(57)【要約】    【課題】      複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うこと。    【解決手段】  経路決定部２０１２は、ルーティング情報を参照して、自装置から最終的な送信先までの経路を検索する。ルーティング情報記憶部２０１４は、ルーティング情報を記憶しており、ルーティング情報取得部２００８によって更新情報が取得された場合は、記憶しているルーティング情報を更新する。中継制御信号生成部２０１８は、宛先を、経路決定部２０１２によって決定された経路において次に情報信号を送信する相手となる中継装置、端末装置、またはアクセスポイントとして、中継制御信号を生成する。  【選択図】      図３
2005191922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を他の通信装置へ送信する通信装置であって、
中継装置ごとに直接通信可能なすべての中継装置および通信装置を対応づけて示すルーティング情報を記憶する記憶手段と、
記憶されたルーティング情報に基づいて前記他の通信装置までの情報信号の通信経路を決定する決定手段と、
決定された通信経路を確保するための中継制御信号を送信し、この中継制御信号に対する応答として前記通信経路が確保された旨の信号が受信された場合に前記情報信号を送信する送信手段と、
を有する通信装置。
【請求項２】
前記決定手段は、
前記他の通信装置までに情報信号が経由する中継装置の数が最小となるような通信経路を決定する請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、
前記直接通信可能なすべての中継装置および通信装置と、対応づけられた中継装置との間のすべての伝搬路における通信品質を含むルーティング情報を記憶し、
前記決定手段は、
前記他の通信装置までに情報信号が経由する伝搬路全体の通信品質が最高となるような通信経路を決定する請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記ルーティング情報の更新情報を取得する取得手段、をさらに有し、
前記記憶手段は、
記憶されたルーティング情報を前記更新情報に従って更新する請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
前記送信手段は、
自装置の同定情報および情報信号の送信先となる前記他の通信装置の同定情報を含む中継制御信号を送信する請求項１記載の通信装置。
【請求項６】
前記送信手段は、
情報信号の中継の開始を希望する希望中継開始時間および中継の継続を希望する希望中継継続時間を含む中継制御信号を送信する請求項１記載の通信装置。
【請求項７】
前記送信手段は、
前記中継制御信号の宛先に固有の拡散コードでこの中継制御信号を拡散する拡散手段、を含む請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
前記拡散手段は、
複数の中継制御信号を同時に拡散する請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記拡散手段は、
前記中継制御信号の宛先に固有の第１拡散コードで情報信号の送信を希望する旨の送信要求中継制御信号を拡散する一方、前記無線通信ネットワーク内のすべての中継装置および通信装置に共通の第２拡散コードで情報信号の送信を許可する旨の送信許可中継制御信号を拡散する請求項７記載の通信装置。
【請求項１０】
前記送信手段は、
前記中継制御信号の宛先ごとに固有の識別子情報を含む中継制御信号を送信する請求項１記載の通信装置。
【請求項１１】
１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を他の中継装置またはいずれかの通信装置へ中継する中継装置であって、
通信経路上における前の送信元から情報信号の通信経路を確保するために送信された第１送信要求中継制御信号を受信する受信手段と、
受信された第１送信要求中継制御信号に含まれる希望中継時間に情報信号の中継が可能か否かを判定する判定手段と、
判定の結果、中継が可能であれば情報信号の通信経路を確保するための第２送信要求中継制御信号をこの通信経路における次の送信先へ送信する一方、中継が不可能であれば中継が不可能である旨の送信不可中継制御信号を前記前の送信元へ送信する送信手段と、
判定の結果、中継が可能であった場合は、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる前記希望中継時間に情報信号の中継をする中継手段と、
を有する中継装置。
【請求項１２】
前記第１送信要求中継制御信号に含まれる情報信号の最初の送信元の同定情報、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる情報信号の最終的な送信先の同定情報、およびあらかじめ記憶されたルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定する決定手段、をさらに有する請求項１１記載の中継装置。
【請求項１３】
１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を送信する通信方法であって、
中継装置ごとに直接通信可能なすべての中継装置および通信装置を対応づけて示すルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定するステップと、
決定された通信経路を確保するための中継制御信号を送信するステップと、
前記中継制御信号に対する応答として前記通信経路が確保された旨の信号を受信するステップと、
確保された前記通信経路で前記情報信号を送信するステップと、
を有する通信方法。
【請求項１４】
１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を中継する通信方法であって、
通信経路上における前の送信元から情報信号の通信経路を確保するために送信された第１送信要求中継制御信号を受信するステップと、
受信された第１送信要求中継制御信号に含まれる希望中継時間に情報信号の中継が可能か否かを判定するステップと、
判定の結果、中継が可能であれば情報信号の通信経路を確保するための第２送信要求中継制御信号をこの通信経路における次の送信先へ送信する一方、中継が不可能であれば中継が不可能である旨の送信不可中継制御信号を前記前の送信元へ送信するステップと、
判定の結果、中継が可能であった場合は、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる前記希望中継時間に情報信号の中継をするステップと、
を有する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、中継装置、および通信方法に関し、特に、例えば無線ＬＡＮにおいて、到達距離が比較的短い信号を多段中継（マルチホップ中継）して長距離の通信を行う通信装置、中継装置、および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信に用いられる中継装置としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１には、無線信号を中継する場合、受信信号をディジタル記憶し、記憶された信号を再生した上で送信することにより、送受信で同一周波数の信号を中継し、周波数の利用効率を向上させる方法が開示されている。この方法においては、使用される無線周波数帯は１つであるが、一連の信号の受信が完了してから記憶された信号を送信するため、送受信を異なる時間に行う必要があり、時間的な無駄が生じてしまう。
【０００３】
これに対して、地上波ディジタルテレビジョンなどの放送技術においては、例えば特許文献２に記載されたように、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）信号を放送波中継する際に、中継装置内に回り込みキャンセラを配置し、送信アンテナから送信される信号が受信アンテナに回り込むことによって生じる干渉を除去することにより、信号の送受信をほぼ同時に行うことがある。こうすることにより、中継装置における時間的な無駄を削減することができるとともに、中継装置の送受信アンテナ間の結合量を十分小さくできない場合にも、信号品質の劣化の少ない同一周波数中継を行うことができる。
【特許文献１】特開昭５９−１００４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５２０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般に放送技術は、信号の送信元である放送局が不動であり、比較的広い範囲の受信局へ向けて単方向通信を行うことを前提としているため、中継装置における中継も一方向のみであり、放送技術における中継を単純に無線通信に適用することはできないという問題がある。
【０００５】
すなわち、例えば無線ＬＡＮにおいて、有線ネットワークに接続されたアクセスポイントと端末装置との無線通信を中継する場合、アクセスポイントと端末装置との間の通信は双方向通信であり、かつ、端末装置が移動することもあるため、中継装置は、双方向の通信を中継するとともに、他の端末装置による干渉の影響に対する対策を講じる必要がある。
【０００６】
そこで、干渉の影響を低減する一方策として、例えば無線ＬＡＮにおいては、放送などと比較して微弱な電波による通信が行われている。つまり、通信に用いられる信号の到達距離を短くすることにより、距離が離れた位置の端末装置からの干渉を受けることがなくなり、全体としての干渉量を低減することができる。
【０００７】
しかし、一方で、信号の到達距離を短くするということは、アクセスポイントと直接通信可能な範囲が狭くなるということであり、アクセスポイントから離れた位置の端末装置との通信を中継する中継装置の重要度が益々高くなる。しかも、アクセスポイントと端末装置とが１つの中継装置のみを介して通信するシングルホップ中継方式のみならず、アクセスポイントと端末装置とが複数の中継装置を介して通信するマルチホップ（多段）中継方式が必須になると考えられる。
【０００８】
それにもかかわらず、無線通信において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継する技術が確立されていない。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うことができる通信装置、中継装置、および通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る通信装置は、１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を他の通信装置へ送信する通信装置であって、中継装置ごとに直接通信可能なすべての中継装置および通信装置を対応づけて示すルーティング情報を記憶する記憶手段と、記憶されたルーティング情報に基づいて前記他の通信装置までの情報信号の通信経路を決定する決定手段と、決定された通信経路を確保するための中継制御信号を送信し、この中継制御信号に対する応答として前記通信経路が確保された旨の信号が受信された場合に前記情報信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、ルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定し、中継制御信号によってこの通信経路を確保してから情報信号を送信するため、情報信号の最適な通信経路を検索することができるとともに、他の通信装置からの信号による干渉の影響を受けることなく情報信号を伝送することができ、複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うことができる。
【００１２】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記決定手段は、前記他の通信装置までに情報信号が経由する中継装置の数が最小となるような通信経路を決定する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、前記効果に加えて、情報信号が経由する中継装置の数が最小となるような通信経路を決定するため、中継制御信号の伝送の際、中継装置における遅延を最小限に抑制することができ、確実な通信経路の確保および情報信号の通信を行うことができる。
【００１４】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記記憶手段は、前記直接通信可能なすべての中継装置および通信装置と、対応づけられた中継装置との間のすべての伝搬路における通信品質を含むルーティング情報を記憶し、前記決定手段は、前記他の通信装置までに情報信号が経由する伝搬路全体の通信品質が最高となるような通信経路を決定する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、前記効果に加えて、情報信号が経由する伝搬路全体の通信品質が最高となるような通信経路を決定するため、中継制御信号および情報信号における伝搬路での誤り発生を最小限に抑制することができ、確実な通信経路の確保および情報信号の通信を行うことができる。
【００１６】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記ルーティング情報の更新情報を取得する取得手段、をさらに有し、前記記憶手段は、記憶されたルーティング情報を前記更新情報に従って更新する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、前記効果に加えて、更新情報に従ってルーティング情報を更新するため、通信装置および中継装置の位置関係が変更になった場合でも、常に適切な情報信号の通信経路を決定することができる。
【００１８】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記送信手段は、自装置の同定情報および情報信号の送信先となる前記他の通信装置の同定情報を含む中継制御信号を送信する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、前記効果に加えて、中継制御信号に情報信号の最初の送信元と最終的な送信先の同定情報が含まれているため、中継制御信号による通信経路の確保の段階において、通信経路上のすべての中継装置および通信装置は、新たに通信経路を検索することができ、常に適切な情報信号の通信経路を決定することができる。
【００２０】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記送信手段は、情報信号の中継の開始を希望する希望中継開始時間および中継の継続を希望する希望中継継続時間を含む中継制御信号を送信する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、前記効果に加えて、中継制御信号に希望中継開始時間および希望中継継続時間が含まれているため、通信経路上の中継装置および通信装置は、情報信号の伝送に備えることができるとともに、通信経路上にない周囲の中継装置および通信装置は、この時間における信号の送信を控えることで、無線通信ネットワーク全体のスループットを向上させることができる。
【００２２】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記送信手段は、前記中継制御信号の宛先に固有の拡散コードでこの中継制御信号を拡散する拡散手段、を含む構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、前記効果に加えて、中継制御信号の宛先に固有の拡散コードで中継制御信号を拡散するため、宛先となっている中継装置または通信装置は、受信信号を自装置に固有の拡散コードで逆拡散することにより、自装置宛の中継制御信号のみを正確に取得することができる。
【００２４】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記拡散手段は、複数の中継制御信号を同時に拡散する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、前記効果に加えて、複数の中継制御信号を同時に拡散するため、中継制御信号の送受信を待機する時間を低減して、システム全体の伝送効率を向上させることができる。
【００２６】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記拡散手段は、前記中継制御信号の宛先に固有の第１拡散コードで情報信号の送信を希望する旨の送信要求中継制御信号を拡散する一方、前記無線通信ネットワーク内のすべての中継装置および通信装置に共通の第２拡散コードで情報信号の送信を許可する旨の送信許可中継制御信号を拡散する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、前記効果に加えて、中継制御信号の宛先に固有の第１拡散コードのみではなく、すべての中継装置および通信装置に共通の第２拡散コードを用いて送信許可中継制御信号を拡散するため、第２拡散コードを用いて拡散される送信許可中継制御信号に情報信号の中継時間を含めて送信し、この送信許可中継制御信号を受信した装置は、中継時間における信号の送信を控えることで、無線通信ネットワーク全体のスループットを向上させることができる。
【００２８】
本発明の通信装置は、前記構成において、前記送信手段は、前記中継制御信号の宛先ごとに固有の識別子情報を含む中継制御信号を送信する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、前記効果に加えて、中継制御信号の宛先ごとに固有の識別子情報を含む中継制御信号を送信するため、中継制御信号を拡散しなくても中継制御信号の宛先を区別することができ、中継制御信号を受信する中継装置および通信装置は、自装置宛の中継制御信号のみを正確に受信することができる。
【００３０】
本発明の中継装置は、１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を他の中継装置またはいずれかの通信装置へ中継する中継装置であって、通信経路上における前の送信元から情報信号の通信経路を確保するために送信された第１送信要求中継制御信号を受信する受信手段と、受信された第１送信要求中継制御信号に含まれる希望中継時間に情報信号の中継が可能か否かを判定する判定手段と、判定の結果、中継が可能であれば情報信号の通信経路を確保するための第２送信要求中継制御信号をこの通信経路における次の送信先へ送信する一方、中継が不可能であれば中継が不可能である旨の送信不可中継制御信号を前記前の送信元へ送信する送信手段と、判定の結果、中継が可能であった場合は、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる前記希望中継時間に情報信号の中継をする中継手段と、を有する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、希望中継時間に中継が可能か否かを判定し、可能であれば通信経路上の次の送信先へ第２送信要求中継制御信号を送信し、不可能であれば通信経路上の前の送信元へ送信不可中継制御信号を送信するため、通信経路上においてすべての中継装置が中継可能であれば、希望中継時間における通信経路が確実に確保される一方、通信経路上において１つでも中継不可能な中継装置があれば、情報信号の最初の送信元へ中継不可能である旨が確実に通知される。
【００３２】
本発明の中継装置は、前記構成において、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる情報信号の最初の送信元の同定情報、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる情報信号の最終的な送信先の同定情報、およびあらかじめ記憶されたルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定する決定手段、をさらに有する構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、前記効果に加えて、情報信号の最初の送信元の同定情報、最終的な送信先の同定情報、およびルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定するため、情報信号の最初の送信元において決定された通信経路を再度決定し直すことができ、ルーティング情報が更新された場合は、この更新を反映した通信経路を決定し、常に適切な情報信号の通信経路を決定することができる。
【００３４】
本発明の通信方法は、１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を送信する通信方法であって、中継装置ごとに直接通信可能なすべての中継装置および通信装置を対応づけて示すルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定するステップと、決定された通信経路を確保するための中継制御信号を送信するステップと、前記中継制御信号に対する応答として前記通信経路が確保された旨の信号を受信するステップと、確保された前記通信経路で前記情報信号を送信するステップと、を有するようにした。
【００３５】
この方法によれば、ルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を決定し、中継制御信号によってこの通信経路を確保してから情報信号を送信するため、情報信号の最適な通信経路を検索することができるとともに、他の通信装置からの信号による干渉の影響を受けることなく情報信号を伝送することができ、複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うことができる。
【００３６】
本発明の通信方法は、１または複数の中継装置ならびに複数の通信装置を有する無線通信ネットワーク内において情報信号を中継する通信方法であって、通信経路上における前の送信元から情報信号の通信経路を確保するために送信された第１送信要求中継制御信号を受信するステップと、受信された第１送信要求中継制御信号に含まれる希望中継時間に情報信号の中継が可能か否かを判定するステップと、判定の結果、中継が可能であれば情報信号の通信経路を確保するための第２送信要求中継制御信号をこの通信経路における次の送信先へ送信する一方、中継が不可能であれば中継が不可能である旨の送信不可中継制御信号を前記前の送信元へ送信するステップと、判定の結果、中継が可能であった場合は、前記第１送信要求中継制御信号に含まれる前記希望中継時間に情報信号の中継をするステップと、を有するようにした。
【００３７】
この方法によれば、希望中継時間に中継が可能か否かを判定し、可能であれば通信経路上の次の送信先へ第２送信要求中継制御信号を送信し、不可能であれば通信経路上の前の送信元へ送信不可中継制御信号を送信するため、通信経路上においてすべての中継装置が中継可能であれば、希望中継時間における通信経路が確実に確保される一方、通信経路上において１つでも中継不可能な中継装置があれば、情報信号の最初の送信元へ中継不可能である旨が確実に通知される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の骨子は、端末装置および中継装置が同一のルーティング情報を共有し、情報信号の通信に先立って、信号の送信元となる端末装置がルーティング情報によって通信ルートを決定し、決定された通信ルートを中継制御信号によって確保しておくことである。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成例を示す図である。同図に示す無線通信ネットワークは、中継装置Ａ１００から中継装置Ｅ１４０および端末装置ａ２００から端末装置ｈ２７０を有しており、中継装置Ｅ１４０はアクセスポイントＡＰ１を介して有線ネットワークに接続され、中継装置Ｄ１３０はアクセスポイントＡＰ２を介して有線ネットワークに接続されている。また、中継装置Ａ１００が中継可能な範囲はカバーエリア１０５であり、以下同様に、中継装置Ｂ１１０はカバーエリア１１５、中継装置Ｃ１２０はカバーエリア１２５、中継装置Ｄ１３０はカバーエリア１３５、中継装置Ｅ１４０はカバーエリア１４５をカバーしている。
【００４２】
図１において、中継装置Ａ１００から中継装置Ｅ１４０のカバーエリア１０５〜１４５内には、必ず他の中継装置が少なくとも１つ存在するため、端末装置は、複数の中継装置を介したマルチホップ中継を行って、アクセスポイントＡＰ１またはアクセスポイントＡＰ２との通信を行うことができる。すなわち、例えばアクセスポイントＡＰ１およびアクセスポイントＡＰ２のいずれからも遠く離れている端末装置ａ２００は、中継装置Ａ１００、中継装置Ｂ１１０、および中継装置Ｅ１４０を介してアクセスポイントＡＰ１と通信を行うか、または、中継装置Ａ１００、中継装置Ｃ１２０、および中継装置Ｄ１３０を介してアクセスポイントＡＰ２と通信を行うことができる。
【００４３】
図２は、実施の形態１に係る中継装置Ａ１００の構成を示すブロック図である。なお、中継装置Ｂ１１０から中継装置Ｅ１４０も中継装置Ａ１００と同様の構成を有している。図２に示す中継装置Ａ１００は、受信部１００２、情報信号取得部１００４、中継制御信号取得部１００６、ルーティング情報取得部１００８、スイッチ１０１０、中継制御部１０１２、ルーティング情報記憶部１０１４、増幅部１０１６、中継制御信号生成部１０１８、および送信部１０２０を有している。
【００４４】
受信部１００２は、自装置のカバーエリア１０５内の端末装置または中継装置から送信された信号をアンテナを介して受信する。したがって、中継装置Ａ１００の受信部１００２は、中継装置Ｂ１１０、中継装置Ｃ１２０、端末装置ａ２００、端末装置ｂ２１０、および端末装置ｃ２２０から送信された信号を受信する。また、受信部１００２は、図示しないサーバなどから後述するルーティング情報の更新情報を受信する。
【００４５】
情報信号取得部１００４は、受信部１００２によって受信された受信信号のうち、通信すべきデータの本体である情報信号を取得する。中継装置は、最終的には、この情報信号を端末装置、アクセスポイント、または他の中継装置の間で中継する。
【００４６】
中継制御信号取得部１００６は、受信部１００２によって受信された受信信号のうち、情報信号を中継する経路を確保するための中継制御信号を取得する。具体的には、中継制御信号取得部１００６は、情報信号の送信を希望する旨のＲＴＳ（Request To Send）信号、情報信号の送信を許可する旨のＣＴＳ（Clear To Send）信号、および情報信号の送信を許可しない旨のＮａｃｋ信号を取得する。なお、これらのＲＴＳ信号、ＣＴＳ信号、およびＮａｃｋ信号には、中継される情報信号の最初の送信元（端末装置またはアクセスポイント）、最終的な送信先（端末装置またはアクセスポイント）、希望中継開始時間、および希望中継継続時間の情報が含まれている。
【００４７】
ルーティング情報取得部１００８は、受信部１００２によって受信されたルーティング情報の更新情報を取得する。ここで、ルーティング情報とは、各中継装置が直接通信可能な他の中継装置および端末装置をまとめた情報である。上述したように、例えば端末装置ａ２００が有線ネットワークに接続する場合、中継装置Ａ１００、中継装置Ｂ１１０、および中継装置Ｅ１４０を介してアクセスポイントＡＰ１に接続する経路と、中継装置Ａ１００、中継装置Ｃ１２０、および中継装置Ｄ１３０を介してアクセスポイントＡＰ２に接続する経路との２つが考えられるが、これらの経路は、ルーティング情報を参照することにより検索することができる。
【００４８】
また、各端末装置はカバーエリア１０５〜１４５間を移動するが、その際にはルーティング情報を更新する必要がある。このため、図示しないサーバからルーティング情報の更新情報が送信され、中継装置Ａ１００のルーティング情報取得部１００８は、この更新情報を取得する。なお、ルーティング情報の更新情報は、図示しないサーバから送信されるのではなく、各中継装置または各端末装置が逐次ブロードキャストするようにしても良い。
【００４９】
さらに、例えば中継装置にＧＰＳ（Global Positioning System）を搭載しておき、ルーティング情報に付加して、中継装置の座標を各中継装置および各端末装置で共有するようにしておいても良い。これにより、例えば災害時などの緊急時には、映像情報や音声情報などと同時に位置情報を把握することができる。また、エリア外の端末装置が中継装置に向けてアンテナの指向性を絞ることができ、エリア外の端末装置でも本実施の形態の無線通信ネットワークに参加することが可能となる。さらに、装置間の時間同期を行う場合にも有用である。
【００５０】
スイッチ１０１０は、中継制御部１０１２の制御によって開閉され、情報信号取得部１００４によって取得された情報信号の増幅部１０１６への出力を制御する。
【００５１】
中継制御部１０１２は、中継制御信号によって確保された経路で情報信号を中継する時間（希望中継開始時間から希望中継継続時間の間）にスイッチ１０１０を閉じる。また、中継制御部１０１２は、ＲＴＳ信号を受信した場合、ＲＴＳ信号の送信元（端末装置、中継装置、またはアクセスポイント）が希望する時間に中継が可能か否かを判定し、判定結果から、生成すべき中継制御信号を中継制御信号生成部１０１８へ通知する。さらに中継制御部１０１２は、ルーティング情報を参照して中継制御信号の宛先を決定し、中継制御信号生成部１０１８へ通知する。
【００５２】
具体的には、中継制御信号取得部１００６によって取得された中継制御信号がＲＴＳ信号であった場合は、自装置が中継可能であれば、生成すべき中継制御信号をＲＴＳ信号とし、中継制御信号の宛先を情報信号の最終的な送信先（端末装置、またはアクセスポイント）もしくは最終的な送信先までの間の中継装置として中継制御信号生成部１０１８へ通知する。一方、自装置が中継不可能であれば、生成すべき中継制御信号をＮａｃｋ信号とし、中継制御信号の宛先を情報信号の最初の送信元（端末装置、またはアクセスポイント）もしくは最初の送信元までの間の中継装置として中継制御信号生成部１０１８へ通知する。なお、情報信号の最終的な送信先および最初の送信元は、すべてのＲＴＳ信号に含まれている。
【００５３】
また、中継制御信号取得部１００６によって取得された中継制御信号がＣＴＳ信号であった場合は、情報信号の最初の送信元から最終的な送信先までの経路が確保されたことになるため、生成すべき中継制御信号をＣＴＳ信号とし、中継制御信号の宛先を情報信号の最初の送信元もしくは最初の送信元までの間の中継装置として中継制御信号生成部１０１８へ通知する。
【００５４】
さらに、中継制御信号取得部１００６によって取得された中継制御信号がＮａｃｋ信号であった場合は、情報信号の最初の送信元から最終的な送信先までの経路が確保されなかったことになるため、生成すべき中継制御信号をＮａｃｋ信号とし、中継制御信号の宛先を情報信号の最初の送信元もしくは最初の送信元までの間の中継装置として中継制御信号生成部１０１８へ通知する。
【００５５】
ルーティング情報記憶部１０１４は、上述したルーティング情報を記憶しており、ルーティング情報取得部１００８によって更新情報が取得された場合は、記憶しているルーティング情報を更新する。
【００５６】
ここで、ルーティング情報は、上述したような方法で更新情報が取得されることにより、ネットワーク内のすべての端末装置および中継装置が同一のものを共有している。したがって、ルーティング情報記憶部１０１４に記憶されたルーティング情報を用いて得られた情報信号の通信経路の検索結果は、検索が同時に行われれば、他のすべての端末装置および中継装置における検索結果と等しくなる。
【００５７】
増幅部１０１６は、スイッチ１０１０が閉じられた場合に出力される情報信号を増幅する。
【００５８】
中継制御信号生成部１０１８は、中継制御部１０１２からの通知に従って中継制御信号を生成する。
【００５９】
送信部１０２０は、増幅部１０１６によって増幅された情報信号および中継制御信号生成部１０１８によって生成された中継制御信号をアンテナを介して送信する。また、送信部１０２０は、中継制御信号を送信する場合、まずキャリアセンスを行って、他の端末装置や中継装置から信号が送信されている間は中継制御信号の送信を待機するようにして、他の信号との衝突を避ける。
【００６０】
図３は、実施の形態１に係る端末装置ａ２００の構成を示すブロック図である。なお、端末装置ｂ２１０から端末装置ｈ２７０も端末装置ａ２００と同様の構成を有している。図３に示す端末装置ａ２００は、受信部２００２、情報信号取得部２００４、中継制御信号取得部２００６、ルーティング情報取得部２００８、アプリケーション部２０１０、経路決定部２０１２、ルーティング情報記憶部２０１４、情報信号蓄積部２０１６、中継制御信号生成部２０１８、および送信部２０２０を有している。なお、図３においては、端末装置ａ２００が受信部２００２に接続された受信アンテナと、送信部２０２０に接続された送信アンテナとを有しているが、共用アンテナが１つ設けられる構成にしても良い。
【００６１】
受信部２００２は、他の端末装置、自装置が属するカバーエリア１０５の中継装置Ａ１００、または図示しないアクセスポイントなどから送信された信号をアンテナを介して受信する。また、受信部２００２は、図示しないサーバなどからルーティング情報の更新情報を受信する。
【００６２】
情報信号取得部２００４は、受信部２００２によって受信された受信信号のうち、情報信号を取得する。
【００６３】
中継制御信号取得部２００６は、受信部２００２によって受信された受信信号のうち、中継制御信号を取得する。具体的には、中継制御信号取得部２００６は、ＲＴＳ信号、ＣＴＳ信号、およびＮａｃｋ信号を取得する。
【００６４】
ルーティング情報取得部２００８は、受信部２００２によって受信されたルーティング情報の更新情報を取得する。
【００６５】
アプリケーション部２０１０は、受信された情報信号を用いて所定の処理を行ったり、所定の処理によって生成された情報信号を送信するために、この情報信号を情報信号蓄積部２０１６へ出力するとともに宛先を経路決定部２０１２へ通知したりする。また、アプリケーション部２０１０は、受信された中継制御信号がＲＴＳ信号、ＣＴＳ信号、またはＮａｃｋ信号のいずれであるかに応じて経路決定部２０１２経由で中継制御信号生成部２０１８を制御する。
【００６６】
具体的には、中継制御信号取得部２００６によって取得された中継制御信号がＲＴＳ信号であった場合は、ＲＴＳ信号に含まれる送信希望時間に信号の受信が可能か否かを判定し、受信可能であれば、ＣＴＳ信号を生成するように中継制御信号生成部２０１８を制御し、受信不可能であれば、Ｎａｃｋ信号を生成するように中継制御信号生成部２０１８を制御する。
【００６７】
また、中継制御信号取得部２００６によって取得された中継制御信号がＣＴＳ信号であった場合は、自装置から最終的な送信先までの経路が確保されたことになるため、希望中継開始時間になると情報信号の送信開始トリガとなるトリガ信号を中継制御信号生成部２０１８から情報信号蓄積部２０１６へ出力させる。
【００６８】
さらに、中継制御信号取得部２００６によって取得された中継制御信号がＮａｃｋ信号であった場合は、自装置から最終的な送信先までの経路が確保されなかったことになるため、所定時間経過後に再びＲＴＳ信号を生成するように中継制御信号生成部２０１８を制御する。
【００６９】
経路決定部２０１２は、ルーティング情報を参照して、自装置から最終的な送信先までの経路を検索する。このとき、経路決定部２０１２は、自装置から最終的な送信先までの中継段数が最も少なくなる経路を検索する。すなわち、例えば図１において端末装置ｂ２１０から有線ネットワークへ接続するためには、中継装置Ｂ１１０および中継装置Ｅ１４０を介してアクセスポイントＡＰ１に接続する経路、ならびに中継装置Ａ１００、中継装置Ｃ１２０、および中継装置Ｄ１３０を介してアクセスポイントＡＰ２に接続する経路などが考えられるが、このとき端末装置ｂ２１０の経路決定部は、中継段数を最も少なくするために、前者の中継装置Ｂ１１０および中継装置Ｅ１４０を介してアクセスポイントＡＰ１に接続する経路を選択する。決定された経路は、中継制御信号生成部２０１８へ通知され、中継制御信号の宛先が決定される。
【００７０】
本実施の形態においては、上述したように、中継装置における中継制御信号送信に際してキャリアセンスを行うため、中継装置における遅延が生じることになる。したがって、中継段数が多ければ多いほど遅延が大きくなり、希望中継開始時間になっても情報信号の最初の送信元にＣＴＳ信号またはＮａｃｋ信号が返信されない虞がある。そこで、中継段数を可能な限り少なくしておくことにより、迅速で確実な経路確保を行うことができる。
【００７１】
ルーティング情報記憶部２０１４は、ルーティング情報を記憶しており、ルーティング情報取得部２００８によって更新情報が取得された場合は、記憶しているルーティング情報を更新する。
【００７２】
情報信号蓄積部２０１６は、アプリケーション部２０１０によって生成された情報信号を蓄積し、中継制御信号生成部２０１８からトリガ信号が出力されると蓄積された情報信号を送信部２０２０へ出力する。
【００７３】
中継制御信号生成部２０１８は、アプリケーション部２０１０の制御に従って中継制御信号およびトリガ信号を生成する。中継制御信号生成部２０１８は、中継制御信号の宛先を、経路決定部２０１２によって決定された経路において次に情報信号を送信する相手となる中継装置、端末装置、またはアクセスポイントとする。
【００７４】
送信部２０２０は、情報信号蓄積部２０１６から出力された情報信号および中継制御信号生成部２０１８によって生成された中継制御信号をアンテナを介して送信する。また、送信部２０２０は、中継制御信号を送信する場合、まずキャリアセンスを行って、他の端末装置や中継装置から信号が送信されている間は中継制御信号の送信を待機するようにして、他の信号との衝突を避ける。
【００７５】
次いで、上記のように構成された中継装置Ａ１００および端末装置ａ２００の動作を図４に示すシーケンス図を参照して説明する。同図に示すシーケンス図は、中継装置Ａ１００が端末装置ａ２００から端末装置ｂ２１０への情報信号の伝送を中継する場合の動作を示したものである。ここでは、中継装置Ａ１００のみが中継を行うシングルホップ中継方式での動作を説明するが、複数の中継装置が中継を行うマルチホップ中継方式においても端末装置および中継装置の動作は同様である。なお、端末装置ａ２００と端末装置ｂ２１０とは、直接通信ができない程度に離れているものとする。
【００７６】
まず、端末装置ａ２００のアプリケーション部２０１０によって、端末装置ｂ２１０へ送信すべき情報信号が生成される。この情報信号は、情報信号蓄積部２０１６へ出力され、宛先が端末装置ｂ２１０であることが経路決定部２０１２へ通知される。ここで、生成される情報信号は、例えば図５に示すようなフォーマットを有している。すなわち、情報信号には、最初の送信元（ここでは、端末装置ａ２００）を示す送信端末同定情報、最終的な送信先（ここでは、端末装置ｂ２１０）を示す受信端末同定情報、およびデータ本体が含まれている。
【００７７】
このように情報信号に送信端末同定情報および受信端末同定情報が含まれているため、たとえ中継制御信号による通信経路の確保に誤りなどが生じても、実際に情報信号が端末装置に受信された場合に、自装置宛の情報信号であるか否かがデータ本体の復号前に判断可能となり、自装置宛の情報信号でないと判断された場合はデータ本体の復号を行わず、端末装置における消費電力の低減を図ることができる。
【００７８】
図４のシーケンス図に戻って、生成された情報信号の宛先が経路決定部２０１２へ通知されると、経路決定部２０１２によって、ルーティング情報記憶部２０１４に記憶されているルーティング情報が参照されて、情報信号の宛先までの経路が検索される。ルーティング情報は、例えば図６に示すように各中継装置と直接通信可能な中継装置および端末装置とを対応づけたものである。
【００７９】
図６に示すルーティング情報を参照すると、端末装置ａ２００から端末装置ｂ２１０への通信経路としては、端末装置ａ２００−中継装置Ａ１００−端末装置ｂ２１０という経路と、端末装置ａ２００−中継装置Ａ１００−中継装置Ｂ１１０−端末装置ｂ２１０という経路とがあることが分かるが、経路決定部２０１２は、中継段数が最も少ない経路を選択するため、前者の端末装置ａ２００−中継装置Ａ１００−端末装置ｂ２１０という経路が選択されることになる。
【００８０】
そして、決定された経路は、中継制御信号生成部２０１８へ通知され、中継制御信号生成部２０１８によって、ＲＴＳ信号３１０が生成される。このＲＴＳ信号３１０には、情報信号の最初の送信元である端末装置ａ２００の同定情報、情報信号の最終的な送信先である端末装置ｂ２１０の同定情報、希望中継開始時間、および希望中継継続時間が含まれており、宛先は、決定された経路に基づいて、中継装置Ａ１００となっている。
【００８１】
生成されたＲＴＳ信号３１０は、送信部２０２０へ出力され、送信部２０２０によってキャリアセンスが行われる。キャリアセンスの結果、他の端末装置および中継装置からの信号と衝突が起きないと判断された場合は、ＲＴＳ信号３１０は、中継装置Ａ１００へ送信される。
【００８２】
中継装置Ａ１００へ送信されたＲＴＳ信号３１０は、アンテナを介して受信部１００２によって受信され、中継制御信号取得部１００６によって取得される。そして、ＲＴＳ信号３１０は、中継制御部１０１２へ出力され、希望中継開始時間および希望中継継続時間が参照されることにより、この時間に中継が可能であるか否かが判定される。具体的には、希望中継開始時間から希望中継継続時間の間に他の中継が行わる予定がない場合は、中継が可能であると判定され、この時間に既に他の中継が行われる予定がある場合は、中継が不可能であると判定される。
【００８３】
そして、判定の結果、中継が可能である場合は、情報信号の次の送信先に対して送信する中継制御信号をＲＴＳ信号と決定する。一方、中継が不可能である場合は、ＲＴＳ信号３１０の送信元に対して送信する中継制御信号をＮａｃｋ信号と決定する。
【００８４】
また、中継制御部１０１２によってルーティング情報記憶部１０１４に記憶されたルーティング情報が参照されることにより、情報信号の最初の送信元（端末装置ａ２００）から最終的な送信先（端末装置ｂ２１０）への経路が再検索される。これは、端末装置ａ２００の経路決定部２０１２によって経路が決定された後に、ルーティング情報が更新された場合に対処するための処理である。
【００８５】
すなわち、例えば端末装置ｂ２１０が移動するなどしてルーティング情報が変更され、この変更をすべての中継装置および端末装置へ通知する更新情報が受信部１００２によって受信され、ルーティング情報取得部１００８を経由してルーティング情報記憶部１０１４に記憶されたルーティング情報が更新された場合、最新のルーティング情報を用いて新たに経路を決定することになる。なお、処理時間削減のため、中継装置では経路の再検索を行わずに、情報信号の最初の送信元で決定された経路で通信を行うものとしても良い。
【００８６】
以上のように決定された送信すべき中継制御信号および経路は、中継制御信号生成部１０１８へ通知され、中継制御信号生成部１０１８によってＲＴＳ信号３２０またはＮａｃｋ信号３３０が生成される。これらのＲＴＳ信号３２０およびＮａｃｋ信号３３０には、情報信号の最初の送信元である端末装置ａ２００の同定情報、情報信号の最終的な送信先である端末装置ｂ２１０の同定情報、希望中継開始時間、および希望中継継続時間が含まれており、ＲＴＳ信号３２０の宛先は、情報信号の次の送信先である端末装置ｂ２１０となり、Ｎａｃｋ信号３３０の宛先は、ＲＴＳ信号３１０の送信元である端末装置ａ２００となる。
【００８７】
生成されたＲＴＳ信号３２０またはＮａｃｋ信号３３０は、送信部１０２０へ出力され、送信部１０２０によってキャリアセンスが行われる。キャリアセンスの結果、端末装置および他の中継装置からの信号と衝突が起きないと判断された場合は、ＲＴＳ信号３２０が端末装置ｂ２１０へ送信されるか、または、Ｎａｃｋ信号３３０が端末装置ａ２００へ送信される。なお、図４においては、Ｎａｃｋ信号が送信される場合、すなわち中継が不可能な場合の動作を破線で示している。
【００８８】
中継装置Ａ１００からＮａｃｋ信号３３０が送信されると、Ｎａｃｋ信号３３０は、端末装置ａ２００の受信部２００２によって受信され、中継制御信号取得部２００６を経由してアプリケーション部２０１０に中継が不可能である旨が通知される。そこで、アプリケーション部２０１０は、所定時間経過後に、再度ＲＴＳ信号を送信するように経路決定部２０１２および中継制御信号生成部２０１８を制御する。ここで、上述した中継装置Ａ１００における経路の再検索と同様に、経路決定部２０１２によってルーティング情報記憶部２０１４に記憶されたルーティング情報が参照されて経路の再検索が行われ、中継制御信号生成部２０１８によって希望中継開始時間（および経路の再検索結果によっては宛先）が変更されたＲＴＳ信号が生成される。その後、送信部２０２０によってキャリアセンスが行われ、再びＲＴＳ信号が送信される。
【００８９】
一方、中継装置Ａ１００からＲＴＳ信号３２０が送信されると、ＲＴＳ信号３２０は、端末装置ｂ２１０の受信部２００２（以下、説明の便宜上、端末装置ａ２００の各ブロックの参照符号を引用する）によって受信され、中継制御信号取得部２００６を経由してアプリケーション部２０１０に情報信号送信の許可が要求されている旨が通知される。そこで、アプリケーション部２０１０は、希望中継開始時間および希望中継継続時間を参照して、この時間に情報信号の受信が可能であるか否かを判定する。具体的には、希望中継開始時間から希望中継継続時間の間に他の情報信号を受信する予定がない場合は、受信が可能であると判定し、この時間に既に他の情報信号を受信する予定がある場合は、受信が不可能であると判定する。
【００９０】
そして、判定の結果、受信が可能である場合は、情報信号の最初の送信元に対して送信する中継制御信号をＣＴＳ信号と決定する。一方、受信が不可能である場合は、情報信号の最初の送信元に対して送信する中継制御信号をＮａｃｋ信号と決定する。
【００９１】
以上のように決定された送信すべき中継制御信号は、経路決定部２０１２を介して中継制御信号生成部２０１８へ通知され、中継制御信号生成部２０１８によってＣＴＳ信号３４０またはＮａｃｋ信号３５０が生成される。これらのＣＴＳ信号３４０およびＮａｃｋ信号３５０には、少なくとも情報信号の最初の送信元である端末装置ａ２００の同定情報および情報信号の最終的な送信先である端末装置ｂ２１０の同定情報が含まれており、宛先は、ＲＴＳ信号３２０の送信元である中継装置Ａ１００となる。
【００９２】
生成されたＣＴＳ信号３４０またはＮａｃｋ信号３５０は、送信部２０２０へ出力され、送信部２０２０によってキャリアセンスが行われる。キャリアセンスの結果、他の端末装置および中継装置からの信号と衝突が起きないと判断された場合は、ＣＴＳ信号３４０またはＮａｃｋ信号３５０が中継装置Ａ１００へ送信される。
【００９３】
端末装置ｂ２１０からＣＴＳ信号３４０が送信されると、ＣＴＳ信号３４０は、中継装置Ａ１００の受信部１００２によって受信され、中継制御信号取得部１００６を経由して中継制御部１０１２に受信が可能である旨が通知される。これにより、情報信号の通信経路がすべて確保されたことになり、中継制御部１０１２は、希望中継開始時間からの情報信号の中継を予約する。そして、希望中継開始時間から希望中継継続時間の間は、中継制御部１０１２によってスイッチ１０１０が閉じられる。
【００９４】
また、端末装置ａ２００へ情報信号の通信経路が確保された旨を通知するために、中継制御部１０１２によって、ＣＴＳ信号を生成するように中継制御信号生成部１０１８が制御される。
【００９５】
一方、端末装置ｂ２１０からＮａｃｋ信号３５０が送信されると、Ｎａｃｋ信号３５０は、中継装置Ａ１００の受信部１００２によって受信され、中継制御信号取得部１００６を経由して中継制御部１０１２に受信が不可能である旨が通知される。したがって、情報信号の通信経路が確保されず、その旨を端末装置ａ２００へ通知するために、中継制御部１０１２によって、Ｎａｃｋ信号を生成するように中継制御信号生成部１０１８が制御される。
【００９６】
以上のような中継制御部１０１２による制御に従って、中継制御信号生成部１０１８によってＣＴＳ信号３６０またはＮａｃｋ信号３７０が生成される。これらのＣＴＳ信号３６０およびＮａｃｋ信号３７０には、少なくとも情報信号の最初の送信元である端末装置ａ２００の同定情報および情報信号の最終的な送信先である端末装置ｂ２１０の同定情報が含まれており、宛先は、ＲＴＳ信号３１０の送信元である端末装置ａ２００となる。
【００９７】
生成されたＣＴＳ信号３６０またはＮａｃｋ信号３７０は、送信部１０２０へ出力され、送信部１０２０によってキャリアセンスが行われる。キャリアセンスの結果、端末装置および他の中継装置からの信号と衝突が起きないと判断された場合は、ＣＴＳ信号３６０またはＮａｃｋ信号３７０が端末装置ａ２００へ送信される。
【００９８】
中継装置Ａ１００からＮａｃｋ信号３７０が送信されると、Ｎａｃｋ信号３７０は、端末装置ａ２００の受信部２００２によって受信され、中継制御信号取得部２００６を経由してアプリケーション部２０１０に中継が不可能である旨が通知される。以下、上述した中継装置Ａ１００における中継が不可能であった場合と同様に、所定時間経過後に再度ＲＴＳ信号が送信される。
【００９９】
一方、中継装置Ａ１００からＣＴＳ信号３６０が送信されると、ＣＴＳ信号３６０は、端末装置ａ２００の受信部２００２によって受信され、中継制御信号取得部２００６を経由してアプリケーション部２０１０に情報信号の通信経路が確保された旨が通知される。そこで、アプリケーション部２０１０は、ＲＴＳ信号３１０に含めた希望中継開始時間になったらトリガ信号を情報信号蓄積部２０１６へ出力するように中継制御信号生成部２０１８へ通知する。
【０１００】
この通知を受け、希望中継開始時間になると、中継制御信号生成部２０１８によってトリガ信号が情報信号蓄積部２０１６へ出力され、ＲＴＳ信号３１０の送信時から情報信号蓄積部２０１６に蓄積されている情報信号３８０が送信部２０２０を経由して送信される。
【０１０１】
端末装置ａ２００から情報信号３８０が送信されると、情報信号３８０は、中継装置Ａ１００の受信部１００２によって受信され、情報信号取得部１００４を介してスイッチ１０１０へ出力される。この情報信号３８０は、ＲＴＳ信号３１０に含められていた希望中継開始時間から希望中継継続時間の間に中継されているため、ここでは、中継制御部１０１２によってスイッチ１０１０が閉じられており、情報信号３８０は、スイッチ１０１０を経由して増幅部１０１６へ出力される。
【０１０２】
このように、中継の予約がある場合にのみスイッチ１０１０が閉じられ、中継の予約がない場合にはスイッチ１０１０が開かれているため、中継が予約されていない時間に受信された雑音信号などは増幅部１０１６によって増幅されて送信されることがなく、周囲の端末装置や中継装置への干渉を低減することができる。
【０１０３】
そして、情報信号３８０は、増幅部１０１６によって増幅されて情報信号３９０となり、送信部１０２０から送信される。送信された情報信号３９０は、端末装置ｂ２１０の受信部２００２によって受信され、情報信号取得部２００４を介してアプリケーション部２０１０へ出力される。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態によれば、情報信号の通信経路を、ルーティング情報に基づいて中継段数が最も少なくなるように決定し、情報信号の通信に先立って中継制御信号による情報信号の通信経路確保を行い、通信経路が確保されている時間だけ情報信号を通信するため、情報信号の中継時には、他の端末装置や中継装置からの信号による干渉が起きないとともに、周辺の端末装置や中継装置へ与える干渉を低減することもでき、複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うことができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態においては、ＣＴＳ信号が少なくとも情報信号の最初の送信元の同定情報および情報信号の最終的な送信先の同定情報が含まれているものとしたが、これに加えて、希望中継開始時間および希望中継継続時間を含めることにより、ＣＴＳ信号が届く範囲の端末装置および中継装置は、この時間に情報信号の中継が行われることを検知することができる。そして、自装置以外の装置による情報信号の中継を検知した端末装置および中継装置は、この時間での中継を希望するＲＴＳ信号を送信しないようにすることにより、システム全体のスループットをさらに向上させることができる。
【０１０６】
また、本実施の形態においては、中継制御信号の送信の際にキャリアセンスを行うものとして説明したが、さらにＡｃｋ信号を組み合わせて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）＋Ａｃｋ方式を用いるようにしても良い。すなわち、中継制御信号の送信元は、中継制御信号にあらかじめ誤りチェック用の信号を付加してキャリアセンスと同時に送信しておき、中継制御信号の送信先は、この信号を用いた誤りチェックの結果、誤りがない場合にはＡｃｋ信号を送信元に返信する。これにより、確実に中継制御信号を伝送することができ、隠れ端末問題などによって生じる衝突の確率を低く抑えることもできる。
【０１０７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、ルーティング情報に基づいて情報信号の通信経路を検索する際に、中継段数が最小の経路ではなく、通信経路全体の通信品質が最高の経路を選択する点である。
【０１０８】
本実施の形態に係る無線通信ネットワークの構成、ならびに中継装置および端末装置の構成は、実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成（図１）、ならびに中継装置（図２）および端末装置（図３）の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【０１０９】
本実施の形態においては、ルーティング情報取得部１００８およびルーティング情報取得部２００８によって取得されるルーティング情報の更新情報と、ルーティング情報記憶部１０１４およびルーティング情報記憶部２０１４によって記憶されているルーティング情報とが実施の形態１と異なっている。
【０１１０】
すなわち、本実施の形態におけるルーティング情報は、例えば図７に示すように、中継装置ごとの直接通信可能な中継装置および端末装置に加えて、それぞれの中継装置−中継装置間および中継装置−端末装置間の通信品質が対応づけられている。また、ルーティング情報の更新情報にも通信品質の情報が含まれている。なお、図７においては、数値が小さいほど通信品質が高いことを示している。したがって、例えば中継装置Ａ１００と中継装置Ｂ１１０との間が品質１で通信品質が最も高く、反対に、中継装置Ｃ１２０と中継装置Ｄ１３０との間が品質５で通信品質が最も低い。ここでの通信品質としては、例えば受信電力、平均符号誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）、平均フレーム誤り率（ＦＥＲ：Frame Error Rate）、符号化率、推定ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）などが挙げられる。
【０１１１】
このようなルーティング情報を参照して、経路決定部２０１２は、自装置から最終的な送信先までの通信品質が最も良好となる経路を検索する。すなわち、例えば図１において端末装置ｂ２１０から端末装置ｈ２７０へ接続するためには、中継装置Ｂ１１０および中継装置Ｅ１４０を介して接続する経路、並びに中継装置Ａ１００、中継装置Ｂ１１０、および中継装置Ｅ１４０を介して接続する経路が考えられる。
【０１１２】
そして、前者の経路に関しては、端末装置ｂ２１０−中継装置Ｂ１１０間の通信品質（４）、中継装置Ｂ１１０−中継装置Ｅ１４０間の通信品質（３）、および中継装置Ｅ１４０−端末装置ｈ２７０間の通信品質（３）の合計が１０となる。一方、後者の経路に関しては、端末装置ｂ２１０−中継装置Ａ１００間の通信品質（１）、中継装置Ａ１００−中継装置Ｂ１１０間の通信品質（１）、中継装置Ｂ１１０−中継装置Ｅ１４０間の通信品質（３）、および中継装置Ｅ１４０−端末装置ｈ２７０間の通信品質（３）の合計が８となる。
【０１１３】
したがって、後者の経路の方が前者の経路に比べて中継段数が多いが経路全体の通信品質が良好であるため、本実施の形態の経路決定部２０１２は、後者の経路を選択する。
【０１１４】
このように通信品質が高い経路を選択することにより、情報信号を通信する際に、情報信号の伝搬路上における誤りを低減することができるだけでなく、中継制御信号の誤りを低減することができ、情報信号の通信経路を確実に確保することができる。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態によれば、情報信号の通信経路を、ルーティング情報に基づいて全体の通信品質が最も良好となるように決定するため、情報信号および中継制御信号の伝搬路上における誤りを低減して、通信品質の良い情報信号の通信経路を確実に確保することができる。
【０１１６】
なお、上記実施の形態１，２においては、ルーティング情報および通信品質の共有化を効率的に実現するため、ＴＢＲＰＦ（Topology Broadcast based on Reverse-Path Forwarding）方式を用いても良い。
【０１１７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、中継制御信号が当該中継制御信号を受信する中継装置または端末装置に固有の拡散コードによって拡散されている点である。
【０１１８】
本実施の形態に係る無線通信ネットワークの構成、ならびに中継装置および端末装置の構成は、実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成（図１）、ならびに中継装置（図２）および端末装置（図３）の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１９】
本実施の形態においては、中継制御信号取得部１００６および中継制御信号取得部２００６と、中継制御信号生成部１０１８および中継制御信号生成部２０１８との内部構成のみが実施の形態１と異なっている。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態における中継制御信号取得部１００６は、図８（ａ）に示すように、内部に逆拡散部１００６ａを有しており、中継制御信号生成部１０１８は、図８（ｂ）に示すように、内部に拡散部１０１８ａを有している。なお、中継制御信号取得部２００６は中継制御信号取得部１００６と同様の構成を有しており、中継制御信号生成部２０１８は中継制御信号生成部１０１８と同様の構成を有している。
【０１２１】
逆拡散部１００６ａは、自装置に固有の拡散コードによって受信信号を逆拡散することにより、自装置宛の中継制御信号のみを取得する。
【０１２２】
拡散部１０１８ａは、生成した中継制御信号を当該中継制御信号の宛先の端末装置または中継装置に固有の拡散コードで拡散する。
【０１２３】
実施の形態１で述べたように、情報信号は確保された通信経路を伝送されるのに対し、中継制御信号は特に確保された通信経路を伝送されるわけではない。したがって、同じタイミングで複数の装置間で中継制御信号が伝送されている可能性がある。特に、マルチホップ中継方式では、シングルホップ中継方式に比べて多くの中継制御信号が伝送されることになり、同時に中継制御信号が伝送される可能性が高くなる。
【０１２４】
そこで、本実施の形態では、装置ごとに固有の拡散コードで中継制御信号を拡散することにより、中継制御信号を受信する装置は、自装置宛の中継制御信号のみを確実に取得することができる。なお、装置ごとに固有の拡散コードは、各装置があらかじめ記憶しており、これらの拡散コードは互いに直交しているのが好ましい。
【０１２５】
以上のように、本実施の形態によれば、中継制御信号を装置ごとに固有の拡散コードで拡散して伝送するため、各装置が自装置宛の中継制御信号のみを正確に取得することができ、中継制御の誤動作を防止し、情報信号の通信経路を確実に確保することができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態においては、装置ごとに固有の拡散コードで中継制御信号を拡散することによって装置ごとの区別をしているが、例えば各装置にあらかじめ識別番号を付与しておき、中継制御信号のヘッダなどに当該中継制御信号の宛先となる装置の識別番号を含めるようにしても良い。このように識別番号を用いても、装置ごとの区別をすることができ、拡散コードで拡散をする場合に比べて回路構成も簡略になる。
【０１２７】
また、識別番号は、各装置の製造時に付与したり、ユーザが設定するようにしたりすれば良い。さらに、ネットワークを立ち上げる際に、自動的に割り振られるようにしても良い。
【０１２８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の特徴は、中継制御信号を複数の拡散コードによって拡散する点である。
【０１２９】
本実施の形態に係る無線通信ネットワークの構成、ならびに中継装置および端末装置の構成は、実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成（図１）、ならびに中継装置（図２）および端末装置（図３）の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【０１３０】
本実施の形態においては、中継制御信号取得部１００６および中継制御信号取得部２００６と、中継制御信号生成部１０１８および中継制御信号生成部２０１８との内部構成のみが実施の形態１と異なっている。
【０１３１】
すなわち、本実施の形態における中継制御信号取得部１００６は、図９（ａ）に示すように、内部に逆拡散部１００６ａおよび逆拡散部１００６ｂを有している。なお、逆拡散部１００６ａは、実施の形態３の逆拡散部１００６ａと同一であり、その説明を省略する。一方、本実施の形態における中継制御信号生成部１０１８は、図９（ｂ）に示すように、内部に拡散部１０１８ａおよび拡散部１０１８ｂを有している。なお、拡散部１０１８ａは、実施の形態３の拡散部１０１８ａと同一であり、その説明を省略する。また、中継制御信号取得部２００６は中継制御信号取得部１００６と同様の構成を有しており、中継制御信号生成部２０１８は中継制御信号生成部１０１８と同様の構成を有している。
【０１３２】
逆拡散部１００６ｂは、逆拡散部１００６ａによって用いられる拡散コードとは異なる拡散コードによって受信信号を逆拡散することにより、自装置宛の中継制御信号を取得する。
【０１３３】
拡散部１０１８ｂは、拡散部１０１８ａによって用いられる拡散コードとは異なる拡散コードによって、生成した中継制御信号を拡散する。
【０１３４】
本実施の形態においては、実施の形態３において装置固有の拡散コードで中継制御信号を拡散したことに加えて、さらに他の拡散コードで中継制御信号を拡散する。この他の拡散コードは、実施の形態３と同様に、装置ごとに固有の拡散コードである。すなわち、各装置には、複数の固有の拡散コードが対応づけられており、中継制御信号を通信する際には、これらの拡散コードのいずれか１つを用いて拡散処理を行う。
【０１３５】
したがって、各装置は、同時に複数の中継制御信号を送受信することができるようになる。具体的には、例えば実施の形態１で述べたＲＴＳ信号が複数の端末装置から１つの中継装置へ送信された場合、このＲＴＳ信号を受信する中継装置では、逆拡散部１００６ａおよび逆拡散部１００６ｂで同時に逆拡散を行うことにより、複数（ここでは２つ）のＲＴＳ信号に対する処理を同時に行うことができる。この結果として、システム全体の伝送効率を向上させることができる。
【０１３６】
さらに、逆拡散部１００６ｂおよび拡散部１０１８ｂは、装置ごとに固有の拡散コードを用いるのではなく、全装置に共通の拡散コードを用いて逆拡散および拡散を行うようにしても良い。
【０１３７】
すなわち、実施の形態１でも述べたように、ＣＴＳ信号に希望中継開始時間および希望中継継続時間を含めることにより、ＣＴＳ信号を受信した周囲の装置は中継が実施される時間を検知することができるが、このＣＴＳ信号のようにすべての装置で受信される方がスループット向上に寄与する場合は、その信号を全装置に共通の拡散コードで拡散するようにする。
【０１３８】
以上のように、本実施の形態によれば、中継制御信号を複数の拡散コードで拡散して伝送するため、システム全体の伝送効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明に係る通信装置、中継装置、および通信方法は、複数の中継装置を介して通信するマルチホップ中継方式において、信号の送受信を時間的に切り替えることなく同一周波数で中継を行うことができ、例えば無線ＬＡＮにおいて、到達距離が比較的短い信号を多段中継して長距離の通信を行う通信装置、中継装置、および通信方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成例を示す図
【図２】実施の形態１に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係る端末装置の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係る端末装置および中継装置の動作を示すシーケンス図
【図５】実施の形態１に係る情報信号のフォーマットの一例を示す図
【図６】実施の形態１に係るルーティング情報の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係るルーティング情報の一例を示す図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３に係る中継制御信号取得部の内部構成を示すブロック図（ｂ）実施の形態３に係る中継制御信号生成部の内部構成を示すブロック図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態４に係る中継制御信号取得部の内部構成を示すブロック図（ｂ）実施の形態４に係る中継制御信号生成部の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１４１】
１００２、２００２  受信部
１００４、２００４  情報信号取得部
１００６、２００６  中継制御信号取得部
１００８、２００８  ルーティング情報取得部
１０１０  スイッチ
１０１２  中継制御部
１０１４、２０１４  ルーティング情報記憶部
１０１６  増幅部
１０１８、２０１８  中継制御信号生成部
１０２０、２０２０  送信部
２０１０  アプリケーション部
２０１２  経路決定部
２０１６  情報信号蓄積部
１００６ａ、１００６ｂ  逆拡散部
１０１８ａ、１０１８ｂ  拡散部
【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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