JP4779486B2 - 無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法にかかり，特に，ワイヤレスＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）システムを用いて，自立分散型のアドホックネットワークを構築するための，無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法に関する。

現在，ワイヤレスＵＳＢの標準規格化の作業が行われており，既存のＵＳＢのインターフェースを流れるアプリケーションのデータを，無線伝送する手法が開示されている。特開２００４−３６２５４４号公報（特許文献１）には，ワイヤレスＵＳＢのデバイスアダプターとなる装置が開示され，有線のＵＳＢのトランザクションを無線で転送する場合に，適切なチャネル時間を割り当てる方法が開示されている。

さらに，ワイヤレスＵＳＢ標準規格として検討されている仕様では，ホストとして機能する無線通信装置（以下，ホスト通信装置という。）に接続されるアダプターと，デバイスとして機能する無線通信装置（以下，デバイス通信装置という）に接続されるアダプターという２つの通信装置が用意され，ホスト通信装置に接続されるアダプターの制御に基づいて，デバイス通信装置に接続されるアダプターのＵＳＢチャネルの設定が行われる構成が考えられている。

ワイヤレスＵＳＢの機能の１つとして，ホスト通信装置に接続されるアダプターの機能と，デバイス通信装置に接続されるアダプターの機能を組み合わせて実装する，デュアルロールデバイスと呼ばれる状態が定義されている。

特開２００４−３６２５４４号公報

しかしながら，特開２００４−３６２５４４号公報に記載の適切なチャネル時間を割り当てる方法では，利用するチャネル時間をＰＮＣと呼ばれるピコネットコーディネータから割り当て，その割り当てに基づいた通信を行う構成になっており，このＰＮＣとなる通信装置が設定をしないと，ＵＳＢの通信チャネルの設定ができないという問題があった。

また，ホスト通信装置に接続されるアダプターと，デバイス通信装置に接続されるアダプターという２つの通信装置を用意した場合，ホスト通信装置に実装されるＵＳＢチャネルの設定機構，もしくは，ホスト通信装置に接続されるアダプターから，ＵＳＢチャネルの設定が行われないと，デバイス通信装置がＵＳＢチャネルでの送信が行えないという問題があった。

ワイヤレスＵＳＢのデュアルロールデバイスと呼ばれる状態で接続を行う場合は，全ての通信装置にホスト通信装置に接続されるアダプターの機能の実装が必要となり，バッテリー駆動の通信装置などでは処理が重くなり，稼動時間が短くなってしまうという問題があった。

本発明は，従来技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，ＰＮＣと呼ばれるピコネットコーディネータやホスト通信装置に接続されるアダプターが存在しなくとも，自律分散的にアドホックネットワークを形成し，互いに通信を行うことが可能であり，また，ワイヤレスＵＳＢのデュアルロールデバイスと呼ばれる状態で接続を行う場合に，低消費電力で動作をすることの可能な，新規かつ改良された無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法を提供することである。

上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，無線通信装置において，周囲の無線通信装置からのビーコン信号に含まれる情報により，前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間（予約領域（ＤＲＰ））を把握するビーコン信号解析部と，前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作しない時間に，自己がホスト通信装置として動作する時間（予約領域）を設定するホスト設定部と，前記自己がホスト通信装置として動作する時間のトランザクショングループを設定するトランザクション設定部と，を備えたことを特徴とする，無線通信装置が提供される。

かかる無線通信装置によれば，各々の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間を分散して配置することで，特定の無線通信装置をホスト通信装置に指定することなく，自律分散的にアドホックネットワークを構築することができる。

さらに，自己がデバイス通信装置として動作する時間を設定するデバイス設定部と，前記自己がデバイス通信装置として動作する時間にホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドを解析するマイクロスケジュール管理コマンド解析部と，前記ホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドに基づいてアクセス制御を行うアクセス制御部と，を備えることも可能である。かかる無線通信装置によれば，各々の無線通信装置がデバイス通信装置として動作する時間を分散して配置することが可能であり，自律分散的にアドホックネットワークを構築することができる。

さらに，前記周囲の無線通信装置との通信路を確保するためのマイクロスケジュール管理コマンド（ＭＭＣ）を生成するマイクロスケジュール管理コマンド生成部を備え，前記トランザクション設定部は，１つの前記マイクロスケジュール管理コマンドで指定するトランザクショングループを，１つのデバイス通信装置に限定するようにしてもよい。かかる無線通信装置によれば，トランザクショングループとして，ＭＭＣで指定するデバイス通信装置を１つに限定することにより，ＷｉＭｅｄｉａ＿Ａｌｌｉａｎｃｅで定義された共通のプラットフォームの実装で，ワイヤレスＵＳＢシステムを実現することができる。

トランザクション設定部によるトランザクショングループの設定は，例えば以下の設定例１〜４のように行うことができる。

（設定例１）前記トランザクション設定部は，他の無線通信装置との通信需要がない場合には，前記トランザクショングループに，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を設定するようにしてもよい。各無線通信装置が自己の予約領域を設定し，その予約領域において周囲に存在する他の無線通信装置の要求を受理するための，入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を行うことで，自己宛送信のある無線通信装置を短時間に特定することが可能である。

（設定例２）前記トランザクション設定部は，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）で情報（データや何らかの要求など）を受信した場合には，前記トランザクショングループに，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を追加設定するようにしてもよい。デバイス通信装置からの応答があった場合には，入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を増やして配置することで，自己がホスト通信装置となるタイミングで通信領域を確保することができる。

（設定例３）前記デバイス設定部は，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）で要求を受信した場合には，相手先無線通信装置がホスト通信装置となる時間にデバイス通信装置として動作する設定を行い，前記トランザクション設定部は，前記デバイス通信装置として動作する時間に自己宛の出力データ段階（ＯＵＴ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）の設定を行うようにしてもよい。無線通信装置からの応答があった場合に，該当する無線通信装置がホスト通信装置として動作する領域において，自己宛の出力データ段階（ＯＵＴ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｏ）が設定されていれば，その受信を行うことで，相手がホスト通信装置となるタイミングで通信領域を確保することができる。

（設定例４）前記デバイス設定部は，他の無線通信装置と通信需要が発生した場合に，相手先無線通信装置がホスト通信装置となる時間に，デバイス通信装置として動作する設定を行い，前記トランザクション設定部は，ホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドで指定された入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）の設定を行うようにしてもよい。周囲の他の通信装置がホスト通信装置として動作する領域を事前に獲得しておき，その無線通信装置宛の要求を受理した場合に，その予約領域に指定された，自己の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を利用して，その無線通信装置宛の要求を送信することで，各無線通信装置は自己がホスト通信装置となる時間だけの受信を行うことで，低消費電力動作を実現することができる。以降，相手の無線通信装置がホスト通信装置として動作するタイミングに，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を獲得し，そのタイミングで通信を行うことで，必要な通信路の設定を短時間に設定することができる。

（設定例５）前記トランザクション設定部は，他の無線通信装置と通信需要が発生した場合に，自己がホスト通信装置となり，相手先無線通信装置に対して出力データ段階（ＯＵＴ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）の設定を行うようにしてもよい。自己がホスト通信装置として動作するタイミングに，相手の無線通信装置宛に自己の出力データ段階（ＯＵＴ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｏ）を設定し，該当する無線通信装置に通信を行うことで，安定的に通信路の設定を行うことができる。

また，本発明の他の観点によれば，コンピュータを，上記第１の観点にかかる無線通信装置として機能させるためのコンピュータプログラムと，そのコンピュータプログラムを記録した，コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。ここで，コンピュータプログラムはいかなるプログラム言語により記述されていてもよい。また，記録媒体としては，例えば，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，フレキシブルディスクなど，プログラムを記録可能な記録媒体として現在一般に用いられている記録媒体，あるいは将来用いられるいかなる記録媒体をも採用することができる。

上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，無線通信方法において，周囲の無線通信装置からのビーコン信号に含まれる情報により，前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間を把握するビーコン信号解析工程と，前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作しない時間に，自己がホスト通信装置として動作する時間（予約領域）を設定するホスト設定工程と，前記自己がホスト通信装置として動作する時間のトランザクショングループを設定するトランザクション設定工程と，を含むことを特徴とする，無線通信方法が提供される。

かかる無線通信方法によれば，各々の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間を分散して配置することで，特定の無線通信装置をホスト通信装置に指定することなく，自律分散的にアドホックネットワークを構築することができる。

さらに，自己がデバイス通信装置として動作する時間を設定するデバイス設定工程と，前記自己がデバイス通信装置として動作する時間にホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドを解析するマイクロスケジュール管理コマンド解析工程と，前記ホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドに基づいてアクセス制御を行うアクセス制御工程と，を含むことも可能である。かかる無線通信方法によれば，各々の無線通信装置がデバイス通信装置として動作する時間を分散して配置することが可能であり，自律分散的にアドホックネットワークを構築することができる。

以上のように，本発明によれば，各々の通信装置がホストとして動作する時間を分散して配置することで，特定の通信装置をホストに指定することなく，自律分散的にアドホックネットワークを構築することができる。このようにして，ＰＮＣと呼ばれるピコネットコーディネータやホスト通信装置に接続されるアダプターが存在しなくとも，自律分散的にアドホックネットワークを形成し，互いに通信を行うことが可能であり，また，ワイヤレスＵＳＢのデュアルロールデバイスと呼ばれる状態で接続を行う場合に，低消費電力で動作をすることが可能である。

以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
（１）無線アドホックネットワークの構成例（図１）
図１に，自律分散制御による無線アドホックネットワークの構成例を示す。

通信装置＃１（１１１）はその電波到達範囲１２１内にある通信装置＃２（１１２）と通信が可能である。通信装置＃２（１１２）は，その電波到達範囲１２２内にある通信装置＃１（１１１），＃３（１１３），＃４（１１４）と通信が可能である。通信装置＃３（１１３）は，その電波到達範囲１２３内にある通信装置＃２（１１２），＃７（１１７），＃８（１１８）と通信が可能である。通信装置＃４（１１４）は，その電波到達範囲１２４内にある通信装置＃２（１１２），＃５（１１５）と通信が可能である。通信装置＃５（１１５）は，その電波到達範囲１２５内にある通信装置＃４（１１４），＃６（１１６），＃７（１１７）と通信が可能である。通信装置＃６（１１６）は，その電波到達範囲内１２６にある通信装置＃５（１１５），＃７（１１７）と通信が可能である。通信装置＃７（１１７）は，その電波到達範囲１２７内にある通信装置＃３（１１３），＃５（１１５），＃６（１１６），＃８（１１８）と通信が可能である。通信装置＃８（１１８）は，その電波到達範囲１２８内にある通信装置＃３（１１３），＃７（１１７）と通信が可能である。

（２）各通信装置のホスト動作とデバイス接続例（図２）
図２（ａ）〜図２（ｈ）に，上記の各通信装置＃１〜＃８のホスト通信装置としての動作とデバイス通信装置への接続例を示す。

図２（ａ）は，通信装置＃１がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃２がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｂ）は，通信装置＃２がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃１，通信装置＃３，通信装置＃４がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｃ）は，通信装置＃３がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃２，通信装置＃７，通信装置＃８がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｄ）は，通信装置＃４がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃２，通信装置＃５がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｅ）は，通信装置＃５がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃４，通信装置＃６，通信装置＃７がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｆ）は，通信装置＃６がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃５，通信装置＃７がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｇ）は，通信装置＃７がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃３，通信装置＃５，通信装置＃６，通信装置＃８がデバイス通信装置として動作することを示している。図２（ｈ）は，通信装置＃８がホスト通信装置として動作している時間においては，その電波到達範囲内にある通信装置＃３，通信装置＃７がデバイス通信装置として動作することを示している。

（３）スーパーフレーム構成例（図３）
図３に，スーパーフレーム構成例を示す。図３では，所定の時間でスーパーフレーム周期が定義され，さらにＭＡＳ−０からＭＡＳ−２５５までの２５６個のメディアアクセススロット（ＭＡＳ）に細分化されている状態を示している。スーパーフレーム内には，管理領域としてのビーコン期間と，データ伝送領域が配置されている。

ビーコン期間には，所定の間隔でビーコンスロットが設定されており，通信装置ごとに固有のビーコンスロットを利用して周囲の通信装置との間でパラメータが交換される構成になっている。このビーコン期間の長さは，その時の周囲に存在する通信装置数に依存して，必要な長さが決定される。本実施形態では，ＭＡＳ−０〜ＭＡＳ−３のメディアアクセススロットを用いて，ビーコンスロット＃０（ＢＳ０）〜ビーコンスロット＃１１（ＢＳ１１）までの計１２個が用意されている。

（４）ビーコンスロットの利用設定例（図４）
図４に，ビーコンスロットの利用設定例を示す。ここでは，１つのネットワークグループを構成する各通信装置が，周囲の通信装置との間で利用されていないビーコンスロットを通知しあうことで，自己の利用するビーコンスロットを選定した結果を示している。

図４に示した一例では，通信装置＃１はビーコンスロット３（ＢＳ３）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃２はビーコンスロット８（ＢＳ８）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃３はビーコンスロット６（ＢＳ６）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃４はビーコンスロット２（ＢＳ２）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃５はビーコンスロット４（ＢＳ４）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃６はビーコンスロット９（ＢＳ９）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃７はビーコンスロット５（ＢＳ５）で自己のビーコンを送信し，通信装置＃８はビーコンスロット７（ＢＳ７）で自己のビーコンを送信する。

さらに，ビーコンスロット０（ＢＳ０）とビーコンスロット１（ＢＳ１）とビーコンスロット１０（ＢＳ１０）とビーコンスロット１１（ＢＳ１１）は，このネットワークに新規に参入してくる通信装置の利用のために確保される構成となっている。

（５）ビーコンフレームの構成例（図５）
図５に，ビーコンフレームの構成例を示す。ビーコンフレームは，スーパーフレームの管理領域であるビーコン期間（図３）に各通信装置から送信される。ビーコンフレームを送受信することによって，周囲の通信装置との間でパラメータが交換される。

ビーコンフレーム５０は，図５に示したように，ＭＡＣヘッダ情報５１と，ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）５２と，ビーコンペイロード情報５３と，フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）５４と，を含んで構成される。

さらに，ＭＡＣヘッダ情報５１は，フレーム制御情報５０１と，受信先アドレスである届け先情報５０２と，送信元アドレスである送り元情報５０３と，シーケンス番号などのシーケンス制御情報５０４と，アクセス制御に必要なパラメータが記載されたアクセス制御情報５０５と，を含んで構成される。

また，ビーコンペイロード情報５３は，通信装置固有のパラメータであるビーコン固有情報５０６と，ビーコンスロット利用を示したビーコン期間利用状況５０７と，通信装置のケーパビリティを示す能力情報５０８と，相手先通信装置に送信するデータが存在することを示す受信要求５０９と，利用可能なＭＡＳ位置を示した利用可能ＭＡＳ情報５１０と，を含んで構成される。

さらに，ＤＲＰ予約情報５１１として，プライベート予約やデバイス指定予約などの予約種別を表わす種別５１２と，予約の対象となる相手先デバイス通信装置を指定するデバイス５１３と，予約しているＭＡＳを示すＭＡＳ５１３などによって構成される。

なお，ビーコンペイロード情報に含まれるこれらの各情報エレメントは，必要に応じて追加，削除が行われてビーコンフレームが構成されてもよい。

（６）ＭＭＣフレームの構成例（図６）
本実施形態では，マイクロスケジュール管理コメント（ＭＭＣ）を利用したアクセスの設定方法を想定している。図６に，ＭＭＣフレームの構成例を示す。ＭＭＣフレームはホスト通信装置から送信される。デバイス通信装置はこのＭＭＣフレームを受信することによって，ワイヤレスＵＳＢのアクセス制御パラメータを指定する構成になっている。

ＭＭＣフレーム６０は，図６に示したように，ＭＡＣヘッダ情報６１と，ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）６２と，ＭＭＣペイロード情報６３と，フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）６４と，を含んで構成される。

さらに，ＭＡＣヘッダ情報６１は，フレーム制御情報６０１と，受信先アドレスである届け先情報６０２と，送信元アドレスである送り元情報６０３と，シーケンス番号などのシーケンス制御情報６０４と，アクセス制御に必要なパラメータが記載されたアクセス制御情報６０５と，を含んで構成されている。

また，ＭＭＣペイロード情報６３は，ワイヤレスＵＳＢ専用のフレームであることを示すＷＵＳＢコード６０６と，ＭＭＣフレームであることを示すＭＭＣコード６０７と，次のＭＭＣの送信タイミングを記した次ＭＭＣ開始時間６０８と，タイムスタンプ情報で構成されるＷＵＳＢ＿Ｃｈ．時間６０９と，を含んで構成される。

さらに，トランザクション情報６１０として，ＩＮデータやＯＵＴデータなどのトランザクションの種類や属性情報を示す属性６１１と，そのトランザクションの開始時刻を示す開始時刻６１２と，トランザクションを要求するデバイス通信装置を明示するデバイス６１３と，さらに必要に応じて，送信すべきシーケンス番号を記したＡＣＫ６１４と，を含んで構成される。

なお，ＭＭＣペイロード情報に含まれるこれらの各情報エレメントは，必要に応じて追加，削除が行われてＭＭＣフレームが構成されてもよい。

（７）トランザクショングループの設定例（１）（図７）
図７は，本実施形態にかかるトランザクショングループ（ワイヤレスＵＳＢチャネルタイプ）の設定例（１）を示す。ここでは，ホスト通信装置が１つのＭＭＣで指定できるトランザクショングループを１つのデバイス通信装置に限定した場合で，デバイス通信装置からホスト通信装置へのデータ送信を行うための構成を示している。

つまり，ＭＭＣに入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を示すトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）が含まれ，アクセス制御が許可されたデバイス通信装置が記載され，そのデバイス通信装置が送信をするシーケンスとなっている。

なお，ホスト通信装置からデバイス通信装置へのアックの返送は，次回にホスト通信装置が送信を要求するシーケンスをＭＭＣで指定することで代用される構成となっている。

各通信装置が自己の予約領域を設定し，その予約領域において周囲に存在する他の通信装置の要求を受理するための，入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を行うことで，自己宛送信のある無線通信装置を短時間に特定することが可能である。

また，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）で情報（データや何らかの要求など）を受信した場合には，トランザクショングループに，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を追加設定するようにしてもよい。デバイス通信装置からの応答があった場合には，入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を増やして配置することで，自己がホスト通信装置となるタイミングで通信領域を確保することができる。

（８）トランザクショングループの設定例（２）（図８）
図８は，本実施形態にかかるトランザクショングループの設定例（２）を示す。ここでは，ホスト通信装置が１つのＭＭＣで指定できるトランザクショングループを１つのデバイス通信装置に限定した場合で，ホスト通信装置からデバイス通信装置へのデータを送信し，デバイス通信装置からホスト通信装置にアックを返送する通信を行うための構成例を示している。

つまり，ＭＭＣに出力データ段階（Ｏｕｔ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を示すトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｏ），出力ハンドシェーク段階（Ｏｕｔ＿Ｈａｎｄｓｈａｋｅ＿Ｐｈａｓｅ）を示すハンドシェーク（Ｈｄｓｋ＿Ｏ）が含まれ，アクセス制御が許可されたデバイス通信装置が記載され，送信するシーケンスとなっている。

通信装置からの応答があった場合に，該当する通信装置がホスト通信装置として動作する領域において，自己宛の出力データ段階（Ｏｕｔ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｏ）が設定されていれば，その受信を行うことで，相手がホスト通信装置となるタイミングで通信領域を確保することができる。

また，自己がホスト通信装置として動作するタイミングに，相手の無線通信装置宛に自己の出力データ段階（ＯＵＴ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｏ）を設定し，該当する無線通信装置に通信を行うことで，安定的に通信路の設定を行うことができる。

（９）トランザクショングループの設定例（３）（図９）
図９は，本実施形態にかかるトランザクショングループの設定例（３）を示す。ここでは，１つのＭＭＣで指定できるトランザクショングループを１つのデバイス通信装置に限定した場合で，ホスト通信装置とデバイス通信装置の間で双方向に通信を行うための構成例を示している。

つまり，ＭＭＣに出力データ段階（Ｏｕｔ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を示すトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｏ），入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）を示すトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ），出力ハンドシェーク段階（Ｏｕｔ＿Ｈａｎｄｓｈａｋｅ＿Ｐｈａｓｅ）を示すハンドシェーク（Ｈｄｓｋ＿Ｏ）が含まれ，アクセス制御が許可されたデバイス通信装置が記載され，送信するシーケンスとなっている。

さらに，入力ハンドシェーク段階（Ｉｎ＿Ｈａｎｄｓｈａｋｅ＿Ｐｈａｓｅ）は，トークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）を指定する場合に，送信するシーケンスがホスト通信装置より指定されることで代用される構成となっている。

周囲の他の通信装置がホスト通信装置として動作する領域を事前に獲得しておき，その通信装置宛の要求を受理した場合に，その予約領域に指定された，自己の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を利用して，その通信装置宛の要求を送信することで，各通信装置は自己がホスト通信装置となる時間だけの受信を行うことで，低消費電力動作を実現することができる。以降，相手の通信装置がホスト通信装置として動作するタイミングに，自己宛の入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）のトークン（Ｔｏｋｅｎ＿Ｉ）の設定を獲得し，そのタイミングで通信を行うことで，必要な通信路の設定を短時間に設定することができる。

（１０）ホスト通信装置としての動作時間の自律分散配置例（図１０）
図１０は，本実施形態にかかるホスト通信装置としての動作時間の自律分散配置例を示す。ここでは，各通信装置が共通となるビーコン期間を共有し，それ以外の領域で自己がホスト通信装置として動作するホスト期間を分散して配置する構成を示している。

また，ホスト期間以外をデバイス期間として定義することで，他の通信装置がホスト通信装置となっている期間は，自己がそのデバイス通信装置として動作する構成になっている。

ここでは，仮に８台の通信装置＃１〜＃８が存在する場合に，各通信装置が予約領域（ＤＲＰ）を設定し，ホスト期間を設定することを表わしている。

２番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃１はスーパーフレームのほぼ１／８の位置をホスト期間とし，７番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃２はスーパーフレームのほぼ３／４の位置をホスト期間とし，５番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃３はスーパーフレームのほぼ１／２の位置をホスト期間とし，１番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃４はスーパーフレームのほぼ先頭の位置をホスト期間とし，３番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃５はスーパーフレームのほぼ１／４の位置をホスト期間とし，８番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃６はスーパーフレームのほぼ７／８の位置をホスト期間とし，４番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃６はスーパーフレームのほぼ３／８の位置をホスト期間とし，６番目のビーコンスロットを利用する通信装置＃８はスーパーフレームのほぼ５／８の位置をホスト期間とし，それぞれ，それ以外の領域をデバイス期間として設定する構成になっている。

なお，図１０に示した一例では，各通信装置＃１〜＃８について，ビーコン期間内のビーコン送信位置の相対的位置と，データ伝送領域内のホスト期間（予約領域）の相対的位置とが一致しているが，本発明はこれに限定されない。他の通信装置がホスト通信装置として機能しない時間に自己がホスト通信装置として機能するように制御できれば，任意のタイミングをホスト期間（予約領域）とすることが可能である。また，図１０に示した一例では，ホスト期間（予約領域）の長さが一定になっているが，ホスト期間（予約領域）の長さは任意に設定可能であり，また，通信装置ごとに異なっていてもよい。

（１１）無線通信装置の構成例（図１１）
図１１は，無線通信装置の構成例である。
無線通信装置８００は，所定の高周波無線信号を無線媒体上に送受信するためのアンテナ８０１と，受信した高周波信号を増幅し受信信号に変換し，送信する信号を増幅し高周波信号に変換する高周波無線処置部８０２と，所望の受信信号を所定の復調処理を施して情報ビットを構築し，送信する情報ビットを変調処理して送信信号する物理層ベースバンド部８０３と，を含んで構成されている。

さらに本実施形態の特徴として，周囲に存在する通信装置のビーコンを解析するビーコン信号解析部８０４と，自己の送信ビーコンを生成するビーコン生成部８０５と，収集したビーコンに記載される情報と，その通信装置がホスト通信装置として動作する時間の情報を格納したパラメータ格納部８０６と，を含んで構成されている。

加えて，所定のメディアアクセススロット（ＭＡＳ）単位でホスト通信装置もしくはデバイス通信装置としてのアクセス制御を設定するＭＡＳアクセス制御部８０７と，ホスト通信装置としてのアクセス制御のためにマイクロスケジュール管理コマンド（ＭＭＣ）を生成するＭＭＣコマンド生成部８０８と，そのＭＭＣでアクセス可能なデバイス通信装置とトランザクションの種類を指定するトランザクション設定部８０９と，を含んで構成されている。

さらに，デバイス通信装置としてホスト通信装置から送信されるマイクロスケジュール管理コマンド（ＭＭＣ）を解析するＭＭＣコマンド解析部８１０と，ＭＭＣコマンドに記載されているスケジュールに従って送受信の設定を行うタイミング設定部８１１と，を含んで構成されている。

また，送信するデータや受信したデータを一時的に格納しておくデータバッファ８１２と，その格納位置を管理するバッファ管理部８１３と，この通信装置に接続されるアプリケーション機器からの送信データを受け取り，またアプリケーション機器に受信したデータを受け渡す，アプリケーションインタフェース８１４と，を含んで構成されている。

さらに，通信装置の動作状況をユーザに表示したり，ユーザから必要な指示を受け付けたりする，ユーザインタフェース８１５と，この通信装置の一連の動作を管理するために，内部情報として，タイムスロット管理部や，ホスト設定部，デバイス設定部を備えて制御をするＣＰＵ８１６と，を含んで構成されている。

（１２）無線通信装置の動作フロー例（図１２）
図１２に，本実施形態にかかる無線通信装置の動作フロー例を示す。

まず，自己のビーコン期間であり（Ｓ１０１），送信ビーコンスロットの位置であれば（Ｓ１０２），送信するビーコン情報を獲得し（Ｓ１０３），ビーコンを送信する（Ｓ１０４）。

また自己のビーコン期間で，送信ビーコンスロットでなければ，ビーコン受信処理を行って，ビーコンを受信した場合には（Ｓ１０５），その通信装置をトランザクション情報に登録し，その通信装置に対してのトランザクションを設定する（Ｓ１０６）。

そして，受信したビーコン情報を獲得し（Ｓ１０７），ホスト通信装置として動作するＤＲＰの設定があれば（Ｓ１０８），その通信装置がホスト通信装置として動作する時間として登録する（Ｓ１０９）。

さらに，その時間設定が自己のホスト時間の設定と競合する場合には（Ｓ１１０），自己のＤＲＰの設定変更が必要か判断し，変更が必要であれば（Ｓ１１１），自己の設定しているホスト時間の設定を変更し（Ｓ１１２），その設定を自己のビーコン情報として更新する（Ｓ１１３）。

ここで上記のフローに加え，ビーコン受信がない場合，ホスト通信装置としての動作する時間の設定がない場合，自己のホスト時間と競合しない場合，自己のＤＲＰの変更が必要ない場合にも，Ｓ１０１に戻り，一連のビーコン受信処理を，ビーコン期間が終了するまでくり返される。

自己がホスト通信装置として動作する時間であれば（Ｓ１１４），トランザクション情報を獲得し（Ｓ１１５），アクセス制御を許可する通信装置を特定してＭＭＣコマンドを送信する（Ｓ１１６）。

ここで，自己宛の応答を受信した場合には（Ｓ１１７），相手先のホスト時間に自己の受信を設定する（Ｓ１１８）とともに，自己のホスト時間内に，入力データ段階（Ｉｎ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）の追加設定を行う（Ｓ１１９）。

以降，Ｓ１２６に移行し，相手先となるホスト通信装置の動作時間に受信を行う構成となっている。

また，送信すべきデータをアプリケーション機器からインターフェースを介して受理した場合には（Ｓ１２０），そのデータをバッファに格納し（Ｓ１２１），送信データ量を獲得し，所定の量を超えた場合に（Ｓ１２２），相手先のホスト時間に送信を設定するとともに，そのホスト時間にコマンドの受信を設定する（Ｓ１２３）。

さらに，自己のホスト時間を相手先が受信の設定をしている場合には（Ｓ１２４），自己のホスト時間内に，出力データ段階（Ｏｕｔ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）の設定を行う（Ｓ１２５）。

ここで，上記以外の場合に，送信データを受理指定ない場合や，送信データ量が超過指定ない場合，自己ホスト時間に受信の設定がない場合も，Ｓ１２６に移行する。

そして，受信を設定した時間が到来したら（Ｓ１２６），受信動作を行い，ホスト通信装置からＭＭＣコマンドを受信した場合に（Ｓ１２７），自己宛の送信アクセスの設定があれば（Ｓ１２８），自己の送信すべきデータの有無を確認し，データがある場合に（Ｓ１２９），データを送信する（Ｓ１３０）。

ここで，バッファにデータの残りがなければ（Ｓ１３１），相手先となるホスト通信装置の時間での受信の設定を解除する（Ｓ１３２）。以降，バッファにデータがあった場合も含めて，Ｓ１０１に移行し一連の動作をくり返す。

自己宛の受信アクセスの設定があれば（Ｓ１３３），データ受信を行い（Ｓ１３４），バッファにデータを格納し（Ｓ１３５），自己ホスト時間に相手先が受信を設定していれば（Ｓ１３６），自己のホスト時間内に，出力データ段階（Ｏｕｔ＿Ｄａｔａ＿Ｐｈａｓｅ）の設定を行う（Ｓ１３７）。以降，Ｓ１０１に移行し一連の動作をくり返す。

受信動作時間でない場合に，所定の時間にわたり自己宛のデータ受信がない場合には（Ｓ１３８），相手先ホスト動作時間の受信設定を解除する（Ｓ１３９）。

ここで，上記以外の場合に，所定の時間にわたり自己宛のデータ受信がある場合，自己宛受信アクセスの設定がない場合，自己のホスト時間に相手先の受信の設定がない場合にも，Ｓ１０１に移行し一連の動作をくり返す。

以上，本実施形態にかかる無線通信装置の構成および動作（無線通信方法）について説明した。かかる無線通信装置は，コンピュータに上記機能を実現するためのコンピュータプログラムを組み込むことで，コンピュータを無線通信装置として機能させることが可能である。かかるコンピュータプログラムは，所定の記録媒体（例えば，ＣＤ−ＲＯＭ）に記録された形で，あるいは，電子ネットワークを介したダウンロードの形で市場を流通させることが可能である。

以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法に利用可能であり，特に，ワイヤレスＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）システムを用いて，自立分散型のアドホックネットワークを構築するための，無線通信装置，コンピュータプログラム，および無線通信方法に利用可能である。

無線アドホックネットワークの構成例を示す説明図である。 各通信装置のホスト動作とデバイス接続例を示す説明図である。 スーパーフレーム構成例を示す説明図である。 ビーコンスロットの利用設定例を示す説明図である。 ビーコンフレームの構成例を示す説明図である。 ＭＭＣフレームの構成例を示す説明図である。 トランザクショングループの設定例（１）を示す説明図である。 トランザクショングループの設定例（２）を示す説明図である。 トランザクショングループの設定例（３）を示す説明図である。 ホスト通信装置としての動作時間の自律分散配置例を示す説明図である。 無線通信装置の構成例を示す説明図である。 無線通信装置の動作フロー例を示す説明図である。

符号の説明

１００ アドホックネットワーク
１１１，１１２，・・・，１１８ 無線通信装置
１２１，１２１，・・・，１２８ 電波到達範囲
８００ 無線通信装置
８０１ アンテナ
８０２ 高周波無線処置部
８０３ 物理層ベースバンド部
８０４ ビーコン信号解析部
８０５ ビーコン生成部
８０６ パラメータ格納部
８０７ ＭＡＳアクセス制御部
８０８ ＭＭＣコマンド生成部
８０９ トランザクション設定部
８１０ ＭＭＣコマンド解析部
８１１ タイミング設定部
８１２ データバッファ
８１３ バッファ管理部
８１４ アプリケーションインタフェース
８１５ ユーザインタフェース
８１６ ＣＰＵ

Claims (11)

1. 無線通信装置において，
   周囲の無線通信装置からのビーコン信号に含まれる情報により，前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間を把握するビーコン信号解析部と，
   前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作しない時間に，自己がホスト通信装置として動作する時間であって前記周囲の無線通信装置をデバイス通信装置として動作させる時間を設定するホスト設定部と，
   前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間に，自己がデバイス通信装置として動作する時間を設定するデバイス設定部と，
   前記自己がホスト通信装置として動作する時間のトランザクショングループを設定するトランザクション設定部と，
   を備えたことを特徴とする，無線通信装置。
2. さらに，
   前記自己がデバイス通信装置として動作する時間にホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドを解析するマイクロスケジュール管理コマンド解析部と，
   前記ホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドに基づいてアクセス制御を行うアクセス制御部と，
   を備えたことを特徴とする，請求項１に記載の無線通信装置。
3. さらに，前記周囲の無線通信装置との通信路を確保するためのマイクロスケジュール管理コマンドを生成するマイクロスケジュール管理コマンド生成部を備え，
   前記トランザクション設定部は，１つの前記マイクロスケジュール管理コマンドで指定するトランザクショングループを，１つのデバイス通信装置に限定することを特徴とする，請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記トランザクション設定部は，他の無線通信装置との通信需要がない場合には，前記トランザクショングループに，自己宛の入力データ段階を設定することを特徴とする，請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記トランザクション設定部は，自己宛の入力データ段階で情報を受信した場合には，前記トランザクショングループに，自己宛の入力データ段階を追加設定することを特徴とする，請求項１に記載の無線通信装置。
6. 前記アクセス制御部は，前記デバイス通信装置として動作する時間に自己宛の出力データ段階が設定された場合に受信の設定を行うことを特徴とする，請求項２に記載の無線通信装置。
7. 前記アクセス制御部は，ホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドで指定された自己の入力データ段階に送信の設定を行うことを特徴とする，請求項２に記載の無線通信装置。
8. 前記トランザクション設定部は，他の無線通信装置と通信需要が発生した場合に，自己がホスト通信装置として動作する時間において，相手先無線通信装置に対して出力データ段階の設定を行うことを特徴とする，請求項１に記載の無線通信装置。
9. コンピュータを請求項１〜８のいずれかに記載の無線通信装置として機能させるための，コンピュータにより読み取り可能なコンピュータプログラム。
10. 無線通信方法において，
    周囲の無線通信装置からのビーコン信号に含まれる情報により，前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間を把握するビーコン信号解析工程と，
    前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作しない時間に，自己がホスト通信装置として動作する時間であって前記周囲の無線通信装置をデバイス通信装置として動作させる時間を設定するホスト設定工程と，
    前記周囲の無線通信装置がホスト通信装置として動作する時間に，自己がデバイス通信装置として動作する時間を設定するデバイス設定工程と，
    前記自己がホスト通信装置として動作する時間のトランザクショングループを設定するトランザクション設定工程と，
    を含むことを特徴とする，無線通信方法。
11. さらに，
    前記自己がデバイス通信装置として動作する時間にホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドを解析するマイクロスケジュール管理コマンド解析工程と，
    前記ホスト通信装置からのマイクロスケジュール管理コマンドに基づいてアクセス制御を行うアクセス制御工程と，
    を含むことを特徴とする，請求項１０に記載の無線通信方法。
    

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