(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの基地局及び複数のノードでマルチホップ通信網を形成し、前記基地局が前記複数のノードを管轄し、前記基地局と前記複数のノードとの間で信号の送受信をＣＤＭＡによって行う近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムであって、
前記基地局及び前記複数のノードにあらかじめＺＣＺ符号の一つの系列が割り当てられており、
前記基地局からの信号を前記複数のノードのうちの少なくとも一つのノードで中継して送信対象のノードへ送信する場合、前記複数のノードのうち前記基地局からの信号を最先に受信したノードが、その信号受信タイミングを基点に同期点を設定し、該設定した同期点を基に下位ノードへの信号送信を行うことを特徴とする近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム。
【請求項２】
前記下位ノードは、設定された前記同期点に合わせて自ノードの送信信号を他ノードからの送信信号と多重化してブロック拡散ＣＤＭＡ通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム。
【請求項３】
前記複数のノードのうちの一つのノードが、複数の上位ノードから信号を受信した場合には、同期点の許容範囲内で最も早く同期点を設定したものに合わせて、自ノードへの信号受信を行うとともに自ノードの送信信号と他ノードへの送信信号との多重化を行うことを特徴とする請求項１に記載の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム。
【請求項４】
前記複数のノードの各々は、一つの系列が割り当てられたＺＣＺ符号を用いて、送受信する信号のアップリンクおよびダウンリンクで半２重通信を行うことを特徴とする請求項３に記載の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム。
【請求項５】
上位ノードが、中継を要する下位ノードに信号送信する場合には、当該下位ノードに割り当てられているＺＣＺ符号を用いて信号の符号化／復号化を行うことを特徴とする請求項３に記載の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム。
【請求項６】
それぞれが請求項１ないし５のいずれか一項に記載の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムを構成し且つ互いに近接して配置された少なくとも第一及び第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムを含む無線通信システムであって、
前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける複数のノードのうちの少なくとも一つのノードには、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列以外に、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列が割当られており、且つ、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける複数のノードのうちの、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける前記少なくとも一つのノードに隣接して配置された少なくとも一つのノードにも、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列以外に、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列が割当られており、互いに隣接して配置された前記ノードの各々は、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列の信号と、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列の信号の両方を保持しておき、自ノードを管轄する基地局と通信ができない場合には、前記第一及び第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムのうち、自ノードの属していない他方の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列を用いて、該他方の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに対して通信することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他局間干渉を除去して伝送効率を向上させることができる近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに関し、特に同期点に許容範囲があるＺＣＺ（Zero Correlation Zone：零相関領域）符号を拡散信号に用いることで低コストかつ高効率のＣＤＭＡ通信を行う近似同期(準同期)ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤＭＡ通信では、希望局との相関出力（自己相関）は、同期点（位相シフト０）で大きなピーク値、その他でピーク値に比べて十分小さい値をとり、他局との相関出力（相互相関）は、同期点を含めた全ての位相シフトで十分小さい値をとる、ことが理想的である。
【０００３】
下記特許文献１には、近似同期(準同期)ＣＤＭＡ通信方式が提案されている。すなわち特許文献１は、ＺＣＺ符号を使用して同期点に許容範囲を設けるようにして近似同期制御を行う近似同期ＣＤＭＡ方式が開示されている。
【０００４】
近似同期(準同期)方式は、各送信局からの情報フレームの先頭チップが所定の時間幅領域(同期点許容範囲)内に納まるよう制御する方式である。
その場合において、ＣＤＭＡによる通信をするために必要となる拡散符号および逆拡散符号としてＺＣＺ符号が利用されることが多い。
【０００５】
下記特許文献１及び２に使用されるＺＣＺ符号としては、数値１，０の並びからなる２値系列の第１符号（拡散符号）と数値１，−１からなる２相系列の第２符号（逆拡散符号）の符号の対が使用される。
【０００６】
第１符号および第２符号の相関関数は、第１符号と第２符号の対応する成分同士（同期点シフトに相当するインデックスを考慮する要あり）の積をすべて加算したものに相当する。
【０００７】
いま第１符号と第２符号をベクトルと考えれば、第１符号と第２符号の内積となる。互いに対をなす第１符号および第２符号の相関関数は“自己相関関数”と呼ばれ、対をなさない第１符号および第２符号の相関関数は“相互相関関数”と呼ばれる。
【０００８】
ＺＣＺ符号においては、“自己相関関数”が、同期点でピーク値をとり、その両側の所定幅の領域で０値をとる。その所定幅の領域を“零相関領域”と呼んでいる。“相互相関関数”は、同期点とその両側の所定幅の領域で０値をとる。
【０００９】
近似同期ＣＤＭＡ通信にＺＣＺ符号を適用した場合、自局の同期点に対して他局の同期点のズレが一定範囲内に制御されているので、送信側から送られた情報フレームの先頭チップの位置（同期点）に対して自局の系列を使って相関値を計算すると、加算される他局の相関出力は０となるため、自局のピーク値のみが検出される。
【００１０】
図７は、特許文献２に開示された、近似同期ＣＤＭＡ通信システムの構成を示す概略図である。同期制御信号送信装置７が通信領域内に少なくとも１つ設けられ、一定時間間隔で同期制御信号を通信領域内に発信するようにしている。
【００１１】
複数の送信装置４，４，…と受信装置６は、同期制御信号送信装置７から発信された同期制御信号を受信して近似同期制御を行う。
一方、図７ではＭ個の送信装置４（送信１，送信２，…，送信ｊ，…，送信Ｍ）が示され、当該送信装置が同時一斉に送信できるようにされている。
【００１２】
そのためにＭ個の送信装置には、各送信装置に割り当てられた互いに異なる送受信符号セットを持っている。例えば、送信ｊは、情報（１，０）を送るための拡散処理用の符号Ｂｊ，Ｃｊと、逆拡散処理用の符号ａｊの送受信符号セットを持っている。
【００１３】
この送受信符号セットは、ＺＣＺ符号を構成するようにされており、近似同期制御によって他局間干渉することなくＣＤＭＡ通信を行うことが可能である。
受信装置６は、受信を希望する任意の送信装置（送信ｊ）からの信号を選択的に受信することができ、また、送信装置４（送信１，送信２，…，送信ｊ，…，送信Ｍ）の全ての送信情報を互いに干渉することなく同時に受信することもできる。
【００１４】
同期制御信号には、自己相関性の鋭い符号が適用され、変調された同期制御信号が同期制御信号送信装置７から送信される。
下記特許文献２においては、同期制御信号として格別に定義した自己相関指標Ｆが最大となる符号を選定して同期制御信号に使用している。このように図７に示された近似同期ＣＤＭＡ通信システムは、少なくとも一つの同期制御信号送信装置７を通信領域内に設け、同期制御信号送信装置７から送信される同期制御信号に基づいて同期制御を実施する構成であるため、主にセルラー通信に適用する近似同期ＣＤＭＡ通信システムであると考えられる。
【００１５】
一方、最近では、多数の散在する無線機間の通信を行う無線通信システムにおいて、無線機間が無線信号の到達する距離よりも長い場合に途中の無線機が中継することによって無線通信を行う、いわゆるマルチホップ無線通信(メッシュ無線通信)システムが提案されている。
【００１６】
この方式は、無線機から発信される電波が弱く設定されているため、宛先までの途上にある他の無線機が中継を行うことで、直接に電波が届かない宛先の無線機に信号を伝達するものであり、無線機がセンサ機能を備えるセンサ端末を複数配置したセンサネットワークシステムとして提案されているものがある。
【００１７】
センサ端末にスマートメータと呼ばれるものが使用され、スマートメータを用いたマルチホップ無線通信システムが盛んに研究されている。
そこで本発明は、例えば、スマートメータ(ネットワークの“ノード”となる)とコンセントレータ（管理局）とでネットワークを構築し、構築されたネットワークの通信エリアをコンセントレータ（管理局）が管轄し、管轄する通信エリア内の各スマートメータ（ノード）とコンセントレータ（管理局）とでマルチホップ無線通信により信号の送受信を行うことを想定して開発されたものである。なお、コンセントレータ（管理局）からスマートメータ（ノード）への送信は、ここでは、“ダウンロード”と呼ぶものとする。
【００１８】
そして、スマートメータは自ノードで収集した計測値を定期的にコンセントレータ（管理局）へと送信する。なお、スマートメータ（ノード）からコンセントレータ（管理局）への送信は、ここでは、“アップロード”と呼ぶものとする。
【００１９】
例えば、スマートメータが計測した計測値（以下、単に“信号”という）を効率よくアップロードするための一方法として、定時（毎時 0分、30分等が設定される）に各スマートメータからある程度の時間差（例．１分以内程度）を設けて一斉に発信し、コンセントレータに到達するための途上で他のスマートメータ（ノード）が信号を中継してコンセントレータへ信号を送信し、コンセントレータに信号が到達しなかった場合には、当該スマートメータに対してのみ、コンセントレータから信号の再送信の要求を行う、等の方法で一連の通信を完結させるようにしている。
【００２０】
通常、スマートメータからの信号がコンセントレータに到達するに要する中継数を、“ホップ数”と呼び、マルチホップ無線通信システムを構築するに当たっては、通信開始前に各ノード（スマートメータ）がこのホップ数を各ノード内の記憶装置に保存しておき、信号の送信に当たってはホップ数を参照しながら中継するルートを選択する。このようなホップ数を記憶装置に備える通信システムは当業者に周知であるため、その詳細は割愛するが、本発明においても利用するものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００７−０４９６８８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４９９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述したように各ノードで定時に一斉に信号を発信し、コンセントレータ途上のノードが中継（マルチホップ）してコンセントレータに信号を届けるようにして、コンセントレータで首尾よく信号を受信できれば低コストのマルチホップ無線通信システムを実現できることになる。
【００２３】
しかし実際には、各ノードが送信／受信する信号の衝突によるデータのロスが発生することで、マルチホップ無線通信システム全体での通信効率を低下させてしまう。
上記特許文献１では、近距離無線通信への適用も可能であることを示唆しているだけで、マルチホップ無線通信システムへの適用には言及されていない。
【００２４】
また特許文献２では、同期制御信号送信装置から送信される同期制御信号に基づいて同期制御を実施する構成であるため、セルラー無線通信システムへの適用を主とするものでマルチホップ無線通信システムへの適用には言及されていない。
【００２５】
そこで本発明の目的は、各ノードが送信／受信する信号がノード間で信号の衝突がなく、周波数利用効率の高い近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するために本発明は、一つの基地局及び複数のノードでマルチホップ通信網を形成し、前記基地局が前記複数のノードを管轄し、前記基地局と前記複数のノードとの間で信号の送受信をＣＤＭＡによって行う近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムであって、前記基地局及び前記複数のノードにあらかじめＺＣＺ符号の一つの系列が割り当てられており、前記基地局からの信号を前記複数のノードのうちの少なくとも一つのノードで中継して送信対象のノードへ送信する場合、前記複数のノードのうち前記基地局からの信号を最先に受信したノードが、その信号受信タイミングを基点に同期点を設定し、該設定した同期点を基に下位ノードへの信号送信を行うことを特徴とする。
【００２７】
上記において前記下位ノードは、設定された前記同期点に合わせて自ノードの送信信号を他ノードからの送信信号と多重化してブロック拡散ＣＤＭＡ通信を行うことを特徴とする。
【００２８】
上記において前記複数のノードのうちの一つのノードが、複数の上位ノードから信号を受信した場合には、同期点の許容範囲内で最も早く同期点を設定したものに合わせて、自ノードへの信号受信を行うとともに自ノードの送信信号と他ノードへの送信信号との多重化を行うことを特徴とする。
【００２９】
上記において前記複数のノードの各々は、一つの系列が割り当てられたＺＣＺ符号を用いて、送受信する信号のアップリンクおよびダウンリンクで半２重通信を行うことを特徴とする。
また上記において上位ノードが、中継を要する下位ノードに信号送信する場合には、当該下位ノードに割り当てられているＺＣＺ符号を用いて信号の符号化／復号化を行うことを特徴とする。
【００３０】
それぞれが上記のいずれかに記載の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムを構成し且つ互いに近接して配置された少なくとも第一及び第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムを含む無線通信システムであって、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける複数のノードのうちの少なくとも一つのノードには、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列以外に、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列が割当られており、且つ、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける複数のノードのうちの、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける前記少なくとも一つのノードに隣接して配置された少なくとも一つのノードにも、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列以外に、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列が割当られており、互いに隣接して配置された前記ノードの各々は、前記第一の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列の信号と、前記第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列の信号の両方を保持しておき、自ノードを管轄する基地局と通信ができない場合には、前記第一及び第二の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムのうち、自ノードの属していない他方の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム用の符号系列を用いて、該他方の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに対して通信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、マルチホップ無線通信における同期制御は、ＧＰＳなどの既存の信号を使わずに送受信される信号のみで行うことができるため、低コストでマルチホップ無線通信システムを実現することが可能である。
【００３２】
また、中継されるノード間の信号の受信も多重化して送信できるため、信号の衝突は起こらない。つまり、管理局が信号の再送要求をしなくて済むため経済的となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る拡散信号の作成例およびその復号例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの近隣ノードＸにおける受信例及び拡散信号の受信の様子を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに用いられる送信側無線機及び受信側無線機の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るノード間の通信シーケンス例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの応用例を示す図である。
【図７】特許文献２に開示された、近似同期ＣＤＭＡ通信システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの構成例を示す図である。図１の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム100では、同期ずれをある一定範囲で許容できるＺＣＺ（Zero  Correlation  Zone：零相関領域）符号を拡散符号および逆拡散符号に使用することで、基地局から送信対象であるノード（例えば、スマートメータ）(０)〜(６)に対して信号をＣＤＭＡで送信する。送受信の詳細は後述する。
【００３５】
本実施形態では、ブロック拡散（これについては後述する）ＣＤＭＡを用いて符号分割多元接続を行う。そして信号の送受信は、半二重通信により行われるものとしている。
各ノードには事前に互いに異なる送受信符号を作成するためのＺＣＺ符号からなる拡散信号として、次の式(１)、式（２）に示す系列ｃｍが割当てられている。
【００３６】
【数１】
0006589451.tif 000002
【００３７】
【数２】
0006589451.tif 000003
図１を用いて本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム１００を説明する。本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムでは、図１における基地局が送信元となり、基地局からノード(０)、ノード(１)等を含めてＺＣＺ符号を拡散符号に使用してＣＤＭＡ通信により信号を同時に送信する。
【００３８】
この際、基地局は記憶装置(不図示)に格納されたルート情報を参照することでノード(０)及びノード(１)の１ホップ先にはノード(４)が存在することを承知のうえで、信号をノード(０)、ノード(１)、ノード(４)を含めてすべてのノードに信号を同時に送信する。
【００３９】
図示例の場合には、ノード(４)に対する信号の送信は、矢印線で示すように、ノード(０)が中継を行うことで信号の送信が行われるものとしている。
これは、ノード(０)が基地局からのＺＣＺ信号を最先に受信して同期点を設定し、設定した同期点の下に自局における信号の復号(受信)ととともにノード(４)についての信号も復号するものとしているからである。
【００４０】
信号の復号(受信)は、以下の式(３)及び式(４)により行うことができる。
【００４１】
【数３】
0006589451.tif 000004
【００４２】
【数４】
0006589451.tif 000005
ノード(０)は、設定した同期点に基づいて復号したノード(４)の信号に対して拡散を行うとともに変調を行ってノード(４)に送信する。これについては後述する。
【００４３】
ノード(１)は、ノード(０)と同時に基地局からＺＣＺ信号を受信して自局における信号の復号(受信)を行う。その一方、ノード(１)は、ノード(４)に送るべき信号があればノード(４)に対して送信することができる。
【００４４】
ノード(４)は、ノード(０)およびノード（０）が中継することになる信号をノード（０）における送信開始タイミングでノード（４）に送信し、ノード（４）は、同期点を設定してノード（０）からの信号を受信する。その一方、ノード（４）は、ノード(１)から何かしらの信号が送信されてきても、ノード(０)からの送信に基づいて同期点が設定されている場合には信号を受信することができない。
【００４５】
次に、基地局からノード(２)、ノード(３)等を含めて信号が同時に送信される場合、上述したように、基地局は記憶装置(不図示)に格納されたルート情報を参照することで２ホップ先にはノード(５)、３ホップ先にはノード(６)が存在することを承知のうえで、信号をノード(２)、ノード(５)、ノード(６)及びノード(３)等に対して信号を同時送信する。
【００４６】
図示例の場合、ノード(６)に対する信号の送信は、矢印線で示すように、ノード(２)、ノード(５)が中継を行うことでノード(６)への信号の送信が行われる。
一方、ノード(３)には中継すべきノードが自局より先に存在しないため中継を行うことなく、自局における信号の受信のみを行う。
【００４７】
なお、上記する送信の内容は、基地局が行う半二重通信のうちのダウンロードについてのみの説明であり、半二重通信のうちのアップロードについての説明は割愛されている。
しかし、アップロードでは、上記したダウンロード時の最先の同期点の設定が基点になり、その基点以降の送信は各ノードにおける許容範囲内の受信および送信開始タイミングに合わせてアップロードが行われる（図５参照）。
【００４８】
図２は、本発明の実施形態に係るブロック拡散信号の作成例およびその復号例を示す図である。
図２において、ブロック拡散信号は、Ｌビットの情報で系列ｃｍを拡散（Ｌ×(Ｎ＋２)クロック）することで作成される。そして系列ｃｍには頭と尻尾にガートシンボルが付加される。
【００４９】
その場合、頭のガードシンボルには、系列ｃｍのシンボルＮ−１が付加され、尻尾のガードシンボルには、系列ｃｍのシンボル０が付加されて構成されている。
復号する場合には、図２の下半部に示されるように、信号に対して櫛の歯状の系列で相関を取ることで信号が取り出される。
【００５０】
このようなブロック拡散信号の符号系列にすることで、他局との同期ずれがあったとしても、Ｌクロック以内のずれ（他局からの信号の先頭チップが許容時間内）であれば、ガードシンボルにより無干渉となるので、他局間干渉が除去され、また高効率かつ低コストのＣＤＭＡ方式を実現することができる。
【００５１】
図３は、本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの近隣ノードＸにおける受信例及び拡散信号の受信の様子を示す図である。
図３(ａ)は、近隣ノードＸにおける受信例を示すものであり、ノードＡからノードＣへの伝送とノードＸを含む各ノードの受信の様子を示すものである。
【００５２】
図示例の場合、ノードＡからノードＣには無線による直接伝送ができないため、ノードＢがノードＣへの信号を中継することになる。
その場合、図３(ｂ)に示すように、ノードＸは、ノードＢとホップ数が同じであるため、ほぼ同時にノードＡから拡散信号を受信する。
【００５３】
一方、ノードＸは、ノード間で互いに無線で通信して信号も受信するため、ノードＢからもある時間遅れで拡散信号を受信することになる。
図３(ｂ)のノードＸの欄は、ノードＸが、ノードＡとノードＢから受信する様子を示している。
【００５４】
図３(ｂ)の右に示す破線で囲まれた部分を拡大したものが図３(ｃ)に示す図である。図３(ｂ)の下欄の註は、記号Ｄが中継ノードの中継データを受信してから送信するまでのタイムラグ(１ホップ分の伝搬遅延)を示している。
【００５５】
図３(ｃ)において、ノードＸにおける遅延時間Ｔは、ノードＡ・Ｘの距離と、ノードＡ・Ｂ・Ｘの距離の差によって発生する。この遅延時間Ｔは計算により求められる。
例えば、使用する周波数帯域幅を１MHz、距離差600[m]であるとすれば、Ｔは拡散信号の１クロック分に相当するものとなる。
【００５６】
つまり、600[m]×L[bit/clock]の時間差だけ同期がずれたとしても許容する。なお、上記距離差600[m]は、(3×108[m/s])／(5×105[clock/s])により求まるものである。ここにおいて、(3×108[m/s])は光速であり、(5×105[clock/s]は、周波数帯域幅１MHzを半二重通信で使用する場合に相当している。
【００５７】
図４は、本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに用いられる送信側無線機及び受信側無線機の構成例を示す図である。
図４において、本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム１００は、送信側無線機１１０、マルチホップ通信網１２０および受信側無線機１３０から構成される。
【００５８】
送信側無線機１１０は、情報信号に対して拡散符号による拡散処理を施して送信系列を作成し、その送信系列により搬送波を変調してマルチホップ通信網１２０に送信する。
マルチホップ通信網１２０は、無線機間が無線信号の到達する距離よりも長い場合に途中の無線機が中継することによって無線通信を行うためのものであり、当業者によく知られているため割愛する。
【００５９】
受信側無線機１３０では、受信電波と参照搬送波とにより検波を行い、受信信号の検波出力に対して逆拡散符号による相関処理を行って情報信号を復調する。
なお、ここでは受信側無線機１３０が参照搬送波を使用した同期検波（コヒーレント検波）を行う例について説明したが、送信側無線機110がＡＳＫ変調によって変調送信している場合は、参照搬送波を必要とせず、受信側無線機130は包絡線検波等の非同期検波（ノンコヒーレント検波）によって検波する。
【００６０】
図５は、本発明の実施形態に係るノード間の通信シーケンス例を示す図である。図５において黒丸印は送信開始タイミングを示しており、図示例ではダウンロードにはじまり、アップロードする場合の例を示している。すなわち、
基地局がノード(０)に向けて信号を送信する。短い横線は、各ノードにおける中継に要するクロックタイミングの例を示している。
【００６１】
ノード(０)は基地局からのＺＣＺ信号を最先に受信して同期点を設定する。そして設定した同期点に基づいて自局への信号およびノード(４)への信号も受信する。
ノード(０)は、自局への信号を復号すると共に、ノード(４)への信号も復号する。そして同期点を設定した後の所定の送信開始タイミングでノード(４)に対して拡散と信号の送信を行う。
【００６２】
不図示のノード(１)も基地局からＺＣＺ信号を受信し同期点を設定できれば自局への信号を復号する。そして同期点を設定した後の所定の送信開始タイミングで、不図示のノード(１)は、何かしらの信号を送信することになる。
【００６３】
ノード（４）は、上位局たるノード(０)からのＺＣＺ信号を受信して同期点の設定を行い、その上で自局への信号及び中継すべき信号の復号も行う。
その一方、ノード（４）は、上位局たるノード（０）からの信号を最先に受信して同期点を設定するため通信に干渉は起こらない。図示例の２本の破線横線は同期点の許容範囲内を表している。
【００６４】
次に、基地局へのアップロードのシーケンスを説明する。ノード(４)では最先にノード(０)から送られたＺＣＺ信号を受信して半二重通信の同期点を設定しているので、設定した同期点を基点にしてノード(４)からノード(０)へアップロード信号の拡散と信号を送信する。
【００６５】
ノード(０)は、ノード（４）からのＺＣＺ信号に対する同期点の許容範囲内の信号受信を基点に所定の送信開始タイミングで、基地局に自局の信号とノード(４)からの信号を多重させて基地局に向けて中継・送信する。
【００６６】
不図示のノード(１)は、ノード(４)から送信される何かしらのアップロード信号があったとしても、基地局・ノード（１）間の同期点の許容範囲内において信号を受信するため、干渉は起こらない。
【００６７】
このようにして本発明の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムは半二重通信による信号の送受信と多重通信を行って通信を完結させる。
図６は、本発明の実施形態に係る近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの応用例を示す図である。
【００６８】
図６に示す応用例においては、図１に示した近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムと同種の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムが近接配置されて構成されている。
【００６９】
すなわち、図示例の上半に示した近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムは図１に示されたものと実質同じであるが、基地局に名前Ｚが付加されている。またノード(４)と近接配置された図１と同種の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムのノード(１０)とが直接通信可能なエリアに配置されている。
【００７０】
図示例の下半に示した近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムは、基地局Ｙの外に、ノード(１０)〜ノード(１６)を備えて構成されている。
図示例の下半に示された近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムは、図示例の上半に示された近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに機能的に同じである。
【００７１】
図６に示される二つの近接する近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムは、通常状態にあっては個別的に動作している。
しかし図示例の上半の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムの基地局Ｚに故障が発生した場合、例えばノード(４)には基地局Ｚから信号をダウンロードすること、及び信号を基地局Ｚにアップロードすることができなくなる。
【００７２】
そのようなとき、近接する図示例の下半の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムが健在であれば、ノード(４)から図示例の下半の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムのノード(１０)を中継用に使用して基地局Ｙからダウンロード及び基地局Ｙへのアップロードを行うことができる。
【００７３】
通常、基地局は収集した計測情報を所定のタイミングで不図示のセンター局に有線回線等を使って送信できる機能が付加される構成になっているので、近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにおける基地局に不具合が生じても別の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムが近接配置されていれば、不具合が起きていない基地局を経由して傘下のノードのデータを収集することが可能となる。
【００７４】
次に、上記における仕組みについて説明する。図示例の上半の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムに予め隣接エリア用の符号系列(この場合は、ノード(１０))をノード(４)に付加しておき、また図示例の下半の近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システムにも予め隣接エリア用の符号系列(この場合は、ノード(４))をノード(１０)に付加しておく。
【００７５】
それぞれの隣接エリア用の符号系列を使用して異なるシステムの信号を受信、すなわち、ノード(４)は自局のみならずノード(１０)宛ての信号を受信して保持し、またノード(１０)は自局のみならずノード(４)宛ての信号を受信して保持する。
【００７６】
このようにしておけば、基地局Ｚに不具合が生じたとしても、ノード(４)は隣接エリア用の符号系列で送信されてくるダウンロード信号を用いてノード(４)が収集した計測値を基地局Ｙにアップロードすることができる。
【００７７】
同様に、他のノードにおいても互いに近接に配置されるノードが存在すれば同様に実施することが可能となる。
またノード(４)のみでも、このノード(４)に他のノードが信号を送信しておけば、ノード(４)が他のノードに代わって基地局Ｙにアップロードさせることもできる。
【符号の説明】
【００７８】
１００  近似同期ＣＤＭＡマルチホップ無線通信システム
１１０  送信側無線機
１２０  マルチホップ(メッシュ)通信網
１３０  受信側無線機
【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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