JP2001320383A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、固定周期で時間基準信号が送出さ
れる固定周期モードのネットワークと、時間基準信号の
送出タイミングに揺らぎのある非固定周期モードのネッ
トワークとにおいて、どちらのネットワークにおいても
稼動可能な無線通信装置の提供を目的とする。 【解決手段】 通常非固定周期モードで動作している無
線通信装置が移動に伴い固定周期モードのエリアに入る
場合、ビーコン周期監視部（１３１４）によりビーコン
周期が一定であることを確認した場合には、スイッチ
（１３０９）を固定周期モード処理部（１３１２）に接
続し、送信可否決定部（１３０３）、送信データ分割部
（１３１３）を起動し、必要に応じて送信データを一部
分割して送信権の獲得試行を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の無線端末間
でデータを通信するデータ通信装置に関し、特に動画像
や音声などの等時性データとファイルアクセスなどの非
同期データを効率的に伝送するための無線通信装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の端末から構成される無線ロ
ーカルエリアネットワークに関してはパケット型の無線
通信を行う方式、ATM型の無線通信を行う方式などが検
討されている。例えば、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１
−１９９７で記載されているデータ伝送方式は、パケッ
ト型の通信方式であり、データを送信する端末は一定期
間無線媒体が未使用であるか否かを判断し、未使用であ
る場合に信号を送出することができるというＣＳＭＡ／
ＣＡ（キャリアセンスマルチプルアクセスウィズコリー
ジョンアボイダンス）方式を用いており、ファイル転送
や電子メールなどの非同期データ通信に適しているアク
セス方式である。

【０００３】図１８はＩＥＥＥ８０２．１１で用いられ
ているＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセスを示したものであ
る。送信データを所有している無線通信装置は、ＤＩＦ
Ｓと呼ばれる期間だけ無線媒体が未使用である事を、信
号の有無を監視することにより確認したら、ランダムス
ロット分だけ待つ。

【０００４】この間においても信号が無線媒体中に現れ
なければ、送信権を獲得したものとしてデータを送信す
る。この送信データがただ１つの特定の無線通信装置宛
である場合は、受信無線装置はデータの受信後ＳＩＦＳ
というＤＩＦＳよりも短い時間間隔でＡＣＫという送達
確認信号を直ちに送信データの送信局に対して送信す
る。

【０００５】この間、第３の局が無線媒体に対して信号
を送出する確率を下げるために、送信データの中には、
データ送信にかかる時間、ＳＩＦＳ、ＡＣＫ送信にかか
る時間の合計時間をＮＡＶとして格納する。ＮＡＶは擬
似的にその期間無線媒体が使用中であるということを示
す。複数の無線通信装置に対しデータを同報する場合
は、宛先からのＡＣＫを要求しないため、ＮＡＶの中に
はＳＩＦＳ、ＡＣＫは含まれない。このように必要な時
に特定の無線通信装置にアクセス権を与えるアクセス方
式のために、ファイルアクセスや電子メールなど、リア
ルタイム性を要求しない非同期データに適している。

【０００６】図１９は、基本アクセスサイクルを示した
ものである。図中の符号１９０１は１アクセスサイクル
の先頭を示すビーコン信号、１９０２は１アクセスサイ
クルにおいてデータの送信が可能な期間を示している。
ＩＥＥＥ８０２．１１では、アクセスサイクル終了間際
に前記ＣＳＭＡ／ＣＡにより送信権を獲得した無線通信
装置がデータを送信するために、ビーコンが定時に送信
できない場合がありうる。この場合、次のビーコン信号
の中に正規の時間からの遅延分を格納することによりサ
イクル同期を保つという機能がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
マルチメディア要素技術の発展に伴い、大容量の映像情
報などがリアルタイムにネットワーク上を流れるように
なり、一定時間内に一定量のデータの到着を保証する等
時性データの通信要求が増加してきている。そこで、限
られた周波数の中で、より少ないオーバヘッドで確実に
データ通信を行うための方式が求められる。

【０００８】このようなデータには予め特定の時間に特
定の帯域を割り当てる時分割多重アクセス方式が適して
いる。そこで、等時性データに適したアクセス方式、非
同期データ通信に適したアクセス方式を時分割で適用す
るアクセス方式が考えられるが、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を
採用すると、前記のようにビーコン信号が揺らぐ場合が
発生し、網同期を取るために毎回ビーコン信号を正常受
信する必要があり、時々刻々と変化する無線伝搬環境で
はビーコン信号の正常受信が行われない場合が考えら
れ、これにより時分割多重アクセスのように固定時刻に
アクセス権を認められるアクセス方式の基準となる時刻
が定められず、大幅に回線利用効率が下がるという第１
の課題がある。

【０００９】また、家庭においてはテレビやビデオなど
の映像データの配信が多く行われる環境においては、等
時性データ伝送に適した無線通信装置、学校やオフィス
など、非同期データを主に扱う環境においては非同期デ
ータ伝送に適した無線装置によりシステムが構築される
が、それぞれシステムが異なるため、家庭において使用
している無線通信装置を学校に持ち出して使用すること
ができないという第２の課題がある。

【００１０】そこで、本発明は前記第１の問題点を解決
するために、ＣＳＭＡ／ＣＡ領域で通信する送信データ
が発生した際に、データの送信により次のビーコン信号
の送信を妨げることを防ぎ、網同期の確立を継続する。
また、残りのＣＳＭＡ／ＣＡ領域を有効に使用するため
の無線通信システム装置の提供を目的とする。

【００１１】また、本発明は前記第２の問題点を解決す
るために、等時性データ伝送に適したアクセス方式を使
用するための固定周期モードか、非同期データ伝送に適
したアクセス方式を使用するために、非固定周期モード
かを選択して稼動する無線通信装置の提供を目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
る為に本発明は、ＣＳＭＡ／ＣＡ領域で送信すべきデー
タが発生した際に、ビーコン信号から得ることのできる
ビーコン周期情報および時分割の帯域割り当て総量情報
から、次回のビーコンが送信されるまでの実時間を算出
し、自端末が所有している送信すべきデータの送信試行
が残留時間内に収まるか否かを判断し、収まらない場合
はデータの送信権の獲得試行を起動しないか、もしくは
次回ビーコンの送信までに送信データの一部の送信試行
が完了するように送信データを分割するようにして送信
を行うように構成したものである。

【００１３】これにより、時間基準を与えるビーコン信
号の送信遅延を防ぐことができ、等時性データの領域を
ビーコン信号からの絶対時間にて割り当てることができ
るため、一部の空間での無線伝搬環境が悪化してビーコ
ン信号が受信できない場合でも等時性データの送信タイ
ミングを推定して送信することができ、無線媒体の大幅
な仕様効率の低下を防ぐという効果が得られる。また、
データを送信するためのＣＳＭＡ／ＣＡ領域が十分でな
い場合でも効率的な通信を行うことが可能となるという
効果が得られる。

【００１４】前記第２の課題を解決するために本発明
は、無線通信装置が立ち上がる際のスイッチ、もしくは
無線通信装置が稼動する間に受信するビーコン信号の種
別、周期により、動作環境が固定周期モードか非固定周
期モードかを判断して切り替えるように構成したもので
ある。

【００１５】これにより、使用環境に適したモードでの
無線通信装置の利用が可能となるため、非固定周期モー
ドで稼動していた無線通信装置が固定周期モードで稼動
しているシステム中に移動しても、固定周期モードのシ
ステムに干渉を与えることなくシステム内で稼動するこ
とができ、システム内で主に発生するデータトラヒック
の特徴に応じて効率的に無線媒体を使用することができ
るという効果が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項第１に記載の発明は、ビー
コンの周期を推定するビーコン周期確定部と、前記ビー
コン周期確定部で推定したビーコンの周期に基いて次の
ビーコンを受信するまでの時間をカウントとする残留時
間算出部と、前記残留時間算出部で算出した時間内にデ
ータの送信が完了するか否かを判断して、完了すると判
断した場合のみ送信権の獲得試行を行うことを決定する
送信可否決定部を有することを特徴とする無線通信装置
としたものであり、ビーコンの周期を推定することで所
有している送信データの送信試行が次のビーコン受信予
測時刻までに終了するか否かを判断して送信試行を行う
か否かを選択するため、ビーコンへの干渉を避けること
ができ、ネットワークにおいてビーコン受信の正確性が
向上するという作用を有する。

【００１７】請求項第２に記載の発明は、ビーコンの周
期を推定するビーコン周期確定部と、前記ビーコン周期
確定部で推定したビーコンの周期に基いて次のビーコン
を受信するまでの時間をカウントとする残留時間算出部
と、前記残留時間算出部で算出した時間内にデータの送
信が完了するか否かを判断する送信可否決定部と、前記
送信可否決定部が完了しないと判断した場合に次のビー
コン受信までに送信可能なデータ量に送信データを分割
する送信データ分割部を有することを特徴とする無線通
信装置としたものであり、ビーコンの周期を推定するこ
とで、所有している送信データの送信試行を次回ビーコ
ン到着予測時刻までに完了するようにデータを一部分割
して送信試行を行うため、ビーコンへの干渉を避けるこ
とができ、ネットワークにおいてビーコン受信の正確性
が向上するという作用と、無線回線の使用効率が向上す
るという作用を有する。

【００１８】請求項第３に記載の発明は、等時性データ
と非同期データの通信を交互に行う場合において、ビー
コンの周期を推定するビーコン周期確定部と、前記ビー
コン周期確定部で推定したビーコンの周期に基いて次の
ビーコンを受信するまでの時間をカウントとする残留時
間算出部と、ビーコンより等時性データ通信期間の経過
を判断するＴＤＭＡ計算部と、前記ＴＤＭＡ計算部から
等時性データ通信期間が経過したことを知得した後、前
記残留時間算出部で算出した時間内に非同期データの送
信が完了するか否かを判断して、完了すると判断した場
合のみ送信権の獲得試行を行うことを決定する送信可否
決定部を有することを特徴とする無線通信装置としたも
のであり、次のビーコン到来予測時刻までに非同期デー
タのデータ送信試行が完了しない場合に送信権の獲得試
行を行わないことにより非同期データがビーコンの干渉
波となることを防ぐことができ、ネットワークにおいて
ビーコン受信の正確性が向上するという作用と、非同期
データの送信による等時性データの送信遅延を防ぐこと
ができるという作用を有する。

【００１９】請求項第４に記載の発明は、等時性データ
と非同期データの通信を交互に行う場合において、ビー
コンの周期を推定するビーコン周期確定部と、前記ビー
コン周期確定部で推定したビーコンの周期に基いて次の
ビーコンを受信するまでの時間をカウントとする残留時
間算出部と、ビーコンより等時性データ通信期間の経過
を判断するＴＤＭＡ計算部と、前記ＴＤＭＡ計算部から
等時性データ通信期間が経過したことを知得した後、前
記残留時間算出部で算出した時間内に非同期データの送
信が完了するか否かを判断する送信可否決定部と、前記
送信可否決定部が完了しないと判断した場合に次のビー
コン受信までに送信可能なデータ量に送信データを分割
する送信データ分割部を有することを特徴とする無線通
信装置としたものであり、次のビーコン受信予測時刻ま
でに非同期データのデータ送信試行が完了するように非
同期データの一部を分割して送信権の獲得試行を行うこ
とにより非同期データがビーコンの干渉波となることを
防ぐことができ、ネットワークにおいてビーコン受信の
正確性が向上するという作用と、非同期データの送信に
よる等時性データの送信遅延を防ぐことができるという
作用と、無線媒体の仕様効率が向上するという作用を有
する。

【００２０】請求項第５に記載の発明は、ビーコンの送
出を妨げないようにデータの送信を制御する固定周期モ
ード処理部と、ビーコンの周期を考慮せずに信号送信を
行うよう制御する非固定周期モード処理部と、前記固定
周期モード処理部と前記非固定周期モード処理部とを切
り替えるための手動のスイッチを有することを特徴とす
る無線通信装置としたものであり、ビーコンが周期的に
到着するネットワーク、ビーコンの到着に揺らぎのある
ネットワークの双方において使用することができるとい
う作用を有する。

【００２１】請求項第６に記載の発明は、請求項５記載
のスイッチが、ビーコンの立ち上がりエッジが同じ時間
間隔で検出されるか否かを判断することにより、固定周
期モード処理部と非固定周期モード処理部に自動的に切
り替えるモード切替部であることを特徴とする請求項５
記載の無線通信装置としたものであり、ビーコンの受信
間隔を監視することで自動的に固定周期モードと非固定
周期モードを切り替えることができ、利用者が意識する
ことなくビーコンが周期的に到着するネットワーク、ビ
ーコンの到着に揺らぎのあるネットワークの双方におい
て使用することができるという作用を有する。

【００２２】請求項第７に記載の発明は、請求項６記載
のモード切替部がセンター局から送信される動作モード
情報に基いて、固定周期モード処理部と非固定周期モー
ド処理部に自動的に切り替えることを特徴とする請求項
６記載の無線通信装置としたものであり、ビーコンを与
える無線通信装置と接続するための認証手続き中に固定
周期モードか非固定周期モードかを判断して切り替える
ことができ、利用者が意識することなくビーコンが周期
的に到着するネットワーク、ビーコンの到着に揺らぎの
あるネットワークの双方において使用することができる
という作用を有する。

【００２３】請求項第８に記載の発明は、請求項６記載
のモード切替部が、受信データに付加されている動作モ
ード情報を検出してテーブル比較することにより、固定
周期モード処理部と非固定周期モード処理部に自動的に
切り替えることを特徴とする請求項６記載の無線通信装
置であり、ビーコン以外の信号から、固定周期モードか
非固定周期モードかを判断して切り替えることができ、
利用者が意識することなくビーコンが周期的に到着する
ネットワーク、ビーコンの到着に揺らぎのあるネットワ
ークの双方において使用することができるという作用を
有する。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図１７を用いて説明する。

【００２５】（実施の形態１）図１〜３は本発明に係る
無線通信装置の一実施例を示している。

【００２６】図１は無線通信装置の構成を示すブロック
図を示す。本無線装置はビーコン周期確定部（１０
１）、残留時間算出部（１０２）、送信可否決定部（１
０３）、送受信部（１０４）、受信処理部（１０５）、
受信バッファ（１０６）、送信バッファ（１０７）、ホ
スト（１０８）からなる。図２はＣＳＭＡ／ＣＡモード
でデータを送信する場合のフローチャート、図３はビー
コン周期確定までのフローチャートを示している。以
下、図２のフローチャートに基いて本実施の形態に記載
する無線通信装置の動作を説明する。

【００２７】無線通信装置は電源投入の際、固定周期の
開始を示すビーコン信号を複数回受信し、ビーコン信号
の間隔を計量するビーコン周期計算部（１０１）により
ビーコン周期を確定する（Ｓ２０１）。

【００２８】ビーコン周期の確定方法として本実施例で
は図３のフローチャートに示したように２回連続して同
一周期でビーコンを受信した場合、その周期をビーコン
周期として確定する（Ｓ３０１〜Ｓ３０４）。

【００２９】無線通信端末は残留時間算出部（１０２）
においてタイマを起動し（Ｓ２０３）、次回ビーコン信
号受信までの時間をダウンカウントすることで、該当ビ
ーコン周期内で使用可能な実時間を算出する。無線通信
端末において送信データが発生すると（Ｓ２０５）、残
留時間がヘッダ長よりも短い場合か否かを判断、つまり
情報を送信する余裕があるかないかを判断し（Ｓ２０
６）、余裕がない場合はビーコン受信待ちに移行し、余
裕がある場合は送信開始までのインタフレームスペース
ＤＩＦＳと、バックオフ、送信データ長、および送信速
度により送信データを送信するために係る実時間が算出
される（Ｓ２０７）。

【００３０】送信データがユニキャストデータの場合、
ＡＣＫを要求するため、ＡＣＫを送信するためにかかる
実時間およびＡＣＫ送信用のインタフレームスペースＳ
ＩＦＳを上記Ｓ２０７で算出した時間に加算した時間
が、送信可否決定部（１０３）により実送信試行時間と
して算出される（Ｓ２０９）。一方、送信データがマル
チキャストデータの場合はＡＣＫ送信時間、ＡＣＫ送信
用インタフレームスペースＳＩＦＳは加算されない（Ｓ
２１０）。

【００３１】送信可否決定部（１０３）では、さらに実
送信試行時間と残留時間との大小が比較され、残留時間
の方が大きければ送信権を得るためにＣＳＭＡ／ＣＡに
よる送信権の獲得を試みる（Ｓ２１２）。残留時間のほ
うが小さい場合は、該当ビーコン周期での転送試行を行
わず、受信モードへ移行する。

【００３２】本実施例により、ビーコン周期情報がビー
コン信号内に格納されていない場合においてもビーコン
信号周期の確定が可能となり、さらには送信データを所
有している無線装置によるビーコン信号への干渉を避け
ることができる。

【００３３】（実施の形態２）図４、５は本発明に係る
無線通信装置の一実施例を示している。

【００３４】図４は無線通信装置の構成を示すブロック
図を示している。本無線装置はビーコン周期抽出部（４
０１）、残留時間算出部（４０２）、送信可否決定部
（４０３）、送受信部（４０４）、受信処理部（４０
５）、受信バッファ（４０６）、送信バッファ（４０
７）、ホスト（４０８）からなる。

【００３５】図５はＣＳＭＡ／ＣＡモードでデータを送
信する場合のフローチャートを示している。以下、図５
のフローチャートに基いて本実施の形態に記載する無線
通信装置の動作を説明する。

【００３６】無線通信装置は電源投入の際、固定周期の
開始を示すビーコン信号を受信し、受信ビーコン信号内
に格納されている周期情報よりビーコン周期を抽出する
（Ｓ５０１、Ｓ５０２）。 無線通信端末は残留時間算
出部（４０２）においてタイマを起動し（Ｓ５０３）、
次回ビーコン信号受信までの時間をダウンカウントする
ことで、該当ビーコン周期内で使用可能な実時間を算出
する。無線通信端末において送信データが発生すると
（Ｓ５０５）、残留時間がヘッダ長よりも短い場合か否
かを判断、つまり情報を送信する余裕があるかないかを
判断し（Ｓ５０６）、余裕がない場合はビーコン受信待
ちに移行し、余裕がある場合は送信開始までのインタフ
レームスペースＤＩＦＳと、バックオフ、送信データ
長、および送信速度により送信データを送信するために
係る実時間が算出される（Ｓ５０７）。

【００３７】送信データがユニキャストデータの場合、
ＡＣＫを要求するため、ＡＣＫを送信するためにかかる
実時間およびＡＣＫ送信用のインタフレームスペースＳ
ＩＦＳを、上記Ｓ５０７で算出された時間に加算した時
間が送信可否決定部（４０３）により実送信試行時間と
して算出される（Ｓ５０９）。一方、送信データがマル
チキャストデータの場合、ＡＣＫ送信時間、ＡＣＫ送信
用インタフレームスペースＳＩＦＳは加算されない（Ｓ
５１０）。

【００３８】送信可否決定部（４０３）では、さらに実
送信試行時間と残留時間との大小が比較され（Ｓ５１
１）、残留時間の方が大きければ送信権を得るためにＣ
ＳＭＡ／ＣＡによる送信権の獲得を試みる（Ｓ５１
２）。残留時間のほうが小さい場合は、該当ビーコン周
期での転送試行を止め、受信モードへ移行する。

【００３９】本実施例により、送信データを所有してい
る無線装置によるビーコン信号への干渉を避けることが
できる。

【００４０】（実施の形態３）図６、７は本発明に係る
無線通信装置の一実施例を示している。

【００４１】図６は無線通信装置の構成を示すブロック
図を示している。本無線装置はビーコン周期確定部（６
０１）、残留時間算出部（６０２）、送信可否決定部
（６０３）、送信データ分割部（６０４）、受信処理部
（６０５）、受信バッファ（６０６）、送信バッファ
（６０７）、ホスト（６０８）、送受信部（６０９）か
らなる。図７はＣＳＭＡ／ＣＡモードでデータを送信す
る場合のフローチャートを示している。以下、図７のフ
ローチャートに基いて本実施の形態に記載する無線通信
装置の動作を説明する。

【００４２】無線通信装置は電源投入の後、ビーコン信
号にビーコン周期情報が入っていない場合は前記実施の
形態１と同様の方法で、ビーコン周期情報が入っている
場合は前記実施の形態２と同様の方法でビーコン周期を
確定する。

【００４３】無線通信端末はビーコンを受信する（Ｓ７
０１）と残留時間算出部においてタイマを起動し（Ｓ７
０２）、次回ビーコン信号受信までの時間をダウンカウ
ントすることで、該当ビーコン周期内で使用可能な実時
間を算出する。無線通信端末において送信データが発生
すると（Ｓ７０４）、残留時間がヘッダ長よりも短い場
合か否かを判断、つまり情報を送信する余裕があるかな
いかを判断し（Ｓ７０５）、余裕がない場合はビーコン
受信待ちに移行し、余裕がある場合は送信開始までのイ
ンタフレームスペースＤＩＦＳと、バックオフ、送信デ
ータ長、および送信速度により送信データを送信するた
めにかかる実時間が算出される（Ｓ７０６）。

【００４４】送信データがユニキャストデータの場合、
ＡＣＫを要求するため、ＡＣＫを送信するためにかかる
実時間およびＡＣＫ送信用のインタフレームスペースＳ
ＩＦＳを上記Ｓ７０６で算出した時間に加算した時間
が、送信可否決定部（６０３）により実送信試行時間と
して算出される（Ｓ７０８）。一方、送信データがマル
チキャストデータの場合、ＡＣＫ送信時間、ＡＣＫ送信
用インタフレームスペースＳＩＦＳは加算されない（Ｓ
７０９）。

【００４５】送信可否決定部（６０３）では、さらに実
送信試行時間と残留時間との大小が比較され（Ｓ７１
０）、残留時間の方が大きければ送信権を得るためにＣ
ＳＭＡ／ＣＡによる送信権の獲得を試みる（Ｓ７１
３）。残留時間のほうが小さい場合は、該当ビーコン周
期内での転送が可能となる大きさに送信データを分割し
て（Ｓ７１１）、送信権の獲得を試みる（Ｓ７１３）。
ただし、この場合のＮＡＶは分割した先頭のデータの転
送試行分のみの設定にする（Ｓ７１２、ユニキャストで
は送信データ＋ＡＣＫ＋ＳＩＦＳ、マルチキャストでは
送信データのみ）ことにより、フラグメントを連続して
送信することを避ける。受信側では、別々に受信したデ
ータをシーケンス番号により連結して復号する。

【００４６】本実施の形態により、送信データを所有し
ている無線装置によるビーコン信号への干渉を避けるこ
とができ、かつより有効に無線媒体を使用することがで
きる。

【００４７】（実施の形態４）図８、９、１４は本発明
に係る無線通信装置の一実施例を示している。

【００４８】本無線通信装置は複数のアクセス方式での
データ伝送が可能なものであり、図１４のように、ＴＤ
ＭＡ部（１４１）とＣＳＭＡ／ＣＡ部（１４２）が交互
に反復される。図８は本実施の形態における無線通信装
置の構成を示すブロック図を示している。

【００４９】本無線装置はビーコン周期確定部（８０
１）と、残留時間算出部（８０２）、送信可否決定部
（８０３）、受信処理部（８０５）から成るＣＳＭＡ／
ＣＡ制御部（８１２）と、送受信部（８０４）と、受信
バッファ（８０６）と、送信バッファ（８０７）と、ホ
スト（８０８）と、アクセス方式を切り替える切替部
（８０９）と、ＴＤＭＡ計算部（８１０）を含むＴＤＭ
Ａ制御部（８１１）とからなる。図９はＣＳＭＡ／ＣＡ
モードでデータを送信する場合のフローチャートを示し
ている。以下、図９のフローチャートに基いて本実施の
形態に記載する無線通信装置の動作を説明する。

【００５０】無線通信装置は電源投入の後、ビーコン信
号にビーコン周期情報が入っていない場合は前記実施の
形態１と同様の方法で、ビーコン周期情報が入っている
場合は前記実施の形態２と同様の方法でビーコン周期を
確定する。ビーコン信号中には、ビーコン周期内におけ
るＴＤＭＡスロット割り当て情報が格納されており、ど
のタイムスロットをどの無線端末が使用するかが示され
ている。無線通信端末はビーコンを受信する（Ｓ９０
１）と、ビーコン信号より得ることのできるＴＤＭＡ期
間の総量をＴＤＭＡ計算部により算出する（Ｓ９０２）
と共に残留時間算出部（８０２）においてタイマを起動
し（Ｓ９０３）、次回ビーコン信号受信までの時間をダ
ウンカウントすることで、該当ビーコン周期内で使用可
能な実時間を算出する。

【００５１】ＴＤＭＡ計算部（８１０）では、ビーコン
受信後ＴＤＭＡ期間が経過すると（Ｓ９０４）、送信可
否決定部（８０３）に対してＣＳＭＡ／ＣＡモードを許
可するための信号を入力し（Ｓ９０６）、ＴＤＭＡ期間
中の場合はＴＤＭＡ処理を行い、この期間にＣＳＭＡ／
ＣＡでの送信データが発生してもアクセス権の獲得動作
を実行せず、ＴＤＭＡ期間が終了するまで遅らせる（Ｓ
９０５）。

【００５２】ＴＤＭＡ期間終了後、無線通信端末におい
て送信データが発生すると（Ｓ９０８）、残留時間がヘ
ッダ長よりも短い場合か否かを判断、つまり情報を送信
する余裕があるかないかを判断し（Ｓ９０９）、余裕が
ない場合はビーコン受信待ちに移行し、余裕がある場合
は送信開始までのインタフレームスペースＤＩＦＳと、
バックオフ、送信データ長、および送信速度により送信
データを送信するために係る実時間が算出される（Ｓ９
１０）。

【００５３】送信データがユニキャストデータの場合、
ＡＣＫを要求するため、ＡＣＫを送信するためにかかる
実時間およびＡＣＫ送信用のインタフレームスペースＳ
ＩＦＳを上記Ｓ９１０で算出した時間に加算した時間
が、送信可否決定部（８０３）により実送信試行時間と
して算出される（Ｓ９１２）。一方、送信データがマル
チキャストデータの場合、ＡＣＫ送信時間、ＡＣＫ送信
用インタフレームスペースＳＩＦＳは加算されない（Ｓ
９１３）。

【００５４】送信可否決定部（８０３）では、ＣＳＭＡ
／ＣＡモードを許可するための信号が入力されている条
件で、さらに実送信試行時間と残留時間との大小が比較
され（Ｓ９１４）、残留時間の方が大きければ送信権を
得るためにＣＳＭＡ／ＣＡによる送信権の獲得を試みる
（Ｓ９１５）。残留時間のほうが小さい場合は、該当ビ
ーコン周期での転送試行を止め、受信モードへ移行す
る。

【００５５】本実施の形態により、ＴＤＭＡとＣＳＭＡ
／ＣＡの双方で動作可能な無線通信装置が、ＣＳＭＡ／
ＣＡにより送信するデータを所有している場合におい
て、前記無線通信装置によるビーコン信号への干渉を避
けることができる。

【００５６】（実施の形態５）図１０、１１は本発明に
係る無線通信装置の一実施例を示している。

【００５７】図１０は無線通信装置の構成を示すブロッ
ク図を示している。本無線装置はビーコン周期確定部
（１００１）と、残留時間算出部（１００２）、送信可
否決定部（１００３）、受信処理部（１００５）、送信
データ分割部（１０１３）からなるＣＳＭＡ／ＣＡ制御
部（１０１２）と、送受信部（１００４）と、受信バッ
ファ（１００６）と、送信バッファ（１００７）と、ホ
スト（１００８）と、アクセス方式を切り替える切替部
（１００９）と、ＴＤＭＡ計算部（１０１０）を含むＴ
ＤＭＡ制御部（１０１１）とからなる。

【００５８】図１１はＣＳＭＡ／ＣＡモードでデータを
送信する場合のフローチャートを示している。以下、図
１１のフローチャートに基いて本実施の形態に記載する
無線通信装置の動作を説明する。

【００５９】無線通信装置は電源投入の後、ビーコン信
号にビーコン周期情報が入っていない場合は前記実施の
形態１と同様の方法で、ビーコン周期情報が入っている
場合は前記実施の形態２と同様の方法でビーコン周期を
確定する。ビーコン信号中には、ビーコン周期内におけ
るＴＤＭＡスロット割り当て情報が格納されており、ど
のタイムスロットをどの無線端末が使用するかが示され
ている。

【００６０】無線通信端末はビーコンを受信する（Ｓ１
１０１）と、ビーコン信号より得ることのできるＴＤＭ
Ａ期間の総量をＴＤＭＡ計算部により算出する（Ｓ１１
０２）と共に残留時間算出部においてタイマを起動し
（Ｓ１１０３）、次回ビーコン信号受信までの時間をダ
ウンカウントすることで、該当ビーコン周期内で使用可
能な実時間を算出する。

【００６１】ＴＤＭＡ計算部ではビーコン受信後ＴＤＭ
Ａ期間が経過すると（Ｓ１１０４）、送信可否決定部
（１００３）に対しＣＳＭＡ／ＣＡモードを許可するた
めの信号を入力することにより（Ｓ１１０６）、ＴＤＭ
Ａ期間中の場合はＴＤＭＡ処理を実行し、この期間にＣ
ＳＭＡ／ＣＡでの送信データが発生してもアクセス権の
獲得動作を実行せず、ＴＤＭＡ期間が終了するまで遅ら
せる（Ｓ１１０５）。

【００６２】ＴＤＭＡ期間終了後、無線通信端末におい
て送信データが発生すると（Ｓ１１０８）、残留時間が
ヘッダ長よりも短い場合か否かを判断、つまり情報を送
信する余裕があるかないかを判断し（Ｓ１１０９）、余
裕がない場合はビーコン受信待ちに移行し、余裕がある
場合は送信開始までのインタフレームスペースＤＩＦＳ
と、バックオフ、送信データ長、および送信速度により
送信データを送信するために係る実時間が算出される
（Ｓ１１１０）。

【００６３】送信データがユニキャストデータの場合、
ＡＣＫを要求するため、ＡＣＫを送信するためにかかる
実時間およびＡＣＫ送信用のインタフレームスペースＳ
ＩＦＳを加算した時間が、送信可否決定部により実送信
試行時間として算出される（Ｓ１１１２）。

【００６４】一方、送信データがマルチキャストデータ
の場合、ＡＣＫ送信時間、ＡＣＫ送信用インタフレーム
スペースＳＩＦＳは加算されない（Ｓ１１１３）。

【００６５】送信可否決定部（１００３）では、ＣＳＭ
Ａ／ＣＡモードを許可するための信号が入力されている
条件で、さらに実送信試行時間と残留時間との大小が比
較され（Ｓ１１１４）、残留時間の方が大きければ送信
権を得るためにＣＳＭＡ／ＣＡによる送信権の獲得を試
みる（Ｓ１１１５）。残留時間のほうが小さい場合は、
該当ビーコン周期内での転送が可能となる大きさに送信
データを分割して（Ｓ１１１６）送信権の獲得に乗り出
す（Ｓ１１１５）。

【００６６】ただし、この場合のＮＡＶは分割した先頭
のデータの転送試行分のみの設定にする（Ｓ１１１７、
ユニキャストでは送信データ＋ＡＣＫ＋ＳＩＦＳ、マル
チキャストでは送信データのみ）ことにより、フラグメ
ントを連続して送信することを避ける。

【００６７】受信側では、別々に受信したデータをシー
ケンス番号により連結して復号する。

【００６８】本実施の形態により、ＴＤＭＡとＣＳＭＡ
／ＣＡの双方で動作可能な無線通信装置が、ＣＳＭＡ／
ＣＡにより送信するデータを所有している場合におい
て、前記無線通信装置によるビーコン信号への干渉を避
けることができ、かつ、無線媒体をより有効に使用する
ことができる。なお、実施の形態４、５では、ＴＤＭＡ
を例に挙げたが、ＤＥＣＴのような回線交換方式や、ポ
ーリング方式を使用してもまた同様である。

【００６９】（実施の形態６）図１２は本発明に係る無
線通信装置の一実施例を示している。

【００７０】本無線通信装置は手動式のモード切替スイ
ッチ（１２０９）と、ビーコン周期確定部（１２０
１）、残留時間算出部（１２０２）、送信可否決定部
（１２０３）、送信データ分割部（１２１３）、受信処
理部（１２０５）、送信処理部（１２１０）を含む固定
周期モード処理部（１２１２）と、送信処理部、受信処
理部からなる非固定周期モード処理部と（１２１１）、
送受信部（１２０４）と、受信データバッファ（１２０
６）と、送信データバッファ（１２０７）と、ホスト
（１２０８）とで構成される。

【００７１】手動スイッチ（１２０９）が非固定周期モ
ード処理部に接続されている場合には、ビーコン周期確
定部（１２０１）、残留時間算出部（１２０２）、送信
可否決定部（１２０３）、送信データ分割部（１２１
３）への電源供給が省略され、非固定周期処理部（１２
１１）のみ稼動する。

【００７２】一方、手動スイッチ（１２０９）が固定周
期モードに接続されている場合には、固定周期モードで
動作するために必要なビーコン周期確定部（１２０
１）、残留時間算出部（１２０２）、送信可否決定部
（１２０３）、送信データ分割部（１２１３）が起動
し、固定周期による送信を妨害しない前記実施の形態１
〜５に示された方式で動作する。

【００７３】本実施の形態により、前記無線通信装置は
非固定周期で動作するネットワークシステム端末として
も、また、固定周期で動作するネットワークシステムの
端末としてもネットワークに参加することができる。

【００７４】（実施の形態７）図１３は本発明に係る無
線通信装置の一実施例を示している。

【００７５】本無線通信装置はビーコン監視部（１３１
４）、モード選択部（１３１６）、モード切替スイッチ
（１３０９）から成るモード切替部（１３１５）と、ビ
ーコン周期確定部（１３０１）、残留時間算出部（１３
０２）、送信可否決定部（１３０３）、送信データ分割
部（１３１３）、受信処理部（１３０５）、送信処理部
（１３１０）から成る固定周期モード処理部（１３１
２）と、送信処理部（１３１０）、受信処理部（１３０
５）から成る非固定周期モード処理部（１３１１）と、
送受信部（１３０４）と、受信データバッファ（１３０
６）と、送信データバッファ（１３０７）と、ホスト
（１３０８）とで構成される。

【００７６】同一の無線通信装置から固定周期で複数回
のビーコン信号を受信するとスイッチが前記実施の形態
１〜５に示した固定周期ビーコンのもとで動作する固定
周期モード処理部（１３１２）に接続され、ビーコン周
期の揺らぎを検出するとスイッチを非固定周期モード処
理部（１３１１）に接続する。

【００７７】例えばトリガを５回に設定し、ビーコン受
信完了時に、ビーコン受信を示すビーコン受信指示信号
にパルスを入力する。ビーコン監視部（１３１４）で
は、パルスの立ち上がりエッジを監視し、このパルスを
５回検出する間、同じ時間間隔での立ち上がりエッジを
検出した場合にはスイッチを固定周期モード処理部に自
動的に接続する。

【００７８】このパルスを５回検出する間、ビーコン受
信指示信号の立ち上がりに大きな揺らぎが発生する場
合、スイッチを非固定周期モード処理部（１３１１）に
自動的に接続する。スイッチが非固定周期モード処理部
（１３１１）に接続されている場合には、ビーコン周期
確定部（１３０１）、残留時間算出部（１３０２）、送
信可否決定部（１３０３）、送信データ分割部（１３１
３）への電源供給が省略され、非固定周期処理部（１３
１１）のみ稼動する。

【００７９】スイッチが固定周期モード処理部（１３１
２）に接続されている場合には、固定周期モードで動作
するために必要なビーコン周期確定部（１３０１）、残
留時間算出部（１３０２）、送信可否決定部（１３０
３）、送信データ分割部（１３１３）が起動し、固定周
期による送信を妨害しない前記実施の形態１〜５に示さ
れた方式で動作する。

【００８０】本実施の形態により、前記無線通信装置は
利用者がネットワークの形態を意識することなく非固定
周期で動作するネットワークシステム端末として、ま
た、固定周期で動作するネットワークシステムの端末と
して、ネットワークに適した方式に自動的に切り替えて
参加することができる。

【００８１】(実施の形態８)図１５、１６は本発明に係
る無線通信装置の一実施例を示している。

【００８２】図１５は無線通信装置の構成を示すブロッ
ク図を示している。本無線装置は送受信部（１５０１）
と、認証制御部（１５０３）、モード選択部（１５０
４）、スイッチ（１５０５）から成るモード切替部（１
５０２）と、固定周期モード処理部（１５０６）、非固
定周期モード処理部（１５０７）、受信データバッファ
（１５０８）、送信データバッファ（１５０９）、ホス
ト（１５０８）からなる。

【００８３】図１６は動作モード決定のシーケンス図で
ある。ネットワークシステム上で時間基準を与える無線
通信装置をセンター局、センター局からのビーコン信号
に従い動作する無線通信装置を通信局と呼ぶ。新規にネ
ットワークに参入する通信局は、該当ネットワークに接
続するために、センター局に対して認証要求を行う必要
がある。

【００８４】通信局は、一定期間の無線媒体の監視を行
い（Ｓ１６０１）、ビーコン信号の受信間隔を推定した
後（Ｓ１６０２）、ＣＳＭＡ／ＣＡにより認証要求パケ
ットの送信権を獲得する（Ｓ１６０３）。認証要求パケ
ットを受信した（Ｓ１６０４）センター局は、認証要求
パケットに対する応答として、固定周期モードか、非固
定周期モードかの動作モード情報を付加した認証許可パ
ケットを通信局に対して送信する（Ｓ１６０５）。認証
許可パケットを受信した通信局は、認証許可パケットに
格納されている動作モード情報に従って動作モードを選
択し、スイッチを自動的に適したモードでの処理部に接
続して稼動する。

【００８５】本実施の形態により、ビーコン信号中に周
期情報や動作モード情報が格納されていない場合におい
ても、非固定周期で動作するネットワークシステム端末
として、また固定周期で動作するネットワークシステム
の端末として、ネットワークに適した方式に自動的に切
り替えて参加することができる。

【００８６】（実施の形態９）図１７は本発明に係る無
線通信装置の一実施例を示している。

【００８７】図１７は無線通信装置の構成を示すブロッ
ク図である。本無線装置は送受信部（１７０１）と、プ
リアンブル検証部（１７０３）、モード選択部（１７０
４）、スイッチ（１７０５）、比較テーブル（１７１
１）から成るモード切替部（１７０２）と、固定周期モ
ード処理部（１７０６）、非固定周期モード処理部（１
７０７）、受信データバッファ（１７０８）、送信デー
タバッファ（１７０９）、ホスト（１７０８）からな
る。

【００８８】無線媒体中に送出されるデータの先頭に、
信号の同期引き込みのためのプリアンブルを、非固定周
期モードの場合を符号Ａ、固定周期モードの場合を符号
Ｂとし、それぞれにおいて同一プリアンブル長で、符号
系列を別々に用意する。

【００８９】無線通信装置では、無線媒体中に送出され
ている送信データを受信する際に、プリアンブル部をプ
リアンブル検証部により抽出し、比較テーブル１、比較
テーブル２それぞれと比較し、一致したほうのテーブル
が示すモードを選択しスイッチをそれぞれのモードに対
応した処理部へと自動的に接続する。

【００９０】無線通信装置が信号を送信する場合には先
頭に現在動作しているモードにおける符号のプリアンブ
ルを付加してデータを送信する。

【００９１】本実施の形態により、ビーコン信号中に周
期情報や動作モード情報が格納されていない場合、ある
いはセンター局からのビーコン信号を受信する前に、動
作モードを選択して非固定周期で動作するネットワーク
システム端末として、また、固定周期で動作するネット
ワークシステムの端末として、ネットワークに適した方
式に自動的に切り替えて参加することができる。

【００９２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非同期デ
ータ通信に適したアクセス方式においても、一定の周期
で網同期を取るためのビーコン信号を送信することが可
能となり、ＴＤＭＡのように同期を必要とするアクセス
方式との混在も容易に実現することができ、大容量の画
像情報などの等時性データ通信と電子メールやファイル
アクセスなどの非同期データ通信の両立が効率的に行え
るという有利な効果が得られる。また本発明により、ビ
ーコン信号の直前でも効果的にＣＳＭＡ／ＣＡによるデ
ータ通信が可能となり、回線使用効率が上がるという有
利な結果が得られる。

【００９３】また、本発明によって固定周期モードと非
固定周期モードを切り替えることが可能となり、オフィ
スや学校のように主に非同期データトラヒックが発生す
る環境と、家庭のように主に等時性データトラヒックが
発生する環境とで効率的に無線通信装置のモードを切り
替えることができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る無線装置の構成を
示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態１に係り、送信権獲得試行
を起動するまでの処理を示すフローチャート

【図３】本発明の実施の形態１に係り、ビーコン信号の
周期推定を示すフローチャート

【図４】本発明の実施の形態２に係る無線装置の構成を
示すブロック図

【図５】本発明の実施の形態２に係り、送信権獲得試行
を起動するまでの処理を示すフローチャート

【図６】本発明の実施の形態３に係る無線装置の構成を
示すブロック図

【図７】本発明の実施の形態３に係り、送信権獲得試行
を起動するまでの処理を示すフローチャート

【図８】本発明の実施の形態４に係る無線装置の構成を
示すブロック図

【図９】本発明の実施の形態４に係り、送信権獲得試行
を起動するまでの処理を示すフローチャート

【図１０】本発明の実施の形態５に係る無線装置の構成
を示すブロック図

【図１１】本発明の実施の形態５に係り、送信権獲得試
行を起動するまでの処理を示すフローチャート

【図１２】本発明の実施の形態６に係る無線装置の構成
を示すブロック図

【図１３】本発明の実施の形態７に係る無線装置の構成
を示すブロック図

【図１４】本発明の実施の形態４に係り、無線媒体への
アクセス方式を示す説明図

【図１５】本発明の実施の形態８に係る無線装置の構成
を示すブロック図

【図１６】本発明の実施の形態８に係り、センター局と
通信局との間で行われる認証処理のシーケンス図

【図１７】本発明の実施の形態９に係る無線装置の構成
を示すブロック図

【図１８】従来例におけるアクセス方式を示す説明図

【図１９】従来例におけるアクセスサイクルを示す説明
図

【符号の説明】

１０１、６０１、８０１ ビーコン周期確定部 １００１、１２０１、１３０１ ビーコン周期確定部 １０２、４０２、６０２、８０２ 残留時間算出部 １００２、１２０２、１３０２ 残留時間算出部 １０３、４０３、６０３、８０３ 送信可否決定部 １００３、１２０３、１３０３ 送信可否決定部 ４０１ ビーコン周期抽出部 ６０４、１０１３、１２１３、１３１３ 送信データ分
割部 ８０９、１００９ 切替部 ８１０、１０１０ ＴＤＭＡ計算部 １２０９、１３０９、１５０５、１７０５ スイッチ １２１１、１３１１、１５０７、１７０７ 非固定周期
モード処理部 １２１２，１３１２，１５０６，１７０６ 固定周期モ
ード処理部 １３１４ ビーコン監視部 １３１５、１５０２、１７０２ モード切替部 １５０３ 認証制御部 １３１６、１５０４、１７０４ モード選択部 １７０３ プリアンブル検証部 １７１１ 比較テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土居 裕 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 松本 泰輔 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 Ｆターム(参考） 5K028 AA06 AA11 BB04 CC02 EE07 HH02 LL41 LL43 MM04 MM08 RR00 5K033 AA01 AA04 BA13 CA08 CA11 CC01 DA17

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーコンの周期を推定するビーコン周期
   確定部と、前記ビーコン周期確定部で推定したビーコン
   の周期に基いて次のビーコンを受信するまでの時間をカ
   ウントとする残留時間算出部と、前記残留時間算出部で
   算出した時間内にデータの送信が完了するか否かを判断
   して、完了すると判断した場合のみ送信権の獲得試行を
   行うことを決定する送信可否決定部を有することを特徴
   とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 ビーコンの周期を推定するビーコン周期
   確定部と、前記ビーコン周期確定部で推定したビーコン
   の周期に基いて次のビーコンを受信するまでの時間をカ
   ウントとする残留時間算出部と、前記残留時間算出部で
   算出した時間内にデータの送信が完了するか否かを判断
   する送信可否決定部と、前記送信可否決定部が完了しな
   いと判断した場合に次のビーコン受信までに送信可能な
   データ量に送信データを分割する送信データ分割部を有
   することを特徴とする無線通信装置。
3. 【請求項３】 等時性データと非同期データの通信を交
   互に行う場合において、ビーコンの周期を推定するビー
   コン周期確定部と、前記ビーコン周期確定部で推定した
   ビーコンの周期に基いて次のビーコンを受信するまでの
   時間をカウントとする残留時間算出部と、ビーコンより
   等時性データ通信期間の経過を判断するＴＤＭＡ計算部
   と、前記ＴＤＭＡ計算部から等時性データ通信期間が経
   過したことを知得した後、前記残留時間算出部で算出し
   た時間内に非同期データの送信が完了するか否かを判断
   して、完了すると判断した場合のみ送信権の獲得試行を
   行うことを決定する送信可否決定部を有することを特徴
   とする無線通信装置。
4. 【請求項４】 等時性データと非同期データの通信を交
   互に行う場合において、ビーコンの周期を推定するビー
   コン周期確定部と、前記ビーコン周期確定部で推定した
   ビーコンの周期に基いて次のビーコンを受信するまでの
   時間をカウントとする残留時間算出部と、ビーコンより
   等時性データ通信期間の経過を判断するＴＤＭＡ計算部
   と、前記ＴＤＭＡ計算部から等時性データ通信期間が経
   過したことを知得した後、前記残留時間算出部で算出し
   た時間内に非同期データの送信が完了するか否かを判断
   する送信可否決定部と、前記送信可否決定部が完了しな
   いと判断した場合に次のビーコン受信までに送信可能な
   データ量に送信データを分割する送信データ分割部を有
   することを特徴とする無線通信装置。
5. 【請求項５】 ビーコンの送出を妨げないようにデータ
   の送信を制御する固定周期モード処理部と、ビーコンの
   周期を考慮せずに信号送信を行うよう制御する非固定周
   期モード処理部と、前記固定周期モード処理部と前記非
   固定周期モード処理部とを切り替えるための手動のスイ
   ッチを有することを特徴とする無線通信装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のスイッチが、ビーコンの
   立ち上がりエッジが同じ時間間隔で検出されるか否かを
   判断することにより、固定周期モード処理部と非固定周
   期モード処理部に自動的に切り替えるモード切替部であ
   ることを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のモード切替部が、センタ
   ー局から送信される動作モード情報に基いて、固定周期
   モード処理部と非固定周期モード処理部に自動的に切り
   替えることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 【請求項８】 請求項６記載のモード切替部が、受信デ
   ータに付加されている動作モード情報を検出してテーブ
   ル比較することにより、固定周期モード処理部と非固定
   周期モード処理部に自動的に切り替えることを特徴とす
   る請求項６記載の無線通信装置。