(57)【要約】      （修正有）【課題】基地局集中型の通信インフラが使用できなくなった場合にも、通信端末が確実に通信を行うことができる通信装置を提供する【解決手段】マルチホップ通信装置は、複数の通信手段１と、通信手段１同士を連結する連結手段２とを有している。通信手段１は他の通信手段１または他の通信端末との間でマルチホップ通信を行うマルチホップ通信機能を備えている。連結手段２は、隣接する通信手段１同士をマルチホップ通信が可能な間隔で連結する。【選択図】図１
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【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通信機と、隣接する前記通信機同士をマルチホップ通信が可能な距離で連結する連結手段とを有することを特徴とするマルチホップ通信装置。
【請求項２】
前記通信機が、前記通信機の置かれた高さ方向の位置を表す垂直位置情報を入力する垂直位置情報入力手段と、前記垂直位置情報を送信する垂直位置情報送信手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のマルチホップ通信装置。
【請求項３】
前記通信機が置かれた場所が建造物である場合に、前記垂直位置情報が前記建造物の階数であることを特徴とする請求項２に記載のマルチホップ通信装置。
【請求項４】
前記通信機が前記垂直位置情報を表示する垂直位置情報表示手段を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のマルチホップ通信装置。
【請求項５】
前記通信機が可視光を放射するランプを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項に記載のマルチホップ通信装置。
【請求項６】
前記通信機が難燃性と防水性とを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか一項に記載のマルチホップ通信装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載のマルチホップ通信装置と、前記マルチホップ通信装置とマルチホップ通信を行う携帯通信端末と、前記マルチホップ通信装置を介して前記携帯通信端末と通信を行う通信端末とを有することを特徴とするマルチホップ通信システム。
【請求項８】
マルチホップ通信を行う複数の通信機を、隣接する前記通信機同士をマルチホップ通信が可能な距離で連結し、前記通信機間でマルチホップ通信を行うことを特徴とするマルチホップ通信方法。
【請求項９】
前記通信機に、前記通信機の置かれた高さ方向の位置を表す垂直位置情報を入力し、前記通信機が前記垂直位置情報を送信することを特徴とする請求項８に記載のマルチホップ通信方法。
【請求項１０】
前記通信機が置かれた場所が建造物である場合に、前記垂直位置情報が前記建造物の階数であることを特徴とする請求項９に記載のマルチホップ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチホップ通信装置およびマルチホップ通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
災害の発生等により基地局集中型の通信インフラが使用できなくなった場合に、アドホックネットワークを構築し、マルチホップ通信を行う技術がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、通常は基地局集中型の通信を行う携帯端末が、災害の発生を検出すると、マルチホップ通信に切り替えて通信を行う技術が開示されている。この技術では、携帯端末が、基地局や放送から災害発生通知を受け取ると、基地局との通信が途絶えたか確認し、通信が途絶えていた場合は、マルチホップ通信が可能な携帯端末を探索し、マルチホップ通信を行う。こうして基地局集中型の通信インフラが失われた環境でも、携帯端末が通信を行うことを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１９５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、必ずしもマルチホップ通信が行えるとは限らないという問題がある。この技術では、携帯端末は、まずマルチホップ通信が可能な他の携帯端末を探索する。ここで、他の携帯端末が電波の届く範囲にいない場合は、通信を行うことができない。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、基地局集中型の通信インフラが使用できなくなった場合にも、通信端末が確実に通信を行うことができる通信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明のマルチホップ通信装置は、マルチホップ通信を行う複数の通信機と、隣接する前記通信機同士をマルチホップ通信が可能な距離で連結する連結手段とを有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果は、基地局集中型の通信インフラが使用できなくなった場合にも、通信端末同士が確実に通信を行うことができるマルチホップ通信装置を提供できることである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のマルチホップ通信装置を示す模式図である。
【図２】第２の実施形態のマルチホップ通信装置を示す模式図である。
【図３】第２の実施形態の通信機を示すブロック図である。
【図４】第３の実施形態のマルチホップ通信システムの一例を示す模式図である。
【図５】第３の実施形態のマルチホップ通信システムの別の一例を示す模式図である。
【図６】第４の実施形態の通信機の外観を示す平面図である。
【図７】第５の実施形態の通信機を示すブロック図である。
【図８】第５の実施形態の通信機の外観を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のマルチホップ通信装置を示す模式図である。マルチホップ通信装置は、複数の通信手段１と、通信手段１同士を連結する連結手段２とを有している。通信手段１は他の通信手段１または他の通信端末との間でマルチホップ通信を行うマルチホップ通信機能を備えている。連結手段２は、隣接する通信手段１同士をマルチホップ通信が可能な間隔で連結する物体である。
【００１２】
本実施形態によれば、基地局集中型の通信インフラが使用できなくなった場合にも、携帯通信端末が確実に通信を行うことができるマルチホップ通信装置を提供することができる。
【００１３】
（第２の実施形態）
図２は本実施形態のマルチホップ通信装置１００を示す模式図である。マルチホップ通信装置１００は、複数の通信機１０と、隣接する通信機同士を連結するロープ２０とを有する。
【００１４】
通信機１０は、他の通信機１０もしくは他の通信端末とマルチホップ通信を行う通信機能を備えている。ロープ２０は、所定の引張強度と柔軟性を有しており、ある通信機１０と別の通信機１０とを、マルチホップ通信が可能距離以内の間隔で連結する。そしてこの連結を繰り返すことによって、複数の通信機１０が連なった形態のマルチホップ通信装置１００を構成する。
【００１５】
上記の構成のマルチホップ通信装置１００では、隣接する通信機１０同士はマルチホップ通信が可能な距離以内の間隔に存在する。したがって、ある通信機１０がマルチホップで信号を送信する場合、少なくとも隣接する通信機１０には信号が到達させることができる。すなわちマルチホップで信号を転送する受信先が少なくとも１つは存在する。このため、特許文献１の技術のように、転送先の通信端末が見つからないという問題は発生しない。
【００１６】
図２の例では、いずれかの通信機１０が送信した信号は、マルチホップ通信によって、マルチホップ通信装置１００の中の全ての通信機１０に送信することが可能である。ここで、各通信機１０は、外部の通信端末ともマルチホップ通信が可能である。このため、外部の通信端末は、マルチホップ通信装置１００のいずれかの通信機１０と通信を行うことができれば、別の通信機１０と通信を行う別の通信端末と通信を行うことが可能になる。なお上記の説明では、複数の通信機１０の連結をライン型にしているが、別のトポロジーにしても良い。また図２では通信機１０の数を８つにしているが、通信機の数はこれに限定されない。
【００１７】
図３は、通信機１０の構成を示すブロック図である。通信機１０は、無線通信部１１と、マルチホップ通信制御部１２と、ロープ結合部１３とを有している。マルチホップ通信制御部１２は、マルチホップ通信を実行するための制御を行う。無線通信部１１はマルチホップ通信制御部１２の制御に基づいてと無線信号を送受信する。ロープ結合部１３は、ロープ２０に通信機１０を結合する。なお、図示はしていないが、通信機１０は各部を動作させるためのバッテリーを有している。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、基地局集中型の通信インフラが使用できなくなった場合にも、通信端末が確実に通信を行うことができるマルチホップ通信装置を提供することができる。
【００１９】
（第３の実施形態）
第２の実施形態のマルチホップ通信装置１００を用いて、基地局集中型の通信が困難な場所と、そこから離れた場所との間で通信を可能にするマルチホップ通信システムを構築することができる。図４は、通信困難な場所として災害が発生した建造物２００の内部を想定し、この場所と外部との通信を可能にするマルチホップ通信システムの一例を示す模式図である。建造物２００には壁等が存在し直接外部と電波通信を行うことが困難で、通常は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）アクセスポイントなどの中継機器を用いて、通信を行っているものとする。そして、災害により、この中継機器の機能が停止しているものとする。
【００２０】
この例では、３人の隊員（図示せず）がそれぞれ携帯通信端末３０を携行し、建造物２００の５階（５Ｆ）で救助活動を行っているものとしている。建造物２００の外部には、現場指揮本部４０が設置され、現場指揮本部４０には指揮端末５０が設置されている。
【００２１】
携帯通信端末３０は、マルチホップ通信機能を備え、文字、音声、画像などのデータを送受信する。携帯通信端末３０は、マルチホップ通信装置１００を介して指揮端末５０と通信を行うことができる。なお、携帯通信端末３０は、基地局集中型の通信機能を備えていても良い。
【００２２】
指揮端末５０は、マルチホップ通信装置１００を介して、隊員が携行する携帯通信端末３０と通信を行う。指揮端末５０からは、例えば、指示や支援情報を提供し、携帯通信端末３０からの現場情報や活動状況報告を受信する。また、指揮端末５０は、例えば、建物の構造や危険物の位置などを含むフロア地図データを保持し、隊員の位置をフロア地図にマッピングする機能を有することもできる。
【００２３】
隊員は救助に入る際に、マルチホップ通信装置１００を携行し、建造物２００の入り口から救助活動を行う５階まで、通信機１０が適当な間隔で配置されるようにマルチホップ通信装置１００を設置する。こうして建造物２００の入り口付近から救助活動を行う５階まで、切れ目なくマルチホップ通信を行う経路を構築することができる。なお、ロープ２０を救助ロープとすると、マルチホップ通信装置１００を救助ロープと兼用することができる。この時、各通信機の間に例えば金属の壁があったりすると、距離が近くても通信ができない場合が起こり得る。そこで、隊員は通信機１０が隣接する通信機間に空間が確保できる非常階段等に配置することが望ましい。図４では、階段２１０に通信機１０を配置した例を示している。
【００２４】
図５は、基地局と直線通信無線で通信を行うことが困難な場所の例として、地下を想定した例を示す模式図である。建造物２００は、地階２２０を有しおり、３人の隊員（図示せず）がそれぞれ携帯通信端末３０を携行し、建造物２００の地下４階（Ｂ４）で救助活動を行っているものとしている。この場合も図４の例と同様に、隊員がマルチホップ通信装置１００を携行し、通信機１０を適切な場所に配置していくことにより、携帯通信端末３０と指揮端末５０との間で通信を行うことができる。地下の場合は、地階２２０の周囲に地盤があるため、地上の場合以上に直接電波で通信を行うことは困難である。図５の例では地下４階としているが、近年は３０ｍを超えるような大深度地下に施設が造られるケースも増えてきている。本実施形態はこのような場所での通信確保に適している。なお、上記の例の他、トンネルや、倒壊した建物の内部などでも同様に、本実施形態のマルチホップ通信システムを用いることができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のマルチホップ通信システムによれば、災害現場等で通信を行うことができる。
【００２６】
（第４の実施形態）
図６は通信機１０の具体例の外観を示す平面図である。通信機１０は、筐体１４と、パッキン１５と、アンテナ１１ａと、ランプ１６とを有している。
【００２７】
第３の実施形態で説明したように、マルチホップ通信装置１００は、災害現場など過酷な環境で好適に使用される。このような場所では、高熱や、水濡れにさらされる可能性があるため、通信機１０が、難燃性、防水性を備えていることが望ましい。具体的には、筐体１４やパッキン１５には、難燃性、耐熱性を備えている材料を用いるとよい。筐体としては例えば、ポリ乳酸、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどの耐熱・難燃樹脂を用いることができる。パッキンとしては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、膨張黒鉛などを用いることができる。
【００２８】
ランプ１６は、発光することで通信機１０の所在を視認する助けとなる。前述した災害現場等では、照明が失われていたり、濃煙、塵埃で視界が悪化したりしているケースが想定される。このような環境で、ランプ１６を目印とすることができる。また、非常階段、非常口といった避難経路に通信機１０を点々と設置していれば、ランプ１６が誘導灯の役割を果たすこともできる。このような目的のため、ランプ１６の光は、煙や塵埃に散乱されにくい緑から赤色の光であることが好ましい。これは、波長でいうと５００−８００ｎｍの光である。
【００２９】
ランプ１６には、例えば所定波長のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。濃煙や塵埃が存在する場合には、単色光の方が散乱の影響を受けにくいが、ＬＥＤであれば単色光を得ることが容易である。また、視認性を向上するためにランプ１６を点滅させても良い。さらにマルチホップ通信装置１００を設置した経路に沿って、複数の通信機１０のランプ１６が所定の時間差で点滅するようにしても良い。
【００３０】
ロープ２０も耐熱性および難燃性を有していることが望ましい。材料としては、例えば、アラミド繊維を用いることができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、災害現場に適したマルチホップ通信装置を構成することができる。
（第５の実施形態）
図７は第５の実施形態の通信機１０を示すブロック図である。通信機１０は、無線通信部１１、マルチホップ通信制御部１２、ロープ結合部１３に加えて、垂直位置情報入力部１７と、垂直位置情報表示部１８と、水平位置情報取得部１９とを有している。またマルチホップ通信制御部１２は垂直位置情報格納部１２ａと、水平位置情報格納部１２ｂとを有している。
【００３２】
垂直位置情報入力部１７は、隊員等が通信機１０を配置した垂直位置の情報を入力する機構である、垂直位置情報は高さ方向の位置の情報であり、地上では高度、地下では深度である。高度や深度は、例えば高度計を用いれば自動的に取得することが可能であるが、災害現場等では気圧の揺らぎが大きいため気圧高度計で正確な高度、深度を取得することは困難である。また、障害物が存在するために、レーザーやレーダーを用いた高度計測も不可能な場合が多い。垂直位置情報入力部１７は、このような垂直位置情報取得手段の欠如を補うもので、通信機１０を設置した垂直位置を外部から入力する手段である。垂直位置情報は、建造物等であれば、例えばテンキーやダイアルなどを用いて、階数として入力することが可能である。
【００３３】
入力した垂直位置情報は垂直位置情報格納部１２ａに格納されるとともに、垂直位置情報表示部１８に表示される。
【００３４】
水平位置情報取得部１９は、水平位置情報を取得する機構である。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や、地磁気センサを利用した測位システムにより、水平位置情報を取得する。しかしながら、第３の実施形態で説明したように、災害現場等ではＧＰＳ信号の受信や、地磁気による測位が困難な場合も多い。このため、マルチホップ通信制御部１２は、水平位置情報が取得できない場合には、仮の水平位置情報を保持し、これを利用するようにしておく。
【００３５】
水平位置情報格納部は、水平位置情報を格納する。水平位置情報取得部１９による水平位置情報が取得できる場合には、取得した水平位置情報を格納するが、上述したように水平位置情報取得ができない場合は、代替となる水平位置情報を格納する。代替水平位置情報としては、例えば、加速度センサを利用して算出した基準点からの移動量から推定された値とすることができる。
【００３６】
図８は、本実施形態の通信機１０の具体例の外観を示す模式図である。通信機１０は、垂直位置情報入力部１７と、垂直位置情報表示部１８を備えている。垂直位置情報入力部１７で入力された垂直位置情報は、垂直位置情報表示部１８に表示される。ここではＢ１１（地下１１階）と表示した例を示している。
【００３７】
次に、本実施形態の通信機１０を第３の実施形態のマルチホップ通信システムに適用した場合の利用方法について、図４を参照しながら説明する。
【００３８】
垂直位置情報入力部１７で入力された垂直位置情報は、垂直位置情報格納部１２ａに格納される。
【００３９】
隊員等（以降隊員と呼称する）が保持する携帯通信端末３０からは、現場の状況、隊員の活動状況などを音声データ、映像データ等として指揮端末５０に送信することができる。ここで送信する情報には、携帯通信端末３０がアクセスした通信機１０の垂直位置情報および水平位置情報がメッセージに付加される。指揮端末５０は、受信した垂直位置情報および水平位置情報に基づいて、隊員が救助活動を行っている位置を把握することができる。指揮端末５０では、例えば、隊員の位置情報がフロア地図データへマッピングし、各隊員の位置情報を管理することができる。
【００４０】
指揮端末５０からは、隊員の位置情報に基づいて、フロア地図情報に含まれる建物情報や、危険物の位置、救助方法などの指揮情報を隊員が保持する携帯通信端末３０に送信することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、活動中の隊員の位置や活動状況等の情報を現場指揮本部でリアルタイムに把握し、その情報を建物情報などと併せて有効に活用することができる。
【００４２】
上述した第１から第５の実施形態の処理をコンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。
【００４３】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１    通信手段
２    連結手段
１０    通信機
１１    無線通信部
１２    マルチホップ通信制御部
１３    ロープ結合部
１４    筐体
１５    パッキン
１６    ランプ
１７    垂直位置情報入力部
１８    垂直位置情報表示部
１９    水平位置情報取得部
２０    ロープ
３０    携帯通信端末
４０    現場指揮本部
５０    指揮端末
１００    マルチホップ通信装置
２００    建造物
２１０    階段
２２０    地階
【図１】
2017103720.tif 000003
【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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