JP2013078009A - 無線通信装置及びプログラム、並びに、無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 無線通信装置で制御信号を送信する際に、効率的に送信する。
【解決手段】 本発明は、第１の無線通信装置と、制御信号受信可能状態となり、制御信号受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置とを有する無線通信システムに関する。そして、第１の無線通信装置は、第２の無線通信装置のそれぞれについて、制御信号受信可能状態となるタイミングを保持し、保持した内容に基づいて制御信号送信期間を決定する手段と、データを同報送信するタイミングを決定する手段と、決定した制御信号送信期間に制御信号の同報送信を繰り返す手段と、制御信号送信期間の経過後にデータの同報送信を行う手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信装置及びプログラム、並びに、無線通信システムに関し、例えば、マルチホップ無線通信を行う無線通信装置を複数備える無線通信システムに適用し得る。

従来、近距離無線規格であるＺｉｇＢｅｅに関して規定したＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅ（非特許文献１参照）では、ＭＡＣ層への様々な追加機能が規定されている。そのうちの１つの機能としてＣＳＬ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ）という機能がある。ＣＳＬは端的にいえば送信元が送信先の間欠受信タイミングに同期してデータフレームを送信する省電力通信方法である。

ＣＳＬを利用して同報通信（ブロードキャスト通信）を実施する場合、送信元ノードは周囲のすべてのノードの間欠受信タイミングにかかると思われる十分長い時間の間、Ｗａｋｅｕｐフレームを連続送信した後にデータフレームを送信する。なお、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅではブロードキャストの際のＷａｋｅｕｐフレーム連続送信期間は、ユーザによってあらかじめ設定されたものを利用する。

従来の無線通信装置による、ＣＳＬ機能に基づいたブロードキャストのデータ送信の具体的な動作について、図９を用いて説明する。

図９では、従来のＣＬＳ機能に対応した無線通信装置において、タイミングＴＢ１の時点で、ブロードキャストによりデータフレームを送信する要求が発生（例えば、上位層のアプリケーション等により発生）した場合にブロードキャストによりデータフレームを送出する場合の動作について示している。そして、図９では、従来の無線通信装置が、タイミングＴＢ１の後のタイミングＴＢ２〜ＴＢ３の間（所定のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間が経過するまでの間）、Ｗａｋｅｕｐフレームを、周辺に連続送信する連続送信する。そのとき、従来の無線通信装置が送信するＷａｋｅｕｐフレームには、「何秒後にブロードキャストフレームを送信するか」を示す情報が含まれている。そして、Ｗａｋｅｕｐフレームを受信した側の無線通信装置では、Ｗａｋｅｕｐフレームに含まれる情報に基づいたタイミングで、ブロードキャストのデータフレームの受信を可能とする準備を行う。

そして、従来の無線通信装置は、タイミングＴＢ３の時点で、Ｗａｋｅｕｐフレームの送信を終了すると、ブロードキャストによるデータフレームの送信を開始する。この時点で、上述の受信側の無線通信装置では、ブロードキャストのデータフレームを受信するための準備（例えば、受信可能状態とするように電力状態を制御する等）が完了しているため、正常に受信することができる。

以上のような動作で、従来のＣＬＳに対応した無線通信装置は、ブロードキャストのデータフレームの送信を行う。

欧州特許出願公開第１６５７８５２号

ＩＥＥＥ編、「IEEE Std 802.15.4TM-2006 Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)」、[Online]、INTERNET、[２０１１年９月１８日検索]，＜ＵＲＬ： http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.15.4-2006.pdf＞

ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅ（非特許文献１参照）で規定されている省電力無線通信方法は、通常受信側が間欠受信しており、送信側でブロードキャスト送信を実施したい場合は、受信側で間欠受信期間となるタイミングで、Ｗａｋｅｕｐフレームを連続送信する必要がある。すなわち、従来のＣＬＳに対応したブロードキャストのデータフレームの送信側の無線通信装置では、所定のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間の間Ｗａｋｅｕｐフレームを送信し続けなければならいので、想定以上に多くの電力を消費したり、当該期間通信帯域を占有してしまうという問題点がある。

マルチホップ通信等を行う従来の無線通信装置では、経路選択等のために、周囲の無線通信装置に自装置が保持するネットワーク情報（例えば、経路選択に係る情報等）を通知するため等にブロードキャストによるデータフレームの送信を多用する場合がある。

無線通信装置ノードの消費電力を落とすためにはブロードキャストの回数を減らすことが有効であるが、効率の良いマルチホップネットワーク通信を実現するためにはブロードキャストを用いることが必要である。

以上のような問題点に鑑みて、効率的な制御信号（例えば、Ｗａｋｅｕｐフレーム等）の送信を行うことができる無線通信装置及びプログラム、並びに、無線通信システムが望まれている。

第１の本発明は、制御信号が受信可能な制御信号受信可能状態となり、制御信号を受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置に対してデータを同報送信可能な第１の無線通信装置において、（１）直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のそれぞれについて、制御信号受信可能状態となるタイミングを保持するタイミング保持手段と、（２）上記タイミング保持手段が保持した、それぞれの上記第２の無線通信装置の制御信号受信可能状態となるタイミングに基づいて、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信期間を決定する制御信号送出期間決定手段と、（３）上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の間、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信手段と、（４）上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の経過後に、データの同報送信を行うデータ送信手段とを有することを特徴とする。

制御信号送出期間決定手段は、タイミング保持手段が保持したタイミングに係る信頼性が低いと判断できる場合に、当該第１の無線通信装置と直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のうち、一部又は全部の上記第２の無線通信装置について、タイミング保持手段が保持したタイミングを利用せずに、制御信号送信期間として所定の期間を決定することを特徴とする。

第２の本発明の無線通信プログラムは、（１）制御信号が受信可能な制御信号受信可能状態となり、制御信号を受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置に対してデータを同報送信可能な第１の無線通信装置に搭載されたコンピュータを、（２）直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のそれぞれについて、制御信号受信可能状態となるタイミングを保持するタイミング保持手段と、（３）上記タイミング保持手段が保持した、それぞれの上記第２の無線通信装置の制御信号受信可能状態となるタイミングに基づいて、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信期間を決定する制御信号送出期間決定手段と、（４）上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の間、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信手段と、（５）上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の経過後に、データの同報送信を行うデータ送信手段として機能させることを特徴とする。

第３の本発明は、データを同報送信可能な第１の無線通信装置と、制御信号が受信可能な制御信号受信可能状態となり、制御信号を受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおいて、上記第１の無線通信装置として、第１の本発明の無線通信装置を適用したことを特徴とする。

本発明によれば、無線通信装置で制御信号を送信する際に、効率的に送信することができる。

実施形態に係るブロードキャストデータフレームの送信側の無線通信装置の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係るブロードキャストデータフレームの受信側の無線通信装置の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る無線通信システムの全体構成の例について示したブロック図である。 実施形態に係る送信側の無線通信装置で管理される受信タイミング管理テーブルの内容例について示した説明図である。 実施形態に係る送信側の無線通信装置で管理される受信タイミング管理テーブルの内容が遷移する場合の例について示した説明図である。 実施形態に係る無線通信システムの動作について示したタイミングチャートである。 実施形態の係る無線通信システムの第１の変形例の動作について示したタイミングチャート 実施形態の係る無線通信システムの第２の変形例の動作について示したタイミングチャート 従来のＣＬＳに対応した無線通信装置で、ブロードキャストフレームを送信する場合の動作について示したタイミングチャートである。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による無線通信装置及びプログラム、並びに、無線通信システムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図３は、この実施形態の無線通信システム１の全体構成を示すブロック図である。

図３に示すように、無線通信システム１には、ブロードキャストデータフレームの送信側として機能する無線通信装置１０と、ブロードキャストデータフレームの受信側として機能する３台の無線通信装置２０（２０−１〜２０−３）が配置されている。なお、無線通信システム１において配置される無線通信装置１０、無線通信装置２０の台数は限定されないものである。また、ここでは、無線通信装置２０−１〜２０−３は、全て同じ構成であるものとして説明するが、異なる構成としてもよい。

次に、無線通信装置２０の内部構成について説明する。

図２は、ブロードキャストデータフレームの受信側として機能する無線通信装置２０−１〜２０−３の機能的構成について示した説明図である。

図２に示すように、無線通信装置２０は、ブロードキャスト受信制御部２０１、ブロードキャストデータフレーム受信部２０２、及びＷａｋｅｕｐフレーム受信部２０３を有している。図２では、無線通信装置２０で、ブロードキャストデータフレームの受信に関係する構成のみを図示している。すなわち、線通信装置２０では、ブロードキャストデータフレームの受信に関係する構成以外の部分については限定されないものである。

無線通信装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成、及び、他の通信装置と無線通信をするためのインターフェースを有する装置に、実施形態の無線通信プログラム（ブロードキャストデータフレームの受信側に必要な構成に係る無線通信プログラム）等をインストールすることにより構築することが可能であり、その場合でも機能的には上述の図２のように示すことができる。

ブロードキャスト受信制御部２０１は、無線通信装置１０等（他のノード）からブロードキャストデータフレームを受信するための制御を行うものである。

ブロードキャストデータフレーム受信部２０２は、無線通信装置１０等から送信されたブロードキャストデータフレームを受信するものである。ブロードキャスト受信制御部２０１は、ブロードキャスト受信制御部２０１の制御に従った期間だけ、無線通信装置１０等からのブロードキャストデータフレームを受信可能とする。以下では、ブロードキャスト受信制御部２０１でブロードキャストデータを受信可能な期間を、「ＢＣＤフレーム受信可能期間」と呼ぶ。また、以下では、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間の開始タイミングを、「ＢＣＤフレーム受信可能期間開始タイミング」と呼ぶものとする。

Ｗａｋｅｕｐフレーム受信部２０３は、無線通信装置１０等から送信された制御信号としてのＷａｋｅｕｐフレームを受信するものである。Ｗａｋｅｕｐフレーム受信部２０３は、ブロードキャスト受信制御部２０１の制御に従った期間だけ、無線通信装置１０等からのＷａｋｅｕｐフレームを受信可能とする。以下では、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信部２０３でブロードキャストデータを受信可能な期間を、「Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間」と呼ぶ。この実施形態では、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信部２０３に対して、間欠的にＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となる（一定時間、及び又は、不定期の間隔でＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となる場合を含む）ように設定されているものとする。

Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間に、ブロードキャストデータフレーム受信部２０２がＷａｋｅｕｐフレームを受信すると、ブロードキャストデータフレーム受信部２０２は、当該Ｗａｋｅｕｐフレームを、ブロードキャスト受信制御部２０１に引き渡す。そして、ブロードキャスト受信制御部２０１は、ブロードキャストデータフレーム受信部２０２に対して、取得したＷａｋｅｕｐフレームの内容に基づいたタイミングで、ブロードキャストデータフレームが受信となるように制御する。

そして、ブロードキャストデータフレーム受信部２０２は、ブロードキャストデータフレームを受信すると、そのブロードキャストデータフレームを、ブロードキャスト受信制御部２０１に引き渡す。そして、ブロードキャスト受信制御部２０１は、ブロードキャストデータフレームを取得すると、そのブロードキャストデータフレームのデータを、アプリケーション等の上位層に引き渡す。

上述のように、無線通信装置２０において、Ｗａｋｅｕｐフレームを受信してＢＣＤフレーム受信可能期間となり、ブロードキャストデータフレームを受信するまでの動作については、例えば、既存のＣＬＳ機能によりブロードキャストデータフレームを受信する無線通信装置と同様の構成を適用することができる。

次に、無線通信装置１０の内部構成について説明する。

図１は、無線通信装置１０の機能的構成について示したブロック図である。

図１に示すように、無線通信装置１０は、ブロードキャスト送信制御部１０１、ブロードキャストデータフレーム送信部１０２、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３、周辺装置受信タイミング推定部１０４、及びＷａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５を有している。

図１では、無線通信装置１０で、ブロードキャストデータフレームの送出に関係する構成のみを図示している。すなわち、線通信装置１０では、ブロードキャストデータフレームの送出に関係する構成以外の部分については限定されないものである。

無線通信装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成、及び、他の通信装置と無線通信をするためのインターフェースを有する装置に、実施形態の無線通信プログラム（ブロードキャストデータフレームの送信側に必要な構成に係る無線通信プログラム）等をインストールすることにより構築することが可能であり、その場合でも機能的には上述の図１のように示すことができる。

ブロードキャスト送信制御部１０１は、ブロードキャストデータフレームを送信する制御を行う機能を担っている。

ブロードキャストデータフレーム送信部１０２は、ブロードキャスト送信制御部１０１の制御に従って、ブロードキャストによるデータフレームの送信を行うものである。なお、ブロードキャストデータフレーム送信部１０２がブロードキャストデータフレームを送信する構成自体については、既存の無線通信装置と同様の構成を適用することができる。

Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３は、ブロードキャスト送信制御部１０１の制御に従って、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信をするものである。なお、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３が、Ｗａｋｅｕｐフレームを送信する構成自体については、既存の無線通信装置と同様の構成を適用することができる。

周辺装置受信タイミング推定部１０４は、ブロードキャスト送信制御部１０１とＷａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５とに接続されている。そして、周辺装置受信タイミング推定部１０４は、自装置と無線通信によりブロードキャスト通信が可能な周囲の無線通信装置２０が、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となるタイミングを推定（管理）して保持する処理と、ブロードキャスト送信制御部１０１からの制御に応じて、推定した結果を、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５へ提供する処理を行う。なお、周辺装置受信タイミング推定部１０４が推定する「Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となるタイミング」とは、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が開始してから終了するまでの期間に関するタイミングであれば、瞬間的な時刻（例えば、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間の開始タイミングや終了タイミング等）であっても良いし、幅のある期間（例えば、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間の一部又は全部の期間の始期と終期）であっても良い。この実施形態では、周辺装置受信タイミング推定部１０４は、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が開始してから終了するまでの期間に関する情報を、「Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となるタイミング」として推定するものとする。

周辺装置受信タイミング推定部１０４は、周辺の無線通信装置２０ごとに、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となるタイミングに関する情報を、管理するための受信タイミング管理テーブル１０４ａを備えている。

図４は、受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容例について示した説明図である。

図４に示す、受信タイミング管理テーブル１０４ａでは、１行で１つの無線通信装置２０に関する情報を管理している。

図４に示すように、受信タイミング管理テーブル１０４ａでは、無線通信装置２０ごとに、「アドレス」、「受信継続時間」、「受信タイミング発生間隔」、及び「次回受信開始時刻」の項目情報を管理している。

「アドレス」は、当該無線通信装置２０を識別する識別情報を示す項目である。図４では、無線通信システム１上で当該無線通信装置２０にアクセスするためのネットワークアドレス（アドレスの形式は限定されないものである）を、識別情報として用いた例について示している。

「受信継続時間」は、当該無線通信装置２０で、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が開始してから終了するまでの時間を示している。図４では、無線通信装置２０−１〜２０−３に係る受信継続時間を、それぞれＴＲ１〜ＴＲ３と表している。例えば、無線通信装置２０−１の受信継続時間は、ＴＲ１である。

「受信タイミング発生間隔」は、当該無線通信装置２０で、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングとなるタイミングの間隔を示している。図４では、無線通信装置２０−１〜２０−３に係る受信継続時間を、それぞれＴＲｄ１〜ＴＲｄ３と表している。例えば、無線通信装置２０−１の受信タイミング発生間隔は、ＴＲｄ１である。

「次回受信開始時刻」は、当該無線通信装置２０で、次にＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が開始するタイミング（Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミング）を示す項目である。図４では、無線通信装置２０−１〜２０−３に係る次回受信開始時刻を、それぞれＴｘ１〜Ｔｘ３と表している。例えば、無線通信装置２０−１の次回受信開始時刻は、Ｔｘ１である。

上述のように、周辺装置受信タイミング推定部１０４では、受信タイミング管理テーブル１０４ａを用いて、周辺の無線通信装置２０ごとに、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となるタイミングに関する情報管理している。

周辺装置受信タイミング推定部１０４が、無線通信装置２０ごとに次回受信開始時刻を推定する方法については限定されないものであるが、この実施形態では、周辺装置受信タイミング推定部１０４は、予め無線通信装置２０ごとの次回受信開始時刻を取得しておき、当該次回受信開始時刻が経過するごとに、次のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングを推定して、その推定結果に基づいて次回受信開始時刻を更新する処理を行う。周辺装置受信タイミング推定部１０４は、例えば、当該無線通信装置２０の受信継続時間及び受信タイミング発生間隔の情報を利用して、次回受信開始時刻を更新する処理を行う。例えば、無線通信装置２０−１の次回受信開始時刻がＴｘ１、受信継続時間がＴＲ１、受信タイミング発生間隔がＴＲｄ１の状態で、Ｔｘ１の時刻を経過した場合、周辺装置受信タイミング推定部１０４は、次回受信開始時刻をＴｘ１＋ＴＲｄ１と推定して更新するようにしても良い。また、この場合、無線通信装置１０では、無線通信装置２０−１の次のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間は、Ｔｘ１＋ＴＲｄ１のタイミングから、Ｔｘ１＋ＴＲｄ１＋ＴＲ１までの期間であることが把握できる。

上述のように、周辺装置受信タイミング推定部１０４は、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミングに係る同期情報として、次回受信開始時刻、受信継続時間、及び受信タイミング発生間隔の情報を保持する。なお、上述の同期情報の構成は、当該無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が推定できれば、その具体的な内容は限定されないものである。また、周辺装置受信タイミング推定部１０４が、上述の同期情報を保持する方法は限定されないものであり、例えば、予めユーザにより設定するようにしても良いし、それぞれの無線通信装置２０と通信して取得するようにしても良い。その場合、無線通信装置２０側では、無線通信装置１０に対して、上述の同期情報を通知する構成を備える必要がある。

例えば、無線通信装置１０では、周辺に新たな無線通信装置２０が存在することを検知すると、当該無線通信装置２０に関する上述の同期情報を保持して、受信タイミング管理テーブル１０４ａに追加登録する処理を行うようにしても良い。無線通信装置１０が周辺（直接無線通信可能な範囲）の無線通信装置２０を検知する方法としては限定されないものであるが、例えば、予めユーザにより設定されたリストを用いるようにしても良いし、当該無線通信装置２０が送出する無線信号（例えば、ビーコン等の制御信号や、データ送信に伴う無線信号）を捕捉して検知するようにしても良い。

Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は周辺装置受信タイミング推定部１０４およびＷａｋｅｕｐフレーム送信部１０３に接続されている。そして、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、周辺装置受信タイミング推定部１０４の受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容に基づいて、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３による次回のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間のタイミングを決定する。以下では、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５が決定する次回のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間の開始タイミングを、「Ｗａｋｅｕｐフレーム送信開始時刻」と呼び、Ｗａｋｅｕｐフレームの送信を停止する時刻（Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間が終了する時刻）を「Ｗａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻」と呼ぶものとする。

ブロードキャスト送信制御部１０１は、当該無線通信装置１０から周辺の無線通信装置２０へ送信するブロードキャストデータフレームが発生した場合には、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５を制御して、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３による次回のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間のタイミングを決定させる。この実施形態では例として、ブロードキャスト送信制御部１０１は、次のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間のタイミングを示すＷａｋｅｕｐフレーム送信開始時刻、及び、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻を決定する。

そして、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、次のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間のタイミング（Ｗａｋｅｕｐフレーム送信開始時刻、及び、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻）を決定すると、その決定に従って、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３がＷａｋｅｕｐフレームを送信するように設定する。

また、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５により次回のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間のタイミングが決定すると、ブロードキャスト送信制御部１０１は、今回送信しようとしているブロードキャストデータフレームの送信を行うタイミングを示す「ＢＣＤフレーム送信時刻」を決定する。具体的には、ブロードキャスト送信制御部１０１は、決定したＷａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻以後のタイミングとなるように、ＢＣＤフレーム送信時刻を決定する。そして、ブロードキャスト送信制御部１０１は、決定したＢＣＤフレーム送信時刻を、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３に通知する。

そして、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３は、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５から設定されたＷａｋｅｕｐフレーム送信開始時刻になると、ＢＣＤフレーム送信時刻の情報を含むＷａｋｅｕｐフレームを、所定の間隔で繰り返し送信する処理を、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻まで継続して行うものとする。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の無線通信システム１の動作について図６を用いて説明する。

図６は、無線通信装置１０がブロードキャストデータフレームを送信場合の動作について示したタイミングチャートである。

図６では、まずタイミングＴ１１の時点で、無線通信装置１０のブロードキャスト送信制御部１０１において、ブロードキャストによるデータ送信の要求が発生（例えば、上位層のアプリケーション等でブロードキャストデータフレーム送信要求が発生）し、当該データを挿入したブロードキャストデータフレームを送信する準備が開始されたものとする。

そして、ブロードキャスト送信制御部１０１は、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５に対して、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間の算出を指示する。そして、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容に基づいて、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間の算出を行う。この時点で、受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容は、図５のような状態であったものとする。

この場合、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５では、受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容の内容から、無線通信装置２０−１の次回のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間は、タイミングＴ１１（次回受信開始時刻）から、タイミングＴ１２（Ｔ１１＋ＴＲ１）と把握できる。また、受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容では、無線通信装置２０−２の次回のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間は、タイミングＴ１３（次回受信開始時刻）から、タイミングＴ１４（Ｔ１３＋ＴＲ２）と把握できる。無線通信装置２０−３の次回のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間は、タイミングＴ１５（次回受信開始時刻）から、タイミングＴ１６（Ｔ１５＋ＴＲ３）までと把握できる。

そして、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、受信タイミング管理テーブル１０４ａで管理された全ての無線通信装置２０について、次回のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間を含むような、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間を決定する。

この実施形態では、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、最初にＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が始まる無線通信装置２０−１のＷａｋｅｕｐフレーム送信開始時刻のタイミング（タイミングＴ１１）から、最も遅くＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が始まる無線通信装置２０−３でＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が終了するタイミング（タイミングＴ１６）までの間を、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間として算出するものとする。したがって、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信開始時刻としてタイミングＴ１１を算出し、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻としてタイミングＴ１６を算出し、算出した結果をＷａｋｅｕｐフレーム送信部１０３に供給する。

一方、ブロードキャスト送信制御部１０１では、ＢＣＤフレーム送信時刻として、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信停止時刻（タイミングＴ１６）以後のタイミングＴ１７が決定され、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３に通知される。また、ブロードキャスト送信制御部１０１は、ＢＣＤフレーム受信可能期間開始タイミング（タイミングＴ１７）の時点からブロードキャストデータフレームの送信を開始するように、ブロードキャストデータフレーム送信部１０２に設定する。

そして、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部１０３は、通知されたＢＣＤフレーム送信時刻の情報を含むＷａｋｅｕｐフレームを、周辺の無線通信装置２０（２０−１〜２０−３）に送出する。

そして、図６に示すように、タイミングＴ１１からタイミングＴ１６の期間では、無線通信装置２０−１〜２０−３の全てで、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が含まれるので、無線通信装置２０−１〜２０−３の全てでＷａｋｅｕｐフレームが受信され、ＢＣＤフレーム受信可能期間開始タイミング（タイミングＴ１７）までの間にブロードキャストデータフレームの受信準備が行われる。

そして、その後ＢＣＤフレーム受信可能期間開始タイミング（タイミングＴ１７）の時点で、ブロードキャストデータフレームの送信を開始し、無線通信装置２０−１〜２０−３で受信されることになる。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

無線通信装置１０では、周辺装置受信タイミング推定部１０４により、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミングを推定し、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間が含まれるように、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間を設定している。従来のＣＳＬ機能をそのまま採用した無線通信装置では、ブロードキャストデータ送信時に長時間のＷａｋｅｕｐフレーム連続送信を必要としていた。しかし、この実施形態の無線通信装置１０では、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間と同期したタイミングで、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間を設定しているので、消費電力の低減や、無駄な帯域占有を防止する等、効率的なＷａｋｅｕｐフレームの送信制御を実現することができる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）上記の実施形態では、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、図６に示すように、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間として一つの期間（図６ではタイミングＴ１１〜Ｔ１６の期間）を指定しているが、全ての無線通信装置２０でＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となっていない期間を除外した期間とするようにしてもよい。言い換えると、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、それぞれの無線通信装置２０でＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となっている期間に同期させて、それぞれの無線通信装置２０に対して、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間を設定するようにしてもよい。

例えば、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、図７に示すように、それぞれの無線通信装置２０−１〜２０−３でＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間となっている期間に同期させて、それぞれのＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間に対応する期間を、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間として設定してもよい。図７では、無線通信装置２０−１のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間（タイミングＴ１１〜Ｔ１２）、無線通信装置２０−２のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間（タイミングＴ１３〜Ｔ１４）、無線通信装置２０−３のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間（タイミングＴ１５〜Ｔ１６）と一致する期間を、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間としている。

また、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、図７のようにそれぞれの無線通信装置２０に対してＷａｋｅｕｐフレーム送信期間を設ける際に、例えば、時系列的に隣接する２つのＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間の間隔が所定以下となる場合には、２つの無線通信装置２０に対して１つのＷａｋｅｕｐフレーム送信期間を設定するようにしてもよい。図７では、無線通信装置２０−１と、無線通信装置２０−２に対しては別個のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間を設定しているが、２つのＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間の間（タイミングＴ１２〜Ｔ１３の間）が所定の閾値以下であった場合に、この２つのＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間に対応するＷａｋｅｕｐフレーム送信期間を結合して、図８に示すように１つのＷａｋｅｕｐフレーム送信期間（タイミングＴ１１〜Ｔ１４）とするようにしてもよい。なお、図８では、２つのＷａｋｅｕｐフレーム送信期間を結合する例について説明したが、３つ以上のＷａｋｅｕｐフレーム送信期間について結合するようにしてもよい。

（Ｂ−２）上記の実施形態では、無線通信装置１０はブロードキャストデータフレームの送信側として動作し、無線通信装置２０はブロードキャストデータフレームの受信側として機能するものとして説明したが、無線通信装置１０、２０について、送信及び受信の両方として機能するように構築してもよい。例えば、無線通信装置１０について無線通信装置２０と同様にブロードキャストデータフレームを受信する構成をさらに追加するようにしてもよい。また、一部又は全部の無線通信装置２０に、無線通信装置１０と同様にブロードキャストデータフレームを送信する構成をさらに追加するようにしてもよい。

（Ｂ−３）上記の実施形態では、Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミングを推定した結果に基づいてＷａｋｅｕｐフレーム送信期間を算出しているが、所定の条件に該当する場合（例えば、推定結果の信頼性が低い等の場合）には、一部又は全部の無線通信装置２０については、推定処理を行わずに、予め設定されたタイミング（例えば、現在時点から所定時間後のタイミング）を、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミング（次回受信開始時刻）として適用するようにしても良い。

Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部１０５は、例えば、以下のような条件の具体例に該当する場合には、一部又は全部の無線通信装置２０について、上述のような予め設定されたタイミングを、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミング（次回受信開始時刻）として適用するようにしても良い。

第１の条件としては、例えば、周辺に存在する無線通信装置２０の数が所定数以下の場合があげられる。その場合には、無線通信装置１０では、受信タイミング管理テーブル１０４ａで管理された全ての無線通信装置２０について、推定処理を行わずに、予め設定されたタイミングを、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミング（次回受信開始時刻）として適用するようにしても良い。

また、第２の条件としては、ある期間（例えば、現時点から過去の所定期間内）において、無線通信装置１０の周辺の無線通信装置２０の数が所定数以上増えている場合（特に、ＣＳＬ同期通信が実施可能な装置の数が増えている場合）が挙げられる。無線通信装置１０の周辺の無線通信装置２０の数が増えている場合とは、例えば、受信タイミング管理テーブル１０４ａで管理する対象となる無線通信装置２０の数が増加した場合である。その場合には、無線通信装置１０では、受信タイミング管理テーブル１０４ａで管理された全ての無線通信装置２０について、推定処理を行わずに、予め設定されたタイミングを、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミング（次回受信開始時刻）として適用するようにしても良い。

第３の条件としては、例えば、周辺装置受信タイミング推定部１０４が推定した、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミングについて、推定精度が低いと判断できる場合があげられる。周辺装置受信タイミング推定部１０４の推定結果の精度が低いと判断できる場合とは、例えば「推定にかけた時間が短すぎる（所定時間よりも短い）」、「推定した装置数が少なすぎる（所定数よりも少ない）」、「推定したタイミングが想定のものと著しく違う（所定値から所定以上の差異がある）」といった場合が挙げられる。

（Ｂ−４）無線通信装置１０が、周辺の各無線通信装置２０について受信タイミング管理テーブル１０４ａを完成させた際に、各無線通信装置２０のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミング（例えば、次回受信開始時刻）が著しく離れている場合等には、各無線通信装置２０へ依頼して、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミングを近づけるように制御するようにしてもよい。

各無線通信装置２０に対して、Ｗａｋｅｕｐフレーム受信可能期間のタイミングを調整する方式については限定されないものであるが例えば、以下のような方式を適用するようにしてもよい。

例えば、無線通信装置１０が、各無線通信装置２０に対して所定のタイミング（例えば、現時点から所定時間経過後のタイミング）を、次回のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングとして設定するように依頼するようにしてもよい。その際、各無線通信装置２０に対して依頼するＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングについて、同一のタイミングで複数一致しないように所定の間隔をあけたタイミングとするようにしてもよい。そして、無線通信装置１０では、その依頼内容と一致するように、受信タイミング管理テーブル１０４ａの内容を更新する。なお、無線通信装置１０が、各無線通信装置２０に対して依頼する「次回のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミング」を決定する際には、例えば、無線通信装置１０も無線通信装置２０と同様にブロードキャストデータフレームを受信する構成を備えている場合、自装置で設定されている次のＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングを基準として決定もよい。

また、例えば、無線通信装置１０の周辺の無線通信装置２０の１つが、無線通信装置１０と同様にブロードキャストデータフレームを送信する構成も備えていた場合に、無線通信装置１０は、自装置で管理している無線通信装置の数と、上述の無線通信装置２０で管理している無線通信装置の数とを比較する。そして、その比較結果に応じて、いずれかの無線通信装置がＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングの決定に係る基準タイミング（任意のタイミングとしてもよい）を主導するかを決定（例えば、管理する無線通信装置が多い方を主導的な役割を担うと決定）し、決定した無線通信装置の側で設定した基準タイミングの周辺のタイミング（例えば、基準タイミングの前後一定期間内）で、それぞれの無線通信装置のブロードキャストデータフレームの送信先となる無線通信装置に依頼するＷａｋｅｕｐフレーム受信可能期間開始タイミングを決定するようにしてもよい。なお、無線通信装置１０が、上述のブロードキャストデータフレームを送信する構成も備える無線通信装置２０と、管理する無線通信装置の数を比較した結果、その数が同数だった場合、どちらの基準タイミングを採用するかは、ランダムに決定するようにしてもよい。

１…無線通信システム、１０…無線通信装置、１０１…ブロードキャスト送信制御部、１０２…ブロードキャストデータフレーム送信部、１０３…Ｗａｋｅｕｐフレーム送信部、１０４…周辺装置受信タイミング推定部、１０４ａ…受信タイミング管理テーブル、１０５…Ｗａｋｅｕｐフレーム送信期間算出部、２０、２０−１〜２０−３…無線通信装置、２０１…ブロードキャスト受信制御部、２０２…ブロードキャストデータフレーム受信部、２０３…Ｗａｋｅｕｐフレーム受信部。

Claims (9)

1. 制御信号が受信可能な制御信号受信可能状態となり、制御信号を受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置に対してデータを同報送信可能な第１の無線通信装置において、
   直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のそれぞれについて、制御信号受信可能状態となるタイミングを保持するタイミング保持手段と、
   上記タイミング保持手段が保持した、それぞれの上記第２の無線通信装置の制御信号受信可能状態となるタイミングに基づいて、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信期間を決定する制御信号送出期間決定手段と、
   上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の間、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信手段と、
   上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の経過後に、データの同報送信を行うデータ送信手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 当該第１の無線通信装置がデータを同報送信するタイミングを決定するデータ送信タイミング決定手段をさらに備え、
   上記制御信号送信手段は、上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の間、上記データ送信タイミング決定手段が決定した同報送信タイミングの情報を含む制御信号の同報送信を繰り返し、
   上記データ送信手段は、上記データ送信タイミング決定手段が決定した同報送信タイミングで、データの同報送信を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 上記制御信号送出期間決定手段は、当該第１の無線通信装置が直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置の全てについて、次の制御信号受信可能状態となるタイミングが含まれるように、制御信号送信期間を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 上記タイミング保持手段は、直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のそれぞれと通信して、制御信号受信可能状態となるタイミングに関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、それぞれの上記第２の無線通信装置の制御信号受信可能状態となるタイミングを推定して保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. 当該第１の無線通信装置と直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のうち、制御信号受信可能状態となるタイミングに関する情報を取得できなかった上記第２の無線通信装置については、制御信号受信可能状態となるタイミングを推定せずに、所定のタイミングを適用することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 制御信号送出期間決定手段は、所定の条件が成立する場合、当該第１の無線通信装置と直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のうち、一部又は全部の上記第２の無線通信装置について、タイミング保持手段が保持したタイミングを利用せずに、制御信号送信期間として所定の期間を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
7. 制御信号送出期間決定手段は、タイミング保持手段が保持したタイミングに係る信頼性が低いと判断できる場合に、当該第１の無線通信装置と直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のうち、一部又は全部の上記第２の無線通信装置について、タイミング保持手段が保持したタイミングを利用せずに、制御信号送信期間として所定の期間を決定することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 制御信号が受信可能な制御信号受信可能状態となり、制御信号を受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置に対してデータを同報送信可能な第１の無線通信装置に搭載されたコンピュータを、
   直接無線通信可能な上記第２の無線通信装置のそれぞれについて、制御信号受信可能状態となるタイミングを保持するタイミング保持手段と、
   上記タイミング保持手段が保持した、それぞれの上記第２の無線通信装置の制御信号受信可能状態となるタイミングに基づいて、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信期間を決定する制御信号送出期間決定手段と、
   上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の間、制御信号の同報送信を繰り返す制御信号送信手段と、
   上記制御信号送出期間決定手段が決定した制御信号送出期間の経過後に、データの同報送信を行うデータ送信手段と
   して機能させることを特徴とする無線通信装置。
9. データを同報送信可能な第１の無線通信装置と、制御信号が受信可能な制御信号受信可能状態となり、制御信号を受信後にデータが受信可能なデータ受信可能状態となる１又は複数の第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおいて、
   上記第１の無線通信装置として、請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信装置を適用したこと
   を特徴とする無線通信システム。

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