JP5927540B2 - 中継装置、受信装置、送信装置、及び中継方法 - Google Patents

中継装置、受信装置、送信装置、及び中継方法 Download PDF

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Description

本発明は、中継装置等に関する。特に、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムであり、送信装置から受信装置へと送信された第１フレームを中継装置が中継する無線通信システムにおける中継装置等に関する。
近年、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１５規格に代表されるＷＰＡＮ(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)やセンサーネットワークといった低消費電力の無線端末によるネットワークが注目されている（例えば、特許文献１を参照）。また、これに類似するシステムとして自ら無線信号を発信するアクティブＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグといったシステムがある。
特許第３２２６１４０号公報
しかしながら、従来技術に係る無線ネットワークにおいては、中継装置がフレームを中継する際に、多大な遅延時間が発生しうるという課題がある。
そこで、本発明は、かかる従来の課題を解決するものであって、フレームの低遅延中継が可能な中継装置を提供することを目的とする。
従来の課題を解決するために、本発明のある局面に係る中継装置は、送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、前記送信装置から前記受信装置へと送信された第１フレームを中継する中継装置であって、フレームを受信する受信部と、フレームを送信する送信部と、受信された前記フレームが、前記第１フレームであると判定した場合には当該第１フレームを記憶するフレーム判定部と、前記第１フレームの受信確認応答として前記受信装置から送信されるべきフレームである第２フレームの代理フレームである第３フレームを生成する代理ＡＣＫ生成部と、前記受信部において前記第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第３フレームを前記送信部から送信させ、前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定し、当該拡張アクティブ期間内に、前記フレーム判定部が記憶している前記第１フレームである第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させる通信制御部とを備える。
なお、本発明は、このような中継装置等として実現できるだけでなく、中継装置等に含まれる特徴的な手段をステップとする中継方法等として実現したり、そのような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したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのはいうまでもない。
さらに、本発明は、このような中継装置等の機能の一部又はすべてを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）として実現したり、このような中継装置等を含む無線通信システムとして実現したりできる。
フレームの低遅延中継が可能な中継装置等を提供できる。
図１は、本発明の実施の形態１及び２並びのそれらの変形例におけるネットワーク構成を示す図である。 図２は、ビーコンフレームによって示されるビーコン期間、アクティブ期間、及び非アクティブ期間の関係を示す図である。 図３は、背景技術におけるアクティブ期間、非アクティブ期間を考慮したフレーム中継のシーケンス図である。 図４は、本発明の実施の形態１における送信装置の構成を示すブロック図である。 図５Ａは、８０２．１５．４規格におけるデータフレーム構成を示す図である。 図５Ｂは、８０２．１５．４規格におけるＡＣＫフレーム構成を示す図である。 図６Ａは、本発明の実施の形態１及び２並びにそれらの変形例における送信装置が保有するＳＮ記憶部のデータ構造の一例を示す図である。 図６Ｂは、本発明の実施の形態１及び２並びにそれらの変形例における送信装置が保有するＳＮ記憶部のデータ構造の他の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１における受信装置の構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の実施の形態１における受信装置の他の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態１における中継装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態１における中継装置の他の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の実施の形態１におけるシステムの動作を示したシーケンス図である。 図１２は、本発明の実施の形態１における送信装置の動作を示したフローチャートである。 図１３は、本発明の実施の形態１における送信装置の他の動作を示したフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態１における受信装置の動作を示したフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態１における受信装置の他の動作を示したフローチャートである。 図１６は、本発明の実施の形態１における中継装置の動作を示したフローチャートである。 図１７は、本発明の実施の形態１における中継装置の他の動作を示したフローチャートである。 図１８は、本発明の実施の形態２に係る中継装置の構成を示すブロック図である。 図１９は、本発明の実施の形態２に係る中継装置の他の構成を示すブロック図である。 図２０は、本発明の実施の形態２における確認テーブル３６２のデータ構造の一例を示す図である。 図２１は、本実施の形態に係る中継装置を備えた無線通信システムのシーケンスを示す図である。 図２２は、本実施の形態に係る中継装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図２３は、本実施の形態に係る中継装置の他の処理の流れを示すフローチャートである。 図２４は、本発明の実施の形態１及び２、並びにそれらの変形例に係る中継装置、受信装置、及び送信装置を実現するコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。 図２５は、背景技術における無線通信ネットワーク構成を示す第１の図である。 図２６は、関連技術における無線通信ネットワーク構成を示す第２の図である。 図２７は、関連技術におけるフレームを中継する処理の流れを示すシーケンス図である。
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載したネットワークに関し、以下の問題が生じることを見いだした。
図２５に無線ネットワークの一例を示す。図２５において、無線ネットワークは、無線装置である無線制御装置と複数の無線端末装置とから構成される。符号１００１で示される無線装置は無線制御装置（以下、制御装置）であり、符号１００２、符号１００３、及び符号１００４で示される無線装置は無線端末装置（以下、端末装置）である。
制御装置１００１は、端末装置１００２〜１００４に対して、制御情報をビーコンフレームに含めて周期的にブロードキャストする。端末装置１００２〜１００４はこの制御情報に基づいて制御装置１００１と通信する。制御装置及び端末装置のアクセス制御方式には様々なものを用いることができ、例えば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などを用いることができる。
これらの無線ネットワークで用いられる無線装置（制御装置及び端末装置）は低消費電力性能に特徴がある。例えば、無線装置の消費電力を低減させるために、無線ネットワーク内の通信期間の種別として、通信を行うアクティブ期間と、通信を行わずにスリープ状態に入る（通信機能をＯＦＦにする）ことができる非アクティブ期間とを設けた構成になっている。非アクティブ期間を長くすれば、スリープ状態を長くできるので、消費電力を低減することができる。
端末装置１００２〜１００４は、制御装置１００１から送信されるビーコンフレームに含まれる制御情報によって、アクティブ期間及び非アクティブ期間各々の開始及び終了時刻等を知り、これらの情報に応じてスリープ処理（すなわち、通信機能のＯＮ／ＯＦＦ）を行う。
しかし、図２５に示す無線ネットワークでは、宅内及びオフィス等の設置環境、並びに障害物の有無等が原因で、無線制御装置と無線端末装置が直接通信できない場合が存在する。これを解決する方法として、フレームを中継転送する方法がある。例えば、中継接続先のルーティング設定を自動的に行う技術として、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ−ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の標準規格があるが、いずれも複雑なルーティング技術を用いており、コストが高く、一般の家庭では安易の導入することはできない。 そこで、複雑なルーティングを行うことなく、自動的に無線中継を行う方法としては特許文献１に記載されているものがある。
図２６を参照して、特許文献１に記載の無線ネットワークの構成を説明する。
図２６に示される無線ネットワークにおいて、送信装置１０１２と中継装置１０１１とは直接通信が可能であり、中継装置１０１１と受信装置１０１４とは直接通信が可能であるとする。また、送信装置１０１２と受信装置１０１４とは、離れた位置にあり、互いに直接通信は不可能な位置にあるものとする。
この時、送信装置１０１２が受信装置１０１４へ宛ててデータフレームを送信する場合の動作について、図２７を用いて説明する。
図２７は、関連技術における無線フレームの中継処理の流れを説明するシーケンス図である。図２７において、送信装置１０１２、中継装置１０１１及び受信装置１０１４がフレームを送信するタイミングを縦軸方向に時系列に示している。
送信装置１０１２が、受信装置１０１４宛へデータフレーム１０５０を送信した場合、受信装置１０１４はデータフレーム１０５０を受信することができない（Ｓ１２１０）。なぜなら、前述のように送信装置１０１２と受信装置１０１４とは互いに直接通信が可能な範囲内にないからである。よって、データフレーム１０５０に対応する確認応答（ＡＣＫ）フレームは、受信装置１０１４から送信されない。
一方、中継装置１０１１は送信装置１０１２から直接通信が可能な範囲内にあるので、データフレーム１０５０を受信できる。中継装置１０１１は、受信したデータフレーム１０５０を解析して、宛先アドレスが自アドレス宛であるか否かを判定する。その結果、データフレーム１０５０が受信装置１０１４宛であるので、中継装置１０１１は、データフレーム１０５０を一旦内部のバッファに蓄積する。
次に、中継装置１０１１は、送信装置１０１２が送信したデータフレーム１０５０に対する受信装置１０１４から送信装置１０１２への確認応答（ＡＣＫ）フレームを、待ち時間Ｔ１１だけ待ち受ける。中継装置１０１１は、時間Ｔ１１以内に受信装置１０１４からデータフレーム１０５０に対応するＡＣＫフレームを受信できなかった場合は、データフレーム１０５０が受信装置１０１４に届かなかったものと判定する。中継装置１０１１は、送信装置１０１２に対して、データフレーム１０５０に対する代理ＡＣＫフレーム（以後、代理ＡＣＫともいう）１０５１を受信装置１０１４に代わって送信する（Ｓ１２１２）。
この時、代理ＡＣＫフレーム１０５１の送信元アドレスには受信装置１０１４のアドレスが設定される。送信装置１０１２は、代理ＡＣＫフレーム１０５１を受信装置１０１４から送信されたものと判断し、データフレーム１０５０の送信処理を完了する。
次に、中継装置１０１１は、内部のバッファに蓄積しておいたデータフレーム１０５０を、代理データフレーム（以後、代理データともいう）１０５２として受信装置１０１４へ送信することにより、データフレームの中継を行う（Ｓ１２１６）。受信装置１０１４は、代理データフレーム１０５２を受信すると、代理データＡＣＫ１０５３を返送する（Ｓ１２１８）。送信装置１０１２は、受信装置１０１４から直接通信が可能な範囲内にないので、代理データＡＣＫ１０５３を受信しない。
以上の動作により、中継装置１０１１が、送信装置１０１２から受信装置１０１４へ宛てて送信されるデータフレームを中継することにより、直接通信が不可能な送信装置１０１２と受信装置１０１４との間で通信が可能となる。
しかしながら、特許文献１では、図２に示すような、アクティブ期間１００７と非アクティブ期間１００８とが存在する無線通信システムを想定していない。そのため、アクティブ期間１００７と非アクティブ期間１００８とが存在する無線通信システムで特許文献１に係る中継装置等が動作する場合、フレーム中継において、遅延が発生するという課題を有している。これは非アクティブ期間１００８に入ると、中継装置１０１１、送信装置１０１２、及び受信装置１０１４を含めた無線システム全体がスリープ状態に入るためである。特に、中継装置１０１１から送信装置１０１２へ代理ＡＣＫが送信された後であって、かつ、中継装置１０１１から受信装置１０１４への代理データの送信が完了する前にスリープ状態に入ると、送信装置１０１２は、実際には受信装置１０１４へのデータフレームに送信に遅延が生じているにも関わらず、遅延なく送信が完了したことを前提として内部処理を進める事態が生じうる。その結果、送信装置１０１２と、受信装置１０１４との間で処理の不整合が生じるおそれがある。
以上のように、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には無線通信を中断する無線通信システムにおいてフレーム中継をするには、中継処理の途中で非アクティブ期間となった場合には、多大な遅延が発生する可能性がある。この遅延はアプリケーションに悪影響を与える可能性を有する。
このような問題を解決するため、本発明のある局面に係る中継装置は、送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、前記送信装置から前記受信装置へと送信された第１フレームを中継する中継装置であって、フレームを受信する受信部と、フレームを送信する送信部と、受信された前記フレームが、前記第１フレームであると判定した場合には当該第１フレームを記憶するフレーム判定部と、前記第１フレームの受信確認応答として前記受信装置から送信されるべきフレームである第２フレームの代理フレームである第３フレームを生成する代理ＡＣＫ生成部と、前記受信部において前記第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第３フレームを前記送信部から送信させ、前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定し、当該拡張アクティブ期間内に、前記フレーム判定部が記憶している前記第１フレームである第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させる通信制御部とを備える。
本構成によると、中継装置は、中継途中のフレームの送信が完了するまでは、非アクティブ期間において自分自身は通信可能な期間である拡張アクティブ期間を設定する。その結果、中継するフレームを送信中に中継装置がスリープ状態に入ることを防止できる。よって、中継装置は、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には無線通信を中断する無線通信システムにおいて、フレームの低遅延中継が可能な中継装置を実現できる。
具体的には、前記通信制御部は、前記受信部において前記第１フレームが受信された後、前記事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第３フレームを前記送信部から前記送信装置と前記受信装置とへ送信させ、前記第４フレームの送信が前記アクティブ期間内に完了するように、前記拡張アクティブ期間を設定し、前記第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させるとしてもよい。
また、前記受信装置が前記第４フレームの受信確認応答として前記送信装置へ送信する第５フレームを検出する代理データＡＣＫ検出部をさらに備え、前記代理データＡＣＫ検出部は、前記第４フレームが送信されてから事前に定められた期間内に前記第５フレームを検出できたか否かを示す確認結果を、当該受信装置に固有の識別子と対応付けて記憶し、前記通信制御部は、事前に定められた期間内に前記受信装置から前記第２フレームを受信できず、かつ、当該受信装置の前記識別子に対応する前記確認結果が、前記第５フレームが検出できなかったことを示さない場合には、前記第３フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させ、前記第４フレームの送信が前記アクティブ期間内に完了するように、前記拡張アクティブ期間を設定し、前記第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させるとしてもよい。
この構成によると、中継装置は以前に代理データを送信した結果、対応する確認応答を受信できなかった受信装置に対しては、フレームを中継しない。その結果、中継装置による無駄なフレーム転送を抑制し、無線リソースの向上、フレーム衝突の低減につながる。
本発明のある局面に係る受信装置は、送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、前記送信装置から送信された後に、中継装置によって中継された第１フレームを受信する受信装置であって、シーケンス番号を含むフレームを受信する受信部と、受信したフレームに含まれる前記シーケンス番号に基づいて、当該フレームが前記中継装置から送信されたフレームであるか否かを判定する中継判定部と、前記受信したフレームが前記中継装置から送信されたフレームであると判定された場合には、前記中継装置によって中継される前記第１フレームの受信を当該アクティブ期間内で完了できるように、前記受信装置の前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定する通信制御部とを備える。
本構成によると、受信装置はフレームのシーケンス番号から、受信したフレームが中継装置によって送信されたものであると判定した場合、その後に中継装置から送信されるすべてのフレームを受信できるように、拡張アクティブ期間を設定する。その結果、フレームの低遅延転送が可能となる。
具体的には、前記受信装置に固有の識別子と、前記送信装置が前記受信装置へ割り当てうるシーケンス番号とを対応付けて記憶しているＳＮ記憶部をさらに備え、前記中継判定部は、前記受信部により受信されたフレームの種別を判定するフレーム判定部と、ＳＮ判定部とを有し、前記フレームは、前記送信装置によって割り当てられたシーケンス番号と、当該フレームの種別を示す種別情報とを含んでおり、前記フレーム判定部は、当該フレームに含まれる前記種別情報を参照し、当該フレームの種別が、前記第１フレームの受信確認応答として送信されるフレームの種別と一致するか否かを判定し、前記ＳＮ判定部は、前記フレームに含まれる前記シーケンス番号が、当該受信装置の識別子に対応付けられているシーケンス番号と一致するか否かを判定し、前記中継判定部は、前記フレーム判定部が一致すると判定し、前記ＳＮ判定部が一致すると判定した場合、前記フレームは前記中継装置によって送信されたと判定するとしてもよい。
この構成によると、シーケンス番号は、（１）フレームの識別子としての役割、（２）データフレーム（すなわち、第１フレーム）とＡＣＫフレーム（すなわち、第１フレームの受信確認応答）とを対応付ける役割、という役割に加えて、（３）どの受信装置へ宛てて送信されたデータフレーム、又はこれに対応するＡＣＫフレームであるかを示す役割を果たす。したがって、受信装置は、フレームが含む種別情報から、当該フレームの種別がＡＣＫフレームであるか否かを判定し、当該フレームがＡＣＫフレームであった場合には、誰に宛てて送信されたデータフレームに対応するＡＣＫフレームであるかを知ることができる。ここで、受信装置が、自分宛に送信されたデータフレームに対応するＡＣＫフレームを受信することは、通常ではありえない。なぜなら、自分宛に送信されたデータフレームに対応するＡＣＫフレームは、受信装置自身が送信すべきフレームであるためである。よって、中継判定部は、自分宛のデータフレームに対応するＡＣＫフレームを受信した場合には、当該受信フレームは、自分以外の無線装置、すなわち中継装置が、自分を代理して送信した代理データであると判定することができる。
本発明のある局面に係る送信装置は、送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、中継装置を介して前記受信装置へと第１フレームを送信する前記送信装置であって、前記受信装置に固有の識別子と、当該識別子と対応付けられたシーケンス番号とを記憶しているＳＮ記憶部と、前記第１フレームに割り当てられるシーケンス番号として、前記受信装置の前記識別子に対応するシーケンス番号を選択する選択部と、選択された前記シーケンス番号を含む前記第１フレームを生成するフレーム生成部と、生成された前記第１フレームを送信する送信部とを備える。
本構成によると、送信装置は、シーケンス番号に宛先が対応付けられたＡＣＫフレームを生成し、受信装置へ送信する。その結果、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のようにフレームの宛先を示すＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇフィールドの無いＡＣＫフレーム（すなわち、フレームの受信確認応答として送信されるフレーム）であっても、受信装置は、受信したＡＣＫフレームが、どの受信装置を宛先として送信されたフレームに対する受信確認応答であるかを判断することで、受信したフレームが中継装置によって送信されたものか否かを判定することができる。その結果、中継されたものであると判定した場合には、少なくとも自分自身は通信可能な期間である拡張アクティブ期間を設定することによって、送信フレームの低遅延転送が可能となる。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
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。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信システム１１０の一例を示した図である。無線通信システム１１０は、代表的には無線アドホックネットワークである。図１において、送信装置１０は、受信装置２０ａ及び中継装置３０と無線接続されている。また受信装置２０ｂは、送信装置１０と直接通信できない位置におり、中継装置３０を介して、接続されている。ここで、無線接続とは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格、ＩＥＥＥ８０２．１１規格、ＡＲＩＢ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ）準拠の特定小電力無線に準じた接続がある。
なお、以後、受信装置２０ａ及び受信装置２０ｂを総称して、受信装置２０という。
送信装置１０、受信装置２０、及び中継装置３０の各々は、例えば図２５に示される、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には無線通信を中断する無線通信システムにおける、制御装置及び端末装置のいずれかの無線装置である。以後、データフレーム（以後、第１フレームともいう）を送信する無線装置を送信装置と呼ぶ。そして、送信装置から送信されたデータフレームの宛先である無線装置を受信装置と呼ぶ。さらに、送信装置と受信装置との間で、データフレームを中継する無線装置を中継装置と呼ぶ。
送信装置１０、受信装置２０ａ、受信装置２０ｂ、及び中継装置３０の各々は、制御装置から送信されるビーコンフレームに含まれる制御情報から、アクティブ期間及び非アクティブ期間を取得する。
ここで、アクティブ期間とは、無線装置ごと（例えば、送信装置１０、受信装置２０ａ、受信装置２０ｂ、及び中継装置３０の各々）に定められる期間であって、各無線装置が通信機能をＯＮにし、他の無線装置と通信を行う期間である。また、非アクティブ期間とは、無線装置ごとに定められる期間であって、各無線装置が通信機能をＯＦＦにし、他の無線装置と通信を行わない期間である。
無線通信システム１１０に含まれるすべての無線装置は、ビーコンフレームによりアクティブ期間及び非アクティブ期間の同期をとるため、原則としてすべての無線装置が使用するアクティブ期間及び非アクティブ期間は一致する。例えば、送信装置１０が送信するビーコンフレームは、中継装置３０によってすぐに中継転送され、受信装置２０ｂに到達する。これにより、すべての無線装置のアクティブ期間及び非アクティブ期間は一致する。あるいは、送信装置１０が、ビーコンフレーム送信時に送信電力を上げることで、受信装置２０ｂに直接ビーコンフレームを到達させ、同期をとることなども可能である。
図２は、ビーコン期間１００６、アクティブ期間１００７、及び非アクティブ期間１００８の関係を示す図である。図２において、ビーコン期間は、アクティブ期間１００７と非アクティブ期間１００８とから構成される。アクティブ期間１００７は制御装置１００１と端末装置１００２〜１００４とが通信を行う期間である。非アクティブ期間１００８は通信を行わない期間である。制御装置及び端末装置は、非アクティブ期間１００８にはスリープ状態に入ることで消費電力を低減することができる。またアクティブ期間１００７であっても、通信を行わない端末装置はスリープ状態に入ることで消費電力を低減することができる。
制御装置１００１及び端末装置１００２〜１００４はアクティブ期間を共用で使用する。アクティブ期間の最初は制御装置１００１が使用し、ビーコンフレームをブロードキャストする。すなわち、ビーコン期間１００６は、アクティブ期間１００７と非アクティブ期間１００８との和となる。また制御装置１００１がビーコンフレームをブロードキャストした後のアクティブ期間は、制御装置１００１と端末装置１００２〜１００４との間の通信に使用される。
無線通信の方式には、例えば、ＣＳＭＡなどを用いることができる。また、アクティブ期間を複数の時間スロットに分割し、スロットＣＳＭＡ又はＴＤＭＡでスロットを共用して使用することも可能である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格では前半の時間スロットをＣＳＭＡによる競合アクセス用に用い、後半の時間スロットごとに使用する無線装置を割り当てて通信を行っている。ビーコンフレームにはこれらの時間スロット数及びその割り当て、アクティブ期間の長さ、非アクティブ期間の長さ、次のビーコンフレーム送信までの時間などフレームに関する制御情報が含まれる。
次に、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システム１１０に、従来技術を適用した場合に生じる課題について、図３を参照して詳細に説明する。
図３は従来技術における課題を説明するためのシーケンス図である。
ここで、端末装置１００２及び端末装置１００４のそれぞれは、制御装置１００１と通信可能な位置にある。また端末装置１００２と端末装置１００４とは、離れた位置にあるため、互いに直接通信は不可能な位置にあるとする。無線通信における役割について、例えば図１に示した無線通信システム１１０との対応関係を示せば、端末装置１００２が送信装置１０に相当し、制御装置１００１が中継装置３０に相当し、端末装置１００４が受信装置２０ｂに相当する。
アクティブ期間１００７において、端末装置１００２が端末装置１００４宛へデータフレーム１０６０を送信する。前述のように端末装置１００２と端末装置１００４とは互いに直接通信が可能な範囲内にないので、端末装置１００４はデータフレーム１０６０を受信することができない（Ｓ１２２０）。よって、データフレーム１０６０に対応する確認応答（ＡＣＫ）フレームは、端末装置１００４から送信されない。
一方、制御装置１００１は、端末装置１００２から直接通信が可能な範囲内にあるので、データフレーム１０６０を受信する。その後、制御装置１００１は、受信したデータフレーム１０６０を解析して、宛先アドレスが自アドレス宛であるか否かを判定する。その結果、宛先が端末装置１００４であるので、データフレーム１０６０を一旦内部のバッファに蓄積する。
次に、制御装置１００１は、端末装置１００２が送信したデータフレーム１０６０に対する確認応答（ＡＣＫ）フレームを待ち時間Ｔ１１だけ待ち受ける。制御装置１００１は、時間Ｔ１１以内に端末装置１００４からＡＣＫフレームを受信できなかった場合は、データフレーム１０６０が端末装置１００４に届かなかったものと判定する。制御装置１００１は、端末装置１００２へ、データフレーム１０６０に対応する代理の確認応答である代理ＡＣＫフレーム１０６１を、端末装置１００４に代わって送信する（Ｓ１２２２）。
代理ＡＣＫフレーム１０６１を受信した端末装置１００２は、データフレーム１０６０が端末装置１００４から送信されたものと判断してデータフレーム１０６０の送信処理を完了する。
次に、制御装置１００１は、内部のバッファに蓄積しておいたデータフレーム１０６０を、代理データ１０６２として端末装置１００４へ送信することにより、データフレームの中継を行う。ここで送信前又は送信中に時刻が非アクティブ期間１００８に入ると、制御装置１００１、端末装置１００２、及び端末装置１００４がスリープ状態となる。よって、次のアクティブ期間までの間（図３に示されるＴ１２の間）、制御装置１００１はフレームを中継することができず、遅延が発生する。
また、端末装置１００２は、ステップＳ１２２２において、データフレーム１０６０の端末装置１００４への送信が既に完了していると判断しており、次のアプリケーション処理を始める可能性がある。すなわち、無線通信システム全体として、内部状態の不整合による不具合が起こる可能性がある。
以後、上記の遅延が発生しないフレーム中継を実現できる本発明の実施の形態１に係る送信装置１０、受信装置２０、及び中継装置３０について説明する。
図４は、本実施の形態における送信装置１０の機能ブロックの一例を示した図である。ここで送信装置１０は、無線通信システム１１０における送信装置である。無線通信システム１１０では、送信装置１０から受信装置２０へと送信された第１フレームを中継装置３０が中継する。
図４に示されるように、送信装置１０は、送信部１１２Ａと、受信部１１２Ｂと、フレーム生成部１１３と、実行部１１４と、選択部１１５と、ＳＮ記憶部１１６とを備える。
送信部１１２Ａは、フレーム生成部１１３で生成されたフレームを、無線通信を行うための空中線であるアンテナ１１１より送信する。なお、より詳細には、フレーム信号の変調や復調、ＣＳＭＡなどのメディアアクセス制御の機能を有する。
受信部１１２Ｂは、アンテナ１１１より、ＡＣＫフレーム等を受信する。
フレーム生成部１１３は、データフレーム、ＡＣＫフレーム、ビーコンフレーム、マネジメントフレーム等、各種のフレームを生成、解析する機能を有する。例えば、選択部１１５で選択されたシーケンス番号を含むデータフレーム（第１フレーム）を生成する。
実行部１１４は、無線通信システム１１０を利用したサービスの制御部である。例えば、ホームネットワークにおける家電のリモート制御、家電同士の省エネ連携制御等の処理を実行する。
ＳＮ記憶部１１６は、受信装置に固有の識別子と、当該識別子に対応付けられたシーケンス番号（ＳＮ；Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）とを記憶している。例えば、ＳＮと無線装置のアドレス（例えばＭＡＣアドレス；Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌアドレス）とを関連付けて記憶する。なお、ＳＮ記憶部１１６は、受信装置以外に、中継装置等に固有の識別子とシーケンス番号とを対応付けて記憶してもよい。このＳＮ記憶部１１６の詳細は、図６にて後述する。
選択部１１５は、第１フレームに割り当てられるシーケンス番号として、受信装置の識別子に対応するシーケンス番号を選択する。なお、選択部１１５は、中継装置の識別子に対応するシーケンス番号を選択してもよい。
図６Ａ及び図６Ｂは、図４に示すＳＮ記憶部１１６の２つの例であるＳＮ記憶部１１６ａ及びＳＮ記憶部１１６ｂそれぞれのデータ構造を示した図である。ＳＮ記憶部１１６には、「ＳＮ（シーケンス番号）」と、無線装置の識別子である「機器アドレス」とが対応付けて記憶されている。なお、ＳＮ記憶部１１６は、これ以外の情報を記憶してもよい。
図６Ａに示されるＳＮ記憶部１１６ａと、図６Ｂに示されるＳＮ記憶部１１６ｂとの違いは、シーケンス番号の使い方である。すなわち、ＳＮ記憶部１１６ａでは、１つのシーケンス番号のグループに、複数の機器アドレス８６が対応付けられている。一方、ＳＮ記憶部１１６ｂでは、１つのシーケンス番号のグループに、１つの機器アドレス８８が対応付けられている。ＳＮ記憶部１１６のデータ構造としては、どちらを使用してもよい。
なお、機器アドレスとは、無線装置に固有の識別アドレスである。例えば、４８ビットのＭＡＣアドレス、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のショートアドレス、ＥＵＩ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｕｎｉｑｕｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）６４アドレスなどがある。
また、シーケンス番号とは、８０２．１５．４規格のフレーム構成を示す図である図５に示すように、データフレームやＡＣＫフレームなどのフレームに振られる番号である。送信装置から受信装置へ送信されるデータフレームと、そのデータフレームに対する確認応答として受信装置から送信装置へ送信されるＡＣＫフレームとは、共通のシーケンス番号を含む。このシーケンス番号の同一性より、無線装置はデータフレームとＡＣＫフレームとの対応付けが可能となる。
図５Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるデータフレーム７０の構成を示す。ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌには、フレームの種別がデータフレームであることを示す情報が設定される。ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ７２には、シーケンス番号が設定される。ＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇＦｉｅｌｄｓ７４には、送信元及び宛先となる無線装置の識別子等が設定される。
図５Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格におけるＡＣＫフレーム８０の構成を示す。ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ８１には、フレームの種別がＡＣＫフレームであることを示す情報が設定される。ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ８２には、対応するデータフレームに設定されていたシーケンス番号と同じシーケンス番号が設定される。８０２．１５．４規格では、ＡＣＫフレームにＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇ Ｆｉｅｌｄはなく、データフレームと同じシーケンス番号を使ってＡＣＫフレームが生成される。無線装置は、ＡＣＫフレームのシーケンス番号から、どのデータフレームに対するＡＣＫフレームであるかを判別できる。
図６Ａに示されるＳＮ記憶部１１６ａは、１〜６３のように一組のシーケンス番号に複数台の無線装置を関連付けている。それに対して、図６Ｂに示されるＳＮ記憶部１１６ｂは、一組のシーケンス番号に１台のみの無線装置を関連付けている。シーケンス番号は、送信装置１０がフレームを送信する度にインクリメントされる。ＳＮ記憶部１１６は、図６Ａ及び６Ｂに示されるように、上限値と下限値とが指定された連続するシーケンス番号で構成される組と、機器アドレスとを対応付けて記憶する。シーケンス番号は、各組の中でインクリメントされ、上限値に達すると再度、下限値に戻って使用される。
なお、本実施の形態に係る送信装置１０は、実行部１１４を備えていなくても同様の発明の効果を奏する。具体的には、送信装置１０の外部に、実行部１１４を備えた実行装置が存在する場合であれば、この実行装置へ受信したデータフレームを送信し、必要に応じて処理結果を取得することができる。
なお、本実施の形態に係る送信装置１０は、受信部１１２Ｂを備えていなくても同様の発明の効果を奏する。すなわち、送信装置１０は、フレームの宛先に対応したシーケンス番号を含む第１フレーム生成する際には他の無線装置からフレームを受信する必要はない。
図７は、本発明の実施の形態１における受信装置２０の機能ブロックの一例を示した図である。ここで、受信装置２０は、無線通信システム１１０における受信装置である。無線通信システム１１０では、送信装置１０から受信装置２０へと送信された第１フレームを中継装置３０が中継する。なお、図７において、図４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。
図７に示されるように、受信装置２０は、送信部２１２Ａと、受信部２１２Ｂと、中継判定部２２１と、通信制御部２２２と、ＳＮ記憶部１１６と、実行部２１４とを備える。
送信部２１２Ａは、送信装置１０から送信された第１フレームに対する確認応答としてＡＣＫフレーム（以後、第２フレームともいう）を送信装置１０へ宛てて送信する通信インタフェースである。本実施の形態では、ＡＣＫ生成部（図示なし）が第２フレームを生成する。なお、送信部２１２Ａが有する通信機能は、例えば送信部１１２Ａと同様である。
受信部２１２Ｂは、送信装置１０から送信されたフレームを受信する通信インタフェースである。受信部２１２Ｂが有する通信機能は、例えば受信部１１２Ｂと同様である。
中継判定部２２１は、受信したフレームに含まれるシーケンス番号に基づいて、当該フレームが中継装置３０から送信されたフレームであるか否かを判定する。その詳細は後述する。
ＳＮ記憶部１１６は、送信装置１０が備えるＳＮ記憶部１１６と同じ情報を含む記憶部である。すなわち、ＳＮ記憶部１１６は、受信装置２０に固有の識別子と、送信装置１０が受信装置２０へ割り当てうるシーケンス番号とを対応付けて記憶している。
通信制御部２２２は、受信したフレームが中継装置３０から送信されたフレームであると判定された場合には、受信装置２０の現在のアクティブ期間の終了後においても継続して、自分自身は通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定する。これは、アクティブ期間の終了後であっても、拡張アクティブ期間内で受信を継続することにより、中継装置３０によって中継される第１フレームの受信を完了できるようにするためである。なお、無線通信システム１１０は、制御装置からブロードキャストされるビーコンフレームによる指示によってアクティブ期間を定めることは前述のとおりである。
実行部２１４は、実行部１１４と同様に、ホームネットワークにおける家電のリモート制御、家電同士の省エネ連携制御等の、無線通信システム１１０を利用したサービスの制御を行う。
なお、本実施の形態に係る受信装置２０は、実行部２１４を備えていなくても同様の発明の効果を奏する。具体的には、受信装置２０の外部に、実行部２１４を備えた実行装置が存在する場合であれば、この実行装置へ受信したデータフレームを送信し、必要に応じて処理結果を取得することができる。
また、本実施の形態に係る受信装置２０は、ＳＮ記憶部１１６を備えていなくても同様の発明の効果を奏する。具体的には、例えばＳＤカード等の外部記憶媒体、又は、ネットワークを介してＳＮ記憶部１１６に記憶されるデータと同一のデータを取得することが可能である。
また、本実施の形態に係る受信装置２０は、送信部２１２Ａを備えていなくても同様の発明の効果を奏する。すなわち、受信装置２０は拡張アクティブ期間を設定すべきか否かを判定する際には他の無線装置へフレームを送信する必要がない。
なお、本実施の形態に係る受信装置２０は、他の構成によっても実現できる。図８に、本実施の形態の変形例に係る受信装置１０２０の構成を示す。
図８に示されるように、受信装置１０２０は、送受信部２１２と、中継判定部２２１と、ＳＮ記憶部２１６と、通信制御部２２２と、実行部２１４とを備える。なお、図７と同じ構成要素については、同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
本変形例では、送信部２１２Ａと受信部２１２Ｂとは、送受信部２１２としてまとめられる。送受信部２１２の機能は、送信部２１２Ａ及び受信部２１２Ｂと同一である。
また、中継判定部２２１は、フレーム判定部２１３と、ＳＮ判定部２１７とを有する。
フレーム判定部２１３は、データフレーム、ＡＣＫフレーム、ビーコンフレーム、マネジメントフレーム等、各種のフレームを生成したり解析したりする。本変形例では、フレーム判定部２１３は、ＡＣＫフレームを生成し、送受信部２１２から送信装置１０へ送信させる。また、送受信部２１２により受信されたフレームが、第２フレームであるか否かを判定する。なお前述のとおり、フレームは、送信装置１０が当該フレームに割り当てたシーケンス番号と、当該フレームの種別を示す種別情報とを含んでいる。
具体的には、フレーム判定部２１３は、当該フレームに含まれる種別情報を参照し、当該フレームの種別が、第１フレームの受信確認応答として送信されるフレームの種別と一致するか否かを判定する。例えば、図５を参照してＩＥＥＥ８０２．１５．４規格で説明すると、フレーム判定部２１３は、フレーム内のＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌを参照することで、当該フレームの種別を知ることができる。よって、フレーム判定部２１３は、フレームのＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌがＡＣＫフレーム８０のＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ８１と一致しているか否かを判定する。ここで、一致した場合には、当該フレームは第２フレームであるか、又は、後述する中継装置によって第２フレームの代理として送信された第３フレームのいずれかの可能性が考えられる。
ＳＮ判定部２１７は、受信したフレームに含まれるシーケンス番号が、受信装置２０の識別子に対応付けられているシーケンス番号と一致するか否かを判定する。
ここで、中継判定部２２１は、フレーム判定部２１３が一致すると判定し、ＳＮ判定部２１７が一致すると判定した場合、当該フレームは中継装置３０によって送信されたと判定する。
すなわち、本発明において、シーケンス番号は、（１）各フレームの識別子としての役割と、（２）データフレーム（すなわち、第１フレーム）とＡＣＫフレーム（すなわち、第１フレームの受信確認応答）とを対応付ける役割とに加えて、（３）どの受信装置へ宛てて送信されたデータフレーム、又はこれに対応するＡＣＫフレームであるかを示す役割を果たす。したがって、受信装置２０は、フレームに含まれる種別情報から、当該フレームの種別がＡＣＫフレームであるか否かを判定する。受信装置２０は、当該フレームがＡＣＫフレームであった場合には、誰に宛てて送信されたデータフレームに対応するＡＣＫフレームであるかを知ることができる。ここで、受信装置２０が、自分宛に送信されたデータフレームに対応するＡＣＫフレームを受信することは、通常考えられない。なぜなら、自分宛に送信されたデータフレームに対応するＡＣＫフレームは、受信装置自身が送信すべきフレームであるためである。よって、中継判定部２２１は、自分宛のデータフレームに対応するＡＣＫフレームを受信した場合には、当該受信フレームは、自分以外の無線装置、すなわち中継装置３０が、自分を代理して送信した代理データであると判定することができる。
次に、図９は、本発明の実施の形態１における中継装置３０の機能ブロックの一例を示した図である。中継装置３０は、無線通信システム１１０における中継装置であって、送信装置１０から受信装置２０へと送信された第１フレームを中継装置３０が中継する。なお、図９において、図４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。
図９に示されるように、中継装置３０は、送信部３３３Ａと、受信部３３３Ｂと、フレーム判定部３３４と、代理ＡＣＫ生成部３３２と、通信制御部３４０とを備える。
送信部３３３Ａは、フレームを送信する通信インタフェースである。
受信部３３３Ｂは、送信装置１０及び受信装置２０の一方から他方へと送信されたフレームを受信する。送信部３３３Ａ及び受信部３３３Ｂそれぞれは、例えば送信部１１２Ａ及び受信部１１２Ｂと同一の構成とすることができる。
フレーム判定部３３４は、受信部３３３Ｂによって受信されたフレームが、第１フレーム、及び受信装置２０が第１フレームの受信確認応答として送信する第２フレームのいずれかであるかを判定する。フレーム判定部３３４は、第１フレームであると判定した場合には当該第１フレームを、自身が有する記憶部３４１に記憶する。
代理ＡＣＫ生成部３３２は、受信部３３３Ｂにおいて、第１フレームが受信され、かつ、第１フレームを受信してから事前に定められた期間内に第１フレームに対応する第２フレームが受信されない場合には、第２フレームが含むべき情報と同一の情報を含むフレームであって、第２フレームの代理である第３フレームを生成する。すなわち、図５Ｂを参照して、第３フレームのＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ８１にはＡＣＫフレームを示す種別情報が指定され、ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｂｅｒ８２には記憶部３４１に記憶されている第１フレームのシーケンス番号が指定される。
なお、代理ＡＣＫ生成部３３２は、第１フレームを受信し、第１フレームの受信時刻に依存しない事前に定められた期間内に第２フレームを受信できない場合には、第３フレームを生成すると判断してもよい。
通信制御部３４０は、受信部３３３Ｂにおいて、第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に第１フレームに対応する第２フレームが受信されない場合には、第３フレームを送信部３３３Ａから、送信装置１０と受信装置２０とへ送信させる。また、通信制御部３４０は、アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定し、当該拡張アクティブ期間内に、フレーム判定部３３４が記憶している第１フレームを第４フレームとして、送信部３３３Ａから受信装置２０へ送信させる。
より詳細には、通信制御部３４０は、受信部３３３Ｂにおいて第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に第２フレームが受信されない場合には、第３フレームを送信部３３３Ａから送信装置１０と受信装置２０とへ送信させ、第４フレームの送信がアクティブ期間内に完了するように拡張アクティブ期間を設定し、第４フレームを送信部３３３Ａから受信装置２０へ送信させる。
なお、事前に定められた期間は、図２７を参照して、Ｔ１１に相当する。すなわち、中継装置３０が受信装置２０へ第１フレームを送信してから、中継装置３０が第２フレームを受信するまでに必要な期間として事前に定められている期間となる。
なお、通信制御部３４０は、第１フレームを受信してから事前に定められた期間内に、第１フレームの受信時刻に依存しない事前に定められた期間内に第２フレームを受信できない場合には、前述したように、（１）第３フレームを送信し、（２）第４フレームを送信し、及び（３）拡張アクティブ期間を設定してもよい。
なお、本実施の形態に係る中継装置３０は、記憶部３４１を備えていなくても同様の発明の効果を奏する。具体的には、中継装置３０の外部の記録媒体に第１データを記録させることができる。
図１０は、本実施の形態に係る中継装置の変形例を示すブロック図である。なお、図９と同一の構成要素については同一の符号をつけ、詳細な説明は省略する。
本変形例に係る中継装置１０３０は、送受信部３３３と、代理ＡＣＫ生成部３３２と、ＡＣＫ検出部３３１と、データフレーム抽出部３５５と、スリープ制御部３３５と、記憶部３４１とを備える。
ＡＣＫ検出部３３１は、図２７を参照して、ＡＣＫフレームの待ち時間であるＴ１１以内にＡＣＫフレームを受信したか否かを判定する機能を有する。
代理ＡＣＫ生成部３３２は、ＡＣＫフレームの待ち時間であるＴ１１以内にＡＣＫフレームが受信できない場合に、宛先無線装置に代わって代理ＡＣＫフレームとして、ＡＣＫフレームを生成する機能を有する。
ＡＣＫ検出部３３１が、ＡＣＫフレームの待ち時間Ｔ１１以内にＡＣＫが受信できないと判断し、代理ＡＣＫフレーム送信した後、データフレーム抽出部３５５は、記憶部３４１に記憶されているデータフレームを取り出して、宛先無線装置にアンテナ３１１からデータフレームを中継転送する機能を有する。
スリープ制御部３３５は、中継装置３０に拡張アクティブ期間を設定することにより、事前に予定されていた非アクティブ期間に入っても、スリープせずに、フレームの送受信を一定期間継続させる。
次に、送信装置１０から受信装置２０ｂへと送信された第１フレームを中継装置３０が中継する場合の動作について、図１１〜図１７を用いて説明する。なお、再度図１を参照して、送信装置１０と受信装置２０ｂとは離れた位置にあり、互いに直接通信は不可能な位置にあるものとする。また、中継装置３０は、送信装置１０と受信装置２０ｂとのどちらとも通信可能な位置になるものとする。
図１１は、実施の形態１における送信装置１０、受信装置２０ｂ、及び中継装置３０の動作を示すシーケンス図である。図１１は縦軸方向に無線通信システム１１０の通信時間を時系列で示す。前述のとおり、無線通信システム１１０においては、アクティブ期間１００７と非アクティブ期間１００８とが繰り返される。
ここで、前述のとおり、受信装置２０ｂは、送信装置１０から受信装置２０ｂへ宛てて送信されたデータフレーム５０を直接受信できない（Ｓ２１０）。よって、中継装置３０は、ＡＣＫフレームの待ち時間Ｔ１１だけ受信装置２０ｂからのＡＣＫフレームを待ち受けた後、ＡＣＫフレームを受信できなかった場合は代理ＡＣＫフレーム５１を送信する。この代理ＡＣＫフレーム５１は、送信装置１０及び受信装置２０ｂが受信する（それぞれ、Ｓ２１２及びＳ２１４）。
次に、中継装置３０及び受信装置２０ｂは、現在のアクティブ期間１００７の終了後に続く非アクティブ期間１００８内に、自分自身が通信可能な期間である拡張アクティブ期間１１００を設定する。具体的には、中継装置３０は、少なくとも、代理データフレーム５２（以後、代理データ、又は第４フレームともいう）の送信が完了するまでは通信可能な期間が継続するように、拡張アクティブ期間１１００を設定する。また、受信装置２０ｂは、少なくとも、代理データフレーム５２の受信が完了するまでは通信可能な期間が継続するように、拡張アクティブ期間１１００を設定する。こうして、受信装置２０ｂは代理データ５２の受信を完了することができる（Ｓ２１６）。
その後、受信装置２０ｂは中継装置３０へ代理データに対する確認応答である代理データＡＣＫフレーム５３（以後、代理データＡＣＫ、又は第５フレームともいう）を送信する。
なお、図１１において、中継装置３０が代理ＡＣＫ５１を送信してから、次に代理データ５２を送信するまでの期間Ｔ１３は、およそ数ミリ秒である。Ｔ１３の長さは、電波法上の制約、及び、受信装置が備えるマイクロコンピュータの処理速度等によって決まる。また、図１１において、中継装置３０が代理データ５２を送信してから、受信装置２０ｂが代理データＡＣＫ５３を送信するまでの期間Ｔ１４は、規格上定まる。また、非アクティブ期間とアクティブ期間とが切り替わるタイミングでは、規格上すべての無線装置は、必ずビーコンを受信する必要があるため、他のデータを送受信することができない。
したがって、中継装置３０及び受信装置２０ｂは、例えば、代理ＡＣＫ５１が送受信された後の非アクティブ期間１００８が終了するまでに、Ｔ１３＋Ｔ１４より長い期間の拡張アクティブ期間を設定できない場合には、拡張アクティブ期間を設定しないと判断してもよい。この場合、中継装置３０及び受信装置２０ｂは、代理データ５２の送受信を次のアクティブ期間まで待って開始してもよい。
以上述べたように、本実施の形態において、中継装置３０は代理ＡＣＫフレーム５１の送信が完了するまで、また、受信装置２０ｂは代理ＡＣＫフレーム５１の受信が完了するまで、それぞれが通信可能な期間を設定することで、遅延を発生させずにフレーム中継を実現することができる。
次に図１２を参照して、送信装置１０が行う処理の流れについて説明する。
図１２は、本実施の形態に係る送信装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、選択部１１５は、ＳＮ記憶部１１６を参照し、宛先である受信装置２０ｂに対応するＳＮを選択する（Ｓ７１）。
ここで受信装置２０ｂの機器アドレスが０ｘ００１１とする。選択部１１５は図６ＡのＳＮ記憶部１１６ａを参照して、例えば、シーケンス番号１を選択（Ｓ７１）する。
次に、フレーム生成部１１３が、図５Ａを参照して、ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ７２に１を指定し、ＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇＦｉｅｌｄｓ７４に０ｘ００１１を指定したデータフレームを生成する（Ｓ７２）。
その後、送信装置１０は送信部１１２Ａからデータフレームを送信する（Ｓ７３）。
なお、送信装置１０は、図１３に示されるように、ステップＳ７３の後に、規定時間以内に受信装置２０ｂからＡＣＫが受信できたか否かを判定し（Ｓ７４）、受信できない場合には（Ｓ７４でＮｏ）、事前に定められた再送回数の最大値未満の間は（Ｓ７５でＮｏ）、データフレーム５０の再送を繰り返してもよい（Ｓ７３）。
次に、図１４を参照して、受信装置２０ｂの処理の流れについて説明する。
受信部２１２Ｂがフレームを受信すると（Ｓ８１）、中継判定部２２１は、フレームを解析してシーケンス番号を取得する。また、中継判定部２２１は、取得したシーケンス番号に対応する機器アドレスをＳＮ記憶部１１６ｂへ照合して、自局宛のＡＣＫフレームか否かを判断する（Ｓ８２）。ここではＡＣＫフレームが自局宛であるため、受信装置２０ｂは中継局の存在を認識し、続いて代理データフレームが中継局から中継転送されることを認識する。よって、通信制御部２２２は、代理データフレームの受信が完了するまで、通信を継続できるように、拡張アクティブ期間を設定する（Ｓ８４）。
なお、通信制御部２２２は、次のデータフレーム転送を完了するまでに非アクティブ期間１００８に入るか判断し、もし非アクティブ期間に入る場合にだけ、一定期間スリープしないように、拡張アクティブ期間を設定してもよい。
例えば、通信制御部２２２は、代理データ５２のデータサイズを、中継装置３０から取得し、このデータサイズを受信装置２０ｂと中継装置３０との間の通信速度で割ることで、代理データ５２の転送に必要な時間を算出できる。また、通信制御部２２２は定期的に受信するビーコンフレームより、現在のアクティブ期間の終了時刻を知ることができる。よって、通信制御部２２２は、代理ＡＣＫ５１の受信を開始した時刻から、代理データ５２の受信が完了するまでに必要な時間が経過した時刻Ｔ１が、アクティブ期間の終了時刻Ｔ２以後であれば、少なくともＴ１とＴ２との差分だけ拡張アクティブ期間を設定してもよい。
なお、図１５に示されるように、受信装置２０は、拡張アクティブ期間を設定した（Ｓ８４）後に、代理データ５２の受信が完了した場合（Ｓ８５）には、代理データ５２に対してＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）チェックを行ってもよい（Ｓ８６）。この場合、受信装置２０は、代理データ５２を誤りなく受信できた場合（Ｓ８６でＹｅｓ）にのみ、代理データＡＣＫを中継装置３０へ送信してもよい（Ｓ８７）。
次に、図１６を参照して、中継装置３０の処理の流れについて説明する。
前述のとおり、送信装置１０と受信装置２０ｂとは互いに通信可能な範囲内にないので、受信装置２０ｂはデータフレーム５０を受信することができない。一方、中継装置３０は送信装置１０の通信可能範囲内にあるので、中継装置３０はデータフレーム５０を受信する（Ｓ３１０）。
フレーム判定部３３４は、受信したフレームを解析し、データフレームであるか否かを判定する（Ｓ３１２）。データフレーム５０を受信した場合（Ｓ３１２でＹｅｓ）、フレーム判定部３３４は受信したデータフレーム５０を代理データとして記憶部３４１に記憶する。なお、フレーム判定部３３４は、データフレーム５０の宛先アドレスが、自アドレス宛であるか否かを判定し、自アドレス宛以外である場合にのみ、ステップＳ３１４以降の処理を行うとしてもよい。その場合も、ここではデータフレーム５０は受信装置２０ｂ宛であるので、中継装置３０が備えるフレーム判定部３３４は、データフレーム５０を一旦記憶部３４１に記憶する（Ｓ３１４）。
次に、中継装置３０は、送信装置１０が送信したデータフレーム５０に対するＡＣＫフレームの待ち時間Ｔ１１が経過するまでＡＣＫフレームが受信できないか否かを判定する（Ｓ３１６）。ここで、待ち時間Ｔ１１が経過するまでにＡＣＫフレームが受信できないことを確認した場合にのみ（Ｓ３１６でＮＯ）、送信装置１０に対して、データフレーム５０に対するＡＣＫフレームの代理である代理ＡＣＫフレーム５１を送信する（Ｓ３１８）。
この時、送信装置１０は、送信元アドレスとして受信装置２０ｂのアドレスが設定された代理ＡＣＫフレーム５１を、受信装置２０ｂから送信されたものとして送信する（Ｓ３１８）。
次に通信制御部３４０は、中継装置３０の拡張アクティブ期間を設定する（Ｓ３２４）。
続いて、通信制御部３４０は、記憶部３４１に記憶しているデータフレーム５０を、代理データフレーム５２として受信装置２０ｂへ送信する（Ｓ３２６）。
なお、通信制御部３４０は、図１７に示されるように、代理データフレーム５２の送信を開始してから、その送信が完了するまでにアクティブ期間が終了するか否かを、ステップＳ３２６の前に判定し（Ｓ３２２）、アクティブ期間が終了する場合にのみ（Ｓ３２２でＹｅｓ）、拡張アクティブ期間を設定（Ｓ３２４）してもよい。さらにまた、通信制御部３４０は、代理データフレーム５２に対する確認応答である代理データＡＣＫフレーム５３を受信するまでにアクティブ期間が終了するか否かを、ステップＳ３２６の前に判定してもよい。
例えば、通信制御部３４０は、代理データ５２のデータサイズを取得し、このデータサイズを中継装置３０と受信装置２０ｂとの間の通信速度で割ることで、代理データ５２の受信完了までに必要な時間を算出できる。また、通信制御部３４０は定期的に受信するビーコンフレームより、現在のアクティブ期間の終了時刻を知ることができる。よって、通信制御部３４０は、代理ＡＣＫフレーム５１の送信を開始した時刻から、代理データフレーム５２の送信完了までに必要な時間が経過した時刻Ｔ３が、アクティブ期間の終了時刻Ｔ４以後であれば、少なくともＴ３とＴ４との差分だけ拡張アクティブ期間を設定してもよい。
通信制御部３４０は、代理データフレーム５２の送信が完了するまでにアクティブ期間が終了すると判定した場合（ＳＳ３２２でＹｅｓ）、拡張アクティブ期間を設定し（Ｓ３２４）、代理データフレーム５２を送信する（Ｓ３２６）。
なお、中継装置３０は、図１７に示されるように、ステップＳ３２６の後に、規定時間以内に受信装置２０ｂから代理データフレーム５２が受信できたか否かを判定し（Ｓ３２８）、受信できない場合には（Ｓ３２８でＮｏ）、事前に定められた再送回数の最大値未満の間は（Ｓ３３０でＮｏ）、代理データフレーム５２の再送を繰り返してもよい（Ｓ３２６）。
以上の動作により、アクティブ期間１００７と非アクティブ期間１００８が混在する無線ネットワークシステムにおいても、データフレームの中継途中に非アクティブ期間に入ってスリープすることなく、通信を継続することが可能となる。その結果、遅延時間が図１１においてＴ１３で示される待ち時間だけとなるよう、短縮することが可能となる。これにより、伝送遅延によるアプリケーションへの影響を軽減することが可能となる。
すなわち、本実施の形態に係る送信装置１０は、シーケンス番号に宛先が対応付けられたＡＣＫフレームを生成し、受信装置へ送信する。その結果、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のようにフレームの宛先を示すＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇフィールドの無いＡＣＫフレーム（すなわち、フレームの受信確認応答として送信されるフレーム）であっても、受信装置は、受信したＡＣＫフレームが、どの受信装置を宛先として送信されたフレームに対する受信確認応答であるかを判断することができる。これにより、受信装置は、受信したフレームが中継装置によって送信されたものか否かを判定することができる。その結果、中継装置から送信されたものであると判定した場合には、拡張アクティブ期間を設定することによって、送信フレームの低遅延中継が可能となる。
また、本実施の形態に係る受信装置２０は、受信したフレームが中継装置によって送信されたものであると判定した場合、その後に中継装置から送信されるすべてのフレームを、次のビーコンが送信されるまでの期間内で受信できるように、拡張アクティブ期間を設定する。その結果、フレームの低遅延中継が可能となる。
また、本実施の形態に係る中継装置３０は、中継途中のフレームの送信が完了するまでは、少なくとも自分自身は通信可能な期間である拡張アクティブ期間を、無線通信システムによって定められた非アクティブ期間内に設定する。その結果、中継するフレームを送信中に中継装置がスリープ状態に入ることを防止できる。よって、中継装置は、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には無線通信を中断する無線通信システムにおいて、フレームの低遅延中継が可能となる。
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る中継装置３０について説明する。
図１８は、実施の形態２に係る中継装置１０３０ａの機能構成を示すブロック図である。なお、図９に示される中継装置３０と同一の構成要素には同一の符号をつけ、詳細な説明は省略する。
本実施の形態に係る中継装置１０３０ａは、図９に示される実施の形態１に係る中継装置３０と比較して、代理データＡＣＫ検出部３６０をさらに備える点が異なる。
代理データＡＣＫ検出部３６０は、受信装置２０が第４フレーム（すなわち、代理データフレーム５２）の受信確認応答として送信装置１０へ送信する第５フレーム（すなわち、代理データＡＣＫフレーム５３）を検出する。
また、代理データＡＣＫ検出部３６０は、第４フレームが送信されてから事前に定められた期間内に、第４フレームに対応する第５フレームを検出できたか否かを示す確認結果を、受信装置２０に固有の識別子と対応付けて、自身が有する確認テーブル３６２へ記憶する。
通信制御部３４０ａは、第１フレームを受信してから事前に定められた期間内に、第１フレームの宛先である受信装置２０から第１フレームに対応する第２フレームを受信できず、かつ、確認テーブル３６２に記憶されている当該受信装置の識別子に対応する確認結果が、以前に第５フレームが検出できなかったことを示さない場合に限り、（Ａ）送信部３３３Ａに、送信装置１０と受信装置２０とへ第３フレームを送信させ、（Ｂ）第４フレームの送信がアクティブ期間内に完了するように、拡張アクティブ期間を設定し、（Ｃ）送信部３３３Ａに、フレーム判定部３３４が記憶している第１フレームを第４フレームとして受信装置２０へ送信させる。
なお、図１９に示される中継装置１０３０ｂのように、実施の形態１の変形例に係る中継装置１０３０に、確認テーブル３６２と代理データＡＣＫ検出部３６０とを追加することでも、同様の効果を奏する。
図２０は、確認テーブル３６２のデータ構造の一例を示す図である。
図２０に示されるように、確認テーブル３６２は、受信装置２０に固有の識別子である端末アドレスと、当該端末アドレスで示される受信装置２０から第５フレームが届いたか否かを示す確認結果とが対応づけて記憶されている。
例えば、０ｘ００１１の端末アドレスに対応する確認結果は「可」である。これは、以前に、識別子が０ｘ００１１である受信装置２０へ第４フレームを送信した際は、所定の時間内に代理データＡＣＫ検出部３６０が第５フレームを検出できたことを示す。よって、通信制御部３４０ａは、端末アドレスが０ｘ００１１で特定される受信装置２０へ宛てられたデータフレームを中継するための処理（上記（Ａ）〜（Ｃ））を行う。
また、０ｘ００１３の端末アドレスに対応する確認結果は「不可」である。これは、以前に、識別子が０ｘ００１３である受信装置２０へ第４フレームを送信した際は、所定の時間内に代理データＡＣＫ検出部３６０が第５フレームを検出できなかったことを示す。よって、通信制御部３４０ａは、端末アドレスが０ｘ００１３で特定される受信装置２０へ宛てられたデータフレームを中継しない。
また、通信制御部３４０ａは、例えば端末アドレスが０ｘｆｆｆｆで特定される受信装置２０へ宛てられたデータフレームを受信し、０ｘｆｆｆｆが確認テーブル３６２の端末アドレスに含まれていない場合には、このデータフレームを端末アドレスが０ｘｆｆｆｆで特定される受信装置２０へ中継する。中継した後、代理データＡＣＫ検出部３６０が所定の時間内に、端末アドレスが０ｘｆｆｆｆである受信装置２０から送信された第５フレームを検出できた場合には、代理データＡＣＫ検出部３６０は端末アドレス０ｘｆｆｆｆと、その確認結果である「可」を対応付けて、確認テーブル３６２へ記憶する。
一方、中継した後、代理データＡＣＫ検出部３６０が所定の時間内に、端末アドレスが０ｘｆｆｆｆである受信装置２０から送信された第５フレームを検出できなかった場合には、代理データＡＣＫ検出部３６０は端末アドレス０ｘｆｆｆｆと、その確認結果である「不可」を対応付けて、確認テーブル３６２へ記憶する。
なお、本実施の形態では、確認テーブル３６２が記憶している確認結果を、「可」「不可」と表しているが、それぞれ「受信可」「受信不可」、「ＯＫ」「ＮＧ」、「１」「０」など２つの状態を表す任意の形式で確認結果を記憶できる。また、確認テーブル３６２は「可」「不可」の２状態に加え、第５データフレームが受信できるか否かが不明であることを示す情報として、例えば「不明」又は「２」などを加えた、合計３状態のいずれかとして確認結果を記憶してもよい。
図２１は、本実施の形態に係る中継装置１０３０ａを備えた無線通信システムのシーケンスを示す図である。
送信装置１０が直接に通信できない距離にいる受信装置２０ｂへ宛てて送信したデータフレーム５０を中継装置１０３０ａが受信すると（Ｓ２１０）、通信制御部３４０ａは確認テーブル３６２を参照して、以前に受信装置２０ｂから第５フレームを受信できたか否かを確認する。ここで、第５フレームが検出できなかったという確認結果が確認テーブル３６２に記憶されていない場合には、通信制御部３４０ａは代理ＡＣＫ５１を送信し、続いて代理データ５２を受信装置２０ｂへ送信する（Ｓ２１６）。その後は所定の時間（例えばＴ１１）だけ、代理データ５２に対する受信装置２０ｂからの受信応答である第５フレームを待ち受ける。
なお、第５フレームが検出できなかったという確認結果が確認テーブル３６２に記憶されていない場合とは、例えば、受信装置２０ｂから第５フレームを受信できたことを示す確認結果が確認テーブル３６２に記憶されている場合、又は、受信装置２０ｂに対応する確認結果が確認テーブル３６２に記憶されていない場合などである。
ここで、受信装置２０ｂが中継装置１０３０ａとも直接に通信できない距離にいる場合、中継装置１０３０ａは第５フレームを受信できない。よって、中継装置１０３０ａが備える代理データＡＣＫ検出部３６０は、受信装置２０ｂから第５フレームを受信できなかったことを示す確認結果を確認テーブル３６２へ記憶する。
図２２は、本実施の形態に係る中継装置１０３０ａの処理の流れを示すフローチャートである。
受信部３３３Ｂが無線フレームを受信し（Ｓ４０２）、受信したフレームはデータフレームであるとフレーム判定部３３４が判定すると（Ｓ４０４でＹｅｓ）、フレーム判定部３３４は当該フレームを記憶部３４１に記憶する（Ｓ４０６）。
その後、通信制御部３４０ａは、受信したデータフレームに対応するＡＣＫフレームを規定時間以内に受信した場合は（Ｓ４０８でＹｅｓ）処理を終了する。一方、規定時間以内にＡＣＫフレームを受信しなかった場合、通信制御部３４０ａは当該データフレームの中継が必要であると判断し、拡張アクティブ期間を設定する（Ｓ４１０）。
次に通信制御部３４０ａは、中継するデータフレームの送信先が確認テーブル３６２に存在するか否かを判定する（Ｓ４１２）。判定の結果、存在する場合には（Ｓ４１２でＹｅｓ）、対応する代理データＡＣＫの確認結果を参照する（Ｓ４１４）。ここで、代理データＡＣＫが受信できなかったことを確認結果が示す場合には（Ｓ４１４でＮｏ）、通信制御部３４０ａは処理を終了する。
一方、中継するデータフレームの送信先が確認テーブル３６２に存在しない場合（Ｓ４１２でＮｏ）、又は、中継するデータフレームの送信先から代理データを受信したことを示す確認結果が確認テーブル３６２に記憶されている場合（Ｓ４１４でＹｅｓ）には、通信制御部３４０ａは、代理ＡＣＫ生成部３３２で生成された代理ＡＣＫを送信する（Ｓ４１６）。
次に、通信制御部３４０ａは、記憶部３４１に記憶されているデータフレームを代理データとして、当該データフレームの送信先へ送信する（Ｓ４１８）。
次に、代理データＡＣＫ検出部３６０は、送信された代理データに対応する代理データＡＣＫが規定時間以内に受信できたか否かを判定する（Ｓ４２０）。その結果、受信できなかった場合には、代理データＡＣＫ検出部３６０は、確認テーブル３６２に代理データＡＣＫが受信できなかったことを示す情報（「不可」）を記憶する（Ｓ４２４）。一方、代理データＡＣＫを受信できた場合には、代理データＡＣＫ検出部３６０は確認テーブル３６２に、代理データＡＣＫが受信できたことを示す情報（「可」）を記憶する（Ｓ４２２）。
なお、ステップＳ４２０において、代理データＡＣＫ検出部が代理データＡＣＫを受信できなかった場合には、事前に定められた回数以内で代理データの再送を行ってもよい。
例えば、図２３を参照して、代理データＡＣＫ検出部が規定時間以内に代理データＡＣＫを受信できなかった場合（Ｓ４２０でＮｏ）には、再送回数が許可された最大値未満である場合に限り（Ｓ４２６でＮｏ）、通信制御部は代理データを再送する（Ｓ４１８）。この場合、再送回数が許可された最大の回数に達した場合（Ｓ４２６でＹｅｓ）、代理データＡＣＫ検出部３６０は確認テーブル３６２に代理データＡＣＫが受信できなかったことを示す情報（「不可」）を記憶する（Ｓ４２４）。
なお、通信制御部３４０ａは、ステップＳ４１０で拡張アクティブ期間を設定する前に、当該データフレームの送信を完了する前までにアクティブ期間が終了するか否かを判定してもよい。この場合、通信制御部３４０ａは、アクティブ期間が終了すると判定した場合にのみ、ステップＳ４１０で拡張アクティブ期間を設定してもよい。
なお、本発明の実施の形態１及び２、並びにそれらの変形例における接続構成は、無線通信だけに限られない。例えば、電灯線（電力線）、電話線、同軸ケーブル、光ケーブル、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；登録商標）、及びＩＥＥＥ１３９４などの有線通信でも構わない。これらにより本発明の無線ネットワークシステムは各種伝送メディアで通信することができる。
なお、本発明の実施の形態１及び２、並びにそれらの変形例における構成では、送信装置から中継装置を介して受信装置へ転送されるダウンリンクでのデータフレームの転送を例に記載した。しかし、これに限定されずに、受信装置から中継装置を介して送信装置へ転送されるアップリンクでのデータフレームの転送でも構わない。これら構成も、上記実施の形態の組み合わせにより容易に想定できる。すなわち、本発明の無線通信システムはデータフレーム中継を、ダウンリンクだけでなく、アップリンクでも適用できる。
なお、本発明の実施の形態１及び２、並びにそれらの変形例における構成では、送信装置、中継装置、及び受信装置の各役割機能を明確に分離した。しかし、これに限定されずに、全役割機能を１つの装置に搭載した無線伝送装置とすることも可能である。これらにより、Ｐ２Ｐ（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）のメッシュネットワークへの対応も可能となる。
なお、本願の実施の形態の構成は、ＣＰＵやＭＰＵで動作するコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、フレームを受信する受信ステップと、受信された前記フレームが、前記第１フレームであると判定した場合には当該第１フレームを記憶するフレーム判定ステップと、前記受信ステップにおいて前記第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第２フレームの代理フレームである第３フレームを送信し、前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定し、当該拡張アクティブ期間内に、前記フレーム判定ステップにおいて記憶された前記第１フレームである第４フレームを前記受信装置へ送信する通信制御ステップとを含む中継方法を実行させる。
またこのプログラムはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体に記憶することもできる、あるいはインターネットなどの伝送媒体を介して配信することもできる。
なお、本発明の実施の形態１及び２、並びにそれらの変形例に係る無線装置の構成は、ＣＰＵやＭＰＵで動作するソフトウェア構成に限定されずに、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などのハードウェア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、すべ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。さらに、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。
より具体的には、図２４は、実施の形態１及び２、並びにそれらの変形例に係る無線装置である、送信装置１０、受信装置２０、中継装置３０、及び中継装置１０３０ａ等を実現するコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
これらの無線装置は、コンピュータ７３４と、コンピュータ７３４に指示を与えるためのキーボード７３６及びマウス７３８と、コンピュータ７３４の演算結果等の情報を提示するためのディスプレイ７３２と、コンピュータ７３４で実行されるプログラムを読み取るためのＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）装置７４０及び通信モデム７５２とを含む。
これらの無線装置が行う処理であるプログラムは、コンピュータで読取可能な媒体であるＣＤ−ＲＯＭ７４２に記憶され、ＣＤ−ＲＯＭ装置７４０で読み取られる。又は、コンピュータネットワークを通じて通信モデム７５２で読み取られる。
コンピュータ７３４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７４４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７４６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７４８と、ハードディスク７５０と、通信モデム７５２と、バス７５４とを含む。
ＣＰＵ７４４は、ＣＤ−ＲＯＭ装置７４０又は通信モデム７５２を介して読み取られたプログラムを実行する。ＲＯＭ７４６は、コンピュータ７３４の動作に必要なプログラムやデータを記憶する。ＲＡＭ７４８は、プログラム実行時のパラメータなどのデータを記憶する。ハードディスク７５０は、プログラムやデータなどを記憶する。通信モデム７５２は、コンピュータネットワークを介して他のコンピュータとの通信を行う。バス７５４は、ＣＰＵ７４４、ＲＯＭ７４６、ＲＡＭ７４８、ハードディスク７５０、通信モデム７５２、ディスプレイ７３２、キーボード７３６、マウス７３８及びＣＤ−ＲＯＭ装置７４０を相互に接続する。
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカード又はモジュールは、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カード又はモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。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カード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。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よいし、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よい。
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、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））、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどのメモリカード、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これら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よい。
また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、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よい。
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よい。
また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記記録媒体に記録して移送することにより、又は上記プログラム又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よい。
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よい。
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。
本発明は、中継装置等に適用でき、特に、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムであり、送信装置から受信装置へと送信された第１フレームを中継装置が中継する無線通信システムにおける中継装置等に適用できる。
１０、１０１２ 送信装置
２０、２０ａ、２０ｂ、１０１４、１０２０ 受信装置
２１ 中継判定部
２２ スリープ制御部
３０、１０１１、１０３０、１０３０ａ、１０３０ｂ 中継装置
３１ ＡＣＫ有無検出
３２ ＡＣＫ生成部
３３ フレームバッファ
３４ データフレーム抽出部
３５ スリープ制御部
５０、７０、１０５０、１０６０ データフレーム（第１フレーム）
５１、１０５１、１０６１ 代理ＡＣＫフレーム（第３フレーム、代理ＡＣＫ）
５２、１０５２、１０６２ 代理データフレーム（第４フレーム、代理データ）
５３、１０５３、１０６３ 代理データＡＣＫフレーム（第５フレーム、代理データＡＣＫ）
８０ ＡＣＫフレーム（第２フレーム）
８６、８８ 機器アドレス
１１０ 無線通信システム
１１１、３１１ アンテナ
１１２、２１２、３３３ 送受信部
１１２Ａ、２１２Ａ、３３３Ａ 送信部
１１２Ｂ、２１２Ｂ、３３３Ｂ 受信部
１１３ フレーム生成部
１１４、２１４ 実行部
１１５ 選択部
１１６、１１６ａ、１１６ｂ、２１６ ＳＮ記憶部
２１３、３３４ フレーム判定部
２１７ ＳＮ判定部
２２１ 中継判定部
２２２、３４０、３４０ａ 通信制御部
３３１、３７６ ＡＣＫ検出部
３３２ 代理ＡＣＫ生成部
３３５、３７２ スリープ制御部
３４１ 記憶部
３５５ データフレーム抽出部
３６０ 代理データＡＣＫ検出部
３６２ 確認テーブル
７３２ ディスプレイ
７３４ コンピュータ
７３６ キーボード
７３８ マウス
７４０ ＣＤ−ＲＯＭ装置
７４２ ＣＤ−ＲＯＭ
７４４ ＣＰＵ
７４６ ＲＯＭ
７４８ ＲＡＭ
７５０ ハードディスク
７５２ 通信モデム
７５４ バス
１００１ 制御装置
１００２、１００３、１００４ 端末装置
１００６ ビーコン期間
１００７ アクティブ期間
１００８ 非アクティブ期間
１００９ ビーコン
１１００ 拡張アクティブ期間

Claims (11)

  1. 送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、前記送信装置から前記受信装置へと送信された第１フレームを中継する中継装置であって、
    フレームを受信する受信部と、
    フレームを送信する送信部と、
    受信された前記フレームが、前記第１フレームであると判定した場合には当該第１フレームを記憶するフレーム判定部と、
    前記第１フレームの受信確認応答として前記受信装置から送信されるべきフレームである第２フレームの代理フレームである第３フレームを生成する代理ＡＣＫ生成部と、
    前記受信部において前記第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第３フレームを前記送信部から送信させ、前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定し、当該拡張アクティブ期間内に、前記フレーム判定部が記憶している前記第１フレームである第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させる通信制御部とを備える
    中継装置。
  2. 前記通信制御部は、前記受信部において前記第１フレームが受信された後、前記事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第３フレームを前記送信部から前記送信装置と前記受信装置とへ送信させ、前記第４フレームの送信が前記アクティブ期間内に完了するように、前記拡張アクティブ期間を設定し、前記第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させる
    請求項１に記載の中継装置。
  3. 前記受信装置が前記第４フレームの受信確認応答として前記送信装置へ送信する第５フレームを検出する代理データＡＣＫ検出部をさらに備え、
    前記代理データＡＣＫ検出部は、前記第４フレームが送信されてから事前に定められた期間内に前記第５フレームを検出できたか否かを示す確認結果を、当該受信装置に固有の
    識別子と対応付けて記憶し、
    前記通信制御部は、事前に定められた期間内に前記受信装置から前記第２フレームを受信できず、かつ、当該受信装置の前記識別子に対応する前記確認結果が、前記第５フレームが検出できなかったことを示さない場合には、前記第３フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させ、前記第４フレームの送信が前記アクティブ期間内に完了するように、前記拡張アクティブ期間を設定し、前記第４フレームを前記送信部から前記受信装置へ送信させる
    請求項１に記載の中継装置。
  4. 送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、前記送信装置から送信された後に、中継装置によって中継された第１フレームを受信する受信装置であって、
    フレームであって、当該フレームを受信する受信装置の識別子とシーケンス番号との所定の対応付けに基づいて、当該フレームを送信した送信装置が選択したシーケンス番号と、当該フレームの種別を示す種別情報とを含むフレームを受信する受信部と、
    受信したフレームに含まれる前記シーケンス番号と、前記所定の対応付けとに基づいて、当該フレームが前記送信装置により前記受信装置を宛先として送信されたフレームであるか否かを判定し、かつ、前記種別情報に基づいて当該フレームが前記第１フレームの受信確認応答として送信されたフレームであるか否かを判定する中継判定部と、
    前記受信したフレームが前記送信装置により前記受信装置を宛先として送信されたフレームであると判定され、かつ、前記受信したフレームが受信確認応答として送信されたフレームであると判定された場合には、前記中継装置によって中継される前記第１フレームの受信を当該アクティブ期間内で完了できるように、前記受信装置の前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を、当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定する通信制御部とを備える
    受信装置。
  5. 前記受信装置に固有の識別子と、前記送信装置が前記受信装置へ割り当てうるシーケンス番号とを対応付けて記憶しているＳＮ記憶部をさらに備え、
    前記中継判定部は、前記受信部により受信されたフレームの種別を判定するフレーム判定部と、
    ＳＮ判定部とを有し、
    前記フレーム判定部は、当該フレームに含まれる前記種別情報を参照し、当該フレームの種別が、前記第１フレームの受信確認応答として送信されるフレームの種別と一致するか否かを判定し、
    前記ＳＮ判定部は、前記ＳＮ記憶部を参照し、前記フレームに含まれる前記シーケンス番号が、当該受信装置の識別子に対応付けられているシーケンス番号と一致するか否かを判定し、
    前記中継判定部は、前記フレーム判定部が一致すると判定し、前記ＳＮ判定部が一致すると判定した場合、前記フレームは前記中継装置によって送信されたと判定する
    請求項４に記載の受信装置。
  6. 送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、中継装置を介して前記受信装置へと第１フレームを送信する前記送信装置であって、
    前記受信装置に固有の識別子と、前記送信装置が前記受信装置へ割り当てうるシーケンス番号とを記憶しているＳＮ記憶部と、
    前記第１フレームに割り当てられるシーケンス番号として、前記ＳＮ記憶部に記憶されているシーケンス番号のうちから前記受信装置の前記識別子に対応するシーケンス番号を選択する選択部と、
    選択された前記シーケンス番号を含む前記第１フレームを生成するフレーム生成部と、
    生成された前記第１フレームを送信する送信部とを備える
    送信装置。
  7. 送信装置と受信装置との間で、アクティブ期間中には無線通信を行い、非アクティブ期間中には前記無線通信を中断する無線通信システムにおいて、前記送信装置から前記受信装置へと送信された第１フレームを中継する中継方法であって、
    フレームを受信する受信ステップと、
    受信された前記フレームが、前記第１フレームであると判定した場合には当該第１フレームを記憶するフレーム判定ステップと、
    前記受信ステップにおいて前記第１フレームが受信された後、事前に定められた期間内に前記第２フレームが受信されない場合には、前記第２フレームの代理フレームである第３フレームを送信し、前記アクティブ期間の終了後においても継続して通信できる期間である拡張アクティブ期間を当該アクティブ期間に続く非アクティブ期間内に設定し、当該拡張アクティブ期間内に、前記フレーム判定ステップにおいて記憶された前記第１フレームである第４フレームを前記受信装置へ送信する通信制御ステップとを含む
    中継方法。
  8. 前記受信装置が前記第４フレームの受信確認応答として前記送信装置へ送信する第５フレームを検出する代理データＡＣＫ検出ステップをさらに含み、
    前記代理データＡＣＫ検出ステップにおいては、前記第４フレームが送信されてから事前に定められた期間内に前記第５フレームを検出できたか否かを示す確認結果を、当該受信装置に固有の識別子と対応付けて記憶し、
    前記通信制御ステップにおいて、事前に定められた期間内に前記受信装置から前記第２フレームを受信できず、かつ、当該受信装置の前記識別子に対応する前記確認結果が、前記第５フレームが検出できなかったことを示さない場合には、前記第３フレームを前記受信装置へ送信し、前記フレーム判定ステップで記憶された前記第１フレームを第４フレームとして前記受信装置へ送信し、前記第４フレームの送信が前記アクティブ期間内に完了するように、前記拡張アクティブ期間を設定し、前記第４フレームを前記受信装置へ送信する
    請求項７に記載の中継方法。
  9. 請求項７に記載の中継方法をコンピュータに実行させる
    プログラム。
  10. 請求項７に記載の中継方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した
    コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  11. 請求項７又は請求項８に記載の中継方法を実現する
    集積回路。
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