JP5587319B2

JP5587319B2 - 無線通信装置及び無線通信制御方法

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Publication number: JP5587319B2
Application number: JP2011527116A
Authority: JP
Inventors: 広和小林
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-03-23
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Description

本発明は、複数の通信端末装置の通信を中継する無線通信装置及び無線通信制御方法に関する。

無線通信システムは、ユーザが使用する通信端末が携帯型であることから、その使用が場所によって制約を受けにくいという利便性を有し、データ通信手段として広く普及している。携帯型の通信端末は、バッテリによる駆動となるため、省電力性が求められる。

無線通信システムの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１にて規定されている無線ＬＡＮシステムがある。無線ＬＡＮシステムには、他の無線通信装置と通信を行うためにインフラストラクチャモードとアドホックモードが設けられている。アドホックモードは、無線ＬＡＮ端末同士がデータを直接送受信するモードである。一方、インフラストラクチャモードは、アクセスポイントと呼ばれる無線通信装置に複数の無線ＬＡＮ端末が接続し、アクセスポイントを介して、無線ＬＡＮ端末間でデータを送受信するモードである。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１方式の無線ＬＡＮシステムは、電力消費を抑制する省電力モードに関する仕様が規定されている（例えば、非特許文献１参照）。また、無線ＬＡＮ端末は、データの受信が可能なアウェイクモード（ＡｗａｋｅＭｏｄｅ）と、送受信をしない低電力にて稼動するドーズモード（ＤｏｚｅＭｏｄｅ）の２種類のモードを有することが知られている。

ここで、アクセスポイントは、自身の配下の無線ＬＡＮ端末へのデータを受信すると、一旦通信バッファにデータを保存する。アクセスポイントは、データの宛先となる無線ＬＡＮ端末がアウェイクモードで稼動している場合にデータを転送する。一方、アクセスポイントは、該無線ＬＡＮ端末がドーズモードで稼動している場合には、ＴＩＭ（ＴｒａｆｆｉｃＩｎｄｉｃａｔｉｏｎＭａｐ）と呼ばれるエレメントを含むビーコンを送信する。具体的には、アクセスポイントは、該無線ＬＡＮ端末へのデータをバッファリングしている旨を示すＴＩＭに該当ビットをセットし、ＴＩＭを含むビーコンを送信する。

省電力モードで稼動している無線ＬＡＮ端末は、アクセスポイントが周期的に送信するビーコンフレームの間隔に従ってドーズモードに移行する。ドーズモードに移行した無線ＬＡＮ端末は、自身宛のデータがあることを示すＴＩＭを含むビーコンを受信する。ＴＩＭを含むビーコンを受信した無線ＬＡＮ端末は、データ配信要求をアクセスポイントに送信し、アウェイクモードに移行したことをアクセスポイントに通知してデータを受信する。アウェイクモードの無線ＬＡＮ端末は、自身宛のデータがなくなると再びドーズモードに移行する。

ところで、アクセスポイントは、自身の配下に多数の無線ＬＡＮ端末が収容されている場合、多数の無線ＬＡＮ端末へのバッファデータがあることをＴＩＭによって通知する。多数の無線ＬＡＮ端末への通知は、ドーズモードで稼動している無線ＬＡＮ端末からのデータ配信要求が集中し、送信権獲得のためにアウェイクモードで稼動する無線ＬＡＮ端末が増えることになる。このため、これらの無線ＬＡＮ端末は、その電力消費が増大してしまうという問題がある。

そこで、このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、ビーコン取得周期を無線ＬＡＮ端末が独自に設定し、無線ＬＡＮ端末からのデータ配信要求が特定のタイミ
ングに集中しないようにする技術が開示されている。

また、特許文献２には、アクセスポイントが配下の無線ＬＡＮ端末宛のデータを受信した際に、データ種別に応じた判断基準を満足する場合のみ、バッファデータがあることを通知する手法が開示されている。

特開２００７−３２９６９６号公報特開２００６−６７２４４号公報

IEEE Std 802.11-2007, Part11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, June 12th, 2007, P425-436.

しかしながら、上述した特許文献１に開示の技術では、ビーコン取得周期を無線ＬＡＮ端末が独自に設定するために、データ配信要求の集中回避を必ずしも保証できず、依然として特定のタイミングに集中してしまう。また、特許文献１の技術は、ビーコン取得周期を無線ＬＡＮ端末が独自に設定するために、同じアクセスポイントの配下に位置する無線ＬＡＮ端末同士が通信を行う際、この２つの端末を同時にアウェイクモードで動作させることができない。このため、特許文献１の技術では、データのバッファリングによる遅延が生じるという課題がある。

また、上述した特許文献２に開示の技術では、無線ＬＡＮ端末ごとに通知判断基準を有する必要があり、判断基準を取得するために無線ＬＡＮ端末との通信を必要とするため、その送受信にかかる電力消費が必要となる。また、特許文献２の技術は、判断基準を管理するサーバが必要になるため、システムの構成が複雑になる。さらに、特許文献２の技術では、通知処理が必要なデータを多数バッファリングしている場合、依然としてドーズモードから復帰する無線ＬＡＮ端末からのデータ配信要求が集中するという課題が残る。

本発明の目的は、無線通信端末装置からのデータ配信要求の集中を防ぎ、無線通信端末装置におけるデータ配信待ちによる電力消費を低減する無線通信装置及び無線通信制御方法を提供することである。

本発明の無線通信装置は、無線通信端末装置と他の通信端末装置との通信を中継する無線通信装置であって、前記無線通信装置配下の前記無線通信端末装置を複数のグループに分割して管理するグループ管理部と、前記他の通信端末装置から取得した前記無線通信端末装置宛てのデータを格納する格納部と、前記無線通信端末装置宛てのデータを格納していることを示すデータ格納通知信号を前記グループ毎に生成するデータ格納通知信号生成部と、生成された前記データ格納通知信号をグループ毎に時間をずらして前記無線通信端末装置に送信する送信部と、を具備する構成を採る。

本発明の無線通信制御方法は、無線通信端末装置と他の通信端末装置との通信を中継する無線通信装置の無線通信制御方法であって、前記無線通信装置配下の前記無線通信端末装置を複数のグループに分割して管理するグループ管理ステップと、前記他の通信端末装置から取得した前記無線通信端末装置宛てのデータを格納する格納ステップと、前記無線通信端末装置宛てのデータを格納していることを示すデータ格納通知信号を前記グループ
毎に生成するデータ格納通知信号生成ステップと、生成された前記データ格納通知信号をグループ毎に時間をずらして前記無線通信端末装置に送信する送信ステップと、を具備するようにした。

本発明は、無線通信端末装置からのデータ配信要求の集中を防ぎ、無線通信端末装置におけるデータ配信待ちによる電力消費を低減することができる。

本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図図１に示した端末管理部の内部構成を示すブロック図ＡＩＤ管理テーブルの一例を示す図グループＡＩＤ管理テーブルの一例を示す図本発明の一実施の形態に係る拡張ＴＩＭの構成例を示す図拡張ＴＩＭのデータ形式の一例を示す図本発明の一実施の形態に係るグループＡＩＤの構成例を示す図グループＡＩＤの構成を変更する様子を示す図本発明の一実施の形態に係るグループＡＩＤ分類の手順を示すフロー図本発明の一実施の形態に係る拡張ＴＩＭ生成の手順を示すフロー図拡張ＴＩＭによる無線ＬＡＮ端末の動作例を示す図本発明の一実施の形態に係るグループＡＩＤ再構成処理の手順を示すフロー図本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の他の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置（以下、「アクセスポイント」という）１００の構成を示すブロック図である。

図１において、アクセスポイント１００は、端末管理部１０１、ブリッジ制御部１０２、通常転送バッファ１０３、優先転送バッファ１０４、無線通信インタフェース１０５、及び、広域ネットワークインタフェース１０８から構成される。

端末管理部１０１は、アクセスポイント１００配下の無線ＬＡＮ端末を管理する。また、端末管理部１０１は、配下の無線ＬＡＮ端末宛のデータを格納していることを示すデータ格納通知信号（以下、「ＴＩＭ（ＴｒａｆｆｉｃＩｎｄｉｃａｔｉｏｎＭａｐ）」という）を生成する。次に、端末管理部１０１は、生成されたＴＩＭをブリッジ制御部１０２に出力する。

また、端末管理部１０１は、配下の無線ＬＡＮ端末からのアソシエーション要求（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｒｅｑｕｅｓｔ）を受諾する。端末管理部１０１は、アソシエーション要求を受諾した無線ＬＡＮ端末に、アソシエーション識別子（ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＡＩＤ）を付与して管理する。また、端末管理部１０１は、ＡＩＤをブリッジ制御部１０２に出力する。なお、端末管理部１０１の詳細については後述する。

ブリッジ制御部１０２は、無線通信インタフェース１０５又は広域ネットワークインタフェース１０８に到着するデータフレームを、通常転送バッファ１０３又は優先転送バッファ１０４に格納する処理を行う。また、ブリッジ制御部１０２は、通常転送バッファ１
０３又は優先転送バッファ１０４からデータフレームを読み出して、無線通信インタフェース１０５又は広域ネットワークインタフェース１０８から送出する処理を行う。つまり、ブリッジ制御部１０２は、いわゆるブリッジ処理を行う。

また、ブリッジ制御部１０２は、データフレームの処理に限らず、端末管理部１０１から出力されたＴＩＭをビーコンに挿入して、無線通信インタフェース１０５から送出させる処理を行う。

さらに、ブリッジ制御部１０２は、無線ＬＡＮ端末からのアソシエーション要求を受諾する場合、端末管理部１０１から出力されたＡＩＤをアソシエーション応答フレームに格納して、無線通信インタフェース１０５に送信を指示する。なお、無線通信インタフェース１０５は、規定される通信プロトコルに準じた処理等を行う。

無線通信インタフェース１０５又は広域ネットワークインタフェース１０８は、データフレームを受信する。その通知を受けたブリッジ制御部１０２は、該データフレームの通常転送が必要であると判断した場合、受信データフレームが通常転送バッファ１０３に格納される。なお、通常転送とは、リアルタイム性が要求されないデータフレームを転送すること、すなわち、優先的な転送を必要としないことを意味する。

無線通信インタフェース１０５又は広域ネットワークインタフェース１０８は、データフレームを受信する。その通知を受けたブリッジ制御部１０２は、該データフレームの優先転送が必要であると判断した場合、受信データフレームが優先転送バッファ１０４に格納される。なお、優先転送とは、リアルタイム性が要求されるデータフレームを優先的に転送することを意味する。

無線通信インタフェース１０５は、無線ＭＡＣ処理部１０６及び無線ＰＨＹ処理部１０７を備えている。

無線ＭＡＣ処理部１０６は、無線通信メディアへのアクセス制御処理、無線ＰＨＹ処理部１０７から取得した受信フレームのＭＡＣ層処理を行う。さらに、無線ＭＡＣ処理部１０６は、ブリッジ制御部１０２に通知する処理、ブリッジ制御部１０２からの指示により、受信したデータフレームを通常転送バッファ１０３又は優先転送バッファ１０４に格納する処理、ブリッジ制御部１０２からの指示により、通常転送バッファ１０３又は優先転送バッファ１０４から取り出したデータフレームやビーコンフレームのＭＡＣ層処理、および、無線ＰＨＹ処理部１０７に出力する処理などを行う。

無線ＰＨＹ処理部１０７は、無線通信メディアへのデータ送受信、変復調、符号化などの物理層処理を行う。

広域ネットワークインタフェース１０８は、広域ネットワークＭＡＣ処理部１０９及び広域ネットワークＰＨＹ処理部１１０を備えている。

広域ネットワークＭＡＣ処理部１０９は、広域ネットワークへのアクセス制御処理、広域ネットワークＰＨＹ処理部１１０から取得した受信フレームのＭＡＣ層処理を行う。さらに、広域ネットワークＭＡＣ処理部１０９は、ブリッジ制御部１０２に通知する処理、ブリッジ制御部１０２からの指示により受信したデータフレームを通常転送バッファ１０３又は優先転送バッファ１０４に格納する処理、ブリッジ制御部１０２からの指示により、通常転送バッファ１０３又は優先転送バッファ１０４から取り出したデータフレームのＭＡＣ層処理、および、広域ネットワークＰＨＹ処理部１１０に出力する処理などを行う。

広域ネットワークＰＨＹ処理部１１０は、広域ネットワークへのデータ送受信、変復調、符号化などの物理層処理を行う。

なお、広域ネットワークとしては、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＡＤＳＬ、光通信、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥなどが挙げられる。

図２は、図１に示した端末管理部１０１の内部構成を示すブロック図である。図２において、端末管理部１０１は、ＡＩＤ管理部２０１、優先転送宛先管理部２０４、通常転送宛先管理部２０５、ＴＩＭタイミング管理部２０６、及び、拡張ＴＩＭ生成部２０７から構成される。以下、図２を用いて、端末管理部１０１の内部構成について説明する。

ＡＩＤ管理部２０１は、アクセスポイント１００配下の無線ＬＡＮ端末へのＴＩＭを、複数のグループに分割して送信するためのグループ管理手段である。ＡＩＤ管理部２０１は、ＡＩＤ管理テーブル２０２及びグループＡＩＤ管理テーブル２０３を備える。

ＡＩＤ管理テーブル２０２は、無線ＬＡＮ端末からのアソシエーション要求を受諾する場合、当該無線ＬＡＮ端末にＡＩＤを付与し、当該ＡＩＤを管理する。図３は、ＡＩＤ管理テーブル２０２の一例を示す。図３の例では、無線ＬＡＮ端末１〜７にそれぞれＡＩＤ１〜７を付与した場合を示している。

グループＡＩＤ管理テーブル２０３は、ＡＩＤ管理部２０１によって無線ＬＡＮ端末に付与されたＡＩＤを、複数のサブグループに分類して管理する。グループＡＩＤ管理テーブル２０３は、分類されたサブグループに対して、新たにグループアソシエーション識別子（ＧＡＩＤ）を関連付けて管理する。図４は、グループＡＩＤ管理テーブル２０３の一例を示す。図４の例では、ＡＩＤ１，４，７のサブグループ、ＡＩＤ１，２，５のサブグループ、ＡＩＤ１，３，６のサブグループに分類した場合を示している。また、図４の例では、ＡＩＤ１，４，７のサブグループにＧＡＩＤ１を関連付け、ＡＩＤ１，２，５のサブグループにＧＡＩＤ２を関連付け、ＡＩＤ１，３，６のサブグループにＧＡＩＤ３を関連付けた場合を示している。

優先転送宛先管理部２０４は、無線通信インタフェース１０５又は広域ネットワークインタフェース１０８において、受信されたデータフレームの優先転送が必要な場合、その転送宛先を管理する。具体的には、優先転送宛先管理部２０４は、優先転送が必要な場合、ブリッジ制御部１０２によって受信データフレームから抽出されたその宛先を、ＡＩＤと関連付けて管理する。また、優先転送宛先管理部２０４は、既に管理している宛先以外の優先転送が発生した場合には、新たにエントリを追加する。また、優先転送宛先管理部２０４は、ある宛先への優先転送を必要とする通信セッションが終了した場合には、該当する宛先エントリを削除する。

通常転送宛先管理部２０５は、アクセスポイント配下の無線ＬＡＮ端末のうち、優先転送宛先管理部２０４にエントリされていない宛先をＡＩＤと関連付けて管理する。通常転送宛先管理部２０５は、管理している宛先へ優先転送が開始された場合には、該当するエントリを削除する。また、通常転送宛先管理部２０５は、優先転送宛先管理部２０４からエントリが削除された場合、継続してアクセスポイントに収容される無線ＬＡＮ端末であれば、該当するエントリを追加する。

ＴＩＭタイミング管理部２０６は、ＴＩＭを生成して送信するタイミングを管理する。ＴＩＭはビーコンに付加して送信されるため、ＴＩＭタイミング管理部２０６は、ビーコン送出前にＴＩＭを生成するように拡張ＴＩＭ生成部２０７に指示する。

拡張ＴＩＭ生成部２０７は、無線ＬＡＮ端末へのデータを格納していることを示すＴＩＭを生成する。拡張ＴＩＭ生成部２０７は、優先ＴＩＭ生成部２０８及びサブＴＩＭ生成部２０９を備える。

優先ＴＩＭ生成部２０８は、優先転送宛先管理部２０４において管理されている優先転送が必要なデータフレームの宛先に対する該当ビットをセットして、優先ＴＩＭを生成する。優先ＴＩＭ生成部２０８は、優先転送宛先管理部２０４において管理されている宛先情報が更新された場合、優先ＴＩＭを更新する。

サブＴＩＭ生成部２０９は、通常転送の対象となるデータフレームの宛先に対するＴＩＭを生成する。すなわち、サブＴＩＭ生成部２０９は、通常転送宛先管理部２０５において管理されている宛先に対するＴＩＭを生成する。サブＴＩＭ生成部２０９は、前回、どのグループＡＩＤに対するサブＴＩＭを生成したかを管理している。サブＴＩＭ生成部２０９は、ＴＩＭタイミング管理部２０６からＴＩＭ生成タイミングが指示された場合に、次のグループＡＩＤに属する無線ＬＡＮ端末に対するサブＴＩＭを生成する。サブＴＩＭ生成部２０９は、該グループＡＩＤに属する無線ＬＡＮ端末宛のデータフレームがバッファリングされているか否かを判定し、バッファリングされている場合にはＴＩＭの該当ビットをセットする。

優先ＴＩＭとサブＴＩＭが生成されると、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、ＴＩＭタイミング管理部２０６からＴＩＭ生成タイミングが指示される。次に、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、優先ＴＩＭ生成部２０８によって生成された優先ＴＩＭと、サブＴＩＭ生成部２０９によって生成されたサブＴＩＭとを合成して拡張ＴＩＭを生成し、ブリッジ制御部１０２に出力する。

なお、図示していないが、アクセスポイント１００は、オペレータがアクセスポイントの動作を選択して実行するためのユーザインタフェースの機能を有してもよい。例えば、ユーザインタフェースの機能は、キー、ディスプレイ、コーデック、マイク、スピーカ、カメラ、バイブレータ、メモリなどを含む。

図５は、本発明の一実施の形態に係る拡張ＴＩＭの構成例を示す図である。ＡＩＤ１の無線ＬＡＮ端末は、優先転送が必要なデータフレームの宛先であり、ＡＩＤ１の無線ＬＡＮ端末に該当するビットを１にセットしたＴＩＭを優先ＴＩＭとして記録しているものとする。一方、グループＡＩＤがＧＡＩＤ１のサブＴＩＭには、ＧＡＩＤ１に属する無線ＬＡＮ端末のうち、通常転送バッファにバッファリングされているデータフレームの宛先の無線ＬＡＮ端末に該当するビットとして１がセットされる。

ここでは、ＡＩＤ１、ＡＩＤ７の無線ＬＡＮ端末に該当するビットがセットされることになる。同様に、グループＡＩＤ２のサブＴＩＭには、ＡＩＤ２、ＡＩＤ５の無線ＬＡＮ端末に該当するビットがセットされ、グループＡＩＤ３のサブＴＩＭには、ＡＩＤ３、ＡＩＤ６の無線ＬＡＮ端末に該当するビットがセットされる。

拡張ＴＩＭは、優先ＴＩＭとサブＴＩＭの論理和をとる。すなわち、グループＡＩＤ１の拡張ＴＩＭには、ＡＩＤ１、ＡＩＤ７の無線ＬＡＮ端末に該当するビットが設定される。また、グループＡＩＤ２の拡張ＴＩＭには、ＡＩＤ１、ＡＩＤ２、ＡＩＤ５の無線ＬＡＮ端末に該当するビットが設定される。また、グループＡＩＤ３の拡張ＴＩＭには、ＡＩＤ１、ＡＩＤ３、ＡＩＤ６の無線ＬＡＮ端末に該当するビットが設定されることになる。

図６は、拡張ＴＩＭのデータ形式の一例を示す図であり、Partial Virtual Bitmapフィ
ールドの無線ＬＡＮ端末に該当するビットが設定される。

図７は、本発明の一実施の形態に係るグループＡＩＤの構成例を示す図である。ここで、端末ＩＤは、アクセスポイント１００にアソシエーション要求を送信した無線ＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスである。また、ＡＩＤは、アクセスポイント１００が該アソシエーション要求を受諾する場合に無線ＬＡＮ端末毎に付与する識別子であり、通常、１から順に１ずつ加算して付与する。また、グループＡＩＤは、ＡＩＤをサブグループに分類し、新たに付与する識別子である。グループＡＩＤは、１から順に１ずつ加算して付与する。

図７の例では、無線ＬＡＮ端末１に対してＡＩＤ１＝１、無線ＬＡＮ端末２に対してＡＩＤ２＝２、無線ＬＡＮ端末ｎに対してＡＩＤｎ＝ｎが付与されている。グループＡＩＤは、図７に示す例の場合、３つに分類され、ＡＩＤをグループ数３で割った余り、すなわち、（ＡＩＤＭｏｄ３）の結果に応じてグループＡＩＤが振り分けられている。具体的には、ＧＡＩＤ１（＝１）には、無線ＬＡＮ端末１、無線ＬＡＮ端末４、…、無線ＬＡＮ端末ｎ−２が割り当てられる。また、ＧＡＩＤ２（＝２）には、無線ＬＡＮ端末２、無線ＬＡＮ端末５、…、無線ＬＡＮ端末ｎ−１が割り当てられる。また、ＧＡＩＤ３（＝３）には、無線ＬＡＮ端末３、無線ＬＡＮ端末６、…、無線ＬＡＮ端末ｎが割り当てられている。また、グループＡＩＤに属する無線ＬＡＮ端末は、適宜変更できるようになっている。例えば、通信を行っている無線ＬＡＮ端末同士は、同じグループＡＩＤに属するように変更できる。つまり、本発明は、無線ＬＡＮ端末の通信状況に応じて、グループＡＩＤを再構成するといえる。

図８は、グループＡＩＤの構成を変更する様子を示す図である。図８では、無線ＬＡＮ端末２及び無線ＬＡＮ端末３の間で通信が発生したことにより、同じグループＡＩＤのＧＡＩＤ２に属するように、図７に示された構成からグループＡＩＤが変更された様子を示している。

無線ＬＡＮ端末３は、最初、ＧＡＩＤ３に属していたが、無線ＬＡＮ端末２との通信発生により、無線ＬＡＮ端末２が属するＧＡＩＤ２に再分類される。この例では、負荷平滑化のため、ＡＩＤ管理テーブル２０２に属している他の無線ＬＡＮ端末との通信が発生していない無線ＬＡＮ端末ｎ−１が、ＧＡＩＤ３に属するように変更されている。また、グループＡＩＤの分類は、無線ＬＡＮ端末の通信状況に応じて、負荷を分散するように分類する。

なお、ここでは、グループＡＩＤをＧＡＩＤ１〜３の３つに分類したが、本発明はこの限りではなく、グループＡＩＤを５つに分類してもよいし、１０個に分類してもよい。ただし、分類する数が多過ぎると、グループＡＩＤを付与する効果が小さくなってしまうので、適当な数に止めておく必要がある。

図９は、本発明の一実施の形態に係るグループＡＩＤ分類の手順を示すフロー図である。この図において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）３０１において、アクセスポイント１００は、無線ＬＡＮ端末からのアソシエーション要求を受信すると、ブリッジ制御部１０２にて要求を受諾するか否かが判定される。アクセスポイント１００は、アソシエーション要求を受諾する（ＹＥＳ）と判定された場合はＳＴ３０２に移行し、アソシエーション要求を受諾しない（ＮＯ）と判定された場合はＳＴ３０３に移行する。

ＳＴ３０２において、ＡＩＤ管理部２０１は、アソシエーション要求を受諾する無線ＬＡＮ端末にＡＩＤを付与し、ＡＩＤに応じて所属するグループＡＩＤに無線ＬＡＮ端末を分類する。ここでは、グループＡＩＤを３つに分類し、ＡＩＤＭｏｄ３＝１である場合にはＧＡＩＤ１に分類し、ＡＩＤＭｏｄ３＝２である場合にはＧＡＩＤ２に分類し、Ａ
ＩＤＭｏｄ３＝０である場合にはＧＡＩＤ３に分類する。

ＳＴ３０３において、受信したデータフレームが、無線通信インタフェース１０５から転送するデータフレームである場合、ブリッジ制御部１０２は、ＡＩＤ管理部２０１にＧＡＩＤ判定処理を指示する。次に、ＡＩＤ管理部２０１は、送信元無線ＬＡＮ端末と宛先無線ＬＡＮ端末が異なるグループＡＩＤに属するか否かを判定する。次に、異なるグループＡＩＤに属すると判定された場合（ＳＴ３０３：ＹＥＳ）、グループＡＩＤ分類手順はＳＴ３０４に移行する。一方、異なるグループＡＩＤに属さない、すなわち、同じグループＡＩＤに属すると判定された場合（ＳＴ３０３：ＮＯ）、グループＡＩＤ分類手順はＳＴ３０１に戻る。

ＳＴ３０４において、ＡＩＤ管理部２０１は、宛先無線ＬＡＮ端末の属するグループＡＩＤを送信元無線ＬＡＮ端末の属するグループＡＩＤに再分類する。図８の例では、端末３をＧＡＩＤ３からＧＡＩＤ２に属するように変更する。

ＳＴ３０５において、ＡＩＤ管理部２０１は、送信元無線ＬＡＮ端末が属するグループＡＩＤのうち、互いに通信を行っていない無線ＬＡＮ端末を抽出する。次に、ＡＩＤ管理部２０１は、抽出した互いに通信を行っていない無線ＬＡＮ端末を、ＳＴ３０４において変更された無線ＬＡＮ端末の数だけ、変更された無線ＬＡＮ端末が属していたグループＡＩＤに再分類する。図８の例では、端末ｎ−１をＧＡＩＤ２からＧＡＩＤ３に属するように変更する。

このような処理によって、本実施の形態では、無線ＬＡＮ端末を複数のグループＡＩＤに分類することができる。また、本実施の形態では、通信の状況に応じてグループＡＩＤを再分類することが可能となり、通信を行う無線ＬＡＮ端末同士を同じグループＡＩＤに分類することができる。特に、本実施の形態では、アクセスポイント１００の配下であって、当該アクセスポイント１００を介して通信を行う無線ＬＡＮ端末同士を同じグループＡＩＤに分類する。これにより、本実施の形態では、同じ区間でアウェイクモードに移行することができるため、データ転送遅延の増加を抑制することができる。

なお、上記説明では、再分類の際に、宛先のグループＡＩＤを送信元のグループＡＩＤに変更したが、送信元のグループＡＩＤを宛先のグループＡＩＤに変更してもよい。また、ＳＴ３０５による再分類の際に、ＳＴ３０４にて変更した無線ＬＡＮ端末が属していたグループＡＩＤに再分類する処理は、通常転送バッファ１０３にバッファリングされているデータフレームの宛先にのみ行ってもよい。すなわち、本実施の形態では、バッファリングされているデータフレームが該通信中の無線ＬＡＮ端末同士以外であり、または、該グループＡＩＤに属している無線ＬＡＮ端末宛でなければ、ＳＴ３０５の処理を必ずしも行わなくてもよい。

図１０は、本発明の一実施の形態に係る拡張ＴＩＭ生成の手順を示すフロー図である。この図において、ＳＴ４０１において、アクセスポイントの電源投入、装置リセット処理等の初期化シーケンスによって、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、拡張ＴＩＭを生成するための管理変数ｎを初期化（ｎ＝１）する。

ＳＴ４０２において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、ＴＩＭタイミング管理部２０６からＴＩＭ生成タイミングの指示があるか否かを判定する。ＴＩＭ生成タイミングの指示がある場合（ＳＴ４０２：ＹＥＳ）、拡張ＴＩＭ生成手順は、ＳＴ４０３に移行する。一方、ＴＩＭ生成タイミングの指示がない場合（ＳＴ４０２：ＮＯ）、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、ＳＴ４０２の処理を繰り返す。すなわち、ＳＴ４０２では、ＴＩＭ生成タイミングの指示を待ち受ける。

ＳＴ４０３において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、優先ＴＩＭ生成部２０８によって管理されている優先ＴＩＭがあるか否かを判定する。優先ＴＩＭがある場合（ＳＴ４０３：ＹＥＳ）、拡張ＴＩＭ生成手順は、ＳＴ４０４に移行する。一方、優先ＴＩＭがない場合（ＳＴ４０３：ＮＯ）、拡張ＴＩＭ生成手順は、ＳＴ４０５に移行する。

ＳＴ４０４において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、優先ＴＩＭと、管理変数に該当するグループＡＩＤに対するサブＴＩＭとを合成して、拡張ＴＩＭを生成する。図５の例では、管理変数１の場合、ＡＩＤ１に該当するビットがセットされた優先ＴＩＭと、ＡＩＤ１及びＡＩＤ７に該当するビットがセットされたサブＴＩＭとが合成され、ＡＩＤ１、ＡＩＤ７がセットされた拡張ＴＩＭとなる。なお、図７の例では、ＧＡＩＤ１にＡＩＤ１、ＡＩＤ４、ＡＩＤ７、…、ＡＩＤｎ−２が属している。しかし、通常転送バッファ１０３及び優先転送バッファ１０４にバッファリングされているデータフレームは、ＡＩＤ１、ＡＩＤ７に該当する無線ＬＡＮ端末宛のデータフレームのみである。このため、ＡＩＤ４、ＡＩＤｎ−２に該当するビットは、セットされていない。

ＳＴ４０５において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、管理変数に該当するグループＡＩＤに対するサブＴＩＭを拡張ＴＩＭとする。

ＳＴ４０６において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、生成された拡張ＴＩＭをブリッジ制御部１０２に出力し、ブリッジ制御部１０２は拡張ＴＩＭを含むビーコンを生成し、無線通信インタフェース１０５から送信するようビーコンを出力する。

ＳＴ４０７において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、管理変数１を加算する。ＳＴ４０８において、拡張ＴＩＭ生成部２０７は、加算後の管理変数がグループＡＩＤ数を超えるか否かを判定する。超えると判定された場合（ＳＴ４０８：ＹＥＳ）、拡張ＴＩＭ生成手順はＳＴ４０１に戻る。一方、管理変数を１に初期化し、超えないと判定された場合（ＳＴ４０８：ＮＯ）、拡張ＴＩＭ生成手順はＳＴ４０２に戻り、拡張ＴＩＭ生成部２０７はＴＩＭ生成タイミングの指示を待ち受ける。

図１１は、上記の処理によって、通知された拡張ＴＩＭによる無線ＬＡＮ端末の動作例を示す。図１１において、符号５０１は、ＧＡＩＤ１向け拡張ＴＩＭを含むビーコンを示し、符号５０２は、ＧＡＩＤ２向け拡張ＴＩＭを含むビーコンを示し、符号５０３は、ＧＡＩＤ３向け拡張ＴＩＭを含むビーコンを示している。

ＧＡＩＤ１向け拡張ＴＩＭには、無線ＬＡＮ端末１、無線ＬＡＮ端末４、無線ＬＡＮ端末７に該当するビットがセットされる。また、ＧＡＩＤ２向け拡張ＴＩＭには、無線ＬＡＮ端末１、無線ＬＡＮ端末２、無線ＬＡＮ端末５に該当するビットがセットされる。また、ＧＡＩＤ３向け拡張ＴＩＭには、無線ＬＡＮ端末１、無線ＬＡＮ端末３、無線ＬＡＮ端末６に該当するビットがセットされている。

無線ＬＡＮ端末１は、符号５０１〜５０３で示されるビーコンに含まれる拡張ＴＩＭでデータありが示されている。このため、無線ＬＡＮ端末１は、いずれのビーコン受信時においてもアウェイクモードで稼動し、アクセスポイントからのバッファリングデータの配信要求を送信し、バッファリングデータを受信する。なお、符号５０４は、各無線ＬＡＮ端末がアウェイクモードであることを示している。

無線ＬＡＮ端末４、７に関しては、符号５０１のビーコンに含まれる拡張ＴＩＭでデータありが示されているため、符号５０１のビーコン受信後にデータ配信要求を行い、バッファリングデータを受信する。その他の無線ＬＡＮ端末は、同様に、拡張ＴＩＭでデータ
ありが指示されている区間のみをアウェイクモードにしてデータ配信要求を行う。

なお、図１１において、アウェイクモードである区間は、ビーコンとビーコンの間としている。無線ＬＡＮ端末は、次のビーコンの前にデータ配信が完了し、アクセスポイントからモアデータ（ＭｏｒｅＤａｔａ）フラグ＝０であるデータフレームを受け取るなどして、バッファリングデータがなくなったことを認識する。この場合、無線ＬＡＮ端末は、次のビーコンを受信する前に一旦ドーズモードに移行することもできる。また、無線ＬＡＮ端末は、次のビーコン受信後も、アクセスポイントからモアデータフラグ＝１であるデータフレームを受け取り、バッファリングデータがなくなっていないことを認識すると、アウェイクモードを継続することができる。

上記の処理によって、本実施の形態では、無線ＬＡＮ端末へのバッファリングデータの有無を分散して通知することが可能となる。これにより、本実施の形態では、ドーズモードで稼動している無線ＬＡＮ端末のデータ配信要求の集中を防ぎ、無線ＬＡＮ端末におけるデータ配信待ち時間を削減することができるため、無線ＬＡＮ端末の消費電力を低減することができる。また、優先転送が必要なデータに関しては、分散通知の対象から外して常に通知が可能となり、転送遅延の増大を防ぐことができる。

次に、グループＡＩＤを再構成する処理について説明する。グループＡＩＤ再構成処理は、上述したグループＡＩＤ再分類とは異なり、各イベントをＡＩＤ管理部２０１が受けることにより開始される。各イベントは、例えば、前回のグループＡＩＤを構成してから一定時間以上経過した場合、新たに通信が発生した場合、または、発生した通信が終了した場合などを含む。

図１２は、本発明の一実施の形態に係るグループＡＩＤ再構成処理の手順を示すフロー図である。ＳＴ６０１において、イベント開始後、ＡＩＤ管理部２０１は、グループＡＩＤ再構成のためのＡＩＤ管理変数ｍを１に初期化する。

ＳＴ６０２において、ＡＩＤ管理部２０１は、グループＡＩＤ再構成のためのグループＡＩＤ管理変数ｎを１に初期化する。ＳＴ６０３において、ＡＩＤ管理部２０１は、ＧＡＩＤｎに属する無線ＬＡＮ端末数を管理する変数を０に初期化する。

ＳＴ６０４において、ＡＩＤ管理部２０１は、ＡＩＤｍに該当する無線ＬＡＮ端末のグループＡＩＤへの再構成処理が実施済みか否かを判定する。実施済みである（ＳＴ６０４：ＹＥＳ）場合、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴＳＴ６０９に移行する。一方、実施済みではない（ＳＴ６０４：ＮＯ）場合、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴ６０５に移行する。

ＳＴ６０５において、ＡＩＤ管理部２０１は、該無線ＬＡＮ端末がドーズモードで稼動し、かつ、通常転送バッファ１０３又は優先転送バッファ１０４のいずれかに該無線ＬＡＮ端末宛のデータがバッファリングされているかを、判定する。バッファリングされている（ＳＴ６０５：ＹＥＳ）と判定された場合、グループＡＩＤ再構成処理手順はＳＴ６０６に移行する。一方、バッファリングされていない（ＳＴ６０５：ＮＯ）と判定された場合、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴ６０９に移行する。

ＳＴ６０６において、ＡＩＤ管理部２０１は、ＡＩＤｍに該当する無線ＬＡＮ端末をＧＡＩＤｎへ分類し、ＡＩＤｍへ再構成済みフラグを付与し、ＧＡＩＤｎの端末数管理変数を１加算する。

ＳＴ６０７において、ＡＩＤ管理部２０１は、バッファリングしている再構成した無線
ＬＡＮ端末へのデータフレームの送信元に対して、アクセスポイントからＡＩＤが付与されており、かつ、該送信元がドーズモードであるか否かを判定する。ＡＩＤ管理部２０１は、すなわち、アクセスポイントが付与したＡＩＤをＡＩＤ管理テーブル２０２で管理する。この条件を満たす（ＳＴ６０７：ＹＥＳ）場合、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴ６０８に移行する。一方、この条件を満たさない（ＳＴ６０７：ＮＯ）場合、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴ６０９に移行する。

ＳＴ６０８において、ＡＩＤ管理部２０１は、該送信元の無線ＬＡＮ端末をＧＡＩＤｎへ分類し、再構成済みフラグを付与し、ＧＡＩＤｎの端末数管理変数を１加算する。ＳＴ６０９において、ＡＩＤ管理部２０１は、ＡＩＤ管理変数ｍを１加算する。

ＳＴ６１０において、ＡＩＤ管理部２０１は、ＳＴ６０９において加算されたＡＩＤ管理変数ｍが、収容している無線ＬＡＮ端末数（収容端末数）、すなわち、ＡＩＤ管理テーブル２０２のエントリ数よりも多いか否かを判定する。ＡＩＤ管理変数ｍが収容端末数より多い（ＹＥＳ）場合には、グループＡＩＤ再構成処理を終了し、ＡＩＤ管理変数ｍが収容端末数以下（ＮＯ）の場合には、グループＡＩＤ再構成処理手順はＳＴ６１１に移行する。

ＳＴ６１１では、ＡＩＤ管理部２０１は、ＧＡＩＤｎの端末数がグループＡＩＤ許容端末数よりも多いか否かを判定する。ＧＡＩＤｎの端末数がグループＡＩＤ許容端末数よりも多い（ＳＴ６１１：ＹＥＳ）場合、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴ６１２に移行する。一方、ＧＡＩＤｎの端末数がグループＡＩＤ許容端末数以下（ＳＴ６１１：ＮＯ）の場合、ＧＡＩＤｎに分類可能な無線ＬＡＮ端末を検索するため、グループＡＩＤ再構成処理手順は、ＳＴ６０４に戻る。ここで、グループＡＩＤ許容端末数は、ＡＩＤ管理部２０１にて管理されており、例えば、３、５、１０などの固定値でもよく、または、ＡＩＤ数／グループＡＩＤ数などの演算結果でもよく、それぞれ変更できるようにしてもよい。

ＳＴ６１２において、ＡＩＤ管理部２０１は、次のグループＡＩＤに対する分類を行うため、グループＡＩＤ管理変数ｎを１加算して、グループＡＩＤ再構成処理手順はＳＴ６０３に戻る。

以上、本実施の形態では、上記の処理によって、無線ＬＡＮ端末へのバッファリングデータの有無を分散して通知するためのグループＡＩＤを再構成することが可能となる。これにより、本実施の形態では、常に最新のデータバッファ状況に基づいて、バッファリングデータの有無を通知することができる。このため、本実施の形態では、ドーズモードで稼動している無線ＬＡＮ端末のデータ配信要求の集中を防ぎ、無線ＬＡＮ端末におけるデータ配信待ち時間を削減することができるため、無線ＬＡＮ端末の消費電力を低減することができる。

なお、図１、図２で示した無線通信装置は、上位概念化によって、次のように表現することができる。すなわち、本発明の無線通信装置は、無線通信端末装置と他の通信端末装置との通信を中継する無線通信装置であって、前記無線通信装置配下の前記無線通信端末装置を複数のグループに分割して管理するグループ管理部と、前記他の通信端末装置から取得した前記無線通信端末装置宛てのデータを格納する格納部と、前記無線通信端末装置宛てのデータを格納していることを示すデータ格納通知信号を前記グループ毎に生成するデータ格納通知信号生成部と、生成された前記データ格納通知信号をグループ毎に時間をずらして前記無線通信端末装置に送信する送信部と、を具備する構成を採る。

図１３は、この構成を具体的に示したものである。図１３において、無線通信装置３０
０は、格納部３０１、グループ管理部３０２、データ格納通信信号生成部３０３および送信部３０４を具備する。

グループ管理部３０３は、無線通信装置３００配下の無線通信端末装置を複数のグループに分割して管理する。グループ管理部３０３は、図１の端末管理部１０１の一部と、ブリッジ制御部１０２および図２のＡＩＤ管理部２０１に相当する。

格納部３０１は、他の通信端末装置から取得した前記無線通信端末装置宛てのデータを格納する。格納部３０１は、図１、図２において、通常転送バッファ１０３および優先転送バッファ１０４に相当する。

データ格納通知信号生成部３０３は、前記無線通信端末装置宛てのデータを格納していることを示すデータ格納通知信号を前記グループ毎に生成する。データ格納通知信号生成部３０３は、図１の端末管理部１０１の一部、ブリッジ制御部１０２、図２の拡張ＴＩＭ生成部２０７、ＴＩＭタイミング管理部２０６に相当する。

送信部３０４は、生成されたデータ格納通知信号をグループ毎に時間をずらして前記無線通信端末装置に送信する。送信部３０４は、図１の無線通信インタフェース部１０５に相当する。

このように、本実施の形態では、アクセスポイント配下の無線ＬＡＮ端末を複数のグループに分けてグループＡＩＤによって管理し、無線ＬＡＮ端末宛のデータを格納していることを示すＴＩＭをグループ毎に時間をずらして送信する。これにより、本実施の形態では、無線ＬＡＮ端末のデータ配信要求の集中を防ぎ、無線ＬＡＮ端末におけるデータ配信待ち時間を削減することができるため、無線ＬＡＮ端末の消費電力を低減することができる。

なお、本実施の形態では、無線通信インタフェースに無線ＬＡＮを使用することを前提に説明したが、アソシエーションＩＤに準ずるものを付与し、端末を収容して通信を行うものであれば、本発明は無線ＬＡＮに限るものではない。無線通信インタフェースは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ、ＷｉＭＡＸ等の無線通信システムを使用してもよい。

また、本実施の形態では、無線通信装置として無線ＬＡＮアクセスポイントを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、特定端末へのデータの有無を通知するネットワークシステム等に有効である。無線通信装置は、例えば、モバイルＷｉＭＡＸ基地局、ＬＴＥ基地局、フェムトセル用基地局、家庭用ブロードバンドルータ等に応用できる。

また、本実施の形態におけるアクセスポイントは、一時的にアクセスポイントとして稼動する無線ＬＡＮ端末や、無線ＬＡＮカード、ＵＳＢ型無線ＬＡＮデバイス等にも応用できる。

また、本実施の形態では、無線ＬＡＮ端末同士がアクセスポイントを介して通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らない。通信相手は、例えば、アクセスポイント配下の無線ＬＡＮ端末と、当該アクセスポイントと有線又は無線によって接続された通信端末とが通信を行ってもよい。また、この通信端末は、当該アクセスポイントの配下にあってもよいし、なくてもよい。

なお、図１及び図２に示した、ブリッジ制御部１０２、通常転送バッファ１０３、優先転送バッファ１０４、無線通信インタフェース１０５、広域ネットワークインタフェース
１０８、ＡＩＤ管理部２０１、優先転送宛先管理部２０４、通常転送宛先管理部２０５、ＴＩＭタイミング管理部２０６、および拡張ＴＩＭ生成部２０７は、集積回路であるＬＳＩとして典型的には実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部、または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ
ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

２０１０年６月１８日出願の特願２０１０−１３９６４１の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明にかかる無線通信装置及び無線通信制御方法は、モバイルＷｉＭＡＸ基地局、ＬＴＥ基地局、フェムトセル用基地局、家庭用ブロードバンドルータ等に適用することができる。

１０１端末管理部
１０２ブリッジ制御部
１０３通常転送バッファ
１０４優先転送バッファ
１０５無線通信インタフェース
１０６無線ＭＡＣ処理部
１０７無線ＰＨＹ処理部
１０８広域ネットワークインタフェース
１０９広域ネットワークＭＡＣ処理部
１１０広域ネットワークＰＨＹ処理部
２０１ＡＩＤ管理部
２０２ＡＩＤ管理テーブル
２０３グループＡＩＤ管理テーブル
２０４優先転送宛先管理部
２０５通常転送宛先管理部
２０６ＴＩＭタイミング管理部
２０７拡張ＴＩＭ生成部
２０８優先ＴＩＭ生成部
２０９サブＴＩＭ生成部
３０１格納部
３０２グループ管理部
３０３データ格納通知信号生成部
３０４送信部

Claims

無線通信端末装置と他の通信端末装置との通信を中継する無線通信装置であって、
前記無線通信装置配下の前記無線通信端末装置を複数のグループに分割して管理するグループ管理部と、
前記他の通信端末装置から取得した前記無線通信端末装置宛てのデータを格納する格納部と、
前記無線通信端末装置宛てのデータを格納していることを示すデータ格納通知信号を前記グループ毎に生成するデータ格納通知信号生成部と、
生成された前記データ格納通知信号をグループ毎に時間をずらして前記無線通信端末装置に送信する送信部と、
を具備する無線通信装置。
前記グループ管理部は、前記無線通信端末装置の通信状況に応じてグループを再構成する請求項１に記載の無線通信装置。
前記グループ管理部は、送信元である無線通信端末装置と宛先である他の通信端末装置との組み合わせ、または送信元である他の通信端末装置と宛先である無線通信端末装置との組み合わせを同一のグループに分類する請求項１に記載の無線通信装置。
前記グループ管理部は、前記無線通信装置の配下で前記無線通信端末装置と前記他の通信端末装置とが通信を行う場合、前記無線通信端末装置と前記他の通信端末装置との組み合わせを同一のグループに分類する請求項１に記載の無線通信装置。
前記データ格納通知信号生成部は、前記無線通信端末装置宛てのデータを優先して転送する必要がある場合、前記データ格納通知信号に優先転送を示す情報を付加する請求項１に記載の無線通信装置。
無線通信端末装置と他の通信端末装置との通信を中継する無線通信装置の無線通信制御方法であって、
前記無線通信装置配下の前記無線通信端末装置を複数のグループに分割して管理するグループ管理ステップと、
前記他の通信端末装置から取得した前記無線通信端末装置宛てのデータを格納する格納ステップと、
前記無線通信端末装置宛てのデータを格納していることを示すデータ格納通知信号を前記グループ毎に生成するデータ格納通知信号生成ステップと、
生成された前記データ格納通知信号をグループ毎に時間をずらして前記無線通信端末装置に送信する送信ステップと、
を具備する無線通信制御方法。
前記グループ管理ステップでは、前記無線通信端末装置の通信状況に応じてグループを再構成する請求項６に記載の無線通信制御方法。