JP5636861B2 - 通信装置、通信システム、及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビーコン信号を用いる通信装置、通信システム、及び通信方法に関する。

親機と子機の間でビーコン信号を用いて無線通信を行う通信方式（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４にて規定されたビーコン無線通信方式）が知られている。ビーコン信号は、信号の送受信の契機となる信号であり、データ送信の対象となる子機の識別番号を含む。上記規格の無線通信では、親機から子機へ送信される信号内に、アクセス時刻を管理するためのスケジュール情報が含まれていない。このため、ビーコン信号を受信した子機は、ビーコン信号に含まれる自機の識別番号等に基づいて、親機へアクセスを行う時刻を自ら算出する。ビーコン信号の信号周期は、親機から子機への信号送信を行うための区間、子機から親機への信号送信を行うための区間、及び通信に使用されない未使用区間に分割されている。

親機から子機へと送信される信号には、例えば子機を介してユーザに通知を行うためのデータ信号が含まれる。子機から親機へと送信される信号には、例えば親機との通信への参加要求、親機との通信からの離脱要求、及び複数の親機間におけるハンドオーバー要求が含まれる。ここで、１台の親機に対し複数の子機から同時に信号送信の要求がある場合には、ＣＳＭＡ−ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式により衝突を回避してアクセスを行う。ＣＳＭＡ−ＣＡ方式では、子機の信号送信時に他の子機が電波を発している場合に、ランダムに算出された所定時間だけ通信待機を行い、その後に親機へのアクセスを行うことにより子機同士の衝突を回避する。

特開２００９−４９９２４号公報

従来の通信方法では、子機から親機への信号送信区間が１周期に１つしか設けられておらず、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式により衝突を回避したとしても、親機への信号送信が可能な子機の数は、１周期に平均２〜３台程度であった。従って、多数の子機から一度に信号送信の要求があった場合、通信の完了に時間がかかってしまい、アクセス効率が低下してしまうという課題があった。

本通信装置、通信システム、及び通信方法は上記課題に鑑みなされたものであり、ビーコン信号を用いる通信装置、通信システム、及び通信方法において、子機から親機へのアクセス効率を向上させることを目的とする。

本通信装置は、子機の識別番号を含むビーコン信号を親機から受信する受信部と、前記ビーコン信号に含まれる前記識別番号の数に基づいて、前記親機からの信号を受信するための第１通信区間の割り当てを行う第１割り当て部と、前記ビーコン信号の周期である信号周期から、前記第１通信区間及び前記親機との通信に使用されない未使用区間を除いた残りの時間内で、前記親機に信号を送信するための第２通信区間の割り当てを行う第２割り当て部と、を含むことを特徴とする。

本通信システムは、子機と、前記子機に対し前記子機の識別番号を含むビーコン信号を送信する親機と、を備え、前記子機は、前記ビーコン信号に含まれる前記識別番号の数に基づいて、前記親機からの信号を受信するための第１通信区間の割り当てを行う第１割り当て部と、前記ビーコン信号の周期である信号周期から、前記第１通信区間及び前記親機との通信に使用されない未使用区間を引いた残りの時間から、前記親機に信号を送信するための第２通信区間の割り当てを行う第２割り当て部と、を含むことを特徴とする。

本通信方法は、親機と子機の間で、前記親機から前記子機に送信される前記子機の識別番号を含むビーコン信号を使用して通信を行う通信方法であって、前記子機が、前記ビーコン信号に含まれる前記識別番号の数に基づいて、前記親機から前記子機への信号送信を行うための第１通信区間の割り当てを行うステップと、前記子機が、前記ビーコン信号の周期である信号周期から、前記第１通信区間及び前記親機と前記子機との間の通信に使用されない未使用区間を引いた残りの時間から、前記子機から前記親機への信号送信を行うための第２通信区間の割り当てを行うステップと、を含むことを特徴とする

本通信装置、本通信システム、及び本通信方法によれば、子機から親機へのアクセス効率を向上させることができる。

図１は、通信システムの全体構成を示す図である。 図２は、コーディネータの構成を示す図である。 図３は、エンドデバイスの構成を示す図である。 図４は、ビーコン信号により規定される通信区画の構成を示す概念図である。 図５は、コーディネータとエンドデバイスとの間における信号送受信のシーケンス図である。 図６は、エンドデバイスの動作を示すフローチャートである。 図７は、通信区間の割り当て手順を説明するための図である。 図８は、コーディネータの動作を示すフローチャートである。 図９は、通信区間の割り当て状況を比較するための図である。

図１は、通信システムの全体構成を示す図である。情報処理端末の一例であるＰＣ１０（Personal Computer）に対し、無線通信の親機として機能するコーディネータ２０が複数台接続されている。コーディネータ２０には、無線通信の子機として機能するエンドデバイス３０が複数台（例えば、１００台）接続され、コーディネータ２０を中心としたスター型のネットワークが形成されている。各エンドデバイス３０には、所定の識別番号（ＩＤ番号）が付されている。本実施例では、コーディネータ２０とエンドデバイス３０との間の通信は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で規定される無線通信方式により行われる。ＰＣ１０とコーディネータ２０との間の通信は、有線または無線の任意の通信方式により行うことができる。

図２は、コーディネータの構成を示す図である。コーディネータ２０は、アンテナ２２、無線通信部２４、ＭＣＵ２６（Micro Control Unit）、インターフェース２８（ＩＦ）、及び電池２９を含む。無線通信部２４は、アンテナ２２により受信した信号を復調してＭＣＵ２６に出力すると共に、ＭＣＵ２６からの信号をアンテナ２２を介して外部に送信する。ＩＦ２８は、コーディネータ２０内のＭＣＵ２６とＰＣ１０との間で通信を行うためのインターフェースである。ＭＣＵ２６は、エンドデバイス３０及びＰＣ１０からの受信信号を処理すると共に、コーディネータ２０の動作を制御する制御部として機能する。電池２９は、無線通信部２４、ＭＣＵ２６、及びインターフェース２８を駆動するための電源として機能する。

図３は、エンドデバイスの構成を示す図である。エンドデバイス３０は、アンテナ３２、無線通信部３４、ＭＣＵ３６、表示部３７、タイマ３８、及び電池３９を含む。無線通信部３４は、アンテナ３２により受信した信号を復調してＭＣＵ３６に出力すると共に、ＭＣＵ３６からの信号をアンテナ３２を介して外部に送信する。ＭＣＵ３６は、コーディネータ２０との間で送受信される信号を処理すると共に、エンドデバイス３０の動作を制御する制御部として機能する。また、ＭＣＵ３６には、無線通信のスケジュールを管理するためのソフトウェアがインストールされており、後述する通信区画の割り当てを行う割り当て部として機能する。電池３９は、無線通信部３４、ＭＣＵ３６、表示部３７、及びタイマ３８を駆動するための電源として機能する。

表示部３７は、コーディネータ２０からの受信データを外部に表示するためのものであり、例えば電子ペーパー等により実現することができる。タイマ３８は、エンドデバイス３０内における時間管理を行うためのものであり、後述する通信時刻の算出の際に用いられる。

図１〜図３に示す通信システムの利用例としては、例えば病院内における待ち人数通知システムが考えられる。最初に、受付時に患者に対してエンドデバイス３０を配布し、当該エンドデバイスのＩＤ番号と患者の紐付けを行い、ＩＤ番号と患者氏名の関係をＰＣ１０に登録する。ＰＣ１０では、エンドデバイス３０が配布された全ての患者の診察順のリストを管理し、診察が終了してリストが更新される度に、コーディネータ２０を介して患者のエンドデバイス３０にリストのデータを送信する。患者の持つエンドデバイス３０の表示部３７には、当該患者の最新の診察順（待ち人数）が表示される。これにより、患者は自身の診察順及び診察に到るまでの大体の時間を把握することができる。コーディネータ２０は、例えば複数の待合場所に各々配置され、患者が移動した場合には、コーディネータ２０間でハンドオーバー処理を行うことにより通信状態を維持する。診察及び会計が完了した後は、患者は病院にエンドデバイス３０を返却し、病院側は返却されたエンドデバイス３０の通信離脱処理を行う。

図４は、ビーコン信号により規定される通信区画の構成を示す概念図である。ビーコン信号は、コーディネータ２０からエンドデバイス３０に対し、一定の周期Ｔを空けて送信される。ビーコン信号には、コーディネータ２０がデータを送信する対象となるエンドデバイス３０のＩＤ番号が含まれている。また、ビーコン信号には、コーディネータ２０とエンドデバイス３０との間のアクセス時刻を管理するスケジュール情報が含まれていない。このため、エンドデバイス３０は、受信したビーコン信号に基づいて、コーディネータ２０に対しアクセスすべき時刻を自ら算出する。

ビーコン信号間の通信区間は、時間の早い方から順に、上り通信区間β、下り通信区間α、未使用区間Ｎａに分割されている。第１通信区間である下り通信区間αは、コーディネータ２０からエンドデバイス３０への信号送信のために使用される区間であり、前述の例でいえば患者の待ち人数のデータがエンドデバイス３０へと通知される区間である。未使用区間Ｎａは、コーディネータ２０及びエンドデバイス３０間で通信が行われない区間である。

第２通信区間である上り通信区間βは、エンドデバイス３０からコーディネータ２０への信号送信のために使用される区間であり、例えば参加要求信号、離脱要求信号、ハンドオーバー要求信号のうち少なくとも１つの信号が送信される。参加要求信号は、例えばコーディネータ２０との通信への参加を要求する信号を含む。離脱要求信号は、例えばコーディネータ２０との通信からの離脱を要求する信号を含む。ハンドオーバー要求信号は、例えば複数のコーディネータ２０間におけるハンドオーバー（持ち越し）処理を要求する信号を含む。

図５は、コーディネータ２０とエンドデバイス３０との間における信号送受信のシーケンス図である。最初に、コーディネータ２０からエンドデバイス３０に対しビーコン信号が送信される。次に、上り通信においては、エンドデバイス３０からコーディネータ２０への信号（この例では参加要求信号）が送信され、それを受けてコーディネータ２０からエンドデバイス３０に対し受付通知信号が送信される。次に、下り通信においては、エンドデバイス３０からコーディネータ２０へデータ要求信号が送信される。この信号を受けて、コーディネータ２０からエンドデバイスに対し、データ要求を受け取った旨の通知であるＡｃｋ（Acknowledgement）信号と共に、データが送信される。最後に、エンドデバイス３０からコーディネータ２０に対し、データを受け取った旨のＡｃｋ信号が送信される。

ここで、上り通信区間において、１台のコーディネータ２０に対し複数のエンドデバイス３０から同時にアクセス要求があった場合の処理が問題となる。２〜３台程度の同時アクセスであれば、前述のＣＳＭＡ−ＣＡ方式により衝突を回避することで、１つの通信区間内に全てのエンドデバイス３０の信号送信を完了することが可能である。しかし、同時アクセス数がそれ以上の場合は、全てのエンドデバイス３０の信号送信を１つの通信区間で完了することができない。通信が行えなかったエンドデバイス３０は、次のビーコン信号周期において再度コーディネータ２０へのアクセスを試みるため、全ての通信が完了するまでに多くの時間がかかってしまう場合がある。

このような場合としては、例えば、前述の病院における待ち人数通知システムにおいて、通信システムが一度ダウンし、システム復帰直後に多数（例えば、１００台以上）の子機から一斉に参加要求があった場合などが考えられる。例えば、ビーコン信号の周期を０．５秒として、１つの周期で２台のエンドデバイス３０の参加が可能であるとすると、全てのエンドデバイス３０が通信に復帰するまでに２５秒もの時間がかかってしまう。以上の課題に鑑み、本実施例では、通信区間の割り当てを工夫した通信システムについて説明する。

図６は、エンドデバイスの動作を示すフローチャートである。ここで、上り通信区間、下り通信区間、及び未使用区間のそれぞれにおいて、通信区間の長さを予め定めておく。すなわち、図４の概念図では、各区間の長さがビーコン信号周期の３分割となっているが、実際に通信に使用される時間はそれよりも少ない。そこで、信号周期をＴ、下り通信区間の一区間の長さをα、上り通信区間の一区間の長さをβ、最小限確保すべき未使用区間の長さをＮｍとする。本実施例では、上り通信区間及び下り通信区間はそれぞれ複数設定される場合がある。また、以下の説明ではエンドデバイス３０を主語として動作の説明を行うが、実際の演算及び信号処理はエンドデバイス３０内のＭＣＵ３６にて行われる。また、以下の説明において、エンドデバイスをＥＤ、コーディネータをＣＤと略して記載する場合がある。

最初に、所定時刻（Ｔ１−δＴ）になるとエンドデバイス３０が起床し（ステップＳ１０）、タイマ３８を始動する（ステップＳ１２）。次に、エンドデバイス３０が、コーディネータ２０からビーコン信号を受信する（ステップＳ１４）。エンドデバイス３０がビーコン信号を受信した時刻を基準時刻Ｔ１とする。次に、エンドデバイス３０は、ビーコン信号におけるＩＤ番号のリストを読み出し、ビーコン信号に含まれるＩＤ番号の数Ｓ（以下、ＥＤ数と称する）を取得する（ステップＳ１６）。次に、エンドデバイス３０が、上記のＥＤ数Ｓ及び予め定められた各通信区間の長さに基づいて、上り通信区間の区間数Ｓｂを算出し（ステップＳ１８）、さらに最終的な未使用区間の長さＮａを算出する（ステップＳ２０）。以下、ステップＳ１８及びステップＳ２０における処理ついて詳細に説明する。

図７（ａ）〜（ｃ）は、ビーコン信号の信号周期内における通信区間の割り当て手順を説明するための図である。ここでは、ビーコン信号に含まれるＥＤ数が５の場合を例に説明する。最初に、ビーコン周期Ｔ内において、未使用区間の最小値Ｎｍと、下り通信区間の長さαにＥＤ数Ｓを乗じた分の長さの区間を確保する（図７（ａ））。次に、ビーコン周期Ｔから上記の区間を除いた残りの区間を、上り通信区間の長さβで除し、設定可能な上り通信区間の数を算出する（図７（ｂ））。すなわち、上り通信区間の区間数Ｓｂは次式により算出される。
Ｓｂ＝（Ｔ−（α×Ｓ）−Ｎｍ）／β …（式１）
ただし、Ｓｂは正の整数とし、小数点以下は切り捨てるものとする。

次に、上記の残り区間から、確保された上り通信区間を除いた残りの時間を、未使用区間の最小値Ｎｍに加算する（図７（ｃ））。最終的な未使用区間の長さＮａは、次式により算出される。

Ｎａ＝Ｔ−（（Ｓ×α）＋（Ｓｂ×β）） …（式２）

図７の例では、Ｔ＝５００ｍｓ、α＝５５ｍｓ、β＝４０ｍｓ、Ｎｍ＝５０ｍｓとしている。その結果、Ｓｂ＝４、Ｎａ＝６５ｍｓと算出される。Ｔ、α、及びβの値は、０より大きい正の数の範囲で任意に定めることができる。Ｎｍの値は、０以上の範囲で任意に定めることができる（Ｎｍ＝０であってもよい）。

図６に戻り、エンドデバイス３０は、コーディネータ２０への信号送信要求があるか否かを判定する（ステップＳ２２）。信号送信要求がある場合には、エンドデバイス３０は、上り通信区間の長さβ及び上記で算出された上り通信区間の区画数Ｓｂに基づき、コーディネータ２０への上り通信のアクセス時刻ＡＴ１を算出する（ステップＳ２４）。その後、エンドデバイス３０は、アクセス時刻ＡＴ１にコーディネータ２０へのアクセスを実行する（ステップＳ２６）。ステップＳ２２で信号送信要求がない場合は、ステップＳ２４及びＳ２６は行われない。

ここで、アクセス時刻ＡＴ１算出方法について説明する。アクセス時刻の算出とは、図７（ｃ）で示す複数の上り通信区間のうちいずれか１つを、コーディネータ２０にアクセスするための通信区間として選択し自機に割り当てることを意味する。通信区間の選択方法には、自機のＩＤ番号を用いる方法と、ランダム関数を用いる方法がある。

自機のＩＤ番号を使用する場合には、当該ＩＤ番号（整数）を上り通信区間の区間数Ｓｂで除して余りを求め、その余りの値に対応する通信区間を選択する。例えば、図７（ｃ）の例では、区間数Ｓｂが４であるため余りの値は０〜３のいずれかとなる。上り通信区間を左から順にβ１、β２、β３、β４とし、余りが０の場合はβ１を、余りが１の場合はβ２を、余りが２の場合はβ３を、余りが３の場合はβ４をそれぞれ選択する。その結果、上り通信のアクセス時刻ＡＴ１は、次式により算出される（自機のＩＤ番号をＩＤとする）。
ＡＴ１＝Ｔ１＋（ＩＤ％Ｓｂ）×β …（式３）
ただし、ＩＤ％ＳｂとはＩＤをＳｂで除した余りを指すものとする。

ランダム関数を使用する場合には、ＩＤ番号の代わりにランダム関数により算出された所定の値（整数）を上り通信区間の区間数Ｓｂで除し、その余りの値に基づきＩＤ番号の場合と同様に通信区間の選択を行う。その結果、上り通信のアクセス時刻ＡＴ１は、次式により算出される（ランダム関数により算出される所定の値をＲｎする）。
ＡＴ１＝Ｔ１＋（Ｒｎ％Ｓｂ）×β …（式４）

以上のように、自機のＩＤ番号またはランダム関数を用いて、選択可能な上り通信区間のうち１つを選択することにより、アクセス時刻ＡＴ１を算出することができる。上り通信区間の選択は、上記の方法以外の方法において行ってもよい。ただし、他の子機との間で通信区間がなるべく重ならないようにするため、上り通信区間が複数の子機間で均等に割り当てられるように上り通信区間の選択方法を定めることが好ましい。

再び図６に戻り、エンドデバイス３０は、ビーコン信号中に自機のＩＤ番号があるか否かを判定する（ステップＳ２８）。自機のＩＤ番号がビーコン信号中に含まれている場合には、エンドデバイス３０は、コーディネータ２０への下り通信のアクセス時刻ＡＴ２を算出する（ステップＳ３０）。アクセス時刻ＡＴ２は、下り通信区間の長さα、上り通信区間の長さβ、上り通信区間の区画数Ｓｂ、及びビーコン信号中における自機のＩＤ番号の記載順に基づいて算出される。

図７（ｃ）に示すように、下り通信区間αは、全ての上り通信区間の後段に配置されている。エンドデバイス３０は、ビーコン信号中における自機ＩＤ番号の記載順に基づき、複数の下り通信区間αのうち１つを選択し自機に割り当てる。例えば、下り通信のアクセス時刻ＡＴ２は、次式により算出される（自機ＩＤ番号の記載順をＮとする）。
ＡＴ２＝Ｔ１＋Ｓｂ×β＋（Ｎ−１）×α …（式５）

例えば、図７（ｃ）の例では、ビーコン信号中に含まれるＩＤ番号の数（ＥＤ数）は５であり、下り通信区間は５つ（α１〜α５）設定されている。ここで、例えば自機のＩＤ番号が５番中２番目に記載してあった場合、エンドデバイス３０は図中の左から２つ目の下り通信区間α２を選択する。自機ＩＤ番号の記載順が２番目以外の場合も、同様に通信区間の割り当てを行うことができる。

再び図６に戻り、エンドデバイス３０は、現在時刻からアクセス時刻ＡＴ２までのスリープ時間を算出し（ステップＳ３２）、スリープする（ステップＳ３４）。スリープ時間が経過したら、エンドデバイス３０は起床し（ステップＳ３６）、アクセス時刻ＡＴ２にコーディネータ２０へのアクセスを実行する（ステップＳ３８）。ステップＳ２８においてビーコン信号中に自機のＩＤ番号がない場合は、ステップＳ３０〜Ｓ３８は行われない。

次に、エンドデバイス３０は、次の周期までのスリープ時間を算出する（ステップＳ４０）。その後、エンドデバイス３０は、次周期における起床（ステップＳ１０）のタイミングになるまでスリープする（ステップＳ４２）。以上のように、エンドデバイス３０が上り通信のアクセス時刻ＡＴ１及び下り通信のアクセス時刻ＡＴ２を算出することにより、当該アクセス時刻にコーディネータ２０との通信を行うことができる。

図８は、コーディネータの動作を示すフローチャートである。以下の説明ではコーディネータ２０を主語として動作の説明を行うが、実際の演算及び信号処理はコーディネータ２０内のＭＣＵ２６にて行われる。

最初に、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０に対しビーコン信号を送信する（ステップＳ５０）。次に、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０からの信号送信要求（図６のステップＳ２６に対応）があるか否かを判定する（ステップＳ５２）。信号送信要求がある場合には、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０の要求が参加要求であるかを判定する（ステップＳ５４）。要求が参加要求である場合には、コーディネータ２０はエンドデバイス３０へ参加受付を通知し（ステップＳ５６）、エンドデバイス３０の参加処理を行う（ステップＳ５８）。要求が参加要求でない場合には、ステップＳ５６及びＳ５８は実行されない。

次に、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０の要求がハンドオーバー要求であるかを判定する（ステップＳ６０）。要求がハンドオーバー要求である場合には、コーディネータ２０はエンドデバイス３０へハンドオーバー受付を通知し（ステップＳ６２）、エンドデバイス３０のハンドオーバー処理を行う（ステップＳ６４）。要求がハンドオーバー要求でない場合には、ステップＳ６２及びＳ６４は実行されない。

次に、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０の要求が離脱要求であるかを判定する（ステップＳ６６）。要求が離脱要求である場合には、コーディネータ２０はエンドデバイス３０の離脱処理を行う（ステップＳ６８）。このとき、エンドデバイス３０への通知は行われない。要求が離脱要求でない場合には、ステップＳ６８は実行されない。以上のように、ステップＳ５２〜Ｓ６８において、エンドデバイス３０からの信号送信（上り通信）に対応する処理がコーディネータ２０側において行われる。

次に、次に、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０からの信号受信要求（図６のステップＳ３８に対応）があるか否かを判定する（ステップＳ７０）。信号受信要求がある場合には、コーディネータ２０は、エンドデバイス３０に対しＡｃｋ信号を送信し（ステップＳ７２）、データの送信を行う（ステップＳ７４）。その後、コーディネータ２０はエンドデバイス３０からＡｃｋ信号を受信する（ステップＳ７６）。以上のように、ステップＳ７０〜Ｓ７６において、エンドデバイス３０への信号送信（下り通信）に対応する処理がコーディネータ２０側において行われる。

実施例１に係る通信システムによれば、ビーコン信号により規定される信号周期のうち、最初に割り当てられる下り通信区間α及び未使用区間Ｎｍを除いた残りの時間内で、上り通信区間βの割り当てを行う。下り通信区間α及び未使用区間Ｎｍの割り当ては、第１割り当て部として機能するＭＣＵ３６により行われ、上り通信区間βの割り当ては、第２割り当て部として機能するＭＣＵ３６により行われる。そして、上り通信区間βの割り当ては、区間数Ｓｂができるだけ多くなるように（上り通信区間を可能な限り確保できるように）行われる。これにより、下り通信区間αの長さに応じて、上り通信区間βを効率良く割り当てることができる。

図９（ａ）〜（ｄ）は、通信区間の割り当て状況を比較するための図である。実施例１と同じく、Ｔ＝５００ｍｓ、α＝５５ｍｓ、β＝４０ｍｓ、Ｎｍ＝５０ｍｓとする。図９（ａ）は、図７（ｃ）と同様に、ビーコン信号中に含まれるＥＤ数Ｓが５である場合を示す。図９（ｂ）は、Ｓ＝７である場合を示し、このときＳｂ＝１となっている。図９（ｃ）は、Ｓ＝２である場合を示し、このときＳｂ＝８となっている。図９（ｄ）は、比較例に係る方法による割り当て（Ｓ＝２の場合）を示し、各通信区間を均等に割り当てている。

図９（ａ）〜（ｃ）と図９（ｄ）を比較すると、図９（ｂ）においては比較例と同じく上り通信区間βの区間数が１となっているものの、その他の場合では比較例よりも上り通信区間βの区間数が多くなっている。例えば、前述のＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるエンドデバイス３０の参加処理では、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式による衝突回避により、１区間あたり平均２台程度の参加が期待できる。従って、ビーコン信号の一周期で参加可能なエンドデバイス３０の台数は、図９（ａ）の場合（Ｓｂ＝５）であれば１０台、図９（ｃ）の場合（Ｓｂ＝８）であれば１６台となり、比較例（２台）よりも大幅に増加する。その結果、例えばシステムのダウンからの復帰直後に多数（例えば、１００台）のエンドデバイス３０が一斉に参加要求を行った場合でも、全ての参加処理が完了するまでの時間を、比較例に比べて大幅に短縮することができる。

以上のように、実施例１に係る通信システムによれば、エンドデバイス３０からコーディネータ２０へのアクセス効率を向上させることができる。これは、上記の参加処理の場合に限らず、離脱処理やハンドオーバー処理においても同様である。

また、実施例１に係る通信システムによれば、ビーコン信号中に含まれるＩＤ番号の数に基づいて、下り通信区間αの割り当てを行う。これにより、ＩＤ番号が記載されたエンドデバイス３０のそれぞれに対し固有の通信区間を与えることができ、下り通信におけるエンドデバイス３０同士の衝突を回避することができる。ただし、本実施例に係る上り通信区間βの割り当て方法は、ビーコン信号に含まれるＩＤ番号の数に基づいて下り通信区間αの割り当てを行う場合以外にも適用することが可能である。

本実施例では、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に基づく無線通信を例に説明を行ったが、本実施例に係る通信システムは、上記以外のビーコン無線通信方式に適用することも可能である。ただし、本実施例に係る通信システムは、親機から子機への送信信号の中に、アクセス時刻が規定されたスケジュール情報が含まれない（比較的データ量の小さい）通信に特に好適である。本通信システムによれば、スケジュール情報を使用せずとも、子機の側で親機へのアクセスを行うのに好適なアクセス時刻を算出することができるためである。また、親機の側でアクセスのスケジュール情報を管理しないため、親機への負担を軽減することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ ＰＣ
２０ コーディネータ
２２、３２ アンテナ
２４、３４ 無線通信部
２６、３６ ＭＣＵ
２８ インターフェース
２９、３９ 電池
３０ エンドデバイス
３７ 表示部
３８ タイマ

Claims (7)

1. 子機の識別番号を含むビーコン信号を親機から受信する受信部と、
   前記ビーコン信号に含まれる前記識別番号の数に基づいて、前記親機からの信号を受信するための第１通信区間の割り当てを行う第１割り当て部と、
   前記ビーコン信号の周期である信号周期から、前記第１通信区間及び前記親機との通信に使用されない未使用区間を除いた残りの時間内で、前記親機に信号を送信するための第２通信区間の割り当てを行う第２割り当て部と、
   を含むことを特徴とする通信装置。
2. 前記信号周期をＴ、前記識別番号の数をＳ、前記第１通信区間の１区間の長さをα、前記第２通信区間の１区間の長さをβ、前記未使用区間の最小時間をＮｍ、割り当て可能な前記第２通信区間の区間数をＳｂとした場合に、
   前記第２割り当て部は、
   Ｓｂ＝（Ｔ−（α×Ｓ）−Ｎｍ）／β （ただし、小数点以下は切り捨て）
   によりＳｂを算出することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第２割り当て部は、前記第２通信区間の１区間の長さ及び前記第２通信区間の区間数に基づいて、前記親機への信号送信を行うべき時刻を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記第１割り当て部は、前記ビーコン信号中に自機の前記識別番号が含まれている場合に、前記第１通信区間の１区間の長さ、前記第２通信区間の１区間の長さ、前記第２通信区間の区間数、及び前記ビーコン信号中における自機の前記識別番号の記載順に基づいて、前記親機からの信号受信を行うべき時刻を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記親機への送信信号は、前記親機との通信への参加を要求する参加要求信号、前記親機との通信からの離脱を要求する離脱要求信号、及び複数の前記親機間におけるハンドオーバー処理を要求するハンドオーバー要求信号の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通信装置。
6. 子機と、前記子機に対し前記子機の識別番号を含むビーコン信号を送信する親機と、を備え、
   前記子機は、
   前記ビーコン信号に含まれる前記識別番号の数に基づいて、前記親機からの信号を受信するための第１通信区間の割り当てを行う第１割り当て部と、
   前記ビーコン信号の周期である信号周期から、前記第１通信区間及び前記親機との通信に使用されない未使用区間を引いた残りの時間から、前記親機に信号を送信するための第２通信区間の割り当てを行う第２割り当て部と、
   を含むことを特徴とする通信システム。
7. 親機と子機の間で、前記親機から前記子機に送信される前記子機の識別番号を含むビーコン信号を使用して通信を行う通信方法であって、
   前記子機が、前記ビーコン信号に含まれる前記識別番号の数に基づいて、前記親機から前記子機への信号送信を行うための第１通信区間の割り当てを行うステップと、
   前記子機が、前記ビーコン信号の周期である信号周期から、前記第１通信区間及び前記親機と前記子機との間の通信に使用されない未使用区間を引いた残りの時間から、前記子機から前記親機への信号送信を行うための第２通信区間の割り当てを行うステップと、
   を含むことを特徴とする通信方法。

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