JP7133898B2 - 通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信方法、およびプログラムに関する。

IEEE802.11に代表される無線LAN(Local Area Network)システムが広く利用されるようになっている。無線LANでは、アクセスポイント（以後、AP）と呼ばれる基地局によってネットワークが制御される。このAPと、APの電波到達範囲内に存在し、無線接続状態であるステーション（STA）とによって、無線ネットワークが構成される。近年、このような従来型のAPとSTAによる単純な無線ネットワーク構成だけでなく、さまざまな無線LANネットワーク形態の製品および仕様規格が登場している。

省電力で通信装置や該通信装置が提供するサービスなどを発見するための通信の規格として、Wi-Fi AllianceによってNeighbor Awareness Networking(NAN)が知られている（特許文献１参照）。NANでは、NANを構成する各通信装置（以後、NANデバイス）が情報交換する期間を同期する。これにより、同期された期間以外で無線RFを無効にすることにより、無線RFを有効にする時間を短くすることができ、省電力を実現することができる。NANでは、この同期のための期間を、Discovery Window(DW)と呼ぶ。また、所定の同期期間が共有されたNANデバイスの集合を、NANクラスタと呼ぶ。

NANデバイスは、NANクラスタ内で、Master、Non-Master Sync、Non-Master Non-Syncという役割のいずれかを担うことができる。Masterの役割を有する端末は、DW期間に、同じNANクラスタの各NANデバイスが同期をとれるようにするための信号であるSync Beaconを送信する。そして、NANクラスタ内の各NANデバイスは、同期を取った上で、DW期間に、サービスを探すための信号であるSubscribe信号や、サービスを提供していることを通知するための信号であるPublish信号を互いに送受信しあう。更に、各NANデバイスは、DW期間ではサービスに関する追加情報を交換するためのFollow-upメッセージをやりとりすることができる。Publishメッセージ、Subscribeメッセージ、Follow-upメッセージといったメッセージのフレームは、NAN規格ではService Discovery Frame (SDF)と呼ばれ、そのフレーム構成はNAN規格で定義されている、SDFには、対象となるサービスを特定するための識別子であるService IDが含まれる。NANデバイスがお互いにSDFをやりとりすることで、サービスの発見・検出を行うことができる。

NANデバイスは、NANクラスタ内で、サービスの発見・検出を行うことができる。しかし、NANデバイスは、サービスを発見・検出した後に、実際にそのサービスを実施するためのアプリケーションの通信を行う場合には、NANではなくPost NANを確立する必要がある。Post NANとは、NANクラスタとは別のネットワーク、すなわちInfraネットワーク、IBSS、Wi-Fi Directなどの、NANとは別のネットワークである。NANデバイスは、Post NANのネットワークを確立して、アプリケーションによる通信を行うことができるようになる。

米国特許出願公開第2014/302787号公報

従来では、NANクラスタにおいて既に同期が確立しているNANデバイス同士であるにも関わらず、別途新たなPost NANで通信するための同期を確立していた。そのため、速やかにサービスを実行するための通信を開始することができないといった課題があった。

また、一方で、他のNANデバイスが通信している期間と重複した期間でアプリケーションによる通信をしたい場合や、逆に重複していない期間でアプリケーションによるデータ通信をしたい場合があるといった課題があった。例えば、複数人でチャットができるアプリケーションの場合、NANデバイスは、複数の他のNANデバイスとデータ通信を行い得る。このとき、当該NANデバイスは、当該複数の他のNANデバイスがデータ通信を確立している期間と重複してデータ通信期間を設けることにより、消費電力の低減が図られ得る。一方で、動画像データを転送するようなアプリケーションの場合、通信するデータ量が多いため、NANデバイスは、帯域を占有して通信を行うことを期待する。このような場合、当該NANデバイスは、他のNANデバイスが確立しているデータ通信期間と重複しない期間でデータ通信期間を設定することが好ましい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、所望のサービスを実行可能な他の通信装置と、サービスを実行するための通信を効率的に実施することを目的とする。

本発明の通信装置は、データリンクを確立するための通信を、ネットワークに参加する複数のデバイスで共有されている、周期的に到来する第１の期間において行う第１の通信手段と、前記第１の通信手段による通信によって、前記ネットワーク内の他の通信装置とデータリンクを確立したことに応じて、前記周期的に到来する第１の期間と異なる第２の期間において、当該確立されたデータリンクを介して前記他の通信装置と通信を行う第２の通信手段と、前記第２の期間が設定されており、前記データリンクとは異なるデータリンクを確立する際に、前記データリンクとは異なるデータリンクを介した通信のデータ通信量が所定の閾値より多い場合に、前記第２の期間と重ならない期間があるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記第２の期間と重ならない期間があると判定された場合に、当該重ならない期間の少なくとも一部を、前記データリンクとは異なるデータリンクを介した通信を行うための第３の期間として設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された前記第３の期間を、前記ネットワーク内に報知する報知手段と、を有することを特徴とする。

所望のサービスを実行可能な他の通信装置と、サービスを実行するための通信を効率的に実施することが可能となる。

実施形態における無線ネットワーク構成を示す図。 実施形態におけるNANデバイスの機能構成を示す図。 実施形態におけるNANデバイスのハードウェア構成を示す図。 実施形態におけるシーケンス図。 実施形態におけるservice data link request/responseの構成図。 実施形態におけるdata link schedule request/response/confirmの構成図。 実施形態におけるdata link schedule requestのBasic DLW決定処理のフローチャート。 実施形態におけるData Link Beacon送信決定処理のフローチャート。 実施形態におけるdata link schedule requestのBasic DLWの決定処理のフローチャート。 NANデバイス103とNANデバイス104がチャットアプリケーションを開始するときの処理を表すシーケンス図。 データリンクの確立を解除する処理を表すシーケンス図。 データリンクを確立し、NANネットワーク内のMasterにBasic DLWの報知を依頼するときの処理を表すシーケンス図。

以下、添付の図面を参照して、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜実施形態1＞
図1に、本実施形態におけるネットワーク構成例を示す。以下では、Neighbor Awareness Networking(NAN)規格に準拠した無線LANシステムを用いた例について説明する。NANでは、サービス情報をDiscovery Window（以降、DWと称す）と呼ばれる期間に通信する。DWは、NANを実行する複数のデバイスが、convergeする時間およびチャネルである。また、DWのスケジュールを共有している端末の集合をNANクラスタと呼ぶ。なお、DWは、一定周期毎に発生する。

NANクラスタに属する各端末は、Master、Non-Master Sync及びNon-Master Non-Syncのうちの何れかの役割で動作する。Masterとして動作する端末は、各端末がDWを識別し、同期するためのビーコンであるSynchoronization Beacon（以降、Sync Beaconと称す）を送信する。また、Masterとして動作する端末は、NANクラスタに属していない端末に当該NANクラスタを認識させるための信号であるDiscovery Beaconを送信する。Discovery Beaconは、例えば100msごとに、DWの期間外で送信される。なお、各NANクラスタにおいて、少なくとも１台の端末は、Masterとして動作する。

Non-Master Syncとして動作する端末は、Sync Beaconを送信するが、Discovery Beaconは送信しない。Non-Master Non-Syncとして動作する端末は、Sync BeaconもDiscovery Beaconも送信しない。

NANクラスタに参加する端末は、Sync Beaconに従って、所定周期毎のDW期間に同期し、DW期間においてサービス情報を通信する。

各端末は、DW期間にサービスを検出または要求するための信号であるSubscribeメッセージや、サービスを提供していることを通知するための信号であるPublishメッセージを互いに通信する。更に、各端末は、DW期間にサービスに関する追加情報を交換するためのFollow-upメッセージをやりとりすることができる。各端末は、Publish、Subscribe、Follow-upといったメッセージをやりとりすることで、サービスの広告または検出を行うことができる。

また、NANでは、サービスまたはアプリケーションの検出を行い、当該サービスまたはアプリケーションを実行するための無線接続を確立することをPost NANと呼ぶ。Post NANでは、NANクラスタとは別のネットワーク、すなわちInfraネットワーク、IBSS、Wi-Fi Directなどの、NANとは別のネットワークである。NANデバイスは、新たなネットワークを確立して、アプリケーションによる通信をすることができるようになる。

図1において、NANデバイス101、102、103、104、105、106は、NAN規格に則った無線通信装置である。なお、NANデバイス101、102、103、104、105、106は、NANに参加可能で、アプリケーションによる通信を行うことが可能であれば、どのような装置であってもよい。NANデバイス101、102、103、104、105、106は、NAN規格に基づいて、周囲の通信装置およびそれらが提供するサービスを発見、提供することができる。図1において、NANデバイス101、102、103、104、105、106は、NANクラスタ107に参加している。NANデバイス101、102、103、104、106は、Non-Master No-SyncとしてNANクラスタ107に参加しており、NANデバイス105は、Master、Anchor MasterとしてNANクラスタ107参加している。本実施形態では、NANデバイス101、103は、所定のサービスを探しているSubscriberである。また、NANデバイス102、104はそれぞれ、NANデバイス101、103が探している所定のサービスを提供可能なPublisherである。

各NANデバイスには、NAN規格で規定されているMaster Rankが設定されている。Master Rankとは、NANクラスタ内での役割を決定するための因子である。Master Rankが高い NAN デバイスほどMasterの役割になりやすく、Master Rankが低いNANデバイスほどNon-Master Non-Syncになりやすい。特に、NANクラスタ内でMaster Rankが最も高いNANデバイスは、Anchor Masterと呼ばれ、NANクラスタにおける時刻の基準となるデバイスである。NAN規格において、NANクラスタ内に安定的に参加しているNANデバイス、例えば、電源で駆動しており場所を移動しないようなNANデバイスは、Master Rankを大きくすることが推奨されている。また、バッテリ駆動であったり、モバイル端末のようにNANクラスタに安定的には存在しない可能性があったりするNANデバイスは、Master Rankを小さくすることが推奨されている。安定的にとどまっているNANデバイスがMasterとなり同期信号を送信することによって、NANクラスタを安定的に維持することができる。

NANクラスタ107は、NANデバイス101、102、103、104、105、106が参加しているネットワークである。本実施形態において、NANクラスタ107に参加しているNANデバイスは、2.4GHzの周波数帯域の6ch(2.437GHz)でネットワークを構築している。NANクラスタ107のネットワーク内で、周期的な通信期間であるDiscovery Window(DW)は、16TU(Time Unit、1TUは1024マイクロ秒)であり、また、DWの先頭から次のDWの先頭までは、512TUの間隔がある。なお、NANの無線チャネルとDWの長さや間隔は、これらに限定されない。

図2は、NANデバイス101の機能構成を示す図である。なお、NANデバイス102、103、104、105、106の機能構成は、NANデバイス101と同様である。無線LAN制御部201は、他の無線LAN装置との間で無線信号の送受信を行うための制御を行う。また、無線LAN制御部201は、IEEE802.11に則った無線LAN制御を行う。NAN制御部202は、NAN規格に則った制御を行う。NANデータリンク確立制御部203は、NAN制御部202を制御して、他のNANデバイスとアプリケーションによる通信をするためのデータリンク層を確立するための制御を行う。NANデータリンク確立制御部203の処理により、データリンク層が確立されると、NANデバイス101は、アプリケーションによるデータ通信を行うことが可能となる。本実施形態では、一例として、データリンクが確立した後、NANデバイス101は、IPv6による通信が可能になるものとする。

NANデータリンク通信制御部204は、NANデータリンク確立制御部203によって確立されたデータリンク層を用いて、アプリケーションによる通信を制御する。NANデータリンク通信制御部204の制御により、NANデバイス101は、IPv6のパケットの送受信（すなわち、アプリケーションデータの通信）を行うことが可能となる。

NANデータリンクスケジューリング部205は、NANデータリンク確立制御部203によってデータリンク層の確立を行う際に、どのタイミングでアプリケーションによる通信を実施するかを、通信相手とスケジューリングするために制御する。NANデータリンクスケジューリング部205によって、スケジューリングされたタイミングで、NANデータリンク通信制御部204はアプリケーションデータの通信を行う。スケジューリングの詳細な処理は、図6を用いて後述する。

アプリケーション制御部206は、NANで発見されたサービスを実行するための制御を行う。例えば、NANデバイス101がプリントサービスを発見した場合、アプリケーション制御部206は、プリントのジョブを要求するアプリケーションを実行するための制御を行う。あるいは、NANデバイス101が写真共有サービスを発見した場合には、アプリケーション制御部206は、写真データを交換するアプリケーションを実行するための制御を行う。NANデバイス101は複数のサービスを探しており、複数のアプリケーション制御部206を有することもできる。本実施形態では、一例として、NANデバイス101とNANデバイス103間において、アプリケーションとしてチャットアプリケーション、ファイル共有サービスが実行されるものとする。NANデバイス101のユーザ（不図示）は、チャットアプリケーションでチャットする相手を探している。また、NANデバイス102のユーザ（不図示）は、チャットアプリケーションでチャット相手を待ち受けているものとする。更に、NANデバイス101のユーザは、ファイル共有サービスでファイルを共有する相手を探している。また、NANデバイス102のユーザは、ファイル共有サービスでファイル共有相手を待ち受けているものとする。また、本実施形態では、チャットアプリケーションおよびファイル共有サービスはIPv6を用いて通信を介して行われるものとする。また、NANデバイス103とNANデバイス104間においても、アプリケーションとしてチャットアプリケーション、ファイル共有サービスが実行されるものとする。操作制御部207は、NANデバイス101のユーザにより入力部304(図3)に対して行われた操作を管理し、必要な信号を他の制御部201～206へ伝達する。

図3に、NANデバイス101のハードウェア構成を示す。なお、NANデバイス102、103、104、105、106のハードウェア構成は、NANデバイス101と同様である。記憶部301は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)の両方、もしくは、いずれか一方により構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部301として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。

制御部302は、CPU(Central Processing Unit)、または、MPU(Micro Processing Unit)により構成され、記憶部301に記憶されたプログラムを実行することによりNANデバイス101全体を制御する。なお、制御部302は、記憶部301に記憶されたプログラムとOS(Operating System)との協働によりNANデバイス101全体を制御するようにしてもよい。また、制御部302は、機能部303を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。

機能部303は、NANデバイス101が所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、NANデバイス101がカメラである場合、機能部303は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、NANデバイス101がプリンタである場合、機能部303は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、NANデバイス101がプロジェクタである場合、機能部303は投影部であり、投影処理を行う。機能部303が処理するデータは、記憶部301に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部306を介して他のNANデバイスと通信したデータであってもよい。

入力部304は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部305は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部305による出力とは、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。なお、タッチパネルのように入力部304と出力部305の両方を１つのモジュールで実現するようにしてもよい。

通信部306は、IEEE802.11シリーズに準拠した無線通信の制御や、IP(Internet Protocol)通信の制御を行う。また、通信部306はアンテナ307を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。NANデバイス101は通信部306を介して、画像データや文書データ、映像データ等のコンテンツを他のNANデバイスと通信する。

図4に、本実施形態における、サービスの発見、NANによるデータリンクの確立、NANのデータリンクによるアプリケーション通信処理の一連の流れを表すシーケンス図を示す。

まず、NANデバイス101のユーザが、入力部304を介して、チャットアプリケーションに対してチャット相手の検索する処理を開始させる(S401)。NANデバイス105がSync BeaconでDW期間を通知する(S402)。NANデバイス101は、検索処理を開始しても、DW期間になるまでは信号（メッセージ）の送信はしない。

NANデバイス101は、DW期間(DW1)になると、チャットアプリケーションを探すためにSubscribeメッセージをブロードキャストで送信する(S403)。このとき、チャットアプリケーションを探していることを示すために、Subscribeメッセージに含まれるService ID（サービスの種別）には、チャットアプリケーションを示すIDが指定される。ここではチャットアプリケーションを示すService IDを10とする。NANデバイス102は、チャットアプリケーションを探しているSubscribeメッセージを受信すると、チャットアプリケーションが動作していることを示すPublishメッセージでNANデバイス101に応答する(S404)。このとき、PublishメッセージのService IDには、チャットアプリケーションを示すService IDである10が指定される。

NANデバイス101は、Publishメッセージを受信すると、チャットアプリケーションで通信ができるようにするためのデータリンクを確立することを要求するservice data link requestをDW期間(DW1)中に送信する(S405)。このとき、DW期間が終了していた場合には、NANデバイス101は、次のDW期間においてservice data link requestを送信することができる。あるいは、S404のPublishメッセージにおいて、Further Service Availabilityが付与されていた場合には、NANデバイス101は、その情報に従ってservice data link requestを送信してもよい。Further Service Availabilityは、DW期間外でサービス発見・探索ができることを示す情報である。

service data link requestメッセージのフレームは、NAN規格ではService Discovery Frame (SDF)と呼ばれ、そのフレーム構成はNAN規格で定義されている。本実施形態におけるSDFを、SDF500として図5に示す。SDF500は、NAN規格のSDFに対して拡張したものとなっており、NAN Attributes501として、Data Link Setup Attribute(DLSA)502が追加されている。SDF500にDLSA502が含まれることにより、SDFを送信するNANデバイス101は、NANによるデータリンク確立の要求を行うことができる。また、NAN Attributes501としてMaster Indication Attributeが含まれる。Master Indication AttributeはNAN規格で規定されている属性情報であり、Masterになりやすさを示すMaster Preference、Random Factorの情報を含む。そのため、Master Indication Attributeが含まれるフレームを受信することによって、送信したNANデバイスのMaster Rankを知ることができる。

図5に示すように、本実施形態では、DLSA502におけるAttribute IDを、0x14と定義する。また、Typeには、所定のサービスにおいてデータリンクを確立することを要求していることを示す数値である1 (service data link request)が指定される。尚、Typeの値が2の場合については後述する。Service IDには、データリンクを用いて通信をしたいサービスのService ID が指定される。すなわち、図4のS405においてはチャットアプリケーションを示す数値である10が指定される。

図4に戻り、NANデバイス102は、service data link requestを受信すると、service data link responseで応答する(S406)。これらのやりとりを完了すると、NANデバイス101とNANデバイス102間で、サービスとしてチャットアプリケーションによるデータリンク通信を行うことを確認しあう。service data link responseは、図5のSDF500の形式で示される。service data link requestと異なり、service data link responseの場合は、DLSA502のTypeの値が2となる。また、service data link responseでは、Service IDには、S405と同様にチャットアプリケーションを示す値である10が指定される。

NANデバイス101とNANデバイス102は、互いにチャットアプリケーションのためにデータリンク通信を実施することの確認を行った後、データリンク通信を行うためのタイミングを決定する。

NANデバイス101は、service data link responseを受信すると、data link schedule requestを送信する(S407)。これは、DW期間外のどの区間でデータリンク通信を実施するのかを決定するためのネゴシエーションを開始するためのメッセージである。

図6に、データリンク通信を実施する区間をネゴシエーションするためのメッセージであり、NAN規格のSDFに対して拡張したSDF600を示す。SDF600は、NAN規格のSDFに対して拡張したものとなっており、NAN Attributes601として、Data Link Window(DLWA)602が追加されている。SDF600にDLWA602が含まれることにより、このSDFを送信するNANデバイス101は、NANによるデータリンク通信時のDW期間外のどの区間で通信するかのスケジューリングのネゴシエーションを行うことができる。実際にどの区間で通信することをNANデバイス102に要求するかを決定する方法については、図7のフローチャートを用いて後述する。

図6に示すように、本実施形態では、DLWA602におけるAttribute IDを、0x15と定義する。また、Typeにはスケジューリングの開始を要求するための値として1 (data link schedule request)が指定される。尚、Typeの値が2、3の場合については後述する。

DW期間外のどの区間でデータリンク通信を要求するかは、Basic DLW Bitmap、Additional DLW Bitmap、Flexible DLW Bitmapで指定される。

Basic DLW Bitmapの値によりで指定されるデータリンク区間は、NANデバイスが１つ以上のNANデバイスとデータリンクを確立した場合に、これらの複数のNANデバイスで共通して、データリンク通信を行う区間として要求する区間である。すなわち、NANデバイスが、一つのNANデバイスとデータリンクを確立した後で、そのデータリンクを維持したまま他のNANデバイスとデータリンクの確立を要求する場合に、同じBasic DLW Bitmapが指定され得る。

Additional DLW BitmapおよびFlexible DLW Bitmap値によりで指定されるデータリンク区間は、データリンクを確立する各NANデバイスで異なる値になり得る。これらは、例えば、NANデバイスが、特定のNANデバイスと大量のデータのデータリンク通信を行いたく、かつ、その区間で他のNANデバイスとデータリンク通信を行いたくないような場合に排他的に指定され得る。

Additional DLW Bitmapは、NANデバイスが、data link schedule responseを受信後に、その確認として送信し得るdata link schedule confirmで拒絶することができないデータリンク区間の候補である。一方で、Flexible DLW Bitmapは、NANデバイスが、data link schedule responseを受信後に、その確認として送信し得るdata link schedule confirmで拒絶してもよいデータリンク区間の候補である。

各DLW Bitmapの値の各bitは、DW期間からどれくらい離れた期間でNANデータリンクによる通信をするかを指定し得る。具体的には、DW期間開始を0TUでDW終了直後を16TUとした場合には、N bit目が1であるDLW Bitmapは、(N+1)×16TU～(N+2)×16TUの期間にデータリンクによる通信が発生する可能性があることを示す。例えば、0bitが1であるDLW Bitmapは、16TUから32TU、2bit目が1であるDLW Bitmapは、48TUから64TUまでの期間でデータリンクによる通信が発生する可能性があることを示す。DLW Bitmapでは、複数のbitに対して1が指定されてもよい。このように、DW以外の期間において、DW期間と同じ時間幅の単位でデータリンクによる通信が可能な期間が指定できる。なお、データリンクによる通信を行う期間を指定する手法は、DW期間以外の期間を指定するものであれば、上記の手法に限定されない。

本実施形態では、Basic DLWで指定された期間を、他のNANデバイスに報知することを可能にする。それにより、報知されたBasic DLWを受信した他のNANデバイスがその帯域を重複しないようにデータ通信期間を設定して帯域を有効利用したり、逆に帯域を重複させたりすることによって、消費電力が低減され得る。Basic DLWをどのように決定するかについては、図9を用いて後述する。

図9は、NANデバイス101がdata link schedule requestのBasic DLWを決定するときの処理を示すフローチャートである。図9に示すフローチャートは、NANデバイス101の制御部302が記憶部301に記憶されている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工並びに各ハードウェアの制御を実行することにより実現され得るNANデバイス101は、Basic DLWを決定する際に、まず、データリンクを確立しようとしているアプリケーション（対象のアプリケーション）はデータ通信量が所定の閾値より多いかどうかを判定する(S901)。尚、S901では、所定の閾値との比較に限らず、経験的な値から相対的に多いか否かが判定されても良い。本実施形態では、S406でデータ通信を確立しようとしているのはチャットサービスであり、データ通信量は所定の閾値より少ないものとする。そのため、S901でNoとなり、NANデバイス101は、次に、Basic DLWを含むData Link Beaconが報知されているかどうかを判定する(S905)。Data Link Beaconは、周囲のNANデバイスに対して、データリンクを確立している期間を知らせるためのフレームであり、後述する図7で定義される。

ここでは、まだData Link Beaconを送信しているNANデバイスはいないため、S905においてNoと判定される。その場合、NANデバイス101は、Basic DLWの規定値として各NANデバイスに予め設定されている、DW直後、をBasic DLWとして設定する(S909)。Basic DLWの規定値として各NANデバイスに予め設定されている値は、DW直後に限られないが、DW直後の場合は、無線送受信のオン／オフを頻繁に行わずに済むため、その分だけ処理が簡易化される。

以上の処理により。S407で送信されるdata link schedule requestのBasic DLW Bitmapには0x0001が格納される。これはすなわち、DW期間直後の16TU（16TU～32TU）を示す値である。

図4に戻り、NANデバイス102は、data link schedule requestを受信すると、data link schedule responseで応答する(S408)。data link schedule responseでは、SDF600（図6）において、DLWA602のTypeがdata link schedule requestに対する応答であること示す値である2が指定される。また、このときに、NANデバイス102自身がDW期間外でデータリンク通信を行いたい期間を、data link schedule requestと同様の方法で、各DLW Bitmapで示す。このとき、各DLW Bitmapは、data link schedule requestの各DLW Bitmapと必ずしも一致する必要はなく、NANデバイス102は、希望する期間を指定すればよい。ただし、data link schedule requestとdata link schedule responseで、各DLW Bitmapが一致すれば、データリンクにおける通信がより速やかに開始することが可能となる。

NANデバイス101は、data link schedule responseを受信すると、最終的にデータリンク通信が可能な期間を確認するためにdata link schedule confirmを送信する(S409)。data link schedule confirmでは、SDF600（図6）において、DLWA602のTypeがdata link schedule responseに対する応答であること示す値である3が指定される。

このとき、NANデバイス101は、受信したdata link schedule responseのBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値が、S407のdata link schedule requestで指定したBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値に含まれる、または一致するならば、data link schedule confirmにおけるBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値を、受信したdata link schedule responseのBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値に一致させる。

一方で、Flexible DLW Bitmapは、data link schedule responseのFlexible DLW Bitmapで示された値以外のものを指定してはならないが、必ずしも一致する必要はない。例えば、サブセットになっていればよい。ここでは、NANデバイス101は、S407で、data link schedule requestにおいてFlexible DLW Bitmapを0x4で指定したにも関わらず、S408で、data link schedule responseにおいて0x5が指定されているとする。このとき、NANデバイス101は、お互いのデータリンク通信したい期間が合わないため、Flexible DLW Bitmapを0x0として返す。

本実施形態では、NANデバイス101が、data link schedule confirmにおいて、Basic DLWは16TU～32TUの期間でデータリンク通信を実施することでNANデバイス101とNANデバイス102が合意したとする。これにより、NANのデータリンクが確立され、NANデバイス101とNANデバイス102はともにチャットアプリケーションによる通信が可能な状態になる。そして、これ以降では、DW期間だけではなく、data link setup confirmで指定されたDLW期間でも無線のパケットの送受信が実施される。すなわち、NANデバイス101とNANデバイス102は、DW期間での通信を継続可能な状態で、データリンクによる通信を行うことが可能となる。

チャットが可能な状態になると、Basic DLW で指定された期間においてチャットアプリによるデータ通信が行うことができる。ここで、NANデバイス101とNANデバイス102は、チャットアプリケーションのデータ通信は16TU～32TUの期間において通信することをS407～S409においてネゴシエーションしたので、DW直後(DWの直後)において、チャットアプリケーションによる通信が行い得る(S410)。

更に、S409においてデータリンクが確立すると、NANデバイス101とNANデバイス102のいずれかが、確立したデータリンクを周囲のNANデバイスに通知するために、Data Link Beaconを報知する。NANデバイス101とNANデバイス102のいずれかがData Link Beaconを報知するかについては、図8を用いて後述する。

図7に、本実施形態におけるData Link Beaconのフォーマットの一例をData Link Beacon700として示す。Data Link Beacon700は、IEEE802.11規格のBeaconを拡張したものである。Data Link Beacon700は、NANデバイスがデータリンクを確立し、現在使用しているBasic DLWを他のNANデバイスに報知するために送信される。NAN IE701に示す通り、NAN IEには、NAN規格に規定されているMaster Indication Attributes、Cluster Attributeに加え、本実施形態で定義されるData Link List Attributeが含まれる。Cluster Attributeでは、Anchor MasterのMaster RankであるAnchor Master Rank、および、Anchor Masterへのホップ数、Anchor MasterがBeaconを送信するタイミングに関する情報が含まれる。図7に示すように、本実施形態では、Data Link List AttributeにおけるAttribute IDを、0x16と定義する。このData Link List Attributeが含まれているBeaconを受信したNANデバイスは、本BeaconがData Link Beaconであることを認識することができる。Lengthには、Length以降に含まれるData Link List Attributeのバイト数が含まれる。Service IDおよびBasic DLW Bitmapには、データリンクを確立しているサービスのService IDおよび当該データリンクのBasic DLW Bitmapが対になって格納される。更に、図7に示すように、Service IDおよびBasic DLW Bitmapの対は、複数含まれ得る。すなわち、複数のサービスでデータリンクが確立されている場合には、Service IDおよびBasic DLW Bitmapが複数含まれることになる。S410の時点では、NANデバイス101およびNANデバイス102はそれぞれひとつのデータリンクしか確立していないため、Service IDおよびBasic DLW Bitmapは一つとなる。

図8に、本実施形態におけるData Link Beacon送信（報知）決定処理を示すフローチャートを示す。NANデバイス101～106がデータリンクを確立した後に、常に本処理を実施し続ける。例えば、図4においてS409の後に、NANデバイス101とNANデバイス102において本処理が実施される。図8に示すフローチャートは、NANデバイス101の制御部302が記憶部301に記憶されている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工並びに各ハードウェアの制御を実行することにより実現され得る。

まず、NANデバイス101、102はそれぞれ、DW期間中に、当該NANデバイスが送信し得るData Link Beaconに含まれるService IDとBasic DLWと同じService IDと同じBasic DLWを含むData Link Beaconを受信したかを判定する(S801)。S409時点においてData Link Beaconを送信しているNANデバイスは存在しないため(S801でNo)、次に、NANデバイス101、102は、データリンクを確立した相手のNANデバイスの方がMaster Rankが高いかどうかを判定する(S804)。相手のNANデバイスのMaster Rankは、S405またはS406で受信したservice data link requestまたはservice data link responseから判別することができる。

NANデバイス101は、NANデバイス102よりMaster Rankが高いため、NANデバイス101はS804においてNoとなり、次のDWでData Link Beaconを送信することを決定する(S805)。一方で、NANデバイス102は、NANデバイス101よりMaster Rankが低いため、S804においてYesとなり、次のDWでData Link Beaconを送信しないと決定する(S803)。本処理により、NANデバイス101とNANデバイス102のいずれかが、共通のService IDとBasic DLWを含むData Link Beaconを送信される。

本処理を実施せずに、NANデバイス101とNANデバイス102がそれぞれ、Data Link List Attributeの内容（Service ID、Basic DLW）が同じData Link Beaconを送信したとする。この場合、同じ情報であるにも関わらず、両方のNANデバイスがData Link Beaconを送信するため、無線帯域の不要な消費になってしまう。そのため、16TUという短い期間のDWで帯域を不要に占有した場合、他のNANデバイスは、サービスを発見するためのSubscribeメッセージ、Publishメッセージの送信をしづらくなってしまう可能性がある。本処理により、サービスの発見、探索に時間が掛かることを防ぐことができる。

また、Data Link Beaconを送信するNANデバイスを、必ずしもMaster Rankだけに応じて決定しなくてもよい。例えば、NANデバイスが、Master Rankが高い他のNANデバイスからData Link Beaconを受信した場合でも、当該Data Link Beaconの電波強度が低い場合は、当該NANデバイスがData Link Beaconを報知しても良い。当該NANデバイスが、電波強度が低いData Link Beaconを受信した場合には、当該NANデバイスの近隣にいる他のNANデバイスが、当該Data Link Beaconを受信できない可能性がある。そのため、当該他のNANデバイスが、当該NANデバイスのBasic DLWとは異なるBasic DLWのNANデータリンクを確立しようとする可能性がある。そこで、NANデバイスがMaster Rankが高い他のNANデバイスから電波強度が低いData Link Beaconを受信した場合には、DW期間で、NANデバイスのService IDと同じBasic DLWを含むData Link Beaconを送信することが好ましい。

図4に戻る。データリンクを確立した(S410)後に、DW期間(DW2)になると、NANデバイス105は、再び同期のためのフレームであるSync Beaconを送信する(S411)。更に、NANデバイス101は、図8の処理に従い、DW期間になるとData Link Beaconを送信する(S412)。ここでData Link BeaconのData Link List AttributeのService IDは、チャットアプリケーションを表す値である10、およびBasic DLW Bitmapには、0x0001の値が格納される。なお、S411とS412の処理の順序は入れ替わっても良い。次に、NANデバイス101のユーザが、入力部304(図3)に対する操作を介して、NANデバイス102のユーザとファイル共有をするためにファイル共有相手の検索をしたとする(S413)。

NANデバイス101は、ファイル共有アプリケーションを探すためにSubscribeメッセージをブロードキャストで送信する(S414)。このとき、ファイル共有アプリケーションを探していることを示すために、Subscribeメッセージに含まれるService IDに、ファイル共有アプリケーションを示すIDを指定する。ここでは、ファイル共有アプリケーションを示すService IDを20とする。NANデバイス102は、ファイル共有アプリケーションを探していることを示すSubscribeメッセージを受信すると、ファイル共有アプリケーションが動作していることを示すPublishメッセージでNANデバイス101に応答する(S415)。このとき、PublishメッセージのService IDには、ファイル共有アプリケーションを示すService IDである20が指定される。

続いて、NANデバイス101は、S405～S409と同様のシーケンスで、データリンクを確立する(S416)。このときNANデバイス101が送信するdata link schedule requestのBasic DLW Bitmapを決定するための処理を、図9を用いて説明する。

まず、NANデバイス101は、対象のアプリケーションであるファイル共有アプリケーションのデータ通信量が、所定の閾値より多いかどうかを判定する(S901)。本実施形態では、ファイル共有アプリケーションは、ファイルを共有するためのデータ通信量が所定の閾値より多いものとする(S901でYes)。続いて、NANデバイス101は、報知されているData Link Beaconに含まれるBasic DLWと重ならない期間があるかどうかを判定する(S902)。このとき、NANデバイス101は、自身が報知しているData Link BeaconのBasic DLWとも重ならない期間があるかも同時に判定する。DW期間の開始を0TUとした場合、DW期間が0TU～16TUであり、S412でNANデバイス104が報知しているBasic DLWが16TU～32TUである。よって、NANデバイス101は、残りの期間である32TU～512TUまでを、報知されているData Link Beaconに含まれるBasic DLWと重ならない期間と判定することができる(S902でYes)。次に、NANデバイス101は、data link schedule requestのBasic DLWとして、S902で判定した期間を選択する(S903)。なお、このとき、NANデバイス101は、データ通信量に応じて重ならない期間の一部を選択することが好ましい。ここでは、NANデバイス101は、48TU～80TUの期間を、ファイル共有アプリケーションのBasic DLWと設定する。すなわち、data link schedule requestのBasic DLW Bitmapは、0x000Cとなる。ここで、S416においてNANデバイス102も上述のBasic DLWを許容したとして以降の説明をする。

もし、S902において、NANデバイス101が複数のData Link Beaconを受信しており、DW期間外のすべての期間において、他のNANデバイスがデータリンク確立していた場合(S902でNo)、処理はS904へ進む。S904において、NANデバイス101は、データ通信量が最も少ないサービスと重なる期間を、Basic DLWと設定する。例えば、Data Link BeaconにおいてService ID=10(チャットアプリケーション)と Service ID=20(ファイル共有アプリケーション)のデータリンク確立がされていた場合には、NANデバイス101は、Service ID=10と同じBasic DLWに、Basic DLWを設定する。これにより、NANデバイス101は、比較的帯域が混雑していない期間に通信できる可能性が高まる。

S416においてNANデバイス101とNANデバイス102はデータリンクを確立すると、再度、図8に示すData Link Beacon送信決定処理を実施する。NANデバイス101とNANデバイス102は、ファイル共有アプリケーションを示すService IDのData Link Beaconは受信していないことから、S801においてNoと判定される。Master Rankが高いNANデバイス101は、S804においてNoとなり、次のDWでData Link Beaconを送信すると判定される(S805)。一方、Master Rankが低いNANデバイス102は、S804においてYesとなり、Data Link Beaconを送信しないと判定される(S803)。

図4に戻る。DW期間(DW2)が終わるとDW期間の直後16TUの期間において、NANデバイス101とNANデバイス102は、チャットアプリケーションによるデータリンク通信を行い得る(S417)。チャットアプリのDLW期間が終わってから16TU後の32TUの期間において、NANデバイス101とNANデバイス102は、S416で確立したファイル共有アプリケーションによるデータリンク通信を行い得る(S418)。そして、次のDW期間(DW3)になると、Masterとして動作するNANデバイス105は、DW期間であることを通知するためにSync Beaconを送信する(S419)。また、NANデバイス101は、図8の処理に基づいて、Data Link Beaconを送信する(S420)。このとき、NANデバイス101は、無線帯域の占有緩和の観点から、チャットアプリケーション用のDLWとファイル共有アプリケーション用のDLWをData Link Beaconを用いて一つのフレームで送信することが好ましい。すなわち、例えば、図7に示したData Link List Attributeにおいて、ひとつ目のService IDとBasic DLW Bitmapにそれぞれ10と0x0001の値を格納し、ふたつ目のService IDとBasic DLW Bitmapにそれぞれ20と0x000Cの値を格納する。

図10に、図4の後にNANデバイス103とNANデバイス104がチャットアプリケーションを開始するときの一連の処理の流れを表すシーケンス図を示す。

DW期間(DW1)の開始において、NANデバイス105は、Sync Beaconを送信する(S1001)。NANデバイス101は、S420と同様に、Data Link Beaconを送信する(S1002)。その後。NANデバイス103のユーザは、NANデバイス104のユーザとチャットをするために、入力部304(図3)に対する操作を介して、チャット相手を検索したとする(S1003)。NANデバイス103は、チャットアプリケーションを示す10を格納したService IDのSubscribeメッセージを送信する(S1004)。これに応じて、NANデバイス104は、PublishメッセージでNANデバイスに103に応答する(S1005)。続いて、NANデバイス103とNANデバイス104は、S405～S409の処理と同様にチャットアプリケーションをするためのデータリンクの確立をする(S1006)。

S1006において、NANデバイス103がチャットアプリケーションのためのBasic DLWを決定するための処理を、再び図9を用いて説明する。まず、NANデバイス103は、チャットアプリケーションのデータ通信量が所定の閾値より多いかを判定する(S901)。チャットアプリケーションはデータ通信量は少ないため(S901でNo)、次に、NANデバイス103は、Basic DLWを含むData Link Beaconが報知されているかどうかを判定する(S905)。S1002において、NANデバイス103は、Data Link Beaconを受信しているため(S905でYes)、次に、複数のサービスを検索しているかを判定する(S906)。ここで、複数のサービスを検索しているかの判定は、チャットアプリケーション以外のサービスを検索しているかどうかを判定することである。あるいは、複数のサービスを検索しているかの判定は、サービスを検索していなくても当該サービスを検索するためアプリケーションを起動しているかを判定することであっても良い。また、複数のサービスを検索しているかの判定は、NANによるデータリンクを確立することができるアプリケーションがインストールされているかを判定することであっても良い。S906では、NANデバイス103は、複数のサービスにおいてデータリンクを確立する可能性があるか否かを判定するのであって、その方法はこれらに限らない。

NANデバイス103は、複数のサービスを検索していないので(S906でNo)、Basic DLWを、Service IDが同じBasic DLWと同じ値に設定する(S908)。すなわち、NANデバイス103は、DW期間の開始を0とした場合、16TU～32TUをチャットアプリケーションのBasic DLWに設定する。この結果、NANデバイス101とNANデバイス102のチャットアプリケーションのデータリンクによる通信期間と、NANデバイス103とNANデバイス104のチャットアプリケーションのデータリンクによる通信期間が、同じDLW期間となる(S1007、S1008)。これにより、チャットアプリケーションのようにデータ通信量の少ないサービスでデータリンクを確立した場合に、データリンクの通信期間を共通にすることで、他のサービスに対する無線帯域の占有を防ぐことができる。また、この後でNANデバイス102とNANデバイス103がチャットアプリケーションによるデータリンク通信をするためにデータリンクを確立することを考える。このとき同様の期間でBasic DLWでデータリンクを確立することによって、NANデバイス103は、無線通信をオンにしている期間を少なくすることができる。すなわち、DW期間の開始を0TUとした場合に、NANデバイス103は、NANデバイス102とNANデバイス104とチャットアプリケーションにデータリンク通信をする場合でもあっても16TU～32TUの期間だけ無線通信をオンにしておけばよい。そして残りの32TU～512TUの期間は無線通信をオフにすることができ、消費電力を低減することができる。

尚、もしNANデバイス103が複数のサービスを検索している場合(S906でYes)、Basic DLWを、Master Rankが高いNANデバイスから受信したData Link Beaconに含まれるBasic DLWと同じ値にBasic BLWを設定する(S908)。また、S906とS907の処理を省略して、S905でYesの場合は、S908へ進むようにしても良い。また、S908において、報知されたService IDと確立したデータリンクに対するService IDが同じでない場合は、NANデバイスは、当該報知されたService IDに対応するBasic DLWを、Basic DLWと設定しても良い。もしくはこの場合、NANデバイスは、当該報知されたService IDに対応するBasic DLW以外の期間を、Basic DLWと設定しても良い。

続いて、NANデバイス101とNANデバイス102は、48TU～80TUの期間でファイル共有アプリケーションによるDLW期間でデータリンクによる通信をし得る(S1009)。

次のDW期間(DW2)になると、Masterとして動作するNANデバイス105は、Sync Beaconを送信する(S1010)。次に、NANデバイス101は、図8に従い、チャットアプリケーションとファイル共有アプリケーションについてData Link Beaconを送信する(S1011)。同様に、NANデバイス103とNANデバイス104については、Master Rankが高いNANデバイス103がチャットアプリケーションのBasic DLWを通知するためにData Link Beaconを送信する(S1012)。Master RankがNANデバイス103より低いNANデバイス104は、Data Link Beaconを送信しない。

NANデバイス101は、次のDW期間(DW3)の直前で、図8の処理を改めて実施する。このとき、NANデバイス101は、S1012で、自身が送信したものと同じService ID(=10)と同じBasic DLW(=0x0001)を含むData Link Beaconを受信している(S801でYes)。そして、NANデバイス101は、Data Link Beaconの送信元のNANデバイス103のMaster Rankと自身のMaster Rankとを比較する(S802)。このとき、Data Link Beaconの送信元のNANデバイス103の方が、NANデバイス101よりMaster Rankが高いとする(S802でNo)。この場合、NANデバイス101は、次のService ID=10のBasic DLWについてはData Link Beaconを送信しないと決定する(S803)。ただし、Service ID=20についてはS801においてNoと判定されるため、NANデバイス101は、S805に示すようにData Link Beaconを送信すると決定する。一方で、NANデバイス103は、S801でYes、S802でNo、S804でNoと判断され、Service ID=10についてData Link Beaconを送信すると決定する(S805)。

図10に戻る。次のDW期間(DW3)になると、Masterとして動作するNANデバイス105は、Sync Beaconを送信する(S1013)。次に、NANデバイス101、103による上述の図8に示す処理の結果として、NANデバイス101が送信するS1014のData Link BeaconではService ID=20のBasic DLWのみを含む。また、NANデバイス103が送信するS1015のData Link BeaconではService ID=10のBasic DLWのみを含む。これにより、これらのService IDでデータリンクを確立しているNANデバイスの中でMaster Rankが最も高いNANデバイスのみが当該Service IDのData Link Beaconを送信することができる。よって、同じ内容のData Link Beaconを重複して送信することを防ぐことができ、無線帯域の占有を防ぐことができる。

図11に、本実施形態におけるNANによるデータリンク確立およびにアプリケーション通信処理終了後の、データリンクの確立を解除する一連の処理を表すシーケンス図を示す。

まず、DW期間になると Sync Beacon、Data Link Beaconがそれぞれ送信される(S1101、S1102、S1103)。これらの処理については、図10のS1013、S1014、S1015と同じ処理であるため、説明を省略する。

NANデバイス103の図示しないユーザが、入力部304(図3)に対する操作を介して、チャットアプリケーションを終了させると、NANデバイス103は、service data link teardownを送信する(S1104)。service data link teardownの送信により、NANデバイス104に対して当該チャットアプリケーションによるデータリンク通信を切断することが通知され、当該データリンクの確立が解除される。尚、NANデバイス103がservice data link teardownを送信するトリガは、ユーザ操作に限定されない。例えば、一定時間アプリケーションによる通信がない場合に、NANデバイス103はデータリンク切断を要求するためにservice data link teardownを送信しても良い。

Service data link teardownは、図5のSDF500で示される。Service data link teardownの場合は、DLSA503のTypeが3(=service data link teardown)と本実施形態では定義する。S1104におけるservice data link teardownのService IDは、チャットアプリケーションを示す10である。

NANデバイス103は、アプリケーションのためのNANのデータリンクの確立を解除すると、S1008で確立されたデータリンクのスケジューリングを解除するために、次にdata link schedule teardownを送信する(S1105)。本実施形態におけるdata link schedule teardownのフォーマットは、図6のSDF600で示される。Data link schedule teardownは、DLWA602のTypeが4で表わされる。また、このとき、DLWAのBasic DLW Bitmap、Additional DLW Bitmap、Flexible DLW Bitmapは、省略しても良い。

Service data link teardown、data link schedule teardownが送信されると、以降では、NANデバイス103とNANデバイス104間のNANによるデータリンクは無効となる。したがって、NANデバイス103とNANデバイス104は、互いにチャットアプリケーションの通信をしない。

次のDW期間(DW2)になると、NANデバイス103とNANデバイス104は、データリンクを確立していないため、図8の処理は実施されず、Data Link Beaconを送信しない。一方で、NANデバイス101は、まだService ID=10,20においてデータリンクを確立しており、かつ、DW期間(DW1)においてS1103でMaster Rankが自身よりも高いNANデバイス103からData Link Beaconを受信している。そのため、NANデバイス101は、DW期間(DW2)において、Service ID=20のみのData Link Beaconを送信する(S1107)。また、NANデバイス101は、DW期間(DW2)において、Service ID=10のData Link Beaconを受信していない。そのため、図8のフローチャートにおいてS801でNoとなり、S804でNoとなり、NANデバイス101は、次のDW期間(DW3)で、Data Link BeaconをService ID=10,20の両方で送信する(S1109)。

次にS1109の後に、NANデバイス101のユーザが、入力部304(図3)に対する操作を介して、ファイル共有アプリケーションを終了し、Service ID=20のデータリンク確立を解除するとする。この場合、S1104、S1105と同様に、NANデバイス101は、service data link teardownおよびdata link schedule teardownを送信する(S1110、S1111)。したがって、次のDW期間(DW4)において、Service ID=20のデータリンクは確立されないため、NANデバイス101は、Service ID=10のData Link Beaconのみを送信する(S1113)。

次にS1113の後に、NANデバイス101のユーザが、入力部304(図3)に対する操作を介して、チャットアプリケーションを終了し、Service ID=10のデータリンク確立を解除するとする。この場合、S1110、S1111と同様に、NANデバイス101は、service data link teardownおよびdata link schedule teardownを送信する(S1114、S1115)。したがって、NANデバイス101は、次のDW期間(DW5)においてData Link Beaconを送信しない。

このように、本実施形態では、データリンクを確立した後に当該データリンクの通信期間(Basic DLW)およびアプリケーションの識別子(Service ID)を、データリンクを確立したNANデバイスが報知する。これにより、周囲のNANデバイスは、当該データリンク通信期間に応じて、自身が確立するデータリンク通信期間を決定することができる。その結果、他のNANデバイスがデータリンク通信をしている期間を避けて、データリンクを確立することができ、通信スループットが向上し得る。

また、本実施形態では、NANデバイスは、他のNANデバイスとデータリンク通信期間を共有する消費電力を低減できる可能性もある。例えば、図10のS1007とS1008において、同じ通信期間でNANデバイス101、102、103、104が通信を行っている。このとき、更にNANデバイス102とNANデバイス103がチャットアプリケーションをするためのデータリンクを、既に確立済みのBasic DLWで確立することが可能となる。ここで、NANデバイス102とNANデバイス103が既に確立済みのデータリンクと異なるBasic DLWでデータリンクを確立した場合に、無線送受信できる期間を増やす必要が有り、消費電力が大きくなる可能性がある。しかし、S1006で示すように報知している、あるいは報知されているBasic DLWと同じBasic DLWでデータリンクを確立することによって、更に別のデータリンクを異なるBasic DLWで確立する必要がなくなり得る。これにより、消費電力が低減し得る。

また、データリンク通信期間を、サービスを発見・検索する期間であるDW期間を避けることによって、データリンク通信による無線帯域の占有により、サービス発見がなかなかできないという状況を防ぐことができる。

＜実施形態2＞
本実施形態では、NANデバイスは、データリンクを確立後に、NANネットワーク内でMasterとして動作するNANデバイスに対して、Basic DLWを報知するように依頼する。依頼されたNANデバイスは、DW期間であることを報知するためのSync Beaconに、確立したデータリンクのService IDおよびBasic DLWの情報を含めることによって、他のNANデバイスにデータリンク通信が行われる期間を報知する。以下、実施形態1と異なる点について説明する。

図12に、データリンクを確立し、NANネットワーク内のMasterにBasic DLWの報知を依頼するときの処理を表すシーケンス図を示す。

S1201～S1204の処理は、図4のS401～S404の処理と同じであるため、説明を省略する。NANデバイス101は、データリンクを確立すると(S1205)、データリンクによる通信期間とService IDの情報を含んだData Link Notifyというフレームを、Masterとして動作するNANデバイス105に送信する(S1206)。Data Link Notifyは、確立済みのデータリンクによる通信期間とService IDの情報、および送信元の情報が含まれていれば、どのフレームであっても良い。しかし、Data Link Notifyは、IEEE802.11の形式で定義されるAction Frameの形式でData Link List Attribute702（図7）の情報が含まれていることが好ましい。また、Data Link Notifyは、データリンクを確立した際のMaster Rankが高いNANデバイスであるNANデバイス101が送信し、NANデバイス101よりMaster Rankの低いNANデバイス102は送信しない。なお、図12の説明に当たり、S1206およびS1209で送信されるData Link Notifyには、Data Link List Attribute702が含まれているものとする。

Masterとして動作するNANデバイス105は、Data Link Notifyを受信すると、次のDW期間(DW2)において、Sync Beaconを送信する(S1207)。このとき、NANデバイス105は、Sync Beaconに、S1206で受信したData Link List Attributeを付与して送信する。これにより、他のNANデバイスは、S1205で確立されたデータリンクのデータリンク通信期間及びService IDを知ることができる。

ここで、NANデバイス106がMaster Rankが変更になり、NANクラスタ107においてNANデバイス106がMasterとして動作することとなったとする。それまでMasterとして動作していたNANデバイス105は、以降ではNon-Master Non-Syncとして動作する。

DW期間(DW3)が開始になると、NANデバイス105ではなくNANデバイス106が、Sync Beaconを送信する(S1208)。このとき、Sync BeaconにData Link List Attributeは付与されない。NANデバイス101は、NANデバイス106からSync Beaconを受信すると、Masterとして動作するNANデバイスがNANデバイス105からNANデバイス106に変わったことを認識する。そして、NANデバイス101は、S1206と同じ内容のData Link Notifyを、NANデバイス106に送信する(S1209)。

NANデバイス106は、Data Link Notifyを受信すると、次のDW期間(DW4)において、Sync Beaconを送信する(S1210)。このとき、NANデバイス106は、S1209で受信したData Link List Attributeを付与して送信する。これにより、他のNANデバイスは、S1205で確立されたデータリンクのデータリンク通信期間及びService IDを知ることができる。

次に、NANデバイス101のユーザが、入力部304(図3)に対する操作を介して、チャットアプリケーションを終了し、データリンクの確立を解除した場合について述べる。このとき、NANデバイス101は、データリンクを解除する前に、Data Link Cancelを送信する(S1211)。Data Link Cancelは、Data Link Notifyとは逆で、データリンク確立を解除することをMasterに通知するためのメッセージである。NANデバイス101は、切断するのはどのデータリンク通信期間でService IDなのかをMasterに知らせるために、S1209で送信したData Link List Attributeと同様の情報を、Data Link Cancelに付与し得る。NANデバイス101は、Data Link Cancelを、Masterとして動作するNANデバイス106に通知した後に、データリンクによる通信を解除するためにNANデバイス101、NANデバイス102がネゴシエーションを行う(S1212)。これにより、NANデバイス101とNANデバイス102とのデータリンクは解除される。

NANデバイス106は、Data Link Cancelを受信すると、次のDW期間(DW5)において、Data Link List Attributeの情報を付与しないSync Beaconを送信する(S1213)。

このように、本実施形態では、DW期間であることを通知するフレームであるSync Beaconにデータリンク通信期間およびService IDを含めることによって、実施形態1よりもDW期間におけるフレーム数を減らすことができる。これにより、無線通信帯域の占有時間が短くなり、NANデバイスは、DW期間におけるサービス発見・報知をより円滑に行うことが可能となる。

本実施形態では、Masterとして動作しないNANデバイス101の代わりに、Masterとして動作するNANデバイス105、106がデータリンク通信期間を報知するようにした。Masterとして動作するNANデバイスがデータリンクを確立した場合には、S1206のData Link Notifyの送信を省略して、自身でSync BeaconにData Link List Attributeを付与しても良い。

＜変形例＞
実施形態2では、Masterとして動作しないNANデバイス101が、次のDW期間で送信されるSync BeaconにBasic DLWの情報を含ませるために、Data Link NotifyをMasterとして動作するNANデバイス105、106に送信した(S1206、S1209)。これに代えて、Masterとして動作するNANデバイスが、Sync BeaconによりBasic DLWとService IDを報知しても良い。なお、Sync Beaconは、Masterとして動作するNANデバイスだけでなく、Non-Master Syncとして動作するNANデバイスも送信することができる。

例えば、NANデバイスがデータリンクを確立した後に、当該データリンクのBasic DLWとService IDをSync Beaconで報知している他のNANデバイスがいなかった場合には、当該NANデバイスのMaster Preferenceを上げても良い。これにより、NANデバイス101は、NANクラスタ107内でMasterあるいはNon-Master Syncとして動作することができ、実施形態2と同様に、Basic DLWとService IDを含めたSync Beaconを送信できる。また、この場合、データリンクの確立を解除した場合には、NANデバイス101は、Master Preferenceを下げることによってMasterあるいはNon-Master Syncとして動作することをやめ、Non-Master Non-Syncとして動作しても良い。

また、上記の実施形態では、NANによるデータリンク通信は6chとして説明したが他の2.4GHz帯のチャネルや5GHz帯のチャネルなど他のチャネルであってもよい。この場合、同じBasic DLWであってもチャネルが異なれば無線帯域はぶつからないため、NANデバイスは、S902においては常に重ならない期間はあると判定してもよい。この場合、逆に、S907やS908においては、Basic DLWは同じチャネルで設定されることが好ましい。

また、上記の実施形態では、SubscriberであるNANデバイスがdata link schedule requestを送っているが、PublisherであるNANデバイスがそれを送っても良い。また、図4の処理は、PublisherであるNANデバイスが行っても良い。また、PublisherであるNANデバイスがData link schedule responseを送っても良い。

また、図11のS1107において、DW期間(DW2)では、NANデバイス101は、Service ID=10のData Link Beaconしか送信していない。その場合、Service ID=20のBasic DLWは、当該DW期間において報知されない。そのため、DW期間において一定期間、当該Service IDおよびBasic DLWが一致するData Link Beaconが受信されなかったNANデバイスは、Data Link Beaconを送信するようにしても良い。

また、図4において、どのサービスでアプリケーションによる通信を開始したいのか、そしてそのスケジュールでアプリケーションによる通信をするのかの二段階のネゴシエーションによってデータリンクを確立した(S405～S409)。これを一種類のメッセージでネゴシエーションするようにしてもよい。すわなち、data link schedule request/responseにDLSAを含めることで、どのサービスでアプリケーションによる通信を開始したいのかを示してもよい。この場合、data link schedule request/responseのやりとりだけで必要な情報がやりとりでき、service data link request/responseのやりとりが不要になる。これにより、データリンク確立時に発生する電波帯域を減らすことができる。また、メッセージを減らすことで速くデータリンクを確立することができる。

また、上記の実施形態では、NANデバイス101は、データリンクを確立する要求メッセージであるdata link schedule requestで、データリンクによる通信をする期間を要求した。しかしながら、NANデバイス101は、data link schedule request以外のメッセージで、データリンクによる通信をしたい期間を通知するようにしても良い。例えば、NANデバイス101は、SubscribeメッセージやPublishメッセージで、データリンク確立要求をする前に予め通知するようにしておいても良い。SubscribeメッセーやPublishメッセージで通知することで、データリンクを確立するNANデバイスは、データリンク確立を要求する前にお互いにデータリンクによる通信をしたい期間を知ることができる。これによって、例えば、NANデバイス101は、同じサービスを提供しているNANデバイスの中で、自分にとって都合の良いデータリンクによる通信期間でデータリンク通信ができるNANデバイスとデータリンクを確立する、といったことができるようになる。それにより、NANデバイス101は、データリンクの確立を開始してから、自分にとって都合の悪い通信期間でしか通信できないといったことを未然に防ぐことができる。

また、上記の実施形態では、各NANデバイスで動作するアプリケーションをチャットアプリケーションやファイル共有アプリケーションとして説明した。しかし、本実施形態は、その他のアプリケーションでも適用できる。例えば、写真共有アプリケーションやプリントアプリケーションなどが該当する。

また、上記の実施形態では、Subscriberが、Subscribeメッセージの送信からサービスの発見を実施しているが、PublisherであるNANデバイスが能動的に、サービスを必要としているNANデバイスを探しても良い。すなわち、PublisherであるNANデバイスがPublishメッセージを送信し、その応答としてSubscribeメッセージを受信できた場合に、NANのデータリンクを確立するようにしてもよい。また、Publisher側、Subscriber側のいずれのNANデバイスが、NANのデータリンクを確立するようにしても良い。

また、上記の実施形態では、データリンクの確立を要求するNANデバイス101がBasic DLWを決定する処理を実施する（図7と図8）。しかしながら、データリンクの確立を要求されたNANデバイスも、Basic DLWの応答するときの値を決定してもよい。すなわち、データリンク確立を要求されたNANデバイスも、既にデータリンクを確立済みのBasic DLWをもとに、新規のデータリンクの確立を図ることで、NANクラスタ全体としての消費電力低減を図ることができる。

また、上記の実施形態では、データリンクが確立された場合にいずれかのNANデバイスが必ずBasic DLWを報知する処理を実施した。しかしながら、Basic DLWを報知しない場合があってもよい。例えば、大量のデータ通信をするために、NANデバイスが使用予定のBasic DLWで他のNANデバイスが DLWで通信をしてほしくない場合は、Basic DLWを報知しないように制御しても良い。すなわち、他のNANデバイスとBasic DLWを共有したい場合はData Link Beaconが送信され、他のNANデバイスとBasic DLWを共有したくない場合はData Link Beaconが送信されない。これにより、DW期間においてData Link Beaconの送信頻度が減ることになり、DW期間での無線帯域が混雑することを緩和させることができる。

また、上記の実施形態では、NANデバイスは、図9のフローチャートに従って決定したBasic DLWで、データリンクを確立しようと試みた。ここで、当該決定したBasic DLWでのデータリンクの確立の要求が拒否された場合は、NANデバイスは、その他のBasic DLWでデータリンクの確立を試みるようにしてもよい。例えば、図9のフローチャートの結果、S907で決定したBasic DLWでを伴い、NANデバイスはdata link schedule requestを送信したが、相手のNANデバイスに拒否された場合には、S908で決定するBasic DLWを伴い、リトライするようにしても良い。

また、上記実施形態では、データリンク確立を要求するNANデバイスは、図9のフローチャートでBasic DLWを決定した。しかしながら、データリンク確立を要求されたNANデバイスが図9のフローチャートに従って、data link schedule responseで応答するBasic DLWを決定しても良い。その結果、data link schedule request/responseにおいてお互いのBasic DLWが一致しなかった場合は、両NANデバイスは、Master Rankの高いNANデバイスのBasic DLWを優先しても良い。Master Rankが高いNANデバイスのBasic DLWを安定的にネットワークにいる可能性が高い。そのため、Master Rankが低いNANデバイスは、Master Rankが高いNANデバイスのBasic DLWにあわせることによって、他のNANデバイスと共通のBasic DLWでデータリンク確立できる可能性が高くなる。その結果、データリンク通信のために無線制御をオンしている期間を短くすることができ、消費電力を低減することができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

101、102、103、104、105、106 NANデバイス、107 NANクラスタ

Claims (9)

1. 通信装置であって、
   データリンクを確立するための通信を、ネットワークに参加する複数のデバイスで共有されている、周期的に到来する第１の期間において行う第１の通信手段と、
   前記第１の通信手段による通信によって、前記ネットワーク内の他の通信装置とデータリンクを確立したことに応じて、前記周期的に到来する第１の期間と異なる第２の期間において、当該確立されたデータリンクを介して前記他の通信装置と通信を行う第２の通信手段と、
   前記第２の期間が設定されており、前記データリンクとは異なるデータリンクを確立する際に、前記データリンクとは異なるデータリンクを介した通信のデータ通信量が所定の閾値より多い場合に、前記第２の期間と重ならない期間があるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記第２の期間と重ならない期間があると判定された場合に、当該重ならない期間の少なくとも一部を、前記データリンクとは異なるデータリンクを介した通信を行うための第３の期間として設定する設定手段と、
   前記設定手段によって設定された前記第３の期間を、前記ネットワーク内に報知する報知手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記報知手段は、前記周期的に到来する第１の期間において、前記第３の期間を報知することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記ネットワークはNeighbor Awareness Networking(NAN)に準拠したネットワークであり、前記通信装置のMaster Rankが前記他の通信装置より高い場合に、前記報知手段によって前記第３の期間を報知し、前記通信装置のMaster Rankが前記他の通信装置より低い場合に、前記報知手段による前記第３の期間の報知を実行しないこと特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記設定手段は、前記データ通信量が前記所定の閾値より多くなく、前記ネットワーク内の他の通信装置による他のデータリンクの通信期間である所定の期間の情報を受信しなかった場合、前記第１の期間の直後の期間を前記第３の期間と設定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の通信装置。
5. 前記設定手段は、前記データ通信量が前記所定の閾値より多くなく、前記ネットワーク内の他の通信装置による他のデータリンクの通信期間である所定の期間の情報を受信した場合に、前記データリンクとは異なるデータリンクのデータ通信によって実行されるサービスと同じサービスが実行される前記他のデータリンクのデータ通信の通信期間である前記所定の期間を前記第３の期間として設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の通信装置。
6. 前記報知手段は、前記第３の期間における前記データリンクとは異なるデータリンクのデータ通信によって実行されるサービスの識別子を前記ネットワーク内に報知することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記周期的に到来する第1の期間は、NANに準拠したDiscovery Windowであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の通信装置。
8. 通信装置の制御方法であって、
   データリンクを確立するための通信を、ネットワークに参加する複数のデバイスで共有されている、周期的に到来する第１の期間において行う第１の通信工程と、
   前記第１の通信工程による通信によって、前記ネットワーク内の他の通信装置とデータリンクを確立したことに応じて、前記周期的に到来する第１の期間と異なる第２の期間において、当該確立されたデータリンクを介して前記他の通信装置と通信を行う第２の通信工程と、
   前記第２の期間が設定されており、前記データリンクとは異なるデータリンクを確立する際に、前記データリンクとは異なるデータリンクを介した通信のデータ通信量が所定の閾値より多い場合に、前記第２の期間と重ならない期間があるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程によって前記第２の期間と重ならない期間があると判定された場合に、当該重ならない期間の少なくとも一部を、前記データリンクとは異なるデータリンクを介した通信を行うための第３の期間として設定する設定工程と、
   前記設定工程によって設定された前記第３の期間を、前記ネットワーク内に報知する報知工程と、
   を有することを特徴とする制御方法。
9. コンピュータを、請求項１から７のいずれか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。

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