JP2020174277A - ビーコン送信端末、ビーコン受信端末および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】同一車両内及び他車両に搭載された他の無線通信システムとの電波干渉による通信遅延時間の増大を回避する通信システムを可能にすること。【解決手段】通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン送信端末であって、ビーコン生成部と、データ情報の送受信およびビーコンの送信をする通信部と、通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、通信チャネルの切り替え周期に対応して通信部の通信チャネルを切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、ビーコン生成部は、ビーコンにタイマー部が計時するタイマー情報を時間同期情報として含ませ、チャネル切り替え部は通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングで通信チャネルを切り替えるとともにタイマー部をリセットすることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、同一車両内及び他車両に搭載された他の無線通信システムとの電波干渉による通信遅延時間の増大を回避するビーコン送信端末、ビーコン受信端末および無線通信システムに関する。

従来から、他の無線通信システムの無線装置との電波干渉の発生を回避する方式が提案されている。

例えば、特許文献１では、1つ以上の端末装置を備えた無線ネットワーク内において制御装置を配置し、当該制御装置が複数の周波数チャネルを用いて無線通信を制御する方式が提案されている。

制御装置は、無線受信部、品質判定部およびビーコン生成部を含む。無線受信部は、複数の周波数チャネルの無線信号を受信可能であり、無線受信部が受信した無線信号の受信状態に基づいて、品質判定部が使用可能な周波数チャネルを判定するとともに、周波数チャネルの使用順序を決定する。

そして、ビーコン生成部が周波数チャネルの使用順序情報を含むビーコンを生成し、ビーコンを端末装置に送信する。ビーコンを受信した端末装置のチャネル設定部が使用順序情報に従って使用する周波数チャネルを設定する（図１７（特許文献１の図１４）参照）。

また、無線通信を行うことが可能なアクティブ期間と、無線通信を行わない非アクティブ期間からなるスーパーフレーム期間において、アクティブ期間が複数のビーコン送信期間に分割され、ビーコンはビーコン送信期間で周期的に送信される（図１４（特許文献１の図４）、図１５（特許文献１の図６）、図１６（特許文献１の図６）参照）。

また、例えば、特許文献２では、自己に割り当てられていない周波数帯域を一時的に使用して通信を行うシステムによる方式が提案されている。すなわち、自己のシステムとは異なる無線通信システムに割り当てられたライセンスバンドの一部を共有して通信を行う方式である。具体的には、通信開始前に、あらかじめ定められたＬ個の（Ｌ≧２）の周波数帯域に対して第１のキャリアセンスを行い、その中からＭ個の周波数帯域を選択し、タイムスロットの先頭のキャリアセンス区間にて、Ｍ個（Ｌ≧Ｍ≧２）の周波数帯域に対して第２のキャリアセンスを行い、使用されていない周波数帯域の中から送信に使用する周波数帯域を決定する（図１８（特許文献２の図７）、図１９（特許文献２の図８）参照）。この時、前回使用した周波数帯域が最終候補の中にあれば、その周波数帯域を使用する。または、使用された回数が多い周波数帯域を優先的に使用する。

なお、無線端末はマッチドフィルタ等を備え、予め記憶している既知系列と同じ信号系列と、受信した信号の先頭の系列の相関値を算出し、送信に使われた周波数帯域を特定するように構成される（図２０（特許文献２の図９）参照）。

また、例えば、特許文献３では、特定の制御局を必要としない自律分散型の無線通信ネットワークにおいて、複数のチャネルが用意されている通信環境下でビーコンの受信に同期して周期的にチャネルを変更することにより、特定のチャネルの通信状況が悪くても、他の通信チャネルで通信することができる方式が提案されている。

すなわち、同じチャネルに留まって通信した場合には、そのチャネルが干渉などにより通信状況が悪いと通信できない状況になるが、ビーコンの受信に同期して複数チャネルを切り替えながら通信することで、通信状況の悪いチャネルの影響を回避できる。

そのために、各無線端末の送信タイミングではデータの送信の前に、ビーコンを送信して無線端末間で同期をとっている。そして、ビーコンを送信した直後はビーコンを送信した無線端末に通信の優先割当区間が与えられ、一定時間経過後に、他の無線端末が送信できるようにしている（図２１（特許文献３の図３）、図２２（特許文献３の図７）参照）。

また、規則的にチャネルを変更するため、端末間で通信チャネルを決定、通知する仕組みが不要になり、動作がシンプルになる（図２３（特許文献３の図１３）参照）。

国際公開第２０１０／００７７３８号 特開２００７−３００４２１号公報 特開２００５−０７９９８５号公報

しかし、特許文献１、特許文献２および特許文献３の開示によれば、干渉を受けている周波数帯を自立的に避けるとともに、電波干渉が長期間発生した場合における通信遅延時間の増大を回避することが困難となる場合がある。
そこで、本発明はこのような課題を解決する手段を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。
すなわち、請求項１に係る発明は、通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン送信端末であって、
ビーコンを生成するビーコン生成部と、
データ情報の送受信および前記ビーコンの送信をする通信部と、
前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、
前記ビーコン生成部は、前記ビーコンに、前記タイマー部が計時する時間情報を時間同期情報として含ませ、
前記通信部は、前記通信チャネルの切り替え周期の開始タイミングと終了タイミングを含まない期間で、受信信号の受信強度があらかじめ定められた値よりも小さい場合に前記ビーコンを送信し、
前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングで、前記あらかじめ定められた規則に基づいて前記通信チャネルを切り替えるとともに、前記タイマー部をリセットすることを特徴とする。

上記構成によれば、ビーコン送信端末は、通信チャネルの切り替え周期の終了時点であらかじめ定められた規則に基づいて通信チャネルを切り替えるので、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることができる。したがって、電波干渉が長期間発生している通信チャネルを避けることによって通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。

また、ビーコン受信端末の伝送フレームのタイミングが所定の期間ずれても、ビーコンに含まれるビーコン受信端末のタイマー部をビーコン送信端末と同期させるための時間同期情報によってビーコン送信端末とビーコン受信端末との間で再同期を取ることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のビーコン送信端末において、前記通信部は、前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含む期間で、受信信号の受信強度があらかじめ定められた値よりも小さい場合に前記ビーコンを送信することを特徴とする。

上記構成によれば、通信チャネルの切り替え周期に対応する伝送フレームの真ん中のビーコンによって伝送フレームの同期を取るので、伝送フレームの同期のずれが伝送フレーム長さの半分以内であれば、ビーコンによって再同期を取ることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のビーコン送信端末において、前記データ情報の送信期間に、前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含む場合には、前記データ情報の送信期間を分割し、前記データ情報の送信期間に前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含ないように前記データ情報の送信期間を分割するデータ生成部をさらに含むことを特徴とする。

上記構成によれば、通信チャネルの切り替え周期に対応する伝送フレームの真ん中のビーコンによって伝送フレームの同期を取るように制御するので、伝送フレームの同期のずれが伝送フレーム長さの半分以内であれば、ビーコンによって再同期を取ることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のビーコン送信端末において、前記通信部は、前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングで、受信信号の受信強度があらかじめ定められた値以上の場合には、前記ビーコンを送信せず、前記受信信号の受信強度があらかじめ定められた値よりも小さくなった場合に、前記ビーコンを送信することを特徴とする。

上記構成によれば、通信チャネルが他の無線通信システムによって干渉を受けている場合、および、自無線通信システムの他の無線端末がデータ情報を送信している場合には、ビーコンを送信しないので、ビーコンの送信タイミングを適応的に変更することが可能になる。また、伝送フレームを有効に活用することも可能になる。

上記課題を解決するために、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のビーコン送信端末において、前記通信部は、前記ビーコンの送信終了タイミングが、前記通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングを超える場合には、前記ビーコンを送信しないことを特徴とする。

上記構成によれば、ビーコンの送信よりも、通信チャネルの切り替え周期を優先させることによって、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることが可能になる。また、次の伝送フレームでビーコンを送信することが可能になる場合もあるので、ビーコン送信端末とビーコン受信端末との間でビーコンによって再同期を取ることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のビーコン送信端末において、前記通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つがあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末となる前記無線端末は、前記無線通信システムに含まれる前記無線端末の中で、前記無線端末間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある前記無線端末であることを特徴とする。

上記構成によれば、通信環境が悪くなる可能性がある無線端末をビーコン送信端末としないことによって、本方式の無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。一例として、無線通信システムが車両等に搭載されている場合に、車両の中央部に配置された無線端末をビーコン送信端末とすることで、車両の前後部に配置された無線端末との通信の成功率を高めて無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項７に係る発明は、通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン受信端末であって、
ビーコンを受信し、データ情報を送受信する通信部と、
前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、
前記タイマー部は、前記通信部が前記ビーコンを受信すると、前記ビーコンに含まれる時間同期情報を前記タイマー部に設定し、設定された前記時間同期情報に基づいて前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時し、
前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングで、前記あらかじめ定められた規則に基づいて前記通信チャネルを切り替えるとともに、前記タイマー部をリセットすることを特徴とする。

上記構成によれば、ビーコン受信端末は、通信チャネルの切り替え周期の終了時点であらかじめ定められた規則に基づいて通信チャネルを切り替えるので、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることができる。したがって、電波干渉が長期間発生している通信チャネルを避けることによって通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。

また、ビーコン受信端末の伝送フレームのタイミングが所定の期間ずれても、ビーコンに含まれるビーコン受信端末のタイマー部をビーコン送信端末と同期させるための時間同期情報によってビーコン送信端末とビーコン受信端末との間で再同期を取ることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のビーコン受信端末において、前記通信部がすべての通信チャネルで連続して前記ビーコンを受信しない場合には、前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルで前記ビーコンの受信を待つことを特徴とする。

ビーコン受信端末とビーコン送信端末との間の同期が、伝送フレーム期間以上ずれた場合には、ビーコン受信端末はビーコンを受信できなくなるので、ビーコン送信端末と再同期できなくなる期間が長期化する可能性が高まる。

しかし、上記構成によれば、ビーコン受信端末が通信チャネルの切り替え動作を停止し、初期通信チャネルで待機することによって、前記ビーコンを受信できるようになり、ビーコン送信端末と再同期することが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項９に係る発明は、請求項７または８に記載のビーコン受信端末において、あらたに前記無線通信システムに参加した前記ビーコン受信端末の前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルで前記ビーコンの受信を待つことを特徴とする。

上記構成によれば、無線通信システムにあらたに参加する無線端末は、通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルでビーコンの受信を待つことによって、いつでも無線通信システムの無線ネットワークに追加されることが可能になる。

上記課題を解決するために、請求項１０に係る無線通信システムの発明は、
請求項１乃至６のいずれか一項にビーコン送信端末と、
請求項７乃至９のいずれか一項にビーコン受信端末と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、ビーコン送信端末とビーコン受信端末は、通信チャネルの切り替え周期の終了時点であらかじめ定められた規則に基づいて通信チャネルを切り替えるので、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることができる。したがって、電波干渉が長期間発生している通信チャネルを避けることによって通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。

また、ビーコン受信端末の伝送フレームのタイミングが所定の期間ずれても、ビーコンに含まれるビーコン受信端末のタイマー部をビーコン送信端末と同期させるための時間同期情報によってビーコン送信端末とビーコン受信端末との間で再同期を取ることが可能になる。

本発明によれば、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けるとともに、電波干渉が長期間発生した場合における通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。

さらに、伝送フレームの真ん中のビーコンによって伝送フレームの同期を取るので、伝送フレームの同期のずれが伝送フレーム長さの半分以内であれば、ビーコンによって再同期を取ることが可能になる。

無線通信システムを構成する無線通信ネットワークの一例である。 無線端末のハードウェアの構成例を示すブロック図である。 実施例におけるビーコン送信タイミングおよび通信チャネル切り替えタイミングの一例を示す図である。 ビーコンの構成例を示す図である。 データフレームの構成例を示す図である。 ビーコン送信端末の伝送フレームの例である。 無線端末が起動した後の初期動作を示すフローチャートの例である。 通信チャネルを切り替えた後の処理を示したフローチャートの例である。 無線端末がビーコン送信端末として動作する場合のフローチャートの例である。 無線端末がビーコン送信端末として動作する場合のフローチャートの例である。 無線端末がビーコン受信端末として動作する場合のフローチャートの例である。 チャネル切り替え順序の一例を示す図である。 ビーコン受信によるビーコン受信端末の再同期を示す模式図である。 ビーコン送信タイミングのその他の一例を示す模式図である。 従来技術である特許文献１を説明するための図面である。 従来技術である特許文献１を説明するための図面である。 従来技術である特許文献１を説明するための図面である。 従来技術である特許文献１を説明するための図面である。 従来技術である特許文献２を説明するための図面である。 従来技術である特許文献２を説明するための図面である。 従来技術である特許文献２を説明するための図面である。 従来技術である特許文献３を説明するための図面である。 従来技術である特許文献３を説明するための図面である。 従来技術である特許文献３を説明するための図面である。

（無線通信システムの概要）
本実施例の複数の無線端末で構成された無線ネットワークでは、それぞれの無線端末が２つ以上の通信チャネル（周波数帯）を規則的に切り替えて通信を行うことで、干渉を受けている周波数帯を自立的に避けて通信することができる。各無線端末は予め設定したビーコン送信順番で伝送フレームの真ん中でビーコンを送信し、他の無線端末との同期を取る。

無線端末間の同期にずれが起こっていた場合には、ビーコンによってタイマー補正を行う。ビーコンは基本的には伝送フレームの真ん中で送信するが、ビーコン送信タイミングで干渉や他の無線端末の送信動作が行われていた場合には、チャネルが空きになるまでビーコン送信を中止する。チャネル切り替え時間前であれば、チャネルが空きになった直後にビーコンを送信する。このように、ビーコンによって無線端末間で時間同期を取ることによって、最大で伝送フレームの半分の時間のずれまでは補正することが可能となる。

チャネル切り替え周期は予め決まっており、切り替え時間になり次第、それぞれの無線端末が自立的に周波数を切り替える。仮にビーコンによる時間同期信号を受信できなかったとしても、前述の通りそれぞれの無線端末が自立的に周波数を切り替えることができるため、全無線端末が同じ通信チャネル上で通信ができる。

無線端末の基本動作として、データ送信やＡｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）送信やビーコン送信動作以外の時は、常に受信状態で待機し、受信強度を検出する。また、検出した受信強度からデータ、ビーコン、Ａｃｋ等であるのか、干渉であるのかを判定する。

図１に本実施例の無線通信システムを構成する無線通信ネットワークの構成例を示す。図１では、無線端末１１〜２０が無線通信ネットワーク１０００を構築している。無線通信方式としてはＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を想定する。

（無線端末の概要）
図２は本実施例の無線端末２００のハードウェアのブロック図の一例を示す。請求項に記載のビーコン送信端末およびビーコン受信端末は無線端末２００として実現される。無線端末２００は、通信部２１０、判定部２２０、制御部２３０、Ｉ／Ｆ（インターフェース）部２４０、情報記録部２５０を含む一般的なコンピュータである。一般的なコンピュータが通信プログラムを実行することにより、図２に示す機能を実現する。また、制御部２３０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部２３０は、情報記録部２５０に記憶されたデータを読み書きしたり、通信部２１０とデータを入出力したりして、無線端末２００における処理を実行する。

通信部２１０は、送受信切り替え部２１１、無線送信部２１２、無線受信部２１３を含み、無線端末２００が送信モードの場合には送受信切り替え部２１１がアンテナと無線送信部２１２を接続する。無線端末２００が受信モードの場合には送受信切り替え部２１１がアンテナと無線受信部２１３を接続する。

送受信切り替え部２１１は、データやビーコンを送信する時に無線端末２００を送信モードに切り替え、それ以外の時には無線端末２００を受信モードに切り替える。

無線送信部２１２は、データおよびビーコン等の無線信号の送信処理を行う機能を有する。

無線受信部２１３は、他の無線端末２００からアンテナで受信したデータおよびビーコン等の無線信号の受信処理を行う機能を有する。

判定部２２０は、受信強度判定部２２１および干渉判定部２２２を含む。

受信強度判定部２２１は、受信信号の電力が閾値レベルを超えたか否かを判定する機能を有する。閾値レベルは無線通信システムが任意の値に設定することができる。

干渉判定部２２２は、閾値レベルを超えた受信信号が自無線通信システム内のものであるか、他無線通信システムによるものであるかを判定する機能を有する。他無線通信システムによる受信信号であれば、現在の通信チャネルに干渉が発生していると判定する。

自無線通信システムのビーコンおよびデータ情報等の受信信号には自無線通信システムに固有のＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が含まれるので、干渉判定部２２２は受信信号の判定を行うことができる。詳細は後述する。

制御部２３０は、ビーコン生成部２３１、データ生成部２３２、ビーコン解析部２３３、チャネル切り替え部２３４、データ処理部２３５、タイマー部２３６を含む。そして、制御部２３０は、Ｉ／Ｆ（インターフェース）部２４０とのデータの送受信、情報記録部２５０との情報の送受信、無線送信部２１２へのデータやビーコン情報の送信、無線受信部２１３からのデータやビーコン情報の受信を行う。

ビーコン生成部２３１は、情報記録部２５０に記憶されているビーコン送信順番情報２５２、チャネル切り替え周期情報２５３およびタイマー情報２５１から、自無線端末２００がビーコン送信端末としてビーコンを送信するタイミングになった時に、ビーコンを生成し、送信する機能を有する。

ビーコン４００には、ビット同期信号４１０、フレーム同期信号４２０、固有ＩＤを含むヘッダ４３０、送信元アドレス４４０、および、時間同期情報４５０が含まれる。ビーコン４００は、ビーコン４００を送信するビーコン送信端末としての無線端末２００が、データを送受信する期間である伝送フレーム期間の真ん中に送信する。ビーコン４００に含まれる情報については、図４において詳述する。

なお、ビーコン４００に含まれる時間同期情報４５０は、ビーコン４００を送信したビーコン送信端末のタイマー情報２５１であってもよい。ビーコン４００を受信した無線端末２００は、ビーコン４００に含まれる時間同期情報４５０を自無線端末２００のタイマー部２３６に書き込む。その結果、ビーコン４００を送信したビーコン送信端末と、ビーコン４００を受信した無線端末２００との間で同期を取ることが可能になる。

データ生成部２３２は、Ｉ／Ｆ部２４０から送信要求があった時に、送信するべきデータを生成する機能を有する。

また、データ生成部２３２は、データの送信期間に、通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含む場合には、データの送信期間を分割し、データの送信期間に通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含ないようにデータの送信期間を分割する機能を有する。

ビーコン解析部２３３は、受信したビーコン４００から、ビーコン４００に含まれる各種のビーコン情報を抽出し、抽出した情報を情報記録部２５０に記録する機能を有する。また、上述したように、ビーコン受信端末のビーコン解析部２３３は、ビーコン４００から抽出した時間同期情報４５０をタイマー部２３６に書き込んで、ビーコン送信端末と同期を取る。

チャネル切り替え部２３４は、情報記録部２５０に記憶されているタイマー情報２５１を読み出し、チャネル切り替え周期情報２５３によって特定されるチャネル切り替え周期になったら通信チャネルの切り替えを行う。通信チャネルの切り替えを行う場合には、情報記録部２５０に記憶されているチャネル切り替え順番情報２５４によって、チャネル切り替え部２３４は次に変更する通信チャネルを特定し、通信チャネルの切り替えを行う。

データ処理部２３５は、受信したデータをデータ処理し、Ｉ／Ｆ部２４０に送信する機能を有する。

タイマー部２３６は、通信チャネルが切り替わってタイマーがリセットしてから、通信チャネルが切り替わるタイミングまでをチャネル切り替え周期として計時する。ここで、一例としてチャネル切り替え周期は伝送フレーム長（Ｔｍｓ）でもある。タイマー部２３６が計時した時間は、タイマー情報２５１として情報記録部２５０に記録される。

また、上述したように、ビーコン４００を受信した無線端末２００は、ビーコン４００に含まれる時間同期情報４５０を自無線端末２００のタイマー部２３６に書き込む。その結果、ビーコン４００を送信したビーコン送信端末である無線端末２００と、ビーコン４００を受信したビーコン受信端末である無線端末２００との間で同期を取ることが可能になる。

Ｉ／Ｆ部２４０は、外部装置とのインターフェース機能を有する。外部装置は任意の電子機器であることができる。

情報記録部２５０は、タイマー情報２５１、ビーコン送信順番情報２５２、チャネル切り替え周期情報２５３、および、チャネル切り替え順番情報２５４を含むさまざまな情報を記憶しており、それぞれの情報を制御部２３０と送受信している。

タイマー情報２５１は、タイマー部２３６の計時時間に基づいて、予め規定されたチャネル切り替え周期を単位として、チャネル切り替え周期の先頭からの経過時間をリアルタイムに時間情報として記録している。また、無線端末２００が、受信したビーコン４００から時間同期情報４５０を抽出した場合には、タイマー部２３６に時間同期情報４５０を設定してビーコン４００を送信した無線端末２００とビーコン４００を受信した無線端末２００とで同期を取る。すなわち、タイマー部２３６は時間同期情報４５０で示された時刻から計時を再開し、計時した時間情報をタイマー情報２５１として情報記録部２５０に記録する。

さらに、無線端末２００は通信チャネルを切り替えた後にタイマー部２３６をリセットし、初期化する（図８参照）。全ての無線端末２００が前記予め規定されたチャネル切り替え周期を単位として時刻を刻んでおり、ビーコン４００を受信できなかった場合には、前記チャネル切り替え周期で、自動的に通信チャネルを変更する。

チャネル切り替え周期情報２５３には、予め規定された通信チャネルの切り替え周期を示す情報が記録されている。

すなわち、一例として、伝送フレーム長（Ｔｍｓ）がチャネル切り替え周期情報２５３として、情報記録部２５０に記録されている。

チャネル切り替え順番情報２５４は、予め規定された通信チャネルの切り替え順番が記録されている。すなわち、無線端末２００はチャネル切り替え順番通りに、通信チャネルを切り替える。例えば、図１１で示されるように、１周期で用意されたすべての通信チャネルを一回ずつ使用するようにチャネル切り替え順番が設定されている。チャネル切り替え順番の１周期が終了すると、無線端末２００はチャネル切り替え順番の先頭から再び通信チャネルを選択する。

ビーコン送信順番情報２５２には、無線端末２００がビーコン送信端末になる順番が記録されている。例えば、ビーコン送信順番情報２５２に無線端末２００の識別情報が順番に記録されていれば、無線端末２００は通信チャネルを切り替える毎にどの無線端末２００がビーコン送信端末となるかを認識することができる。ビーコン送信順番の１周期が終了すると、ビーコン送信順番の先頭から再びビーコン送信端末となる無線端末２００が決定される。

なお、無線通信システムに含まれるすべての無線端末２００が順番にビーコン送信端末となる場合と、無線通信システムに含まれる一部の無線端末２００が順番にビーコン送信端末となる場合と、ビーコン送信端末となる無線端末２００が固定されている場合とがある。

例えば、通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末２００の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とするビーコン送信端末は、無線通信システムに含まれる無線端末２００の中で、無線端末２００間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある無線端末２００に決定される。

すなわち、通信環境が悪くなる可能性がある無線端末２００をビーコン送信端末としないことによって、本方式の無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。

一例として、無線通信システムが車両等に搭載されている場合に、車両の中央部に配置された無線端末２００をビーコン送信端末とすることで、車両の前後部に配置された無線端末２００との通信の成功率を高めて無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。すなわち、無線通信システムの通信可能範囲の周縁にある無線端末２００をビーコン送信端末としないことによって、無線通信システムをより安定して動作させることが可能になる。

（無線通信システムの動作の概要）
図３は、ビーコンの送信周期とチャネル切り替え周期を模式的に示した図である。

最初に無線端末１１がビーコン送信端末として、チャネル切り替え順番情報２５４の先頭に配置された初期通信チャネルであるＣＨ（チャネル：ＣＨａｎｎｅｌ）１上で、チャネル切り替え周期であるＴｍｓ以内に、データの送受信、および、ビーコンの送信が実行される。ビーコンの送信は、チャネル切り替え周期であるＴｍｓの半分の時間が経過した時に実行される。この時、無線端末１２〜２０はビーコン受信端末としてＣＨ１上でビーコンを受信する。ビーコンを受信した無線端末１２〜２０は、ビーコンに含まれる時間同期情報４５０によってビーコンを送信した無線端末１１と同期を取る。Ｔｍｓはデータの送受信期間である伝送フレーム期間でもある。また、Ｔｍｓは無線通信システムが動作中は固定の期間である。

無線端末１１がビーコンを送信してＴ／２ｍｓが経過した後に、全無線端末がＣＨ２に切り替わり、無線端末１１の次の無線端末である無線端末１２がビーコン送信端末となってビーコンを送信する。以下同様にビーコンの送受信と通信チャネルの切り替えを繰り返す。

図３では、Ｔｍｓ周期でビーコンが送受信されている。また、Ｔｍｓ周期で通信チャネルが切り替わる。上述したように、この周期時間Ｔは伝送フレーム期間であり、あらかじめ無線通信システムで規定されている。また、無線通信システムは無線端末が動作中に規定された周期時間Ｔを変更することはできない。

さらに、図３では、無線端末１１から無線端末２０までの１０台の無線端末を使用しており、無線端末の動作中はこの無線端末の数に変動は生じない。つまり、基本的に無線端末は固定局であり、移動局は考慮していない。したがって、無線通信ネットワーク内での無線端末の増減は考慮されておらず、無線端末１１から無線端末２０として割り当てられるべき無線端末は最初に規定されなければならない。また、上述したように、無線通信システム内のすべてまたは一部の無線端末が順番にビーコン送信端末となる場合と、ビーコン送信端末が固定される場合がある。

無線端末が動作していない場合には、無線通信システムが無線端末を新たに追加したり、削減したりすることは可能である。例えば、無線通信システムが無線端末を新たに１台追加する場合には、無線通信システムが新たに追加された無線端末を無線端末２１として無線端末２０の次の順番に割り当て、全無線端末のビーコン送信順番情報等の情報も更新する。

図３は基本的な通信チャネルの切り替え周期を表しており、初期チャネルをＣＨ１として、Ｔｍｓ間隔で全無線端末がＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３といった順に同時に切り替わる。また、ビーコンを送信するビーコン送信端末も、Ｔｍｓ周期で、無線端末１１から順番に無線端末２０まで切り替わる場合がある。

この場合に、全ての無線端末がビーコンによって同期が取れることが望ましい。しかし、ビーコンを受信できなかった場合でも、Ｔｍｓ間隔で自動的に通信チャネルが切り替わるため、無線端末間で同期を取ることが可能である。

すなわち、ビーコン受信端末がビーコンを受信できれば、ビーコンの時間同期情報４５０の受信が完了し、Ｔ／２ｍｓが経過した後にビーコン受信端末は通信チャネルを切り替える。また、ビーコン受信端末がビーコンを受信できなかった場合には、情報記録部２５０のタイマー情報２５１に基づいて通信チャネルを切り替える。

（ビーコンの概要）
図４は、ビーコン４００の構成の一例を図示する。ビーコン４００には、ビット同期信号４１０、フレーム同期信号４２０、固有ＩＤを含むヘッダ４３０、送信元アドレス４４０、および、時間同期情報４５０が含まれる。ビーコン４００は、ビーコン４００を送信するビーコン送信端末としての無線端末２００が、データ情報を送受信する期間である伝送フレーム期間の真ん中に送信することを原則とする。

ビット同期信号４１０およびフレーム同期信号４２０はビーコンと同期を取るための信号である。

ヘッダ４３０に含まれる固有ＩＤは、無線通信システムに固有のＩＤである。したがって、ビーコンを受信した無線端末２００は、ヘッダに含まれる固有ＩＤによって、受信したビーコンが自無線通信システムのビーコンであるか否かを判別することが可能になる。

送信元アドレス４４０は、ビーコンを送信した無線端末２００のアドレスである。

時間同期情報４５０は、ビーコン４００を送信する無線端末２００の情報記録部２５０に記録されているタイマー情報２５１である。ビーコンを受信した無線端末２００が、タイマー部２３６をビーコンに含まれる時間同期情報４５０で示される時刻に設定することで、無線端末２００間で同期を取ることができる。無線端末２００間の同期にずれが有った場合には、この時間同期情報４５０により、ビーコン４００を送信した無線端末２００とビーコン４００を受信した無線端末２００との間で再同期が可能になる。

（データフレームの概要）
図５は、データフレーム５００の構成例を示す。データフレーム５００の先頭には、ビット単位で同期を取るためのビット同期信号５１０があり、その次に、フレーム単位で同期を取るためのフレーム同期信号５２０があり、その次に、無線通信システム固有のＩＤを含むヘッダ５３０がある。そして、ヘッダの次にデータの本体であるペイロード５４０があり、最後にデータの誤りの検出および訂正をするための誤り検出訂正符号５５０がある。ビーコン送受信区間のデータ情報の送受信では、データフレーム５００は固定長であるとしている。無線通信システムは、データフレーム５００長を任意の長さに設定することが可能である。

図５に示すように、データフレーム５００には無線通信システム固有のＩＤが含まれるので、無線端末２００が受信した無線信号が自無線通信システムの無線信号であるかどうかの判別は、その固有ＩＤを受信できたか否かによって判定できる。

（ビーコンの送信タイミングの一例）
図６は、ビーコン送信端末である無線端末Ｘの伝送フレームを示している。ビーコン送信端末である無線端末Ｘは、伝送フレームの真ん中でビーコン６１０を送信する。それ以外のデータ送信領域６２０、６３０で送信要求の有る無線端末２００が送信動作を行う。

ここで、一例として伝送フレーム長（Ｔｍｓ）はチャネル切り替え周期を示す。また、伝送フレームにおける、ビーコン６１０の送信タイミングはあらかじめ無線通信システムで決定されている。

すなわち、ビーコン６１０はチャネル切り替え周期である伝送フレームの真ん中で送信されることが原則である。しかし、後述するように、他無線通信システムからの干渉および自無線通信システムの他の無線端末２００からの送信信号を受信している間は、ビーコン６１０は送信されない。

（無線通信システムの動作の概要）
図７に無線端末２００の起動時の初期動作を示したフローチャートを示す。

ステップＳ７０１において、無線端末２００が起動したら、それぞれの無線端末２００は通信チャネルを無線通信システムで予め決められた初期チャネルに設定する。これは、それぞれの無線端末２００が情報記録部２５０のチャネル切り替え順番情報２５４を参照し、チャネル切り替え順番情報２５４の先頭の通信チャネルを初期チャネルに設定することによって実行される。次に、無線端末２００はステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２において、無線端末２００が、予め設定されたビーコン送信順番の初期無線端末２００か否かを判断する。ビーコン送信順番情報２５２が情報記録部２５０に記憶されているので、ビーコン送信順番情報２５２の先頭の無線端末２００の識別情報を無線端末２００が認識することで、無線端末２００が初期無線端末２００であるか否かを判定できる。無線端末２００が初期無線端末２００である場合（ステップＳ７０２：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ７０３に進み、初期無線端末２００ではない場合（ステップＳ７０２：ＮＯ）には、ステップＳ７０７に進む。

ステップＳ７０３において、初期無線端末２００であるビーコン送信端末がビーコンを送信する前に、受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）には、初期無線端末２００はステップＳ７０４に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ７０３：ＮＯ）には、ステップＳ７０５に進む。受信強度はあらかじめ定められた値であって無線通信システムで設定される任意の値である。

ステップＳ７０４において、受信強度が検出されれば初期無線端末２００はビーコンを送信できないので、初期無線端末２００は受信強度が検出されなくなるまで初期チャネルで待機するために、再びステップＳ７０３に進む。初期無線端末２００が通信する期間では、他の無線端末２００は通信を行わない取り決めになっている。したがって、受信強度が検出されれば、受信信号は他の無線通信システムからの無線信号であって、通信チャネルに干渉が発生していると初期無線端末２００の干渉判定部２２２は判定できる。

ステップＳ７０５において、受信強度が検出されない状態なので、初期無線端末２００はビーコンを送信し、ステップＳ７０６に進む。

ステップＳ７０６において、初期無線端末２００は情報記録部２５０に記録されているタイマー情報２５１がチャネル切り替え周期になった時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報２５４に基づいて通信チャネルを切り替える。

ステップＳ７０７において、初期無線端末２００はビーコン受信端末であるので、受信状態で待機し、ビーコンを受信したか否かを判定する。初期無線端末２００がビーコンを受信した場合（ステップＳ７０７：ＹＥＳ）には、初期無線端末２００はステップＳ７０９に進み、ビーコンを受信しない場合（ステップＳ７０７：ＮＯ）には、ステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０８において、ビーコン受信端末である初期無線端末２００は、ビーコンを受信するまで初期チャネルで待機するために、ステップＳ７０７に進む。

ステップＳ７０９において、初期無線端末２００はビーコンに含まれる時間同期情報４５０に基づいてタイマー部２３６を設定し、ステップＳ７０６に進む。

以上の動作が無線端末２００の起動時の初期動作であり、初期動作が完了すると伝送フレーム期間が経過している。なお、初期動作時には、ビーコン以外の送信動作は行わない。また、ビーコンを送信した無線端末２００とビーコンを受信した無線端末２００との間で同期を取るためにビーコンを１回だけ送信しているが、初期動作時のみビーコンを複数回送信してもよい。

図８は、通信チャネルを切り替えた後の処理を示したフローチャートである。なお、無線端末２００がどの通信チャネルへ切り替えるかは、情報記録部２５０のチャネル切り替え順番情報２５４を参照することによって判定できる。

ステップＳ８０１において、無線端末２００はタイマー部２３６をリセットし、情報記録部２５０のタイマー情報２５１を初期値にし、ステップＳ８０２に進む。一例として、初期値は「０」である。

ステップＳ８０２において、無線端末２００がビーコンを送信する順番になったか否かを判断する。無線端末２００がビーコンを送信する順番になった場合（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）には、処理Ａに進み、ビーコンを送信する順番になっていない場合（ステップＳ８０２：ＮＯ）には、処理Ｂに進む。なお、無線端末２００がビーコンを送信する順番になったか否かは、情報記録部２５０のビーコン送信順番情報２５２を参照することによって判定することができる。

図９Ａおよび図９Ｂは、処理Ａのフローチャートを示す。処理Ａは、無線端末２００がビーコンを送信する順番になり、ビーコン送信端末として機能する場合の処理フローである。

ステップＳ９０１において、無線端末２００は受信モードであるので受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ９０１：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９０２に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ９０２：ＮＯ）には、ステップＳ９０５に進む。

ステップＳ９０２において、受信強度が検出されている状態なので、無線端末２００は受信信号から無線通信システムに固有のＩＤが検出されるか否かを判定する。固有のＩＤが検出される場合（ステップＳ９０２：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９０３に進み、固有のＩＤが検出されない場合（ステップＳ９０２：ＮＯ）には、ステップＳ９０８に進む。

ステップＳ９０３において、無線端末２００は受信信号からデータ情報を正常に受信できたか否かを判定する。無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合（ステップＳ９０３：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９０４に進み、データ情報を正常に受信できない場合（ステップＳ９０３：ＮＯ）には、ステップＳ９０８に進む。

ステップＳ９０４は、無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合なので、無線端末２００はＡｃｋ信号を、データ情報を送信した無線端末２００に送信し、ステップＳ９０８に進む。

ステップＳ９０５は、受信信号による受信強度が検出されなかった場合であるので、無線端末２００は自無線端末２００にデータ情報の送信要求があるか否かを判定する。データ情報の送信要求がない場合（ステップＳ９０５：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ９０８に進む。また、データ情報の送信要求がある場合（ステップＳ９０５：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９０６に進む。

ステップＳ９０６において、受信強度が検出されず、自無線端末２００にデータ情報の送信要求がある状態なので、無線端末２００はデータ情報を送信する。次に、無線端末２００はステップＳ９０７に進む。なお、通信部２１０または制御部２３０は、データ情報の送信期間に、チャネル切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含む場合には、データ情報の送信期間を分割し、データ情報の送信期間にチャネル切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含ないようにデータ情報の送信期間を分割することも可能である。

ステップＳ９０７において、データ情報を送信した無線端末２００はＡｃｋが受信できたか否かを確認する。データ情報を送信した無線端末２００がＡｃｋを受信できた場合には、当該データ情報の送受信の通信が成功したとして、ステップＳ９０８に進む。また、データ情報を送信した無線端末２００がＡｃｋを受信できなかった場合には、当該データ情報の送受信の通信が失敗したとして、ステップＳ９０８に進む。

ステップＳ９０８において、無線端末２００は経過時間の確認を行う。すなわち、無線端末２００はタイマー情報２５１を読み出し、ビーコンを送信するべき時間になったか否かを判定する。ビーコンを送信するべき時間ではない場合（ステップＳ９０８：ＮＯ）には、無線端末２００はデータ情報の送受信を行うためにステップＳ９０１に進む。ビーコンを送信するべき時間である場合（ステップＳ９０８：ＹＥＳ）には、無線端末２００はビーコンの送信を行うためにステップＳ９０９に進む。ここで、ビーコンを送信するべき時間の一例は伝送フレームと同一のチャネル切り替え周期の真ん中であり、チャネル切り替え周期の１／２が経過する時間である。なお、ビーコンを送信するにはビーコンの送信期間が必要であるので、ステップＳ９０８はビーコンの送信期間を考慮して、チャネル切り替え周期の１／２が経過する時間の前に実行される。

ステップＳ９０９において、無線端末２００は受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９１６に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ９０９：ＮＯ）には、ステップＳ９１０に進む。

ステップＳ９１０において、無線端末２００はビーコンを送信済みであるか否かを判定する。無線端末２００がビーコンを送信済みである場合（ステップＳ９１０：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９１３に進み、ビーコンを送信済みでない場合（ステップＳ９１０：ＮＯ）には、ステップＳ９１１に進む。

ステップＳ９１１において、無線端末２００はタイマー部２３６の計時情報を情報記録部２５０のタイマー情報２５１に書き込み、タイマー情報２５１を更新する。次に、無線端末２００はステップＳ９１２に進む。

ステップＳ９１２において、無線端末２００はビーコンを送信する。ビーコンには、ビーコン送信端末である無線端末２００の更新したタイマー情報を含む時間同期情報が含まれる。次に、無線端末２００はステップＳ９１９に進む。

ステップＳ９１３は、受信信号による受信強度が検出されず、ビーコンを送信済みである場合なので、無線端末２００は自無線端末２００にデータ情報の送信要求があるか否かを判定する。データ情報の送信要求がない場合（ステップＳ９１３：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ９１９に進む。また、データ情報の送信要求がある場合（ステップＳ９１３：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９１４に進む。

ステップＳ９１４において、受信強度が検出されず、自無線端末２００にデータ情報の送信要求がある状態なので、無線端末２００はデータ情報を送信する。次に、無線端末２００はステップＳ９１５に進む。

ステップＳ９１５において、データ情報を送信した無線端末２００はＡｃｋが受信できたか否かを確認する。データ情報を送信した無線端末２００がＡｃｋを受信できた場合には、当該データ情報の送受信の通信が成功したとして、ステップＳ９１９に進む。また、データ情報を送信した無線端末２００がＡｃｋを受信できなかった場合には、当該データ情報の送受信の通信が失敗したとして、ステップＳ９１９に進む。

ステップＳ９１６において、受信強度が検出されている状態なので、無線端末２００は受信信号から自無線通信システムに固有のＩＤが検出されるか否かを判定する。固有のＩＤが検出される場合（ステップＳ９１６：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９１７に進み、固有のＩＤが検出されない場合（ステップＳ９１６：ＮＯ）には、ステップＳ９１９に進む。

ステップＳ９１７において、無線端末２００は受信信号からデータ情報を正常に受信できたか否かを判定する。無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合（ステップＳ９１７：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ９１８に進み、データ情報を正常に受信できなかった場合（ステップＳ９１７：ＮＯ）には、ステップＳ９１９に進む。

ステップＳ９１８は、無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合なので、無線端末２００はＡｃｋ信号を、データ情報を送信した無線端末２００に送信し、ステップＳ９１９に進む。

ステップＳ９１９において、無線端末２００は情報記録部２５０のタイマー情報２５１に記録された経過時間が、チャネル切り替え周期情報２５３に記録されたチャネル切り替え周期になったか否かを判断する。経過時間がチャネル切り替え周期になっていない場合（ステップＳ９１９：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ９０９に進み、経過時間がチャネル切り替え周期になった場合（ステップＳ９１９：ＹＥＳ）には、無線端末２００は通信チャネルを切り替える。すなわち、無線端末２００は情報記録部２５０に記録されているタイマー情報２５１がチャネル切り替え周期になった時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報２５４に基づいて通信チャネルを切り替える。

図１０は、処理Ｂのフローチャートを示す。処理Ｂは、無線端末２００がビーコン受信端末として機能する場合の処理フローである。

ステップＳ１００１において、無線端末２００は受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ１００１：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００２に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ１００２：ＮＯ）には、ステップＳ１００７に進む。

ステップＳ１００２において、受信強度が検出されている状態なので、無線端末２００は受信信号から自無線通信システムに固有のＩＤが検出されるか否かを判定する。固有のＩＤが検出される場合（ステップＳ１００２：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００３に進み、固有のＩＤが検出されない場合（ステップＳ１００２：ＮＯ）には、ステップＳ１０１０に進む。

ステップＳ１００３において、受信信号に自無線通信システムに固有のＩＤが含まれるので、無線端末２００は受信信号がビーコンかデータ情報かを判定する。受信信号がビーコンである場合（ステップＳ１００３：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００４に進み、受信信号がビーコンではない場合（ステップＳ１００３：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１００５に進む。自無線通信システムに固有のＩＤはあらかじめ無線通信システムにおいて決定され、無線端末２００の情報記録部２５０に記録される。

ステップＳ１００４において、ビーコンが検出されている状態なので、無線端末２００はビーコンに含まれる時間同期情報４５０に基づいて時間同期を取る。すなわち、ビーコンを受信した無線端末２００はビーコンに含まれる時間同期情報４５０をタイマー部２３６に設定する。ビーコンに含まれる時間同期情報４５０はビーコンを送信した無線端末２００のタイマー部２３６の時刻情報でもあるので、ビーコンを送信した無線端末２００とビーコンを受信した無線端末２００との間で同期をとることが可能になる。

ステップＳ１００５において、無線端末２００は受信信号からデータ情報を正常に受信できたか否かを判定する。無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合（ステップＳ１００５：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００６に進み、データ情報を正常に受信できない場合（ステップＳ１００５：ＮＯ）には、ステップＳ１０１０に進む。

ステップＳ１００６は、無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合なので、無線端末２００はＡｃｋ信号を、データ情報を送信した無線端末２００に送信し、ステップＳ１０１０に進む。

ステップＳ１００７は、受信信号による受信強度が検出されなかった場合であるので、無線端末２００は自無線端末２００にデータ情報の送信要求があるか否かを判定する。データ情報の送信要求がない場合（ステップＳ１００７：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１０１０に進む。また、データ情報の送信要求がある場合（ステップＳ１００７：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００８に進む。

ステップＳ１００８において、受信強度が検出されず、自無線端末２００にデータ情報の送信要求がある状態なので、無線端末２００はデータ情報を送信する。次に、無線端末２００はステップＳ１００９に進む。

ステップＳ１００９において、データ情報を送信した無線端末２００はＡｃｋが受信できたか否かを確認する。データ情報を送信した無線端末２００がＡｃｋを受信できた場合には、当該データ情報の送受信の通信が成功したとして、ステップＳ１０１０に進む。また、データ情報を送信した無線端末２００がＡｃｋを受信できなかった場合には、当該データ情報の送受信の通信が失敗したとして、ステップＳ１０１０に進む。

ステップＳ１０１０において、無線端末２００は情報記録部２５０のタイマー情報２５１に記録された経過時間が、チャネル切り替え周期情報２５３に記録されたチャネル切り替え周期になったか否かを判断する。経過時間がチャネル切り替え周期２５３になっていない場合（ステップＳ１０１０：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１００１に進み、経過時間がチャネル切り替え周期になった場合（ステップＳ１０１０：ＹＥＳ）には、無線端末２００はチャネルを切り替える。すなわち、無線端末２００は情報記録部２５０に記録されているタイマー情報２５１がチャネル切り替え周期になった時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報２５４に基づいて通信チャネルを切り替える。

（チャネル切り替え順序の概要）
次に図１１を参照してチャネル切り替え順序の概要について説明する。

図１１は情報記録部２５０に記録されたチャネル切り替え順番情報２５４で示される切り替え順序を示す図であり、ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３といった順序で通信チャネルが切り替わる。通信チャネル数は、２チャネル以上であればいくつであっても良い。また、チャネル切り替え順序は、全無線端末２００で統一して規定されていればよく、チャネル切り替え順序は無線通信システムが任意に設定することができる。同様に、初期チャネルも全無線端末２００で統一して規定されていればよく、どの通信チャネルが初期チャネルになってもよい。チャネル切り替え順序は、チャネル切り替え順序情報２５４として情報記録部２５０に記録されている。

なお、無線端末２００は、規定された回数連続してビーコンを受信できなかった場合には、通信チャネルの切り替えを止めて初期チャネルに戻り、ビーコンを受信できるまで初期チャネルで待機する。規定された回数は無線通信システムによって任意の値に設定されることができる。また、規定された回数は情報記録部２５０に記録される。

例えば、無線端末２００がＣＨ３、ＣＨ１、ＣＨ２の順番で、いずれの通信チャネルでもビーコンを受信できなかった場合には、ビーコンを受信できるまで初期チャネルであるＣＨ１に戻って待機する。

このように、何らかの原因によって無線端末２００間で同期が完全に取れなくなった場合においても、無線端末２００が初期チャネルで待機することによって、無線端末２００間で再び同期が取れるようになる。

（同期ずれの補正方法）
次に、同期ずれの補正方法について説明する。
各無線端末２００は、タイマー部２３６を有しているので、あらかじめ規定されたチャネル切り替え周期（Ｔｍｓ）で規則的に周波数チャネルを切り替えることができる。しかし、基本的には各無線端末２００はビーコンを受信することで同期を取っている。

一方、干渉等により、無線端末２００がビーコンを受信できない場合に加え、タイマー部２３６のクロック周波数のずれ等により、チャネル切り替えタイミングが早過ぎたり遅過ぎたりする場合が発生する可能性がある。

そこで、図１２に、ビーコン受信による再同期の手順を示す。

図１２は、ビーコン受信端末１２０２のＣＨ１からＣＨ２へのチャネル切り替えタイミングが早過ぎた場合を示す図である。この場合には、ビーコン受信端末１２０２はチャネル切り替え先のＣＨ２で正常なタイミングでビーコンを受信し、ビーコン受信端末１２０２のタイマー部２３６をビーコンの時間同期情報４５０に設定することで他の無線端末２００と再同期することできる。すなわち、ビーコンの最後に時間同期情報４５０が含まれるので、ビーコン受信端末１２０２はビーコンの受信完了とともにタイマー部２３６をビーコンの時間同期情報４５０に書き換える。その結果、ビーコンを送信したビーコン送信端末１２０１と、ビーコンを受信したビーコン受信端末１２０２との間で同期が取れる。このように、ビーコンを送信したビーコン送信端末１２０１と、ビーコンを受信したビーコン受信端末１２０２との間でＣＨ３へのチャネル切り替えタイミングがタイミング１２１０で同期する。

図１２のビーコン受信端末１２０３は、ＣＨ１からＣＨ２へのチャネル切り替えタイミングが遅すぎる場合を示す図である。この場合には、ビーコン受信端末１２０３は、チャネル切り替え先のＣＨ２で正常なタイミングでビーコンを受信できる。したがって、ビーコン受信端末１２０３は、ビーコンの最後に含まれる時間同期情報４５０を利用して、ビーコンの受信完了とともにタイマー部２３６をビーコンの時間同期情報４５０に書き換える。その結果、ビーコンを送信したビーコン送信端末１２０１と、ビーコンを受信したビーコン受信端末１２０３との間で同期が取れる。すなわち、ビーコンを送信したビーコン送信端末１２０１と、ビーコンを受信したビーコン受信端末１２０３との間でＣＨ３へのチャネル切り替えタイミングがタイミング１２１０で同期する。

図１２に示すように、あらかじめ定められた規定の伝送フレームの長さであるチャネル切り替え周期（Ｔｍｓ）の２分の１以内のずれが発生した場合には、無線端末２００は切り替わった先のチャネルでビーコンを受信することで、他の無線端末２００と再同期することが可能である。Ｔｍｓの２分の１以上の時間で同期がずれた場合には、前述したように、無線端末２００はビーコンが受信できるまで初期チャネルで待機する。

（ビーコンの送信タイミング）
図１３は、ビーコンの送信タイミングを示す。図６に示すように、ビーコン送信端末である無線端末Ｘは、基本的に伝送フレームの真ん中でビーコン６１０を送信し、それ以外のデータ送信領域６２０、６３０で送信要求が発生した無線端末２００が送信動作を行う。しかし、他の無線通信システムの干渉信号や、自無線通信ネットワーク１０００内の送信データがビーコン６１０の送信タイミングと重なってしまうことが想定される。その場合には、図１３に示すように、無線端末２００は受信強度があらかじめ定められた閾値を下回るまで待機し、受信強度があらかじめ定められた閾値を下回ってからビーコン１３１０を送信する。なお、ビーコン１３１０を送信する無線端末２００はタイマー部２３６の時間情報を情報記録部２５０のタイマー情報２５１に記録し、タイマー情報２５１をビーコン１３１０の時間同期情報４５０として新たに更新してからビーコン１３１０を送信する。ビーコンを送信する無線端末２００において、受信強度があらかじめ定められた閾値を下回ったタイミングがチャネル切り替え時間に達していた場合には、無線端末２００はビーコン１３１０を送信せずに通信チャネルを切り替える。

以上、説明したように、本実施例によれば．制御局を設置しなくても、各無線端末２００が自立して動作することができる。

また、全ての無線端末２００が規則的に周波数チャネルを変更して通信するため、同じ周波数チャネルで長い時間待機する必要がなく、通信開始前に全周波数帯域をキャリアセンスする必要もない。

さらに、使用する周波数帯が全無線端末２００で統一されているため、送信に使用した周波数帯域を相関によって推定する必要が無い。

さらに、特定の無線端末２００だけ干渉を受けた場合でも、自動的に周波数チャネルを切り替えるため、チャネル切り替え先のビーコン受信により、他の無線端末２００と同期を取ることができる。また、完全に同期が取れなくなった場合においても、初期チャネルで待機するため、他の無線端末２００との再同期が可能になる。

さらに、伝送フレームの真ん中のビーコンで同期を取るため、伝送フレーム長さの半分の長さ以内のずれであれば、ビーコン６１０、１３１０で再同期できる。また、ビーコン送信タイミングで干渉信号などが検知された場合には、ビーコン１３１０の送信タイミングをずらすことによって同期を取ることができる。また、上述したように完全に同期が取れなくなった場合においても、初期チャネルで待機するため、他の無線端末２００との再同期が可能になる。

（変形例１）
車内で無線通信ネットワークを組む場合に、車内の全ての無線端末２００に上述した通信制御方式を採用することができる。その結果、車外の他の無線通信システムからの干渉や、同一の車内に持ち込まれた他の無線端末および無線機器からの干渉に対応した無線通信ネットワーク１０００を構築することができる。また、車内に関わらず、工場等の無線機器にも同様に上述した通信制御方式を採用することができる。なお、無線通信方式は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式以外の方式を採用することもできる。

（変形例２）
実施例では、図３で示すように、無線通信システムに含まれるすべての無線端末２００がビーコン送信順番情報２５２に基づいて順番にビーコン送信端末になる例を主に説明した。しかし、無線通信システムに含まれる一部の無線端末２００だけがビーコン送信端末になる場合もある。

例えば、車両の前部または後部にある無線端末２００の電波は、車両の後部または前部にある無線端末２００に届きにくい場合がある。このような場合に、ビーコン６１０、１３１０を受信できない状態が続くと、同期ずれが発生しやすくなり、通信遅延が発生する場合がある。

そこで、無線通信システムに含まれる無線端末２００の中で、無線端末２００間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある無線端末２００だけをビーコン送信端末とすることができる。

無線通信システムは、前記あらかじめ定められた範囲を任意の値とすることができる。一例として、無線通信システムは前記あらかじめ定められた範囲を車両長の１／ｎ（ｎは３以上の自然数）とすることができる。このように、車両の中央部にある無線端末２００だけをビーコン送信端末にすることによって、ビーコン受信端末がビーコン６１０、１３１０を受信しやすくし、通信遅延の発生を抑制する。また、車両の中央部にある無線端末２００の中で最も通信状態が良好な無線端末２００だけをビーコン送信端末にすることもできる。例えば、無線通信システムの中でＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が最も大きい無線端末２００またはＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）が最も小さい無線端末２００だけをビーコン送信端末にすることもできる。

（変形例３）
ビーコン６１０、１３１０を送信しない無線端末２００は、いつでも無線通信ネットワーク１０００内に追加することができる。無線通信ネットワーク１０００に新たに無線端末２００を追加する場合には、新たに追加された無線端末２００は初期動作として初期チャネルで待機し、ビーコン６１０、１３１０を受信し、時間同期を取る。

以上、さまざまな実施例を説明したが、それらの実施例の一部または全部を組み合わせて新たな実施例とすることもできる。

本発明は、他の無線通信システムとの電波干渉による通信遅延時間の増大を回避する通信制御を行う無線ネットワークに用いて、極めて有用である。

２００・・・無線端末
２１０・・・通信部
２１１・・・送受信切り替え部
２１２・・・無線送信部
２１３・・・無線受信部
２２０・・・判定部
２２１・・・受信強度判定部
２２２・・・干渉判定部
２３０・・・制御部
２３１・・・ビーコン生成部
２３２・・・データ生成部
２３３・・・ビーコン解析部
２３４・・・チャネル切り替え部
２３５・・・データ処理部
２３６・・・タイマー部
２４０・・・Ｉ／Ｆ（インターフェース）部
２５０・・・情報記録部
２５１・・・タイマー情報
２５２・・・ビーコン送信順番情報
２５３・・・チャネル切り替え周期情報
２５４・・・チャネル切り替え順番情報
５００・・・データフレーム
４５０・・・時間同期情報
４００、６１０、１３１０・・・ビーコン
１２０１・・・ビーコン送信端末
１２０２、１２０３・・・ビーコン受信端末

Claims (10)

1. 通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン送信端末であって、
   ビーコンを生成するビーコン生成部と、
   データ情報の送受信および前記ビーコンの送信をする通信部と、
   前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
   前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、
   前記ビーコン生成部は、前記ビーコンに、前記タイマー部が計時する時間情報を時間同期情報として含ませ、
   前記通信部は、前記通信チャネルの切り替え周期の開始タイミングと終了タイミングを含まない期間で、受信信号の受信強度があらかじめ定められた値よりも小さい場合に前記ビーコンを送信し、
   前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングで、前記あらかじめ定められた規則に基づいて前記通信チャネルを切り替えるとともに、前記タイマー部をリセットすることを特徴とするビーコン送信端末。
2. 前記通信部は、前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含む期間で、受信信号の受信強度があらかじめ定められた値よりも小さい場合に前記ビーコンを送信することを特徴とする請求項１に記載のビーコン送信端末。
3. 前記データ情報の送信期間に、前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含む場合には、前記データ情報の送信期間を分割し、前記データ情報の送信期間に前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングを含ないように前記データ情報の送信期間を分割するデータ生成部をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のビーコン送信端末。
4. 前記通信部は、前記通信チャネルの切り替え周期の１／２が経過したタイミングで、受信信号の受信強度があらかじめ定められた値以上の場合には、前記ビーコンを送信せず、前記受信信号の受信強度があらかじめ定められた値よりも小さくなった場合に、前記ビーコンを送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のビーコン送信端末。
5. 前記通信部は、前記ビーコンの送信終了タイミングが、前記通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングを超える場合には、前記ビーコンを送信しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のビーコン送信端末。
6. 前記通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つがあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末となる前記無線端末は、前記無線通信システムに含まれる前記無線端末の中で、前記無線端末間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある前記無線端末であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のビーコン送信端末。
7. 通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン受信端末であって、
   ビーコンを受信し、データ情報を送受信する通信部と、
   前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
   前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、
   前記タイマー部は、前記通信部が前記ビーコンを受信すると、前記ビーコンに含まれる時間同期情報を前記タイマー部に設定し、設定された前記時間同期情報に基づいて前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時し、
   前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え周期の終了タイミングで、前記あらかじめ定められた規則に基づいて前記通信チャネルを切り替えるとともに、前記タイマー部をリセットすることを特徴とするビーコン受信端末。
8. 前記通信部がすべての通信チャネルで連続して前記ビーコンを受信しない場合には、前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルで前記ビーコンの受信を待つことを特徴とする請求項７に記載のビーコン受信端末。
9. あらたに前記無線通信システムに参加した前記ビーコン受信端末の前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルで前記ビーコンの受信を待つことを特徴とする請求項７または８に記載のビーコン受信端末。
10. 請求項１乃至６のいずれか一項にビーコン送信端末と、
    請求項７乃至９のいずれか一項にビーコン受信端末と、を含むことを特徴とする無線通信システム。