無線通信方法において、
通信時間制御手段が、上記所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させる
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
マルチホップ無線通信による通信信号を送受信するものであって、所定の単位時間における通信時間が制限された無線通信装置において、
上記所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させる通信時間制御手段を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
マルチホップ無線通信による通信信号を送受信するものであって、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置の通信状態を管理する管理装置において、
上記各無線通信装置から取得した通信状態情報に基づいて認識されるネットワーク構成に応じて、上記各無線通信装置の通信可能な時間及び休止時間を含む通信可能情報を決定する通信可能情報決定手段と、
上記通信可能情報決定手段により決定された上記通信可能情報を、対応する上記各無線通信装置に伝達する通信可能情報伝達手段と
を備えることを特徴とする管理装置。
【請求項９】
マルチホップ無線通信による通信信号を送受信するものであって、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置の通信状態を管理する管理装置の管理方法において、
通信可能情報決定手段が、上記各無線通信装置から取得した通信状態情報に基づいて認識されるネットワーク構成に応じて、上記各無線通信装置の通信可能な時間及び休止時間を含む通信可能情報を決定し、
通信可能情報伝達手段が、上記通信可能情報決定手段により決定された上記通信可能情報を、対応する上記各無線通信装置に伝達する
ことを特徴とする管理方法。
【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、無線通信方法、無線通信装置、管理装置及び管理方法に関し、例えば、送信時間に制限がある無線通信システムを構成する無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置、管理装置及び管理方法に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばマルチホッピングネットワーク等のような無線ネットワークを利用して、ＶｏＩＰに代表される音声通信方式で音声通信（以下、ＶｏＩＰ通信）を行うことが提案されている。
【０００３】
近年、送信時間に制限があるような無線システム技術が数多く提案されているが（特許文献１参照）、そのような無線システムは、ＶｏＩＰ通信等の通話に用いるようなこともなかったため、通話時間を改善する取組みがなされていない。そのため、送信時間に制限がある無線ネットワークを用いてＶｏＩＰ通信を行なう際、従来よりも通話時間を長くすることが強く望まれている。
【０００４】
例えば、マルチホッピングネットワーク等の無線ネットワークにおいてＶｏＩＰ通信を行なう場合、各無線局は、他の無線局との間で音声信号を送受信（ホッピング）しながら音声通信を行なう。
【０００５】
また、無線局は、ＶｏＩＰ等の通信方式の音声通信に係る送信時間に制限が設けられている（特許文献１参照）。例えば、ある無線局の送信時間が１０％以下と設定されている場合、例えば、１時間（＝３６００秒）のうち、送信可能時間は３６０秒以下などのように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１５４８５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１５７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、例えばマルチホッピングネットワーク等の無線ネットワークにおいてＶｏＩＰ通信を行なう場合、各無線局は、送信時間に制限が設けられている。また、音声信号は、第１局（親局）→第２局（子局）→第３局（孫局）→…等のようにホッピングされる。
【０００８】
最も簡単なネットワーク構成である第１局（親局）対第２局（子局）のような１対１の通信においても、送信時間に制限があるため、ＶｏＩＰ通信時間が数分〜約１０分程度と短くなってしまうおそれがある。また、音声信号のホップ数が増えることにより遅延が生じ得るという課題も生じ得る。通話の遅延が発生すると、最終的には通話断となってしまうおそれも生じ得る。
【０００９】
通話断が生じないように、無線局は、多くのメモリデバイスを予め搭載する必要があったり、又はＶｏＩＰ通話を行う場合には、送信時間に制限のない無線システムを選択したりする必要が生じ得る。
【００１０】
そのため、通信時間に制限がある無線通信ネットワークにおいて、通信時間を従来よりも長くすることができる無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置、管理装置及び管理方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置を有し、各無線通信装置が、マルチホップ無線通信により通信信号を送受信する無線通信システムにおいて、所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させる通信時間制御手段を備えることを特徴とする無線通信システムである。
【００１２】
第２の本発明は、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置を有し、各無線通信装置が、マルチホップ無線通信により通信信号を送受信する無線通信方法において、通信時間制御手段が、所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させることを特徴とする無線通信方法である。
【００１３】
第３の本発明は、マルチホップ無線通信による通信信号を送受信するものであって、所定の単位時間における通信時間が制限された無線通信装置において、所定の単位時間における通信時間を、制限された通信時間に保ちながら、一時的に通信時間を可変させる通信時間制御手段を備えることを特徴とする無線通信装置である。
【００１４】
第４の本発明は、マルチホップ無線通信による通信信号を送受信するものであって、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置の通信状態を管理する管理装置において、各無線通信装置から取得した通信状態情報に基づいて認識されるネットワーク構成に応じて、各無線通信装置の通信可能な時間及び休止時間を含む通信可能情報を決定する通信可能情報決定手段と、通信可能情報決定手段により決定された通信可能情報を、対応する各無線通信装置に伝達する通信可能情報伝達手段とを備えることを特徴とする管理装置である。
【００１５】
第５の本発明は、マルチホップ無線通信による通信信号を送受信するものであって、所定の単位時間における通信時間が制限された複数の無線通信装置の通信状態を管理する管理装置の管理方法において、通信可能情報決定手段が、各無線通信装置から取得した通信状態情報に基づいて認識されるネットワーク構成に応じて、各無線通信装置の通信可能な時間及び休止時間を含む通信可能情報を決定し、通信可能情報伝達手段が、通信可能情報決定手段により決定された通信可能情報を、対応する各無線通信装置に伝達することを特徴とする管理方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、通信時間に制限がある無線通信ネットワークにおいて、通信時間を従来よりも長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る無線局の内部構成を示す内部構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す全体構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る無線局における送信間隔の調整処理の動作を示すフローチャートである。
【図４】無線局に設定されている既定の送信制限速度に従った一般的な送信動作を説明する説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る無線局における送信時間の調整処理を説明する説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す全体構成図である（その１）。
【図７】第２の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す全体構成図である（その２）。
【図８】第２の実施形態に係るメッシュゲートウェイ装置の内部構成を示す内部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明の無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置、管理装置及び管理方法の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
第１の実施形態は、例えば国や地方公共団体等の防災システムとしてのマルチホッピング無線ネットワークに、本発明を適用する場合を例示する。
【００２０】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、第１の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す全体構成図である。図２に示すように、第１の実施形態に係る無線通信システム１０は、電話端末としての音声通信装置１（１−１及び１−２）、複数の無線局２（２−１〜２−４）、メッシュゲートウェイ装置３を有する。
【００２１】
無線通信システム１０は、空間に配置された複数の無線局２−１〜２−４を有して構成される無線メッシュネットワークである。図２では、４台の無線局２−１〜２−４を有する場合を例示しているが、無線局２−１〜２−４の数は特に限定されるものではない。
【００２２】
メッシュゲートウェイ装置３は、無線通信システム１０を構成する無線局２−１〜２−４で構成されるネットワーク全体を管理・監視するものである。この実施形態では、無線通信システム１０におけるネットワーク上では、末端の無線局２−１及び無線局２−４は、ＶｏＩＰ通信を行なう音声通信装置１−１及び１−２が接続されており、音声通信装置１−１及び１−２間で通話が可能な状態となっている。メッシュゲートウェイ装置３は、各無線局２−１〜２−４から制御信号の送受信を行い、各無線局２−１〜２−４の状態情報を取得したり、各無線機２−１〜２−４の設定情報を与えたりするものである。例えば、メッシュゲートウェイ装置３は、各無線局に対して、当該無線通信ネットワーク１０（ネットワーク）の既設の送信制限速度の設定等を行うようにしても良い。メッシュゲートウェイ装置３は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を有するものである。
【００２３】
音声通信装置１−１及び１−２は、ネットワークを通じて音声通信を行なう電話機能を行う処理、又は、電話機能を有する装置である。例えば、音声通信装置１−１及び１−２は、利用者宅や施設などの建物内外に設置されるものである。音声通信装置１−１は無線通信機能を有する無線局２−１と接続しており、音声通信装置１−２は無線通信機能を有する無線局２−４と接続している。音声通信装置１−１及び１−２は、例えば、ＳＩＰ（Session  Initiation  Protocol）やＨ．３２３等の音声通信方式を用いて音声通信を行なうことができる。音声通信装置１−１及び１−２は、無線局２−１及び２−４を通じて無線通信により音声パケットの送受信を行うものである。
【００２４】
無線局２−１〜２−４は、空間に配置されており、データを含むパケットを他の無線局（無線範囲内に属する他の無線局）との間で無線ホッピングにより中継することにより当該パケットの宛先にパケットを伝送するものである。また、無線局２−１〜２−４は、メッシュゲートウェイ装置３との間で、制御信号の送受信を行うものである。無線局２−１〜２−４は、例えば、利用者宅や施設等の建物の内外に設置されるものであり、表示手段や設定情報の入力手段等を備えるようにしても良い。
【００２５】
この実施形態では、無線局２−１は音声通信装置１−１に接続しており、無線局２−４は音声通信装置１−２に接続しており、無線局２−１〜２−４は音声通信装置１−１及び１−２の間の音声パケットを無線ホッピングで中継する場合を例示する。
【００２６】
この実施形態では、説明を容易にするために、音声通信装置１−１が音声パケットの発信元とし、音声通信装置１−２が音声パケットの発信先とするものとして説明する。
【００２７】
そのため、無線局２−１〜２−４について、音声通信装置１−１と接続すると共に無線局２−２と無線通信を行なう無線局２−１を「親局」とし、無線局２−１及び２−３と無線通信を行なう無線局２−２を「子局」とし、無線２−２及び２−４と無線通信を行なう無線局２−３を「孫局」、音声通信装置１−２と接続すると共に無線局２−３と無線通信を行なう無線局２−４を「ひ孫局」とする。
【００２８】
なお、無線局２−１〜２−４について、隣接しない無線局の間で直接無線通信ができない状態となっているものとする。具体的には、親局の無線局２−１は、無線局２−３（孫局）及び無線局２−４（ひ孫局）と直接無線通信ができない状態となっているものとし、子局の無線局２−２は、無線局２−４（ひ孫局）と直接無線通信ができない状態となっているものとする。
【００２９】
この実施形態では、音声パケットに関して、４台の無線局２−１〜２−４間で、４ホップの無線通信を行なう場合を例示するが、無線局の数及びホップ数（Ｈｏｐｐｉｎｇ数）は特に限定されるものではない。
【００３０】
メッシュゲートウェイ装置３は、メッシュネットワークとしての無線通信システム１０の無線通信を管理するものである。
【００３１】
図１は、第１の実施形態に係る無線局２−１〜２−４の内部構成を示す内部構成図である。全ての無線局２−１〜２−４は、同一又は対応する内部構成を有するものであり、図２では無線局２と表示して説明する。
【００３２】
図１において、第１の実施形態に係る無線局２は、制御部２１、アンテナ部２２、受信部２３、送信部２４、アンテナ部２５を有する。
【００３３】
アンテナ部２２は、電波を捕捉して、電波信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を受信信号として受信部２３に与えるものである。
【００３４】
受信部２３は、アンテナ部２２から受信信号を取得し、取得した受信信号に対して受信処理を行うものである。
【００３５】
制御部２１は、無線局２の送信処理、受信処理を制御するものである。制御部２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース部等を有して構成されるものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納される処理プログラムを実行することにより無線局２の機能を実現するものである。なお、処理プログラムは、インストールにより搭載可能なものであり、コンピュータであるＣＰＵを機能させるものとして図１に例示するブロックで示すことができる。
【００３６】
制御部２１は、機能的には、送信時間制御部２１１、隣接無線局数認識部２１３、通信データ数判断部２１３、コーデック種別判定部２１４を有する。
【００３７】
送信時間制御部２１１は、当該無線局２の送信時間を制御するものである。送信時間制御部２１１は、ＶｏＩＰ通信等のリアルタイム通信に必要な送信時間を制御するものである。
【００３８】
また、送信時間制御部２１１は、後述するコーデック種別判定部２１４により判定されたコーデック方式に基づいて、当該無線局２の送信間隔を制御するものである。
【００３９】
送信時間制御部２１１によるコーデック方式に基づく送信間隔の制御の方法は、既定の送信制限速度を保持しながら、ＶｏＩＰ通信のリアルタイム性を保持するために、受信した音声パケット（ＶｏＩＰパケット）の音声符号化方式に応じて、一時的に音声パケットの送信時間の間隔を調整する方法を適用することができる。
【００４０】
ここで、既定の送信限度速度とは、無線通信システム１０における無線局２に、予め設定されたＶｏＩＰ通信に必要な送信時間の割合を示すものである。例えば、既定の送信限度速度が「１０％」と設定されている場合、単位時間である１時間（＝３６００秒）において３６０秒が、ＶｏＩＰパケットの送信時間として費やすことができる時間であることとする。既定の送信限度速度は、無線通信システム１０において適宜決定することができるが、この実施形態では、既定の送信限度速度が１０％である場合を例示する。
【００４１】
つまり、送信時間制御部２１１は、単位時間（例えば１時間（３６００秒））内における送信限度速度については１０％となるようにするが、ＶｏＩＰ通信を行なう期間においては、一時的に送信時間の間隔が小さくなるように調整する。なお、送信時間制御部２１１が、後述するコーデック種別判定部２１４により判定された音声符号化方式に基づいて、送信時間の間隔を調整する具体的な方法については動作の項で詳細に説明する。
【００４２】
隣接無線局数認識部２１２は、自局が通信可能な他の無線局２の数を認識するものである。つまり、隣接無線局数認識部２１２は、ＶｏＩＰ通信を行う際に、自局が無線通信を行なう隣接する他の無線局２の数を認識するものである。隣接無線局数認識部２１２は、例えば、ＯＬＳＲ等のマルチホップルーティングプロトコル等の手法により隣接する他の無線局２の数を認識することができる。
【００４３】
通信データ数判断部２１３は、自局を通過する通信データ数を判断するものである。通信データ数判断部２１３は、例えば、単位時間当たりに自局を通過するＶｏＩＰ通信に係る通信データの数（又はＶｏＩＰパケットの数）を計数する手法等を適用することができる。
【００４４】
コーデック種別判定部２１４は、受信部２３から受信信号を取得し、受信信号のヘッダ情報に基づいて、当該受信信号の音声符号化方式（コーデック方式）の種類を判別するものである。つまり、コーデック種別判定部２１４は、受信信号のヘッダ情報から音声信号の符号化方式を判定して、その判定結果を送信時間制御部２１１に与えるものである。
【００４５】
送信部２４は、送信すべき信号をアンテナ部２５に与えて送信するものである。
【００４６】
アンテナ部２５は、送信部２４からの送信信号を電波に乗せて送出するものである。
【００４７】
（１−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の無線通信システム１０における音声通信について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４８】
ここでは、図２において、音声通信装置１−１及び１−２間の音声パケットを、親局である無線局２−１とひ孫局である無線局２−４との間でＶｏＩＰ通信を行なう場合を例示する。
【００４９】
図３は、第１の実施形態に係る無線局２における送信間隔の調整処理の動作を示すフローチャートである。
【００５０】
図３において、無線通信システム１０を構成する各無線局２−１〜２−４の制御部２１は、受信信号を受信すると、受信信号のヘッダ情報に基づいて、パケット種別を判定する（Ｓ１０１）。ここでは、音声通信装置１−１及び１−２間のＶｏＩＰ通信に係るパケット種別（例えば、ＳＩＰメッセージ等）であることを判別する。
【００５１】
次に、制御部２１のコーデック種別判定部２１４は、受信した音声パケットのヘッダ情報に基づいて、音声信号のコーデック方式（音声符号化方式）の種別を判別する（Ｓ１０２）。音声通信装置１−１及び１−２における音声信号のコーデック方式の種類は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２９．１、ＩＴＵ−ＴＧ．７２３．１、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１等がある。なお、コーデック種別は、これに限定されるものではない。
【００５２】
例えば、ＳＩＰを用いた音声通信の場合、ＳＩＰメッセージにコーデック方式の種別に関する情報が含まれており、コーデック種別判定部２１４は、ヘッダ情報に含まれているコーデック方式の種別に関する情報を読み取ることで判別することができる。
【００５３】
次に、無線局２では、通信データ数判断部２１３が、自局を通過する通信データ（すなわち、音声データを含むパケット）の数を判定する（Ｓ１０３）。例えば、ＶｏＩＰ通信の開始後、自局が中継する音声パケットの数を単位時間（例えば、数秒、数十秒等）毎に測定し、各無線局２は自局が中継する音声パケット数を判断する。
【００５４】
そして、各無線局２は、送信時間制御部２１１が、無線通信システム１０における既定の送信制限速度、自局の隣接無線局の数、自局を通過する通信データ数、コーデック種別に基づいて、一時的に変化させる送信制限速度を算出する（Ｓ１０４）。各無線局２は、算出した送信制限速度を用いて送信時間の間隔を調整し（Ｓ１０５）、調整後の送信タイミングで中継すべき音声パケットの送信を行う。
【００５５】
図４は、無線局２に設定されている既定の送信制限速度に従った一般的な送信動作を説明する説明図である。図４は、例えば既定の送信制限速度が１０％である場合を例示している。なお、図４において、横軸は時間を示している。
【００５６】
図４に示すように、既定の送信制限速度が１０％の場合、無線局２は、１秒（１ｓ）間の送信期間の後、９秒（９ｓ）間の送信休止を行っている。つまり、既定の送信制限速度が１０％の場合、１０秒間のうち１０％に相当する１ｓ間を送信時間と判断して無線局２は送信処理を行っているのが一般的である。また、実際の送信動作は、通信データのデータ長等の影響を受けて、送信時間がちょうど１秒間とならない場合も生じ得る。例えば、既定の送信制限速度が１０％であっても、実際の送信時間は１ｓ間ちょうどとならず、例えば、１ｍｓ程度や１０ｍｓ程度の時間が延長したりすることもある。そのような場合、無線局２の制御部２１は、延長した時間（例えば１ｍｓ程度、１０ｍｓ程度等）に応じて、休止時間も延長時間の９倍の休止時間となるように制御している。
【００５７】
図５は、第１の実施形態に係る無線局における送信時間の調整処理を説明する説明図である。図５では、一時的に調整した送信制限速度が５０％の場合を例示している。また、図５においても、横軸は時間を示している。
【００５８】
図５に示すように、無線局２の送信制御部２１１は、音声パケットを中継する所定期間について、一時的に送信制限速度を変化させるが、例えば１時間（＝３６００秒）当たりの送信制限速度については、既定の送信制限速度である１０％に保持するように調整する。
【００５９】
つまり、無線局２において、ＶｏＩＰ通信に係る音声パケットを中継する際に、無線局２は、１ｓ間の送信期間の後、１ｓ間の送信休止期間を設けるようにする。これにより、一時的に送信制限速度が５０％となり、送信制限速度が高く変化された期間において、無線局２は音声パケットの送信タイミングの速度を上げることができる。
【００６０】
その一方で、無線局１は、送信制限速度を高く変化させた期間も含めて、例えば１時間当たりの送信制限速度がトータルとして１０％となるように調整する。
【００６１】
なお、送信制限速度を高く調整する時間は、ＶｏＩＰ通信に必要と考えられる時間とすることができ、例えば、予め設定された時間（例えば、通話に要する時間として５分間、１０分間等）としても良いし、無線局２が音声パケットを受信（中継）している時間等としても良い。
【００６２】
具体的に、通話に係る時間が５分（＝３００秒）とする。この５分間に関して送信時間制御部２１１は送信制限速度を５０％に変化するように調整するものとする。そうすると、図５に示すように、送信時間制御部２１１は、通話に係る時間である５分間（＝３００秒）のうち、１５０秒が送信時間となるように調整する。その一方で、既定の送信制限速度が１０％とすると、１時間（＝３６００秒）のうち、送信時間は６分（＝３６０秒）である。従って、通話に係る時間である５分間の経過後の５５分間（＝３３００秒）について、送信時間制御部２１１は、送信時間が２１０秒（＝（３６０秒−１５０秒））となるようにする（この例の場合、送信制限速度が６％となるように調整する）。
【００６３】
ここで、送信時間制御部２１１による送信制限時間の調整方法の一例を説明する。例えば、送信時間制御部２１１は、下記式（１）に従って、送信制限時間を調整する。
【００６４】
「送信制限速度」＝「既定の送信制限速度」×「データ通信数」×「隣接無線局数」×「コーデック種別に応じた値」      …（１）
ここで、「送信制限速度」は、ＶｏＩＰ通信をリアルタイムに通信するために必要な送信時間の間隔である。「既定の送信制限速度」は、無線通信システム１０において設定されている送信時間の間隔である。この実施形態では、１０％の場合を例示する。
【００６５】
「データ通信数」は、ネットワーク全体で自局を通過するＶｏＩＰ通話のデータ通信数（音声パケット数）をいう。「隣接無線局数」は、自局がＶｏＩＰ通信を行なっている、又は、ＶｏＩＰパケットをホッピングする必要のある無線局の数をいう。
【００６６】
「コーデック種別に応じた値」は、ＶｏＩＰ通信に係る音声信号のコーデック種別（音声符号化方式の種別）に応じた値である。例えば、音声符号化方式がＧ７１１又はＧ７２１の場合には、「１」とする。また例えば、音声符号化方式がＧ７２３．１又はＧ．７２９．１の場合には「２」とする。なお、「コーデック種別に応じた値」は、「１」又は「２」とする場合に限定されるものはなく、送信制限速度を何倍にするか（すなわち、送信間隔をどの程度短くするか）に応じて適宜決定するようにしても良い。
【００６７】
ここで、「データ通信数」及び「隣接無線局数」を考慮した理由は、無線局２−２（子局）や無線局２−３（孫局）等のように、隣接無線局数が多く、かつ、中継すべき通信データ数（音声パケット数）が比較的多い無線局２は、トラフィックが多くなるためである。このようなトラフィックが多くなる無線局２については、送信制限速度がより高くなり、送信間隔がより短くなるようにしている。これにより、ネットワークの中間に位置して負荷の多い無線局２もオーバフローとならず（すなわち、通話断とせずに）通話を継続することができるようにしている。
【００６８】
また、「コーデック種別に応じた値」を設けている理由は、音声信号のコーデックレートを考慮している。例えば、音声符号化方式がＧ．７２９とＧ７２３の場合、コーデックレートが比較的速い。そのため、この場合、ネットワーク構成にもよるが、図２に例示する無線局２−１（親局）、無線局２−２（子局）、無線局２−３（孫局）、無線局２−４（ひ孫局）のホッピングのとき、ＶｏＩＰ通信時のみ、送信時間制御部２１１は、送信制限速度を、既定の送信制限速度１０％の４倍速の４０％に可変するようにする。また例えば、通常のデータ通信の場合、送信時間制御部２１１は、送信制限速度を既定の送信制限速度１０％のままで良い。さらに例えば、音声信号のコーデックレートが比較的低いＧ．７２１の場合、送信時間制御部２１１は、送信制限速度を、既定の送信制限速度１０％の２倍速の２０％にする。このようにすることで、音声符号化方式のコーデックレートに応じた送信制限速度を調整することができる。
【００６９】
また、４倍、２倍にした送信制限速度の値は、Ｈｏｐｐｉｎｇ数と隣接する無線局数、ＶｏＩＰ通信の通信データ数によって、変化させるようにしても良い。例えば、Ｎ局の無線局２を備えて音声パケットをホッピングさせる、そのホッピング数に応じて、送信制限速度の値をＮの倍数だけ更に大きくなうように変化させるようにしても良い。
【００７０】
このようにすることで、ＶｏＩＰ通信を行なう際に、無線局２はＶｏＩＰ通信のリアルタイム性と送信時間の総和を保持しながら、一時的に送信間隔を短く変化させることができる。つまり、無線局２は、一時的に送信制限速度を、２０％、４０％、６０％等のように可変とすることができる。
【００７１】
また、無線局２は、メモリを増設することなく、従来の装置構成のままで、ＶｏＩＰの通話時間を長くするために、送信時間間隔をＶｏＩＰのコーディングレートによって、送信時間を可変させることができる。
【００７２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、ネットワークの中の負荷のかかった無線局（例えば、第１の実施形態の無線局２−２（子局）及び無線局２−３（孫局））において、送信間隔を短くして、送信時間タイミングの速度をアップすることができる。
【００７３】
送信時間タイミングの速度をアップしない従来の場合に比べて、蓄積するデータ量を抑えることができるため、通話時のリアルタイム性が長く保持できる。
【００７４】
その結果として、現状装置のままで、メモリ等を大量に搭載する必要がなくなるため、メモリの増設等に伴う装置コストを抑えることができると共に、リアルタイムの通話時間をより長くすることができる。
【００７５】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置、管理装置及び管理方法の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７６】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図６及び図７は、第２の実施形態に係る無線通信システム１０Ａの全体構成を示す全体構成図である。
【００７７】
図６及び図７に示すように、第２の実施形態に係る無線通信システム１０Ａは、音声通信装置１−１〜１−４、無線局２−１〜２−５、メッシュゲートウェイ装置３を有する。
【００７８】
図６及び図７では、音声通信装置１−１は無線局２−１に接続しており、又音声通信装置１−２は無線局２−５に接続している。また、音声通信装置１−３は無線局２−２に接続しており、音声通信装置１−４は無線局２−４に接続しているものとする。また、メッシュゲートウェイ装置３は無線局２−１に接続されている。
【００７９】
なお、図６及び図７においても、無線局２−１を「親局」とし、無線局２−２を「子局」とし、無線局２−３を「孫局」、無線局２−４を「ひ孫局」、無線局２−５を「ひひ孫局」とする。
【００８０】
無線局２−１〜２−５について、隣接しない無線局の間で直接無線通信ができない状態となっているものとする。具体的には、親局の無線局２−１は、無線局２−３（孫局）、無線局２−４（ひ孫局）及び無線局２−５（ひひ孫局）と直接無線通信ができない状態となっているものとし、子局の無線局２−２は、無線局２−４（ひ孫局）及び無線局２−５（ひひ孫局）と直接無線通信ができない状態となっているものとする。
【００８１】
メッシュゲートウェイ装置３は、各無線局２−１〜２−５との間で制御信号の送受信を行い、無線通信システム１０Ａ（ネットワーク）全体を管理・監視するものである。メッシュゲートウェイ装置３は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を有するものである。メッシュゲートウェイ装置３は、音声通信装置１−１〜１−４間のＶｏＩＰ通信の状況に応じて、各無線機２−１〜２−５に対して、通話時間及び送信休止時間を含む情報を送信して、通話時間及び送信休止時間を各無線局２−１〜２−５に表示させるものである。
【００８２】
これにより、無線局２−１〜２−５を配置している利用者は表示手段に表示される通話可能時間や休止時間を見ることができため、利用者の無線局２−１〜２−５の使用勝手を良くすることができる。
【００８３】
図８は、第２の実施形態に係るメッシュゲートウェイ装置３の内部構成を示す内部構成図である。
【００８４】
図８において、第２の実施形態のメッシュゲートウェイ装置３は、通信部３１、制御部３２を有する。
【００８５】
通信部３１は、親局である無線局２−１との間で制御情報の授受を行う処理部、装置である。
【００８６】
制御部３２は、メッシュゲートウェイ装置３の機能を司るものである。制御部３２は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース部等を有して構成されるものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納される処理プログラムを実行することによりメッシュゲートウェイ装置３の機能を実現するものである。なお、処理プログラムは、インストールにより搭載可能なものであり、コンピュータであるＣＰＵを機能させるものとして図８に例示するブロックで示すことができる。
【００８７】
制御部３２は、機能的には、無線局情報取得部３２１、無線局通信時間算出部３２２、無線局休止時間算出部３２３、通話可能情報伝達部３２４を有する。
【００８８】
無線局情報取得部３２１は、無線通信システム１０Ａ（ネットワーク）を構成する各無線局２−１〜２−５の状態情報を含む情報を取得するものである。各無線局２−１〜２−５は、定期的に状態情報を含む信号を親局である無線機２−１に送信し、無線局情報取得部３２１は、親局である無線局２−１を介して各無線局２−１〜２−５の状態情報を取得する。無線局情報取得部３２１は、各無線局２−１〜２−５が中継したパケット種別、送信元情報、宛先情報、ルーティング情報、送信制限速度等を含む情報を取得する。これにより、ＶｏＩＰ通信を行なっている音声通信装置１−１〜１−４の送信元及び宛先に関する情報を取得すると共に、ＶｏＩＰパケットのルーティング情報を認識することができる。その結果、メッシュゲートウェイ装置３は、ＶｏＩＰ通信を行なっているネットワーク構成を認識することができる。
【００８９】
無線局通信時間算出部３２２は、無線局情報取得部３２１により取得された情報に基づくＶｏＩＰ通信を行なっているネットワーク構成に応じて、無線局２−１〜２−５のそれぞれの通話可能時間を求めるものである。例えば、既定の送信制限速度１０％が設定されている場合でも、各無線局２−１〜２−５の通信可能な時間は数分〜１０分程度となる。その後、無線局２のメモリの処理分にもよるが、送信時間と同様に数分程度の休止時間を持って、再びＶｏＩＰ通信可能な状態となる。
【００９０】
例えば、無線局通信時間算出部３２２は、各無線局２−１〜２−５の送信制限速度に応じて、無線局２−１〜２−５毎の通信可能な時間を求める。このとき、無線電波環境等に応じても通信可能時間が異なってくる。そのため、無線局通信時間算出部３２２は、各無線局２−１〜２−５の置かれている環境を加味して、所定時間だけ差し引いた時間を通信可能な時間とする等のような処理を行っても良い。
【００９１】
また、無線局通信時間算出部３２２は、ＶｏＩＰ通信のネットワーク構成によっては、複数の呼に係るＶｏＩＰパケットを中継するような負荷の大きい無線局２が存在する場合もある。このように、複数の呼のネットワークが重複する無線機２に対しては、無線局通信時間算出部３２２は、通話可能な時間が短くなるように求めるようにしても良い。
【００９２】
無線局休止時間算出部３２３は、各無線局２−１〜２−５無線局情報取得部３２１により取得された情報に基づくＶｏＩＰ通信を行なっているネットワーク構成に応じて、無線局２−１〜２−５のそれぞれの休止時間を求めるものである。
【００９３】
上述したように、例えば、既定の送信制限速度１０％が設定されている場合でも、各無線局２−１〜２−５の通信可能な時間は数分〜１０分程度となるが、その後、無線局２のメモリの処理分にもよるが、送信時間と同様に数分程度の休止時間を持って、再びＶｏＩＰ通信可能な状態となる。
【００９４】
そこで、無線局休止時間算出部３２３は、各無線局２−１〜２−５の通信時間と同程度の休止時間を求めるようにしても良い。
【００９５】
また、複数の呼のネットワークが重複する無線機２に対しては、無線局休止時間算出部３２３は、無線局通信時間算出部３２２が算出した通信可能な時間よりも長い時間を、休止時間として求めるようにしても良い。
【００９６】
通話可能情報伝達部３２４は、無線局通信時間算出部３２２が求めた通信可能な時間と、無線局休止時間算出部３２３が求めた休止時間とを含む情報を通話可能情報として、通信部３１を介して各無線局２に伝達するものである。
【００９７】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る無線通信システム１０Ａにおけるにおける音声通信について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００９８】
図６は、音声通信装置１−１と音声通信装置１−３とがＶｏＩＰ通信を行ない、音声通信装置１−２と音声通信装置１−４とがＶｏＩＰ通信を行なっている場合を例示している。
【００９９】
図６において、メッシュゲートウェイ装置３は、無線局２−１〜２−５からの状態情報に基づいて、音声通信装置１−１及び音声通信装置１−３の間の呼に係るネットワークと、音声通信装置１−２及び音声通信装置１−４の間の呼に係るネットワークが構成されていることを認識する。
【０１００】
すなわち、メッシュゲートウェイ装置３は、音声通信装置１−１及び音声通信装置１−３の間のＶｏＩＰパケットのルーティングは、無線局２−１（親局）及び無線局２−２（子局）を介して行なわれていること、また、音声通信装置１−２及び音声通信装置１−４の間のＶｏＩＰパケットのルーティングは、無線局２−４（ひ孫局）及び無線局２−５（ひひ孫局）を介して行なわれていることを認識する。
【０１０１】
図６の場合、音声通信装置１−１及び音声通信装置１−３の間の呼に係るネットワークと、音声通信装置１−２及び音声通信装置１−４の間の呼に係るネットワークとの間で重複する無線局２は存在しない。
【０１０２】
また、メッシュゲートウェイ装置３は、無線局２−１及び無線局２−２から送信制限速度が既定の送信制限速度１０％であることを認識している。既定の送信制限速度１０％の場合、例えば、数分〜１０分程度の通話が可能であることから、メッシュゲートウェイ装置３において、無線局通信時間算出部２１２は、通信可能な時間として通話時間５分を求める。
【０１０３】
ここで、便宜上、通話時間５分としている。これは、例えば、送信制限速度１０％のとき、１時間（＝３６００秒）当たり通信時間の６分間（＝３６０秒）となる。また、メッシュゲートウェイ装置３は、無線局２の送信制限速度に応じて通話時間を決めるようにしても良い。
【０１０４】
さらに、メッシュゲートウェイ装置３は、通話時間後に、決定した通話時間と同程度の時間を休止時間として決定する。
【０１０５】
そして、メッシュゲートウェイ装置３は、音声通信装置１−１及び１−２の間のネットワークを構成する無線局２−１及び２−２宛に、通話時間及び休止時間を含む情報を送信する。
【０１０６】
無線局２−１及び２−２は、メッシュゲートウェイ装置３から受信した通話時間及び休止時間を含む情報を表示手段に表示する。これにより、無線局２−１及び２−２を配置している利用者は、無線局２−１及び２−２の使用状態を認識することができる。
【０１０７】
なお、上記の例では、メッシュゲートウェイ装置３は、音声通信装置１−１及び音声通信装置１−３の間の呼に係るネットワークについて通話時間及び休止時間を決定する場合を例示したが、音声通信装置１−２及び音声通信装置１−４の間の呼に係るネットワークに関しても同様に行なう。
【０１０８】
図７は、音声通信装置１−１と音声通信装置１−２とがＶｏＩＰ通信を行ない、音声通信装置１−３と音声通信装置１−４とがＶｏＩＰ通信を行なっている場合を例示している。
【０１０９】
図７において、メッシュゲートウェイ装置３は、無線局２−１〜２−５からの状態情報に基づいて、音声通信装置１−１及び音声通信装置１−２の間の呼に係るネットワークと、音声通信装置１−３及び音声通信装置１−４の間の呼に係るネットワークが構成されていることを認識する。
【０１１０】
すなわち、メッシュゲートウェイ装置３は、音声通信装置１−１及び音声通信装置１−２の間のＶｏＩＰパケットのルーティングは、無線局２−１（親局）、無線局２−２（子局）、無線局２−３（孫局）、無線局２−４（ひ孫局）、無線局２−５（ひひ孫局）を介して行なわれていることを認識する。
【０１１１】
また、音声通信装置１−３及び音声通信装置１−４の間のＶｏＩＰパケットのルーティングは、無線局２−２（子局）、無線局２−３（孫局）及び無線局２−４（ひ孫局）を介して行なわれていることを認識する。
【０１１２】
図７の例の場合、無線局２−２（子局）、無線局２−３（孫局）、無線局２−４（ひ孫局）が、２つの呼のネットワークの通信ルートで重複している。
【０１１３】
この場合、無線局２−２（子局）、無線局２−３（孫局）、無線局２−４（ひ孫局）はそれぞれ、自局を通過する通信データ数（ＶｏＩＰパケット数）が多くなりトラフィックの負荷が大きくなる。
【０１１４】
そこで、無線局２−２（子局）、無線局２−３（孫局）、無線局２−４（ひ孫局）はそれぞれ、送信タイミングの速度を上げるために、第１の実施形態で説明した手法により、送信制限速度が高くなるように変更する。具体的には、図７に示すように、無線局２−２（子局）及び無線局２−４（ひ孫局）は送信制限速度を２０％に変更する。無線局２−３（孫局）は、送信制限速度を４０％に変更する。もちろん、送信制限速度は既定の送信制限速度１０％のままでも良いが、送信制限速度を高く変化させる場合、例えば、親局対子局の１：１通信時で１０％を保持している場合よりも、通話時間は格段に短くなる。
【０１１５】
このとき、メディアゲートウェイ装置３は、通話時間を５分と決定すると共に、その通話時間後、通話時間よりも長くなるように、休止時間を１５分に決定する。
【０１１６】
そして、メッシュゲートウェイ装置３は、無線局２−１〜２−５宛に、通話時間及び休止時間を含む情報を送信する。
【０１１７】
無線局２−１〜２−５は、メッシュゲートウェイ装置３から受信した通話時間及び休止時間を含む情報を表示手段に表示する。これにより、無線局２−１〜２−５を配置している利用者は、無線局２−１〜２−５の使用状態を認識することができる。
【０１１８】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、既定の送信制限速度のままでＶｏＩＰ通信を行なう場合でも、又、既定の送信制限速度を高くしてＶｏＩＰ通信を行なう場合でも、メッシュゲートウェイ装置が、ネットワーク全体を監視して、各無線局に、通信時間、通話可能になるまでの待ち時間（送信休止時間）を表示させる。これにより、通信時間と、通話までの待ち時間が明確になり、待ち時間は装置自体も最も電力を消費する送信系を休止し省電力が見込まれる。さらに、無線局の表示機能により、通信時間及び休止時間を表示することにより、利用者に対するサービスとなり、使い勝手の向上を図ることが可能となる。
【０１１９】
（Ｃ）他の実施形態
上述した各実施形態においても種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも広く適用することができる。
【０１２０】
（Ｃ−１）上述した各実施形態では、防災システムとしてのマルチホッピング無線システムに本発明を適用する場合を例示した。しかし、本発明は、マルチホッピング無線システムであれば、防災システムに限定されるものではなく、無線通信システムに広く適用することができる。
【０１２１】
（Ｃ−２）本発明は、上述した第１の実施形態で説明したように、ＶｏＩＰ電話機としての音声通信装置に無線局（例えば防災無線装置）に接続してＶｏＩＰ通信を行なう際に、無線局が送信時間を可変し、無線局同士の様々なネットワーク形態の無線システムに広く適用することができる。
【０１２２】
（Ｃ−３）本発明は、上述した第２の実施形態で説明したように、ＶＯＩＰ通話を実施する際に送信時間を可変させる場合、又は送信時間を可変させない場合に、無線局（例えば防災無線装置）にＶｏＩＰ電話機を接続し、メッシュゲートウェイ装置が全体を監視するような無線システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…無線通信システム、１−１〜１−４…音声通信装置、２−１〜２−５…無線局、３…メッシュゲートウェイ装置、２１…制御部、２１１…送信時間制御部、２１２…隣接無線局数認識部、２１３…通信データ数判断部、２１４…コーデック種別判定部、２２及び２５…アンテナ部、２３…受信部、２４…送信部、３１…通信部、３２…無線局管理部、３２１…無線局情報取得部、３２２…無線局通信時間算出部、３２３…無線局休止時間算出部、３２４…通話可能情報伝達部。
【図１】
2015154405.tif 000003
【図２】
2015154405.tif 000004
【図３】
2015154405.tif 000005
【図４】
2015154405.tif 000006
【図５】
2015154405.tif 000007
【図６】
2015154405.tif 000008
【図７】
2015154405.tif 000009
【図８】
2015154405.tif 000010