(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ無線通信システムに含まれ互いに情報を送受信する複数の無線通信装置のうちの一の無線通信装置であって、
一フレームに含まれ、それぞれＭ個（Ｍは２以上の整数）のスロットを含むＮ個（Ｎは２以上の整数）のスロット群のうちの第１スロット群に含まれるｍ番目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のスロットにおいて、前記情報を送信する送信部と、
前記Ｎ個のスロット群に含まれる第２スロット群に含まれるｍ番目のスロットにおいて、前記送信部を前記複数の無線通信装置に含まれない無線通信装置からの接続要求を受け付け可能な状態にする制御部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記複数の無線通信装置のホップ数が大きいほど、前記第１スロット群は前記フレーム中で早い、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第２スロット群は、前記第１スロット群よりも２つ以上早いスロット群である、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第２スロット群は、前記フレームに含まれる一番早いスロット群である、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の無線通信装置に含まれない無線通信装置からの接続要求を受け付ける期間を、前記複数の無線通信装置に含まれない無線通信装置に対する前記接続要求を送信する期間として決定する
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記自己の割当てられた前記スロット群より早い前記スロット群に含まれる、他の第２無線通信装置の割当てられた前記スロットを含む期間を、前記他の第２無線通信装置からの前記情報を受信する第１の受信期間として決定する
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記自己の割当てられた前記スロット群より遅い前記スロット群に含まれる、他の第２無線通信装置の割当てられた前記スロットを含む期間を、前記他の第２無線通信装置からの前記情報を受信する第２の受信期間として決定する
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記送信部による前記情報の送信処理を休止させるスリープ制御部を備える
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数の無線通信装置を有するマルチホップ無線通信システムであって、
前記複数の無線通信装置はホップ数が同じ第１群の無線通信装置を含み、
前記第１群の無線通信装置は
一フレームに含まれそれぞれＭ個（Ｍは２以上の整数）のスロットを含むＮ個（Ｎは２以上の整数）のスロット群のうちの第１スロット群に含まれるｍ番目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のスロットにおいて情報を送信し、前記Ｎ個のスロット群に含まれる第２スロット群に含まれるｍ番目のスロットにおいて前記複数の無線通信装置に含まれない無線通信装置からの接続要求を受け付け可能な状態である、
無線通信システム。
【請求項１０】
前記第２スロット群に含まれる前記ｍ番目のスロットにおいて前記第１群の無線通信装置の少なくとも一つに接続要求を送信する、
前記複数の無線通信装置に含まれ前記第１群の無線通信装置に含まれない無線通信装置を含む、請求項９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】
本発明の実施形態は、無線通信装置及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の無線ノードをメッシュ状に接続したメッシュネットワークが利用されている。この無線メッシュネットワークの通信方式として、例えば、時分割通信方式が採用されている。時分割通信方式では、各無線ノードをスリープさせるタイミングを容易に制御できるため、無線メッシュネットワークを省電力化することができる。
【０００３】
しかしながら、無線メッシュネットワークでは、各無線ノードが送信した情報は、複数の無線ノードにより中継され、根ノードまで送信されるため、根ノードまで情報を送信するために時間がかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３９７７８号公報
【特許文献２】特開２００８−２２５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線メッシュネットワークにおける情報伝達時間を短縮することができる無線通信装置及び無線通信システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る無線通信装置は、送受信部と、タイミング決定部と、を備える。送受信部は、情報を送受信する。タイミング決定部は、一フレームに含まれそれぞれに異なるランク値が割当てられた複数のスロット群に含まれ、それぞれに異なるノードＩＤが割当てられた複数のスロットから、根ノードまでのホップ数に応じた自己のランク値が割当てられたスロット群に含まれ自己のノードＩＤが割当てられたスロットを、送受信部が情報を送信する送信スロットとして決定する。また、タイミング決定部は、自己のランク値と異なるランク値が割当てられたスロット群に含まれ自己のノードＩＤが割当てられたスロットを、他の第１無線通信装置からの接続要求を受け付ける接続受付期間として決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】無線通信システムの構成の一例を示す図。
【図２】図１をネットワークトポロジーの形態で示した図。
【図３】フレームの一例を示す図。
【図４】送信スロットの一例を示す図。
【図５】送信スロット、第１の受信期間、及び第２の受信期間の一例を示す図。
【図６】送信スロット、第１の受信期間、及び第２の受信期間の他の例を示す図。
【図７】接続受付期間の一例を示す図。
【図８】無線通信装置の構成の一例を示す図。
【図９】無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図。
【図１０】無線通信装置の接続要求処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】接続済みの無線通信装置の１フレーム分の通常動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
まず、無線通信システムの概要について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、この無線通信システムは、複数の無線通信装置１と、集約装置２と、を備える。無線通信システムは、無線メッシュネットワークを構成しており、時分割通信方式により通信する。
【００１０】
この無線通信システムにおいて、所定の範囲内に配置された複数の無線通信装置１及び集約装置２は、互いに無線通信が可能である。無線通信装置１は、例えば、温度センサや加速度センサなどの任意のセンサを搭載し、センサにより測定したセンサ情報を無線で送信する。以下では、無線通信装置１がセンサ情報を送信する場合を例に説明するが、無線通信装置１が送信する情報は、センサ情報に限られない。
【００１１】
各無線通信装置１が送信したセンサ情報は、他の無線通信装置１に中継され、或いは、直接的に集約装置２に送信される。集約装置２は、各無線通信装置１から送信されたセンサ情報を集約する。集約装置は、例えば、無線通信機能を備えたサーバである。
【００１２】
図２は、図１の無線通信システムを模式的にネットワークトポロジーの形態で示した図である。図２において、アルファベットは各無線通信装置１、根は集約装置２、矢印は情報の伝達経路を示す。矢印の元は情報の送信元であり、矢印の先は情報の送信先を示す。
【００１３】
以下の説明において、無線通信システムを構成する無線通信装置１及び集約装置２をノードといい、各無線通信装置１を無線ノードＸ、集約装置２を根ノードという。Ｘは、各無線ノードのＩＤ（以下、「ノードＩＤ」という）であり、図中のアルファベットと対応する。
【００１４】
また、ある無線ノードＸのセンサ情報が根ノードに到達するまでに、そのセンサ情報が送信又は中継される回数を、ホップ数という。例えば、図２の無線ノードＡのセンサ情報は、無線ノードＡが送信すると根ノードに到達する。したがって、無線ノードＡのホップ数は１となる。また、無線ノードＥのセンサ情報は、無線ノードＥが送信し、無線ノードＢが中継すると根ノードに到達する。したがって、無線ノードＥのホップ数は２となる。
【００１５】
また、複数の無線ノードＸのうち、根ノードに近い（根ノードまでのホップ数が小さい）側を上流側、根ノードから遠い（根ノードまでのホップ数が大きい）側を下流側という。
【００１６】
また、情報を送受信する２つの無線ノードのうち、上流側の無線ノード又は根ノードを親ノード、下流側の無線ノードを子ノードという。例えば、図２の無線ノードＢの親ノードは根ノードであり、子ノードは無線ノードＥ，Ｆ，Ｇである。
【００１７】
次に、本実施形態におけるフレーム（frame）について説明する。本実施形態に係る無線通信システムが採用する時分割通信方式では、無線通信システムの１サイクル分の動作時間が予め設定されている。この動作時間をフレームという。無線通信システムは、このフレームを繰り返すことにより動作する。
【００１８】
図３は、本実施形態に係るフレームの一例を示す図である。図３に示すように、フレームは、複数のスロット（slot）に時分割されている。スロットとは、無線通信システムにおける各ノードの動作の単位時間のことである。フレームが６０スロットに時分割され、各スロットの時間が１分の場合、１つのフレームの時間は１時間となる。
【００１９】
また、フレームには、複数のスロット群が設定されている。スロット群とは、連続する複数のスロットを含む期間のことである。スロット群は、各スロット群が重複しないように、無線通信システムにおける最大ホップ数Ｎ個以上設定される。図３の例では、フレームには、Ｎ個のスロット群が設定されている。
【００２０】
例えば、フレームが３００スロットに時分割され、最大ホップ数Ｎが１０である場合、連続する３０スロットを含むスロット群が１０個設定されてもよいし、連続する２０スロットを含むスロット群が１５個設定されてもよい。各スロット群に含まれるスロットの数は同一であってもよいし、異なってもよい。また、フレームには、スロット群が設定されない期間があってもよい。
【００２１】
また、各スロット群は、無線通信システムを構成するノードの台数以上のスロットが含まれるように設定される。例えば、無線通信システムが９台の無線ノードと、１台の根ノードと、により構成される場合、各スロット群は、１０個以上のスロットが含まれるように設定される。
【００２２】
また、無線通信システムに新たな無線ノードが接続されることが想定される場合には、各スロット群は、接続されるノードの台数を考慮した数のスロットが含まれるように設定される。例えば、現在の無線通信システムが１０台のノードにより構成され、将来的に１０台の新たな無線ノードの接続が見込まれる場合、各スロット群は、２０個以上のスロットを含むように設定される。
【００２３】
また、各スロット群には、それぞれランク値Ｒが割当てられる。ランク値Ｒとは、無線ノードのホップ数を示す値のことである。上記のように、無線通信システムにおける最大ホップ数がＮの場合、各スロット群には、１〜Ｎのランク値Ｒがそれぞれ割当てられる。
【００２４】
この際、フレームにおいて時間が早いスロット群ほど、大きなランク値Ｒが割当てられ、時間が遅いスロット群ほど、小さなランク値Ｒが割当てられる。例えば、図３のフレームの１番目のスロット群には、ランク値Ｎが割当てられ、最後のスロット群には、ランク値１が割当てられている。以下、ランク値Ｒが割当てられたスロット群を、スロット群Ｒという。例えば、ホップ数はランク値Ｒと同じ値である。
【００２５】
また、各スロット群に含まれる各スロットには、無線通信システムを構成する各ノードのノードＩＤが割当てられる。図３の例では、各スロット群の各スロットには、時間の早いスロットから順に、無線ノードＡ，Ｂ，Ｃ，・・・，根ノードのノードＩＤが割当てられている。なお、スロットに対してノードＩＤを割当てる順番は、図３の例に限られず、任意である。また、各スロット群には、ノードＩＤが割当てられていないスロットが含まれてもよい。また、ノードＩＤを割当てる順番は、スロット群毎に異なってもよい。以下、無線ノードＸのノードＩＤが割当てられたスロットを、スロットＸという。
【００２６】
また、無線通信システムに新たな無線ノードが接続されることが想定される場合には、各スロット群には、未接続の無線ノードのノードＩＤが割当てられたスロットが含まれてもよい。未接続の無線ノードのノードＩＤの割当ては、未接続の無線ノードのノードＩＤが予めわかっている場合、そのノードＩＤをスロットに割当てることにより可能である。
【００２７】
一方、未接続の無線ノードのノードＩＤが不明な場合には、各スロットに、無線通信システムに接続した順番に応じた番号を予め割当て、割当てた番号と、無線ノードのノードＩＤと、を無線ノードが接続した順に対応付ければよい。例えば、無線通信システムに３台の無線ノードが接続されており、そこに４台目の新たな無線ノードＸが接続した場合、スロットの番号４にＸを対応付ける。これにより、新たな無線ノードＸのノードＩＤが、番号４を割当てられたスロットに割当てられる。
【００２８】
以上説明した通り、本実施形態では、フレームに対して、予め複数のスロット群が設定される。そして、各スロット群には、それぞれランク値が割当てられる。各スロット群に含まれる各スロットには、それぞれ無線ノードのノードＩＤが割当てられる。以下の説明において、無線ノードが割当てられたスロットは、無線ノードのノードＩＤが割当てられたスロットに相当する。
【００２９】
以上の設定情報は、フレーム情報として、各ノードに記憶される。各ノードは、フレーム情報を利用して送信処理、受信処理、及び接続処理を実行する。以下、各無線ノードの送信処理、受信処理、及び接続処理について、それぞれ説明する。
【００３０】
まず、各無線ノードの送信処理について説明する。各無線ノードは、自ノードのホップ数を示すランク値Ｒを有し、ランク値Ｒに基づいて、自ノードの送信スロットを決定し、使用する。送信スロットとは、無線ノードが、情報を送信するスロットのことである。無線ノードは、送信スロットにおいて、自ノードのセンサ情報の送信と、子ノードから受信したセンサ情報の中継と、を実行する。
【００３１】
具体的には、各無線ノードＸは、自ノードのランク値Ｒを割当てられたスロット群Ｒのスロットのうち、自ノードが割当てられたスロットＸを、送信スロットとして使用する。すなわち、ランク値Ｒを有する無線ノードＸの送信スロットは、スロット群ＲのスロットＸとなる。
【００３２】
図４は、こうして決定された送信スロットの一例を示す図である。例えば、図４の例では、無線ノードＡは、ホップ数が１であるため、ランク値１（Ｒ＝１）を有する。この無線ノードＡは、スロット群１のスロットＡ（無線ノードＡを割当てられたスロット）を送信スロットとして使用する。
【００３３】
本実施形態では、各無線ノードが上記のように送信スロットを決定する。この結果、センサ情報の伝達経路において下流側に位置する（ホップ数が大きい）無線ノードほど、フレームにおいて時間が早いスロットを、送信スロットして割当てられる。
【００３４】
例えば、図４の無線ノードＩに着目すると、無線ノードＩから根ノードまでの情報伝達経路は、下流側から順に無線ノードＩ，Ｅ，Ｂ、根ノードにより構成される。そして、図４からわかるように、これらの無線ノードの送信スロットは、無線ノードＩ，Ｅ，Ｂ、根ノードの順に時間が早い。
【００３５】
このように各無線ノードの送信スロットが割当てられることにより、各無線ノードから根ノードまでの情報伝達時間を短縮することができる。具体的には、情報伝達時間を１フレーム以内にすることができる。
【００３６】
また、各無線ノードの送信スロットとして異なるスロットが割当てられるため、送信信号の衝突を避けることができる。
【００３７】
次に、各無線ノードの受信処理について説明する。各無線ノードは、自ノードのランク値Ｒに基づいて、受信処理を実行する第１の受信期間及び第２の受信期間をそれぞれ決定し、使用する。
【００３８】
第１の受信期間は、無線ノードが子ノードから無線信号を受信する期間である。無線ノードは、第１の受信期間の間に子ノードから受信した無線信号に含まれるセンサ情報を、自ノードの送信スロットの間に親ノードに中継する。無線ノードは、子ノードの送信スロットを含むように第１の受信期間を決定する。
【００３９】
ある無線ノードＸの子ノードＹのランク値は、無線ノードＸのランク値より１大きくなる。すなわち、無線ノードＸのランク値がＲの場合、子ノードＹのランク値は（Ｒ＋１）となる。このため、子ノードＹの送信スロットは、スロット群（Ｒ＋１）のスロットＹとなる。無線ノードＸは、スロット群（Ｒ＋１）のスロットＹを含む期間を、第１の受信期間として決定する。
【００４０】
例えば、無線ノードＸは、スロット群（Ｒ＋１）を第１の受信期間として決定してもよい。これは、図４の無線ノードＥが、スロット群３を第１の受信期間として決定する場合に相当する。このように第１の受信期間を決定することにより、無線ノードＸは、子ノードＹのノードＩＤを把握していない場合であっても、子ノードＹからの無線信号を受信することができる。
【００４１】
また、無線ノードＸは、スロット群（Ｒ＋１）のスロットＹを第１の受信期間として決定してもよい。これは、図４の無線ノードＥが、スロット群３のスロットＨ，Ｉを第１の受信期間として決定する場合に相当する。このように第１の受信期間を決定することにより、無線ノードＸは、受信処理を実行する期間を短縮し、消費電力を低減できる。
【００４２】
第２の受信期間は、無線ノードが親ノードからの無線信号を受信する期間である。無線ノードは、第２の受信期間の間に受信した無線信号に基づいて、現在の親ノードの適否の判断や、新たな親ノードの選択を行う。無線ノードは、親ノードの送信スロットを含むように第２の受信期間を決定する。
【００４３】
ある無線ノードＸの親ノードＺのランク値は、無線ノードＸのランク値より１小さくなる。すなわち、無線ノードＸのランク値がＲの場合、親ノードＺのランク値は（Ｒ−１）となる。このため、親ノードＺの送信スロットは、スロット群（Ｒ−１）のスロットＺとなる。無線ノードＸは、スロット群（Ｒ−１）のスロットＺを含む期間を、第２の受信期間として決定する。
【００４４】
例えば、無線ノードＸは、スロット群（Ｒ−１）を第２の受信期間として決定してもよい。これは、図４の無線ノードＥが、スロット群１を第２の受信期間として決定する場合に相当する。このように第２の受信期間を決定することにより、親ノードＺから無線信号を受信し、親ノードＺの適否を判断することができる。また、無線ノードＸは、ランク値（Ｒ−１）を有する各無線ノードからの無線信号を受信し、受信した無線信号に基づいて、新たな親ノードを選択することができる。
【００４５】
また、無線ノードＸは、スロット群（Ｒ−１）のスロットＺを第２の受信期間として決定してもよい。これは、図４の無線ノードＥが、スロット群１のスロットＢを第２の受信期間として決定する場合に相当する。このように第２の受信期間を決定することにより、無線ノードＸは、受信処理を実行する期間を短縮し、消費電力を低減できる。
【００４６】
図５及び図６は、送信スロット、第１の受信期間、及び第２の受信期間の一例を示す図である。図５の例では、無線ノードＩ（Ｒ＝３）の送信スロットはスロット群３のスロットＩ、第１の受信期間はスロット群４、第２の受信期間はスロット群２となっている。図６の例では、無線ノードＩ（Ｒ＝３）の送信スロットはスロット群３のスロットＩ、第１の受信期間はスロット群４のスロットＬ，Ｍ、第２の受信期間はスロット群２のスロットＥとなっている。図５及び図６では、送信スロット、第１の受信期間、及び第２の受信期間を除く期間、無線ノードＩは、信号の送受信ができないスリープ状態となっている。スリープ状態となることにより、無線ノードＩは、消費電力を低減できる。スリープ状態について、詳しくは後述する。
【００４７】
次に、各無線ノードの接続処理について説明する。接続処理とは、無線通信システムに接続されていない無線ノード（以下、「新たな無線ノード」という）を、無線通信システムに接続するための処理のことである。接続処理には、接続要求処理と、接続受付処理と、が含まれる。
【００４８】
接続要求処理は、新たな無線ノードが、接続済みの候補ノードに接続要求を送信する処理である。候補ノードとは、新たな無線ノードの親ノード候補となるノードのことである。接続要求とは、新たな無線ノードが、候補ノードに対して、自ノードを子ノードとして接続するように要求する信号である。接続要求には、新たな無線ノードのノードＩＤと、候補ノードのノードＩＤと、が含まれる。
【００４９】
新たな無線ノードは、候補ノード探索期間の間、無線信号を受信し、受信した無線信号に基づいて、候補ノードを決定する。候補ノード探索期間は、例えば、１フレームである。そして、新たな無線ノードは、接続要求期間の間、決定した候補ノードに接続要求を送信する。接続要求期間は、候補ノードの接続受付期間の一部又は全部である。接続受付期間について、詳しくは後述する。
【００５０】
接続受付処理は、候補ノードが、新たな無線ノードから接続要求を受信し、新たな無線ノードからの接続の可否を判断し、判断した結果を新たな無線ノードに返信する処理である。候補ノードは、例えば、既に接続済みの子ノードの台数や、現在のペイロードの大きさに基づいて、接続を可否の判断を行う。
【００５１】
候補ノードが接続を承認した場合、新たな無線ノードは、候補ノードの子ノードとして、無線通信システムに接続される。すなわち、候補ノードが、新たな無線ノードの親ノードとなる。
【００５２】
接続済みの各無線ノードは、上記の接続受付処理を実行するための接続受付期間を決定する。接続受付期間とは、無線ノードが、自ノード宛ての接続要求を受け付ける（受信処理する）期間のことである。各無線ノードの接続受付期間は、以下の要件を満たすのが好ましい。
【００５３】
第１の要件は、接続受付期間が、自ノードの送信スロットと重複しないことである。接続受付期間が、自ノードの送信スロットと重複すると、送信スロットの間に送信処理及び接続受付処理を実行しなければならず、処理が煩雑になったり、処理が間に合わなくなったりする恐れがある。また、自ノードが送信した信号と、自ノード宛ての接続要求と、が衝突し、接続要求を受信できない恐れがある。
【００５４】
第２の要件は、接続受付期間が、他ノードの送信スロットと重複しないことである。接続受付期間が、他ノードの送信スロットと重複すると、他ノードが送信した信号と、接続要求と、が衝突し、接続要求を受信できない恐れがある。
【００５５】
第３の要件は、接続受付期間が、他ノードの接続受付期間と重複しないことである。自ノードの接続受付期間と、他ノードの接続受付期間と、が重複すると、自ノード宛ての接続要求と、他ノード宛ての接続要求と、が衝突し、接続要求を受信できない恐れがある。
【００５６】
第１の要件から第３の要件を満たす無線ノードＸの接続受付期間として、無線ノードＸと異なるランク値を割当てられたスロット群における、無線ノードＸを割当てられたスロットＸが挙げられる。
【００５７】
図７は、このような接続受付期間の一例を示す図である。図７は、ランク値４を有する無線ノードＸの接続受付期間を示している。図７の例では、無線ノードＸは、スロット５を割当てられている。
【００５８】
図７に示すように、無線ノードＸの送信スロットは、スロット群４のスロット５となる。これに対して、無線ノードＸの接続受付期間は、スロット群４以外のスロット群における、スロット５である。
【００５９】
スロット群４以外のスロット群のスロット５は、無線ノードＸ及び他の無線ノードにより送信スロットとして使用されず、かつ、他の無線ノードの接続受付期間としても使用されない。したがって、スロット群４以外のスロット群のスロット５は、第１乃至第３の要求をいずれも満たす。
【００６０】
無線ノードＸは、自ノードのランク値Ｒに基づいて、ランク値Ｒ以外を割当てられたスロット群における、自ノードを割当てられたスロットＸの１つ又は複数を、接続受付期間として決定すればよい。
【００６１】
また、予めフレームの先頭に、接続受付用スロット群が設けられていてもよい。この場合、各無線ノードは、接続受付用スロット群における、自ノードのスロットを接続受付期間として決定すればよい。こうして決定された各無線ノードの接続受付期間は、上記の第１の要件から第３の要件を全て満たす。
【００６２】
接続受付用スロット群を設定することにより、フレームの先頭で行う他の処理と同時に接続受付処理を行えるため、全体の処理を効率化できる。また、接続済みの全ての無線ノードの接続受付期間が同スロット群となるため、新たな無線ノードが接続要求を送信するスロット群を変更する必要がない。これにより、接続要求処理を単純化できる。
【００６３】
以上説明した通り、各無線ノードの接続受付期間を第１の要件から第３の要件を満たすように決定することにより、接続要求と他の無線信号との衝突を抑制し、接続要求の受信精度を向上させることができる。
【００６４】
さらに、ランク値Ｒを有する無線ノードＸの接続受付期間は、自ノードのランク値Ｒより２以上大きいランク値を割当てられたスロット群のスロットＸとすることができる。理由は、以下の通りである。
【００６５】
無線ノードＸに接続を要求した新たな無線ノードのセンサ情報は、無線ノードＸにより、できるだけ早く中継されることができる。しかしながら、無線ノードＸの接続受付期間が、（Ｒ−１）以下のランク値を割当てられたスロット群のスロットＸである場合、この接続受付期間に新たな無線ノードが接続されたとしても、新たな無線ノードのセンサ情報が無線ノードＸにより受信されるのは、次のフレームにおける新たな無線ノードの送信スロットとなる。
【００６６】
例えば、図７の無線ノードＸの接続受付期間がスロット群３のスロット５である場合、あるフレームのスロット群３のスロット５に接続された新たな無線ノードのセンサ情報は、次のフレームのスロット群５に無線ノードＸにより受信される。
【００６７】
これは、無線ノードＸの接続受付期間が、ランク値（Ｒ＋１）を割当てられたスロット群（Ｒ＋１）のスロットＸである場合も同様である。なぜなら、新たな無線ノードに、スロットＸより早いスロットが割当てられることがあり得るためである。
【００６８】
例えば、図７の無線ノードＸの接続受付期間がスロット群５のスロット５である場合、あるフレームのスロット群５のスロット５に、スロット１が割当てられた新たな無線ノードが接続されると、接続された新たな無線ノードのセンサ情報は、次のフレームのスロット群５のスロット１に無線ノードＸにより受信される。
【００６９】
結果として、ランク値Ｒを有する無線ノードＸの接続受付期間が、（Ｒ＋１）以下のランク値を割当てられたスロット群のスロットＸである場合、新たな無線ノードのセンサ情報が中継されるのは、新たな無線ノードが無線通信システムに接続されたフレームの次のフレームとなり得る。
【００７０】
これに対して、無線ノードＸの接続受付期間が、（Ｒ＋２）以上のランク値を割当てられたスロット群のスロットＸである場合、この接続受付期間に新たな無線ノードが接続されると、新たな無線ノードのセンサ情報が無線ノードＸにより受信されるのは、新たな無線ノードが接続されたフレームと同じフレームとなる。
【００７１】
例えば、図７の無線ノードＸの接続受付期間がスロット群６のスロット５である場合、あるフレームのスロット群６のスロット５に接続された新たな無線ノードのセンサ情報は、そのフレームのスロット群５に無線ノードＸにより受信される。
【００７２】
結果として、ランク値Ｒを有する無線ノードＸの接続受付期間が、（Ｒ＋２）以上のランク値を割当てられたスロット群のスロットＸである場合、新たな無線ノードのセンサ情報が中継されるのは、新たな無線ノードが無線通信システムに接続されたフレームと同じフレームとなる。
【００７３】
このように、ランク値Ｒを有する無線ノードＸの接続受付期間を、自ノードのランク値Ｒより２以上大きいランク値が割当てられたスロット群のスロットＸとすることにより、新たな無線ノードのセンサ情報の中継を早く開始することができる。具体的には、新たな無線ノードのセンサ情報の中継を、新たな無線ノードが接続されたフレームと同じフレームに開始することができる。
【００７４】
なお、各無線ノードの接続受付期間が複数ある場合には、新たな無線ノードは、候補ノードに接続要求を送信する前に、受信処理を実行し、他の無線ノードが同じ候補ノードに接続要求を送信していないか確認してもよい。新たな無線ノードは、他の無線ノードが接続要求を送信していない場合には、自ノードの接続要求を送信する。また、新たな無線ノードは、他の無線ノードが接続要求を送信していた場合には、次の接続受付期間に再度接続要求処理を実行する。
【００７５】
これにより、同じ候補ノードに対する複数の接続要求が衝突することを抑制し、接続要求の受信精度を向上させることができる。
【００７６】
次に、本実施形態に係る無線通信装置１の構成について、図８を参照して説明する。本実施形態に係る無線通信装置１は、上記の無線通信システムを自律的に構成する。図８は、無線通信装置１の構成の一例を示す図である。図８の無線通信装置１は、送受信アンテナ１１と、無線通信部１２と、を備える。
【００７７】
送受信アンテナ１１は、無線信号を受信する。送受信アンテナ１１が受信する無線信号は、自ノードの近くの他のノードが送信した無線信号である。したがって、送受信アンテナ１１は、複数の他のノードからの無線信号を受信し得る。送受信アンテナ１１は、受信した無線信号を電気信号に変換して無線通信部１２に入力する。
【００７８】
また、送受信アンテナ１１は、無線通信部１２から出力された電気信号を無線信号に変換して送信する。
【００７９】
無線通信部１２は、後述するように、ベースバンド回路やＲＦ回路により構成される。図８には、無線通信部１２の機能構成が示されている。図８に示すように無線通信部１２は、送受信部１３と、宛先判定部１４と、中継情報記憶部１５と、送信情報生成部１６と、送信先ノード決定部１７と、タイミング決定部１８と、フレーム情報記憶部１９と、を備える。
【００８０】
送受信部１３は、無線信号の受信処理を実行する。具体的には、送受信部１３は、送受信アンテナ１１から入力された電気信号に所定の信号処理を施し、受信した無線信号から受信情報を取得する。信号処理には、ＡＤ変換や所定の通信プロトコルに従った復号化などの処理が含まれる。
【００８１】
受信情報には、送信元ノードのランク値と、送信元ノードのセンサ情報と、送信元ノードのノードＩＤと、送信元ノードの中継情報と、送信先ノードのノードＩＤと、が含まれる。
【００８２】
送信元ノードとは、送受信部１３が受信した受信情報を送信したノードのことである。送信先ノードとは、送信元ノードが情報の宛先として指定したノードのことである。ノードＩＤとは、各ノードの固有の識別子である。中継情報とは、送信元ノードが中継した、他のノードのセンサ情報である。
【００８３】
また、送受信部１３は、無線信号の送信処理を実行する。具体的には、送受信部１３は、送信情報生成部１６が生成した送信情報に所定の信号処理を施して電気信号に変換し、送受信アンテナ１１に出力する。信号処理には、ＤＡ変換や所定の通信プロトコルに従った符号化などの処理が含まれる。
【００８４】
送信情報には、自ノードのランク値と、自ノードのセンサ情報と、自ノードのノードＩＤと、自ノードの中継情報と、送信先ノードのノードＩＤと、が含まれる。
【００８５】
送受信部１３が無線信号の受信処理及び送信処理を実行するタイミングは、タイミング決定部１８により決定される。
【００８６】
宛先判定部１４は、送受信部１３から受信情報を取得し、受信情報の宛先が自ノードであるか判定する。宛先判定部１４は、受信情報に含まれる送信先ノードのノードＩＤが自ノードのノードＩＤである場合、受信情報の宛先が自ノードであると判定する。
【００８７】
中継情報記憶部１５は、宛先判定部１４により自ノードが宛先と判定された受信情報を、中継情報として一時的に記憶する。
【００８８】
送信情報生成部１６は、送信情報及び接続要求を生成する。送信情報生成部１６は、例えば、中継情報記憶部１５に記憶された中継情報に、自ノードのランク値と、自ノードのセンサ情報と、自ノードのノードＩＤと、送信先ノードのノードＩＤと、を付加することにより、送信情報を生成する。
【００８９】
また、送信情報生成部１６は、自ノードのランク値と、自ノードのノードＩＤと、送信先ノードのノードＩＤと、を含む接続要求を生成する。
【００９０】
自ノードのランク値及び送信先ノードのノードＩＤは、送信先ノード決定部１７から取得すればよい。また、自ノードのノードＩＤは、フレーム情報記憶部１９から取得すればよい。送信情報生成部１６により生成された送信情報は、送受信部１３に入力される。
【００９１】
送信先ノード決定部１７は、送受信部１３から受信情報を取得し、取得した受信情報に基づいて、送信情報の宛先となる送信先ノードを決定する。自ノードが接続済みの場合、送信先ノード決定部１７は、第２の受信期間に受信した受信情報に基づいて、送信先ノード（親ノード）を決定する。送信先ノード決定部１７は、例えば、ランク値が自ノードのランク値より１以上小さいノードの中で、無線信号の信号強度が最も大きい無線ノードを送信先ノード（親ノード）として決定する。
【００９２】
また、自ノードが未接続の場合、送信先ノード決定部１７は、候補ノード探索期間の間、送受信部１３に受信処理を実行させる。そして、候補ノード探索期間の間に受信した受信情報に基づいて、送信先ノード（候補ノード）を決定する。送信先ノード決定部１７は、例えば、無線信号の信号強度が最も大きい無線ノードを、送信先ノード（候補ノード）として決定する。
【００９３】
また、送信先ノード決定部１７は、決定した送信先ノードに基づいて、自ノードのランク値を決定する。具体的には、送信先ノード決定部１７は、決定した送信先ノードのランク値より１大きいランク値を、自ノードのランク値として決定する。
【００９４】
タイミング決定部１８は、自ノードのランク値と、フレーム情報とに基づいて、自ノードの送信処理、受信処理、接続受付処理、及び接続要求処理などのタイミングを決定する。具体的には、タイミング決定部１８は、送信スロット、第１の受信期間、第２の受信期間、接続受付期間、及び接続要求期間を決定する。フレーム情報とは、上述の通り、無線通信システムにおけるフレーム、スロット群、及びスロットなどの設定情報のことである。
【００９５】
タイミング決定部１８は、まず、送信先ノード決定部１７が決定した自ノードのランク値Ｒと、フレーム情報と、に基づいて、送信スロットが含まれるスロット群を選択する。次に、タイミング決定部１８は、選択したスロット群に含まれるスロットの中から、自ノードのノードＩＤが割当てられたスロットを、送信スロットとして決定する。
【００９６】
これにより、ランク値Ｒの無線ノードＸの送信スロットが、スロット群ＲのスロットＸに決定される。各無線通信装置１が、このように送信スロットを決定することにより、上述のスロット割当て方法が実現される。
【００９７】
タイミング決定部１８は、送信スロットを決定する前に、同期処理を行ってもよい。同期処理とは、自ノードでカウントしている時刻を、他のノードとの間で同期させる処理のことである。
【００９８】
タイミング決定部１８は、例えば、受信情報に含まれる送信元ノードのランク値及びノードＩＤと、フレーム情報と、に基づいて、送信元ノードの送信時刻（送信スロット）を取得する。タイミング決定部１８は、この送信時刻に自ノードの送受信部１３による信号処理時間を加算した時刻と、自ノードでカウントしている時刻と、を比較することにより、同期処理を行うことができる。なお、タイミング決定部１８は、送信元ノードからの無線信号の伝播に要する時間を考慮して同期処理を行ってもよい。
【００９９】
また、タイミング決定部１８は、送信先ノード決定部１７が決定した自ノードのランク値Ｒと、フレーム情報と、に基づいて、第１の受信期間を決定する。第１の受信期間は、自ノードのランク値Ｒより１大きいランク値（Ｒ＋１）を割当てられたスロット群（Ｒ＋１）であってもよいし、スロット群（Ｒ＋１）における子ノードＹが割当てられたスロットＹであってもよい。
【０１００】
また、タイミング決定部１８は、送信先ノード決定部１７が決定した自ノードのランク値Ｒと、フレーム情報と、に基づいて、第２の受信期間を決定する。第２の受信期間は、自ノードのランク値Ｒより１小さいランク値（Ｒ−１）を割当てられたスロット群（Ｒ−１）であってもよいし、スロット群（Ｒ−１）における親ノードＺが割当てられたスロットＺであってもよい。
【０１０１】
また、タイミング決定部１８は、送信先ノード決定部１７が決定した自ノードのランク値Ｒと、フレーム情報と、に基づいて、接続受付期間を決定する。タイミング決定部１８は、自ノードのランク値Ｒと異なるランク値を割当てられた１つ又は複数のスロット群における、自ノードが割当てられたスロットＸを、接続受付期間として決定する。タイミング決定部１８は、自ノードのランク値Ｒより２以上大きいランク値を割当てられた１つ又は複数のスロット群における、自ノードが割当てられたスロットＸを、接続受付期間として決定するのが好ましい。
【０１０２】
また、タイミング決定部１８は、自ノードが未接続の場合、送信先ノード決定部１７が決定した送信先ノードのノードＩＤ及びランク値と、フレーム情報と、に基づいて、接続要求期間を決定する。タイミング決定部１８は、送信先ノードのノードＩＤ及びランク値に基づいて、送信先ノードの接続受付期間を取得し、送信先ノードの接続受付期間に基づいて、接続要求期間として決定する。タイミング決定部１８は、送信先ノードの接続受付期間の全部を接続要求期間として決定してもよいし、送信先ノードの接続受付期間の一部を接続要求期間として決定してもよい。
【０１０３】
フレーム情報記憶部１９は、フレーム情報を記憶する。フレーム情報は、予め登録されていてもよいし、無線通信により登録及び更新されてもよい。フレーム情報には、フレームの長さ及び開始時刻、各スロット群に割当てられたランク値、及び各スロットに割当てられたノードＩＤ（又は番号）、などの情報が含まれる。また、フレーム情報記憶部１９には、自ノードの情報（ノードＩＤなど）が記憶される。
【０１０４】
スリープ制御部２０は、自ノードの動作状態を、起床状態又はスリープ状態に制御する。起床状態とは、無線通信装置１が情報の送受信を可能な状態のことである。起床状態では、送受信部１３が動作している。
【０１０５】
これに対して、スリープ状態とは、無線通信装置１が情報の送受信を不能な状態のことである。スリープ状態では、送受信部１３の動作が休止している。また、スリープ状態では、時刻のカウントやスリープ制御部２０などを除く、一部の演算処理も休止する。このため、スリープ状態は、起床状態に比べて無線通信装置１の消費電力が低くなる。
【０１０６】
スリープ制御部２０は、自ノードが情報を送信する期間（送信スロット）、接続要求期間、情報を受信する期間（第１の受信期間、第２の受信期間）、及び接続受付期間に、自ノードを起床状態とし、それ以外の期間に自ノードをスリープ状態とする。以下では、無線通信部１２が起床状態からスリープ状態に移行することを、「スリープする」といい、スリープ状態から起床状態に移行することを「起床する」という。
【０１０７】
次に、無線通信装置１のハードウェア構成について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る無線通信装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。図９の無線通信装置１は、アンテナ１１と、ベースバンド回路１１１と、ＲＦ回路１２１と、を備える。
【０１０８】
ベースバンド回路１１１及びＲＦ回路１２１により、無線通信部１２の機能が実現される。ベースバンド回路１１１及びＲＦ回路１２１は、まとめて１チップの集積回路（ＩＣ）として構成されてもよいし、別々のチップで構成されてもよい。
【０１０９】
ベースバンド回路１１１は、制御回路１１２と、送信処理回路１１３と、受信処理回路１１４と、ＤＡ変換器１１５，１１６と、ＡＤ変換器１１７，１１８と、を備える。ベースバンド回路１１１は、１チップのベースバンドＬＳＩ又はベースバンドＩＣであってもよいし、図９に示すように、ＩＣ１３１と、ＩＣ１３２と、の２チップのＩＣを備えてもよい。
【０１１０】
図９の例では、ＩＣ１３１は、ＤＡ変換器１１５と，１１６と、ＡＤ変換器１１７，１１８と、を備える。ＩＣ１３２は、制御回路１１２と、送信処理回路１１３と、受信処理回路１１４と、を備える。各ＩＣに含まれる構成の分け方は、これに限られない。また、ベースバンド回路１１１は、３つ以上のＩＣにより構成されてもよい。
【０１１１】
制御回路１１２は、他のノードとの通信に関する処理を行う。具体的には、制御回路１１２は、データフレーム、制御フレーム及び管理フレームの３種類のＭＡＣフレームを扱い、ＭＡＣ層において規定される各種の処理を実行する。
【０１１２】
また、制御回路１１２は、ＭＡＣ層より上位層（例えば、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰ、さらにその上層のアプリケーション層など）の処理を実行してもよい。上述の無線通信部１２の各機能構成は、プログラムを制御回路１１２が実行することにより実現されてもよい。プログラムは、制御回路１１２が備えるメモリに記憶しておけばよい。
【０１１３】
送信処理回路１１３は、制御回路１１２からＭＡＣフレームを受け取る。送信処理回路１１３は、ＭＡＣフレームへのプリアンブル及びＰＨＹヘッダの追加や、ＭＡＣフレームの符号化や変調を実行する。これにより、送信処理回路１１３は、ＭＡＣフレームをＰＨＹパケットに変換する。
【０１１４】
ＤＡ変換器１１５，１１６は、送信処理回路１１３が出力したＰＨＹパケットをＤＡ変換する。図９の例では、ＤＡ変換器は２系統設けられ、並列処理しているが、ＤＡ変換器は１つでもよいし、アンテナの数だけ設けられる構成も可能である。
【０１１５】
ＲＦ回路１２１は、例えば、１チップのＲＦアナログＩＣや高周波ＩＣである。ＲＦ回路１２１は、ベースバンド回路１１１とまとめて１チップに構成されてもよいし、送信回路１２２を備えるＩＣと、受信処理回路を備えるＩＣと、の２チップにより構成されてもよい。ＲＦ回路１２１は、送信回路１２２と、受信回路１２３と、を備える。
【０１１６】
送信回路１２２は、ＤＡ変換器１１５，１１６によりＤＡ変換されたＰＨＹパケットにアナログ信号処理を行う。送信回路１２２が出力したアナログ信号が、アンテナを介して無線で送信される。送信回路１２２は、送信フィルタ、ミキサ、及びパワーアンプ（ＰＡ）などを備える。
【０１１７】
送信フィルタは、ＤＡ変換器１１５，１１６によりＤＡ変換されたＰＨＹパケットの信号から、所望帯域の信号を抽出する。ミキサは、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、送信フィルタによりフィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートする。プリアンプは、アップコンバート後の信号を増幅する。増幅後の信号がアンテナに供給され、無線信号が送信される。
【０１１８】
受信回路１２３は、アンテナで受信した信号にアナログ信号処理を行う。受信回路１２３が出力した信号は、ＡＤ変換器１１７，１１８に入力される。受信回路１２３は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）、ミキサ、及び受信フィルタなどを備える。
【０１１９】
ＬＮＡは、アンテナで受信した信号を増幅する。ミキサは、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートする。受信フィルタは、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する。抽出後の信号は、ＡＤ変換器１１７，１１８に入力される。
【０１２０】
ＡＤ変換器１１７，１１８は、受信回路１２３からの入力信号をＡＤ変換する。図９の例では、ＡＤ変換器は２系統設けられ、並列処理しているが、ＡＤ変換器は１つであってもよいし、ＡＤ変換器がアンテナの数だけ設けられる構成でもよい。
【０１２１】
受信処理回路１１４は、ＡＤ変換器１１７，１１８によりＡＤ変換されたＰＨＹパケットを受け取る。受信処理回路１１４は、ＰＨＹパケットの復調及び復号化や、ＰＨＹパケットからのプリアンブル及びＰＨＹヘッダの除去などを行う。これにより、受信処理回路１１４は、ＰＨＹパケットをＭＡＣフレームに変換する。受信処理回路１１４による処理後のフレームは、制御回路１１２に入力される。
【０１２２】
なお、図９の例では、ＤＡ変換器１１５，１１６及びＡＤ変換器１１７，１１８は、ベースバンド回路１１１に配置されているが、ＲＦ部１２１に配置されるように構成することも可能である。
【０１２３】
次に、本実施形態に係る無線通信装置１の動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、無線通信装置１の接続要求処理の一例を示すフローチャートである。無線通信装置１は、電源の投入時や、接続済みの親ノードが不適と判断した場合に、接続要求処理を実行する。なお、以下では、無線通信装置１は、フレーム情報及び自ノードＩＤを予め記憶しているものとする。
【０１２４】
接続要求処理が開始されると、まず、送受信部１３が、親ノードの候補となる候補ノードを探索する（ステップＳ１）。具体的には、送受信部１３は、候補ノード探索期間の間、受信処理を実行する。候補ノード探索期間は、例えば、１フレームであるが、これに限られない。
【０１２５】
送受信部１３は、候補ノード探索期間の間に無線信号を受信すると、無線信号に含まれる受信情報を取得し、取得した受信情報を記憶する。具体的には、送受信部１３は、送信元ノードのノードＩＤと、送信元ノードのランク値と、無線信号の信号強度と、を無線信号毎に記憶する。信号強度は、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）であるが、これに限られない。
【０１２６】
候補ノード探索期間が終了すると、送受信部１３は、記憶した情報を送信先ノード決定部１７に渡す。そして、送信先ノード決定部１７は、受け取った情報に基づいて、候補ノードを決定する（ステップＳ２）。
【０１２７】
送信先ノード決定部１７は、例えば、無線信号の信号強度が最も大きいノードを、候補ノードとして決定する。また、自ノードが接続済みの場合、送信先ノード決定部１７は、自ノードのランク値より１以上小さいランク値を有するノードの中で、無線信号の信号強度が最も大きいノードを候補ノードとして決定してもよい。
【０１２８】
送信先ノード決定部１７は、決定した候補ノードのランク値より１大きいランク値を、自ノードのランク値として決定する。
【０１２９】
次に、送信先ノード決定部１７は、送信情報生成部１６に接続要求の生成を指示する。送信情報生成部１６は、自ノードのランク値及びノードＩＤと、送信先ノード（候補ノード）のノードＩＤと、を含む接続要求を生成する（ステップＳ３）。
【０１３０】
また、タイミング決定部１８は、候補ノードのランク値及びノードＩＤと、フレーム情報と、に基づいて、候補ノードの接続受付期間を取得し、取得した接続受付期間の少なくとも一部を、接続要求期間として決定する（ステップＳ４）。例えば、図７の無線ノードＸが候補ノードである場合、タイミング決定部１８は、スロット群６のスロット５を、接続要求期間として決定する。
【０１３１】
そして、タイミング決定部１８が決定した接続要求期間が開始すると、送受信部１３は、送信情報生成部１６から接続要求を受け取り、無線信号に変換して送信する（ステップＳ５）。送受信部１３は、接続要求期間の間、接続要求を継続的に送信してもよいし、所定の回数だけ送信してもよい。
【０１３２】
その後、接続要求期間の間に、送受信部１３が、候補ノードから接続を承認する無線信号を受信した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、無線通信装置１は、候補ノードの子ノードとして、無線通信システムに接続される（ステップＳ７）。
【０１３３】
一方、接続要求期間の間に、送受信部１３が、候補ノードから接続を承認する無線信号を受信しなかった場合（ステップＳ６のＮＯ）、処理はステップＳ２に戻り、送信先ノード決定部１７は、新たな候補ノードを決定する。このとき、処理はステップＳ１に戻り、無線通信装置１は、再度、候補ノードの探索を行ってもよい。
【０１３４】
図１１は、接続済みの無線通信装置１の１フレーム分の通常動作の一例を示すフローチャートである。以下では、無線通信装置１は、ランク値Ｒを有する無線ノードＸであり、子ノードＹ及び親ノードＺと接続されているものとする。また、無線ノードＸの接続受付期間は、スロット群（Ｒ＋２）のスロットＸであるものとする。
【０１３５】
図１１に示すように、無線ノードＸは、接続受付期間が開始するまでスリープする（ステップＳ８）。
【０１３６】
接続受付期間（スロット群（Ｒ＋２）のスロットＸ）が開始すると、スリープ制御部２０は、無線ノードＸを起床させる。起床した無線ノードＸは、接続受付期間の間、接続受付処理を実行する（ステップＳ９）。具体的には、送受信部１３が無線信号を受信し、受信情報を取得し、宛先判定部１４が、自ノード宛ての接続要求であるか判定する。無線信号が自ノード宛ての接続要求であった場合、送受信部１３は、接続の可否を判断し、判断結果に応じた信号を、接続要求の送信元の新たな無線ノードに返信する。返信する信号は、送信情報生成部１６により生成すればよい。
【０１３７】
その後、接続受付期間が終了すると、送受信部１３は、接続受付処理を終了し、スリープ制御部２０が無線ノードＸをスリープさせる。無線ノードＸは、第１の受信期間が開始するまで、スリープする（ステップＳ１０）。
【０１３８】
第１の受信期間が開始すると、スリープ制御部２０は、無線ノードＸを起床させる。第１の受信期間は、例えば、スロット群（Ｒ＋１）又はスロット群（Ｒ＋１）のスロットＹである。起床した無線ノードＸは、第１の受信期間の間、子ノードＹからの無線信号の受信処理を実行する（ステップＳ１１）。
【０１３９】
具体的には、送受信部１３が無線信号を受信し、信号処理によって無線信号に含まれるセンサ情報を取得する。次に、宛先判定部１４が、取得したセンサ情報が自ノード宛てであるか判定する。センサ情報が自ノード宛てであった場合、中継情報記憶部１５がセンサ情報を記憶する。そして、送信情報生成部１６が、中継情報記憶部１５に記憶されたセンサ情報、自ノードのセンサ情報、自ノードのノードＩＤ及びランク値、送信先ノードのノードＩＤなどを含む送信情報を生成する。
【０１４０】
その後、第１の受信期間が終了すると、無線ノードＸは、子ノードＹからの無線信号の受信処理を終了し、スリープ制御部２０が無線ノードＸをスリープさせる。無線ノードＸは、送信スロットが開始するまで、スリープする（ステップＳ１２）。
【０１４１】
送信スロット（スロット群ＲのスロットＸ）が開始すると、スリープ制御部２０は、無線ノードＸを起床させる。起床した無線ノードＸは、送信スロットの間、自ノードのセンサ情報の送信処理を実行する（ステップＳ１３）。具体的には、送受信部１３が、送信情報生成部１６が生成した送信情報を送信する。この送信情報には、上述の通り、子ノードＹから受信したセンサ情報が含まれる。したがって、送信情報を送信することにより、自ノードのセンサ情報とともに、子ノードＹからの受信したセンサ情報が送信（中継）される。送受信部１３は、送信情報の送信を、送信スロットの間、継続的に送信してもよいし、所定の回数だけ送信してもよい。
【０１４２】
その後、送信スロットが終了すると、無線ノードＸは、自ノードのセンサ情報の送信処理を終了し、スリープ制御部２０が無線ノードＸをスリープさせる。無線ノードＸは、第２の受信期間が開始するまで、スリープする（ステップＳ１４）。
【０１４３】
第２の受信期間が開始すると、スリープ制御部２０は、無線ノードＸを起床させる。第２の受信期間は、例えば、スロット群（Ｒ−１）又はスロット群（Ｒ−１）のスロットＺである。起床した無線ノードＸは、第２の受信期間の間、親ノードＺからの無線信号の受信処理を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、送受信部１３が無線信号を受信し、受信情報を取得する。そして、送受信部１３は、無線信号の信号強度や受信情報に基づいて、親ノードＺの適否を判断する。例えば、送受信部１３は、親ノードＺからの無線信号の信号強度が所定値以下である場合、親ノードＺは不適と判断する。この場合、無線ノードＸは、図１０の接続要求処理により、新たな親ノードを決定し、接続すればよい。また、第２の受信期間が、スロット群（Ｒ−１）である場合には、第２の受信期間の間に受信した無線信号に基づいて、新たな親ノードを決定してもよい。例えば、無線ノードＸは、受信した無線信号の信号強度が最大の無線ノードを、新たな親ノードとして決定すればよい。これにより、ランク値（Ｒ−１）を有する無線ノードの中から、新たな親ノードを決定することができる。
【０１４４】
その後、第２の受信期間が終了すると、無線ノードＸは、親ノードＺからの無線信号の受信処理を終了し、スリープ制御部２０が無線ノードＸをスリープさせる。無線ノードＸは、フレームが終了するまで、スリープする（ステップＳ１６）。以降、無線ノードＸは、次のフレームの接続受付期間が開始するまで、スリープしたままである（ステップ８）。
【０１４５】
以上説明した通り、本実施形態に係る無線通信装置は、自ノードのランク値を有するスロット群における、自ノードが割当てられたスロットを、送信スロットとして決定する。これにより、情報伝達時間が１フレーム以内の無線通信システムを、自動的に構築することができる。
【０１４６】
また、本実施形態に係る無線通信装置は、自ノードのランク値と異なるランク値を割当てられたスロット群における、自ノードが割当てられたスロットを、接続受付期間として決定する。これにより、無線通信装置は、自ノードへの、接続要求と他の無線信号との衝突を抑制し、接続要求の受信精度を向上させることができる。
【０１４７】
また、本実施形態に係る無線通信装置は、自ノードのランク値より２以上大きいランク値を割当てられたスロット群における、自ノードが割当てられたスロットを、接続受付期間として決定することもできる。新たな無線ノードのセンサ情報の中継を早く開始することができる。
【０１４８】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１：無線通信装置、２：集約装置、１１：アンテナ、１２：無線通信部、１３：送受信部、１４：宛先判定部、１５：中継情報記憶部、１６：送信情報生成部、１７：送信先ノード決定部、１８：タイミング決定部、１９：フレーム情報記憶部、２０：スリープ制御部
【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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