JP2015087365A - 無線通信装置及び時刻補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、アドホックネットワークにおいて、他の機器との時刻同期が行われない期間を低減する無線通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】無線通信装置３０は、ネットワークの時刻を示す時刻情報を送信する無線通信装置３０であって、前記時刻情報を計時する時刻計時部４４と、前記時刻情報を送信する前に前記時刻計時部４４が計時する時刻情報を所定の時間進める時刻補正部４５と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信装置及び時刻補正方法に関する。

複数の通信装置を有する通信ネットワークにおいて、通信装置の間で時刻同期(時刻補正）を行う技術が知られている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮ（Local Area Network）では、ＴＳＦ（Timing Synchronization Function）等によって、通信装置間の時刻同期が行われる。（例えば、非特許文献１参照）。

非特許文献１には、アクセスポイントを介さずに、無線ＬＡＮ装置同士が相互に通信を行うアドホックネットワークであるＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）における、無線ＬＡＮ装置間の時刻同期に係る技術が記載されている。ＩＢＳＳでは、各無線ＬＡＮ装置は、ビーコンの送信周期を示すＴＢＴＴ（Target Beacon Transmission Time）からランダムな待ち時間の間にビーコンを受信しなかった場合、時刻情報であるＴＳＦタイマの値を含むビーコンを送信する。一方、ランダムな待ち時間の間にビーコンを受信した場合、各無線ＬＡＮ装置は、受信したビーコンに含まれるＴＳＦタイマの値が、自装置のＴＳＦタイマの値よりも大きい場合に、受信したＴＳＦタイマの値で自装置のＴＳＦタイマの値を更新する。

IEEE802．11‐2012，10．1．2．2 TFS for an IBSS

非特許文献１に開示された技術では、ネットワーク内で相対的に大きいＴＳＦタイマの値を有する無線ＬＡＮ装置は、他の機器からビーコンを受信しても自装置のＴＳＦタイマ値の更新を行わない場合があり、他の機器と時刻同期が行われない期間が発生し得る。

本発明の実施の形態は、上記問題点を鑑みてなされたものであって、アドホックネットワーク等において、他の機器との時刻同期が行われない期間を低減する無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様による無線通信装置（３０）は、アドホックネットワークの時刻を示す時刻情報を送信する無線通信装置（３０）であって、前記時刻情報を計時する時刻計時部（４４）と、前記時刻情報を送信する前に前記時刻計時部（４４）が計時する時刻情報を所定の時間進める時刻補正部（４５）と、を有する。

好ましくは、前記アドホックネットワークから前記時刻情報を受信した場合、前記時刻補正部（４５）は、前記受信した時刻情報を用いて前記時刻計時部（４４）が計時する時刻情報を更新する。

また、本発明の一実施態様による時刻補正方法は、アドホックネットワークの時刻を示す時刻情報を送信する無線通信装置（３０）の時刻補正方法であって、前記時刻情報を計時し、前記時刻情報を送信する前に、計時している前記時刻情報を所定の時間進める。

好ましくは、前記時刻補正方法は、前記アドホックネットワークから前記時刻情報を受信した場合、前記受信した時刻情報を用いて前記計時している時刻情報を更新する。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、アドホックネットワークにおいて、他の機器との時刻同期が行われない期間を低減する無線通信装置を提供することができる。

トイラジコンシステムの一実施形態のブロック図である。 スポーツ解析システムの一実施形態のブロック図である。 一実施形態に係る無線ＬＡＮ装置のブロック図である。 一実施形態に係るビーコンフレームを示す図である。 一実施形態に係る第１の時刻補正処理の流れを示すフローチャートである。 一実施形態に係る第１の時刻補正処理の動作を説明するための図である。 一実施形態に係る第２の時刻補正処理の流れを示すフローチャートである。 一実施形態に係る第２の時刻補正処理の動作を説明するための図である。 一実施形態に係るトイラジコンシステムにおける時刻補正動作を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜システムの構成＞
（トイラジコンシステム）
図１は、本発明の無線通信装置である無線ＬＡＮ装置１３を使用したトイラジコンシステムの一実施形態のブロック図である。図１において、トイラジコン１０は例えばヘリコプタや自動車等の玩具であり、トイラジコン１０はモータ、ＬＥＤを含む駆動部１１と、ジャイロセンサや速度センサ等のセンサ部１２と、無線ＬＡＮ装置１３を有している。

無線ＬＡＮ装置１３は、例えばスマートホン１５との間で無線ＬＡＮのアドホックモードであるＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）等で相互接続される。スマートホン１５はリモートコントローラとして使用される。スマートホン１５からの操作指令は無線ＬＡＮを介して無線ＬＡＮ装置１３に対し送信され、無線ＬＡＮ装置１３は上記操作指令に基づいた制御信号を生成して駆動部１１に供給する。上記制御信号としてはＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号であったり、ＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output：汎用入出力）信号であったりする。

また、センサ部１２内の各センサが出力する検出信号は、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）やＩ２Ｃ（Inter‐Integrated Circuit）等を通して無線ＬＡＮ装置１３に供給され、無線ＬＡＮ装置１３から無線ＬＡＮを介してスマートホン１５に供給され、スマートホン１５においてトイラジコン１０の姿勢や速度等の状態が表示される。

図１において、トイラジコン１０とスマートホン１５とのＩＢＳＳ接続は、例えば、以下の手順で行われる。

１）ＩＢＳＳネットワーク作成：図１において、トイラジコン１０の電源スイッチをオンにすると、無線ＬＡＮ装置１３は間欠送受信処理を実行する間欠送受信モードとなり、ビーコンフレーム（以下、単に「ビーコン」と呼ぶ）送信を行う。

２）ＩＢＳＳネットワークへの参加：スマートホン１５は無線ＬＡＮ装置１３が送信するビーコンを受信し、無線ＬＡＮ装置１３のＩＢＳＳネットワークに接続する。無線ＬＡＮ装置１３はスマートホン１５が接続してきたことを検知して間欠送受信モードから定常送受信処理を実行する定常送受信モードに遷移し、その後、定常送受信モードを維持する。

３）データ通信準備：スマートホン１５はＩＰアドレスを設定する。このとき、無線ＬＡＮ装置１３がＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバとなる。その後、スマートホン１５は、ＭＡＣアドレスの問い合わせを行い、無線ＬＡＮ装置１３のＭＡＣアドレスを取得する。

４）データ通信：スマートホン１５からの操作指令で駆動部１１のモータやＬＥＤの動作を制御する。

５）切断：無線ＬＡＮ装置１３はスマートホン１５からのビーコンの受信が一定期間を超えて途絶えた場合、間欠送受信モードに遷移する。

（スポーツ解析システム）
図２は本発明の無線通信装置である無線ＬＡＮ装置を使用したスポーツ解析システムの一実施形態のブロック図である。図２において、センサユニット２０Ａ，２０Ｂ，…，２０Ｘそれぞれは被験者の右手首、左手首、頭部などの体の各部に装着される。各センサユニット２０Ａ〜２０Ｘそれぞれは、３次元位置センサ等のセンサ部２１Ａ〜２１Ｘと、無線ＬＡＮ装置２２Ａ〜２２Ｘを有している。

無線ＬＡＮ装置２２Ａ〜２２Ｘは、例えばスマートホン２５との間で無線ＬＡＮのアドホックモードであるＩＢＳＳにより相互接続される。スマートホン２５は解析・表示装置として使用される。センサ部２１Ａ〜２１Ｘが出力する位置検出信号は、ＳＰＩやＩ２Ｃ等を通して無線ＬＡＮ装置２２Ａ〜２２Ｘに供給され、無線ＬＡＮ装置２２Ａ〜２２Ｘから無線ＬＡＮを介してスマートホン２５に供給され、スマートホン２５において右手首、左手首、頭部などの体の各部の３次元位置が表示され、被験者の体の動きが解析される。

図２において、センサユニット２０Ａ〜２０Ｘと、スマートホン２５との接続は、例えば、以下の手順で行われる。

１）ＩＢＳＳネットワーク作成：図２において、センサユニット２０Ａの電源スイッチをオンにすると、無線ＬＡＮ装置２２Ａは間欠送受信処理を実行する間欠送受信モードとなり、ビーコン送信を行う。

２）ＩＢＳＳネットワークへの参加１：スマートホン２５は無線ＬＡＮ装置２２Ａが送信するビーコンを受信し、無線ＬＡＮ装置２２ＡのＩＢＳＳネットワークに接続する。無線ＬＡＮ装置２２Ａはスマートホン２５が接続してきたことを検知して間欠送受信モードから定常送受信処理を実行する定常送受信モードに遷移し、その後、定常送受信モードを維持する。

３）データ通信準備１：スマートホン２５はＩＰアドレスを設定する。このとき、無線ＬＡＮ装置２２ＡがＤＨＣＰサーバとなる。その後、スマートホン２５は、ＭＡＣアドレスの問い合わせを行い、無線ＬＡＮ装置２２ＡのＭＡＣアドレスを取得する。

４）ＩＢＳＳネットワークへの参加２：センサユニット２０Ｂ〜２０Ｘの電源スイッチをオンにすると、無線ＬＡＮ装置２２Ｂ〜２２Ｘは受信モードとなり、受信する無線チャネルを定期的に切り替える。

５）データ通信準備２：スマートホン２５は無線ＬＡＮ装置２２Ｂ〜２２ＸのＭＡＣアドレスを取得する。このとき、スマートホン２５はＭＡＣアドレス問い合せフレームを送信し、無線ＬＡＮ装置２２Ｂ〜２２Ｘはこの問い合せに応答して自装置のＭＡＣアドレスをスマートホン２５に送信する。

６）データ通信：スマートホン２５は各無線ＬＡＮ装置２２Ａ〜２２Ｘとデータ通信を行い、センサ部２１Ａ〜２１Ｘで検出した位置検出情報の取得等を行う。

７）切断：無線ＬＡＮ装置２２Ａはスマートホン２５からのビーコンの受信が一定期間を超えて途絶えた場合、間欠送受信モードに遷移する。無線ＬＡＮ装置２２Ｂ〜２２Ｘはスマートホン２５からのビーコンの受信が一定期間を超えて途絶えた場合、受信モードに遷移する。

（時刻同期）
ここで、ＩＢＳＳネットワークにおける時刻同期の概略について説明する。ＩＢＳＳネットワークでは、ビーコンの送信周期を示すＴＢＴＴ（Target Beacon Transmission Time）が定められている。ＩＢＳＳネットワークに属する各無線ＬＡＮ装置は、自装置のＴＳＦ（Timing Synchronization Function）タイマのタイマ値等を参照して、ＴＢＴＴになったことを判断する。各無線ＬＡＮ装置は、ＴＢＴＴになったと判断すると、ランダム時間の遅延の後、まだ誰もビーコンを送信していないと認識した場合に、自装置のＴＳＦタイマの値を含むビーコンを送信する。

一方、各無線ＬＡＮ装置は、ＴＢＴＴからランダム時間の遅延の間に他の無線ＬＡＮ装置が送信したビーコンを受信した場合、ビーコンの送信を中止し、受信したビーコンに含まれるＴＳＦタイマの値と自装置のＴＳＦタイマの値とを比較する。そして、各無線ＬＡＮ装置は、受信したＴＳＦタイマの値が自装置のＴＳＦタイマの値よりも大きい、すなわち、受信した時刻情報が自装置の時刻情報よりも進んでいる場合、受信したＴＳＦタイマの値で自装置のＴＳＦタイマの値を更新する。

つまり、ＩＢＳＳネットワークでは、以下の式（１）が成り立つ場合に、受信したＴＳＦタイマの値で、自装置のＴＳＦタイマの値を更新する。
（受信したＴＳＦタイマ値）＞（自装置のＴＳＦタイマ値） …（１）
従って、ＩＢＳＳネットワークでは、例えば、各無線ＬＡＮ装置間のクロックの誤差等により、式（１）の関係が成り立たない期間、すなわち、時刻同期が行われない期間が発生し得る。

そこで、本発明に係る無線通信装置である無線ＬＡＮ装置１３、及び２２Ａ〜２２Ｘは、ＴＳＦタイマの値（時刻情報）を含むビーコンを送信する前に、自装置のＴＳＦタイマの値を所定の時間進める。好適な例として、本発明に係る無線ＬＡＮ装置は、ＴＢＴＴのタイミングに応答して、自装置のＴＳＦタイマの値を所定の時間進める。このように、継続的にＩＢＳＳネットワークの時刻情報を進めることにより、ＩＢＳＳネットワーク内の各無線ＬＡＮ装置間で式（１）の関係が成り立つように制御する。これにより、ＩＢＳＳネットワーク内の無線ＬＡＮ装置間で時刻同期が行われない期間を低減することができる。

さらに、本発明に係る無線通信装置である無線ＬＡＮ装置１３、及び２２Ａ〜２２Ｘは、受信したＴＳＦタイマの値にかかわらず、受信したＴＳＦタイマの値で自装置のＴＳＦタイマの値を更新する。これにより、無線ＬＡＮ装置１３、及び２２Ａ〜２２Ｘは、ビーコンの送信を行わない場合でも、ＩＢＳＳネットワーク内の他の機器と時刻同期を行うことができる。

＜無線ＬＡＮ装置の構成＞
図３は一実施形態に係る無線ＬＡＮ装置のブロック図である。この無線ＬＡＮ装置３０は、無線ＬＡＮ装置１３、及び２２Ａ〜２２Ｘとして用いられる。図３において、無線ＬＡＮ装置３０はＲＦ送受信部３１、変復調部３２、送受信データバッファ３３、Ｉ／Ｆ部３４、及びＭＡＣ処理部３５を有している。

ＲＦ送受信部３１はアンテナ３６からのＲＦ信号を受信し、ＩＦ信号、又はベースバンド信号に変換して変復調部３２に供給する。変復調部３２は入力された受信信号を復調し、復調されたデジタルベースバンド信号から受信フレームを得て送受信データバッファ３３に格納する。ＭＡＣ処理部３５は送受信データバッファ３３から読み出された受信フレームに対してＭＡＣ（Media Access Control）処理を行う。ＭＡＣ処理部３５の制御で送受信データバッファ３３から読み出された制御データ等はＩ／Ｆ（インタフェース）部３４を介して電子デバイス３７に供給される。なお、電子デバイス３７は、図１又は図２に示す駆動部１１，センサ部１２，２１Ａ〜２１Ｘ等に対応している。

また、電子デバイス３７から供給される検出データ等はＩ／Ｆ部３４を介して送受信データバッファ３３に格納される。この検出データ等はＭＡＣ処理部３５によって送信フレームにマッピングされて変復調部３２に供給される。送信フレームは変復調部３２にて変調され、ＲＦ送受信部３１にてＲＦ信号に変換されてアンテナ３６から送信される。

ＭＡＣ処理部３５は、例えば、受信フレーム解析部４１、送信フレーム生成部４２、ＴＢＴＴ発生部４３、時刻計時部４４、時刻補正部４５、及び補正量決定部４６等を含む。受信フレーム解析部４１はビーコンフレームやデータフレーム等の受信フレームを解析する。送信フレーム生成部４２はビーコンフレームやデータフレーム等の送信フレームを生成する。ＴＢＴＴ発生部４３はビーコンの送信周期を示すターゲットビーコン送信時間（ＴＢＴＴ）にＴＢＴＴ信号を発生する。

時刻計時部４４は、ＴＳＦタイマと呼ばれるμｓｅｃ単位の同期タイマ（時刻情報）を計時する。

時刻補正部４５は、時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマの補正を行う。例えば、時刻補正部４５は、無線ＬＡＮ装置３０が時刻情報を含むビーコンを送信する前にＴＳＦタイマの値を所定の時間進める。具体的には、時刻補正部４５は、ＴＢＴＴのタイミングに応答して、自装置のＴＳＦタイマの値を所定の時間（例えば、１０２４μｓｅｃ）進める。

また、時刻補正部４５は、ＩＢＳＳネットワークの他の機器からビーコンを受信すると、ビーコンに含まれる時刻情報を用いて、時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマの値を更新する。

補正量決定部４６は、ＴＳＦタイマの補正量を決定する。例えば、送信するビーコンには、時刻情報であるＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールドが含まれるが、無線ＬＡＮ装置３０がビーコンの送信を決定してから、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールドの先頭が送信されるまでには時刻のずれが発生する。補正量決定部４６は、この時刻のずれを補正するための補正量を決定する。

また、受信したビーコンにも時刻情報としてＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールドが含まれる。Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールドの値は、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールドの先頭の時刻を示しているが、時刻補正部４５によるＴＳＦタイマの補正はフレームの受信処理の後に行なわれる。補正量決定部４６は、このＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールドの先頭の時刻から、時刻補正部４５によるＴＳＦタイマの補正を行なわれるまでの時刻のずれを補正するための補正量も決定する。尚、図３の構成は一例であって、例えば、時刻管理部４５が補正量決定部４６、及び／又は時刻計時部４４の機能を有していても良い。

＜ビーコンフレームの構成＞
ビーコンは、報知情報であり、ＩＢＳＳネットワークに参加する装置間でビーコンを送受信することで、ネットワークの基本情報を伝達し、各装置間の時刻同期をとることができる。

図４はＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるビーコンフレームの例を示す図である。尚、ビーコンフレームには、無線装置に要求される、もしくは報知されるオプショナル機能として、例えば、周波数ホッピングに関する情報（Hopping Pattern Parameters element）、ウェイクアップのスケジュールに関する情報（Wakeup Schedule element）などの情報をさらに付加してもよい。図４において、先頭のＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにはビーコンフレームであることを示す識別子が設定される。なお、図中下部の「２Ｂ」の記載はＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドが２バイトであることを示す。他のフィールドについても同様である。次のＤｕｒｅａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドにはオール‘０’ が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドにはブロードキャストアドレス（ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ）が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ２フィールドには送信元のＭＡＣアドレスが設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ３フィールドには、ＩＢＳＳネットワークのＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）が設定される。ここで、ＢＳＳＩＤは、ＩＢＳＳネットワークを作成した無線装置のＭＡＣアドレスに基づいて生成され、送受信されるフレームが属するネットワークを識別するための識別子である。フレームには例えば、データタイプフレーム、マネジメントタイプフレーム、コントロールタイプフレームがあり、ＢＳＳＩＤは、データタイプフレーム、マネジメントタイプフレーム、及び、一部のコントロールタイプフレームにおいて使用される。尚、ビーコンフレームは、マネジメントタイプフレームである。

Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにはフレーム番号（連番）が設定される。Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールドには、自装置のＴＳＦタイマの値（μｓｅｃ秒単位）が設定される。Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、ビーコン周期を示すＴＢＴＴ間隔値（１０２４μｓｅｃ単位）が設定される。ＣａｐａｂｉｌｉｔｙフィールドにはＩＢＳＳネットワークであることを示す値、及び、ネットワークで使用する機能（ＱｏＳ（quality of service）、ＡＰＳＤ（automatic power save delivery）など）の情報が設定される。ＳＳＩＤフィールドにはネットワークの識別子が設定される。尚、ＳＳＩＤフィールドのサイズは、ＩＢＳＳネットワークの識別子の長さに応じて変化する（2バイト＋ＩＢＳＳネットワークの識別子の長さ）。Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅフィールドには転送レートが設定される。ＤＳＳＳ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔフィールドには無線チャネル番号が設定される。ＩＢＳＳ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔフィールドには、間欠動作する場合のＴＢＴＴの後の受信時間を示すＡＴＩＭ（Announcement Traffic Indication Message）ウインドウ長（１０２４μｓｅｃ単位）が設定される。ＦＣＳフィールドにはＦｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅが設定される。

＜第１の時刻補正処理＞
無線ＬＡＮ装置３０の時刻補正部４５は、主に２つの時刻補正処理を行う。ここでは、図５及び６を用いて、第１の時刻補正処理について説明を行う。

図５は、一実施形態に係る第１の時刻補正処理の流れを示すフローチャートである。ＴＢＴＴ発生部４３は、時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマの値に基づいて、ＩＢＳＳネットワークのビーコンの送信周期（タイミング）を示すＴＢＴＴ信号を発生する。ＴＢＴＴ信号に基づいて自装置がＴＢＴＴの時刻であると判断すると（ステップＳ５０１）、時刻補正部４５は、時刻計時部４４が計時する時刻情報であるＴＳＦタイマの値を補正する（ステップＳ５０２）。具体的には、時刻補正部４５は、時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマの値を、所定の時間（例えば、１０２４μｓｅｃ）進める。

ここで、時刻計時部４４が進める所定の時間は、システム構成や、ＴＳＦタイマの補正を行う頻度等に応じて適切な値を設定する。例えば、本実施の形態では、ＴＢＴＴ毎にＴＳＦタイマの値を所定の時間進めるので、上記所定の時間の値は、ＴＢＴＴの周期の間に機器間のクロックの誤差等によって発生し得る時刻のずれの最大値よりも大きい値であれば良い。尚、上記機器間のクロックの誤差は、それぞれの機器で使用するクロックの精度の差や計時のためのクロックの分解能の単位などによって発生する。ここで、上記クロックの精度の差の１例は、５０ｐｐｍであり、１秒あたり約５０μｓｅｃの誤差となる。ＴＢＴＴの周期を１秒とすると、機器間において、ＴＢＴＴ毎に約５０μｓｅｃの誤差が発生する。また、上記計時のためのクロックの分解能の単位の１例は、約３０．５μｓｅｃ（周波数：３２．７６８ＫＨｚ）であり、ＴＢＴＴ毎に約３０．５μｓｅｃの誤差が発生する。従って、本実施の形態では、所定の値は１００μｓｅｃ程度の値で十分であるが、ここでは、ビーコン周期の設定単位である１０２４μｓｅｃを所定の値としている。尚、この所定の値は、ＩＢＳＳネットワーク内で無線ＬＡＮ装置３０に時刻同期している他の機器が上記ビーコンを受信した場合に、式（１）が成り立つ値であれば、他の値であっても良い。

ステップＳ５０２において、時刻補正部４５がＴＳＦタイマの値を補正した後、補正量決定部４６は、送信する時刻情報の補正量を決定する（ステップＳ５０３）。

図６は、一実施形態に係る第１の時刻補正処理の動作を説明するための図である。図６において、ＴＢＴＴに応答して、時刻Ｔ１において、時刻補正部４５は、ＴＳＦタイマの値を補正する（時刻補正１）。尚、図５の説明では、時刻補正部４５は、ＴＳＦタイマの値を１０２４μｓｅｃ進めるものとして説明を行ったが、図６では、説明を簡易にするため、時刻補正部４５は、ＴＳＦタイマの値を７（μｓｅｃ）進める場合を図示している。図６において、時刻補正部４５がＴＳＦタイマの補正を行わない場合、時刻Ｔ１の直後のＴＳＦタイマの値は「９３」となるはずであるが、時刻Ｔ１において、時刻補正部４５がＴＳＦタイマの値「９３」に７を加算し、ＴＳＦタイマの値を「１００」にしている。

次に、図６の時刻Ｔ２において、無線ＬＡＮ装置３０がビーコン６０１の送信を決定すると、補正量決定部４６は、ビーコンのＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２に設定する値を決定する。例えば、ＭＡＣ処理部３５が、図６の時刻Ｔ２にビーコンの送信を決定し、時刻Ｔ３にＲＦ送受信部３１がビーコンの送信を開始し、時刻Ｔ４にＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２の先頭が送信されるものとする。この場合、ビーコン６０１の送信を決定した時刻Ｔ２（ＴＳＦタイマ値１５０）と、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２の先頭が送信される時刻Ｔ４（ＴＳＦタイマ値１５３）との間には、時間差Ｘ（１５３−１５０＝３）が発生する。尚、上記時間差Ｘは、変調方式、伝送レートに依存して変化する。

ビーコン６０１のＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２の値は、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２の先頭が送信される時刻Ｔ４に合わせる必要がある。そのため、補正量決定部４６は、ビーコン６０１の送信を決定した時刻Ｔ２（ＴＳＦタイマ値１５０）に上記時間差Ｘを加えて、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２に設定する値（この場合、１５０＋３＝１５３）を決定する。このため、時刻補正４５によるＴＳＦタイマ値の補正（時刻補正１）は、ビーコン６０１の送信よりも前に行うことが望ましい。

ＭＡＣ処理部３５は、送信するビーコン６０１のフレームのＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２に、補正量決定部４６が決定した値「１５３」を設定し、送受信データバッファ３３に書き込む。この書込みに応じて送信されるビーコン６０１のＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド６０２の先頭が送信されるタイミングは、上記補正量決定部４６の補正により、時刻Ｔ４のＴＳＦタイマ値「１５３」と一致する。

＜第２の時刻補正処理＞
次に、無線ＬＡＮ装置３０の時刻補正部４が行う第２の時刻補正処理について説明を行う。

図７は、一実施形態に係る第２の時刻補正処理の流れを示すフローチャートである。ＲＦ送受信部３１が受信した受信信号は、変復調部３２によって復調され、受信フレーム解析部４１で解析される。受信フレーム解析部４１の解析により、ビーコンを受信したと判断すると（ステップＳ７０１）、補正量決定部４６は、時刻情報（ＴＳＦタイマ値）の補正量を決定する（ステップＳ７０２）。時刻補正部４５は、補正量決定部４６が決定した補正量に基づいて、ＴＳＦタイマ値を補正する（ステップＳ７０３）。

図８は、一実施形態に係る第２の時刻補正処理の動作を説明するための図である。図８において、ＴＢＴＴに応答して、時刻Ｔ１において、図５及び６で説明した第１の時刻補正処理（時刻補正１）が行われる。次に、時刻Ｔ２において、ビーコン８０１の受信を開始し、時刻Ｔ４に受信を完了する。このとき、ビーコン８０１に含まれるＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド８０２の値は、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールド８０２の先頭である時刻Ｔ３の時刻情報（ビーコンを送信した無線ＬＡＮ装置のＴＳＦタイマ値）を示している。

一方、ＭＡＣ処理部３５は、時刻Ｔ４においてビーコン８０１の受信処理を完了し、ビーコン８０１が正しい受信フレームであることを確認するまで、ビーコン８０１のＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド８０２の値を利用することはできない。そのため、図８の例では、時刻補正部４５はビーコン８０１の受信処理が終わる時刻Ｔ４の後、時刻Ｔ５において、受信したＴＳＦタイマの値を用いて、時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマの値を更新する第２の時刻補正処理（時刻補正２）を行なっている。

この場合、ビーコン８０１のＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド８０２の先頭を受信する時刻Ｔ３と、第２の時刻補正処理を行う時刻Ｔ５との間には、時間差Ｙが発生する。尚、上記時間差Ｙは、変調方式、伝送レート、ビーコンフレーム長、及び、上記時刻Ｔ４から上記時刻Ｔ５までの時間（Ｔ５−Ｔ４）により、決定される。補正量決定部４６は、受信したＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールド８０２の値に、上記時間差Ｙを加えて、時刻Ｔ５に時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマに設定する値を決定する。この処理により、時刻Ｔ５以降、時刻計時部４４が計時する時刻情報（ＴＳＦタイマの値）は、ビーコン８０１を送信した無線ＬＡＮ装置の時刻情報に同期することができる。

尚、無線ＬＡＮ装置３０は、図８に示した例のように、受信した時刻情報が、自装置の時刻情報（時刻計時部４４が計時するＴＳＦタイマの値）よりも遅れている（小さい）場合であっても、受信した時刻情報を用いて、時刻計時部４４が計時する時刻情報を更新する。

＜トイラジコンシステムにおける時刻同期＞
次に、図１に示したトイラジコンシステムを例にあげて、本実施の形態に係る時刻同期についてさらに説明する。

図９は、トイラジコンシステムにおける時刻補正動作を説明するための図である。図９において、図１のスマートホン１５とトイラジコン１０は、ＩＢＳＳネットワークを確立しており、時刻Ｔ１において、ＴＢＴＴの同期がとれているものとする。

また、トイラジコン１０の無線ＬＡＮ装置１３は、独自の省電力モードを有しており、スマートホン１５とＩＢＳＳネットワークを確立し、スマートホン１５がビーコンの送信を開始した後は、基本的にビーコンの送信を行わない省電力モードに移行するものとする。

ここで、無線ＬＡＮ装置１３の省電力モードについて説明する。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠したスマートホン１５は、ＩＢＳＳネットワークにおいて、ＴＢＴＴから所定のランダム遅延時間ＴＲの間に、ネットワーク内の他の機器（トイラジコン１０）からのビーコンを受信できなかった場合、ビーコンを送信する。ランダム遅延時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格により（２）式で表される。
ＴＲ＝ＤＩＦＳ＋２×ＳｌｏｔＴｉｍｅ×ＲＮ …（２）
なお、ＤＩＦＳは例えば５０μｓｅｃ、ＳｌｏｔＴｉｍｅ＝２０μｓｅｃ、ＲＮは０から３１までの整数である。

一方、無線ＬＡＮ装置１３は、上記省電力モードに移行すると、ＴＢＴＴの後、式（２）のランダム遅延時間ＴＲの最大値（ＲＮ＝３１の場合）までの期間、ビーコンの送信を行わない。また、ＴＢＴＴの後、ランダム遅延時間ＴＲの最大値までの期間にスマートホン１５からのビーコンを受信できなかった場合に、ビーコンの送信を行う。

上記動作により、図１のトイラジコンシステムでは、基本的にトイラジコン１０はビーコンの送信を行わず、比較的電池容量に余裕のあるスマートホン１５が周期的にビーコンの送信を行う。これにより、トイラジコン１０の電池容量を小さくする等、省電力のトイラジコン１０を実現することが可能となる。

図９に戻って説明を続ける。図９において、時刻Ｔ１にＴＢＴＴの時刻となるため、スマートホン１５は、時刻Ｔ１から式（２）のランダム遅延時間の後、ビーコン９０１を送信する。トイラジコン１０は、スマートホン１５が送信したビーコン９０１を受信すると、ビーコン９０１に含まれる時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールドの値）を用いて、時刻計時部４４が計時する時刻情報を更新する（第２の時刻補正）。

このとき、トイラジコン１０は、受信した時刻情報が、時刻計時部４４が計時する時刻情報より遅れている場合であっても、第２の時刻補正を行うので、次のＴＢＴＴのタイミングＴ３において、スマートホン１５と時刻情報の同期が維持されている。

同様にして、時刻Ｔ３のＴＢＴＴに応じて、スマートホン１５がビーコン９０２を送信し、トイラジコン１０は、ビーコン９０２の時刻情報を用いて、自装置の時刻情報を更新するため、次のＴＢＴＴのタイミングＴ５においても、時刻情報の同期が維持されている。

次に、時刻Ｔ５のＴＢＴＴに応じて、スマートホン１５がビーコンを送信しなかった場合等、トイラジコン１０がスマートホン１５からのビーコンを受信できなかった場合の動作について説明する。この場合、トイラジコン１０は、ランダム遅延時間ＴＲの最大値より長い「待ち時間（時刻Ｔ５〜Ｔ６）」を経過した後、時刻補正部４５が、第１の時刻補正により所定の時間進めた時刻情報を含むビーコン９０３を送信する。

このとき、時刻補正部４５が進める所定の時間は、ビーコン９０３を受信したスマートホン１５において、式（１）の関係が成り立つように、予め定められている。例えば、装置間のクロックの誤差等により、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５までの間に発生する装置間の時刻のずれの最大値よりも大きくなるように、上記所定の時間を定めても良い。或いは、マージンをみて、複数回のＴＢＴＴ周期の間に発生する装置間の時刻のずれよりも大きくなるように、所定の時間を予め定めても良い。或いは、上記所定の値は、さらに大きな値を設定するものであっても良い。

これにより、ビーコン９０３を受信したスマートホン１５では、式（１）の関係が成り立つので、ビーコン９０３を受信したスマートホン１５は、受信したビーコン９０３に含まれる時刻情報に基づいて、時刻情報の更新を行うことになる。この時刻情報の更新により、時刻Ｔ７のＴＢＴＴのタイミングにおいても、時刻情報の同期が維持される。

＜まとめ＞
以上、本実施の形態に係る無線通信装置は、ＩＢＳＳネットワーク（アドホックネットワーク）において、時刻情報を含むビーコンを送信する前に、自装置の時刻情報を所定の時間進める第１の時刻補正機能を有している。尚、この所定の時間は、ＩＢＳＳネットワーク内の他の機器が上記ビーコンを受信した場合に、式（１）が成り立つように予め設定されている。そのため、ＩＢＳＳネットワーク内で、当該無線通信装置が送信したビーコンを受信した他の機器は、時刻情報の更新を行うことになり、機器間で時刻同期が行われない期間を低減することができる。

さらに、本実施の形態に係る無線通信装置は、受信したビーコンの時刻情報に係わらず、自装置の時刻情報を更新する第２の時刻補正機能を有している。これにより、当該無線通信装置がビーコンの送信を行わない場合であっても、ＩＢＳＳネットワーク内の他の機器と時刻同期が行われない期間を低減することができる。

さらに、本発明に係る無線通信装置を含むＩＢＳＳネットワークでは、無線ＬＡＮ装置間のＴＳＦタイマの同期精度が向上するので、各種省電力動作を効率良く行うことができるようになる。

例えば、図９で説明した構成以外の省電力動作の一例として、従来の技術では、間欠動作を行う通信装置は、ＴＢＴＴタイミングのばらつきを吸収するために、ＴＢＴＴの前に十分なマージンを持って動作状態に移行することが望ましかった。しかし、本発明による無線ＬＡＮ装置を含むＩＢＳＳネットワークでは、ＴＢＴＴのタイミングの精度が向上するので、ぎりぎりのタイミングまで省電力（スリープ）状態を維持することができるようになる。

尚、上記各実施の形態は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、時刻補正部４５は、ＴＢＴＴに応じて毎回、第１の時刻補正を行うものとして説明を行ったが、ビーコンの送信を行わないＴＢＴＴ周期では、必ずしも第１の時刻補正を行わなくても良い。例えば、図９の時刻Ｔ６において、ＴＢＴＴの後所定の待ち時間を経過し、ビーコンを送信すると決定した場合に、第１の時刻補正を行うものであっても良い。この場合、図９の時刻Ｔ１及びＴ３における第１の時刻補正を省略することができる。

１３、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｘ、３０ 無線ＬＡＮ装置（無線通信装置）
４４ 時刻計時部
４５ 時刻補正部
４６ 補正量決定部

Claims (4)

1. アドホックネットワークの時刻情報を送信する無線通信装置であって、
   前記時刻情報を計時する時刻計時部と、
   前記時刻情報を送信する前に前記時刻計時部が計時する時刻情報を所定の時間進める時刻補正部と、
   を有する無線通信装置。
2. 前記アドホックネットワークから前記時刻情報を受信した場合、
   前記時刻補正部は、前記受信した時刻情報を用いて前記時刻計時部が計時する時刻情報を更新する請求項１に記載の無線通信装置。
3. アドホックネットワークの時刻を示す時刻情報を送信する無線通信装置の時刻補正方法であって、
   前記時刻情報を計時し、
   前記時刻情報を送信する前に、計時している前記時刻情報を所定の時間進める時刻補正方法。
4. 前記アドホックネットワークから前記時刻情報を受信した場合、前記受信した時刻情報を用いて前記計時している時刻情報を更新する請求項３に記載の時刻補正方法。

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