WO2004100453A1 - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

　制御局を配置せずにアドホック・ネットワークを構成する無線通信装置が、自己が優先的に利用可能な領域を設定し、必要に応じてその領域内でアイソクロナス通信を行なう。優先利用領域でアイソクロナス通信が行なわれなかったときやアイソクロナス通信が終了した後は、他の通信装置が任意の通信を行なう。自己の優先利用領域で他の通信が行なわれているときは、アイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせる。アドホック通信環境下においてＡＶコンテンツなどのリアルタイム性のデータをアイソクロナス通信により効率よく伝送することができる。

Description

明 細 書 無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信方法、 並びにコンピュータ 'プロ グラム 技術分野 本発明は、 無線 LAN (Lo c a l Ar e a Ne two r k) のように複数 の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信 方法、 並びにコンピュータ 'プログラムに係り、 特に、 AVコンテンツなどの等 時性のデータを効率よく伝送する無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信 方法、 並びにコンピュータ■プログラムに関する。

さらに詳しくは、 本発明は、 制御局と非制御局の関係を有さずに各通信局が自 律分散的にネットワークを形成するァドホック （A d _ h o c ) 通信環境下で、 等時性データを効率よく伝送する無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信 方法、 並びにコンピュータ ·プログラムに係り、 特に、 アドホック通信環境下に おいて帯域を保証したデータ伝送を行なう無線通信システム、 無線通信装置及び 無線通信方法、 並びにコンピュータ■プログラムに関する。 背景技術 有線方式による LAN配線からユーザを解放するシステムとして、 無線 LAN が注目されている。 無線 LANによれば、 オフィスなどの作業空間において、 有 線ケーブルの大半を省略することができるので、 パーソナル'コンピュータ （P C) などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。

近年では、 無線 LANシステムの高速化、 低価格化に伴い、 その需要が著しく 増加してきている。 特に最近では、 人の身の回りに存在する複数の電子機器間で 小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、 パーソナノレ ·ェ リア 'ネットワーク （PAN) の導入の検討が行なわれている。 例えば、 2. 4 GH z帯や、 5 GH z帯など、.監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、 異なつた無線通信システムが規定されている。

無線技術を用いてローカル 'エリア■ネットワークを構成するために、 エリア 内に 「アクセス■ポイント」 と呼ばれる制御局となる装置を 1台設けて、 この制 御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が一般的に用いられている。 この場合、 アクセス ·ポイントにより無線ネットワーク内の通信装置が互いに同 期がとられる。 そして、 情報伝送を行なう通信装置は、 まずその情報伝送に必要 な帯域をアクセス ·ポイントに予約して、 他の通信装置における情報伝送と衝突 が生じないように伝送路の利用を行なうという、 帯域予約に基づくアクセス制御 が行なわれる。

ところが、 送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合、 必ずァク セス ·ポイントを介した無線通信が必要になるため、 伝送路の利用効率が半減し てしまうという問題がある。

これに対し、端末同士が直接無線通信を行なう 「アドホック （Ad- h o c)通 信」 が考案されている。 とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構 成される小規模無線ネットワークにおいては、 特定のアクセス ·ポイントを利用 せずに、 任意の端末同士が無線通信を行なうことができるァドホック通信が適当 であると思料される。

例えば、 I EEE802. 11系の無 #泉 LANシステムでは、 制御局を配さな くとも自律分散的にピア 'ッゥ 'ピア （P e e r t o P e e r) で動作する モードが用意されている。

他方、 一定間隔で定期的にデータを送る必要がある AVコンテンツなどのよう に、 等時性、 時間的に連続性を持つデータを転送するためには、 帯域を保証する 必要がある。

例えば、 I EEE802. 11 TG— eでは、無線 LANシステムを利用した 帯域保証を前提とした通信方法の検討が進められている。

ところ力 S、従来の無線 LANシステムにおいて帯域保証を行なおうとした場合、 特定の制御局を規定し、 制御局が通信資源を一元的に管理し、 一定のグループ内 で限定的に有効となる利用時間を指定する手法を用いることが一般的である。 情 報の送信元となる通信装置に送信の権限が一元的に発生し、 受信先となる無線通 信装置は、 送信元通信装置に従属して制御されるという構成となる。

この場合、 特定の制御局となる通信装置を規定しておくことが前提になり、 制 御局装置を置かないシステムに適用することができない。 特に、 制御局と非制御 局の関係を有さずにァドホック ■ネットワークを形成して帯域予約的な通信を実 現すると、どの範囲までの影響を考慮すればよいのかを判断するのが困難である。 また、 情報の送信元となる通信装置に送信の権限が一元的に発生するため、 受信 先となる無線通信装置が所定のタイミングにおいて信号の受信に利用していると いう通知を行なえない。

また、 等時性すなわち時間的に連続性を持つデータの伝送にはァイソクロナス 通信が行なわれる。 この場合、 ァイソクロナス通信を行なうための所定の通信帯 域 （又は時間） をあらかじめ確保しておき、 その通信帯域 （又は時間） では特定 の通信装置間で独占的に通信が行なわれる。

例えば I E E E 8 0 2 . 1 5 . 3におけるワイヤレス 'パーソナル ·エリア - ネットワーク （WP AN) の標準化作業中の技術として、 所定の通信帯域をギヤ ランティード.タイム .スロット （G T S ) として確保し、 その帯域の中でアイ ソクロナス通信を実現する手法が検討されている。

しかしながら、 従来の無線 L ANシステムにおいてァイソクロナス通信のよう な、 帯域保証を行なおうとした場合には、 その帯域保証量を他の通信装置と共有 する仕組みが必要とされており、 特定の制御局となる通信装置を規定し、 その制 御局装置が通信量を一元的に管理する必要がある。 言い換えれば、 制御局と非制 御局の関係を有さない無線通信システムでは、 これらの帯域を保証した通信を直 接適用することができない。

また、 ァイソクロナス通信が行なわれる時間には、 他の通信装置の間での通信 を排除する必要があるため、 この意味でも制御局が一元的にその時間を利用する 通信装置を特定しなければならない。 すなわち、 アドホック ·ネットワークを形 成してアイソクロナス通信のような帯域予約的な通信を実現することは極めて困 難である。 発明の開示 本発明の目的は、 制御局と非制御局の関係を有さずに各通信局が自律分散的に ネットワークを形成するァドホック通信環境下で、 等時性データを効率よく伝送 することができる、 優れた無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信方法、 並びにコンピュータ ·プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、 ァドホック通信環境下において帯域を保証したデー タ伝送を行なうことができる、 優れた無線通信システム、 無線通信装置及び無線 通信方法、 並びにコンピュータ 'プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、 アドホック通信環境下において AVコンテンツなど のリアルタイム性のデータをアイソクロナス通信により効率よく伝送することが できる、 優れた無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信方法、 並びにコン ピュータ 'プログラムを提供することにある。 本発明は、 上記課題を参酌してなされたものであり、 その第 1の側面は、 制御 局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線通信シス テムであって、 帯域が保証された通信を行なおうとする送信側又は受信側の通信 装置が自己の通信範囲内で帯域保証領域の設定を通知し、 該通知を受信した他の 通信装置は前記帯域保証領域では通信動作を行なわないようにすることで、 通信 範囲内での信号の衝突や干渉を回避し、 帯域を保証することを特徴とする無線通 信システムである。

但し、 ここで言う 「システム」 とは、 複数の装置 （又は特定の機能を実現する 機能モジュール） が論理的に集合した物のことを言い、 各装置や機能モジュール が単一の筐体内にある力否かは特に問わない。

ここで、 送信側又は受信側の通信装置は、 所定のフレーム周期毎に送出するビ ーコン情報に帯域保証領域に関する情報を記載するようにしてもよい。 ビーコン 信号で帯域保証通信に利用するタイミングを報知することで、 近隣の不特定多数 の無線通信装置に帯域保証通信が行なわれることを事前に通知することができる。 また、 受信側の通信装置は、 帯域保証通信に利用するタイミングを、 自己のビ ーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知するようにしてもよ い。 このような場合、 送信側の通信装置から見て隠れ端末となる領域に存在する 無線通信装置に対しても、'帯域保証通信が行なわれていることを知らしめること ができる。

送信側又は受信側の通信装置は、 自己のフレーム周期中に予約領域を設定し、 該予約領域を独占的に利用して帯域が保証されたアイソクロナス通信を行なうよ うにしてもよい。

各無線通信装置から自身が帯域予約通信に利用できるタイミングを通知するこ とで、 制御局と非制御局の関係を有することなく、 帯域予約通信を実現すること ができる。 各通信装置は予約したスロットを独占的に使用することができ、 予約 解除などの特別な手続をとらない限り、 他の通信装置は予約されたスロットを使 用することはできない。

各通信装置は、 他の通信装置が設定した予約領域では通信動作を控えることに より、 通信の衝突や干渉が回避される。 すなわち、 いずれの通信装置も、 周囲の 通信装置からのビーコン情報を収集し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周 囲の通信装置で帯域保証領域として設定されている領域を、 自己の帯域保証領域 として設定しない。 また、 送信側又は受信側の通信装置は、 周囲の通信装置から のビーコン情報を収集し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置 で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する。 また、 送信側又は受信側の通信装置は、 通信相手の通信装置から帯域保証領域に 関する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で帯域保証領域として設定されていな い領域を自己の帯域保証領域に設定する。 これによつて、 アドホック 'ネットヮ →において帯域予約に基づくアイソクロナス通信を実現することができ、 A V コンテンッなどの等時性データの伝送時における帯域を保証することができる。 また、 本発明の第 2の側面は、 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に ネットワークを形成する無線通信システムであって、 送信側又は受信側の通信装 置は、 自己のフレーム周期中に優先的に利用可能な領域を設定し、 該優先利用領 域を優先的に利用して帯域が保証された通信を行なうようにすることで、 通信範 囲内での信号の衝突や干渉を回避し、 該優先利用領域を優先的に利用して帯域が 保証されたアイソクロナス通信を行なうことを特徴とする無線通信システムであ る。

上述した予約領域は独占された時間領域であり、 特定の通信装置間で伝送路が 占有されてしまう。 所定の通信帯域 （時間） に渡り伝送路を占有した通信を行な う方法では、 ー且設定された所定の通信帯域 ) に満たないァイソクロナス 通信が行なわれた場合に、 その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用でき ないため、 スループットが低下する。 一方、 C S MA (若しくは P S MA) /C Aによるァクセス制御方法では、 各通信装置は他の通信装置からの送信のないこ とを検出した後に送信を開始する衝突回避動作を行なうこと力、ら、 キヤリァ信号 が検出されなければ通信が開始されてしまうため、 伝送路を特定の通信のために 占有して利用する保証ができなレ、。

そこで、 本発明の第 2の側面では、 各無線通信装置において自己が優先的に利 用可能な領域 （タイミング） を設定し、 必要に応じてこの優先利用領域において 優先的にァイソクロナス通信を行なうようにした。

ここで、 優先利用領域が終了する前に、 送信側及び受信側の通信装置間での帯 域が保証されたァイソクロナス通信が終了した、 すなわち優先利用時間が終了し た場合には、 他の通信装置の間で任意の通信を行なうようにしてもよい。

ここで言う優先利用領域は、 通信装置が優先して利用することができる領域の ことであり、 予約した通信装置が伝送路を独占する予約領域とは相違する。 優先 利用領域では、 帯域の優先的な利用が保証される力 他の通信装置の利用を完全 に排除するものではなく、 優先利用を保証した範囲内で他の通信装置も帯域を利 用することができる。 したがって、 通信装置が優先的に利用可能な領域を設定し てァイソクロナス通信を行なうものの、 そのアイソクロナス通信が行なわれなか つた場合、 あるいはァイソクロナス通信が終了した後には、 他の通信装置の間で 任意の通信を行なうことを許容する。 この結果、 優先利用領域に満たないァイソ クロナス通信が行なわれた場合に、 その満たない部分で他の通信装置間の通信に 流用することができるので、 スループットが向上する。

また、 送信側の通信装置は、 自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他 の通信が行なわれている場合には、アイソク口ナス通信の開始を一時的に遅らせ、 他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なうようにしてもよい。

他の通信が終了した後に所定のアイソクロナス通信を開始することで、 他の通 信と共存したァイソクロナス通信を実現することができる。 この場合、 優先利用 領域の開始は一時的に遅延する力 優先利用領域に満たないアイソクロナス通信 が行なわれたときには優先利用という状態が解除、 すなわち帯域が解放されるの で、 システム全体としてみればスループットが向上し、 一時的な遅延は回復して いくことが見込まれる。 また、 本発明の第 3の側面は、 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に 無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ■システム上で実行するように コンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ ·プログラムであって、 帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する帯域保証 領域設定ステップと、

自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御ステッ プと、

を具備することを特徴とするコンピュータ ·プログラムである。

また、 本発明の第 4の側面は、 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に 無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ ·システム上で実行するように コンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ ·プログラムであって、 自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を 設定し、 自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定ステツプと、

自己の優先利用領域の到来に応答して帯域が保証された通信を優先的に行なう 通信制御ステップと、

を具備することを特徴とするコンピュータ ·プログラムである。

本発明の第 3及び第 4の各側面に係るコンピュータ 'プログラムは、コンビユー タ 'システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述され たコンピュータ 'プログラムを定義したものである。 換言すれば、 本発明の第 3 及ぴ第 4の各側面に係るコンピュータ■プログラムをコンピュータ ·システムに インストールすることによってコンピュータ .システム上では協働的作用が発揮 され、 通信装置として動作する。 このような通信装置を複数起動して無線ネット ワークを構築することによって、 本発明の第 1及び第 2の各側面に係る無線通信 システムと同様の作用効果を得ることができる。 本発明のさらに他の目的、 特徴や利点は、 後述する本発明の実施形態や添付す る図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配 置例を示した図である。

図 2は、 図 1に示した無線ネットワーク環境下で動作する無線通信装置の機能 構成を模式的に示した図である。

図 3は、 本実施形態に係るアドホック ·ネットワークにおける各無線通信装置 のスーパーフレームの構成例を示した図である。

図 4は、 各通信装置において自己が認、識しているスロットの酉己置例を示した図 である。

図 5は、 送信側からの予約処理シーケンスを示した図である。

図 6は、 受信側からの予約処理シーケンスを示した図である。

図 7は、 本発明の実施形態に係るァドホック 'ネットワークにおいて予約通信 を行なう場合のスーパーフレームの構成例を示した図である。

図 8は、 予約通信を行なう場合に各通信装置において自己が認識しているスロ ット配置例を示した図である。

図 9は、 予約領域内における通信シーケンス例を示した図である。

図 1 0は、 ビーコン信号のフレーム構成例を示した図である。

図 1 1は、 予約要求コマンド情報のフレーム構成例を示した図である。

図 1 2は、 確認通知コマンド情報のフレーム構成例を示した図である。

図 1 3は、 予約通知コマンド情報のフレーム構成例を示した図である。

図 1 4は、 擬似ビーコン信号のフレーム構成例を示した図である。 図 1 5は、 R T Sコマンドのフレーム構成例を示した図である。

図 1 6は、 C T Sコマンドのフレーム構成例を示した図である。

図 1 7は、 データ · フレームのフレーム構成例を示した図である。

図 1 8は、 A C Kフレームのフレーム構成例を示した図である。

図 1 9は、 本発明に係るァドホック ·ネッ トワークにおける無線通信装置の動 作手順を示したフローチャートである。

図 2 0は、 本発明に係るァドホック 'ネットワークにおいて、 各通信装置が自 己のスーパーフレームに優先利用領域を配置した様子を示した図である。

図 2 1は、 ァイソクロナス情報を集合化して優先利用領域を配置した様子を示 した図である。

図 2 2は、 優先利用領域内における通信シーケンス例を示した図である。

図 2 3は、優先利用領域内における通信シーケンスの他の例を示した図である。 図 2 4は、 ァイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換す る通信シーケンスを示した図である。

図 2 5は、 ァイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換す る通信シーケンスの他の例を示した図である。 ，

図 2 6は、 ビーコン情報のフレーム構成例を示した図である。

図 2 7は、 優先利用領域通知コマンドのフレーム構成例を示した図である。 図 2 8は、 本発明に係るアドホック -ネットワークにおいて、 無線通信装置が 優先利用領域の設定や解除を行なうための処理手順を示したフローチヤ一トであ る。

図 2 9は、 本 明に係るァドホック ·ネットワークにおいて、 無線通信装置が ァイソクロナス通信を行なうための処理手順を示したフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。 第 1の実施形態： 図 1には、 本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の 配置例を示している。 この無線通信システムでは、 特定の制御局を配置せず、 各 通信装置が自立分散的に動作し、 アドホック 'ネットワークが形成されている。 同図では、 通信装置 # 0から通信装置 # 6までが、 同一空間上に分布している様 子を表わしている。

また、 同図において各通信装置の通信範囲を破線で示してあり、 その範囲内に ある他の通信装置と互レ、に通信ができるのみならず、 自己の送信した信号が干渉 する範囲として定義される。 すなわち、 通信装置 # 0は、 近隣にある通信装置 # 1並びに通信装置 # 4と通信可能な範囲にある。 また、 通信装置 # 1は、 近隣に ある通信装置 # 0、通信装置 # 2、並びに通信装置 # 4と通信可能な範囲にある。 また、 通信装置 # 2は、 近隣にある通信装置 # 1、 通信装置 # 3、 並びに通信装 置 # 6と通信可能な範囲にある。 また、 通信装置 # 3は、 近隣にある通信装置 # 2と通信可能な範囲にある。 また、 通信装置 # 4は、 近隣にある通信装置 # 0、 通信装置 # 1、 並びに通信装置 # 5と通信可能な範囲にある。 また、 通信装置 # 5は、近隣にある通信装置 # 4と通信可能な範囲にある。 また、通信装置 # 6は、 近隣にある通信装置 # 2と通信可能な範囲にある。

本実施形態では、 各通信装置は、 周囲にある他の通信装置との間で互いに影響 を考慮しながら 1つの無線伝送路を時分割で利用するというアクセス制御を行な ラ。

図 2には、 図 1に示した無線ネットワーク環境下で動作する無線通信装置 1 0 0の機能構成を模式的に示している。 この無線通信装置 1 0 0は、 インターフエ ース 1 0 1と、 データ■バッファ 1 0 2と、 中央制御部 1 0 3と、 無線送信部 1 0 4と、 タイミング制御部 1 0 5と、 アンテナ 1 0 6と、 無線受信部 1 0 7と、 制御信号生成部 1 0 8と、 制御信号解析部 1 0 9と、 ビーコン生成部 1 1 0と、 ビーコン解析部 1 1 1と、 情報記憶部 1 1 3とで構成される。

インターフェース 1 0 1は、この無線通信装置 1 0 0に接続される外部機器 (例 えば、 パーソナル' コンピュータ （図示しない） など） との間で各種情報の交換 を行なう。

データ ·バッファ 1 0 2は、 インターフェース 1 0 1経由で接続される機器か ら送られてきたデータや受信したデータをインターフェース 101経由で送出す る前に一時的に格納しておくために使用される。

中央制御部 103は、 無線通信装置 100における一連の情報送信並びに受信 処理の管理と伝送路のァクセス制御を一元的に行なう。

本実施形態では、 無線通信装置 100は、 制御局と非制御局の関係を有さずに 各通信局が自律分散的にネットワークを形成するアドホック 'ネットワーク環境 下で予約領域又は優先利用領域 （後述） を利用したァイソクロナス通信、 あるい は C SMA/C A (Ca r r i e r S e n s e Mu 1 t i 1 e A c c e s s/C o l l i s i o n Av o i d a n c e ：キヤリァ検出多重アクセス 衝突回避） に基づくランダム ·アクセスなどの通信動作を行なう。 各無線通信装 置は、所定のフレーム周期 （以下、 「スーパーフレーム周期」 とも呼ぶ） で （伹し、 フレーム長は均一であるが、 制御局により統制されていないので、 フレーム開始 時期は通信装置間で同期がとれていない)、フレーム周期の先頭ではビーコンを送 信する。

フレーム周期は複数のス口ットで構成されるが、 中央制御部 103は、 自己が ァイソクロナス通信に利用するスロットを設定し、 この設定内容を情報記憶部 1 13に格納するとともに、 ビーコンに記載して周囲の無線通信装置に報知する。 無線送信部 104は、 データ 'バッファ 102に一時格納されているデータや ビーコンを無線送信するために、 例えばウルトラ 'ワイド 'バンド信号として変 調処理する。

タイミング制御部 105は、 ウルトラ 'ワイド ·バンド信号を送信■受信する ためのタイミングの制御を行なう。 例えば、 既に獲得した予約領域や、 自己のビ ーコン送信タイミング、 他の通信装置からのビーコン受信タイミング （擬似ビー コン （後述） を含む） などを制御する。

アンテナ 106は、 他の無線通信装置宛てに信号を無線送信し、 あるいは他の 無線通信装置から送られる信号を収集する。

無線受信部 107は、 所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報や ビーコンなどの信号を受信処理する。

制御信号生成部 108は、 データ送信に先立ち、 必要に応じて予約要求や確認 通知、 予約通知の情報を生成する。

制御信号解析部 109は、 周辺の無線通信装置から送られてきた予約要求や確 認通知、 予約通知の情報を解析する。

ビーコン生成部 1 10は、 近隣にある無線通信装置との間で周期的に交換され るビーコン信号を生成する。

ビーコン解析部 1 11は、 受信できた他の無線通信装置のビーコン信号を解析 し、 近隣の無線通信装置の存在や利用スロットを解析する。

情報記憶部 1 13は、 中央制御部 103において実行される一連のアクセス制 御動作などの実行手順命令や、 ビーコンが検出された近隣の無線通信装置のァド レスを蓄えておく。 また、 自己の周辺に存在する近隣無線通信装置のビーコン送 信位置 （タイミング） 情報や、 ビーコンに記載された近隣無線通信装置の予約通 信に係るパラメータ （利用スロット情報、 優先利用領域情報） なども情報記憶部

1 1 3に格納される。

図 3には、 本実施形態に係るァドホック ·ネットワークにおける各無線通信装 置のスーパーフレームの構成例を示している。

同図に示す例では、 各通信装置は自律的にスーパーフレーム周期を決定し、 周 期的にビーコンを送信することで自己の存在を周囲の通信装置に知らしめるよう になっている。フレーム長は均一である力 制御局により統制されていないので、 フレーム開始時期は通信装置毎にユニークに設定される。

各無線通信装置は、 周囲の通信装置の （既存の） ビーコン送信位置と重なり合 わないように自己のビーコンを送信することで、 自律分散したアドホック 'ネッ トワークを構築することができる。

図示の例では、 通信装置 # 1では、 ビーコン （B 1) から、 次のビーコン （B ) までの間がスーパーフレーム周期 （SF 1) として規定される。

さらに、 通信装置 #2でも、 ビーコン （B 2) が送信されることで、 スーパー フレーム周期 （SF 2) が規定され、 それ以前はスーパーフレーム周期 （SF 2 一 1) として扱われる。

また、 通信装置 # 3でも、 ビーコン （B 3) が送信されることで、 スーパーフ レーム周期 （SF 3) が規定され、 それ以前はスーパーフレーム周期 （SF 3— 1 ) として扱われる。

このとき、通信装置 # 1では、近隣にある通信装置 # 2からのビーコン（N 2 ) を受信することになる。 また、 通信装置 # 2では、 近隣にある通信装置 # 1から のビーコン （N 1 ) と、 通信装置 # 3からのビーコン （N 3 ) を受信することに なる。 また、通信装置 # 3では、近隣にある通信装置 # 2からのビーコン（N 2 ) を受信することになる。

なお、 図 1に示した無線ネットワーク構成では、 通信装置 # 1は通信装置 # 0 と通信装置 # 4からのビーコンも受信し、 通信装置 # 2は通信装置 # 6からのビ 一コンを受信していることになるが、 説明の簡素化のためここでは省略する。 スーパーフレーム周期は複数のスロット （ここでは 6 4個） で構成され、 スロ ットがアクセスの最小単位となる。 図 4には、 各通信装置において自己が認、識し ているスロットの配置例を示している。 伹し、 無線通信装置は、 自己のスーパー フレーム周期を基準として （すなわち自己のビーコン送信タイミングを起点とし て）、周囲の通信装置からのビーコン信号を受信した相対位置という形式でス口ッ トを配置している。

通信装置 # 1では、 自己のビーコン送信位置を 0番目として、 3 2番目に通信 装置 # 2からのビーコンを受信したことを表わしている。

通信装置 # 2では、 自己のビーコン送信位置を 0番目として、 1 8番目に通信 装置 # 3からのビーコンを受信し、 3 2番目に通信装置 # 1からのビーコンを受 信したことを表わしている。

通信装置 # 3では、 自己のビーコン送信位置を 0番目として、 4 8番目に通信 装置 # 2からのビーコンを受信したことを表わしている。

本実施形態では、 各無線通信装置は、 このようなスロット配置関係を利用スロ ット情報のパラメータとして、 周期的に送信されるビーコンに含めて周囲の通信 装置に通知する。 そして、 無線通信装置は互いに他の通信装置の利用スロットを 避けて情報送信並びに受信処理を行なうようにすることで、 衝突や干渉を避け、 ァドホック ·ネットワークを自律的に形成することができる。

送信側の無線通信装置は、 受信側の無線通信装置に対し予約要求を行ない、 こ れに対し、 受信側の無線通信装置は確認通知を返す。 そして、 予約された利用ス ロットを記述したビーコンを周囲の通信装置に通知することで、 その利用スロッ トにおいてこれら通信装置間の情報送受信のために利用することができる。 図 5には、 予約処理シーケンスを図解している。 図示の例では、 予約通信の送 信元通信装置 # 1に接続される機器から予約指示が出され、 受信先通信装置 # 2 がそれに呼応して予約通信が行なわれる。

まず、 送信元通信装置 # 1に接続される機器から予約指示 5 1が出され、 送信 元通信装置 # 1から受信先通信装置 # 2に予約要求 5 2が出される。 このとき、 大体の要求予約通信量のパラメータを交換する。

そして、 予約通信の受信先通信装置 # 2で、 この予約要求に応じて、 通信に利 用可能なスロットなどを確認、通知 5 3並びにビーコン 5 4によつて通知する。 さらに、 送信元通信装置 # 1では、 確認通知 5 3あるいはビーコン 5 4によつ て予約通信に利用するスロットを決定し、 利用するスロットをビーコン 5 5によ つて周囲に通知する。

その後、 利用するスロットが到来した場合に、 送信元通信装置 # 1から受信先 通信装置 # 2に予約通信 5 6が実際に行なわれる。

また、 これ以降、 一連の予約通信が継続される限り、 受信先通信装置 # 2のビ ーコン 5 7で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれる。 さらにこの 通信終了後に、 これら利用されるスロット情報にて通知されていた時刻が残って いた場合に、 他の通信装置 # 0や # 3は当該スロットを利用可能となり、 例えば C S MA/C Aに基づくランダム■アクセスが可能となる。

同様に、 これ以降、 一連の予約通信が継続される限り、 送信元通信装置 # 1の ビーコン 5 8で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれ、 予約通信 5 9が行なわれ、 通信終了後にこれら利用されるスロット情報にて通知されていた 時刻が残っていた場合に、 他の通信装置 # 0や # 3は当該スロットを利用可能と なり、 例えば C S MA/C Aに基づくランダム ·アクセスが可能となる。

通信装置 # 1及び通信装置 # 2は、 ともに予約されたスロット情報を記述した ビーコンを周囲の通信装置に通知する。 ここで、 通信装置 # 1のビーコンは通信 装置 # 2からは隠れ端末となる通信装置 # 0へ届き、 また、 通信装置 # 2のビー コンは通信装置 # 1からは隠れ端末となる通信装置 # 3へ届く。 すなわち、 送信 元通信装置 # 1及び受信先通信装置 # 2の双方の通信範囲において、 予約通信が 行なわれることが通知される。 そして、 通知を受けた他の通信装置 # 0及び通信 装匱 # 3では予約されているスロットにおいて、 当初の通信動作を行なわないよ うにするので、 衝突や干渉が回避され、 帯域が保証される。

送信元通信装置 # 1及び受信先通信装置 # 2は、 予約の意思を示したスロット を優先的に使用することができ、 この予約の意思を解除するなどの特別且つ付加 的な手続 （本明細書中では説明しない） をとらない限り、 他の通信装置は予約の 意思を示されたスロットを無条件で使用することはできない。

図 5に示した例では、 送信側からの要求に応じて予約処理シーケンスが行なわ れるが、 受信側からの要求に応じて予約処理シーケンスを行なうこともできる。 例えば、 受信先の通信装置が送信元の通信装置に対してコンテンツの配信を要求 する場合などである。図 6には、受信側からの予約処理シーケンスを示している。 図示の例では、 予約通信の受信先通信装置 # 2に接続される機器から予約指示が 出され、 送信元通信装置 # 1がそれに呼応して予約通信が行なわれる。

まず、 受信先通信装置 # 2に接続される機器から、 予約指示 6 1が出され、 受 信先通信装置 # 2から送信元通信装置 # 1に予約通知 6 2が出される。 このとき 大体の要求予約通信量のパラメータを交換する。

また、 ここでは、 予約通知とともに、 ビーコン通知 6 3によって、 予約通信が 行なわれることを周囲の通信装置に通知するようにしてもよい。

予約通知を受けた送信元通信装置 # 1では、 予約通信に利用するスロットを決 定し、 利用するスロットをビーコン 6 4によって周囲に通知をする。

その後、 利用するスロットが到来した場合に、 送信元通信装置 #から受信先通 信装置 # 2に、 予約通信 6 5が実際に行なわれる。

これ以降、 一連の予約通信が継続される限り、 受信先通信装置 # 2のビーコン 6 6で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれ、 通信終了後に、 これ ら利用されるスロット情報にて通知されていた時刻が残っていた場合に、 他の通 信装置 # 0や # 3は当該スロットを利用可能となり、 例えば C S MA/C Aに基 づくランダム■アクセスが可能となる。

同様に、 これ以降、 一連の予約通信が継続される限り、 送信元通信装置 #のビ ーコン 67で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれ、 予約通信 68 が行なわれ、 通信終了後にこれら利用されるスロット情報にて通知されていた時 刻が残っていた場合に、 他の通信装置 #0や # 3は当該スロットを利用可能とな り、 例えば CSMAZCAに基づくランダム ·アクセスが可能となる。

通信装置 # 1及び通信装置 # 2は、 ともに予約されたス口ット情報を記述した ビーコンを周囲の通信装置に通知する。 ここで、 通信装置 # 1のビーコンは通信 装置 #2からは隠れ端末となる通信装置 #0へ届き、 また、 通信装置 # 2のビー コンは通信装置 # 1からは隠れ端末となる通信装置 #3へ届く。 すなわち、 送信 元通信装置 # 1及び受信先通信装置 # 2の双方の通信範囲において、 予約通信が 行なわれることが通知される。 そして、 通知を受けた他の通信装置 # 0及び通信 装置 # 3では予約されているスロットにおいて、 当初の通信動作を行なわないよ うにするので、 衝突や干渉が回避され、 帯域が保証される。

送信元通信装置 # 1及び受信先通信装置 # 2は、 予約の意思を示したスロット を優先的に使用することができ、 この予約の意思を解除するなどの特別且つ付加 的な手続 （本明細書中では説明しない） をとらない限り、 他の通信装置は予約の 意思の示されたスロットを無条件で使用することはできない。

本実施形態に係るァドホック ·ネットワークにおける各無線通信装置のスーパ 一フレームの構成については図 3を参照しながら既に説明した。 図 7には、 この アドホック ·ネットワークにおいて予約通信を行なう場合のスーパーフレームの 構成例を示している。

通信装置 # 1ではビーコン （B 1) から次のビーコン （B l，） （図示せず） ま での間がスーパーフレーム周期 （SF 1) として規定される。 また、 通信装置 # 2でも、 ビーコン （B 2) が送信されることで、 スーパーフレーム周期 （SF 2) が規定され、それ以前はスーパーフレーム周期（SF 2— 1) (図示せず） として 扱われる。 また、 通信装置 # 3では、 ビーコン （B 3) が送信されることで、 ス 一パーフレーム周期（SF 3)が規定され、それ以前はスーパーフレーム周期（S F 3— 1) として扱われる。

このとき、通信装置 # 1では、近隣にある通信装置 #2からのビーコン（N2) を受信することになる。 また、 通信装置 # 2では、 近隣にある通信装置 # 1から のビーコン （N 1 ) と、 通信装置 # 3からのビーコン （N 3 ) を受信することに なる。 また、通信装置 # 3では、近隣にある通信装置 # 2からのビーコン （N 2 ) を受信することになる。

本実施形態では、 各通信装置が自律的にスーパーフレーム周期を決定した場合 に、 予約通信を行なう部分をビーコン信号として周期的に通知することで、 予約 通信の存在を周囲の通信装置に知らしめるようになっている。図 7に示す例では、 予約通信の送信元通信装置 # 1から受信先通信装置 # 2へ、 予約通信 （R T X) 7 1が行なわれる。 また、 そのタイミングに同期して、 受信先通信装置 # 2が受 信 （R R X) 7 2を行なう。

予約通信が行なわれる意思表示は、送信元通信装置 # 1のビーコン （B 1 )、並 びに受信先通信装置 # 2のビーコン （B 2 ) によって、 周囲に通知されている。 したがって、 通信装置 # 1からは隠れ端末となる通信装置 # 3は、 予約通信によ るスロットの利用を事前に検出することができ、 この期間 7 3は無条件で通信動 作を行なわないので、 衝突や干渉が回避され、 帯域が保証される。

スーパーフレーム周期は複数のスロットで構成され、 スロットがアクセスの最 小単位となる。 図 8には、 予約通信を行なう場合に各通信装置において自己が認 識しているスロット配置例を示している。 但し、 無線通信装置は、 自己のスーパ 一フレーム周期を基準として、 周囲の通信装置からのビーコン信号を受信した相 対位置という形式でスロットを配置している （同上)。

通信装置 # 1では、 自己のビーコン送信位置を 0番目として、 3 2番目に通信 装置 # 2からのビーコンを受信したことを表わしている。 また、 通信装置 # 2で は、 自己のビーコン送信位置を 0番目として、 1 8番目に通信装置 # 3からのビ 一コンを受信し、 3 2番目に通信装置 # 1からのビーコンを受信したことを表わ している。 また、 通信装置 # 3では、 自己のビーコン送信位置を 0番目として、 4 8番目に通信装置 # 2からのビーコンを受信したことを表わしている。

さらに、 各通信装置は、 予約通信の行なわれるスロット部分を、 他の通信装置 力 のビーコンの受信があった場合と同様に通知することで、 予約通信が行なわ れることを報知する。

すなわち、 送信元通信装置 # 1では、 自己のビーコン送信位置殻の相対位置に おいて、 4番目のスロットから 1 3番目のスロットまでを予約通信に利用するこ とを表わしている。

同様に、 受信先通信装置 # 2では、 自己のビーコン送信位置からの相対位置に おいて、 3 6番目のスロットから 4 5番目のスロットまでを予約通信に利用する ことを表わしている。

図示の例では、 便宜上、 送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置から のビーコン信号を受信したことと同じように扱レ、、 ビーコン信号の受信があった ことと同じように通知をする。 このようにすれば、 送信側の通信装置から見て隠 れ端末となる領域に存在する無線通信装置に対しても、 帯域保証通信が行なわれ ていることを知らしめることができる。 また、 既存のビーコン情報に記載される 利用認識スロット情報 （後述） を用いて予約通信に利用されるスロッ トを通知す ることができる。

送信元通信装置 # 1からは隠れ端末となる位置にある通信装置 # 3では、 受信 先通信装置 # 2からのビーコンに記載される利用スロット情報を解析することで、 自己のビーコン送信位置からの相対位置において、 2 0番目のスロットから 2 9 番目のスロットまでを、 近隣の通信装置の通信に利用される可能性があることを 把握することができる。

このようなスロッ ト配置関係を利用スロッ ト情報のパラメータとして、 周期的 に送信されるビーコンで周囲の通信装置に通知することで、 アドホック 'ネット ワークにおいて予約通信が行なわれることを通知することができる。

本実施形態では、 送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からのビー コン信号を受信したことと同じように扱!/、、 ビーコン信号の受信があったことと 同じように通知をする （前述)。 このため、 予約通信時 （R T X) には、擬似的な ビーコン信号を含ませるようにする （後述)。

本実施形態では、 制御局を置かないァドホック 'ネットワークで C S MA/C Aに基づくランダム■アクセスが行なわれる通信環境下において、 通信品質を向 上させる手段として R T S ZC T S方式を採用している。 すなわち、 この場合、 正味の情報の送信に先立ち、 送信元通信装置は R T S (R e q u e s t t o S e n d ：送信要求） を送信し、 受信先通信装置がこの R T Sを受信してデータを 受信可能であれば、 その応答として CTS (C l e a r t o S e n d :受信準 備完了） を返す。 そして、 RTSZCTSの情報交換により装置間でコネクショ ンが確立した後にデータ伝送を実行する。

図 9には、 予約領域内における通信シーケンス例を示している。 同図に示す例 では、 送信元通信装置 # 1から受信先通信装置 # 2へ予約通信が行なわれる場合 のシーケンスを表わしている。 但し、 予約領域内では、 RTS/CTSの情報交 換後にデータ伝送を実行する。

予約領域が到来したとき、 送信元通信装置 # 1では、 他の無線通信装置の通信 が行なわれていないことを確認した後に、 所定のプリアンブル信号 （P) 91に 続き、 擬似ビーコン （PSB) 92と、 送信要求 （RTS) 93を送信する。 擬 似ビーコンを送るのは、 送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からの ビーコン信号を受信したことと同じように扱レ、、 ビーコン信号の受信があったこ とと同じように通知をするためである。

ここでは図示しないが、 他の無線通信装置の間で通信が行なわれていた場合に は、 その通信が完了するまで信号の送信を控える制御を行なう。

RTSでは予約通信を行なう場合の情報の受信先通信装置 # 2が指定されてい る （後述)。受信先通信装置 # 2では、 RTSを受信することによって以降に通信 が行なわれることを把握し、 所定のプリアンプル信号 （P) 94に続き、 受信準 備完了 （CTS) 95を返送する。

ここでは図示しないが、 他の無線通信装置の間で通信が行なわれていた場合に は、 その通信が完了するまで信号の送信を控えるような制御を行なうようにして あよい。

CTS信号を受信したことに応答して、 送信元通信装置 # 1は、 所定のブリア ンブル信号 （P) 96に続き、 情報の受信先通信装置 # 2に対するデータ （D a t a) 97の送信を開始する。

さらに、 受信先通信装置 # 2では、 データの受信を行なうとともに、 データ受 信が終了した場合に、 所定のプリアンブル信号 （P) 98に続き、 必要に応じて 受領確認 （AC K) 99を返送する。

送信元通信装置 # 1では、 受信先通信装置 # 2からの受領確認、 (ACK) 99 の受領を以つて、 一連の情報伝送が完了したことを知ることができる。

図 1 0には、 ビーコン信号のフレーム構成例を示している。 本実施形態では、 ァドホック .ネットワークで動作する各通信装置が自己のスーパーフレーム周期 の先頭にビーコン信号を送出する。

図示のビーコン ' フレームは、 送信された情報がビーコン情報であることを示 す T y p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 送信元のァドレス 情報となる MA Cアドレスと、 送信されたタイミング情報 T i m i n gと、 該当 する通信装置の所属するグループを示すネットワーク I Dと、 この部分までの誤 り検出符号 C R C (必要に応じて付加される） と、 本発明による予約通信などの パラメータが通知される利用認識スロット情報と、 当該フレーム全体の誤り検出 符号 C R Cなどから構成される。

既に述べたように、 利用認識スロット情報では、 予約領域を他の通信装置から のビーコン信号を受信したことと同じように扱レ、、 ビーコン信号の受信があった ことと同じように記述される。 ビーコン信号を受信し解析した通信装置は予約通 信に利用されるスロットを検出することができる。 そして、 予約されたスロット での通信を控えることにより、 衝突や干渉が回避され、 予約通信時の帯域が保証 される。

図 1 1には、 予約要求コマンド情報のフレーム構成例を示している。 予約要求 コマンドは、 予約通信の送信元通信装置に接続される機器から予約指示が出され たときに、 受信側の通信装置宛てに送出される （図 5を参照のこと）。

図示のコマンド . フレームは、 送信された情報が予約要求コマンドであること を示す T y p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先のァド レス情報となる受信先 MA Cァドレスと、 送信元のァドレス情報となる送信元 M A Cアドレスと、 当該コマンド特有のパラメータを記載する C o mm a n dと、 必要に応じて付カ卩されるこの部分までの誤り検出符号 C R Cと、 さらに本発明に よる予約通信の要求を伝える要求ス口ッ 1、情報と、 当該フレーム全体の誤り検出 符号 C R Cとで構成される。

図 1 2には、 確認通知コマンド情報のフレーム構成例を示している。 確認通知 コマンドは、 予約通信の送信元通信装置からの予約要求に応答して受信先通信装 置が送出する （図 5を参照のこと）。

図示のコマンド 'フレームは、 送信された情報が確認通知コマンドであること を示す T y p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先のァド レス情報となる受信先 M A Cァドレスと、 送信元のァドレス情報となる送信元 M A Cアドレスと、 当該コマンド特有のパラメータを記载する C o mm a n dと、 必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号 C R Cと、 さらに本発明に よる予約通信に利用される位置を伝える利用スロット情報と、 当該フレーム全体 の誤り検出符号 C R Cとで構成される。

利用スロット情報では、 予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信し たことと同じように扱い、 ビーコン信号の受信があったことと同じように記述さ れる （同上)。

図 1 3には、 予約通知コマンド情報のフレーム構成例を示している。 予約通知 コマンドは、 受信側から予約通信を要求する場合に、 受信先通信装置が送信元通 信装置宛てに送出される （図 6を参照のこと）。

図示のコマンド · フレームは、 送信された情報が予約通知コマンドであること を示す T y p eと、 このフレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先のアド レス情報となる受信先 MA Cアドレスと、 送信元のァドレス情報となる送信元 M A Cァドレスと、 当該コマンド特有のパラメータを記載する C o mm a n dと、 必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号 C R Cと、 さらに本発明に よる予約通信に利用される位置を伝える利用スロット情報と、 当該フレーム全体 の誤り検出符号 C R Cとで構成される。

利用スロット情報では、 予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信し たことと同じように极！、、 ビーコン信号の受信があったことと同じように記述さ れる （同上)。

図 1 4には、 擬似ビーコンのフレーム構成例を示している。 擬似ビーコン信号 は、 予約領域が到来したときに、 送信元通信装置が送出する。 擬似ビーコンを送 るのは、 送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を 受信したことと同じように扱!/、、 ビーコン信号の受信があったことと同じように 通知をするためである。 図示の擬似ビーコン 'フレームは、 送信された情報に擬似ビーコンが含まれる ことを示す Ty p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 送信元の ァドレス情報となる MACァドレスと、 送信されたタイミング情報 T i m i n g と、 該当する通信装置の所属するグループを示すネットワーク I Dと、 当該フレ ーム全体の誤り検出符号 C R Cとで構成される。

図 15には、 RTSコマンドのフレーム構成例を示している。

図示の RTSコマンド - フレームは、 送信された惰報が RTSコマンドである ことを示す Ty p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先の ァドレス情報となる受信先 MA Cアドレスと、 送信元のァドレス情報となる送信 元 MACアドレスと、 このコマンド特有のパラメータを記載する RTSパラメ一 タと、 当該フレーム全体の誤り検出符号 CRCとで構成される。 ， 図 16には、 CTSコマンドのフレーム構成例を示している。

図示の CTSコマンド ·フレームは、 送信された情報が CTSコマンドである ことを示す Ty p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先の アドレス情報となる受信先 MACアドレスと、 送信元のアドレス情報となる送信 元 MACァドレスと、 当該コマンド特有のパラメータを記載する CTSパラメ一 タと、 当該フレーム全体の誤り検出符号 C R Cとで構成される。

図 17には、 データ ·フレームのフレーム構成例を示している。

図示のデータ■フレームは、 送信された情報がデータであることを示す Ty p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先のァドレス情報とな る受信先 MACァドレスと、 送信元のァドレス情報となる送信元 MACァドレス と、 このデータの属性を記載する A t t r i b u t eと、 必要に応じて付加され るこの部分までの誤り検出符号 CRCと、 さらに実際のデータが含まれるデー タ ·ペイロード情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号 CRCとで構成される。 図 18には、 ACKフレームのフレーム構成例を示している。

図示の AC Kコマンド 'フレームは、 送信された情報が AC Kコマンドである ことを示す Ty p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受信先の ァドレス情報となる受信先 M A Cアドレスと、 送信元のァドレス情報となる送信 元 MACァドレスと、 当該コマンド特有のパラメータを記載する AC Kパラメ一 タと、 当該フレーム全体の誤り検出符号 C R Cとで構成される。

図 19には、 本実施形態に係るァドホック ·ネットワークにおける無線通信装 置の動作手順をフローチャートの形式で示している。

まず、 無線通信装置にィンターフェースを介して接続される機器からの予約指 示を受理したか判断する （ステップ S 1)。そして、予約指示を受理していれば、 予約通信に必要な通信量を算出する （ステップ S 2)。 ここで、 自己が送信元とな るかどうかを判断し（ステップ S 3)、 自己が送信元となる場合には、予約要求コ マンドを情報の受信先に向けて送信する （ステップ S 4)。 また、 自己が送信元で なければ、利用するスロットを決定し（ステップ S 5)、予約通知コマンドを情報 の送信元に向けて送信する （ステップ S 6)。その後、 ビーコンにて通信の利用を 通知する （ステップ S 7)。

また、 ステップ S 1において予約指示を受理していなければ、 予約要求コマン ドを無線で受信したカゝ判断し（ステップ S 8)、予約要求コマンドを受信した場合 に、前記コマンドに記載される要求スロット情報を獲得し（ステップ S 9)、 これ を自己のスロット情報に変換した後（ステップ S 10)、実際に通信に利用するス ロットを決定して（ステップ S 11)、送信元通信装置に確認通知コマンドを返信 する （ステップ S 12)。 その後、 ビーコンにて通信の利用を通知する （ステップ S 7)。

また、 ステップ S 8において予約要求コマンドを受信していなければ、 予約通 知コマンドを受信したかどうか（ステップ S 13)、 あるいは、確認、通知コマンド を受信したかどうかを判断する （ステップ S 14)。そして、 これらの通知コマン ドを受信した場合には、当該コマンドに記載される利用スロット情報を獲得し（ス テツプ S 15)、 これを自己のスロット情報に変換した後 （ステップ S 16)、 通 信タイミングの設定を行なう （ステップ S 17)。その後、 ビーコンにて通信の利 用を通知する （ステップ S 7)。

—方、予約通知コマンド及び確認通知コマンドのいずれも受信していなければ、 さらに予約通信タイミングが到来したかどうかを判断する (ステップ S 18)。そ して、 予約通信タイミングが到来している場合、 自己が送信元であれば (ステツ プ S 19)、 予約通信の情報送信を行なう （ステップ S 20)。 また、 自己が送信 元でなければ、 予約通信の情報受信を行なう (ステップ S 2 1 )。

また、 ステップ S 1 8において予約通信タイミングが到来していなければ、 他 の通信装置からのビーコン信号を受信したかどう力を判断する（ステップ S 2 2 )。 そして、 ビーコン信号を受信したら、 そこに記載されている利用スロット情報を 獲得し（ステップ S 2 3 )、その情報から自己が通信に利用できる部分（スロット） を、 情報記憶部 1 0 2に記憶する （ステップ S 2 4 )。 第 2の実施形態：

上述した本発明の第 1の実施形態によれば、 送信元及び受信先の各通信装置に おいて自己のスーパーフレーム中に予約領域を設定するとともに、 予約領域に係 るスロットの位置情報をビーコン信号にて周囲の通信装置に通知するようになつ ている。 各通信装置は、 他の通信装置が設定した予約領域では通信動作を控える ことにより、 通信の衝突や干渉が回避される。 すなわち、 アドホック ·ネットヮ ークにおいて帯域予約に基づくァイソクロナス通信を実現することができ、 AV コンテンッなどの等時性データの伝送時における帯域を保証することができる。 ところが、 予約領域は独占された時間領域であり、 特定の通信装置間で伝送路 が占有されてしまう。 所定の通信帯域 （時間） に渡り伝送路を占有した通信を行 なう方法では、 一旦設定された所定の通信帯域 （時間） に満たないアイソクロナ ス通信が行なわれた場合に、 その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用で きないため、 スループットが低下する。

一方、 C S MA C Aによるアクセス制御方法では、 キャリア信号が検出され なければ通信が開始されてしまうため、 伝送路を特定の通信のために占有して利 用する保証ができない。

そこで、 本発明の第 2の実施形態では、 制御局と非制御局の関係を有さずに各 通信局が自律分散的にネットワークを形成するアドホック 'ネットワークを構成 する無線通信装置が、 自己が優先的に利用可能な領域 （タイミング） を設定し、 必要に応じてこの優先利用領域においてアイソクロナス通信を行なうようにした。 優先利用領域は、 通信装置が優先して利用することができる領域であり、 予約 した通信装置が伝送路を独占する予約領域とは相違する。 したがって、 通信装置 が優先的に利用可能な領域を設定してァイソクロナス通信を行なうものの、 その アイソクロナス通信が行なわれなかった場合、 あるいはアイソクロナス通信が終 了した後には、 他の通信装置の間で任意の通信を行なうことを許容する。

また、 自己が優先的に利用可能な領域を設定していても、 他の通信が行なわれ ている場合には、 ァイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、 他の通信が終了 してから送信を行なうものとする。 この場合、 他の通信と共存したアイソクロナ ス通信を実現することができる。 また、 優先利用領域の開始は一時的に遅延する 力 優先利用領域に満たないァイソクロナス通信が行なわれたときには優先利用 という状態が解除、 すなわち帯域の優先利用が自動的に解放されるので、 システ ム全体としてみればスループットが向上し、 一時的な遅延は回復していくことが 見込まれる。

図 2 0には、 本実施形態に係るアドホック ■ネットワークにおいて、 各通信装 置が自己のスーパーフレームに優先利用領域を配置した様子を示している。

送信元となる通信装置 # 1では、 インターフェース 1 0 1経由で接続される機 器のアプリケーション # 1から送られるァイソクロナス情報 I 1 ~ 1 5に応じて、 ビーコン信号 B 1〜B 1，で規定されるスーパーフレーム周期 S F 1内に、優先利 用領域 S 1〜S 5を配置する。

同図に示す例では、 ほぼ周期的に到来するアイソクロナス情報に同期した周期 で優先利用エリアが設定されるものの、 他の通信装置からのビーコン信号を受信 するタイミングを避けて、 送信用の優先利用領域 S 1〜S 5の設定を行なってい るため、 必ずしも等間隔に配置されていない。

一方、 ァイソクロナス通信の受信先となる通信装置 # 2では、 送信元となる通 信装置 # 1の優先利用領域に同期したタイミング R 1〜R 5で送られてくるデー タ受信することによって、そのデータをァイソクロナス情報 I 1，〜1 5 'として、 所定の伝送遅延量を加味しながら、 インターフェース 1 0 1経由で接続される機 器のアプリケーション # 2に対して届ける。

このとき、 通信装置 # 2では、 送信元となる通信装置 # 1と同様に、 ビーコン 信号 B 2で規定されるスーパーフレーム周期 S F 2内に、 受信用の優先利用領域 として R 1〜R 5の設定を行なうようにしてもよい。 優先利用領域の設定は、 アイソクロナス通信が終了するまで、 スーパーフレー ム周期毎に継続的に行なわれる。 また、 新たな無線通信装置が近隣に出現した場 合には、 その通信装置のビーコン送信タイミングを避けて、 優先利用領域をずら すなどして再配置するようにしてもよい。

図 2 0に示す例では、ァイソクロナス情報毎に優先利用領域を配置しているが、 複数のァイソクロナス情報を束ねて 1つの優先利用領域を配置するようにしても よい。 図 2 1には、 ァイソクロナス情報を集合化して優先利用領域を配置した様 子を示している。

送信元となる通信装置 # 1では、 インターフェース 1 0 1経由で接続される機 器のアプリケーション # 1から送られるァイソクロナス情報 I 1〜I 1 3に応じ て、 ビーコン信号 B 1〜Β で規定されるスーパーフレーム周期 S F 1内に、送 信用の優先利用領域 S 1 1〜S 1 6を配置する。

図示の例では、 複数のァイソクロナス情報 I 1並びに I 2に対して優先利用領 域 S 1 1が配置され、 以下にァイソクロナス情報 I 3並びに I 4に対して優先利 用領域 S 1 2が順次配置される。

図 2 0に示した場合と同様に、 ほぼ周期的に到来する複数のァイソクロナス情 報に同期した周期で優先利用領域が設定されるものの、 他の通信装置からのビー コン信号を受信するタイミングを避けて、 送信用の優先利用領域 S 1 1 ~ S 1 6 の設定を行なっているため、 必ずしも等間隔に配置されていない。

—方、 ァイソクロナス通信の受信先となる通信装置 # 2では、 送信元となる通 信装置 # 1の優先利用領域に同期したタイミング R 1 1〜R 1 6で送られてくる データ受信することによって、そのデータを複数のァイソクロナス情報 I 〜 I

1 2，として、所定の伝送遅延量を加味しながら、インターフェース 1 0 1経由で 接続される機器のアプリケーション # 2に対して届ける。

このとき、 通信装置 # 2では、 送信元となる通信装置 # 1と同様に、 ビーコン 信号 B 2で規定されるスーパーフレーム周期 S F 2内に、 受信用の優先利用領域 として R 1 1〜R 1 6の設定を行なうようにしてもよい。

優先利用領域の設定は、 ァイソクロナス通信が終了するまで、 スーパ—フレー ム周期毎に継続的に行なわれる。 また、 新たな無線通信装置が近隣に出現した場 合には、 その通信装置のビーコン送信タイミングを避けて、 優先利用エリアをず らすなどして再配置するようにしてもよい。

図 22には、 優先利用領域内における通信シーケンス例を示している。 同図に 示す例では、 送信元通信装置 # 1から受信先通信装置 # 2へ優先利用領域を利用 してアイソクロナス情報の送受信が行なわれる場合のシーケンスを表している。 また、 優先利用領域内で送信元通信装置 # 1と受信先通信装置 # 2間の優先利用 が終了した後、 近隣の通信装置 # 4及び通信装置 # 0間で C SMAZCA方式に 基づく通常のランダム ·アクセスが行なわれる。 但し、 各通信装置は、 通信品質 を向上させるため、 RTS/CTSの情報交換後にデータ伝送を実行するものと する。

まず、 送信元となる通信装置 # 1は、 優先利用領域で他の通信が行なわれてい ない場合に、 所定の同期信号プリアンブル (P) 501と送信要求 （RTS) 5 02を、 受信先となる通信装置 #2に対して送信する。 ここでは、 RTSの送信 を以つて、 優先利用領域での優先利用時間が開始されることになる。

この RTSを受信した通信装置 #2では、 そのデータ通信が可能であれば、 所 定の同期信号プリアンブル (P) 503と受信準備完了 （CTS) 504を、 通 信装置 # 1に対して返送する。

そして、 CTSを受信した送信元となる通信装置 # 1では、 所定の同期信号プ リアンブル (P) 505と、 ヘッダ情報 （H) 506、 データ ·ペイロード （D a t a) 507を、 通信装置 # 2に対して送信する。

さらに、 通信装置 # 2では、 データを正しく受信できた場合に、 所定の同期信 号プリアンプル (P) 508を付けて受領確認 （AC K) 509を返送する。 こ こでは、 便宜上データ送信の直後に ACKを受取るシーケンス構成例を示してあ るが、 必要な時に受領確認 AC Kを返送するようにしてもよい。

その後、 優先利用時間の設定を行なった通信装置 # 1は、 他の通信装置との通 信があれば、 必要に応じて再度プリアンプノレ 510と送信要求 （RTS) 51 1 を送信してデータの送受信を行なうことができる。

ここで、 通信装置 # 1の通信が行なわれない場合には、 特別な手続を行なうこ となく、 優先利用時間の設定が解除されて、 他の通信装置 #4と通信装置 #0同 士の通信を行なうことができる。

すなわち、 他の通信装置 #4では、 優先利用エリアであるにもかかわらず、 通 信装置 # 1からのプリアンブル (P) 510とヘッダ情報 (H) 51 1などを受 信しなければ、 優先利用時間が終了したと判断し、 他の通信装置 #0宛ての通信 を行なうために、所定の同期信号プリアンブル （P) 512と送信要求（RTS) 513を他の通信装置 #0に対して送信する。

この RTSを受信した通信装置 # 0では、 そのデータ通信が可能であれば、 所 定の同期信号プリアンプル (P) 514と受信準備完了 （CTS) 515を、 通 信装置 #4に対して返送する。

そして、 C T Sを受信した送信元通信装置 # 4では、 所定の同期信号プリアン ブル （P) 516と、ヘッダ情報 （H) 517、 データ ·ペイロード （Da t a) 518を、 通信装置 #0に対して送信する。

優先利用領域は、 通信装置が優先して利用することができる領域であり、 予約 した通信装置が伝送路を独占する予約領域とは相違する。 したがって、 通信装置 が優先的に利用可能な領域を設定してァイソクロナス通信を行なうものの、 その アイソクロナス通信が行なわれなかった場合、 あるいは優先的なアイソクロナス 通信が優先利用領域内で終了した後には、 C SMAZC A方式に基づく通常のラ ンダム■アクセスを行なうことを許容する。 したがって、 ー且設定された優先利 用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合であっても、 その満たな い残りの部分で他の通信装置間の通信に流用することができるので、 スループッ トが向上する。

また、 図 23には、 優先利用領域内における通信シーケンスの他の例を示して いる。 同図に示す例では、 送信元通信装置 # 1から受信先通信装置 # 2へ優先利 用領域を利用してアイソクロナス情報の送受信が行なわれる場合のシーケンスを 表している。 但し、 自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信がま だ行なわれている場合に、 ァイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、 他の通 信が終了してから送信を行なう。

まず、 送信元となる通信装置 # 1は、 優先利用領域において、 他の通信装置 # 0からの通信（P r e v i o u s Da t a) 601が行なわれていた場合には、 その通信が終了するまでを、 送信不可能時間として設定しておく。 これは、 通信 装置 # 1が優先利用エリアよりも事前に受信動作を行なっておき、 P r e V i o u s D a t a 601の通信継続時間を事前に把握できるようにしておいてもよ い。

そして、 通信装置 # 1は、 この送信不可能時間が終了した場合に、 所定の同期 信号プリアンプル （P) 602と送信要求 （RTS) 603を、 受信先となる通 信装置 # 2に対して送信する。 ここでは、 この RTSの送信を持って、 優先利用 領域での優先利用時間が開始されることになる。

この RTSを受信した通信装置 #2では、 データ通信が可能であれば、 所定の 同期信号プリアンブル (P) 604と受信準備完了 （CT S) 605を、 通信装 置 # 1に対して返送する。

そして、 送信元通信装置 # 1では、 C T Sを受信したことに応答して、 所定の 同期信号プリアンブル (P) 606と、 ヘッダ情報 （H) 607、 データ ·ペイ ロード （Da t a) 608を、 通信装置 # 2に対して送信する。

さらに、 通信装置 # 2では、 前記データを正しく受信できた場合に、 ACKを 通信装置 # 1へ、所定の同期信号プリアンプル (P) 609と受領確認 (ACK) 610を返送する。 ここでは、 便宜上データ送信の直後に ACKを受け取るシー ケンス構成例を示してあるが、 必要な時に受領確認 AC Kを返送するようにして あよい。

自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信が行なわれているとき に、 ァイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、 他の通信が終了してから優先 利用に基づく送信を行なうようにすることで、 他の通信と共存したアイソクロナ ス通信を実現することができる。 この場合、 優先利用領域の開始は一時的に遅延 する。 但し、 優先利用領域に満たないァイソクロナス通信が行なわれたときには 優先利用という状態すなわち帯域が解放されるので（図 22を参照のこと）、シス テム全体としてみればスループットが向上し、 一時的な遅延は回復していくこと が見込まれる。

なお、 図 22〜図 23では、 便宜上、 送信要求 R T Sと受信準備完了 C T Sの 交換を行なった後にデータ通信を開始する手順を例として示してあるが、 この R T S XC T s交換手順を踏まないで直接データ通信を開始するように通信シーケ ンスを構成することも可能である。

図 2 4には、 ァイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換 する通信シーケンスを示している。

図示の例では、 ァイソクロナス通信を行なうアプリケーション # 1から、 アイ ソクロナス通信のためのパラメータ情報がァイソクロナス通信指示 8 1として、 送信元となる無線通信装置 # 1のインターフェース 1 0 1を介して中央制御部 1 0 3に通知される。

無線通信装置 # 1では、 ァイソクロナス通信の通知に応じて、 受信先となる無 線通信装置 # 2に対して、 優先利用領域通知コマンド 8 2の送信を行なう。 次いで、 受信先となる無線通信装置 # 2では、 優先利用領域通知コマンド 8 2 に応じて、 自己が利用可能である優先利用領域情報を情報記憶部 1 1 3に記憶す るとともに、 その優先利用領域情報をビーコン通知 8 3として記載して周囲に存 在する無線通信装置に向けて送信する。

ビーコン通知 8 3を受信した無線通信装置 # 1では、 アイソク口ナス通信が可 能になったことの通知 8 4をアプリケーション# 1に行ない、 このアイソクロナ ス通信に用いる優先利用領域情報を情報記憶部 1 1 3に記憶するとともに、 その 優先利用エリア情報をビーコン通知 8 5として記載して周囲に存在する無線通信 装置に向けて送信する。

ビーコン通知 8 5を受信した無線通信装置 # 2では、 ァイソクロナス通信が開 始されることの通知 8 6を受信先となるアプリケーシヨン # 2に行なう。 この時 点で、 スーパーフレームにおける優先利用領域の設定が完了する。

続いて、 優先利用領域を用いたァイソクロナス通信が開始される。 すなわちァ プリケーシヨン # 1から、 無線通信装置 # 1に対して、 ァイソクロナス通信 8 7 が継続的に開始される。 さらに、 無線通信装置 # 1から無線通信装置 # 2に対し て、 先に設定しておいた優先利用領域内で、 優先利用領域通信 8 8が継続的に行 なわれる。

そして、 無線通信装置 # 2からアプリケーション # 2に対して、 アイソクロナ ス通信 8 9が継続的に行なわれる。 また、 図 2 5には、 ァイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域 を交換する通信シーケンスの他の例を示している。ここでは、受信先通信装置は、 ビーコンではなく優先利用領域通知コマンドにより優先利用領域情報の交換を行 なうものとする。

図示の例では、 ァイソクロナス通信を行なうアプリケーション# 1から、 アイ ソクロナス通信のためのパラメータ情報がァイソクロナス通信指示 1 8 1として、 送信元となる無線通信装置 # 1のインターフェース 1 0 1を介して中央制御部 1 0 3に通知される。

無線通信装置 # 1では、 その通知に応じて、 受信先となる無線通信装置 # 2に 対して、 優先利用領域通知コマンド 1 8 2の送信を行なう。

受信先となる無線通信装置 # 2では、 優先利用領域通知コマンド 1 8 2に応じ て、 自己が利用可能である優先利用領域情報を情報記憶部 1 1 3に記憶するとと もに、 その優先利用領域情報を送信元の無線通信装置 # 1に対して、 優先利用領 域通知コマンド 1 8 3として返信する。 そして、 アイソク口ナス通信が開始され ることの通知 1 8 4を、 受信先となるアプリケーション # 2に行なう。

無線通信装置 # 1では、 受信先となる無線通信装置からの優先利用ヱリア通知 コマンド 1 8 3を受信したことに応じて、 ァイソクロナス通信が可能になったこ との通知 1 8 5をアプリケーション # 1に行なうとともに、 このアイソクロナス 通信に用いる優先利用領域を情報記憶部 1 1 3に記憶する。

そして、 アプリケーション # 1から無線通信装置 # 1に対して、 アイソクロナ ス通信 1 8 6が継続的に開始される。 さらに、 無線通信装置 # 1から無線通信装 置 # 2に対して、 先に設定しておいた優先利用領域内で、 優先利用領域通信 1 8 7が継続的に行なわれる。

そして、 無,锒通信装置 # 2からアプリケーション # 2に対して、 アイソクロナ ス通信 1 8 8が継続的に行なわれる。

図 2 6には、 ビーコン情報のフレーム構成例を示している。

図示のビーコン 'フレームは、 送信された情報がビーコン情報であることを示 す T y p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 送信元のアドレス 情報となる MA Cアドレスと、 送信されたタイミング情報 T i m i n gと、 該当 する通信装置の所属するグループを示すネットワーク I Dと、 必要に応じて付加 されるこの部分までの誤り検出符号 C R Cと、 本発明による優先利用領域通信な どのパラメータが通知される優先利用領域情報と、 当該フレーム全体の誤り検出 符号 C R Cとで構成される。

図 2 7には、 優先利用領域通知コマンドのフレーム構成例を示している。

図示のコマンド . フレームは、 送信された情報が優先利用エリア通知コマンド であることを示す T y p eと、 当該フレームの情報長を示す L e n g t hと、 受 信先のァドレス情報となる受信先 MA Cァドレスと、 送信元のァドレス情報とな る送信元 MA Cァドレスと、 このコマンド特有のパラメータを記載する C o mm a n dと、 必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号 C R Cと、 さら に本発明による優先利用領域通信の要求を伝える優先利用領域情報と、 当該フレ ーム全体の誤り検出符号 C R Cとで構成される。

なお、 R T Sコマンド、 C T Sコマンド、 データ ' フレーム、 並びに A C Kの フレーム構成は、 それぞれ図 1 5〜図 1 8に示したものと同様なので、 ここでは 説明を省略する。

図 2 8には、 本実施形態に係るァドホック ·ネットワークにおいて、 無線通信 装置が優先利用領域の設定や解除を行なうための処理手順をフローチャートの形 式で示している。

通信装置にインターフェース 1 0 1経由で接続される機器のアプリケーション (図示せず） 力 ら、ァイソクロナス通信指示を受理していれば（ステップ S 3 1 )、 中央制御部 1 0 3にて、 このアイソクロナス通信指示に記載されたパラメータを 解析するとともに、 情報記憶部 1 1 3に格納されている近隣通信装置情報から、 周辺にある通信装置からのビーコン受信時刻情報を獲得する（ステップ S 3 2 )。 そして、ァイソクロナス通信指示に記載されたパラメータを解析するとともに、 その受信時刻と重ならないように、 優先利用領域の設定を行ない （ステップ S 3 3 )、受信先となる通信装置宛てに優先利用領域通知コマンドを送信し（ステップ S 3 4 )、 一連の処理を抜ける。

一方、 受信したコマンドが優先利用領域通知コマンドであったならば （ステツ プ S 3 5 )、制御信号解析部 1 0 9でこれを解析し、当該コマンドに記載された優 先利用領域情報を獲得し（ステップ S 3 6 )、情報記憶部 1 1 3に格納されている 近隣通信装置情報から、 周辺にある通信装置からのビーコン受信時刻情報を獲得 する (ステップ S 3 7 )。

そして、 優先利用領域とビーコン受信時刻と重ならないように、 優先利用領域 の設定を行ない（ステップ S 3 8 )、さらにその設定状況をビーコン情報の 1つと して構築し、周囲の通信装置に対して送信して （ステップ S 3 9 )、一連の処理を 抜ける。

また、相手先ビーコンを受信したならば（ステップ S 4 0 )、 ビーコン解析部 1 1 1で当該ビーコンを解析し、 記載されている優先利用領域情報を獲得し （ステ ップ S 4 1 )、その通信開始タイミングをタイミング制御部 1 0 5に設定する（ス テツプ S 4 2 )。 さらに、必要に応じて、接続される機器のアプリケーションに通 信が開始される旨の通知を行ない (ステップ S 4 3 )、 —連の処理を抜ける。 あるいは、 ビーコン解析部 1 1 1で受信したビーコンを解析した結果、 新規に 他の通信装置からのビーコンであったならば（ステップ S 4 4)、そのビーコン受 信時刻情報を情報記憶部 1 1 3の近隣通信装置情報に格納し (ステップ S 4 5 )、 一連の処理を抜ける。

さらに、 所定の時間に渡って、 ァイソクロナス通信が行なわれなくなつたこと を中央制御部 1 0 3にて判断した場合（ステップ S 4 6 )、設定されていた優先利 用領域の設定を解除し（ステップ S 4 7 )、その設定状況をビーコン情報の 1つと して構築し、周囲の通信装置に対して送信して （ステップ S 4 8 )、一連の処理を 抜ける。

図 2 9には、 本実施形態に係るァドホック ■ネットワークにおいて、 無線通信 装置がアイソクロナス通信を行なうための処理手順をフローチャートの形式で示 している。

通信装置にインターフェース 1 0 1経由で接続される機器のアプリケーション (図示せず) からアイソクロナス情報を受理した場合 (ステップ S 5 1 )、受理し たデータをデータ 'バッファ 1 0 2に逐次格納し（ステップ S 5 2 )、一連の処理 を抜ける。

さらに、 中央制御部 1 0 3にて、 現在の時刻が優先利用領域内にあるかどうか を確認する （ステップ S 53)。 そして、優先利用領域内にあり、且つ自己が送信 元通信装置であれば（ステップ S 54)、 さらにデータ ·バッファ 102中に格納 済みデータの有無を判断し (ステップ S 55)、データがなければ処理を抜けるが、 データがあれば、 現在、 他の通信装置の通信が行なわれているかどうか判断する (ステップ S 56)。そして、他の通信装置の通信が行なわれていない場合にのみ、 制御信号生成部 108を介して、 送信要求 R T Sの送信処理を行なう （ステップ その後、制御情報解析部 109にて受信準備完了 CT Sを受信した力 0断し（ス テツプ S 58)、受信していなければこの処理を抜ける力 S、受信があれば、データ · バッファ 102から格納済みデータを獲得し（ステップ S 59 )、所定のへッダ情 報を付加した後、 データ送信処理を行なう （ステップ S 60)。

さらに、受領確 ¾>ACKの受信があった場合には（ステップ S 61)、一連の処 理を抜ける。 一方、 ACKを受信していなければ、 ステップ S 56に戻り、 伝送 路上で通信が可能な判断した後に再送処理を行なう。

ステップ S 54において自己が送信元通信装置でないと判断された場合には、 制御信号解析部 109で送信要求 R T Sを受信したかどうかを判断する （ステッ プ S 62)。そして、 RTSを受信した場合には、制御信号生成部 108を介して、 受信準備完了 CTSの送信処理を行ない（ステップ S 63)、その後にデータ受信 処理を行なう （ステップ S 64)。

データを正しく受信できたならば（ステップ S 65 )、受領確認情報 A C Kを生 成して送信元に送信するとともに（ステップ S 66 )、受信データをアイソクロナ ス情報に分解し（ステップ S 67)、 これをデータ 'バッファ 102に格納してお く （ステップ S 68)。

そして、所定の遅延時間を含んだアイソク口ナス通信時刻が到来した場合に（ス テツプ S 69)、インターフェース 101経由で接続される機器にアイソク口ナス 情報がデータ 'バッファ 1◦ 2に蓄積されているデータを報知し (ステップ S 7 0)、 一連の処理を抜ける。

53において現在の時刻が優先利用領域内でないと判断された場合、 62において送信要求 RT Sの受信がないと判断された場合、並びに、 ステップ S 6 5においてデータを正常に受信していないと判断された場合には、 ステップ S 6 9に移行し、 アイソクロナス通信時刻が到来した場合に、 インター フェース 1 0 1経由で接続される機器にァイソクロナス情報を報知し (ステップ S 7 0 )、 一連の処理を抜ける。 追補

以上、 特定の実施例を参照しながら、 本発明について詳解してきた。 し力 しな がら、 本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得 ることは自明である。 すなわち、 例示という形態で本発明を開示してきたのであ り、 限定的に解釈されるべきではない。 本発明の要旨を判断するためには、 特許 請求の範囲の欄を参酌すベきである。 産業上の利用可能性 本発明によれば、 アドホック通信環境下において帯域を保証したデータ伝送を 行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、 並びにコンピュータ ·プログラムを提供することができる。

また、 本発明によれば、 アドホック通信環境下において AVコンテンツなどの リァ/レタイム性のデータをァイソクロナス通信により効率よく伝送することがで きる、 優れた無線通信システム、 無線通信装置及び無線通信方法、 並びにコンビ ユータ ·プログラムを提供することができる。

本発明によれば、 各無線通信装置は、 自身が帯域予約通信に利用するタイミン グをビーコン情報により通知することで、 制御局を配置することなく、 帯域予約 通信を実現することができる。

また、 情報の受信先となる無線通信装置が帯域予約通信の存在を周囲に通知す ることで、 送信元通信装置から隠れ端末となる位置に存在する無線通信装置に対 して、 事前に通信が行なわれることを効果的に知らしめることができる。

また、 ビーコンで帯域予約通信に利用するタイミングを報知することで、 不特 定多数の無線通信装置に帯域予約通信が行なわれることを事前に通知することが できる。

また、 受信先通信装置が帯域予約通信に利用するタイミングを、 自己のビーコ ン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知することで、 送信元通信 装置から見て隠れ端末となる領域に存在する無線通信装置に対しても、 帯域予約 通信が行なわれることを知らしめることができる。

また、 ビーコン周期を所定のタイミングで区切った粒度で通信に利用されるタ ィミングを設定することにより、 空間的な繰り返し利用効率を向上させることが できる。

また、 本発明によれば、 各無線通信装置は自己が優先的に利用可能な領域 （タ イミング）を設定し、そのタイミングでアイソクロナス通信を行なうことにより、 制御局を置力、ずにァイソクロナス通信を行なうことができる。

ここで、 特定のアイソク口ナス通信のために周期的に決められた時間の占有を 必要としない。 所定のァイソクロナス通信が終了した場合には、 優先的に利用可 能な領域 (タイミング) を一時的に解放することで、 他の通信装置の間で他の通 信を適宜行なえ、 スループットが向上する。

また、 優先的に利用可能な領域 （タイミング） で、 他の無線通信装置の通信が 行なわれていれば、 その通信が終了した後に、 所定のァイソクロナス通信を開始 することで、 他の通信と共存したアイソクロナス通信を実現することができる。 このとき若干の遅延は生じるものの、 受信先のアプリケーションにリアルタイム 通信を実現することができる。

また、 本宪明によれば、 自己の周囲に存在する他の通信装置からのビーコン信 号の送信を妨げないタイミングで、 優先的に利用可能な領域 (タイミング) を設 定することで、 周囲の通信装置と共存関係を維持しながら、 ァイソクロナス通信 を行なうことができる。

また、 各無線通信装置が優先的に利用可能な領域 （タイミング） を互いに設定 することで、 アプリケ一ンョンからアイソク口ナス通信の行なわれるサイクルと 完全に一致した優先的に利用可能な領域 （タイミング） を設定しなくても、 リア ルタイム性の高い通信を実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線 通信システムであって、

帯域が保証された通信を行なおうとする送信側又は受信側の通信装置が自己の 通信範囲内で帯域保証領域の設定を通知し、 該通知を受信した他の通信装置は前 記帯域保証領域では通信動作を行なわないようにする、

ことを特徴とする無線通信システム。

2. 送信側又は受信側の通信装置は、 所定のフレーム周期毎に送出するビーコン 情報に帯域保証領域に関する情報を記載する、

ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

3 . 受信側の通信装置が帯域保証通信に利用するタイミングを、 自己のビーコン 送信送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知する、

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. いずれの通信装置も帯域保証を設定していない領域では、 各通信装置は他の 通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によ りランダム ·アクセスを行なう、

ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

5 . 送信又は受信側の通信装置は、 自己のフレーム周期中に予約領域を設定し、 該予約領域を利用して帯域が保証された通信を行なう、

ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

6 . いずれの通信装置も、 周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、 帯域保 証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されて いる領域を、 自己の帯域保証領域として設定しない、 ことを特徴とする請求項請求項 1に記載の無線通信システム。

7 . 送信側又は受信側の通信装置は、 周囲の通信装置からのビーコン情報を収集 し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で帯域保証領域として 設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、

ことを特徴とする請求項請求項 1に記載の無線通信システム。

8 . 送信側又は受信側の通信装置は、 通信相手の通信装置から帯域保証領域に関 する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で帯域保証領域として設定されていない 領域を自己の帯域保証領域に設定する、

ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

9 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線 通信システムであって、

送信側又は受信側の通信装置は、 自己のフレーム周期中に優先的に利用可能な 領域を設定し、 該優先利用領域を優先的に利用して帯域が保証された通信を行な ラ、

ことを特徴とする無線通信システム。

1 0 . 送信側又は受信側の通信装置は、 所定のフレーム周期毎に送出するビーコ ン情報に優先利用領域に関する情報を記载する、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線通信システム。

1 1 . いずれの通信装置も優先利用を設定していない領域では、 各通信装置は他 の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作に よりランダム■アクセスを行なう、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線通信システム。

1 2 . 優先利用領域が終了する前に、 送信側及び受信側の通信装置での帯域が保 証された通信が終了した場合あるいは通信が行なわれなかった場合には、 前記優 先利用領域において他の通信装置の間で任意の通信を行なう、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線通信システム。

1 3 . 送信側の通信装置は、 自己が設定した優先利用領域が到来した時点に他の 通信が行なわれている場合には、 自己からの通信の開始を一時的に遅らせ、 他の 通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なう、

ことを特徴とする請求項 6に記載の無線通信システム。

1 4. いずれの通信装置も、 周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、 優先 利用領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で優先利用領域として設定され ている領域を自己の優先利用領域として設定しない、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線通信システム。

1 5 . 送信側又は受信側の通信装置は、 周囲の通信装置からのビーコン情報を収 集し、 優先利用領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で優先利用領域とし て設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、

ことを特徴とする請求項請求項 9に記載の無線通信システム。

1 6 . 送信側又は受信側の通信装置は、 通信相手の通信装置から優先利用領域に 関する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で優先利用領域として設定されていな い領域を自己の優先利用領域に設定する、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線通信システム。

1 7 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線 通信装置であって、

自己の通信範囲で無線信号を送受信する通信手段と、

帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で要求する帯域保証 領域設定手段と、 自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御手段と、 を具備することを特徴とする無線通信装置。

1 8 . 他の通信装置から受信した帯域保証領域の設定通知を記憶する手段をさら に備え、

前記帯域保証領域設定手段は、 他の通信装置に既に設定されてレヽる帯域保証領 域を避けて自己の帯域保証領域を設定し、

前記通信制御手段は、 他の通信装置に設定されている帯域保証領域での通信動 作を行なわない、

ことを特徴とする請求項 1 7に記載の無線通信装置。

1 9 . 前記通信制御手段は、 いずれの通信装置も帯域保証を設定していない領域 では、 他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回 避動作によりランダム 'アクセスを行なう、

ことを特徴とする請求項 1 7に記載の無線通信装置。

2 0 . 前記帯域保証領域設定手段は、 所定のフレーム周期毎に送出するビーコン 情報に帯域保証領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、 帯域 保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する、

ことを特徴とする請求項 1 7に記載の無線通信装置。

2 1 . 前記帯域保証領域設定手段は、 ビーコン受信タイミングを避けて自己の帯 域保証領域を設定する、

ことを特徴とする請求項 2 0に記載の無線通信装置。

2 2 . 前記帯域保証領域設定手段は、 フレーム周期内で帯域保証通信に利用する タイミングを、 自己のビーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して 通知する、

ことを特徴とする請求項 2 0に記載の無線通信装置。

2 3 . 前記帯域保証領域設定手段は、 自己のフレーム周期中に帯域が保証された 通信を行なうための予約領域を設定し、 前記通信制御手段は、 自己の予約領域に おいて帯域が保証された通信を行なう、

ことを特徴とする請求項 1 7に記載の無線通信装置。

2 4. いずれの通信装置の帯域保証領域設定手段は、 周囲の通信装置からのビー コン情報を収集し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で帯域 保証領域として設定されている領域を自己の帯域保証領域として設定しない、 ことを特徴とする請求項請求項 1 7に記載の無線通信装置。

2 5 . 送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定手段は、 周囲の通信装置 からのビーコン情報を収集し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信 装置で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定す る、

ことを特徴とする請求項請求項 1 7に記載の無線通信装置。

2 6 . 送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定手段は、 通信相手の通信 装置から帯域保証領域に関する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で帯域保証領 域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、

ことを特徴とする請求項 1 7に記載の無線通信装置。

2 7. 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線 通信装置であって、

自己の通信範囲で無線信号を送受信する通信手段と、

自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を 設定し、 自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定手段と、

自己の優先利用領域の到来に応答して、 帯域が保証された通信を優先的に行な う通信制御手段と、

を具備することを特徴とする無線通信装置。

2 8 . 前記優先利用領域設定手段は、 所定のフレーム周期毎に送出するビーコン 情報に優先利用領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、 優先 利用領域の設定を自己の通信範囲内に通知する、

ことを特徴とする請求項 2 7に記載の無線通信装置。

2 9 . 前記通信制御手段は、 いずれの通信装置も優先利用を設定していない領域 では、 必要に応じて他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開 始する衝突回避動作によりランダム ·アクセスを行なう、

ことを特徴とする請求項 2 7に記載の無線通信装置。

3 0 · 前記帯域保証領域設定手段により設定した優先利用領域が終了する前に帯 域を優先利用した通信が終了した場合あるいは行なわれなかった場合には、 前記 優先利用領域において他の通信装置の間で任意の通信を許容する、

ことを特徴とする請求項 2 7に記載の無線通信装置。

3 1 . 前記通信制御手段は、 自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の 通信が行なわれている場合には、 優先利用領域における通信の開始を一時的に遅 らせ、 他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なう、

ことを特徴とする請求項 2 7に記載の無線通信装置。

3 2 . いずれの通信装置の帯域保証領域設定手段は、 周囲の通信装置からのビー コン情報を収集し、 優先利用領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で優先 利用領域として設定されている領域を自己の優先利用領域として設定しない、 ことを特徴とする請求項請求項 2 7に記載の無線通信装置。

3 3 . 送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定手段は、 周囲の通信装置 からのビーコン情報を収集し、 優先利用領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信 装置で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定す る、 ことを特徴とする請求項請求項 2 7に記載の無線通信装置。

3 4 . 送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定手段は、 通信相手の通信 装置から優先利用領域に関する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で優先利用領 域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、

ことを特徴とする請求項 2 7に記載の無線通信装置。

3 5 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線 通信方法であって、

帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する帯域保証 領域設定ステップと、

自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御ステッ プと、

を具備することを特徴とする無線通信方法。

3 6 . 他の通信装置から受信した帯域保証領域の設定通知を記憶するステップを さらに備え、

前記帯域保証領域設定ステップでは、 他の通信装置に既に設定されている帯域 保証領域を避けて自己の帯域保証領域を設定し、 前記通信制御ステップでは、 他 の通信装置に設定されている帯域保証領域での通信動作を行なわない、

ことを特徴とする請求項.3 5に記載の無線通信方法。

3 7 . いずれの通信装置も帯域保証を設定していない領域において、 前記通信制 御ステップでは他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始す る衝突回避動作によりランダム■アクセスを行なう、

ことを特徴とする請求項 3 5に記載の無線通信方法。

3 8 . 前記帯域保証領域設定ステップでは、 所定のフレーム周期毎に送出するビ ーコン情報に帯域保証領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、 帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する、

ことを特徴とする請求項 3 5に記載の無線通信方法。

3 9 . 前記帯域保証領域設定ステップでは、 ビーコン受信タイミングを避けて自 己の帯域保証領域を設定する、

ことを特徴とする請求項 3 8に記載の無線通信方法。

4 0 . 前記帯域保証領域設定ステップでは、 フレーム周期内で帯域保証通信に利 用するタイミングを、 自己のビーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り 出して通知する、

ことを特徴とする請求項 3 8に記載の無線通信方法。

4 1 . 前記帯域保証領域設定ステップでは、 自己のフレーム周期中に帯域が保証 された通信を行なうための予約領域を設定し、

前記通信制御ステップでは、 自己の予約領域において帯域が保証された通信を 行なう、

ことを特徴とする請求項 3 5に記載の無線通信方法。

4 2 . いずれの通信装置の帯域保証領域設定ステップにおいて、 周囲の通信装置 力 らのビーコン情報を収集し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信 装置で帯域保証領域として設定されている領域を自己の帯域保証領域として設定 しない、

ことを特徴とする請求項請求項 3 5に記載の無線通信方法。 4 3 . 送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定ステップにおいて、 周囲 の通信装置からのビーコン情報を収集し、 帯域保証領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領 域に設定する、

ことを特徴とする請求項請求項 3 5に記載の無線通信方法。

4 4. 送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定ステップにおいて、 通信 相手の通信装置から帯域保証領域に関する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で 帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、 ことを特徴とする請求項 3 5に記載の無線通信方法。

4 5 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線 通信方法であって、

自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を 設定し、 自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定ステップと、

自己の優先利用領域の到来に応答して帯域が保証された通信を優先的に行なう 通信制御ステップと、

を具備することを特徴とする無線通信方法。

4 6 . 前記優先利用領域設定ステップでは、 所定のフレーム周期毎に送出するビ —コン情報に優先利用領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、 優先利用領域の設定を自己の通信範囲内に通知する、

ことを特徴とする請求項 4 5に記載の無線通信方法。

4 7 . いずれの通信装置も優先利用を設定していない領域では、 必要に応じて他 の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作に よりランダム 'アクセスを行なう、

ことを特徴とする請求項 4 5に記載の無線通信方法。

4 8 . 前記優先利用領域設定ステップにおいて設定した優先利用領域が終了する 前に帯域を優先利用した通信が終了した場合あるいは通信を行なわなかった場合 には、 前記優先利用帯域において他の通信装置の間で任意の通信を許容する、 ことを特徴とする請求項 4 5に記載の無線通信方法。

4 9 . 自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信が行なわれている 場合には、 前記通信制御ステップでは、 優先利用領域における通信の開始を一時 的に遅らせ、 他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なう、 ことを特徴とする請求項 4 5に記載の無線通信方法。

5 0 . いずれの通信装置の優先利用領域設定ステップにおいて、 周囲の通信装置 からのビーコン情報を収集し、 優先利用領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信 装置で優先利用領域として設定されている領域を自己の優先利用領域として設定 しない、

ことを特徴とする請求項請求項 4 5に記載の無線通信方法。

5 1 . 送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定ステップにおいて、 周囲 の通信装置からのビーコン情報を収集し、 優先利用領域に関する情報を獲得し、 周囲の通信装置で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領 域に設定する、

ことを特徴とする請求項請求項 4 5に記載の無線通信方法。

5 2 . 送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定ステップにおいて、 通信 相手の通信装置から優先利用領域に関する情報を獲得し、 その通信装置の周囲で 優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、 ことを特徴とする請求項 4 5に記載の無線通信方法。

5 3 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なうため の処理をコンピュータ ·システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記 述されたコンピュータ■プログラムであって、

帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する帯域保証 領域設定ステップと、

自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御ステツ プと、

を具備することを特徴とするコンピュータ■プログラム。

5 4 . 他の通信装置から受信した帯域保証領域の設定要求を記憶するステップを さらに備え、

前記帯域保証領域設定ステップでは、 他の通信装置に既に設定されている帯域 保証領域を避けて自己の帯域保証領域を設定し、

前記通信制御ステップでは、 他の通信装置に設定されている帯域保証領域での 通信動作を行なわない、

ことを特徴とする請求項 5 3に記載のコンピュータ ·プログラム。

5 5 . 制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なうため の処理をコンピュータ ·システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記 述されたコンピュータ ·プログラムであって、

自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を 設定し、 自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定ステツプと、

自己の優先利用領域の到来に応答して帯域が保証された通信を優先的に行なう 通信制御ステップと、

を具備することを特徴とするコンピュータ ·プログラム。