JP2000261361A - 無線中継システム及び無線中継方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基地局と複数の中継局と単一又は複数の端局
とを含む無線中継システムに関し、基地局と端局との間
の中継経路を自動的に設定する。 【解決手段】 基地局１と複数の中継局２−１〜２−５
と端局３とを含む無線中継システムに於いて、回線接続
要求信号とその応答信号とにより、基地局１の通信エリ
アＡ内の中継局を一次局とし、この一次局の通信エリア
内の中継局を二次局とし、順次下位局を設定し、基地局
１から端局３までの昇順の次数の中継局によって中継経
路を設定し、又定期通信により中継経路の変更の有無を
判定し、中継局の移動，障害発生等に対応して新たな中
継経路に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基地局と単一又は
複数の中継局を介して、移動可能の単一又は複数の端局
と無線通信する無線中継システム及び無線中継方法に関
する。通信網の障害による緊急無線通信網を構築する場
合や、災害発生時に、指揮所を基地局として、災害現場
の無線装置を携帯する救助隊員との間で無線連絡する場
合等に於いて、無線送信電力に制約があることから、複
数の中継局を介して無線通信網を構築することになる。
この無線通信網を簡単に構築することが要望されてい
る。

【０００２】

【従来の技術】基地局と複数の中継局を介して端局との
間で無線中継システムを構築する場合、例えば、災害発
生時に、指揮所に基地局を設置し、災害現場で作業する
救助隊員が携帯する端局と基地局との間に中継局を配置
し、基地局からの通信エリアを拡大することが考えられ
ている。或いは、臨時に広域通信を行う場合に、基地局
と複数の中継局と端局とを設け、基地局と端局との間に
無線中継経路を構成することがある。

【０００３】このような無線中継システムに於いて、基
地局と端局との間の複数の中継局について、 ．予め中継局間による中継経路を設定する。 ．基地局と端局との間の通信データと共に、中継経路
の中継局を指定するデータを付加する。 ．基地局と複数の中継局と端局とについて、相関図等
を作成して通信経路を決定する。 等のシステムが提案されている。

【０００４】例えば、無線送受信機の間に複数の中継機
を配置し、その配置関係により最短経路となる中継経路
データを、無線送受信機及び中継機に設定し、中継機
は、その中継経路データを参照して、中継送受信するシ
ステムが知られている（例えば、特開平９−２１４４１
２号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】端局が移動するシステ
ムや、更に、中継局の移動や増設等により、基地局から
の通信エリアの増減を可能とするシステムに於いては、
中継経路が変更となるから、前述ののように、予め中
継経路を設定するシステムを適用することができない。
又前述ののように、中継経路を指示するデータを付加
すると、データ伝送量が多くなる問題と、中継局の故障
や移動等には対処することができない問題がある。

【０００６】又前述ののように、相関図作成を行う場
合、通信エリアが大きくなるに伴って相関図作成時間が
長くなる問題があり、中継局の故障や移動等に於いて
は、再度、相関図作成の為の相互の通信を必要とする問
題がある。又前述の最短経路の中継路データを中継機に
設定する場合、中継機の故障や移動には、あらためて中
継路データを作成して設定する必要があり、端局が移動
可能の場合に簡単に対処できない問題がある。本発明
は、中継経路を自動的に設定し、無線通信網の構築を容
易に行うことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の無線中継システ
ムは、（１）相互に無線通信する基地局１と複数の中継
局２−１〜２−５と単一又は複数の端局３とを含む無線
中継システムに於いて、基地局１の通信エリア内に存在
する中継局を一次局とし、この一次局の通信エリア内に
存在する中継局を二次局とし、順次上位局の通信エリア
内に存在する中継局を下位局とし、基地局１と、端局３
で受信可能の次数の最低位局を含む通信経路を設定する
ものである。それによって、最短距離の中継経路を設定
することができる。

【０００８】又（２）基地局１と中継局２−１〜２−５
と端局３とは、自局に対する上位局と下位局とを含む単
一又は複数のアドレスを通信経路として記憶する記憶部
１５を備えることができる。

【０００９】又（３）基地局１と中継局２−１〜２−５
とは、自局に対する下位局に対して定期通信により状態
情報を収集する構成を備えることができる。

【００１０】又（４）本発明の無線中継方法は、基地局
１と複数の中継局２−１〜２−５を介して端局３との間
で無線通信する無線中継方法であって、基地局１から回
線接続要求信号を送信し、この回線接続要求信号を受信
して回線要求応答信号を送信した中継局を一次局とし、
この一次局から回線接続要求信号を受信して回線接続要
求応答信号を送信した中継局を二次局として、順次下位
局を設定し、基地局１と、端局３との間に、中継局の上
位局から下位局の順に中継経路を設定する過程を含むも
のである。

【００１１】又（５）無線通信する伝送フレームに、接
続局フラグを設けて、中継局の一次局，二次局等の次数
を設定し、この接続局フラグの受信識別により、中継経
路の中継局が上位局か下位局かを判定する過程を含むこ
とができる。

【００１２】又（６）基地局１と中継局２−１〜２−５
とは、自局に対する下位局に対して定期通信により状態
情報を収集し、状態変更に対応して中継経路の変更を行
う過程を含むことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の無線
中継システムの説明図であり、１は基地局、２−１〜２
−５は中継局、３は端局を示す。この場合、基地局１の
通信エリアＡ内に、中継局２−１，２−４が位置し、中
継局２−１の通信エリアＢ−１内に、基地局１と中継局
２−２が位置し、中継局２−２の通信エリアＢ−２内
に、中継局２−１，２−３，２−５が位置し、中継局２
−３の通信エリアＢ−３内に、中継局２−２が位置し、
中継局２−４の通信エリアＢ−４内に、基地局１と中継
局２−５とが位置し、中継局２−５の通信エリアＢ−５
内に、中継局２−２，２−４が位置し、移動可能の端局
３が、中継局２−２，２−３，２−５の通信エリアＢ−
２，Ｂ−３，Ｂ−５内に位置している場合を示す。

【００１４】この無線中継システムに於ける各中継局２
−１〜２−５は移動可能の構成とすることができるもの
で、端局３を基地局１から更に遠く離れた位置まで移動
可能とする場合は、更に多くの中継局を配置することが
できる。例えば、基地局１を災害発生時の指揮所とし、
端局３を救助隊員等が携帯し、それらの間に中継局２−
１〜２−５を順次配置する。このような場合、基地局１
は殆ど固定で、自動車搭載電池等を電源として動作可能
の場合が一般的となり、場合によっては、基地局１も移
動することがある。又中継局２−１〜２−５及び端局３
は電池電源で動作する構成とし、例えば、単一周波数で
相互に送受信可能の構成とする。

【００１５】図２は本発明の実施の形態の無線装置の説
明図であり、図１に於ける基地局１，中継局２−１〜２
−５及び端局３の要部の構成を示し、１１はアンテナ、
１２は無線送受信部、１３は送受信制御部、１４はプロ
セッサ等による制御処理部、１５は半導体集積回路メモ
リ等による記憶部である。又必要に応じて表示部や送受
話器を設けることもできる。

【００１６】又下方に示す無線送受信部１２を介して送
受信される伝送フレームのフォーマットは、送信元アド
レス、送信先アドレス、接続局フラグ、始点アドレス、
終点アドレス及び通信データを含むものである。この伝
送フレームは、通信データが生じた場合、制御処理部１
４からの指示に従って送受信制御部１３に於いて形成
し、無線送受信部１２から送信するものである。

【００１７】又通信データは、基地局１から端局３への
メッセージ或いは端局３から基地局１へのメッセージ或
いは中継局間の正常性確認のメッセージ等が含まれる。

【００１８】又基地局１と中継局２−１〜２−５及び端
局３は、予め局番号が付与されており、これをアドレス
として用いるものである。又送信元アドレスは、隣接す
る局間の送信元のアドレスを示し、送信先アドレスは、
隣接する局間の送信先のアドレスを示す。又接続局フラ
グは、基地局１を０次局とした場合に、中継経路に沿っ
た中継局が何次局になるかを示すフラグである。又始点
アドレスは、メッセージを最初に送出した局のアドレス
を示し、終点アドレスは、メッセージを最終的に受信す
る局のアドレスを示す。

【００１９】前述の局番号は、記憶部１５等に格納され
ており、制御処理部１４は、この局番号と、伝送フレー
ムの送信先アドレスとを比較して自局宛か否かを判定す
る。又記憶部１５に、中継経路設定時の隣接する基地局
１又は上位局と、基地局３又は下位局とのアドレスを格
納する。

【００２０】図１に示すような不規則な中継局２−１〜
２−５の配置により構成される無線中継システムに於い
て、各局の電源をオンとした状態では、何れも白紙状態
であり、隣接局を認識していない場合が一般的である。
そこで、図３のシーケンスに従って、基地局１から回線
接続要求信号を送信する。この場合の無線中継システム
は、基地局１と端局３との間の中継局を、一次局，二次
局，三次局，・・・とし、それぞれの中継局に何次局で
あるかを自動的に認識させると共に隣接局のアドレスを
設定するものである。

【００２１】この回線接続要求信号送信時に、基地局１
に最も近く、基地局１の通信エリアＡ内に配置した中継
局２−１を認識している場合、図２に示す伝送フレーム
のフォーマットに於ける送信元アドレスを基地局１の番
号とし、又送信先アドレスを中継局２−１の番号とす
る。或いは、基地局１から最も近い中継局を認識できな
い場合、送信元アドレスを基地局１の番号とし、送信先
アドレスを同報通信アドレスとする。又接続局フラグは
オフとする。

【００２２】基地局１からの回線接続要求信号を受信し
た中継局は、基地局１の存在を認識し、送信元アドレス
を隣接局アドレスとして記憶する。そして、回線接続応
答信号を基地局１へ送信する。この場合、例えば、基地
局１に隣接する中継局２−１は、基地局１の番号を送信
先アドレスとし、中継局２−１の番号を送信元アドレス
として送信する。そして、無線装置の記憶部１５（図２
参照）に、基地局アドレスを記憶する。

【００２３】又同報アドレスによる回線接続要求信号
を、基地局１の通信エリアＡ内の複数の中継局がそれぞ
れ受信し、それぞれ回線接続応答信号を送信する場合、
同一無線周波数を用いる場合に、キャリアを検出して、
他の中継局の送信と衝突するか否かを送受信制御部１３
（図２参照）に於いて判定し、キャリアを検出しない場
合に、回線接続応答信号を送信し、キャリアを検出した
場合は、所定の時間後に、再度キャリア検出を行う制御
方法によって、回線接続要求信号に対する回線接続応答
信号を送信することができる。

【００２４】基地局１は、接続応答信号を受信して一次
局の存在を認識して記憶部に記憶し、接続応答受信信号
を送信する。一次局（中継局）は、接続応答受信信号を
受信すると、基地局１に認識されたと判定し、一次局フ
ラグをオンとする。即ち、記憶部１５に一次局フラグを
設定する。この場合、一次局は、単一又は複数となるも
のであり、図１に示す配置構成の場合、一次局は、基地
局１の通信エリアＡ内の中継局２−１と中継局２−４の
２局となる。

【００２５】そして、一次局（中継局）は、送信元アド
レスを自局番号とし、送信先アドレスを隣接中継局を認
識できる時はその中継局番号、認識できない時は同報ア
ドレスとし、又接続局フラグの領域に一次局フラグを設
定して送信する。例えば、一次局を中継局２−１とする
と、この中継局２−１から、送信元アドレスを中継局２
−１の番号とし、送信先アドレスを同報アドレスとし、
接続局フラグを一次局フラグとして回線接続要求信号を
送信する。

【００２６】中継局２−１の通信エリアＢ−１内には、
中継局２−２が存在することから、中継局２−２は、回
線接続要求信号を受信し、接続局フラグにより一次局を
認識し、送信元アドレスを中継局２−２の番号とし、送
信先アドレスを中継局２−１の番号として、回線接続応
答信号を送信する。

【００２７】中継局２−１は、二次局の存在を認識し、
隣接局アドレスとして中継局２−２の番号を記憶し、接
続応答受信信号を中継局２−２に送信し、且つ基地局１
へ経路情報通知を行う。基地局１は、一次局の中継局２
−１に対する二次局の中継局２−２を含む経路を記憶す
る。又一次局の中継局２−１からの接続応答受信信号を
受信した中継局２−２は、一次局に認識されたことを確
認し、二次局フラグをオンとする。即ち、記憶部１５に
二次局フラグを設定する。なお、一次局に対する二次局
も単一又は複数となる。なお、下位局からの回線接続応
答信号を受信できない場合、下位局が存在しないと判定
する。

【００２８】以下同様にして、二次局に対する三次局が
認識され、基地局１は、一次局，二次局，三次局，・・
・による中継経路を認識することができる。又端局３
は、中継局からの回線接続要求信号を受信することによ
り、前述と同様な応答によって、隣接中継局を認識する
ことができ、又中継局も自局の通信エリア内に端局３が
存在することを認識できることになる。従って、基地局
１は、端局３までの中継経路を認識し、中継局の次数に
従って、例えば、基地局１→中継局２−１→中継局２−
２→端局３の通信の経路を設定することができる。

【００２９】又端局３の移動或いは中継局の移動，増
設，撤去，故障等により、中継経路の変更が必要とな
る。その為に、定期通信を行うものである。即ち、基地
局１に於いて一次局の状態情報を収集し、又一次局に於
いて二次局の状態情報を収集し、二次局に於いて三次局
の状態を収集するように、順次下位局の状態情報を収集
する。そして、無応答や故障を示す状態情報の場合に、
中継経路の変更を行う。

【００３０】例えば、基地局１→中継局２−４→中継局
２−５→端局３の経路の場合に、中継局２−４の撤去或
いは障害発生となると、中継局２−４からの定期通信も
受信できなくなり、この時、中継局２−５は、中継局２
−２の通信エリアＢ−２内でもあるから、二次局として
の中継局２−２の定期通信を受信した時、中継局２−２
に、三次局として認識させることができる。

【００３１】従って、基地局１→中継局２−４→中継局
２−５→端局３の経路は、基地局１→中継局２−１→中
継局２−２→中継局２−５→端局３の経路に変更し、基
地局１と端局３との間の通信経路を確保することができ
る。

【００３２】又端局３が移動し、且つその端局３の位置
に中継局を増設した場合、二次局の中継局２−２，２−
５及び三次局の中継局２−３のそれぞれの通信エリア内
であるが、増設中継局は、二次局の中継局２−２又は中
継局２−５の下位局とすれば良いことになり、従って、
定期通信による接続局フラグを受信判定して、二次局の
中継局２−２又は中継局２−５のアドレスを用いて回線
接続要求信号を送出する。それによって、中継局２−２
又は中継局２−５の下位局として認識させることができ
る。

【００３３】又端局３が他の中継局の通信エリア内に移
動した場合、その中継局の定期通信を受信し、接続局フ
ラグを認識し、次数の小さい中継局を選定して、その中
継局に回線接続要求を送出することにより、その中継局
を介して通信経路を設定することができる。それによっ
て、最短経路で基地局１との間の中継経路を設定するこ
とができる。例えば、端局３が中継局２−１，２−２の
通信エリアＢ−１，Ｂ−２内に移動した場合、一次局と
二次局との定期通信を受信可能となるから、一次局の中
継局２−１に回線接続要求を送出することになる。それ
よって、基地局１→中継局２−１→端局３の通信経路が
設定される。

【００３４】又各局は、複数の通信経路に対応した上位
局及び下位局を認識して記憶部１５（図２参照）に記憶
しておくことにより、再送処理を他の通信経路によって
行うことができる。従って、突発的な一部の通信経路の
障害によっても、信頼性の高い無線通信を可能とするこ
とができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、基地局
１と複数の中継局２−１〜２−５と端局３とを含む無線
中継システムであって、基地局１は、回線接続要求信号
に応答できる通信エリア内の中継局を一次局とし、その
一次局の通信エリア内に存在する中継局を二次局とし、
順次下位局を設定して、端局３との間は、次数に従った
中継局を経由した中継経路を設定するものであり、中継
局は自律的な動作によって、基地局１又は上位局と端局
３又は下位局とを識別し、基地局１と端局３との間の最
短の中継経路を設定することができる。

【００３６】又この中継経路の上位局から下位局の状態
情報を定期通信によって収集し、下位局又は上位局の障
害或いは移動時の状態情報の変更に対応して、中継経路
の変更を行うことができる利点がある。従って、各種の
無線システムに於いて、基地局１，中継局２−１〜２−
５及び端局３が移動する場合でも、自動的に中継経路を
構成し、基地局１と、その通信エリアから離れた端局３
との間で確実な無線通信が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明図である。

【図２】本発明の実施の形態の無線装置の説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態のシーケンス説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 基地局 ２−１〜２−５ 中継局 ３ 端局 Ａ，Ｂ−１〜Ｂ−５ 通信エリア

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に無線通信する基地局と複数の中継
   局と単一又は複数の端局とを含む無線中継システムに於
   いて、 前記基地局の通信エリア内に存在する中継局を一次局と
   し、該一次局の通信エリア内に存在する中継局を二次局
   とし、順次上位局の通信エリア内に存在する中継局を下
   位局とし、前記基地局と、前記端局で受信可能の次数の
   最低位局を含む通信経路を設定したことを特徴とする無
   線中継システム。
2. 【請求項２】 前記基地局と前記中継局と前記端局と
   は、自局に対する上位局と下位局とを含む単一又は複数
   のアドレスを通信経路として記憶する記憶部を備えてい
   ることを特徴とする請求項１記載の無線中継システム。
3. 【請求項３】 前記基地局と前記中継局とは、自局に対
   する下位局に対して定期通信により状態情報を収集する
   構成を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載
   の無線中継システム。
4. 【請求項４】 基地局と複数の中継局を介して端局との
   間で無線通信する無線中継方法に於いて、 前記基地局から回線接続要求信号を送信し、該回線接続
   要求信号を受信して回線要求応答信号を送信した中継局
   を一次局とし、該一次局から回線接続要求信号を受信し
   て回線接続要求応答信号を送信した中継局を二次局とし
   て、順次下位局を設定し、前記基地局と、前記端局との
   間に、前記中継局の上位局から下位局の順に中継経路を
   設定する過程を含むことを特徴とする無線中継方法。
5. 【請求項５】 無線通信する伝送フレームに、接続局フ
   ラグを設けて、前記中継局の一次局，二次局等の次数を
   設定し、該接続局フラグの受信識別により、中継経路の
   中継局が上位局か下位局かを判定する過程を含むことを
   特徴とする請求項４記載の無線中継方法。
6. 【請求項６】 前記基地局と前記中継局とは、自局に対
   する下位局に対して定期通信により状態情報を収集し、
   状態変更に対応して中継経路の変更を行う過程を含むこ
   とを特徴とする請求項４又は５記載の無線中継方法。