JP2014075838A

JP2014075838A - 通信装置および通信方法

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Publication number: JP2014075838A
Application number: JP2013260491A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakajima; 徹中島; Tomoko Adachi; 朋子足立; Kiyoshi Toshimitsu; 清利光; Tatsuma Hirano; 竜馬平野; Yoriko Utsunomiya; 依子宇都宮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: JP5739974B2

Abstract

【課題】伝搬環境が変動したときにも適時に再送することができ、かつ消費電力を低減で
きる通信装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の通信装置は、第１および第２の方向に電波を送信する通信手段と
、前記電波の指向性を制御する制御手段とを備える。前記制御手段は、前記第１の方向に
位置する通信装置がアクセス可能な第１の期間と、前記第２の方向に位置する通信装置が
アクセス可能な第２の期間とを含むスケジュール情報を、前記第１および第２の方向に送
信するよう前記通信手段を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置および通信方法に関するものである。

アクセスポイントが各端末に対して“他の端末と競合せずに信号を送信することができ
る期間（非競合期間）”を割り当て（スケジューリング）、各端末が自身に割り当てられ
た非競合期間に起動する技術が開示されている（例えば、非特許文献１）。また、アクセ
スポイントが各端末に対して遅延許容期間が閾値以下のトラヒックを再送するための専用
期間を割り当てる技術が開示されている（例えば特許文献１）。

しかし、アクセスポイントによって事前に“信号を送信することができる期間”（通信
期間）が設定されるため、伝搬環境の劣化度合いによっては、各端末が送信に失敗した信
号を再送する前に、通信期間が終了してしまう場合があった。このような場合、ＱｏＳ（
ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）要求を満足できないという問題があった。一方
で、アクセスポイントが各端末に通信期間を動的に割り当てることとすると、各端末は、
常に、通信期間を割り当てるための信号を待ちうける必要があり、消費電力を低減できな
いという問題があった。

特許第４１６３６９８号公報

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎＤｒａｆｔ

伝搬環境が変動したときにも適時に再送することができ、かつ消費電力を低減できる通
信装置を提供することである。

実施形態の通信装置は、第１および第２の方向に電波を送信する通信手段と、前記電波
の指向性を制御する制御手段とを備える。前記制御手段は、前記第１の方向に位置する通
信装置がアクセス可能な第１の期間と、前記第２の方向に位置する通信装置がアクセス可
能な第２の期間とを含むスケジュール情報を、前記第１および第２の方向に送信するよう
前記通信手段を制御する。

伝搬環境が変動したときにも適時に再送することができ、かつ消費電力を低減できる。

第１の実施形態に係る通信装置を示す図。スケジュール情報と通信装置の消費電力を示す図。第１の実施形態に係る通信装置の動作を示す図。第１の実施形態の変形例１に係る通信装置の動作を示す図。スケジュール情報と通信装置の消費電力を示す図。スケジュール情報と通信装置の消費電力を示す図。第１の実施形態の変形例３に係る通信システムを示す図。

以下、無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１を例として本発明の実施形態を説明する。
なお、以下の実施形態は、無線通信方式全般に適用できる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る通信システムは、１つの基地局（以下、通信装置ＡＰ）と、５つ
の通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５を備える。通信装置ＡＰ、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５は、無指向
性（オムニ）の電波を用いて通信する。以下では、通信装置ＡＰ、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５が
それぞれ送信した電波は、他のすべての通信装置へ到達する場合を例に説明する。通信装
置ＡＰ、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５が送信した電波が、その他の一部の通信装置のみへ到達する
こととしても良い。通信装置ＡＰは、集中制御方式（ポーリング方式）によって、通信装
置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５に送信権を付与する。なお、第１の実施形態におけるアクセス制御
方式は、上記に限られず、分散制御方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ方式）などであってもよい。

図１は、第１の実施形態の通信装置ＳＴＡ１を示すブロック図である。なお、通信装置
ＡＰ、ＳＴＡ２〜ＳＴＡ５も同様である。通信装置ＳＴＡ１は、アンテナ１０と、通信部
２０と、端末制御部３０と、タイマ部４０と、スケジュール部５０と、アプリケーション
部６０とを有する。通信装置ＳＴＡ１には、２つの動作モードがある。消費電力は大きい
が信号（フレーム）を受信できる通信モードと、フレームを受信できないが通信モードよ
りも消費電力が小さい省電力モードである。省電力モードでは、少なくとも通信部２０の
一部（少なくとも受信処理関連）への電力供給を削減・停止するか、タイマ部によるタイ
マ入力かアプリケーション部からのデータ発生を、省電力モードから通信モードへ移行す
る為のトリガとして認識して通常モードへ移行するのに必要な部分へ電力を供給し、他の
部分の電力供給を削減・停止すればよい。

通信部２０は、アンテナ１０を用いて、フレームの送受信処理を行う。通信部２０は、
周波数変換処理やＡ／Ｄ変換処理などの物理層関連の処理を行う。通信部２０は、動作モ
ードのときに、フレームの送信、受信、待ち受けを行う。

端末制御部３０は、無線通信のためのＭＡＣ層関連の処理を行う。端末制御部３０は、
動作モードを制御する。端末制御部３０は、フレームの送信、受信、待ち受けを行わない
ときに、省電力モードへ移行する。端末制御部３０は、省電力モードのときに、通信部２
０とスケジュール部５０への電源供給を遮断する。端末制御部３０は、無線通信のための
上位層（アプリケーション層除く）の処理を行う。

タイマ部４０は、省電力モードのときに、省電力モードから通信モードへ変更する時刻
までをカウントする。タイマ部４０は、自局に割り当てられた通信期間が開始する時刻や
、報知信号（例えば、Ｂｅａｃｏｎ信号）が送信される時刻までをカウントする。省電力
モードでは、タイマ部４０のみが起動する。タイマ部４０からの通知をトリガに、端末制
御部３０は起動し、省電力モードから通信モードへ移行する。

スケジュール部５０は、スケジュール情報（自局あるいは各端末の通信期間）を記憶す
る。スケジュール情報とは、１つ以上の通信装置が信号の送信または受信ができる通信期
間を定める情報である。スケジュール情報では、上記通信期間について、通信装置ＳＴＡ
１〜５が通信装置ＡＰへ信号を送信する期間か（Ｕｐｌｉｎｋ）、通信装置ＡＰが通信装
置ＳＴＡ１〜５へ信号を送信する期間か（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）、通信装置ＳＴＡ１〜５の
それぞれの間で信号を送信する時間か（ＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋ）、が定められても良い。
スケジュール情報には、通信期間が、他の端末と競合して信号を送信することができる期
間か（競合期間）か、他の端末と競合せずに信号を送信することができる期間（非競合期
間）かについて、記載されても良い。

スケジュール情報は、通信装置ＡＰによって定められる。端末制御部３０は、スケジュ
ール部５０が記憶するスケジュール情報を読み出し、通信処理及び動作モードの制御を行
う。スケジューリングは、通信装置ＡＰによって行われる。通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５
は、通信装置ＡＰから通信期間（スケジュール情報）の通知を受ける。

アプリケーション部６０は、アプリケーション層関連の処理を行う。省電力モードのと
きにアプリケーション部６０で送信データが発生した場合、アプリケーション部６０から
の通知をトリガに、端末制御部３０は起動し、省電力モードから通信モードへ移行する。

図２は、スケジュール情報と通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の消費電力の時間変化を模式
的に示す図である。通信期間ＳＰｎ（ｎは１〜５の整数）は、通信装置ＳＴＡｎに割り当
てられた通信期間である。再送期間１〜４、競合期間は、すべての通信装置ＳＴＡ１〜５
が使用できる。再送期間１〜４では、各通信装置は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ
ｎにおける通信が完了しない場合に、再送を行う。競合期間では、各通信装置がフレーム
の再送を行ってもよく、新たなフレームの送信を行っても良い。再送期間１〜４、競合期
間では、各通信装置は既定のアクセス制御方式に従い送信権を獲得してからフレームの送
信を開始する。競合期間では、各通信装置はＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権を獲得する。
スケジュール情報は、通信装置ＡＰから送信される報知信号、またはその後のスケジュー
ル通知期間に送信されるスケジュール信号に記載される。

通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の消費電力が高い期間は通信モードである。通信装置ＳＴ
Ａ１、ＳＴＡ２の消費電力が低い期間は省電力モードである。通信モードのとき、送信処
理中、受信処理中、待ち受け中のそれぞれで電力消費量は若干異なるが、図２では、細か
な消費電力の差異を省略している。

図２の例では、通信装置ＳＴＡ１は、報知信号の受信期間、それに続くスケジュール通
知期間、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１、および全通信装置が通信可能な競合期間
を通信モードとし、それ以外の期間を省電力モードとする。図２の例では、通信装置ＳＴ
Ａ２は、報知信号の受信期間、それに続くスケジュール通知期間、自局に割り当てられた
通信期間ＳＰ２、再送期間２、３、４、および全通信装置が通信可能な競合期間を通信モ
ードとし、それ以外の期間を省電力モードとする。通信装置ＳＴＡ１、２が、再送期間１
〜４を通信モードとするか否かは、通信期間ＳＰ１、ＳＰ２の通信結果に応じて定められ
る。

図３は、通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の動作を示すフローチャート図である。まず、通
信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５は、最初に起動した後、通信装置ＡＰと認証処理やＡｓｓｏｃ
ｉａｔｉｏｎ処理といった接続設定を行う。接続設定後、通信装置ＳＴＡ１は、通信装置
ＡＰからの報知信号を待ちうけ、受信する。通信装置ＳＴＡ１は、報知信号に記載された
情報によって同期処理等を行う。

次に、通信装置ＳＴＡ１は、通信装置ＡＰから、スケジュール情報を受信する（ステッ
プＳ１０１）。通信装置ＳＴＡ１は、スケジュール通知期間に、通信装置ＡＰから、スケ
ジュール信号（スケジュール情報）を受信する。通信装置ＳＴＡ１がスケジュール通知期
間に受信するスケジュール信号は、複数のフレームであっても良い。通信装置ＳＴＡ１は
、スケジュール信号を受信せずに、スケジュール情報が記載された報知信号を受信しても
良い。通信装置ＳＴＡ１のスケジュール部５０は、スケジュール情報を記憶する。各通信
装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５への通信期間の割り当て結果（スケジュール情報）は、通信装置
ＡＰによって生成される。通信装置ＡＰがスケジューリングするに当たって必要な情報、
例えば、通信装置ＳＴＡ１のアプリケーションに必要な帯域情報やデータ通信量、遅延許
容時間などは、事前に通信装置ＡＰへ通知されても良い。

次に、通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、自局の通信期間ＳＰ１の開始時刻よりも
所定期間前まで省電力モードとなる（ステップＳ１０２）。通信装置ＳＴＡ１が省電力モ
ードとなると、タイマ部４０は、通信期間ＳＰ１の開始時刻よりも所定期間前までの期間
をカウントする。タイマ部４０は、通信期間ＳＰ１の開始時刻よりも、通信の準備に要す
る期間（準備期間）だけ短い期間をカウントしても良い。タイマ部４０は、カウントが終
了すると、端末制御部３０を起動させる。端末制御部３０は、起動した後、通信モードへ
移行する。端末制御部３０は、スケジュール部５０からスケジュール情報を読み出す。端
末制御部３０は、通信期間ＳＰ１にフレームの送受信を行うため、通信部２０を起動する
。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ１にフレームの送信を行う際に、アプリケーション部
６０を起動させても良い。

次に、通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１に、フレームを送信または受信する。そし
て、通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１にフレームの通信が完了したかを判定する（ス
テップＳ１０３）。

通信装置ＡＰからフレームを受信する場合、通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、フ
レームの受信結果から再送処理を行うか否かを判定する。端末制御部３０は、再送が発生
した場合に通信が完了したと判定する。端末制御部３０は、再送が発生した場合に通信が
完了していないと判定する。

通信装置ＡＰへフレームを送信する場合、通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、通信
装置ＡＰからの送達確認フレームから再送処理を行うか否かを判定する。端末制御部３０
は、再送処理が行われたか否か、アプリケーション部６０に蓄積された送信データの量に
応じて、通信が完了したか否かを判定する。

ここで、通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１にフレームの通信が完了したものとする
（ステップＳ１０３の“はい”）。通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１にフレームの通
信が完了したため、再送期間１、２、３、４も省電力モードとなる。通信装置ＳＴＡ１は
、新たなフレームを送信できる競合期間に、通信モードとなる。これ以降、通信装置ＳＴ
Ａ１は、自局が通信する通信期間に通信モードとなり、自局が通信する通信期間以外に低
消費モードとなることを繰り返す。自局が通信する通信期間とは、例えば、競合期間や、
報知信号の通信期間、スケジュール通知期間、自局に割り当てられる通信期間、通信期間
にフレームの通信が完了しなかった場合の再送期間などである。

このように、通信装置ＳＴＡ１は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１に通信を行う
とともに、再送処理が不要な場合は再送期間を起動せず省電力モードとなることで、消費
電力を低減することができる。

次に、図２、図３を用いて、通信装置ＳＴＡ２の動作を説明する。ステップＳ１０１、
Ｓ１０２については同様である。ここで、通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０が、通信期
間ＳＰ２にフレームの通信が完了しなかったと判定したものとする（ステップＳ１０３の
“いいえ”）。

次に、通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、報知信号やスケジュール信号によって次
に自局に割り当てられる通信期間ＳＰ２や競合期間よりも前に、再送期間を用いて再送処
理を行うか否かを判定する（ステップＳ１０４）。通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は
、通信期間ＳＰ２にフレームの通信が完了しなかった場合に、再送期間を用いた再送処理
を行うと判定してもよい。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ２にフレームの通信が完了し
なかった場合であって、そのフレームの遅延許容時間の残り時間が閾値以下の場合に、再
送期間を用いた再送処理を行うと判定してもよい。この閾値は、次の通信期間ＳＰ２の開
始時刻あるいは終了時刻までの期間であってもよい。ここで、通信装置ＳＴＡ２は、再送
期間を用いて再送処理を行うと判定したものとする（ステップＳ１０４の“はい”）。

次に、通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、再送期間２の開始時刻より所定期間前ま
で省電力モードとなる（ステップＳ１０５）。タイマ部４０によるカウントが終了すると
、端末制御部３０は通信モードへ移行する。そして、通信装置ＳＴＡ２は、通信装置ＡＰ
からのポーリング信号を受信するか、ＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権を獲得した上で、再
送期間２を用いて、再送処理を行う。

図２の例では、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間２〜４、競合期間を用いても、再送が完
了しない（ステップ１０６の“いいえ”）。そのため、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間２
〜５、競合期間に通信モードとなる。これ以降、通信装置ＳＴＡ２は、自局が通信する通
信期間に通信モードとなり、自局が通信する通信期間以外に低消費モードとなることを繰
り返す。

通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、再送期間２〜５のそれぞれが終了し、再送が完
了しなかったと判定される（Ｓ１０６の“いいえ”）たびに、次の再送期間を用いて再送
処理を試みるか否かを判定しても良い。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ２の終了時刻か
ら経過した時間が遅延許容時間を超過していない場合に、再送期間を用いた再送処理を行
うと判定してもよい。

このように、通信装置ＳＴＡ２は、無線の伝搬環境の劣化やアプリケーションのデータ
送信要求の発生状況等によって再送処理が発生し、通信装置ＡＰによって予め割り当てら
れた通信期間ＳＰ２にフレームの送信が完了しない場合であっても、消費電力を低減させ
ながら、適時な再送処理を行うことができる。

（変形例１）
第１の実施形態に係る通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、一時的に通信を行わない期間が
発生したときに接続を維持するため、報知信号及びマネジメントフレーム（管理信号）を
通信することができる。通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、通信相手と、認証処理等の接続
処理を行った上で通信する。その後、通信を一時的に行わない場合、通信装置ＳＴＡ１〜
５、ＡＰは、通信相手との接続状況を維持するために、既定の間隔を置いて、報知信号に
よる同期処理と管理信号による接続維持の確認を行う。通信装置ＳＴＡ１〜５は、報知信
号及び管理信号を通信するときに通信モードとなり、それ以内の期間は省電力モードとな
る。

図４は、スケジュール情報と通信装置ＳＴＡ１の消費電力の時間変化を模式的に示す図
である。図４は、正常時（報知信号、管理信号ともに受信に成功した場合）、エラー発生
時（報知信号、管理信号の受信に失敗した場合）、クロックずれ時（端末が想定するタイ
ミングに報知信号の受信ができなかった場合）における通信装置ＳＴＡ１の消費電力を示
す。

第１の実施形態と相異し、報知信号の通信期間の後には、スケジュール通知期間ではな
く、マネジメント通信期間が設定される。マネジメント通信期間は、通信装置ＳＴＡ１〜
５、ＡＰが、管理信号を通信するための期間である。再送期間は、通信装置ＳＴＡ１〜５
、ＡＰが、管理信号を再送するための期間である。待受期間は、通信装置ＳＴＡ１〜５が
、報知信号の受信に失敗したときに、次の報知信号の受信を行うために待ち受けを行う期
間である。

図５は、通信装置ＳＴＡ１の動作を示すフローチャートである。通信装置ＳＴＡ１は、
報知信号を受信することでクロックの同期処理を行い、管理信号を交換することで接続の
維持を行う。

（正常時）通信装置ＡＰからの報知信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０１の“
はい”）であって、かつ、管理信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０２の“はい”
）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は維持される（ステップＳ２０３）。通信装
置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、図５の“正常時”に示すように、報知信号の受信期間及
びマネジメント通信期間に通信モードとなり、それ以外の期間に省電力モードとなる。

（管理信号エラー時）通信装置ＡＰからの報知信号の受信に成功した場合（ステップＳ
２０１の“はい”）であって、かつ、管理信号の受信に失敗した場合（ステップＳ２０２
の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１は、マネジメント通信期間のあとに設定された再送期
間に、管理信号の受信を試みる（ステップＳ２０４）。再送期間に管理信号の受信に成功
した場合（ステップＳ２０４の“はい”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は維
持される（ステップＳ２０３）。一方で、再送期間に管理信号の受信に失敗した場合（ス
テップＳ２０４の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は切断される（
ステップＳ２０５）。マネジメント通信期間及び再送期間における管理信号の受信失敗が
複数回連続した（あるいは一定期間連続した）場合に、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接
続状態が切断されることとしても良い。通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、報知信号
の受信期間、マネジメント通信期間、及び再送期間に通信モードとなり、それ以外の期間
に省電力モードとなる。

（報知信号エラー時）通信装置ＡＰからの報知信号の受信に失敗した場合（ステップＳ
２０１の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１は、次の報知信号の通信期間の前に設定された
待受期間から通信モードとなって待ち受け、次の報知信号の受信を試みる（ステップＳ２
０６）。待受期間等に報知信号及び管理信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０６の
“はい”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は維持される（ステップＳ２０３）
。一方で、待受期間等に報知信号を受信できなかった場合（ステップＳ２０６の“いいえ
”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は切断される（ステップＳ２０７）。待受
期間及び報知信号の通信期間における報知信号の受信失敗が複数回連続した（あるいは一
定期間連続した）場合に、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は切断されることとし
ても良い。このとき、通信装置ＳＴＡ１は、通信相手と通信不能な状態であるとして、認
証情報やアソシエーション情報などの接続情報を破棄する。通信装置ＳＴＡ１の端末制御
部３０は、図５の“報知信号エラー時”に示すように、報知信号の受信期間、マネジメン
ト通信期間、報知信号の受信に失敗した後の待受期間に通信モードとなり、それ以外の期
間に省電力モードとなる。なお、図５の“報知信号エラー時”では、通信装置ＳＴＡ１が
管理信号の受信に失敗したものとして、再送期間も通信モードとなる例を示す。

（クロックずれ時）報知信号は通信装置ＡＰによって既定の間隔を置いて送信されるも
のの、通信装置ＳＴＡ１〜５と通信装置ＡＰとで経過期間の計測結果にずれが生じること
がある。通信装置ＳＴＡ１が報知信号の通信期間と想定するタイミングは、図５の“端末
の想定”において破線で囲まれた報知信号で示される。通信装置ＡＰが報知信号を実際に
送信したタイミングは、図５の実線で囲まれた報知信号で示される。１つ目の報知信号の
通信期間では、通信装置ＳＴＡ１とＡＰとの間で双方のクロックが合致しており、通信装
置ＳＴＡ１は、報知信号の受信に成功する。２つ目の報知信号の通信期間では、通信装置
ＳＴＡ１が想定する報知信号の通信期間が、実際の報知信号の通信期間よりも大幅に遅い
。そのため、通信装置ＡＰによって報知信号が送信される期間、通信装置ＳＴＡ１は、省
電力モードであるため、報知信号の受信に失敗する（ステップＳ２０１の“いいえ”）。
次に、通信装置ＳＴＡ１は、（報知信号エラー時）と同様に、次の報知信号の通信期間の
前に設定された待受期間から通信モードとなって待ち受け、次の報知信号の受信を試みる
（ステップＳ２０６）。

このようにすることで、たとえ通信装置ＳＴＡ１と通信装置ＡＰとの間でクロックにず
れが発生したとしても、図５の３つ目の報知信号の通信期間では通信装置ＳＴＡ１は信号
を待ち受ける状態にあるため、消費電力を低減させながら、正常に報知信号を受信できク
ロックの同期処理を行うことができる。

（変形例２）
第１の実施形態に係る通信装置ＳＴＡ１〜５は、自局に割り当てられた期間ＳＰ１〜５
に通信が完了しなかった場合、再送期間１〜４のうち選択した再送期間のみを再送に使用
することとすることができる。

図６は、スケジュール情報と通信装置ＳＴＡ１〜５の消費電力の時間変化を模式的に示
す図である。図６に示すスケジュール情報は、第１の実施形態に係るスケジュール情報（
図２）と同様である。

スケジュール情報を受信した後（図３のステップ１０１）、通信装置ＳＴＡ１〜５の端
末制御部３０は、再送期間１〜５のうち、フレームの再送に使用する再送期間の候補を選
択する。通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ
１〜５のあと最先に設定された再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間の候補と
して選択する。通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、競合期間の直後に設定された
再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間の候補として選択する。通信装置ＳＴＡ
１〜５の端末制御部３０は、競合期間を、フレームの再送に使用する再送期間の候補とし
て選択する。

再送期間１は、通信装置ＳＴＡ１が通信期間ＳＰ１に通信が完了しなかった場合、通信
装置ＳＴＡ１によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用
される。再送期間１では、通信装置ＳＴＡ２〜４は省電力モードである。

再送期間２は、通信装置ＳＴＡ２、３が通信期間ＳＰ２、３に通信が完了しなかった場
合、通信装置ＳＴＡ２、３によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレーム
の再送に使用される。再送期間２では、通信装置ＳＴＡ１、４、５は省電力モードである
。

再送期間３は、通信装置ＳＴＡ４、５が通信期間ＳＰ４、５に通信が完了しなかった場
合、通信装置ＳＴＡ４、５によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレーム
の再送に使用される。（図６では、通信装置ＳＴＡ４は通信期間ＳＰ４に通信が完了した
例を示す。）再送期間３では、通信装置ＳＴＡ１〜４は省電力モードである。

競合期間は、自局に割り当てられた通信期間及びその再送期間を使用したにも関わらず
、通信が完了しなかった通信装置（図６の例では、ＳＴＡ１、２、５）によって、ＣＳＭ
Ａ／ＣＡ方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。競合期間では、通
信装置ＳＴＡ３、４は省電力モードである。

再送期間４は、競合期間の直後に設定された再送期間である。再送期間４は、自局に割
り当てられた通信期間、その再送期間、及び競合期間に通信が完了しなかった通信装置（
図６の例では、ＳＴＡ１、２、５）によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、
フレームの再送に使用される。再送期間４では、通信装置ＳＴＡ３、４は省電力モードで
ある。

再送期間５は、次の報知信号が送信された後、次のスケジュール情報で各通信端末へ割
り当てられる通信期間が設定される前に、設定される再送期間である。再送期間５は、自
局に割り当てられた通信期間、その再送期間、及び競合期間に通信が完了しなかった通信
装置（図６の例では、ＳＴＡ１、５）によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下
、フレームの再送に使用される。再送期間５では、通信装置ＳＴＡ２〜４は省電力モード
である。

このように、通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、スケジュール情報で設定され
た複数の再送期間１〜５のうち、フレームの再送に使用する再送期間を選択してその再送
期間のみ動作モードとなり、それ以外の再送期間に省電力モードとなる。このため、無線
の伝搬環境の劣化やアプリケーションのデータ送信要求の発生状況等によって再送処理が
発生し、通信装置ＡＰによって予め割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５にフレームの送信
が完了しない場合であっても、消費電力を低減させながら、適時な再送処理を行うことが
できる。フレームの再送が完了しない限り、スケジュール情報で設定された再送期間１〜
５すべてを起動して通信モードとなる必要が無くなり、電力消費量を削減する事ができる
。

スケジュール情報で設定された再送期間でも再送処理が完了しない場合、競合期間に起
動して再送処理を行うと共に、その後の再送期間４と再送期間５に起動して再送処理を行
うことができる。このようにすることで、該当データの遅延期間の許容量をオーバーする
まで再送処理を行い続ける事ができる。

通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０が自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５の
後、最先に設定される再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間を選択してその再
送期間のみ動作モードとなり、それ以外の再送期間に省電力モードとなることで、遅延の
発生を抑制するとともにスループットを向上しながら、消費電力を低減できる。

通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０が自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５の
後、最先に設定される再送期間でも、フレームの再送処理が完了しなかった場合に、更に
競合期間と競合期間の直後に設定される再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間
を選択して動作モードとなり、再送処理が完了している場合には競合期間と競合期間の直
後に設定される再送期間に省電力モードとなることで、再送処理の発生状況に応じて動作
させ、消費電力を低減することができる。

＜変形例３＞
以上の実施形態では、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、無指向性（オムニ）の電波を使
用して通信するものとした。しかし、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、指向性の電波を使
用して通信することができる。

図７は、第１の実施形態の変形例３に係る無線システムを示す図である。通信装置ＡＰ
の無線の通信範囲は、ＳＴＡ１〜５を含む。通信装置ＡＰの無線の通信範囲は、４つのセ
クタ１〜４に分割される。通信装置ＡＰはセクタ１を用いて通信装置ＳＴＡ１と通信する
。通信装置ＡＰはセクタ２を用いて通信装置ＳＴＡ２、３と通信する。通信装置ＡＰはセ
クタ４を用いて通信装置ＳＴＡ４、５と通信する。通信装置ＳＴＡ１〜５は、認証・接続
処理の際、通信装置ＡＰの指向性のうち自局向きの指向性（例えば、セクタ番号）を把握
する。但し、各セクタは、図７に示すように物理的な方向として明確に分かれている必要
はなく、指向性の方向が近しい通信装置をまとめて１つのセクタとして管理してもよい。

各通信装置ＳＴＡ１〜５に割り当てられる通信期間ＳＰ１〜５、通信装置ＡＰの指向性
は、通信期間が割り当てられた通信装置の方向へ設定される。再送期間１〜４及び競合期
間、通信装置ＡＰの指向性は、その期間を使用して通信を行う通信装置の方向へ設定され
る必要がある。

通信装置ＳＴＡ１〜５は、スケジュール情報を受信（図２のステップＳ１０１）したと
き、いずれの再送期間１〜４及び競合期間で、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向となる
かに応じて、使用する再送期間を選択する。

通信装置ＳＴＡ１〜５が、変形例２で示す方法によって、フレームの再送を行う再送期
間を選択する例で、以下、通信装置ＡＰのスケジューリング方法を説明する。通信装置Ａ
Ｐは、同一の指向性を用いて通信する１つ以上の通信装置を、１つのグループと設定する
。通信装置ＡＰは、通信装置ＳＴＡ１をグループ１（指向性：セクタ１）とする。通信装
置ＡＰは、通信装置ＳＴＡ２、３をグループ２（指向性：セクタ２）とする。通信装置Ａ
Ｐは、通信装置ＳＴＡ４、５をグループ３（指向性：セクタ４）とする。

通信装置ＡＰの端末制御部３０は、あるグループに属する通信装置に割り当てられる通
信期間を設定した後、そのグループに属する通信装置の再送期間を設定することで、スケ
ジューリングを行う。例えば、グループ１に属する通信装置ＳＴＡ１に割り当てられる通
信期間ＳＰ１を設定した後、そのグループ１に属する通信装置ＳＴＡ１の再送期間１を設
定する。その次に、グループ２に属する通信装置ＳＴＡ２、３に割り当てられる通信期間
ＳＰ２、３を設定した後、そのグループ２に属する通信装置ＳＴＡ２、３の再送期間２を
設定する。その次に、グループ３に属する通信装置ＳＴＡ４、５に割り当てられる通信期
間ＳＰ４、５を設定した後、そのグループ３に属する通信装置ＳＴＡ４、５の再送期間３
を設定する。すべてのグループについて通信期間と再送期間を設定した後、すべての通信
装置が使用可能な競合期間及び再送期間４を設定する。このようにすることで、通信装置
ＡＰの端末制御部３０は、通信期間、再送期間、および競合期間（図２、図６と同様）の
スケジューリングを行うことできる。

そして、通信装置ＡＰは、各再送期間、競合期間における指向性の方向を決定する。再
送期間１は、グループ１に属する通信装置ＳＴＡ１によって使用される可能性があるため
、通信装置ＡＰは、再送期間１において指向性の方向をセクタ１とする。再送期間２は、
グループ２に属する通信装置ＳＴＡ２、３によって使用される可能性があるため、通信装
置ＡＰは、再送期間２において指向性の方向をセクタ２とする。再送期間３は、グループ
３に属する通信装置ＳＴＡ４、５によって使用される可能性があるため、通信装置ＡＰは
、再送期間３、指向性の方向をセクタ４とする。競合期間及び再送期間４は、すべての通
信装置ＳＴＡ１〜５によって使用される可能性があるため、通信装置ＡＰは、再送期間４
及び競合期間における指向性の方向を全方向（セクタ１〜４）とする。このようにして、
通信装置ＡＰの端末制御部３０は、スケジューリングを行う。

次に、各通信装置ＳＴＡ１〜５の動作を説明する。通信装置ＳＴＡ１〜５は、上記のス
ケジューリング情報を受信する。

通信装置ＳＴＡ１〜５は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５に通信が完了しな
い場合、通信期間ＳＰ１〜５のあとで最先の再送期間を、フレームの再送に使用する再送
期間として選択しても良い。

通信装置ＳＴＡ１〜５は、再送期間の前（直前）の期間における通信装置ＡＰの指向性
が自局の方向である場合に、その再送期間をフレームの再送に使用する再送期間として選
択してもよい。例えば、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間２の前（直前）の通信期間ＳＰ３
における通信装置ＡＰの指向性が自局の方向であるので、再送期間２をフレームの再送に
使用すると選択する。

スケジュール情報には、第１の実施形態で説明した情報に加え、少なくとも再送期間１
〜４及び競合期間のそれぞれにおける通信装置ＡＰの指向性についての情報が記載されて
も良い。このとき、通信装置ＳＴＡ１〜５は、再送期間１〜４及び競合期間のうち、通信
装置ＡＰの指向性が自局の方向である期間を、フレームの再送に使用すると選択してもよ
い。

このように、通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、スケジュール情報で設定され
た複数の再送期間１〜５のうち、通信装置ＡＰの指向性に応じて、フレームの再送に使用
する再送期間を選択してその再送期間のみ動作モードとなり、それ以外の再送期間に省電
力モードとなる。このため、無線の伝搬環境の劣化やアプリケーションのデータ送信要求
の発生状況等によって再送処理が発生し、通信装置ＡＰによって予め割り当てられた通信
期間ＳＰ１〜５にフレームの送信が完了しない場合であっても、消費電力を低減させなが
ら、適時な再送処理を行うことができる。

再送期間の前（直前）の通信期間における通信装置ＡＰの指向性が自局の方向である再
送期間を、フレームの再送に使用する再送期間として選択することで、再送期間の指向性
情報が無くても、通信装置ＡＰが通信可能な状態の時に、適時な再送処理を行うことがで
きる。

再送期間１〜４及び競合期間のうち、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向である期間を
、フレームの再送に使用すると選択することで、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向を向
いていない再送期間、省電力モードとなることができ、スループットを損なうことなく消
費電力を低減できる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した
実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５、ＡＰ：通信装置、１０：アンテナ
、２０：通信部、３０：端末制御部、４０：タイマ部、５０：スケジュール部、６０：ア
プリケーション部

Claims

第１および第２の方向に電波を送信する通信手段と、
前記電波の指向性を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の方向に位置する通信装置がアクセス可能な第１の期間と、
前記第２の方向に位置する通信装置がアクセス可能な第２の期間とを含むスケジュール情
報を、前記第１および第２の方向に送信するよう前記通信手段を制御する通信装置。
前記スケジュール情報が、前記第１および第２の期間における前記通信手段の指向性に
関する情報を含む請求項１に記載の通信装置。
前記制御手段が、前記第１および第２の期間のそれぞれにおいて、アクセス可能な通信
装置が位置する方向に前記通信手段の指向性が向くよう制御する請求項１または請求項２
に記載の通信装置。
前記スケジュール情報が、前記第１の期間の後に前記第２の期間が設定されたものであ
る請求項１乃至請求項３の何れかに記載の通信装置。
前記複数の方向がセクタで管理される請求項１乃至請求項４の何れかに記載の通信装置
。
前記通信手段が、電波を送受信するアンテナを備える請求項１乃至請求項５の何れかに
記載の通信装置。
前記第１および第２の期間は、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いたアクセス期間である請求項１乃
至請求項６の何れかに記載の通信装置。
前記第１および第２の期間において、それぞれ複数台の通信装置がアクセス可能な請求
項１乃至請求項７の何れかに記載の通信装置。
第１の方向に位置する通信装置がアクセス可能な第１の期間と、第２の方向に位置する
通信装置がアクセス可能な第２の期間とを含むスケジュール情報を受信し、前記第１およ
び第２の期間のうち自通信装置が送信可能な前記第１の期間に送信信号を送信する通信手
段を備える通信装置。
前記通信手段への電力供給の少なくとも一部を遮断する遮断手段を更に備え、
前記遮断手段は、前記スケジュール情報を用いて自通信装置が送信できない前記第２の
期間を判別し、前記第２の期間において前記通信手段への電力供給の少なくとも一部を遮
断する請求項９に記載の通信装置。
前記スケジュール情報は、第２の通信装置によって送信され、
前記スケジュール情報は、前記第１および第２の期間における前記第２の通信装置の指
向性に関する情報を含む請求項９または請求項１０に記載の通信装置。
前記第２の通信装置の指向性がセクタで管理される請求項９乃至請求項１１の何れかに
記載の通信装置。
前記通信手段が、電波を送受信するアンテナを備える請求項９乃至請求項１２の何れか
に記載の通信装置。
前記第１および第２の期間は、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いたアクセス期間である請求項９乃
至請求項１３の何れかに記載の通信装置。
前記第１および第２の期間において、それぞれ複数台の通信装置がアクセス可能な請求
項９乃至請求項１４の何れかに記載の通信装置。
第１および第２の方向に電波を送信する通信手段と、前記電波の指向性を制御する制御
手段とを備えた通信装置の通信方法であって、
第１の方向に位置する通信装置がアクセス可能な第１の期間と、前記第２の方向に位置
する通信装置がアクセス可能な第２の期間とを含むスケジュール情報を、前記第１および
第２の方向に送信する通信方法。
電波を送受信する通信手段を備えた通信装置の通信方法であって、
第１の方向に位置する通信装置がアクセス可能な第１の期間と、第２の方向に位置する
通信装置がアクセス可能な第２の期間とを含むスケジュール情報を受信し、前記第１およ
び第２の期間のうち自通信装置が送信可能な前記第１の期間に送信信号を送信する通信方
法。
前記スケジュール情報を用いて自通信装置が送信できない前記第２の期間を判別し、前
記第２の期間において前記通信手段への電力供給の少なくとも一部を遮断する請求項１７
に記載の通信方法。