(57)【要約】【課題】複数の無線機グループのそれぞれとの間で良好にパケット情報の送受信を行うことを目的とする。【解決手段】マルチホップ通信の最初の無線機１−１は、基幹無線装置１０からパケット情報を受信し、そのパケット情報に自らが取得した観測情報を付加し、そのパケット情報に含まれる中継カウント値に１を加算してパケット情報を更新する。無線機１−１は、ネクストホップ以降の後続の無線機にマルチホップ通信を行わせる。マルチホップ通信の最後の無線機１−５は、受信したパケット情報から、中継カウント値および中継回数基準値を読み込み、これらの値に基づいて待ち時間を求める。無線機１−５は、パケット情報を更新した後、待ち時間が経過した時に、更新後のパケット情報を基幹無線装置１０に送信する。【選択図】図１
2013211646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ通信を行う複数の無線機のうちいずれかとの間でパケット情報の送受信を行うマルチホップ基幹無線装置において、
マルチホップ通信を行う複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最初の無線機にパケット情報を送信する送信部と、
マルチホップ通信を行う複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最後の無線機からパケット情報を受信する受信部と、を備え、
前記送信部は、
中継回数の基準値が記述されたパケット情報を送信し、
前記受信部は、マルチホップ通信において行われた中継回数と前記基準値との相違に応じた送信タイミングで前記最後の無線機から送信されたパケット情報を、受信することを特徴とするマルチホップ基幹無線装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチホップ基幹無線装置において、
マルチホップ通信がそれぞれのグループにおいて行われる複数の無線機グループに対し、各無線機グループとの間でパケット情報の送受信を行い、
前記送信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最初の無線機にパケット情報を送信し、
前記受信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最後の無線機からパケット情報を受信する、
ことを特徴とするマルチホップ基幹無線装置。
【請求項３】
マルチホップ通信を行う複数の無線機のうちの１つとして用いられる、マルチホップ無線機において、
他の無線機から送信されたパケット情報を受信する無線受信部と、
前記受信部で受信されたパケット情報を送信する無線送信部と、を備え、
前記無線送信部は、前記マルチホップ無線機が、マルチホップ通信の最後の無線機に該当する場合には、前記無線受信部で受信されたパケット情報をマルチホップ基幹無線装置に送信し、
前記マルチホップ基幹無線装置に対するパケット情報の送信を、前記無線受信部で受信されたパケット情報に対して行われた中継の回数と、当該中継の回数に対して定められた基準値との相違に応じた送信タイミングで行うことを特徴とするマルチホップ無線機。
【請求項４】
請求項１に記載のマルチホップ基幹無線装置と、
マルチホップ通信を行う複数の無線機のうちの１つとして用いられるマルチホップ無線機と、を備え、
前記マルチホップ無線機は、
他の無線機から送信されたパケット情報を受信する無線受信部と、
前記無線受信部で受信されたパケット情報を送信する無線送信部と、を備え、
前記無線送信部は、前記マルチホップ無線機が、マルチホップ通信の最後の無線機に該当する場合には、前記無線受信部で受信されたパケット情報を前記マルチホップ基幹無線装置に前記送信タイミングに応じて送信する、
ことを特徴とするマルチホップ無線通信システム。
【請求項５】
請求項２に記載のマルチホップ基幹無線装置と、
前記複数の無線機グループと、を備え、
前記複数の無線機グループに互いに異なる無線周波数が割り当てられている、
ことを特徴とするマルチホップ無線通信システム。
【請求項６】
マルチホップ通信がそれぞれのグループにおいて行われる複数の無線機グループに対し、各無線機グループとの間でパケット情報の送受信を行うマルチホップ基幹無線装置において、
各無線機グループにおける複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最初の無線機にパケット情報を送信する送信部と、
各無線機グループにおける複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最後の無線機からパケット情報を受信する受信部と、を備え、
前記送信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最初の無線機にパケット情報を送信し、
前記受信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最後の無線機からパケット情報を受信する、
ことを特徴とするマルチホップ基幹無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチホップ基幹無線装置、マルチホップ無線機、およびマルチホップ無線通信システムに関し、特に、パケット情報の送信または受信を行う処理の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線機の中継送信によってパケット情報を伝送するマルチホップ通信システムが広く用いられている。マルチホップ通信システムには、複数の無線機の他、２つの基幹無線装置を備えるものがある。第１の基幹無線装置は、マルチホップ通信の最初の無線機にパケット情報を送信する。第１の基幹無線装置から送信されたパケット情報を受信した無線機は、ネクストホップの無線機にパケット情報を送信し、残りの無線機にパケット情報を順に中継送信させる。このようなマルチホップ通信の最後の無線機は、１つ前の無線機から受信したパケット情報を第２の基幹無線装置に送信する。
【０００３】
マルチホップ通信を行う複数の無線機のそれぞれは、パケット情報を中継送信する際には、自らの送信対象の情報をパケット情報に付加する。第２の基幹無線装置は、マルチホップ通信の最後の無線機から受信したパケット情報から、各無線機によって付加された情報を取得する。これによって、第２の基幹無線装置は各無線機から情報を回収する。
【０００４】
このような、情報回収型のマルチホップ通信システムは、例えば、特許文献１に記載されているように、送電システムの監視に用いられている。この送電システムでは、マルチホップ通信を行う端局（無線機）が各鉄塔に設けられている。第１の情報収集局（基幹無線装置）は、マルチホップ通信の最初の端局にパケット情報を送信する。各端局は、パケット情報を中継送信する際に、鉄塔において観測された情報をパケット情報に付加する。マルチホップ通信の最後の端局は、第２の情報収集局にパケット情報を送信する。
【０００５】
情報回収型のマルチホップ通信システムは、海、湖沼、河川等に配置された複数のブイから情報を回収する用途にも用いられる。この場合、無線機が各ブイに設けられ、基幹無線装置は、マルチホップ通信を行った各ブイの無線機から情報を回収する。
【０００６】
情報回収型のマルチホップ通信システムには、上記のように２つの基幹無線装置を用いるものの他、１つの基幹無線装置を用いるものがある。この場合、１つの基幹無線装置が、マルチホップ通信の最初の無線機にパケット情報を送信し、マルチホップ通信の最後の無線機からパケット情報を受信し、各無線機から情報を回収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２２９７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
情報回収型のマルチホップ通信では、複数の無線機グループに対して情報の回収を行うことが可能である。複数の無線機グループのそれぞれは複数の無線機で構成され、無線機グループ内でマルチホップ通信を行う。基幹無線装置は、所定の順序で複数の無線機グループに時分割でパケット情報を送信する。各無線機グループでは、最初の無線機から最後の無線機へマルチホップ通信が行われる。基幹無線装置は、各無線機グループの最後の無線機からパケット情報を受信する。
【０００９】
無線機グループで一通りのマルチホップ通信が行われる時間は、無線機グループに属する無線機の台数に依存する。したがって、各無線機グループに属する無線機の台数によっては、複数の無線機グループのそれぞれの最後の無線機から同時にパケット情報が送信されることがある。この場合、基幹無線装置は、同時にパケット情報を送信した複数の無線機グループから、パケット情報を取得することが困難となる。
【００１０】
さらに、各無線機グループにおいてマルチホップ通信が行われている間、異なる無線機グループに属する複数の無線機において同時に無線信号が用いられることがある。この場合、無線グループ間で無線信号が干渉し、パケット情報の受信に支障が生じることがある。
【００１１】
本発明は、複数の無線機グループのそれぞれとの間で良好にパケット情報の送受信を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、マルチホップ通信を行う複数の無線機のうちいずれかとの間でパケット情報の送受信を行うマルチホップ基幹無線装置において、マルチホップ通信を行う複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最初の無線機にパケット情報を送信する送信部と、マルチホップ通信を行う複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最後の無線機からパケット情報を受信する受信部と、を備え、前記送信部は、中継回数の基準値が記述されたパケット情報を送信し、前記受信部は、マルチホップ通信において行われた中継回数と前記基準値との相違に応じた送信タイミングで前記最後の無線機から送信されたパケット情報を、受信することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るマルチホップ基幹無線装置は、望ましくは、マルチホップ通信がそれぞれのグループにおいて行われる複数の無線機グループに対し、各無線機グループとの間でパケット情報の送受信を行い、前記送信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最初の無線機にパケット情報を送信し、前記受信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最後の無線機からパケット情報を受信する。
【００１４】
また、本発明は、マルチホップ通信を行う複数の無線機のうちの１つとして用いられる、マルチホップ無線機において、他の無線機から送信されたパケット情報を受信する無線受信部と、前記受信部で受信されたパケット情報を送信する無線送信部と、を備え、前記無線送信部は、前記マルチホップ無線機が、マルチホップ通信の最後の無線機に該当する場合には、前記無線受信部で受信されたパケット情報をマルチホップ基幹無線装置に送信し、前記マルチホップ基幹無線装置に対するパケット情報の送信を、前記無線受信部で受信されたパケット情報に対して行われた中継の回数と、当該中継の回数に対して定められた基準値との相違に応じた送信タイミングで行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るマルチホップ無線通信システムは、前記マルチホップ基幹無線装置と、マルチホップ通信を行う複数の無線機のうちの１つとして用いられるマルチホップ無線機と、を備え、前記マルチホップ無線機は、他の無線機から送信されたパケット情報を受信する無線受信部と、前記無線受信部で受信されたパケット情報を送信する無線送信部と、を備え、前記無線送信部は、前記マルチホップ無線機が、マルチホップ通信の最後の無線機に該当する場合には、前記無線受信部で受信されたパケット情報を前記マルチホップ基幹無線装置に前記送信タイミングに応じて送信する。
【００１６】
また、本発明に係るマルチホップ通信システムは、前記マルチホップ基幹無線装置と、前記複数の無線機グループと、を備え、前記複数の無線機グループに互いに異なる無線周波数が割り当てられている。
【００１７】
また、本発明は、マルチホップ通信がそれぞれのグループにおいて行われる複数の無線機グループに対し、各無線機グループとの間でパケット情報の送受信を行うマルチホップ基幹無線装置において、 各無線機グループにおける複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最初の無線機にパケット情報を送信する送信部と、各無線機グループにおける複数の無線機のうち、マルチホップ通信における最後の無線機からパケット情報を受信する受信部と、を備え、前記送信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最初の無線機にパケット情報を送信し、前記受信部は、各無線機グループにつき異なる無線周波数を用いて、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最後の無線機からパケット情報を受信する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば複数の無線機グループのそれぞれとの間で良好にパケット情報の送受信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る観測情報回収システムの構成を示す図である。
【図２】各無線機でパケット情報が受信されるタイミングを示す図である。
【図３】各無線機でパケット情報が受信されるタイミング、および、各無線機グループに属する最後の無線機がパケット情報を送信するタイミングを示す図である。
【図４】無線機Ｇ１−２がスキップ中継送信をした場合において、各無線機でパケット情報が受信されるタイミングを示す図である。
【図５】無線機グループＧ１およびＧ２の各無線機が近接して配置された様子を示す図である。
【図６】基幹無線装置の構成例を示す図である。
【図７】パケット情報の構成例を示す図である。
【図８】無線機の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．観測情報回収システムの構成
図１には、本発明の実施形態に係る観測情報回収システムの構成が示されている。観測情報回収システムは、４つの無線機グループＧ１〜Ｇ４、および、１台の基幹無線装置（親機）１０を備える。無線機グループＧ１は５台の無線機（子機）１−１〜１−５からなり、無線機グループＧ２は４台の無線機２−１〜２−４からなる。また、無線機グループＧ３は７台の無線機３−１〜３−７からなり、無線機グループＧ４は２台の無線機４−１および４−２からなる。各無線機は、海上、海中または海底に配置され、基幹無線装置１０は、例えば、海上または陸上の施設に備えられる。
【００２１】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧ１〜Ｇ４のそれぞれに時分割でパケット情報を送信する。そして、各無線機グループからパケット情報が送信されたタイミングに従い、各無線機グループからパケット情報を受信する。
【００２２】
各無線機は、気温、湿度、風速等の海上の状況や、水温、水流の方向、水流の速さ等の海中の状況を示す観測情報を取得する。同一の無線機グループに属する複数の無線機のうち、マルチホップ通信の最初の無線機は、基幹無線装置１０からパケット情報を受信する。そして、受信したパケット情報をネクストホップの無線機に送信し、残りの無線機にパケット情報を順に中継送信させる。このようなマルチホップ通信の最後の無線機は、受信したパケット情報を基幹無線装置１０に送信する。各無線機は、中継送信の際には自らが取得した観測情報をパケット情報に付加する。基幹無線装置１０は、マルチホップ通信の最後の無線機からパケット情報を受信し、各無線機によって取得された観測情報を回収する。
【００２３】
２．観測情報回収システムの動作
次に、観測情報回収システムの具体的な動作について説明する。基幹無線装置１０は、各無線機グループに所属する無線機の数、および、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の最初の無線機を識別する先頭ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を記憶している。これらの情報は、基幹無線装置１０と各無線機グループとの間で行われる予備的な通信によって予め取得し記憶してもよいし、ユーザの操作に基づいて記憶してもよい。
【００２４】
基幹無線装置１０は、各無線機グループにパケット情報を送信する順序、および、各無線機グループに所属する無線機の数に基づいて、各無線機グループに対し、中継回数基準値を設定する。この中継回数基準値は、各無線機グループにおけるマルチホップ通信に費やされるべき時間を、パケット情報の中継回数に換算したものである。中継回数基準値は、後述の基準設定処理によって、複数の無線機グループから、同一時間帯に複数のパケット情報が基幹無線装置１０に送信されないよう設定される。
【００２５】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧ１に対するパケット情報を生成し、先頭ＩＤで識別される無線機１−１に送信する。このパケット情報には、中継カウント値および無線機グループＧ１に対する中継回数基準値を含ませる。ここで、中継カウント値は、マルチホップ通信において中継送信が行われるごとに１が加算される整数であり、基幹無線装置１０が設定する中継カウント値は０である。
【００２６】
マルチホップ通信の最初の無線機１−１は、基幹無線装置１０からパケット情報を受信し、そのパケット情報に自らが取得した観測情報を付加し、そのパケット情報に含まれる中継カウント値に１を加算してパケット情報を更新する。無線機１−１は、更新後のパケット情報をネクストホップの無線機１−２に送信し、ネクストホップ以降の後続の無線機にマルチホップ通信を行わせる。
【００２７】
このようにして、無線グループＧ１をなす５台の無線機は、無線機１−１、１−２、１−３、１−４、１−５の順にパケット情報を中継送信する。無線機１−２〜１−５は、無線機１−１と同様、中継送信の際には受信したパケット情報に自らが取得した観測情報を付加し、そのパケット情報に含まれる中継カウント値に１を加算してパケット情報を更新する。
【００２８】
マルチホップ通信の最後の無線機１−５は、受信したパケット情報を更新した後、パケット情報から、中継カウント値および中継回数基準値を読み込む。そして、中継回数基準値から中継カウント値を減算した待ち回数を求め、さらに、待ち回数にパケット伝送単位時間を乗じた待ち時間を求める。ここで、パケット伝送単位時間とは、１つのパケット情報を送受信するのに必要な時間をいう。無線機１−５は、パケット情報を更新した後、待ち時間が経過した時に、更新後のパケット情報を基幹無線装置１０に送信する。
【００２９】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧ１の最後の無線機１−５から送信されたパケット情報を受信し、無線機１−１〜１−５によってそのパケット情報に付加された各観測情報を回収する。
【００３０】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧ１の最初の無線機１−１にパケット情報を送信した後、同様の処理によって、無線機グループＧ２、Ｇ３およびＧ４のそれぞれの最初の無線機２−１、３−１および４−１にパケット情報を順に送信する。無線機グループＧ２、Ｇ３およびＧ４に属する無線機は、無線機グループＧ１に属する無線機と同様のマルチホップ通信を行う。
【００３１】
すなわち、無線機グループＧ２に属する無線機２−１〜２−４は、それぞれがパケット情報を更新しながら、無線機２−１、２−２、２−３、２−４の順にパケット情報を中継送信する。無線機グループＧ３に属する無線機３−１〜３−７は、それぞれがパケット情報を更新しながら、無線機３−１、３−２、・・・・、３−７の順にパケット情報を中継送信し、無線機グループＧ４に属する無線機４−１および４−２は、それぞれがパケット情報を更新しながら、無線機４−１、４−２の順にパケット情報を中継送信する。
【００３２】
無線機グループＧ２、Ｇ３およびＧ４のそれぞれの最後の無線機２−４、３−７および４−２は待ち時間を求め、パケット情報の更新が終了した後、待ち時間が経過した時に、更新後のパケット情報を基幹無線装置１０に送信する。
【００３３】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧ２、Ｇ３およびＧ４のそれぞれの最後の無線機から送信された各パケット情報を受信し、各パケット情報に各無線機によって付加された観測情報を回収する。
【００３４】
図２には、各無線機グループに属する各無線機でパケット情報が受信されるタイミングがタイミングチャートとして概念的に示されている。図２の横軸は時間を表し、無線機の符号が付された長方形の区画は、その符号で特定される無線機がパケット情報を受信する時間帯を示す。１つの区画の横方向の長さは、パケット伝送単位時間Ｔに対応する。図２の例では、無線機グループＧ１の最初の無線機１−１がパケット情報の受信を開始した時刻を基準時刻０とし、パケット伝送単位時間Ｔの時間間隔でタイムスロットが定義されている。
【００３５】
基幹無線装置１０は、０〜Ｔ、Ｔ〜２Ｔ、２Ｔ〜３Ｔ、および、３Ｔ〜４Ｔのタイムスロットにおいて、それぞれ、無線機グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４の最初の無線機にパケット情報を送信する。
【００３６】
無線機グループＧ１、Ｇ２、および、Ｇ４の最後の無線機は、４Ｔ〜５Ｔのタイムスロットにおいてパケット情報を受信し、無線機グループＧ３の最後の無線機は、８Ｔ〜９Ｔのタイムスロットにおいてパケット情報を受信する。
【００３７】
図３には、各無線機グループに属する各無線機でパケット情報が受信されるタイミングに加えて、各無線機グループに属する最後の無線機がパケット情報を送信するタイミングが示されている。図３の符号が付された破線の長方形の区画は、その符号で特定される無線機がパケット情報を送信するタイムスロットを示す。
【００３８】
本実施形態においては、後述の基準設定処理によって、各無線機グループに対して中継回数基準値が設定される。そして、各無線機グループに送信されるパケット情報には、対応する中継回数基準値が含められる。ここでは、無線機グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３およびＧ４に対して、中継回数基準値として、それぞれ、４、４、６および３が設定されている。
【００３９】
無線機グループＧ１の最後の無線機１−５は、中継回数基準値が４に設定され、中継カウント値が４に設定されたパケット情報を受信する。これによって、無線機１−５は、中継回数基準値４から中継カウント値４を減算した待ち回数として０を求め、待ち時間として０を求める。したがって、無線機１−５は、受信したパケット情報を更新した直後に、更新後のパケット情報を送信する。
【００４０】
無線機グループＧ２の最後の無線機２−４は、中継回数基準値が４に設定され、中継カウント値が３に設定されたパケット情報を受信する。これによって、無線機２−４は、中継回数基準値４から中継カウント値３を減算した待ち回数として１を求め、待ち時間としてＴを求める。したがって、無線機２−４は、受信したパケット情報を更新した時から時間Ｔが経過した時に、更新後のパケット情報を送信する。
【００４１】
無線機グループＧ３の最後の無線機３−７は、中継回数基準値が６に設定され、中継カウント値が６に設定されたパケット情報を受信する。これによって、無線機３−７は、中継回数基準値６から中継カウント値６を減算した待ち回数として０を求め、待ち時間として０を求める。したがって、無線機３−７は、受信したパケット情報を更新した直後に、更新後のパケット情報を送信する。
【００４２】
無線機グループＧ４の最後の無線機４−２は、中継回数基準値が３に設定され、中継カウント値が１に設定されたパケット情報を受信する。これによって、無線機４−２は、中継回数基準値３から中継カウント値１を減算した待ち回数として２を求め、待ち時間として２Ｔを求める。したがって、無線機４−２は、受信したパケット情報を更新した時から時間２Ｔが経過した時に、更新後のパケット情報を送信する。
【００４３】
このような処理によれば、無線機グループＧ１〜Ｇ４の最後の無線機からは、異なる時間帯にパケット情報が送信される。これによって、時間帯を重ねて複数のパケット情報が基幹無線装置１０に送信されることが回避される。また、１つの無線機グループがマルチホップ通信が行われている間は、他の無線機グループにおいてもマルチホップ通信が行われる。そのため、１つの無線機グループから観測情報を回収し終えてから、次の無線機グループから観測情報の回収を開始する場合に比べて、各無線機から観測情報を回収する時間が短縮される。
【００４４】
３．基準設定処理
次に、基準設定処理の例について説明する。この処理においては、基幹無線装置１０から各無線機グループにパケット情報が送信される順位、および、各無線機グループに所属する無線機の数に基づいて、各無線機グループに対し中継回数基準値が設定される。中継回数基準値は、複数の無線機グループから、同一時間帯に複数のパケット情報が基幹無線装置１０に送信されないよう設定される。このような処理としては、例えば次に説明するものがある。ここでは、無線機グループがｎ組あるものとする。
【００４５】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧ１、Ｇ２、・・・・Ｇｎの順にパケット情報を送信した場合に、各無線機グループについて、最後の無線機がパケット情報の受信を完了する時刻Ｔｅを求める。受信完了時刻Ｔｅは、ｊ番目にパケット情報が送信された無線機グループＧｊに所属する無線機の数をｋ（ｊ）とすると、次の（数１）のように表される。
【００４６】
（数１）  Ｔｅ（ｊ）＝［ｊ−１＋ｋ（ｊ）］・Ｔ
【００４７】
図１に示される例においては、無線機グループＧ１は、基幹無線装置１０から１番目にパケット情報が送信され、５台の無線機を備える。したがって、無線機グループＧ１の受信完了時刻Ｔｅ（１）は、５Ｔである。また、無線機グループＧ２は、基幹無線装置１０から２番目にパケット情報が送信される。そして、４台の無線機を備える。したがって、無線機グループＧ２の受信完了時刻Ｔｅ（１）は、５Ｔである。同様にして、無線機グループＧ３およびＧ４についても、受信完了時刻Ｔｅ（３）が９Ｔとして求められ、受信完了時刻Ｔｅ（４）が５Ｔとして求められる。
【００４８】
基幹無線装置１０は、次のような処理に基づき、各無線機グループに対し、返信基準時刻を求める。ここで、返信基準時刻とは、最後の無線機がパケット情報を送信すべきタイムスロット（返信タイムスロット）の先端の時刻をいう。
【００４９】
基幹無線装置１０は、無線機グループＧｊの受信完了時刻Ｔｅ（ｊ）以降のタイムスロットのうち、他の無線機グループの返信タイムスロットとされていない最も早期のタイムスロットを返信タイムスロットとして選択する。そして、選択した返信タイムスロットの先端の時刻を返信基準時刻Ｔｒ（ｊ）として求める。
【００５０】
基幹無線装置１０は、返信基準時刻Ｔｒ（ｊ）から受信完了時刻Ｔｅ（ｊ）を減じて求められる時間をパケット伝送単位時間Ｔで除した値に、無線機グループＧｊに属する無線機の台数数ｋ（ｊ）から１を減じた値を加え、中継回数基準値を求める。すなわち、中継回数基準値Ｍ（ｊ）は、次の（数２）に従って求められる。
【００５１】
（数２）  Ｍ（ｊ）＝［Ｔｒ（ｊ）−Ｔｅ（ｊ）］／Ｔ＋ｋ（ｊ）−１
【００５２】
図１に示された例において、基幹無線装置１０が、無線機グループＧ１、Ｇ２、・・・・Ｇｎの順に中継回数基準値を求める処理について説明する。無線機グループＧ１の受信完了時刻Ｔｅ（１）は５Ｔである。無線機グループＧ１は、最初に中継回数基準値が求められる無線機グループであるため、時刻５Ｔ以降のタイムスロットは、他のいずれの無線機グループによっても選択されていない。そのため、時刻５Ｔを先端の時刻とするタイムスロットが返信タイムスロットとなり、返信基準時刻Ｔｒ（１）は５Ｔとなる。また、無線機グループＧ１が備える無線機の台数は５台である。したがって、（数２）にＴｒ（１）＝５Ｔ、Ｔｅ（１）＝５Ｔ、およびｋ（１）＝５が与えられ、中継回数基準値Ｍ（１）が４として求められる。
【００５３】
無線機グループＧ２の受信完了時刻Ｔｅ（２）は５Ｔである。時刻５Ｔ以降のタイムスロットのうち、時刻５Ｔ〜６Ｔのタイムスロットは、無線機グループＧ１の返信タイムスロットとして選択されている。したがって、他の無線機グループの返信タイムスロットとされていない最も早期のタイムスロットとして、時刻６Ｔ〜７Ｔのタイムスロットが返信タイムスロットとして選択される。これによって、返信基準時刻Ｔｒ（２）として６Ｔが求められる。また、無線機グループＧ２が備える無線機の台数は４台である。したがって、（数２）にＴｒ（２）＝６Ｔ、Ｔｅ（２）＝５Ｔおよびｋ（２）＝４が与えられ、中継回数基準値Ｍ（２）が４として求められる。
【００５４】
無線機グループＧ３の受信完了時刻Ｔｅ（３）は９Ｔである。時刻９Ｔ以降のタイムスロットは、いずれの無線機グループによっても返信タイムスロットとして選択されていない。そのため、時刻９Ｔを先端の時刻とするタイムスロットが返信タイムスロットとなり、返信基準時刻Ｔｒ（３）は９Ｔとなる。また、無線機グループＧ３が備える無線機の台数は７台である。したがって、（数２）にＴｒ（３）＝９Ｔ、Ｔｅ（３）＝９Ｔおよびｋ（３）＝７が与えられ、中継回数基準値Ｍ（３）が６として求められる。
【００５５】
無線機グループＧ４の受信完了時刻Ｔｅ（４）は５Ｔである。時刻５Ｔ以降のタイムスロットのうち、時刻５Ｔ〜６Ｔのタイムスロット、時刻６Ｔ〜７Ｔのタイムスロット、および、時刻９Ｔ〜１０Ｔのタイムスロットは、それぞれ、無線機グループＧ１、Ｇ２およびＧ３の返信タイムスロットとして選択されている。したがって、他の無線機グループの返信タイムスロットとされていない最も早期のタイムスロットとして、時刻７Ｔ〜８Ｔのタイムスロットが返信タイムスロットとして選択される。これによって、返信基準時刻Ｔｒ（４）として７Ｔが求められる。また、無線機グループＧ４が備える無線機の台数は２台である。したがって、（数２）にＴｒ（４）＝７Ｔ、Ｔｅ（４）＝５Ｔおよびｋ（４）＝２が与えられ、中継回数基準値Ｍ（４）が３として求められる。
【００５６】
４．スキップ中継送信
無線機グループをなす無線機には、ネクストホップの無線機として予め定められた無線機との間の通信状況が良好でない場合に、他の無線機を代替のネクストホップの無線機とするものを採用してもよい。例えば、無線機グループＧ１の無線機１−２と、無線機１−３との間の通信状況が良好でない場合、無線機１−２は、無線機１−４を代替のネクストホップの無線機とする。
【００５７】
このようなスキップ中継送信が行われる場合であっても、パケット情報に含まれる中継回数基準値は一定に維持され、中継カウント値は中継送信が行われるごとに１だけ増加する。そのため、マルチホップ通信の最後の無線機における待ち時間は、スキップ中継送信が行われた回数にタイムスロットの時間長を乗じた時間長だけ長くなり、返信基準時刻は一定に維持される。したがって、スキップ中継送信を行う無線機を採用した場合であっても、各無線機グループの最後の無線機からは、異なる時間帯にパケット情報が送信される。これによって、時間帯を重ねて複数のパケット情報が基幹無線装置１０に送信されることが回避される。
【００５８】
図４には、無線機Ｇ１−２がスキップ中継送信をした場合におけるタイミングチャートが示されている。図３のタイミングチャートに比べて、無線機１−４および１−５は、１タイムスロットだけ早くパケット情報を受信する。無線機１−５が受信するパケット情報に含まれる中継カウント値は、図３の場合よりも１だけ小さい３となるものの、中継回数基準値は、４に維持されるため、返信基準時刻Ｔｒ（１）は、図３の場合と同様に５Ｔとなる。これによって、時間帯を重ねて複数のパケット情報が基幹無線装置１０に送信されることが回避される。
【００５９】
５．周波数分割多重によるシステム
図２および図３に示されるように、上記の実施形態では、異なる無線機グループに属する複数の無線機が同一の時間帯にパケット情報を送信し、異なる無線機グループに属する複数の無線機が同一の時間帯にパケット情報を受信する場合がある。例えば、無線機１−１および基幹無線装置１０は、時刻Ｔ〜２Ｔの時間帯にパケット情報を送信し、無線機１−２および２−１は時刻Ｔ〜２Ｔの時間帯にパケット情報を受信する。したがって、複数の無線機グループで同一の無線周波数が用いられた場合、無線機において複数の無線信号が同時に受信され、受信性能が劣化することがある。
【００６０】
そこで、第２実施形態に係る観測情報回収システムにおいては、各無線機グループに対して異なる無線周波数を割り当てる。システムの構成およびパケット情報の送受信に関するタイミングチャートは図１〜図３に示されるものと同一である。基幹無線装置１０は、０〜Ｔ、Ｔ〜２Ｔ、２Ｔ〜３Ｔ、および、３Ｔ〜４Ｔのタイムスロットにおいて、それぞれ、無線機グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４の最初の無線機にパケット情報を送信する。この際、無線機グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４に対しては、各無線機グループについて割り当てられた異なる周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、およびｆ４の周波数の無線信号によってパケット情報を送信する。
【００６１】
各無線機グループは、それぞれに割り当てられた周波数の無線信号によってマルチホップ通信を行う。そして、無線機グループＧ１〜Ｇ４の最後の無線機１−５、２−４、３−７、および４−２は、それぞれ、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３およびｆ４の無線信号によって、基幹無線装置１０にパケット情報を送信する。
【００６２】
このような構成によれば、複数の無線機グループで同時に同一周波数の無線信号が送受信されることが回避される。これによって、無線機グループ間の無線信号の干渉が回避される。第２実施形態に係る観測情報回収システムでは、同一エリアに異なる無線機グループに属する無線機を混在させてもよい。図５には、無線機グループＧ１およびＧ２の各無線機が近接して配置した場合の例が示されている。
【００６３】
６．基幹無線装置および無線機の構成例
ここでは、観測情報回収システムを構成する基幹無線装置１０および無線機の構成例について説明する。図６には、基幹無線装置１０の構成例が示されている。基幹装置・電源部１２は、基幹装置・制御部１４および送信／受信部１６に電源電力を供給する。基幹装置・電源部１２は、電池を備えるものであってもよいし、外部に設けられた電源供給装置から電力が供給されるものであってもよい。インターフェース２０は、外部に設けられたコンピュータ２２を基幹装置・制御部１４に接続する。
【００６４】
基幹装置・制御部１４は、パケット情報を生成して送信／受信部１６にパケット情報を送信させると共に、送信／受信部１６が受信したパケット情報を取得する。送信／受信部１６は、基幹装置・制御部１４の指令に基づいて、アンテナ１８を介してパケット情報の送受信を行う。この際、送信／受信部１６は、各無線機グループに対し異なる周波数が割り当てられている場合には、各無線機グループに対して割り当てられた周波数によってパケット情報の送受信を行う。使用周波数帯は、例えば、４００ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯である。以下、基幹無線装置１０の具体的な動作について説明する。
【００６５】
最初に基幹装置・制御部１４は、送信／受信部１６を制御し、各無線機グループとの間で予備的な無線通信を送信／受信部１６に行わせる。これによって、基幹装置・制御部１４は、各無線機グループに所属する無線機の数、各無線機グループにおけるマルチホップ通信の先頭ＩＤ等、パケット情報の伝送に必要な情報を取得し記憶する。
【００６６】
基幹装置・制御部１４は、コンピュータ２２からインターフェース２０を介して、各無線機グループから観測情報を取得すべき旨の指令を受けると、各無線機グループに向けたパケット情報を生成する。
【００６７】
図７には、パケット情報の構成例が示されている。パケット情報は、プリアンブル、制御情報記述部、送信元ＩＤ記述部、送信先ＩＤ記述部、中継カウント値記述部、中継回数基準値記述部、およびデータ記述部から構成される。プリアンブルおよび制御情報記述部には、そのパケット情報に対して実行すべき処理を示す情報、そのパケット情報を受信した装置が、送信元の装置とのタイミング同期を行うための情報等が記述される。送信元ＩＤ記述部には、パケット情報の送信元のＩＤが記述される。送信先ＩＤ記述部には、ネクストホップのＩＤが記述される。中継カウント値記述部および中継回数基準値記述部には、それぞれ、中継カウント値および中継回数基準値が記述される。データ記述部には、各無線機で取得された観測情報、各無線機から基幹無線装置１０に送信される情報等が記述される。
【００６８】
基幹装置・制御部１４は、送信元ＩＤ記述部に自らのＩＤを記述し、送信先ＩＤに先頭ＩＤを記述したパケット情報を生成する。また、基幹装置・制御部１４は、上述の基準設定処理を実行し、送信対象の無線機グループに対する中継回数基準値を求め、中継回数基準値記述部に記述する。また、中継カウント値記述部には０を記述する。さらに、基幹装置・制御部１４は、送信／受信部１６を制御し、送信／受信部１６に無線機グループのそれぞれに時分割でパケット情報を送信させる。
【００６９】
図８には無線機１００の構成例が示されている。無線機・電源部２４は、無線機・制御部２６および送信／受信部２８に電源電力を供給する。無線機・電源部２４は、電池を備えるものであってもよいし、外部に設けられた電源供給装置から電源電力が供給されるものであってもよい。海、湖沼、河川等に配置されたブイ等、電力会社の電力供給網から電力を取得することが困難な場合には、電池が用いられる。電池にはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等、繰り返し充放電が可能な二次電池が用いられてもよいし、太陽電池が用いられてもよい。
【００７０】
情報入力部３２は、外部に設けられたセンサシステム３４を無線機・制御部２６に接続する。センサシステム３４は、温度、湿度等の情報を取得する。例えば、センサシステム３４がブイに設けられる場合には、センサシステム３４は、気温、湿度、風速等の海上の状況や、水温、水流の方向、水流の速さ等の海中の状況を示す観測情報を取得し、無線機・制御部２６に出力する。
【００７１】
送信／受信部２８は、アンテナ３０を介してパケット情報を受信する。無線機・制御部２６は、送信／受信部２８が受信したパケット情報を取得する。そして、パケット情報に記述された送信先ＩＤが、自らのＩＤと一致し、さらに、自らの無線機がマルチホップの最後の無線機でない場合には、パケット情報に対し次のような処理を実行する。
【００７２】
無線機・制御部２６は、送信元ＩＤ記述部に自らのＩＤを記述し、送信先ＩＤ記述部にネクストホップのＩＤを記述する。そして、中継カウント値記述部に記述されている中継カウント値に１を加算した値を新たな中継カウント値として、中継カウント値記述部に記述する。さらに、無線機・制御部２６は、データ記述部に、センサシステム３４から取得した観測情報を追加的に記述する。無線機・制御部２６は、送信／受信部２８を制御し、このようにして更新されたパケット情報を送信／受信部２８に送信させる。
【００７３】
無線機・制御部２６は、受信されたパケット情報に記述された送信先ＩＤが、自らのＩＤと一致し、さらに、自らの無線機１００がマルチホップの最後の無線機である場合には、受信されたパケット情報について次のような処理を実行する。
【００７４】
無線機・制御部２６は、送信元ＩＤ記述部に自らのＩＤを記述し、送信先ＩＤ記述部に基幹無線装置１０のＩＤを記述する。また、パケット情報のデータ記述部に、センサシステム３４から取得した観測情報を追加的に記述する。そして、パケット情報に記述されている中継カウント値および中継回数基準値に基づいて待ち時間を求める。無線機・制御部２６は、パケット情報を更新してから待ち時間だけ待機した後、送信／受信部２８を制御し、更新されたパケット情報を送信／受信部２８に送信させる。
【００７５】
なお、無線機・制御部２６は、受信されたパケット情報に記述された送信先ＩＤが、自らのＩＤと一致しない場合には、そのパケット情報に対する処理を実行しない。
【００７６】
図６の基幹無線装置１０における基幹装置・制御部１４は、送信／受信部１６によって受信されたパケット情報に記述された送信先ＩＤが、自らのＩＤと一致する場合には、そのパケット情報のデータ記述部に記述されている情報を取得し、各無線機グループに属する各無線機によって取得された観測情報を回収する。そして、各観測情報をインターフェース２０を介してコンピュータ２２に送信する。
【００７７】
なお、基幹装置・制御部１４は、受信されたパケット情報に記述された送信先ＩＤが、自らのＩＤと一致しない場合には、そのパケット情報に対する処理は実行しない。
【００７８】
このような、基幹無線装置１０、および無線機１００によって観測情報回収システムが構成され得る。観測情報回収システムによれば、複数の無線機からパケット情報が同時に基幹無線装置１０に送信されることが回避される。さらに、各無線機グループに異なる周波数が割り当てられている場合には、無線グループ間で無線信号が干渉することが回避され、各無線機においてパケット情報の受信に支障が生じることが回避される。
【符号の説明】
【００７９】
１−１〜１−５，２−１〜２−４，３−１〜３−７，４−１，４−２，１００  無線機、１０  基幹無線装置、１２  基幹装置・電源部、１４  基幹装置・制御部、１６，２８  送信／受信部、１８，３０  アンテナ、２０  インターフェース、２２  コンピュータ、２４  無線機・電源部、２６  無線機・制御部、３２  情報入力部、３４  センサシステム。
【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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