JP4010320B2 - 無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、特定の制御局の管理下でネットワークが構築される無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

さらに詳しくは、本発明は、複数の無線ネットワークが共存する無線通信システム、複数の無線ネットワークが競合する通信環境下で各無線ネットワーク内の通信動作を制御する無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、同じ周波数帯で競合する複数の無線ネットワークが共存する無線通信システム、同じ周波数帯で複数の無線ネットワークが競合する通信環境下で各無線ネットワーク内の通信動作を制御する無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラム関する。（但し、ここで言う「同じ周波数帯」には、データを超広周波数帯域に拡散して送受信を行なうＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅ Ｂａｎｄ：ウルトラワイドバンド）無線通信方式を含むものとする。）

複数のコンピュータを接続してＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成することにより、ファイルやデータなどの情報の共有化、プリンタなどの周辺機器の共有化を図ったり、電子メールやデータ・コンテンツの転送などの情報の交換を行なったりすることができる。

従来、光ファイバーや同軸ケーブル、あるいはツイストペア・ケーブルを用いて、有線でＬＡＮ接続することが一般的であったが、この場合、回線敷設工事が必要であり、手軽にネットワークを構築することが難しいとともに、ケーブルの引き回しが煩雑になる。また、ＬＡＮ構築後も、機器の移動範囲がケーブル長によって制限されるため、不便である。そこで、従来の有線方式によるＬＡＮの配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。この種の無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。

近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システムが規定されている。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３では、２０Ｍｂｐｓを越える高速無線パーソナル・エリア・ネットワークの標準化活動が行なわれている。当該セクションでは、主として２．４ＧＨｚ帯の信号を利用したＰＨＹ層に準拠した規格化が推進されている。

この種のワイヤレス・パーソナル・ネットワークにおいては、１つの無線通信装置が「コーディネータ」と呼ばれる制御局として動作し、このコーディネータを中心にして、およそ１０ｍ以内の範囲で、パーソナル・エリア・ネットワークが構築される。コーディネータが所定の周期でビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）信号を送信し、そのビーコンの周期が伝送フレーム周期として規定される。そして、この伝送フレーム周期毎に各無線通信装置が利用するタイムスロットの割り当てを行なう。

タイムスロットの割り当て方法としては、例えば、「ギャランティード・タイムスロット」（ＧＴＳ）と、「ダイナミックＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：時分割多重アクセス）」と呼ばれる方法が採用されていて、所定の伝送容量を保証しながら、なおかつダイナミックに伝送帯域の割当てを行なう通信方法が想定されている。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３で規格化されるＭＡＣ層には、競合アクセス期間（コンテンション・アクセス期間：ＣＡＰ）と、非競合アクセス期間（コンテンション・フリー期間：ＣＦＰ）とが用意されている。そして、非同期通信を行なう場合には、競合アクセス期間を用いて短いデータやコマンド情報が交換される。一方、ストリーム通信を行なう場合には、非競合アクセス期間内にて、ギャランティード・タイム・スロット（ＧＴＳ）によるダイナミックなタイムスロットの割り当てを行ない、帯域予約伝送が行なわれる仕組みになっている。

なお、ＩＥＥＥ８０２．１５．３で規格化されるＭＡＣ層部分は、２．４ＧＨｚ帯の信号を利用したＰＨＹ層以外に他のＰＨＹ層の標準仕様として応用できるように規定されている。また、ＩＥＥＥ８０２．１５．３で規格化されるＰＨＹ層を、２．４ＧＨｚ帯の信号を利用したＰＨＹ層以外に、他のＰＨＹ層を利用する標準化活動が開始されつつある。

また最近では、ＳＳ（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：スペクトル拡散）方式を適用した無線ＬＡＮシステムが実用化されている。また、ＰＡＮなどのアプリケーションを対象として、ＳＳ方式を応用したＵＷＢ伝送方式が提案されている。

ＳＳ方式の一種であるＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｐｒｅａｄ：直接拡散）方式は、送信側において、情報信号にＰＮ（ＰｓｅｕｄｏＮｏｉｓｅ：疑似雑音）符号と呼ばれるランダム符号系列を乗算することにより占有帯域を拡散して送信し、受信側において、受信した拡散情報信号にＰＮ符号を乗算することにより逆拡散して情報信号を再生する。ＵＷＢ伝送方式は、この情報信号の拡散率を極限まで大きくしたものであり、データを例えば２ＧＨｚから６ＧＨｚという超高帯域な周波数帯域に拡散して送受信を行なうことにより高速データ伝送を実現する。

ＵＷＢでは、数１００ピコ秒程度の非常に短い周期のインパルス信号列を用いて情報信号を構成して、この信号列の送受信を行なう。その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数（例えば１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）で割った値がほぼ１になるようなＧＨｚオーダーの帯域であり、いわゆるＷ−ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００方式、並びにＳＳやＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いた無線ＬＡＮにおいて通常使用される帯域幅と比較しても超広帯域なものとなっている。

図２０には、ＵＷＢを用いたデータ伝送の例を示している。入力された情報９０１は拡散系列９０２によって拡散される。ＵＷＢ方式を用いるシステムによっては、この拡散系列の乗算が省かれる場合も存在する。

スペクトラム拡散された情報信号９０３は、ＵＷＢ方式におけるインパルス信号（ウェーブレットパルス）を用いて変調される（９０５）。変調方式としては、ＰＰＭ（ＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス位置変調）や、位相変調（Ｂｉｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、振幅変調などが考えられている。

ＵＷＢ方式において用いられるインパルス信号は非常に細いパルスであるため、周波数スペクトル的には非常に広い帯域を使用することになる。これにより、入力された情報信号が、各周波数領域においては雑音レベル以下の電力しか持たないことになる。

受信信号９０５は雑音に紛れているが、受信信号とインパルス信号との相関値を計算することによって検出することが可能である。さらに、多くのシステムにおいては信号の拡散が行なわれるので、送信情報１ビットに対して多くのインパルス信号が送信される。よって、インパルス信号の受信相関値９０７をさらに拡散系列長分だけ積分することが可能であり（９０８）、これによって送信信号の検出は更に容易になる。

ＵＷＢ伝送方式によって拡散された信号は、各周波数領域においては雑音レベル以下の電力しか持たず、このためＵＷＢ伝送方式を用いた通信システムは他の方式の通信システムとの共存が比較的容易である。

ところで、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの情報機器が普及し、オフィス内に多数の機器が混在するとともに、各機器どうしが無線ネットワークで接続されているような通信環境を考察した場合、２以上の無線ネットワークが狭い作業環境にひしめき合い、同じ周波数帯で複数の無線ネットワークが共存するという事態が発生し得る。ここで言う「同じ周波数帯」には、データを極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行なうＵＷＢ無線通信方式を含まれる。

前述したＩＥＥＥ８０２．１５．３で規格化されている２．４ＧＨｚ帯の信号を利用したＰＨＹ層の仕様では、同じ周波数帯に他の無線通信システムが複数存在しているため、これらのシステムとの共存性を考慮しなければならない。

とりわけ、ＵＷＢ無線通信ネットワークの場合、データを極めて広帯域に拡散して送受信を行なうことから、隣接する無線通信ネットワークと競合してしまう可能性が高い。

一方、ＵＷＢ無線通信式で利用されるインパルス信号列は、特定の周波数キャリアを持たないので、キャリア・センスを行なうのが難しい。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１５．３のＰＨＹ層としてＵＷＢ無線通信方式を適用した場合、特定のキャリア信号が存在しないことから、同セクションで規格化されたキャリア・センスを利用してアクセス制御を行なうことができず、時分割多重方式によるアクセス制御に頼る他ない。

また、ＰＡＮのような小規模な無線ネットワーク・システムを考慮した場合、各ネットワーク（基地局）の存在は必ずしも固定的なものではなく、同一空間上に新規のネットワークが構築された場合や、別の場所からネットワークが移動してきた場合などにおける、ネットワーク間の競合や帯域（リソース）の動的割り当ての問題を解決する必要がある。

例えば、分割された複数のスロットのうち少なくとも１つを制御スロットに割り当てることにより、ネットワークの状態や伝送する情報の内容に適した情報の伝送を行なうようにするネットワーク・システムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。

このネットワーク・システムでは、各端末局が干渉を受けている伝送スロットを制御局に報告して、制御局がその伝送スロットを避けて利用するという方法が採用されている。

しかしながら、このような端末局が制御局に報告を行なう方法では、逐次制御局へ報告する手段が必要となり、隣接して複数のネットワークが存在する場合には報告頻度が増加するという問題がある。

また、このような方法では、所定の同期信号を検出することで各スロットの利用状況を把握しているために、他のネットワークで利用されているすべてのフレーム構造を把握できないという問題がある。

また、セルラ・ネットワーク内の複数のセルに対し帯域幅を動的に割り当てることができる方法及び装置について提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。しかしながら、この方法によれば、セル間の干渉が最小になるように「スーパーセル」という複数のセル・グループを編成する必要がある。また、チャネルの帯域幅の要求は、各々のセル・グループにおいて、各セル内のユーザ要求に従って行なわれる、すなわち各ベースステーション（ＢＳ）に属する移動局（ＭＳ）からの要求に従って行なわれるものである。言い換えれば、同一空間上に複数のネットワークが共存する際に、各ベースステーション間でどのようにして競合の問題を解くか、ということとは無関係である。また、同方法は、同一空間上に新規のネットワークが構築された場合や、別の場所からネットワークが移動してきた場合などにおける、ネットワーク間の競合や帯域（リソース）の動的割り当ての問題を解決するものではない。

また、データ送信リソースを複数のネットワーク間で動的に分割して、各ネットワークはそれぞれに割り当てられたリソースをそれら自身のチャネル割当方法に従ってユーザ間で分割する方法について提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。この方法では、同一空間に存在している複数の周波数チャネルをオペレータ同士で融通し合いながら運用するという考え方に立脚したものであり、セルラ・ネットワークにおいて異なるオペレータの（周波数）帯域をネットワーク間で借用することで周波数チャネルの動的割り当てを実現している。

しかしながら、同方法では、固定して配置された基地局間における送信リソースの動的割当ての問題を扱っており、当初から各ネットワーク（基地局）毎に最低限の帯域を用意することが前提となっている。また、固定的に配置されたネットワーク（基地局）ではユーザを収容するために最低限のリソース割り当てが必要であることから、ネットワークにリソースがまったく割り当てられていないという状態が存在し得ない。言い換えれば、同方法では、同一空間で新規に構築されあるいは別の空間から移動してきたネットワークがリソースをまったく割り当てられていない状態からリソースを得るための仕組み、手続き、方法を提案するものではない。また、既に構築されているネットワークは、同一空間上で新規に出現したネットワークに対してリソースを割り当てるための仕組み、手続き、方法に関しても一切言及はない。
特開２０００−２９９６７０号公報 日本国特許第２，６６０，１８９号公報 特表２００１−５１８７６６号公報（ＷＯ９９／１７５７５）

本発明の目的は、競合する複数の無線ネットワークが共存することができる優れた無線通信システム、並びに複数の無線ネットワークが競合する通信環境下で各無線ネットワーク内の通信動作を好適に制御することができる優れた無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、同じ周波数帯で競合する複数の無線ネットワークが共存することができる優れた無線通信システム、並びに、同じ周波数帯で複数の無線ネットワークが競合する通信環境下で各無線ネットワーク内の通信動作を好適に制御することができる優れた無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、同じ周波数チャネル上に複数のパーソナル・エリア・ネットワークが存在した場合に、制御局となる各伝送装置間の制御のみによって伝送フレーム周期を時分割多重化することによって共存することができる、優れた無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、同一空間上に新規のネットワークが構築された場合や、別の場所からネットワークが移動してきた場合などにおいて、ネットワーク間の競合の問題を解決し、帯域（リソース）の動的割当てを好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、
第１のネットワークの下り回線信号に含まれるリソース割当て情報に従って通信制御を行なう通信制御手段と、
第２のネットワークの上り回線信号に含まれる送信要求に応じてリソース割当てを行なうリソース割当て手段と、
を具備することを特徴とする無線通信制御装置である。

この無線通信制御装置においては、リソース割り当て手段が、自装置に割り当てられたリソースの範囲内で自装置の配下となる通信装置に対するリソース割り当てを行なうことが望ましい。

また、本発明の第２の側面は、
第１の通信端末装置からの送信要求に応じて無線基地局装置で決められたリソース割当て情報を下り回線信号で前記第１の通信端末装置が受信するステップと、
前記第１の通信端末装置において前記リソース割当て情報に従って通信制御を行なうステップ と、
前記第１の通信端末装置において、自装置の配下となる第２の通信端末装置からの送信要求に応じて、前記無線基地局装置により自装置に割り当てられたリソースの範囲内で前記第２の通信端末装置に対するリソース割当てを行なうステップと
を具備することを特徴とする無線通信制御方法である。

この無線通信制御方法においては、第２の通信端末装置が、自装置の配下となる他の通信端末装置からの送信要求に応じて、前記第１の通信端末装置により自装置に割り当てられたリソースの範囲内で前記他の通信端末装置に対するリソース割り当てを再帰的に行なうことが望ましい。

本発明の第１の側面に係る無線通信制御装置、又は第２の側面に係る無線通信制御方法によれば、親ネットワークにおいて無線基地局の配下である通信端末が再帰的に無線基地局の機能を持ち、無線基地局で割り当てられた自装置のリソースの範囲内で、その配下の他の通信端末に対してリソース割り当てを行なうようになっている。したがって、互いに妨害を与えないことが保証される２つ以上のネットワークを構成することが可能となる。

また、本発明の第３の側面は、時分割多重接続方式によりリソース割当てを行なう無線通信制御方法であって、
少なくとも自局にリソース期間を割り当てる局とともに第１のネットワークを構成する第１の局に、伝送フレーム内の第１のリソース期間を割り当てるステップと、
少なくとも前記第１の局とともに第２のネットワークを構成する第２の局に、前記第１のリソース期間内の第２のリソース期間を割り当てるステップと、
を具備することを特徴とする無線通信制御方法である。

また、本発明の第４の側面は、時分割多重接続方式を用いた無線通信システムにおいて、
少なくとも自局にリソース期間を割り当てる局とともに第１のネットワークを構成し、前記第１のネットワークを構成する他局と通信を行なう第１の局と、
少なくとも前記第１の局とともに第２のネットワークを構成し、前記第１の局に割り当てられたリソース期間の少なくとも一部を除いて、前記第２のネットワークを構成する他局と通信を行なう第２の局と、
を具備することを特徴とする無線通信システムである。

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下同様）。

また、本発明の第５の側面は、複数の無線通信装置と各無線通信装置に対して所定の伝送フレーム周期毎に帯域割当てを行なう制御局からなる無線ネットワークが複数共存する無線通信システムであって、各無線ネットワークは、
他の無線ネットワークからの信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段が検出した信号を基に、他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を解析する帯域解析手段と、
他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を自らの無線ネットワーク内の無線通信装置には割り当てない帯域割り当て手段と、
を具備することを特徴とする無線通信システムである。

ここで、前記帯域割り当て手段は、他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を自らの無線ネットワーク内の未使用領域として設定するようにしてもよい。また、前記帯域割り当て手段は、前記信号検出手段が他の無線ネットワークの信号を検出しなくなったことに応答して、自らの無線ネットワーク内の未使用領域の設定を解除するようにしてもよい。

また、前記帯域解析手段は他の無線ネットワークにおける未使用領域を解析するとともに、前記帯域割り当て手段は他の無線ネットワークにおける未使用領域を用いて自らの無線ネットワーク内の帯域割り当てを行なうようにしてもよい。

各無線ネットワークは、制御局（コーディネータ）によって所定の伝送フレーム周期毎に帯域割当てが行なわれる。本発明の第５の側面によれば、ネットワークの制御局は、他のネットワークのビーコン情報を受信すると、これを復号し、そこに記載された帯域割当て情報に基づいて、その帯域割当て領域（時間領域）を自らのネットワークにおける未使用領域として設定する。さらに、他のネットワークで利用されている帯域割当て領域（時間領域）を排除して、自らのネットワークで利用する帯域割り当て領域（時間領域）を再設定することができる。

この結果、各無線ネットワークは、互いに対等にネットワーク動作を行ないながら、他のネットワークとの衝突を回避して、同じ周波数チャネル上での共存を実現することができる（但し、ここで言う「同じ周波数帯」には、データを極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行なうＵＷＢ無線通信方式を含むものとする）。

また、本発明の第６の側面は、各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう無線通信制御装置又は無線通信制御方法であって、
他の無線ネットワークからの信号を検出する信号検出手段又はステップと、
前記信号検出手段又はステップが検出した信号を基に、他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を解析する帯域解析手段又はステップと、
他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を自らの無線ネットワーク内の無線通信装置には割り当てない帯域割り当て手段又はステップと、
を具備することを特徴とする無線通信制御装置又は無線通信制御方法である。

ここで、前記帯域割り当て手段又はステップは、他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を自らの無線ネットワーク内の未使用領域として設定するようにしてもよい。また、前記帯域割り当て手段又はステップは、前記信号検出手段又はステップが他の無線ネットワークの信号を検出しなくなったことに応答して、自らの無線ネットワーク内の未使用領域の設定を解除するようにしてもよい。

また、前記帯域解析手段又はステップは他の無線ネットワークにおける未使用領域を解析するとともに、前記帯域割り当て手段又はステップは他の無線ネットワークにおける未使用領域を用いて自らの無線ネットワーク内の帯域割り当てを行なうようにしてもよい。

本発明の第６の側面に係る無線通信制御装置又は無線通信制御方法よれば、ネットワークの制御局は、他のネットワークのビーコン情報を受信すると、これを復号し、そこに記載された帯域割当て情報に基づいて、その帯域割当て領域を自らのネットワークにおける未使用領域として設定する。さらに、他のネットワークで利用されている帯域割当て領域を排除して、自らのネットワークで利用する帯域割り当て領域を再設定することができる。

この結果、ネットワークを構築する各制御局は、互いに対等にネットワーク動作を行ないながら、他のネットワークとの衝突を回避して、同じ周波数チャネル上での共存を実現することができる。

また、本発明の第７の側面は、複数の無線通信装置と各無線通信装置に対して所定の伝送フレーム周期毎に帯域割当てを行なう制御局からなる無線ネットワークが複数共存する無線通信システムであって、
少なくとも１つの無線ネットワークは、新たな無線ネットワークの構築要求を受信したことに応答して、該新たな無線ネットワークのための伝送帯域を設ける、
ことを特徴とする無線通信システムである。

本発明の第７の側面に係る無線通信システムでは、既存の無線ネットワークと新たに構築される無線ネットワークとの間で、言わば親子関係が形成され、新たな無線ネットワークは子として動作するとともに、既存の無線ネットワークは親として子ネットワークの構築をサポートする。すなわち、既存のネットワークが、新たな無線ネットワークの構築要求を受信したことに応答して、該新たな無線ネットワークのための伝送帯域を設けることによって、ネットワーク間の衝突が回避され、同じ周波数チャネル上での共存を実現することができる。

したがって、本発明の第７の側面に係る無線通信システムによれば、同一空間上に新規のネットワークが構築された場合や、別の場所からネットワークが移動してきた場合など、帯域がまったく割り当てられていない状態のネットワークが出現したとしても、ネットワーク間の競合の問題を解決し、帯域（リソース）の動的割当てを好適に行なうことができる。また、既に構築されているネットワークは、同一空間上で新規に出現したネットワークに対してリソースを動的に割り当てることができる。

ここで、各無線ネットワークは、自らの無線ネットワークにおいて帯域の未使用領域を設定する手段と、自らの無線ネットワークの帯域割り当て情報を送信する手段と、他の無線ネットワークの帯域割り当て情報を受信し解析する手段と、 他の無線ネットワークにおける帯域の未使用領域を利用して自らの無線ネットワークの帯域割り当てを行なう手段とを備えていてもよい。

また、新たな無線ネットワークの構築要求は、例えば、新たな無線ネットワークを構築する他の制御局から当該無線ネットワークへの参入要求であっても、あるいは、新たな無線ネットワークを構築する他の制御局から当該無線ネットワークの制御局に対する帯域要求であってもよい。

また、該新たな無線ネットワークに伝送帯域を設定したことを、ビーコンなどの当該無線ネットワーク内の帯域割当情報に含めて通知したり、あるいは該新たな無線ネットワークに伝送帯域を設定したこと通知するための伝送フレームを直接伝送するようにしてもよい。

また、本発明の第８の側面は、各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう無線通信制御装置又は無線通信制御方法であって、
既存の無線ネットワークに対して新たな無線ネットワークの構築要求を送信する、
ことを特徴とする無線通信制御装置又は無線通信制御方法である。

また、本発明の第９の側面は、各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう無線通信制御装置又は無線通信制御方法であって、
新たな無線ネットワークの構築要求を受信したことに応答して、該新たな無線ネットワークのための伝送帯域を設定する、
ことを特徴とする無線通信制御装置又は無線通信制御方法である。

本発明の第８の側面を実装した無線通信制御装置が子ネットワークの制御局として機能し、また、本発明の第９の側面を実装した無線通信制御装置が親ネットワークの制御局として機能することにより、ネットワーク間の衝突が回避され、同じ周波数チャネル上での共存を実現することができる。

例えば、親ネットワークと同一空間上で子ネットワークが新規に構築された場合や、子ネットワークが別の場所から同一空間に移動してきた場合には、当初は子ネットワークに帯域がまったく割り当てられていないが、ネットワーク間の競合の問題を解決し、帯域（リソース）の動的割当てを好適に行なうことができる。

ここで、新たな無線ネットワークの構築要求は、例えば、新たな無線ネットワークを構築する他の制御局から当該無線ネットワークへの参入要求であっても、あるいは、新たな無線ネットワークを構築する他の制御局から当該無線ネットワークの制御局に対する帯域要求であってもよい。

また、該新たな無線ネットワークに伝送帯域を設定したことを、ビーコンなどの当該無線ネットワーク内の帯域割当情報に含めて通知したり、あるいは該新たな無線ネットワークに伝送帯域を設定したこと通知するための伝送フレームを直接伝送するようにしてもよい。

また、本発明の第１０の側面は、各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
他の無線ネットワークからの信号を検出する信号検出ステップと、
前記信号検出ステップで検出した信号を基に、他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を解析する帯域解析ステップと、
他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を自らの無線ネットワーク内の無線通信装置には割り当てない帯域割り当てステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。

また、本発明の第１１の側面は、各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
新たな無線ネットワークの構築要求を受信するステップと、
該構築要求に応じて自らの無線ネットワークにおいて帯域の未使用領域を設定した帯域割当てを行なうステップと、
自らの無線ネットワークにおける帯域割当情報を送信するステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。

また、本発明の第１２の側面は、各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
既存の無線ネットワークに対して新たな無線ネットワークの構築要求を送信するステップと、
既存の無線ネットワークから帯域割当情報を受信するステップと、
該帯域割当情報を基に自らの無線ネットワーク内の帯域割当てを行なうステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。

本発明の第１０乃至第１２の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第１０の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第５の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。また、本発明の第１１及び第１２の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第７の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、同じ周波数帯で競合する複数の無線ネットワークが共存することができる優れた無線通信システム、並びに、同じ周波数帯で複数の無線ネットワークが競合する通信環境下で各無線ネットワーク内の通信動作を好適に制御することができる優れた無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

また、本発明によれば、同じ周波数チャネル上に複数のパーソナル・エリア・ネットワークが存在した場合に、制御局となる各伝送装置間の制御のみによって伝送フレーム周期を時分割多重化することによって共存することができる、優れた無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

また、本発明によれば、同一空間上に新規のネットワークが構築された場合や、別の場所からネットワークが移動してきた場合などにおいて、ネットワーク間の競合の問題を解決し、帯域（リソース）の動的割当てを好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

本発明によれば、同一チャンネルに存在する制御局同士が互いのビーコンを受信することによって、相手先のネットワークにおけるフレーム構造を把握することができるので、その帯域予約状況から自らのネットワークの帯域予約と衝突が生じないように帯域割当てを変更することができる。

また、その帯域予約状況から相手先のネットワークで伝送に利用される領域を、自らのネットワークの未使用領域として設定することで、相手先のネットワークとの情報伝送の衝突を防ぐ伝送を実現することができる。

さらに、相手先のネットワークで未使用領域が設定されている場合には、その領域を自らのネットワークで伝送に利用する領域とすることで、同一チャンネル上に複数のネットワークを共存させることができる。

そして、ネットワークの制御局が相手先のネットワークのビーコン信号を受信しなくなった場合には、前述の未使用領域の設定を解除することで、自らのネットワークで同一チャンネルを有効に利用する方法を実現できるという効果を奏する。

あるいは一方の制御局が他方の制御局に対してネットワークの構築要求を発行することにより、ネットワーク間で帯域の割当てを行なうことができる。ここで言う他方の制御局への構築要求には、ネットワークに参入する参入要求や、他方の制御局に対して帯域の割り当てを要求する帯域要求などが含まれる。

また、本発明によれば、親ネットワークにおいて無線基地局の配下である通信端末が再帰的に無線基地局の機能を持ち、無線基地局で割り当てられた自装置のリソースの範囲内で、その配下の他の通信端末に対してリソース割り当てを行なうので、互いに妨害を与えないことが保証される２つ以上のネットワークを構成することが可能となる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

Ａ．第１の実施形態
図１には、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を概念的に示している。

図１において、無線基地局（以下、ＢＳと省略する）は、その無線基地局のユーザ局となる３つの移動局（以下、ＭＳと省略する）、すなわちＭＳ−Ａ（ユーザＡ），ＭＳ−Ｂ（ユーザＢ），ＭＳ−Ｃ（ユーザＣ）と相互に無線通信を行なう。このＢＳとＭＳ−Ａ，ＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃとで親ネットワークを構成している。また、１つの移動局ＭＳ−Ａは、無線基地局の機能を備えており、そのＭＳ−Ａのユーザ局となる２つの移動局ＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅと相互に無線通信を行なう。この基地局として動作する移動局ＭＳ−Ａと２つのＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅとで子ネットワークを構成している。

なお、図示しないが、ＭＳ−ＢやＭＳ−Ｃなど他の移動局も同様に基地局機能を装備していてもよい。すなわち、他のＭＳを配下として子ネットワークを構成することができる。勿論、ＭＳ−Ａを配下として構成された子ネットワーク内のＭＳ−ＤやＭＳ−Ｅは、他のＭＳを配下として孫ネットワークを構成することもできる。

図２には、本実施形態に係る無線ネットワーク内で、他の通信端末装置と無線通信を行なう無線基地局として動作する通信端末装置の構成を模式的に示している。

ＭＳから送信された上り回線信号は、アンテナ１１１を介して無線受信部１１２で受信される。無線受信部１１２では、上り回線信号について所定の無線受信処理（例えばダウンコンバートやＡ／Ｄ変換など）が行なわれ、無線受信処理後の信号を復調部１１３に出力する。

復調部１１３では、無線受信処理後の信号を復調して受信データを出力する。また、復調部１１３は、ＭＳからのランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）信号を復調し、送信要求信号として要求確認部１１４に出力する。要求確認部１４は、各ＭＳからのＲＡＣＨ信号により送信要求を確認し、どのＭＳから送信要求が来ているかの情報をスケジューラ１１５に出力する。

スケジューラ１１５は、送信要求が来ているＭＳのリソース割り当てを行なって、そのリソース割り当て情報をビーコン挿入部１１６に出力する。ビーコン挿入部１１６は、スケジューラ１１５で割り当てられたリソース割り当て情報を含む識別信号であるビーコンを送信データに挿入し、送信信号として変調部１１７に出力する。

変調部１１７では、送信信号に対して変調処理を行ない、変調処理後の信号を無線送信部１１８に出力する。無線送信部１１８は、変調処理後の信号に対して、所定の無線送信処理（例えばＤ／Ａ変換やアップコンバートなど）を行なって、無線送信処理後の信号を下り回線信号としてアンテナ１１１を介してＭＳに送信する。

図３には、本実施形態に係る無線通信ネットワーク内で、基地局の配下で無線通信を行なうユーザ局として動作する通信端末装置の構成を模式的に示している。

ＢＳ又はＢＳとして機能するＭＳから送信された下り回線信号は、アンテナ１２１を介して無線受信部１２２で受信される。無線受信部１２２では、上り回線信号について所定の無線受信処理（例えばダウンコンバートやＡ／Ｄ変換など）が行なわれ、無線受信処理後の信号を復調部１２３に出力する。

復調部１２３では、無線受信処理後の信号を復調して受信データを出力する。また、復調部１２３は、自装置の配下となる子ネットワークのＭＳ（ＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅ）からのランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）信号を復調し、送信要求信号として要求確認部１２５に出力する。また、復調部１２３は、ＢＳからの下り回線信号に含まれるビーコンを復調して、ビーコン読取部１２４に出力する。

ビーコン読取部１２４は、ＢＳ又はＢＳとして機能するＭＳから送信された下り回線信号に含まれるビーコンのリソース割り当て情報を読み取り、どのようにリソースが割り当てられているかを認識する。このリソース割り当て情報は、通信制御部１２７に出力する。通信制御部１２７は、リソース割り当て情報に基づいて時分割多元接続通信を行なうようにフレーム構成部１２９を制御する。フレーム構成部１２９は、親ネットワーク用送信データをフレーム構成して変調部１３０に出力する。また、フレーム構成部１２９は、ＢＳ又はＢＳとして機能するＭＳに対して送信要求を行なう場合、親ネットワーク用送信データに送信要求信号を挿入する。

要求確認部１２５は、各ＭＳからのＲＡＣＨ信号により送信要求を確認し、どのＭＳから送信要求が到来しているかどうかの情報をスケジューラ１２６に出力する。スケジューラ１２６は、送信要求が来ているＭＳのリソース割り当てを行なって、そのリソース割り当て情報をビーコン挿入部１２８に出力する。ビーコン挿入部１２８は、スケジューラ１２６で割り当てられたリソース割り当て情報を含む識別信号であるビーコンを子ネットワーク用送信データに挿入し、送信信号として変調部１３０に出力する。

変調部１３０では、親ネットワーク用の送信信号及び子ネットワーク用の送信信号に対して変調処理を行ない、変調処理後の信号を無線送信部１３１に出力する。無線送信部１３１は、変調処理後の信号に対して、所定の無線送信処理（例えばＤ／Ａ変換やアップコンバートなど）を行なって、無線送信処理後の信号を上り回線信号としてアンテナ１２１を介してＢＳ又はＢＳとして機能するＭＳに送信する。

図４には、本実施形態に係る無線ネットワークで使用されるＴＤＭＡフレームの構成を示している。同図を参照しながら、本実施形態による無線通信方法について詳解する。但し、例として図３に示す通信端末装置がＭＳ−Ａであるとする。

まず、図１に示すＢＳは、図４の上段に示すように、ユーザＡ，ユーザＢ，ユーザＣの各々に対してリソース割り当てを行なう。すなわち、ビーコンの後に、ユーザＡ，ユーザＢ，ユーザＣの順でリソースが割り当てられている。このリソース割り当て情報は、親ネットワークのビーコンに含まれる。

親ネットワークのビーコンは、ＢＳから各ＭＳに報知される。ＭＳ−Ａにおいては、ビーコンはビーコン読取部１２４で読み取られて、自装置へのリソース割り当てがビーコン直後であることを読み取る。そのリソース割り当ての情報は、通信制御部１２７に送られる。通信制御部１２７では、リソースが割り当てられている期間にＢＳとの通信を行なうように制御する。

ＭＳ−Ａは、自装置の配下となるＭＳ−Ｄ及びＭＳ−Ｅからリソース要求（送信要求）を受ける。この送信要求は、子ネットワークのコンテンション区間でＲＡＣＨにより行なわれる。

そして、ＭＳ−Ａは、要求確認部１２５で、ＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅの送信要求を確認し、送信要求をスケジューラ１２６に送る。スケジューラ１２６では、送信要求が来ているＭＳ（ここではＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅ）のリソース割り当てを行なう。この場合、ＭＳ−Ａは、ＢＳによりＭＳ−Ａに割り当てられているリソースの範囲内で、自局の配下にあるユーザ局ＭＳ−Ｄ及びＭＳ−Ｅの各々に対してリソースを割り当てる。

ＭＳ−Ａで決定したリソース割り当て情報は、子ネットワークの下り回線信号においてビーコンでＭＳ−Ｄ及びＭＳ−Ｅに報知される。このようにして、図４の下段に示すように、ユーザＤ、ユーザＥに対してリソース割り当てが行なわれる。すなわち、ビーコンの後に、ユーザＤ、ユーザＥの順でリソースが割り当てられる。

このように、自装置が割り当てられているリソースの範囲内で、配下の通信端末のリソース割り当てを行なうので、ネットワークを同一エリア又は近接したエリアに構成しても、干渉を回避することができ、互いの妨害を防止することが可能となる。

このようなＴＤＭＡフレームを用いた通信では、親ネットワークのＭＳ（ＭＳ−Ａ，ＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃ）からは、コンテンション区間においてＲＡＣＨで次のフレームでのリソース割り当てを要求（送信要求）し、ＢＳはその要求に応じて次のフレームのリソース割り当てを行ない、次のビーコンでＭＳ（ＭＳ−Ａ，ＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃ）に報知する。そして、ＭＳ（ＭＳ−Ａ，ＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃ）は、ビーコンのリソース割り当て情報に基づいて通信を行なう。

また、子ネットワークのＭＳ（ＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅ）からは、コンテンション区間においてＲＡＣＨで次のフレームでのリソース割り当てを要求（送信要求）し、ＭＳ−Ａはその要求に応じて次のフレームのリソース割り当てを行ない、次のビーコンでＭＳ（ＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅ）に報知する。そして、ＭＳ（ＭＳ−Ｄ，ＭＳ−Ｅ）は、ビーコンのリソース割り当て情報に基づいて通信を行なう。

このように、本実施形態では、親ネットワークにおいて無線基地局の配下である通信端末が再帰的に無線基地局の機能を備えており、無線基地局で割り当てられた自装置のリソースの範囲内で子ネットワークを構築して、その配下の他の通信端末に対してリソース割り当てを行なう。このため、互いに妨害を与えないことが保証される２つ以上のネットワークを構成することが可能となる。また、本発明によれば、装置規模を大きくすることなく、ネットワークのエリアを拡大することが可能となる。

ところで、周波数資源を有効に利用できる新たな無線技術として、ウルトラワイドバンド伝送方式が近年注目を集めている。ウルトラワイドバンド伝送方式は、基本的には、非常に細かいパルス幅（例えば１ｎｓ（ナノセコンド）以下）のパルス列からなる信号を用いて、ベースバンド伝送を行なうものである。また、その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数（例えば１ＧＨｚから１０ＧＨｚ）で割った値がほぼ１となるようなＧＨｚオーダーの帯域幅であり、いわゆるＷ−ＣＤＭＡ方式やｃｄｍａ２０００方式、並びにＳＳやＯＦＤＭを用いた無線ＬＡＮで使用される帯域幅に比べて、超広帯域なものとなっている。

また、ウルトラワイドバンド伝送方式は、その低い信号電力密度の特性により、特定の周波数帯域に高い信号電力密度特性を持つ既存の無線システムに対し干渉を与えにくいという特徴を備えており、既存の無線システムが利用している周波数帯域にオーバーレイ可能な技術として期待されている。さらに広帯域であることからパーソナル・エリア・ネットワークの用途で、１００Ｍｂｐｓレベルの超高速無線伝送技術として有望視されている。

一方で、ＵＷＢ無線伝送では、互いに不整合（ｕｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ）な２つ以上のＵＷＢ無線ネットワークが同一エリアにある場合を想定すると、各ネットワークは、重複する超広帯域な占有帯域を用いて低い信号電力密度で通信を行なうため、各送受信機の位置関係によっては大きな干渉を与えることが考えられる。本実施形態に係る無線通信方式をＵＷＢ無線伝送に適用した場合、リソースの重複が生じなくなるため、有効に干渉を回避することができ、ネットワーク間で互いに妨害を与えずにＵＷＢ無線伝送を行なうことが可能となる。

なお、上述した本発明の実施形態では、ＢＳの配下であるＭＳ数が３であり、ＭＳ−Ａの配下であるＭＳ数が２である場合について説明しているが、本発明は配下となるＭＳ数には限定はない。また、通信端末ＭＳ−ＤやＭＳ−Ｅもさらに無線基地局の機能を持ち、自装置が割り当てられたリソースの範囲内で孫ネットワークを構成して、配下の通信端末に対してリソース割り当てを再帰的に行なうようにしても良い。

また、本発明においては、通信端末ＭＳ−Ａが配下の通信端末と子ネットワークを構成している状態において、通信端末ＭＳ−ＢやＭＳ−Ｃも無線基地局の機能を持ち、それぞれ自装置に割り当てられたリソース範囲内で並列的に子ネットワークを構成してもよい。この場合も、各々の子ネットワークのリソース範囲は重複しないため、互いに妨害を与えることはない。

Ｂ．第２の実施形態
図５には、２つのパーソナル・エリア・ネットワークが空間的に分離して存在している様子を図解している。以下では、小規模なパーソナル・エリア・ネットワークのことを「ピコネット」とも呼ぶ。

同図において、第１のピコネット１は、コーディネータと呼ばれる第１の制御局１１と、第２のピコネットを構成する複数の無線通信装置１２、１３、１４…で構成されている。また、第２のピコネット２は、コーディネータと呼ばれる第２の制御局２１と、第２のピコネットを構成する複数の無線通信装置２２、２３…で構成されている。

それぞれのピコネット１、２のサービス・エリアは、それぞれの制御局の電波到達範囲（図中破線に相当）とされる。したがって、お互いのピコネット１、２が空間的に重複しないで同一周波数チャンネル上で共存していることが理解できよう。

また、図６には、第１のピコネット１と第２のピコネット２が空間的に重複して存在している様子を示している。

同図において、第１のピコネット１と第２のピコネット２のサービス・エリアは、それぞれの制御局の電波到達範囲（図中破線に相当）とされる。したがって、お互いのピコネット１、２のサービス・エリアが空間的に重複して存在していることが理解できよう。

図６に示すような場合、各ピコネット１、２が同一周波数チャンネル上に存在していると、相手のピコネットからの情報を受信できてしまう。このとき、双方のピコネット１、２において独自に同じ時間の帯域予約伝送を行なうと、それぞれの情報が衝突してしまうという問題が生じる。

そこで、本発明の第２の実施形態では、それぞれのピコネット１、２の制御局（コーディネータ）１１、２１が、図中の双方向矢印のように、ピコネット間で制御局同士が衝突回避のための通信を行なう仕組みを提供する。例えば、相手のピコネットの帯域予約されている状態をビーコン情報から把握して、相手のピコネットで情報伝送に利用される時間を、自らのピコネットにおける未使用領域として設定を行なうことで、双方のピコネットで同一周波数チャンネル上に共存してピコネットを運用する。

図７には、本実施形態に係るピコネット内で使用される伝送フレームの構成を示している。

同図において、伝送フレーム周期３０は、フレームの先頭にて制御局よりネットワーク上に同報送信されるビーコン同報領域（Ｂ）３１と、例えばネットワークへの参入時の処理などの情報交換を行なう競合伝送領域（ＣＡＰ：コンテンション・アクセス周期）３２と、各無線通信装置がそれぞれ帯域予約を行なって情報伝送を行なう非競合伝送領域（ＣＦＰ：コンテンション・フリー周期）３３とで構成され、次のネットワーク同報領域までの期間が１つの伝送フレーム周期として提供される。

また、これらの伝送フレーム内の構成は、フレームの先頭でネットワーク上に同報送信されるビーコン情報に記載されている。

なお、ＩＥＥＥ８０２．１５．３で規格化されている仕様によれば、非競合伝送領域（ＣＦＰ）２３においては、ギャランティード・タイムスロット（ＧＴＳ）３４による帯域割当て伝送が、ダイナミックＴＤＭＡと呼ばれる多重伝送方法に従って、無線ネットワーク内の任意の無線通信装置間で直接情報伝送が行なわれるようになっている。

図８には、本実施形態に係るピコネット内で動作する無線通信装置１０の構成を模式的に示している。同図に示すように、無線通信装置１０は、インターフェース６１と、インターフェース・バッファ６２と、無線バッファ６３と、無線通信部６４と、アンテナ６５と、制御部６７と、情報記憶部６８とで構成される。

インターフェース６１は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの外部装置（図示しない）と接続する。また、インターフェース・バッファ６２は、外部装置から届いたメディア情報６０１を蓄えるためのバッファである。また、無線バッファ６３は、インターフェース・バッファ６２から送られてきた無線伝送用の情報６０２を無線伝送パケットとして格納する。

制御部６７は、この無線通信装置１０における一連のデータ伝送処理を統括的にコントロールする。すなわち、制御部６７は、無線伝送の通知６０３に応答して、帯域予約伝送が必要であれば、予約要求６０４を無線伝送用の無線バッファ６３に蓄え、伝送フレーム内の競合伝送領域（ＣＡＰ）を用いて、制御局に送信処理する。つまり、その伝送の予約要求６０５が無線通信部６４を介してアンテナ６５から無線伝送される構成となっている。

また、無線通信装置１０において受信された信号は、アンテナ６５を介して無線通信部６４に供給され、復号化された信号６１１として無線バッファ６３に送出される。

さらに、制御局となる無線通信装置１０では、信号を受信した場合には、制御信号６１２として制御部６７に供給される。そして、制御局６７では、ピコネットを構成する他の無線通信装置からの予約要求であるか否か判断がなされ、その判断結果に基づいた帯域割当て情報がビーコン信号として構成され、フレーム周期の先頭部分（図７を参照のこと）で無線送信される。つまり、そのフレームのビーコン信号６０５が、無線通信部６４を介してアンテナ６５からピコネット内に無線伝送される。

また、制御局となる無線通信装置１０は、他のピコネットからのビーコン信号を受信した場合には、制御部６７においてそのビーコン情報を解析して、他のピコネットの情報伝送に影響を与える領域を自分のピコネット内の未使用領域として設定する機能を備えている。

その未使用領域の指定を含んだビーコン信号６０５は、無線通信部６４を介してアンテナ６５からピコネット内に無線伝送される。

そして、ピコネット内の制御局以外の各無線伝送装置では、制御局からほぼ周期的に送られてくるビーコン情報を受信すると、その制御部６７は、そのビーコン情報に記載されている非競合伝送領域（ＣＦＰ）の該当する予約の帯域割当て情報を確認して、その指示に従って無線通信部６４の設定を行ない、無線バッファ６３に蓄えられた無線伝送パケットの送信を行なう。

また、制御局以外の各無線伝送装置では、制御局から送られてくるビーコン情報で非競合伝送領域（ＣＦＰ）での受信の指定が行なわれていれば、その指示に従って無線通信部６４の設定を行ない、所定のタイミングで信号受信を行なう。受信した情報６１１は、無線バッファ６３に蓄えられた後、制御部６７は、フレーム周期信号６０４に従ってフレーム周期単位で受信した情報６１４を再構築して、インターフェース・バッファ６２へと受け渡す。そして、インターフェース６１は、所定のインターフェース・フォーマットの情報６１５として、外部機器（図示しない）へ情報を受け渡すようになっている。

これらの一連の制御は、制御部６７の指示により行なわれる。制御部６７には、各種の伝送制御プログラムや制御情報が格納される情報記憶部６８が装備されている。制御部６７では、逐次これらの情報を参照するために、情報記憶部６８との間にコマンド群６１６が規定されている。

図９には、第１のピコネット１の制御局１１と第２のピコネット２の制御局２１との間の動作シーケンスの一例を示している。より具体的には、第１のピコネット１の制御局１１と第２のピコネット２の制御局２１が、互いにビーコン情報を受信しながら、互いのピコネット１、２内での未使用領域の設定を行なう手順を示している。同図に示す例では、各ピコネット１、２の制御局１１、２１は図１４に示す処理手順に従って、対等に動作するものとする。また、それぞれピコネット内では、ある無線通信装置が、所定のプロセスを踏んで制御局として設定されているものとする。

まず、第１のピコネット１の制御局１１が、第１のピコネットのビーコン情報を送信する（Ｐ１）。

これに対し、第２のピコネット２の制御局２１では、このビーコン情報を受信することができない。例えば、各ピコネット１、２が充分に離れている場合には、他のピコネットのビーコン情報を受信することはできない。このような場合には、それぞれ独立してピコネットが形成される（図５を参照のこと）。

次いで、第２のピコネット２の制御局２１から、第２のピコネット２のビーコン情報が送信される（Ｐ２）。

各ピコネット１、２が充分に近づいている場合には、他のピコネットのビーコン情報を受信することができる（図６を参照のこと）。第１のピコネット１の制御局１１では、制御局２１からのビーコン情報が受信できた場合に、第２のピコネット２に対する未使用領域の設定を行なう。

そして、第１のピコネット１の制御局１１は、未使用領域の設定が含まれた第１のピコネット１のビーコン情報を送信する（Ｐ３）。

これに対し、第２のピコネット２の制御局２１は、制御局１１からのビーコン情報を受信できた場合には、第１のピコネット１に対する未使用領域の設定を行なう。

そして、第２のピコネット２の制御局２１は、未使用領域の設定が含まれた第２のピコネット２のビーコン情報を送信する（Ｐ４）。

このようにして、各ピコネット１，２の制御局１１，２１は、互いに対等に動作しながら、同じ周波数チャンネル上に複数のピコネットを時分割多重化して共存させることができる訳である。勿論、データを極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行なうＵＷＢ無線通信方式においても、このような帯域割当てを行なうことにより、複数のピコネットを共存させることができる。

その後、通信環境の動的な変化（例えば、無線通信装置の移動）などによって、第１のピコネット１の制御局１１が第２のピコネット２のビーコン情報を受信できなくなった場合には（Ｐ５）、第１のピコネット１の制御局１１はその未使用領域の設定を解除することができる。

同様に、第２のピコネット２の制御局２１が第１のピコネット１のビーコン情報を受信できなくなった場合にも（Ｐ６）、第２のピコネット２の制御局２１はその未使用領域の設定を解除することができる。

図１０〜図１３には、第１のピコネット１と第２のピコネット２の双方で、それぞれのピコネットで未使用領域を設定するためのプロセスを、各ピコネット１、２の伝送フレームの構成によって示している。

図１０に示す段階では、第１のピコネット１と第２のピコネット２はいずれも未使用領域の設定をせずに、それぞれ独自にＣＦＰの領域でＧＴＳ割当てを行なって動作している。したがって、いずれのピコネット１、２の伝送フレームも、他方のピコネットのための未使用領域は設定されていない。

次いで、図１１に示す段階では、第１のピコネット１の制御局１１が第２のピコネット２のビーコン情報を受信して、第１のピコネット１の伝送フレームに、第２のピコネット２のための未使用領域を設定している。

同図に示す例では、第１のピコネット１では、ＣＦＰの領域で自ピコネット内のＧＴＳ割当てを集中的に行なうとともに、さらにＣＡＰの領域を極力短くすることによって、フレーム周期の半分を未使用領域として設定している。

次いで、図１２に示す段階では、第２のピコネット２の制御局２１が第１のピコネット１のビーコン情報を受信して、第２のピコネット２の伝送フレームに、第１のピコネット１のための未使用領域を設定している。

同図に示す例では、第２のピコネット２の制御局２１は、第１のピコネット１の未使用領域に相当する部分を用いて、ＣＦＰの領域でＧＴＳ割当てを集中的に行ない、さらにＣＡＰの領域を極力短くするとともに、第１のピコネット１で利用される領域を未使用領域として設定している。

次いで、図１３に示す段階では、第１のピコネット１と第２のピコネット２がともに相手のビーコン情報を受信しなくなったことに応答して、それぞれのピコネット１、２での未使用領域の設定を解除している。

同図に示す例では、それぞれのピコネット１、２がフレーム周期のすべてを、自らのピコネットの伝送に利用するために、ＣＦＰの領域でＧＴＳ割当てを冗長に行なったり、さらにＣＡＰの領域に余裕を持たせたりして長く設定している。

図９〜図１３に示す例では、各制御局の対等な動作により同じ周波数チャネルを使用する２つのピコネットが共存することができる。勿論、このような各制御局の対等な動作により、同じ周波数チャネルを使用する３以上のピコネットが共存することも可能である。

図１４には、図９に示した動作シーケンスを実現するための、ピコネットを構築する各制御局の処理動作をフローチャートの形式で示している。このような処理動作は、実際には、制御局として設定された無線通信装置１０内の制御部６７が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現される。

まず、ステップＳ１において、当該無線通信装置が制御局として動作中であるかどうかを判断する。ここで、各ピコネット内では、ある無線通信装置が、所定のプロセスを踏んで制御局となっているものとする。但し、ピコネット内で制御局を設定する手続自体は本発明の要旨には直接関連しないので、ここでは説明を省略する。

当該無線通信装置が制御局でなければ、判断ブロックＳ１の分岐Ｎｏから抜けて、本処理ルーチン全体を終了する。一方、制御局として動作している場合には、次ステップＳ２に進んで、周辺に存在している他のピコネットのビーコン情報を受信したか判断する。

他のピコネットのビーコン情報を受信していなければ、判断ブロックＳ２の分岐Ｎｏに抜けて、本処理ルーチン全体を終了する。一方、他のピコネットのビーコン情報を受信できた場合には、次ステップＳ３に進んで、他のピコネットのビーコン情報を基に、そのピコネットのフレーム構造を確認する。

次いで、ステップＳ４では、自ピコネットに対する未使用領域の設定がされていないかどうかを確認する。

既に未使用領域が設定されていれば、ステップＳ９に進んで、その設定されていた未使用領域を自らのピコネットで利用する領域として設定して、さらにステップＳ１０へ移行する。

一方、未使用領域が設定されていなければ、ステップＳ５に進んで、周辺に存在する他のピコネットと、非競合伝送区間（ＣＦＰ）のＧＴＳ割当てが重複していないか判断を行なう。

他のピコネットとＧＴＳ割当てが重複していた場合には、ステップＳ６に進んで、自ピコネットのＧＴＳ割当てを変更する。また、重複していなければ、ステップＳ６の処理をスキップする。

次いでステップＳ７では、ビーコン送信時間にＧＴＳ割当てがないかどうかを判断する。

ビーコン送信時間にＧＴＳ割当てがされていた場合に、ステップＳ８において、この割当てと重なり合わないようにビーコン送出時間の調整を行なってからステップＳ１０に進む。また、ビーコン送信時間にＧＴＳ割当てがなされていない場合には、ステップＳ８をスキップして、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、自らのピコネットの未使用領域を設定して、次ステップＳ１１では、フレーム構造を修正したことをビーコン情報としてピコネット内にブロードキャスト送信する。

このように、本実施形態では、各ピコネットの制御局が図１４に示す処理手順に従って対等に動作して、図９に示すような動作シーケンスを行なうことによって、同じ周波数チャネルを使用する複数のピコネットが互いの干渉を回避しながら共存することができる。

ＵＷＢ無線伝送では、互いに不整合な２つ以上のＵＷＢ無線ネットワークが同一エリアにある場合、各ネットワークは重複する超広帯域な占有帯域を用いて低い信号電力密度で通信を行なうため各送受信機の位置関係によっては大きな干渉を与える。これに対し、本実施形態に係る無線通信方式をＵＷＢ無線ネットワークに適用した場合、リソースの重複が生じなくなるため、有効に干渉を回避することができ、ネットワーク間で互いに妨害を与えずに無線伝送を行なうことが可能となる。

Ｃ．第３の実施形態
上述した本発明の第２の実施形態では、それぞれのピコネットが互いに対等に動作し、各ピコネットの制御局は同じ処理手続を実行することによって、同じ周波数チャネルを使用する複数のピコネットが互いの干渉を回避しながら共存を実現する。

これに対し本発明の第３の実施形態では、同じ周波数チャネルを使用する複数のピコネットが、ピコネット間で親子関係を形成しながら、互いの干渉を回避して共存を実現する。すなわち、親ピコネットが子ピコネットのための使用帯域を割り当てるとともに、子ピコネットは親ピコネットから割り当てられた帯域を用いて子ピコネット内での帯域割当てすなわちＧＴＳ割当てを行なう。

２以上のピコネット間で親子関係を確立するためには、子ピコネットの制御局は、親ピコネットのピコネットに対して通常の端末局として一旦参入して、親ピコネット内の他の端末局と同様に帯域要求を行なうとともに、再帰的に制御局機能を作動させて、親ピコネットで獲得した帯域を子ピコネット内の各端末局に割り当てる。勿論、子ピコネット内の一部の端末局は、同様に再帰的な制御局機能を実現することにより、さらに孫ピコネットを構築することができる。

また、ピコネット間での参入手続きに拘わらず、子ピコネット側の制御局からの帯域要求に応答して、親ピコネット側の制御局は帯域を割り当てる（あるいは親ピコネット側での未使用帯域を用意する）ようにすることで、ピコネット間での干渉を回避して共存を実現することができる。

したがって、本実施形態によれば、同一空間上に新規のネットワークが構築された場合や、別の場所からネットワークが移動してきた場合など、帯域がまったく割り当てられていない状態のネットワークが出現したとしても、ネットワーク間の競合の問題を解決し、帯域（リソース）の動的割当てを好適に行なうことができる。また、既に構築されているネットワークは、同一空間上で新規に出現したネットワークに対してリソースを割り当てることができる。

本実施形態のようにピコネット間で親子関係を形成してピコネット間の干渉を回避させる場合、上述した第２の実施形態の場合とは相違し、親ピコネット及び子ピコネットのいずれの制御局として機能するかによって、無線通信装置が実行する処理動作は相違する（後述）。

図１５には、同じ周波数チャネルを使用する２つのピコネット間で親子関係を形成しながら互いの干渉を回避して共存を実現するための動作シーケンスの一例を示している。同図に示す例では、ピコネットＡとピコネットＢが存在し、双方は事前に親子関係を得ずに独自にネットワークを運用しているものとする。

まず、ピコネットＢの制御局がピコネットＡのビーコンを受信できたとする（Ｐ１１）。

これより、ピコネットＢの制御局がピコネットＡの制御局に対して参入要求を送出する（Ｐ１２）。これに応答して、ピコネットＡの制御局は、ピコネットＢの制御局に対して、参入を受け入れた参入承認を返送する（Ｐ１３）。参入承認は、例えば、ネットワーク・アドレスの割当てとその返送により行なわれる。この結果、ピコネットＡとピコネットＢの間で親子関係が形成される。

その後、ピコネットＢの制御局がピコネットＡの制御局に対して帯域要求（チャネル時間要求）を送信する（Ｐ１４）。これに対し、ピコネットＡの制御局は、ピコネットＢの制御局に対して、帯域割当を返送する（Ｐ１５）。このとき、ピコネットＡの制御局は、ダイレクト・フレームにより帯域割当を通知してもよいし、あるいは、帯域割当結果を記述したビーコンの報知により通知するようにしてもよい。

帯域割当の返送方法は、例えば、ピコネットＡの制御局が、ピコネットＡ内の帯域割当を記述したビーコンをピコネットＡ内で報知することによって行なわれる。あるいは、ピコネットＡの制御局からピコネットＢの制御局に対して、帯域割当情報を記述した伝送フレームを直接送信する（ダイレクト・フレーム）ようにしてもよい。後者の場合、ピコネットＢの制御局は、ピコネットＡの制御局に対して、受領確認を行なうようにしてもよい（Ｐ１６）。

ピコネットＡの制御局はピコネットＡ内でビーコンを報知する（Ｐ１７）。このビーコンには、ピコネットＢのための帯域割当が行なわれていることが示されている。したがって、ピコネットＢでは、その帯域を利用してピコネットＢを運用することができる。

したがって、ピコネットＡと同一空間上にピコネットＢが新規に構築された場合や別の場所から移動してきた場合であっても、ピコネットＡ内での競合の問題を解決して、ピコネットＢを運用するための帯域（リソース）が動的に割り当てられる。

ピコネットＢの制御局は、ピコネットＢの運用を記述したビーコンをピコネットＢ内で報知する（Ｐ１８）。さらに、ピコネットＢに組み込まれた通信装置は、ピコネットＢの制御局に対して帯域割当を要求することができる（Ｐ１９）。これに応答して、ピコネットＢの制御局は、先にピコネットＡから割当てられた帯域の一部を、ピコネットＢの通信装置に再度割り当てて、例えばダイレクト・フレームで通知することができる（Ｐ２０）。ピコネットＢの通信装置はこれに対して受領確認を返送してもよい（Ｐ２１）。

ＵＷＢ無線伝送では、互いに不整合な２つ以上のＵＷＢ無線ネットワークが同一エリアにある場合、各ネットワークは重複する超広帯域な占有帯域を用いて低い信号電力密度で通信を行なうため各送受信機の位置関係によっては大きな干渉を与える。これに対し、図１５に示したようなピコネット間の動作シーケンスをＵＷＢ無線通信方式に適用した場合、リソースの重複が生じなくなるため、有効に干渉を回避することができ、ネットワーク間で互いに妨害を与えずにＵＷＢ無線伝送を行なうことが可能となる。

図１６には、他のピコネットとの間で親子関係を形成しながら互いの干渉を回避してピコネットの共存を実現するための制御局の処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理動作は、実際には制御局として動作する無線通信装置１０内の制御部６７が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現される。

近隣にピコネットが既に存在するかどうかを、例えば近隣局のビーコンを受信することで検出する（ステップＳ２１）。

近隣局のビーコン信号が受信できた場合には、この既存の近隣局のピコネットに対して子ピコネットとして参入することを試みる。この場合、そのビーコン情報から近隣局ピコネットのアドレス情報を獲得する（ステップＳ２２）。

次いで、そのアドレス情報を自局のアドレス情報と比較して、自局アドレスが新しいかどうかを判断する（ステップＳ２３）。自局アドレスが新しい場合には、近隣ピコネットの制御局へ参入要求を送信して（ステップＳ２４）、その近隣ピコネットの制御局からの参入承認を受信したか判断する（ステップＳ２５）。そして、参入承認の受信を持って（ステップＳ２５）、この近隣ピコネットへの参入動作が完了する。この結果、近隣ピコネットを親ピコネットとして、子ピコネットを構築することが可能となる。その後、自局のピコネットに必要な伝送帯域を見積もるようにしてもよい。

次いで、親ピコネットとしての近隣ピコネットの制御局に対して帯域要求を送信する（ステップＳ２６）。そして、その制御局から帯域割当ての受信があれば（ステップＳ２７）、これに対する受領確認を返信する（ステップＳ２８）。

その後、割当てられた帯域で自局のピコネットを運営することが可能になる（ステップＳ２９）。これより以後、自局のピコネットの通信局からの帯域割当て要求が生じた場合には、この割当てられた帯域を再度割当てして通信を行なってもよい。

一方、ステップＳ２１において近隣局のビーコンを受信しなかった場合、あるいは、ステップＳ２３において近隣局ピコネットから獲得した自局アドレスが新しくないと判断された場合には、自局が親ピコネットとして動作する可能性を検討する。すなわち、近隣局から参入要求を受信したかどうかを判断する（ステップＳ３０）。

ここで、近隣局から参入要求を受信したときには、近隣局を自局ネットワークに参入してアドレスを割り当てるとともに、この近隣局に対して参入承認を返送する（ステップＳ３１）。参入承認には、近隣局に割り当てたアドレスを含める。

次いで、この近隣局から帯域要求を受信したときには（ステップＳ３２）、その帯域割当が可能かどうかを判断する（ステップＳ３３）。そして、帯域割当が可能であれば、その近隣局に対して帯域割当を送信する（ステップＳ３４）。

その後、その割り当てた帯域以外の領域で自局のピコネットを運用することになる（ステップＳ３５）。

図１６に示す例では、ピコネットを構築した順番に加えて制御局が持つアドレス情報を基に親子関係を形成するようになっている。ここで言うアドレスには、例えばＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスのような機器（物理的）に固有の識別情報が利用される。この場合、新しいアドレスは新しい機種であることを意味する。したがって、アドレス情報に従いピコネットの親子関係を形成することにより、古いアドレスを持つ無線通信装置を親ピコネットに設定するとともに、より最新の制御局機能を持つ無線通信装置によって再帰的に子ピコネットを構築することができる。親ピコネット側の制御局は同じ空間上で子ピコネットが存在することを必ずしも感知しなくてもよい。

図１７には、同じ周波数チャネルを使用する２つのピコネット間で親子関係を形成しながら互いの干渉を回避して共存を実現するための動作シーケンスについての他の例を示している。但し、親ピコネット及び子ピコネットではそれぞれ図７に示したような構造の伝送フレーム周期でネットワークが運用されているものとする。

親（Ｐａｒｅｎｔ）ピコネットの制御局からは、所定の周期で親ピコネットのビーコンが送信される（Ｐ３１）。

これに対し、子（Ｄａｕｇｈｔｅｒ）ピコネットの制御局側では、子ピコネットを構築する場合に、親ピコネットの競合伝送領域（ＣＡＰ）で子ピコネットの構築要求として帯域割り当て要求（Ｕｎａｓｓｉｇｎｅｄ ＧＴＳ）を送信する（Ｐ３２）。

親ピコネットの制御局では、子ピコネットからの帯域割り当て要求を受信した場合には、子ピコネット構築要求を受信したため、子ピコネットに対する未使用領域の設定を行ない、次の親ピコネットのビーコンに未使用領域を含んで送信して、Ｕｎａｓｓｉｇｎｅｄ ＧＴＳを通知する（Ｐ３３）。

子ピコネットの制御局では、未使用領域を含んだ親ピコネットのビーコンを受信すると、その未使用領域にて子ピコネットの運用を開始し、子ピコネットのビーコンの送信を行なう（Ｐ３４）。このとき、親ピコネットの伝送に利用される領域は、子ピコネット側では未使用領域として設定されている。

さらに、親ピコネットの制御局は、子ピコネットのビーコンを受信すると、自らの未使用領域を用いて、子ピコネットが形成されたことを知ることができる。

このように、親ピコネットと同一空間上で子ピコネットが新規に構築された場合や、別の場所から子ピコネットが親ピコネット内に移動してきた場合など、帯域がまったく割り当てられていない状態で子ピコネットが出現したとしても、ネットワーク間の競合の問題を解決し、帯域（リソース）の動的割当てを好適に行なうことができる。また、親ネットワークは、同一空間上で新規に出現したネットワークに対してリソースを割り当てることができる。

以後、親ピコネットのビーコンが子ピコネットの未使用領域を利用して送信される（Ｐ３５）。

ＵＷＢ無線伝送では、互いに不整合な２つ以上のＵＷＢ無線ネットワークが同一エリアにある場合、各ネットワークは重複する超広帯域な占有帯域を用いて低い信号電力密度で通信を行なうため各送受信機の位置関係によっては大きな干渉を与える。これに対し、図１７に示したようなピコネット間の動作シーケンスをＵＷＢ無線通信方式に適用した場合、リソースの重複が生じなくなるため、有効に干渉を回避することができ、ネットワーク間で互いに妨害を与えずにＵＷＢ無線伝送を行なうことが可能となる。

図１８には、図１７に示したピコネット間の動作手順に従って互いの干渉を回避してピコネットの共存を実現するための、親ピコネット側の制御局の処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理動作は、実際には親ピコネット側の制御局として動作する無線通信装置１０内の制御部６７が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現される。

まず、ステップＳ４１において、無線通信装置は自分が制御局として動作中であるか否かを判別する。

無線通信装置が制御局として動作していなければ、判断ブロックＳ４１の分岐Ｎｏに抜けて、本処理ルーチン全体を終了する。また、制御局として動作中であれば、ステップＳ４２に進んで、さらに子ピコネット構築要求を受信したか否かを判別する。

子ピコネット構築要求を受信していなければ、判断ブロックＳ４２の分岐Ｎｏに抜けて、本処理ルーチン全体を終了する。また、子ピコネット構築要求を受信した場合には、次ステップＳ４３に進んで、子ピコネットに必要な伝送帯域（時間）の情報を獲得する。

ステップＳ４４では、親ピコネットにおいて、該当する伝送帯域を未使用領域として設定することが可能か否かを判別する。

ここで、未使用領域の設定を行なうことができなければ、判断ブロックＳ４４の分岐Ｎｏに抜けて、本処理ルーチン全体を終了する。また、未使用領域の設定を行なうことができるようであれば、次ステップＳ４５において、さらに既存の帯域割当てに変更が必要か否かを判別する。

既存の帯域割当てに変更が必要である場合には、次ステップＳ４６で、親ピコネット内の帯域割当ての変更を行なう。また、帯域割当ての変更が必要でない場合には、ステップＳ４６の処理をスキップする。

次いで、ステップＳ４７では、親ピコネットでの未使用領域の設定を行なう。そして、ステップＳ４８では、その設定を親ピコネットのビーコン情報として送信して、本処理ルーチン全体を終了する。

また、図１９には、図１７に示したピコネット間の動作手順に従って互いの干渉を回避してピコネットの共存を実現するための、子ピコネット側の制御局の処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理動作は、実際には子ピコネット側の制御局として動作する無線通信装置１０内の制御部６７が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現される。

まず、ステップＳ５１では、例えばユーザの指示に基づいて、無線通信装置は自分が制御局として動作する指示を受理したか否かを判断する。

無線通信装置がかかる指示を受理していなければ、判断ブロックＳ５１の分岐Ｎｏに抜けて、本処理ルーチン全体を終了する。また、かかる指示を受理した場合には、次ステップＳ５２に進んで、さらに親となるピコネットのビーコンを受信したか否かを判別する。

親ピコネットのビーコンを受信していなければ、判断ブロックＳ５２の分岐ＮｏからステップＳ５３に進んで、普通のピコネットの制御局として動作して、ビーコンの送信を行ない、本処理ルーチン全体を終了する。

また、親ピコネットのビーコンを受信した場合には、ステップＳ５４に進んで、子ピコネットに必要な伝送帯域（時間）を見積もり、さらに次ステップＳ５５では、親ピコネットにおける競合伝送領域（ＣＡＰ）において子ピコネット構築要求を送信する。

次いで、ステップＳ５６では、親ピコネットのビーコンを受信して、未使用領域の設定が行なわれたか否かを確認する。

ここで、未使用領域の設定が行なわれていなければ、判断ブロックＳ５６の分岐ＮｏからステップＳ５４に復帰して、子ピコネットに必要な伝送帯域を再度見積もり、親ピコネットに対して子ピコネット構築要求を送信する。

他方、親ピコネットで未使用領域の設定が行なわれていることを確認できた場合には、次ステップＳ５７に進んで、子ピコネットでの未使用領域の設定を行なう。

そして、ステップＳ５８では、その未使用領域の設定を子ピコネットのビーコン情報として送信して、本処理ルーチン全体を終了する。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の記載を参酌すべきである。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を概念的に示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線ネットワーク内で、他の通信端末装置と無線通信を行なう無線基地局として動作する通信端末装置の構成を模式的に示した図である。 基地局の配下で無線通信を行なうユーザ局として動作する通信端末装置の構成を模式的に示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線ネットワークで使用されるＴＤＭＡフレームの構成例を示した図である。 ２つのパーソナル・エリア・ネットワークが空間的に分離して存在している様子を示した図である。 第１のピコネット１と第２のピコネット２が空間的に重複して存在している様子を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るピコネット内で使用される伝送フレームの構成を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るピコネット内で動作する無線通信装置１０の構成を模式的に示した図である。 第１のピコネット１の制御局１１と第２のピコネット２の制御局２１との間の動作シーケンスの一例を示した図である。 第１のピコネット１と第２のピコネット２の双方で、それぞれのピコネットで未使用領域を設定するプロセスにおいて使用される伝送フレームの構成を示した図である。 第１のピコネット１と第２のピコネット２の双方で、それぞれのピコネットで未使用領域を設定するプロセスにおいて使用される伝送フレームの構成を示した図である。 第１のピコネット１と第２のピコネット２の双方で、それぞれのピコネットで未使用領域を設定するプロセスにおいて使用される伝送フレームの構成を示した図である。 第１のピコネット１と第２のピコネット２の双方で、それぞれのピコネットで未使用領域を設定するプロセスにおいて使用される伝送フレームの構成を示した図である。 図９に示した動作シーケンスを実現するための、ピコネットを構築する制御局の処理動作を示したフローチャートである。 同じ周波数チャネルを使用する２つのピコネット間で親子関係を形成しながら互いの干渉を回避して共存を実現するための動作シーケンスを示した図である。 他のピコネットとの間で親子関係を形成しながら互いの干渉を回避してピコネットの共存を実現するための制御局の処理手順を示したフローチャートである。 同じ周波数チャネルを使用する２つのピコネット間で親子関係を形成しながら互いの干渉を回避して共存を実現するための動作シーケンスについての他の例を示した図である。 図１７に示したピコネット間の動作手順に従って互いの干渉を回避してピコネットの共存を実現するための親ピコネット側の制御局における処理手順を示したフローチャートである。 図１７に示したピコネット間の動作手順に従って互いの干渉を回避してピコネットの共存を実現するための子ピコネット側の制御局における処理手順を示したフローチャートである。 ＵＷＢを用いたデータ伝送の例を示した図である。

符号の説明

１…第１のピコネット
２…第２のピコネット
１０…無線通信装置
１１…第１のピコネットの制御局
１２…第２のピコネットの制御局
６１…インターフェース
６２…インターフェース・バッファ
６３…無線バッファ
６４…無線通信部
６５…アンテナ
６７…制御部
６８…情報記憶部
１１１，１２１…アンテナ
１１２，１２２…無線受信部
１１３，１２３…復調部
１１４，１２５…要求確認部
１１５，１２６…スケジューラ
１１６，１２８…ビーコン挿入部
１１７，１３０…変調部
１１８，１３１…無線送信部
１２４…ビーコン読取部
１２７…通信制御部
１２９…フレーム構成部

Claims (13)

1. 複数の無線通信装置と各無線通信装置に対して所定の伝送フレーム周期毎に帯域割当てを行なう制御局からなる無線ネットワークが複数共存する無線通信システムであって、
   制御局は、無線ネットワーク内の無線通信装置からの予約要求に応じて伝送フレーム周期内で帯域割り当てを行なうとともに、他の無線ネットワークからのビーコン信号を受信したときに、ビーコン情報を解析して、前記伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自分のピコネット内の伝送フレーム周期の未使用領域として設定して、未使用領域の指定を含んだビーコン信号を無線ネットワーク内に送信し、
   制御局以外の各無線通信装置は、制御局から送られてくるビーコン情報を受信し、そのビーコン情報に記載されている伝送フレーム周期内の該当する帯域割当て情報を確認して通信動作を行なう、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記伝送フレーム周期は無線ネットワーク内の各無線通信装置がそれぞれ帯域予約して情報伝送を行なう非競合伝送領域を含み、
   前記制御局は、自ネットワークの伝送フレーム周期の非競合伝送領域のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域として設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記制御局は、前記信号検出手段が他の無線ネットワークの信号を検出しなくなったことに応答して、自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域の設定を解除する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記制御局は、他の無線ネットワークにおける未使用領域を解析し、他の無線ネットワークにおける未使用領域を用いて自ネットワークの伝送フレーム周期の帯域割り当てを行なう、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう無線通信制御装置であって、
   他の無線ネットワークからの信号を検出する信号検出手段と、
   前記信号検出手段が検出したビーコン信号を基に、自ネットワークの伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる領域を解析する帯域解析手段と、
   自ネットワークの伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域として設定する帯域割り当て手段と、
   自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域の指定を含んだビーコン信号を無線ネットワーク内に送信するビーコン送信手段と、
   を具備することを特徴とする無線通信制御装置。
6. 前記伝送フレーム周期は無線ネットワーク内の各無線通信装置がそれぞれ帯域予約して情報伝送を行なう非競合伝送領域を含み、
   前記帯域割り当て手段は、自ネットワークの伝送フレーム周期の非競合伝送領域のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域として設定する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信制御装置。
7. 前記帯域割り当て手段は、前記信号検出手段が他の無線ネットワークの信号を検出しなくなったことに応答して、自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域の設定を解除する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信制御装置。
8. 前記帯域解析手段は、他の無線ネットワークにおける未使用領域を解析し、
   前記帯域割り当て手段は、他の無線ネットワークにおける未使用領域を用いて自ネットワークの伝送フレーム周期の帯域割り当てを行なう、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信制御装置。
9. 各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当てを行なう無線通信制御方法であって、
   他の無線ネットワークからの信号を検出する信号検出ステップと、
   前記信号検出ステップで検出したビーコン信号を基に、自ネットワークの伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を解析する帯域解析ステップと、
   自ネットワークの伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域として設定する帯域割り当てステップと、
   自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域の指定を含んだビーコン信号を無線ネットワーク内に送信するビーコン送信ステップと、
   を具備することを特徴とする無線通信制御方法。
10. 前記伝送フレーム周期は無線ネットワーク内の各無線通信装置がそれぞれ帯域予約して情報伝送を行なう非競合伝送領域を含み、
    前記帯域割り当てステップでは、自ネットワークの伝送フレーム周期の非競合伝送領域のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域として設定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信制御方法。
11. 前記帯域割り当てステップでは、前記信号検出ステップにおいて他の無線ネットワークの信号を検出しなくなったことに応答して、自ネットワークの伝送フレーム周期の無線ネットワーク内の未使用領域の設定を解除する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信制御方法。
12. 前記帯域解析ステップでは、他の無線ネットワークにおける未使用領域を解析し、
    前記帯域割り当てステップでは、他の無線ネットワークにおける未使用領域を用いて自ネットワークの伝送フレーム周期の帯域割り当てを行なう、
    ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信制御方法。
13. 各無線通信装置間で所定の伝送フレーム周期毎の帯域予約伝送が行なわれる無線ネットワークが複数共存するネットワーク環境下で、無線ネットワーク内の伝送フレーム周期の帯域割当て処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
    他の無線ネットワークからの信号を検出する信号検出手順と、
    前記信号検出ステップで検出したビーコン信号を基に、自ネットワークの伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークで帯域予約伝送が行なわれる伝送帯域を解析する帯域解析手順と、
    自ネットワークの伝送フレーム周期のうち他の無線ネットワークの情報伝送に影響を与える領域を自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域として設定する帯域割り当て手順と、
    自ネットワークの伝送フレーム周期の未使用領域の指定を含んだビーコン信号を無線ネットワーク内に送信するビーコン送信手順と、
    を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
    

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