JP2006222608A - 無線通信装置、無線通信方法およびプログラム - Google Patents

無線通信装置、無線通信方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 無線通信装置がデータ送信を行う場合に、システム全体のスループットを考慮してデータ送信間隔を制御する。
【解決手段】 乱数発生範囲制御手段１６０は、送信手段１４０により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には乱数発生範囲保持手段１１０に保持させる乱数発生範囲を拡大させ、計時手段１７０により所定の時間が計時された場合には乱数発生範囲保持手段に保持させる乱数発生範囲の値を初期化させる。ランダム時間設定手段１２０は、乱数発生範囲保持手段１１０に保持された乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定し、ランダム時間カウント手段１３０によりランダム時間分の時間がカウントされた場合に、送信手段１４０はデータを無線通信経路に送信する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、各無線通信装置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を好適に運営することができる無線通信装置に関し、特に複数の無線通信装置がデータ送信を行う場合に、システム全体のスループットを考慮してデータ送信間隔を制御することができる無線通信装置、無線通信方法およびこの無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
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として、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｂ，ｇといった拡張規格が存在する。
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方法として、「インフラストラクチャ・モード」による通信方法と、「アドホック・モード」による通信方法とがある。
インフラストラクチャ・モードによる通信方法とは、一般に、アクセス・ポイント（ＡＰ）等と呼ばれる無線通信装置をエリア内に設けて、このアクセス・ポイントの統括的な制御下でネットワークを形成する方法である。すなわち、アクセス・ポイントがネットワークを一元的に管理し、ある通信局（無線通信装置）がデータを送信する場合は、まずそのデータ送信に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約し、他の通信局におけるデータ送信と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約伝送方式が広く採用されている。すなわち、アクセス・ポイントの介在により無線ネットワーク内の通信局同士が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。このようなインフラストラクチャ・モードによる無線通信では、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。
一方、アドホック・モードによる無線通信では通信局同士が直接非同期的に無線通信を行なう。アドホック・モードによる無線通信では、特定のアクセス・ポイントを利用せずに任意の通信局同士が直接非同期の無線通信を行うことができるため、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・モードによれば、１台の通信局が故障し、もしくは電源オフになってもルーティングが自動的に変更されるのでネットワークが破綻しにくく、通信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。
また、無線ネットワークにおけるデータ伝送時のメディア・アクセス制御方式として、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access：搬送波感知多重アクセス）方式が知られている。ＣＳＭＡ方式とは、キャリア検出に基づいて多重アクセスを行なう接続方式のことである。無線通信では自ら情報送信した信号を受信することが困難であることから、イーサネット（登録商標）で採用されているＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection：搬送波感知多重アクセス／衝突検出方式）ではなくＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式により、他の無線通信装置からの情報送信がないことを確認してから、自らの情報送信を開始することによって、衝突を回避する。ＣＳＭＡ方式は、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。
ＩＥＥＥ ８０２．１１では、自律分散制御（ＤＣＦ：Distribution Coordination Function）による無線チャネルアクセスを行う際に、このＣＳＭＡ／ＣＡ方式が採用されている。ＤＣＦにより通常のデータを送信するには、他の無線通信装置からの情報送信がないことを確認するために、無線通信経路の使用状態を所定のフレーム間隔（ＤＩＦＳ）に自己に設定されたランダム時間（バックオフ時間）を加えた間監視（メディアセンス）する必要がある。このバックオフ時間は、予め設定された乱数発生範囲(Contention Window:ＣＷ、ＣＷｍｉｎ≦ＣＷ≦ＣＷｍａｘ）内で発生された乱数値に単位時間（スロットタイム）を積算した値である。
ＤＩＦＳは固定長なので、複数の無線通信装置に同じ値のバックオフ時間が設定されると、複数の無線通信装置から同時にデータが送出されて、無線通信経路においてデータ衝突が生じる可能性が高くなる。そこで、ＣＭＳＡ／ＣＡ方式では、各無線通信装置はデータを再送する毎にコンテンション・ウインドウの値を倍化して、他の無線通信装置と同じ値のバックオフ時間が設定される可能性を低減することにより、データの衝突を回避するようにしていた。そして、データ再送に成功した場合には、データ送信が完了したことを示すＡＣＫ信号を送信先から受信することによりコンテンション・ウインドウの初期化を行っていた。
また、例えば、無線通信方式としてＵＷＢ（Ultra Wide Band）方式を適用して無線ＬＡＮを構築した場合、プリアンブル検出に時間を要するため、衝突が生じる可能性が高い。
データの再送が繰り返されることによって、システム全体のスループットは減少してしまうため、ネットワークに属している無線通信装置の台数に比例してコンテンション・ウインドウ値を増加させ、衝突を回避する方法が知られている（例えば、「特許文献１」参照。）。すなわち、無線通信装置の台数が多くなれば、コンテンション・ウインドウの値も増加するので、各無線通信装置によって設定されるバックオフ時間の値が分散し、それによりデータ衝突を回避している。
特開平１０−１７３６６３号公報（図１）
しかしながら、複数の無線通信装置が無線通信経路を介してデータ送信を行う場合に、如何にデータを衝突させずに効率的に送信することはシステム全体のスループットに影響を与える。
上記のＡＣＫ信号の受信に伴いコンテンション・ウインドウを初期化する方法では、データ再送成功後にその無線通信装置が再度データを送信する場合、コンテンション・ウインドウは初期値であるＣＷｍｉｎであるためバックオフ時間は小さな値が設定される。このため、システム全体のトラフィック量が多い状態ではデータの衝突が再度生じる場合がある。
また、例えば、２つの無線通信装置でデータの衝突が繰り返された挙句、一方の無線通信装置がデータ再送に成功した場合、データ再送に成功した無線通信装置は初期値のコンテンション・ウインドウＣＷｍｉｎにおいてバックオフ時間を設定するが、他方の無線通信装置のコンテンション・ウインドウは拡大されたままである。このため、一方の無線通信装置は他方の無線通信装置に比してバックオフ時間の値が小さく、データ再送に成功した一方の無線通信装置がネットワークを長期に渡って占有する可能性が高くなり、ネットワーク使用の公平性が崩れてしまう。
また、システム全体で認識されている無線通信装置の台数によってコンテンション・ウインドウの値を決定する方法（例えば、「特許文献１」参照。）では、瞬間的に変化するデータのトラフィック量に動的に追従することが不可能となる。すなわち、ネットワークに属する無線通信装置の台数によって、コンテンション・ウインドウの値が決まるため、システム上に流れるデータ量がコンスタントではなく、瞬間的にトラフィック量が増えるだけである場合などは、データ伝送に無駄が生じる可能性がある。また、この方法では全ての無線通信装置の動作状況を管理しなくてはならず、システム内の無線通信装置の数が多くなればなるほど、管理テーブルが肥大化し、無線通信装置管理のためのトラフィックが増加してしまう恐れがある。
そこで、本発明は、複数の無線通信装置がデータ送信を行う場合に、システム全体のスループットを考慮してデータ送信間隔を制御することができ、各無線通信装置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を好適に運営することができる無線通信装置、無線通信方法およびこの無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、無線通信装置において、乱数発生範囲を保持する乱数発生範囲保持手段と、前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定するランダム時間設定手段と、前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントするランダム時間カウント手段と、前記ランダム時間計時手段により前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する送信手段と、所定の時間を計時する計時手段と、前記無線通信経路において前記送信手段により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させ、前記計時手段により前記所定の時間が計時された場合は前記乱数発生範囲を初期化させる乱数発生範囲制御手段とを具備することを特徴とする。これにより、データ再送に成功した直後に乱数発生範囲を初期化するのではなく、一定周期毎に乱数発生範囲を初期化させて、適切なデータ送信間隔を制御することによって、データ送信を効率良く行わせ、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記計時手段は上記無線通信経路を介した無線通信ネットワークを構築する無線通信装置の数に応じて計時する時間を設定することができる。これにより、乱数発生範囲を初期化させる周期を無線通信ネットワークを構成する無線通信装置に応じて適切な間隔に設定できるので、より適切なデータ送信間隔を制御することによって、データ送信をさらに効率良く行わせ、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
また、本発明の第２の側面は、無線通信装置において、乱数発生範囲を保持する乱数発生範囲保持手段と、前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定するランダム時間設定手段と、前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントするランダム時間カウント手段と、自律分散型の無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置に対して自己の存在を所定間隔毎に報知するためのビーコン情報を生成するビーコン情報生成手段と、前記ビーコン情報を所定間隔毎に送信するとともに前記ランダム時間計時手段により前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する送信手段と、前記無線通信経路において前記送信手段により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させ、前記送信手段により前記ビーコン情報が送信される場合には前記乱数発生範囲を初期化させる乱数発生範囲制御手段とを具備することを特徴とする。これにより、データ再送に成功した直後に乱数発生範囲を初期化するのではなく、ビーコン情報が送信されるタイミングに応じて乱数発生範囲を初期化させて、適切なデータ送信間隔を制御することにより、データ送信を効率良く行わせ、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
また、この第２の側面において、所定の時間を計時する計時手段を備えさせ、前記乱数発生範囲制御手段に、前記ビーコン情報が送信された場合または前記計時手段により前記所定の時間が計時された場合に前記乱数発生範囲を初期化させてもよい。これにより、ビーコン情報が送信される周期が長い場合に、計時手段により適切なタイミングで乱数発生範囲を初期化させるという作用をもたらす。
この際、前記所定の時間が計時された場合または前記ビーコン情報が送信された場合に前記計時手段を初期化させることができる。これにより、ビーコンが送信されてから常に一定の時間経過後に再度乱数発生範囲を初期化させて、適切なデータ送信間隔を維持させるという作用をもたらす。
さらに、前記所定の時間は前記無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置の数に応じて設定することができる。これにより、乱数発生範囲を初期化させる周期を無線通信ネットワークを構成する無線通信装置に応じてより適切なデータ送信間隔を制御させるという作用をもたらす。
この際、無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置の数に関する情報を前記ビーコン情報に含ませることができる。これにより、ビーコン情報を参照することにより無線通信ネットワークを構築する他の無線装置の数を把握させるという作用をもたらす。
また、本発明の第３の側面は、優先的に自己がデータを送信することができる優先送信期間とデータを送信する際に他の装置と競合する競合期間とが与えられる自律分散型の無線通信ネットワークにおいて無線通信を行う無線通信装置であって、乱数発生範囲を保持する乱数発生範囲保持手段と、前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定するランダム時間設定手段と、前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントするランダム時間カウント手段と、前記競合期間では前記ランダム時間計時手段により前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する送信手段と、前記無線通信経路において前記送信手段により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させ、自己に前記優先送信期間が与えられた場合には前記乱数発生範囲を初期化させる乱数発生範囲制御手段とを具備することを特徴とする。これにより、自己が優先的に無線通信を行うことができる期間では、初期化された乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定させて、適切なデータ送信間隔を制御することにより、データ送信を効率良く行わせ、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
また、この第３の側面において、所定の時間を計時する計時手段を備えさせ、前記乱数発生範囲制御手段を、自己に前記優先送信期間が与えられた場合または前記計時手段により前記所定の時間が計時された場合に前記乱数発生範囲を初期化させてもよい。これにより、自己が優先的に無線通信を行うことができる期間が訪れる周期が長い場合に、計時手段により適切なタイミングで乱数発生範囲を初期化させて、適切なデータ送信間隔を維持させるという作用をもたらす。
この際、前記所定の時間が計時された場合または自己に前記優先送信期間が与えられた場合に前記計時手段を初期化してもよい。これにより、自己に優先送信期間が与えられてから常に一定の時間経過後に再度乱数発生範囲を初期化させることにより、より適切にデータ送信間隔を維持させるという作用をもたらす。
このとき、前記所定の時間を前記無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置の数に応じて設定させてもよい。これにより、乱数発生範囲を初期化させる周期を無線通信ネットワークを構成する無線通信装置に応じてさらに適切なデータ送信間隔を維持させて、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
また、本発明の第４の側面は、無線通信方法において、乱数発生範囲を保持する手順と、前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定する手順と、前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントする手順と、前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する手順と、前記無線通信経路において送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させる手順と、所定の時間を計時し、この所定の時間が計時されるたびに前記乱数発生範囲を初期化させる手順とを具備することを特徴とする。これにより、データ再送に成功した直後に乱数発生範囲を初期化するのではなく、一定周期毎に乱数発生範囲を初期化させて、適切なデータ送信間隔を制御することにより、データ送信を効率良く行わせ、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
また、本発明の第５の側面は、無線通信に関するプログラムであって、乱数発生範囲を保持する手順と、前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定する手順と、前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントする手順と、前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する手順と、前記無線通信経路において送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させる手順と、所定の時間を計時し、この所定の時間が計時されるたびに前記乱数発生範囲を初期化させる手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、データ再送に成功した直後に乱数発生範囲を初期化するのではなく、一定周期毎に乱数発生範囲を初期化させて、適切なデータ送信間隔を制御することにより、データ送信を効率良く行わせ、システム全体のスループットを向上させるという作用をもたらす。
本発明によれば、データ送信間隔を適切に制御して、データを効率的に送信することにより、システム全体のスループットを向上させるという優れた効果を奏し得る。
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
まず、第１の実施の形態を説明する。図１に、第１の実施の形態における無線通信装置１００を用いて構築した無線通信システムの構成を示す。本実施の形態の無線通信システムは図１（ａ）に示す「インフラストラクチャ・モード」からなるネットワーク構成でもよいし、図１（ｂ）に示す「アドホック・モード」からなるネットワーク構成でもよい。
本無線通信システムでは、無線送受信方式として、無線ＬＡＮに適用可能な比較的近距離の通信に適した各種の通信方式を適用することができる。具体的には、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）方式、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access:符号分割多元接続）方式などを採用することができる。
図１（ａ）に示すように、インフラストラクチャ・モードではアクセス・ポイントＡＰとなる無線通信装置と、その電波到達範囲内に存在する移動局（無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２・・・）で構成される。アクセス・ポイントＡＰから出される電波の到達範囲をＢＳＳ（Basic Service Set）としてひとくくりにまとめ、いわゆるセルラ・システムでいうところのセルを構成する。アクセス・ポイントは、イーサネット（登録商標）などの外部のバックボーン・ネットワークに接続されている。アクセス・ポイントＡＰは適当な時間間隔でビーコンと呼ばれる制御信号を送信し、このビーコンを受信可能である無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は、アクセス・ポイントが近隣に存在することを認識し、このアクセス・ポイントＡＰとの間で所定の手順によりコネクション確立を行う。
アクセス・ポイントＡＰが送信するビーコンには、次に送信するビーコンの送信時刻を無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２に報知するためのターゲットビーコン送信時刻（ＴＢＴＴ：Target Beacon Transmit Time）というパラメータが含まれている。アクセス・ポイントＡＰは、時刻がＴＢＴＴになるとビーコン送信手順を動作させてビーコンを送信し、無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２はビーコンを受信することにより、次回のビーコン送信時刻を認識することができる。このため、無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は、受信の必要がない場合等には、次回あるいは複数回先のＴＢＴＴまで送受信部の電源を落としてスリープ状態に入ることもできる。
一方、アドホック・モードの無線ＬＡＮは図１（ｂ）に示すように、アクセス・ポイントを必要とせず、移動局（無線通信装置）ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３同士が直接通信を行う。アドホック・モードでは、各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３同士でネゴシエーションを行った後に自律的にＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）を定義する。ＩＢＳＳが定義されると、無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はネゴシエーションの末に、一定間隔毎にＴＢＴＴを定める。ＩＢＳＳにおいても、必要に応じて送受信部の電源を落としてスリープ状態に入ることができる。アドホック・モードにおいて各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３が送信するビーコンについては、第２および第３の実施の形態で説明する。
本実施の形態では、インフラストラクチャ・モードおよびアドホック・モードの無線通信ネットワークにおいて、メディア・アクセス制御を行う際に衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス方式（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance；ＣＳＭＡ／ＣＡ）を用いて、ネットワークの媒体（空間）にデータを送出するタイミングを制御することを想定している。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は自律分散制御（ＤＣＦ：Distributed Coordination Function）による無線チャネルアクセスを行う際に、フレーム（データ）の衝突をできるだけ回避するために用いられる方式である。
図２にＤＣＦによる通信手順を示す。ＤＣＦにより通信を行う際には、通信を開始しようとする無線通信装置は、無線通信経路に対して所定の期間キャリアセンスを行い、通信を開始する前に周囲の無線通信装置が電波を出していないかどうか、すなわち無線通信経路が他の無線通信装置により使用されていないかどうかを確認してから通信を開始する。図２（ａ）に示すように、キャリアセンスを行う期間は、データの優先度に応じて複数のフレーム間隔（ＩＦＳ：Inter Frame Space）が定義されている。図２（ａ）にはフレーム間隔の短い間隔から順にＳＩＦＳ（Short IFS：短フレーム間隔）、ＰＩＦＳ（Point Coordination Function ＩＦＳ：ポーリング用フレーム間隔）、ＤＩＦＳ（ＤＦＣ ＩＦＳ、分散制御用フレーム間隔）を示した。
自律分散制御（ＤＣＦ）で用いられる普通のデータは、最もフレーム間隔の長いＤＩＦＳが適用されて送信される。一方、送信側にデータを正常に受信したことを知らせるためのＡＣＫ信号（ＡＣＫnowledgment frame、確認応答フレーム）は最も間隔の短いＳＩＦＳ時間が適用されて送信される。このようにフレーム間隔の長さにより送出するデータの優先度を決定することができる。
なお、ＰＩＦＳはＩＥＥＥ８０２．１１規格においてオプションとして定義される集中制御によるアクセス制御（Point Coordinate Function）を行う際に使用されるフレーム間隔である。集中制御が行われる期間においては、アクセス・ポイントによりポーリングされた無線通信装置のみにデータの送信権が与えられるため、基本的にはデータの衝突は発生しないようになっている。自律分散制御で用いるＤＩＦＳよりもフレーム間隔の短いＰＩＦＣを用いることにより、自律分散制御によりアクセス制御を行う期間に集中制御によりアクセス制御を行う期間を割り込ませることができる。
図２（ｂ）には、インフラストラクチャ・モードにおいて、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりデータを送信する際の手順を示す。図２（ｂ）に示す例ではデータの衝突をさらに回避するためにバックオフ制御を行う例を示している。バックオフ制御とは、無線通信装置がデータを送信する際に、ＤＩＦＳの間キャリアセンスを行った後、さらに各無線通信装置毎に設定されるランダム時間（バックオフ時間）の間キャリアセンスを行わせ、バックオフ時間が最初にゼロになった無線通信装置に送信権を与えるように制御することによりデータ衝突を回避するようにした方法である。
バックオフ時間は、
バックオフ時間＝Random()×スロットタイム
と表すことができる。ここで、スロットタイムは一定の単位時間を意味する。また、Random()は乱数発生範囲（コンテンション・ウインドウ）内で発生された乱数値であり、ランダムな整数値をとる。
コンテンション・ウインドウ（contention window：ＣＷ）は最小値ＣＷｍｉｎから最大値ＣＷｍａｘの範囲内の整数であり、
ＣＷｍｉｎ≦ＣＷ≦ＣＷｍａｘ
と表すことができる。
コンテンション・ウインドウはフレームの衝突等によりデータを再送する度に、
ＣＷ＝（ＣＷｍｉｎ＋１）×２ｎ−１（ｎは再送回数≧０）
の指数関数で増加する。すなわち、データが再送される毎にコンテンション・ウインドウは倍化する。
図２（ｂ）に示す例では、無線通信装置ＳＴＡ１に設定されたバックオフ時間は２スロットタイム、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３に設定されたバックオフ時間はともに４スロットタイムであるとして説明する。
図２（ｂ）に示す３つの無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３は、ＤＩＦＳの期間とそれぞれに設定されたバックオフ時間との間キャリアセンスを行う。図２（ｂ）に示す例では、無線通信装置ＳＴＡ１に設定されたバックオフ時間が最も短いため、矢印（１）の時点でバックオフ時間がゼロになり無線通信装置ＳＴＡ１が最初に送信権を取得する。無線通信装置ＳＴＡ１がアクセス・ポイントＡＰに対してデータを送信する間、無線通信経路はビジーとなるため、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はそれぞれバックオフ時間の減算を停止する。その結果、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はそれぞれ２スロットタイム分のバックオフ時間を次の送信機会まで持ち越すことになる。
無線通信装置ＳＴＡ１からアクセス・ポイントＡＰに対してデータが送信されると、アクセス・ポイントＡＰはこれを正常に受信できたことを示すＡＣＫ信号を矢印（２）の時点で無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。ＡＣＫ信号の送信にはＳＩＦＳのフレーム間隔が適用されるので、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はＡＣＫ信号の送信が終了するまでデータをアクセス・ポイントＡＰに送信することができない。
アクセス・ポイントＡＰから無線通信装置ＳＴＡ１に対してＡＣＫ信号が送信された後、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はそれぞれＤＩＦＳの期間と、持ち越されたバックオフ時間（２スロットタイム分）との間キャリアセンスを行う。その結果、それぞれ無線通信経路はアイドルであるとそれぞれ判断するので、無線通信装置ＳＴＡ２と無線通信装置ＳＴＡ３は矢印（３）の時点で同時にデータをアクセス・ポイントＡＰに対して送信することになる。
このように、データが衝突すると、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はアクセス・ポイントＡＰからＡＣＫ信号を受信できず、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はそれぞれ再送手順を行うことになる。データの再送に際して、無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はそれぞれデータを再送するためにバックオフ時間を再設定する。上述したように、コンテンション・ウインドウはデータが再送される毎に倍化するので、再送回数が増加する度に無線通信装置ＳＴＡ２およびＳＴＡ３が同じ乱数値を生成する確率は低下する。例えば、図２（ｂ）に示す例では、無線通信装置ＳＴＡ２に再設定されたバックオフ時間は４スロットタイム、無線通信装置ＳＴＡ３に再設定されたバックオフ時間は７スロットタイムとなっている。この場合、無線通信装置ＳＴＡ２は無線通信装置ＳＴＡ３よりも先に送信権を取得するので、矢印（４）の時点でデータをアクセス・ポイントＡＰにデータを送信することができる。無線通信装置ＳＴＡ３は３スロットタイム分のバックオフ時間を次の送信機会に持ち越すことになる。なお、データが再送される毎に倍化されるコンテンション・ウインドウは後述する様に、所定のタイミングで初期化される。
なお、データはパケット送信される。図１０にパケットの構成を示すように、パケットの先頭にはプリアンブルが設けられ、このプリアンブルを検出することにより、無線通信経路の使用状態が確認される。
次に、本実施の形態の無線通信装置１００の機能構成を説明する。図３に、本実施の形態における無線通信装置１００の機能構成例を示す。無線通信装置１００は、コンテンション・ウインドウ保持部１１０と、バックオフ時間設定部１２０と、バックオフ時間カウンタ１３０と、送信部１４０と、受信部１５０と、コンテンション・ウインドウ制御部１６０と、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０と、アンテナ１８０とを備えている。
コンテンション・ウインドウ保持部１１０は、コンテンション・ウインドウを保持するものである。バックオフ時間設定部１２０はコンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持されたコンテンション・ウインドウ内で乱数を発生させ、その乱数値に基づいてバックオフ時間を設定するものである。
バックオフ時間カウンタ１３０はバックオフ時間の減算を行うカウンタである。バックオフ時間カウンタ１３０は、受信部１５０によりキャリアセンスされた無線通信経路の使用状態に応じてバックオフ時間の減算または停止を行う。すなわち、無線通信経路がアイドルであれば乱数値をスロットタイムごとに減算していき、無線通信経路がビジーのときは無線通信経路がアイドルになるまで減算を停止する。
送信部１４０は、バックオフ時間カウンタ１３０によりバックオフ時間がゼロになったときに、図示しないデータバッファに格納されたデータに所定の変調処理を施してアンテナ１８０を介して無線通信経路に送信するものである。
受信部１５０は、無線通信経路をキャリアセンスして、無線通信経路がビジーかアイドルかを検知するとともに、他の無線通信装置１００から送信されるデータをアンテナ１８０を介して受信するものである。また、受信部１５０は送信部１４０により送信されたデータが他の無線通信装置から送信されたデータと衝突した場合、データの衝突が生じたことをコンテンション・ウインドウ制御部１６０に報知する。
コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０はコンテンション・ウインドウを一定間隔で初期化するための所定の時間を計時するものである。所定の時間が経過するとそれをコンテンション・ウインドウ制御部１６０に伝える。コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０はカウントアップタイマーにより構成してもよいし、カウントダウンタイマーにより構成してもよい。
コンテンション・ウインドウ制御部１６０は、コンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値を制御するものである。すなわち、コンテンション・ウインドウ制御部１６０は受信部１５０からデータの衝突が生じたことが報じられると、コンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させるコンテンション・ウインドウを倍化させる。これにより、バックオフ時間設定部１２０によって発生させる乱数値の取りうる値の範囲が拡大され、他の無線通信装置１００に設定されるバックオフ時間と同じ時間のバックオフ時間が設定される可能性を低減させることにより、データの衝突を回避することができる。
また、コンテンション・ウインドウ制御部１６０は、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により所定の時間が経過したことが伝えられると、それに伴いコンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させたコンテンション・ウインドウの値を初期化させる。すなわち、コンテンション・ウインドウはＡＣＫ信号の受信の有無によらず、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により計時される所定の時間毎に定期的に初期化されることになる。
次に、本実施の形態の無線通信装置１００の動作を説明する。
まず、図４を参照して、本実施の形態の無線通信装置１００におけるデータの送信動作について説明する。送信すべきデータが発生した際、コンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持されたコンテンション・ウインドウに基づいて、バックオフ時間設定部１２０は乱数を発生させて、その乱数値に基づくバックオフ時間を設定する（ステップＳ９１１）。
次に、受信部１５０はキャリアセンスを行う（ステップＳ９１２）。キャリアセンス（ステップＳ９１２）の結果、無線通信経路が使用中の場合（ステップＳ９１３：Ｂｕｓｙ）は再びバックオフ時間設定部１２０によりバックオフ時間が設定される（ステップＳ９１１）。一方、無線通信経路がアイドルの場合（ステップＳ９１３：Ｉｄｌｅ）、バックオフ時間カウンタ１３０において、バックオフ時間がゼロになるまで（ステップＳ９１４：Ｙ）、１スロットタイムずつバックオフ時間が減算される（ステップＳ９１５）。
バックオフ時間がゼロになると（ステップＳ９１４：Ｙ）、送信部１４０により送信すべきデータがパケット送信される（ステップＳ９１６）。このとき、受信部１５０において、送信されたデータが無線通信経路において他のデータと衝突していないかどうかが検知される。無線通信経路においてデータの衝突が生じていれば（ステップＳ９１７：Ｙ）、コンテンション・ウインドウ制御部１６０はコンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させるコンテンション・ウインドウを倍化させる（ステップＳ９１８）。そして、バックオフ時間設定部１２０により倍化されたコンテンション・ウインドウに基づいて再びバックオフ時間が設定される（ステップＳ９１１）。データの送信に成功するまで（ステップＳ９１７：Ｎ）、これら一連の処理が繰り返される。
次に、図５を参照して、本実施の形態におけるコンテンション・ウインドウの初期化の手順を説明する。コンテンション・ウインドウの初期化はコンテンション・ウインドウ制御部１６０により制御される。
まず、受信部１５０により受信される信号に基づいてデータ衝突の有無が検知される（ステップＳ９２１）。データの衝突が検知された場合（ステップＳ９２１：Ｙ）、コンテンション・ウインドウ制御部１６０はコンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させるコンテンション・ウインドウを倍化し（ステップＳ９２２）、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により所定の時間が計時されたか否かを判断する（ステップＳ９２３）。
一方、データの衝突が検知されなかった場合（ステップＳ９２１：Ｎ）も、コンテンション・ウインドウ制御部１６０はコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により所定の時間が計時されたか否かを判断する（ステップＳ９２３）。そして、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により所定の時間が計時される（ステップＳ９２３：Ｙ）と、コンテンション・ウインドウ制御部１６０は所定の時間が経過したと判断し、コンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させるコンテンション・ウインドウを初期値にリセットする（ステップＳ９２４）。コンテンション・ウインドウ制御部１６０は、この手順によりコンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値をデータが衝突した際には倍化し、所定時間経過毎にコンテンション・ウインドウの値を初期化する処理を繰り返し行う。
次に、図６を参照してコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０の動作を説明する。図６に示すフローには本実施の形態のコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０をカウントアップタイマーにより構成した場合のコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０の動作を示した。コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０には計時する所定の時間が設定されている。コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０は、設定された値に達するまで（ステップＳ９３１：Ｙ）、カウントアップ（ステップＳ９３２）する。カウントした値が所定の値に達すると（ステップＳ９３１：Ｙ）、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０は初期化される（ステップＳ９３３）。そして、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０は、再び、所定の値に達するまでカウントアップする動作を繰り返し行う。
なお、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０によりカウントアップされる所定の値をこの無線通信ネットワークを構築している無線通信装置１００の数に応じて設定してもよい。これにより、無線通信ネットワークを構築している無線通信装置１００の数に応じて、データ送信間隔を適切な値に設定することができ、無線通信ネットワーク内のスループットを向上させることができる。なお、無線通信ネットワークに接続している無線通信装置１００の数に関する情報をアクセス・ポイントＡＰから送信されるビーコンに含ませて、各無線通信装置１００にビーコンを解析させることにより、無線通信ネットワークに接続している無線通信装置１００の数を取得させてもよい。
次に、図７を参照して、本実施の形態の無線通信ネットワークにおけるデータの流れを説明する。なお、各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３が現在保持しているコンテンション・ウインドウの値は初期値ＣＷｍｉｎであるとする。また、無線通信装置ＳＴＡ１、無線通信装置ＳＴＡ２において初期値ＣＷｍｉｎのコンテンション・ウインドウに基づいて設定されたバックオフ時間は２スロットタイムであるとして説明する。
まず、無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２に送信すべきデータが発生したとする。無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２に設定されたバックオフ時間は同一であるので、矢印（１）に示す時点でそれぞれデータ送信権を得たと判断し、データをアクセス・ポイントＡＰに送信する。これにより、矢印（１）の時点でデータの衝突が起こる。そこで、無線通信装置ＳＴＡ１と無線通信装置ＳＴＡ２はデータの再送を行うために、コンテンション・ウインドウを初期値ＣＷｍｉｎから倍化してバックオフ時間を再設定する。
このとき、無線通信装置ＳＴＡ１に再設定されたバックオフ時間は４スロットタイム、無線通信装置ＳＴＡ２に再設定されたバックオフ時間は６スロットタイムであったとすると、それぞれ４スロットタイム減算された矢印（２）の時点で無線通信装置ＳＴＡ１が先に送信権を得てアクセス・ポイントＡＰにデータを送信する。
データを正常に受信したアクセス・ポイントＡＰはＳＩＦＳの間キャリアセンスを行った後、矢印（３）の時点でＡＣＫ信号を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。
次に、無線通信装置ＳＴＡ１がデータ送信に成功した後、無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３にそれぞれ送信すべきデータが発生したとする。このとき、それぞれのバックオフ時間は次のようになる。
まず、無線通信装置ＳＴＡ１については、倍化されたコンテンション・ウインドウ（２×ＣＷｍｉｎ）に基づいてバックオフ時間が設定される。その値を仮に５スロットタイムとする。一方、無線通信装置ＳＴＡ２のバックオフ時間は持ち越し分の２スロットタイムとなる。また、無線通信装置ＳＴＡ３のバックオフ時間は初期値のコンテンション・ウインドウ（ＣＷｍｉｎ）に基づいてバックオフ時間が設定される。ここでは、仮に３スロットタイムとする。
この場合、無線通信装置ＳＴＡ２がまずデータ送信権を獲得してデータを送信する。そして、次に無線通信装置ＳＴＡ３が送信権を獲得し、最後に無線通信装置ＳＴＡ１が送信権を獲得する。
このように、第１の実施の形態の無線通信装置１００（ＳＴＡ）によれば、従来のように、データの再送に成功した後、ＡＣＫ信号の受信に伴ってコンテンション・ウインドウの値を初期化するのではなく、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により計時された所定の時間経過後にコンテンション・ウインドウを初期化させている。これにより、コンテンション・ウインドウ保持部１１０に保持されるコンテンション・ウインドウがデータ再送の度に倍化されて拡大されていても、一定の周期でコンテンション・ウインドウを定期的に初期化することができる。このため、トラフィックに応じて適切なデータ送信間隔を制御することができ、データを効率的に送信させて、システム全体のスループットを向上させることができる。
すなわち、システム全体のトラフィックが少ない状況下においては、データが衝突する可能性が低いので、各無線通信装置１００に設定されるバックオフ時間は初期値に近いコンテンション・ウインドウに基づいて設定される。一方、システム全体のトラフィックが多い状況下においては、データ再送の度にコンテンション・ウインドウが倍化されるので、拡大されたコンテンション・ウインドウに基づいて各無線通信装置１００はバックオフ時間を設定する。これにより、複数の無線通信装置１００において同じ値のバックオフ時間が設定される確率が低減し、データの衝突を回避することができる。
さらに、倍化されたコンテンション・ウインドウはデータ再送に成功しても、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により計時された所定の時間経過するまでの間は拡大された状態のままなので、トラフィックの多い状況下において再度データ衝突が生じる可能性を低減することができる。
このため、無線通信装置１００によれば、データ再送後ＡＣＫ信号を受信してもコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０により所定の時間が計時されるまで、コンテンション・ウインドウの値は初期化されないので、データ再送に成功した無線通信装置のみが初期値のコンテンション・ウインドウに基づいてバックオフ時間を設定することができた従来の方法と異なり、データ再送に成功した無線通信装置のみが無線通信経路を長期に渡って占有する可能性が低く、ネットワーク使用の公平性を担保することができる。
特に、無線通信方式として、ＵＷＢを適用して無線ＬＡＮを構築した場合、ＵＷＢではデータを１ＧＨｚ程度の極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行うため、それぞれの周波数帯に送信されるデータはノイズ程度の強さしかないため、プリアンブル検出に時間が要する。このため、設定されたバックオフ時間を過ぎてからプリアンブルが検出される場合もあり、データの衝突が生じる可能性が高いが、本実施の無線通信装置１００を適用することにより、適切なデータ送信間隔を制御することができ、データの衝突を回避しながら、データを効率的に送信することができる。これにより、システム全体のスループットを向上させるとともに、ネットワーク使用の公平性を担保することができる。
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態では、図１（ｂ）に示すアドホック・モードによる無線通信ネットワークにより無線通信を行う無線通信装置２００（ＳＴＡ）を想定する。
まず、図８を参照して、第２の実施の形態の無線通信装置（ＳＴＡ）２００の機能構成例を説明する。第２の実施の形態の無線通信装置２００は、コンテンション・ウインドウ保持部２１０と、バックオフ時間設定部２２０と、バックオフ時間カウンタ２３０と、送信部２４０と、受信部２５０と、コンテンション・ウインドウ制御部２６０と、ビーコン生成処理部２８０と、アンテナ２９０とを備えている。コンテンション・ウインドウ保持部２１０、バックオフ時間設定部２２０、バックオフ時間カウンタ２３０、送信部２４０、受信部２５０、アンテナ２９０は第１の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウ保持部１１０、バックオフ時間設定部１２０、バックオフ時間カウンタ１３０、送信部１４０、受信部１５０、アンテナ１８０と略同一の機能を有するので、ここではビーコン生成処理部２８０とコンテンション・ウインドウ制御部２６０について主に説明する。
ビーコン生成処理部２８０は、近隣にある無線通信装置２００との間で周期的に交換されるビーコン信号を所定のフォーマットに従って生成したり、他の無線通信装置２００から受信したビーコン信号を解析して、近隣の無線通信装置２００の存在や、近隣の無線通信装置２００のビーコンの受信タイミング等の情報を取得するものである。ビーコン生成処理部２８０により生成されたビーコン信号は送信部２４０により周期的に送信される。
コンテンション・ウインドウ制御部２６０は、第１の実施の形態と同様に、コンテンション・ウインドウ保持部２１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値を制御するものである。第２の実施の形態では、コンテンション・ウインドウ制御部２６０はコンテンション・ウインドウ保持部２１０に保持させるコンテンション・ウインドウをビーコン送信に伴って初期化させる。また、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態で説明したコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０と同様のコンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０を設けて、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により所定の時間が計時されたときにコンテンション・ウインドウを初期化させるようにすることもできる。ビーコン送信周期が長すぎる場合、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０によりビーコン送信周期の途中でコンテンション・ウインドウを初期化させることにより、コンテンション・ウインドウを常に適切な値にすることができる。
このとき、他の無線通信装置２００から送信されたビーコンを解析することにより、無線通信ネットワークを構築する無線通信装置２００の数に応じて、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により計時させる時間を設定させることができる。なお、後述するビーコンのＮＢＯＩフィールドを参照することにより、無線通信ネットワークを構築する無線通信装置２００の数を把握することができる。
次に図９を参照して、各無線通信装置２００によるビーコンの送信手順について説明する。無線通信ネットワークに参画する各無線通信装置２００は、自己の存在を他の無線通信装置２００に報知するために、所定の間隔でビーコンを送信する。以下、ビーコンを送信する間隔（ビーコン送信周期）を８０（msec）と仮定して説明する。このビーコン送信周期のことをここではスーパーフレーム（Super Frame）と定義する。なお、ビーコン送信周期が８０（msec）に限定されるものではない。
無線通信ネットワークに参画する無線通信装置２００は、他の無線通信装置から送信されるビーコンを受信してビーコンに含まれる他の無線通信装置の情報を確認しながら、自己のビーコンを送信するタイミングを設定する。具体的には、スーパーフレーム内で既に配置されている他の無線通信装置が送信するビーコンと衝突しないように、自己が受信できる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中のタイミングでビーコンの送信を開始する。
例えば、図９（ａ）において、無線通信ネットワークに参画している無線通信装置２００が１台のみの場合、その無線通信装置ＳＴＡ１は適当なタイミングでビーコンＢ０１を送信し始めることができる。
次に、図９（ｂ）に示すように、無線通信ネットワークに新規参画した無線通信装置ＳＴＡ２は、無線通信装置ＳＴＡ１から送信されるビーコンＢ０１を受信して無線通信装置ＳＴＡ１の存在を確認しつつ、無線通信装置ＳＴＡ１から送信されるビーコンＢ０１の送信間隔の真中のタイミングで自己のビーコンＢ０２を送信する。
さらに、図９（ｃ）に示すように、次に無線通信ネットワークに参画する無線通信装置ＳＴＡ３は、無線通信装置ＳＴＡ１と無線通信装置ＳＴＡ２から送信されるビーコンＢ０１、Ｂ０２を受信して、ビーコンＢ０１が送信されてからビーコンＢ０２が送信されるまでの時間帯のほぼ真中のタイミングで、自己のビーコンＢ０３を送信する。
このように、無線通信ネットワークに参画する無線通信装置２００は、スーパーフレーム内における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とにより、ビーコンの衝突を防止することができる。また、自己の聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中で、自己のビーコンを送信することにより、各無線通信装置２００のビーコン送信タイミングがスーパーフレーム内に分散し、伝送効率を上げることができる。
次に、ビーコンのフォーマットの一例を図１０を参照して説明する。まず、パケットフォーマットについて説明する。本実施の形態において、データはパケットにより送信される。パケットはプリアンブル、ヘディング領域、ペイロード部（ＰＳＤＵ：PHY Service Data Unit）を備えている。
プリアンブルは、パケットの存在を示すもので、ユニークワードで構成される。各無線通信装置２００はプリアンブルを検出することにより、無線通信経路がビジーかアイドルかを検知することができる。ヘディング領域は、このパケットの属性、長さ、送信電力、物理層のプロトコル（ＰＨＹ）がマルチ伝送レートモードならペイロード部伝送レートが格納されている。ペイロード部はＭＡＣヘッダとＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）により構成される。これが一般のデータを送信する際のパケット構成となる。
ビーコンを送信する場合、ヘディング領域において、このパケットがビーコンである旨を報知する情報が記載されており、ペイロード部ＰＳＤＵ内にビーコンで報知したい情報が記載されている。図１０に示した例では、ビーコン情報として、送信元局の無線通信装置を一意に示すアドレスであるＴＡ（Transmitter Address）フィールドと、このビーコンの種類を示すＴｙｐｅフィールドと、このビーコンを送信したスーパーフレーム周期におけるＴＢＴＴオフセット値を示す情報であるＴＯＩ（TBTT Offset Indication）フィールドと、近隣の無線通信装置から受信可能なビーコンの受信時刻情報であるＮＢＯＩ（Neighboring Beacon Offset Information）フィールドと、自局がどの時刻に送信されるビーコン信号を受信しているかを示す情報であるＮＢＡＩ（Neighboring Beacon Activity Information）と、このスーパーフレーム周期内で複数のビーコンを送信する場合に当該ビーコンに割り振られた排他的な一意のシリアル番号を示すＳｅｒｉａｌフィールドと、現在、この無線通信装置が誰宛に情報を有しているかを報知する情報であるＴＩＭ（Traffic Indication Map）フィールド等が含まれている。
ここで、ビーコン情報に含まれるＮＢＯＩフィールドは、スーパーフレーム内において自局が受信可能な周辺局のビーコンの位置（受信時刻）を記述した情報である。例えば、１スーパーフレーム内で最大１６個のビーコンを配置することが可能な場合、図１０に示したように、ＮＢＯＩフィールドでは受信できたビーコンの配置に関する情報を１６ビット長のビットマップ形式で記述する。すなわち、自局の正規ビーコンの送信時刻を基準としてＮＢＯＩフィールドの先頭ビットにマッピングするとともに、自局が受信可能なビーコンの位置（受信時刻）を自局の正規ビーコンの送信時刻からの相対位置のビットにマッピングし、自局の正規または補助ビーコンの相対位置（オフセットならびに受信可能なビーコンの相対位置（オフセット）に対応するビットに１を書き込み、それ以外の相対位置に対応するビット位置は０のままとする。
例えば、図１０に示したように、最大１６局の無線通信装置０〜Ｆが収容されている通信環境下で、無線通信装置０が「１１０００００００１００００００」のようなＮＢＯＩフィールドを作った場合には、「無線通信装置１並び無線通信装置９からのビーコンが受信可能である」旨を伝えることになる。つまり、受信可能なビーコンの相対位置に対応するビットに関し、ビーコンが受信可能である場合には「１」がマークされ、受信されていない場合には「０」、すなわちスペースが割り当てられる。このＮＢＯＩフィールドを参照することにより、当該無線通信ネットワークに参画している無線通信装置の数を把握することができる。図１０に示す場合は、自己も含めて３つの無線通信装置が無線通信ネットワークに参画していることが分かる。
次に、第２の実施の形態の無線通信装置２００の動作を説明する。
図１１を参照して、第２の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウの初期化の手順を説明する。なお、第２の実施の形態における無線通信装置２００のデータの送信動作については、第１の実施の形態における無線通信装置２００と略同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、コンテンション・ウインドウの初期化にかかる処理はコンテンション・ウインドウ制御部２６０により制御される。
まず、受信部２５０は無線通信経路を介して受信する信号に基づいてデータ衝突の有無を検知する（ステップＳ９４１）。受信部２５０により、データの衝突が検知された場合（ステップＳ９４１：Ｙ）、コンテンション・ウインドウ制御部２６０はコンテンション・ウインドウ保持部２１０に保持させるコンテンション・ウインドウを倍化し（ステップＳ９４２）、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により所定の時間が計時されたか否かを判断する（ステップＳ９４３）。
一方、データの衝突が検知されなかった場合（ステップＳ９４１：Ｎ）も、コンテンション・ウインドウ制御部２６０はコンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により所定の時間が計時されたか否かを判断する（ステップＳ９４３）。そして、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により所定の時間が計時される（ステップＳ９４３：Ｙ）と、コンテンション・ウインドウ制御部２６０はコンテンション・ウインドウ保持部２１０に保持させるコンテンション・ウインドウを初期値にリセットする（ステップＳ９４４）。
また、コンテンション・ウインドウ制御部２６０は、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により所定の時間が計時される前（ステップＳ９４３：Ｎ）でも、ビーコンが送信されたか否かを判断し（ステップＳ９４５）、ビーコンが送信された場合（ステップＳ９４５：Ｙ）にはコンテンション・ウインドウを初期値にリセットする（ステップＳ９４４）。
コンテンション・ウインドウ制御部２６０は、この手順により、コンテンション・ウインドウ保持部２１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値をデータが衝突した場合には倍化し、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により計時される所定の時間毎にコンテンション・ウインドウの値を初期化するとともに、ビーコンが送信された場合にはコンテンション・ウインドウの値を初期化する処理を繰り返し行う。
次に、図１２を参照してコンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０の動作を説明する。図１２にはコンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０をカウントアップタイマーにより構成した場合を示している。コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０には計時する所定の時間を示す値が設定されている。コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０がこの所定の値までカウントアップ場合（ステップＳ９５１：Ｙ）、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０は初期化される（ステップＳ９５２）。
コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０によりカウントアップされた値が所定値に達していない場合（ステップＳ９５１：Ｎ）でも、送信部２４０によりビーコンが送信された場合（ステップＳ９５３：Ｙ）にはコンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０は初期化される。すなわち、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０は所定値までカウントアップした場合（ステップＳ９５１）またはビーコンが送信された場合（ステップＳ９５２）に初期化される（ステップＳ９５２）。
このように、第２の実施の形態の無線通信装置２００によれば、従来のように、データの再送に成功した後、ＡＣＫ信号の受信に伴ってコンテンション・ウインドウを初期化するのではなく、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０により計時された所定の時間経過後またはビーコン送信時にコンテンション・ウインドウを初期化させている。これにより、システム全体のトラフィックに応じて適切なデータ送信間隔を制御することができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態を説明する。図１３に示す第３の実施の形態の無線通信装置３００は、第２の実施の形態において説明したスーパーフレーム内に自己が優先的に送信権を得ることのできる送信優先区間（ＴＰＰ）が設けられる場合（図１４参照）に、その送信優先区間に先立ってコンテンション・ウインドウを初期化するようにしたものである。なお、第３の実施の形態についても、互いに所定のフォーマットによるビーコンを送信しあうことにより、自律分散的に無線通信ネットワークを構築するアドホック・モード通信により無線通信を行う無線通信装置３００を想定している。
図１３を参照して、第３の実施の形態の無線通信装置（ＳＴＡ）３００の機能構成例を説明する。第３の実施の形態の無線通信装置３００は、コンテンション・ウインドウ保持部３１０と、バックオフ時間設定部３２０と、バックオフ時間カウンタ３３０と、送信部３４０と、受信部３５０と、コンテンション・ウインドウ制御部３６０と、ビーコン生成処理部３８０と、優先送信権判断部３９０と、アンテナ４００とを備えている。コンテンション・ウインドウ保持部３１０、バックオフ時間設定部３２０、バックオフ時間カウンタ３３０、送信部３４０、受信部３５０、ビーコン生成処理部３８０、アンテナ４００は第２の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウ保持部２１０、バックオフ時間設定部２２０、バックオフ時間カウンタ２３０、送信部２４０、受信部２５０、ビーコン生成処理部２８０、アンテナ２９０と略同一の機能を有するので、ここでは優先送信権判断部３９０とコンテンション・ウインドウ制御部３６０について主に説明する。
優先送信権判断部３９０は、ビーコン生成処理部３８０により生成されたビーコンに基づいて、スーパーフレーム内において自己に優先送信権がある送信優先区間が訪れる位置を判断し、その位置をコンテンション・ウインドウ制御部３６０に報知する。コンテンション・ウインドウ制御部３６０は、自己が優先送信権が与えられた場合にコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウを初期化させる。
また、第３の実施の形態においても、コンテンション・ウインドウ制御部３６０により自己に優先送信権が与えられた場合にコンテンション・ウインドウを初期化させるとともに、第１の実施の形態で説明したコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０と同様のコンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０を設けて、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時されたときにコンテンション・ウインドウを初期化させるようにすることもできる。自己に優先送信権が与えられる周期が長すぎる場合、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により途中でコンテンション・ウインドウをリセットさせることにより、コンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値を常に適切な値にすることができる。このとき、第２の実施の形態と同様に他の無線通信装置３００から送信されるビーコンのＮＢＯＩフィールドを参照することにより、無線通信ネットワークを構築する無線通信装置３００の数に応じて、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により計時させる時間を設定させることができる。
次に、図１４を参照して、本実施の形態におけるメディア・アクセス制御の方法について説明する。
まず、図１４（ａ）に基づき、送信優先区間ＴＰＰ（Transmission Prioritized Period）について説明する。送信優先区間ＴＰＰは、優先送信権を有する無線通信装置３００が他の無線通信装置よりも短いフレーム間隔でデータを送信することが許される区間である。図１４（ａ）には、スーパーフレームにおいて、ビーコンＢ０１、Ｂ０２、Ｂ０３が送信された後の所定の時間だけ、そのビーコンを送信した無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３にそれぞれ送信優先区間ＴＰＰが与えられる例を示した。
図１４（ａ）に示すように、各送信優先区間ＴＰＰはビーコンＢ０１、Ｂ０２、Ｂ０３送信直後に開始し、一定期間経過した時刻に終了する。各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はスーパーフレームの１周期毎にビーコンを送信するため、基本的には各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３に対して同時間率の送信優先区間ＴＰＰが与えられる形となる。一の無線通信装置の送信優先区間ＴＰＰが終了すると、他の無線通信装置がビーコンを送信するまでの間はすべての無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３に対して公平な送信機会が与えられる競合区間（ＦＡＰ：Fairy Access Period）となる。競合区間ＦＡＰでは通常のＣＳＭＡ／ＣＡ方式等による公平なメディア・アクセス制御が行われる。
なお、図１４（ａ）では、各送信優先区間ＴＰＰはビーコンの送信直後から開始する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、ビーコンの送信時刻から相対位置で送信優先区間ＴＰＰを設定してもよい。例えば、送信優先区間ＴＰＰをＴＢＴＴから４８０（μsec）といった形で定義してもよい。いずれの場合においても、本実施の形態の無線通信装置３００は、スーパーフレーム内における自己の送信優先区間ＴＰＰの位置を優先送信権判断部３９０において判断し、コンテンション・ウインドウ制御部３６０により自己の送信優先区間ＴＰＰに先立ってコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値を初期化する。
図１４（ａ）に示す例では、スーパーフレームの先頭位置で無線通信装置ＳＴＡ１がビーコンＢ０１を送信しているので、ビーコンＢ０１送信直後の一定期間は無線通信装置ＳＴＡ１の送信優先区間ＴＰＰとなっている。その後、無線通信装置ＳＴＡ２からビーコンＢ０２が送信されるまでの間は競合区間ＦＡＰとなり、ビーコンＢ０２送信直後の一定期間は無線通信装置ＳＴＡ２の送信優先区間ＴＰＰとなる。そして、ビーコンＢ０３が送信されるまでの間は再び競合区間ＦＡＰとなり、ビーコンＢ０３の送信直後の一定期間が無線通信装置ＳＴＡ３の送信優先区間ＴＰＰとなる。
本実施の形態では、送信優先区間ＴＰＰおよび競合区間ＦＡＰにおいて、次のような方法により、メディア・アクセス制御を行う。まず、フレーム間隔として、図１４（ｂ）に示すように、短いフレーム間隔であるＳＩＦＳ（Short IFS）と長いフレーム間隔であるＬＩＦＳ（Long IFS）を定義する。通常は、ＳＩＦＳとＬＩＦＳにバックオフ時間を組み合わせて使用する。この他、ＬＩＦＳよりもさらに長いフレーム間隔としてＦＩＦＳ（Far IFS）を定義する。それぞれの具体的なフレーム間隔として、例えば、ＳＩＦＳを８（μsec）としたときに、ＬＩＦＳは１６（μsec）、ＦＩＦＳを２４（μsec）とすることができる。なお、バックオフ時間は、各無線通信装置３００においてバックオフ時間設定部３２０によりコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持されたコンテンション・ウインドウに基づいて設定される。
競合区間ＦＡＰでは、各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はＬＩＦＳに各々に設定されたバックオフ時間を加えたフレーム間隔でデータ送信を行う。これにより、図２、図４、図７において説明したのと同様にバックオフ制御によるメディア・アクセス制御が行われる。データを正常に受信したことを示すＡＣＫ信号は受信局からＳＩＦＳのフレーム間隔により送信局に返信される。
一方、図１４（ａ）において、送信優先区間ＴＰＰでは、その送信優先区間ＴＰＰの直前にビーコンを送信した無線通信装置３００に優先送信権が与えられる。また、送信優先区間ＴＰＰにおいて、他の無線通信装置は原則としてＦＩＦＳに自己のバックオフ時間を加えたフレーム間隔でデータを送信する機会を待つことになるが、優先送信権が与えられた無線通信装置３００との関係により、他の無線通信装置についてもＳＩＦＳのフレーム間隔またはＳＩＦＳに自己のバックオフ時間を加えたフレーム間隔でデータを送信することが許容される場合がある。
ここでは、ビーコンＢ０１を送信した無線通信装置ＳＴＡ１に優先送信権が与えられた送信優先区間ＴＰＰにおける他の無線通信装置に許容されるフレーム間隔について説明する。まず、優先送信権を得た無線通信装置ＳＴＡ１は、ＳＩＦＳのフレーム間隔によりデータを送信することが許容される。また、無線通信装置ＳＴＡ１は他の無線通信装置を指定することにより、無線通信装置ＳＴＡ１に与えられた送信優先区間ＴＰＰにおいてその指定された他の無線通信装置にも優先送信権が与えられる。ここで、無線通信装置ＳＴＡ２が無線通信装置ＳＴＡ１に指定されたとすると、無線通信装置ＳＴＡ１の送信優先区間ＴＰＰにおいて無線通信装置ＳＴＡ２もＳＩＦＳのフレーム間隔によりデータを送信することが許容される。
これに対して、例えば、無線通信装置ＳＴＡ３が無線通信装置ＳＴＡ１に対して送信するデータを保有している場合、優先送信権を有している無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２が送信データを有していない旨を確認した場合は、ＳＩＦＳに自己に設定されたバックオフ時間を加えたフレーム間隔によりデータを送信することが許容される。優先送信権を有している無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２に送信すべきデータがない場合、無線通信装置ＳＴＡ３はＦＩＦＳに自己のバックオフ時間を加えたフレーム間隔により無線通信経路へのアクセスを試みることになる。
このように、本実施の形態では、送信優先区間ＴＰＰにおいて優先送信権を獲得した無線通信装置３００が送受信するデータを保有している場合はその無線通信装置３００に優先送信権が与えられ、送受信すべきデータを保有していない場合にはその無線通信装置３００の優先送信権が放棄され、他の無線通信装置３００が送信権を獲得することが可能になる。
なお、各無線通信装置３００がビーコンを送信するタイミングは、第２の実施の形態と同様に、スーパーフレーム内で既に配置されている他の無線通信装置３００が送信するビーコンと衝突しないように、自己が受信できる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中のタイミングでビーコンの送信を開始するものとする。このとき、スーパーフレーム内で複数のビーコンまたはビーコンに類する信号を送信することを許容するようにしてもよい。これにより、ビーコンまたはビーコンに類する信号の送信直後の一定期間を送信優先区間ＴＰＰとして、そのビーコンまたはビーコンに類する信号を送信した無線通信装置３００に与えるようにしてもよい。このようにすることにより、スーパーフレーム内で複数回の送信優先区間ＴＰＰを各無線通信装置３００に与えることができる。
次に、第３の実施の形態の無線通信装置３００の動作を説明する。
図１５を参照して、無線通信装置３００におけるコンテンション・ウインドウの初期化の手順を説明する。なお、コンテンション・ウインドウの初期化にかかる処理は第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様にコンテンション・ウインドウ制御部３６０により制御される。
まず、受信部３５０により受信される信号に基づいてデータ衝突の有無が検知される（ステップＳ９６１）。データの衝突が検知された場合（ステップＳ９６１：Ｙ）、コンテンション・ウインドウ制御部３６０はコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウを倍化し（ステップＳ９６２）、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時されたか否かを判断する（ステップＳ９６３）。
一方、データの衝突が検知されなかった場合（ステップＳ９６１：Ｎ）も、コンテンション・ウインドウ制御部３６０はコンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時されたか否かを判断する（ステップＳ９６３）。そして、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時される（ステップＳ９６３：Ｙ）と、コンテンション・ウインドウ制御部３６０はコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウを初期値にリセットする（ステップＳ９６４）。
また、コンテンション・ウインドウ制御部３６０は、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時される前（ステップＳ９６３：Ｎ）でも、自己が優先送信権を取得したか否かを判断し（ステップＳ９６５）、自己が優先送信権を取得した場合（ステップＳ９６５：Ｙ）にはコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウを初期値にリセットする（ステップＳ９６４）。
コンテンション・ウインドウ制御部３６０では、この手順によりコンテンション・ウインドウ保持部３１０に保持させるコンテンション・ウインドウの値をデータが衝突した場合には倍化し、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時された場合または自己に優先送信権がある場合には初期化することを繰り返し行う。
次に、図１６を参照してコンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０の動作を説明する。図１６にはコンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０をカウントアップタイマーにより構成した場合を示している。
まず、カウントアップされた値が設定された所定の値に達しているか否かが判断される（ステップＳ９７１）。所定値に達している場合（ステップＳ９７１：Ｙ）は、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０は初期化される（ステップＳ９７２）。
カウントアップされた値が所定値に達していない場合（ステップＳ９７１：Ｎ）は、優先送信権判断部３９０により自己が優先送信権を取得したか否かが判断される（ステップＳ９７３）。自己が優先送信権を取得した場合（ステップＳ９５３：Ｙ）はコンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０が初期化される（ステップＳ９５２）。優先送信権を取得していない場合（ステップＳ９５３：Ｙ）は所定の値に達するまで（ステップＳ９５１：Ｙ）または自己が優先送信権を取得するまで（ステップＳ９５３：Ｙ）カウントアップを継続する（ステップＳ９５４）。
このように、第３の実施の形態によれば、従来のように、データの再送に成功した後、ＡＣＫ信号の受信に伴ってコンテンション・ウインドウを初期化するのではなく、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０により所定の時間が計時された場合または優先送信権が自己に得られた場合にコンテンション・ウインドウを初期化させている。これにより、コンテンション・ウインドウが定期的に初期化されることになり、システム全体のトラフィックに応じて適切なデータ送信間隔を制御して、システム全体のスループットを向上することができる。
また、自己に優先送信権が与えられた場合にコンテンション・ウインドウが初期化されるので、ＳＩＦＳにバックオフ時間を加えてデータを送信する場合でもデータを効率的に送信することができる。
さらに、自己に優先送信権の与えられた送信優先区間ＴＰＰに先立ってコンテンション・ウインドウを初期化させるので、その送信優先区間ＴＰＰ終了後の競合区間ＦＡＰではバックオフ時間は初期値ＣＷｍｉｎのコンテンション・ウインドウに基づいて設定されるが、送信すべきデータは優先送信期間において送信された後なので、仮に短いバックオフ時間が設定されたとしてもデータの衝突が生じにくく、システム全体のスループットを向上させることができる。
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
すなわち、請求項１において、無線通信装置は、例えば、無線通信装置１００に対応し、乱数発生保持手段は、例えば、コンテンション・ウインドウ保持部１１０に対応する。また、ランダム時間設定手段は、例えば、バックオフ時間設定部１２０に対応する。また、ランダム時間カウント手段は、例えば、バックオフ時間カウンタ１３０に対応する。また、送信手段は、例えば、送信部１４０に対応する。また、計時手段は、例えば、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０に対応する。また、乱数発生範囲制御手段は、例えば、コンテンション・ウインドウ制御部１６０に対応する。
また、請求項３において、無線通信装置は、例えば、無線通信装置２００に対応し、乱数発生範囲保持手段は、例えば、コンテンション・ウインドウ保持部２１０に対応する。また、ランダム時間設定手段は、例えば、バックオフ時間設定部２２０に対応する。また、ランダム時間カウント手段は、例えば、バックオフ時間カウンタ２３０に対応する。また、ビーコン情報生成手段は、例えば、ビーコン生成処理部２８０に対応する。また、送信手段は、例えば、送信部２４０に対応する。また、乱数発生範囲制御手段は、例えば、コンテンション・ウインドウ制御部２６０に対応する。
また、ビーコン情報は、例えば、ビーコンＢ０１、Ｂ０２およびＢ０３に対応する。
また、請求項４において、計時手段は、例えば、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０に対応する。
また、請求項８において、乱数発生範囲保持手段は、例えば、コンテンション・ウインドウ保持部３１０に対応する。また、ランダム時間設定手段は、例えば、バックオフ時間設定部３２０に対応する。また、ランダム時間カウント手段は、例えば、バックオフ時間カウンタ３３０に対応する。また、送信手段は、例えば、送信部３４０に対応する。また、乱数発生範囲制御手段は、例えば、コンテンション・ウインドウ制御部３６０に対応する。
また、優先送信期間は、例えば、送信優先区間ＴＰＰに対応し、競合期間は、例えば、競合区間ＦＡＰに対応する。
また、請求項９において、計時手段は、例えば、コンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０に対応する。
また、請求項１２または１３において、乱数発生範囲を保持する手順は、例えば、ステップＳ９２２、Ｓ９２４に対応する。また、乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定する手順は、例えば、ステップＳ９１１に対応する。また、所定のタイミングから無線通信経路が使用されていない場合にのみ前記ランダム時間の計時をカウントする手順は、例えば、ステップＳ９１４に対応する。また、ランダム時間分の時間がカウントされたときに無線通信経路を介してデータを送信する手順は、例えば、ステップＳ９１５に対応する。また、無線通信経路において送信されたデータが他のデータと衝突した場合に乱数発生範囲を拡大させる手順は、例えば、ステップＳ９１７に対応する。また、所定の時間を計時し、この所定の時間が計時されるたびに乱数発生範囲を初期化させる手順は、例えば、ステップＳ９２４に対応する。
なお、本発明の実施の形態において説明したコンテンション・ウインドウの初期化に係る処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
本発明の活用例として、例えば、無線通信経路を介して複数の無線通信装置がデータを送信する際に本発明を適用することができる。
本発明の実施の形態における通信システムの全体構成の一例を示す図である。 ＤＣＦ（Distributed Coordination Function）による通信手順を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における無線通信装置１００の機能構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における無線通信装置１００のデータの送信手順の流れを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウ制御部１６０によるコンテンション・ウインドウの初期化の手順の流れを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウリセットカウンタ１７０の初期化の手順の流れを示す図である。 本発明の第１の実施の形態の無線通信ネットワークにおけるデータの流れを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における無線通信装置２００の機能構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における無線通信装置２００によるビーコンの送信手順を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるビーコンのフォーマットの一例を示す図である。 発明の第２の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウ制御部２６０によるコンテンション・ウインドウの初期化の手順の流れを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウリセットカウンタ２７０の初期化の手順の流れを示す図である。 本発明の第３の実施の形態における無線通信装置３００の機能構成例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における送信優先区間（ＴＰＰ）の配置を示す図（ａ）および無線通信装置３００によりデータを送信する際のフレーム間隔を示す図（ｂ）である。 発明の第３の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウ制御部３６０によるコンテンション・ウインドウの初期化の手順の流れを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるコンテンション・ウインドウリセットカウンタ３７０の初期化の手順の流れを示す図である。
符号の説明
１００ 無線通信装置
１１０ コンテンション・ウインドウ保持部
１２０ バックオフ時間設定部
１３０ バックオフ時間カウンタ
１４０ 送信部
１５０ 受信部
１６０ コンテンション・ウインドウ制御部
１７０ コンテンション・ウインドウリセットカウンタ
２００ 無線通信装置
２１０ コンテンション・ウインドウ保持部
２２０ バックオフ時間設定部
２３０ バックオフ時間カウンタ
２４０ 送信部
２５０ 受信部
２６０ コンテンション・ウインドウ制御部
２７０ コンテンション・ウインドウリセットカウンタ
２８０ ビーコン生成処理部
３００ 無線通信装置
３１０ コンテンション・ウインドウ保持部
３２０ バックオフ時間設定部
３３０ バックオフ時間カウンタ
３４０ 送信部
３５０ 受信部
３６０ コンテンション・ウインドウ制御部
３７０ コンテンション・ウインドウリセットカウンタ
３８０ ビーコン生成処理部
３９０ 優先送信権判断部

Claims (13)

  1. 乱数発生範囲を保持する乱数発生範囲保持手段と、
    前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定するランダム時間設定手段と、
    前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントするランダム時間カウント手段と、
    前記ランダム時間計時手段により前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する送信手段と、
    所定の時間を計時する計時手段と、
    前記無線通信経路において前記送信手段により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させ、前記計時手段により前記所定の時間が計時された場合には前記乱数発生範囲を初期化させる乱数発生範囲制御手段と
    を具備することを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記所定の時間は前記無線通信経路を介した無線通信ネットワークを構築する無線通信装置の数に応じて設定されることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  3. 乱数発生範囲を保持する乱数発生範囲保持手段と、
    前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定するランダム時間設定手段と、
    前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントするランダム時間カウント手段と、
    自律分散型の無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置に対して自己の存在を所定間隔毎に報知するためのビーコン情報を生成するビーコン情報生成手段と、
    前記ビーコン情報を所定間隔毎に送信するとともに前記ランダム時間計時手段により前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する送信手段と、
    前記無線通信経路において前記送信手段により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させ、前記送信手段により前記ビーコン情報が送信される場合には前記乱数発生範囲を初期化させる乱数発生範囲制御手段と
    を具備することを特徴とする無線通信装置。
  4. 所定の時間を計時する計時手段を備え、
    前記乱数発生範囲制御手段は、前記ビーコン情報が送信された場合または前記計時手段により前記所定の時間が計時された場合に前記乱数発生範囲を初期化させること
    を特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
  5. 前記所定の時間が計時された場合または前記ビーコン情報が送信された場合に前記計時手段は初期化されることを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
  6. 前記所定の時間は前記無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置の数に応じて設定されることを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
  7. 前記無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置の数に関する情報は前記ビーコン情報に含まれることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
  8. 優先的に自己がデータを送信することができる優先送信期間とデータを送信する際に他の装置と競合する競合期間とが与えられる自律分散型の無線通信ネットワークにおいて無線通信を行う無線通信装置であって、
    乱数発生範囲を保持する乱数発生範囲保持手段と、
    前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定するランダム時間設定手段と、
    前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントするランダム時間カウント手段と、
    前記競合期間では前記ランダム時間計時手段により前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する送信手段と、
    前記無線通信経路において前記送信手段により送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させ、自己に前記優先送信期間が与えられた場合には前記乱数発生範囲を初期化させる乱数発生範囲制御手段と
    を具備することを特徴とする無線通信装置。
  9. 所定の時間を計時する計時手段を備え、
    前記乱数発生範囲制御手段は、自己に前記優先送信期間が与えられた場合または前記計時手段により前記所定の時間が計時された場合に前記乱数発生範囲を初期化させること
    を特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
  10. 前記所定の時間が計時された場合または自己に前記優先送信期間が与えられた場合に前記計時手段は初期化されることを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
  11. 前記所定の時間は前記無線通信ネットワークを構築する他の無線通信装置の数に応じて設定されることを特徴とする請求項９記載の無線通信装置。
  12. 乱数発生範囲を保持する手順と、
    前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定する手順と、
    前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントする手順と、
    前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する手順と、
    前記無線通信経路において送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させる手順と、
    所定の時間を計時し、この所定の時間が計時されるたびに前記乱数発生範囲を初期化させる手順と
    を具備することを特徴とする無線通信方法。
  13. 乱数発生範囲を保持する手順と、
    前記乱数発生範囲に基づいてランダム時間を設定する手順と、
    前記無線通信経路が使用されていない場合にのみ所定のタイミングから前記ランダム時間の計時をカウントする手順と、
    前記ランダム時間分の時間がカウントされたときに前記無線通信経路を介してデータを送信する手順と、
    前記無線通信経路において送信されたデータが他のデータと衝突した場合には前記乱数発生範囲を拡大させる手順と、
    所定の時間を計時し、この所定の時間が計時されるたびに前記乱数発生範囲を初期化させる手順と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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