JP5125519B2 - 無線通信システム、無線通信方法、プログラム、および無線通信装置 - Google Patents

Description

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

近日策定されたＷｉＭｅｄｉａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＡＣ仕様書においては、複数の無線通信装置が、ビーコンに付加されるスロット（ＤＲＰ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）予約情報を利用して無線通信を行うスロットを予約する方法が記載されている。また、上記仕様書には、予約されていないスロットにおけるＰＣＡ（Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ａｃｃｅｓｓ）通信についても記載されている。ここで、ＰＣＡ通信では、無線通信装置が送信しようとするアプリケーションデータの属性に従って無線通信装置に優先順位を付与し、スロットの開始タイミングから優先順位に応じた期間が経過した後に送信を開始するアクセス制御が行なわれる。

また、特許文献１には、受信側の無線通信装置が受信処理を行う受信スロットを周囲の無線通信装置に報知しておき、周囲の無線通信装置は、報知された受信スロットにおいて受信側の無線通信装置へ無線信号を送信する無線通信システムが記載されている。

上記スロット予約情報を利用する場合、スロット予約が完了するまでに３スーパーフレーム程度の時間がかかってしまうが、上記特許文献１に記載の無線通信システムは、上記のような特段のスロット予約を行なう必要が無い点で有効である。

特開２００３−２２９８６９号公報

しかし、特許文献１に記載の無線通信システムでは、受信側の無線通信装置の受信スロットにおいて、複数の無線通信装置が同時に無線信号を送信してしまい、無線信号が競合してしまう場合が想定された。

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、事前に報知された受信時間帯において送信される無線信号の競合を抑制することが可能な、新規かつ改良された無線通信システム、無線通信方法、プログラム、および無線通信装置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、時分割制御に基づいて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。前記無線通信装置の各々は、前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部により生成された情報を無線信号で送信する送信部と、周囲の無線通信装置から無線信号を受信する受信部と、前記受信時間帯に前記受信部により前記無線通信システムを構成する一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定する設定部と、を備え、前記設定部により前記優先送信装置に設定された前記一の無線通信装置は、前記受信時間帯において優先的に無線信号を送信する。

かかる構成においては、無線通信装置の受信時間帯に無線信号を送信した一の無線通信装置は設定部により優先送信装置に設定される。したがって、一の無線通信装置は、以降の無線通信装置の受信時間帯において周囲の無線通信装置に比べて優先的に無線信号を送信することができる。すなわち、新規に送信する無線通信装置からの無線信号より、既に送信済みの無線通信装置からの無線信号が優先される。その結果、一の無線通信装置および周囲の無線通信装置が送信する無線信号の競合を抑制することができる。

前記一の無線通信装置は、前記受信時間帯が到来してから第１の期間が経過してから無線信号の送信を開始し、前記優先送信装置に設定されていない他の無線通信装置は、前記受信時間帯が到来してから前記第１の期間より長い第２の期間が経過してから無線信号の送信を開始してもよい。かかる構成においては、一の無線通信装置が他の無線通信装置に先立って受信時間帯において無線信号を開始することができる。

前記情報生成部は、前記設定部により前記一の無線通信装置が前記優先送信装置に設定されると、前記一の無線通信装置が前記優先送信装置であることを示す情報を生成し、前記送信部が該情報を無線信号で送信してもよい。

前記一の無線通信装置は、前記受信時間帯が到来してから第１の期間が経過すると、送信要求信号を送信し、前記無線通信装置から応答信号を受信した後にデータの送信を開始してもよい。かかる構成においては、一の無線通信装置の電波到達範囲外であって、無線通信装置を電波到達範囲に含むいわゆる隠れ端末との無線信号の衝突を抑制することが可能である。

前記第１の期間は、前記一の無線通信装置が送信するデータの種別に応じて異なってもよい。かかる構成においては、複数の無線通信装置が優先送信装置に設定された場合であっても、複数の無線通信装置のなかでデータ種別に応じた優先順位付けを行なうことができる。

前記無線通信装置は、受信部により前記周囲の無線通信装置から受信された無線信号に基づいて前記受信時間帯の前記周囲の無線通信装置との競合を検出した場合、前記受信時間帯を変更する時間帯管理部をさらに備えてもよい。

事前に前記受信時間帯における無線通信を予約している予約通信装置は、前記受信時間帯が到来し、前記第１の期間が経過する前に無線信号の送信を開始してもよい。かかる構成においては、優先送信装置に設定された無線通信装置による無線信号の送信よりも、事前に受信時間帯における無線通信を予約している予約通信装置による無線信号の送信を優先することができる。

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、時分割制御に基づいて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において実行される無線通信方法であって、前記無線通信装置が、前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成するステップと、前記受信時間帯を示す情報を無線信号で送信するステップと、周囲の無線通信装置から無線信号を受信するステップと、前記受信時間帯に前記無線通信システムを構成する一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定するステップとを含み、前記優先送信装置に設定された前記一の無線通信装置が、前記受信時間帯において優先的に無線信号を送信するステップをさらに含む無線通信方法が提供される。

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、時分割制御に基づいて周囲の無線通信装置と無線通信を無線通信装置であって、前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部により生成された情報を無線信号で送信する送信部と、前記周囲の無線通信装置から無線信号を受信する受信部と、前記受信時間帯に前記受信部により一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定する設定部と、を備える無線通信装置が提供される。

かかる構成においては、設定部が、受信時間帯に受信部により受信された無線信号の送信元装置である一の無線通信装置を優先送信装置に設定する。したがって、以降の受信時間帯においては、優先送信装置である一の無線通信装置による無線信号の送信が周囲の無線通信装置よりも優先される。その結果、一の無線通信装置および周囲の無線通信装置が送信する無線信号の競合を抑制することができる。

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、時分割制御に基づいて周囲の無線通信装置と無線通信を無線通信装置に設けられるコンピュータを、前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成する情報生成部と、前記受信時間帯に一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定する設定部と、として機能させるためのプログラムが提供される。

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、上記のような情報生成部、および設定部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、上述の情報生成部、および設定部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、時分割制御に基づいて周囲の無線通信装置と無線通信を無線通信装置が提供される。前記無線通信装置は、周囲の無線通信装置から無線信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された無線信号から前記無線信号の送信元装置の受信時間帯を示す情報を抽出する抽出部と、前記抽出部により抽出された前記受信時間帯に前記送信元装置に対して無線信号を送信する送信部と、を備え、前記無線通信装置は、前記送信元装置により前記送信部から前記受信時間帯に送信した無線信号が受信されると優先送信装置に設定され、優先送信装置に設定された後は前記受信時間帯において優先的に無線信号を送信する。

かかる構成においては、無線通信装置は、送信元装置の受信時間帯に無線信号を送信すると優先送信装置に設定され、以降の送信元装置の受信時間帯において周囲の無線通信装置に比べて優先的に無線信号を送信することができる。すなわち、新規に送信する無線通信装置からの無線信号より、既に送信済みの無線通信装置からの無線信号が優先される。その結果、無線通信装置および周囲の無線通信装置が送信する無線信号の競合を抑制することができる。

以上説明したように本発明にかかる無線通信システム、無線通信方法、プログラム、および無線通信装置によれば、事前に報知された受信時間帯において送信される無線信号の競合を抑制することができる。

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、以下に示す項目順序に従って当該「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ネットワークの概要
〔２〕本実施形態に至る経緯
〔３〕本実施形態の詳細な説明
〔４〕まとめ

〔１〕本実施形態にかかる無線ネットワークの概要
まず、図１を参照し、本実施形態にかかる無線通信システムの一例としての無線ネットワークについて概略的に説明する。

図１は、自律分散型の無線ネットワーク群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が、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が一の無線ネットワークを形成する。

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と称する。

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。

以上、自律分散型の無線ネットワーク群１の構成例を説明した。続いて、各無線ネットワーク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、約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；以下、単にスロットと称する場合がある。）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、上記細分化されたスロット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、ビーコン周期として、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た。なお、ビーコン周期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。

図３は、無線通信装置１０Ａ〜無線通信装置１０Ｅが一の無線ネットワーク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、一の無線ネットワークを構成する各無線通信装置１０が、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。

この例では、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、当該無線ネットワークに新規参入する無線通信装置などの為に、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。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。

〔２〕本実施形態に至る経緯
以上、図１〜図３を参照して無線ネットワークの概要を説明した。続いて、図４および図５を参照し、本実施形態に至った経緯について説明する。

従来からのアクセス制御方法では、送信側の無線通信装置が送信権を管理するため、アドホックネットワークやメッシュネットワークにおいては、受信側の無線通信装置での伝送の要否を確認する必要があった。さらに、スロット予約の設定を行なう送信元の通信装置では、受信側の無線通信装置のさらに遠方に存在する無線通信装置の挙動を把握できないため、スロット予約の要否を受信先の通信装置に確認した後でないと、予約の設定ができないという問題があった。特に、ビーコングループ（属する無線ネットワーク）が異なる無線通信装置との間で予約の競合が発生してしまうと、相手の予約状況を常に把握しなければならず、競合を解消することが困難であった。

一方、ＷｉＭｅｄｉａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＡＣ仕様書においては、複数の無線通信装置が、ビーコンに付加されるスロット（ＤＲＰ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）予約情報を利用して無線通信を行うスロットを予約する方法が記載されている。しかし、かかる方法では、例えば図４に示すように予約が完了するまでに４スーパーフレームの時間を要する場合があった。

図４は、スロット予約情報を利用してスロットが予約される流れを示したシーケンス図である。まず、送信側の無線通信装置は、送信するデータを受理した場合、自己の予約可能なスロットの一部を記載した暫定的なＤＲＰ予約要求（未確定）を示すスロット予約情報を含んだビーコンを送信する（Ｓ１５１）。また、Ｓ１５１と同一の１番目のスーパーフレームのビーコン期間では受信側の無線通信装置からもビーコンが送信されるが、当該ビーコンに含まれるスロット予約情報ではＤＲＰ予約設定されていない（Ｓ１５２）。なお、ビーコンおよびスロット予約情報の詳細な構成ついては図７および図９を参照して後述する。

そして、自己宛ＤＲＰ予約要求を受信した受信側の無線通信装置は、要求されたスロット予約の要否を判定する（Ｓ１５３）。続いて、２番目のスーパーフレームのビーコン期間に送信側の無線通信装置がＳ１５１と同一のＤＲＰ予約要求を含むビーコンを送信する（Ｓ１５４）。その後、受信側の無線通信装置は、Ｓ１５３において予約が可能であると判定した場合、ＤＲＰ予約設定（未確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１５５）。

送信側の無線通信装置は、自己宛のＤＲＰ予約設定（未確定）を受信し、当該ＤＲＰ予約設定（未確定）を確認すると（Ｓ１５６）、３番目のスーパーフレームのビーコン期間にＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１５７）。また、３番目のスーパーフレームでは、受信側の無線通信装置は２番目のスーパーフレームと同一の予約設定（未確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１５８）。

また、４番目のスーパーフレームのビーコン期間では、送信側の無線通信装置が３番目のスーパーフレームと同一のＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１５９）。さらに、ＤＲＰ予約設定（確定）を受信した受信側の無線通信装置は、自己宛の予約が確定していることから、予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１６０）。

こうして、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置が送信するビーコンに含まれるスロット予約情報が予約設定（確定）になると、送信側の無線通信装置が予約の確定されたスロットで実際にデータを送信することができる（Ｓ１６１）。このように、スロット予約情報を利用してスロットを予約する方法では、送信側の無線通信装置がデータを受領してから４スーパーフレーム経過しないと該データを送信ができなかった。

また、スロット予約情報を利用してスロットを予約する方法では、予約スロットを変更する場合、例えば図５に示すように６スーパーフレームの時間を要した。

図５は、スロット予約情報を利用して予約スロットが変更される流れを示したシーケンス図である。まず、１番目のスーパーフレームのビーコン期間において、送信側の無線通信装置がＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含んだビーコンを送信し（Ｓ１７１）、受信側の無線通信装置が同じＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含んだビーコンを送信して通信を行なっている（Ｓ１７２）。

ここで、受信側の無線通信装置がスロット競合を検出した場合には、該当する予約スロットでのデータ受信が不可能になるため（Ｓ１７３）、受信側の無線通信装置は、送信側の無線通信装置にＤＲＰ予約競合（未確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを２番目のスーパーフレームに送信する（Ｓ１７５）。なお、送信側の無線通信装置は、衝突を検出できないため、ＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含んだビーコンを送信する（Ｓ１７４）。

送信側の無線通信装置は、自己宛ＤＲＰ予約競合（未確定）を受信すると、該当するＤＲＰ予約を解消するとともに、３番目のスーパーフレームにおいて、新たに自己の予約可能なスロットの一部を記載した暫定的なＤＲＰ予約変更要求（未確定）を示すスロット予約情報を含んだビーコンを送信する（Ｓ１７７）。また、受信側の無線通信装置は２番目のスーパーフレームと同一のＤＲＰ予約競合（未確定）を示すスロット予約情報を含んだビーコンを送信する（Ｓ１７８）。

そして、自己宛ＤＲＰ予約要求を受信した受信側の無線通信装置は、要求されたスロット予約の要否を判定する（Ｓ１７９）。続いて、４番目のスーパーフレームのビーコン期間に送信側の無線通信装置がＳ１７７と同一のＤＲＰ予約変更要求（未確定）を含むビーコンを送信する（Ｓ１８０）。その後、受信側の無線通信装置は、Ｓ１７９において予約が可能であると判定した場合、ＤＲＰ予約変更設定（未確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１８１）。

送信側の無線通信装置は、自己宛のＤＲＰ予約変更設定（未確定）を受信し、当該ＤＲＰ予約変更設定（未確定）を確認すると（Ｓ１８２）、５番目のスーパーフレームのビーコン期間にＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１８３）。また、５番目のスーパーフレームでは、受信側の無線通信装置は４番目のスーパーフレームと同一の予約変更設定（未確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１８４）。

また、６番目のスーパーフレームのビーコン期間では、送信側の無線通信装置が５番目のスーパーフレームと同一のＤＲＰ予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１８５）。さらに、ＤＲＰ予約設定（確定）を受信した受信側の無線通信装置は、自己宛の予約が確定していることから、予約設定（確定）を示すスロット予約情報を含むビーコンを送信する（Ｓ１８６）。

こうして、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置が送信するビーコンに含まれるスロット予約情報が予約設定（確定）になると、送信側の無線通信装置が予約の確定されたスロットで実際にデータを送信することができる（Ｓ１８７）。このように、スロット予約情報を利用してスロット予約を変更する方法では、６スーパーフレーム経過しないと変更後のスロットにおいてデータを送信ができなかった。

また、受信側の無線通信装置が受信可能な受信スロットを事前に報知し、送信側の無線通信装置が該受信スロットにおいて無線信号を送信する方法では、複数の無線通信装置から同時に無線信号が送信されて競合が発生する危険性があった。

また、従来からのＱｏＳサービスの実現方法は、コンテンションベースの伝送路におけるデータ送信の優先順位を差別化して伝送路に投入する手法であったため、優先順位に応じたバッファを構成する必要があった。しかし、１つの無線通信装置には、同時に１つのアプリケーションしか接続されない場合が多く、結局、送信の優先順位をつけたところで、伝送路の混雑状況に依存して伝送遅延が発生するという問題があった。

また、ＷｉＭｅｄｉａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＭＡＣ仕様書に記載のＰＣＡアクセス制御方法は、ＤＲＰ予約のされていないスロットでのみ伝送が可能なため、スロットの大多数が予約されていると、ＰＣＡでデータ送信が行なえないという問題があった。

そこで、上記事情に着眼し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によれば、例えば、事前に報知された受信スロットにおいて送信される無線信号の競合を抑制することができる。以下、このような本実施形態について図６〜図１８を参照して詳細に説明する。

〔３〕本実施形態の詳細な説明
図６は、本実施形態にかかる無線通信装置１０の構成を示した説明図である。図６に示したように、無線通信装置１０は、アンテナ１０１と、ベースバンド受信処理部１０２と、受信ビーコン情報解析部１０３と、スーパーフレーム周期管理部１０４と、送信ビーコン情報生成部１０５と、ベースバンド送信処理部１０６と、受信スロット管理部１０７と、周囲装置スロット管理部１０８と、送信スロット設定部１０９と、優先順位アクセス制御部１１０と、受信データ格納部１１１と、優先送信装置設定部１１２と、入出力インターフェース１１３と、送信データ格納部１１４と、アプリケーションデータ特定部１１５と、を備える。

アンテナ１０１は、周囲の無線通信装置とのインターフェースであって、ベースバンド受信処理部１０２と協働して無線信号を受信する受信部として機能し、また、ベースバンド送信処理部１０６と協働して無線信号を送信する送信部として機能する。

ベースバンド受信処理部１０２は、アンテナ１０１により受信された無線信号（高周波ウルトラワイドバンド信号）に付加されているプリアンブルに同期して無線信号の受信処理を行う。例えば、ベースバンド受信処理部１０２は、アンテナ１０１により受信された無線信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンしてビット列に変換する。受信データ格納部１１１は、ベースバンド受信処理部１０２により受信処理されたデータを保持する。

受信ビーコン情報解析部１０３は、ビーコン期間に受信されたビーコンの内容を解析する。例えば、受信ビーコン情報解析部１０３は、ビーコンに含まれる受信スロット情報を抽出して周囲装置スロット管理部１０８に供給する抽出部としての機能を有する。スーパーフレーム周期管理部１０４は、受信されたビーコンに基づいてスーパーフレーム周期の調整を行なう。

送信ビーコン情報生成部１０５は、自己のビーコンスロットにおいて送信するためのビーコンを生成する情報生成部としての機能を有する。かかる送信ビーコン情報生成部１０５により生成されるビーコンの具体的構成を図７〜図９を参照して説明する。

図７は、ビーコンフレームの構成例を示した説明図である。図８Ａは、ＭＡＣヘッダの構成例を示した説明図である。図８Ｂは、ビーコンパラメータの構成例を示した説明図である。図８Ｃは、ビーコンスロット情報エレメントの構成例を示した説明図である。図８Ｄは、受信スロット情報エレメントの構成例を示した説明図である。図９は、スロット予約情報エレメントの構成例を示した説明図である。

図７に示したように、ビーコンは、ＭＡＣヘッダ４１、ヘッダーチェックシーケンス（ＨＣＳ）４２、ビーコンパラメータ４３、ビーコンスロット情報エレメント４４、受信スロット情報エレメント４５、情報エレメント（その１）４６、情報エレメント（そのＮ）４７、およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）４８を含む。

ビーコンには毎回固定的なパラーメータが付加されるが、具体的に固定的なパラーメータは、ＭＡＣヘッダ４１、ＨＣＳ４２、およびビーコンパラメータ４３に該当する。また、ビーコンには、ビーコンペイロード情報として任意の情報エレメントが１つ以上付加される。図７に示した例では、ビーコンペイロード情報はビーコンスロット情報エレメント４４と、受信スロット情報エレメント４５、その他の情報エレメント（その１）４６〜情報エレメント（そのＮ）４７が該当する。なお、ここでの「Ｎ」は、ビーコンに付加されて送信される情報エレメントの数を示しており、送信ビーコンごとに異なる値をとってもよい。また、各情報エレメントは、必要に応じて追加、削除が行なわれてビーコンフレームが構成されてもよい。

ＭＡＣヘッダ４１は、図８Ａに示したように、フレーム制御情報４１１、受信側の無線通信装置を識別する届け先アドレス４１２、送信側の無線通信装置を識別する送り元アドレス４１３、シーケンス番号などのシーケンス制御情報４１４、および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４１５を含む。

ビーコンパラメータ４３は、図８Ｂに示したように、無線通信装置のＭＡＣアドレス情報などが記載されたデバイス識別子４３１、自己が利用しているビーコンスロットを示すビーコンスロット番号４３２、およびデバイス固有の情報等を含んだデバイス制御情報４３３を含む。

ビーコンスロット情報エレメント４４は、ビーコン期間に収集したビーコンの情報を記載するために利用されるものであって、図８Ｃに示したように、エレメント固有の識別子４４１、情報長４４２、自己が設定しているビーコン期間長さ４４３、前回に受信のあったビーコンスロットを全て通知するビーコンスロット情報ビットマップ４４４、ビーコン受信のあったデバイスアドレス（その１）４４５や、デバイスアドレス（その２）４４６、を含む。すなわち、前回のビーコン期間に受信することができた無線信号の送信元装置のアドレスが、デバイスアドレスとして記載される。

受信スロット情報エレメント４５は、自己の受信スロットを周囲の無線通信装置に知らしめるために利用される。具体的には、受信スロット情報エレメント４５は、図８Ｄに示したように、エレメント固有の識別子４５１、情報長４５２、アクセス制御パラメータ４５３、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４、受信スロット配置ビットマップ４５５を含む。

アクセス制御パラメータ４５３に記載される内容としては、優先的に送信を許可する時間であるＱＩＦＳ（クイック・インター・フレーム・スペース）、従属して送信を許可する時間であるＸＩＦＳ（クロス・インター・フレーム・スペース）、受信スロットとしての利用を解放するまでの期間であるＯＩＦＳ（オープン・インター・フレーム・スペース）などがあげられる。

優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４には、優先送信装置設定部１１２により優先送信装置として設定された無線通信装置１０のアドレスが記載される。詳細については後述するが、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４に記載されたアドレスを有する無線通信装置１０は、受信スロット配置ビットマップ４５５により示される受信スロットにおいて優先的に無線信号を送信することができる。なお、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４においてアドレスの指定がない場合には、任意の無線通信装置１０が公平にアクセスする。

受信スロット配置ビットマップ４５５には、自己の受信スロットとして設定されているスロット位置がビットマップ形式で記述された情報である。

図７に示したビーコンフレームの構成例には含まれていないが、スロット予約情報エレメント（ＤＲＰ ＩＥ）は、図９に示したように、エレメント固有の識別子４６１、情報長４６２、予約パラメータを記載した予約制御情報４６３、予約の相手を示す予約対象デバイスアドレス４６４、実際の予約スロットの配置をゾーン配置とＭＡＳ位置とを２バイトのビットマップ形式で示した、予約スロット割当て（その１）４６５〜予約スロット割当て（そのＮ）４６６を含む。かかるスロット予約情報を利用することで、各無線通信装置１０は任意のスロットを予約し、予約したスロットにおいて無線信号を送受信することができる。

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、ベースバンド送信処理部１０６は、送信ビーコン情報生成部１０５または送信データ格納部１１４から得られるデータの情報ビットを信号処理により送信信号に符号化する。さらに、ベースバンド送信処理部１０６は、符号化した送信信号を高周波のウルトラワイドバンド信号に変調し、アンテナ１０１から無線信号として送信させる。

受信スロット管理部１０７は、受信スロットを設定し、該受信スロットを管理する。受信スロット管理部１０７により設定された受信スロットにおいては、ベースバンド受信処理部１０２が受信処理を行う時間帯管理部としての機能を有する。また、受信スロット管理部１０７により設定された受信スロットが記載された受信スロット情報エレメントを含むビーコンを送信ビーコン情報生成部１０５が生成する。

周囲装置スロット管理部１０８は、受信ビーコン情報解析部１０３から周囲の無線通信装置の受信スロット情報が供給され、該周囲の無線通信装置の受信スロット情報を管理する。例えば、周囲装置スロット管理部１０８は、周囲のある無線通信装置の受信スロット位置を保持する。

送信スロット設定部１０９は、自己から無線信号を送信する際に利用する送信スロットを設定する。例えば、送信スロット設定部１０９は、周囲装置スロット管理部１０８を参照し、受信側の無線通信装置の受信スロットのいずれかを送信スロットとして設定してもよい。

優先順位アクセス制御部１１０は、送信スロット設定部１０９により設定された送信スロットにおいて、自己の優先順位に従ったアクセス制御を行なう。ここで、優先順位は、周囲の無線通信装置により設定されたり、アプリケーションデータ特定部１１５により特定されたデータ種別あるいは属性に応じて設定されてもよい。また、優先順位アクセス制御部１１０は、優先順位が高いほど、送信スロットが到来してから無線信号の送信をベースバンド送信処理部１０６に開始させるまでの時間を短くしてもよい。

インターフェース１１３は、受信データ格納部１１１に保持されている受信データをアプリケーション機器に受け渡したり、送信データ格納部１１４に保持させる送信データをアプリケーション機器から受け取ったりする。送信データ格納部１１４は、インターフェース１１３を介してアプリケーション機器から得られた送信データを保持する。

優先送信装置設定部１１２は、受信スロット管理部１０７により設定された受信スロットにおいて受信された無線信号の送信元装置を、優先送信装置として登録、設定する設定部としての機能を有する。優先送信装置設定部１１２は、優先送信装置に設定した無線通信装置のアドレスを送信ビーコン情報生成部１０５に供給し、送信ビーコン情報生成部１０５は優先送信装置に設定した無線通信装置のアドレスが優先アクセス送信元デバイスアドレスとして記載されたビーコンを生成することができる。

続いて、以上説明した構成を有する無線通信装置１０Ａおよび無線通信装置１０Ｂによる通信の流れを説明する。

図１０は、複数の無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂによる通信の流れを示したシーケンス図である。まず、送信側の無線通信装置１０Ａ、および受信側の無線通信装置１０Ｂの双方は、ビーコンに各々の受信スロットを示す受信スロット配置ビットマップ４５５を含み、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４が記載されていないビーコンをビーコン期間に送信する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。

その後、送信するデータを受理した無線通信装置１０Ａの周囲装置スロット管理部１０８は、無線通信装置１０Ｂから送信されたビーコンに含まれる受信スロット配置ビットマップ４５５を確認し、無線通信装置１０Ｂの受信スロットを特定する（Ｓ２０３）。さらに、無線通信装置１０Ａの送信スロット管理部１０９は、周囲装置スロット管理部１０８により特定された無線通信装置１０Ｂの受信スロットを送信スロットに設定し、該送信スロットでアンテナ１０１が無線信号を無線通信装置１０Ｂに対して送信する（Ｓ２０４）。なお、受信スロットの設定については、優先送信元デバイスアドレスが記載されていなければ、（優先なし）として任意の通信装置からのデータを受け付ける構成としても良い。また、無線通信装置１０Ａは、データを受理した直前のビーコン期間で受信した受信スロット情報を格納しておけば、１スーパーフレーム周期早く無線通信装置１０Ｂの受信スロットにおいて無線信号を送信することができる。

無線通信装置１０Ｂの優先送信装置設定部１１２は、自己の受信スロットにおいて自己宛の無線信号が受信されたことにより、当該無線信号の送信元装置である無線通信装置１０Ａを優先送信装置に設定する（Ｓ２０５）。すなわち、優先送信装置設定部１１２は、受信スロットにおいて一度無線信号を送信した通信装置からの無線信号を優先的に受信するための設定をする。

そして、次のスーパーフレームのビーコン期間で、無線通信装置１０Ａは前回のスーパーフレームと同様に優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４が記載されていないビーコンを送信する（Ｓ２０６）。一方、無線通信装置１０Ｂは、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４に無線通信装置１０Ａのアドレスが記載された受信スロット情報を含むビーコンを送信する（Ｓ２０７）。

優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４に無線通信装置１０Ａのアドレスが記載された受信スロット情報を含むビーコンを無線通信装置１０Ａが受信すると（Ｓ２０８）、優先順位アクセス制御部１１０がベースバンド送信処理部１０６を制御し、無線通信装置１０Ａの受信スロットにおいて優先的に無線信号を送信する（Ｓ２０９）。

このように、送信側の無線通信装置１０Ａは、従来の予約の設定は行なわないため、データの受理から比較的早期に送信を開始することができる。なお、無線通信装置１０Ａは、必要に応じ、以降のビーコン交換において、優先的設定された受信スロットにＤＲＰ予約を設定して、より強固にスロットの利用を宣言してもよい。

上記では、無線通信装置１０Ａが、優先送信装置に設定されると優先的に無線信号を送信すると説明した。続いて、図１１を参照し、優先的に無線信号を送信する具体的方法について説明する。

図１１は、優先送信装置に設定された無線通信装置による送信開始タイミングと、他の無線通信装置による送信開始タイミングの関係を示した説明図である。図１１に示したように、優先送信装置は、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＱＩＦＳ（第１の期間）が経過した後にデータ信号の送信を開始する。これに対し、優先送信装置に設定されておらず、受信側の無線通信装置に無線信号を送信しようとする従属送信装置は、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＱＩＦＳより長いＸＩＦＳ（第２の期間）が経過した後にデータ信号の送信を開始する。

したがって、優先送信装置の方が、従属送信装置より優先的に受信側の無線通信装置の受信スロットにおいてデータ信号を送信することができる。

一方、受信側の無線通信装置の受信スロットにおいて送信を事前に予約している送信予約装置は、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＱＩＦＳが経過する前にデータ信号の送信を開始する。さらに、伝送路を有効活用するために、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始からＯＩＦＳが経過した後は、受信側の無線通信装置の受信スロットにおいて任意の無線通信装置が任意のデータ送信を行えるようにしてもよい。

なお、図１１においては各装置が受信スロットの開始から所定期間が経過するとデータ信号の送信を開始する場合を説明したが、図１２および図１３に示すように、送信要求信号の一例であるＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）を送信してもよい。

図１２は、優先送信装置によるアクセス制御例を示した説明図である。図１２に示すように、優先送信装置は、受信側の無線通信装置（受信先装置）の受信スロット開始からＱＩＦＳが経過すると、受信側の無線通信装置へＲＴＳ５２を送信する。そして、ＲＴＳ５２を受信した受信側の無線通信装置は、優先送信装置へ応答信号の一例であるＣＴＳ５４（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）を送信する。

優先送信装置は、受信側の無線通信装置からＣＴＳ５４を受信すると、データ信号５６の送信を開始する。そして、受信側の無線通信装置は、データ信号５６を正常に受信すると、確認信号の一例であるＡＣＫ５８を優先送信装置へ送信し、当該受信スロットにおける無線通信が終了する。

図１３は、従属送信装置によるアクセス制御例を示した説明図である。図１３に示すように、従属送信装置は、受信側の無線通信装置の受信スロット開始からＸＩＦＳが経過すると、受信側の無線通信装置へＲＴＳ６２を送信する。そして、ＲＴＳ６２を受信した受信側の無線通信装置は、従属送信装置へＣＴＳ６４を送信する。

従属送信装置は、受信側の無線通信装置からＣＴＳ６４を受信すると、データ信号６６の送信を開始する。そして、受信側の無線通信装置は、データ信号６６を正常に受信すると、ＡＣＫ６８を従属送信装置へ送信し、当該受信スロットにおける無線通信が終了する。

このように、データ信号の送信に先立ってＲＴＳを送信することにより、優先送信装置や従属送信装置などの無線通信装置１０から見ていわゆる隠れ端末が存在した場合に、該隠れ端末とのデータ信号の衝突を防止することができる。

次に、図１４および図１５を参照し、本実施形態による送信多重例について説明する。
図１４は、無線通信装置のある配置例を示した説明図である。図１５は、図１４に示した配置例において行なわれるアクセス制御の様子を示した説明図である。

図１４に示した例では、優先送信装置＃１の電波到達範囲１６に優先送信装置＃２および受信側の無線通信装置＃１が含まれ、優先送信装置＃２の電波到達範囲１７に優先送信装置＃１および受信側の無線通信装置＃２が含まれている。また、優先送信装置＃１は、受信側の無線通信装置＃１により特定の受信スロットにおける優先送信装置に設定されており、優先送信装置＃２は、受信側の無線通信装置＃２により優先送信装置＃１と同一の特定の受信スロットにおける優先送信装置に設定されているものとする。

この場合、優先送信装置＃１および優先送信装置＃２は同時期に無線信号を送信するが、受信側の無線通信装置＃１および＃２において無線信号が競合しなければ、図１５に示しように特に問題は生じないと考えられる。

図１５に示したように、優先送信装置＃１が受信側の無線通信装置＃１の受信スロットからＱＩＦＳが経過するとＲＴＳ７２を受信側の無線通信装置＃１へ送信し、同時期に優先送信装置＃２が受信側の無線通信装置＃２へＲＴＳ８２を送信する。続いて、ＲＴＳ７２を受信した受信側の無線通信装置＃１がＣＴＳ７４を優先送信装置＃１へ送信し、同時期に、ＲＴＳ８２を受信した受信側の無線通信装置＃２もＣＴＳ８４を優先送信装置＃２へ送信する。

そして、ＣＴＳ７４を受信した優先送信装置＃１はデータ信号７６の受信側の無線通信装置＃１への送信を開始し、同時期に、ＣＴＳ８４を受信した優先送信装置＃２もデータ信号８６の受信側の無線通信装置＃２への送信を開始する。ここで、データ信号７６は受信側の無線通信装置＃２へ到達せず、データ信号８６は受信側の無線通信装置＃１へ到達しないため、受信側の無線通信装置＃１はデータ信号７６を、受信側の無線通信装置＃２はデータ信号８６を正常に受信できる。受信側の無線通信装置＃１は、データ信号７６を正常に受信するとＡＣＫ７８を優先送信装置＃１へ送信し、受信側の無線通信装置＃２は、データ信号８６を正常に受信するとＡＣＫ８８を優先送信装置＃２へ送信する。

なお、上記では優先送信装置が一律のＱＩＦＳに基づいて無線信号の送信を開始する例を説明したが、優先送信装置は、図１６に示すように、接続されるアプリケーション機器の属性に応じて送信開始タイミングを変化させてもよい。

図１６は、接続されるアプリケーションと送信開始タイミングの関係を示した説明図である。図１６に示したように、音声アプリケーション機器が接続されている音声アプリ通信装置は、優先順位第１位でオーディオ・インタ・フレーム・スペース（ＡＩＦＳ）経過後にアクセス制御が可能となる。すなわち、音声アプリ通信装置では、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＡＩＦＳ経過後にＲＴＳを送信することができる。

また、画像アプリケーション機器が接続されている画像アプリ通信装置は、優先順位第２位でビデオ・インタ・フレーム・スペース（ＶＩＦＳ）経過後にアクセス制御が可能となる。すなわち、画像アプリ通信装置では、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＶＩＦＳ経過後にＲＴＳを送信することができる。

また、ベストエフォートアプリケーション機器が接続されているベストエフォート通信装置は、優先順位第３位でベストエフォート・インタ・フレーム・スペース（ＢＩＦＳ）経過後にアクセス制御が可能となる。すなわち、ベストエフォート通信装置は、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＢＩＦＳ経過後にＲＴＳを送信することができる。

そして、背景（バックグランド）アプリケーション機器が接続される背景アプリ通信装置は、優先順位第４位でバックグランド・インタ・フレーム・スペース（ＧＩＦＳ）経過後にアクセス制御が可能となる。すなわち、背景アプリ通信装置は、受信側の無線通信装置の受信スロットの開始から、ＧＩＦＳ経過後にＲＴＳを送信することができる。

なお、図１６においては４通りの優先順位について示したが、アプリケーションによってさらに優先順位を細分化し、５以上の種類の優先順位を定義してもよい。または、図１６に示したうちのいずれかの優先順位のみを利用してもよい。また、自律分散的なアドホックネットワークにおいては、ＲＴＳ送信後、ＣＴＳ返送まで伝送路の利用が確定しない。したがって、各優先順位に基づくＲＴＳの送信開始タイミングには、図１６に示したＶＩＦＳとＢＩＦＳの間隔に相当する間隔を設けてもよい。

次に、図１７を参照し、受信側の無線通信装置が受信スロットを変更する場合について説明する。

図１７は、受信スロットが変更される流れを示したシーケンス図である。図１７に示したように、送信側の無線通信装置１０Ａおよび受信側の無線通信装置１０Ｂは、ビーコンに各々の受信スロットを示す受信スロット配置ビットマップ４５５を含むビーコンをビーコン期間に送信する（Ｓ２１１、Ｓ２１２）。ここで、受信側の無線通信装置１０Ｂが送信するビーコンには、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４として無線通信装置１０Ａのアドレスが記載されている。

そして、無線通信装置１０Ａが無線通信装置１０Ｂの受信スロットにおいて優先的に無線信号を送信する（Ｓ２１３）。ここで、無線通信装置１０Ｂの受信スロットにおいて競合が発生すると、無線通信装置１０Ｂの受信スロット管理部１０７は受信スロットを変更する（Ｓ２１４）。

続いて、無線通信装置１０Ａは、次のスーパーフレームのビーコン期間に、前回のスーパーフレームと同様の受信スロット配置ビットマップ４５５を含むビーコンをビーコン期間に送信する（Ｓ２１５）。一方、無線通信装置１０Ｂは、変更後の受信スロットを示す受信スロット配置ビットマップ４５５を含むビーコンを送信する（Ｓ２１６）。ここで、図１７においては、Ｓ２１６において送信されるビーコンの優先アクセス送信元アドレス４５４に無線通信装置１０Ａのアドレスが記載されない例を示しているが、継続して優先アクセス送信元アドレス４５４に無線通信装置１０Ａのアドレスが記載されてもよい。

そして、変更後の受信スロットを示す受信スロット配置ビットマップ４５５を含むビーコンを無線通信装置１０Ａが受信すると、周囲装置スロット管理部１０８が無線通信装置１０Ｂの受信スロットを更新し、送信スロット設定部１０９が変更後の受信スロットを無線通信装置１０Ａからの送信スロットとして設定する（Ｓ２１７）。その後、無線通信装置１０Ａは、変更後の受信スロットにおいて無線信号を送信する（Ｓ２１８）。

無線通信装置１０Ｂの優先送信装置設定部１１２は、自己の受信スロットにおいて自己宛の無線信号が受信されたことにより、当該無線信号の送信元装置である無線通信装置１０Ａを優先送信装置に設定する（Ｓ２１９）。すなわち、優先送信装置設定部１１２は、受信スロットにおいて一度無線信号を送信した通信装置からの無線信号を優先的に受信するための設定をする。

そして、次のスーパーフレームのビーコン期間で、無線通信装置１０Ａは前回のスーパーフレームと同様に優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４が記載されていないビーコンを送信する（Ｓ２２０）。一方、無線通信装置１０Ｂは、優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４に無線通信装置１０Ａのアドレスが記載された受信スロット情報を含むビーコンを送信する（Ｓ２２１）。

優先アクセス送信元デバイスアドレス４５４に無線通信装置１０Ａのアドレスが記載された受信スロット情報を含むビーコンを無線通信装置１０Ａが受信すると（Ｓ２２２）、優先順位アクセス制御部１１０がベースバンド送信処理部１０６を制御し、無線通信装置１０Ａの受信スロットにおいて優先的に無線信号を送信する（Ｓ２２３）。

このように、本実施形態にかかる受信スロットを用いたアクセス制御によれば、無線通信装置１０Ａによる無線信号の送信が中断されるスーパーフレームが存在しないため、送信側である無線通信装置１０Ａが無線信号を継続的に送信することができる。

次に、図１８を参照し、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について説明する。

図１８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１８においては、所定のネットワーク形成処理が行なわれていて、スーパーフレーム周期が設定されていて、自己のビーコンスロットも設定されていることを前提にしている。

図１８に示したように、無線通信装置１０の受信スロット管理部１０７は、自己の受信スロット位置について初期設定をしておく（Ｓ５０１）。そして、無線通信装置１０は、ビーコン期間内であれば（Ｓ５０２）、自己のビーコンスロットの到来時に（Ｓ５０３）、設定した自己の受信スロットを示す受信スロット配置ビットマップ４５５をビーコンに記載し（Ｓ５０４）、該ビーコンを送信する（Ｓ５０５）。

また、無線通信装置１０は、ビーコン期間内の自己のビーコンスロット以外では、ビーコン受信を行ない（Ｓ５０６）、ビーコン受信時に（Ｓ５０７）、ビーコンの送信元装置の受信スロット情報の記載があれば（Ｓ５０８）、受信スロット情報を周囲装置スロット管理部１０８に格納する（Ｓ５０９）。さらに、優先送信元に自己のアドレスが記載されていれば（Ｓ５１０）、優先順位アクセス制御部１１０が優先的なアクセス制御のインターフレーム間隔（ＱＩＦＳ）の設定を行なう（Ｓ５１１）。

また、自己の受信スロット位置と競合があれば、受信スロット管理部１０７は受信スロットの変更を行なう（Ｓ５１３）。なお、相手の受信スロット情報に優先送信元が設定されていれば、自己の受信スロットの変更を行なう構成としておくと、無用な受信スロットの変更を避けることができる。

一方、無線通信装置１０は、ビーコン期間外で、入出力インターフェース１１３から送信データを受理し（Ｓ５１４）、接続されるアプリケーション機器のパラメータからそのデータのアプリケーション情報が判明した場合に（Ｓ５１５）、該当するアプリケーションごとの優先順位を設定する（Ｓ５１６）。なお、アプリケーションが判明しない場合や、優先順位の設定を行なわない場合には、当該設定を行なわなくてもよい。

そして、無線通信装置１０は、受理した送信データを送信データ格納部１１４（場合によっては優先順位に応じたバッファ）に格納する（Ｓ５１７）。さらに、無線通信装置１０は、受信側の無線通信装置の情報を抽出し（Ｓ５１８）、受信側の無線通信装置の受信スロットが周囲装置スロット管理部１０８において管理されていれば（Ｓ５１９）、送信スロットを受信側の無線通信装置の受信スロットに設定する（Ｓ５２０）。ここで、優先順位アクセス制御部１１０は、無線通信装置１０が優先送信装置に設定されていない場合（Ｓ５２１）、従属的なアクセス制御のインターフレーム間隔（ＸＩＦＳ）の設定を行なう（Ｓ５２２）。なお、受信側の無線通信装置の受信スロットが周囲装置スロット管理部１０８において管理されていなければ、無線通信装置１０は、一般的なＰＣＡによる任意のタイミングでの送信設定を行なう（Ｓ５２３）。

他方、ビーコン期間であって、入出力インターフェース１１３から送信データを受理していない間であって、自己の受信スロットの期間であれば（Ｓ５２４）、ベースバンド受信処理部１０２が受信処理を行う（Ｓ５２５）。ここで、ベースバンド受信処理部１０２により自己宛データが受信されれば（Ｓ５２６）、自己宛データを受信データ格納部１１１に格納する（Ｓ５２７）とともに、優先送信装置設定部１１２が送信元装置を優先送信装置に設定してもよい（Ｓ５２８）。さらに、受信スロット管理部１０７は、自己の受信スロットの数を追加してもよい（Ｓ５２９）。

また、優先送信装置設定部１１２は、優先送信装置からの優先的な送信がなければ（Ｓ５３０）、優先送信装置の設定を解除する（Ｓ５３１）。また、優先送信装置から他宛のＤＲＰ予約通信のデータを受信した場合（Ｓ５３２）、受信スロット管理部１０７は自己の受信スロット位置を変更する（Ｓ５３３）。なお、当該受信動作は、受信スロットが続く限り、Ｓ５２４に戻って繰り返される。

そして、無線通信装置１０は、自己が送信を設定した送信スロットが到来した場合には（Ｓ５３４）、優先順位に従って指定されたインターフレーム間隔の待ち時間を設定し（Ｓ５３５）、待ち時間の満了までに他の信号を検出しなければ（Ｓ５３６）、アクセス権を獲得してデータを送信することができる（Ｓ５３７）。

また、無線通信装置１０は、他の信号を検出した場合でも、検出した通信が終了した後（Ｓ５３８）、送信予定のデータ長を獲得し（Ｓ５３９）、さらにその時間と該当するスロットの残り時間を比較して、残り時間があれば（Ｓ５４０）、Ｓ５３７に移行しそのデータを送信することができるが、残り時間がなければそのスロットでの送信は行なわれない。これら各ブロックでの処理の後、再びＳ５０２に戻って一連の動作が繰り返される。

〔４〕まとめ
以上説明したように、本実施形態においては、無線通信装置１０の受信スロットに無線信号を送信した他の無線通信装置が、優先送信装置設定部１１２により優先送信装置に設定される。したがって、上記他の無線通信装置は、以降の無線通信装置１０の受信スロットにおいて周囲の無線通信装置に比べて優先的に無線信号を送信することができる。すなわち、新規に送信する無線通信装置からの無線信号より、既に送信済みの無線通信装置からの無線信号が優先される。その結果、上記他の無線通信装置および周囲の無線通信装置が送信する無線信号の競合を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、無線通信装置１０の受信スロットにおいて、送信側の無線通信装置が、格納している送信データの送信優先順位に基づきデータ送信を行ない、データの優先順位に基づいたアクセス制御を実現できる。また、本実施形態によれば、特段の予約ネゴシエーションを行なうことなく、連続データを安定して受信、あるいは送信することができる。

また、無線通信装置１０の優先送信装置設定部１１２は、優先送信装置からの送信がなくなれば、優先送信装置の設定を解除するため、再び任意の無線通信装置に無線通信装置１０の受信スロットを利用する機会が与えられる。

さらに、受信スロット管理部１０７は、必要最低限の受信スロットのみを設定するだけでよいため、自己宛の通信需要がない場合には、より少ない受信スロットの設定を行い、不要に予約されるスロット数を抑制することができる。

受信側の無線通信装置の受信スロットの競合が生じた場合には、受信側の無線通信装置が受信スロット位置を変更することで、容易に競合を解消することができる。特に、受信側の無線通信装置は、受信側の無線通信装置で競合しないスロットを利用して送信された無線信号を、送信側の無線通信装置で競合が生じているか否かにかかわらず正常に受信することができる。このため、ある無線通信装置が送信する無線信号が他の無線通信装置の受信に干渉を与える場合を抑制し、無線伝送路を空間的に無駄なく多重化して利用することができる。

また、本実施形態にかかる無線通信装置１０は受信スロットの設定を継続的に行なうことで、従来からのスロット予約のように予約するスロット位置をお互いに交渉する必要がなくなり、送信データの受領後、迅速にデータ送信を行うことができる。また、本実施形態にかかる無線通信装置１０は、隣接する無線通信装置との間で受信スロットの衝突が発生しても、その受信スロットで無線信号が送信されなければ、衝突が発生しないという効果が得られる。また、本実施形態にかかる無線通信装置１０は、衝突が発生した受信スロットを、周囲で利用が設定されていないスロットに変更することで、より安定的にデータ受信を行なうことができる。さらに、本実施形態にかかる無線通信装置１０は、既存のスロット予約が行なわれていた場合には、その予約伝送動作を優先することで、例えば無線通信装置１０の移動によって一時的にスロットの競合が発生しても、既存のスロット予約に従属して共存することができる。

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い。例えば、無線通信装置の処理における各ステップは、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）を含んでもよい。

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。

自律分散型の無線ネットワーク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。 各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。 スロット予約情報を利用してスロットが予約される流れを示したシーケンス図である。 スロット予約情報を利用して予約スロットが変更される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の構成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。 ＭＡＣヘッダの構成例を示した説明図である。 ビーコンパラメータの構成例を示した説明図である。 ビーコンスロット情報エレメントの構成例を示した説明図である。 受信スロット情報エレメントの構成例を示した説明図である。 スロット予約情報エレメントの構成例を示した説明図である。 複数の無線通信装置による通信の流れを示したシーケンス図である。 優先送信装置に設定された無線通信装置による送信開始タイミングと、他の無線通信装置による送信開始タイミングの関係を示した説明図である。 優先送信装置によるアクセス制御例を示した説明図である。 従属送信装置によるアクセス制御例を示した説明図である。 無線通信装置のある配置例を示した説明図である。 図１４に示した配置例において行なわれるアクセス制御の様子を示した説明図である。 接続されるアプリケーションと送信開始タイミングの関係を示した説明図である。 受信スロットが変更される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

１０１ アンテナ
１０２ ベースバンド受信処理部
１０５ 送信ビーコン情報生成部
１０６ ベースバンド送信処理部
１０７ 受信スロット管理部
１１０ 優先順位アクセス制御部
１１２ 優先送信装置設定部
１１５ アプリケーションデータ特定部

Claims (9)

1. 時分割制御に基づいて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：
   前記無線通信装置の各々は、
   前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成する情報生成部と；
   前記情報生成部により生成された情報を無線信号で送信する送信部と；
   周囲の無線通信装置から無線信号を受信する受信部と；
   前記受信時間帯に前記受信部により前記無線通信システムを構成する一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定する設定部と；
   を備え、
   前記設定部により前記優先送信装置に設定された前記一の無線通信装置は、前記受信時間帯において優先的に無線信号を送信し、
   前記情報生成部は、前記設定部により前記一の無線通信装置が前記優先送信装置に設定されると、前記一の無線通信装置が前記優先送信装置であることを示す情報を生成し、
   前記送信部が該情報を無線信号で送信することを特徴とする、無線通信システム。
2. 前記一の無線通信装置は、前記受信時間帯が到来してから第１の期間が経過してから無線信号の送信を開始し、
   前記優先送信装置に設定されていない他の無線通信装置は、前記受信時間帯が到来してから前記第１の期間より長い第２の期間が経過してから無線信号の送信を開始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. 前記一の無線通信装置は、前記受信時間帯が到来してから第１の期間が経過すると、送信要求信号を送信し、前記無線通信装置から応答信号を受信した後にデータの送信を開始することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記第１の期間は、前記一の無線通信装置が送信するデータの種別に応じて異なることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
5. 前記無線通信装置は、受信部により前記周囲の無線通信装置から受信された無線信号に基づいて前記受信時間帯の前記周囲の無線通信装置との競合を検出した場合、前記受信時間帯を変更する時間帯管理部をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
6. 事前に前記受信時間帯における無線通信を予約している予約通信装置は、前記受信時間帯が到来し、前記第１の期間が経過する前に無線信号の送信を開始することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
7. 時分割制御に基づいて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において実行される無線通信方法であって：
   前記無線通信装置が、
   前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成するステップと；
   前記受信時間帯を示す情報を無線信号で送信するステップと；
   周囲の無線通信装置から無線信号を受信するステップと；
   前記受信時間帯に前記無線通信システムを構成する一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定するステップと；
   を含み、
   前記優先送信装置に設定された前記一の無線通信装置が優先的に無線信号を送信するステップと、
   前記一の無線通信装置が前記優先送信装置に設定されると、前記一の無線通信装置が前記優先送信装置であることを示す情報を生成するステップと、
   前記一の無線通信装置が該情報を無線信号で送信するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする、無線通信方法。
8. 時分割制御に基づいて周囲の無線通信装置と無線通信を無線通信装置であって：
   前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成する情報生成部と；
   前記情報生成部により生成された情報を無線信号で送信する送信部と；
   前記周囲の無線通信装置から無線信号を受信する受信部と；
   前記受信時間帯に前記受信部により一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定する設定部と；
   を備え、
   前記情報生成部は、前記設定部により前記一の無線通信装置が前記優先送信装置に設定されると、前記一の無線通信装置が前記優先送信装置であることを示す情報を生成し、
   前記送信部が該情報を無線信号で送信することを特徴とする、無線通信装置。
9. 時分割制御に基づいて周囲の無線通信装置と無線通信を無線通信装置に設けられるコンピュータを、
   前記無線通信装置の受信時間帯を示す情報を生成する情報生成部と；
   前記受信時間帯に一の無線通信装置から無線信号が受信された場合、前記一の無線通信装置を前記受信時間帯における優先送信装置に設定する設定部と；
   前記情報生成部により生成された情報を無線信号で送信する送信部と；
   を備え、
   前記情報生成部は、前記設定部により前記一の無線通信装置が前記優先送信装置に設定されると、前記一の無線通信装置が前記優先送信装置であることを示す情報を生成し、
   前記送信部が該情報を無線信号で送信する、無線通信装置として機能させるための、プログラム。
   

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