JP6083608B2 - 無線通信システム、統合端末装置、アクセスポイント、及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、統合端末装置、アクセスポイント、及び無線通信方法に関する。

近年、センサネットワーク等での活用、普及が期待されるシステムとして、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標。以下同様。）による無線通信ネットワークがある（例えば、非特許文献１参照。）。Ｚｉｇｂｅｅは、無線ＰＡＮ（Personal Area Network）の一つであり、この無線通信ネットワークでは、例えば２つのトポロジが利用できる。第１のトポロジは、スター型のトポロジであり、コーディネータと呼ばれる無線局を中心として、その周辺にエンドデバイスと呼ばれる無線局が配置される。スター型のトポロジは１ホップのみのシンプルなネットワークである。他のトポロジは、Ｐ ｔｏ Ｐ（Peer to peer）型のトポロジであり、基本的には無線局間で一対一の通信を行うトポロジである。スター型のトポロジでは、スーパーフレーム構成を用いたビーコンモードが用意されている。

図１３は、スター型のトポロジが用いる無線ＰＡＮ（Personal Area Network）のスーパーフレーム構成を示す図である。ビーコンモードでは、ビーコン信号（Beacon）が送信されてから次のビーコン信号が送信されるまでの時間が、アクティブ期間（同図におけるSuperframeの期間）とインアクティブ期間（同図におけるInactive Period）とに分割される。コーディネータは、アクティブ期間とインアクティブ期間とを表す情報をビーコン信号に含めて送信する。アクティブ期間には、キャリアセンスを使用した通信を行う期間（ＣＡＰ：Contention Access Period、自由競争通信期間）の他に、特定のエンドデバイスにのみ通信を許可する割当期間（ＣＦＰ：Contention Free Period、無競争通信期間）を設けることができる。アクティブ期間では、スーパーフレームと呼ばれる仮想的時間割の中で、コーディネータとエンドデバイスが相互に通信を行う。なお、ビーコン信号はキャリアセンスを行わず一定周期（Baecon interval：ビーコン周期）で強制的に送信される。アクティブ期間では、信号の送受信が行われる一方、インアクティブ期間では信号の送受信が行われない。したがって、インアクティブ期間において、無線局は、他無線局の送信状況をキャリアセンスする必要が無く、消費電力を低減することができる。

ビーコンモードではコーディネータがキャリアセンスを行わずに無線ＰＡＮビーコン信号を送信する。このため無線ＰＡＮのビーコン送信時に無線ＬＡＮの信号が送信されている場合は信号の衝突が発生し、無線ＰＡＮのエンドデバイスはビーコンを正しく受信できずスーパーフレームによる通信が行えなくなる。これを解決するため、無線ＰＡＮのコーディネータに無線ＬＡＮの無線機能を統合した統合端末の利用が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。統合端末は、無線ＰＡＮのビーコン送信に先立って、無線ＬＡＮのチャネル予約信号（ＲＴＳ信号）を送信することでチャネルを予約し、無線ＰＡＮのビーコン送信時に無線ＬＡＮの信号が送信されることを回避する。予約される期間長は、チャネル予約信号の送信時点からスーパーフレームの終了時点までの期間となる。

特開２０１２−１６９７４０号公報

B.H. Jung et al.、"Ubiquitous Wearable Computer (UWC)- Aided Coexistence Algorithm in an Overlaid Network Environment of WLAN and ZigBee Networks"、２００７年、in Proc. ISWPC '07、ｐ.２１２−２１７

上述した従来技術では、統合端末が一台の場合しか想定しておらず、複数台の統合端末が存在する時に、無線ＬＡＮのスループットに向上の余地がある。つまり、従来の統合端末を利用した無線通信システムでは、無線ＬＡＮシステム（第１の無線通信システム）のセル内に、それぞれが統合端末を有する複数の無線ＰＡＮシステム（第２の無線通信システム）が存在する場合、無線ＰＡＮシステムの数だけ独立に無線ＬＡＮのチャネルが予約される。その予約されたチャネルにおいては無線ＬＡＮの通信が行えないため、無線ＬＡＮシステムのスループット特性が劣化する問題を抱えている。

上記事情に鑑み、本発明は、第１の無線通信システムと共存する複数の第２の無線通信システムにおける通信のために第１の無線通信システムのチャネルを予約する場合に、第１の無線通信システムのスループットの低下を防ぐ無線通信システム、統合端末装置、アクセスポイント、及び無線通信方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムであって、複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置は、前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信部を備え、前記統合端末装置は、前記代表統合端末装置の前記チャネル予約送信部が送信した前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信部を備える、ことを特徴とする無線通信システムである。

本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記アクセスポイント、あるいは、前記統合端末装置は、複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置を決定する代表決定部を備え、前記代表決定部を備える前記アクセスポイント、あるいは、前記代表決定部を備え、代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置は、ビーコン周期の開始時刻を前記統合端末装置に通知する通知部を備え、前記統合端末装置の前記同期通信部は、通知された前記ビーコン周期の開始時刻から始まるビーコン周期によりビーコン信号を送信する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記チャネル予約信号は、複数の前記統合端末装置それぞれが前記第２の無線通信装置との通信に使用する期間のうち最長の期間のチャネルの予約を要求するための情報を含む、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記統合端末装置は、自装置のビーコン周期及び前記第２の無線通信装置との通信に使用する期間を前記アクセスポイントに通知する、あるいは、前記アクセスポイントを介して他の前記統合端末装置に通知する統合端末情報通知部をさらに備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記第１の無線通信システムは、無線ＬＡＮの無線通信システムであり、前記第２の無線通信システムは、無線ＰＡＮの無線通信システムである、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムにおける前記統合端末装置であって、複数の前記統合端末装置の中から決定された代表統合端末装置が自装置であった場合、前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信部と、代表統合端末装置が送信した前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信部と、を備えることを特徴とする統合端末装置である。

本発明の一態様は、上述する統合端末装置であって、複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて前記統合端末装置の中から代表統合端末装置を決定する代表決定部をさらに備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムにおける前記アクセスポイントであって、複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて前記統合端末装置の中から、複数の前記統合端末装置が互いに直交する周波数チャネルにより同期通信するときに用いる前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を送信する代表統合端末装置を決定する代表決定部、を備えることを特徴とするアクセスポイントである。

本発明の一態様は、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置が、前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信ステップと、前記統合端末装置が、前記チャネル予約送信ステップにおいて送信された前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。

本発明により、第１の無線通信システムと共存する複数の第２の無線通信システムにおける通信のために第１の無線通信システムのチャネルを予約する場合に、第１の無線通信システムのスループットの低下を防ぐことが可能となる。

本発明の一実施形態による無線通信システムの例を示す図である。 無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの周波数チャネル配置を示す図である。 同実施形態による無線通信システムにおける無線ＰＡＮのビーコン送信タイミングの同期を示す図である。 同実施形態による代表統合端末の条件を説明するための図である。 第一の実施形態による統合端末１００の構成を示すブロック図である。 同実施形態によるアクセスポイント２００の構成を示すブロック図である。 第二の実施形態による統合端末１０１の構成を示すブロック図である。 同実施形態による統合端末１０１を用いた無線通信システムの動作を示す図である。 図８の続きの動作を示す図である。 図９の続きの動作を示す図である。 図１０の続きの動作を示す図である。 計算機シミュレーションにより本実施形態の無線通信システムにおける無線ＬＡＮのシステムスループットを測定した結果のグラフを示す図である。 無線ＰＡＮのスーパーフレーム構成を示す図である。 従来技術を適用した無線通信システムを示す図である。 図１４に示す無線通信システムにおける無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの共存方式の手順を示す図である。 図１４に示す統合端末９１の構成を示すブロック図である。 従来技術を適用した無線通信システムにおいて複数の無線ＰＡＮシステムが存在する例を示す図である。 図１７に示す無線通信システムによる無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの共存方式の手順を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

［本発明の実施形態の概要］
国際標準規格ＩＥＥＥ ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮ（Local area network）及びＩＥＥＥ ８０２．１５．４準拠の無線ＰＡＮ（Personal Area network）は、いずれも２．４ＧＨｚ（ギガヘルツ）帯の周波数を使用する。そのため、両者が同一場所で運用された場合、データフレーム信号の衝突などの干渉問題が生じる。干渉問題を解決する方法として時間的に両者を分離して運用する方法があり、この方法の実現手段として両者の無線機能を有する統合端末を用いるものがある。なお、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４準拠の無線ＰＡＮは、ビーコンモードとノンビーコンモードがあり、本実施形態では、ビーコンモードで運用される無線ＰＡＮを対象とする。

図１４は、従来技術を適用した無線通信システムを示す図である。同図に示す無線通信システムにおいては、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network）システム（第１の無線通信システム）と、無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ：Wireless Personal Area Network）システム（第２の無線通信システム）とが共存している。つまり、無線ＬＡＮシステムのセル内に、無線ＬＡＮと同じ周波数を使用する無線ＰＡＮシステムが存在する。無線ＬＡＮシステムは、アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）９２と、無線ＬＡＮ無線局９３及び統合端末（Ｈ−ＳＴＡ：Hybrid station）９１とを有する。無線ＬＡＮシステムのセル内にある無線ＰＡＮシステムは、統合端末９１とネットワークデバイス（ＮＤ：Network Device）９４とを有する。

統合端末９１は、無線ＰＡＮのコーディネータの機能と無線ＬＡＮの無線局の機能とを有し、１つの無線ＰＡＮシステムに１台が存在する。統合端末９１は、無線ＰＡＮのコーディネータとしてネットワークデバイス９４との通信を集中制御する機能と、無線ＬＡＮの無線局として無線ＬＡＮによりアクセスポイント９２と通信する機能とを有する。統合端末９１は、無線ＰＡＮの通信時には無線ＬＡＮの通信を停止させる。

図１５は、図１４に示す無線通信システムにおける無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの共存方式の手順を示す図である。
統合端末９１は、ビーコンモードで稼働する無線ＰＡＮの運用期間に先立って、無線ＬＡＮで定義されるチャネル予約信号であるＲＴＳ（Request To Send）信号を送信する。チャネル予約信号を用いてチャネルを予約することにより、その予約期間内に無線ＬＡＮの各局がデータフレーム信号やＡＣＫ信号を送信することを回避し、その間に無線ＰＡＮの無線局がビーコン信号を含む通信を行う。従って、無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの信号の衝突を防ぐことが可能となる。

具体的には、無線ＬＡＮの無線局（ＳＴＡ：Station）でもあり、無線ＰＡＮのコーディネータ（PAN coordinator）でもある統合端末（Ｈ−ＳＴＡ）９１は、無線ＰＡＮのスーパーフレーム用のチャネルを予約するために、ＲＴＳフレームを生成する（RTS frame generation）。統合端末９１は、キャリアセンスによりＤＩＦＳ（Department of Insurance and Financial Services）の期間アイドル状態を検出すると、バックオフ（Backoff）時間経過後にＲＴＳフレームを設定したＲＴＳ信号を送信する。アクセスポイント９２は、無線ＬＡＮ無線局９３が送信したデータ信号との衝突（collision）が発生するなどしてチャネル割り当て不可と判断した場合、ＲＴＳ信号に対する応答であるＣＴＳ（Clear To Send）信号は送信しない。

統合端末９１は、ＣＴＳ信号の受信待ち時間が経過した場合（CTS Timeout)、再びキャリアセンスを行い、ＤＩＦＳの期間アイドル状態を検出すると、バックオフ時間経過後にＲＴＳ信号を送信する。アクセスポイント９２は、チャネルの割り当てが可能な場合、ＲＴＳ信号受信してからＳＩＦＳ（Short interframe space）時間経過後にＣＴＳ信号を返送する。統合端末９１は、ＣＴＳ信号を受信すると、ＲＴＳフレーム生成からスーパーフレームを確保するための試行期間（Superframe protection attempt period）Ｔ_ＳＰＡＰの経過後にスーパーフレーム期間（Superframe duration）Ｔ_ＳＤを開始し、無線ＰＡＮのビーコン信号を送信し、データ通信を行う。

なお、統合端末９１からの無線信号を受信可能な無線ＬＡＮ無線局９３（STAs visible from H-STA）は、ＲＴＳ信号を受信すると、ＲＴＳ信号に設定されている（ＮＡＶ：Network Allocation Vector）が示すスーパーフレーム期間Ｔ_ＳＤの終了まで無線信号の送信を停止する。また、統合端末９１からの無線信号を受信できない無線ＬＡＮ無線局９３（STAs hidden from H-STA）は、アクセスポイント９２からのＣＴＳ信号を受信すると、ＣＴＳ信号に設定されているＮＡＶが示すスーパーフレーム期間Ｔ_ＳＤの終了まで無線信号の送信を停止する。

図１６は、統合端末９１の構成を示すブロック図である。統合端末９１は、アンテナ１０、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、受信処理部１３、送信処理部１４、制御部１５、ビーコン生成部１６、ビーコン生成タイミング算出部１７、データ処理部１８、及び無線ＬＡＮ処理部１９を備えて構成される。

第１のスイッチ１１は、無線ＬＡＮ処理部１９による無線ＬＡＮ信号の送受信処理と、受信処理部１３や送信処理部１４等により行われる無線ＰＡＮ信号の送受信処理とを切り替える。すなわち、第１のスイッチ１１により、無線ＬＡＮと無線ＰＡＮとのそれぞれの信号を切り替えながら送受信する。第２のスイッチ１２は、アンテナ１０を介して行われる受信処理部１３による受信処理と送信処理部１４による送信処理とを切替える。

受信処理部１３は、他の無線ＰＡＮのノードから送信される信号、例えば、ビーコン信号や、データ信号等を、アンテナ１０を介して受信し、受信した無線信号について、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換、周波数変換、復調等の処理を行い、ベースバンド信号を抽出する。ベースバンド信号は、制御部１５に供給され、データ信号であった場合には、データ処理部１８に出力される。それ以外の場合、例えば、ベースバンド信号が制御信号であった場合には、その制御信号に応じた処理が制御部１５を介して行われる。送信処理部１４は、ビーコン生成部１６から供給されるビーコン信号や、制御部１５を介してデータ処理部１８から供給されるデータ信号について、変調、Ｄ／Ａ（デジタル−アナログ）変換、周波数変換等の処理を行い、第２のスイッチ１２、第１のスイッチ１１、及びアンテナ１０を介して無線ＰＡＮの無線信号として送信する。

ビーコン生成部１６は、ビーコン生成タイミング算出部１７によって算出されたタイミングに応じて無線ＰＡＮのビーコン信号を生成し、送信処理部１４に出力する。ビーコン信号には、そのビーコン信号が出力されるビーコン周期を示す情報、スーパーフレーム長を示す情報、タイムスロットの自由競争通信期間（以下、「ＣＡＰ」と記載する。）と無競争通信期間（以下、「ＣＦＰ」と記載する。）を示す情報、ＣＦＰにおけるＧＴＳ（Guaranteed Time Slot：割当期間）の割当を示す情報などが含まれる。ＧＴＳは、通信可能ノード（ネットワークデバイス９４）を１つに限定した期間である。

無線ＬＡＮ処理部１９は、制御部１５の指示により起動し、無線ＬＡＮ信号の送受信を行う。無線ＬＡＮにおける信号の送受信は、一般的に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）と呼ばれる手順で行われる。すなわち、受信電力に基づいてチャネルに信号が送出されているかどうかを判断し（キャリアセンス）、信号が出ていない場合には、信号の送信を開始する。

また、このような受信電力に基づくキャリアセンスに併せて、図１４に示す無線通信システムでは、仮想的なキャリアセンスを行う。仮想的なキャリアセンスとは、受信した信号から当該信号の送受信に必要な時間を取得し、当該時間が経過するまでは、受信電力が閾値より低い場合であっても、信号が送出していると判断し、自己の信号の送信を行わない。なお、無線ＬＡＮのノードが受信した信号から当該時間を取得するために、ＮＡＶと呼ばれる制御用のパラメータが全ての無線ＬＡＮ信号に含まれている。

無線ＬＡＮ処理部１９は、キャリアセンスによりチャネルに信号が出ていないと判断すると、無線ＬＡＮのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号（ＲＴＳ信号）を送信する。例えば、無線ＬＡＮ処理部１９を介して、統合端末９１が無線ＬＡＮのアクセスポイント９２と接続している場合には、ＲＴＳ信号は、無線ＬＡＮのアクセスポイント９２を宛先として送信される。

ＲＴＳ信号を受信した無線ＬＡＮのアクセスポイント９２は、ＣＴＳ信号を送信する。これらの信号には、仮想的なキャリアセンスの時間を示すＮＡＶが格納されている。したがって、ＲＴＳ信号、またはＣＴＳ信号を受信した他の無線ＬＡＮ無線局９３は、このＮＡＶが示す時間の間はチャネルに信号を送出しない。すなわち、一時的にチャネルを予約した状態となる。そして、チャネルの予約が完了すると、無線ＬＡＮ処理部１９は、制御部１５にチャネル予約が成功したことを通知するとともに、省電力状態に入り、次の起動の指示を待つ。一方、所定の時間を経過してもチャネルの予約ができない場合には、制御部１５により省電力状態へ移行するための指示が入力される。

制御部１５は、無線ＰＡＮのビーコン信号を送信する周期が近づいてくると、無線ＬＡＮ処理部１９を起動するための指示を通知する。また、この起動時に、制御部１５は、無線ＬＡＮ処理部１９に対して、無線ＰＡＮのビーコン信号を送信してからその後に続くアクティブ期間が終了する時刻を併せて通知する。無線ＬＡＮ処理部１９は、制御部１５の指示によって起動し、上記のようにＲＴＳ信号を送出する際に、アクティブ期間が終了する時刻までに必要な時間をＮＡＶに設定して送信する。このようにすることで、アクティブ期間が終了するまでの間、チャネルを予約することができ、無線ＰＡＮの通信に必要な期間を担保することができる。

また、制御部１５は、ビーコン信号を送出する周期に基づいて、ビーコン生成部１６等の他の処理部を起動し、ビーコン信号の生成から始まる無線ＰＡＮ信号の送受信処理を開始する。なお、他の無線ＰＡＮ信号の送受信を行う処理部については、インアクティブ期間期間は省電力動作を行っている。
データ処理部１８は、ＣＡＰに行われる他の無線ＰＡＮのノードとのデータ通信処理などを行う。

上述の従来技術を適用した無線通信システムによる通信方式では、無線ＬＡＮのセル内に複数の無線ＰＡＮシステムが存在する場合、そのシステム数だけ無線ＬＡＮのチャネルが予約されるため無線ＬＡＮのスループット特性が劣化する。

図１７は、従来技術を適用した無線通信システムにおいて複数の無線ＰＡＮシステムが存在する例を示す図である。同図に示す無線通信システムでは、無線ＬＡＮシステムと複数の無線ＰＡＮシステムが共存する。つまり、無線ＬＡＮシステムのセル内に、無線ＬＡＮと同じ周波数を使用する複数の無線ＰＡＮシステムが存在する。同図においては、１つの無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）のセル内に、２つの無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ）システムが存在している。同図においては、それぞれの無線ＰＡＮシステムの統合端末９１を、統合端末９１−１、統合端末９１−２と記載している。

図１８は、図１７に示す無線通信システムによる無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの共存方式の手順を示す図である。統合端末９１−１がＲＴＳ信号を送信し、無線ＬＡＮのアクセスポイント９２が統合端末９１−１にチャネルを割当ててＣＴＳ信号を返送する。無線ＬＡＮシステムは、ＲＴＳ信号またはＣＴＳ信号に設定されているＮＡＶが示す時間まで通信を停止する。ＣＴＳ信号を受信した統合端末９１−１は、割り当てられたチャネルをスーパーフレームに用い、自無線ＰＡＮシステムのネットワークデバイス９４と通信する。統合端末９１−１は、スーパーフレームの開始時に、ＷＳＮ（ワイヤレスセンサーネットワーク）ビーコンなどの無線ＰＡＮのビーコン信号を送信する。

その後、統合端末９１−２がＲＴＳ信号を送信し、無線ＬＡＮのアクセスポイント９２が統合端末９１−２にチャネルを割当ててＣＴＳ信号を返送する。無線ＬＡＮシステムは、ＲＴＳ信号またはＣＴＳ信号に設定されているＮＡＶが示す時間まで、再び通信を停止する。このように、複数の統合端末９１を非同期で動作させる場合、それぞれの無線ＰＡＮシステムは異なる通信期間で通信を行う。無線ＬＡＮシステムは統合端末９１の台数に応じて通信停止期間が割り当てられ、スループット特性が劣化する。

この問題に対して本実施形態では、複数の無線ＰＡＮシステムのビーコン周期を同期させることで、無線ＬＡＮチャネルの予約期間中に複数の無線ＰＡＮが同時に通信を行うようにする。
図１は、本発明の一実施形態による無線通信システムの例を示す図である。同図において、図１７に示す従来技術を適用した無線通信システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す無線通信システムは、図１７に示す従来技術を適用した無線通信システムの統合端末９１に代えて統合端末１（統合端末装置）を備え、アクセスポイント９２に代えてアクセスポイント２を備える。なお、同図においては、無線ＬＡＮのセル内に２つの無線ＰＡＮシステムを備える場合について示しているが、本実施形態の無線通信システムは、無線ＬＡＮシステムのセル内にそれぞれ直交するチャネルを使用するｎ個（ｎは２以上４以下の整数）の無線ＰＡＮシステムを備え得る。これは、無線ＬＡＮのチャネル幅２０ＭＨｚ（メガヘルツ）中に、直交する無線ＰＡＮのチャネルが４つあるためである。以下では、ｉ番目（ｉは１以上ｎ以下の整数）の無線ＰＡＮシステムの統合端末１を、統合端末１−ｉと記載する。

図２は、無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの周波数チャネル配置を示す図である。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇで規定される無線ＬＡＮのチャネル幅は５ＭＨｚであり、１チャネルは２２ＭＨｚである。一方、ＩＥＥＥ ８０２．１１．１５．４で規定されるＷＳＮ（無線ＰＡＮの適用例の一つ）の１チャネル幅は５ＭＨｚであり、１チャネルは２ＭＨｚである。つまり、無線ＬＡＮの１チャネル中には、直交する無線ＰＡＮチャネルが４つある。各無線ＰＡＮシステム（統合端末１）は、無線ＬＡＮが使用する周波数チャネル中の直交する４つの無線ＰＡＮチャネルの中から異なる周波数チャネルを選ぶことで同時に通信できる。

図３は、本実施形態による無線通信システムにおける無線ＰＡＮのビーコン送信タイミングの同期を示す図である。同図では、チャネル使用中（Busy）の期間に、統合端末１−ｎにおいて、スーパーフレームのチャネル予約のため、ＲＴＳフレームが発生している（ステップＳ１１）。統合端末１−ｎは、チャネルが空きとなった後、ＤＩＦＳの期間アイドル状態を検出すると、無線ＬＡＮのＲＴＳ信号を送信する（ステップＳ１２）。無線ＬＡＮのアクセスポイント２がＲＴＳ信号を受信し、チャネルが割り当て可能な場合はＣＴＳ信号を返送する（ステップＳ１３）。無線ＬＡＮシステム（アクセスポイント２と、ＲＴＳ信号またはＣＴＳ信号を受信した無線ＬＡＮ無線局９３）は、ＮＡＶで示される時刻まで通信を停止する（ステップＳ１４）。統合端末１−１は、統合端末１−ｎと無線ＰＡＮのビーコン周期を同期させ、互いに直交する無線ＰＡＮチャネルを用いてＷＰＡＮビーコンを送信し、スーパーフレームで通信を行う（ステップＳ１５）。なお、統合端末１が３台以上の場合、他の統合端末１も、統合端末１−１、１−ｎと無線ＰＡＮのビーコン周期を同期させ、互いに直交する無線ＰＡＮチャネルを用いてＷＰＡＮビーコンを送信し、スーパーフレームで通信を行う。

このように、無線ＰＡＮのビーコン送信タイミングを同期させることにより、無線ＬＡＮのチャネルの予約期間を最小限に抑えることが可能となり、無線ＬＡＮのスループット特性が改善される。このとき、複数存在する統合端末１の中から一台のみがチャネル予約信号を送信することで、統合端末間での競合を防ぎつつ、確実なチャネル予約信号の送信が可能となる。このチャネル予約信号の送信を行う唯一の統合端末１を代表統合端末と呼ぶ。以下では、統合端末１間の無線ＰＡＮのビーコン周期の同期をとる無線通信システムの構成と無線通信方法、さらには、無線ＬＡＮのチャネル予約信号を送信する代表統合端末の選び方とその周知方法について詳細に説明する。

［代表統合端末の条件］
図４は、代表統合端末の条件を説明するための図であり、ｎ＝３の場合を示している。
図１に例を示した本実施形態の無線通信システムは、無線ＬＡＮのセル内に複数（最大４つまで）の無線ＰＡＮシステムが存在し、それぞれの無線ＰＡＮシステムには一台ずつ統合端末１が存在する。国際標準規格ＩＥＥＥ ８０２．１５．４準拠の無線ＰＡＮでは、図１３に示すビーコン周期（Baecon interval）は、１５．３６ｍｓ（ミリ秒）×２^ＢＯ（０≦ＢＯ≦１４、ＢＯは整数、ＢＯ：Beacon order）に設定されており、この一定時間間隔ごとにビーコン信号が送信される。したがって、図４に示すように、複数ある統合端末１の最初の無線ＰＡＮビーコン送信開始時点を同期することで、以降のそれぞれの無線ＰＡＮシステムの統合端末１がビーコン信号を送信する時点も一致する。また図２に示したように、無線ＬＡＮの一つのチャネル内に直交する無線ＰＡＮのチャネルは４つ存在するため、同時に４つの無線ＰＡＮが通信を行うことが可能である。複数ある統合端末１のうちチャネル予約信号（ＲＴＳ信号）を送信する統合端末１は１台のみで十分であり、送信は無線ＰＡＮのビーコン周期が最も短い統合端末１が行うことで、全ての無線ＰＡＮのビーコン信号の送信に先立ってチャネルの予約が行われる。またこの時のチャネル予約期間は、複数の無線ＰＡＮシステムのうち最長のスーパーフレームの終了時点までとする。複数の統合端末１の中で、このチャネル予約信号の送信を行う１台の統合端末１が代表統合端末である。代表統合端末が全ての統合端末１を代表して自端末のビーコン信号送信に先立ってチャネル予約信号を送信すれば、全ての無線ＰＡＮシステムにおけるビーコン信号送信時に、無線ＬＡＮチャネルを予約できる。上記のビーコン周期の同期、及びチャネル予約信号を送信する代表統合端末の決定とその周知は、以下の第１の実施形態、または第２の実施形態のいずれかにより実現される。

［第１の実施形態］
本実施形態では、無線ＬＡＮのアクセスポイントに代表統合端末決定の機能を付加する。本実施形態の無線通信システムは、図１に示す無線通信システムの統合端末１として、後述する図５の統合端末１００を備え、無線ＬＡＮのアクセスポイント２として、後述する図６のアクセスポイント２００を備える。

本実施形態の無線通信システムにおけるアクセスポイント２００には、既存の無線ＬＡＮのアクセスポイントの機能に、チャネル予約信号を送信する代表統合端末を決定するための機能が付加される。各統合端末１００は、無線ＬＡＮの信号を用いて、自端末の無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長の情報を、代表統合端末決定の機能を持つアクセスポイント２００に送信する。アクセスポイント２００は、各統合端末１００のＭＡＣアドレス、ビーコン周期及びスーパーフレーム長の情報を記述した統合端末情報テーブルを作成する。アクセスポイント２００は、統合端末情報テーブルの情報をもとに、後述する代表端末決定方法に従って代表統合端末を決定する。アクセスポイント２００は、代表統合端末のＭＡＣアドレスと、統合端末情報テーブルに記述されている中で最長のスーパーフレーム長と、次の無線ＰＡＮビーコン送信時刻となるＴＳＦ（Timing Synchronization Function）タイマの値とを記したフレームを生成し、各統合端末１００へマルチキャストする。

なお、ＴＳＦとは無線ＬＡＮにおいてアクセスポイントと無線局間で時刻を合わせる機能であり、アクセスポイント２００は自局のＴＳＦタイマの値をビーコン信号に載せて送信する。各端末局（無線ＬＡＮ無線局９３と統合端末１００）は、自局のタイマをアクセスポイント２００から受信したビーコン信号に記述されたＴＳＦタイマ値に合わせることで、端末局間の同期が実現される。これらを受信した統合端末１００のうち代表統合端末として指定された統合端末１００は、アクセスポイント２００から受信したフレームに記述されたＴＳＦタイマ値の時刻をビーコン周期の開始時刻とした無線ＰＡＮビーコンの送信時刻に先立って、無線ＬＡＮのチャネル予約信号の送信を行う。このときのチャネル予約期間は、アクセスポイント２００から通知されたスーパーフレーム長の終了時刻、すなわち、統合端末情報テーブルに記述されている各統合端末１００のスーパーフレーム長なかで最長のスーパーフレーム長の終了時刻までとする。各統合端末１００は、指定されたＴＳＦタイマ値の時刻を自装置におけるビーコン周期の開始時刻とし、互いに直交するチャネルにより同期して、無線ＰＡＮのビーコン信号及びスーパーフレームの通信を行う。

無線ＬＡＮシステムにおいて代表統合端末決定の機能を持つアクセスポイント２００に新しく統合端末１００が接続されるときや接続が解除される度に、アクセスポイント２００は統合端末情報テーブルに情報の追加・削除を行う。アクセスポイント２００は、統合端末１００の接続や解除を、無線ＬＡＮの接続確立手順や接続解除手順により検出する。アクセスポイント２００は、代表統合端末やスーパーフレーム長に変更があれば再び統合端末情報テーブルの情報を設定したフレームを生成・マルチキャストし、同様の動作を行う。

図５は、統合端末１００の構成を示すブロック図である。同図において、図１６に示す従来の統合端末９１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。統合端末１００は、アンテナ１０、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、受信処理部１３、送信処理部１４、制御部１５ａ、ビーコン生成部１６、ビーコン生成タイミング算出部１７、データ処理部１８、及び無線ＬＡＮ処理部１９を備えて構成される。

制御部１５ａは、統合端末９１の制御部１５と同様の機能を有する。さらに制御部１５ａは、以下の機能を有する。すなわち、制御部１５ａは、自端末の無線ＰＡＮのビーコン周期あるいはスーパーフレーム長が変更された時、また無線ＬＡＮに加入した時に、無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長を記述したデータ信号を無線ＬＡＮ処理部１９に出力し、アンテナ１０を介してアクセスポイント２００に送信する。制御部１５ａは、この送信したデータ信号に対してアクセスポイント２００から送信されたデータ信号を無線ＬＡＮ処理部１９から受けると、このデータ信号に記述されているＴＳＦタイマ値をビーコン生成タイミング算出部１７に出力する。ビーコン生成タイミング算出部１７は、ＴＳＦタイマ値をビーコン周期の開始時刻としたビーコン周期によりビーコン信号の送信タイミングを算出し、算出したタイミングでビーコン生成部１６にビーコン生成命令を出す。これにより、ビーコン生成部１６は、ＴＳＦタイマ値の時刻に基づいたビーコン周期により、送信処理部１４にビーコン信号を出力する。さらに、制御部１５ａは、アクセスポイント２００から送信されたデータ信号に記述されている代表統合端末のＭＡＣアドレスが自端末のものであるかを判断する。制御部１５ａは、記述されている代表統合端末のＭＡＣアドレスが自端末のものである場合、アクセスポイント２００からのデータ信号に記述されているＴＳＦタイマ値をビーコン周期の開始時刻としたビーコン信号の送信に先立って、次のビーコン送信時刻とスーパーフレーム長とからチャネル予約信号の予約期間長を計算し、無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。

図６は、アクセスポイント２００の構成を示すブロック図である。
同図に示すようにアクセスポイント２００は、アンテナ２０、スイッチ２１、受信処理部２２、送信処理部２３、多重分離部２４、制御部２５、及びデータ処理部２６を備えて構成される。スイッチ２１は、アンテナ２０を介して行われる受信処理部２２による受信処理と送信処理部２３による送信処理とを切替える。受信処理部２２は、受信した無線ＬＡＮの信号についてＡ/Ｄ変換、周波数変換、復調などを行う。送信処理部２３は、送信する無線ＬＡＮの信号について変調、Ｄ/Ａ変換、周波数変換などを行う。多重分離部２４は、受信したデータ信号が統合端末情報であれば制御部２５に出力し、その他のものはデータ処理部２６に出力する。制御部２５は、内部に備える記憶部２５１に、自局に接続されている各統合端末１００の統合端末情報を記述した統合端末情報テーブルを記憶する。制御部２５は、統合端末情報テーブルの情報に基づいて代表統合端末を決定する。制御部２５は、自局が保持する統合端末情報テーブルに記述された統合端末情報に変更があるたびに代表統合端末を決定する。制御部２５は、決定した代表統合端末のＭＡＣアドレス、予約するべきスーパーフレーム長、次のビーコン送信時刻となるＴＳＦタイマ値を含んだデータ信号を送信処理部２３に出力し、マルチキャストを行う。

本実施形態の無線通信システムにおける動作を説明する。
各統合端末１００の制御部１５ａは、自端末の無線ＰＡＮのビーコン周期あるいはスーパーフレーム長が変更された時、または、無線ＬＡＮに加入した時に、自端末の無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長を記述した統合端末情報のデータ信号を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、無線ＬＡＮのアクセスポイント２を宛先として制御部１５ａから入力されたデータ信号を、アンテナ１０を介して送信する。

アクセスポイント２００のアンテナ２０が統合端末１００から受信したデータ信号は、受信処理部２２に出力される。受信処理部２２は、受信したデータ信号のＡ/Ｄ変換、周波数変換、復調などを行い、多重分離部２４に出力する。多重分離部２４は、受信したデータ信号が統合端末情報であれば制御部２５に出力する。制御部２５は、受信したデータ信号から送信元の統合端末１００のＭＡＣアドレスと、無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長とを読み出す。制御部２５は、読み出したＭＡＣアドレスが記憶部２５１に記憶している統合端末情報テーブルに登録されていない場合、読み出したＭＡＣアドレスと、無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長とを対応付けて統合端末情報テーブルに追加する。制御部２５は、読み出したＭＡＣアドレスが記憶部２５１に記憶している統合端末情報テーブルにすでに登録されている場合、読み出したＭＡＣアドレスと対応付けて統合端末情報テーブルに記述されている無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長を、データ信号から読み出した無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長に更新する。

制御部２５は、統合端末情報テーブルを参照し、後述する代表統合端末決定方法に従い代表統合端末を決定する。制御部２５は、統合端末情報テーブルから読み出した代表統合端末のＭＡＣアドレス、及び最長のスーパーフレーム長と、次の無線ＰＡＮビーコン送信時刻となるＴＳＦタイマの値を記したフレームを生成し、多重分離部２４へ出力してマルチキャストするよう指示する。多重分離部２４は、制御部２５から入力されたフレームを設定したデータ信号を送信処理部２３に出力する。送信処理部２３は、データ信号に変調、Ｄ/Ａ変換、周波数変換などを行い、アンテナ２０からマルチキャストにより送信する。

各統合端末１のアンテナ１０は、アクセスポイント２００から受信したデータ信号を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、受信したデータ信号に無線ＬＡＮ信号の受信処理を行い、制御部１５ａに出力する。制御部１５ａは、受信したデータ信号に設定されているＴＳＦタイマ値をビーコン生成タイミング算出部１７に出力する。制御部１５ａは、アクセスポイント２００から受信したデータ信号に記述されている代表統合端末のＭＡＣアドレスが自端末のものでない場合、処理を終了する。
一方、制御部１５ａは、アクセスポイント２００から受信したデータ信号に記述されている代表統合端末のＭＡＣアドレスが自端末のものである場合、自端末が代表統合端末であると判断する。代表統合端末の制御部１５ａは、受信したデータ信号に記述されているＴＳＦタイマ値が示す無線ＰＡＮビーコン送信時刻に先立って、チャネル予約信号であるＲＴＳ信号に設定すべき予約期間長を計算する。予約期間長は、ＲＴＳ信号の送信開始（または送信終了）から無線ＰＡＮビーコン送信時刻までの時間と、受信したデータ信号に記述されているスーパーフレーム長の時間とを合計した値である。代表統合端末の制御部１５ａは、計算した予約期間長を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。

代表統合端末の無線ＬＡＮ処理部１９は、キャリアセンスによりチャネルに信号が送信されていないことを確認すると、アンテナ１０を介してＲＴＳ信号をアクセスポイント２００に対して送信する。このとき、無線ＬＡＮ処理部１９は、ＲＴＳ信号に、制御部１５ａから通知された予約時間長を示すＮＡＶを設定する。つまり、ＲＴＳ信号は、複数の統合端末１００それぞれがネットワークデバイス９４との通信に使用する期間のうち、最長の期間のチャネルの予約を要求するための情報を含む。ＲＴＳ信号を受信した無線ＬＡＮ無線局９３は、ＮＡＶが示す期間、無線ＬＡＮ信号の送信を行わない。

アクセスポイント２００のアンテナ２０が代表統合端末から受信したＲＴＳ信号は、受信処理部２２においてＡ/Ｄ変換、周波数変換、復調され、多重分離部２４に出力される。多重分離部２４は、受信したＲＴＳ信号を制御部２５に出力する。制御部２５は、チャネルを割当て可能な場合、ＣＴＳ信号を生成し、多重分離部２４へ出力する。多重分離部２４は、制御部２５から入力されたＣＴＳ信号を送信処理部２３に出力する。送信処理部２３は、ＣＴＳ信号に変調、Ｄ/Ａ変換、周波数変換などを行い、アンテナ２０から送信する。

代表統合端末のアンテナ１０は、アクセスポイント２００から受信したＣＴＳ信号を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、ＣＴＳ信号を受信するとチャネルの予約が完了したと判断し、制御部１５ａに予約の成功を通知する。

代表統合端末を含む各統合端末１００のビーコン生成タイミング算出部１７は、アクセスポイント２００からＣＴＳ信号が送信されたか否かにかかわらず、制御部１５ａから通知されたＴＳＦタイマ値が示す無線ＰＡＮビーコン送信時刻にビーコン生成部１６にビーコン生成命令を出力する。各統合端末１００のビーコン生成部１６は、ビーコン生成命令に従って送信処理部１４にビーコン信号を出力し、送信処理部１４は、アンテナ１０から他の無線ＰＡＮシステムと同期してビーコン信号を送信する。ビーコン信号送信後、各無線ＰＡＮシステムにおいて統合端末１００は、自端末のスーパーフレーム長の期間、ネットワークデバイス９４との間でデータ信号の送受信を行う。

以降、代表統合端末の制御部１５ａは、ＴＳＦタイマ値が示す時刻をビーコン周期の開始時刻としたビーコン周期によるビーコン信号送信に先立って予約期間長を計算し、無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。代表統合端末の無線ＬＡＮ処理部１９は、キャリアセンスによりチャネルに信号が送信されていないことを確認すると、制御部１５ａから通知された予約時間長を示すＮＡＶをＲＴＳ信号に設定し、アンテナ１０を介してアクセスポイント２００に対して送信する。
代表統合端末を含む各統合端末１００のビーコン生成タイミング算出部１７は、ＴＳＦタイマ値が示す時刻をビーコン周期の開始時刻とした自端末のビーコン周期により、ビーコン生成部１６にビーコン生成命令を出力する。各統合端末１００のビーコン生成部１６は、ビーコン生成命令に従って送信処理部１４にビーコン信号を出力し、送信処理部１４は、アンテナ１０から他の無線ＰＡＮシステムと同期してビーコン信号を送信する。ビーコン信号送信後、各無線ＰＡＮシステムにおいて統合端末１００は、自端末のスーパーフレーム長の期間、ネットワークデバイス９４との間でデータ信号の送受信を行う。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、統合端末に対し自律分散的に代表統合端末を決定する機能を付加する。本実施形態の無線通信システムは、図１に無線通信システムの統合端末１として、後述する図７の統合端末１０１を備える。本実施形態の無線通信システムにおける無線ＬＡＮのアクセスポイント２は、図１７に示す無線ＬＡＮのアクセスポイント９２のように従来技術のアクセスポイントを用いることができる。

それぞれの統合端末１０１は、無線ＬＡＮ内に存在する各統合端末１０１のＭＡＣアドレスと無線ＰＡＮビーコン周期、及びスーパーフレーム長とを記述した統合端末情報テーブルをもつ。統合端末１０１は、自端末が無線ＬＡＮに新しく加わったとき、自端末の統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報を、アクセスポイント２を介してマルチキャストする。他の統合端末１０１からのテーブル情報を受け取った統合端末１０１は、自端末の統合端末情報テーブルの設定内容と比較して差分があればその差分を統合端末情報テーブルに追加する。統合端末１０１は、アクセスポイント２を介して更新した統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報をマルチキャストする。これを繰り返すことでそれぞれの統合端末１０１が無線ＬＡＮ内の全ての統合端末１０１の情報を保持する。各統合端末１０１は、統合端末情報テーブルに設定されている情報をもとに、後述する代表統合端末決定方法に従い代表統合端末を決定する。代表統合端末は、次の無線ＰＡＮビーコン送信時刻となるＴＳＦタイマの値を、アクセスポイント２を介し各統合端末１０１へマルチキャストし、毎回の無線ＰＡＮビーコン送信に先立って無線ＬＡＮのチャネル予約信号を送信する。代表統合端末を含む各統合端末１０１は、ＴＳＦタイマの値の時刻をビーコン周期の開始時刻とした自端末のビーコン周期により、無線ＰＡＮのビーコン信号を送信してスーパーフレームの通信を行う。

代表統合端末が無線ＬＡＮから離脱したと判断される場合、他の統合端末１０１は自端末の統合端末情報テーブルから代表統合端末の情報を削除し、再び、後述する代表統合端末決定方法で代表統合端末を決定する。ここで代表となった統合端末１０１は、次の無線ＰＡＮビーコン送信時刻をマルチキャストし、同様に、無線ＰＡＮビーコン送信時点に先立って無線ＬＡＮチャネルの予約を行う。

図７は、統合端末１０１の構成を示すブロック図である。同図において、図１６に示す統合端末９１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。統合端末１０１は、アンテナ１０、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、受信処理部１３、送信処理部１４、制御部１５ｂ、ビーコン生成部１６、ビーコン生成タイミング算出部１７、データ処理部１８、及び無線ＬＡＮ処理部１９を備えて構成される。

制御部１５ｂは、統合端末９１の制御部１５と同様の機能を有する。さらに制御部１５ｂは、以下の機能を有する。制御部１５ｂは、無線ＬＡＮ内に存在する各統合端末１０１のＭＡＣアドレスと無線ＰＡＮビーコン周期、及びスーパーフレーム長とを記述した統合端末情報テーブルを記憶する記憶部１５１を備える。制御部１５ｂは、自端末のＭＡＣアドレス、無線ＰＡＮのビーコン周期及びスーパーフレーム長を統合端末情報テーブルに設定すると、統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報を無線ＬＡＮ処理部１９に出力し、アクセスポイント２を介してマルチキャストする。制御部１５ｂは、他の統合端末１０１から送信されたテーブル情報が記述されたデータ信号を、無線ＬＡＮ処理部１９を介して受信すると、受信したテーブル情報と自端末の統合端末情報テーブルの記述内容を比較する。制御部１５ｂは、差分があればその差分により自端末の統合端末情報テーブルを修正し、修正後の統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報を再び無線ＬＡＮ処理部１９に出力しマルチキャストする。

制御部１５ｂは、記憶部１５１に記憶している統合端末情報テーブルの設定内容に基づいて、後述する代表統合端末方法により代表統合端末を決定する。自端末が代表統合端末である場合、制御部１５ｂは、次のビーコン送信時刻となるＴＳＦタイマ値を、無線ＬＡＮ処理部１９を介してマルチキャストする。さらに代表統合端末の制御部１５ｂは、ＴＳＦタイマ値をビーコン周期の開始時刻としたビーコン信号の送信に先立って、次のビーコン送信時刻と、統合端末情報テーブルに記述されている中で最長のスーパーフレーム長とからチャネルの予約期間長を計算し、無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、制御部１５ｂが計算した予約期間長に基づくＮＡＶを設定したチャネル予約信号を生成し、アクセスポイント２へ送信する。

代表統合端末以外の統合端末の制御部１５ｂは、代表統合端末からＴＳＦタイマ値が設定されたデータ信号を、無線ＬＡＮ処理部１９を介して受信する。制御部１５ｂは、代表統合端末からのデータ信号に設定されているＴＳＦタイマ値をビーコン生成タイミング算出部１７に出力する。ビーコン生成タイミング算出部１７は、ＴＳＦタイマ値をビーコン周期の開始時刻としたビーコン周期によりビーコン信号の送信タイミングを算出し、算出したタイミングでビーコン生成部１６にビーコン生成命令を出す。

また、制御部１５ｂは、代表統合端末が無線ＬＡＮから離脱したことを検知する。代表統合端末が離脱したと判断した場合、制御部１５ｂは、統合端末情報テーブルから代表統合端末の情報を削除し、後述する代表端末決定方法により再び代表統合端末を決定する。

図８〜図１１は、本実施形態による無線通信システムの動作を示す図である。これらの図は、無線通信システムが３台の統合端末１０１を備える場合の例を示している。３台の統合端末１０１をそれぞれ、統合端末１０１−１、１０１−２、１０１−３と記載する。

図８において、統合端末１０１−１、及び統合端末１０１−２の記憶部１５１には、統合端末１０１−１、及び統合端末１０１−２それぞれのＭＡＣアドレス、ビーコン周期、及びスーパーフレーム長を記述した統合端末情報テーブルが記憶されている。この時点で代表統合端末は、統合端末１０１−１である。

統合端末１０１−３が新規に無線ＬＡＮのＢＳＳ（Basic Service Set）に加わった場合、統合端末１０１−３の制御部１５ｂは、自端末のＭＡＣアドレス、ビーコン周期、及びスーパーフレーム長を設定した統合端末情報テーブルを生成して記憶部１５１に記憶する。統合端末１０１−３の制御部１５ｂは、生成した統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、テーブル情報を設定したデータ信号を、アンテナ１０からマルチキャストにより送信する（ステップＳ２１）。アクセスポイント２は、統合端末１０１−３から受信したデータ信号をマルチキャストにより送信する。

図９において、統合端末１０１−１及び統合端末１０１−２のアンテナ１０は、アクセスポイント２からマルチキャストにより送信されたデータ信号を受信して無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、受信したデータ信号に対して無線ＬＡＮの受信処理を行い、受信したデータ信号に設定されているテーブル情報を制御部１５ｂに出力する。制御部１５ｂは、受信したテーブル情報に記述されている統合端末１０１−３のＭＡＣアドレス、ビーコン周期、及びスーパーフレームを、自端末の記憶部１５１が記憶している統合端末情報テーブルに追加する（ステップＳ２２）。

図１０において、統合端末１０１−１及び統合端末１０１−２の制御部１５ｂは、更新後の統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、テーブル情報を設定したデータ信号を、アンテナ１０からマルチキャストにより送信する（ステップＳ２３）。アクセスポイント２は、統合端末１０１−１、及び統合端末１０１−２から受信したデータ信号をそれぞれ、マルチキャストにより送信する。

上記のステップＳ２２、及びステップＳ２３を繰り返すことで、全ての統合端末１０１の情報が行き渡る。すなわち、各統合端末１０１のアンテナ１０は、アクセスポイント２からマルチキャストにより送信されたデータ信号を受信して無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、受信したデータ信号に対して無線ＬＡＮの受信処理を行い、受信したデータ信号に設定されているテーブル情報を制御部１５ｂに出力する。制御部１５ｂは、受信したテーブル情報と、自端末の記憶部１５１が記憶している統合端末情報テーブルの設定内容とを比較する。統合端末１０１−１及び統合端末１０１−２の制御部１５ｂは、受信したテーブル情報と、自端末が記憶している統合端末情報テーブルの記述内容に差分がないため、処理を終了する。

図１１において、統合端末１０１−３の制御部１５ｂは、自端末が記憶している統合端末情報テーブルに、受信したテーブル情報との差分である統合端末１０１−１、及び統合端末１０１−２のＭＡＣアドレス、ビーコン周期、及びスーパーフレームを読み出して設定する。統合端末１０１−３の制御部１５ｂは、生成した統合端末情報テーブルの設定内容を示すテーブル情報を無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、テーブル情報を設定したデータ信号を、アンテナ１０からマルチキャストにより送信する（ステップＳ２４）。アクセスポイント２は、統合端末１０１−３から受信したデータ信号をマルチキャストにより送信する。統合端末１０１−１及び統合端末１０１−２は、統合端末１０１−３から受信したデータ信号に設定されているテーブル情報と、自端末が記憶している統合端末情報テーブルの記述内容に差分がないため、処理を終了する。

各統合端末１０１の制御部１５ｂは、自端末の統合端末情報テーブルを更新した場合、更新された統合端末情報テーブルの設定内容に基づき、後述する代表無線端末決定方法に従い代表統合端末を決定する。自端末が代表統合端末であると判断した統合端末１０１−１は、次の無線ＰＡＮのビーコン送信時刻となるＴＳＦタイマの値をビーコン生成タイミング算出部１７に出力するとともに、アクセスポイント２を介して他の統合端末１０１−２、及び統合端末１０１−３へマルチキャストする。代表統合端末以外の統合端末１０１−２、及び統合端末１０１−３の制御部１５ｂは、マルチキャストにより受信した統合端末１０１−１からのデータ信号に設定されているＴＳＦタイマ値をビーコン生成タイミング算出部１７に出力する。

代表統合端末である統合端末１０１−１が、無線ＰＡＮビーコン送信時点に先立って無線ＬＡＮのチャネル予約信号であるＲＳＴ信号を送信し、各統合端末１０１は同期して、互いに直交する無線周波数チャネルによって無線ＰＡＮのビーコン信号及びスーパーフレームの通信を行う動作手順は第１の実施形態と同様である。
すなわち、代表統合端末である統合端末１０１−１において、制御部１５ｂは、ＴＳＦタイマ値とスーパーフレーム長から予約期間長を計算し、無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。無線ＬＡＮ処理部１９は、キャリアセンスによりチャネルに信号が送信されていないことを確認すると、制御部１５ｂから通知された予約時間長を示すＮＡＶを設定したＲＴＳ信号を、アンテナ１０を介して送信する。アクセスポイント２は、チャネルを割当て可能な場合、ＣＴＳ信号を送信する。代表統合端末を含む各統合端末１０１のビーコン生成タイミング算出部１７は、ＴＳＦタイマ値の時刻にビーコン生成部１６にビーコン生成命令を出力する。各統合端末１０１のビーコン生成部１６は、送信処理部１４にビーコン信号を出力し、送信処理部１４は、アンテナ１０から他の無線ＰＡＮシステムと同期してビーコン信号を送信する。ビーコン信号送信後、各無線ＰＡＮシステムにおいて統合端末１０１は、自端末のスーパーフレーム長の期間、ネットワークデバイス９４との間でデータ信号の送受信を行う。

以降、代表統合端末の制御部１５ｂは、自端末のビーコン周期によるビーコン信号送信に先立って予約期間長を計算し、無線ＬＡＮ処理部１９に出力する。代表統合端末の無線ＬＡＮ処理部１９は、キャリアセンスによりチャネルに信号が送信されていないことを確認すると、制御部１５ａから通知された予約時間長を示すＮＡＶをＲＴＳ信号に設定し、アンテナ１０を介してアクセスポイント２００に対して送信する。代表統合端末を含む各統合端末１００のビーコン生成タイミング算出部１７は、ＴＳＦタイマ値が示す時刻をビーコン周期の開始時刻とした自端末のビーコン周期により、ビーコン生成部１６にビーコン生成命令を出力する。各統合端末１００のビーコン生成部１６は、ビーコン生成命令に従って送信処理部１４にビーコン信号を出力し、送信処理部１４は、アンテナ１０から他の無線ＰＡＮシステムと同期してビーコン信号を送信する。ビーコン信号送信後、各無線ＰＡＮシステムにおいて統合端末１００は、自端末のスーパーフレーム長の期間、ネットワークデバイス９４との間でデータ信号の送受信を行う。

なお、代表統合端末が無線ＬＡＮから離脱したと判断される場合、他の統合端末１０１の制御部１５ｂは、自端末が記憶している統合端末情報テーブルから代表統合端末の情報を削除し、再び、後述する代表統合端末決定方法で代表統合端末を決定する。自端末が代表統合端末であると判断した統合端末１０１の制御部１５ｂは、上記と同様に次のビーコン送信時刻をマルチキャストし、無線ＬＡＮチャネルの予約を行う。

代表統合端末が無線ＬＡＮから離脱したことの判断は、次の（イ）、（ロ）のいずれかの方法により行う。

（イ）制御部１５ｂは、それぞれの無線ＰＡＮのフレームの誤り確率がしきい値以上であるかどうかによって、代表統合端末が離脱したかどうかを判断する。代表統合端末が無線ＬＡＮから離脱するとチャネル予約信号が送信されなくなるため、無線ＬＡＮと無線ＰＡＮの信号が衝突することが考えられる。よって、制御部１５ｂは、無線ＰＡＮのフレーム誤り率がしきい値以上であれば、代表統合端末が離脱したことにより無線ＬＡＮのチャネル予約が行われなくなっていると判断する。

（ロ）代表統合端末の無線ＬＡＮ処理部１９は、自端末が無線ＬＡＮ内にいることを知らせるメーセージ（キープアライブ信号）を一定周期ごとにアクセスポイント２を介して無線ＬＡＮ内にマルチキャストする。制御部１５ｂは、このキープアライブ信号がある一定期間のあいだ受信されなかったことを検出した場合、代表統合端末は無線ＬＡＮから離脱したと判断する。

［代表統合端末の決定方法］
次に、代表統合端末の決定方法について説明する。第１の実施形態では、アクセスポイント２００の制御部２５が、第２の実施形態では、各統合端末１０１の制御部１５ｂが、以下の方法Ａまたは方法Ｂにより代表統合端末を決定する。第１の実施形態の場合、統合端末１、アクセスポイント２は、統合端末１００、アクセスポイント２００であり、第２の実施形態の場合、統合端末１は、統合端末１０１である。

（方法Ａ）ビーコン周期が最も短い統合端末１を代表統合端末とする。

（方法Ｂ）最も短いビーコン周期を持つ統合端末１が複数存在する場合、下記の条件（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）を用いて、最も短いビーコン周期を持つ統合端末１の中から代表統合端末を決定する。なお、条件の優先順位は条件（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の順である。

（ｉ）直前まで代表統合端末であった統合端末１。
（ｉｉ）無線ＬＡＮのＲＳＳＩ（received signal strength indicator、受信信号強度）が最も大きい統合端末１。
（ｉｉｉ）ＭＡＣアドレスが最も小さい統合端末１。

条件（ｉ）は、直前までに代表統合端末であった統合端末１が、一旦、オフになり、その後、代表端末決定処理中に復帰した場合や、代表統合端末と同じビーコン周期の統合端末１が新たに無線ＬＡＮのＢＳＳ（Basic Service Set）に加入した場合を想定し、代表統合端末を頻繁に変更しないための条件である。

条件（ｉｉ）の無線ＬＡＮのＲＳＳＩが最も大きい統合端末１を決定する方法としては、以下の（ａ）、（ｂ）がある。

（ａ）無線ＬＡＮのアクセスポイント２が、ＲＳＳＩの最も大きい統合端末１を決定する方法。
（ｂ）無線ＬＡＮのアクセスポイント２が、周囲の統合端末１の無線ＬＡＮにおけるＲＳＳＩリストを報知する方法。

（ａ）の方法では、無線ＬＡＮのアクセスポイント２００が統合端末１００の無線ＬＡＮからの信号を受信した際に、制御部２５がそのＲＳＳＩを記憶してリストを作成し、そのリストの中から最もＲＳＳＩの高い統合端末１００を選択して代表統合端末を決定し、周囲の統合端末１００に通知する。

（ｂ）の方法では、リストを作成する方法は上記の（ａ）と同じであるが、アクセスポイント２は、代表統合端末を決定せずリストを報知する。リストを受信した統合端末１０１の制御部１５ｂは、他の統合端末１０１の無線ＬＡＮのＲＳＳＩを知り、ＲＳＳＩが最も大きい統合端末１０１を代表統合端末と判断する。

条件（ｉｉｉ）については、「ＭＡＣアドレスが最も大きい統合端末１」でもよい。また、「ＭＡＣアドレスをパラメータとしてある定められた関数（例えば、ハッシュ関数など）を用いて計算される値が最も小さい（もしくは大きい）統合端末１」を選択するという条件でもよい。

［達成される優れた効果］
本実施形態によれば、無線ＬＡＮのセル内に複数の無線ＰＡＮシステムが存在し、無線ＰＡＮシステムの通信中に無線ＬＡＮが通信を停止する場合に、無線ＬＡＮのシステムスループットの向上が可能である。
また、本実施形態によれば、統合端末間での競合を防ぐことができ、確実なチャネル予約信号の送信が可能となる。

［産業への活用（分野、製品、装置、方法など）］
スマートグリッドを構成する要素であるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）やＢＥＭＳ（Building Energy Management System）を実現するため、オフィスや宅内などに複数の無線ＰＡＮの無線端末が収容されると考えられる。多数の無線ＰＡＮの端末がアクセスを試みることにより無線ＬＡＮのスループット特性が大きく劣化する恐れがある。その際に、本実施形態を用いることにより、無線ＬＡＮのシステムスループットの低下を防ぐことが可能である。

［本発明の実施形態に関わる具体的な実験データ］
計算機シミュレーションにより、１台の無線ＬＡＮアクセスポイントと、２台の統合端末と、複数台の無線ＬＡＮ端末（無線ＬＡＮ無線局９３）からなる無線ＬＡＮシステムにおけるシステムスループットを測定した結果について説明する。この計算機シミュレーションでは、統合端末として、上述した実施形態の統合端末１を用いた場合と、従来の統合端末を用いた場合とについて、無線ＬＡＮにおけるシステムスループットを測定した。表１に、シミュレーション諸元を示す。なお、ＣＷｍｉｎは、バックオフ時間を決定するためのＣＷ（Contention Window）の最小値である。

図１２は、計算機シミュレーションにより無線ＬＡＮにおけるシステムスループットを測定した結果のグラフを示す。無線ＬＡＮの物理層パラメータはＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ規格に従う。また、統合端末は、無線ＰＡＮのビーコン送信時点から５ｍｓ（ミリ秒）だけ先立って無線ＬＡＮのチャネル予約信号を送信キューに発生させる。従来方式では二つの無線ＰＡＮのビーコン周期は重なっていないものとする。同図に示すように、本実施形態の統合端末１を用いた場合のスループットは、無線ＬＡＮ無線局９３の台数によらず、従来の統合端末を用いた場合のスループットよりも向上している。

［実用化技術としての完成度］
上述した実施形態で説明した技術は、国際標準規格ＩＥＥＥ ８０２．１１及びＩＥＥＥ ８０２．１５．４に準拠しており、使用するパラメータ等も規格内に定義されている。従来の統合端末に対して、無線ＬＡＮのＴＳＦタイマの時刻情報に基づいて無線ＰＡＮのビーコン送信を行う機能と、チャネル予約信号を送信する代表統合端末を決定する手続きとを実装するのみで本実施形態は実現可能となり、実用化への障害は少ないものと期待される。

上述した実施形態における統合端末１００、統合端末１０１、及びアクセスポイント２００の機能の一部をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

同一周波数を用いる異なる無線通信方式の無線通信システムが共存する場合に利用可能である。

１…統合端末（統合端末装置）， ２…アクセスポイント， １０…アンテナ， １１…第１のスイッチ， １２…第２のスイッチ， １３…受信処理部， １４…送信処理部（同期通信部）， １５…制御部， １５ａ…制御部（チャネル予約送信部、通知部、統合端末情報通知部）， １５ｂ…制御部（代表決定部、チャネル予約送信部、通知部、統合端末情報通知部）， １６…ビーコン生成部（同期通信部）， １７…ビーコン生成タイミング算出部（同期通信部）， １８…データ処理部， １９…無線ＬＡＮ処理部（チャネル予約送信部、通知部、統合端末情報通知部）， ２０…アンテナ， ２１…スイッチ， ２２…受信処理部， ２３…送信処理部， ２４…多重分離部， ２５…制御部（代表決定部）， ２６…データ処理部， ９１…統合端末， ９２…アクセスポイント， ９３…無線ＬＡＮ端末局（第１の無線通信装置）， ９４…ネットワークデバイス（第２の無線通信装置）， １００、１０１…統合端末（統合端末装置）， １５１…記憶部， ２００…アクセスポイント， ２５１…記憶部

Claims (10)

1. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムであって、
   複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置は、
   前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信部を備え、
   複数の前記第２の無線通信システムそれぞれにおける前記統合端末装置は、
   前記代表統合端末装置の前記チャネル予約送信部が送信した前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて、自装置が属する前記第２の無線通信システムとは異なる前記第２の無線通信システムが有する他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信部を備える、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムであって、
   前記アクセスポイント、あるいは、前記統合端末装置は、
   複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置を決定する代表決定部を備え、
   前記代表決定部を備える前記アクセスポイント、あるいは、前記代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置は、
   ビーコン周期の開始時刻を前記統合端末装置に通知する通知部を備え、
   前記代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置は、
   前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信部を備え、
   前記統合端末装置は、
   前記代表統合端末装置の前記チャネル予約送信部が送信した前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信部を備え、
   前記統合端末装置の前記同期通信部は、通知された前記ビーコン周期の開始時刻から始まるビーコン周期により前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号を送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 前記チャネル予約信号は、複数の前記統合端末装置それぞれが前記第２の無線通信装置との通信に使用する期間のうち最長の期間のチャネルの予約を要求するための情報を含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記統合端末装置は、自装置のビーコン周期及び前記第２の無線通信装置との通信に使用する期間を前記アクセスポイントに通知する、あるいは、前記アクセスポイントを介して他の前記統合端末装置に通知する統合端末情報通知部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記第１の無線通信システムは、無線ＬＡＮの無線通信システムであり、
   前記第２の無線通信システムは、無線ＰＡＮの無線通信システムである、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムにおける前記統合端末装置であって、
   複数の前記統合端末装置の中から決定された代表統合端末装置が前記アクセスポイントに送信したチャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて、自装置が属する前記第２の無線通信システムとは異なる前記第２の無線通信システムが有する他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信部、
   を備えることを特徴とする統合端末装置。
7. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムにおける前記統合端末装置であって、
   複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置を決定する代表決定部と、
   複数の前記統合端末装置の中から決定された代表統合端末装置が前記アクセスポイントに送信したチャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信部と、
   を備えることを特徴とする統合端末装置。
8. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムにおける前記アクセスポイントであって、
   複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて前記統合端末装置の中から、複数の前記統合端末装置が互いに直交する周波数チャネルにより同期通信するときに用いる前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を送信する代表統合端末装置を決定する代表決定部、
   を備えることを特徴とするアクセスポイント。
9. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
   複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置が、
   前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信ステップと、
   複数の前記第２の無線通信システムそれぞれにおける前記統合端末装置が、
   前記チャネル予約送信ステップにおいて送信された前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて、自装置が属する前記第２の無線通信システムとは異なる前記第２の無線通信システムが有する他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信ステップと、
   を有することを特徴とする無線通信方法。
10. 複数の第１の無線通信装置と、複数の前記第１の無線通信装置と通信するアクセスポイントとを有する第１の無線通信システムと、第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置であり、かつ、前記第２の無線通信装置との通信を集中制御する統合端末装置とを有する複数の第２の無線通信システムとが共存する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
    前記アクセスポイント、あるいは、前記統合端末装置が、
    複数の前記統合端末装置それぞれのビーコン周期に基づいて複数の前記統合端末装置の中から代表統合端末装置を決定する代表決定ステップと、
    前記代表決定ステップを実行する前記アクセスポイント、あるいは、前記代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置が、
    ビーコン周期の開始時刻を前記統合端末装置に通知する通知部ステップと、
    前記代表統合端末装置と決定された前記統合端末装置が、
    前記第１の無線通信システムのチャネルの予約を要求するためのチャネル予約信号を前記アクセスポイントに送信するチャネル予約送信ステップと、
    前記統合端末装置が、
    前記チャネル予約送信ステップにおいて送信された前記チャネル予約信号によって予約を要求したチャネルを用いて、前記第１の無線通信システムが使用する周波数チャネルにおいて他の前記統合端末装置と互いに直交する周波数チャネルにより他の前記統合端末装置と同期して、前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号、及びデータ信号の送信を行う同期通信ステップと、
    を有し、
    前記同期通信ステップでは、前記統合端末装置が、通知された前記ビーコン周期の開始時刻から始まるビーコン周期により前記第２の無線通信システムにおけるビーコン信号を送信する、
    ことを特徴とする無線通信方法。

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