JP5816838B2 - 通信端末 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の周波数チャネルを用いた通信における干渉・衝突を回避する通信端末に関する。
従来の通信端末としては、データを送信する端末が各周波数チャネルの干渉を検出し、データを送信する周波数チャネルを決定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、別の従来の通信端末としては、データを送信する端末が通信圏内にいる他の端末との間で送信するデータ量と干渉レベルとを比較し、比較結果に応じてデータを送信する周波数チャネルを決定するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また、別の従来の通信端末としては、送信するデータの種別に応じてバックオフ時間（以下、「バックオフの値」とも言う。）を制御して、データの送信タイミングを決定するものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
また、別の従来の通信端末としては、適応型周波数ホッピング機能で、通信品質劣化をもたらし得るチャネルを外したホッピングパターンを作成して通信を行うものが提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
図４８は、前記特許文献１に記載された通信端末による周波数チャネル決定の一例を示す図である。
図４８に示すように、システムは、端末５００および５０１で構成される。
端末５００は端末５０１と通信を行うための周波数チャネルを決定する。
最初に端末５００は全周波数チャネルをスキャンし、受信する信号の電力を測定することにより、干渉を測定する（Ｓ２１０１）。ここでは周波数チャネルの数は５個とする。
次に、端末５００はスキャンした結果から希望波が受信可能な周波数チャネルを決定し、決定した周波数チャネルを妨害波レベルが低い順に周波数チャネルの優先順位を設定する（Ｓ２１０２）。
ここでは、希望波が受信可能な周波数チャネルはＣＨ１〜ＣＨ４とする。また優先順位は高い順にＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ１、ＣＨ３とする。
次に、端末５００は優先順位の情報を端末５０１に送信し、優先順位の最も高い周波数チャネルＣＨ２にチャネルを切り替える（Ｓ２１０３）。
端末５０１は端末５００から優先順位の情報を受信すると、優先順位の最も高い周波数チャネルＣＨ２にチャネルを切り替える（Ｓ２１０３）。
次に、端末５０１は、周波数チャネルＣＨ２で端末５００と同期が取れるか確認するためテストパケットを端末５００に送信する（Ｓ２１０４）。
端末５００は、テストパケットを受信すると応答を端末５０１に送信する。
端末５０１は、応答を受信すると応答に含まれる情報から同期がとれたか確認する。ここでは同期がとれたとする。
端末５００と端末５０１は周波数チャネルＣＨ２で同期がとれたので周波数チャネルＣＨ２で通信リンクを確立しデータ通信を行う（Ｓ２１０５）。
また、周波数チャネルＣＨ２で同期がとれない場合は、優先順位が次に高い周波数チャネルＣＨ４でテストパケットを送信し、同期の確認を行う。
以上のように、特許文献１では優先順位の高い周波数チャネルの順番に端末間で同期が取れるか確認し、同期がとれたチャネルで通信を行い干渉や衝突を回避していた。
図４９Ａ〜図４９Ｄは、前記特許文献２に記載された通信端末による周波数チャネル決定の一例を示す図である。
図４９Ａに示すように、システムは、データを送受信する端末５０２、５０３、５０４および５０５で構成される。
端末５０２は、他の端末５０３〜５０５との間での通信で使用する周波数チャネルを決定する。
端末５０２は、一定期間に各端末に送信したパケット数を記憶する。図４９Ｂは、端末５０２が送信したパケット数を示す。
次に、端末５０２は各周波数チャネルの干渉レベルを記憶する。図４９Ｃは、端末５０２が記憶している各周波数チャネルにおける各端末の干渉レベルを示す。
端末５０２は、図４９Ｂと図４９Ｃの情報を用いて各周波数チャネルの加重平均の干渉レベルを計算する。図４９Ｄは各周波数チャネルの加重平均の干渉レベルの計算結果を示す。ここでは周波数チャネルＣＨ２がＣＨ１に比べ干渉レベルが小さい。このため、端末５０２は、他の端末５０３〜５０５との間での通信で使用する周波数チャネルをＣＨ２に決定する。
以上のように、特許文献２では各端末へのデータの送信量を優先情報として通信に使用する周波数チャネルを決定し、干渉や衝突を回避している。
図５０Ａおよび図５０Ｂは、前記非特許文献１に記載された通信端末によるバックオフ制御の一例を示す図である。
図５０Ａは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ｅ規格におけるデータの種別とバックオフの値の一例を示す。つまり、優先度が高いほどバックオフの値が小さくなり、データの送信機会が高くなる。
図５０Ｂは、優先度が高い音声データと優先度が低いバックグランドデータのバックオフ制御の一例を示す。
時刻Ｔ１に音声データとバックグランドデータが発生したとする。通信端末は、図５０Ａの情報に基づいて、音声データのときはバックオフの値として、３から７のいずれかの値をランダムに選択する。ここでは４を選択したとする。また、通信端末は図５０Ａの情報に基づいて、バックグランドデータのときはバックオフの値として、１５から３１のいずれかの値をランダムに選択する。ここでは１９を選択したとする。
時刻Ｔ２に音声データのバックオフが終了し音声データを送信する。このときバックグランドデータのバックオフは、音声データの送信が終了して一定時間が経過した時刻Ｔ３まで中断される。
時刻Ｔ３で通信端末はバックグランドデータのバックオフを再開する。
以上のように、非特許文献１ではデータの種別に応じたバックオフ制御を行い、干渉や衝突を回避している。
非特許文献２では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）において、同一周波数帯を使用する無線ＬＡＮなどの干渉を回避するため、適応型周波数ホッピング機能が規定されている。この機能は用意された複数の周波数チャネルから、通信品質劣化をもたらし得るチャネルを除去したホッピングパターンを作成し、これを通信に用いる。通信に使用する周波数チャネルの決定は制御装置が行い、決定したパターンの情報を端末に通知する。
以上のように、非特許文献２では制御装置は通信品質劣化をもたらし得るチャネルを除去したホッピングパターンを作成し、作成したパターンで通信を行うことにより干渉や衝突を回避している。
特開２００９−７７２２４号公報 特開２００５−８６４０８号公報
守倉正博監修「改訂版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」インプレス発行、２００５年１月１日（Ｐ８８、１３２、１３４、１３５） 服部武、藤岡雅宣編著「改訂版ワイヤレス・ブロードバンド教科書 高速ＩＰワイヤレス編」インプレス発行、２００６年６月２１日（Ｐ１０３、１０４）
しかしながら、前記特許文献１および２に記載の従来の通信端末の構成では、他端末同士の間の通信の周波数チャネルを考慮していない。このため、システム全体のスループットが低下する場合があるという課題を有している。この課題について以下に詳細に説明する。
図５１Ａおよび図５１Ｂは、特許文献１に記載された技術を、通信圏内に存在する２組の端末が使用した一例を示す図である。
図５１Ａに示すように、システムは、データの送受信を行う端末５０６、５０７、５０８および５０９で構成される。図５１Ｂは、端末５０６と５０８がスキャンした結果から希望波が受信可能な周波数チャネルを決定し、決定した周波数チャネルの優先順位を妨害波レベルが低い順に設定した一例を示す図である。つまり、端末５０６では、希望波を受信可能な周波数チャネルは、受信レベルが高い順から、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４であることが示されている。また、端末５０６は、周波数チャネルＣＨ５では、希望波を受信できないことが示されている。さらに、端末５０８は、周波数チャネルＣＨ１のみで希望波を受信でき、それ以外の周波数チャネルＣＨ２〜ＣＨ５では希望波を受信できないことが示されている。
図５１Ａに示すように、端末５０６が端末５０７と通信を行い、端末５０８が端末５０９と通信を行う。
最初に、端末５０６と端末５０８はスキャンをおこない図５１Ｂのような優先情報を作成し、それぞれ端末５０７と５０９に送信する。
端末５０６と端末５０８は、スキャンの結果、両端末ともに周波数チャネルＣＨ１の優先順位が最も高いので周波数チャネルＣＨ１でテストパケットを送信し、同期の確認を行う。ここでは両方とも周波数チャネルＣＨ１で同期がとれたとすると、２つの通信が周波数チャネル１に集中する。このため、システム全体の通信効率が低下する可能性があるという課題を有している。
図５２Ａおよび図５２Ｂは、特許文献２に記載された技術を、通信圏内に存在する２組の端末が使用した一例を示す図である。
図５２Ａに示すように、システムは、データの送受信を行う端末５１０、５１１、５１２および５１３で構成される。図５２Ｂは、端末５１０が端末５１１と、端末５１２が端末５１３との通信に使用する周波数チャネルの干渉レベルを算出した結果を示す。例えば、端末５１０の周波数チャネルＣＨ１における干渉レベルは２．７６であり、ＣＨ２における干渉レベルは５．６５である。
図５２Ａに示すように、端末５１０が端末５１１と通信を行い、端末５１２が端末５１３と通信を行う。
最初に、端末５１０と端末５１２は通信相手端末に対する送信パケット数と各周波数チャネルの干渉レベルを用いて、図５２Ｂに示すような各周波数チャネルの加重平均の干渉レベルを算出する。
ここでは、両方とも周波数チャネルＣＨ１が最も干渉レベルが低いので、２つの通信が周波数チャネル１に集中する。このため、システム全体の通信効率が低下する可能性があるという課題を有している。
また、前記非特許文献１記載の従来の構成では、データの種別でバックオフを制御する。このため、同じ複数の端末が同じ種別のデータを送信する場合に、データの衝突が発生する可能性があるという課題を有している。
また、前記非特許文献２記載の従来の構成では、各端末における周波数チャネルの干渉状況を考慮した場合に通信効率が低下する可能性がある。
制御装置は自機における干渉のみを考慮してホッピングパターンを作成する場合は、制御装置側では干渉を受けていない周波数チャネルであっても、端末側で干渉の影響を受けている周波数チャネルである場合には、端末側でその周波数チャネルが割り当てられた期間、通信品質が低下するため、時間が無駄になる。
また、制御装置は端末から端末側の干渉情報を受けてホッピングパターンを作成する場合は、１台の端末のみなら制御装置と端末共に干渉を受けていない周波数チャネルがある可能性が高いが、端末の台数の増加に比例して制御装置と全ての端末で干渉の影響を受けていない周波数チャネルが存在しない可能性が高くなる。このため、システム全体の通信効率が低下する可能性があるという課題を有している。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて通信を行う無線システムにおいて、通信効率を向上させる通信端末を提供することを目的とする。
本発明のある局面に係る通信端末は、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信部と、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉検出部と、前記送受信部において前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉検出部の判定結果に応じて設定する優先制御部とを備え、前記送受信部は、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う。
この構成によると、干渉の程度に応じて、信号を送受信する際に用いる優先度を変更することができる。このため、干渉が多いと少ない場合とで送受信の制御を変更することができる。よって、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて通信を行う無線システムにおいて、通信効率を向上させる通信端末を提供することができる。
好ましくは、前記優先度は、バックオフ時間の最大値または最小値を示し、前記優先制御部は、前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多いほど、前記バックオフ時間の最大値または最小値が大きくなるように前記優先度を設定する。
この構成によると、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多いほど、バックオフ時間を大きくしている。つまり、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多い場合には、各周波数チャネルにおける通信機会を減らし、干渉が検出されなかった周波数チャネルが少ない場合には、各周波数チャネルにおける通信機会を増やしている。これにより、各端末の通信機会を均等にすることができ、通信効率を向上させることができる。
また、前記優先度は、データ送信時のＰＨＹレートを示し、前記優先制御部は、前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、前記ＰＨＹレートが低くなるように、前記優先度を設定してもよい。
この構成によると、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、ＰＨＹ（physical layer）レートを低くしている。ＰＨＹレートを低くすることにより、誤り耐性を強くし、送信の耐性を高めることができる。よって、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ない通信端末ほど、送信の耐性を高めることができ、送信の確実性を高めることが可能なる。そのため、通信効率を向上させることができる。
また、前記優先度は、各ビーコン期間のアクセス期間において時分割多元接続により通信を行う機会を示し、前記優先制御部は、前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、時分割多元接続による通信機会を増やすように前記優先度を設定してもよい。
この構成によると、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、時分割多元接続による通信機会を増やすように優先度が設定される。つまり、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多い場合には、各周波数チャネルにおける通信機会を減らし、干渉が検出されなかった周波数チャネルが少ない場合には、各周波数チャネルにおける通信機会を増やしている。これにより、各端末の通信機会を均等にすることができ、通信効率を向上させることができる。
本発明の他の局面に係る制御装置は、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信部と、通信相手の各端末から送信される、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを示す情報を解析することにより、端末ごとに、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉情報解析部と、前記送受信部において前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉情報解析部の判定結果に応じて設定する優先制御部とを備え、前記送受信部は、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う。
この構成によると、干渉の程度に応じて、信号を送受信する際に用いる優先度を変更することができる。このため、干渉が多いと少ない場合とで送受信の制御を変更することができる。よって、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて通信を行う無線システムにおいて、通信効率を向上させる制御装置を提供することができる。
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備える通信端末および制御装置として実現することができるだけでなく、通信端末または制御装置に含まれる特徴的な処理部が実行する処理をステップとする通信方法として実現することができる。また、通信方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等のコンピュータ読取可能な不揮発性の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。
本発明によると、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて通信を行う無線システムにおいて、通信効率を向上させる通信端末を提供することができる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明に係る無線システムの構成図である。 図４は、本発明に係るスーパーフレームの構成を示す模式図である。 図５は、本発明に係るビーコン期間と周波数チャネルの配置を示す模式図である。 図６は、本発明に係るビーコン期間の配置を示す模式図である。 図７は、本発明に係る無線フレームフォーマットを示す模式図である。 図８は、本発明の実施の形態１に係るＭＡＣヘッダフォーマットを示す模式図である。 図９は、本発明の実施の形態１に係る制御装置の初期処理フローの一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態１に係る制御装置のビーコン期間切替処理フローの一例を示す図である。 図１１は、本発明に係るビーコンフレームのペイロードを示す模式図である。 図１２は、本発明に係るビーコンフレームのペイロード内のチャネル使用順序を示す模式図である。 図１３は、本発明の実施の形態１に係る端末の初期処理フローの一例を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態１に係る端末のデータ送信処理フローの一例を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態１に係る端末の無線送受信部の内部構成を示すブロック図である。 図１６は、本発明の実施の形態１に係る端末の周波数チャネル優先制御部の内部構成を示すブロック図である。 図１７Ａは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉管理部が記憶する干渉テーブルの一例を示す図である。 図１７Ｂは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉管理部が記憶する干渉テーブルの一例を示す図である。 図１７Ｃは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉管理部が記憶する干渉テーブルの一例を示す図である。 図１７Ｄは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉管理部が記憶する干渉テーブルの一例を示す図である。 図１８Ａは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの一例を示す図である。 図１８Ｂは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの一例を示す図である。 図１９は、本発明の実施の形態１に係るバックオフ制御の一例を示す図である。 図２０は、本発明の実施の形態１に係るバックオフ制御の他の一例を示す図である。 図２１は、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの他の一例を示す図である。 図２２Ａは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの他の一例を示す図である。 図２２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの他の一例を示す図である。 図２３は、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの他の一例を示す図である。 図２４は、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフ算出式を示す図である。 図２５は、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの他の一例を示す図である。 図２６は、本発明の実施の形態１に係る端末の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの他の一例を示す図である。 図２７は、本発明に係るスーパーフレームの構成の他の一例を示す模式図である。 図２８は、本発明に係るビーコン期間と周波数チャネルの配置の他の一例を示す模式図である。 図２９は、本発明に係るビーコンフレームのペイロード内のチャネル使用順序の他の一例を示す模式図である。 図３０は、本発明の実施の形態２に係る端末の構成を示すブロック図である。 図３１は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図３２は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の無線送受信部の内部構成を示すブロック図である。 図３３は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の送信バッファの内部構成を示すブロック図である。 図３４は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の分類部が記憶する分類テーブルの一例を示す図である。 図３５は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の周波数チャネル優先制御部の内部構成を示すブロック図である。 図３６は、本発明の実施の形態２に係る制御装置のバックオフタイマーの内部構成を示すブロック図である。 図３７は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の干渉管理部が記憶する干渉テーブルの一例を示す図である。 図３８Ａは、本発明の実施の形態２に係る制御装置の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの一例を示す図である。 図３８Ｂは、本発明の実施の形態２に係る制御装置の干渉周波数チャネル数バックオフ管理部が記憶するバックオフテーブルの一例を示す図である。 図３９Ａは、本発明の実施の形態２に係る干渉情報フレームの交換処理フローの一例を示す図である。 図３９Ｂは、本発明の実施の形態２に係る干渉情報フレームの交換処理フローの一例を示す図である。 図４０は、本発明の実施の形態２に係る制御装置のデータ分類処理フローの一例を示す図である。 図４１は、本発明の実施の形態２に係る制御装置のデータ送信処理フローの一例を示す図である。 図４２Ａは、本発明の実施の形態２に係る制御装置のバックオフタイマー設定確認処理フローの一例を示す図である。 図４２Ｂは、本発明の実施の形態２に係る制御装置のバックオフタイマー設定確認処理フローの一例を示す図である。 図４３は、本発明の実施の形態２に係る制御装置のバックオフタイマー終了確認処理フローの一例を示す図である。 図４４Ａは、本発明に係る端末の周波数チャネル優先制御部が記憶するＰＨＹレートテーブルの一例を示す図である。 図４４Ｂは、本発明に係る端末の周波数チャネル優先制御部が記憶するＰＨＹレートテーブルの一例を示す図である。 図４５は、本発明に係る端末のＰＨＹレートテーブルを用いたデータ送信処理フローの一例を示す図である。 図４６は、本発明に係るビーコン期間の他の配置の一例を示す図である。 図４７は、本発明に係る制御装置のスロット割り当て決定処理フローの一例を示す図である。 図４８は、特許文献１による端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図４９Ａは、特許文献２による端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図４９Ｂは、特許文献２による端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図４９Ｃは、特許文献２による端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図４９Ｄは、特許文献２による端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図５０Ａは、非特許文献１による端末のバックオフ制御の一例を示す図である。 図５０Ｂは、非特許文献１による端末のバックオフ制御の一例を示す図である。 図５１Ａは、特許文献１による通信圏内に存在する２組の端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図５１Ｂは、特許文献１による通信圏内に存在する２組の端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図５２Ａは、特許文献２による通信圏内に存在する２組の端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。 図５２Ｂは、特許文献２による通信圏内に存在する２組の端末の周波数チャネル決定の一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示す機能ブロック図である。
端末１０は、無線送受信部１１と、干渉検出部１２と、周波数チャネル優先制御部１３とを備える。
無線送受信部１１は、後述する優先度に従い、複数の周波数チャネルから選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う。干渉検出部１２は、周波数チャネル毎に、当該周波数チャネルを用いて信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する。周波数チャネル優先制御部１３は、無線送受信部１１において前記信号を送受信する際に用いる優先度を、干渉検出部１２の判定結果に応じて変更する。
図２は、本発明の実施の形態１に係る制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
制御装置２０は、無線送受信部２１と、干渉検出部２２と、周波数チャネル決定部２３と、ビーコン作成部２４とを備える。
無線送受信部２１は、複数の周波数チャネルから選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う。干渉検出部２２は、周波数チャネル毎に干渉を受けるか否かを判定する。周波数チャネル決定部２３は、干渉検出部２２の判定結果に応じて無線送受信部２１が信号の送受信を行う周波数チャネルを決定する。ビーコン作成部２４は、周波数チャネル決定部２３が決定した信号の送受信を行う周波数チャネルの情報を含む期間的に送受信するビーコンフレームを作成する。
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの一例を示すネットワーク構成図である。図３において、無線通信システムは、無線ネットワークを制御する制御装置２０と、制御装置２０の制御により制御装置２０との間で無線通信を行う端末１０の機能を有する端末１０Ａ〜１０Ｄとを備える。
制御装置２０は、無線ネットワークを制御するために無線ネットワークの制御情報を含むビーコンフレームを周期的に送信する。
図４は、ビーコンフレームを送信する期間を時系列で表した模式図である。最も大きな期間はスーパーフレーム期間で、スーパーフレーム期間は制御装置２０がビーコンフレームを送信する期間単位としてビーコン期間に分割される。図４においては１つのスーパーフレーム期間に５つのビーコン期間を設けている。図４では、スーパーフレーム期間の構成を時系列に示す。制御装置２０及び端末１０Ａ〜１０Ｄは、複数の周波数チャネルを切り替えながら無線通信を行うことが可能であり、ビーコン期間単位で周波数チャネルを切り替えながら通信を行っている。ここで、スーパーフレーム期間とは、同じ周波数チャネルにおいて、あるビーコンフレームの送信時から次のビーコンフレーム送信時までの期間のことである。つまり、周波数ホッピングパターンの一周期のことである。
図５は、ビーコン期間単位で周波数チャネルを切り替えた時のビーコン期間のチャネル配置を表した模式図である。
図５において、制御装置２０は、スーパーフレーム期間内のビーコン期間ＢＩ１に周波数チャネルＣＨ１を割り当て、無線通信期間１００を配置している。同様に、制御装置２０は、ビーコン期間ＢＩ２に周波数チャネルＣＨ２を割り当てて無線通信期間１０１を、ビーコン期間ＢＩ３には周波数チャネルＣＨ３を割り当てて無線通信期間１０２を、ビーコン期間ＢＩ４には周波数チャネルＣＨ４を割り当てて無線通信期間１０３を、ビーコン期間ＢＩ５には周波数チャネルＣＨ５を割り当てて無線通信期間１０４を、それぞれ配置している。
スーパーフレーム期間が終了し、次のスーパーフレーム期間になると、制御装置２０は、再びビーコン期間ＢＩ１に周波数チャネルＣＨ１を割り当て、無線通信期間１０５を配置し、ビーコン期間ＢＩ２に周波数チャネルＣＨ２を割り当て、無線通信期間１０６を配置している。以降、スーパーフレーム期間ごとに同じ周波数チャネル割り当てを繰り返す。
図６は、ビーコン期間の構成を表した模式図である。ビーコン期間内では制御装置２０が最初に無線ネットワークの制御情報を含むビーコンフレームを送信する。その後に、ビーコン期間にはアクセス期間を設けている。このアクセス期間内に制御装置２０を含む無線端末は無線通信を行うことができる。以下、このアクセス期間内において各無線端末はＣＳＭＡ（キャリアセンス多元接続）により無線通信を行うものとして説明する。なお、無線アクセス方式としてはＣＳＭＡに限定するものではなく、ＡＬＯＨＡやＴＤＭＡ（時分割多元接続）など他の無線アクセス方式を用いてもよい。
図５において、例えば、端末１０Ａが周波数チャネルＣＨ１で通信する場合には、端末１０Ａはビーコン期間ＢＩ１のみで起動する。すなわち端末１０Ａは、無線通信期間１００の次は無線通信期間１０５内のアクセス期間においてＣＳＭＡで通信し、無線通信期間１００と無線通信期間１０５の間の期間（無線通信期間１０２〜１０４）は無線通信を行わない。このため、端末１０Ａは、非アクティブ期間と同様、無線通信に必要な機能ブロックの消費電力を最低限に抑えることが可能となる。
図７は、アクセス期間において、各無線端末が送信する無線フレームのフォーマットを示す図である。無線フレーム１１０は、ＰＨＹヘッダ１１１と、ＭＡＣヘッダ１１２と、ペイロード１１３と、ＥＣＣ（誤り検出符号）１１４とから構成される。
ＰＨＹヘッダ１１１は、ビット同期符号やフレーム同期符号など無線信号の復調に必要な符号により構成される。ＭＡＣヘッダ１１２は、フレーム種別やアドレス情報により構成される。ペイロード１１３は、通信相手先に送信する情報である。ＥＣＣ１１４は、無線フレーム１１０が正常に伝送されたか否かを検出するための符号である。
また、ＭＡＣヘッダ１１２は、図８に示すように、フレームの種別などを示すフレーム制御１１６、宛先無線端末アドレス１１７、送信元無線端末アドレス１１８より構成される。フレーム種別としては、無線端末間でデータの送受信を行うデータフレーム、データフレームなどが正常に受信されたことに対する応答であるＡＣＫフレーム、制御装置２０が無線ネットワーク内の端末１０に制御情報を送信するためのビーコンフレームなどがある。
以上のように構成された無線ネットワークにおいて、制御装置２０と端末１０Ａ〜１０Ｄとの間で無線通信を行う方法について説明する。
図９に、制御装置２０の初期処理フローの一例を示す。
制御装置２０は起動すると、最初に各周波数チャネルにおける干渉を測定する（Ｓ１）。
つまり、制御装置２０の無線送受信部２１は、周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５までを予め決められた時間だけスキャンする。無線送受信部２１は、受信した信号を干渉検出部２２に渡す。
干渉検出部２２は干渉の検出を行う。ここでは干渉の影響がないか電力測定などを行うことで、使用可能な周波数チャネルであるか判定する。ここでは、干渉検出部２２は周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５は干渉がないと判定したとする。
次に、制御装置２０の周波数チャネル決定部２３は、干渉検出部２２の判定結果を用いて、スーパーフレーム期間内のビーコン期間の周波数チャネルを決定する（Ｓ２）。
ここでは、周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５まで干渉がないので図５に示すチャネル配置でスーパーフレームを構成するとする。
図１０に、制御装置２０のビーコン期間切り替え処理フローの一例を示す。
制御装置２０の周波数チャネル決定部２３は、初期処理が終了すると、決定した周波数チャネルの情報を無線送受信部２１とビーコン作成部２４に渡す。
無線送受信部２１は、周波数チャネル決定部２３から周波数チャネルの情報を受けると、周波数チャネルを、スーパーフレーム期間の先頭のビーコン期間の周波数チャネルＣＨ１に切り替える。
無線送受信部２１による周波数チャネルの切り替えが完了すると、ビーコン作成部２４は、あらかじめ周波数チャネル決定部２３から受けた周波数チャネル情報を含むビーコンフレームを作成し、作成したビーコンフレームを無線送受信部２１を介して無線ネットワークに送信する（Ｓ１１）。
次に、無線送受信部２１はビーコン期間が終了するまでＣＨ１を用いてデータの送受信を行う（Ｓ１２：ＮＯ）。
無線送受信部２１はビーコン期間が終了すると、次のビーコン期間の周波数チャネルＣＨ２に切り替える（Ｓ１３）。
無線送受信部２１の周波数チャネルの切り替えが終了すると、ビーコン作成部２４は、あらかじめ周波数チャネル決定部２３から受けた周波数チャネル情報を含むビーコンフレームを作成し、作成したビーコンフレームを無線送受信部２１を介して無線ネットワークに送信する（Ｓ１１）。
図１１に、ビーコンフレームのペイロードのフォーマットを示す。
ビーコンフレームのペイロード１２０は、スーパーフレーム期間１２１、ビーコン期間１２２、ビーコン期間数１２３、チャネル使用順序１２４により構成される。スーパーフレーム期間１２１及びビーコン期間１２２は、図４及び図５で説明したスーパーフレーム期間及びビーコン期間を特定するための情報である。
図１２は、チャネル使用順序１２４の構成の一例を示す図である。チャネル使用順序１２４には、チャネル使用順序の最初にビーコン期間番号ＢＮが配置され、以降、ビーコン期間単位で使用する周波数チャネルが順番に並べられている。図１２に示す例では、ビーコン期間数は５で、周波数チャネルは、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５の順に使用される。ここで、ビーコン期間番号ＢＮが１である場合には、現在のビーコン期間で使用している周波数チャネルはＣＨ１であること示しており、次のビーコン期間で使用する周波数チャネルはＣＨ２、その次のビーコン期間で使用する周波数チャネルはＣＨ３であることがわかる。同様に、ビーコン期間番号ＢＮが２である場合には、現在のビーコン期間で使用している周波数チャネルはＣＨ２であり、次のビーコン期間で使用する周波数チャネルはＣＨ３、その次のビーコン期間で使用する周波数チャネルはＣＨ４であることがわかる。
図１３に、端末１０の初期処理フローの一例を示す。
端末１０は起動すると、最初にビーコンフレームのスキャンを開始し、ビーコンフレームを受信するとペイロードを解析し、解析結果を記憶する（Ｓ２１）。
次に、各周波数チャネルにおける干渉を測定する（Ｓ２２）。
端末１０の無線送受信部１１は、周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５までを予め決められた時間だけスキャンする。無線送受信部１１は受信した信号を干渉検出部１２に渡す。
干渉検出部１２は干渉の検出を行う。ここでは干渉の影響がないか電力測定などを行うことで、使用可能な周波数チャネルであるか判定する。
次に、端末１０の周波数チャネル優先制御部１３は干渉検出部１２の判定結果を記憶する（Ｓ２３）。
図１４に、端末１０のデータ送信処理フローの一例を示す。
端末１０は、送信データが非図示の上位層から入力されると送信データを無線送受信部１１に入力する（Ｓ３１：ＹＥＳ）。
周波数チャネル優先制御部１３は、無線送受信部１１へのデータの入力を検出すると、現ビーコン期間の周波数チャネルで干渉が発生しているか確認する。ここでは、初期処理で記憶した干渉の判定結果を用いて上記確認をする（Ｓ３２）。
周波数チャネル優先制御部１３は、現周波数チャネルで干渉が発生していると判定した場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、バックオフの値を１２７〜６４の間でランダムに設定する（Ｓ３３）。
周波数チャネル優先制御部１３は、現周波数チャネルで干渉が発生していないと判定すると（Ｓ３２：ＮＯ）、次に、初期処理で記憶した干渉の判定結果を用いて、干渉がない周波数チャネルの数を確認する。ここでは、本システムでサポートする周波数チャネルの総数はＣＨ１〜ＣＨ５の５個とする。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が５個の場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、バックオフの値を６３〜３２の間でランダムに設定する（Ｓ３５）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が４個の場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、バックオフの値を３１〜１６の間でランダムに設定する（Ｓ３７）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が３個の場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、バックオフの値を１５〜８の間でランダムに設定する（Ｓ３９）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が２個の場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、バックオフの値を７〜４の間でランダムに設定する（Ｓ４１）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が１個の場合（Ｓ４０：ＮＯ）、バックオフの値を３〜０の間でランダムに設定する（Ｓ４２）。
次に、周波数チャネル優先制御部１３は設定されたバックオフの値でバックオフタイマーの動作を開始させる（Ｓ４３）。
周波数チャネル優先制御部１３はバックオフタイマーの動作が終了すると無線送受信部１１に通知する（Ｓ４４：ＹＥＳ）。
無線送受信部１１はバックオフタイマーの終了の通知を受けると送信データを送信する（Ｓ４５）。
つまり、本実施の形態では、無線送受信部１１において信号を送受信する際に用いる優先度は、バックオフ時間（バックオフの値）の最大値または最小値を示す。ここでバックオフ時間とは、使用する周波数チャネルが空き状態になり通信可能となった時点から送信を開始するまでの待機時間である。なお、バックオフ時間はこれに限定するものではなく例えば、複数端末から成る各グループに対してそれぞれ通信期間を割り当てるような無線アクセス方式を用いる場合は、通信期間の開始時刻からの送信を開始するまでの待機時間であってもよい。
また、周波数チャネル優先制御部１３は、干渉検出部１２で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多いほど、バックオフ時間の最大値または最小値が大きくなるように優先度を設定する。
なお、干渉検出部１２で干渉が検出された周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う場合のバックオフ時間の最大値または最小値は、干渉が検出されなかった場合に設定され得る周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う場合のバックオフ時間の最大値または最小値よりも大きい。
好ましくは、干渉検出部１２で干渉が検出された周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う場合のバックオフ時間の最小値は、干渉が検出されなかった場合に設定され得る周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う場合のバックオフ時間の最大値よりも大きい。
図１５に、端末１０の無線送受信部１１の内部ブロック図を示す。
無線送受信部１１は、送信バッファ１１Ａと、フレーム処理部１１Ｂと、変復調部１１Ｃと、周波数チャネル設定部１１Ｄと、ビーコン解析部１１Ｅとを備える。
送信バッファ１１Ａは、送信データを一時蓄積する。フレーム処理部１１Ｂは、送信バッファ１１Ａから出力された送信データに無線ヘッダ情報などを設定する。変復調部１１Ｃは、設定された周波数チャネルにおいて、アンテナから入力されるフレームの復調と無線ネットワークに出力するフレームに対する変調とを行う。周波数チャネル設定部１１Ｄは、変復調部１１Ｃがフレームを送受信する際に用いる周波数チャネルを設定する。ビーコン解析部１１Ｅは、制御装置２０から受信したビーコンフレームのペイロードを解析する。
図１６に、端末１０の周波数チャネル優先制御部１３の内部ブロック図を示す。
周波数チャネル優先制御部１３は、干渉管理部１３Ａと、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂと、バックオフ制御部１３Ｃと、バックオフタイマー１３Ｄとを備える。
干渉管理部１３Ａは、干渉検出部１２から入力された周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５の干渉の有無を記憶する。干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂは、干渉検出部１２で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数と送信データの送信を開始するまでの待機時間であるバックオフ時間を関連付けて管理する。バックオフ制御部１３Ｃは、干渉管理部１３Ａと干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂの情報を用いて送信データのバックオフ時間を決定する。バックオフタイマー１３Ｄは、バックオフ制御部１３Ｃから設定された値で動作するタイマーである。
図１７Ａ〜図１７Ｄに、干渉管理部１３Ａが記憶する周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５の干渉の有無を示す干渉テーブルの一例を示す。
干渉テーブルには、各周波数チャネルにおける干渉を有無を示す情報と干渉がない周波数チャネルの数が記憶されている。
図１７Ａは、図３の端末１０Ａの干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルの一例を示す。
端末１０Ａでは、周波数チャネルＣＨ２に干渉が発生しているので、干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルは図１７Ａに示すようになる。
図１７Ｂは、図３の端末１０Ｂの干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルの一例を示す。
端末１０Ｂでは、周波数チャネルＣＨ２とＣＨ４に干渉が発生しているので干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルは図１７Ｂに示すようになる。
図１７Ｃは、図３の端末１０Ｃの干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルの一例を示す。
端末１０Ｃでは、周波数チャネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４に干渉が発生しているので干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルは図１７Ｃに示すようになる。
図１７Ｄは、図３の端末１０Ｄの干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルの一例を示す。
端末１０Ｄでは、周波数チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５に干渉が発生しているので干渉管理部１３Ａが記憶する干渉テーブルは図１７Ｄに示すようになる。
図１８Ａおよび図１８Ｂに干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂが記憶する干渉が検出されなかった周波数チャネルの数と送信データの送信を開始するまでの待機時間であるバックオフ時間を示すバックオフテーブルの一例を示す。
図１８Ａは現ビーコン期間が干渉している周波数チャネルの場合に設定するバックオフの値を記憶したバックオフテーブルの一例である。このバックオフテーブルによると、現ビーコン期間が干渉している周波数チャネルの場合には、バックオフの値は６４〜１２７の間でランダムに設定される。
図１８Ｂは現ビーコン期間が干渉している周波数チャネルでない場合に干渉がない周波数チャネルの数に応じたバックオフの値を記憶したバックオフテーブルの一例である。このバックオフテーブルによると、干渉がない周波数チャネルの数が５個の場合、バックオフの値は３２〜６３の間でランダムに設定される。
図１９に本発明の送信データバックオフ制御の一例を示す。
図３のシステムにおいて、制御装置２０は、図５に示した周波数チャネル切り替えを行うものとする。
図１９を参照して、ここでは、無線通信期間１０２の周波数チャネルＣＨ３を用いたデータ送受信時に、端末１０Ａでは時刻Ｔ１に、端末１０Ｄでは時刻Ｔ２に、それぞれデータが発生したとする。
端末１０Ａは、送信データが発生すると送信データを送信バッファ１１Ａに一時蓄積する。
端末１０Ａのバックオフ制御部１３Ｃは、送信バッファ１１Ａに送信データが蓄積されると、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルの情報を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃは、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルＣＨ３の情報を取得すると、取得した情報と干渉管理部１３Ａが記憶している図１７Ａに示す干渉テーブルの情報とを比較して現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する。
次に、バックオフ制御部１３Ｃは現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する干渉テーブルから干渉がない周波数チャネルの数を取得し、取得した周波数チャネルの数と干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂが記憶している図１８Ｂのバックオフテーブルの情報とを比較する。
端末１０Ａでは干渉がない周波数チャネルの数が４個である。このため、バックオフ制御部１３Ｃは、図１８Ｂのバックオフテーブルからバックオフの値１６〜３１を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃはバックオフの値を１６〜３１の間でランダムに設定し、バックオフタイマー１３Ｄの動作を開始させる。ここではバックオフの値を２４に決定したとする。
端末１０Ｄは送信データが発生すると送信データを送信バッファ１１Ａに一時蓄積する。
端末１０Ｄのバックオフ制御部１３Ｃは、送信バッファ１１Ａに送信データが蓄積されると、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルの情報を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃは、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルＣＨ３の情報を取得すると、取得した情報と干渉管理部１３Ａが記憶している図１７Ｄに示す干渉テーブルの情報とを比較して現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する。
次に、バックオフ制御部１３Ｃは現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する干渉テーブルから干渉がない周波数チャネルの数を取得し、取得した周波数チャネルの数と干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂが記憶している図１８Ｂのバックオフテーブルの情報とを比較する。
端末１０Ｄでは干渉がない周波数チャネルの数が１個である。このため、バックオフ制御部１３Ｃは、図１８Ｂのバックオフテーブルからバックオフの値０〜３を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃはバックオフの値を０〜３の間でランダムに設定し、バックオフタイマー１３Ｄの動作を開始させる。ここではバックオフの値を２に決定したとする。
端末１０Ｄのバックオフタイマー１３Ｄは時刻Ｔ３でバックオフが終了すると送信バッファ１１Ａにバックオフが終了したこと通知する。
送信バッファ１１Ａはバックオフタイマー１３Ｄからバックオフの終了通知を受けると、送信データをフレーム処理部１１Ｂに渡す。
端末１０Ｄのフレーム処理部１１Ｂは、送信データにＭＡＣヘッダとＥＣＣを付加して変復調部１１Ｃに渡す。
端末１０Ｄの変復調部１１Ｃは、送信データにＰＨＹヘッダを付加して周波数チャネルＣＨ３を用いてデータを送信する。
端末１０Ａは、時刻Ｔ３において端末１０Ｄがデータを検出するとバックオフを中断する。また、端末１０Ａは、端末１０Ｄがデータの送信が完了して一定期間経過した時刻Ｔ４にバックオフを再開する。
端末１０Ａのバックオフタイマー１３Ｄは、バックオフが終了すると送信バッファ１１Ａにバックオフが終了したこと通知する。
送信バッファ１１Ａはバックオフタイマー１３Ｄからバックオフの終了通知を受けると、送信データをフレーム処理部１１Ｂに渡す。
端末１０Ａのフレーム処理部１１Ｂは、送信データにＭＡＣヘッダとＥＣＣを付加して変復調部１１Ｃに渡す。
端末１０Ａの変復調部１１Ｃは、送信データにＰＨＹヘッダを付加して周波数チャネルＣＨ３を用いてデータを送信する。
図２０に本発明の送信データバックオフ制御の他の一例を示す。
ここでは、無線通信期間１０５の周波数チャネルＣＨ１を用いたデータ送受信時に端末１０Ａでは時刻Ｔ２、端末１０Ｂでは時刻Ｔ３、端末１０Ｃでは時刻Ｔ１に、それぞれデータが発生したとする。
端末１０Ｃは送信データが発生すると送信データを送信バッファ１１Ａに一時蓄積する。
端末１０Ｃのバックオフ制御部１３Ｃは、送信バッファ１１Ａに送信データが蓄積されると、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルの情報を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃは、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルＣＨ１の情報を取得すると、取得した情報と干渉管理部１３Ａが記憶している図１７Ａに示す干渉テーブルの情報とを比較して現ビーコン期間で干渉が発生していることを確認する。
次に、バックオフ制御部１３Ｃは現ビーコン期間で干渉が発生していることを確認すると、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂが記憶している図１８Ａのバックオフテーブルの情報を参照する。
端末１０Ｃは、図１８Ａのバックオフテーブルからバックオフの値６４〜１２７を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃは、バックオフの値を６４〜１２７の間でランダムに設定し、バックオフタイマー１３Ｄの動作を開始させる。ここではバックオフの値を１００に決定したとする。
端末１０Ａは送信データが発生すると送信データを送信バッファ１１Ａに一時蓄積する。
端末１０Ａのバックオフ制御部１３Ｃは、送信バッファ１１Ａに送信データが蓄積されると、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルの情報を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃは、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルＣＨ１の情報を取得すると、取得した情報と干渉管理部１３Ａが記憶している図１７Ａに示す干渉テーブルの情報とを比較して現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する。
次に、バックオフ制御部１３Ｃは現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する干渉テーブルから干渉がない周波数チャネルの数を取得し、取得した周波数チャネルの数と干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂが記憶している図１８Ｂのバックオフテーブルの情報とを比較する。
端末１０Ａでは干渉がない周波数チャネルの数が４個である。このため、バックオフ制御部１３Ｃは、図１８Ｂのバックオフテーブルからバックオフの値１６〜３１を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃはバックオフの値を１６〜３１の間でランダムに設定し、バックオフタイマー１３Ｄの動作を開始させる。ここではバックオフの値を１７に決定したとする。
端末１０Ｂは送信データが発生すると送信データを送信バッファ１１Ａに一時蓄積する。
端末１０Ｂのバックオフ制御部１３Ｃは、送信バッファ１１Ａに送信データが蓄積されると、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルの情報を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃは、周波数チャネル設定部１１Ｄから現ビーコン期間の周波数チャネルＣＨ１の情報を取得すると、取得した情報と干渉管理部１３Ａが記憶している図１７Ｂに示す干渉テーブルの情報とを比較して現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する。
次に、バックオフ制御部１３Ｃは現ビーコン期間では干渉が発生していないことを確認する干渉テーブルから干渉がない周波数チャネルの数を取得し、取得した周波数チャネルの数と干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂが記憶している図１８Ｂのバックオフテーブルの情報とを比較する。
端末１０Ｂでは干渉がない周波数チャネルの数が３個である。このため、バックオフ制御部１３Ｃは、図１８Ｂのバックオフテーブルからバックオフの値８〜１５を取得する。
バックオフ制御部１３Ｃはバックオフの値を８〜１５の間でランダムに設定し、バックオフタイマー１３Ｄの動作を開始させる。ここではバックオフの値を８に決定したとする。
端末１０Ｂのバックオフタイマー１３Ｄは、時刻Ｔ４でバックオフが終了すると、送信バッファ１１Ａにバックオフが終了したこと通知する。
送信バッファ１１Ａはバックオフタイマー１３Ｄからバックオフの終了通知を受けると、送信データをフレーム処理部１１Ｂに渡す。
端末１０Ｂのフレーム処理部１１Ｂは送信データにＭＡＣヘッダとＥＣＣを付加して変復調部１１Ｃに渡す。
端末１０Ｂの変復調部１１Ｃは送信データにＰＨＹヘッダを付加して周波数チャネルＣＨ１を用いてデータを送信する。
端末１０Ａと端末１０Ｃは時刻Ｔ４で端末１０Ｂがデータを検出するとバックオフを中断する。また、端末１０Ａと端末１０Ｃは、端末１０Ｂがデータの送信が完了して一定期間経過した時刻Ｔ５にバックオフを再開する。
端末１０Ａのバックオフタイマー１３Ｄはバックオフが終了すると送信バッファ１１Ａにバックオフが終了したこと通知する。
送信バッファ１１Ａはバックオフタイマー１３Ｄからバックオフの終了通知を受けると、送信データをフレーム処理部１１Ｂに渡す。
端末１０Ａのフレーム処理部１１Ｂは送信データにＭＡＣヘッダとＥＣＣを付加して変復調部１１Ｃに渡す。
端末１０Ａの変復調部１１Ｃは送信データにＰＨＹヘッダを付加して周波数チャネルＣＨ１を用いてデータを送信する。
端末１０Ｃは時刻Ｔ６で端末１０Ａがデータを検出するとバックオフを中断し、端末１０Ａがデータの送信が完了して一定期間経過した時刻Ｔ７にバックオフを再開する。
端末１０Ｃのバックオフタイマー１３Ｄはバックオフが終了すると送信バッファ１１Ａにバックオフが終了したこと通知する。
送信バッファ１１Ａはバックオフタイマー１３Ｄからバックオフの終了通知を受けると、送信データをフレーム処理部１１Ｂに渡す。
端末１０Ｃのフレーム処理部１１Ｂは送信データにＭＡＣヘッダとＥＣＣを付加して変復調部１１Ｃに渡す。
端末１０Ｃの変復調部１１Ｃは送信データにＰＨＹヘッダを付加して周波数チャネルＣＨ１を用いてデータを送信する。
以上説明したように本実施の形態のバックオフ制御では、端末が周波数チャネルによって異なるバックオフの値を設定することが可能となり、システム全体の通信効率の低下を防ぐ効果が得られる。例えば、端末１０Ｄにおいて周波数チャネルＣＨ３ではバックオフの値を０から３、それ以外の周波数チャネルでは６４から１２７とする。
また、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多いほど、バックオフ時間の最大値を大きくすることにより、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ない端末からの送信データの送信機会を増やすことが可能になる。
例えば、干渉を検出しない周波数チャネルの数が１つ（ＣＨ３）の端末１０Ｄは、ＣＨ３を用いてデータが送信できないと次のスーパーフレーム期間のＣＨ３まで伝送遅延が発生する可能性が高い。しかし、本実施の形態のバックオフ制御を適用することにより端末１０Ｄのバックオフ時間の最大値を他の端末に比べ小さくすることより送信機会を増やすことができる。これにより、伝送遅延を大幅に低減することが可能となる。干渉を検出しない周波数チャネルの数が４つの端末１０Ａは、周波数チャネルＣＨ３を用いて送信ができなくても、次のビーコン期間の周波数チャネルＣＨ４も干渉を検出しない周波数チャネルである。このため、ＣＨ４を用いてデータを送信することによりシステム全体の通信効率低下を回避することが可能になる。
また、本実施の形態のバックオフ制御では、端末において干渉が検出された周波数チャネルを用いてデータの送信を行う場合のバックオフ時間の最大値は、干渉が検出されなかった場合に設定され得るバックオフ時間の最大値よりも大きくする。これにより、干渉を検出していない他の端末の送信を優先することができ、システム全体の通信効率低下を防ぐ効果が得られる。
例えば、干渉を検出しない周波数チャネルの数が１つ（ＣＨ３）しかない端末１０Ｄはバックオフ時間の最大値が３になり端末１０Ａ〜１０Ｃより送信機会が高いが、周波数チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５では干渉を検出しているためデータの送信を行っても干渉によって送信が失敗する可能性が高い。また、端末１０Ｄのバックオフ時間の最大値は、端末１０Ａ〜１０Ｃのそれらより小さいため端末１０Ａ〜１０Ｃの送信機会を減らす可能性が高い。しかし、本実施の形態のバックオフ制御を適用することにより、端末１０Ｃは、干渉を検出した周波数チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５のビーコン期間でのバックオフ時間の最大値を、干渉を検出していない場合のバックオフ時間の最大値である６３より大きくしている。これにより、干渉を検出していない端末１０Ａ〜１０Ｃの送信を優先することが可能になる。また、端末１０Ｄは、バックオフ制御を行うことにより、端末１０Ａ〜１０Ｃがデータを検出しなければ送信を試みることが可能になる。
なお、本実施の形態では、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂは、図１８Ｂに示されるバックオフテーブルを保持したがこれに限定されるものではない。例えば、図２１に示す干渉を検出した周波数チャネルの数に応じたバックオフの値を記憶したバックオフテーブルを保持していても良い。
なお、本実施の形態では、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂは、図１８Ａおよび図１８Ｂに示されるバックオフテーブルを保持したがこれに限定されるものではない。例えば図２２Ａおよび図２２Ｂに示す全てのバックオフ時間の最小値が０であるバックオフの値を記憶したバックオフテーブルを保持していても良い。
なお、本実施の形態では、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂは、図１８Ｂに示されるバックオフテーブルを保持したがこれに限定されるものではない。例えば図２３に示す干渉検出なしの周波数チャネルの数が１から３個の場合はバックオフの値は０から３、干渉検出なしの周波数チャネルの数が４から５個の場合はバックオフの値は４から７など、異なる周波数チャネルの数で同じバックオフの値を記憶したバックオフテーブルを保持していても良い。
なお、本実施の形態では、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂは、図１８Ｂに示されるバックオフテーブルを保持したがこれに限定されるものではない。例えば図２４に示すバックオフと干渉検出なし周波数チャネル数との関係式を記憶してもよい。つまり、バックオフ時間の最大値は２(通信可能ナ周波数チャネル数+1)−１として計算される。また、干渉が検出されていない周波数チャネルの数が１つの場合は、バックオフ時間の最小値は０として計算され、干渉が検出されていない周波数チャネルの数が２つ以上の場合は、バックオフ時間の最小値は２(通信可能ナ周波数チャネル数)として計算される。また、図１８Ａに示されるバックオフテーブルが示す情報も同様に関係式で記憶してもよい。また、関係式はこれに限定されるものではない。
なお、本実施の形態では、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂは、図１８Ａおよび図１８Ｂのバックオフテーブルを保持したがこれに限定されるものではない。例えば図２５に示す干渉検出なしの周波数チャネルの数に加え、データ種別に応じてバックオフの値を記憶したバックオフテーブルを保持していても良い。この場合、端末１０のバックオフ制御部１３Ｃは送信バッファ１１Ａに入力された送信データのデータ種別と干渉テーブルの情報からバックオフの値を決定する。また、図２６に示すバックオフテーブルの構成でもよい。また、図２５と図２６に示すバックオフテーブルの構成の場合、端末１０はデータ種別ごとに専用のバックオフタイマー１３Ｄを持つ構成としてもよい。
なお、本実施の形態では、スーパーフレーム期間はビーコン期間のみで構成されたがこれに限定されるものではない。例えば、図２７及び図２８に示す構成でもよい。図２７は、ビーコンフレームを送信する周期を時系列に表した模式図である。最も大きな周期はスーパーフレーム期間で、スーパーフレーム期間は無線通信を行うアクティブ期間と無線通信を行わない非アクティブ期間から構成される。非アクティブ期間において、制御装置２０及び端末１０Ａ〜１０Ｄは無線通信に必要な機能ブロックの消費電力を最低限に抑えることが可能となるため、非アクティブ期間を設けることで各無線端末の消費電力を抑えることができる。アクティブ期間はさらに制御装置２０がビーコンフレームを送信する周期単位としてビーコン期間に分割される。図２７においてはアクティブ期間に５個のビーコン期間を設けている。
図２７では、スーパーフレーム期間の構成を時系列に説明したが、制御装置２０及び端末１０Ａ〜１０Ｄは複数の周波数チャネルを切り替えながら無線通信を行うことが可能であり、ビーコン期間単位で周波数チャネルを切り替えながら通信を行っている。図２８は、ビーコン期間単位で周波数チャネルを切り替えた時のビーコン期間のチャネル配置を表した模式図である。
図２８において、制御装置２０はスーパーフレーム期間内のビーコン期間ＢＩ１に周波数チャネルＣＨ１を割り当て、無線通信期間１３０を配置している。同様に、ビーコン期間ＢＩ２に周波数チャネルＣＨ２を割り当てて無線通信期間１３１を、ビーコン期間ＢＩ４には周波数チャネルＣＨｎを割り当てて無線通信期間１３２を配置している。スーパーフレーム期間が終了し、次のスーパーフレーム期間になると、再びビーコン期間ＢＩ１に周波数チャネルＣＨ１を割り当て、無線通信期間１３３を配置し、ビーコン期間ＢＩ２に周波数チャネルＣＨ２を割り当て、無線通信期間１３４を配置している。以降、スーパーフレーム期間ごとに同じ周波数チャネル割り当てを繰り返す。
図２８において、例えば、端末１０Ｂが周波数チャネルＣＨ１で通信する場合には、端末１０Ｂはビーコン期間ＢＩ１のみ起動する。すなわち端末１０Ｂは無線通信期間１３０の次は無線通信期間１３３内のアクセス期間にＣＳＭＡで通信し、無線通信期間１３０と無線通信期間１３３の間の期間は無線通信を行わない。このため、非アクティブ期間と同様、無線通信に必要な機能ブロックの消費電力を最低限に抑えることが可能となる。ただし、周波数チャネルＣＨ１で送信が完了しない場合は、ビーコンフレームのペイロード１２０のチャネル使用順序１２４を参照し、次の周波数チャネルＣＨ２でデータを送信する。
なお、図２７においては無線ネットワークにおいて制御装置２０が通信を行っている全ての期間をアクティブ期間として説明したが、例えば周波数チャネルＣＨ１に着目すると、図２８の無線通信期間１３０と１３３がアクティブ期間であり、無線通信期間１３１と１３２と１３４を含めた期間を非アクティブ期間とみなすこともできる。その場合、周波数チャネルＣＨ２のアクティブ期間は周波数チャネルＣＨ１の非アクティブ期間に設定されているとみなすことができる。また、この場合、図２７及び図２８におけるアクティブ期間は、図１１のビーコン期間１２２にビーコン期間数１２３を乗算することで算出することができ、また非アクティブ期間は、スーパーフレーム期間１２１から、算出したアクティブ期間を減算することにより算出することができる。
なお、本実施の形態では、ビーコンフレーム内のチャネル使用順序１２４の構成は図１２に示す構成を用いたが、他の構成として、図２９に示す構成を用いても良い。図２９に示す構成においては、ビーコン期間番号ＢＮを用いずに、常に最初の位置に配置されている周波数チャネルが現在使用されている周波数チャネルであり、ビーコン期間が終了する毎にチャネル使用順序を入れ替えている。したがって、ビーコン期間ごとにチャネル使用順序１２４の最初が現在使用しているチャネルでありことがわかり、その次が次のビーコン期間で使用する周波数チャネルであることがわかる。例えば、ビーコン期間ＢＩ３では現在のビーコン期間で使用している周波数チャネルはＣＨ３であり、次のビーコン期間で使用する周波数チャンルはＣＨ４、その次のビーコン期間で使用する周波数チャネルはＣＨ５であることがわかる。
なお、本実施の形態では、バックオフテーブルは干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂにあらかじめ記憶されている構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置２０がバックオフテーブルをあらかじめ記憶しており、端末１０は、初期起動時にバックオフテーブルを制御装置２０から取得して干渉周波数チャネル数バックオフ管理部１３Ｂに記憶させてもよい。
なお、本実施の形態では、干渉管理部１３Ａの干渉テーブルには干渉検出なしの周波数チャネルの数を記憶したがこれに限定されるものではない。例えば、干渉を検出した周波数チャネルの数を記憶してもよい。
なお、本実施の形態では、端末１０はサポートするすべての周波数チャネルを対象に干渉を検出した周波数チャネルの数に応じてバックオフの値を決定したがこれに限定されるものではない。例えば、端末１０はビーコンフレームのペイロード１２０のチャネル使用順序１２４に含まれる周波数チャネルを対象に干渉の検出を行い、干渉検出なしの周波数チャネルの数を決定してもよい。
なお、本実施の形態では、端末１０はビーコンフレームを受信後に各周波数チャネルの干渉の検出を行ったがこれに限定されるものではない。例えばビーコンフレーム受信前に、干渉の検出を行ってもよい。
なお、本実施の形態では端末１０で周波数チャネルごとにバックオフの値を制御したがこれに限定されるものではない、例えば制御装置２０が端末１０と同様の構成を備え、同様の制御を行ってもよい。
なお、本実施の形態では端末１０は制御装置２０にデータを送信したがこれに限定されものではない。例えば、他の端末１０にデータを直接送信してもよい。この場合、相手の端末１０の干渉テーブルを取得し相手の端末１０で干渉を検出している周波数チャネルを除いて干渉を検出してない周波数チャネルの数を決定してもよい。
なお、本実施の形態では初期起動時に干渉の検出を行ったがこれに限定されるものではない。例えば、定期的におこなってもよいし、送信データの失敗が一定以上になったらおこなってもよいし、制御装置２０の指示で行ってよい。また、どのようなタイミングで行ってもよい。
（実施の形態２）
図３０は、本発明の実施の形態２の端末の構成を示す機能ブロック図である。図３０において、図１に示した端末１０と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
端末３０は、無線送受信部１１と、干渉検出部１２と、周波数チャネル優先制御部１３と、干渉情報作成部３１とを備える。
無線送受信部１１、干渉検出部１２、周波数チャネル優先制御部１３は実施の形態１と同等の構成である。
干渉情報作成部３１は、干渉検出部１２が検出した結果をペイロードに含む干渉情報フレームを作成する。
図３１は、本発明の実施の形態２の制御装置の構成を示す機能ブロック図である。図３１において、図２に示した制御装置２０と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
制御装置４０は、干渉検出部２２と、周波数チャネル決定部２３と、ビーコン作成部２４と、無線送受信部４１と、干渉情報解析部４２と、周波数チャネル優先制御部４３とを備える。
干渉検出部２２、周波数チャネル決定部２３、ビーコン作成部２４は実施の形態１と同等の構成である。
無線送受信部４１は、無線送受信部２１の機能に、送信データを一時蓄積するバッファする機能を有する。干渉情報解析部４２は、端末３０から受信した干渉情報フレームのペイロードを解析する。周波数チャネル優先制御部４３は、無線送受信部４１において前記信号を送信する際に用いる優先度を干渉情報解析部４２での解析結果に応じて変更する。
本実施の形態では、制御装置が端末の干渉状態に応じて端末に送信するデータのバックオフの値を制御するところが実施の形態１と異なる。
図３２に、制御装置４０の無線送受信部４１の内部ブロック図を示す。
無線送受信部４１は、送信バッファ４１Ａと、フレーム処理部４１Ｂと、変復調部４１Ｃと、周波数チャネル設定部４１Ｄとを備える。
送信バッファ４１Ａは、送信データを一時蓄積する記憶装置である。フレーム処理部４１Ｂは、送信バッファ４１Ａから出力された送信データに無線ヘッダ情報などを設定する。周波数チャネル設定部４１Ｄは、変復調部４１Ｃでデータを送受信するときに用いられる周波数チャネルを設定する。変復調部４１Ｃは、設定された周波数チャネルにおいて、アンテナから入力されるフレームの復調と無線ネットワークに出力するフレームに対する変調とを行う。
図３３に、制御装置４０の送信バッファ４１Ａの内部ブロック図を示す。
送信バッファ４１Ａは、分類部４１Ｅと、バッファ４１Ｆ〜４１Ｊとを備える。
分類部４１Ｅは、入力された送信データを、周波数チャネル優先制御部４３の保持している情報を用いて分類する。バッファ４１Ｆ〜４１Ｊのそれぞれは、分類部４１Ｅで分類されたデータを一時蓄積する記憶装置である。
図３４に分類部４１Ｅが記憶する分類テーブルの一例を示す。
分類テーブルには、送信データを宛先端末の干渉を検出しない周波数チャネルの数に応じて、データを格納するバッファの情報が記憶されている。例えば、干渉を検出しない周波数チャネルの数が１の場合にはバッファ４１Ｆにデータを格納することを示す情報が記憶されている。また、分類テーブルには、送信するデータがビーコンフレームの場合には、バッファにビーコンフレームを一時蓄積せずフレーム処理部４１Ｂに渡すことを示す情報が記憶されている。
図３５に、制御装置４０の周波数チャネル優先制御部４３の内部ブロック図を示す。
周波数チャネル優先制御部４３は、干渉管理部４３Ａと、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂと、バックオフ制御部４３Ｃと、バックオフタイマー４３Ｄとを備える。干渉管理部４３Ａは、干渉情報解析部４２から入力された、端末３０から受信した干渉情報フレームのペイロードに含まれる端末３０の干渉検出結果を記憶する記憶装置である。干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂは、端末３０で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数と、送信データの送信を開始するまでの待機時間であるバックオフ時間とを関連付けて管理する。バックオフ制御部４３Ｃは、干渉管理部４３Ａおよび干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂが管理する情報を用いて、送信データのバックオフの値を決定する。バックオフタイマー４３Ｄは、バックオフ制御部４３Ｃから設定された値で動作するタイマーである。
図３６に、制御装置４０のバックオフタイマー４３Ｄの内部ブロック図を示す。
バックオフタイマー４３Ｄは、バックオフ制御部４３Ｃから設定された値で動作するタイマー４３Ｅから４３Ｊで構成される。
図３７に干渉管理部４３Ａが記憶する周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５の干渉の有無を示す干渉テーブルの一例を示す。
干渉テーブルには、端末ごとに、各周波数チャネルにおける干渉の有無を示す情報と、干渉がない周波数チャネルの数とが記憶されている。例えば、端末３０Ａにおいては、周波数チャネルＣＨ１およびＣＨ３〜ＣＨ５において干渉は検出されていないが、周波数チャネルＣＨ２において干渉が検出されていることが分かる。また、端末３０Ａにおいて干渉がない周波数チャネルの数は４個であることが分かる。
ここでの、各端末の干渉検出結果は実施の形態１と同様とする。
干渉テーブルは、端末３０から受信する干渉情報フレームのペイロードに含まれる干渉検出結果の情報から作成される。
図３８Ａおよび図３８Ｂに干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂが記憶する干渉が検出されなかった周波数チャネルの数と送信データの送信を開始するまでの待機時間であるバックオフ時間とを示すバックオフテーブルの一例を示す。
図３８Ａは、送信データの宛先端末が現ビーコン期間で干渉している周波数チャネルの場合に設定するバックオフの値と使用するバックオフタイマーとを記憶したバックオフテーブルの一例を示す。
つまり、宛先端末が現ビーコン期間で干渉している周波数チャネルの場合には、バックオフの値の最大値が６４〜１２７であり、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｅであることが、一例として示されている。
図３８Ｂは、送信データの宛先端末が現ビーコン期間で干渉している周波数チャネルでない場合に、干渉がない周波数チャネルの数に応じたバックオフの値と使用するバックオフタイマーとを記憶したバックオフテーブルの一例を示す。
例えば、干渉がない周波数チャネルの数が１つの場合には、データを格納する送信バッファがバッファ４１Ｆであり、バックオフの値が０〜３の間の値であり、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｆであることが示されている。
次に、実施の形態２の端末３０と制御装置４０の動作について図３９Ａ〜図４１を用いて説明する。
図３９Ａおよび図３９Ｂに、干渉情報フレームの送受信処理フローの一例を示す。
図３９Ａは端末３０の干渉情報フレームの送受信処理フローの一例を示す。
端末３０は起動すると、最初にビーコンフレームのスキャンを開始し、ビーコンフレームを受信するとペイロードを解析し、記憶する（Ｓ５１）。
次に、端末３０は、各周波数チャネルにおける干渉を測定する（Ｓ５２）。
つまり、端末１０の無線送受信部１１は周波数チャネルＣＨ１からＣＨ５までを予め決められた時間だけスキャンする。無線送受信部１１は受信した信号を干渉検出部１２に渡す。
干渉検出部１２は干渉の検出を行う。ここでは干渉の影響がないかを調べるために電力測定などを行うことで、各周波数チャネルが使用可能な周波数チャネルであるか判定する。
次に、端末１０の干渉情報作成部３１は、干渉検出部１２の判定結果をペイロードに含む干渉情報フレームを作成し、無線送受信部１１を介して制御装置４０に送信する（Ｓ５３）。
図３９Ｂは、制御装置４０の干渉情報フレームの送受信処理フローの一例を示す。制御装置４０は、端末３０から干渉情報フレームを受信すると変復調部４１Ｃで復調し、フレーム処理部４１ＢでＭＡＣヘッダの解析を行い干渉情報解析部４２に渡す（Ｓ６１：ＹＥＳ）。
干渉情報解析部４２は、干渉情報フレームのペイロードを解析し、干渉情報フレームを送信した端末３０における干渉の検出結果を、干渉管理部４３Ａに記憶する（Ｓ６２）。
図４０に、制御装置４０の送信データの分類処理フローの一例を示す。
制御装置４０は、送信データが非図示の上位層から入力されると送信データを無線送受信部４１の分類部４１Ｅに入力する（Ｓ７１：ＹＥＳ）。
分類部４１Ｅは送信データが入力されると送信データの宛先端末情報を解析し、周波数チャネル優先制御部４３の干渉管理部４３Ａに記憶された図３７の干渉テーブルを参照し、宛先端末の干渉を検出してない周波数チャネルの数を確認する（Ｓ７２）。
次に、分類部４１Ｅは図３４の分類テーブルを参照し、該当するバッファに送信データを一時蓄積する（Ｓ７３）。例えば、送信データの宛先が端末３０Ｄならば、干渉を検出しない周波数チャネルの数は１個なので、バッファ４１Ｆに送信データを一時蓄積する。
ここで、分類部４１Ｅはビーコン作成部２４からビーコンフレームが入力されるとバッファに一時蓄積せずフレーム処理部４１Ｂに渡す。
図４１に、制御装置４０の送信データのバックオフ制御処理フローの一例を示す。
制御装置４０の周波数チャネル優先制御部４３のバックオフ制御部４３Ｃは、送信バッファ４１Ａに送信データが一時蓄積されているか確認し、データが一時蓄積されている場合はバックオフを設定してバックオフタイマー４３Ｄのタイマー４３Ｅ〜４３Ｊのいずれかの動作を開始させる（Ｓ８１）。
無線送受信部４１は、バックオフタイマー４３Ｄのタイマー４３Ｅ〜４３Ｊの動作が終了すると該当する送信データをフレーム処理部４１Ｂに渡す（Ｓ８２）。
フレーム処理部４１Ｂは送信データにＭＡＣヘッダを付加して変復調部４１Ｃに渡す。変復調部４１Ｃは送信データを変調し周波数チャネル設定部４１Ｄで設定された周波数チャネルで送信データを送信する。
図４２Ａおよび図４２Ｂに、図４１のＳ８１のバックオフタイマー設定確認の詳細処理フローの一例を示す。
制御装置４０のバックオフ制御部４３Ｃは、送信バッファ４１Ａのバッファ４１Ｆの先頭に送信データが一時蓄積されているか確認する（Ｓ９１）。
送信データが蓄積されていない場合は、バッファ４１Ｇの確認処理（Ｓ１００）にスキップする（Ｓ９１：ＮＯ）。
バックオフ制御部４３Ｃは、バッファ４１Ｆの先頭に送信データが蓄積さている場合（Ｓ９１：ＹＥＳ）は、送信データの宛先端末が現ビーコン期間で干渉を検出しているかを、干渉管理部４３Ａで管理している図３７の干渉テーブルを用いて確認する。ここで、干渉を検出していない場合（Ｓ９２：ＮＯ）は、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂで管理している図３８Ｂのバックオフテーブルから、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｆであることを確認すると、タイマー４３Ｆが使用中か確認する（Ｓ９３）。
タイマー４３Ｆが使用中でない場合は、バックオフ制御部４３Ｃは、バックオフテーブルよりバックオフの値を３〜０の間でランダムに設定し、設定されたバックオフの値でタイマー４３Ｆの動作を開始させる（Ｓ９４）。
バッファ４１Ｆの先頭に蓄積された送信データの宛先端末が現ビーコン期間で干渉を検出している場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）は、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂで管理している図３８Ａのバックオフテーブルから、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｅであることを確認する。また、バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｅが使用中か確認する（Ｓ９５）。
バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｅが使用中でない場合は、バックオフテーブルに基づいて、バックオフの値を１２７〜６４の間でランダムに設定し、設定したバックオフの値でタイマー４３Ｅの動作を開始させる（Ｓ９６）。
バッファ４１Ｆの２番目以降に送信データが蓄積さている場合は、バックオフ制御部４３Ｃは、現ビーコン期間で干渉を検出していない端末宛の送信データがあるか確認する。その際、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉管理部４３Ａで管理している図３７の干渉テーブルを用いて確認を行う（Ｓ９７）。
バッファ４１Ｆの２番目以降に現ビーコン期間で干渉を検出していない端末宛の送信データがある場合（Ｓ９７：ＹＥＳ）は、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂで管理している図３８Ｂのバックオフテーブルに基づいて、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｆであることを確認する。また、バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｆが使用中か確認する（Ｓ９８）。
バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｆが使用中でない場合は、バックオフテーブルよりバックオフの値を３〜０の間でランダムに設定し、設定されたバックオフの値でタイマー４３Ｆの動作を開始させる（Ｓ９９）。
次に、バックオフ制御部４３Ｃは、バッファ４１Ｇの先頭に送信データが蓄積さている場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）は、送信データの宛先端末が現ビーコン期間で干渉を検出しているかを、干渉管理部４３Ａで管理している図３７の干渉テーブルを用いて確認する。ここで、干渉を検出していない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）は、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂで管理している図３８Ｂのバックオフテーブルから、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｇであることを確認すると、タイマー４３Ｇが使用中か確認する（Ｓ１０２）。
タイマー４３Ｇが使用中でない場合は、バックオフ制御部４３Ｃは、バックオフテーブルよりバックオフの値を７〜４の間でランダムに設定し、設定されたバックオフの値でタイマー４３Ｇの動作を開始させる（Ｓ１０３）。
バッファ４１Ｇの先頭に蓄積された送信データの宛先端末が現ビーコン期間で干渉を検出している場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）は、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂで管理している図３８Ａのバックオフテーブルから、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｅであることを確認する。また、バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｅが使用中か確認する（Ｓ１０４）。
バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｅが使用中でない場合は、バックオフテーブルに基づいて、バックオフの値を１２７〜６４の間でランダムに設定し、設定したバックオフの値でタイマー４３Ｅの動作を開始させる（Ｓ１０５）。
バッファ４１Ｇの２番目以降に送信データが蓄積さている場合は、バックオフ制御部４３Ｃは、現ビーコン期間で干渉を検出していない端末宛の送信データがあるか確認する。その際、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉管理部４３Ａで管理している図３７の干渉テーブルを用いて確認を行う（Ｓ１０６）。
バッファ４１Ｇの２番目以降に現ビーコン期間で干渉を検出していない端末宛の送信データがある場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）は、バックオフ制御部４３Ｃは、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂで管理している図３８Ｂのバックオフテーブルに基づいて、使用するバックオフタイマーがタイマー４３Ｇであることを確認する。また、バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｇが使用中か確認する（Ｓ１０７）。
バックオフ制御部４３Ｃは、タイマー４３Ｇが使用中でない場合は、バックオフテーブルよりバックオフの値を７〜４の間でランダムに設定し、設定されたバックオフの値でタイマー４３Ｇの動作を開始させる（Ｓ１０８）。
次に、バックオフ制御部４３Ｃは、以上説明したバッファ４１Ｆまたはバッファ４１Ｇに行ったのと同様の処理を、バッファ４１Ｈから４１Ｊまでに対して行い、処理を終了する（Ｓ１０９）。
図４３に、図４１のＳ８２のバックオフタイマー終了確認の詳細処理フローの一例を示す。
初めに、無線送受信部４１の送信バッファ４１Ａは、バックオフフラグの値を確認する（Ｓ１１１）。バックオフフラグとは、送信バッファ４１Ａが非図示のメモリなどに記憶するフラグである。バックオフフラグは、初期値が１で、バックオフタイマー終了確認の詳細処理フローを一巡すると１足した値になり、値が７になると値が１に戻る。
送信バッファ４１Ａは、バックオフフラグが１の場合は、タイマー４３Ｅの動作が終了したか確認する（Ｓ１１２）。
タイマー４３Ｅの動作が終了している場合は、タイマー４３Ｅを開始したときの送信データをフレーム処理部４１Ｂに渡す。フレーム処理部４１Ｂは、送信データにＭＡＣヘッダを付加して変復調部４１Ｃに渡す。変復調部４１Ｃは送信データに変調を行い、アンテナを介して宛先端末へ送信する（Ｓ１１３）。
以下、送信バッファ４１Ａは、同様の手順でバックオフフラグの値に応じてタイマー４３Ｆから４３Ｊの終了を確認し、タイマーの動作が終了していれば、タイマーを開始したときの送信データを宛先端末に送信する（Ｓ１１４〜Ｓ１２３）。
次に、送信バッファ４１Ａは、タイマーフラグの値に１を足す（Ｓ１２４）。ここで、送信バッファ４１Ａは、タイマーフラグの値が７であるか確認（Ｓ１２５）する。タイマーフラグの値が７の場合は、送信バッファ４１Ａはタイマーフラグの値を１に設定して処理を終了する（Ｓ１２６）。
以上説明したように本実施の形態のバックオフ制御では、制御装置が周波数チャネルによって異なるバックオフの値を設定することが可能となり、システム全体の通信効率低下を防ぐ効果が得られる。
また、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多い端末への送信データほど、バックオフ時間の最大値を大きくすることにより、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ない端末への送信データの送信機会を増やすことが可能になる。
なお、本実施の形態では制御装置４０で周波数チャネルごとにバックオフの値を制御したがこれに限定されるものではない、例えば端末３０が制御装置４０を備え同様の制御を行ってもよい。
また、実施の形態１またはその変形例と本実施の形態を組み合わせた内容も本発明に含まれる。例えば、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂのバックオフテーブルは実施の形態１のバックオフテーブルの他の一例である図２４と同様に関係式で保持してもよい。また、干渉周波数チャネル数バックオフ管理部４３Ｂのバックオフテーブルは、図２１〜図２３、図２５、または図２６に示したバックオフテーブルの構成と組み合わせてもよい。
また、上述の各実施の形態は無線通信ネットワークを用いて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、ＰＬＣ（Power Line Communications）など複数の周波数チャネルを用いた他のネットワークでもよい。
また、上述の各実施の形態の構成では、送信データのバックオフ制御を行ったが、制御対象はこれに限定されるものではない。例えば、データ以外の制御用のフレームのバックオフ制御を行っても良い。例えば、相手機器に自機に対するデータの有無を確認する問合せフレームや隠れ端末対策のＲＴＳ（Request to Send）／ＣＴＳ（Clear to Send）フレームなどその他全てのパケットにバックオフ制御を行っても良い。
また、上述の各実施の形態の構成では、送信データのバックオフ制御を行い、送信データの優先制御を行ったが、優先制御の方法はこれに限定されるものではない。例えば、制御装置は各端末の状況を考慮して帯域を割り当てても良い。
また、上述の各実施の形態の構成では、全端末に同じバックオフの値が記憶されているバックオフテーブルを記憶したがこれに限定されるものではない。各端末は異なるバックオフテーブルを保有してもよい。また、制御装置が端末ごとのバックオフの値を決定し、端末に通知し、端末は決定したバックオフの値でバックオフ制御してもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成は、干渉情報解析部４２での解析結果に応じて、優先度としての送信データのバックオフの値を制御したがこれに限定されるものではない。例えば、干渉情報解析部４２での解析結果に応じて、優先度としての送信データのＰＨＹレートを制御してもよい。図４４Ａおよび図４４Ｂに干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じたＰＨＹレートの制御に用いるＰＨＹレートテーブルの一例を示す。
図４４Ａは、受信電力と標準ＰＨＹレートの関係を記憶したテーブルの一例である。端末または制御装置は、相手装置から受信したパケットから受信電力を求めると、図４４Ａに示すテーブルを参照して、標準ＰＨＹレートを決定する。標準ＰＨＹレートとは、相手装置からの受信データの受信電力に基づいて決定されるＰＨＹレートのことである。なお、ＰＨＹレートは低いほど、同じデータ量の伝送に必要な時間が長くなる。例えば、１００バイトのデータを送信するときＰＨＹレートが５０ｋｂｐｓの場合は１６ｍｓの時間を要するのに対して、１０ｋｂｐｓの場合は８０ｍｓの時間を要する。
しかし、受信電力が低い場合には送信データのＰＨＹレートを高くすると誤りが発生する場合があるので、低いＰＨＹレートで送信する必要がある。よって、図４４Ａのテーブルを用いて伝搬状態に適したＰＨＹレートを設定して効率よく帯域を使用する必要がある。
図４４Ｂは、干渉がない周波数チャネルの数に応じたＰＨＹレートの値を記憶したＰＨＹレートテーブルの一例を示す。
端末または制御装置は、図４４Ａに示すテーブルに基づいて決定した標準ＰＨＹレートと、自機の干渉がない周波数チャネルの数（制御装置の場合は通信相手端末の干渉がない周波数チャネルの数）から、図４４Ｂのテーブルを用いて、送信するパケットに使用する送信ＰＨＹレートを決定する。送信ＰＨＹレートとは、相手装置にデータを送信する際に用いられるＰＨＹレートのことである。
図４４ＢのＰＨＹテーブルに従うと、干渉がない周波数チャネルの数が少ないほど標準ＰＨＹレートから低くなるように送信ＰＨＹレートが決定される。これにより、干渉がない周波数チャネルの数が少ないほど、伝搬状態のパラメータである受信電力から決定した標準ＰＨＹレートに対してＰＨＹレートを下げてデータを送信することにより、誤り耐性を強くし、現周波数チャネルでの送信の確実性を高めることが可能になる。
図４５に、端末３０のデータ送信処理フローの一例を示す。
端末３０は、送信データが非図示の上位層から入力されると送信データを無線送受信部１１に入力する（Ｓ１３１：ＹＥＳ）。
周波数チャネル優先制御部１３は、無線送受信部１１へのデータの入力を検出すると、データの宛先である送信相手装置から過去に受信したデータの受信電力に基づいて、標準ＰＨＹレートを決定する（Ｓ１３２）。
次に、周波数チャネル優先制御部１３は、無線送受信部１１へのデータの入力を検出すると、現ビーコン期間の周波数チャネルで干渉が発生しているか確認する。ここでは、初期処理で記憶した干渉の判定結果を用いて確認する（Ｓ１３３）。
周波数チャネル優先制御部１３は、現周波数チャネルで干渉が発生していると判定した場合には（Ｓ１３３：ＹＥＳ）、送信ＰＨＹレートを標準ＰＨＹレートの値に設定する（Ｓ１３４）。
周波数チャネル優先制御部１３は、現周波数チャネルで干渉が発生していないと判定した場合には（Ｓ１３３：ＮＯ）、初期処理で記憶した干渉の判定結果を用いて、干渉がない周波数チャネルの数を確認する。ここでは、本システムでサポートする周波数チャネルの総数はＣＨ１〜ＣＨ５の５個とする。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が５個の場合（Ｓ１３５：ＹＥＳ）は、送信ＰＨＹレートを標準ＰＨＹレートの値に設定する（Ｓ１３６）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が４個の場合（Ｓ１３７：ＹＥＳ）は、送信ＰＨＹレートを標準ＰＨＹレート−１０ｋｂｐｓの値に設定する（Ｓ１３８）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が３個の場合（Ｓ１３９：ＹＥＳ）は、送信ＰＨＹレートを標準ＰＨＹレート−２０ｋｂｐｓの値に設定する（Ｓ１４０）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が２個の場合（Ｓ１４１：ＹＥＳ）は、送信ＰＨＹレートを標準ＰＨＹレート−３０ｋｂｐｓの値に設定する（Ｓ１４２）。
周波数チャネル優先制御部１３は干渉がない周波数チャネルの数が１個の場合（Ｓ１４１：ＮＯ）は、送信ＰＨＹレートを標準ＰＨＹレート−４０ｋｂｐｓの値に設定する（Ｓ１４３）。
次に、周波数チャネル優先制御部１３は設定された送信ＰＨＹレートの値が１０ｋｂｐｓ未満か確認し、１０ｋｂｐｓ未満の場合は送信ＰＨＹレートを１０ｋｂｐｓに設定する（Ｓ１４４）。
無線送受信部１１は、周波数チャネル優先制御部１３の送信ＰＨＹレートの設定の終了の通知を受けると送信データを送信する（Ｓ１４５）。
以上の手順で端末３０は送信するデータのＰＨＹレートを決定する。
例えば、実施の形態１の端末１０ＤがＣＨ３を用いてデータを送信する場合、端末１０Ｄの周波数チャネル優先制御部１３は、制御装置２０から受信したビーコンフレームから受信電力を算出する。周波数チャネル優先制御部１３は、図４４Ａに示すテーブルを参照し、算出した受信電力に対応する標準ＰＨＹレートを決定する。ここでは、ビーコンフレームの受信電力は１０ｄＢｍで標準ＰＨＹレートは５０ｋｂｐｓとする。次に端末１０Ｄは、自機の干渉がない周波数チャネルの数と標準ＰＨＹレートとから、送信ＰＨＹレートを決定する。ここでは干渉がない周波数チャネルの数が１つなので、送信ＰＨＹレートは１０ｋｂｐｓに決定される。端末１０Ｄは送信データをＰＨＹレート１０ｋｂｐｓで変調して送信する。
なお、干渉している周波数チャネルを用いてデータを送信する場合は、標準ＰＨＹレートと送信ＰＨＹレートいずれのＰＨＹレートで送信してもよい。また、ＰＨＹレート制御をバックオフ制御と組み合わせてもよい。
なお、過去のデータの受信電力以外のデータの受信電力から標準ＰＨＹレートを決定してもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成では、干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて、優先度としての送信データのバックオフの値を制御したがこれに限定されるものではない。例えば、各ビーコン期間のアクセス期間においてＴＤＭＡ（時分割多元接続）により無線通信を行う期間を設けて、制御装置が各端末の干渉検出なしの周波数チャネルの数に応じて、ＴＤＭＡ期間を各端末に割り当ててもよい。図４６は、ＴＤＭＡ期間を加えたビーコン期間の一例を示す。
ビーコン期間には、制御装置が最初に無線ネットワークの制御情報を含むビーコンを送信する期間と、その後にアクセス期間とを設けている。このアクセス期間内に制御装置を含む無線端末は無線通信を行うことができる。このアクセス期間は、各無線端末がＣＳＭＡ（キャリアセンス多元接続）により無線通信を行うＣＳＭＡ期間と制御装置に指定された端末のみが送信を行うＴＤＭＡ期間で構成される。
さらに、ＴＤＭＡ期間はスロット１とスロット２で構成され、制御装置は各スロットを端末の干渉検出なしの周波数チャネルの数に応じて端末に割り当てる。よって最大２台の端末が各ビーコン期間のＴＤＭＡで送信可能になる。
つまり、本変形例では、無線送受信部において信号を送受信する際に用いる優先度は、各ビーコン期間のアクセス期間において時分割多元接続により通信を行う機会を示す。また、周波数チャネル優先制御部は、干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、時分割多元接続による通信機会を増やすように前記優先度を設定する。
図４７に、制御装置４０のデータ送信処理フローの一例を示す。
制御装置４０の周波数チャネル決定部２３は、初期処理が終了すると決定した周波数チャネルの情報を無線送受信部４１とビーコン作成部２４に渡す。
無線送受信部４１は、周波数チャネル決定部２３から周波数チャネルの情報を受けると、周波数チャネルを、スーパーフレーム期間の先頭のビーコン期間の周波数チャネルＣＨ１に切り替える。
無線送受信部４１による周波数チャネルの切り替えが完了すると、ビーコン作成部２４は、あらかじめ周波数チャネル決定部２３から受けた周波数チャネル情報を含むビーコンフレームを作成し、作成したビーコンフレームを無線送受信部４１を介して無線ネットワークに送信する（Ｓ１５１）。
次に、無線送受信部４１はビーコン期間が終了するまで周波数チャネルＣＨ１を用いてデータの送受信を行う（Ｓ１５２：ＮＯ）。
周波数チャネル優先制御部４３は、ビーコン期間が終了、またはビーコン期間の終了までに、次のビーコン期間の周波数チャネルで干渉が検出されない端末を抽出する（Ｓ１５３）。
次に、抽出した次のビーコン期間の周波数チャネルで干渉が検出されない端末を対象に、干渉検出なしの周波数チャネルの数が少ない順番に２台の端末を決定する（Ｓ１５４）。
周波数チャネル優先制御部４３は、決定した端末にスロット１とスロット２を割り当て、割り当て情報をビーコン作成部２４に渡す。
ビーコン作成部２４は、周波数チャネル優先制御部４３からスロット１とスロット２に割り当てた端末の情報を受けると、受け取った情報をビーコンフレームのペイロードに設定する（Ｓ１５５）。
無線送受信部４１の周波数チャネルの切り替えが終了すると、ビーコン作成部２４は、あらかじめ周波数チャネル決定部２３から受けた周波数チャネル情報を含むビーコンフレームを作成し、作成したビーコンフレームを、無線送受信部４１を介して無線ネットワークに送信する（Ｓ１５６）。
例えば、実施の形態２において現周波数チャネルがＣＨ３の場合、制御装置４０は図３７の干渉テーブルの情報からＣＨ３で干渉検出していない端末のうち、干渉検出なしの周波数チャネルの数が少ない順から２台の端末を決定し、決定した２台の端末にスロットを割り当てる。ここでは、干渉検出なしの周波数チャネルの数は、端末３０Ｄが１個、端末３０Ｂが３個、端末３０Ａが４個なので端末３０Ｄにスロット１を、端末３０Ｂにスロット２を割り当てる。制御装置４０はビーコンフレームに、スロットの割り当て情報を含めて送信する。
端末３０Ｄと端末３０Ｂはビーコンを受信すると自機に割り当てられたスロットでデータを送信する。このことにより、他端末との衝突を回避し現周波数チャネルでの送信の確実性を高めることが可能になる。
なお、割り当てる端末の対象はあらかじめ制御装置４０に対してスロット予約要求を行った端末のみでもよい。また、スロットは２つに限定するものではなく、必要な数だけ設けてもよいし、ビーコン期間ごとに数を変えてもよい。なお、１台の端末に複数のスロットを割り当ててもよい。また、制御装置４０は割り当て情報をビーコンフレーム以外のパケットで通知してもよい。さらに、現周波数チャネル期間が干渉している周波数チャネルの場合は優先的にスロットを割り当ててもよいし、割り当てなくてもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成において、図６に示すビーコン期間は、ビーコンフレームを送信する期間とアクセス期間で構成したがこれに限定されるものではない、例えばアクセス期間をビーコン期間の途中で終了してもよい。この場合、ビーコンフレームに終了時間の情報を設定する。
なお、上述の各実施の形態の構成は、ビーコンフレームのペイロードに、ビーコン期間、ビーコン期間数およびチャネル使用順序を設定したがこれに限定されるものではい。例えば、これらの情報をビーコンフレーム送信の一定期間後に別のパケットで送信してもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成は、干渉がない周波数チャネルの数に応じて優先度を決定したがこれに限定されるものではない。例えば、干渉がない周波数チャネルの数に加え、次のビーコン期間の周波数チャネルにおける干渉の有無を考慮して優先度を決定してもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成は、スーパーフレームごとに各周波数チャネルは最大１回のみホッピングしたがこれに限定されるものではない。例えば、ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ４→ＣＨ３とホッピングするスーパーフレーム構成でよい。この場合、ホッピングする回数に応じてバックオフ値を決定してもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成は、スーパーフレームごとに、周波数チャネルが若い番号順にホッピングしたがこれに限定されるものではない、例えば、ＣＨ１→ＣＨ４→ＣＨ２→ＣＨ５→ＣＨ３の順番でホッピングしてもよい。
なお、上述の各実施の形態の構成は、バックオフを中断した端末または制御装置は他端末のデータの送信が完了して一定時間経過したのちにバックオフを再開したがこれに限定されるものではない。例えば、データ送信完了後にすぐにバックオフを再開してもよい。
また、上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されても良い。ＲＡＭまたはハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
また、上述の各実施の形態の構成は、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Large Scale Integration）で実現されているものとしてもよい。これらは、個別に１チップ化されていてもよいし、全ての構成又は一部の構成を含むように１チップ化されてもよい。集積回路は、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等と呼称されることもある。また、集積回路の手法は、ＬＳＩに限定されるものではなく、専用回路又は汎用プロセッサを用いて実現してもよい。更に、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成することができるリコンフィギュアラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらに、半導体技術の進歩により、又は派生する別技術により現在の半導体技術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。例えば、バイオ技術の応用等が考えられる。
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしても良い。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。
また、本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な不揮発性の記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの不揮発性の記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。
また、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。
また、上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記不揮発性の記録媒体に記録して移送することにより、または上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明に係る通信端末は、複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う通信ネットワークシステム等に有用である。
１０、１０Ａ〜１０Ｄ、３０、５００〜５１３ 端末
１１、１４、２１、４１ 無線送受信部
１１Ａ、４１Ａ 送信バッファ
１１Ｂ、４１Ｂ フレーム処理部
１１Ｃ、４１Ｃ 変復調部
１１Ｄ、４１Ｄ 周波数チャネル設定部
１１Ｅ ビーコン解析部
１２、２２ 干渉検出部
１３、４３ 周波数チャネル優先制御部
１３Ａ、４３Ａ 干渉管理部
１３Ｂ、４３Ｂ 干渉周波数チャネル数バックオフ管理部
１３Ｃ、４３Ｃ バックオフ制御部
１３Ｄ、４３Ｄ バックオフタイマー
２０、４０ 制御装置
２３ 周波数チャネル決定部
２４ ビーコン作成部
３１ 干渉情報作成部
４１Ｅ 分類部
４１Ｆ〜４１Ｊ バッファ
４２ 干渉情報解析部
４３Ｅ〜４３Ｊ タイマー
１００〜１０９、１３０〜１３４ 無線通信期間
１１０ 無線フレーム
１１１ ＰＨＹヘッダ
１１２ ＭＡＣヘッダ
１１３ ペイロード
１１４ ＥＣＣ
１１６ フレーム制御
１１７ 宛先無線端末アドレス
１１８ 送信元無線端末アドレス
１２０ ペイロード
１２１ スーパーフレーム期間
１２２ ビーコン期間
１２３ ビーコン期間数
１２４ チャネル使用順序

Claims (12)

  1. 複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信部と、
    前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉検出部と、
    前記送受信部において前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて設定する優先制御部とを備え、
    前記送受信部は、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う
    通信端末。
  2. 前記優先度は、バックオフ時間の最大値または最小値を示し、
    前記優先制御部は、前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が多いほど、前記バックオフ時間の最大値または最小値が大きくなるように前記優先度を設定する
    請求項１記載の通信端末。
  3. 前記干渉検出部で干渉が検出された周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行う場合の前記バックオフ時間の最大値または最小値は、干渉が検出されなかった場合に設定され得る周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行う場合の前記バックオフ時間の最大値または最小値よりも大きい
    請求項２記載の通信端末。
  4. 前記干渉検出部で干渉が検出された周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行う場合の前記バックオフ時間の最小値は、干渉が検出されなかった場合に設定され得る周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行う場合の前記バックオフ時間の最大値よりも大きい
    請求項２または３記載の通信端末。
  5. 前記優先度は、データ送信時のＰＨＹレートを示し、
    前記優先制御部は、前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、前記ＰＨＹレートが低くなるように、前記優先度を設定する
    請求項１記載の通信端末。
  6. 前記優先度は、各ビーコン期間のアクセス期間において時分割多元接続により通信を行う機会を示し、
    前記優先制御部は、前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数が少ないほど、時分割多元接続による通信機会を増やすように前記優先度を設定する
    請求項１記載の通信端末。
  7. 前記優先制御部は、前記周波数チャネル毎に前記優先度を設定する
    請求項１記載の通信端末。
  8. 複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信部と、
    通信相手の各端末から送信される、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを示す情報を解析することにより、端末ごとに、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉情報解析部と、
    前記送受信部において前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉情報解析部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて設定する優先制御部とを備え、
    前記送受信部は、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う
    制御装置。
  9. 複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信ステップと、
    前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉検出ステップと、
    前記送受信ステップにおいて前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉検出ステップで干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて設定する優先制御ステップとを含み、
    前記送受信ステップでは、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う
    通信方法。
  10. 複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信ステップと、
    通信相手の各端末から送信される、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを示す情報を解析することにより、端末ごとに、前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉情報解析ステップと、
    前記送受信ステップにおいて前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉情報解析ステップで干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて設定する優先制御ステップとを含み、
    前記送受信ステップでは、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う
    通信方法。
  11. 複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信ステップと、
    前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉検出ステップと、
    前記送受信ステップにおいて前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉検出ステップで干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて設定する優先制御ステップとをコンピュータに実行させ、
    前記送受信ステップでは、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う
    プログラム。
  12. 複数の周波数チャネルの中から一の周波数チャネルを切り替えながら選択し、選択した周波数チャネルを用いて信号の送受信を行う送受信部と、
    前記複数の周波数チャネルの各々について、当該周波数チャネルを用いて前記信号の送受信を行った際に、干渉を受けるか否かを判定する干渉検出部と、
    前記送受信部において前記信号を送受信する際に用いる優先度を前記干渉検出部で干渉が検出されなかった周波数チャネルの数に応じて設定する優先制御部とを備え、
    前記送受信部は、前記優先度に従い、前記信号の送受信を行う
    集積回路。
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