JP2009065555A

JP2009065555A - 無線端末、無線システムおよびプログラム

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Publication number: JP2009065555A
Application number: JP2007233230A
Authority: JP
Inventors: Takefumi Sakamoto; 岳文坂本; Tomoya Tandai; 智哉旦代
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-26
Also published as: US20090067345A1

Abstract

【課題】無線端末がデータを送信する際に宛先無線端末が受信用に用いている無線チャネルを、制御パケットの送受信等を行わずに、無線端末が一意に認識可能にする。
【解決手段】マスター端末によって管理される無線端末であって、マスター端末から送信された識別子を受信する受信手段３０１と、自無線端末の識別子を記憶している第１記憶手段３０４と、第１記憶手段が記憶している識別子を受信手段が受信した識別子に変更する変更手段３０３と、無線端末に割り当てるための複数の識別子と無線端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段２０５と、データパケットをある宛先無線端末に送信する場合に、該宛先無線端末の識別子を読み取り、該識別子に対応する受信用チャネルを第２記憶手段から取得する取得手段３０５と、受信用チャネルでデータパケットを宛先無線端末に送信する送信手段３０６と、を具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、宛先無線端末の識別子に基づいて、使用する無線チャネルを定められる無線端末、無線システムおよびプログラムに関する。

無線通信システムにおいて、無線端末間でデータ通信を行う際に使用する無線チャネルを選択するための技術がある。例えば、データ送信時に宛先の無線端末が受信用に用いている無線チャネルをチャネル登録部に問い合わせてデータを送信する。また、データ送信時にチャネル制御部が、入力される送信データ信号内の宛先アドレスに対応する無線局が受信用に用いているチャネルを、チャネル登録部に問い合わせ、データの送信に用いるチャネルを選択し、選択したチャネルを用いてデータの送信を行う（例えば、特許文献１参照）。無線端末は宛先の無線端末が受信用に用いている無線チャネルを使用してデータを送信し、宛先の無線端末が該データを受信できるようにしている。
特開２０００−４１０４２公報

しかしながら、従来の技術では、チャネル登録部に全ての宛先端末が受信用に用いている無線チャネルを登録しておく必要があり、無線端末は、制御パケットの送受信等により、宛先無線端末が受信用に用いている無線チャネルを検索して、登録する必要がある。また、このような方法を用いた場合には、無線ネットワーク内の無線端末の数が増えれば増えるほど、制御パケットの送受信等が増加し、指数関数的に制御トラフィックが増大してしまうという問題がある。

この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、無線端末がデータを送信する際に宛先無線端末が受信用に用いている無線チャネルを、制御パケットの送受信等を行わずに、無線端末が一意に認識可能とする無線端末、無線システムおよびプログラムを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の無線端末は、複数のスレーブ端末を管理し、該スレーブ端末とネットワークを形成する無線端末であって、前記ネットワークからあるスレーブ端末が脱退したい旨の脱退要求パケット、または、前記ネットワークにあるスレーブ端末が加入したい旨の加入要求パケットを、該スレーブ端末から受信する受信手段と、前記複数のスレーブ端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、スレーブ端末に割り当てるための複数の識別子と、スレーブ端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、前記あるスレーブ端末が前記ネットワークから脱退または前記ネットワークに加入することにより、ネットワーク内の複数のスレーブ端末に割り当てられている複数の受信用チャネルが受信用チャネルとして設定されているチャネルの間で偏って分布しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏って分布していると判定した場合には、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏らないように、１以上のスレーブ端末に前記識別子を割り当て直し、前記第１記憶手段を更新する割当手段と、識別子を割り当て直したスレーブ端末へ該識別子を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線端末は、マスター端末によって管理される無線端末であって、前記マスター端末から送信された識別子を受信する受信手段と、自無線端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、前記第１記憶手段が記憶している識別子を前記受信手段が受信した識別子に変更する変更手段と、無線端末に割り当てるための複数の識別子と、無線端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、データパケットをある宛先無線端末に送信する場合に、該宛先無線端末の識別子を読み取り、該識別子に対応する受信用チャネルを前記第２記憶手段から取得する取得手段と、前記受信用チャネルで前記データパケットを前記宛先無線端末に送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線端末、無線システムおよびプログラムによれば、無線端末がデータを送信する際に宛先無線端末が受信用に用いている無線チャネルを、制御パケットの送受信等を行わずに、無線端末が一意に認識可能になる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線端末、無線システムおよびプログラムについて詳細に説明する。なお、以下の実施形態中では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
（第１の実施形態）
本実施形態の無線システムは、１台のマスター無線端末と、少なくとも１台以上のスレーブ無線端末とを含む無線ネットワークを構成する。例えば、図１に示すように、マスター無線端末１０１と複数のスレーブ無線端末１０２とを含む無線ネットワークである。ここでは、特にスレーブ無線端末間で通信を行う場合に着目する。

次に、図１のマスター無線端末１０１について図２を参照して説明する。
マスター無線端末１０１は、無線受信部２０１、データ処理部２０２、識別子割り当て部２０３、スレーブ識別子記憶部２０４、スレーブ受信チャネル記憶部２０５、宛先認識部２０６、無線送信部２０７を含む。

無線受信部２０１は、無線ネットワーク内のスレーブ無線端末１０２からデータを受信する。無線受信部２０１は、例えば、図１の無線ネットワーク内のスレーブ無線端末１０２が無線ネットワークを脱退したい場合の脱退要求パケットを受け取ったり、図１の無線ネットワークにスレーブ無線端末１０２として加入したい無線端末からの加入要求パケットを受け取る。

データ処理部２０２は、無線受信部２０１が受信したデータを処理し、送信するデータを処理しデータパケットを生成する。

識別子割り当て部２０３は、無線受信部２０１が脱退要求パケット、または、加入要求パケットを受け取った場合に、スレーブ識別子記憶部２０４およびスレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して、スレーブ無線端末１０２の識別子の割り当てを行う。これとは別に、識別子割り当て部２０３は、定期的（例えば、数時間おき）にスレーブ識別子記憶部２０４を参照してスレーブ無線端末１０２の識別子の割り当てを行ってもよい。他に、マスター無線端末１０１がスレーブ無線端末１０２との通信開始時に識別子を割り当ててもよい。割り当てを行う目的は各無線チャネルのトラフィックを平準化するためであり、識別子割り当て部２０３は複数のスレーブ無線端末１０２が使用する複数の無線チャネルに偏りが生じないように識別子の割り当てを行う。
識別子割り当て部２０３は、マスター無線端末１０１が、新たにスレーブ無線端末１０２の識別子を割り当てる際に、スレーブ無線端末１０２が受信に使用する無線チャネルに偏りが生じている場合、使用するスレーブ無線端末数が少ない無線チャネルを使用するように識別子を割り当ててもよい。一例を以下に挙げる。識別子とスレーブ無線端末１０２の受信用チャネルとの関係は、識別子が奇数のスレーブ無線端末１０２が、マスター無線端末１０１が送信用に使用する第１の無線チャネルを受信用に使用し、識別子が偶数のスレーブ無線端末１０２が、マスター無線端末１０１が受信用に使用する第２の無線チャネルを受信用に使用するとする。この、識別子とスレーブ無線端末１０２の受信用チャネルとの関係は、スレーブ受信チャネル記憶部２０５に記憶されている。通信中のスレーブ無線端末１０２の識別子が１、２、３、５の４台の場合、識別子が偶数のスレーブ端末数が１であるのに対して、識別子が奇数のスレーブ端末数が３であり、第１の無線チャネルを受信用に使用するスレーブ端末の数が比較的多い状態となってしまう。この場合、新たに通信を開始するスレーブ無線端末に対して、マスター無線端末は、識別子として４を割り当てることにより、第１の無線チャネルを受信用に使用するスレーブ端末数と、第２の無線チャネルを受信用に使用するスレーブ端末数とのバランスを改善することが可能となる。これにより、各無線チャネルのトラフィックが平準化されることとなる。これとは別に、通信中のスレーブ端末の識別子が１、２、３、５の４台の場合、識別子が奇数のスレーブ無線端末１０２のうちの１台の識別子を偶数に割り当て直してもよい。

スレーブ識別子記憶部２０４は、無線ネットワークに属している全てのスレーブ無線端末１０２の識別子を記憶している。また、スレーブ識別子記憶部２０４は、識別子割り当て部２０３によって変更された識別子の更新も行う。なお、各スレーブ無線端末１０２の識別子は、当初、例えば、製造時に割り当てられてスレーブ識別子記憶部２０４に記憶されていてもよいし、マスター無線端末１０１との通信開始時に識別子割り当て部２０３が割り当ててスレーブ識別子記憶部２０４に記憶されていてもよい。スレーブ識別子記憶部２０４の内容については後に図７、図８を参照して説明する。

スレーブ受信チャネル記憶部２０５は、無線ネットワークに属するスレーブ無線端末の識別子と、この識別子に対応するスレーブ無線端末がデータの受信に使用する無線チャネルとを関連付けて記憶している。すなわち、識別子によって他のスレーブ無線端末からのデータ受信用の無線チャネルが一意に定められている。より詳しくは、各スレーブ無線端末同士で通信を行う際に、受信に使用する無線チャネルは、自身の識別子により一意に定められている。一意に定める方法の例としては、例えば、識別子の特定のビットの値に基づいて定める方法、自身の識別子が奇数か偶数かによって定める方法がある。スレーブ受信チャネル記憶部２０５の内容については後に図７、図８を参照して説明する。なお、スレーブ受信チャネル記憶部２０５の内容は、書き換え禁止となっていて更新されることはない。

宛先認識部２０６は、データ処理部２０２が生成したデータパケットを送信する、マスター無線端末１０１の送信用チャネルを選択する。また、スレーブ無線端末１０２の識別子を割り当てる場合には、対応するスレーブ無線端末１０２の識別子をスレーブ識別子記憶部２０４から取得して、この識別子を送信する、マスター無線端末１０１の送信用チャネルを選択する。

無線送信部２０７は、対応するスレーブ無線端末１０２に、宛先認識部２０６が選択した無線チャネルを使用してデータ処理部２０２が生成したデータパケット、または、割り当てられた識別子を送信する。割り当てられた識別子は、加入応答パケット、識別子変更要求パケットとして送信される（図４、図５参照）。

次に、図１のスレーブ無線端末１０２について図３を参照して説明する。
スレーブ無線端末１０２は、無線受信部３０１、データ処理部３０２、識別子変更部３０３、自端末識別子記憶部３０４、スレーブ受信チャネル記憶部２０５、宛先認識部３０５、無線送信部３０６を含む。

無線受信部３０１は、他のスレーブ無線端末１０２からデータ、ＡＣＫを受信する。また、無線受信部３０１は、マスター無線端末１０１から加入応答パケットまたは識別子変更要求パケットを受信する。

データ処理部３０２は、無線受信部３０１が受信したパケットを処理し、送信するパケットを処理し、ある無線端末宛てのパケットを生成する。データ処理部３０２は、受信したデータが自端末宛のデータであるかどうかを、データに含まれる識別子と自端末識別子記憶部３０４に記憶されている識別子とが一致するかどうかにより確認する。データ処理部３０２がデータを正しく受信した旨を表すパケット（以下、ＡＣＫパケットと称す）の返信が必要か否かを、判定基準を参照して判定する。判定基準は例えば、データ処理部３０２が接続しているメモリ（図示せず）に予め格納されている。判定基準の内容については後に図６を参照して説明する箇所に記載する。また、データ処理部３０２は、データを送信する宛先識別子を取得し、例えば、データパケットのヘッダに宛先識別子を記述する。宛先識別子は、例えば、スレーブ無線端末１０２が予め記憶部に記憶している、または、マスター無線端末から宛先識別子を取得してもよい。このとき、例えば、マスター無線端末は通信可能なスレーブ無線端末の識別子を定期的にブロードキャストして、この識別子を各スレーブ無線端末１０２が受信して記憶する。

また、データ処理部３０２は、マスター無線端末１０１の無線ネットワークに加入したい旨を示す加入要求パケットを生成する。さらに、データ処理部３０２は、マスター無線端末１０１の無線ネットワークから脱退したい旨を示す脱退要求パケットを生成する。データ処理部３０２は、自端末のスレーブ無線端末１０２の識別子を含んでパケットを生成する。

識別子変更部３０３は、無線受信部３０１が識別子変更要求パケットをマスター無線端末１０１から受け取った場合に、この要求パケットにしたがい、このパケットを受け取ったスレーブ無線端末１０２の識別子を変更する。また、識別子変更部３０３は、無線受信部３０１が加入応答パケットをマスター無線端末１０１から受け取った場合に、この加入応答パケットにしたがい、このパケットを受け取ったスレーブ無線端末１０２の識別子を割り当てる。

自端末識別子記憶部３０４は、識別子変更部３０３で変更された識別子を記憶する。自端末識別子記憶部３０４は、最初は予め割り当てられている識別子を記憶している。自端末識別子記憶部３０４が予め記憶している識別子は、例えば、製造時に割り当てられてもよいし、マスター無線端末１０１により、初期設定として割り当てられていてもよい。

宛先認識部３０５は、データ処理部３０２が生成した送信するデータパケットの宛先端末の識別子を認識して、スレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して認識した識別子に対応する、送信に使用する無線チャネルを選択する。スレーブ無線端末１０２が他のスレーブ端末に対してデータを送信する際には、宛先認識部３０５は送信データの宛先識別子を読み取り、スレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して、宛先端末が受信用に用いている無線チャネルをデータ送信用に選択する。また、宛先認識部３０５は、無線受信部３０１がデータパケットを受信した無線チャネルをＡＣＫパケットの送信用の無線チャネルとして選択する。ＡＣＫ送信が不要であると判定した場合で、通常のデータパケットを送信する場合は、上述したように宛先認識部３０５は送信データの宛先識別子を読み取る。

無線送信部３０６は、宛先認識部３０５が選択した無線チャネルを使用してデータパケット、ＡＣＫパケット、加入要求パケット、脱退要求パケットを送信する。

次に、図１の無線ネットワークに新たにスレーブ無線端末が１台加入する場合のマスター無線端末の動作の一例について図４を参照して説明する。
あるスレーブ無線端末１０２の無線送信部３０６が加入要求パケットを送信し、マスター無線端末１０１の無線受信部２０１がこのパケットを受信した場合には、識別子割り当て部２０３が、このスレーブ無線端末１０２の加入要求パケットに含まれる識別子を取得する（ステップＳ４０１）。識別子割り当て部２０３は、スレーブ識別子記憶部２０４とスレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して、新たに加入するスレーブ無線端末１０２の識別子を割り当てる。これとは別に、新たに加入したいスレーブ無線端末１０２には識別子が割り当てられていなくてもよい。この場合には、スレーブ無線端末１０２からの加入要求パケットは識別子を含んでいなくてもよい。

識別子割り当て部２０３が、スレーブ識別子記憶部２０４とスレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して、受信用チャネルが第１の無線チャネルであるスレーブ無線端末が、受信用チャネルが第２の無線チャネルであるスレーブ無線端末よりも多いかどうかを判定する（ステップＳ４０２）。識別子割り当て部２０３は、ステップＳ４０１で取得した識別子を加えた無線ネットワーク全体で、スレーブ無線端末の受信用チャネルが第１の無線チャネルと第２の無線チャネルに平均化して分布しているかを判定している。

ステップＳ４０２で多いと判定された場合には、識別子割り当て部２０３は、加入要求したスレーブ無線端末の受信用チャネルを第２の無線チャネルとする識別子を割り当て、割り当てた識別子をスレーブ識別子記憶部２０４に記憶する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０２で多くないと判定された場合には、識別子割り当て部２０３は、加入要求したスレーブ無線端末の受信用チャネルを第１の無線チャネルとする識別子を割り当て、割り当てた識別子をスレーブ識別子記憶部２０４に記憶する（ステップＳ４０４）。

マスター無線端末１０１では、宛先認識部２０６が、ステップＳ４０３またはステップＳ４０４で割り当てられた、スレーブ識別子記憶部２０４に記憶されている識別子を取得して、無線送信部２０７がこの識別子を加入応答パケットに含めて、加入要求したスレーブ無線端末１０２に加入応答パケットを送信する（ステップＳ４０５）。

次に、図１の無線ネットワークからスレーブ無線端末が１台脱退する場合のマスター無線端末の動作の一例について図５を参照して説明する。
あるスレーブ無線端末１０２の無線送信部３０６が脱退要求パケットを送信し、マスター無線端末１０１の無線受信部２０１がこのパケットを受信した場合には、識別子割り当て部２０３が、このスレーブ無線端末１０２の脱退要求パケットに含まれる識別子を取得する（ステップＳ５０１）。識別子割り当て部２０３は、スレーブ識別子記憶部２０４とスレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して、このスレーブ無線端末１０２が脱退したことによる無線ネットワーク内のスレーブ無線端末の受信用チャネルとして使用する無線チャネルが平均的に分布しているかどうかを判定して、場合によっては脱退していないスレーブ無線端末の識別子を変更する。

識別子割り当て部２０３が、スレーブ識別子記憶部２０４とスレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照して、受信用チャネルが第１の無線チャネルであるスレーブ無線端末数が、受信用チャネルが第２の無線チャネルであるスレーブ無線端末数より所定数以上多いかどうかを判定する（ステップＳ５０２）。この所定数は例えば、自然数値であり、例えば、１，２，５等であり、予め設定されていても、後に変更できるようになっていてもよい。

ステップＳ５０２で所定数以上多いと判定された場合には、識別子割り当て部２０３が、受信用チャネルが第１の無線チャネルであるスレーブ無線端末の識別子を、受信用チャネルが第２の無線チャネルであるスレーブ無線端末の識別子に変更する（ステップＳ５０３）。識別子を変更する、受信用チャネルが第２の無線チャネルであるスレーブ無線端末は、例えば、ランダムに選択されてもよいし、識別子の数が小さい端末から選択してもよい。この選択方法は任意でも構わない。

一方、ステップＳ５０２で所定数以上多くないと判定された場合には、識別子割り当て部２０３が、受信用チャネルが第２の無線チャネルであるスレーブ無線端末数が、受信用チャネルが第１の無線チャネルであるスレーブ無線端末数よりも所定数以上多いかどうかを判定する（ステップＳ５０４）。この所定数は、ステップＳ５０２での所定数と同様に設定されるが、同一値である必要はない。

ステップＳ５０４で所定数以上多いと判定された場合には、識別子割り当て部２０３が、受信用チャネルが第２の無線チャネルであるスレーブ無線端末の識別子を、受信用チャネルが第１の無線チャネルであるスレーブ無線端末の識別子に変更する（ステップＳ５０５）。識別子を変更する、受信用チャネルが第１の無線チャネルであるスレーブ無線端末の選択方法も上記と同様に任意である。

一方、ステップＳ５０４で所定数以上多くないと判定された場合には、識別子変更要求は出さず、マスター無線端末１０１は識別子変更要求パケット等を送信しない。

ステップＳ５０３とステップＳ５０５の動作の後は、マスター無線端末１０１では、宛先認識部２０６が、ステップＳ５０３またはステップＳ５０５で割り当てられた、スレーブ識別子記憶部２０４に記憶されている、変更された識別子を取得して、無線送信部２０７がこの識別子を識別子変更要求パケットに含めて、識別子を変更するスレーブ無線端末に識別子変更要求パケットを送信する（ステップＳ５０６）。

なお、図４および図５を参照して、無線ネットワークに新たにスレーブ無線端末が１台加入または１台脱退する場合を説明したが、複数台加入または複数台脱退する場合は、１台加入または１台脱退する場合の動作を複数回繰り返すだけなので、特に説明はしない。

次に、スレーブ無線端末１０２の送信動作の一例について図６を参照して説明する。図６はスレーブ無線端末１０２が他のスレーブ無線端末からデータパケットを受信し、正しく受信した旨を表すＡＣＫパケットを返信するか否かを判断する際の手順の一例を示したフローチャートである。
スレーブ無線端末１０２が他のスレーブ端末からデータを受信した際には、データ処理部３０２がデータを正しく受信した旨を表すＡＣＫパケットの返信が必要か否かを、判定基準を参照して判定する（ステップＳ６０１）。判定基準は、任意であるが、無線システムにより定めてもよい。判定基準は、例えば、音声または映像データであるか、文書データであるかによってＡＣＫパケットの返信が必要であるか否かを決定するものがある。この例の場合では、音声または映像データは受信データがある程度欠損していても再生する際に補正することができるので、ＡＣＫパケットの返信は不要であるとし、文書データは受信データに欠損が少しでもあると閲覧することができなくなるので、ＡＣＫパケットの返信が必要であるとする。

ステップＳ６０１でＡＣＫ送信が必要であると判定した場合には、データ処理部３０２がＡＣＫパケットを生成する。宛先認識部３０５は、無線受信部３０１がデータパケットを受信した無線チャネルをＡＣＫパケットの送信用の無線チャネルとして選択する（ステップＳ６０４）。一方、ステップＳ６０１でデータ処理部３０２が、ＡＣＫ送信が不要であると判定した場合で、通常のデータパケットを送信する場合、宛先認識部３０５は送信データの宛先識別子を読み取る（ステップＳ６０２）。次に、宛先認識部３０５が、スレーブ受信チャネル記憶部２０５を参照し、宛先端末が受信用に用いている無線チャネルをデータ送信用に選択する（ステップＳ６０３）。以上のように、ＡＣＫパケットを送信する場合も、データパケットを送信する場合も、使用する無線チャネルを一意に決めることができ、無線送信部３０６がこの決められた無線チャネルを用いて送信する（ステップＳ６０５）。

次に、スレーブ受信チャネル記憶部２０５に記憶されているスレーブ無線端末がデータ受信用に使用するチャネルについて図７、図８を参照して説明する。
図７の例では、マスター無線端末１０１がデータ送信に使用する第１の無線チャネルを、識別子が奇数のスレーブ無線端末１０２がデータ受信用に使用し、マスター無線端末１０１がデータ受信用に使用する第２の無線チャネルを、識別子が偶数のスレーブ無線端末１０２がデータ受信用に使用する。

また、これ例とは別に、識別子の特定のビットの値に応じてスレーブ無線端末１０２が受信用に使用する無線チャネルを定めてもよい。例えば、識別子の最下位から２ビット目が１であるスレーブ無線端末１０２は、マスター無線端末１０１がデータ送信に使用する第１の無線チャネルをデータ受信用に使用し、識別子の最下位から２ビット目が０であるスレーブ無線端末１０２は、マスター無線端末１０１がデータ受信用に使用する第２の無線チャネルをデータ受信用に使用する、という方法でもよい。具体的には例えば、識別子が０１１１０１１０のスレーブ無線端末１０２は第１の無線チャネルをデータ受信用に使用し、識別子が０１１１０１００のスレーブ無線端末１０２は第２の無線チャネルをデータ受信用に使用する。

いずれの場合でも、ＡＣＫパケットはデータを受信した無線チャネルの次のスロットで送信する。なお、本実施形態ではＦＤＤ（Frequency Division Duplex）の場合についての例を示すが、ＴＤＤ（Time Division Duplex）などの場合も同様に動作することが可能である。ＴＤＤの場合については後に図１０、図１１を参照して説明する。

無線チャネルが３つ以上存在する場合についてでも同様の手順が可能である。例えば、無線チャネルが３つ存在する場合の一例について図８を参照して説明する。
無線チャネルが３つある場合は、例えば、スレーブ無線端末１０２自身の識別子を３で割って余り０の場合には第１の無線チャネルで受信し、スレーブ無線端末１０２自身の識別子を３で割って余り１の場合には第２の無線チャネルで受信し、スレーブ無線端末１０２自身の識別子を３で割って余り２の場合には第３の無線チャネルで受信する。なお、図８の例では、図７の例と同様に、ＡＣＫパケットはデータを受信した無線チャネルと同じ無線チャネルの次のスロットで返信する。

以上で説明したように、第１の実施形態によれば、各スレーブ無線端末は自身宛のデータが送信される無線チャネルが自身の識別子で一意に決まっているため、この無線チャネルにおいて常に受信していれば、自身宛のデータを受信することが可能となり、各スレーブ無線端末が他のスレーブ無線端末宛にデータを送信するチャネルを選択する際に、制御パケットの送受信等が不要となる。また、各無線チャネルのトラフィックを平準化することが可能となる。さらに、ＡＣＫパケットが送信される無線チャネルも一意に決まり、制御パケットの送受信等が不要となる。さらに、ＡＣＫパケットの衝突が発生しないようにすることができ、無線帯域の有効利用が可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態とは、無線ネットワークの形態が異なる。第１の実施形態では、無線ネットワークがアドホックネットワークである場合の動作例を説明したものであるが、第２の実施形態では、図９に示すように、無線ＬＡＮ等のように無線基地局と少なくとも１台以上の無線端末とから構成される無線ネットワークでの動作例を説明する。本実施形態の本質的な動作は、第１の実施形態での場合と同様である。

本実施形態の無線システムは、１台の無線基地局と、少なくとも１台以上の無線端末とを含む無線ネットワークを構成する。例えば、図９に示すように、無線基地局９０１と複数の無線端末９０２とを含む無線ネットワークである。ここでは、特に無線端末間で直接通信を行う場合に着目する。

本実施形態での無線基地局９０１は、図２を参照して説明した第１の実施形態でのマスター無線端末１０１の構成と同様であり、本実施形態での無線端末９０２は、図３を参照して説明した第１の実施形態でのスレーブ無線端末１０２の構成と同様である。図２および図３を参照した説明で、マスター無線端末１０１を無線基地局９０１に読み替え、スレーブ無線端末１０２を無線端末９０２に読み替えた説明がそのまま本実施形態での無線基地局９０１と無線端末９０２の説明になる。

したがって、第１の実施形態でのその他の説明においても上記の読み替えを行えば、本実施形態での無線基地局９０１と無線端末９０２の説明となる。

次に、スレーブ受信チャネル記憶部２０５に記憶されているスレーブ無線端末がデータ受信用に使用するチャネルについて図１０、図１１を参照して説明する。本実施形態ではＴＤＤ（Time Division Duplex）の場合について例を示すが、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）（上記図７、図８の説明を参照）などの場合も同様に動作することが可能である。

図１０に示すように、例えば、無線基地局９０１がデータ送信に使用する第１の無線チャネルを、識別子が奇数の無線端末９０２が受信用に使用し、無線基地局９０１がデータ受信用に使用する第２の無線チャネルを、識別子が偶数の無線端末９０２が受信用に使用する。また、識別子の特定のビットの値に応じて無線端末９０２が受信用に使用する無線チャネルを定めてもよい。例えば、識別子の最下位から２ビット目が１である無線端末９０２は、無線基地局９０１がデータ送信に使用する第１の無線チャネルを、受信用に使用し、識別子の最下位から２ビット目が０である無線端末９０２は、無線基地局９０１がデータ受信用に使用する第２の無線チャネルを、受信用に使用する、という方法でもよい。例えば、識別子が００１１０１１０の無線端末９０２は、第１の無線チャネルを受信用に使用し、識別子が００１１０１００の無線端末９０２は、第２の無線チャネルを受信用に使用する。いずれの場合でも、ＡＣＫパケットはデータを受信した無線チャネルの次のスロットで送信する。

また、無線チャネルが３つ以上存在する場合でも同様の手順が可能である。例えば、図１１に示すように、例えば無線チャネルが３つ存在する場合、無線端末９０２自身の識別子を３で割って余り０の場合には第１の無線チャネルで受信し、無線端末９０２自身の識別子を３で割って余り１の場合には第２の無線チャネルで受信し、無線端末９０２自身の識別子を３で割って余り２の場合には第３の無線チャネルで受信する。なお、図１１の例では、ＡＣＫパケットはデータを受信した無線チャネルと同じ無線チャネルの次のスロットで返信する。

以上で説明したように、第２の実施形態によれば、各無線端末は自身宛のデータが送信される無線チャネルが自身の識別子で一意に決まっているため、無線端末同士で直接通信する場合、この無線チャネルにおいて常に受信していれば、自身宛のデータを受信することが可能となり、各無線端末が他のスレーブ無線端末宛にデータを送信するチャネルを選択する際に、制御パケットの送受信等が不要となる。また、ＡＣＫパケットが送信される無線チャネルも一意に決まり、制御パケットの送受信等が不要となる。さらに、ＡＣＫパケットの衝突が発生しないようにすることができ、無線帯域の有効利用が可能となる。またさらに、各無線チャネルのトラフィックを平準化することが可能となる。

また、上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の無線端末による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の無線端末と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、本願発明におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

第１の実施形態の無線システムが形成する無線ネットワークを示す図。図１のマスター無線端末のブロック図。図１のスレーブ無線端末のブロック図。図１の無線ネットワークに新たにスレーブ無線端末が１台加入する場合のマスター無線端末の動作の一例を示すフローチャート。図１の無線ネットワークからスレーブ無線端末が１台脱退する場合のマスター無線端末の動作の一例を示すフローチャート。図１のスレーブ無線端末の送信動作の一例を示す図。図１のスレーブ無線端末がデータ受信用に使用するチャネルについて無線チャネルが２つ存在する場合の一例を示す図。図１のスレーブ無線端末がデータ受信用に使用するチャネルについて無線チャネルが３つ存在する場合の一例を示す図。第２の実施形態の無線システムが形成する無線ネットワークを示す図。図１のスレーブ無線端末がデータ受信用に使用するチャネルについて無線チャネルが２つ存在する場合の一例を示す図。図１のスレーブ無線端末がデータ受信用に使用するチャネルについて無線チャネルが３つ存在する場合の一例を示す図。

符号の説明

１０１・・・マスター無線端末、１０２・・・スレーブ無線端末、２０１，３０１・・・無線受信部、２０２，３０２・・・データ処理部、２０３・・・識別子割り当て部、２０４・・・スレーブ識別子記憶部、２０５・・・スレーブ受信チャネル記憶部、２０６，３０５・・・宛先認識部、２０７，３０６・・・無線送信部、３０３・・・識別子変更部、３０４・・・自端末識別子記憶部、９０１・・・無線基地局、９０２・・・無線端末。

Claims

複数のスレーブ端末を管理し、該スレーブ端末とネットワークを形成する無線端末であって、
前記ネットワークからあるスレーブ端末が脱退したい旨の脱退要求パケット、または、前記ネットワークにあるスレーブ端末が加入したい旨の加入要求パケットを、該スレーブ端末から受信する受信手段と、
前記複数のスレーブ端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、
スレーブ端末に割り当てるための複数の識別子と、スレーブ端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、
前記あるスレーブ端末が前記ネットワークから脱退または前記ネットワークに加入することにより、ネットワーク内の複数のスレーブ端末に割り当てられている複数の受信用チャネルが受信用チャネルとして設定されているチャネルの間で偏って分布しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏って分布していると判定した場合には、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏らないように、１以上のスレーブ端末に前記識別子を割り当て直し、前記第１記憶手段を更新する割当手段と、
識別子を割り当て直したスレーブ端末へ該識別子を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線端末。
前記第２記憶手段に記憶されている複数の受信用チャネルは、前記無線端末が送信用に使用する第１チャネルと、前記無線端末が受信用に使用する第２チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
前記第２記憶手段は、識別子が奇数である場合と偶数である場合に応じて、それぞれ前記第１チャネルおよび前記第２チャネル、または、それぞれ前記第２チャネルおよび前記第１チャネルを一意に関連付けて記憶していることを特徴とする請求項２に記載の無線端末。
前記判定手段は、スレーブ端末が前記ネットワークに加入する場合に、前記第１チャネルを受信用チャネルとして使用するスレーブ端末数が前記第２チャネルを受信用チャネルとして使用するスレーブ端末数よりも多いかどうかを判定し、
前記割当手段は、前記判定手段が多いと判定した場合には、前記第２チャネルに加入するスレーブ端末の識別子を割り当て、前記判定手段が多くないと判定した場合には、前記第１チャネルに加入するスレーブ端末の識別子を割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線端末。
前記判定手段は、スレーブ端末が前記ネットワークから脱退する場合に、前記第１チャネルを受信用チャネルとして使用するスレーブ端末数が前記第２チャネルを受信用チャネルとして使用するスレーブ端末数よりも第１所定数以上多いかどうかを判定し、
前記割当手段は、前記判定手段が第１所定数以上多いと判定した場合には、受信用チャネルが第１チャネルであるスレーブ端末の識別子を、受信用チャネルが第２チャネルであるスレーブ端末の識別子に変更し、
前記判定手段は、前記判定手段が第１所定数以上多くないと判定した場合には、前記第２チャネルを受信用チャネルとして使用するスレーブ端末数が前記第１チャネルを受信用チャネルとして使用するスレーブ端末数よりも第２所定数以上多いかどうかを判定し、
前記割当手段は、前記判定手段が第２所定数以上多いと判定した場合には、受信用チャネルが第２チャネルであるスレーブ端末の識別子を、受信用チャネルが第１チャネルであるスレーブ端末の識別子に変更し、前記判定手段が第２所定数以上多くないと判定した場合には、識別子割り当て直しを行わず、
前記送信手段は、前記変更された識別子を対応するスレーブ端末に送信することを特徴とする請求項２に記載の無線端末。
前記割当手段は、スレーブ端末が前記ネットワークに加入する場合に、受信用チャネルが割り当てられているスレーブ端末数が最も少ない受信用チャネルに割り当てるように、加入するスレーブ端末に識別子を割り当てることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線端末。
マスター端末によって管理される無線端末であって、
前記マスター端末から送信された識別子を受信する受信手段と、
自無線端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、
前記第１記憶手段が記憶している識別子を前記受信手段が受信した識別子に変更する変更手段と、
無線端末に割り当てるための複数の識別子と、無線端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、
データパケットをある宛先無線端末に送信する場合に、該宛先無線端末の識別子を読み取り、該識別子に対応する受信用チャネルを前記第２記憶手段から取得する取得手段と、
前記受信用チャネルで前記データパケットを前記宛先無線端末に送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線端末。
前記第２記憶手段に記憶されている複数の受信用チャネルは、マスター端末が送信用に使用する第１チャネルと、マスター端末が受信用に使用する第２チャネルであることを特徴とする請求項７に記載の無線端末。
前記第２記憶手段は、識別子が奇数である場合と偶数である場合に応じて、それぞれ前記第１チャネルおよび前記第２チャネル、または、それぞれ前記第２チャネルおよび前記第１チャネルを一意に関連付けて記憶していることを特徴とする請求項８に記載の無線端末。
他の無線端末から送信されたデータパケットを受信する受信手段をさらに具備し、
前記送信手段は、該データパケットを正常に受信した場合に、該データパケットを受信したチャネルを使用して該データパケットを正常に受信した旨を示すパケットを前記他の無線端末に送信することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の無線端末。
複数のスレーブ無線端末と、該スレーブ無線端末を管理するマスター無線端末とを具備する無線システムであって、
前記マスター無線端末は、
前記無線システムが形成するネットワークからあるスレーブ無線端末が脱退したい旨の脱退要求パケット、または、前記ネットワークにあるスレーブ無線端末が加入したい旨の加入要求パケットを、該スレーブ無線端末から受信する受信手段と、
前記複数のスレーブ無線端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、
スレーブ無線端末に割り当てるための複数の識別子と、スレーブ無線端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、
前記あるスレーブ無線端末が前記ネットワークに脱退または加入することにより、ネットワーク内の複数のスレーブ無線端末に割り当てられている複数の受信用チャネルが受信用チャネルとして設定されているチャネルの間で偏って分布しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏って分布していると判定した場合には、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏らないように、１以上のスレーブ無線端末に前記識別子を割り当て直し、前記第１記憶手段を更新する割当手段と、
識別子を割り当て直したスレーブ無線端末へ該識別子を送信する送信手段と、を具備し、
各前記スレーブ無線端末は、
前記送信手段によって送信された識別子を受信する受信手段と、
自スレーブ無線端末の識別子を記憶している第３記憶手段と、
前記第３記憶手段が記憶している識別子を前記受信手段が受信した識別子に変更する変更手段と、
前記第２記憶手段が記憶している内容と同一の内容を記憶している第４記憶手段と、
データパケットをある宛先スレーブ無線端末に送信する場合に、該宛先スレーブ無線端末の識別子を読み取り、該識別子に対応する受信用チャネルを前記第４記憶手段から取得する取得手段と、
前記受信用チャネルで前記データパケットを前記宛先スレーブ無線端末に送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線システム。
複数のスレーブ端末を管理し、該スレーブ端末とネットワークを形成する無線端末で使用されるプログラムであって、
コンピュータを、
前記ネットワークからあるスレーブ端末が脱退したい旨の脱退要求パケット、または、前記ネットワークにあるスレーブ端末が加入したい旨の加入要求パケットを、該スレーブ端末から受信する受信手段と、
前記複数のスレーブ端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、
スレーブ端末に割り当てるための複数の識別子と、スレーブ端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、
前記あるスレーブ端末が前記ネットワークから脱退または前記ネットワークに加入することにより、ネットワーク内の複数のスレーブ端末に割り当てられている複数の受信用チャネルが受信用チャネルとして設定されているチャネルの間で偏って分布しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏って分布していると判定した場合には、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏らないように、１以上のスレーブ端末に前記識別子を割り当て直し、前記第１記憶手段を更新する割当手段と、
識別子を割り当て直したスレーブ端末へ該識別子を送信する送信手段として機能させるためのプログラム。
マスター端末によって管理される無線端末で使用されるプログラムであって、
コンピュータを、
前記マスター端末から送信された識別子を受信する受信手段と、
自無線端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、
前記第１記憶手段が記憶している識別子を前記受信手段が受信した識別子に変更する変更手段と、
無線端末に割り当てるための複数の識別子と、無線端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、
データパケットをある宛先無線端末に送信する場合に、該宛先無線端末の識別子を読み取り、該識別子に対応する受信用チャネルを前記第２記憶手段から取得する取得手段と、
前記受信用チャネルで前記データパケットを前記宛先無線端末に送信する送信手段として機能させるためのプログラム。
複数のスレーブ無線端末と、該スレーブ無線端末を管理するマスター無線端末とを具備する無線システムで使用されるプログラムであって、
コンピュータを、
前記マスター無線端末では、
前記無線システムが形成するネットワークからあるスレーブ無線端末が脱退したい旨の脱退要求パケット、または、前記ネットワークにあるスレーブ無線端末が加入したい旨の加入要求パケットを、該スレーブ無線端末から受信する受信手段と、
前記複数のスレーブ無線端末の識別子を記憶している第１記憶手段と、
スレーブ無線端末に割り当てるための複数の識別子と、スレーブ無線端末用の複数の受信用チャネルとを一意に関連付けて記憶している第２記憶手段と、
前記あるスレーブ無線端末が前記ネットワークに脱退または加入することにより、ネットワーク内の複数のスレーブ無線端末に割り当てられている複数の受信用チャネルが受信用チャネルとして設定されているチャネルの間で偏って分布しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏って分布していると判定した場合には、複数の受信用チャネルがチャネル間で偏らないように、１以上のスレーブ無線端末に前記識別子を割り当て直し、前記第１記憶手段を更新する割当手段と、
識別子を割り当て直したスレーブ無線端末へ該識別子を送信する送信手段として機能させ、
各前記スレーブ無線端末では、
前記送信手段によって送信された識別子を受信する受信手段と、
自スレーブ無線端末の識別子を記憶している第３記憶手段と、
前記第３記憶手段が記憶している識別子を前記受信手段が受信した識別子に変更する変更手段と、
前記第２記憶手段が記憶している内容と同一の内容を記憶している第４記憶手段と、
データパケットをある宛先スレーブ無線端末に送信する場合に、該宛先スレーブ無線端末の識別子を読み取り、該識別子に対応する受信用チャネルを前記第４記憶手段から取得する取得手段と、
前記受信用チャネルで前記データパケットを前記宛先スレーブ無線端末に送信する送信手段として機能させるためのプログラム。