JP5056324B2 - 無線通信装置、無線通信方法、プログラム、および無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信方法、プログラム、および無線通信システムに関する。

ＷｉＭｅｄｉａ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉ Ｂａｎｄ ＯＦＤＭ ＰＨＹ仕様書と、ＷｉＭｅｄｉａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＡＣの仕様書によれば、無線で送受信される信号の周波数パターンとして、ＴＦＣコードと呼ばれるチャネルが複数定義されている。また、一の自律分散的な無線ネットワークを構成する無線通信装置は、互いに共通のＴＦＣコードを用いて無線通信を行うことが記載されている。

例えば、特許文献１には、自律分散的な無線ネットワークを構成し、選択的にチャネルを用いて無線通信を行う無線通信装置について記載されている。

特開２００５−１４２８８３号公報

ここで、ある無線ネットワークは、他の無線ネットワークと異なるＴＦＣコードを用いているため、他の無線ネットワークから送信された信号により無線通信は阻害されないと考えられていた。

ところが、ウルトラワイドバンドを利用する無線ネットワークにおいては、ある無線通信装置に、該無線通信装置が属する無線ネットワークおよび異なる無線ネットワークの双方から送信された信号が同時に到達したとき、該無線通信装置は異なる無線ネットワークから送信された信号を復号してしまう場合があるという問題が発見された。

かかる問題に対して、例えば特許文献１に記載されているように、ある無線通信装置が、用いるＴＦＣコードを順次切り替え、複数のＴＦＣコードを用いて送信された信号を受信する方法も有効である。当該方法によれば、近隣に他の無線ネットワークが存在する場合、該他の無線ネットワークの通信状況を把握することができる。そして、上記無線通信装置は、把握した該他の無線ネットワークの通信状況を、自装置が属する無線ネットワークと該他の無線ネットワークとが共存するための処理に利用し得る。

しかし、例えば特許文献１に記載されている方法のように全てのＴＦＣコードを用いて送信された信号を順次受信したり、定期的に自装置が属する無線ネットワークと異なるＴＦＣコードを用いて送信された信号を受信したりすることは効率面で問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ある無線ネットワークと異なるチャネルを用いて動作する他の無線ネットワークにおける通信状況を必要に応じて効率的に把握することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、無線通信方法、プログラム、および無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う無線通信装置が提供される。当該無線通信装置は、前記第１のチャネルを設定するチャネル設定部と、前記チャネル設定部により設定された前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信する通信部と、前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号が前記通信部により受信されたことを検出する検出部と、を備える。また、前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合、前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定し、前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信する。

かかる構成においては、第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合にチャネル設定部が第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定する。その結果、通信部は他の無線ネットワークから第２のチャネルを用いて送信された信号を確実に受信することができる。したがって、当該無線通信装置は、近隣に他の無線ネットワークが存在する場合、他の無線ネットワークの通信状況を効率的に把握することが可能である。

各無線ネットワークを構成する無線通信装置の各々は、所定周期で到来するビーコン期間に無線通信のための管理情報を含むビーコンを送受信し、前記通信部が前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから受信した信号に基づき、前記他の無線ネットワークのビーコン期間を推定し、前記他の無線ネットワークのビーコン期間における前記第１のチャネルを用いた信号の送受信を禁止する禁止部をさらに備えてもよい。かかる構成においては、他の無線ネットワークのビーコン期間に当該無線通信装置の属する無線ネットワークから信号が送信され、他の無線ネットワークにおける正常なビーコンの送受信が阻害される場合を抑制できる。

また、当該無線通信装置は、前記無線ネットワークの存在を示す通知信号を前記他の無線ネットワークのビーコン期間のうちの特定の時間帯に前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記通信部に送信させる通知制御部をさらに備えてもよい。かかる構成においては、他の無線ネットワークが当該無線通信装置の属する無線ネットワークが近隣に存在することを把握できるため、他の無線ネットワークにおいて当該無線通信装置の属する無線ネットワークと共存するための処理が行われることを期待できる。

また、前記通知信号は、前記通知信号を送信する無線通信装置が属する無線ネットワークの前記ビーコン期間を示す情報を含んでもよい。かかる構成においては、他の無線ネットワークが通知信号に基づいて当該無線通信装置の属する無線ネットワークのビーコン期間を把握することができる。したがって、他の無線ネットワークが、当該無線通信装置の属する無線ネットワークのビーコン期間に信号の送受信を控え、当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおいて正常にビーコンを送受信することが可能となる。

前記禁止部は、前記通信部により前記他の無線ネットワークから前記通知信号が受信された場合、前記通知信号に含まれる情報の示す前記他の無線ネットワークのビーコン期間において前記第１のチャネルを用いた信号の送受信を禁止してもよい。かかる構成においては、当該無線通信装置は、通知信号に基づいて他の無線ネットワークのビーコン期間を把握することができる。そして、禁止部が他の無線ネットワークのビーコン期間に当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおける信号の送受信を禁止することにより、他の無線ネットワークにおける正常なビーコンの送受信が阻害される場合を抑制できる。

また、前記通知信号は、前記通知信号を送信する無線通信装置が属する無線ネットワークにおいて無線通信が予約されている時間帯を示す情報を含んでもよい。かかる構成においては、他の無線ネットワークは、通知信号に基づいて当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおいて無線通信が予約されている時間帯を把握することができる。したがって、他の無線ネットワークが当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおいて無線通信が予約されている時間帯に信号の送受信を控え、当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおいて正常に信号を送受信することが可能となる。

また、前記通知信号は、前記通知信号を送信する無線通信装置が属する無線ネットワークにおいて用いられているチャネルを示す情報を含んでもよい。かかる構成においては、他の無線ネットワークは、通知信号に基づいて当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおいて用いられているチャネルを把握することができる。したがって、他の無線ネットワークに属する無線通信装置が、当該無線通信装置の属する無線ネットワークにおいて送受信される信号を受信し、該無線ネットワークにおける通信状況を把握することが可能となる。

前記通信部により前記他の無線ネットワークから前記通知信号が受信された場合、前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを前記通知信号に含まれる情報の示すチャネルに一時的に変更設定し、前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信してもよい。

前記通信部が前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから受信した信号に基づき、前記他の無線ネットワークにおいて無線通信が予約されている時間帯を推定する時間帯推定部をさらに備えてもよい。

前記検出部は、信号のチャネルが記載された物理層のヘッダに誤りが検出された場合、前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信を検出してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う無線通信装置において実行される無線通信方法が提供される。当該無線通信方法は、前記第１のチャネルを設定するステップと、前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信するステップと、前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号を受信したことを検出するステップと、前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定するステップと、前記変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信するステップと、を含む。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う無線通信装置として機能させるためのプログラムが提供される。より詳細には、当該プログラムは、コンピュータを、前記第１のチャネルを設定するチャネル設定部と、前記チャネル設定部により設定された前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信する通信部と、前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号が前記通信部により受信されたことを検出する検出部と、を備え、前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合、前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定し、前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信する無線通信装置として機能させる。

かかるプログラムは、例えばＣＰＵ、ＲＯＭまたはＲＡＭなどを含むコンピュータのハードウェア資源に、上記のようなチャネル設定部、および検出部などの機能を実行させることができる。すなわち、当該プログラムを用いるコンピュータを、上述の記録装置として機能させることが可能である。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う複数の無線通信装置を含む無線通信システムが提供される。前記複数の無線通信装置の各々は、前記第１のチャネルを設定するチャネル設定部と、前記チャネル設定部により設定された前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信する通信部と、前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号が前記通信部により受信されたことを検出する検出部と、を備える。また、前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合、前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定し、前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信する。

以上説明したように本発明にかかる無線通信装置、無線通信方法、プログラム、および無線通信システムによれば、ある無線ネットワークと異なるチャネルを用いて動作する他の無線ネットワークにおける通信状況を必要に応じて効率的に把握することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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。

また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔１〕本実施形態にかかる無線通信システムの概要
〔１−１〕無線通信システムの構成例
〔１−２〕無線通信システムにおける時分割制御
〔１−３〕ビーコンスロットの利用例
〔１−４〕チャネルの具体例
〔１−５〕本実施形態の目的
〔２〕無線通信システムを構成する無線通信装置の機能
〔３〕無線通信システムを構成する無線通信装置の動作
〔４〕まとめ

〔１〕本実施形態にかかる無線通信システムの概要
〔１−１〕無線通信システムの構成例
まず、図１を参照して本実施形態にかかる無線通信システムの構成例を説明する。

図１は、自律分散型の無線通信システム群１の構成例を示した説明図である。図１における白丸印は同一のチャネルを用いて無線通信を行う無線通信装置１０Ａ〜１０Ｅを示し、点線で示した領域は各無線通信装置１０が通信を行うことが可能な電波到達範囲１２Ａ〜１２Ｅを示す。また、図１における黒丸印は無線通信装置１０Ａ〜１０Ｅと異なるチャネルを用いて無線通信を行う無線通信装置１０Ｆおよび１０Ｇを示し、点線で示した領域は各無線通信装置が通信を行うことが可能な電波到達範囲１２Ｆおよび１２Ｇを示す。すなわち、無線ネットワーク群１においては、異なるチャネルを用いて無線通信を行う無線通信装置の電波到達範囲が重複している。

具体的には、無線通信装置１０Ａは、その電波到達範囲１２Ａに含まれる無線通信装置１０Ｂと通信が可能である。無線通信装置１０Ｂは、その電波到達範囲１２Ｂに含まれる無線通信装置１０Ａと無線通信装置１０Ｃとの間で通信が可能である。同様に、無線通信装置１０Ｃは、無線通信装置１０Ｂと無線通信装置１０Ｄとの間で通信が可能である。また、無線通信装置１０Ｄは、無線通信装置１０Ｃと無線通信装置１０Ｅとの間で通信が可能である。また、無線通信装置１０Ｅは、無線通信装置１０Ｄとの間で通信が可能である。このように、無線通信装置１０Ａ〜１０Ｅは、それぞれの電波到達範囲に含まれる通信装置との間で通信を行い、一の無線通信システム、および一の無線ネットワークを形成する。

また、無線通信装置１０Ｆは無線通信装置１０Ｇの電波到達範囲１２Ｇに含まれ、無線通信装置１０Ｇは無線通信装置１０Ｆの電波到達範囲１２Ｆに含まれるため、無線通信装置１０Ｆおよび無線通信装置１０Ｇは相互に通信を行うことができる。このように、無線通信装置１０Ｆおよび無線通信装置１０Ｇは、一の無線通信システム、および一の無線ネットワークを形成する。

ここで、無線通信装置１０Ｄは、異なるチャネルで動作する無線通信装置１０Ｆの電波到達範囲１２Ｆに含まれるため、無線通信装置１０Ｄには無線通信装置１０Ｆが送信する信号が到達する。無線通信装置１０Ｄは、無線通信装置１０Ｆと異なるチャネルを用いて動作するため、本来は無線通信装置１０Ｆが送信した信号の受信処理を行わない。しかし、無線通信システム群１が例えばウルトラワイドバンドを利用する場合、無線通信装置１０Ｄは、同一無線通信システムを構成する無線通信装置１０Ｅなどでなく、無線通信装置１０Ｆが送信した信号の受信処理を行ってしまう事態が想定される。すなわち、異なる無線通信システムが隣接する場合、正常な無線通信が阻害されかねない。本実施形態は、詳細については後述するが、かかる問題を改善するためになされたものである。

なお、以下では無線通信装置１０Ａ〜１０Ｇを特に区別する必要が無い場合は単に無線通信装置１０と、電波到達範囲１２Ａ〜１２Ｇを特に区別する必要が無い場合は単に電波到達範囲１２として示す。

また、無線通信装置１０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。

〔１−２〕無線通信システムにおける時分割制御
以上、自律分散型の無線通信システムの構成例を説明した。続いて、各無線通信システムにおける時分割制御のためのスーパーフレームについて図２を参照して説明する。

図２は、スーパーフレームの構成例を示した説明図である。スーパーフレーム周期は、所定の時間（例えば、６５ｍｓ）により定義され、２５６個のメディアアクセススロット（ＭＡＳ；Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｌｏｔ）に細分化されている。一の無線ネットワークを構成する無線通信装置１０は、該スーパーフレーム周期を所定周期のフレームとして共有し、上記細分化されたＭＡＳを単位としてメッセージの転送が行われる。

さらに、スーパーフレームの先頭には、ビーコン（ビーコン信号）により管理情報の送受信を行うための管理領域としてのビーコン期間（ＢＰ）があり、所定の間隔をおいてビーコンスロット（ＢＳ）が配置されている。また、無線通信装置１０毎に、固有のビーコンスロットが設定され、周囲の無線通信装置１０との間で、ネットワークの管理やアクセス制御を行うためのパラメータが交換される。図２においては、ビーコン期間として、ＢＳ０〜ＢＳ８の９個のビーコンスロットが設定されている例を示している。なお、ビーコン期間として設定されていない期間は、通常、データ伝送領域として利用される。

〔１−３〕ビーコンスロットの利用例
図３は、無線通信装置１０Ａ〜無線通信装置１０Ｅが一の無線通信システムを形成している場合に、各無線通信装置１０が設定する自己のビーコンスロット位置を示した概念図である。ここでは、一の無線通信システムを構成する各無線通信装置１０が、ビーコン期間において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様子が示している。

図３に示した例では、無線通信装置１０ＡはＢＳ２で自己のビーコンを送信し、無線通信装置１０ＢはＢＳ３で自己のビーコンを送信する。同様に、無線通信装置１０ＣはＢＳ４で自己のビーコンを送信し、無線通信装置１０ＤはＢＳ５で自己のビーコンを送信する。無線通信装置１０ＥはＢＳ６で自己のビーコンを送信する。このように、図３においては、各無線通信装置１０が、それぞれ固有のビーコンスロットを占有し、ビーコンを送信している状態を示している。

なお、当該無線通信システムに新規参入する無線通信装置１０Ｈなどの為に、必要に応じてＢＳ０、ＢＳ１、ＢＳ７及びＢＳ８が確保されている。通常、自己のビーコンスロットの後方に所定数の空きビーコンスロットが設けられている。これらの空きビーコンスロットは、無線通信装置１０の新規参入に備えて準備されているものである。

具体的には、無線通信装置１０Ｈは、ビーコン期間の例えば後方のＢＳ７の利用を設定した場合、他の無線通信装置１０に確実にビーコンを受信させるため、ビーコン期間の先頭に配されているＢＳ０またはＢＳ１においても所定期間にわたってビーコンを送信する。
このように、本来のビーコンスロットと併せて利用されるＢＳ０およびＢＳ１は、シグナリングスロットと称される場合もある。また、各無線通信装置１０のビーコン期間は、周囲に存在する無線通信装置１０のビーコンに応じて、適宜、拡張することが可能な構成となっている。

〔１−４〕チャネルの具体例
図４は、マルチバンドＯＦＤＭ方式の周波数チャンネルの構成を示した説明図である。図４に示したように、Ｗｉｍｅｄｉａ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉ
Ｂａｎｄ ＯＦＤＭ ＰＨＹ仕様書においては、５２８ＫＨｚのバンド幅のサブバンドが、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの間に、計１４個配置されることが定義されている。

また、周波数の低い方から順にサブバンドが３つごとに区切られ、バンドグループ１、バンドグループ２、バンドグループ３、バンドグループ４が構成され、残りの２つのサブバンドでバンドグループ５が構成される。

このようなバンドグループごとに周波数ホッピングパターンを変化させることで、図５群に示す複数のＴＦＣコード１〜７が構成される。

図５群は、ＴＦＣコードの周波数ホッピングパターン例を示した説明図である。具体的には、図５ＡはＴＦＣコード１の周波数ホッピングパターンを示し、図５ＢはＴＦＣコード２の周波数ホッピングパターンを示し、図５ＣはＴＦＣコード３の周波数ホッピングパターンを示し、図５ＤはＴＦＣコード４の周波数ホッピングパターンを示し、図５ＥはＴＦＣコード５の周波数ホッピングパターンを示し、図５ＦはＴＦＣコード６の周波数ホッピングパターンを示し、図５ＧはＴＦＣコード７の周波数ホッピングパターンを示している。

周波数ホッピングパターンは、ＴＦＣと呼ばれるチャネルのコードによって定義される。例えば、チャネルがＴＦＣコード１であった場合、図５Ａに示したようにサブバンド１、サブバンド２、サブバンド３、サブバンド１、サブバンド２、サブバンド３、の規則にしたがって利用するサブバンドが変化する。なお、あるバンドグループを構成するサブバンドのうちの最も周波数帯域が低いサブバンドがサブバンド１であり、最も周波数が高いサブバンドがサブバンド３であり、サブバンド１とサブバンド３の中間のサブバンドがサブバンド２であってもよい。

また、図５Ｂに示したように、チャネルがＴＦＣコード２であった場合、サブバンド１、サブバンド３、サブバンド２、サブバンド１、サブバンド３、サブバンド２、の規則にしたがって利用するサブバンドが変化する。

また、図５Ｃに示したように、チャネルがＴＦＣコード３であった場合、サブバンド１、サブバンド１、サブバンド２、サブバンド２、サブバンド３、サブバンド３、の規則にしたがって利用するサブバンドが変化する。同様に、図５Ｄに示したように、チャネルがＴＦＣコード４であった場合、サブバンド１、サブバンド１、サブバンド３、サブバンド３、サブバンド２、サブバンド２、の規則にしたがって利用するサブバンドが変化する。

さらに、マルチバンドＯＦＤＭ方式においては、ＴＦＣコード５〜７のように、周波数ホッピングを行わないパターンも用意されている。

具体的には、図５Ｅに示したように、ＴＦＣコード５はサブバンド１のみを連続的に利用する。また、図５Ｆに示したように、ＴＦＣコード６はサブバンド２のみを連続的に利用する。同様に、図５Ｇに示したように、ＴＦＣコード７はサブバンド３のみを連続的に利用する。このように、設定するＴＦＣコードに応じて、利用する周波数ホッピングのパターンが決定される。

また、利用するＴＦＣコードには、各ＴＦＣコードに対応する所定のプリアンブルのシーケンスが用意されている。プリアンブルとは、送受信される信号に付加される同期信号である。

〔１−５〕本実施形態の目的
しかし、近日の相互接続性確保のための試験の結果より、マルチバンドＯＦＤＭ方式のウルトラワイドバンド無線通信システムにおいて、隣接するＴＦＣコードを利用する信号の存在を検出できてしまうという問題が発見された。すなわち、ある無線ネットワークは、近隣に異なるＴＦＣコードを用いて動作する他の無線ネットワークが存在した場合に、該他の無線ネットワークから送信された信号を検出してしまうという問題が発生していた。

従来のエイリアンＢＰ（Ｂｅａｃｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ）プロテクションは、同じＴＦＣコードを用いて動作する他の無線ネットワークのビーコン期間を保護するものであったため、異なるＴＦＣコードで動作する無線ネットワークのビーコン期間を保護できなかった。

また、ある無線通信装置は、近隣の複数の無線通信装置が同時に信号を送信すると、最尤復号装置（ビタビ復号装置）を用いた場合に、それらの信号のうち、電界強度の強い側の信号を復号してしまうという状況が生じてしまっていた。このため、従来の無線通信装置は、近隣の複数の無線通信装置から送信された信号が衝突していることを検出することが困難であった。

そのため、従来の無線通信装置は、自装置のビーコン期間に自装置の周囲で異なるＴＦＣコードを用いた信号が送信されると、該信号の受信タイミングがビーコンより若干早い場合や、受信強度が強い場合に、該信号の同期がかかってしまい正常にビーコンを受信できないという問題が発生する。さらに、自装置が自装置宛データを受信しているタイミングに、異なるＴＦＣコードを用いる無線通信装置が信号を送信すると、ある程度の確率で自装置宛データを正常に受信できなくなるという問題があった。

そこで、上記のような事情に鑑みて本実施形態にかかる無線通信装置１０を創作するに至った。本実施形態にかかる無線通信装置１０は、効率的に異なるＴＦＣコードを用いる他の無線ネットワークの通信状況を把握し、他の無線ネットワークとの共存を図ることができる。以下、当該無線通信装置１０について図６〜図１１を参照して詳細に説明する。

〔２〕無線通信システムを構成する無線通信装置の機能
図６は、本実施形態にかかる無線通信装置１０の構成を示した機能ブロック図である。図６に示したように、無線通信装置１０は、アンテナ１０１と、ベースバンド受信部１０２と、ＴＦＣ設定部１０３と、ベースバンド送信部１０４と、タイミング制御部１０５と、ビーコン受信処理部１０６と、ビーコン送信処理部１０７と、予約スロット情報抽出部１０８と、利用可能スロット判定部１０９と、予約スロット設定部１１０と、データユニット受信処理部１１１と、入出力インターフェース１１２と、データユニット送信処理部１１３と、異ＴＦＣスキャン設定部１１４と、異ＴＦＣビーコン受信処理部１１５と、ＢＰＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ予約設定部１１６と、干渉通知ビーコン設定部１１７と、通知ビーコン受信処理部１１８と、干渉スロット情報抽出部１１９と、を備える。

アンテナ１０１は、周囲の無線通信装置から送信された信号を受信する通信部としての機能を有する。ベースバンド受信部１０２は、アンテナ１０１を介して周囲の無線通信装置から受信した信号を復号する。かかるベースバンド受信部１０２は、アンテナ１０１と協働して通信部として機能する。

ＴＦＣ設定部１０３は、ベースバンド受信部１０２において受信すべきＴＦＣコードを設定するチャネル設定部としての機能を有する。例えば、ＴＦＣ設定部１０３は、図５群に示したＴＦＣコードのいずれかを設定し、ベースバンド受信部１０２はＴＦＣ設定部１０３により設定されたＴＦＣコードを用いて送信された信号を受信する。なお、上述したように、当該無線通信システムが例えばウルトラワイドバンドを利用する場合には、ベースバンド受信部１０２はＴＦＣ設定部１０３により設定されたＴＦＣコードと異なるＴＦＣコードを用いて送信された信号も受信してしまう場合がある。

ベースバンド送信部１０４は、周囲の無線通信装置に送信するための信号を無線信号に変調する処理を行う。かかるベースバンド送信部１０４は、アンテナ１０１と協働して通信部として機能する。タイミング制御部１０５は、ベースバンド受信部１０２やベースバンド送信部１０４を制御し、ビーコンなどのフレームの送受信のタイミングを制御する。

ビーコン受信処理部１０６は、ベースバンド受信部１０２により復号された信号に含まれるビーコンフレームから、ビーコンフレームに記載されている情報を抽出する。また、ビーコン受信処理部１０６は、ベースバンド受信部１０２により受信信号のＰＨＹ（物理層）フレームから誤りが検出された場合、異なる無線ネットワークから送信された信号の受信を検出する検出部としての機能を有する。以下、図７および図８を参照し、ＰＨＹフレームおよびビーコンフレームの構成例を説明する。

図７は、ＰＨＹフレームの構成例を示した説明図である。より詳細には、図７には、マルチバンドＯＦＤＭなどの無線通信システムで用いられるＰＨＹフレームの構成例を示している。当該ＰＨＹフレームは、ＴＦＣコードごとに異なる所定のプリアンブルの後に、情報ビットとして配されるフレームである。

図７に示したように、ＰＨＹフレームは、５オクテットのＰＨＹヘッダ６０、１０オクテットのＭＡＣヘッダ６１、２オクテットのヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）６２、が付加され、これに必要に応じてリード・ソロモン・パリティビット（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ Ｐａｒｉｔｙ Ｂｉｔｓ）６３が付加される。また、復号できる単位ごとに、テイルビット（Ｔａｉｌ ｂｉｔｓ）（６ビット／４ビット分）が挿入されている。

このようなＰＨＹヘッダ６０およびＭＡＣヘッダ６１は信頼性の高い変調方式（５３．３Ｍｂｐｓ）で構成されてもよい。また、ＰＨＹヘッダ６０およびＭＡＣヘッダ６１でフレームを形成することができる。また、ＰＨＹヘッダ６０およびＭＡＣヘッダ６１は、ＡＣＫやＲＴＳ／ＣＴＳなどの制御フレームとして利用される。つまり、共通のヘッダ構造が全てのフレームに含まれる。

さらに、この共通ヘッダ構造を有するＰＨＹヘッダ６０およびＭＡＣヘッダ６１などの後方に０〜４０９５オクテットの間の任意の長さのデータペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）６４が付加されてビーコンフレームやデータフレームなどが構成される。当該データペイロード６４は、任意の変調方式で構成されるため、高速な変調方式を利用することで、数百メガビット／秒（ｂｐｓ）もの通信を可能としている。また、データペイロード６４には、４オクテットのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）６５が付加される。

ＰＨＹヘッダ６０は、データペイロード６４部分の変調方式を示すＲＡＴＥ６０１、データペイロード６４部分の情報長を示すＬＥＮＧＴＨ６０２、暗号化したフレームの情報を示すＳＣＲＡＭＢＬＥＲ６０３、バーストで送信されていることを示すＢＵＲＳＴ ＭＯＤＥ６０４、および長短のプリアンブルの形式を示すＰＲＥＡＭＢＬＥ ＴＹＰＥ６０５を含む。

さらに、ＰＨＹヘッダ６０は、当該ＰＨＹフレームのＴＦＣコードを示すＴＸ ＴＦＣ６０６を含む。ＴＦＣ６０６の後方には、バンドグループの末尾のビットを示すＢＧ＿ＬＳＢ６０７が付加される。

ＭＡＣヘッダ６１は、当該フレームの形式などを示したフレーム制御情報６１１、当該フレームの届け先アドレス６１２、当該フレームの送り元アドレス６１３、当該フレームのシーケンス番号などのシーケンス制御情報６１４、およびアクセス方式などを示すアクセス制御情報６１５を含む。

ここで、受信した信号のヘッダーチェックシーケンス６２に基づいてＰＨＹヘッダ６０またはＭＡＣヘッダ６１から誤りがベースバンド受信部１０２により検出された場合、ビーコン受信処理部１０６は異なる無線ネットワークから信号が受信されたことを検出する。または、ビーコン受信処理部１０６は、ＴＸ ＴＦＣ６０６に記載されているＴＦＣコードがＴＦＣ設定部１０３により設定されているＴＦＣコードと異なる場合に異なる無線ネットワークから信号が受信されたことを検出してもよい。

図８は、ビーコンフレームの構成例を示した説明図である。図８に示したように、ビーコンフレームは、ＰＨＹヘッダ７０、ＭＡＣヘッダ７１、ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）７２、ビーコンパラメータ７３、ビーコンスロット利用情報エレメント７４、情報エレメント（その１）７５、情報エレメント（そのＮ）７６、およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）７７などの管理情報を含む。

ここで、ＰＨＹヘッダ７０とＭＡＣヘッダ７１の構造は、図７を参照して説明したＰＨＹヘッダ６０およびＭＡＣヘッダ６１の構造と実質的に同一である。例えば、ＰＨＹヘッダ７０のＴＸ ＴＦＣフィールドには、ＴＦＣ１０３により設定されているＴＦＣコードが記載され、ＭＡＣヘッダ７１の届け先アドレスには、ブロードキャストアドレスが記載される。

また、ビーコンパラメータ７３は、デバイス識別子７３１、ビーコンスロット番号７３２、およびデバイス制御情報：７３３を含む。

また、ビーコンスロット利用情報エレメント７４は、情報の識別子７４１、情報長７４２、ビーコン期間長７４３、スロット利用情報のビットマップ７４４、アドレス情報（−１）７４５、アドレス情報（−Ｎ）７４６を含む。また、デバイス制御情報７３３は、セキュリティモード（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｍｏｄｅ）７８１、将来の利用のためのリザーブ７８２、シグナリングスロット７８３、およびムーバブルビット７８４を含む。

シグナリングスロット７８３は、図３に示したビーコン期間の前方に配されているＢＳ０やＢＳ１などのビーコンスロットでビーコンを送信していることを示すビットである。またムーバブルビット７８４は、当該ビーコンフレームの送信装置が、利用中のビーコンスロットの前方の空きビーコンスロットに利用を変更する際にその旨を記載するためのビットである。

ここで、図６を参照して無線通信装置１０の構成の説明に戻ると、ビーコン送信処理部１０７は、周囲の無線通信装置に対して送信するビーコンのビーコンフレームを構築する。

予約スロット情報抽出部１０８は、ビーコン受信処理部１０６により受信されたビーコンから、当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークにおいて無線通信が予約されているスロットを示す予約情報を抽出する。利用可能スロット判定部１０９は、例えば予約スロット情報抽出部１０８により抽出された予約情報に基づき、自装置が予約をすることが可能なスロットを管理する時間帯管理部としての機能を有する。

データユニット受信処理部１１１は、ベースバンド受信部１０２により復号された信号を、入出力インターフェース１１２を介して接続されている機器において対応可能な形式に変換する。データユニット送信処理部１１３は、入出力インターフェース１１２を介して接続されている機器から入力された信号を、無線送信するデータとして構築する。

異ＴＦＣスキャン設定部１１４は、ビーコン受信処理部１０６により異なる無線ネットワークから信号が受信されたことを検出された場合、ＴＦＣ設定部１０３に、該信号のＰＨＹヘッダのＴＸ ＴＦＣに記載されているＴＦＣコードを設定させる。例えば、自装置の属する無線ネットワークにおいて共通に用いられる第１のＴＦＣコード（チャネル）を、異ＴＦＣスキャン設定部１１４は、ＴＦＣ設定部１０３に他の無線ネットワークで用いられる第２のＴＦＣコードに変更設定させる。その結果、ベースバンド受信部１０２は第２のＴＦＣコードで送信された信号を他の無線ネットワークから確実に受信可能となる。

異ＴＦＣビーコン受信処理部１１５は、ＴＦＣ設定部１０３によりＴＦＣコードが変更設定されたことにより受信可能となった他の無線ネットワークのビーコンの受信処理を行う。

ＢＰＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ予約設定部１１６は、異ＴＦＣビーコン受信処理部１１５により他の無線ネットワークのビーコンが受信された期間、すなわち他の無線ネットワークのビーコン期間における無線通信の予約を禁止する禁止部としての機能を有する。かかる構成においては、他の無線ネットワークのビーコン期間に当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークから信号が送信され、他の無線ネットワークにおける正常なビーコンの送受信が阻害される場合を抑制できる。

干渉通知ビーコン設定部１１７は、他の無線ネットワークのビーコン期間のシグナリングスロットで、図９に示す干渉通知ビーコンの送信を設定する。

図９は、干渉通知ビーコンの構成例を示した説明図である。図９に示したように、干渉通知ビーコンは、ＰＨＹヘッダ８０、ＭＡＣヘッダ８１、ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）８２、ビーコンパラメータ８３、自己ビーコン期間情報エレメント８４、自己利用設定ＭＡＳ情報エレメント８５、およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）８６、を含み、通知信号として機能する。

ここで、ここで、ＰＨＹヘッダ８０とＭＡＣヘッダ８１の構造は、図７を参照して説明したＰＨＹヘッダ６０およびＭＡＣヘッダ６１の構造と実質的に同一である。例えば、ＰＨＹヘッダ８０のＴＸ ＴＦＣフィールドには、自装置において設定中のＴＦＣコードが記載され、ＭＡＣヘッダ８１の届け先アドレスには、ブロードキャストアドレスが記載される。

また、ビーコンパラメータ８３は、デバイス識別子８３１、ビーコンスロット番号８３２、およびデバイス制御情報８３３を含む。また、自己ビーコン期間情報エレメント８４は、情報の識別子８４１、情報長８４２、自ビーコン期間パラメータ８４３、自装置が属する無線ネットワークにおいて利用されているＴＦＣコードが記載されるＴＦＣ８４４を含む。

さらに、自己利用設定ＭＡＳ情報エレメント８５は、情報の識別子８５１、情報長８５２、および自装置が無線通信を予約しているスロットを示す自己利用ＭＡＳビットマップ８５３などを含む。

また、デバイス制御情報８３３として、セキュリティモード８８１、将来の利用のためのリザーブ８８２、当該フレームが接干渉通知ビーコンであることを識別する（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｂｅａｃｏｎ）８８３、シグナリングスロットビット８８４、およびムーバブルビット８８５が含まれる。（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｂｅａｃｏｎ）８８３のように、従来Ｒｅｓｅｒｖｅｄとされていたビットの１つを、干渉通知ビーコンを識別するビットとして利用することで、上位互換性を確保することができる。

このように、干渉通知ビーコンには、当該無線通信装置１０が属する無線ネットワークのビーコン期間を示す自ビーコン期間パラメータ８４３が含まれる。したがって、当該干渉通知ビーコンを受信した他の無線ネットワークは、干渉通知ビーコンに基づいて当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークのビーコン期間を把握することができる。その結果、他の無線ネットワークが、当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークのビーコン期間に信号の送受信を控え、当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークにおいて正常にビーコンを送受信することが可能となる。

また、干渉通知ビーコンには、自装置が無線通信を予約しているスロットを示す自己利用ＭＡＳビットマップ８５３が含まれる。したがって、当該干渉通知ビーコンを受信した他の無線ネットワークは、干渉通知ビーコンに基づいて当該無線通信装置１０が無線通信を予約しているスロットを把握することができる。その結果、他の無線ネットワークが、当該無線通信装置１０が無線通信を行うスロットに信号の送受信を控え、当該無線通信装置１０が正常に無線通信を行うことが可能となる。

また、干渉通知ビーコンには、自装置が属する無線ネットワークにおいて利用されているＴＦＣコードが記載されるＴＦＣ８４４が含まれる。したがって、当該干渉通知ビーコンを受信した他の無線ネットワークは、干渉通知ビーコンに基づいて当該無線通信装置１０が属する無線ネットワークにおいて利用されているＴＦＣコードを把握することができる。その結果、他の無線ネットワークに属する無線通信装置が、当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークにおいて送受信される信号を受信し、当該無線通信装置１０の属する無線ネットワークにおける通信状況を把握することが可能となる。

ここで、図６を参照して無線通信装置１０の構成の説明に戻ると、通知ビーコン受信処理部１１８は、他の無線ネットワークから送信された干渉通知ビーコンを受信する。

干渉スロット情報抽出部１１９は、異ＴＦＣビーコン受信処理部１１５により受信された他の無線ネットワークから送信されたビーコンのビーコンスロット利用情報エレメント７４にから、他の無線ネットワークにおいて無線通信の予約がされているスロットを抽出する。または、干渉スロット情報抽出部１１９は、通知ビーコン受信処理部１１８により受信された干渉通知ビーコンの自己利用設定ＭＡＳ情報エレメント８５から、他の無線ネットワークにおいて無線通信の予約がされているスロットを抽出する。このような干渉スロット情報抽出部１１９は、他の無線ネットワークにおいて無線通信の予約がされている時間帯を推定する時間帯推定部としての機能を有する。利用可能スロット判定部１０９は、干渉スロット情報抽出部１１９により抽出されたスロットを利用不可能スロットとして管理する。

〔３〕無線通信システムおよび無線通信装置の動作
以上、図６〜図９を参照して本実施形態にかかる無線通信装置１０の構成を説明した。続いて、本実施形態にかかる無線通信システムおよび無線通信装置１０において実行される無線通信方法について説明する。

図１０は、本実施形態にかかる無線通信システムにおいて実行される無線通信方法の流れを示したシーケンス図である。図１０に示した無線通信装置１０Ｄ〜１０Ｇは図１に示した位置関係にあるものとする。

図１０に示したように、同一の無線ネットワークを構成する無線通信装置１０Ｄおよび無線通信装置１０Ｅは所定のビーコン期間において互いにビーコンを交換し合っている（Ｓ２０１）。また、他の無線ネットワークを構成する無線通信装置１０Ｆおよび１０Ｇも別のビーコン期間において互いにビーコンを交換し合っている（Ｓ２０２）。

ここで、無線通信装置１０Ｄにおいて、無線通信装置１０Ｅから送信されたビーコンの受信タイミングと、無線通信装置１０Ｆによる信号の送信タイミングに重なってしまうと、場合によっては所望の無線通信装置１０Ｅから送信されたビーコンを復号できず、干渉となる無線通信装置１０Ｆから送信された信号を復号してしまう（Ｓ２０３）。

ここで、無線通信装置１０Ｄのビーコン受信処理部１０６が無線通信装置１０Ｆから受信した信号のＴＦＣコードは、自装置において設定しているＴＦＣコードと異なる。このため、ＰＨＹヘッダのＴＸ ＴＦＣが無効になるものの、信号を検出しているので、ベースバンド受信部１０２からビーコン受信処理部１０６にＨＣＳのエラーの通知がされる。

無線通信装置１０Ｄの異ＴＦＣスキャン設定部１１４は、ＨＣＳのエラーがビーコン受信処理部１０６に通知されると、ＴＦＣ設定部１０３に無線通信装置１０Ｆから受信した信号のＴＸ ＴＥＣに記載されたＴＦＣコードを設定させる。その結果、無線通信装置１０Ｄベースバンド受信部１０２は、無線通信装置１０Ｆが送信する信号をより確実に受信することが可能となる（Ｓ２０４）。

そして、異ＴＦＣビーコン受信処理部１１５が無線通信装置１０Ｆからビーコンを受信すると（Ｓ２０５）、ＢＰＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ予約設定部１１６は、該ビーコンの受信タイミングから、他の無線ネットワークのビーコン期間を把握する。そして、ＢＰＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ予約設定部１１６は他の無線ネットワークのビーコン期間を保護するビーコン期間プロテクションを設定し、無線通信装置１０Ｄは該設定のなされたビーコンをたビーコンを送信する（Ｓ２０６）。なお、もし必要であれば、無線通信装置１０Ｄは、他の無線ネットワークにおいて無線通信が予約されているスロットを把握して自装置の属する無線ネットワークでの信号送信を控える制御を行なってもよい。また、図１０においては、ビーコン期間プロテクションが設定されている期間を「Ｐ」を付して示している。

また、他の無線ネットワークに属する無線通信装置１０Ｆにも無線通信装置１０Ｄの存在を知らせるために、干渉通知ビーコン設定部１１７は、他の無線ネットワークのビーコン期間のシグナリングスロットを用いる干渉通知ビーコンの送信を設定する（Ｓ２０７）。

そして、無線通信装置１０Ｆは、そのシグナリングスロットのタイミングに干渉通知ビーコンを受信する（Ｓ２０８）ことで、無線通信装置１０Ｆと異なるＴＦＣコードを利用している無線ネットワークの存在を知ることができる。無線通信装置１０Ｆは、さらに干渉通知ビーコンの記載内容を解析することで、異なるＴＦＣコードを利用している無線ネットワーク（無線通信装置１０Ｄを含む）のビーコン期間の存在とビーコン期間のタイミングを把握できる（Ｓ２０９）。

また、無線通信装置１０Ｆは、必要に応じて無線通信装置１０Ｄが属する無線ネットワークのビーコン期間で、無線通信装置１０Ｄが属する無線ネットワークで利用されているＴＦＣコードを用いて受信処理を行なうことで、実際のビーコン情報を得ることができる（Ｓ２１０）。

あるいは、無線通信装置１０Ｆは、無線通信装置１０Ｄが属する無線ネットワークのビーコン期間に相当する部分での通信を別のタイミングに再設定してもよい（Ｓ２１１）。かかる構成により、無線通信装置１０Ｄが属する無線ネットワークにおけるビーコン交換が阻害される場合を抑制できる。

さらに、無線通信装置１０Ｆは、無線通信装置１０Ｄが属する無線ネットワークビーコン期間を保護するビーコン期間プロテクションを設定したビーコンを自装置の属する無線ネットワークにて送信する（Ｓ２１２）。

以降、無線通信装置１０Ｄは、他の無線ネットワークのビーコン期間に必要に応じて他の無線ネットワークのＴＦＣコードで受信処理を行なうことで、他の無線ネットワークの存在を認識することができる（Ｓ２１３）。なお、無線通信装置１０Ｄは、自装置の利用するスロットに変化が生じた場合など、再度、干渉通知ビーコンを送信してもよい。

一方、他の無線ネットワークが無線通信装置１０Ｄの電波到達範囲内に存在しなくなった場合（Ｓ２１４）、無線通信装置１０Ｄは、Ｓ２０６において設定したビーコン期間プロテクションを解除することで（Ｓ２１５）、より安定的にネットワークを運用できる。

図１１は、本実施形態にかかる無線通信装置１０において実行される無線通信方法の流れを示したフローチャートである。図１１に示したように、無線通信装置１０は、まず、自装置の無線ネットワークのビーコン期間内で（Ｓ３０１）、自装置のビーコンスロットであり（Ｓ３０２）、かつビーコンスキップの設定がない場合（Ｓ３０３）、自装置のビーコン送信を行なう（Ｓ３０４）。

無線通信装置１０は、ビーコン期間内の自装置のビーコンスロットでないスロットでは、ビーコン受信を行ない（Ｓ３０５）、ＰＨＹ〔プリアンブルＩにて信号を検出するか（Ｓ３０６）、自装置のビーコンスロットでないスロットが終了するまで受信を継続する（Ｓ３０７）。

なお、ビーコン期間内の自装置のビーコンスロットでないスロットでビーコンが受信されなければ、無線通信装置１０は、ＢＰＯＩＥ（ビーコンスロット利用情報エレメント７４）の該当スロット位置に（０）空き状態の表示を行なう（Ｓ３０８）。

ここで、無線通信装置１０は、Ｓ１０６においてＰＨＹ信号が検出された場合、ＰＨＹヘッダに記載された情報を獲得し（Ｓ３０９）、末尾のビーコンスロットで受信があれば（Ｓ３１０）、そのビーコン期間を所定の拡大分だけ追加して拡張する（Ｓ３１１）。無線通信装置１０は、さらに、ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）が有効である場合、またはＰＨＹヘッダに記載されたＴＦＣコードが自装置のＴＦＣコードと一致する場合（Ｓ３１２）、該当するビーコンペイロード情報を獲得する。無線通信装置１０は、ビーコンペイロード情報を獲得する際、ＰＨＹヘッダに記載されたフレームタイプを参照する。

参照されたフレームタイプがビーコンフレームであって（Ｓ３１３）、シグナリングシロット以外の通常のビーコンスロットでの受信であれば（Ｓ３１４）、無線通信装置１０Ｄは、さらに、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）をチェックする。

そして、無線通信装置１０は、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）が有効であり（Ｓ３１５）、ビーコンフレームに含まれるビーコンパラメータ７３にムーバブルビットの設定がされていなければ（Ｓ３１６）、ＢＰＯＩＥの該当スロット位置に（１）利用中の表示を行なう（Ｓ３１７）。一方、ムーバブルビットの設定があれば、無線通信装置１０は、ＢＰＯＩＥの該当スロット位置に（３）移動予定の表示を行ない（Ｓ３１８）、ビーコンの送信元装置の送り元アドレスをアドレス（−１）７４５〜７４６のいずれかに記載する（Ｓ３２０）。なお、無線通信装置１０は、Ｓ３１８の処理の後にもＳ３２０に移行する。

一方、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）が無効であれば、無線通信装置１０はＢＰＯＩＥの該当スロット位置に（２）エラーありの表示を行ない（Ｓ３１９）、Ｓ３２０に移行する。

また、無線通信装置１０は、Ｓ３１３において対象のフレームがビーコンフレームでないと判断した場合、ＢＰＯＩＥの該当スロット位置に（０）表示を行ない（Ｓ３０８）、アドレス（−１）７４５〜７４６を付加しない。

他方、ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）が無効であれば、無線通信装置１０はＢＰＯＩＥの該当スロット位置に（２）エラーありの表示を行なう（Ｓ３２１）。この場合、無線通信装置１０は、アドレス（−１）７４５〜７４６にブロードキャストアドレス（ＢｃｓｔＡｄｄｒ）を記載する（Ｓ３２２）。さらに、無線通信装置１０のビーコン受信処理部１０６は、ＰＨＹヘッダ情報のＴＸ＿ＴＦＣ６０６に記載されているＴＦＣコードを獲得し（Ｓ３２３）、異ＴＦＣスキャン設定部１１４はＴＦＣ設定部１０３に該ＴＦＣコードを設定させる（Ｓ３２４）。すなわち、異ＴＦＣスキャン設定部１１４は、該ＴＦＣコードを用いて送信された信号のスキャン設定をＴＦＣ設定部１０３に行わせる。

また、無線通信装置１０は、ビーコン期間外において、ＴＦＣコードでのスキャンの設定があれば（Ｓ３２５）、自装置の通信がない場合や、スーパーフレーム周期に相当する時間にわたり、必要に応じて、設定されているＴＦＣコードを用いて送信された信号をスキャンする。

ここで、無線通信装置１０の異ＴＦＣビーコン受信処理部１１５により他の無線ネットワークで用いられるＴＦＣコードのビーコンが受信された場合には（Ｓ３２６）、他の無線ネットワークのビーコン期間のプロテクションを設定する（Ｓ３２７）。また、無線通信装置１０の干渉スロット情報抽出部１１９は、他の無線ネットワークにおいてスロットの予約設定が行われている場合は（Ｓ３２８）、自装置の利用可能なスロット情報を必要に応じて更新する（Ｓ３２９）。

また、無線通信装置１０の予約スロット設定部１１０は、自装置のスロット予約と他の無線ネットワークのスロット予約とが競合していれば（Ｓ３３０）、必要に応じて自装置のスロット予約位置の変更設定を行なう（Ｓ３３１）。

さらに、無線通信装置１０の干渉通知ビーコン設定部１１７は、他の無線ネットワークに属する無線通信装置に自装置の存在を通知するために、干渉通知ビーコンを構築し、他の無線ネットワークのシグナリングスロットのタイミングに送信を行なわせる（Ｓ３３２）。このとき、干渉通知ビーコンは、無線通信装置１０が属する無線ネットワークで利用されるＴＦＣコードと異なる、他の無線ネットワークで利用されるＴＦＣコードを用いて送信される。

また、無線通信装置１０は、Ｓ３１４においてシグナリングスロットにてビーコンの受信があったと判断した場合には、該ビーコンに記載されている正規のビーコンスロットまでビーコン期間を拡張する（Ｓ３３３）。さらに、無線通信装置１０の通知ビーコン受信処理部１１８が干渉通知ビーコンを受信した場合には（Ｓ３３４）、ＢＰＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ予約設定部１１６が干渉通知ビーコンに記載されたビーコン期間のプロテクションを設定し（Ｓ３３５）する。さらに、無線通信装置１０の予約スロット設定部１１０は、他の無線ネットワークにおいてスロットが予約設定されていれば、必要に応じて、自装置の利用可能なスロット情報を更新する（Ｓ３３６）。

そして、干渉通知ビーコン設定部１１７は、干渉通知ビーコンが送信され後に自装置の周囲で予約状況に変化が生じた場合（Ｓ３３７）、必要に応じて、干渉通知ビーコンを構築し、他の無線ネットワークのシグナリングスロットにて送信する（Ｓ３３２）。このとき、干渉通知ビーコンは、無線通信装置１０が属する無線ネットワークで利用されるＴＦＣコードと異なる、他の無線ネットワークで利用されるＴＦＣコードを用いて送信される。

〔４〕まとめ
以上説明したように、本実施形態にかかる無線通信装置１０は、例えばヘッダーエラーシーケンスとなる信号を受信した場合に、該信号に記載されているＴＦＣコードで送信された信号を受信する。すなわち、当該無線通信装置１０は、自装置と異なるＴＦＣコードを利用する他の無線ネットワークから干渉を受けている可能性が高い場合にのみ、他の無線ネットワークで送受信されている信号を受信することができる。

さらに、ベースバンド処理部１０２が自装置の利用するＴＦＣコードと異なるＴＦＣコードの信号を復号してしまった場合も、異なるＴＦＣコードで送信される信号の干渉を受ける可能性が高い。そこで、異ＴＦＣスキャン設定部１１４の指示によりＴＦＣ設定部１０３がＴＦＣコードを異なるＴＦＣコードに設定し、ベースバンド受信部１０２がより確実に異なるＴＦＣコードを用いて送信された信号を受信することができる。

また、無線通信装置１０は、他の無線ネットワークのビーコン期間の存在を把握した場合に、該ビーコン期間にビーコン期間プロテクションを設定することで、他の無線ネットワークにおける正常なビーコンの送受信が阻害される場合を抑制することができる。

また、無線通信装置１０の干渉通知ビーコン設定部１１７は、干渉通知ビーコンを送信することで、他の無線ネットワークに自装置が属する無線ネットワークの存在、ビーコン期間などを通知することができる。また、干渉通知ビーコン設定部１１７は、干渉通知ビーコンを、他の無線ネットワークのビーコン期間のシグナリングスロットの１つを用いて一時的に送信することで、既存のデータ伝送のトラフィックに影響を与えることもなく、通常のビーコン送受信にかかる影響を最小限に抑えることができる。

また、他の無線ネットワークに属する無線通信装置は、干渉通知ビーコンに基づいて、干渉通知ビーコンの送信元装置の属する無線ネットワークのビーコン期間にエイリアンＢＰプロテクションを設定することで、互いのビーコン期間を共存させることができる。

また、干渉通知ビーコン設定部１１７は、干渉通知ビーコンに自装置のスロット予約状況を記載することで、他の無線ネットワークに、他の無線ネットワークにおいて信号を送受信すると干渉通知ビーコンの送信元装置の属する無線ネットワークと干渉が生じかねないことを通知することができる。

また、無線通信装置１０は、信号を送受信すると他の無線ネットワークに干渉を与えるタイミングには、自装置の送受信を控えることにより、より安定的に干渉を避けた無線通信を実現することができる。また、無線通信装置１０は、自装置のスロット予約状況などに変化が生じた場合にのみ、他の無線ネットワークにおいて利用されるＴＦＣコードを用いて干渉通知ビーコンを送信することで、無駄なビーコン送信を低減する方法が得られる。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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。

例えば、本明細書の無線通信装置１０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートまたはシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしてもよい。

また、無線通信装置１０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した無線通信装置１０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。また、図６の機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。

自律分散型の無線通信システム群の構成例を示した説明図である。 スーパーフレームの構成例を示した説明図である。 無線通信装置が設定する自己のビーコンスロット位置を示した概念図である。 マルチバンドＯＦＤＭ方式の周波数チャンネルの構成を示した説明図である。 ＴＦＣコード１の周波数ホッピングパターンを示している。 ＴＦＣコード２の周波数ホッピングパターンを示している。 ＴＦＣコード３の周波数ホッピングパターンを示している。 ＴＦＣコード４の周波数ホッピングパターンを示している。 ＴＦＣコード５の周波数ホッピングパターンを示している。 ＴＦＣコード６の周波数ホッピングパターンを示している。 ＴＦＣコード７の周波数ホッピングパターンを示している。 本実施形態にかかる無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。 ＰＨＹフレームの構成例を示した説明図である。 ビーコンフレームの構成例を示した説明図である。 干渉通知ビーコンの構成例を示した説明図である。 本実施形態にかかる無線通信システムにおいて実行される無線通信方法の流れを示したシーケンス図である。 本実施形態にかかる無線通信装置において実行される無線通信方法の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１０３ ＴＦＣ設定部
１０６ ビーコン受信処理部
１１４ 異ＴＦＣスキャン設定部
１１５ 異ＴＦＣビーコン受信処理部
１１６ ＢＰＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ予約設定部
１１７ 干渉通知ビーコン設定部
１１８ 通知ビーコン受信処理部
１１９ 干渉スロット情報抽出部

Claims (13)

1. 自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う無線通信装置であって：
   前記第１のチャネルを設定するチャネル設定部と；
   前記チャネル設定部により設定された前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信する通信部と；
   前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号が前記通信部により受信されたことを検出する検出部と；
   を備え、
   前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合、
   前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定し、
   前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信することを特徴とする、無線通信装置。
2. 各無線ネットワークを構成する無線通信装置の各々は、所定周期で到来するビーコン期間に無線通信のための管理情報を含むビーコンを送受信し、
   前記通信部が前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから受信した信号に基づき、前記他の無線ネットワークのビーコン期間を推定し、前記他の無線ネットワークのビーコン期間における前記第１のチャネルを用いた信号の送受信を禁止する禁止部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記無線ネットワークの存在を示す通知信号を前記他の無線ネットワークのビーコン期間のうちの特定の時間帯に前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記通信部に送信させる通知制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記通知信号は、前記通知信号を送信する無線通信装置が属する無線ネットワークの前記ビーコン期間を示す情報を含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記禁止部は、前記通信部により前記他の無線ネットワークから前記通知信号が受信された場合、前記通知信号に含まれる情報の示す前記他の無線ネットワークのビーコン期間において前記第１のチャネルを用いた信号の送受信を禁止することを特徴とする、請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記通知信号は、前記通知信号を送信する無線通信装置が属する無線ネットワークにおいて無線通信が予約されている時間帯を示す情報を含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線通信装置。
7. 前記通知信号は、前記通知信号を送信する無線通信装置が属する無線ネットワークにおいて用いられているチャネルを示す情報を含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線通信装置。
8. 前記チャネル設定部は、前記通信部により前記他の無線ネットワークから前記通知信号が受信された場合、前記第１のチャネルを前記通知信号に含まれる情報の示すチャネルに一時的に変更設定し、
   前記通信部は、前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信することを特徴とする、請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記通信部が前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから受信した信号に基づき、前記他の無線ネットワークにおいて無線通信が予約されている時間帯を推定する時間帯推定部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
10. 前記検出部は、信号のチャネルが記載された物理層のヘッダに誤りが検出された場合、前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信を検出することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
11. 自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う無線通信装置において実行される無線通信方法であって：
    前記第１のチャネルを設定するステップと；
    前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信するステップと；
    前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号を受信したことを検出するステップと；
    前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定するステップと；
    前記変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信するステップと；
    を含むことを特徴とする、無線通信方法。
12. コンピュータを、
    自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う無線通信装置であって、
    前記第１のチャネルを設定するチャネル設定部と；
    前記チャネル設定部により設定された前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信する通信部と；
    前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号が前記通信部により受信されたことを検出する検出部と；
    を備え、
    前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合、
    前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定し、
    前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信する無線通信装置として機能させるための、プログラム。
13. 自立分散的な無線ネットワークを構成し、該無線ネットワークにおいて共通の第１のチャネルを用いて相互に無線通信を行う複数の無線通信装置を含む無線通信システムであって：
    前記複数の無線通信装置の各々は、
    前記第１のチャネルを設定するチャネル設定部と；
    前記チャネル設定部により設定された前記第１のチャネルを用いて前記無線ネットワークを構成する他の無線通信装置と無線通信する通信部と；
    前記第１のチャネルと異なる第２のチャネルを用いて他の無線ネットワークから送信された信号が前記通信部により受信されたことを検出する検出部と；
    を備え、
    前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号の受信が前記検出部により検出された場合、
    前記チャネル設定部は前記第１のチャネルを一時的に前記第２のチャネルに変更設定し、
    前記通信部は前記チャネル設定部により変更設定された前記第２のチャネルを用いて前記他の無線ネットワークから送信された信号を受信することを特徴とする、無線通信システム。

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