JP2011114779A

JP2011114779A - 端末装置および通信方法

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Publication number: JP2011114779A
Application number: JP2009271566A
Authority: JP
Inventors: Masaro Tamai; 昌朗玉井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09
Also published as: WO2011064911A1

Abstract

【課題】フレーム長が端末ＩＤより短い場合であっても、通信アドレスおよびスロットの割り当てを自動で行う。
【解決手段】親機１００および子機２００がスロットを利用して通信する通信方法であって、子機２００が、第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを親機１００に送信するステップ（Ｓ２０３、Ｓ２０４）と、親機１００が、第１〜第ｎの要求メッセージを受信し、第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片として含む第１〜第ｎの応答メッセージを送信するステップ（Ｓ１０４、Ｓ１０６）と、親機１００が、通信アドレスとスロットとを含むアドレス通知メッセージを送信するステップ（Ｓ１０７）と、子機２００が、第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片が第１〜第ｎの子機ＩＤ片に等しい場合に、通信アドレスとスロットとを子機２００の通信インタフェース２１０に設定するステップ（Ｓ２０８）とを含む。
【選択図】図９

Description

本発明は、直流の電力線を通信線として使用する端末装置、および当該端末装置を用いる通信方法に関する。

近年、家庭内のＡＣ（交流）１００Ｖの電力線を通信路としても利用することで、電力線により端末装置に電力を供給しつつ、併せて通信も可能とするＰＬＣ（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）技術が開発されている。さらには、特許文献１に示すように、ＤＣ（直流）電力線への転用も進んでいる。

一方、特許文献２に示す発明のように、自転車に搭載する表示装置、変速スイッチ、変速装置等の端末装置を、ＤＣ電力線を兼ねた通信路で接続し、通信路によってこれらの端末装置に電源を供給するとともに、端末装置間で通信を行う装置が開発されている。特許文献２においては、各端末装置はアナログ信号を出力し、通信を行っている。しかしながら、上述したＤＣ電力線を通信路として利用するＰＬＣ技術をこの分野に適用することで、各端末装置がデジタル通信によって情報を交換することも可能となる。

このような自転車用ネットワークにおける通信では、最大の送信遅延時間が保証できることが重要である。これは、例えばユーザーが変速スイッチを操作してから、実際に変速装置によってギアが選択されるまでの所要時間に直接関わるためである。

最大の送信遅延時間を保証するためには、各端末装置が一定の時間以内に必ず送信権を獲得できることが必要である。このような通信制御方式の１つとして、送信権巡回方式がある。

特許文献３は、送信権巡回方式を採用する通信制御方式の一例を示す。特許文献３によると、ネットワークがビジー状態であるかアイドル状態であるかを検出するバス状態検出手段と、ネットワークがアイドル状態であるときに単位アイドル時間まで繰り返しカウントするカウント手段と、カウント手段による単位アイドル時間を検出するたびにインクリメントするパラメータが、自己に割り当てられた固有のノードＩＤ０を初期値とする自己のノードＩＤと一致したときに送信フレームを生成する制御手段と、制御手段によって生成された送信フレームをネットワーク上に送信する送信手段と、ネットワーク上の他の端末装置から送信された送信フレームを受信する受信手段とを設け、制御手段は受信手段により受信した送信フレーム内に含まれる固有のノードＩＤ０を抽出し、パラメータを固有のノードＩＤ０に更新する特徴を持つ。

この手法によれば、送信権が各端末装置を一定の順序で巡回するため、フレーム長と接続する端末台数の上限とをそれぞれ決定すれば、各端末装置は、一定の時間以内に必ず送信権が得られる。

なお、ネットワークがアイドル状態である場合の待ち時間である単位アイドル時間と、いずれかの端末装置が送信フレームを送信している時間とを、可変長のスロットと言い換えることもできる。この場合、送信権は該当スロットの到来に等しく、送信権を得た端末装置は到来したスロットに割り当てられた端末装置に等しい。

米国特許第７０１００５０号明細書特開２００３−３１２５７０号公報特許第４０１２８５１号公報

しかしながら、上記に示した通信制御方式では、通常のデータ通信を行う前に、各端末装置に通信アドレスだけでなく、固有のノードＩＤも割り当てる必要がある。固有のノードＩＤは、予め固定で決定しておくわけにはいかない。

例えば、自転車のネットワークに接続される端末装置は、ユーザーの使用状況に応じてネットワークに接続し、あるいは、ネットワークから取り外されるといったことが頻繁に行われる場合も想定される。また、ユーザーの利便性の点からも、通信アドレスおよび固有のノードＩＤなどのパラメータの設定は、ユーザーの手を介さずに、自動的に実施されることが望まれる。

さらに、ＤＣ電力線を通信路として使用する、自転車用のネットワークに接続される端末装置は、消費電力およびチップのサイズを抑えるため、通信速度は低速で、それゆえフレーム長も短く、端末装置に固有の端末ＩＤよりも短い場合が多い。このため、複数の端末装置が同時に通信アドレスおよびスロットの割り当てを要求した場合、通信端末を特定することが困難となる。

そこで、本発明は、フレーム長が端末ＩＤより短い場合であっても、通信アドレスおよびスロットの割り当てを自動で行うことができる端末装置および通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る端末装置（子機）は、直流の電力線を通信路として用い、当該通信路を時間的に分割したスロットを利用して他の端末装置と通信を行う端末装置であって、前記他の端末装置との通信を制御する制御部と、前記電力線の信号から受信信号を分離し、所定の送信信号を前記電力線の信号に重畳する分離混合部と、前記分離混合部によって分離された受信信号を前記制御部に出力し、かつ、前記制御部による制御に基づいて前記送信信号を前記分離混合部に出力する通信インタフェースとを備え、前記制御部は、自端末装置を識別するための端末ＩＤを第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の子機ＩＤ片に分割し、当該第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを順次、前記送信信号として出力し、前記他の端末装置から前記分離混合部および前記通信インタフェースを介して、前記第１〜第ｎの要求メッセージに対する応答であり、第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの応答メッセージを順次、前記受信信号として受信し、受信した第１〜第ｎの応答メッセージに含まれる第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片が前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片に一致した場合に、前記他の端末装置から送信されるアドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスとスロット番号とを前記通信インタフェースに設定する。

これにより、子機は、端末ＩＤを複数の子機ＩＤ片に分割することで、フレーム長が端末ＩＤより短い場合でも端末ＩＤを、他の端末装置である親機に送信することができる。さらに、子機は、親機からの応答メッセージに含まれる選択端末ＩＤ片が子機ＩＤ片に一致した場合に、親機によって自端末装置が選択されたと判断することで、複数の子機が通信路を利用している場合であっても、親機から通信アドレスとスロットとを取得することが可能となる。

また、前記制御部は、前記第１〜第ｎの応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の応答メッセージに含まれる第ｍの選択端末ＩＤ片が、前記第１〜第ｎの要求メッセージのうちの第ｍの要求メッセージに含まれる第ｍの子機ＩＤ片と一致しない場合、前記第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止してもよい。

これにより、複数の子機が要求メッセージを送信している場合において、子機ＩＤ片と選択端末ＩＤ片とが一致しない場合、親機によって他の子機が選択されたと判断して、要求メッセージの送信を中止することで、要求メッセージ同士の衝突を減少させることができる。したがって、処理時間を短縮させることが可能となる。

また、前記制御部は、乱数を用いて前記第ｍの要求メッセージの送信待ち時間を算出し、所定の時点から前記送信待ち時間が経過した後に、通信アドレスが割り当てられていない端末装置専用のスロットである特定スロットを用いて、前記第ｍの要求メッセージを送信してもよい。

これにより、乱数を用いることで、通信アドレスおよびスロットの割り当てを要求する端末装置の台数が多い場合であっても、要求メッセージ同士の衝突が減少し、処理時間を短縮させることが可能となる。

また、前記制御部は、さらに、前記第１〜第ｎの要求メッセージのそれぞれの前記送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、値が順に小さくなるように決定してもよい。

これによると、より後で送信する要求メッセージであるほど、送信待ち時間の最大値が小さくなり、処理時間を短縮することが可能となる。

また、前記制御部は、前記他の端末装置から定期的に送信される報知メッセージを受信したときから、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間が経過した後に、前記第１の要求メッセージを送信してもよい。

これにより、アドレス割り当てを行うタイミングが明確化され、処理が容易となる。

また、前記制御部は、さらに、前記報知メッセージに含まれる、どの端末装置にも割り当てられていないスロットの数を示す空きスロット数に応じて、前記送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を決定してもよい。

これにより、通信アドレスとスロットとが割り当てられた端末装置の台数が増えるほど、つまり、通信アドレスとスロットとを割り当てるべき端末装置の台数が少なくなるほど、送信待ち時間の最大値が小さくなり、処理時間を短縮することが可能となる。

また、前記報知メッセージは、前記他の端末装置を識別するための端末ＩＤが分割された第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを含み、前記制御部は、前記第１〜第ｐの親機ＩＤ片が以前と異なる値である場合に、前記通信インタフェースに設定した通信アドレスとスロット番号とを初期化してもよい。

これにより、通信アドレスおよびスロットが割り当て済みであって、通常のデータ通信が可能な状態において、親機が別の親機に入れ替わった場合でも、適切でない通信アドレスとスロットとを使い続けることを避けることができる。

また、前記制御部は、前記他の端末装置に前記第ｍの要求メッセージを送信した後、前記他の端末装置から前記第ｍの応答メッセージを受信する前に、前記報知メッセージを受信した場合、前記第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止するとともに、前記第１の要求メッセージを再送信してもよい。

これにより、別途、応答メッセージのタイムアウト処理を設ける必要がなく、処理が容易となる。

また、前記制御部は、前記第１の要求メッセージを再送信する場合、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、前記第１の要求メッセージの初回の前記送信待ち時間を算出するのに用いた乱数の最大値より、値が大きくなるように決定してもよい。

これにより、再送信を行う場合、複数の子機が送信する要求メッセージ同士が衝突する確率が減少し、処理時間が短縮される。

また、前記制御部は、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、前記他の端末装置に割り当てられたスロットを除いたスロットを選択し、選択したスロットを用いて前記第ｍの要求メッセージを送信してもよい。

これにより、要求メッセージの送信待ち時間が短縮され、処理時間を短縮することが可能となる。

また、前記制御部は、前記他の端末装置から特定メッセージを受信した場合に、前記通信インタフェースに設定した通信アドレスと、前記通信インタフェースに設定したスロット番号が示すスロットとを用いて、通常のデータ通信を開始してもよい。

これにより、例えば、通信アドレスとスロットとの割り当てが終了するまでデータ通信を行わないようにすることで、要求メッセージとデータ通信のためのパケットとが衝突することを防ぎ、処理時間を短縮させることが可能となる。

また、前記特定メッセージは、ビーコンであってもよい。

これにより、端末装置が通信を開始するためのメッセージを別途送信する必要がなく、処理が容易になる。

また、前記制御部は、前記他の端末装置に、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを送信し、前記他の端末装置から前記アドレス通知メッセージを受信した場合に、当該アドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスと、前記スロット要求メッセージに含まれるスロット要求数のスロット番号とを前記通信インタフェースに設定してもよい。

これにより、子機は、新たにメッセージ交換を行うことなく、複数のスロットを取得することが可能となる。

また、前記制御部は、前記他の端末装置から、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットの少なくとも一部を示す空きスロット情報を含むメッセージを受信した場合、当該空きスロット情報が示す空きスロットに相当する期間において、前記通信インタフェースの通信機能を停止してもよい。

これにより、どの端末装置にも割り当てられていないスロットにおいては通信機能を停止させて消費電力を低減することが可能となる。

また、前記制御部は、自端末装置を識別するための端末ＩＤの下位側から順に、それぞれ前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片となるように分割してもよい。

これにより、確率的に早期に端末ＩＤ片の不一致を検出する端末装置が多くなり、要求メッセージの衝突頻度が減少し、割り当てに要する時間を短縮することができる。

また、本発明に係る端末装置（親機）は、また、直流の電力線を通信路として用い、当該通信路を時間的に分割したスロットを利用して他の端末装置と通信を行う端末装置であって、前記他の端末装置との通信を制御する制御部と、前記電力線の信号から受信信号を分離し、所定の送信信号を前記電力線の信号に重畳する分離混合部と、前記分離混合部によって分離された受信信号を前記制御部に出力し、かつ、前記制御部による制御に基づいて、前記送信信号を前記分離混合部に出力する通信インタフェースとを備え、前記制御部は、前記他の端末装置から前記分離混合部および前記通信インタフェースを介して、前記他の端末装置を識別するための端末ＩＤが分割された第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の端末ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを順次受信し、かつ、受信した第１〜第ｎの要求メッセージに対する応答であり、前記第１〜第ｎの端末ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの応答メッセージを順次ブロードキャスト送信し、前記第１〜第ｎの応答メッセージを全て送信した場合、前記他の端末装置に割り当てる通信アドレスとスロット番号とを含むアドレス通知メッセージをブロードキャスト送信する。

これにより、親機は、フレーム長が端末ＩＤより短い場合でも、他の端末装置である子機の端末ＩＤが分割された第１〜第ｎの端末ＩＤ片を全て受信することで、子機の端末ＩＤを知ることができる。さらに、親機が、第１〜第ｎの端末ＩＤ片をそれぞれ含む応答メッセージを全て送信した場合に、子機は自分が親機によって選択されたと判断することができるので、親機は、子機に通信アドレスとスロットとを割り当てることが可能となる。

また、前記制御部は、さらに、前記他の端末装置に前記第１の要求メッセージを送信させるための報知メッセージを、定期的にブロードキャスト送信してもよい。

これにより、アドレス割り当て処理を行うタイミングが明確化され、処理が容易になる。

また、前記制御部は、どの端末装置にも割り当てていないスロットの数を示す空きスロット数を含む前記報知メッセージを送信してもよい。

これにより、子機は、空きスロット数に応じて、要求メッセージの送信待ち時間を調整することができ、処理時間を短縮できる。

また、前記制御部は、前記第１〜第ｎの応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の応答メッセージを送信してから、所定の期間が経過した後に前記報知メッセージを再びブロードキャスト送信してもよい。

これにより、子機において、別途、応答メッセージのタイムアウト処理を設ける必要がなく、処理が容易となる。

また、前記制御部は、自端末装置を識別するための端末ＩＤが分割された第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを前記報知メッセージとして送信してもよい。

これにより、定期的に親機の端末ＩＤを全ての子機に通知することで、通信アドレスおよびスロットが割り当て済みであって、通常のデータ通信が可能な状態において、親機が別の親機に置き換わった場合でも、親機が置き換わったことを子機に通知することが可能となる。

また、前記制御部は、通信アドレスとスロットとを前記他の端末装置へ割り当てる割り当て処理が完了したか否かを判定し、前記割り当て処理が完了したと判定した場合に、通常のデータ通信が開始可能になったことを通知するための特定メッセージをブロードキャスト送信してもよい。

これにより、すでに通信アドレスとスロットとが割り当てられた端末装置が送信するデータ通信のためのパケットと、アドレス割り当てのためのメッセージとが衝突することを防ぎ、処理時間が短縮される。

また、前記特定メッセージは、ビーコンであってもよい。

また、前記制御部は、前記他の端末装置から、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを受信した場合、前記スロット要求数のスロット番号を含む前記アドレス通知メッセージをブロードキャスト送信してもよい。

これにより、子機が複数のスロットを要望する場合でも、別途メッセージ交換を行うことなく、複数のスロットを割り当てることが可能となる。

また、前記制御部は、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットの少なくとも一部を示す空きスロット情報を含むメッセージを送信し、かつ、前記空きスロット情報が示す空きスロットに相当する期間において、前記通信インタフェースの通信機能を停止してもよい。

これにより、空きスロットがあれば消費電力を低減することが可能となる。

また、前記制御部は、複数のスロットを割り当てる場合、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、先頭側または後ろ側から順に前記他の端末装置を含む１つ以上の他の端末装置に割り当てるスロットを決定してもよい。

これにより、空きスロットは常に連続したスロットで構成され、効率良い省電力化を行うことが可能となる。

また、前記端末装置は、自転車に搭載可能であり、互いに通信する部品であってもよい。

これにより、自転車の部品間で最大遅延時間が保証された制御通信が可能となる。

また、本発明に係る通信方法は、また、直流の電力線を通信路として用いるネットワークにおいて、第１の端末装置および第２の端末装置が前記通信路を時間的に分割したスロットを利用して通信する通信方法であって、前記第２の端末装置が、当該第２の端末装置を識別するための端末ＩＤを第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の子機ＩＤ片に分割し、当該第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを順次、前記第１の端末装置に送信する要求メッセージ送信ステップと、前記第１の端末装置が、前記第１〜第ｎの要求メッセージを順次受信し、かつ、受信した第１〜第ｎの要求メッセージに対する応答であり、前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片として含む第１〜第ｎの応答メッセージを順次、ブロードキャスト送信する応答メッセージ送信ステップと、前記第１の端末装置が、前記第１〜第ｎの応答メッセージを送信した後に、前記第２の端末装置に割り当てる通信アドレスとスロット番号とを含むアドレス通知メッセージを送信するアドレス通知メッセージ送信ステップと、前記第２の端末装置が、前記アドレス通知メッセージを受信するアドレス通知メッセージ受信ステップと、前記第２の端末装置が、前記第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片が前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片に等しい場合に、前記アドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスとスロット番号とを、前記第２の端末装置の通信インタフェースに設定するアドレス設定ステップとを含む。

これにより、第２の端末装置である子機は、フレーム長が端末ＩＤよりも短い場合でも、端末ＩＤを複数の子機ＩＤ片に分割することで、第１の端末装置である親機に送信することができる。さらに、子機は、親機からの応答メッセージに含まれる選択端末ＩＤ片が子機ＩＤ片に一致した場合に、親機によって自端末装置が選択されたと判断することで、複数の子機が通信路を利用している場合であっても、親機は、子機に通信アドレスとスロットとを割り当てることが可能となる。

また、前記要求メッセージ送信ステップでは、前記第２の端末装置が、前記第１〜第ｎの応答メッセージを順次受信し、前記第１〜第ｎの応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の応答メッセージに含まれる第ｍの選択端末ＩＤ片が、当該第２の端末装置の第ｍの子機ＩＤ片に一致しない場合、前記第１〜第ｎの要求メッセージのうちの第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止してもよい。

これにより、要求メッセージ同士が衝突する確率が減少し、処理時間を短縮できる。

また、前記通信方法は、さらに、前記第２の端末装置が、乱数を用いて前記第ｍの要求メッセージの送信待ち時間を算出する送信待ち時間算出ステップを含み、前記要求メッセージ送信ステップでは、所定の時点から前記送信待ち時間が経過した後に、通信アドレスが割り当てられていない端末装置専用のスロットである特定スロットを用いて、前記第ｍの要求メッセージを送信してもよい。

これにより、複数の子機が要求メッセージを送信する場合であっても、メッセージ同士が衝突する確率が減少し、処理時間を短縮できる。

また、前記送信待ち時間算出ステップでは、さらに、前記第１〜第ｎの要求メッセージのそれぞれの送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、値が順に小さくなるように決定してもよい。

これにより、要求メッセージを送信する端末装置の台数の減少にあわせて送信待ち時間も減少するため、処理時間を短縮できる。

また、前記通信方法は、さらに、前記第１の端末装置が、前記第１の要求メッセージを送信させるための報知メッセージを定期的にブロードキャスト送信する報知メッセージ送信ステップを含み、前記要求メッセージ送信ステップでは、前記第２の端末装置が、前記報知メッセージを受信したときから、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間が経過した後に、前記第１の要求メッセージを送信してもよい。

これにより、アドレス割り当て処理を行うタイミングが明確化され、処理が容易となる。

また、前記報知メッセージ送信ステップでは、どの端末装置にも割り当てていないスロットの数を示す空きスロット数を含む前記報知メッセージを送信し、前記送信待ち時間算出ステップでは、前記空きスロット数に応じて、前記送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を決定してもよい。

これにより、通信アドレスとスロットとの割り当てを行う端末装置の減少に従い、送信待ち時間が短縮されるため、処理時間を短縮できる。

また、前記報知メッセージ送信ステップでは、前記第ｍの応答メッセージを送信してから、所定の期間が経過した後に前記報知メッセージを再び送信し、前記要求メッセージ送信ステップでは、前記第ｍの要求メッセージを送信した後、前記第ｍの応答メッセージを受信する前に、前記報知メッセージを受信した場合、前記第ｍの要求メッセージの後の要求メッセージの送信を中止するとともに、前記第１の要求メッセージを再送信してもよい。

これにより、子機は応答メッセージのタイムアウトのための特別な機構を持つ必要がなく、実装が簡単になる。

また、前記送信待ち時間算出ステップでは、前記第１の要求メッセージを再送信する場合、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、前記第１の要求メッセージの初回の送信待ち時間を算出するのに用いた乱数の最大値より、値が大きくなるように決定してもよい。

これにより、再送信時は、複数の子機が送信したアドレス要求メッセージ同士が衝突する確率が減少し、処理時間を短縮できる。

また、前記報知メッセージ送信ステップでは、前記第１の端末装置を識別するための端末ＩＤを第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片に分割し、当該第１〜第ｐの親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを前記報知メッセージとして送信し、前記通信方法は、さらに、前記第２の端末装置が、前記報知メッセージを受信し、受信した報知メッセージに含まれる前記第１〜第ｐの親機ＩＤ片が以前と異なる値である場合に、前記第２の端末装置の通信インタフェースに設定した通信アドレスとスロット番号とを初期化する初期化ステップを含んでもよい。

これにより、全ての子機に定期的に親機の端末ＩＤを通知でき、通信アドレスおよびスロットが割り当て済みであって、通常のデータ通信が可能な状態中において親機が変更された場合でも、子機は親機の変更を検出し、不適切な通信アドレスを使用し続けることを避けることができる。

また、前記要求メッセージ送信ステップでは、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、前記第１の端末装置に割り当てられたスロットを除いたスロットを、乱数を用いて選択し、選択したスロットを用いて前記第ｍの要求メッセージを送信してもよい。

これにより、１ビーコン周期で１つの要求メッセージを送信するため、処理時間が短縮される。

また、前記通信方法は、さらに、前記第１の端末装置が、通信アドレスとスロットとを前記第２の端末装置へ割り当てる割り当て処理が完了したか否かを判定し、前記割り当て処理が完了したと判定した場合に、通常のデータ通信が開始可能になったことを通知するための特定メッセージをブロードキャスト送信する特定メッセージ送信ステップと、前記第２の端末装置が、前記特定メッセージを受信した場合に、前記通信インタフェースに設定した通信アドレスと、前記通信インタフェースに設定したスロット番号が示すスロットとを用いて、通常のデータ通信を開始する通信開始ステップとを含んでもよい。

また、前記特定メッセージは、ビーコンであってもよい。

また、前記通信方法は、さらに、前記第２の端末装置が、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを送信するスロット要求メッセージ送信ステップと、前記第１の端末装置が、前記スロット要求メッセージを受信した場合、前記第２の端末装置に割り当てる、前記スロット要求数のスロットを決定するスロット決定ステップとを含んでもよい。

これにより、一度に複数のスロットを割り当てる場合でも、別途メッセージ交換を行うことなく割り当てることが可能となる。

また、前記通信方法は、さらに、前記第１の端末装置が、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットの少なくとも一部を示す空きスロット情報を含むメッセージを送信する空きスロット情報送信ステップと、前記第２の端末装置が、前記空きスロット情報を含むメッセージを受信し、前記空きスロット情報が示す空きスロットに相当する期間において、前記第２の端末装置の通信インタフェースの通信機能を停止する省電力ステップとを含んでもよい。

これにより、空きスロットがあれば端末装置の消費電力を抑えることが可能となる。

また、前記アドレス通知メッセージ送信ステップでは、複数のスロットを割り当てる場合、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、先頭側または後ろ側から順に前記他の端末装置を含む１以上の他の端末装置に割り当てるスロットを決定してもよい。

また、前記要求メッセージ送信ステップでは、前記第２の端末装置の端末ＩＤを、下位側から順に前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片となるように分割してもよい。

これにより、確率的に早期に端末ＩＤ片の不一致を検出する端末装置が多くなり、アドレス要求メッセージの衝突頻度が減少し、処理時間が短縮される。

また、前記第１および第２の端末装置は、自転車に搭載可能であり、互いに通信する部品であってもよい。

これにより、自転車の部品間で送信権巡回型通信制御を用いた通信が可能となる。

本発明に係る端末装置および通信方法によれば、端末装置固有の端末ＩＤよりもフレーム長が短い場合であっても、効率良く通信アドレスとスロットとを端末装置に割り当てることが可能となる。

本発明の実施の形態１における自転車ネットワークの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるスロットの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるフレームの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるフレームの種別を示すｔｙｐｅの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるペイロードに含まれる制御メッセージの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１における端末装置の一例である親機の詳細な構成を示す図である。本発明の実施の形態１における端末装置の一例である子機の詳細な構成を示す図である。本発明の実施の形態１における端末装置の別の一例である子機の詳細な構成を示す図である。本発明の実施の形態１における各端末装置の端末ＩＤの一例を示す図である。本発明の実施の形態１におけるアドレス管理テーブルの一例を示す図である。本発明の実施の形態１における端末装置を登録した状態のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。本発明の実施の形態１における各端末装置間の動作の一例を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態１における端末装置の一例である親機の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１における端末装置の一例である子機のアドレス割り当て時の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１における端末装置の一例である子機のアドレス割り当て後の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１における各端末装置の端末ＩＤ片の一例を示す図である。本発明の実施の形態２におけるアドレス割り当て中のスロットの構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態２における通信アドレスおよびスロットの割り当て中の各端末装置間の動作の一例を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態２における各端末装置間の動作のうち、割り当てが完了した後に行う、未使用スロットの通知処理を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態２における端末装置の一例である親機の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２における端末装置の一例である子機の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２におけるアドレス割り当て後のスロットの構成の一例を示す図である。

以下では、本発明に係る端末装置、および通信方法について実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る通信方法は、第１の端末装置である親機および第２の端末装置である子機が通信路を時間的に分割したスロットを利用して通信する通信方法であって、子機が、第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを親機に送信するステップと、親機が、第１〜第ｎの要求メッセージを受信し、第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片として含む第１〜第ｎの応答メッセージを送信するステップと、親機が、通信アドレスとスロットとを含むアドレス通知メッセージを送信するステップと、子機が、アドレス通知メッセージを受信するステップと、子機が、選択端末ＩＤ片が子機ＩＤ片に等しい場合に、通信アドレスとスロット番号とを子機の通信インタフェースに設定するステップとを含むことを特徴とする。

まず、実施の形態１に係る端末装置が適用されるネットワークの構成について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における自転車ネットワークの構成の一例を示す図である。図１に示す自転車ネットワークは、複数の端末装置（親機１００と、子機２００および子機３００）と、通信路４００と、バッテリー５００とを備える。

実施の形態１においては、複数の端末装置はそれぞれ、自転車に搭載可能な部品であって、親機１００、子機２００および子機３００として動作する。通信路４００は、複数の端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）間で通信を行うための通信路である。通信路４００はさらに、ＤＣ電流の電力線でもある。バッテリー５００は、電力線でもある通信路４００を介して、複数の端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）のそれぞれに電力を供給する。

次に、各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）の詳細な説明をする前に、実施の形態１における通信方式について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるスロットの構成の一例を示す図である。

実施の形態１では、送信権巡回型通信制御を用いる。送信権巡回型通信制御では、通信路をスロットに時分割し、各スロットに、送信権を持つ１台の端末装置を割り当てる。

各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）は、常に通信路４００を監視しており、通信路４００がビジーでない状態が所定の時間だけ経過すると、次のスロットへ移行したとみなす。一方、通信路４００がビジーであった場合、各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）は、いずれかの端末装置がメッセージを送信中であるとみなし、通信路４００が一旦ビジーでない状態になればメッセージの送信が完了し、次のスロットへ移行したとみなす。

なお、後述するように実施の形態１では、メッセージ長が全て等しいため、通信路４００がビジーであることを検出してから所定の時間経過した場合を次のスロットへ移行したとみなしてもよい。このようにして各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）は、今はどのスロットであるかを自律的に判断する。

そして、各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）は、送信すべきデータが存在する場合に、自端末装置が送信権を持つスロットの時刻になったときに、データを送信する。各スロットに割り当てる端末装置を高々１つとすると、通信路４００上での衝突を回避し、再送が発生しない。各端末装置での同期合わせのため、親機１００は、周期的にビーコン、もしくはビーコン識別情報を含むメッセージ（以下、ビーコン付きメッセージ）を送信する。親機１００を除く端末装置（子機２００および子機３００）は、ビーコンまたはビーコン付きメッセージの受信により同期合わせを行う。

図２において、スロット０〜３１は、スロットを識別するスロット番号である。親機１００は、３２スロットごとにビーコンまたはビーコン付きメッセージを送信する。このスロット０〜３１に相当する期間をビーコン周期と呼ぶ。つまり、ビーコン周期は、複数のスロット（ここでは、３２個のスロット）から構成される。ビーコン周期の先頭から順にスロット番号を、スロット０、スロット１…のように割り当てる。

ビーコン周期の最初のスロットであるスロット０は、ビーコンスロットである。ビーコンスロットには、必ず親機１００が割り当てられる。親機１００は、ビーコンスロットを用いて、ビーコンを送信する。

ビーコン周期の最後のスロットであるスロット３１は、共用スロットである。共用スロットは、通信アドレスが割り当てられていない端末装置専用のスロットである特定スロットである。スロットが割り当てられていない端末装置は、共用スロットを用いて親機１００と通信し、スロットの割り当てを行う。

なお、共用スロットを使用する端末装置の台数は１台に限定されないため、それぞれの端末装置から送信されたメッセージ同士の衝突が発生し得る。なお、本実施の形態における共用スロットは、ビーコン周期の最後のスロットに設けているため、仮にメッセージ同士の衝突が発生した場合でも、同じビーコン周期においてはビーコンスロット（スロット０）や通常スロット（スロット１〜３０）の動作には影響を与えない。

スロット１〜スロット３０は、通常スロットである。各子機に１スロットずつが割り当てられ、各子機が割り当てられたスロットを用いてメッセージを送信する。なお、子機台数が３０台未満の場合、割り当てられないスロットが発生するが、本実施の形態においては親機、子機とも１端末装置当たり１スロットのみ割り当てるものとし、空きスロットにはどの端末装置も割り当てないままとする。

次に、各端末装置が送信するフレームについて、図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。図３Ａは、実施の形態１において、端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）が送信するフレーム構造の一例を示す図である。図３Ｂは、実施の形態１において、フレームの種別を示すｔｙｐｅの構成の一例を示す図である。図３Ｃは、実施の形態１において、ペイロードに含まれる制御メッセージの構成の一例を示す図である。

図３Ａに示すように、フレームは、ＤＡ（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＡｄｄｒｅｓｓ）、ＳＡ（ＳｏｕｒｃｅＡｄｄｒｅｓｓ）、ｔｙｐｅ、ペイロード、ＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）から構成される。

ＤＡは、宛先アドレスであり、６ｂｉｔ長のサイズを持つ。宛先アドレスが０〜３１の場合、ＤＡは、それぞれ０ｘ００〜０ｘ１Ｆとなる。また、宛先アドレスがブロードキャストアドレスの場合、ＤＡは、０ｘ３Ｆとなる。

ＳＡは、送信元アドレスであり、ＤＡと同様に６ｂｉｔ長のサイズを持つ。送信元アドレスが０〜３１の場合、ＳＡは、それぞれ０ｘ００〜０ｘ１Ｆとなる。また、端末装置が通信アドレスを付与される前にフレームを送信する場合、ＳＡは、０ｘ３Ｆとなる。

ｔｙｐｅは、フレームの種別を表し、２ｂｉｔ長のサイズを持つ。図３Ｂに示すように、ｔｙｐｅは、メッセージ種別、およびビーコン識別子から構成される。メッセージ種別は、ペイロードに格納されたメッセージの種別を示している。メッセージ種別が、０ならばデータメッセージが、１ならば制御メッセージがペイロードに格納されている。ビーコン識別子は、フレームがビーコンであるか否かを示している。ビーコン識別子が、０ならば通常のフレーム、１ならばビーコンとして機能するフレームである。

ペイロードは、４ｂｙｔｅ長のサイズを持ち、メッセージを格納する。メッセージは、データメッセージまたは制御メッセージである。メッセージの区別は、上述のメッセージ種別により識別される。

データメッセージは、フリーフォーマットである。データメッセージは、端末装置への通信アドレスおよびスロットが割り当てられた後に実行することが可能な通常のデータ通信に利用される。

制御メッセージは、図３Ｃに示すフォーマットを持つ。制御メッセージは、端末装置への通信アドレスおよびスロットの割り当て処理に利用される。制御メッセージは、１ｂｙｔｅ長のメッセージヘッダと、３ｂｙｔｅ長のメッセージボディとから構成される。メッセージヘッダは、制御メッセージの種類を識別する識別子であるメッセージＩＤと拡張情報とから構成される。拡張情報は、通常は０が設定される。また、メッセージボディは、メッセージＩＤごとに構造が規定される。

以上説明したように、各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）は、１つのスロットを用いて、４ｂｙｔｅ長のメッセージを送信することで、他の端末装置との通信を行う。

続いて、図４〜図６を用いて、親機１００、子機２００および子機３００の構成について詳しく説明する。図４は、実施の形態１における端末装置の一例である親機１００の詳細な構成を示す図である。図５は、実施の形態１における端末装置の一例である子機２００の詳細な構成を示す図である。図６は、実施の形態１における端末装置の別の一例である子機３００の詳細な構成を示す図である。

まず、図４を用いて、親機１００の構成について詳しく説明する。図４に示すように、親機１００は、通信インタフェース１１０と、制御部１２０と、分離混合部１３０と、自転車部品１４０（ここでは、サイクルコンピュータ）とを備える。

通信インタフェース１１０は、通信路４００を介して他の端末装置（子機２００および子機３００）と通信するためのインタフェースである。具体的には、通信インタフェース１１０は、分離混合部１３０によって電力線の信号から分離された受信信号を制御部１２０に出力する。また、通信インタフェース１１０は、制御部１２０からの制御に基づいて、所定の送信信号を分離混合部１３０に出力する。より具体的には、通信インタフェース１１０は、制御部１２０によって通信アドレスおよびスロット番号が設定され、設定されたスロット番号が示すスロットを利用して、設定された通信アドレスを宛先としてデータの送信を行う。

制御部１２０は、他の端末装置（ここでは、子機２００および子機３００）との通信を制御する。具体的には、制御部１２０は、通信インタフェース１１０を介して、他の端末装置が備える制御部との間で制御メッセージの送受信を行う。また、自転車部品１４０が他の端末装置が備える自転車部品との間でデータ通信を行うにあたり、制御部１２０は、自転車部品１４０に代わって通信処理を行う。

分離混合部１３０は、通信インタフェース１１０からの送信信号を電力線の信号と重畳して混合信号として通信路４００に出力する。また逆に、分離混合部１３０は、通信路４００上の混合信号を受信信号と電力線の信号とに分離する。そして、分離混合部１３０は、通信信号を通信インタフェース１１０に出力するとともに、親機１００を構成する各部に電力信号を供給することで、各部に電力を供給する。

自転車部品１４０は、親機１００においてはサイクルコンピュータが接続されている。サイクルコンピュータは一例であり、自転車部品１４０の種別が本発明に影響を及ぼすものではない。

ここで、制御部１２０のより詳細な構成について説明する。図１に示すように、制御部１２０は、メッセージ交換部１２１と、ＩＤ管理部１２２と、アドレス管理部１２３とを備える。

メッセージ交換部１２１は、自転車部品１４０から送信すべきデータと宛先とを受け取った場合、通信インタフェース１１０を介して、受け取ったデータをデータメッセージとして送信する。また、メッセージ交換部１２１は、通信インタフェース１１０を介して、他の端末装置から親機１００宛のデータメッセージを受信すると、自転車部品１４０に受け渡す。

さらに、メッセージ交換部１２１は、他の端末装置のメッセージ交換部と通信を行うための制御データを生成し、通信インタフェース１１０を介して、制御メッセージとして送信する。また、メッセージ交換部１２１は、通信インタフェース１１０を介して、他の端末装置上のメッセージ交換部からの制御メッセージを受信すると、受信した制御メッセージに基づいた動作を行う。

このように、メッセージ交換部１２１は、自転車部品同士のデータ通信と、メッセージ交換部同士の制御通信とを行う。

ＩＤ管理部１２２は、親機１００を他の端末装置と区別するための識別子である端末ＩＤを保有する。親機１００の端末ＩＤを、ここでは特に親機ＩＤと呼ぶ。図７は、各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）の端末ＩＤの一覧の一例を示す図である。ＩＤ管理部１２２は、図７に示すように、親機ＩＤとして「００：０Ｆ：１Ｆ：Ｄ７：７２：９１」を保持する。

アドレス管理部１２３は、アドレス管理テーブルを用いて、スロット番号と割り当てる通信アドレスとの組を保持する。図８Ａは、初期状態のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。図８Ｂは、子機を登録した状態のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。アドレス管理テーブルは、スロットごとに有効／無効フラグ、通信アドレス、および端末ＩＤを保持する。

有効／無効フラグは、対応するスロット全体が有効（＝割り当て済み）か、無効（＝未割り当て）かを示すフラグである。

通信アドレスは、対応するスロットに割り当てる子機に対して付与する予定の通信アドレス、または、対応するスロットに割り当てた子機に対して付与した通信アドレスを示す。有効／無効フラグが無効の場合、付与する予定の通信アドレスを示し、有効の場合、付与した通信アドレスを示す。なお、図８Ａでは説明を容易にするために通信アドレスをスロットと同じ値としたが、両者が同じ値である必要はない。

端末ＩＤは、対応するスロットに割り当てた子機の端末ＩＤを示す。有効／無効フラグが有効である場合のみ、端末ＩＤの値は有効である。図８Ｂには、スロット１に子機２００の端末ＩＤを登録した場合のアドレス管理テーブルを示している。

なお、親機１００においては、通信インタフェース１１０に対し、スロット０および通信アドレス０が割り当てられている。ここでスロット０はビーコンスロットであり、親機１００がビーコンを周期的に送信するために必須のスロットである。通信アドレスは、システム内で決定しておれば、特に０に限定されることはない。

続いて、図５を用いて、子機２００の構成について詳しく説明する。

図５に示すように、子機２００は、親機１００と同様に、通信インタフェース２１０と、制御部２２０と、分離混合部２３０と、自転車部品２４０（ここでは、変速スイッチ）とを備える。なお、通信インタフェース２１０、分離混合部２３０はそれぞれ、親機１００が備える通信インタフェース１１０、分離混合部１３０と同様のため、説明を省略する。

自転車部品２４０は、実施の形態１では、一例として自転車の変速スイッチである。変速スイッチは、ユーザーの操作により入力された変速情報を含むデータメッセージを、自転車部品１４０（サイクルコンピュータ）を介し、後述する自転車部品３４０（変速装置）へ通知する。

制御部２２０は、メッセージ交換部２２１と、ＩＤ管理部２２２とを備える。

メッセージ交換部２２１は、親機１００におけるメッセージ交換部１２１と同様に、自転車部品２４０が他の端末装置上の自転車部品との間でデータメッセージの通信を行うためのデータ通信と、メッセージ交換部２２１自体が、他の端末装置上のメッセージ交換部との間で制御メッセージの通信を行うための制御通信とを行う。実施の形態１においては、メッセージ交換部２２１は、親機１００のメッセージ交換部１２１との間で制御メッセージの通信を行い、通信インタフェース２１０に設定すべき通信アドレスとスロット番号とを取得する。さらには、メッセージ交換部２２１は、取得した通信アドレスとスロット番号とを通信インタフェース２１０に設定し、また、当該設定の解除あるいは初期化を行う。

ＩＤ管理部２２２は、子機２００の端末ＩＤを保有する。図７に示す例では、ＩＤ管理部２２２は、端末ＩＤとして「００：０Ｆ：１Ｆ：Ｄ７：７２：９２」を保持する。

なお、初期状態においては、通信インタフェース２１０には通信アドレスは設定されておらず、通信インタフェース２１０は、アドレス未設定時の設定値０ｘ３Ｆを使用する。また、通信インタフェース２１０は、初期状態において、共用スロット（スロット３１）を使用する。

次に、図６を用いて、子機３００の構成について詳しく説明する。

図６に示すように、子機３００も子機２００と同様に、通信インタフェース３１０と、制御部３２０と、分離混合部３３０と、自転車部品３４０（ここでは、変速装置）とを備える。なお、通信インタフェース３１０、分離混合部３３０はそれぞれ、子機２００が備える通信インタフェース２１０、分離混合部２３０と同様のため、説明を省略する。

自転車部品３４０は、実施の形態１では、一例として自転車の変速装置であり、自転車部品２４０（変速スイッチ）からのデータメッセージに従って、自転車のギアを切り替える。

制御部３２０も子機２００の場合と同様に、メッセージ交換部３２１、ＩＤ管理部３２２を備える。図７に示す例では、ＩＤ管理部３２２は、端末ＩＤとして「００：０Ｆ：１Ｆ：Ｄ７：７２：９３」を保持する。

なお、初期状態においては、通信インタフェース３１０には通信アドレスは設定されておらず、通信インタフェース３１０は、子機２００と同様に、アドレス未設定時の設定値０ｘ３Ｆを使用する。また、通信インタフェース３１０は、初期状態において、共用スロット（スロット３１）を使用する。

したがって、初期状態において子機２００および子機３００が親機１００に送信したメッセージは、通信アドレスおよびスロットからは、どの子機が送信したメッセージであるかを、親機１００は判別できない。同様に、親機１００も、あるメッセージを子機２００のみに送信することも、子機３００のみに送信することもできない。各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）が、特定の端末装置にメッセージを送信するためには、通信アドレスおよびスロットを割り当てる必要がある。

次に、図９〜図１２を用いて、親機１００が子機２００および子機３００に通信アドレスとスロットを割り当てるアドレス割り当て方法について説明する。

図９は、実施の形態１における各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）間の動作を示すシーケンス図である。図１０は、実施の形態１における端末装置の一例である親機１００の動作を示すフローチャートである。図１１は、実施の形態１における端末装置の一例である子機２００のアドレス割り当て時の動作を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態１における端末装置の一例である子機２００のアドレス割り当て後の動作を示すフローチャートである。

図９および図１０に示すように、親機１００は、通信路４００を介して接続される全ての子機（図１の例では、子機２００および子機３００）に、親機１００を識別するための親機ＩＤを送信する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。親機ＩＤは、図７に示すように全体で６ｂｙｔｅ長のサイズである。

しかしながら、図３Ｃに示すように制御メッセージのメッセージボディのサイズは３ｂｙｔｅ長である。このため、親機１００の制御部１２０は、図１３に示すように、親機ＩＤを、メッセージボディのサイズである３ｂｙｔｅ長のサイズとなる第１の親機ＩＤ片と第２の親機ＩＤ片とに分割する。そして、制御部１２０は、親機ＩＤが分割された第１の親機ＩＤ片および第２の親機ＩＤ片をそれぞれ制御メッセージに含めて順次送信する。

したがって、まず、親機１００は、通信路４００を介して接続される全ての子機に対して、第１の親機ＩＤ片を含む第１の親機ＩＤ報知メッセージをブロードキャスト送信する（Ｓ１０１）。具体的には、親機１００のメッセージ交換部１２１は、ＩＤ管理部１２２から第１の親機ＩＤ片「Ｄ７：７２：９１」を取得し、取得した第１の親機ＩＤ片をメッセージボディに含む第１の親機ＩＤ報知メッセージを生成する。このとき、宛先にブロードキャストアドレス（０ｘ３Ｆ）を指定し、生成した第１の親機ＩＤ報知メッセージを通信インタフェース１１０に出力する。

通信インタフェース１１０は、第１の親機ＩＤ報知メッセージを、スロット０の時刻が到来するときに、ＳＡが０ｘ０、ＤＡが０ｘ３Ｆ（ブロードキャストアドレス）、ｔｙｐｅのメッセージ種別が１（制御）、ＡＣＫが０（通常）、ビーコン識別子が１（ビーコン）の状態で、通信路４００に出力する。

子機２００および子機３００では、子機２００のメッセージ交換部２２１および子機３００のメッセージ交換部３２１は、通信インタフェース２１０および３１０を介して、第１の親機ＩＤ報知メッセージを受信する（Ｓ２０１）。そして、メッセージ交換部２２１および３２１はそれぞれ、第１の親機ＩＤ報知メッセージに含まれる第１の親機ＩＤ片を取り出し、一時保存する。

次に、親機１００は、通信路４００を介して接続された全ての子機に、第２の親機ＩＤ片を含む第２の親機ＩＤ報知メッセージをブロードキャスト送信する（Ｓ１０２）。具体的には、親機１００のメッセージ交換部１２１は、ＩＤ管理部１２２から第２の親機ＩＤ片「００：０Ｆ：１Ｆ」を取得し、取得した第２の親機ＩＤ片をメッセージボディに含む第２の親機ＩＤ報知メッセージを生成する。このとき、宛先にブロードキャストアドレス（０ｘ３Ｆ）を指定し、生成した第２の親機ＩＤ報知メッセージを通信インタフェース１１０に出力する。

子機２００および子機３００では、子機２００のメッセージ交換部２２１および子機３００のメッセージ交換部３２１は、第２の親機ＩＤ報知メッセージを受信する（Ｓ２０２）。そして、メッセージ交換部２２１および３２１はそれぞれ、第２の親機ＩＤ報知メッセージに含まれる第２の親機ＩＤ片を取り出し、第１の親機ＩＤ片と合わせて、一時保存する。これにより、子機２００および子機３００において、親機１００の親機ＩＤは「００：０Ｆ：１Ｆ：Ｄ７：７２：９１」であることが判明する。

続いて、子機２００および子機３００では、メッセージ交換部２２１および３２１は、親機１００から通信アドレスとスロット番号とを取得するためのアドレス要求メッセージを親機１００に送信する。ここで、子機２００および子機３００が親機１００に送信するアドレス要求メッセージには、親機１００が送信元を判定できるように、自端末の端末ＩＤを含める必要がある。しかしながら、メッセージボディ長（３ｂｙｔｅ）＜端末ＩＤ長（６ｂｙｔｅ）のため、一度に送信することはできない。

そこで、子機２００および子機３００は、端末ＩＤをメッセージボディ長以下となるよう、それぞれの端末ＩＤを第１の端末ＩＤ片（第１の子機ＩＤ片）と第２の端末ＩＤ片（第２の子機ＩＤ片）とに分割する。子機２００および子機３００は、第１の端末ＩＤ片を第１のアドレス要求メッセージとして、第２の端末ＩＤ片を第２のアドレス要求メッセージとして、親機１００に送信する。

例えば、図１３に示すように、子機２００の第１の端末ＩＤ片は「Ｄ７：７２：９２」であり、子機２００の第２の端末ＩＤ片は「００：０Ｆ：１Ｆ」である。子機３００の第１の端末ＩＤ片は「Ｄ７：７２：９３」であり、子機３００の第２の端末ＩＤ片は「００：０Ｆ：１Ｆ」である。

ここで、メッセージ交換部２２１および３２１は、子機２００および３００の端末ＩＤを下位側から順に、第１の子機ＩＤ片、第２の子機ＩＤ片…となるように分割する。これにより、端末ＩＤの下位側の方が上位側より、各端末装置間で異なっている場合が多いため、より早く端末ＩＤの一致／不一致を判定することができる。

したがって、まず、メッセージ交換部２２１および３２１は、第１のアドレス要求メッセージを送信する（Ｓ２０３）。具体的には、メッセージ交換部２２１および３２１は、まず、乱数を用いて第１のアドレス要求メッセージを送信するまでの送信待ち時間を算出する。

図９においては、メッセージ交換部２２１が算出した送信待ち時間がｔ２１であり、メッセージ交換部３２１が算出した送信待ち時間がｔ３１である。図９に示すように、例えば、ｔ２１＜ｔ３１となる関係がある。

次に、メッセージ交換部２２１および３２１は、所定の時点から、算出した送信待ち時間が経過するのを待つ。例えば、メッセージ交換部２２１および３２１は、第２の親機ＩＤ報知メッセージを受信した時点から、第１のアドレス要求メッセージの送信待ち時間が経過するのを待機する。メッセージ交換部２２１および３２１は、送信待ち時間の間に第１のアドレス応答メッセージを受信した場合、この第１のアドレス応答メッセージは別の子機宛のものであるため、以降の処理を取りやめ、再度、親機１００から第１の親機ＩＤ報知メッセージを受信するのを待機する（Ｓ２０１に戻る）。

算出した送信待ち時間が経過すると、子機２００および子機３００のうち送信待ち時間の短い子機が、第１のアドレス要求メッセージを生成し、生成した第１のアドレス要求メッセージを送信する。図９に示す例では、送信待ち時間の短い子機２００が処理を行う。

子機２００のメッセージ交換部２２１は、ＩＤ管理部２２２から第１の端末ＩＤ片「Ｄ７：７２：９２」を取得し、取得した第１の端末ＩＤ片を含む第１のアドレス要求メッセージを生成する。そして、メッセージ交換部２２１は、親機１００を宛先として、第１のアドレス要求メッセージを通信インタフェース２１０に出力する。

通信インタフェース２１０は、共用スロット（スロット３１）の時刻が到来すると、ＳＡが０ｘ３Ｆ（通信アドレス未設定）、ＤＡが０ｘ０（親機１００）、ｔｙｐｅのメッセージ種別が１（制御）、ＡＣＫが０（通常）、ビーコン識別子が０（通常）の状態で、第１のアドレス要求メッセージを通信路４００に出力する。一方、子機３００のメッセージ交換部３２１は、子機２００が第１のアドレス要求メッセージを送信した時点ではまだ送信待ちのままである。

親機１００では、メッセージ交換部１２１は、第１のアドレス要求メッセージの受信を待つ（Ｓ１０３）。メッセージ交換部１２１は、所定の時間以内に第１のアドレス要求メッセージを受信した場合、受信した第１のアドレス要求メッセージから第１の端末ＩＤ片を抽出する。そして、メッセージ交換部１２１は、第１のアドレス要求メッセージに対する応答であり、第１の端末ＩＤ片を第１の選択ＩＤ片として含む第１のアドレス応答メッセージを生成し、全ての子機宛に送信する。

メッセージ交換部１２１は、所定の時間が経過しても第１のアドレス要求メッセージをいずれの子機からも受信しない場合、以降の処理を取りやめ、第１の親機ＩＤ報知メッセージを全ての子機に送信する（Ｓ１０１に戻る）。このように、メッセージ交換部１２１は、定期的に報知メッセージをブロードキャスト送信する。

なお、子機２００および子機３００が、第１のアドレス応答メッセージの受信待ちの場合に（Ｓ２０４）、第１の親機ＩＤ報知メッセージを受信した場合、子機２００および子機３００は、第１のアドレス応答メッセージの受信処理を中断するとともに、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信処理を行った後（Ｓ２０１）、第２の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０２へ進む）。

子機２００では、親機１００から第１のアドレス応答メッセージを受信すると、子機２００のメッセージ交換部２２１は、受信した第１のアドレス応答メッセージから第１の選択ＩＤ片を抽出し、第１の端末ＩＤ片と比較する。ここでは、第１の選択ＩＤ片と第１の端末ＩＤ片とは一致するため、メッセージ交換部２２１は、子機２００の送信した第１のアドレス要求メッセージが親機１００によって選択されたと判定する。

第１の選択ＩＤ片と第１の端末ＩＤ片とが不一致であった場合は、メッセージ交換部２２１は、他の端末装置から送信した第１のアドレス要求メッセージが親機１００によって選択されたと判定し、以降の処理を取りやめ、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０１に戻る）。

一方、子機３００においては、第１のアドレス要求メッセージの送信待ちの間に、第１のアドレス応答メッセージを受信したこととなる。このため、メッセージ交換部３２１は、第１のアドレス要求メッセージの送信処理を中止し、以降の処理を取りやめ、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０１に戻る）。

また、前述したように、子機２００および子機３００は、第１のアドレス応答メッセージの受信待ちの期間（Ｓ２０４）において第１の親機ＩＤ報知メッセージを受信した場合、メッセージ受信待ち期間がタイムアウトしたと判定する。そして、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信処理を行った後（Ｓ２０１）、第２の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０２へ進む）。

次に、子機２００では、第２のアドレス要求メッセージを送信する（Ｓ１０５）。具体的には、まず、子機２００のメッセージ交換部２２１は、再び乱数を用いて第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出する。図９においては、送信待ち時間はｔ２２である。

なお、このとき（ｔ２２の算出用）の乱数が出力する最大値は、１回目（ｔ２１の算出）に用いた乱数が出力する最大値よりも小さい値となるよう、メッセージ交換部２２１は、乱数生成パラメータを設定することで、乱数の最大値を決定する。これは、既に第１のアドレス要求／応答メッセージのやり取りにより、第２のアドレス要求メッセージを送信する子機が他に存在する確率が、第１のアドレス要求メッセージを送信する場合よりも減少するためである。また、実施の形態１では２分割の場合について説明しているが、３分割、４分割と分割数が増えた場合も同様に、より後のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数であるほど、乱数が出力する最大値が小さくなるように、メッセージ交換部２２１は、乱数の生成パラメータを変更する。

メッセージ交換部２２１は、送信待ち時間を算出した後、次に、算出した送信待ち時間であるｔ２２だけ送信を待つ。この待機期間中に第２のアドレス応答メッセージを受信した場合は、当該第２のアドレス応答メッセージは他の子機宛であるため、メッセージ交換部２２１は、以降の処理を取りやめ、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０１に戻る）。

メッセージ交換部２２１は、ｔ２２時間が経過した後、ＩＤ管理部２２２から第２の端末ＩＤ片「００：０Ｆ：１Ｆ」を取得し、取得した第２の端末ＩＤ片を含む第２のアドレス要求メッセージを生成して通信インタフェース２１０に出力する。通信インタフェース２１０は、共用スロット（スロット３１）の時刻が到来した場合、第２のアドレス要求メッセージを親機１００に送信する。

親機１００では、メッセージ交換部１２１は、第２のアドレス要求メッセージの受信を待つ（Ｓ１０５）。メッセージ交換部１２１が第２のアドレス要求メッセージを受信した場合、受信した第２のアドレス要求メッセージから第２の端末ＩＤ片を抽出する。そして、メッセージ交換部１２１は、抽出した第２の端末ＩＤ片を第２の選択ＩＤ片として含む第２のアドレス応答メッセージを全ての子機に対して送信する（Ｓ１０６）。

一方、所定の時間が経過しても第２のアドレス要求メッセージを受信しない場合は、メッセージ交換部１２１は、以降の処理を取りやめ、第１の親機ＩＤ報知メッセージを全ての子機に送信する（Ｓ１０１に戻る）。

子機２００では、メッセージ交換部２２１は、第２のアドレス応答メッセージを受信した場合、受信した第２のアドレス応答メッセージから第２の選択ＩＤ片を抽出し、抽出した第２の選択ＩＤ片と第２の端末ＩＤ片とを比較する。両者が一致すれば、メッセージ交換部２２１は、自端末装置から送信した第２のアドレス要求メッセージが親機１００によって選択されたと判定し、アドレス通知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０７へ進む）。逆に、両者が一致しない場合は、メッセージ交換部２２１は、他の端末装置から送信した第２のアドレス要求メッセージが親機１００によって選択されたと判定し、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０１へ戻る）。

親機１００では、メッセージ交換部１２１は、アドレス通知メッセージを生成して送信する（Ｓ１０７）。具体的には、まず、メッセージ交換部１２１は、第１の選択ＩＤ片「Ｄ７：７２：９２」と第２の選択ＩＤ片「００：０Ｆ：１Ｆ」とから構成される端末ＩＤ「００：０Ｆ：１Ｆ：Ｄ７：７２：９２」を保有する子機（ここでは、子機２００）を対象とし、割り当てる通信アドレスとスロットとを決定する。具体的には、メッセージ交換部１２１は、アドレス管理部１２３が保持するアドレス管理テーブルを参照し、無効なスロットの中から１つを選び、選択したスロットと通信アドレスとを取得する。ここでは一例として、メッセージ交換部１２１は、アドレス管理テーブルの先頭側から最初の無効なスロットであるスロット１、通信アドレス１を選択する。

そして、メッセージ交換部１２１は、選択したスロットと通信アドレスとを含むアドレス通知メッセージを生成し、通信路４００を介して接続されている全ての子機にアドレス通知メッセージを送信する。さらに、アドレス管理テーブルのスロット１に、端末ＩＤ「００：０Ｆ：１Ｆ：Ｄ７：７２：９２」を登録するとともに、有効／無効フラグを有効に設定する（Ｓ１０８）。これにより、アドレス管理テーブルは、図８Ｂに示すような状態になる。

子機２００では、メッセージ交換部２２１は、アドレス通知メッセージを受信した場合、受信したアドレス通知メッセージから通信アドレスとスロットとを抽出する。上記の例では、通信アドレスとして１が、スロットとして１が抽出される。そして、メッセージ交換部２２１は、抽出した通信アドレスとスロットとを通信インタフェース２１０に設定する（Ｓ２０８）。

このように、子機２００では、複数の選択ＩＤ片と複数の子機ＩＤ片とが全て一致した場合に、アドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスとスロット番号とを通信インタフェース２１０に設定する。複数の選択ＩＤ片と複数の子機ＩＤ片との少なくとも１つが一致しない場合は、一致しなかった子機ＩＤ片を含むアドレス要求メッセージより後に送信する予定のアドレス要求メッセージの送信を中止する。

以上のように通信アドレスおよびスロット番号が設定された後は、通信インタフェース２１０を介して送信されるメッセージは、共用スロット（スロット３１）ではなく、設定したスロット（スロット１）を用いて出力される。また、送信元アドレス（ＳＡ）も０ｘ３Ｆではなく、０ｘ１が設定される。つまり、子機２００は、通信インタフェース２１０に設定した通信アドレスと、通信インタフェース２１０に設定したスロット番号が示すスロットとを用いて、親機１００との間で通常のデータ通信を開始する。

一方、子機３００のメッセージ交換部３２１は、アドレス通知メッセージを受信しても、すでに処理を途中で取りやめ、第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信待ち（Ｓ２０１）の状態である。したがって、メッセージ交換部３２１は、アドレス通知メッセージを受信した場合であっても、受信したアドレス通知メッセージを破棄する。つまり、メッセージ交換部３２１は、アドレス通知メッセージ内に含まれる通信アドレスおよびスロットを設定することはない。

以上の処理を再度繰り返すことで、親機１００は子機３００に対しても、子機２００と同様に通信アドレス２およびスロット２を割り当てることができ、メッセージ交換部３２１は、割り当てられた通信アドレス２およびスロット２を通信インタフェース３１０に設定する。また、親機１００が子機３００に対して上記の処理を行っている間であっても、既に通信アドレスとスロットとを割り当てられた子機２００は、使用するスロットが重複しないため、親機１００にデータを送信することが可能である。

なお、親機１００は、動作中は、常に図１０に示されるフローチャートの処理を繰り返す。また、新規にネットワークに追加された子機は、図１１に示されるフローチャートの処理を行う。これにより、子機が追加されるたび、追加された子機に通信アドレスとスロットとを設定することができる。

さらに、通信アドレスとスロットとが割り当てられた子機２００のメッセージ交換部２２１および子機３００のメッセージ交換部３２１は、図１２のフローチャートに従った動作を実行する。

子機２００のメッセージ交換部２２１および子機３００のメッセージ交換部３２１は、第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージを受信する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。そして、メッセージ交換部２２１および３２１はそれぞれ、第１および第２の親機ＩＤ片を抽出し、抽出した第１および第２の親機ＩＤ片を合成することで、親機ＩＤを生成する。

次に、メッセージ交換部２２１および３２１は、受信した第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージから生成した親機ＩＤが、以前に生成した親機ＩＤと一致することを確認する（Ｓ２０９）。一致した場合、再び第１の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０１に戻る）。

一致しない場合、通信路４００上の親機１００が別の親機に入れ替わったと判断し、メッセージ交換部２２１および３２１は、通信インタフェース２１０および３１０に設定した通信アドレスとスロット番号とを初期化する。以降、メッセージ交換部２２１および３２１は、図１１に示すフローチャートに従って、入れ替わった親機に対して再度、通信アドレスおよびスロットの割り当てを要求する。

以上のようにして、ネットワークに接続された各端末装置に通信アドレスおよびスロットの割り当てを行う。具体的には、親機１００のアドレス管理テーブルを更新するとともに、子機２００および子機３００が備える通信インタフェース２１０および３１０に通信アドレスおよぶスロットを設定する。

なお、実施の形態１では、親機１００の端末ＩＤ、ならびに、子機２００および３００の端末ＩＤを２分割したが、より多くの分割数に分割してもよい。例えば、親機１００の端末ＩＤを第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片に分割してもよい。また、子機２００および３００の端末ＩＤを第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の子機ＩＤ片に分割してもよい。そして、子機２００および３００は、分割した子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎのアドレス要求メッセージを順次、出力する。同様に、親機１００は、分割した親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを出力する。

そして、子機２００および３００は、第１〜第ｎのアドレス応答メッセージに含まれる第１〜第ｎの選択ＩＤ片が全て、子機ＩＤ片に一致した場合に、親機１００から送信されるアドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスとスロット番号とを通信インタフェース２１０および３１０に設定する。また、子機２００および３００は、第１〜第ｎのアドレス応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）のアドレス応答メッセージに含まれる第ｍの選択ＩＤ片が、第１〜第ｎのアドレス要求メッセージに含まれる第ｍの子機ＩＤ片に一致しない場合に、第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止する。

以上により、実施の形態１に係る端末装置の一例である子機２００および３００は、端末ＩＤを複数の子機ＩＤ片に分割することで、フレーム長が端末ＩＤより短い場合でも端末ＩＤを、他の端末装置である親機１００に送信することができる。さらに、子機２００および３００は、親機１００からの応答メッセージに含まれる選択ＩＤ片が子機ＩＤ片に一致した場合に、親機１００によって自端末装置が選択されたと判断することで、複数の子機が通信路を利用している場合であっても、親機１００から通信アドレスとスロットとを取得することが可能となる。

なお、第１または第２のアドレス要求メッセージを送信する際に（Ｓ２０３またはＳ２０５）、メッセージ交換部２２１および３２１のそれぞれが乱数を用いて算出した第１または第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間が近似または一致している場合が起こりうる。この場合、子機２００および子機３００が同じビーコン周期の共用スロットを用いてアドレス要求メッセージを送信する可能性がある。この場合、それぞれの子機から送信したアドレス要求メッセージは衝突し、親機１００はアドレス要求メッセージを受信できない。

このため、親機１００では、第１または第２のアドレス要求メッセージの受信待ち状態において（Ｓ１０３またはＳ１０５）、メッセージ交換部１２１は、第１または第２のアドレス要求メッセージを受信していないと判定し、第１の親機ＩＤ報知メッセージを送信する（Ｓ１０１に戻る）。子機２００および子機３００は、第１または第２のアドレス応答メッセージの受信待ちの際に（Ｓ２０４またはＳ２０６）、第１の親機ＩＤ報知メッセージを受信した場合、第２の親機ＩＤ報知メッセージの受信を待機する（Ｓ２０２に戻る）。

そして、メッセージ交換部２２１および３２１は、第１のアドレス要求メッセージの送信処理（Ｓ２０３）から再実行する。なお、再送信の際は、初回の算出に用いる乱数の最大値よりも、第１〜第ｎのアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数の最大値が大きくなるよう、乱数生成パラメータを変更することで、乱数の最大値を決定する。これにより、再実行時に再びアドレス要求メッセージ同士が衝突する確率が減少する。

なお、実施の形態１においては、親機１００が複数の第１のアドレス要求メッセージまたは複数の第２のアドレス要求メッセージを受信した場合、最初に受信したメッセージを選択したが、別の方法を用いて決定しても構わない。別の例としては、受信順序以外に、受信したメッセージに含まれる第１または第２の端末ＩＤ片の値が最大のもの、または最小のものを選択する方法がある。さらに、別の方法として、子機２００および子機３００が自端末装置の優先度を示す情報を保有している場合は、子機２００および子機３００においてメッセージ内の拡張領域に優先度を示す情報を設定し、親機１００において最も優先度の高いメッセージを選択する方法がある。

また、子機２００および子機３００が自端末装置の優先度を示す情報を保有している場合、第１または第２のアドレス要求メッセージの各送信待ち時間を乱数から算出する際、優先度に応じて乱数が出力する最大値が変更されるように、乱数生成パラメータを変更してもよい。一例として、優先度が高いほど最大値が小さくなるよう、乱数生成パラメータを設定する。これにより、短い待ち時間で各メッセージを送信することができ、親機１００によって優先度の高い子機が選択されやすくなる。

また、実施の形態１では、第１および第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数が出力する最大値が変わるよう、乱数の生成パラメータを変更したが、処理の簡単化のために、常に同じ生成パラメータを用いても構わない。同様に、アドレス要求メッセージ同士が衝突した後の再実行時に、同じ生成パラメータを用いた乱数からアドレス要求メッセージの送信待ち時間を求めても構わない。

また、実施の形態１では、スロット数を３２としたが、それ以外のスロット数でも構わない。また、スロット３１のみを共用スロットに割り当てたが、例えば、スロット３０および３１の２スロット、もしくは、３つ以上のスロットを共用スロットに割り当てても構わない。この場合、第１または第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を短縮させることができる。

また、共用スロットとしてビーコン周期の最後のスロットであるスロット３１を割り当てたが、逆に先頭側であるスロット１を割り当てても構わない。ただし、スロット１を共用スロットとして割り当てた場合において、複数の子機が送信したメッセージ同士が衝突を起こした場合、データ通信を行っている各端末装置間の通信に影響を及ぼすことがあるため、必ず１台ずつ子機を追加する必要がある。

また、親機１００は、子機にアドレスとスロットとを割り当てた後で、アドレス管理テーブルを不揮発性メモリに保存し、次回親機１００が起動した際に、不揮発性メモリに保存したアドレス管理テーブルに基づいて、順次、第１および第２の端末ＩＤ片と、通信アドレスおよびスロット番号を送信して、各子機に通信アドレスと送信スロットを通知しても構わない。より具体的には、親機１００は、まず不揮発性メモリに保存したアドレス管理テーブルの先頭側から順に、第１の端末ＩＤ片、第２の端末ＩＤ片、通信アドレスとスロットをそれぞれ制御メッセージにて通知する。各子機は第１および第２の端末ＩＤ片が自端末の端末ＩＤと一致する場合に、アドレスとスロットとを設定する。

親機１００はさらに、不揮発性メモリに保存したアドレス管理テーブルに基づいて各子機にアドレスと送信スロットを通知した後に、第１の実施の形態で説明したアドレス割り当てを行っても構わない。

（実施の形態２）
実施の形態１では、通常のデータ通信に用いる通常スロットとは別に、アドレス割り当てに用いる共用スロットを設けた。このため、既に通信アドレスとスロットとを割り当てられた子機は、別の子機のアドレス割り当て中であっても、通信を行うことができた。一方、共用スロットの数が少ないと、一度に多くの端末に対して通信アドレスおよびスロットの割り当てを行う場合、アドレス要求が衝突する確率が増え、余分に時間がかかる場合がある。

そこで、実施の形態２においては、親機から特定メッセージを受信した場合に、通信インタフェースに設定した通信アドレスと、通信インタフェースに設定したスロット番号が示すスロットとを用いて、通常のデータ通信を開始する。具体的には、まずネットワークに接続された全ての端末に通信アドレスおよびスロットの割り当てを行う。通信アドレスおよびスロットの割り当て中は、割り当てのための制御メッセージのみ通信可能である。この間、各子機はたとえ通信アドレスとスロットとが割り当てられた端末であったとしても、通常のデータ通信を行うことはできない。全ての子機への割り当てが完了すると、親機からの指示に基づき、各子機は通常のデータ通信が可能となる。

実施の形態２におけるネットワーク構成および各端末装置の構成は、図１、図４〜図６に示す実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。

以下では、図１４〜１７を用いて、実施の形態２における割り当て処理について説明する。

まず、初期状態における各端末装置の状態とスロットの構成とを説明する。初期状態において、親機１００の通信インタフェース１１０には、通信アドレスは０、スロットは０が割り当てられている。子機２００の通信インタフェース２１０および子機３００の通信インタフェース３１０には、ともに通信アドレスは０ｘ３Ｆ（未割り当て時の初期値）、スロットは３１（未割り当て時の初期値）である。

また、アドレス割り当て処理中のスロットの構成を図１４に示す。図１４において、スロット０はビーコンスロットであり、親機１００に割り当てられている。スロット１〜３１は全て共用スロットであり、通信アドレスおよびスロットの割り当てのために使用する。図１４に示すように、通常スロットが存在しないため、割り当て中は通常のデータ通信を行うことはできない。

また、通信アドレスおよびスロットの割り当て中は制御メッセージの送受信のみを行うため、通信インタフェース１１０はビーコンを送信しない。代わりに、通信インタフェース１１０を介して出力される制御メッセージには全てビーコン識別子がセットされており、子機にとってビーコンと同等の機能を果たす。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、実施の形態２における各端末装置（親機１００、子機２００および子機３００）間の動作を示すシーケンス図である。図１５Ａは、通信アドレスおよびスロットの割り当て中の各端末装置間の動作を示すシーケンス図である。図１５Ｂは、全ての子機に通信アドレスおよびスロットの割り当てが完了した後に行う、未使用スロットの通知処理を示すシーケンス図である。図１６は、図１５Ａのシーケンス図に対応する親機１００の動作を示すフローチャートである。図１７は、図１５Ａのシーケンス図に対応する子機２００および子機３００の動作を示すフローチャートである。

まず、親機１００では、メッセージ交換部１２１は、通信アドレスおよびスロットの割り当てを行うことを示す割り当て開始報知メッセージを生成する。そして、メッセージ交換部１２１は、通信路４００を介して接続される全ての子機（子機２００および子機３００）にスロット０を用いて送信する（Ｓ３０１）。なお、割り当て開始報知メッセージは、メッセージＩＤのみが設定され、メッセージボディには０が設定される。

子機２００および子機３００では、メッセージ交換部２２１および３２１は、割り当て開始報知メッセージの受信を待機しており、割り当て開始報知メッセージを受信した場合、第１の端末ＩＤ片を含む第１のアドレス要求メッセージを生成する（Ｓ４０１）。さらに、メッセージ交換部２２１および３２１は、第１のアドレス要求メッセージを送信するためのスロットを、共用スロットであるスロット１〜３１から乱数を用いて決定し、通信インタフェース２１０および３１０に設定する。通信インタフェース２１０および３１０は、設定されたスロットを用いて第１のアドレス要求メッセージを送信する（Ｓ４０２）。

一例として、メッセージ交換部２２１において決定したスロットがスロット１０、メッセージ交換部３２１において決定したスロットがスロット２０である場合を想定する。このとき、通信インタフェース２１０にはスロット１０が設定され、スロット１０を用いて第１のアドレス要求メッセージが親機１００に送信される。同様に、通信インタフェース３１０にはスロット２０が設定され、スロット２０を用いて第１のアドレス要求メッセージが親機１００に送信される。

親機１００では、メッセージ交換部１２１は、スロット１０において子機２００からの第１のアドレス要求メッセージを受信する。また、スロット２０において子機３００からの第１のアドレス要求メッセージの受信を待つ（Ｓ３０２）。

メッセージ交換部１２１は、受信した第１のアドレス要求メッセージが１つの場合、当該第１のアドレス要求メッセージを選択する。受信した第１のアドレス要求メッセージが２つ以上の場合、メッセージ交換部１２１は、受信した２つ以上の第１のアドレス要求メッセージの中から１つを選択する。

ここでは、選択方法として、メッセージ交換部１２１は、最初に受信した第１のアドレス要求メッセージを選択する。１ビーコン周期分だけ受信待ちをしても第１のアドレス要求メッセージを受信しない場合は、メッセージ交換部１２１は、未割り当ての子機が存在しないか、あるいは、複数の子機のメッセージ同士が衝突したかのいずれかだと判断し、終了処理（Ｓ３０８）に進む。

実施の形態２においては、図１５Ａに示すように、子機２００からの第１のアドレス要求メッセージと、子機３００からの第１のアドレス要求メッセージとの計２つのメッセージを受信する。子機２００からの第１のアドレス要求メッセージはスロット１０で、子機３００からの第１のアドレス要求メッセージはスロット２０で送信されるため、最初に受信する子機２００からのメッセージを選択する。

さらに、メッセージ交換部１２１は、選択した第１のアドレス要求メッセージに含まれる第１の端末ＩＤ片を抽出する。そして、抽出した第１の端末ＩＤ片を第１の選択ＩＤ片として含む第１のアドレス応答メッセージを生成し、子機２００および子機３００にスロット０を用いて送信する（Ｓ３０３）。このようにして、親機１００が送信する第１のアドレス応答メッセージには、子機２００の第１の端末ＩＤ片が含まれていることとなる。

子機２００のメッセージ交換部２２１および子機３００のメッセージ交換部３２１は、親機１００から第１のアドレス応答メッセージの受信を待つ（Ｓ４０３）。

メッセージ交換部２２１および３２１は、第１のアドレス応答メッセージを受信し、受信した第１のアドレス応答メッセージから第１の選択ＩＤ片を抽出する。抽出した第１の選択ＩＤ片が第１の端末ＩＤ片と一致した場合は、メッセージ交換部２２１および３２１は、第２のアドレス要求メッセージの送信を行う（Ｓ４０４に進む）。

第１の選択ＩＤ片が第１の端末ＩＤ片と一致しない場合は、他の子機が送信したメッセージが親機１００によって選択されたことを示しているため、メッセージ交換部２２１および３２１は、以降の処理を取りやめ、割り当て開始報知メッセージを受信するのを待機する（Ｓ４０１に戻る）。

さらに、メッセージ交換部２２１および３２１が、第１のアドレス応答メッセージではなく、割り当て開始報知メッセージを受信した場合は、他の子機が送信した第１のアドレス要求メッセージと、自端末装置が送信した第１のアドレス要求メッセージ同士とが衝突し、親機１００が受信できなかったと判断する。そして、メッセージ交換部２２１および３２１は再度、乱数によりスロットを選択し、第１のアドレス要求メッセージを再送する（Ｓ４０２に戻る）。

実施の形態２においては、子機２００のメッセージ交換部２２１では、第１のアドレス応答メッセージを受信し、受信した第１のアドレス応答メッセージに含まれる第１の選択ＩＤ片を抽出する。抽出した第１の選択ＩＤ片は第１の端末ＩＤ片と一致するため、第２のアドレス要求メッセージの送信を行う（Ｓ４０４に進む）。

一方、子機３００のメッセージ交換部３２１は、同じく第１のアドレス応答メッセージを受信するが、第１の選択ＩＤ片は第１の端末ＩＤ片と一致しない。このため、メッセージ交換部３２１は、以降の処理を取りやめ、割り当て開始報知メッセージを受信するのを待機する（Ｓ４０１に戻る）。

子機２００のメッセージ交換部２２１は、ＩＤ管理部２２２から第２の端末ＩＤ片を取得し、取得した第２の端末ＩＤ片を含む第２のアドレス要求メッセージを生成する。さらに、メッセージ交換部２２１は、親機１００に送信するスロットを、共用スロットであるスロット１〜３１から乱数によって決定（一例として、ここでは、スロット１５を選択）し、決定したスロットを通信インタフェース２１０に設定する。通信インタフェース２１０は、スロット１５の時刻が到来すると、親機１００に対して第２のアドレス要求メッセージを送信する（Ｓ４０４）。

親機１００では、メッセージ交換部１２１は、第２のアドレス要求メッセージの受信を待つ（Ｓ３０４）。

メッセージ交換部１２１は、受信した第２のアドレス要求メッセージが１つのみの場合は、当該第２のアドレス要求メッセージを選択する。受信した第２のアドレス要求メッセージが２つ以上の場合は、メッセージ交換部１２１は、最初に受信したメッセージを選択する。また、１ビーコン周期分待っても第２のアドレス要求メッセージを受信しない場合は、複数の子機からのメッセージが衝突したものと判定し、第１のアドレス応答メッセージを再送する（Ｓ３０３に戻る）。

実施の形態２においては、メッセージ交換部１２１は、子機２００からの第２のアドレス要求メッセージのみを受信する。このため、受信した第２のアドレス要求メッセージを選択して第２の端末ＩＤ片を抽出する。そして、メッセージ交換部１２１は、抽出した第２の端末ＩＤ片を第２の選択ＩＤ片として含む第２のアドレス応答メッセージを、スロット０を用いて子機２００および子機３００に送信する（Ｓ３０５）。

子機２００では、メッセージ交換部２２１は、第２のアドレス応答メッセージの受信を待つ（Ｓ４０５）。メッセージ交換部２２１が、第２のアドレス応答メッセージを受信し、受信した第２のアドレス応答メッセージから抽出した第２の選択ＩＤ片が第２の端末ＩＤ片と一致した場合は、アドレス通知メッセージの受信を待機する（Ｓ４０６に進む）。

第２の選択ＩＤ片が第２の端末ＩＤ片と一致しない場合は、他の子機が送信したメッセージが選択されているため、メッセージ交換部２２１は、割り当て開始報知メッセージを受信するのを待機する（Ｓ４０１に戻る）。

なお、子機２００では、第２のアドレス応答メッセージの待機中（Ｓ４０５）に受信したメッセージが、第１のアドレス応答メッセージであった場合、第２のアドレス要求メッセージが他の子機のメッセージと衝突したと考えられる。このため、メッセージ交換部２２１は、乱数によりスロットを選択し、第１のアドレス要求メッセージを再送信する（Ｓ４０５）。

実施の形態２では、メッセージ交換部２２１は、第２のアドレス応答メッセージを受信し、さらに、第２の選択ＩＤ片が第２の端末ＩＤ片と一致する。このため、メッセージ交換部２２１は、アドレス通知メッセージの受信を待機する（Ｓ４０６に進む）。

一方、子機３００のメッセージ交換部３２１も第２のアドレス応答メッセージを受信するが、この時点では、割り当て開始報知メッセージの受信待ち（Ｓ４０１）である。したがって、メッセージ交換部３２１は、受信した第２のアドレス応答メッセージを破棄する。

親機１００では、メッセージ交換部１２１は、アドレス通知メッセージを生成し、生成したアドレス通知メッセージを子機２００および子機３００に送信する（Ｓ３０５）。具体的には、まず、アドレス管理部１２３は、空きスロットのうち最も先頭側にあるスロット１を選択し、スロット１の通信アドレス１とともにメッセージ交換部１２１に出力する。

以降、アドレス管理部１２３は、別の子機に対して割り当てるスロットと通信アドレスとを決定する際、スロット２、スロット３…のように空きスロットの先頭側から順にスロットを選択する。例えば、子機３台にスロットを割り当てた場合、スロット１〜３が割り当てたスロット、スロット４〜３１が空きスロットとなる。このようにスロットを選択することで、空きスロットの連続数が最大となり、後述する省電力処理を行う上で、より消費する電力を削減することが可能となる。

メッセージ交換部１２１は、アドレス管理部１２３が出力したスロットと通信アドレスとを含むアドレス通知メッセージを生成し、スロット０を用いて子機２００および子機３００に送信する。

さらに、メッセージ交換部１２１は、実施の形態１と同様に、第１および第２の選択ＩＤ片から子機２００の端末ＩＤを生成し、アドレス管理部１２３に出力する。アドレス管理部１２３は、子機２００の端末ＩＤをアドレス管理テーブルに登録する（Ｓ３０７）。

子機２００では、メッセージ交換部２２１は、アドレス通知メッセージを受信した場合、受信したアドレス通知メッセージからスロットと通信アドレスとを抽出する（Ｓ４０６）。そして、メッセージ交換部２２１は、抽出したスロットと通信アドレスとを通信インタフェース２１０に設定する（Ｓ４０７）。この結果、通信インタフェース２１０には、通信アドレス１、スロット１が設定され、割り当て処理は終了する。

以後、通信インタフェース２１０は、上記のように設定された通信アドレスとスロットとを用いてデータ通信を行うが、この時点では、まだ図１４に示したように通常スロットが存在していないため、通常のデータ通信は行わない。

親機１００のメッセージ交換部１２１は、アドレスおよびスロットの登録（Ｓ３０７）が終了した後、再び、割り当て開始報知メッセージの送信を行う（Ｓ３０１）。子機２００は既に割り当て済みのため、割り当て開始報知メッセージを受信しても、受信した割り当て開始報知メッセージを破棄する。

一方、子機３００は、割り当て開始報知メッセージの受信待ち状態にあるため（Ｓ４０１）、割り当て開始報知メッセージを受け取った場合、上記の処理を継続する。このようにして、子機３００には、スロット２と通信アドレス２とが付与され、通信インタフェース３１０に設定される。

以上の処理を繰り返すことで、ネットワーク上の全ての子機に対してスロットと通信アドレスとが割り当てられる。

全ての子機にスロットと通信アドレスとが割り当てられた場合、親機１００が割り当て開始報知メッセージを送信しても、どの子機も第１のアドレス要求メッセージを送信しない。このため、親機１００のメッセージ交換部１２１は、メッセージ受信なしのため、割り当て処理の終了条件を満たしているか否かを判定する（Ｓ３０８）。

メッセージ交換部１２１は、終了条件として、連続して第１のアドレス要求メッセージを受信しない回数が所定の回数以上であるかを確認する。所定の回数以上となった場合、メッセージ交換部１２１は、全ての子機に対する割り当てが終了したと判定し、割り当て処理を終了する。

逆に、所定の回数未満の場合は、複数の子機が乱数により選択したスロットが重複し、メッセージの衝突により受信しなかったものと判断し、再度割り当て開始メッセージを送信する（Ｓ３０１）。このように、上記所定の回数は、衝突の発生を考慮し、十分大きな回数とする。

以上のようにして、割り当て処理が終了すると、親機１００と子機２００および子機３００とは、図１５Ｂのメッセージシーケンス図に示す動作を実行する。図１５Ｂのメッセージシーケンス図に示す動作は、通信アドレスおよびスロットの割り当て結果を用いて、親機１００、子機２００および子機３００の消費電力を削減するために行われる。

親機１００のアドレス管理部１２３は、割り当ての結果、空きスロットの情報をメッセージ交換部１２１に出力する。ここでは、スロット０が親機１００、スロット１が子機２００、スロット２が子機３００に割り当てられているため、アドレス管理部１２３は、空きスロット情報として、スロット３〜３１を出力する。

メッセージ交換部１２１は、空きスロット情報を受け取ると、受け取った空きスロット情報を含む空きスロット通知メッセージを生成し、子機２００および子機３００に送信する（Ｓ３１１）。さらに、メッセージ交換部１２１は、通信インタフェース１１０に、空きスロット情報を設定する。

さらに、メッセージ交換部１２１は、通信インタフェース１１０に、通常のデータ通信を開始しても問題が発生しないよう、ビーコンの送信開始を設定する。これにより、スロット構成は、図１８に示す構成となる。

図１８では、スロット０がビーコンスロットで親機１００に割り当てられている。スロット１〜３１は、通常のデータ通信が可能な通常スロットである。ここでは、通常スロットのうち、スロット１が子機２００、スロット３が子機３００に割り当てられている。残りのスロット４〜３１は、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットである。

子機２００および子機３００では、メッセージ交換部２２１および３２１は、空きスロット通知メッセージを受信した場合、空きスロット情報を抽出する。そして、メッセージ交換部２２１および３２１は、抽出した空きスロット情報を通信インタフェース２１０および３１０に設定する（Ｓ４１１）。

空きスロット情報としてスロット３〜３１が設定された通信インタフェース１１０、２１０および３１０は、スロット３〜３１に相当する期間は、通信機能を停止し消費電力を抑える。スロット３〜３１では、どの端末装置もメッセージ送信またはデータ通信を行わない。また、通信機能を停止する時間はスロット数から算出することができ（例えば、１スロットに相当する時間×空きスロットのスロット数）、通信機能を復帰させた後もスロットの同期に問題は発生しない。

さらに、メッセージ交換部２２１および３２１は、親機１００からのビーコンを特定メッセージとして受信した場合に、それぞれに割り当てられたスロットを用いて通常のデータ通信を行う。

このように、子機においてはビーコン周期内で送信すべきスロットを乱数によって選択し、アドレス要求を送信することで、実施の形態１に比べ、より高速に通信アドレスとスロットとを割り当てることができる。また、全ての子機に通信アドレスおよびスロットの割り当てを行った後で、空きスロット情報を全ての子機に送信し、各子機において空きスロットの区間の通信インタフェースの処理を停止させることで、消費電力を低減することが可能となる。

なお、実施の形態２においては、親機１００が複数の第１のアドレス要求メッセージまたは複数の第２のアドレス要求メッセージを受信した場合、最初に受信したメッセージを選択したが、別の選択方法によって決定しても構わない。別の例としては、受信順序以外に、受信したメッセージに含まれる第１または第２の端末ＩＤ片の値が最大のもの、または最小のものを選択する方法がある。さらに、別の方法として、子機２００および子機３００が自端末装置の優先度を示す情報を保有している場合、子機２００および子機３００においてメッセージ内の拡張領域に優先度を示す情報を設定し、親機１００において最も優先度の高いメッセージを選択する方法がある。

また、実施の形態２では、親機１００がアドレスの割り当て処理の完了を判定する際に用いた所定の回数は、割り当てた子機の台数によらず、一律の値であったが、この所定の回数を、通信アドレスおよびスロットを割り当てた子機の台数に基づいて決定してもよい。例えば、通信アドレスおよびスロットを割り当てた子機の台数が多いほど、所定の回数を小さな値に設定してもよい。これは、通信アドレスおよびスロットを割り当てた子機の台数が多いほど、割り当てられていない子機の台数が少なく、したがって、子機が送信する第１または第２のアドレス要求メッセージ同士が連続して衝突する確率も低くなるためである。

また、実施の形態２では、子機にデータ通信可能であることを通知する特定メッセージとしてビーコンを用いたが、特定の制御メッセージを特定メッセージとして用いてもよい。

また、子機２００および子機３００が自端末装置の優先度を示す情報を保有している場合、乱数によりスロットを選択する際、生成する乱数の最大値を優先度によって変更してもよい。この場合、優先度が高いほど最大値が小さく、先頭側のスロットを用いて第１または第２のアドレス要求メッセージを送信することとなる。

なお、実施の形態２においては、アドレス管理部１２３は、空きスロットのうち先頭側から順に連続するスロットを選択したが、後ろ側から順に連続するスロットを選択しても構わない。

また、実施の形態２においては、割り当て終了後のスロット構成を図１８に示すように、ビーコンスロットおよび通常スロットのみで構成したが、実施の形態１で示した図２のように、さらに、共用スロットを設けても構わない。共用スロットを設けた場合、親機１００は、空きスロット情報に共用スロットを含めない。例えば、図２に示す共用スロット（スロット３１）を設けた場合、親機１００が通知する空きスロット情報はスロット３〜３０となる。

さらに、割り当て終了後は、上記共用スロットを用いて、実施の形態１と同じ処理を行うことにより、割り当て処理終了後に追加された子機に対しても、既に割り当て済みの子機のデータ通信を阻害することなく、追加された子機に対する通信アドレスおよびスロットの割り当てを行うことが可能となる。この場合、親機１００および子機２００は、定期的に送信する報知メッセージに空きスロット通知メッセージを含めて送信する。

すなわち、親機１００は、第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージと、空きスロット通知メッセージを定期的に送信する。全ての子機は、定期的に空きスロット通知メッセージを受信する。そして、空きスロット情報が変更されたことを検出した場合、空きスロット情報を通信インタフェースに設定することで、空きスロット情報を適切に反映することが可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る通信方法では、親機ＩＤ報知メッセージまたはアドレス割り当て開始メッセージなどの報知メッセージを送信する際に、どの端末装置にも割り当てていないスロットの数を示す空きスロット数を含む報知メッセージを送信する。そして、空きスロット数に応じて、送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を決定することを特徴とする。

実施の形態３におけるネットワーク構成、および各端末装置の構成は、図１、図４〜図６に示す実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

図９および図１０に示す親機ＩＤ報知処理（Ｓ１０１およびＳ１０２）において、メッセージ交換部１２１は、アドレス管理部１２３が管理するアドレス管理テーブルにアクセスし、空きスロット数を取得する。ここでは初期状態であるので、空きスロット数は３０となる。

そして、メッセージ交換部１２１は、取得した空きスロット数を第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージ内の拡張領域に設定し、ブロードキャスト送信する。もちろん、ここで、実施の形態１で説明したように、第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージを用いて親機１００の第１および第２の親機ＩＤ片を送信しても構わない。

図９および図１０に示す親機ＩＤ受信処理（Ｓ２０１およびＳ２０２）において、子機２００および子機３００は、空きスロット数を含む第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージを受信した場合、第１のアドレス要求メッセージの送信待ち時間、および第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数の最大値を、空きスロット数に基づき設定する。一例として、第１のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数の最大値は、空きスロット数と同じ値に、第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数の最大値は、空きスロット数の１／２に設定する。例えば、空きスロット数が３０であった場合、それぞれ３０と１５になり、空きスロット数が２８に減少すると、それぞれ２８と１４となる。

以降、子機２００および子機３００は、親機ＩＤ受信処理（Ｓ２０１およびＳ２０２）において設定した乱数を用いて、それぞれの送信待ち時間を算出する。乱数の最大値が空きスロット数に応じて減少するため、それぞれの送信待ち時間が確率的に減少し、全体の処理時間が低減される。

以上示したように、親機１００は、第１および第２の親機ＩＤ報知メッセージを用いて子機２００および子機３００に空きスロット数を通知する。そして、子機２００および子機３００は、親機１００から取得した空きスロット数に基づいて、第１および第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数の最大値を決定する。

実施の形態３においては、接続できる端末台数が高々３０台までに制限されるため、空きスロット数の減少は、すなわち、第１および第２のアドレス要求メッセージを送信する端末台数も減少したことを示す。このため、メッセージの衝突確率を上げることなく、送信待ち時間を削減し、処理時間を抑えることが可能となる。

なお、実施の形態３においては、空きスロット数を送信したが、１台の端末装置に複数のスロットを割り当てた場合を想定し、最大の登録台数（ここでは３０台）から送信時点での登録台数を差し引いた値を、空きスロット数の代わりに送信しても構わない。

（実施の形態４）
実施の形態４に係る通信方法は、子機が、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを送信し、親機が、スロット要求メッセージを受信した場合、子機に割り当てるスロット要求数のスロットを決定することを特徴とする。つまり、親機が、１つの子機に複数のスロットを割り当てることを特徴とする。

実施の形態４におけるネットワーク構成、および各端末装置の構成は、図１、図４〜図６に示す実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態４では、子機２００および子機３００は、アドレス要求メッセージに割り当てを希望するスロット数を設定し、親機１００に送信する。スロット数は、スループットの要求条件から決定される。

例えば、端末装置にスロット１のみを割り当てた場合、１ビーコン周期あたり、１回のデータ通信しかできないが、スロット１とスロット２との計２個のスロットを割り当てた場合、１ビーコン周期あたり２回のデータ通信ができる。したがって、連続的にデータ送信を行う場合、スループットが増加する。

ここでは、子機２００が２個のスロットを要求する場合を例に挙げ、図９および図１０を用いて説明する。

子機２００または子機３００は、第２のアドレス要求メッセージの送信処理（Ｓ２０５）において、第２のアドレス要求メッセージの拡張領域に、割り当てを希望するスロットの数であるスロット要求数（ここでは、２個のスロット）を設定して、親機１００に送信する。つまり、子機２００または子機３００は、最後の端末ＩＤを含むアドレス要求メッセージの拡張領域にスロット要求数を設定する。なお、子機２００または子機３００は、いずれの端末ＩＤを含むアドレス要求メッセージの拡張領域にスロット要求数を設定してもよい。

親機１００は、第２のアドレス要求メッセージを受信すると、受信メッセージから、割り当てを希望するスロット要求数を取得する（Ｓ１０５）。親機１００は、図８Ａに示すアドレス管理テーブルを参照し、スロット１〜３０が空きスロットであることから、２個のスロットを確保できることを確認する。そして、実施の形態１と同様に、子機２００の第２の端末ＩＤ片を含む第２のアドレス応答メッセージをブロードキャスト送信する（Ｓ１０６）。

親機１００は、さらに、スロット１および２を確保し、アドレス管理テーブルのスロット１および２について、端末ＩＤとして子機２００の端末ＩＤを、通信アドレスを共にスロット１に記載された値である１に登録する。さらに、親機１００は、設定した通信アドレス１と、スロット１および２をアドレス通知メッセージにてブロードキャスト送信する（Ｓ１０７およびＳ１０８）。

子機２００は、第２のアドレス応答メッセージを受信し、受信した第２のアドレス応答メッセージに含まれる第２の選択ＩＤ片と第２の端末ＩＤ片とが一致することから、２個のスロットが確保できたことを確認する（Ｓ２０６）。さらに、子機２００は、アドレス通知メッセージを受信し、メッセージ内に設定された通信アドレス１と、スロット１および２とを通信インタフェース２１０に設定する（Ｓ２０７およびＳ２０８）。

以上、説明したように、子機２００および子機３００は、割り当てを希望するスロットの数であるスロット要求数をアドレス要求メッセージに設定して親機１００に送信する。そして、親機１００は、アドレス要求メッセージに設定されたスロット数を確保してアドレス応答メッセージを返すことで、通信アドレスに加えて複数のスロットを割り当てることが可能となる。これにより、別途スロットを確保するためのメッセージが不要となり、処理時間を短縮することが可能となる。

なお、実施の形態４においては、子機２００および子機３００は、第１および第２のアドレス要求メッセージを送信する際の送信待ち時間については、実施の形態に等しいものとして説明したが、子機２００および子機３００が割り当てを希望するスロット要求数に応じて、送信待ち時間を算出するための乱数が出力する最大値が変更されるよう、乱数生成パラメータを変更しても構わない。一例として、子機２００および子機３００は、割り当てを希望するスロット要求数が多いほど、最大値を小さくするように生成パラメータを変更する。これにより、一度に多くのスロットを必要とする端末装置が選択されやすくなり、スロットの確保が容易になる。

なお、実施の形態４では、子機２００および子機３００は、スロット要求数のみを指定したが、スロット数に加えてスロットの配置を指定してもよい。スロットの配置とは、連続したスロットであること、あるいは、ビーコン周期内で均等に分散したスロットであることなどを示す情報である。一例として、子機２００または子機３００は、ビーコン周期内で均等に分散した２個のスロットを希望する場合、拡張領域に分散したスロットであることを示すフラグと、スロット要求数２を設定し、親機１００に送信する。メッセージを受信した親機１００は、均等に分散したスロットを示すフラグがセットされているため、２個のスロットとしてスロット１とスロット１６とを確保し、アドレス通知メッセージにて子機２００または子機３００に通知する。これにより、スロットの間隔はちょうどビーコン周期の１／２となり、自端末に送信権が巡回するまでに生じる遅延時間を１／２に低減させることが可能となる。このように、分散した配置のスロットを確保するよう指定することで、遅延時間を短縮させることが可能となる。

さらには、分散したスロットの取得を希望する子機２００または３００は、スロットを優先的に確保できるよう、第１および第２のアドレス要求メッセージの送信待ち時間を算出するための乱数が出力する最大値が小さくなるよう、乱数生成パラメータを変更しても構わない。分散したスロットを確保する場合、通常よりもスロットの配置に関する制限が多く、スロットが余っていてもうまく均等に分散したスロットが取得できない場合が発生する。このため、このような子機を優先的に選択し、先にスロットを確保することで、効率的なスロットの割り当てを行う。

以上、本発明に係る端末装置および通信方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

なお、本発明は、上述したように、端末装置および通信方法として実現できるだけではなく、本実施の形態の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として実現してもよい。また、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現してもよい。さらに、当該プログラムを示す情報、データまたは信号として実現してもよい。そして、これらプログラム、情報、データおよび信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信されてもよい。

また、本発明は、端末装置を構成する構成要素の一部または全部を、１個のシステムＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）から構成してもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。

本発明は、直流電流の電力線を通信路として使用する通信端末装置に適用することができ、例えば、自転車用部品などに適用することができる。

１００親機
１１０、２１０、３１０通信インタフェース
１２０、２２０、３２０制御部
１２１、２２１、３２１メッセージ交換部
１２２、２２２、３２２ＩＤ管理部
１２３アドレス管理部
１３０、２３０、３３０分離混合部
１４０、２４０、３４０自転車部品
２００、３００子機
４００通信路
５００バッテリー

Claims

直流の電力線を通信路として用い、当該通信路を時間的に分割したスロットを利用して他の端末装置と通信を行う端末装置であって、
前記他の端末装置との通信を制御する制御部と、
前記電力線の信号から受信信号を分離し、所定の送信信号を前記電力線の信号に重畳する分離混合部と、
前記分離混合部によって分離された受信信号を前記制御部に出力し、かつ、前記制御部による制御に基づいて前記送信信号を前記分離混合部に出力する通信インタフェースとを備え、
前記制御部は、
自端末装置を識別するための端末ＩＤを第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の子機ＩＤ片に分割し、当該第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを順次、前記送信信号として出力し、
前記他の端末装置から前記分離混合部および前記通信インタフェースを介して、前記第１〜第ｎの要求メッセージに対する応答であり、第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの応答メッセージを順次、前記受信信号として受信し、
受信した第１〜第ｎの応答メッセージに含まれる第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片が前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片に一致した場合に、前記他の端末装置から送信されるアドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスとスロット番号とを前記通信インタフェースに設定する
端末装置。
前記制御部は、前記第１〜第ｎの応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の応答メッセージに含まれる第ｍの選択端末ＩＤ片が、前記第１〜第ｎの要求メッセージのうちの第ｍの要求メッセージに含まれる第ｍの子機ＩＤ片と一致しない場合、前記第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止する
請求項１記載の端末装置。
前記制御部は、乱数を用いて前記第ｍの要求メッセージの送信待ち時間を算出し、所定の時点から前記送信待ち時間が経過した後に、通信アドレスが割り当てられていない端末装置専用のスロットである特定スロットを用いて、前記第ｍの要求メッセージを送信する
請求項２記載の端末装置。
前記制御部は、さらに、前記第１〜第ｎの要求メッセージのそれぞれの前記送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、値が順に小さくなるように決定する
請求項３記載の端末装置。
前記制御部は、前記他の端末装置から定期的に送信される報知メッセージを受信したときから、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間が経過した後に、前記第１の要求メッセージを送信する
請求項３記載の端末装置。
前記制御部は、さらに、前記報知メッセージに含まれる、どの端末装置にも割り当てられていないスロットの数を示す空きスロット数に応じて、前記送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を決定する
請求項５記載の端末装置。
前記報知メッセージは、前記他の端末装置を識別するための端末ＩＤが分割された第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを含み、
前記制御部は、前記第１〜第ｐの親機ＩＤ片が以前と異なる値である場合に、前記通信インタフェースに設定した通信アドレスとスロット番号とを初期化する
請求項６記載の端末装置。
前記制御部は、前記他の端末装置に前記第ｍの要求メッセージを送信した後、前記他の端末装置から前記第ｍの応答メッセージを受信する前に、前記報知メッセージを受信した場合、前記第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止するとともに、前記第１の要求メッセージを再送信する
請求項５記載の端末装置。
前記制御部は、前記第１の要求メッセージを再送信する場合、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、前記第１の要求メッセージの初回の前記送信待ち時間を算出するのに用いた乱数の最大値より、値が大きくなるように決定する
請求項８記載の端末装置。
前記制御部は、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、前記他の端末装置に割り当てられたスロットを除いたスロットを選択し、選択したスロットを用いて前記第ｍの要求メッセージを送信する
請求項２記載の端末装置。
前記制御部は、前記他の端末装置から特定メッセージを受信した場合に、前記通信インタフェースに設定した通信アドレスと、前記通信インタフェースに設定したスロット番号が示すスロットとを用いて、通常のデータ通信を開始する
請求項１０記載の端末装置。
前記特定メッセージは、ビーコンである
請求項１１記載の端末装置。
前記制御部は、前記他の端末装置に、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを送信し、前記他の端末装置から前記アドレス通知メッセージを受信した場合に、当該アドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスと、前記スロット要求メッセージに含まれるスロット要求数のスロット番号とを前記通信インタフェースに設定する
請求項１記載の端末装置。
前記制御部は、前記他の端末装置から、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットの少なくとも一部を示す空きスロット情報を含むメッセージを受信した場合、当該空きスロット情報が示す空きスロットに相当する期間において、前記通信インタフェースの通信機能を停止する
請求項１記載の端末装置。
前記制御部は、自端末装置を識別するための端末ＩＤの下位側から順に、それぞれ前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片となるように分割する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の端末装置。
直流の電力線を通信路として用い、当該通信路を時間的に分割したスロットを利用して他の端末装置と通信を行う端末装置であって、
前記他の端末装置との通信を制御する制御部と、
前記電力線の信号から受信信号を分離し、所定の送信信号を前記電力線の信号に重畳する分離混合部と、
前記分離混合部によって分離された受信信号を前記制御部に出力し、かつ、前記制御部による制御に基づいて、前記送信信号を前記分離混合部に出力する通信インタフェースとを備え、
前記制御部は、
前記他の端末装置から前記分離混合部および前記通信インタフェースを介して、前記他の端末装置を識別するための端末ＩＤが分割された第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の端末ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを順次受信し、かつ、受信した第１〜第ｎの要求メッセージに対する応答であり、前記第１〜第ｎの端末ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの応答メッセージを順次ブロードキャスト送信し、
前記第１〜第ｎの応答メッセージを全て送信した場合、前記他の端末装置に割り当てる通信アドレスとスロット番号とを含むアドレス通知メッセージをブロードキャスト送信する
端末装置。
前記制御部は、さらに、前記他の端末装置に前記第１の要求メッセージを送信させるための報知メッセージを、定期的にブロードキャスト送信する
請求項１６記載の端末装置。
前記制御部は、どの端末装置にも割り当てていないスロットの数を示す空きスロット数を含む前記報知メッセージを送信する
請求項１７記載の端末装置。
前記制御部は、前記第１〜第ｎの応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の応答メッセージを送信してから、所定の期間が経過した後に前記報知メッセージを再びブロードキャスト送信する
請求項１８記載の端末装置。
前記制御部は、自端末装置を識別するための端末ＩＤが分割された第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを前記報知メッセージとして送信する
請求項１９記載の端末装置。
前記制御部は、通信アドレスとスロットとを前記他の端末装置へ割り当てる割り当て処理が完了したか否かを判定し、前記割り当て処理が完了したと判定した場合に、通常のデータ通信が開始可能になったことを通知するための特定メッセージをブロードキャスト送信する
請求項１６記載の端末装置。
前記特定メッセージは、ビーコンである
請求項２１記載の端末装置。
前記制御部は、
前記他の端末装置から、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを受信した場合、前記スロット要求数のスロット番号を含む前記アドレス通知メッセージをブロードキャスト送信する
請求項１６記載の端末装置。
前記制御部は、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットの少なくとも一部を示す空きスロット情報を含むメッセージを送信し、かつ、前記空きスロット情報が示す空きスロットに相当する期間において、前記通信インタフェースの通信機能を停止する
請求項１６記載の端末装置。
前記制御部は、複数のスロットを割り当てる場合、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、先頭側または後ろ側から順に前記他の端末装置を含む１つ以上の他の端末装置に割り当てるスロットを決定する
請求項１６記載の端末装置。
前記端末装置は、自転車に搭載可能であり、互いに通信する部品である
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の端末装置。
直流の電力線を通信路として用いるネットワークにおいて、第１の端末装置および第２の端末装置が前記通信路を時間的に分割したスロットを利用して通信する通信方法であって、
前記第２の端末装置が、当該第２の端末装置を識別するための端末ＩＤを第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の子機ＩＤ片に分割し、当該第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｎの要求メッセージを順次、前記第１の端末装置に送信する要求メッセージ送信ステップと、
前記第１の端末装置が、前記第１〜第ｎの要求メッセージを順次受信し、かつ、受信した第１〜第ｎの要求メッセージに対する応答であり、前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片をそれぞれ第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片として含む第１〜第ｎの応答メッセージを順次、ブロードキャスト送信する応答メッセージ送信ステップと、
前記第１の端末装置が、前記第１〜第ｎの応答メッセージを送信した後に、前記第２の端末装置に割り当てる通信アドレスとスロット番号とを含むアドレス通知メッセージを送信するアドレス通知メッセージ送信ステップと、
前記第２の端末装置が、前記アドレス通知メッセージを受信するアドレス通知メッセージ受信ステップと、
前記第２の端末装置が、前記第１〜第ｎの選択端末ＩＤ片が前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片に等しい場合に、前記アドレス通知メッセージに含まれる通信アドレスとスロット番号とを、前記第２の端末装置の通信インタフェースに設定するアドレス設定ステップとを含む
通信方法。
前記要求メッセージ送信ステップでは、
前記第２の端末装置が、前記第１〜第ｎの応答メッセージを順次受信し、前記第１〜第ｎの応答メッセージのうちの第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の応答メッセージに含まれる第ｍの選択端末ＩＤ片が、当該第２の端末装置の第ｍの子機ＩＤ片に一致しない場合、前記第１〜第ｎの要求メッセージのうちの第ｍの要求メッセージより後の要求メッセージの送信を中止する
請求項２７記載の通信方法。
前記通信方法は、さらに、
前記第２の端末装置が、乱数を用いて前記第ｍの要求メッセージの送信待ち時間を算出する送信待ち時間算出ステップを含み、
前記要求メッセージ送信ステップでは、
所定の時点から前記送信待ち時間が経過した後に、通信アドレスが割り当てられていない端末装置専用のスロットである特定スロットを用いて、前記第ｍの要求メッセージを送信する
請求項２８記載の通信方法。
前記送信待ち時間算出ステップでは、さらに、前記第１〜第ｎの要求メッセージのそれぞれの送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、値が順に小さくなるように決定する
請求項２９記載の通信方法。
前記通信方法は、さらに、
前記第１の端末装置が、前記第１の要求メッセージを送信させるための報知メッセージを定期的にブロードキャスト送信する報知メッセージ送信ステップを含み、
前記要求メッセージ送信ステップでは、
前記第２の端末装置が、前記報知メッセージを受信したときから、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間が経過した後に、前記第１の要求メッセージを送信する
請求項２９記載の通信方法。
前記報知メッセージ送信ステップでは、どの端末装置にも割り当てていないスロットの数を示す空きスロット数を含む前記報知メッセージを送信し、
前記送信待ち時間算出ステップでは、前記空きスロット数に応じて、前記送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を決定する
請求項３１記載の端末方法。
前記報知メッセージ送信ステップでは、前記第ｍの応答メッセージを送信してから、所定の期間が経過した後に前記報知メッセージを再び送信し、
前記要求メッセージ送信ステップでは、前記第ｍの要求メッセージを送信した後、前記第ｍの応答メッセージを受信する前に、前記報知メッセージを受信した場合、前記第ｍの要求メッセージの後の要求メッセージの送信を中止するとともに、前記第１の要求メッセージを再送信する
請求項３１記載の端末方法。
前記送信待ち時間算出ステップでは、前記第１の要求メッセージを再送信する場合、前記第１の要求メッセージの送信待ち時間を算出するのに用いる乱数の最大値を、前記第１の要求メッセージの初回の送信待ち時間を算出するのに用いた乱数の最大値より、値が大きくなるように決定する
請求項３３記載の端末方法。
前記報知メッセージ送信ステップでは、前記第１の端末装置を識別するための端末ＩＤを第１〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の親機ＩＤ片に分割し、当該第１〜第ｐの親機ＩＤ片をそれぞれ含む第１〜第ｐの親機ＩＤ報知メッセージを前記報知メッセージとして送信し、
前記通信方法は、さらに、
前記第２の端末装置が、前記報知メッセージを受信し、受信した報知メッセージに含まれる前記第１〜第ｐの親機ＩＤ片が以前と異なる値である場合に、前記第２の端末装置の通信インタフェースに設定した通信アドレスとスロット番号とを初期化する初期化ステップを含む
請求項３１記載の通信方法。
前記要求メッセージ送信ステップでは、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、前記第１の端末装置に割り当てられたスロットを除いたスロットを、乱数を用いて選択し、選択したスロットを用いて前記第ｍの要求メッセージを送信する
請求項２８記載の通信方法。
前記通信方法は、さらに、
前記第１の端末装置が、通信アドレスとスロットとを前記第２の端末装置へ割り当てる割り当て処理が完了したか否かを判定し、前記割り当て処理が完了したと判定した場合に、通常のデータ通信が開始可能になったことを通知するための特定メッセージをブロードキャスト送信する特定メッセージ送信ステップと、
前記第２の端末装置が、前記特定メッセージを受信した場合に、前記通信インタフェースに設定した通信アドレスと、前記通信インタフェースに設定したスロット番号が示すスロットとを用いて、通常のデータ通信を開始する通信開始ステップとを含む
請求項２７記載の通信方法。
前記特定メッセージは、ビーコンである
請求項３７記載の通信方法。
前記通信方法は、さらに、
前記第２の端末装置が、割り当てを要求するスロットの数であるスロット要求数を含むスロット要求メッセージを送信するスロット要求メッセージ送信ステップと、
前記第１の端末装置が、前記スロット要求メッセージを受信した場合、前記第２の端末装置に割り当てる、前記スロット要求数のスロットを決定するスロット決定ステップとを含む
請求項２７記載の通信方法。
前記通信方法は、さらに、
前記第１の端末装置が、どの端末装置にも割り当てられていない空きスロットの少なくとも一部を示す空きスロット情報を含むメッセージを送信する空きスロット情報送信ステップと、
前記第２の端末装置が、前記空きスロット情報を含むメッセージを受信し、前記空きスロット情報が示す空きスロットに相当する期間において、前記第２の端末装置の通信インタフェースの通信機能を停止する省電力ステップとを含む
請求項２７記載の通信方法。
前記アドレス通知メッセージ送信ステップでは、複数のスロットを割り当てる場合、ビーコン周期を構成する複数のスロットのうち、先頭側または後ろ側から順に前記他の端末装置を含む１以上の他の端末装置に割り当てるスロットを決定する
請求項２７記載の通信方法。
前記要求メッセージ送信ステップでは、前記第２の端末装置の端末ＩＤを、下位側から順に前記第１〜第ｎの子機ＩＤ片となるように分割する
請求項２７〜４１のいずれか１項に記載の通信方法。
前記第１および第２の端末装置は、自転車に搭載可能であり、互いに通信する部品である
請求項２７〜４２のいずれか１項に記載の通信方法。