JP4333413B2 - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、各通信局が自律分散的な通信動作を行なうことにより無線ネットワークが運営される無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

さらに詳しくは、本発明は、自律分散型の無線通信環境下でＡＶコンテンツなどの等時性のデータを効率よく伝送する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、自律分散型の無線通信環境下で帯域を保証したデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。

近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システムが規定されている。

無線ネットワークに関する標準的な規格の１つにＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（例えば、非特許文献１を参照のこと）や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２（例えば、非特許文献２又は非特許文献３を参照のこと）やＩＥＥＥ３０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。

一般的には、無線技術を用いてローカル・エリア・ネットワークを構成するために、エリア内に「アクセス・ポイント」又は「コーディネータ」と呼ばれる制御局となる装置を１台設けて、この制御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が用いられている。

アクセス・ポイントを配置した無線ネットワークでは、ある通信装置から情報伝送を行なう場合に、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約して、他の通信装置における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約に基づくアクセス制御方法が広く採用されている。すなわち、アクセス・ポイントを配置することによって、無線ネットワーク内の通信装置が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。

ところが、アクセス・ポイントが存在する無線通信システムで、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合には、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。

これに対し、無線ネットワークを構成する他の方法として、端末同士が直接非同期的に無線通信を行なう「アドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信」が考案されている。とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構成される小規模無線ネットワークにおいては、特定のアクセス・ポイントを利用せずに、任意の端末同士が直接非同期の無線通信を行なうことができるアドホック通信が適当であると思料される。

アドホック型無線通信システムには中央制御局が存在しないので、例えば家庭用電気機器からなるホーム・ネットワークを構成するのに適している。アドホック・ネットワークには、１台が故障又は電源オフになってもルーティングを自動的に変更するのでネットワークが破綻しにくい、移動局間でパケットを複数回ホップさせることにより高速データレートを保ったままで比較的遠くまでデータを伝送することができる、といった特徴がある。アドホック・システムにはいろいろな開発事例が知られている（例えば、非特許文献４を参照のこと）。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮシステムでは、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるネットワーキングは、ＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）の概念に基づいている。ＢＳＳは、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：制御局）のようなマスタが存在する「インフラ・モード」で定義されるＢＳＳと、複数の移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：移動局）のみにより構成される「アドホック・モード」で定義されるＩＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＢＳＳ）の２種類で構成される。後者のアドホック・モードでは、制御局を配さなくとも自律分散的にピア・ツウ・ピア（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）で動作する。そして、ビーコン送信時間になると各端末がランダムな期間をカウントし、その期間が終わるまでに他の端末のビーコンを受信しなかった場合に、自分がビーコンを送信する。

他方、一定間隔で定期的にデータを送る必要があるＡＶコンテンツなどのように、等時性、時間的に連続性を持つデータを転送するためには、帯域を保証する必要がある。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ ＴＧ−ｅでは、無線ＬＡＮシステムを利用した帯域保証を前提とした通信方法の検討が進められている。

ところが、従来の無線ＬＡＮシステムにおいて帯域保証した通信を行なおうとした場合、特定の制御局を規定し、制御局が通信資源を一元的に管理し、一定のグループ内で限定的に有効となる利用時間を指定する手法を用いることが一般的である。情報の送信元となる通信装置に送信の権限が一元的に発生し、受信先となる無線通信装置は、送信元通信装置に従属して制御されるという構成となる。

この場合、特定の制御局となる通信装置を規定しておくことが前提にあり、制御局装置を置かないシステムに適用することができない。特に、制御局を配置せずにアドホック・ネットワークを形成して帯域予約的な通信を実現すると、どの範囲までの影響を考慮すればよいのかを判断するのが困難である。また、情報の送信元となる通信装置に送信の権限が一元的に発生するため、受信先となる無線通信装置が所定のタイミングにおいて信号の受信に利用しているという通知を行なえない。

また、等時性すなわち時間的に連続性を持つデータの伝送にはアイソクロナス通信が行なわれる。この場合、アイソクロナス通信を行なうための所定の通信帯域（又は時間）をあらかじめ確保しておき、その通信帯域（又は時間）では特定の通信装置間で独占的に通信が行なわれる。

例えばＩＥＥＥ８０２．１５．３におけるワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）の標準化作業中の技術として、所定の通信帯域をギャランティード・タイム・スロット（ＧＴＳ）として確保し、その帯域の中でアイソクロナス通信を実現する手法が検討されている。

しかしながら、従来の無線ＬＡＮシステムにおいてアイソクロナス通信のような、帯域保証を行なおうとした場合には、その帯域保証量を他の通信装置と共有する仕組みが必要とされており、特定の制御局となる通信装置を規定し、その制御局装置が通信量を一元的に管理する必要がある。言い換えれば、制御局を置かない無線通信システムでは、これらの帯域を保証した通信を直接適用することができない。

また、アイソクロナス通信が行なわれる時間には、他の通信装置の間での通信を排除する必要があるため、この意味でも制御局が一元的にその時間を利用する通信装置を特定しなければならない。すなわち、アドホック・ネットワークを形成してアイソクロナス通信のような帯域予約的な通信を実現することは極めて困難である。

また、特定の制御局が一元的に管理することでネットワークの両端において全く通信に干渉を与えない通信が成立する場合であっても、制御局がそれぞれの通信のために別々の帯域を割り当てることにより、スループットが低下してしまう、という問題がある。

Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１， １９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ＥＴＳＩ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−１ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ１： Ｂａｓｉｃ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−２ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ２： Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ） ｓｕｂｌａｙｅｒ Ｃ．Ｋ．Ｔｈｏ著"Ａｄ Ｈｏｃ Ｍｏｂｉｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ"（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ ＰＴＲ社刊）

本発明の目的は、各通信局が自律分散的な通信動作を行なうことにより無線ネットワークが好適に運営される、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、自律分散型の無線通信環境下でＡＶコンテンツなどの等時性のデータを効率よく伝送することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、自律分散型の無線通信環境下で、通信局が自局において利用する帯域を確保し、他局から妨害されることなくデータ伝送を確実に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、特定の制御局を配置せずに各通信局が自律分散的にネットワーク動作を行なう無線通信システムであって、
各通信局は、周辺局における帯域の利用状況を示した情報を収集し、該情報の収集により自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握して、自局において実際に利用する帯域を設定し、周辺局に対し通知して自局の利用帯域並びに利用不可能な帯域を認識し合う、
ことを特徴とする無線通信システムである。

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。

本発明に係る無線通信システムにおいては、コーディネータを特に配置しない。各通信局はビーコン情報を報知することにより、近隣の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。また、ある通信局の通信範囲に新規に参入する通信局は、例えば、ビーコン信号を受信することにより、通信範囲に突入したことを検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知ることができる。

このような場合、周辺に通信局がいない場合、通信局は適当なタイミングでビーコンを送信し始めることができる。以降、通信範囲内に新規に参入する通信局は、既存のビーコン配置と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定する。このとき、各通信局はビーコン送信の直後に優先利用領域を獲得することから、既存の通信局が設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで新規参入局のビーコン送信タイミングを順次設定していくというアルゴリズムに従って、ビーコン配置が行なわれる。

ここで、一定間隔で定期的にデータを送る必要があるＡＶコンテンツなどのように、等時性、時間的に連続性を持つデータを転送するためには、帯域を保証する必要がある。ところが、従来の無線ＬＡＮシステムにおいて帯域保証を行なおうとした場合、特定の制御局を規定し、制御局が通信資源を一元的に管理する手法を用いることが一般的である。すなわち、自律分散型ネットワークを形成して帯域予約的な通信を実現すると、どの範囲までの影響を考慮すればよいのかを判断するのが困難である、という問題がある。

これに対し、本発明によれば、各通信局は、周辺局における帯域の利用状況を示した情報を収集し、該情報の収集により自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握して、自局において実際に利用する帯域を設定し、周辺局に対し通知して自局の利用帯域並びに利用不可能な帯域を認識し合うので、通信局が自局において利用する帯域を確保し、他局から妨害されることなくデータ伝送を確実に行なうことができる。

例えば、各通信局は、ビーコン信号に自局における帯域の利用状況を示した情報を記載し、所定のフレーム周期毎に送信することにより、近隣の不特定多数の通信局に対し、帯域予約通信が行なわれることを事前に通知することができる。

したがって、通信局は、予約領域を設定した周辺局からのビーコン信号を受信することによって、その予約領域を把握するとともに、自己宛ての通信には利用不可能な領域として設定し、その利用不可能な領域の存在をビーコン信号に記載することで、さらに遠方の通信局に向けて報知することができる。つまり、各通信局は周辺局の予約状況から、自己の利用可能な領域の情報を含めてさらに遠方にある通信局に報知することができる。

また、遠方の通信局では、周辺局からのビーコン信号を収集することによって、その通信局宛ての送信に利用できない領域を把握することができる。この結果、送信元通信局と受信先通信局で利用する予約領域において、他の通信局からの送信が行なわれる可能性がなくなり、安定的に通信を行なうことができる。

このように送信元と受信先の通信局に周辺局を加えて通信プロセスを確立することによって、制御局を配置することなく、帯域予約通信を実現することができる。各通信局では、他の通信局が設定した予約領域で通信動作を控えることにより、通信の衝突や干渉が回避される。すなわち、自律分散型ネットワークにおいて帯域予約に基づくアイソクロナス通信を実現することができ、ＡＶコンテンツなどの等時性データの伝送時における帯域を保証することができる。

ここで、予約領域は、特定の通信のために利用を限定するために設定された領域であり、特定の通信装置間で伝送路が占有されてしまう。このため、一旦設定された所定の通信帯域（時間）に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合に、その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用できないためスループットが低下する、という問題がある。

そこで、本発明では、予約領域の設定に加え、自己が優先的に利用可能な領域（タイミング）を設定し、必要に応じてこの優先利用領域において優先的にアイソクロナス通信を行なうが、優先利用領域が終了する前に帯域が保証されたアイソクロナス通信が終了した、すなわち優先利用時間が終了した場合には、他局が任意の通信を行なう方法を併用するようにしてもよい。

あるいは、通信局は、所定の帯域を予約して通信を行なっていて、アイソクロナス通信が終了することが明らかになった場合に、その終了タイミングをデータ情報に含めて通知し、アイソクロナス通信が終了した後に他局が任意の通信を行なうことを許容する。この結果、優先利用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合に、その満たない部分で他局が通信に流用することができるので、スループットが向上する。

例えば、通信局は、予約した帯域が満了する前に通信が終了する場合に該終了時刻を記載した開放信号を報知することにより周辺局に対し、終了時刻が経過後に帯域の利用を許容するようにしてもよい。通信局は、直前の帯域で前記開放信号を受信したときには帯域予約通信以外で通信の利用が許容される。

また、本発明では、通信局が帯域予約通信を行なう領域の設定時に、周辺局に対し予約動作中にあることを報知するとともに、予約される可能性のある領域（タイムスロット）を示した情報を送信する。したがって、異なる隣接局の間で、同時に同じ領域（タイムスロット）の帯域予約が行なわれることを防止することができる。

各通信局は、予約処理の動作中に、予約される可能性のある領域（タイムスロット）を一時的な予約領域情報として明示して、ビーコン信号によって周囲の他の通信装置に報知する。このビーコン信号を受信した周囲局では、該当する通信装置によって、予約される可能性のある領域（タイムスロット）を特定することができる。

通信局は、自局の利用帯域において、帯域予約通信を行なうこと、他局からのビーコン情報の受信を行なうこと、他局からのビーコン情報が存在すること、優先的な送信を行なうこと、予約通信を行なうために一時的に確保したこと、受信動作を行なうことなどを設定することができ、設定した情報をビーコン信号に記載して周辺局に報知する。

また、通信局は、自局の利用不可能帯域において、他局が帯域を予約していること、休眠状態であること、直前の帯域に準じて予約通信を行なうことなどを設定することができ、設定した情報をビーコン信号に記載して周辺局に報知する。

また、通信局は、周辺局において予約された帯域又は優先利用される帯域や、周辺局から送信されるビーコンを受信する帯域を自局の利用不可能な帯域として設定する。

また、通信局は、優先的な通信を行なう帯域又はビーコン受信を行なう帯域を設定することができ、これらの帯域において所定時間に渡り送信が行なわれないときには、他の通信局が通信に利用することを許容される。

また、通信局は、予約通信又は優先的な通信を行なうように設定した帯域で送信を行なうときに、所定の確率で設定したオフセット時間の経過後に送信を開始してもよい。

また、通信局は、周辺局が一時的に確保した帯域では自己の予約を行なわないようにする。

また、本発明の第２の側面は、特定の制御局を配置しない無線通信環境下でデータ伝送を行なうための無線通信動作の制御をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
周辺局における帯域の利用状況を示した情報を収集する帯域利用情報収集ステップと、
該情報の収集により自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握する利用可能帯域判定ステップと、
該判定の結果に基づいて、自局において実際に利用する帯域を設定する利用帯域設定ステップと、
該判定の結果に基づいて、自局において利用不可能な帯域を設定する利用不可能帯域設定ステップと、
該設定された利用帯域並びに利用不可能帯域に基づいて通信動作を制御する通信制御ステップと、
該設定された自局における帯域の利用状況を示した情報を周辺局に報知する帯域利用情報報知ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。

本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、無線通信装置として動作する。このような無線通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第１の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、自律分散型の無線通信環境下で、通信局が自局において利用する帯域を確保し、他局から妨害されることなくデータ伝送を確実に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

本発明によれば、アドホック通信環境下において、他の通信装置からの干渉を受けずに帯域を予約したデータ伝送を行なうことができる。例えば、ＡＶコンテンツなどのリアルタイム性のデータをアイソクロナス通信により効率よく伝送することができる。

また、本発明によれば、各無線通信装置は、自身が帯域予約通信に利用するタイミングをビーコン情報により通知することで、制御局を配置することなく、帯域予約通信を実現することができる。各通信局は、周囲局における帯域予約通信の存在をさらに周囲に通知することで、送信元通信局から隠れ端末となる位置に存在する通信局に対し、通信が行なわれることを事前に知らしめることができる。また、周囲局が帯域予約通信に利用するタイミングをビーコンで報知することにより、不特定多数の通信局に対し、該当タイミングで自己宛ての通信に利用できないことを事前に通知することができる。

このように、通信局が周辺局に対し、自局において帯域を優先的に利用するタイミングを通知することで、これらの帯域を優先的に利用した通信を保証することができる。

また、本発明によれば、各通信局は、周囲局における優先利用領域の存在をさらに周囲に通知することで、送信元通信局から隠れ端末となる位置に存在する通信局に対し、事前に通信が行なわれることを効果的に知らしめることができる。

通信局は、自己のビーコン受信タイミングを通知することで、自己の周囲に存在する無線通信装置に対して、これらの帯域でビーコンの受信が行なわれ、その後に通信が行なわれる可能性があることを知らしめることができる。

また、本発明によれば、各通信局は、周囲局におけるビーコン受信領域の存在をさらに周囲に通知することで、送信元通信局から隠れ端末となる位置に存在する通信局に対し、事前に通信が行なわれることを効果的に知らしめることができる。

さらに、通信局は、任意に設定した受信タイミングを通知することで、自己の周囲局に対して、これらの帯域で自己宛ての通信が行なえることを知らしめることができる。

また、本発明によれば、各通信局は、周囲に存在する通信装置のスロット利用状況に基づいて、事前に予約通信の行なわれている領域を避けて通信に利用する帯域を決めることで、自律分散的に予約通信を行なうことができる。

さらに、通信局は、特定の通信局宛てに利用が可能な状態にあることを蓄えておくことで、そのスロットで利用可能な通信局宛ての通信を選択的に行なうことができる。

また、周辺局に予約されたスロットでは、そのスロット全体にネットワーク・アロケーション・ベクター（ＮＡＶ）を立てることで、予約通信を排他的に実施することができる。

また、本発明によれば、周辺局に予約されたスロットで所定の開放信号を通知することで、予約通信の終了を明示することができ、以降、他の通信に利用することができる。

また、本発明によれば、スロットの開始タイミングを所定の確率でオフセットさせることによって、全く同じスロットに異なる通信が存在することを、早期に発見するアクセス制御方法が得られる。

また、本発明によれば、連続して予約されているスロットのＮＡＶの開放を定義することで、当該スロットにおける通信が、その予約量に満たなかった場合においても、他の通信のために効果的に再利用することができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

本発明において想定している通信の伝搬路は無線であり、複数の通信局間でネットワークを構築する。また、以下の説明では、各通信局は単一のチャネルを想定しているが、複数の周波数チャネルすなわちマルチチャネルからなる伝送媒体を用いた場合に拡張することも可能である。

本発明に係る無線ネットワーク・システムは、特定の制御局を配置しない自律分散型のシステム構成であり、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送（ＭＡＣ）フレームによりチャネル・リソースを効果的に利用した伝送制御が行なわれる。また、各通信局は、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：キャリア検出多重接続）に基づくアクセス手順に従い直接非同期的に情報伝送を行なうこともできる。

以下に説明する各通信局での処理は、基本的にはネットワークに参入するすべての通信局で実行される処理である。但し、場合によっては、ネットワークを構成するすべての通信局が、以下に説明する処理を実行するとは限らない。

図１には、本発明の一実施形態に係る自律分散型ネットワークの構成を模式的に示している。図示のネットワークは、通信装置＃１から通信装置＃７のように、複数の無線通信装置が空間上に配置され、近隣に存在する通信装置とは直接通信を行なうことができる。

ここで、通信装置＃１は、その電波到達範囲１１（＃１を中心とした楕円の破線内）にある近隣の通信装置＃２、＃３、＃４と直接通信ができるが、その範囲外の通信装置＃５、＃６、＃７とは直接通信ができない。

また、通信装置＃２は、近隣にある通信装置＃１、＃４と直接通信ができるが、その他の通信装置＃３、＃５、＃６、＃７とは直接通信ができない。

また、通信装置＃３は、近隣にある通信装置＃１、＃６、＃７と直接通信ができるが、その他の通信装置＃２、＃４、＃５とは直接通信ができない。

また、通信装置＃４は、近隣にある通信装置＃１、＃２、＃５と直接通信ができるが、その他の通信装置＃３、＃６、＃７とは直接通信ができない。

また、通信装置＃５は、近隣にある通信装置＃４とのみ直接通信ができるが、その他の通信装置＃１、＃２、＃３、＃６、＃７とは直接通信ができない。

また、通信装置＃６は、近隣にある通信装置＃３とのみ直接通信ができるが、その他の通信装置＃１、＃２、＃４、＃５、＃７とは直接通信ができない。

また、通信装置＃７は、近隣にある通信装置＃３とのみ直接通信ができるが、その他の通信装置、＃１、＃２、＃４、＃５、＃６とは直接通信ができない。

このように制御局を特に配置しない自律分散型の無線通信システムでは、各通信局はチャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。通信局は伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義される。また、各通信局は、伝送フレーム周期に相当する期間だけチャネル上をスキャン動作することにより、周辺局から送信されるビーコン信号を発見し、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知ることができる。

各通信局はビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。本明細書ではビーコン送信周期のことを、「スーパーフレーム（Ｔ＿ＳＦ）」と定義する。

各通信局は、周辺で発信されるビーコンを聞きながら、ゆるやかに同期する。新規に通信局が現われた場合、新規通信局は既存の通信局のビーコン送信タイミングと衝突しないように、自分のビーコン送信タイミングを設定する。

各通信局は、自局のビーコン送信タイミングをスーパーフレームの先頭位置とする。言い換えれば、各通信局は独自にスーパーフレーム構成を設定し、近隣局のスーパーフレーム構成とは開始タイミングが重ならないように設定する。

本実施形態に係る自律分散型ネットワークにおいて、スーパーフレーム内で各通信局がビーコン送信を行なう手順について、図２を参照しながら説明する。

図示の例では、無線通信装置＃１は、近隣にある通信装置＃２、＃３、＃４のビーコン信号（Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）を受信し、それらのビーコン信号と重ならないタイミングで自身のビーコン信号（Ｂ１）を送信して、次のビーコン信号送信タイミング（Ｂ１'）までの周期を自己のスーパーフレーム周期を設定する。

また、通信装置＃２は近隣にある通信装置＃１、＃４のビーコン信号（Ｎ１、Ｎ４）を受信でき、通信装置＃３はその近隣にある通信装置＃１、＃６、＃７のビーコン信号（Ｎ１、Ｎ６、Ｎ７）を受信でき、通信装置＃４はその近隣にある通信装置＃１、＃２、＃５のビーコン信号（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ５）を受信でき、通信装置＃５はその近隣にある通信装置＃４のビーコン信号（Ｎ４）を受信でき、通信装置＃６はその近隣にある通信装置＃３のビーコン信号（Ｎ３）を受信でき、通信装置＃７はその近隣にある通信装置＃３のビーコン信号（Ｎ３）を受信できる。

以降、通信範囲内に新規に参入する通信局は、既存のビーコン配置と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定する。

図３には、本実施形態に係る自律分散型ネットワークにおいて、通信局毎に管理されるスーパーフレームの内部構成を模式的に示している。各通信局はビーコン送信によって自己のスーパーフレームを定義されており、以下では、そのスーパーフレーム内の利用方法について説明する。

スーパーフレーム周期（Ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ Ｄｕｒａｔｉｏｎ）は、各通信局が自己のビーコン送信（Ｂｅａｃｏｎ）によって定義し、このビーコン送信タイミングを基準にして、ビーコン相対位置毎に、さらに細分化されたビーコン相対位置として管理が行なわれる。図示の例では、１スーパーフレームが６４等分され、０〜６３という６４個の相対位置すなわちスロットが配設されている。

ここで、先頭ビーコン相対位置（位置番号：０）では、ビーコンの送信に続いて、自己の優先利用領域（ＴＰＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ Ｐｅｒｉｏｄ）が設定されている。

この優先利用領域ＴＰＰでは、その無線通信装置が動作状態となり、自己からのメッセージ送信や、自己宛のメッセージの受信が行なわれる。

さらに、ビーコン相対位置：０以外の場所（位置番号１〜６３）は、競合利用領域（ＣＡＰ：Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｅｒｉｏｄ）として設定され、通信の需要がある場合に、隣接する無線通信装置の間で必要に応じて利用される。

また、優先利用領域ＴＰＰとして設定された領域でも、所定の通信が終了した場合、あるいは通信が行なわれない場合には優先利用領域ＴＰＰが終了し、自動的に競合利用領域ＣＡＰとして、隣接する無線通信装置の間で必要に応じて利用される。

あるいは、競合利用領域ＣＡＰの一部を、自己の優先利用領域ＴＰＰとして設定し、特定の無線通信装置からの通信に優先的に利用をする構成をとっても良い。

本実施形態では、通信局は、スーパーフレームをスロット単位で扱い、周辺局における帯域の利用状況に基づいて、それぞれのスロットが自局の利用可能帯域又は利用不可能帯域であるかを判断し、必要に応じて自局の利用帯域として設定する。この点については後に詳解する。

図４には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示している。図示の通り、無線通信装置１００は、アンテナ１０１と、無線受信部１０２と、受信データ解析部１０３と、ビーコン解析部１０４と、利用領域判定部１０５と、利用不可能領域設定部１０６と、利用可能領域設定部１０７と、中央制御部１０８と、アクセス制御部１０９と、ビーコン生成部１１０と、データ・バッファ１１１と、無線送信部１１２と、インターフェース１１３とで構成される。

アンテナ１０１は、他の無線通信装置宛に信号を所定の周波数チャネル上で無線送信し、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を収集する。本実施形態では、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえないものとする。

無線送信部１１２は、送信信号をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）など所定の変調方式で変調する変調器や、デジタル送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、アナログ送信信号を周波数変換してアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた送信信号の電力を増幅するパワーアンプ（ＰＡ）など（いずれも図示しない）を含み、所定の伝送レートにて、パケット信号の無線送信処理を行なう。

無線受信部１０２は、アンテナ１０１を介して他局から受信した信号を電圧増幅する低雑音アンプ（ＬＮＡ）や、電圧増幅された受信信号を周波数変換によりダウンコンバートするダウンコンバータ、自動利得制御器（ＡＧＣ）、アナログ受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器、同期獲得のための同期処理、チャネル推定、ＯＦＤＭなどの復調方式により復調処理する復調器など（いずれも図示しない）で構成される。

受信信号解析部１０３は、無線受信部１０２で抽出された情報から、処理すべきユーザ・データであるか否かを判断する。例えば、周辺局から送られてきたデータ情報や各種の予約要求や確認通知、予約通知などのコマンド情報を解析する。これらのコマンド情報は中央制御部１０８に通知されて、帯域の予約処理が行なわれる。

ビーコン生成部１１０は、自局がスーパーフレーム毎に報知するビーコン信号を生成する。ビーコン信号は、スーパーフレームの先頭で送信される。また、ビーコン解析部１０４は、他局から受信できたビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在や利用するスロットの情報を抽出する。本実施形態では、ビーコン信号には、当該ビーコン送信元である通信局において設定される、スーパーフレーム内での利用帯域並びに利用不可能帯域に関する情報が記載されているが、この点については後に詳解する。

インターフェース１１３は、この無線通信装置１００に接続される外部機器（例えば、パーソナル・コンピュータ（図示しない）など）１１４との間で各種情報の交換を行なう。

データ・バッファ１１１は、インターフェース１１３経由で接続される機器から送られてきたデータや、無線伝送路経由で受信したデータをインターフェース１１３経由で送出する前に一時的に格納しておくために使用される。

周辺局から受信したビーコン信号を解析することにより、自局の周囲における帯域の利用状況を収集し、自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握することができる。利用領域判定部１０５は、ビーコン解析部１０４にて抽出されたスロットの情報から、自局が利用可能かどうかを判定する。

利用不可能領域設定部１０６は、利用領域判定部１０５の判定結果より、自局が利用できないスロットであるという情報を設定する。具体的には、隣接局で予約通信領域の設定が行なわれる場合には、その予約通信のために自己の送信がそのスロットの全域に渡り利用できない状態を設定する。また、隣接局で優先利用領域の設定あるいはビーコンの受信が設定されている場合には、その通信局がそのスロットを利用する可能性が高いために、特定のアクセス制御手順に従わなければ通信ができない状態にあると設定する。

利用可能領域設定部１０７は、利用領域判定部１０５の判定結果より、自己の通信装置が利用できるスロットであるという情報を設定する。すなわち、上述の利用不可能領域の設定が行なわれていない場合や、受信することが明確に示されている場合に、その通信局宛てに送信を行なえる状態にあると設定する。

中央制御部１０８は、無線通信装置１００における一連の情報送信並びに受信処理の管理と伝送路のアクセス制御を一元的に行なう。本実施形態では、中央制御部１０８は、内部に情報記憶部を備え、中央制御部１０８において実行される一連のアクセス制御動作などの実行手順命令や、ビーコンが検出された近隣局のアドレスを蓄えておく。また、近隣局のビーコン送信位置（タイミング）情報や、ビーコンに記載された近隣局の予約通信に係るパラメータ（利用スロット情報、優先利用領域情報）などもこれら情報記憶部に格納される。

１スーパーフレームは複数のスロットで構成されるが（図３を参照のこと）、中央制御部１０８は、自己が予約通信に利用するスロットを、利用可能領域設定部１０７が設定する利用可能領域の中から設定し、この設定内容をアクセス制御部１０９に格納するとともに、ビーコン生成部１１０においてビーコン信号として周囲の無線通信装置に報知する。

アクセス制御部１０９は、内部に時間計時部を備え、無線信号を送信並びに受信するためのタイミングの制御を行なう。例えば、自己のパケット送信タイミングやＲＴＳ／ＣＴＳ方式に則った各パケット（ＲＴＳ、ＣＴＳ、データ、ＡＣＫなど）の送信タイミングの制御（直前のパケット受信から自局がパケットを送信するまでのフレーム間隔ＩＦＳや、予約領域、競合伝送時におけるバックオフの設定など）、他局宛てのパケット受信時におけるＮＡＶの設定、ビーコンの送受信などのタイミング制御を行なう。

また、アクセス制御部１０９は、所定のアクセス制御手順に基づいて伝送路の利用の可否を判断する。そして、内部に開放通知生成部を備え、例えば自己の予約領域で送信するデータがなくなった場合には、以降の予約領域の設定を解除するための開放通知信号を生成する。

既に述べたように、自律分散型の無線通信システムでは、各通信局はチャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。図５には、本実施形態に係る自律分散型ネットワークにおいて利用されるビーコン・フレームの構成例を示している。

図示の通り、ビーコン・フレームは、大きく分けて、信号フレーム識別するためのＰＨＹヘッダ部分（ＰＨＹ Ｈｅａｄｅｒ）と、アドレス情報などを記載したＭＡＣヘッダ部分（ＭＡＣ Ｈｅａｄｅｒ）と、ビーコン情報として各種のパラメータ情報を含んだビーコン・ペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）という３つの部分により構成されている。

ＰＨＹヘッダは、所定のＰＨＹパラメータが記載されたＰＨＹヘッダ（ＰＨＹ Ｈｅａｄｅｒ）で構成される。また、ＭＡＣヘッダ情報には、受信先の通信装置を識別するためにブロードキャスト・アドレスが指定される受信局アドレス（Ｒｘ Ａｄｄｒｅｓｓ）、送信元のアドレス情報となるＭＡＣアドレスを示す送信局アドレス（Ｔｘ Ａｄｄｒｅｓｓ）、当該ビーコン・フレームにおけるＭＡＣフレームの多重化数を表わすＭＵＸ、送信された情報がビーコン情報であることを示すフレーム・タイプ（Ｆｒａｍｅ Ｔｙｐｅ）、当該ビーコン・フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈ、ＭＡＣヘッダ部分の誤り検出を行なうためのヘッダー・チェック・シーケンスＨＣＳ（Ｈｅａｄｅｒ Ｃｈｅｃｈ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）という各フィールドで構成される。

また、ビーコン・ペイロードとして、自己のスーパーフレーム内の各スロットの利用状況を指定するためのスロット構造（Ｓｌｏｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、当該ビーコン送信局が含まれるネットワークのグループを識別するために設定されたグループ識別子（Ｇｒｏｕｐ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、当該ビーコン送信局の動作能力を示す能力情報（Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、当該ビーコン送信局の属性などの情報を示した属性情報（Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）、当該ビーコン・フレーム全体の誤り検出を行なうためのフレーム・チェック・シーケンスＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）という各フィールドで構成される。

ここで、スロット構造（Ｓｌｏｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）フィールドには、自己のビーコン位置を基準として配置される６４個の各スロットにおける利用状況が、それぞれ個別に記載されるようになっている。

図６には、ビーコン・フレームのスロット構造フィールド部分に記載されるスロットの種類の一覧を示している。以下では、スロットの種類として、０から９の１０種類のスロットを用意した場合の実施例について説明する。但し、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、本明細書で示された以外の用途のスロットや、ここに示された用途をさらに細分化したスロットを適宜用意して構成することも可能である。

状態値８は、当該スロットが自局のビーコン送信を行なうスロット（ＴＢＳ）であることを示している。このビーコン信号を受信した周辺局では、そのビーコンを受信する場合には当該スロットを受信ビーコン・スロット（ＲＢＳ）すなわち設定値７として設定し、又はビーコンを受信しなければ当該スロットをビーコン存在スロット（ＮＢＳ）すなわち設定値６として設定する。

なお、近隣局で状態値８が設定されたスロットで送信を行なう場合は、ＮＡＶ初期値を設定して、所定の時間が経過するまで自己からの送信を控えることが望ましい。

状態値７は、当該スロットは自局がビーコンを受信するスロット（ＲＢＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局では、状態値７が設定されている帯域で受信する場合には当該スロットを隣接優先スロット（ＮＷＳ）すなわち設定値３として設定し、又は受信をしなければ、当該スロットを休眠状態スロット（ＳＰＳ）すなわち設定値０として設定する。

なお、近隣局で状態値７が設定されているスロットで送信を行なう場合は、ＮＡＶ初期値を設定して、所定の時間が経過するまで自己からの送信を控えることが望ましい。

状態値６は、当該スロットは自局がビーコンを受信しないスロット（ＮＢＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局は、当該スロットでは自局のスロット利用状態を変更する必要はない（Ｋｅｅｐ）。

なお、近隣局で状態値６が設定されているスロットで送信を行なう場合は、当該近隣局宛ての送信を控えることが望ましい。

状態値５は、当該スロットは予約通信を行なう予約利用スロット（ＳＲＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局は、状態値５が設定されている帯域の利用が不可能なため、当該スロットを隣接予約スロット（ＮＳＳ）すなわち設定値９として設定する。

なお、近隣局で状態値５が設定されているスロットでは送信を控えることが望ましく、送信を行なう場合には、予約した通信局からの開放信号（後述）を検出した後でないと送信を行なうことができない。

状態値９は、当該スロットは隣接局で予約された隣接予約スロット（ＮＳＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局は、当該スロットでは、特に自局のスロット利用状態を変更する必要はない（Ｋｅｅｐ）。

なお、近隣局で状態値９が設定されているスロットでは、送信を控えることが望ましく、送信を行なう場合には、予約した通信装置からの開放信号（後述）を検出した後でないと送信を行なうことができない。

状態値４は、当該スロットは優先的に通信を行なう優先利用スロット（ＷＲＳ）であることを示しており、当該ビーコンを受信した周辺局では、利用が制限されるため隣接優先スロット（ＮＷＳ）すなわち設定値３として設定する。

なお、近隣局で状態値４が設定されているスロットで送信を行なう場合は、ＮＡＶ初期値を設定して、所定の時間が経過するまで自己からの送信を控えることが望ましい。

状態値３は、当該スロットは隣接局で優先利用される隣接優先スロット（ＮＷＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局では、特に当該スロットにおける自己のスロット利用状態を変更する必要はない（Ｋｅｅｐ）。

なお、近隣局で状態値３が設定されているスロットで送信を行なう場合は、該当通信局宛ての送信を控えることが望ましい。

状態値２は、当該スロットは予約を行なう可能性がある、一時的仮予約スロット（ＴＲＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局では、特に当該スロットの自己のスロット利用状態を変更する必要はないが（Ｋｅｅｐ）、このスロットを新たに予約確定することを避ける必要がある。

なお、近隣局で状態値２が設定されているスロットで送信を行なう場合は、該当通信局宛ての送信を控えることが望ましい。

状態値１は、当該スロットは任意の受信を行なうことを示した受信動作スロット（ＬＰＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局では、特に当該スロットの自己のスロット利用状態を変更する必要はない（Ｋｅｅｐ）。

なお、近隣局で状態値１が設定されているスロットを利用して、当該近隣局宛ての送信を行なうことができる。

状態値０は、当該スロットは送受信を行なわない休眠動作スロット（ＳＰＳ）であることを示している。当該ビーコンを受信した周辺局では、特に当該スロットの自己のスロット利用状態を変更する必要はない。

なお、近隣局で状態値０が設定されているスロットでは、当該近隣局宛ての送信を行なうことは不可能となる。

なお、状態値としては、上記に示したものの他に、予約利用スロットにも送信を行なうスロットなのか、受信を行なうスロットなのかをさらに細分化して設定するようにしても良い。さらに、隣接予約スロットでも、隣接通信装置が受信を行なうスロットなのか、送信を行なうスロットなのか、といったことまでもを細分化して設定したりする構成をとっても良い。

ビーコンのスロット構造フィールド部分に記載されるスロットの種類と、受信局側での該当スロットの設定・変更方法の対応表を図２４に示しておく。

図７には、通信局が各スロットを利用する場合に、その状態値設定の優先順位について示している。これは、新たにスロットの利用状態を定義（予約領域・優先領域の設定やビーコン送信の設定）する場合に、どのような利用に設定の優先権があるのかを明確に示すために用意されている。

優先順位１位は、予約利用スロットの設定（設定値５）であって、他の通信装置の予約利用スロットと競合が起きない限り、最優先で利用することができる。なお、新規に予約利用スロットを設定する場合には、利用可能領域から選択することとする。

優先順位２位は、送信ビーコン・スロットの設定（設定値８）であって、他の通信装置の予約利用スロットと競合が起きた場合のみ、ビーコン送信位置を変更する必要があるが、それ以外では優先的に利用することができる。なお、他の通信装置の予約利用スロットと競合が起きた場合でも、他のスロットに再設定が不可能であれば、予約利用スロットに優先して設定を持続することができる。

優先順位３位は、優先利用スロットの設定（設定値４）であって、他の通信装置の予約利用スロットや、ビーコン・スロットと競合が起きた場合には、優先利用領域を変更する必要がある。なお、他の通信装置の予約利用スロットと競合が起きた場合には、他のスロットへ再設定が不可能であれば、予約利用スロットとして設定を格上げしてもよい。

優先順位４位は、一時的仮予約スロットの設定（設定値２）であるが、一時的に他の利用と競合が起きても、数フレーム先には自動的に設定が解除されるので、特に利用を制限する必要はない。但し、自己のスロット予約動作中に、無関係な他の通信装置からこの設定を受けた場合に、所定パラメータによって優劣を比較して劣っていれば、予約動作を中断することが望ましい。

優先順位５位は、受信動作スロットの設定（設定値１）であって、これは各通信装置で任意に設定される領域なので、他の通信装置での予約利用・優先利用などと競合が起きた場合には、その利用に準じることになる。

図８には、各通信局が上述したような予約領域の設定を行なった場合における、それぞれのスーパーフレーム内部のスロット構成例を示している。各通信局は、周囲の通信装置の動作状況を把握しながら、自己の予約領域や優先領域、利用不可能領域や受信領域などを設定して、それぞれ通信を行なう。但し、同図では、各通信局は図１に示した位置関係にあるものとし、それぞれ自局がビーコンを送信するスロット（すなわち状態値が８となるスロット）に基準としてスーパーフレーム構成に基づいてスロットの位置関係が示される。

上述した自律分散型ネットワークの管理手順にもあるように、隣接局のビーコンが存在するスロットは、状態値７又は状態値６によって示される。図示の例では、近隣局でビーコン受信が設定されている場合には、その部分を利用不可能領域（すなわち状態値３）に設定するという動作例を示すが、このような設定が不要であれば設定をしない構成としてもよい。

通信局＃１は、スーパーフレーム内に予約通信領域すなわち状態値５のスロットを設定し、隣接する通信局＃２と通信局＃３にマルチキャスト通信を行なっている。また、通信局＃１は、隣接する通信局＃２の優先利用領域すなわち状態値４の設定を受けて、該当スロットに状態値３を設定して利用不可能領域として隣接優先領域に設定している。

通信局＃２は、優先利用領域すなわち状態値４となるスロットを設定し、隣接する通信局＃１並びに通信局＃４に対して通信を行なっている。また、通信局＃２は、隣接する通信局＃１の要求による受信先として、予約通信領域すなわち状態値５となるスロットの設定を併せて行なっている。

通信局＃３は、一時的な予約領域すなわち状態値２となるスロットを設定し、隣接する通信局＃１との間でスロット確保の処理を行なっている。また、通信局＃３は、隣接する通信局＃１の要求による受信先として、予約通信領域すなわち状態値５となるスロットの設定を併せて行なっている。

通信局＃４は、隣接する通信局＃２から予約通信領域すなわち状態値５の設定を受けて、該当スロットに状態値９を設定して利用不可能領域として隣接予約領域を設定している。また、通信局＃４は、隣接する通信局＃２の優先利用領域すなわち状態値４の設定を受けて、該当スロットに状態値３を設定して利用不可能領域として隣接優先領域に設定している。

通信局＃５は、状態値１となるスロットすなわち任意に受信領域を設定して間欠受信動作を行なっている。つまり、通信局＃５は、隣接する通信装置＃４からは、この受信領域を利用して通信ができる状態にある。それ以外のスロットでは、通信局＃５は、状態値０すなわち未使用の設定となっており、この間の動作を停止することで低消費電力動作を取っている。なお、通信局＃５は、任意の受信領域の中に隣接する通信局＃４の受信ビーコンすなわち状態値７の設定があれば、そこを利用不可能領域として隣接優先領域すなわち状態値３に設定してもよい。

通信局＃６は、隣接局のビーコンのみを受信する状態を表わしており、隣接する通信局＃３の予約通信領域すなわち状態値５の設定を受けて、該当スロットに状態値９を設定し、利用不可能領域として隣接予約領域に設定している。また、通信局＃６は、隣接する通信局＃３のビーコン送信すなわち状態値８を受けて、該当スロットにおいてビーコンを受信する場合には、状態値７に設定する。また、それ以外のスロットでは、未使用の設定すなわち状態値０となっており、この間の動作を停止することで低消費電力動作を取っている。

通信局＃７は、休眠状態で動作している状態を表わし、隣接する通信局＃３のビーコン送信すなわち状態値８を受けて、該当スロットに状態６を設定し、ビーコンの存在を設定する。また、それ以外のスロットでは、状態値０すなわち未使用の設定となっており、この間の動作を停止することで低消費電力動作を取っている。

図９には、通信局が隣接局の予約領域においてネットワーク・アロケーション・ベクター（ＮＡＶ）すなわち送信待機期間を設定した例を示している。

同図に示す例では、隣接予約利用スロットの設定がある場合には、予約利用する通信局Ａの通信を保護するために、隣接する通信局Ｂは、そのスロット全域に渡ってネットワーク・アロケーション・ベクター（ＮＡＶ）の設定を行ない、自己の送信動作を控える。

つまり、そのスロットの開始位置（ＴＲＴＴ）から、次のスロットの開始位置（ＴＲＴＴ＋１）までの期間に渡り、ＮＡＶの初期値が設定されることになる。

一般には、ＮＡＶを設定する期間は、直前の受信フレームのＰＨＹヘッダ又はＭＡＣヘッダ内のＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに記載されている値に依存するが、図示の例では、ＮＡＶを設定する期間はスロット全体であることがあらかじめ定められている。設定期間があらかじめ定められているＮＡＶのことを、本明細書ではデフォルトＮＡＶと呼ぶことにする。

デフォルトＮＡＶが設定され、送信待機を行なっている期間であっても、通信局は、隣接局から開放信号を設定することにより、スロットの終了を待たずにＮＡＶを解除することができる。

図１０には、通信局が、隣接局の予約領域において、自局のＮＡＶの設定を解除する動作例を示している。同図では、隣接予約利用スロットの設定がある領域でのＮＡＶの解除方法を時系列的に示している。

予約通信の送信元である通信局＃１からＲＴＳフレームが送信され、受信先である通信局＃２並びに通信局＃３がこれに応じてＣＴＳフレームをそれぞれ返送した後、通信局＃１からデータ送信が行なわれる。

ここで、通信局＃１からのデータ送信が、予約したすべての帯域を満たさずに終了する場合には、ＮＡＶ開放までの時間を記載した開放通知（ＯＴＰ）を設定する。そして、通信局＃１は、このＯＴＰを付加した形でデータ・フレームを周辺局に送信する。

さらに、データ受信先である通信局＃２並びに通信局＃３では、この開放通知（ＯＴＰ）に記載されたＮＡＶ開放の時間をそれぞれ減算し、減算結果としてのＯＴＰを付加した形でＡＣＫフレームを周辺の通信局にそれぞれ送信する。

データ送信先ではない通信局＃４は、通信局＃１から受信したデータ・フレームに付加されている開放通知（ＯＴＰ）を解読して、ＮＡＶが開放されるタイミングを知る。同様に、通信局＃６は、通信局＃３から受信したＡＣＫフレームに付加されている開放通知（ＯＴＰ）を解読して、ＮＡＶが開放されるタイミングを知る。

ＮＡＶが開放された後は、すべての通信局にアクセスが許可されている。すなわち、送信を行ないたい通信局は、所定のアクセス制御時間に渡りメディアがクリア状態を確認し、他の通信局からの送信がなければ、任意の通信に利用することができる。図示の例では、ＮＡＶが開放された後、スロットの残りの期間において、通信局＃４と通信局＃１の間でデータ通信が行なわれている。

予約領域では特定の通信局間で伝送路が占有されてしまうため、一旦設定された所定の通信帯域に満たない予約通信が行なわれた場合には、その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用できないためスループットが低下する、という問題がある。これに対し、上述した動作例では、ＯＴＰを送信することにより、ＮＡＶを解除することができるので、その満たない部分で他局が通信に流用することができるので、スループットが向上する。

図９には、通信局が隣接局の予約領域においてＮＡＶを設定する様子を示したが、隣接局の優先利用領域においてもＮＡＶを設定する。図１１には、通信局が隣接局の優先利用領域においてＮＡＶを設定した動作例を示している。

同図に示す例では、隣接優先利用スロットの設定がある場合には、優先利用する通信局Ａの通信を保護するために、隣接局Ｂは、所定の時間までＮＡＶの設定を行ない、自己の送信動作を控える

つまり、そのスロットの開始位置（ＴＲＴＴ）から、ＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームの交換によって、伝送路の利用が確定するまでの間がＮＡＶの初期値すなわちデフォルトＮＡＶが設定される。

但し、予約領域ではスロット全体にＮＡＶが設定されるのに対し、優先利用領域では、ＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームの交換により伝送路の利用が確定するまでの間に制限され、デフォルトＮＡＶの期間が短い。

そして、ＴＲＴＴ位置から（ＲＴＳが送信されるべきタイミングから）、所定の時間は優先アクセス期間（ＴＰＰ）として設定されるが、その期間が満了した後から次のスロットの開始位置（ＴＲＴＴ＋１）までの期間は、競合アクセス期間（ＣＡＰ）として設定される。競合アクセス期間では、すべての通信局にアクセスが許可されている。すなわち、送信を行ないたい通信局は、所定のアクセス制御時間にわたりメディアがクリア状態を確認し、他の通信局からの送信がなければ、任意の通信に利用することができる。

図１２には、通信局が隣接局の優先利用領域において自局のＮＡＶの設定を解除する動作例を示している。同図では、隣接優先利用スロットの設定がある領域でのネットワーク・アロケーション・ベクター（ＮＡＶ）の解除方法を時系列的に示している。

通信局は、隣接局の優先利用領域において、ＲＴＳフレームを受信すると、デフォルトＮＡＶを設定する。デフォルトＮＡＶでは、そのスロットの開始位置（ＴＲＴＴ）から、ＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームの交換により伝送路の利用が確定するまでの間が送信待機期間として設定される。それ以後は、通常のＮＡＶが設定され、直前の受信フレームのＰＨＹヘッダ又はＭＡＣヘッダ内でＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに記載されている期間だけ送信待機する。

図１２に示す例では、優先通信の送信元である通信局＃１からＲＴＳフレームが送信され、受信先である通信局＃２がＣＴＳフレームを返送し、通信局＃１からデータ送信が行なわれ、通信装置＃２がＡＣＫフレームを返送する。

さらに、優先通信の送信元である通信局＃１からＲＴＳフレームが送信され、受信先である通信局＃４がＣＴＳフレームを返送し、通信局＃１からデータ送信が行なわれ、通信局＃４がＡＣＫフレームを返送する。

ここで、近隣の通信局＃３並びに通信局＃５では、通信局＃１のメッセージを受信し、各メッセージに記載されている持続時間情報（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）から、通常のＮＡＶを逐次的に更新していく。

そして、最後の通信が終了してＮＡＶの設定がなくなってから、所定のアクセス制御時間に渡り、他の通信局からの送信が行なわれなければ、近隣局では、任意の通信に利用することができる。図１２に示す例では、所定の時間だけメディアのクリア状態が確認された後、通信局＃３と通信局＃１の間でデータ通信が行なわれている。

図１３には、通信局が、隣接局のビーコン受信領域において自局のＮＡＶを設定する動作例を示している。同図に示す例では、ビーコン受信の設定がある場合には、その通信局Ａの通信を保護するために隣接する通信局Ｂは、所定の時間までＮＡＶの設定を行ない、自己の送信動作を控えるようになっている。

つまり、そのスロットのビーコン送信位置（ＴＢＴＴ）から、ビーコンが送信されて、ＲＴＳフレーム並びにＣＴＳフレームの交換により伝送路の利用が確定するまでの間、デフォルトＮＡＶの初期値が設定される。

これは、このデフォルトＮＡＶの設定時間にわたり、ビーコン信号の受信がない場合には、その時間経過後に所定のアクセス制御方法に則って、信号の送信を行なってもよいということになる。

また、ビーコンが送信されてから、所定の時間は優先アクセス期間（ＴＰＰ）として設定され、その期間が満了した後から次のスロットの開始位置（ＴＢＴＴ＋１）までの期間は、競合アクセス期間（ＣＡＰ）として設定される。競合アクセス期間では、すべての通信局にアクセスが許可されている。すなわち、送信を行ないたい通信局は、所定のアクセス制御時間に渡りメディアがクリア状態を確認し、他の通信局からの送信がなければ、任意の通信に利用することができる。

図１４には、通信局が隣接局のビーコン受信領域において、自局のＮＡＶの設定を解除する動作例を示している。同図に示す例では、ビーコン受信領域のスロットの設定がある領域でのＮＡＶの解除方法を時系列的に示している。

ビーコン送信元である通信局＃１からビーコンとともにＲＴＳが送信されると、近隣の通信局＃３ではＣＴＳフレームの交換により伝送路の利用が確定するまでの間、ＮＡＶの初期値が設定される。

そして、受信先である通信局＃２がＣＴＳフレームを返送して、通信局＃１からデータとともにＲＴＳの送信が行なわれ、通信装置＃２がＡＣＫフレームとともにＣＴＳを返送する。その後、通信局＃１からデータの送信が行なわれ、通信局＃２がＡＣＫフレームを返送するという連続的なＲＴＳ／ＣＴＳシーケンスが実行されている。

このような動作期間中、近隣の通信局＃３並びに通信局＃４では、それぞれ通信局＃１又は通信局＃２のメッセージを受信し、各メッセージに記載されている持続時間情報（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）から、通常のＮＡＶを逐次的に更新していく。

そして、最後の通信が終了してＮＡＶの設定がなくなってから、所定のアクセス制御時間に渡り、他の通信局からの送信が行なわれなければ、近隣の通信装置では、任意の通信に利用することができる。図１４に示す例では、所定の時間だけメディアのクリア状態が確認された後、通信局＃４と通信装置＃１の間でデータ通信が行なわれている。

図１５には、ビーコン開始タイミング（ＴＢＴＴ）におけるオフセット設定例と、予約領域又は優先利用領域における通信開始タイミング（ＴＲＴＴ）におけるオフセット設定例を示している。

このオフセットの設定は、同じスロットで全く同じ時刻に送信を開始してしまった場合でも、どちらかが相手の通信を受信してスロットの衝突を検出するために用意される。

このオフセットの設定は、ビーコン送信と予約通信の開始（ＲＴＳ送信）の場合にそれぞれ所定の確率で設定される構成となっている。例えば、ビーコン送信の場合には５０％程度の確率とし、予約通信の開始時には２０％程度の確率で、最低１つのオフセット時間が定義されれば、ある程度の衝突を検出することができる。

図１５では、オフセットを加算しない通信局Ａと、オフセットを加算した通信局Ｂのビーコン信号の分離と、予約通信時のオフセットの設定例が示されている。

図８にも示したように、通信局は、空きスロットにおいて連続して予約利用領域を設定することができる。但し、一旦設定された所定の通信帯域に満たない予約通信が行なわれた場合には、ＯＴＰを送信することにより、ＮＡＶを解除し、その満たない部分で他局が通信に流用することを許容する。

図１６には、通信局が連続予約利用スロットにおいてＮＡＶの設定を解除する動作例を示している。

図示の例では、連続して予約利用が設定されているスロット群について、最初のスロットでデータ送信が終了した場合に、以降の連続スロットでは、データ送信が行なわれないため、他の通信局で任意の通信に利用できる状態になることを表わしている。つまり最初のスロットで開放通知（ＯＴＰ）を受け取った周辺局では、その開放時間から連続するスロット群では、ＮＡＶの初期設定を行なわない状態を示している。

図１７には、通信局が連続優先利用スロットにおいてＮＡＶの設定を解除する動作例を示している。

図示の例では、連続して優先利用が設定されているスロット群について、最初のスロットでデータ送信が終了した場合に、以降の連続スロットでは、データ送信が行なわれないため、他の通信局で任意の通信に利用できる状態になることを表わしている。つまり最初のスロットで、所定の時間に渡りその通信装置からの送信が行なわれない場合に、周辺局は、その開放時間から連続するスロット群では、ＮＡＶの初期設定を行なわない状態を示している。

図１８には、予約利用領域を設定する場合の予約情報の交換シーケンスを示している。

同図に示す例では、予約利用の送信元である通信局＃１が、受信先となる通信局＃２並びに通信局＃３に対し、所定のスロット予約要求（ＳＲＱ）を、自己の通信のために一時的な仮予約の領域を設定したビーコンとともに送信している。

通信局＃２並びに通信局＃３では、スロット予約要求を受け取ると、それぞれ予約可能な領域を判断し、自己のビーコンに一時的な仮予約の領域の応答として設定して返送する。

そして、通信局＃１は、受信先となる通信局＃２並びに＃３からの一時的な仮予約の領域の応答結果から、一時的仮予約の設定を解除し予約利用領域を決定し、自己のビーコンにその予約利用スロットを設定する。

同様にして受信先となる通信局＃２並びに＃３においても、一時的仮予約の設定を解除し予約利用スロットをそれぞれ設定する。

図１９には、無線通信装置１００が本実施形態に係る自律分散型ネットワークにおいて通信局として動作するための動作手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０８が情報記憶部に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。

まず、周辺局からのビーコンを受信する時刻が到来したときに（ステップＳ１）、ビーコン信号の受信があった場合には（ステップＳ２）、自己の管理する利用スロット情報の該当するタイミングをビーコン存在として設定するとともに（ステップＳ３）、当該ビーコン信号で送られてきた周辺局のスロット情報を獲得し（ステップＳ４）、その設定状況に応じて、以下の処理を行なう。

ビーコン送信元の通信局がビーコンを受信すると設定しているスロット（受信ビーコンで状態値７が設定されているスロット）と（ステップＳ５）、該当通信局が優先利用領域として設定しているスロット（状態値４が設定されているスロット）では（ステップＳ６）、自局では当該スロットに状態値３を設定することにより、自己の隣接局の優先利用領域であることを設定するとともに（ステップＳ７）、自局では当該スロットを利用不可能領域として設定し（ステップＳ１０）、これを自己のスロット利用状況として設定する（ステップＳ１１）。

また、ビーコン送信元の通信局で予約通信を行なう設定があるスロット（受信ビーコンで状態値５が設定されているスロット）では（ステップＳ８）、自局では当該スロットに状態値９を設定することにより、自己の隣接局の予約利用領域であることを設定するとともに（ステップＳ９）、自局では当該スロットを利用不可能領域として設定し（ステップＳ１０）、これを自己のスロット利用状況として設定する（ステップＳ１１）。

また、ビーコン送信元の通信局において隣接局が予約通信又は優先利用通信を行なう設定があるスロット（受信ビーコンで状態値３又は状態値９が設定されているスロット）では（ステップＳ１２）、自局では当該スロットの状態は保持したまま、当該スロットがそのビーコン送信局宛ての通信にのみ利用不可能であることを設定し（ステップＳ１３）、これを自己のスロット利用状況として設定する（ステップＳ１１）。なお、隣接予約通信を行なう設定があるスロットでは、そのスロット全域にわたり利用が不可能となり、隣接優先利用通信を行なう設定があるスロットでは所定の時間で利用不可能となる。

また、ビーコン送信元の通信局において受信動作領域として明示的に設定されているスロット（受信ビーコンで状態値１が設定されているスロット）では（ステップＳ１４）、自局では当該スロットの状態は保持したまま、当該スロットがそのビーコン送信局宛ての通信に利用可能であることを設定し（ステップＳ１５）、これを自己のスロット利用状況として設定する（ステップＳ１１）。

また、ビーコン送信元の通信局において一時予約スロットとして設定されているスロット（受信ビーコンで状態値２が設定されているスロット）では（ステップＳ１６）、自局では当該スロットの状態は保持したまま、当該スロットを予約設定する状態を避け（ステップＳ１７）、これを自己のスロット利用状況として設定する（ステップＳ１１）。

そして、ビーコン送信元の通信局において、利用することが設定されていないスロットであれば、当該スロットがそのビーコン送信局宛ての通信にのみ利用不可能であることを設定し（ステップＳ１８）、これを自己のスロット利用状況として設定する（ステップＳ１１）。なお、ここでは利用の設定がされていないスロットは休眠状態にあるスロットと判断した例が示されているが、休眠状態とならずに受信動作を行なうとしてもよい。

上述したような手順により、自局のスロット設定処理を行なった後（ステップＳ１１）、ビーコンに記載されているすべてのスロットでの設定が終わった場合には（ステップＳ１９）、ステップＳ１に戻って、再度ビーコン受信処理などを繰り返し行なう。

また、ビーコンに記載されているすべてのスロットでの設定が終わっていなければ、ステップＳ５に戻り、次のスロットの設定を繰り返し行なう。

一方、自局のビーコンの送信タイミングが到来した場合には（ステップＳ２０）、ステップＳ１１で設定された自己のスロット利用情報を獲得し（ステップＳ２１）、これを記載したビーコンを所定の手順に従って送信処理する（ステップＳ２２）。

その後、ステップＳ２６に移行して、引き続きデータ送信する場合の処理を行なう

また、自己の受信時刻が到来している場合には（ステップＳ２３）、自局宛ての情報を受信したときには（ステップＳ２４）、そのデータの受信を行なうが（ステップＳ２５）、受信していなければステップＳ２３に戻り、自局の受信時刻が到来している所定の時間に渡り受信動作を繰り返す。

また、送信データがデータ・バッファ１１１に格納されている場合には（ステップＳ２６）、現在のスロットで情報受信先となる通信局への送信が可能かを判断する（ステップＳ２７）。この場合、前述のステップＳ１０で自己の送信が不可能と設定されていない場合であり、なお且つ、ステップＳ１３又はステップＳ１８において情報受信先となる通信局への通信の利用が不可能であると設定されていなければ、送信可能と判断する。

そして、送信が可能であれば所定のアクセス制御手順に従って、データを無線送信する（ステップＳ２８）。

また、送信するデータがない場合には、ステップＳ１に戻り、再度ビーコン受信処理などを繰り返す。

これら、一連の送信処理が終了した場合には、ステップＳ１に戻り、再度ビーコン受信処理などを繰り返す。

図２０には、図１９に示した無線通信装置１００の通信動作において、データ送信処理を行なう動作手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０８が情報記憶部に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。

まず、以降に送信するデータがなく（ステップＳ３１）、なお且つ予約利用領域に残存時間がある場合には（ステップＳ３２）、その通信に係るＡＣＫフレームの返送までのシーケンス終了時間を見積り、開放通知情報を設定する（ステップＳ３２）。

以降、又は上記条件以外の場合には、ＴＲＴＴオフセットの設定が必要であれば（ステップＳ３４）、送信開始オフセット時間を設定する（ステップＳ３５）。そして、所定のアクセス制御に係る送信開始タイミングを設定する（ステップＳ３６）。

さらに、他の通信局からの送信がなく、伝送路が空き状態のまま（ステップＳ３７）、送信開始タイミングが到来した場合に（ステップＳ３８）、データ送信を行なう（ステップＳ３９）。

以降、又は上記条件以外の場合には、一連の送信処理が終了する。

図２１には、図１９に示した無線通信装置１００の通信動作において、ビーコン送信処理を行なうサブルーチンの動作手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０８が情報記憶部に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。

まず、自己の予約領域の設定が必要であれば（ステップＳ４１）、自己の利用可能領域の情報と、受信先となる通信局の利用可能領域の情報をそれぞれ獲得し（ステップＳ４２）、その中から一時的仮予約領域を設定し（ステップＳ４３）、さらに受信先となる通信局に予約返答要求（ＳＲＱ）の設定を行なう（ステップＳ４４）。

以降、又は上記条件以外の場合には、ＴＢＴＴオフセットの設定が必要であれば（ステップＳ４５）、送信開始オフセット時間を設定し（ステップＳ４６）、その後にビーコン送信を行ない（ステップＳ４７）、一連の処理を抜ける。

図２２には、図１９に示した無線通信装置１００の通信動作において、仮予約設定処理を行なうサブルーチンの動作手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０８が情報記憶部に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。

まず、一時的仮予約された帯域の情報を獲得し（ステップＳ５１）、ビーコンとともに送られる予約返答要求（ＳＲＱ）の設定で自局宛ての仮予約であるか否かを判断する（ステップＳ５２）。

ここで、自局宛ての仮予約の設定要求があれば、自己の利用可能領域の情報を獲得し（ステップＳ５３）、仮予約可能な領域を設定する（ステップＳ５４）。
以降、ビーコンで送信する自己の利用スロット情報として設定し（ステップＳ５７）、一連の処理を抜ける。

また、自局宛ての仮予約の設定応答であれば（ステップＳ５５）、自局の予約利用領域を決定し、予約利用するスロットを設定する（ステップＳ５６）。

以降、ビーコンで送信する自局の利用スロット情報として設定し（ステップＳ５７）、一連の処理を抜ける。

図２３には、図１９に示した無線通信装置１００の通信動作において、予約利用領域の設定などが他局と重なっていることが判明した場合における優劣判定処理の動作手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０８が情報記憶部に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。

ここでは、まず通信相手となる通信局の予約利用情報を獲得し（ステップＳ６１）、自局の予約量と比較をする（ステップＳ６２）。

ここで、自局の予約量が多い場合には、重なった予約を移動するために、利用可能領域情報を獲得し（ステップＳ６３）、その中で利用可能領域があれば（ステップＳ６４）、その予約利用領域を再設定し（ステップＳ６５）、一連の処理を抜ける。あるいは、全く再設定可能な利用可能領域がなければ、そのまま一連の処理を抜けてもよい。

また、自局の予約量が同数の場合には（ステップＳ６６）、予約設定パラメータを獲得し（ステップＳ６７）、自局のパラメータが優位でなければ、ステップＳ６３に移行して、重なった予約を移動する処理を行なう。

さらに、自局の予約量が少ない場合と、自己のパラメータが優位であれば、現在、予約利用領域として設定しているスロットをそのまま継続して利用することとして、一連の処理を抜ける。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

また、本明細書では、自律分散型の無線ネットワークに本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、勿論、自律分散以外の形態のネットワークであっても、本発明を同様に適用することができる。

また、各通信局が複数の周波数チャネル上をホッピングして通信を行なうマルチチャネル型の通信システムに対しても、各チャネルにおけるメディア・アクセス制御において本発明を適用することができる。

また、本明細書では、無線ＬＡＮを例にして本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、より低いＳＮＲ環境での信号送受信を行なうウルトラワイドバンド（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）のような通信方式に対しても、本発明を好適に適用することが可能である。

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

図１は、本発明の位置実施形態にかかる自律分散型ネットワークの構成を模式的に示した図である。 図２は、スーパーフレーム内で各通信局がビーコン送信を行なう手順を説明するための図である。 図３は、無線通信装置が管理するスーパーフレーム内部の構成を示した図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示した図である。 図５は、本発明に係る自律分散型ネットワークにおいて利用されるビーコン・フレームの構成例を示した図である。 図６は、ビーコン・フレームのスロット構造フィールド部分に記載されるスロットの種類の一覧を示した図である。 図７は、通信局が各スロットを利用する場合に、その状態値設定の優先順位を示した図である。 図８は、各通信局が予約領域の設定を行なった場合における、それぞれのスーパーフレーム内部のスロット構成例を示した図である。 図９は、通信局が隣接局の予約領域においてネットワーク・アロケーション・ベクター（ＮＡＶ）を設定した動作例を示した図である。 図１０は、通信局が、隣接局の予約領域において、自局のＮＡＶの設定を解除する動作例を示した図である。 図１１は、通信局が隣接局の優先利用領域においてＮＡＶを設定した動作例を示した図である。 図１２は、通信局が隣接局の優先利用領域において自局のＮＡＶの設定を解除する動作例を示した図である。 図１３は、通信局が、隣接局のビーコン受信領域において自局のＮＡＶを設定する動作例を示した図である。 図１４は、通信局が隣接局のビーコン受信領域において、自局のＮＡＶの設定を解除する動作例を示した図である。 図１５は、ビーコン開始タイミングのオフセット設定例と、予約領域又は優先利用領域における通信開始タイミングのオフセット設定例を示した図である。 図１６は、通信局が連続予約利用スロットにおいてＮＡＶの設定を解除する動作例を示した図である。 図１７は、通信局が連続優先利用スロットにおいてＮＡＶの設定を解除する動作例を示した図である。 図１８は、予約利用領域を設定する場合の予約情報の交換シーケンスを示した図である。 図１９は、無線通信装置１００が本発明に係る自律分散型ネットワークにおいて通信局として動作するための動作手順を示したフローチャートである。 図２０は、無線通信装置１００がデータ送信処理を行なうための動作手順を示したフローチャートである。 図２１は、無線通信装置１００がビーコン送信処理を行なうサブルーチンの動作手順を示したフローチャートである。 図２２は、無線通信装置１００が仮予約設定処理を行なうサブルーチンの動作手順を示したフローチャートである。 図２３は、予約利用領域の設定などが他局と重なっていることが判明した場合における優劣判定処理の動作手順を示したフローチャートである。 図２４は、ビーコンのスロット構造フィールド部分に記載されるスロットの種類と、受信局側での該当スロットの設定方法の対応表を示した図である。

符号の説明

１００…無線通信装置
１０１…アンテナ
１０２…無線受信部
１０３…受信データ解析部
１０４…ビーコン解析部
１０５…利用領域判定部
１０６…利用不可能領域設定部
１０７…利用可能領域設定部
１０８…中央制御部
１０９…アクセス制御部
１１０…ビーコン生成部
１１１…データ・バッファ
１１２…無線送信部
１１３…インターフェース

Claims (26)

1. 各通信局が自律分散的にネットワーク動作を行なう無線通信システムであって、
   利用状況に応じて異なる種類を示す情報を用意し、自局による各帯域の利用状況の種類を示す前記情報を通信局間で報告し合い、
   各通信局は、周辺局から帯域毎の利用状況を示した前記情報を収集し、自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握して、各帯域における利用状況又は利用方法を前記周辺局における利用状況に応じて決定するとともに、周辺局に対し自局の各帯域に関する利用状況を示した前記情報を通知して認識し合い、
   利用状況を示す前記情報は、自局で予約利用又は優先利用することを示す情報、及び、隣接局で予約利用又は優先利用することを示す情報を含み、
   通信局は、周辺局から収集した前記情報が自局で予約利用又は優先利用することを示す帯域については、当該帯域は隣接局で予約利用又は優先利用することを示す前記情報を通知する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 通信局は、周辺局から収集した前記情報が隣接局で予約利用又は優先利用することを示す帯域については、自局における当該帯域の利用状況を変更せずに前記情報を周辺局に通知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 通信局は、周辺局から収集した前記情報が隣接局で予約利用又は優先利用することを示す帯域では通信を差し控える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 通信局は、周辺局から収集した前記情報が当該周辺局において予約利用又は優先利用することを示す帯域を自局の利用不可能な帯域として設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 各通信局は、自局の通信状態に関する情報を記載したビーコン情報を所定間隔で報知し、
   通信局は、自局がビーコンを送信する帯域であることを示す前記情報及び周辺局からビーコンを受信する帯域であることを示す前記情報を通知して認識し合うとともに、当該帯域を自局において通信不可能な帯域として設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 通信局は、自局が予約した帯域が満了する前に通信が終了する場合に該終了時刻を記載した開放信号を報知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
7. 各通信局は、自局の通信状態に関する情報を記載したビーコン情報を所定間隔で報知し、優先的な通信を行なう帯域又はビーコン受信を行なう帯域を設定することができ、これらの帯域において所定時間に渡り送信が行なわれないときには、他の通信局がその帯域を通信に利用することを許容する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無無線通信システム。
8. 各通信局は、帯域予約通信又は優先的な通信を行なうように設定した帯域で送信を行なうときに、所定の確率で設定したオフセット時間の経過後に送信を開始する、
   ことを特徴とする請求項１に記載無線通信システム。
9. 各通信局は、自局の利用帯域において帯域予約通信を行なうために一時的にその帯域を確保することができ、周辺局が一時的に確保した帯域では自己の予約を行なわない、
   ことを特徴とする請求項１に記載無線通信システム。
10. 無線通信環境下でデータ伝送を行なう無線通信装置であって、
    通信チャネル上で無線データを送受信する通信手段と、
    周辺局における帯域の利用状況を示した情報を収集する帯域利用情報収集手段と、
    該情報の収集により自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握する利用可能帯域判定手段と、
    該判定の結果に基づいて、自局において実際に利用する帯域を設定する利用帯域設定手段と、
    該判定の結果に基づいて、自局において利用不可能な帯域を設定する利用不可能帯域設定手段と、
    該設定された利用帯域並びに利用不可能帯域に基づいて、前記通信手段における通信動作を制御する通信制御手段と、
    利用状況に応じて異なる種類を示す情報を用意し、自局による各帯域の利用状況の種類を示す前記情情報を周辺局に報知する帯域利用情報報知手段と、
    を具備し、
    利用状況を示す前記情報は、自局で予約利用又は優先利用することを示す情報、及び、隣接局で予約利用又は優先利用することを示す情報を含み、
    前記帯域利用情報報知手段は、周辺局から収集した前記情報が自局で予約利用又は優先利用することを示す帯域については、当該帯域は隣接局で予約利用又は優先利用することを示す前記情報を通知する、
    ことを特徴とする無線通信装置。
11. 前記帯域利用情報報知手段は、周辺局から収集した前記情報が隣接局で予約利用又は優先利用することを示す帯域については、自局における当該帯域の利用状況を変更せずに前記情報を周辺局に通知する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
12. 前記利用不可能帯域設定手段は、周辺局から収集した前記情報が隣接局で予約利用又は優先利用することを示す帯域を自局において利用不可能な帯域を設定する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
13. 前記利用不可能帯域設定手段は、周辺局から収集した前記情報が当該周辺局において予約利用又は優先利用することを示す帯域を自局において利用不可能な帯域を設定する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
14. 前記無線通信環境下では、各通信局は、自局の通信状態に関する情報を記載したビーコン情報を所定間隔で報知し、
    前記帯域利用情報報知手段は、自局がビーコンを送信する帯域であることを示す前記情報及び周辺局からビーコンを受信する帯域であることを示す前記情報を報知する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
15. 前記無線通信環境下では、自局の利用帯域において帯域予約通信を行なうために一時的にその帯域を確保することができ、
    前記帯域利用情報報知手段は、自局の利用帯域において帯域予約通信を行なうために一時的に確保したことを示した前記情報を記載する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
16. 前記帯域利用情報報知手段は、自局の利用帯域において受信動作を行なうことを示した前記情報を記載する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
17. 前記帯域利用情報報知手段は、自局の利用不可能帯域において休眠状態であることを示した前記情報を記載する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
18. 前記帯域利用情報報知手段は、自局の利用不可能帯域において直前の帯域に準じて帯域予約通信を行なうことを示した前記情報を記載する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
19. 前記利用不可能帯域設定手段は、周辺局から送信されるビーコンを受信する帯域を自局において通信不可能な帯域として設定する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
20. 自己の利用帯域において設定した予約した帯域が満了する前に通信が終了する場合に該終了時刻を記載した開放信号を構築する開放信号構築手段をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
21. 周辺局が予約した帯域において通信の終了時刻が記載された開放信号を受信した場合、前記通信制御手段は、該終了時刻が経過した後に所定のアクセス制御を行なう、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信装置。
22. 前記利用帯域設定手段は、優先的な通信を行なう帯域又はビーコン受信を行なう帯域を設定することができ、
    前記通信制御手段は、これらの帯域において所定時間に渡り送信が行なわれないときには、他の通信局がその帯域を通信に利用することを許容する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
23. 前記通信制御手段は、帯域予約通信又は優先的な通信を行なうように設定した帯域で送信を行なうときに、所定の確率で設定したオフセット時間の経過後に送信を開始する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
24. 前記利用帯域設定手段は、自局の利用帯域において帯域予約通信を行なうために一時的にその帯域を確保することができ、周辺局が一時的に確保した帯域では自己の予約を行なわない、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
25. 無線通信環境下でデータ伝送を行なう無線通信方法であって、
    周辺局における帯域の利用状況を示した情報を収集する帯域利用情報収集ステップと、
    該情報の収集により自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握する利用可能帯域判定ステップと、
    該判定の結果に基づいて、自局において実際に利用する帯域を設定する利用帯域設定ステップと、
    該判定の結果に基づいて、自局において利用不可能な帯域を設定する利用不可能帯域設定ステップと、
    該設定された利用帯域並びに利用不可能帯域に基づいて通信動作を制御する通信制御ステップと、
    該利用状況に応じて異なる種類を示す情報を用意し、自局による各帯域の利用状況の種類を示す前記情情報を周辺局に報知する帯域利用情報報知ステップと、
    を有し、
    利用状況を示す前記情報は、自局で予約利用又は優先利用することを示す情報、及び、隣接局で予約利用又は優先利用することを示す情報を含み、
    前記帯域利用情報報知ステップでは、周辺局から収集した前記情報が自局で予約利用又は優先利用することを示す帯域については、当該帯域は隣接局で予約利用又は優先利用することを示す前記情報を通知する、
    ことを特徴とする無線通信方法。
26. 無線通信環境下でデータ伝送を行なうための無線通信動作の制御をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータを、
    周辺局における帯域の利用状況を示した情報を収集する帯域利用情報収集手段、
    該情報の収集により自局において利用不可能な帯域並びに利用可能な帯域を把握する利用可能帯域判定手段、
    該判定の結果に基づいて、自局において実際に利用する帯域を設定する利用帯域設定手段、
    該判定の結果に基づいて、自局において利用不可能な帯域を設定する利用不可能帯域設定手段、
    該設定された利用帯域並びに利用不可能帯域に基づいて、前記通信手段における通信動作を制御する通信制御手段、
    利用状況に応じて異なる種類を示す情報を用意し、自局による各帯域の利用状況の種類を示す前記情情報を周辺局に報知する帯域利用情報報知手段、
    として動作させ、
    利用状況を示す前記情報は、自局で予約利用又は優先利用することを示す情報、及び、隣接局で予約利用又は優先利用することを示す情報を含み、
    前記帯域利用情報報知手段は、周辺局から収集した前記情報が自局で予約利用又は優先利用することを示す帯域については、当該帯域は隣接局で予約利用又は優先利用することを示す前記情報を通知する、
    ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。

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