JP4779437B2 - 無線通信方法および無線通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信ネットワークにおけるアドホック通信をするときの無線通信方法および無線通信装置に関する。
従来より、アドホック通信するときの無線通信方法および無線通信装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図２２は特許文献１に記載された無線通信方法を示すものである。
図２２において、無線通信装置が所定の時間間隔で管理情報の通知周期を設定して、自己の情報受信開始位置を示す受信タイミング情報と受信ウィンドウ情報と受信周期情報とを記載した管理情報を送信する。管理情報を受信できた他の無線通信装置は、該当する無線通信装置の通信装置番号に関連付けて、受信タイミングと受信ウィンドウ、受信周期を記憶しておく。情報伝送時には、通信相手の受信タイミングと受信ウィンドウ、受信周期とから該当する通信装置における受信開始位置を求めて、そのタイミングで情報を送信する。
また、別の従来例として、特許文献２に記載されている無線通信装置があった。図２１は特許文献２に記載された無線通信装置の構成を示すブロック図である。
図２１において、従来の無線通信装置はパルス通信用のパルス無線機２００４とアンテナ２００３に加えて、アドホックネットワークシステムを利用する狭帯域無線機２００２およびアンテナ２００１とを設け、この狭帯域無線通信機２００２を使用して無線通信端末間でリクエストなどの制御データの送受信を行っている。これにより、従来の無線通信装置はデータ通信のためのスケジュール情報を更新し、そのスケジュール情報に従って、パルス通信方式を使用したデータ通信を行っていた。
特開２００３−２２９８６９号公報（第１１頁−第１２頁、第２図） 特開２００４−１２８６１６号公報（第５頁−第８頁、第２図）
しかしながら、特許文献１に記載の従来の方法では、無線通信装置は受信ウィンドウの時間のみデータフレームを待ち受けることが可能となり低消費電力化できたが、送信要求を受信する受信ウィンドウが指定されるため、複数の無線通信装置からの送信要求がその受信ウィンドウに集中してしまい、送信要求を正しく受信できない可能性が高くなるという課題を有していた。
また、自己宛以外の通信要求や通信応答は自己の受信ウィンドウとは、ずれているので、それらを受信することができない。このため、他の無線通信装置がデータを受信する拡張された受信ウィンドウの時間帯を知ることができないので、その時間帯にデータを送信してしまう可能性が高くなるという課題を有していた。
また、特許文献２に記載の従来の無線通信装置は、狭帯域無線機は周囲に無線通信装置があるか否かにより待機状態になるが、パルス無線機は常時稼働している。このため、従来の無線通信装置は消費電力を低減することが困難であった。
本発明はこのような課題を解決するもので、無線通信装置の受信待ち状態での消費電力をさらに低減しながら、他の無線通信装置との通信の衝突を回避することのできる無線通信方法、送信装置、受信装置、および無線通信装置を提供することを目的とする。
本発明の無線通信方法は、第１の無線通信装置と、第２の無線通信装置とがデータ通信を行うチャネルであって、初期に休止状態である第１チャネルの他に、第１チャネルよりも低消費電力で常時通信可能な第２チャネルを有していることが必要であって、第１の無線通信装置が、第２の無線通信装置へ制御情報を第２チャネルで発信するステップと、第２の無線通信装置が第２チャネルでその制御情報を受信し、第１チャネルでのデータ受信を稼働状態にするステップと、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とが第１チャネルでデータを送受信した後に、第１チャネルでの受信を休止状態に戻すステップとを有するものである。
これにより、第２の無線通信装置は、データの待ち受け時間中に、より消費電力の低い第２チャネルを使用することで、低消費電力化を図ることができる。
また、本発明の無線通信方法の第１の無線通信装置と第２の通信装置とはＵＷＢ無線通信装置であって、第１チャネルが広帯域伝送路であり、第２チャネルが変復調速度を予め規定した値以下の狭帯域伝送路である。
これにより、第２チャネルの変調速度が第１チャネルより遅いので、第１の無線通信装置乃至第３の無線通信装置は第２チャネルでの通信時の消費電力を第１チャネルでの消費電力よりも低くすることができる。
また、本発明の無線通信方法の制御情報には、データ送信を行う時間帯の記載された通信時間予約要求情報をさらに含み、第２の無線通信装置が受信した制御情報に含まれる通信時間予約要求情報が自己宛であるときに、当該通信時間予約要求情報に自己宛の通信予約を受信したことを通知する情報を付加した通信時間予約応答情報を第２チャネルで発信するステップと、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置との少なくともいずれかの通信可能範囲に位置する第３の無線通信装置が、第１の無線通信装置からの前記通信時間予約要求情報と第２の無線通信装置からの通信時間予約応答情報との少なくともいずれか一方を第２チャネルで受信し、通信時間予約要求情報あるいは通信時間予約応答情報に記載の時間帯を発信禁止の時間帯として記憶するステップと、第３の無線通信装置が、記憶した発信禁止の時間帯に基づいて自己の送受信可能時間帯を決定するステップとをさらに有し、第１の無線通信装置が通信時間予約要求情報に指定された時間帯で第２チャネルを用いてデータを送信するものである。
これにより、通信時間予約情報を受信した無線通信装置は、予約された通信時間情報を含む応答を周囲に送信するので、通信要求された無線通信装置の通信可能エリアにある無線通信装置はその通信予約された時間帯を知ることができる。 また、本発明の無線通信方法は、第２の無線通信装置が第１の無線通信装置へ、第２チャネルを使用して通信時間予約要求情報を送信することを要求するステップをさらに有し、第１の無線通信装置が、第２の無線通信装置からの要求に応じて、制御情報を第１チャネルと第２チャネルのいずれかで送信するものである。
これにより、第２の無線通信装置は第２チャネルを使用できることを他の無線通信装置へ予め通知できるので、低消費電力で受信可能な第２チャネルで受信することが可能になる。
また、本発明の無線通信方法は、さらに第１の無線通信装置が第２の無線通信装置へのマルチキャストを第２チャネルで行うものである。
これにより、第１の無線通信装置はすべての無線通信装置に低消費電力で通信時間予約情報を通知することができる。
本発明の受信装置は、常時受信可能な狭帯域チャネルでプリアンブルを受信する第１受信部と、ＵＷＢのチャネルでデータを受信しパワーセーブ可能な第２受信部と、第１受信部により前記プリアンブルを受信したときに、第２受信部のパワーセーブを制御する通信データ選別部とを有し、通信データ選別部が第２受信部をパワーセーブ状態にし、第１受信部からプリアンブルを受信したときには第２受信部のパワーセーブを解除してＵＷＢのチャネルからデータ受信を行うものである。
これにより、本発明の受信装置は、データ通信をするとき以外はＵＷＢチャネルを使用する第２受信部をパワーセーブ状態にし、それ以外の時間はＵＷＢのチャネルよりも低消費電力で通信可能な狭帯域チャネルでプリアンブルの受信を待ち続けることになる。これにより、ＵＷＢ通信を行う受信装置のトータル的な消費電力を低減することが可能になる。また、本発明の受信装置は通信方式にかかわらずいかなるプロトコルに対しても適応可能になる。
本発明の受信装置は、常時受信可能な狭帯域チャネルで制御情報を受信する第１受信部と、ＵＷＢのチャネルでデータを受信し、パワーセーブ可能な第２受信部と、第１受信部により受信した制御情報から、自己宛か否かを判別して第２受信部のパワーセーブを制御する通信データ選別部とを有し、通信データ選別部が第２受信部をパワーセーブ状態にし、第１受信部から自己宛の制御情報を受けたとき、第２受信部のパワーセーブを解除して、ＵＷＢのチャネルからデータ受信を行うものである。
これにより、受信装置はデータ通信をするとき以外はＵＷＢチャネルを使用する第２受信部をパワーセーブ状態にし、ＵＷＢのチャネルよりも低消費電力で通信可能な狭帯域チャネルで制御情報の受信を待ち続けることになる。これにより、ＵＷＢ通信を行う受信装置のトータル的な消費電力を低減することが可能になる。
本発明の送信装置は、制御情報を広いパルス幅のパルスとして出力する制御情報パルス発生部と、送信データを制御情報パルス発生部よりも狭いパルス幅のパルスとして出力するデータパルス発生部と、その制御情報パルス発生部とデータパルス発生部とから入力されたパルスのパルス幅に応じた発振信号を出力する発振部と、この発振部から出力される信号を送出する送信部とを有し、発振部が制御情報パルス発生部からのパルス入力により狭帯域チャネルの信号を出力したり、データパルス発生部からのパルス入力によりＵＷＢチャネルの信号を出力したりすることにより出力帯域を切り替えるものである。
これにより、本発明の送信装置は簡単な構成で出力帯域を切り替えることができる。
本発明の無線通信装置は、本発明の受信装置と本発明の送信装置とを有している。これにより、本発明の無線通信装置同士が通信する場合に、トータル的な消費電力を低減することが可能になる。
また、本発明の無線通信装置の生成する制御情報は、送信元無線通信装置のデータ送信を行う時間帯が記載された通信時間予約要求情報を含み、受信装置は通信時間予約要求情報から送信元無線通信装置の識別子とデータ送信の予約の時間帯とを抽出する通信情報解析部と、その通信情報解析部が制御データの宛先を自己であるときに、識別子と予約の時間帯とを対応づけて記録する通信予約テーブルと、通信時間予約要求情報に正常受信を通知する情報を付加した通信時間予約応答情報を生成する応答情報生成部とをさらに有し、送信装置の制御情報パルス発生部が応答情報生成部の生成した通信時間予約応答情報に基づいてパルスを生成し、発振部が当該パルスに応じて狭帯域チャネルの信号を発生するものである。
これにより、通信時間予約情報を受信した無線通信装置は、予約された通信時間情報を含む応答を周囲に送信するので、通信要求された無線通信装置の通信可能エリアにある無線通信装置はその通信予約された時間帯を知ることができる。
また、本発明の無線通信装置は、通信データ選別部が自己宛のデータ送信の予約時間帯のみＵＷＢのチャネルを受信可能にするものである。このため、ＵＷＢのチャネルを使用する時間帯は最小限に限定できるので、消費電力をより一層低減することが可能になる。
また、本発明の無線通信装置は、狭帯域チャネルが変復調速度を予め規定した値以下に設定したチャネルである。
これにより、狭帯域チャネルでの消費電力を規定値以下に押さえることができる。
本発明により、送信装置は簡単な構成で出力信号の帯域切り替えが可能であり、受信装置はキャリアセンス信号を低消費電力状態で受信できる。さらに、複数の無線通信装置が相互に干渉することなしに無線通信することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における無線通信ネットワークの構成を示す図である。
図１において、無線通信装置１０１乃至１０４はそれぞれ通信可能エリア１１１乃至１１４内の他の無線通信装置とマルチアクセス方式の超広帯域（ＵＷＢ）無線通信を行うものであり、無指向性アンテナにより通信可能エリア全体へＵＷＢのチャネルでデータを伝送する。なお、無線通信装置１０１乃至１０４は自由に空間を移動することができる。
図２は、無線通信装置１０１乃至１０４の構成を示すブロック図である。
図２において、受信部２０１はアンテナ２００から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、フレームを生成するものであり常時受信可能状態にある。また、送信部２１１は、デジタル信号フレームをアナログ信号に変換し、アンテナ２００から送出するものである。アンテナ２００は、無指向性アンテナであり、通信可能エリア内へ電波を放出する。
通信データ選別部２０２は、受信部２０１がアンテナ２００から受信したフレームの種類を判別するものである。受信するフレームの種類としては、通信要求ＲＴＳフレーム（以下、「ＲＴＳフレーム」という。）、通信確認信号ＣＴＳ（以下、「ＣＴＳフレーム」という。）、通信非確認信号ｎＣＴＳ（以下、「ｎＣＴＳフレーム」という。）、データフレーム、キープアライブ（Keep Alive）フレームなどがある。
ここで、各フレームについて説明する。
図３はＲＴＳフレームフォーマットを示している。
図３において、フレームコントロール３０１はフレームの識別情報であり、ＲＴＳフレーム固有のコードが設定される。占有時間３０２は、ＲＴＳフレームの応答信号であるＣＴＳフレームを受信受付する許容時間を示す。送信ステーションＩＤ３０３は、送信元の無線通信装置を特定するものでＭＡＣアドレスが設定される。受信ステーションＩＤ３０４は、送信宛先を特定するもので、送信宛先の無線通信装置のＭＡＣアドレスが設定される。エントリー数３０５は、予約するデータ送信時間帯の個数を示すものであり、フレームＩＤ３０６はＲＴＳフレームを特定するものである。
送信開始時間３０７と送信占有時間３０８は、ＣＴＳ受信時点からデータフレームを送信開始するまでの時間と、通信で占有する時間を示している。コリージョンビット（ＣＯ）３０９は、衝突を示すものであるが、ＲＴＳフレームでは使用しない。チャネル番号（ＣＨ）３１０は、データフレームの通信で使用するチャネルを指定するものである。
図４はＣＴＳフレームおよびｎＣＴＳフレームのフレームフォーマットを示している。
図４のＣＴＳフレームの受信開始時間４０１と受信占有時間４０２は、ＲＴＳフレームで通知されたデータフレームの送信開始までの時間と、その送信で占有される時間を示す。一方、ｎＣＴＳフレームの場合は、受信側の無線通信装置が指定する受信を許可するＣＴＳ送信時点からデータフレームを受信開始するまでの時間と、その受信で占有できる時間を示す。
また、ＣＴＳフレームのコリージョンビット（ＣＯ）３０９は、他の無線通信装置から取得した通信禁止の時間帯と、ＲＴＳフレームで指定された通信予約の時間帯とに重複する時間帯があることを示すが、ｎＣＴＳフレームの場合はコリージョンビットを使用しない。
フレームＩＤ３０６は、受信した応答対象のＲＴＳフレームを特定するものである。なお、フレームコントロール３０１には、ＣＴＳフレームとｎＣＴＳフレームとでそれぞれ異なる識別コードを使用する。
図５はキープアライブフレームのフォーマットを示している。
図５において、フレームコントロール３０１にはキープアライブフレームを識別するためのコードが設定される。送信ステーションＩＤ５０１は、送信元の無線通信装置を特定する識別子であり、ＭＡＣアドレスが設定される。送信時刻５０２は、キープアライブフレームの送信時刻を示し、送信間隔時間５０３は送信する周期を示している。さらに、ＰＳ５０４は無線通信装置がパワーセーブ状態にあることを示している。
図６はデータフレームのフォーマットを示している。
図６において、送信ステーションＩＤ３０３はデータの送信元の無線通信装置を特定するものである。発信ステーションＩＤ６０１は、データを中継している無線通信装置を特定するものである。受信ステーションＩＤ３０４は、データの中継先の無線通信装置を特定するものであり、宛先ステーションＩＤ６０２はデータの最終宛先の無線通信装置を特定するものである。ここでは、受信ステーションＩＤ３０４と宛先ステーションＩＤ６０２には、無線通信装置それぞれのＭＡＣアドレスが設定される。
通信データ選別部２０２は、以上のような種別のデータフレームを、フレームコントロール３０１により選別する。
通信情報解析部２０４は、通信データ選別部２０２がＲＴＳフレームを選別したとき、ＲＴＳフレームから送信ステーションＩＤ３０３と送信開始時間３０７と送信占有時間３０８とを抽出し、通信禁止テーブル２０５に登録するものである。また、通信情報解析部２０４は、通信データ選別部２０２がＣＴＳフレームを選別したとき、ＣＴＳフレームの送信ステーションＩＤが自己のＭＡＣアドレスでない場合、送信ステーションＩＤ３０３、受信開始時間４０１、受信占有時間４０２とを抽出し、通信禁止テーブル２０５に登録する。通信禁止テーブル２０５のフォーマットを図８に示す。
図８において、送信元ＩＤ８０１には送信ステーションＩＤ３０３が記録され、使用開始時刻８０３にはＲＴＳフレームを受信した時刻に送信開始時間を加算した時刻が記録され、送信占有時間８０４には使用開始時刻８０３に送信占有時間３０８を加算した時刻が記録される。あるいは、使用開始時刻８０３には、ＣＴＳフレームを受信した時刻に受信開始時間を加算した時刻が記録され、送信占有時間８０４には使用開始時刻８０３に受信占有時間を加算した時刻が記録される。フレームＩＤ８０５には、フレームＩＤ３０６が記録され、受信チャネルＩＤ８０６には、ＣＨ３１０が記録される。
また、通信情報解析部２０４は、ＣＴＳフレームの送信ステーションＩＤが自己のＭＡＣアドレスである場合、通信予約テーブル２０６に登録済みの通信予約時間帯に通信可のフラグを設定する。通信予約テーブル２０６は、自己が他の無線通信装置と送信するときに記憶している通信予約情報であり、その通信予約情報のフォーマットを図９に示す。
図９において、受信先ＩＤ９０２は、通信相手先のＭＡＣアドレスが記録され、使用開始時刻９０３は予約した通信開始までの時間が記録され、送信占有時間９０４は予約した通信の占有時間が記録され、フレームＩＤ９０５には、フレームＩＤ３０６が記録され、応答９０６には応答の有無を示すフラグが記録される。
通信・応答情報生成部２０７は、通信情報解析部２０４から自己宛のＲＴＳフレームを受信したことの通知を受けて、ＲＴＳフレームに応答するＣＴＳフレームを生成するものである。このとき、通信・応答情報生成部２０７は、通信予約された時間帯の全部あるいは一部を含む他の無線通信装置からの登録が通信禁止テーブル２０５に有るか否かをチェックするものである。なお、通信・応答情報生成部２０７のＣＴＳフレームを生成する機能は本発明の応答情報生成部に相当する。
また、通信・応答情報生成部２０７は、次に述べる通信データ生成部２１０からの通信予約要求を受け、他の無線通信装置へ通信予約するためのＲＴＳフレームを生成するものである。また、通信・応答情報生成部２０７は、イベントタイマ２０９にデータを送信開始するまでの時間を設定する。
通信データ生成部２１０は、アプリケーション部２０３からの通信要求を受け、アプリケーション部２０３から渡されたコンテンツデータなどから送信データフレームを生成するものである。また、データ送信する時間帯を予約する指示を通信・応答情報生成部２０７へ行う。
以上のように構成された無線通信装置１０１乃至１０４の行う通信動作について説明する。
初期状態において、通信・応答情報生成部２０７は、常時、規定の周期でキープアライブフレームを生成し、送信部２１１から通信可能エリア内の他の無線通信装置へ送信する。
また同時に、通信データ選別部２０２は受信部２０１を介して他の無線通信装置からキープアライブフレームを受信すると、送信ステーションＩＤから通信可能エリアにいる無線通信装置を認識する。
このようにして、無線通信装置１０１乃至１０４は相互に自己の存在を通知し合うことになる。すなわち、図１の無線通信ネットワークにおける無線通信装置１０１乃至１０４の位置関係の場合、無線通信装置１０１は無線通信装置１０２の存在を検出し、無線通信装置１０２は無線通信装置１０１、１０３、１０４の存在を検出する。また、無線通信装置１０３は、無線通信装置１０２、１０４を検出し、無線通信装置１０４は無線通信装置１０２、１０３を検出する。
次に、無線通信装置が通信可能エリア内の宛先の無線通信装置へ、データ送信するために行う、通信予約の動作を説明する。
図１０は通信予約のためのＲＴＳフレームを送出する動作を示すフロー図である。
まず、通信データ生成部２１０は、アプリケーション部２０３から他の無線通信装置へのコンテンツデータの送出要求を受けると（ステップＳ１００１）、通信・応答情報生成部２０７へ通信予約を指示する。
次に、通信・応答情報生成部２０７は、通信禁止テーブル２０５を参照し、通信禁止となっていない時間帯を求める。そして、通信可能な時間帯を通信予約テーブルに登録する（ステップＳ１００２）。なお、通信禁止テーブル２０５は初期状態で禁止時間帯が記録されていないが、無線通信装置が自己宛でない通信予約を受信したとき、通信情報解析部２０４が通信禁止時間帯を記録している。
次に、通信・応答情報生成部２０７は、送信可能な時間帯を予約するために、送信開始時間と送信占有時間とをそれぞれＲＴＳフレームの送信開始時間３０７、送信占有時間３０８へ設定する。また、自己のＭＡＣアドレスを送信ステーションＩＤ３０３へ、宛先のＭＡＣアドレスを受信ステーションＩＤ３０４にそれぞれ設定し、ＲＴＳフレームを生成する（ステップＳ１００３）。その後、通信・応答情報生成部２０７は、ＲＴＳフレームを送信部２１１へ送出し、アンテナ２００を介して発信される（ステップＳ１００４）。
以上が無線通信装置からのデータ送信予約の動作である。
次に、無線通信装置が行う受信動作とデータ送信動作について図１１乃至図１３を用いて説明する。
まず、アンテナ２００から受信された信号は、受信部２０１でデジタルフレームに変換される（ステップＳ１１０１）。通信データ選別部２０２は、受信部２０１で変換されたデジタルフレームの種別を選別する（ステップＳ１１０２）。
その後、フレームの種類により、ＣＴＳフレーム処理（ステップＳ１１０３）、ＲＴＳフレーム処理（ステップＳ１１０４）、およびその他の処理（キープアライブフレームやデータフレームなどを受信した場合の処理：ステップＳ１１０５）を行う。
以下に各フレーム処理について、詳細に説明する。
図１２はＣＴＳフレーム処理（ステップＳ１１０３）を示すフロー図である。
まず、通信情報解析部２０４が、受信したＣＴＳフレームの送信ステーションＩＤのＭＡＣアドレスが自己のものと一致するか否かを判定する（ステップＳ１２０１）。ＭＡＣアドレスが自己宛でない場合は、通信禁止テーブル２０５へ送信開始時間３０７と送信占有時間３０８とから求めた使用開始時刻８０３と送信占有時間８０４を送信ステーションＩＤ３０３（送信元ＩＤ８０１）に対応づけて登録する（ステップＳ１２０２）。
一方、ＭＡＣアドレスが自己宛である場合、通信予約テーブル２０６へ応答９０６に応答有りのフラグをセットする（ステップＳ１２０３）。
次に、通信・応答情報生成部２０７は、通信予約テーブル２０６から受信ステーションＩＤ３０４に該当する受信先ＩＤ９０２に登録済みの使用開始時刻９０３をイベントタイマ２０９にセットし、起動する（ステップＳ１２０４）。
次に、イベントタイマ２０９は、イベントタイマがタイムアップすると、通信データ生成部２１０へ通知する（ステップＳ１２０５）。これを受けて、通信データ生成部２１０は、アプリケーション部２０３から送信すべきコンテンツデータ等を受け取り、データフレーを生成する（ステップＳ１２０６）。その後、通信データ生成部２１０は、生成されたデータフレームを送信部２１１へ送出し、アンテナ２００を介して発信される（ステップＳ１２０７）。
次に、ＲＴＳフレーム処理（ステップＳ１１０４）について、図１３にフロー図を示し、説明する。
まず、通信情報解析部２０４は、ＲＴＳフレームの送信ステーションＩＤ３０３のＭＡＣアドレスが自己のものと一致するか否かを判定する（ステップＳ１３０１）。ＭＡＣアドレスが自己宛でない場合は、通信禁止テーブル２０５へ送信開始時間３０７と送信占有時間３０８とから求めた使用開始時刻８０３と送信占有時間８０４を送信ステーションＩＤ３０３（送信元ＩＤ８０１）に対応づけて登録する（ステップＳ１３０２）。
一方、ＭＡＣアドレスが自己宛である場合、通信禁止テーブル２０５を参照して、受信した通信予約時間帯と一部でも重複する時間帯が登録されているか否かをチェックする（ステップＳ１３０３）。
通信・応答情報生成部２０７は、重複しない場合は、他の無線通信装置からの干渉なしに受信できると判断し、ＣＴＳフレームを生成する（ステップＳ１３０４）。その後、通信・応答情報生成部２０７は、生成したＣＴＳフレームを送信部２１１へ送出し、アンテナ２００を介して発信される（ステップＳ１３０５）。
一方、ステップＳ１３０３において、重複する時間帯があった場合、通信禁止テーブル２０５を参照し、登録されている通信禁止の時間帯を合わせた禁止時間帯を算出する（ステップＳ１３０６）。
次に、通信・応答情報生成部２０７は、算出した通信禁止の時間帯をｎＣＴＳフレームの受信開始時間４０１と受信占有時間４０２に設定する。また、フレームＩＤ３０６には、ＲＴＳフレームと同一のフレームＩＤをセットする（ステップＳ１３０７）。なお、算出した時間帯が複数ある場合は、それらの受信開始時間４０１と受信占有時間４０２をセットし、エントリー数にその組数を設定する。その後、通信・応答情報生成部２０７は、生成されたｎＣＴＳフレームを送信部２１１へ送出し、アンテナ２００を介して発信される（ステップＳ１３０８）。
また、その他の受信処理（ステップＳ１１０５）については、通常の受信処理であり、通信データ選別部２０２からデータ等がアプリケーション部２０３へ渡される。
次に、図１に示す無線通信ネットワークにおいて、無線通信装置が相互に通信する動作について、図７を用いて以下に説明する。ここでは、無線通信装置１０１が無線通信装置１０２へデータを送信する場合を例に説明する。
まず、無線通信装置１０３が通信可能エリア１１３内の無線通信装置１０４に対して通信を行うため、無指向性アンテナからＲＴＳ信号７０１をエリア１１３内へ送信している。無線通信装置１０２は、エリア１１３内に存在するので、無線通信装置１０３からのＲＴＳ信号７０１を受信する。このとき、無線通信装置１０２は、通信禁止テーブルに通信禁止の時間帯として登録する。図８はこのときの登録データ示しており、送信元ＩＤ８０１には受信したＲＴＳ信号７０１の送信ステーションＩＤのＭＡＣアドレスを、受信先ＩＤ８０２には受信したＲＴＳ信号７０１の受信先ステーションＩＤ３０４を、使用開始時刻８０３には受信したＲＴＳ信号７０１の送信開始時間３０７を、送信占有時間８０４にはＲＴＳ信号７０１の送信占有時間３０８を、フレームＩＤには受信したＲＴＳ信号７０１のフレームＩＤ３０６が、受信チャネルＩＤには受信したＲＴＳ信号７０１のチャネル番号（ＣＨ）３１０がそれぞれ記録される。
次に、無線通信装置１０４からＣＴＳ信号７０２が、無線通信装置１０３に向けてエリア１１４に発信される。無線通信装置１０２は、エリア１１４内にも位置しているので、ＣＴＳ信号７０２を受信する。このとき、無線通信装置１０２は、通信禁止テーブル２０５に通信禁止の時間帯として登録しようとするが、すでにＲＴＳ信号７０１を受信したときに登録済みのため、再登録は行わない。
次に、無線通信装置１０１が通信可能エリア１１１内にある無線通信装置１０２と通信を開始するためＲＴＳ信号７０３を送信する。
次に、無線通信装置１０２は無線通信装置１０１からＲＴＳ信号７０３を受信すると、ＲＴＳフレームの送信ステーションＩＤ３０３および、受信ステーションＩＤ３０４から、無線通信装置１０１が自己宛へ通信を要求していると認識する。また、無線通信装置１０２は、送信開始時間３０７と送信占有時間３０８とからデータ送信の時間帯を検出する。無線通信装置１０２は、通信禁止テーブル２０５を参照し、検出した時間帯が先に記録した無線通信装置１０３と無線通信装置１０４との間の通信時間帯と同じチャネルにおいて重複する部分があることを検出する。無線通信装置１０２は、重複した通信時間帯があることを検出したことにより無線通信装置１０１に対し指定された時間帯での受信ができないことと、通信禁止の時間帯とをｎＣＴＳ信号７０４により通知する。但し、通信禁止テーブル２０５のチャネルが異なるチャネルの場合は、通常行われているように、ＲＴＳ信号に対応してＣＴＳ信号を返す。
次に、無線通信装置１０１は、ｎＣＴＳ信号７０４を受信すると、無線通信装置１０２から通知された通信禁止の時間帯を除いた時間帯で、送信条件に適合する時間帯を求め、改めてＲＴＳ信号７０５に求めた時間帯を指定して通信予約する。
次に、無線通信装置１０２は、ＲＴＳ信号７０５を受信すると、通信禁止テーブル２０５に登録された通信禁止の時間帯と重複しないことを確認し、無線通信装置１０１へＣＴＳ信号７０６を送信する。また、通信予約テーブル２０６に登録し、他の無線通信装置からの自己宛への送信を拒否する。図９はこのときの登録データ示しており、送信元ＩＤ９０１にはＲＴＳ信号７０５の送信ステーションＩＤ３０３が、受信先ＩＤ９０２にはＲＴＳ信号７０５の受信ステーションＩＤ３０４が、使用開始時刻９０３にはＲＴＳ信号７０５の送信開始時間３０７が、送信占有時間９０４にはＲＴＳ信号７０５の送信占有時間３０８が、フレームＩＤ９０５にはＲＴＳ信号７０５のフレームＩＤ３０６が、応答９０６には「０」がそれぞれ記録される。
次に、無線通信装置１０１は、ＣＴＳ信号７０６を受信し、通信可能と判断すると、送信開始時間ｔ１をイベントタイマ２０９に設定し、起動する。このとき、無線通信装置１０２の通信可能エリア１１２に位置する無線通信装置１０３と無線通信装置１０４にもＣＴＳ信号７０６は伝わる。無線通信装置１０３と無線通信装置１０４においても、無線通信装置１０２と同様に、通信禁止の時間帯として通知された時間帯をそれぞれが記録する。
その後、無線通信装置１０３から無線通信装置１０４へデータ送信７０７〜７０８が行われる。このとき、無線通信装置１０２は、これらのデータ送信を受信するが自己宛でないので無視する。
次に、無線通信装置１０１が、設定した送信開始時間ｔ１の経過後、データ送信７０９〜７１０を行い、無線通信装置１０２がそれらを受信する。また、無線通信装置１０１は、さらに送信すべきデータが残っている場合、あるいは、同期して無線通信装置１０２へデータ送信したい場合、信号７１１により、データの継続と、次回のＲＴＳ信号を送信する時間ｔ２とを通知する。なお、このときに使用するフレームはＲＴＳフレームと同一である。
次に、無線通信装置１０２は、ＲＴＳ信号７１２が送られてくる時間ｔ２を取得すると、通信予約テーブルに登録し、他の無線通信装置から自己宛への送信を拒否する。
次に、無線通信装置１０１は、指定した時間ｔ２に無線通信装置１０２へＲＴＳ信号７１２を送信し、通信予約する。このとき新たに、通信開始時間ｔ３を通知する。
以降の動作は、ＲＴＳ信号７０５を受信した後の動作と同一であり、無線通信装置１０２は、ＲＴＳ信号７１２を受信すると、通信禁止テーブル２０５に登録された通信禁止の時間帯と重複しないことを確認し、無線通信装置１０１へＣＴＳ信号７１３を送信する。その後、時間ｔ３経過後、無線通信装置１０１がデータ送信７１４〜７１５を行い、無線通信装置１０２がそれらを受信する。
なお、本実施の形態では、送信宛先の無線通信装置から送信元の無線通信装置へ通信禁止の時間帯を通知していたが、これに限らず、通信が許可できる時間帯を通知することも可能である。これにより、受信側の無線通信装置にとって適する時間帯のみを通知することができ、複数の通信禁止の時間帯を通知するのに較べ、ＣＴＳフレーム長を短くすることも可能になる。
また、本実施の形態では、無線通信装置１０２が無線通信装置１０１からの通信予約が有った際に通信禁止の時間帯と重複する場合、ｎＣＴＳフレーム７０４により受信非許可と通信禁止の時間帯を通知しているが、これに限らず、ＣＴＳフレームのコリージョンビット（ＣＯ）３０９をセットして受信非許可のみ通知することも可能である。この場合、送信元の無線通信装置は受信非許可の通知を受け、必要で有れば送信先の無線通信装置へ通信禁止の時間帯を問い合わせる。そして、送信先の無線通信装置がこれに応答して通信禁止の時間帯を通知するようにすることも可能である。これにより、送信元の無線通信装置は必要がなければ通信禁止の時間帯を問い合わせないので、送信元と送信先の無線通信装置は余分な情報の送信をしないで済ませることができる。
以上のように、本発明に係る無線通信装置は、通信可能エリア内の他の無線通信装置から発信されるＲＴＳ信号を受信できるので、自己との通信以外を行う他の無線通信装置がデータ送信で使用する時間帯を知ることができる。このため、自己宛の通信は、他の無線通信装置がデータ送信する時間帯をさけて行うことが可能になるので、無線通信装置は干渉なしに、自己宛のデータを受信することができる。
また、本発明に係る無線通信装置はこのときのＲＴＳ信号を常時発信、あるいは受信できるので、ＲＴＳ信号が衝突して受信できない可能性は低い。そのため、上記の動作を実現することは容易である。
さらにまた、本発明に係る無線通信装置は、データ送信の最後に、次に送信するＲＴＳ信号の通信時間を通知するので、よりＲＴＳ信号を正確に受信できるようになる。ＲＴＳ信号からの送信開始時間を一定にすることで、送信先に対してデータを同期通信することも可能になる。
またさらに、本発明に係る無線通信装置は、常時ＲＴＳ信号を受信できるので、通信可能エリア内の無線通信装置は、他の無線通信装置から発信されるブロードキャストを受信することが可能である。
また、本発明に係る無線通信装置は、複数のチャネルを同時に用いた通信が可能になるため、より大容量の通信が可能になる。
（実施の形態２）
図１４は本実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に記載の無線通信装置の構成とは、受信部２０１、送信部２１１の他に、狭帯域のチャンネルでのみ送受信可能は狭帯域受信部１４０２と狭帯域送信部１４０１とを有している点が異なる。
なお、本実施の形態では、パワーセーブノードへのユニキャスト送信にはRTS／CTSを利用するものとする。
図１４において、狭帯域送信部１４０１は、送信チャネルがあらかじめ規定した値以下に限定された狭帯域チャネルで、ＲＴＳ信号もしくはマルチキャスト信号を送信するものである。また、送信部２１１は、データ送信等に使用され、通信・応答情報生成部２０７は狭帯域送信部１４０１へＲＴＳ信号もしくはマルチキャスト信号を送信するものである。
また、狭帯域受信部１４０２は、受信チャネルがあらかじめ規定した帯域以下に限定されたものであり、ＲＴＳ信号とマルチキャスト信号を受信する。このため、狭帯域受信部１４０２は受信部２０１よりも低速で動作する回路構成で済み、消費電力が受信部２０１よりも低くなる。通信データ選別部２０２は、受信部２０１および狭帯域受信部１４０２からのフレームを選別すると共に、データ受信が完了し、ＲＴＳ信号の受信モードに移行したときに、受信部２０１へパワーセーブの指示を行う。また、通信データ選別部２０２は、狭帯域受信部１４０２からＲＴＳ信号を受信したとき、受信部２０１へパワーセーブからの復帰を指示する。
通信情報解析部２０４は通信データ選別部２０２からパワーセーブの通知を受けると通信応答情報生成部２０７へ伝える。通信応答情報生成部２０７はキープアライブフレームのＰＳフラグ５０４にパワーセーブ状態であることを示す情報をセットして、狭帯域送信部１４０１からキープアライブフレームを送信する。これにより、無線通信装置は周囲の無線通信装置にパワーセーブモードであることを通知する。また、受信部２０１は、受信機能を停止し、通信データ選別部２０２から復帰の指示を受けるまで受信部２０１はパワーセーブ状態になる。
これら以外の構成要素については、実施の形態１と同一である。
また、通信動作についても、ＲＴＳ信号が狭帯域送信部１４０１から送信される点と、ＲＴＳ信号が狭帯域受信部１４０２で受信される点以外は、実施の形態１と同一である。
このように、ＲＴＳ信号とマルチキャスト信号が狭帯域無線通信を行うため、ＵＷＢ無線通信装置はデータ送受信が完了すると、ＲＴＳ信号を受信するまで受信部２０１をパワーセーブ状態にすることができる。これにより、ＵＷＢのキャリアセンスに電力を多く必要とするＵＷＢ無線通信装置が常時ＲＴＳ信号を受信可能状態にしていても、消費電力を低く抑えることが可能になる。
なお、本実施の形態においては、通信データ選別部２０２が狭帯域受信部１４０２からＲＴＳ信号を受信したとき、受信部２０１へパワーセーブからの復帰を指示したが、これに限らず、通信データ選別部２０２が通信情報解析部２０４から自己宛のデータの送信予約がされている時間帯を通知されて、その送信予約がされている時間帯のみ受信部２０１にパワーセーブからの復帰を指示することもできる。これにより、一層の消費電力の削減がはかられる。また、無線通信装置は、アプリケーション部２０３からの指示により受信部２０１をパワーセーブ状態に自発的に移行したり、ユーザが意図的に受信部２０１をパワーセーブ状態にすることも可能である。
また、無線通信装置は、予め周囲の通信可能エリアに位置する他の無線通信装置に対し、狭帯域チャネルでＲＴＳ信号やマルチキャスト信号を送信することを要求しておくことも可能である。この送信要求には、図１９に示すキープアライブフレームを使用する。
図１９において、チャネル指定フィールド１９０１を有している点が、図５に示したキープアライブフレームの構成と異なる。チャネル指定フィールド１９０１により、ＲＴＳ信号やマルチキャスト信号の送信に使用するチャネルを要求する。
これにより、他の無線通信装置は要求に従って、狭帯域チャネルでＲＴＳ信号やマルチキャスト信号を送信することができる。
また、本実施の形態では、キャリア信号を用いて説明したが、これに限らず、キャリアを通知する信号をフレームのプリアンブルとすることも可能である。
これにより、通信方式にかかわらずいかなるプロトコルに対しても本発明の無線通信方法を適応することができる。
（実施の形態３）
図２０（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態３における送信装置と受信装置である。
初めに、本実施の形態における送信装置の構成について説明する。
図２０（ａ）において、通信データ発生部１５２０はアプリケーション部２０３からの指示を受けて、コンテンツなどの通信データを発生するものである。
ＣＳ信号発生部１５０２は、データを送信するための手順や通信チャンネル切り替えを制御する制御情報を含むキャリアセンス信号（ＣＳ信号）を生成するものであり、データ発生部１５０３はデータフレームを生成するものである。
第1のインパルス波形発生部１６０４は、インパルス幅τ１のＣＳ信号により変調されたインパルス波形を発振部１６０７に供給するものである。なお、ＣＳ信号発生部１５０２と第1のインパルス波形発生部１６０４とが制御情報パルス発生部に相当する。
第2のインパルス波形発生部１６０５は、インパルス幅τ２のデータ信号により変調されたインパルス波形を発振部１６０７に供給するものである。なお、データ発生部１５０３と第2のインパルス波形発生部１６０５とが本発明に係るデータパルス発生部に相当する。
ここで、τ１はτ２よりもパルス幅を広く設定する。
発振部１６０７は、入力されたインパルス波形に応じた発振信号を出力するものである。ここで発振信号は、入力されたインパルス信号のインパルス幅により規定されるUWB信号である。
増幅部１５０６は、送信に必要な振幅に増幅した無線信号をアンテナ２２１に供給し、空間に放射するものである。増幅部１５０６とアンテナ２２１とが本発明に係る送信部に相当する。
次に、本実施の形態における受信装置の構成について説明する。
図２０（ｂ）において、増幅部１５１６は、アンテナ２２２から供給された信号を受信処理に必要な振幅に増幅するものである。
狭帯域復調部１５１５は、受信信号が狭帯域変調の信号である場合に、受信信号を復調するものである。このとき、変調速度を予め規定した値以下に設定することで、変調された信号を復調する狭帯域復調部１５１５の復調速度も規定した値以下に設定することができる。すなわち、狭帯域復調部１５１５を構成する素子の動作速度は低く設定することが可能になる。これにより、狭帯域復調部１５１５の消費電力は予め規定した値以下にすることができる。なお、狭帯域復調部１５１５とキャリア検出部１５１３とが本発明の第１受信部に相当する。
広帯域復調部１５１４は、受信信号が広帯域変調の信号である場合に、受信信号を復調するものである。なお、広帯域復調部１５１４とデータ復号部１５１２とが本発明の第２受信部に相当する。
給電スイッチ１５１７は、データ復号部１５１２と広帯域復調部１５１４とへの電力供給を制御するスイッチであり、給電を停止することによりデータ復号部１５１２と広帯域復調部１５１４とはパワーセーブ状態になる。なお、初期状態においては、パワーセーブ状態にある。
上記のように構成された送信装置と受信装置とが相互に通信するときの動作について以下に説明する。
まず、送信装置の通信データ発生部１５２０はアプリケーション部からの指示で通信データを生成し、ＣＳ信号発生部１５０２へＣＳ信号の送信を指示する。
ＣＳ信号発生部１５０２は送信先受信装置を特定するＩＤを含むＣＳ信号を生成した後、第1のインパルス波形発生部１６０４へ出力する。
第1のインパルス波形発生部１６０４はＣＳ信号を、インパルス幅τ１で発振部１６０７のパルス幅を切り出す。これにより、狭帯域信号が生成される。
その後、狭帯域信号は増幅部１５０６で増幅された後、アンテナ２２１から放射される。
次に、受信装置のアンテナ２２２から受信した信号を増幅部１５１６で増幅後、狭帯域復調部１５１５において復調処理を行う。そして、キャリア検出部１５１３においてＣＳ信号であるか否かを判別し、ＣＳ信号である場合には、通信データ選別部２０２へ通知する。
通信データ選別部２０２は、自己宛の制御情報であると判断した場合、給電スイッチ１５１７を制御して、広帯域復調部１５１４ならびにデータ復号部１５１２に電源を供給し、稼働状態にする。
次に、送信装置の通信データ発生部１５２０はデータ発生部１５０３へデータの送信を指示する。
データ発生部１５０３はデータフレームを生成し、第２のインパルス波形発生部１６０５へ出力する。
第2のインパルス波形発生部１６０５は、インパルス幅τ２で発振部１６０７のパルス幅を切り出す。これにより、ＵＷＢ信号が生成される。
その後、ＵＷＢ信号は増幅部１５０６で増幅された後、アンテナ２２１から放射される。
次に、受信装置のアンテナ２２２から受信した信号を増幅部１５１６で増幅後、広帯域復調部１５１４において復調処理を行う。復号化された信号はデータ復号部１５１２で復号化された後、通信データ選別部２０２へ送出される。通信データ選別部２０２が受信されたデータをコンテンツであると認識すると、アプリケーション部２０３へ送出し受信処理が完了する。
以上のように、本実施の形態によれば、送信装置は制御情報やデータをインパルス幅τ１、τ２に応じた帯域幅を持つUWB信号に容易に変調することができる。すなわち、本実施の形態における、変調手法をインパルスラジオによるＵＷＢとした無線通信装置は、広帯域変調信号がパルス幅の狭いインパルス信号として発振部を制御し、狭帯域変調信号がパルス幅の広いインパルス信号として制御することで、広帯域と狭帯域の帯域幅を持つUWB信号を生成することができる。
また、本実施の形態における受信装置は、通信時間の大半を占めるＣＳ信号の待ち受け時に、広帯域復調部を休止状態にして、広帯域復調部よりも消費電力の低い狭帯域復調部を動作させることで、トータル的に消費電力が低い受信装置を実現することができる。
なお、本実施の形態では、キャリアセンス信号に制御情報を含む場合を記載したが、これに限らず、制御情報を含まないキャリアセンス信号でも可能である。この場合は、自己宛のキャリアセンス信号であるか否かに関わらず、狭帯域チャネルでキャリアセンス信号を受信さえすれば、広帯域復調部とデータ復号部とをパワーセーブ状態から解除し、広帯域チャネルでの受信が可能になる。
また、本実施の形態では、キャリアセンス信号を用いて説明したが、プリアンブルとすることも可能である。これにより、様々なプロトコルで本実施の形態と同様のことを実現することが可能になる。
（実施の形態４）
本実施の形態にかかる無線通信装置の構成について図面を用いて説明する。
図１５は、本発明の実施の形態２の図１４で示した無線通信装置の送信部２１１と狭帯域送信部１４０１とからなる送信機能部と、受信部２０１と狭帯域受信部１４０２とからなる受信機能部とを詳細に説明したブロック図である。
図１５において、送信機能部１５００は、無線信号を送信するアンテナ１５０７と接続されており、ＣＳ信号発生部１５０２とデータ発生部１５０３からなる送信信号発生部１５０１と、狭帯域変調部１５０４と、広帯域変調部１５０５と、増幅部１５０６とで構成されている。
送信信号発生部１５０１のＣＳ信号発生部１５０２は、キャリアセンス信号（ＣＳ信号）を発生するものであり、データ発生部１５０３はデータ信号を適宜発生するものである。
広帯域変調部１５０５は、入力信号をUWB等の広帯域信号として変調するものである。なお、広帯域変調部１５０５が本発明の第２送信部に相当する。
狭帯域変調部１５０４は、入力信号を前記広帯域信号よりも狭い帯域を有する信号として変調するものである。このとき、変調速度を予め規定した値以下に設定することで、狭帯域変調部１５０４を構成する素子の動作速度は低く設定することが可能になる。これにより、狭帯域変調部１５０４の消費電力は予め規定した値以下にすることができる。なお、狭帯域変調部１５０４が本発明の第１送信部に相当する。
増幅部１５０６は、送信に必要な振幅に増幅した無線信号１００９をアンテナ１５０７に供給し、空間に放射するものである。
そして、上記のＣＳ信号発生部１５０２と狭帯域変調部１５０４とが実施の形態２の図１４における狭帯域送信部１４０１に該当し、データ発生部１５０３と広帯域変調部１５０５とが送信部２１１に該当する。
また、受信機能部１５１０は、無線信号１００９を受信するアンテナ１５０７と接続されており、増幅部１５１６と、狭帯域復調部１５１５と、広帯域復調部１５１４と、復調部１５１１と、給電スイッチ１５１７から構成されている。また、復調部１５１１はさらに、キャリア検出部１５１３とデータ復号部１５１２とにより構成されている。
増幅部１５１６は、アンテナ１５０７から供給された信号を受信処理に必要な振幅に増幅するものである。
狭帯域復調部１５１５は、受信信号が狭帯域変調の信号である場合に、受信信号を復調するものである。このとき、変調速度を予め規定した値以下に設定することで、変調された信号を復調する狭帯域復調部１５１５の復調速度も規定した値以下に設定することができる。すなわち、狭帯域復調部１５１５を構成する素子の動作速度は低く設定することが可能になる。これにより、狭帯域復調部１５１５の消費電力は予め規定した値以下にすることができる。なお、狭帯域復調部１５１５とキャリア検出部１５１３とが本発明の第１受信部に相当する。
広帯域復調部１５１４は、受信信号が広帯域変調の信号である場合に、受信信号を復調するものである。なお、広帯域復調部１５１４とデータ復号部１５１２とが本発明の第２受信部に相当する。
給電スイッチ１５１７は、データ復号部１５１２と広帯域復調部１５１４とへの電力供給を制御するスイッチであり、給電を停止することによりデータ復号部１５１２と広帯域復調部１５１４とはパワーセーブ状態になる。
そして、上記のデータ復号部１５１２と広帯域復調部１５１４と給電スイッチ１５１７とが実施の形態２の図１４における受信部２０１に該当し、キャリア検出部１５１３と狭帯域復調部１５１５とが狭帯域受信部１４０２に該当する。
さらに、通信データ発生部１５２０は、図１４における通信データ生成部２１０と通信・応答情報生成部２０７と通信情報解析部２０４とイベントタイマ２０９と通信禁止テーブル２０５と通信予約テーブル２０６とに該当する。
このように構成された、本実施の形態にかかる無線通信装置の動作について図１７と図１８とを用いて以下に説明する。
なお、図１７は送信側の無線通信装置が行う送信処理を示すフロー図であり、図１８は受信側の無線通信装置が行う受信処理を示すフロー図である。
まず、無線通信装置の送信信号発生部１５０１は、ＣＳＭＡ／ＣＡ通信においてＣＳ信号を送信する場合、ＣＳ信号発生部１００２からのＣＳ信号を狭帯域変調部１５０４に供給する。このとき、実施の形態１と同様に、通信データ発生部１５２０がアプリケーション部２０３から他の無線通信装置へのコンテンツデータの送出要求を受けると、通信予約のための送信開始時間と送信占有時間とが記載されたＲＴＳフレームを生成し、ＣＳ信号発生部１５０２へ送出する（ステップＳ１７０１）。そして、ＣＳ信号発生部１５０２は、ＣＳ信号に生成されたＲＴＳフレームを含めて狭帯域変調部１５０４へ供給する。狭帯域変調部１５０４は、これを受けて狭帯域信号に変調し、この狭帯域変調信号を増幅部１５０６に出力する。増幅部１５０６は、この狭帯域変調信号を増幅後、アンテナ１５０７から無線信号１００９として送出する（ステップＳ１７０２）。
一方、受信機能部１５１０は、狭帯域復調部１５１５とキャリア検出部１５１３とが常に稼働状態にある。しかし、広帯域復調部１５１４とデータ復号部１５１２とは、給電スイッチ１５１７により電源の供給を止められており、一般にスリープ状態（あるいはパワーセーブ状態）といわれる状態にしておく（ステップＳ１８０１）。このとき、受信機能部１５１０は、アンテナ１５０７により受信した信号を増幅部２００２で増幅後、狭帯域復調部２００４において、復調処理を行う。そして、キャリア検出部１５１３においてＣＳ信号であるか否かを判別する（ステップＳ１８０２）。
そして、ＣＳ信号である場合には、通信データ選別部２０２へ通知する。また、キャリアにＲＴＳフレームが含まれている場合も、通信データ選別部２０２へ送出され、実施の形態１と同様に、図１３に示すＲＴＳフレーム処理が行われる（ステップＳ１８０３）。
さらに、通信データ選別部２０２は、自己宛の通信時間予約情報を含むキャリアを受信した場合（ステップＳ１８０４）、通信データ選別部２０２は給電スイッチ１５１７を制御して、広帯域復調部１５１４ならびにデータ復号部１５１２に電源を供給し、稼働状態にする（ステップＳ１８０５）。なお、ＲＴＳフレーム処理で行うＣＴＳフレーム、あるいはｎＣＴＳフレームの送出は、送信機能部１５０１が行うＲＴＳフレームの送出と同様に行う。すなわち、通信データ発生部１５２０がＣＴＳフレームあるいはｎＣＴＳフレームを生成し（ステップＳ１８０６）、ＣＳ信号発生部１５０２からのキャリアにＣＴＳフレームあるいはｎＣＴＳフレームを含めた狭帯域信号により行う（ステップＳ１８０７）。これに伴い、受信機能部１５１０のキャリア検出部１５１３ではＣＴＳフレーム、あるいはｎＣＴＳフレームを含むキャリアを受信することになる（ステップＳ１７０３）。そして、キャリア検出部１５１３は、ＣＴＳフレームを通信データ選択部２０２へ送出し、通信データ選別部２０２が図１２に示すＣＴＳフレーム処理を行う（ステップＳ１７０４）。
その結果、通信データ発生部１５２０が通信データ選別部２０２から受信可能を通知されると、実施の形態１と同様に、通信予約にしたがって（ステップＳ１７０５）、データ発生部１５０３においてデータ列を発生させる。広帯域変調部１００５は、このデータ列を変調し、増幅部１００６で増幅後、無線信号１００９としてアンテナ１５０７から送信する（ステップＳ１７０６）。
一方、受信機能部１５１０は、データ復号部１５１２と広帯域復調部１５１４とが稼働状態にあると、アンテナ１５０７から受信した広帯域信号を増幅部２００２で増幅後、広帯域復調部２００５が復調処理を行う。その後、データ復号部１５１２が広帯域の復調信号を復号化し、通信データ選別部２０２へ送出する（ステップＳ１８０８）。通信データ選別部２０２が受信されたデータをコンテンツであると認識すると、アプリケーション部２０３へ送出し受信処理が完了する。
このように動作する無線通信装置１０１、１０２、１０３、１０４間でのデータ送受信動作は、図７に示す実施の形態１におけるものと同一であるが、ＲＴＳフレームを含むキャリア信号７０１、７０３、７０５とＣＴＳフレーム、あるいはｎＣＴＳフレームを含む信号７０２、７０４、７０６とは狭帯域信号であり、データ信号７０７乃至７１２が広帯域信号である点が異なる。
ここで、広帯域変調部１５０５は、UWB等の広帯域変調方式を採ることで高速な通信が可能になる。一方、狭帯域変調部１５０４が狭帯域変調方式を採ることで、低速ではあるが低消費電力な通信が可能になる。
一般にＣＳＭＡ／ＣＡ通信において、受信待ち受け時におけるキャリアセンス時間は全体の通信時間の大半を占めることが多く、また、ＣＳ信号の送受信では、必ずしも高速な通信を必要としない。
従って、本実施の形態で示した構成によれば、通信時間の大半を占めるキャリア信号の待ち受け時に、広帯域復調部を休止状態にして、広帯域復調部よりも消費電力の低い狭帯域復調部を動作させることで、トータル的に消費電力が低い無線通信装置を実現することができる。
なお、上記の説明では、通信データ選別部２０２は自己宛の通信時間予約情報を含むキャリアを受信した場合、給電スイッチ１５１７を制御して広帯域復調部１５１４ならびにデータ復号部１５１２に電源を供給しているが、これに限らず、通信予約テーブル２０６に記録された通信予約時間帯にのみ、広帯域復調部１５１４ならびにデータ復号部１５１２に通電するように給電スイッチ１５１７を制御することも可能である。この場合は、広帯域復調部１５１４ならびにデータ復号部１５１２への通電時間を最も短くすることができ、無線通信装置の消費電力をより一層低減することが可能になる。
（実施の形態５）
本実施の形態にかかる無線通信装置の構成について図面を用いて説明する。
図１６は、本発明の実施の形態５の図１５で示した無線通信装置の狭帯域変調部１５０４と広帯域変調部１５０５とに該当する別の構成を示したブロック図である。
図１６において、図１５における狭帯域変調部１５０４と、広帯域変調部１５０５との代わりに、第1のインパルス波形発生部１６０４と、第2のインパルス波形発生部１６０５と、発振部１６０７とを具備している点が実施の形態４における無線通信装置と異なる。
第1のインパルス波形発生部１６０４は、インパルス幅τ１のＣＳ信号により変調されたインパルス波形を発振部１６０７に供給するものである。
第2のインパルス波形発生部１６０５は、インパルス幅τ２のデータ信号により変調されたインパルス波形を発振部１６０７に供給するものである。
ここで、τ１はτ２よりもパルス幅を広く設定する。
発振部１６０７は、入力されたインパルス波形に応じた発振信号を出力するものである。ここで発振信号は、入力されたインパルス信号のインパルス幅により規定されるUWB信号である。
上記の構成によれば、ＣＳ信号発生部１５０２とデータ発生部１５０３からの信号を、第1のインパルス波形発生部１６０４と第2のインパルス波形発生部１６０５のインパルス幅τ１、τ２で発振部１６０７のパルス幅を切り出すことにより、それぞれインパルス幅τ１、τ２に応じた帯域幅を持つUWB信号に容易に変調することができる。すなわち、本実施の形態における、変調手法をインパルスラジオによるＵＷＢとした無線通信装置は、広帯域変調信号がパルス幅の狭いインパルス信号として発振部を制御し、狭帯域変調信号がパルス幅の広いインパルス信号として制御することで、広帯域と狭帯域の帯域幅を持つUWB信号を生成するものである。なお、その他の構成および動作は、実施の形態４のものと同一である。
以上のように、本実施の形態では、変調手法をインパルスラジオによるＵＷＢとした無線通信装置が、簡易な構成で帯域幅を切り替えることにより、キャリア信号の待ち受け時には狭帯域信号で通信し、データ通信時には広帯域信号で通信を行うことができる。これにより、本実施の形態における無線通信装置は、トータル的に消費電力が低い無線通信装置を構成することができる。
本発明は、アドホック通信等をするときの無線通信方法および無線通信装置に有用であり、受信待ち状態での消費電力をさらに低減しながら、他の無線通信装置との通信の衝突を回避するのに適している。
本発明の実施の形態１における無線通信ネットワークの構成を示す図 本発明の実施の形態１における無線通信装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるＲＴＳフレームフォーマットを示す図 本発明の実施の形態１におけるＣＴＳフレームフォーマットを示す図 本発明の実施の形態１におけるキープアライブフレームフォーマットを示す図 本発明の実施の形態１におけるデータフレームフォーマットを示す図 本発明の実施の形態１における無線通信装置間の通信シーケンスを示す図 本発明の実施の形態１における通信禁止テーブルを示す図 本発明の実施の形態１における通信予約テーブルを示す図 本発明の実施の形態１における無線通信装置がＲＴＳフレームを送出する動作を示すフロー図 本発明の実施の形態１における無線通信装置が行う受信動作を示すフロー図 本発明の実施の形態１における無線通信装置が行うＣＴＳフレーム処理を示すフロー図 本発明の実施の形態１における無線通信装置が行うＲＴＳフレーム処理を示すフロー図 本発明の実施の形態２における無線通信装置の構成を示す図 本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示す図 本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示す図 本発明の実施の形態３における送信側の無線通信装置が行う送信処理を示すフロー図 本発明の実施の形態３における受信側の無線通信装置が行う受信処理を示すフロー図 本発明の実施の形態２におけるキープアライブフレームフォーマットを示す図 （ａ）本発明の実施の形態３における送信装置の構成を示す図（ｂ）本発明の実施の形態３における受信装置の構成を示す図 従来例における無線通信装置の構成を示すブロック図 従来例における無線通信方法を示す図
符号の説明
１０１，１０２，１０３，１０４ 無線通信装置
１１１，１１２，１１３，１１４ 通信可能エリア
２００，２２１，２２２ アンテナ
２０１ 受信部
２０２ 通信データ選別部
２０３ アプリケーション部
２０４ 通信情報解析部
２０５ 通信禁止テーブル
２０６ 通信予約テーブル
２０７ 通信・応答情報生成部
２０９ イベントタイマ
２１０ 通信データ生成部
２１１ 送信部
１４０１ 狭帯域送信部
１４０２ 狭帯域受信部
１５００ 送信機能部
１５０１ 送信信号発生部
１５０２ ＣＳ信号発生部
１５０３ データ発生部
１５０４ 狭帯域変調部
１５０５ 広帯域変調部
１５０６，１５１６ 増幅部
１５０７ アンテナ
１５１０ 受信機能部
１５１１ 復調部
１５１２ データ復号部
１５１３ キャリア検出部
１５１４ 広帯域復調部
１５１５ 狭帯域復調部
１５１７ 給電スイッチ
１５２０ 通信データ発生部
１６０４ 第１のインパルス波形発生部
１６０５ 第２のインパルス波形発生部
１６０７ 発振部
２００１，２００３ アンテナ
２００２ 狭帯域無線機
２００４ パルス無線機


Claims (5)

  1. 第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とがデータ通信を行うチャネルであって、休止状態である第１チャネルの他に、前記第１チャネルよりも低消費電力で常時通信可能な第２チャネルを有し、
    前記第１の無線通信装置が、前記第２の無線通信装置へ所定のデータを所定量送信する時間帯を送信予約するための制御情報を第２チャネルで発信するステップと、
    第２の無線通信装置が、前記第２チャネルで前記制御情報を受信し前記送信予約を認めた前記時間帯まで待機した後、前記第１チャネルを前記休止状態から稼働状態に変更するステップと、
    第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とが第１チャネルで前記所定データのうち前記所定量のデータを前記時間帯で送受信した後に、
    前記第２の無線通信装置が前記第１チャネルでの受信を休止状態に戻すステップと、
    を有する無線通信方法。
  2. 第１の無線通信装置と第２の通信装置とはＵＷＢ無線通信装置であり、
    第１チャネルは広帯域伝送路であり、第２チャネルは変復調速度が予め規定した値以下の狭帯域伝送路であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
  3. 更に、前記第１の無線通信装置が、前記所定量のデータを送信した時間の最後に、次の所定量分のデータを送信する送信予約のための制御情報を前記第１チャネルで送信する、
    請求項１または２のいずれか１項に記載の無線通信方法。
  4. 所定量のデータを送信する時間帯を送信予約するための制御信号を受信する狭帯域受信部と、
    予約が認められた前記時間帯に前記制御信号の受信帯域より広い帯域で前記データを受信する受信部と、
    前記データの送信が行われる時間帯まで待機した後、前記時間帯に前記受信部を起動させ、前記データ送信が行われた前記時間帯の終了後に前記受信部を休止状態にする通信データ選別部と、
    を含む受信装置。
  5. 所定量のデータを送信する時間帯を送信予約するための制御信号を受信する狭帯域受信部と、
    予約が求められた前記時間帯に、前記制御信号より高い変調速度で変調された受信信号を復調し前記データに復元する広帯域復調部と、
    前記時間帯まで待機した後、前記時間帯に前記広帯域復調部を起動させ、前記データ送信が行われた前記時間帯の終了後に前記広帯域復調部を休止状態にする通信データ選別部と、
    を含む受信装置。
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