(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024052156
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】中継通信装置、通信方法及び通信システム
(51)【国際特許分類】
H04W 56/00 20090101AFI20240404BHJP
H04W 84/18 20090101ALI20240404BHJP
H04L 12/28 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
H04W56/00 130
H04W84/18
H04L12/28 200Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022158677
(22)【出願日】2022-09-30
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／海中・水中ＩｏＴにおける無線通信技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】古賀 久雄
(72)【発明者】
【氏名】池崎 一生
(72)【発明者】
【氏名】池田 浩二
【テーマコード（参考）】
5K033
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K033CB06
5K033CB15
5K033DB11
5K033DB18
5K067AA21
5K067DD51
5K067EE02
5K067EE25
5K067GG01
(57)【要約】
【課題】通信ネットワークにおいてブロードキャスト送信を適切に行うこと。
【解決手段】本開示の一実施例に係る中継通信装置は、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信する受信部と、前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、を備える。
【選択図】図１１
【解決手段】本開示の一実施例に係る中継通信装置は、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信する受信部と、前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、を備える。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信する受信部と、
前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、
前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、
を備える中継通信装置。
前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、
前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、
を備える中継通信装置。
【請求項2】
前記送信部は、前記中継通信装置と前記第１通信装置と前記第２通信装置とを含む通信システムにおけるマスタ通信装置に、前記第１信号をブロードキャスト送信することを示す情報を含む第２信号をユニキャスト送信し、
前記受信部は、前記マスタ通信装置によって前記第２信号からブロードキャスト送信用に変換された前記第１信号を受信する、
請求項１に記載の中継通信装置。
前記受信部は、前記マスタ通信装置によって前記第２信号からブロードキャスト送信用に変換された前記第１信号を受信する、
請求項１に記載の中継通信装置。
【請求項3】
前記同期制御部は、前記第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を、ブロードキャスト送信に専用の期間において同期させる、
請求項１又は２に記載の中継通信装置。
請求項１又は２に記載の中継通信装置。
【請求項4】
前記第１通信装置から前記中継通信装置までのホップ数と前記第１通信装置から前記第２通信装置までのホップ数とは、同一である、
請求項３に記載の中継通信装置。
請求項３に記載の中継通信装置。
【請求項5】
前記同期制御部は、ＩＥＥＥ１５８８に準拠させて、前記第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる、
請求項１に記載の中継通信装置。
請求項１に記載の中継通信装置。
【請求項6】
中継通信装置が、
第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信し、
前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと同期させて、前記第１信号をブロードキャスト送信する、
通信方法。
第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信し、
前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと同期させて、前記第１信号をブロードキャスト送信する、
通信方法。
【請求項7】
第１通信装置と、
前記第１通信装置からブロードキャスト送信された信号を受信し、同期して前記信号をブロードキャスト送信する第２通信装置及び第３通信装置と、
前記第２通信装置及び前記第３通信装置が同期してブロードキャスト送信した前記信号を受信する第４通信装置と、
を備える通信システム。
前記第１通信装置からブロードキャスト送信された信号を受信し、同期して前記信号をブロードキャスト送信する第２通信装置及び第３通信装置と、
前記第２通信装置及び前記第３通信装置が同期してブロードキャスト送信した前記信号を受信する第４通信装置と、
を備える通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、中継通信装置、通信方法及び通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）でのマルチホップ通信が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなマルチホップ通信では、複数台の通信端末から構成される通信ネットワーク（以下、単にネットワーク（ＮＷ：network）と呼ぶこともある）において、通信端末間で通信信号を中継することで、自端末と直接通信できない端末との通信を行う。特許文献１には、同時にブロードキャスト送信することによる信号の衝突を回避するために、ターミナルがマスタにユニキャスト送信し、マスタがブロードキャスト送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－０３６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記技術では、ターミナルがマスタにユニキャストすることから、マスタに信号が集中し、遅延が発生してしまうおそれがある。また、マスタから遠いターミナルには信号が届かないおそれがある。なお、これらのことは、有線通信でも無線通信でも生じ得る。
【0005】
本開示の非限定的な実施例は、通信ネットワークにおいてブロードキャスト送信を適切に行うことができる中継通信装置、通信方法及び通信システムの提供に資する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施例に係る中継通信装置は、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信する受信部と、前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、を備える。
【0007】
本開示の一実施例に係る通信方法は、中継通信装置が、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信し、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと同期させて、前記第１信号をブロードキャスト送信する。
【0008】
本開示の一実施例に係る通信システムは、第１通信装置と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された信号を受信し、同期して前記信号をブロードキャスト送信する第２通信装置及び第３通信装置と、前記第２通信装置及び前記第３通信装置が同期してブロードキャスト送信した前記信号を受信する第４通信装置と、を備える。
【0009】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一実施例によれば、通信ネットワークにおいてブロードキャスト送信を適切に行うことができる。
【0011】
本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】マルチホップ通信システム及び端末間の通信品質を示す図
【図1B】端末間の通信品質を示す図
【図2】本開示の実施の形態に係る通信システムの構成例を示す図
【図3】本開示の実施の形態に係る端末のハードウェア構成例を示す図
【図4】本開示の実施の形態に係る端末のＣＰＵの機能構成例を示す図
【図5】本開示の実施の形態に係るタイムスタンプ取得の例を示す図
【図6】本開示の実施の形態に係る、フレーム受信時のタイムスタンプ取得の例を示すフローチャート
【図7】本開示の実施の形態に係る、端末間の通信品質に基づく時刻同期の例を示す図
【図9】本開示の実施の形態に係る通信フレームフォーマット例を示す図
【図10】本開示の実施の形態に係る、ブロードキャストフレーム同期送信の概括的な動作例を示すフローチャート
【図11】本開示の実施の形態に係る、ブロードキャスト同期送信の動作手順例を示す図
【図12】本開示の実施の形態に係る、ブロードキャスト同期送信の動作手順例を示す図
【図13】本開示の実施の形態に係る、ブロードキャスト専用期間におけるブロードキャストフレーム送信例を示す図
【図14A】本開示の実施の形態に係る、端末のトポロジー例及びＩＤ割り当て例を示す図
【図14B】本開示の実施の形態に係る、ブロードキャスト専用期間におけるブロードキャストフレーム送信例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0013】
（本開示に至った経緯）
マルチホップ通信システムでは、例えば、システム内に最大１０２４台の端末が接続され、マスタ端末を最上位として、最大１０ホップまでの中継伝送網が構築される。システム内では、相互の端末間の伝送路状態に応じて、中継端末が自動的に選択され、マスタ端末から末端端末の間で通信データが中継される。このように、マルチホップ通信システムでは、マルチホップが形成され、マルチホップ通信が行われる。このようなマルチホップ通信システムを構築可能な高速ＰＬＣとして、ＨＤ－ＰＬＣ（High Definition Power Line Communication）が知られている。なお、システムは、通信システム、ネットワーク、通信ネットワーク等で読み替えられてよい。
マルチホップ通信システムでは、例えば、システム内に最大１０２４台の端末が接続され、マスタ端末を最上位として、最大１０ホップまでの中継伝送網が構築される。システム内では、相互の端末間の伝送路状態に応じて、中継端末が自動的に選択され、マスタ端末から末端端末の間で通信データが中継される。このように、マルチホップ通信システムでは、マルチホップが形成され、マルチホップ通信が行われる。このようなマルチホップ通信システムを構築可能な高速ＰＬＣとして、ＨＤ－ＰＬＣ（High Definition Power Line Communication）が知られている。なお、システムは、通信システム、ネットワーク、通信ネットワーク等で読み替えられてよい。
【0014】
マルチホップ通信システムでは、各端末によって、隣接端末との通信品質が評価され、通信品質評価後に、マスタ端末によって、適切な中継経路が設定される。そして、ユニキャストフレームは、マスタ端末によって設定された中継経路に従って中継される。
【0015】
【0016】
図１Ａは、マスタ端末Ｍ １０と、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆ（端末Ａ～Ｅ ２０Ａ～２０Ｅ：中継端末、端末Ｆ ２０Ｆ：末端端末）と、を有するマルチホップ通信システムを示す図である。図１Ａはまた、端末間の通信品質を表すリンクコスト（ＬＣ：link cost）を示す。
【0017】
【0018】
端末Ｆ ２０Ｆと端末Ａ ２０Ａとの間のリンクコストは、受信側としては８であり、送信側としては２３である。端末Ａ ２０Ａのルートコスト（上位ルートコストと呼ぶ）、すなわち、端末Ａ ２０Ａとマスタ端末Ｍ １０との間の受信品質を表すメディア（媒体）コストは、１１であるので、端末Ｆ ２０Ｆの端末Ａ経由の仮ルートコストは、受信側のリンクコストのみを考慮して、１９（＝８＋１１）である。また、端末Ｆ ２０Ｆの端末Ａ経由のルートコストは、送信側のリンクコストも考慮して（送信側のリンクコストの方が受信側のリンクコストよりも大きいので）、３４（＝２３＋１１）である。
【0019】
端末Ｆ ２０Ｆと端末Ｃ ２０Ｃとの間のリンクコストは、受信側としては２８である。端末Ｃ ２０Ｃのルートコストは、２０であるので、端末Ｆ ２０Ｆの端末Ｃ経由の仮ルートコストかつルートコストは、４８である。
【0020】
端末Ｆ ２０Ｆと端末Ｄ ２０Ｄとの間のリンクコストは、受信側としては６である。端末Ｄ ２０Ｄのルートコストは、３０であるので、端末Ｆ ２０Ｆの端末Ｄ経由の仮ルートコストかつルートコストは、３６である。
【0021】
端末Ｆ ２０Ｆと端末Ｅ ２０Ｅとの間のリンクコストは、受信側としては７であり、送信側としては５である。端末Ｅ ２０Ｅのルートコストは、１６であるので、端末Ｆ ２０Ｆの端末Ｅ経由の仮ルートコストは、受信側のリンクコストのみを考慮して、２３である。また、端末Ｆ ２０Ｆの端末Ｅ経由のルートコストは、送信側のリンクコストも考慮して（受信側のリンクコストの方が送信側のリンクコストよりも大きいので）、２３である。
【0022】
以上のメディアコストに基づいて、マスタ端末Ｍ １０は、端末Ｅ ２０Ｅ経由での端末Ｆ ２０Ｆとの経路、すなわち、端末Ａ ２０Ａ－端末Ｅ ２０Ｅ－端末Ｆ ２０Ｆという中継経路を設定する。したがって、マスタ端末Ｍ １０と端末Ｆ ２０Ｆとの間では、ユニキャストフレームは、設定された上記の中継経路を介して中継（転送）される。このように、上述したマルチホップ通信システムでは、ユニキャストフレームの中継（転送）に関して、中継回数及び中継経路の転送レートから、メディアコストが最小となり、中継（転送）に要するメディア占有時間が最小となるように、中継経路が最適化される。
【0023】
一方で、ブロードキャストフレームに関しては、対象フレームを全ての端末に届ける必要があるため、ある端末から送信されたブロードキャストフレームは、マスタ端末及び中継端末の全てによって受信された後、これらの端末が、対象フレームを、再度ブロードキャスト送信することによって他の端末に転送する。
【0024】
例えば、中継端末が増大するほど、１つのブロードキャストフレームを送信するのに必要なメディアリソースも増大する。また、ブロードキャストフレームに対しては、ロバスト性能が最大となる変調が施されるため、通信レートが最低である。したがって、マルチホップ通信システムでは、マルチキャストフレーム送信により膨大なメディアリソースが消費される。
【0025】
なお、ブロードキャスト通信とマルチキャスト通信とは厳密には異なるが、本明細書では、これらがほぼ同義で使用される。
【0026】
通信フレームが、「同一データのフレームを複数端末から送信する場合、複数端末の送信信号間の干渉による受信信号のＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）の劣化は、群遅延によるシンボル間干渉と同等」という特性を有する場合（例えば、ＨＤ－ＰＬＣのフレーム）、ブロードキャストのようなロバスト性の高いフレームであれば、送信端末間でタイミングを同期して送信することで１つの端末から送信する場合よりも多数の端末に同時送信可能であり、メディア占有時間を短縮することが可能である。
【0027】
また、例えば、図１Ａに示す例の場合、端末Ａ ２０Ａ及び端末Ｂ ２０Ｂからブロードキャストフレームが同期送信されていれば、衝突が発生しても受信フレームは誤りの発生しないＣＩＮＲとなり、端末Ｃ ２０Ｃは、ブロードキャストフレームを受信することができる。
【0028】
さらに、システム内の全端末の時刻同期を取って適切に送信する端末及び／又は送信タイミングをスケジューリングすると、送信回数及びメディア占有コストを削減することができる。
【0029】
上記を踏まえて、有線又は無線を介する通信ネットワークにおいてブロードキャスト送信を適切に行うことを可能にする技術について説明する。
【0030】
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0031】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0032】
【0033】
通信システム１は、図２に示すように、マスタ端末Ｍ １０と、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆ（端末Ａ～Ｅ ２０Ａ～２０Ｅ：中継端末、端末Ｆ ２０Ｆ：末端端末）と、を有する。なお、通信システム１（通信ネットワーク）を構成する端末の数及び接続形態は、図示されるものに限定されない。
【0034】
通信システム１は、例えば、水中（例えば、海中）に配置されてもよい。このように通信システム１が配置される場合、例えば、マスタ端末Ｍ １０には、制御装置（図示せず）が接続され、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの各々には、この制御装置によって制御されるセンサ等の電子機器（図示せず）が接続されてもよい。あるいは、通信システム１は、例えば、工場やオフィスビル等の施設で用いられてもよい。このように通信システム１が配置される場合、マスタ端末Ｍ １０には、制御装置（図示せず）が接続され、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの各々には、この制御装置によって制御されるセンサ、照明器具、空調機器等の電子機器（図示せず）が接続されてもよい。なお、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの一部には電子機器が接続されなくてもよく、電子機器が接続されない端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆは、中継器（リピータ）として機能してもよい。
【0035】
なお、これらのマスタ端末Ｍ １０及び端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆは、通信端末又は単に端末１００、通信ノード又は単にノード１００、通信機器又は単に機器１００、通信装置又は単に装置１００、通信端末又は単に端末１００等と総称されてもよい。また、マスタ端末は、親機、親端末、マスタ、ルート、ルート端末等と称されてもよく、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆは、子機、子端末、ターミナル等と称されてもよい。
【0036】
通信システム１において、各端末１００（マスタ端末Ｍ １０及び端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの各々）は、電力線を通信回線として利用し電力線に信号を重畳するＰＬＣを用いてマルチホップ通信を行う。
【0037】
例えば、図１Ａにおいて、端末Ａ ２０Ａ及び端末Ｂ ２０Ｂの（マスタ端末Ｍ １０からの）ホップ数は１であり、端末Ｃ ２０Ｃ、端末Ｄ ２０Ｄ及び端末Ｅ ２０Ｅの（マスタ端末Ｍ １０からの）ホップ数は２であり、端末Ｆ ２０Ｆの（マスタ端末Ｍ １０からの）ホップ数は３である。なお、本実施の形態において、ホップ上限数は１０であり、通信システム１に接続可能な端末の最大数は１０２４台であるものとするが、ホップ上限数及び端末の最大数は、これらの値に限定されない。
【0038】
通信システム１では、マスタ端末Ｍ １０が、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆから所定の情報を収集し、端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの遠隔監視又は遠隔制御を行う。ここで、マスタ端末Ｍ １０と端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの各々との間で直接的に又は間接的に通信が行われ、マスタ端末Ｍ １０と直接通信できない端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆは、直接通信可能な他の端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆに通信信号を順次中継することで、マスタ端末Ｍ １０と間接的に通信を行う。
【0039】
各端末１００（マスタ端末Ｍ １０及び端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの各々）は、以下で説明するように他の端末との間の通信品質（リンク品質と称されてもよい）を示すリンクコストを算出し、リンクコストに基づいて、他の端末と通信を行う。例えば、マスタ端末Ｍ １０と端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆの各々との間では、これらの端末間のメディアコストが最良（最小）となる経路（ルート）で、ユニキャストフレームが中継（転送）されてよい。また、同期用のフレームも、端末間のメディアコストに基づいて、端末間で中継されてよい。
【0040】
なお、通信システム１における通信方式は、有線通信方式であるＰＬＣに限定されず、マルチホップ通信が可能であれば、ＰＬＣ以外の有線通信方式であってもよいし、無線通信方式であってよい。
【0041】
＜端末の構成＞
図３は、本実施の形態に係る端末１００のハードウェア構成例を示す図である。
図３は、本実施の形態に係る端末１００のハードウェア構成例を示す図である。
【0042】
図３に示すように、端末１００は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）２０１と、記憶装置２０２と、通信装置２０３と、機器インターフェース装置２０４と、を備える。端末１００は、上記以外の構成要素を備えてもよい。
【0043】
ＣＰＵ２０１は、端末１００の全体の動作（例えば、通信装置２０３による通信等の、各種構成要素による処理等）を制御する。ＣＰＵ２０１は、例えば、記憶装置２０２に含まれるＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等に記憶された所定のプログラムを、記憶装置２０２に含まれるＲＡＭ（Random Access Memory）等にロードして実行することにより、端末１００の各種機能（後述する処理を含む）を実現する。ＣＰＵ２０１が実行するプログラムは、記憶装置２０２に予め記憶されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて又はメモリカード等の非一時的な記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。
【0044】
記憶装置２０２は、非一時的な記憶媒体であり、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の電気的に書換え可能な不揮発性メモリ、ＲＡＭ等の揮発性メモリ等を含む。記憶装置２０２は、通信経路、トポロジー情報、通信可能な端末（例えば、直接通信可能な他の端末等）等に関する情報を記憶する（例えばテーブル形式で）。記憶装置２０２は、端末１００を動作させるための制御プログラム等のプログラム、このプログラムの実行に必要なデータ、端末１００の識別情報、端末１００（例えば、ＣＰＵ２０１）が処理（加工）した他の情報／データ等も記憶する。
【0045】
端末１００がマスタ端末Ｍ １０である場合には、記憶装置２０２に、例えば、ネットワーク内で構築された端末間の全通信経路を登録するための通信経路データテーブル、各端末が直接通信可能な隣接端末の情報（リンク情報）を記録するためのトポロジーテーブル等が記憶される。
【0046】
また、端末１００が端末Ａ～Ｆ ２０Ａ～２０Ｆである場合には、記憶装置２０２に、例えば、当該端末１００が通信可能な隣接端末と、当該端末１００と隣接端末との間の通信品質を示す通信コスト値（リンクコスト）と、隣接端末を経由した当該端末１００とマスタ端末Ｍ １０との間の通信品質を示す通信コスト値（ルートコスト）と、を表す通信可能端末データテーブル等が記憶される。
【0047】
通信装置２０３は、他の端末１００との間で通信するための通信インターフェース装置である。通信装置２０３は、ＰＬＣ用の通信インターフェース装置であってよい。なお、通信方式として、ＰＬＣ以外の有線通信方式又は無線通信方式が用いられる場合、通信装置２０３は、当該有線通信方式又は無線通信方式に対応する通信インターフェース装置であってよい。通信装置２０３は、本開示に係る受信部及び送信部の例である。
【0048】
機器インターフェース装置２０４は、端末１００に接続される制御装置又は電子機器との間でデータを授受（入出力）するためのインターフェース装置である。機器インターフェース装置２０４は、例えば、イーサネット（登録商標）の規格に準拠した通信インターフェース装置であってよい。
【0049】
図４は、本実施の形態に係るＣＰＵ２０１の機能構成例を示す図である。
【0050】
ＣＰＵ２０１は、パケット解析部３０１と、認証処理部３０２と、リンクコスト算出部３０３と、トポロジー管理部３０４と、パケット生成部３０５と、同期制御部３０６と、を備える。
【0051】
ＣＰＵ２０１には、ハローパケット（Ｈパケット：Hello packet）（ハローメッセージ又はハロー信号と称されてもよい）、認証パケット、同期用のパケット及び通常パケットが入力される。Ｈパケットは、通信システム１（通信ネットワーク）で行われる認証処理に先だって一方の端末から、接続中の端末に向けて一斉に同報送信される。また、これ以外にも、Ｈパケットは、経路情報を更新するために各端末によって隣接端末に定期的に送信又は同報送信される（このようなＨパケットは、定期信号と称されてもよい）。Ｈパケットは、自端末の存在を通知するパケットを意味してよい。例えば、Ｈパケットには、ネットワークにおけるマスタ端末の識別情報、Ｈパケットの送信元の情報、自端末の隣接端末の情報、リンクの通信品質の情報等が含まれる。認証パケットは、認証処理中に送受信されるパケットであり、同期用のパケットは、Ｓｙｎｃパケット、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐパケット等の時刻同期に用いられるパケットであり、通常パケットは、例えば、センサによって取得されるセンサデータ等であってよい。
【0052】
パケット解析部３０１は、入力される各種のパケット（Ｈパケット、認証パケット、同期用のパケット及び通常パケット）のデータ構造を解析してパケットの種別を判定し、その判定結果に基づいてパケットの転送先を振り分ける。パケット解析部３０１は、例えば、入力されたパケットがＨパケットであると判定した場合には、そのＨパケットをリンクコスト算出部３０３に出力する。パケット解析部３０１は、例えば、入力されたパケットが認証パケットであると判定した場合には、その認証パケットを認証処理部３０２に出力する。パケット解析部３０１は、例えば、入力されたパケットが通常パケットであると判定した場合には、その通常パケットをトポロジー管理部３０４に出力する。パケット解析部３０１は、例えば、入力されたパケットが同期用のパケットであると判定した場合には、その同期用のパケットを同期制御部３０６に出力する。
【0053】
認証処理部３０２は、パケット解析部３０１から入力された認証パケットを用いて、その認証パケットの送信元である端末との間で認証処理を実行する。認証処理部３０２は、認証処理中に生成するパケットである認証パケット、又は、他の端末から送信された認証パケットの応答をトポロジー管理部３０４に出力する。
【0054】
リンクコスト算出部３０３は、パケット解析部３０１から入力されたＨパケットを用いて、当該端末が送信元の端末から受信したＨパケットの受信品質を示すリンクコストを算出する。リンクコスト算出部３０３は、そのリンクコストの算出結果を、Ｈパケットのデータ構造に書き込む（格納する）。また、Ｈパケットには、マスタ端末Ｍ １０からＨパケットが送信された場合の各リンクコストの値も格納されている。リンクコスト算出部３０３は、リンクコストの算出結果を格納したＨパケットをトポロジー管理部３０４に出力する。
【0055】
トポロジー管理部３０４は、マスタ端末Ｍ １０により生成されたトポロジー（すなわち、通信システム１を構成する端末及ぶその接続形態）を示すトポロジー情報を管理（取得）し、トポロジー情報に基づいて各種のパケットの出力先（例えば、パケット生成部３０５）を振り分けて出力する。トポロジー情報は、各端末のトポロジー管理部３０４又は記憶装置２０２において保存される。また、トポロジー管理部３０４は、トポロジー情報だけでなく、上述した通信経路、通信可能な端末（例えば、直接通信可能な他の端末等）、自端末等に関する情報もトポロジー管理部３０４又は記憶装置２０２に記憶させる。なお、マスタ端末Ｍ １０のトポロジー管理部３０４は、認証処理の対象となる１つ以上の端末の各々から送信されたＨパケットに応じてマスタ端末Ｍ １０のリンクコスト算出部３０３により算出された各リンクコストに基づいて、トポロジーを生成（形成）し、トポロジーを示すトポロジー情報を他の端末に提供する。
【0056】
パケット生成部３０５は、トポロジー管理部３０４から入力された認証パケット又は通常パケットに基づいて、送信先となる他の端末へのデータ通信用のパケット、Ｈパケット等を生成して出力する。
【0057】
同期制御部３０６は、通信システム１における時刻同期に関わる制御を行う。同期制御部３０６は、例えば、ツリー構造のネットワークにおいてナノ秒精度の時刻同期を取る規格であるＩＥＥＥ１５８８（ＰＴＰ Ｖｅｒ２）に準拠させて、このような制御を行う。
【0058】
ＩＥＥＥ１５８８は、非同期のパケットネットワークを経由して、マスタクロックからクライアントクロックに高精度な時刻情報を正確に転送することができるよう規定した規格である。なお、ＩＥＥＥ１５８８では、システムのクロック源であるＯｒｄｉｎａｒｙ Ｃｌｏｃｋ Ｍａｓｔｅｒ（ＯＣ Ｍａｓｔｅｒ）及びこれに対して同期させるクロックを保持するＯｒｄｉｎａｒｙ Ｃｌｏｃｋ Ｓｌａｖｅ（ＯＣ Ｓｌａｖｅ）を、中継ノードであるＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｌｏｃｋノード（Ｅ２Ｅ ＴＣ）やＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｌｏｃｋノード（Ｐ２Ｐ ＴＣ）とイーサネット等のネットワークを介して接続することで、ＯＣ ＣｌｏｃｋをＯＣ Ｍａｓｔｅｒ Ｃｌｏｃｋに同期させることが可能である。例えば、本実施の形態では、図７に示すように、ＯＣ ＭａｓｔｅｒとＯＣ Ｓｌａｖｅとの間に、通信システム１が接続されてよい。
【0059】
本実施の形態では、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレーム、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを用いて、端末間の伝送路遅延（伝送遅延とも呼ぶ）を予め測定しておき、Ｓｙｎｃフレーム転送時に、その遅延情報を付加してクロック誤差補正を行うＰ２Ｐ ＴＣが用いられる。これは、隣接リンクの伝送遅延を一度測定すれば、伝送遅延が変化しない場合再度測定する必要がなく、Ｓｙｎｃパケット及びＦｏｌｌｏｗ Ｕｐパケットの１方向の転送のみでクロック補正が可能であり、通信媒体共有型のＰＬＣには有利であるためである。もちろん、Ｅ２Ｅ ＴＣが用いられてもよい。
【0060】
なお、以下において、「フレーム」という用語は、「パケット」、「メッセージ」、「信号」等といった用語で適宜読み替えられてもよい。
【0061】
同期制御部３０６は、これらのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレーム、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム、Ｓｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐフレーム、以下で説明するフレーム等を生成して通信相手端末に送信する。あるいは、同期制御部３０６は、このようなフレームを、パケット生成部３０５に生成させて通信相手端末に送信させてもよい。
【0062】
同期制御部３０６は、時刻同期のために、以下で説明する伝送路遅延測定及びタイムスタンプ取得を行う。
【0063】
同期制御部３０６は、測定した伝送路遅延の情報等に基づいて、自端末のクロック調整を行う。
【0064】
中継端末の同期制御部３０６は、例えば、通信システム１における他の中継端末（例えば、通信システム１において当該中継端末と同ホップに位置する他の中継端末）がフレームをブロードキャスト送信するタイミングと、当該中継端末がフレームをブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる。
【0065】
同期制御部３０６は、本開示に係る同期制御部又は（ブロードキャスト）送信制御部の例である。
【0066】
＜通信システムの動作＞
以下、通信システム１のブロードキャスト同期送信に関わる動作について説明する。
以下、通信システム１のブロードキャスト同期送信に関わる動作について説明する。
【0067】
［ＩＥＥＥ１５８８に基づく同期］
－Ｓｙｎｃフレームの中継について
ＴＣには、Ｓｙｎｃフレーム送信時にハード的に送信フレームのＳｙｎｃポイントのタイムスタンプを埋め込むことができるＯｎｅ－Ｓｔｅｐ ＴＣと、それができないＴｗｏ－Ｓｔｅｐ ＴＣと、がある。本実施の形態では、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ ＴＣを用いられるが、Ｏｎｅ－Ｓｔｅｐ ＴＣが用いられてもよい。
－Ｓｙｎｃフレームの中継について
ＴＣには、Ｓｙｎｃフレーム送信時にハード的に送信フレームのＳｙｎｃポイントのタイムスタンプを埋め込むことができるＯｎｅ－Ｓｔｅｐ ＴＣと、それができないＴｗｏ－Ｓｔｅｐ ＴＣと、がある。本実施の形態では、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ ＴＣを用いられるが、Ｏｎｅ－Ｓｔｅｐ ＴＣが用いられてもよい。
【0068】
ＴＣスレーブポートには、上流のＯｒｄｉｎａｒｙ Ｃｌｏｃｋ Ｍａｓｔｅｒが生成したＳｙｎｃメッセージが到着する。Ｓｙｎｃメッセージには、Ｓｙｎｃメッセージの中に送信時刻が埋め込まれたＯｎｅ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージと、Ｓｙｎｃメッセージの中に送信時刻が埋め込まれず、Ｓｙｎｃメッセージの後に送信時刻情報の入ったＦｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージが送信されるＴｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージと、がある。
【0069】
Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ ＴＣに対応した端末にＯｎｅ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージが到着した場合には、端末の同期制御部３０６は、まずＳｙｎｃメッセージ中のｔｗｏＳｔｅｐＦｌａｇのみＴｒｕｅに改変して、できる限り早くＳｙｎｃメッセージを下流の端末に送信する。このとき、同期制御部３０６は、Ｓｙｎｃメッセージ到着時刻（ｄｔ１）及びＳｙｎｃ送信時刻（ｄｔ２）を記録しておく（例えば、記憶装置２０２の同期情報記憶領域に）。次に、同期制御部３０６は、ＩＥＥＥ １５８８－２００８の１１．５．２．２に記載されるように、Ｓｙｎｃメッセージの情報からＦｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージを生成し、Ｓｙｎｃメッセージを送信した端末と自端末との間の伝送路遅延（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）に滞在時間（＝ｄｔ２－ｄｔ１）を加算した値をＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＣＦ）に格納して、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージを下流端末に送信する。なお、伝送路遅延（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）の測定については後述する。
【0070】
一方、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ ＴＣに対応した端末にＴｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージが到着した場合には、端末の同期制御部３０６は、できる限り早くＳｙｎｃメッセージをそのまま下流の端末に送信する。このとき、同期制御部３０６は、Ｓｙｎｃメッセージ到着時刻（ｄｔ１）及びＳｙｎｃ送信時刻（ｄｔ２）を記録する（例えば、記憶装置２０２の同期情報記憶領域に）。次に、この端末にＦｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージが到着したときに、端末の同期制御部３０６は、Ｓｙｎｃメッセージを送信した端末と自端末との間の伝送路遅延（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）に滞在時間（＝ｄｔ２－ｄｔ１）を加算した値をＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＣＦ）に格納して、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージを下流端末に送信する。
【0071】
－伝送路遅延（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）の測定について
上述したように、Ｐ２Ｐ ＴＣ中継装置（端末）は、Ｓｙｎｃメッセージ中継時に、Ｓｙｎｃメッセージの送信元端末との伝送路遅延（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）を用いた値をＣＦに格納して送信する必要があるため、Ｓｙｎｃメッセージ送信端末が判明した時点で伝送路遅延を測定する。伝送路遅延測定には、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレーム、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームが用いられる。伝送路遅延を知りたい端末をＲｅｑｕｅｓｔｅｒと呼び、その相手となる端末をＲｅｓｐｏｎｄｅｒと呼ぶ。
上述したように、Ｐ２Ｐ ＴＣ中継装置（端末）は、Ｓｙｎｃメッセージ中継時に、Ｓｙｎｃメッセージの送信元端末との伝送路遅延（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）を用いた値をＣＦに格納して送信する必要があるため、Ｓｙｎｃメッセージ送信端末が判明した時点で伝送路遅延を測定する。伝送路遅延測定には、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレーム、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームが用いられる。伝送路遅延を知りたい端末をＲｅｑｕｅｓｔｅｒと呼び、その相手となる端末をＲｅｓｐｏｎｄｅｒと呼ぶ。
【0072】
Ｒｅｑｕｅｓｔｅｒ（の同期制御部３０６）は、Ｐｄｅｌａｙ＿ＲｅｑフレームをＲｅｓｐｏｎｄｅｒに送信し、その送信時刻を、ｔ１として記録する（例えば、記憶装置２０２の同期情報記憶領域に）。
【0073】
Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ（の同期制御部３０６）は、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを受信した時刻を、ｔ２として記録する（例えば、記憶装置２０２の同期情報記憶領域に）。その後、Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ（の同期制御部３０６）は、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレームを生成してＲｅｑｕｅｓｔｅｒに送信し、その送信時刻を、ｔ３として記録する（例えば、記憶装置２０２の同期情報記憶領域に）。Ｒｅｑｕｅｓｔｅｒ（の同期制御部３０６）は、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレームを受信した時刻を、ｔ４として記録する（例えば、記憶装置２０２の同期情報記憶領域に）。
【0074】
その後、Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ（の同期制御部３０６）は、Ｄ２＝ｔ３－ｔ２をＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームに格納してＲｅｑｕｅｓｔｅｒに送信する。これにより、Ｒｅｑｕｅｓｔｅｒ（の同期制御部３０６）は、ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ＝｛（ｔ４－ｔ１）－（ｔ３－ｔ２）｝／２として、伝送路遅延を求めることができる。
【0075】
伝送路遅延測定を行う回数は、基本的に、Ｓｙｎｃメッセージ送信開始時及びＳｙｎｃメッセージ送信元変更時の１回であってよい。
【0076】
－タイムスタンプ取得
ＩＥＥＥ１５８８を実装したイーサネット機器では、パケットのＭＡＣヘッダの先頭が当該機器と回線との境界を超えるときに、その時刻をタイムスタンプとして採取（取得）する。本実施の形態においては、同期制御部３０６は、図５の矢印で示す「ＴＭＩ（Ｔｏｎｅ Ｍａｐ Ｉｎｄｅｘ）」直後の「Ｔａｉｌ」の先頭が自端末と回線との境界を超えるときに、自端末のタイマにトリガ信号を通知し、その時刻をタイムスタンプとして採取（取得）する。
ＩＥＥＥ１５８８を実装したイーサネット機器では、パケットのＭＡＣヘッダの先頭が当該機器と回線との境界を超えるときに、その時刻をタイムスタンプとして採取（取得）する。本実施の形態においては、同期制御部３０６は、図５の矢印で示す「ＴＭＩ（Ｔｏｎｅ Ｍａｐ Ｉｎｄｅｘ）」直後の「Ｔａｉｌ」の先頭が自端末と回線との境界を超えるときに、自端末のタイマにトリガ信号を通知し、その時刻をタイムスタンプとして採取（取得）する。
【0077】
図６は、フレーム受信時のタイムスタンプ取得の例を示すフローチャートである。
【0078】
ステップＳ６０１において、端末（例えば、Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）は、フレームの受信を開始する。
【0079】
ステップＳ６０２において、端末の同期制御部３０６は、フレーム内でＴＭＩシンボルの受信が完了したか否かを判断する。
【0080】
フレーム内でＴＭＩシンボルの受信が完了していない場合（ステップＳ６０２；ＮＯ）、フローはステップＳ６０２に戻る。
【0081】
一方、フレーム内でＴＭＩシンボルの受信が完了した場合（ステップＳ６０２；ＹＥＳ）、ステップＳ６０３において、端末の同期制御部３０６は、タイムスタンプを取得する。
【0082】
なお、フレーム送信時（例えば、Ｒｅｑｕｅｓｔｅｒによるフレームの送信時）のタイムスタンプ取得については、上記の「受信」が「送信」に読み替えられてよい。
【0083】
以上のようにして取得されたタイムスタンプが、上記時刻（例えば、ｔ１～ｔ４）として記録されることになる。
【0084】
本実施の形態において、Ｓｙｎｃパケット等（すなわち、ブロードキャストパケット）は、ユニキャストパケットの中継パス情報（マルチホップトポロジーを作成するために収集される、例えば図１Ａ及び図１Ｂに示すのと同様のいわゆるルート情報と呼ばれる情報）に基づいて、中継される。例えば図７に示す例では、図１Ａ及び図１Ｂに示すのと同じ、端末間の通信コスト評価結果から、太線で示すブロードキャスト用のルート情報が形成される。これにより、全パス中継に対して転送回数を４回に削減できる。また、ループも発生しない。なお、全端末同期後には、転送回数は３回に削減される。
【0085】
このようにすることで、マスタ端末から末端端末まで複数の中継経路が存在し得る通信システムにおいて、Ｓｙｎｃパケットが全方向に中継されて無限ループになることや、無駄なＳｙｎｃパケット中継が発生することを抑制又は防止することができる。
【0086】
本実施の形態において、各端末は、下記情報をトポロジー管理部３０４又は記憶装置２０２に保持している。
・自端末が中継端末であるか否か
・マスタ端末からのパケットを受信する１台の上位中継端末（なお、上位中継端末は必ず１台である）（ルート情報の一部）
・マスタ端末からのパケットを中継する下位端末（０～ｎ台）（ルート情報の一部）
・自端末が中継端末であるか否か
・マスタ端末からのパケットを受信する１台の上位中継端末（なお、上位中継端末は必ず１台である）（ルート情報の一部）
・マスタ端末からのパケットを中継する下位端末（０～ｎ台）（ルート情報の一部）
【0087】
上記の情報を利用して、各パスの中継元を仮想ＴＣマスタポート、中継先を仮想ＴＣスレーブポートとすることで、Ｓｙｎｃパケット中継ルートを構築することができる。
【0088】
【0089】
このように、マルチホップシステム情報を利用することで、当該システム上でＩＥＥＥ１５８８トポロジーを効率的に構成することができる。図示する例において、ＴＣマスタポートから送出されるＳｙｎｃパケットはマルチキャストパケットであるので、１回の同期でのＳｙｎｃパケット数は４つ（マスタ端末Ｍ １０から端末Ａ ２０Ａ及び端末Ｂ ２０Ｂ、端末Ａ ２０Ａから端末Ｃ ２０Ｃ及び端末Ｅ ２０Ｅ、端末Ｂ ２０Ｂから端末Ｄ ２０Ｄ、端末Ｅ ２０Ｅから端末Ｆ ２０Ｆ）となる。
【0090】
なお、本実施の形態において、自端末の１つ上位の端末以外の端末からのフレームも到着する可能性があるため、ＴＣスレーブ（ポート）は、以下を行う。
・上位端末情報を獲得し、送信元が１つ上位の端末以外のＳｙｎｃフレーム及びＦｏｌｌｏｗ Ｕｐフレームを破棄する。
・ユニキャストフレームを用いて、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを上位端末に送信する。
・自端末が中継端末又はマスタ端末であり、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを受信する場合、ユニキャストのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームのみを受信し、送信元（ソース）アドレスと送信先（デスティネーション）アドレスとを入れ替えて、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームをユニキャスト送信する。
・Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを受信する場合、ユニキャストのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームのみを受信し、マルチキャストのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを破棄する。
・上位端末情報を獲得し、送信元が１つ上位の端末以外のＳｙｎｃフレーム及びＦｏｌｌｏｗ Ｕｐフレームを破棄する。
・ユニキャストフレームを用いて、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを上位端末に送信する。
・自端末が中継端末又はマスタ端末であり、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを受信する場合、ユニキャストのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームのみを受信し、送信元（ソース）アドレスと送信先（デスティネーション）アドレスとを入れ替えて、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームをユニキャスト送信する。
・Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを受信する場合、ユニキャストのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームのみを受信し、マルチキャストのＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム及びＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを破棄する。
【0091】
また、本実施の形態において、自端末と無関係のパスを介するＳｙｎｃパケット中継を防ぐために、ＴＣマスタ（ポート）は、以下を行う。
・初期状態では、Ｓｙｎｃパケット及び同様のパケットを送信しない。
・通常のＰＬＣフレームの規則に従って、Ａｎｎｏｕｎｃｅをブリッジする。
・Ａｎｎｏｕｎｃｅを認識した端末によって上位端末が存在するか確認され、上位端末が存在する場合にはＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを送信する。
・Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを受信できた場合には、端末によって下位端末数が確認され、下位端末が１台以上存在する場合には、Ｓｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐフレームをブリッジする（ネットワークが再構成されない限り、ブリッジを続ける）。
・ネットワークが再構成される場合（トポロジーが変化した場合）には、初期状態になる。
・初期状態では、Ｓｙｎｃパケット及び同様のパケットを送信しない。
・通常のＰＬＣフレームの規則に従って、Ａｎｎｏｕｎｃｅをブリッジする。
・Ａｎｎｏｕｎｃｅを認識した端末によって上位端末が存在するか確認され、上位端末が存在する場合にはＰｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑフレームを送信する。
・Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐフレーム、Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐフレームを受信できた場合には、端末によって下位端末数が確認され、下位端末が１台以上存在する場合には、Ｓｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐフレームをブリッジする（ネットワークが再構成されない限り、ブリッジを続ける）。
・ネットワークが再構成される場合（トポロジーが変化した場合）には、初期状態になる。
【0092】
これにより、１つの通信媒体を使用するＰＬＣ（例えば、ＨＤ－ＰＬＣ）においても、複数仮想通信パスを構築することができる。
【0093】
－グローバルクロック機能
ＩＥＥＥ１５８８対応端末は、自端末が有するタイマ（自端末タイマ又は自己タイマとも呼ぶ）の時刻をグローバルな時刻に合わせる必要はないが、中継するＳｙｎｃパケットや、ＴＣ機能として獲得する伝送遅延情報を利用して、自己タイマをグローバルな時刻に合わせることも可能である。
ＩＥＥＥ１５８８対応端末は、自端末が有するタイマ（自端末タイマ又は自己タイマとも呼ぶ）の時刻をグローバルな時刻に合わせる必要はないが、中継するＳｙｎｃパケットや、ＴＣ機能として獲得する伝送遅延情報を利用して、自己タイマをグローバルな時刻に合わせることも可能である。
【0094】
このために、各端末は、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ及びＦｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージをスニフして、自端末のタイマの時刻調整及びクロック周期補正を行う。また、Ｏｒｄｉｎａｒｙ Ｃｌｏｃｋ Ｍａｓｔｅｒが存在しなくても同期を取ることができるように、オプションとして、マスタ端末が、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ及びＦｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージを生成できるようにしてもよい。
【0095】
－タイマ時刻調整
ＴＣ機能を有するＩＥＥＥ１５８８対応端末は、上記のように、伝送路遅延情報（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）（ｐｔ１）と、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ受信時刻（ｄｔ１）と、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ中のＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＣＦ１）と、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージ中のＴｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ送信時刻（ｔ１）と、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージ中のＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＣＦ２）と、を有する。
ＴＣ機能を有するＩＥＥＥ１５８８対応端末は、上記のように、伝送路遅延情報（ｐｅｅｒＭｅａｎＰａｔｈＤｅｌａｙ）（ｐｔ１）と、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ受信時刻（ｄｔ１）と、Ｔｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ中のＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＣＦ１）と、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージ中のＴｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ送信時刻（ｔ１）と、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐメッセージ中のＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＣＦ２）と、を有する。
【0096】
Ｏｒｄｉｎａｒｙ Ｍａｓｔｅｒ ＣｌｏｃｋにおけるＴｗｏ－Ｓｔｅｐ Ｓｙｎｃメッセージ受信時刻をｔｘとすると、ｔｘ＝ｔ１＋ＣＦ１＋ＣＦ２＋ｐｔ１であるので、Ｏｒｄｉｎａｒｙ Ｍａｓｔｅｒ Ｃｌｏｃｋに対する自端末クロック（自己クロック）の補正値ｇは、以下のように算出できる。
ｇ＝ｔ１＋ＣＦ１＋ＣＦ２＋ｐｔ１－ｄｔ１
ｇ＝ｔ１＋ＣＦ１＋ＣＦ２＋ｐｔ１－ｄｔ１
【0097】
上記の遅延情報及び時刻情報に基づいて、端末が有するクロックがＯｒｄｉｎａｒｙ Ｍａｓｔｅｒ Ｃｌｏｃｋに合わせられる（補正される）。なお、本実施の形態（例えば、ＨＤ－ＰＬＣ）では、システム全体で媒体を共有する方式が用いられるので、補正に要するパケット数をできるだけ少なくすることが望ましい。
【0098】
補正には、時刻補正及びクロック周期補正の２種類の補正が含まれる。
【0099】
時刻補正については、Ｓｙｎｃパケット及び対応するＦｏｌｌｏｗ Ｕｐパケットを受信し、当該パケットの転送処理を行った後、同期制御部３０６は、自己タイマの時刻を、補正値ｇずらすように制御する。
【0100】
クロック周期補正については、同期制御部３０６は、時刻の補正値ｇ０及び補正評価時刻Ａｔ経過後の補正値ｇｔから、誤差変化量ｄｔ＝ｇｔ－ｇ０を求め、クロック周期Ｔを、Ｔ・（１＋α・ｄｔ／Ａｔ)に補正するように制御する。
【0101】
例えば、クロック発信器の性能が５０ｐｐｍである場合、Ｓｙｎｃ周期を１５秒、Ａｔ（誤差変化量計測時刻）を１５秒、α（クロック同期補正係数）を２．１６００４９９１６７（１０００００００００×４．６３８６７１８７５×２／４２９４９６７２９６）とすると、３０秒の補正期間後、１００ナノ秒の精度でＯｒｄｉｎａｒｙ Ｍａｓｔｅｒ Ｃｌｏｃｋに自己クロックを同期させることができる。
【0102】
［ブロードキャスト同期送信の概括的な動作例］
上記のようにＩＥＥＥ１５８８を適用することにより、通信システム１内の全ての端末のクロック同期が確立されているものとし、クロック同期が確立されている状態で複数の端末に同時に（同期して）ブロードキャストフレームを送信させる際の効率化を図る動作手順例について説明する。以下の説明において、ＨＤ－ＰＬＣの準拠するＩＥＥＥ１９０１－２０２０のフレームフォーマットを通信フレームの一例として説明する。なお、ＩＥＥＥ１９０１－２０２０の通信フレームフォーマットは、ＴＴＣ（Telecommunication Technology Committee：情報通信技術委員会）標準ＪＪ－３００.２０ｖ２の図７．３８（FCW MPDU frame format）でも同一の通信フレームフォーマットを定義する。図９は、ＴＴＣ標準ＪＪ－３００.２０ｖ２の図７．３８（ＩＥＥＥ１９０１－２０２０のＦｉｇｕｒｅ ６－１７）に示される通信フレームフォーマットであって、本開示の実施の形態に係る通信フレームフォーマット例を示す図である。
上記のようにＩＥＥＥ１５８８を適用することにより、通信システム１内の全ての端末のクロック同期が確立されているものとし、クロック同期が確立されている状態で複数の端末に同時に（同期して）ブロードキャストフレームを送信させる際の効率化を図る動作手順例について説明する。以下の説明において、ＨＤ－ＰＬＣの準拠するＩＥＥＥ１９０１－２０２０のフレームフォーマットを通信フレームの一例として説明する。なお、ＩＥＥＥ１９０１－２０２０の通信フレームフォーマットは、ＴＴＣ（Telecommunication Technology Committee：情報通信技術委員会）標準ＪＪ－３００.２０ｖ２の図７．３８（FCW MPDU frame format）でも同一の通信フレームフォーマットを定義する。図９は、ＴＴＣ標準ＪＪ－３００.２０ｖ２の図７．３８（ＩＥＥＥ１９０１－２０２０のＦｉｇｕｒｅ ６－１７）に示される通信フレームフォーマットであって、本開示の実施の形態に係る通信フレームフォーマット例を示す図である。
【0103】
同時ブロードキャストフレーム送信を利用するための制約として、同時に送信するフレームの送信データは同じである必要がある。そのために、送信（通信）フレームフォーマットは、以下の構成をとってよい。
・フレーム中の送信先アドレス（図９に示すＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ））は、ブローキャストアドレス（ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ）又は特定のマルチキャストアドレス（０１－００－５Ｅ―ＸＸ－ＸＸ―ＸＸ）（ＸＸ－ＸＸ－ＸＸはシステムで規定する任意の値）に固定される。
・フレーム中の送信元アドレス（図９に示すＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ））は、最初にブロードキャストフレームを送信する端末（以下、初期送信端末と呼ぶ）のアドレス（最初の送信元アドレス）である（中継端末のアドレスではない）。
・フレーム中の初期化ベクトル（図９に示すＩＶ（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ））は、初期送信端末によって生成され、全ての中継フレームで同一である（コピーされる）。
・フレーム中の送信先アドレス（図９に示すＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ））は、ブローキャストアドレス（ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ）又は特定のマルチキャストアドレス（０１－００－５Ｅ―ＸＸ－ＸＸ―ＸＸ）（ＸＸ－ＸＸ－ＸＸはシステムで規定する任意の値）に固定される。
・フレーム中の送信元アドレス（図９に示すＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ））は、最初にブロードキャストフレームを送信する端末（以下、初期送信端末と呼ぶ）のアドレス（最初の送信元アドレス）である（中継端末のアドレスではない）。
・フレーム中の初期化ベクトル（図９に示すＩＶ（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ））は、初期送信端末によって生成され、全ての中継フレームで同一である（コピーされる）。
【0104】
なお、ＩＶは、フレームを暗号化するためのシード（Ｓｅｅｄ）として利用されてよい。例えば、マスタ端末からブロードキャスト通信を行う場合、マスタ端末が生成したＩＶを中継端末に通知することで、各中継端末によって生成されるブロードキャストフレームが同一となる。結果として、各中継端末から同時に送信されるフレームは同一であるので、衝突が発生しても、他の端末はフレームを受信することができる。
【0105】
図１０は、ブロードキャストフレーム同期送信の概括的な動作例を示すフローチャートである。なお、以下で説明するフィールド以外の、フレーム中の他のフィールドには、適切な値が適宜設定（格納）されるものとする。
【0106】
ステップＳ１００１において、端末の同期制御部３０６は、ブロードキャストアドレス（ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ－ＦＦ）又は特定のマルチキャストアドレス（０１－００－５Ｅ―ＸＸ－ＸＸ―ＸＸ）をフレームの送信先アドレスに格納する。
【0107】
ステップＳ１００２において、端末の同期制御部３０６は、初期送信端末のアドレスをフレームの送信元アドレスに格納する。
【0108】
ステップＳ１００３において、端末の同期制御部３０６は、自端末が初期送信端末であるか否かを判断する。
【0109】
自端末が初期送信端末である場合（ステップＳ１００３；ＹＥＳ）、ステップＳ１００４において、端末の同期制御部３０６は、ＩＶを生成してフレームに格納する。
【0110】
一方、自端末が初期送信端末でない場合（ステップＳ１００３；ＮＯ）、ステップＳ１００５において、端末の同期制御部３０６は、受信した（ブロードキャスト）フレームからＩＶをコピーしてフレームに格納する。
【0111】
ステップＳ１００６において、端末の同期制御部３０６は、上記のように情報を格納することにより生成したフレームをブロードキャスト送信する。
【0112】
［ブロードキャスト同期送信の動作手順例１］
本動作手順例１では、まず、初期送信端末は、バックオフ等で送信権を獲得し、最初のブロードキャストフレームを送信する。例えば、初期送信端末が、図２に示すマスタ端末Ｍ １０であるものとする。
本動作手順例１では、まず、初期送信端末は、バックオフ等で送信権を獲得し、最初のブロードキャストフレームを送信する。例えば、初期送信端末が、図２に示すマスタ端末Ｍ １０であるものとする。
【0113】
次いで、マスタ端末Ｍ １０によって送信されたブロードキャストフレームを受信した中継端末（例えば、図２に示す端末Ａ ２０Ａ及び端末Ｂ ２０Ｂ）は、フレーム長から算出されたインターバル時間を受信開始時刻に加算し、その加算結果の時刻に、ブロードキャストフレームを中継送信する。なお、中継端末は、一度中継送信したフレームを、他の端末から受信したとしても、再送信を行わない。
【0114】
以降、同様の動作が繰り返される。すなわち、中継端末によって送信されたブロードキャストフレームを受信した中継端末は、上述したようにブロードキャストフレームの送信を行う。
【0115】
以上、動作手順例１によれば、初期送信端末（例えば、マスタ端末Ｍ １０）から同じホップ数の位置に存在する（例えば、端末Ａ ２０Ａ及び端末Ｂ ２０Ｂ）が、同期を取ってブロードキャストフレームを送信することにより、ブロードキャスト送信によるメディア占有時間を削減することができる。例えば、図２に示す例では、図１１に示すように、３回のブロードキャスト送信ですみ、メディア占有時間を削減することができる。また、同期を取ってブロードキャストフレームを送信することにより、衝突が発生せず又は抑制され、例えば、図２に示す端末Ｃ ２０Ｃは、ブロードキャストフレームを受信することができる可能性が高くなる。また、上記のようにＩＥＥＥ１５８８に準拠するように同期を取ることにより、高精度で同期を取ることが可能である。
【0116】
［ブロードキャスト同期送信の動作手順例２］
本動作手順例２では、上記の動作手順例１に加えて、以下が追加される。
本動作手順例２では、上記の動作手順例１に加えて、以下が追加される。
【0117】
初期送信端末はマスタ端末であるようにする。したがって、マスタ端末以外の端末がブロードキャストフレームを送信することを望む場合には、当該端末（例えば、端末Ｃ ２０Ｃ）は、ブロードキャストフレームをマスタ端末（マスタ端末Ｍ １０）宛のユニキャストフレームに変換して、ユニキャストフレームをマスタ端末に送信する（例えば、端末Ａ ２０Ａを経由して）。このことが、図１２の時間区間［ｔ０，ｔ１］に示されている。なお、当該端末がマスタ端末に送信するユニキャストフレームには、（マスタ端末から）ブロードキャストフレームを送信することを示す情報（例えば、フラグ）が含まれてよい。
【0118】
次いで、当該ユニキャストフレームを受信したマスタ端末は、ユニキャストフレームをブロードキャストフレームに戻して（再変換して）送信する。このことが、図１２の時間区間［ｔ１，ｔ３］に示されている（動作手順例１と同様である）。
【0119】
そして、マスタ端末は、トポロジー情報から最大中継回数を算出して、中継完了に要する時間が経過するまで、次のフレームを送信しない。
【0120】
以上、動作手順例２によれば、異なるブロードキャストフレームが衝突することを完全に回避することができる。例えば、隠れ端末状態にある複数の端末が、互いの通信状態を把握できずに通信が重なるタイミングでブロードキャスト送信を開始した場合に衝突が発生し、衝突したフレームがそのままロストしまう状況を回避することができる。
【0121】
［ブロードキャスト同期送信の動作手順例３］
本動作手順例３では、周期的にブロードキャスト専用送信期間が設定される。なお、本動作手順例３を適用するに際し、上記の動作手順例１又は２の少なくとも一部が適用されるものとする。
本動作手順例３では、周期的にブロードキャスト専用送信期間が設定される。なお、本動作手順例３を適用するに際し、上記の動作手順例１又は２の少なくとも一部が適用されるものとする。
【0122】
より具体的には、システム内の現在時刻の特定条件（すなわち、特定条件を満たす時間（ブロードキャスト専用送信期間））において、基本的に送信は抑制され（少なくともユニキャスト送信は行われず）、マスタ端末及び中継端末は、現在時刻の特定条件においてブロードキャストフレームを送信する。
【0123】
このような送信制御の一例について、図１３を参照して説明する。
【0124】
本例において、５０ミリ秒単位の周期で５ミリ秒のブロードキャスト送信期間を設定するものとする。
【0125】
現在時刻をミリ秒単位で表した値をβとして、０≦β ｍｏｄ ５０≦５である期間は、基本的に送信は抑制される。
【0126】
マスタ端末にＩＤ：０を割り当て、Ｎホップ目（Ｎ段目）の中継端末にＩＤ：Ｎを割り当て、ｆｌｏｏｒ（β／５０） ｍｏｄ （Ｍ＋１）＝ＩＤ（Ｎの最大値をＭとする）である期間に、当該ＩＤが割り当てられた端末は、ブロードキャストフレームを送信する。なお、Ｎは中継端末のホップ数を表す（マスタ端末及び末端端末はホップ数に含められない）。
【0127】
【0128】
図１３に示すように、ブロードキャスト送信期間Ｐ０では、マスタ端末がブロードキャスト送信を行い、ブロードキャスト送信期間Ｐ１では、１ホップ目の中継端末がブロードキャスト送信を行い、ブロードキャスト送信期間Ｐ２では、２ホップ目の中継端末がブロードキャスト送信を行う。
【0129】
上記において、マスタ端末にＩＤ：０が割り当てられる例を示したが、本開示はこの例に限定されない。初期送信端末にＩＤ：０を割り当て、初期送信端末からＫホップ目に存在する端末にＩＤ：Ｋを割り当てるようにしてもよい。
【0130】
以上、動作手順例３によれば、ブロードキャストフレームとユニキャストフレームとの衝突を回避できる。例えば、ある端末がブロードキャストフレーム送信を開始し、別の端末がユニキャストフレーム送信を開始した場合に衝突が発生し、衝突したブロードキャストフレームがロストしまう状況を回避することができる。
【0131】
［ブロードキャスト同期送信の動作手順例４］
本動作手順例４でも、上記の動作手順例３と同様に、周期的にブロードキャスト専用送信期間が設定されるが、ブロードキャストフレーム送信端末に関する条件が変更される。なお、本動作手順例４を適用するに際し、上記の動作手順例１、２又は３の少なくとも一部が適用されるものとする。
本動作手順例４でも、上記の動作手順例３と同様に、周期的にブロードキャスト専用送信期間が設定されるが、ブロードキャストフレーム送信端末に関する条件が変更される。なお、本動作手順例４を適用するに際し、上記の動作手順例１、２又は３の少なくとも一部が適用されるものとする。
【0132】
【0133】
本例において、５０ミリ秒単位の周期で５ミリ秒のブロードキャスト送信期間を設定するものとする。
【0134】
現在時刻をミリ秒単位で表した値をβとして、０≦β ｍｏｄ ５０≦５である期間は、基本的に送信は抑制される。
【0135】
図１４Ａに示すように、マスタ端末にＩＤ：０を割り当て、Ｎホップ目（Ｎ段目）の中継端末にＩＤ：Ｎ ｍｏｄ ｋを割り当てる。そして、ｆｌｏｏｒ（β／５０） ｍｏｄ （Ｌ＋１）＝ＩＤ（Ｎ ｍｏｄ ｋの最大値をＬとする）である期間に、当該ＩＤが割り当てられた端末は、ブロードキャストフレームを送信する。なお、Ｎは中継端末のホップ数を表す（マスタ端末はホップ数に含められない）。
【0136】
図１４Ｂは、Ｎ＝１０かつｋ＝４である場合のブロードキャスト専用期間におけるブロードキャストフレーム送信例を示す図である。
【0137】
図１４Ｂに示すように、ブロードキャスト送信期間Ｐ０では、ＩＤ：０が割り当てられたマスタ端末並びに４ホップ目及び８ホップ目の中継端末がブロードキャスト送信を行い、ブロードキャスト送信期間Ｐ１では、ＩＤ：１が割り当てられた１ホップ目、５ホップ目及び９ホップ目の中継端末がブロードキャスト送信を行い、ブロードキャスト送信期間Ｐ２では、ＩＤ：２が割り当てられた２ホップ目、６ホップ目及び１０ホップ目の中継端末がブロードキャスト送信を行い、ブロードキャスト送信期間Ｐ３では、ＩＤ：３が割り当てられた３ホップ目及び７ホップ目の中継端末がブロードキャスト送信を行う。
【0138】
ここで、端末Ｎ２について検討する。マスタ端末Ｍから連続してブロードキャストフレームを送信すると、ある時刻において、端末Ｎ１と端末Ｎ９、Ｎ１０、Ｎ１１とが異なるブロードキャストフレームを同時（同期）送信する。しかしながら、端末Ｎ１と端末Ｎ２との間は１ホップであるのに対し、端末Ｎ２と端末Ｎ９、Ｎ１０、Ｎ１１との間は３ホップである。よって、端末Ｎ１のブロードキャストフレームが、同時送信された端末Ｎ９、Ｎ１０、Ｎ１１のブロードキャストフレームに影響を及ぼすことはなく、逆も同様である。
【0139】
したがって、ホップ数の異なる同ＩＤが割り当てられた端末間では、異なるブロードキャストフレームが同時送信されることがあるが、受信エラーとはならない。これは、マルチホップのトポロジー形成の性質上、中継ホップ数が特定以上離れると送信波は必ず減衰しているからである。これにより、中継時間をＬ／Ｍにすることができ、スループットをＭ／Ｌ倍にすることができる。
【0140】
なお、ｋは、経験則上十分に大きい値に設定されてもよいし、マスタ端末によって端末間の現在の減衰状態（端末間のＣＩＮＲ値、ＰＨＹ速度等）に基づいて算出及び設定されてもよいし、他の方法により設定されてもよい。
【0141】
以上、動作手順例４によれば、ブロードキャストフレームとユニキャストフレームとの衝突を回避するとともに、中継ホップ数が増えた場合に、ブロードキャストフレームの中継に要する時間が増大するのを抑制し、スループットが低下するのを抑制することができる。
【0142】
上記の動作手順例１～４は、アプリケーションに応じて切り替えられてもよい。また、上記の動作手順例１～４の全てが、端末において実装される必要はない。
【0143】
例えば、アプリケーションのプロトコルとして、通信によるメディア占有時間が極端に小さく、かつ、端末が同時刻に通信パケットを生成しない場合には、動作手順例１が用いられてもよいし、動作手順例１のみが実装されてもよい。また、マスタ端末のみがブロードキャストフレームを送信するアプリケーションでも、動作手順例１が用いられてもよいし、動作手順例１のみが実装されてもよい。
【0144】
＜実施の形態における効果＞
本実施の形態に係る中継端末（例えば、端末Ａ ２０Ａ）は、マルチホップ通信が行われる通信システム１における中継通信装置である。中継端末の通信装置２０３は、通信システム１における第１端末（例えば、マスタ端末Ｍ １０）からブロードキャスト送信されたフレームを受信し、フレームをブロードキャスト送信する。中継端末の同期制御部３０６は、第１端末からブロードキャスト送信されたフレームを受信した、通信システム１における第３端末（例えば、端末Ｂ ２０Ｂ）がフレームをブロードキャスト送信するタイミングと、中継端末の通信装置２０３がフレームをブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる。本実施の形態によれば、中継端末（例えば、端末Ａ ２０Ａ）と第２端末（例えば、端末Ｂ ２０Ｂ）との間でタイミングを同期してフレームをブロードキャスト送信することで、メディア占有時間を短縮することができる。また、本実施の形態によれば、中継端末及び第２端末からブロードキャストフレームが同期送信されるので、衝突が発生せず又は抑制され、通信システム１における第３端末（例えば、端末Ｃ ２０Ｃ）は、ブロードキャストフレームを受信することができる可能性が高くなる。よって、通信ネットワークにおいてブロードキャスト送信を適切に行うことができる。
本実施の形態に係る中継端末（例えば、端末Ａ ２０Ａ）は、マルチホップ通信が行われる通信システム１における中継通信装置である。中継端末の通信装置２０３は、通信システム１における第１端末（例えば、マスタ端末Ｍ １０）からブロードキャスト送信されたフレームを受信し、フレームをブロードキャスト送信する。中継端末の同期制御部３０６は、第１端末からブロードキャスト送信されたフレームを受信した、通信システム１における第３端末（例えば、端末Ｂ ２０Ｂ）がフレームをブロードキャスト送信するタイミングと、中継端末の通信装置２０３がフレームをブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる。本実施の形態によれば、中継端末（例えば、端末Ａ ２０Ａ）と第２端末（例えば、端末Ｂ ２０Ｂ）との間でタイミングを同期してフレームをブロードキャスト送信することで、メディア占有時間を短縮することができる。また、本実施の形態によれば、中継端末及び第２端末からブロードキャストフレームが同期送信されるので、衝突が発生せず又は抑制され、通信システム１における第３端末（例えば、端末Ｃ ２０Ｃ）は、ブロードキャストフレームを受信することができる可能性が高くなる。よって、通信ネットワークにおいてブロードキャスト送信を適切に行うことができる。
【0145】
＜変形例＞
同期制御部として衛星を用いたＧＰＳ／ＧＮＳＳ受信機からの同期信号を使用して複数端末間の同期を行ってもよい。
同期制御部として衛星を用いたＧＰＳ／ＧＮＳＳ受信機からの同期信号を使用して複数端末間の同期を行ってもよい。
【0146】
また、上述した実施の形態において、ＣＰＵ２０１の機能部は、適宜、他の機能部と統合されてもよいし、２つ以上のサブ機能部に分割されてもよい。
【0147】
また、上述した実施の形態において、フローチャート等に示すステップの順番は、図示するものに限定されない。
【0148】
＜実施の形態のまとめ＞
本開示の一実施例に係る中継通信装置は、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信する受信部と、前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、を備える。
本開示の一実施例に係る中継通信装置は、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信する受信部と、前記第１信号をブロードキャスト送信する送信部と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる同期制御部と、を備える。
【0149】
本中継通信装置において、前記送信部は、前記中継通信装置と前記第１通信装置と前記第２通信装置とを含む通信システムにおけるマスタ通信装置に、前記第１信号をブロードキャスト送信することを示す情報を含む第２信号をユニキャスト送信し、前記受信部は、前記マスタ通信装置によって前記第２信号からブロードキャスト送信用に変換された前記第１信号を受信する。
【0150】
本中継通信装置において、前記同期制御部は、前記第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を、ブロードキャスト送信に専用の期間において同期させる。
【0151】
本中継通信装置において、前記第１通信装置から前記中継通信装置までのホップ数と前記第１通信装置から前記第２通信装置までのホップ数とは、同一である。
【0152】
本中継通信装置において、前記同期制御部は、ＩＥＥＥ１５８８に準拠させて、前記第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、前記送信部が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと、を同期させる。
【0153】
本開示の一実施例に係る通信方法は、中継通信装置が、第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信し、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された第１信号を受信した第２通信装置が前記第１信号をブロードキャスト送信するタイミングと同期させて、前記第１信号をブロードキャスト送信する。
【0154】
本開示の一実施例に係る通信システムは、第１通信装置と、前記第１通信装置からブロードキャスト送信された信号を受信し、同期して前記信号をブロードキャスト送信する第２通信装置及び第３通信装置と、前記第２通信装置及び前記第３通信装置が同期してブロードキャスト送信した前記信号を受信する第４通信装置と、を備える。
【0155】
上述の実施の形態においては、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・アッセンブリ」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
【0156】
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例又は修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。
【0157】
本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部又は全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【0158】
集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。
【0159】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【0160】
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置は無線送受信機（トランシーバー）と処理／制御回路を含んでもよい。無線送受信機は受信部と送信部、またはそれらを機能として、含んでもよい。無線送受信機（送信部、受信部）は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュールと１または複数のアンテナを含んでもよい。ＲＦモジュールは、増幅器、ＲＦ変調器／復調器、またはそれらに類するものを含んでもよい。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマートフォン等）、タブレット、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレーヤー（デジタル・オーディオ／ビデオ・プレーヤー等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
【0161】
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス（家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。
【0162】
通信には、セルラーシステム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。
【0163】
また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。
【0164】
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0165】
本開示の一実施例は、マルチホップ通信システムに有用である。
【符号の説明】
【0166】
１ 通信システム
１０ マスタ端末Ｍ
２０Ａ～２０Ｅ 中継端末Ａ～Ｅ
２０Ｆ 末端端末
１００ 端末
２０１ ＣＰＵ
２０２ 記憶装置
２０３ 通信装置
２０４ 機器インターフェース装置
３０１ パケット解析部
３０２ 認証処理部
３０３ リンクコスト算出部
３０４ トポロジー管理部
３０５ パケット生成部
３０６ 同期制御部
１０ マスタ端末Ｍ
２０Ａ～２０Ｅ 中継端末Ａ～Ｅ
２０Ｆ 末端端末
１００ 端末
２０１ ＣＰＵ
２０２ 記憶装置
２０３ 通信装置
２０４ 機器インターフェース装置
３０１ パケット解析部
３０２ 認証処理部
３０３ リンクコスト算出部
３０４ トポロジー管理部
３０５ パケット生成部
３０６ 同期制御部
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】