WO2015033977A1

WO2015033977A1 - 通信処理装置、集積回路、無線通信端末、メモリーカード、無線通信装置および無線通信方法

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Publication number: WO2015033977A1
Application number: PCT/JP2014/073247
Authority: WO
Inventors: 綾子松尾; 寿久鍋谷; 中西　俊之; 田中　宏和
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-03-12
Also published as: JP6224113B2; JP2018014761A; JP6374586B2; US10531450B2; JPWO2015033977A1; US20160183258A1

Abstract

［課題］無線通信装置の消費電力を低減する。［解決手段］本発明の実施形態としての通信処理装置は、第１のチャネルおよび第２のチャネルを用いて信号を送受信する無線通信装置に搭載される通信処理装置であって、アクセス制御部を備える。前記アクセス制御部は、前記第２のチャネルのチャネル情報を含む第１の報知信号を前記第１のチャネルにより送信するように制御し、前記第１の報知信号とは異なる第２の報知信号を前記第２のチャネルにより送信するように制御する。

Description

通信処理装置、集積回路、無線通信端末、メモリーカード、無線通信装置および無線通信方法

　この発明の実施形態は、通信処理装置、集積回路、無線通信端末、メモリーカード、無線通信装置および無線通信方法に関する。

　人体に形成する無線ネットワークとしてボディエリアネットワークと呼ばれるネットワークが知られている。ボディエリアネットワークに関して、ＩＥＥＥ委員会にて標準化が行われ、ＩＥＥＥ８０２．１５．６仕様が策定されている。ボディエリアネットワークは、たとえば人体に中央装置としてのハブと、端末装置としてのノードを装着して、ハブおよびノード間で通信を行う。

　ＩＥＥＥ８０２．１５．６のアクセス方式は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）ベースのアクセス方式と、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）ベースもしくはスロットアロハベースのアクセス方式とが、同一周波数上で時間的にシェアする仕組みを用いる。

　一方、非同期なアドホック通信をサポートするアクセス技術として、制御チャネルとデータチャネルを分け、それぞれでＣＳＭＡベースのアクセス方式を用いる仕組みが検討されている。しかし、制御フレームは全て制御チャネルにて送受信するため、ハブもノードも、データチャネルでのデータ送受信以外のタイミングでは、常に制御チャネルを監視することが必須となる。

　また、複数の制御チャネルと、データチャネルを用いたアクセス方式の検討もされており、全チャネルで同一のタイミングで同一ビーコン信号を送信することが規定されている。

　このように従来のＩＥＥＥ８０２．１５．６のシステムでは、複数のアクセス方式が同一周波数上で時間的にシェアする仕組みを用いており、その複雑さから消費電力が大きいという問題があった。また、制御チャネルとデータチャネルを用いる上述した２つのアクセス技術も、基本的にはハブとノードのどちらもが、両チャネル、もしくは少なくとも制御チャネルを常に監視することが必要であり、消費電力の観点で問題があった。

特開２０１３－１７１９８号公報特開２００６－３５２１９１号公報

802.15.6-2012 - IEEE Standard for Local and metropolitan area networks - Part 15.6: Wireless Body Area Networks

　この発明の実施形態は、無線通信装置の消費電力を低減することを目的とする。

　本発明の実施形態としての通信処理装置は、第１のチャネルおよび第２のチャネルを用いて信号を送受信する無線通信装置に搭載される通信処理装置であって、アクセス制御部を備える。

　前記アクセス制御部は、前記第２のチャネルのチャネル情報を含む第１の報知信号を前記第１のチャネルにより送信するように制御し、前記第１の報知信号とは異なる第２の報知信号を前記第２のチャネルにより送信するように制御する。

実施形態１に係る無線ネットワークシステムの一例を示す図。実施形態１に係るハブのタイミング図。実施形態１に係るノードのタイミング図。実施形態１に係る制御チャネルのビーコン信号およびデータチャネルのビーコン信号のフレームフォーマット例を示す図。実施形態１に係るデータチャネルビーコンタイミングおよびデータチャネルオフセットタイミングの説明図。実施形態１に係るハブにおける無線通信装置のブロック図。実施形態１に係るノードにおける無線通信装置のブロック図。実施形態１に係る接続要求信号および接続応答信号の信号フォーマット例を示す図。実施形態３に係る制御チャネルのビーコン信号もしくは接続応答信号に挿入する割り当て情報の構成例を示す図。実施形態４に係るハブが割り当て変更の要求を行う場合の動作のタイミング図。実施形態４に係るハブが割り当て変更を要求する場合の別の動作のタイミング図。実施形態４に係るハブが割り当て変更を要求する場合の別の動作のタイミング図。実施形態５に係るハブにおいてノードへのダウンリンクデータが発生した場合の動作のタイミング図。実施形態８に係るハブにおける無線通信装置のブロック図。実施形態８に係るノードにおける無線通信装置のブロック図。実施形態９に係るハブにおける無線通信装置のブロック図。実施形態９に係るノードにおける無線通信装置のブロック図。実施形態１０に係るハブにおける無線通信装置のブロック図。実施形態１０に係るノードにおける無線通信装置のブロック図。実施形態１１に係る無線通信装置のハードウェアブロック図。実施形態１２に係る無線通信端末の斜視図。実施形態１２に係るメモリーカードを示す図。実施形態２０に係る無線通信システムを示す図。実施形態２０に係るノードのハードウェアブロック図。実施形態２０に係るハブのハードウェアブロック図。実施形態１に係るハブの基本的な動作例のフローチャート。実施形態１に係るノードの基本的な動作例のフローチャート。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（実施形態１）
　図１に実施形態１に係る無線ネットワークシステムの一例を示す。図１に示す無線ネットワークシステム１００は、ハブ１０と、複数のノード２０、２１、２２を含む。ハブ１０は中央装置として動作する無線通信装置を含む。各ノードは、中央装置に対する端末として動作する無線通信装置を含む。ハブ１０の無線通信装置は、ノード２０、２１、２２にとっての対象通信装置であり、ノード２０、２１、２２の無線通信装置は、ハブ１０にとっての対象通信装置である。

　各ノードは、たとえば１つまたは複数のセンサーを内蔵しており、センサーで取得したセンシング情報を、ハブ１０に無線送信する。また各ノードは、通信に必要な制御情報等をハブから無線で受信する。ボディエリアネットワークの場合では、各ノードおよびハブが人体に装着される。人体に装着とは、人体に直接接触する形態、服の上から装着する形態、首からかけた紐に設ける形態、ポケットの収容する形態など、人体に近接した位置に配置するあらゆる場合を含でよい。センサーは、たとえば睡眠センサー、加速度センサー、心電図センサー、体温センサー、脈センサーなどの生体センサーが想定される。ただし、本実施形態はボディエリアネットワークに限定されず、ハブとノードを配置可能である限りに、任意のネットワークを構築できる。たとえばハブとノードを、動物や植物等の人体以外の生体に設置してもよいし、生体以外の物体、たとえば自動車の複数箇所（たとえばボディと車輪など）に設置してもよい。

　図２に、実施形態１に係るハブのタイミング図を示す。図３に実施形態１に係るノードのタイミング図を示す。なお、図２と図３はそれぞれデータチャネルのビーコン送信タイミングが異なる場合の例を示している。

　ハブとノードは、それぞれ第１のチャネルに相当する制御チャネル（「Ｃｃｈ」と記述することもある）と、第２のチャネルに相当するデータチャネル（「Ｄｃｈ」と記述することもある）を用いて送受信を行う。制御チャネルとデータチャネルは、一例として、それぞれ異なる周波数帯域に属するが、同一の周波数帯域に属しても良い。以下の説明では、制御チャネルとデータチャネルは、それぞれ異なる周波数帯域に属する場合を想定する。また一例として、制御チャネルではＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：キャリア検知多重アクセス）、データチャネルではＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）の通信が行われ、以下ではこの場合を想定する。本実施形態では、制御チャネルおよびデータチャネルがそれぞれ１つの場合を示すが、制御チャネルおよびデータチャネルのうちの一方もしくは両方が、複数存在してもよい。

　図２に示すように、ハブは、制御チャネルとデータチャネルで、それぞれ異なる情報を含む報知信号（以下、ビーコン信号）を送信する。図における「Ｂ」の文字が入った縦長の矩形は、ビーコン信号の送信を表している。横軸は時間軸である。ビーコン信号の送信はブロードキャストによって行われるのが一般的であるが、マルチキャストによって行われることも可能である。

　制御チャネルのビーコン信号は、少なくとも、制御チャネルおよびデータチャネルで使用するチャネルの識別子であるチャネル番号を含む。チャネル番号は周波数帯域を識別する値であり、ノードはチャネル番号が分かれば、周波数帯域を特定できる。これにより、ノードは、ハブが制御チャネルで送信するビーコン信号を受信すれば、ハブが使用しているデータチャネルの番号を把握して、ハブが指定したデータチャネルで、ビーコン信号の受信とデータフレームの送受信を行うことができる。

　また、制御チャネルのビーコン信号は、データチャネルのビーコン間隔、および、データチャネルの次のビーコンタイミングを推定可能な情報の少なくとも一方を含んでもよい。これにより、ノードは、制御チャネルでビーコン信号を受信すれば、データチャネルのチャネル番号とともに、当該データチャネルで送信されるビーコン信号のタイミングが分かるため、そのタイミングの少し前から受信待ち処理を開始することで、低消費電力化を図ることができる。

　通常、データチャネルのビーコン信号の間隔が、制御チャネルのビーコン信号間隔よりも長い場合、ノードはデータチャネルでのビーコン信号の受信のために、長い期間、受信待ちを継続する必要がある。しかしながら、上記のようにビーコン信号のタイミングを推定可能な情報が制御チャネルのビーコン信号に含まれていれば、その受信タイミングの直前までは受信待ちを行う必要がなくなるため、ノードが消費電力を低減できる。

　ノードのタイミング図である図３に示すように、ノードは、基本的にはハブが制御チャネルで送信するビーコン信号を受信する動作を行う（Ｓ１００ａ、Ｓ１００ｂ）。ビーコン信号を受信することより、データチャネルの番号や、データチャネルのビーコン信号タイミング等の把握できる。

　ノードは、起動時には、制御チャネルを動作チャネルとして設定し、ノード内で送信データが新規に発生した場合、もしくはプロトコルスタックの上位層からハブとの接続要求が入力された場合に、当該制御チャネルを用いて、ハブとの間で接続処理を行う。ここでは、ノードは使用する制御チャネルの番号を事前に知っているとするが、チャネルサーチ等により検出しても良い。図では、ノードは、制御チャネルで接続要求信号（Ｃ－Ｒｅｑ）を送信し（Ｓ１０１）、接続応答信号（Ｃ－Ａｓｓ）を制御チャネルでハブから受信する（Ｓ１０２）。これによりハブと接続処理を行う。接続要求信号（Ｃ－Ｒｅｑ）および接続応答信号（Ｃ－Ａｓｓ）を用いた接続処理の詳細については実施形態３にて説明する。

　ノードは、当該接続応答信号から自ノードに割り当てられたデータチャネルの時間（スロット）を特定できる。スロットは１つまたは複数が割り当てられる。複数割り当てられる場合、割り当てられるスロットは時間的に連続していても、離散していてもよい。

　ノードは、接続処理後、動作チャネルを制御チャネルからデータチャネルへ変更する（Ｓ１０３）。データチャネルでは、基本的には自ノードに割り当てられたスロットのタイミングにて、ハブとデータフレームおよび応答フレーム（Ａｃｋフレーム等）の送受信を行う（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。図における「Ｄａｔａ」の矩形はデータフレームの送信を表し、「Ａｃｋ」の矩形は応答フレームの受信を表す。

　ノードは、接続処理が完了するまでは、制御チャネルを起動（オン）し、接続処理の完了をトリガーに、制御チャネルをスリープ（オフ）させ、データチャネルを起動する。このように、あるタイミングでは、制御チャネルおよびデータチャネルのどちらか一方のみのチャネルを動作させる。図における「Ｗａｋｅｕｐ」は、その矢印付きの線が示す範囲ではチャネルが動作しており、「Ｓｌｅｅｐ」は、その矢印付きの線が示す範囲は、該当チャネルが動作していないことを表している。なお、チャネルが非動作中のとき、ノードはそのチャネルでのビーコン信号も受信しない。図において、破線の矩形は、ノードがスリープのために受信されないビーコン信号を表している。

　図３に示した例では、接続処理の完了後は、ノードではデータチャネルが常に起動している場合を示したが、データチャネルの割り当てスロットおよびデータチャネルのビーコン信号のタイミングは特定できるため、そのタイミングの前から後まで起動していればよい。したがって、実際には、その間以外では、データチャネルをスリープ動作しても構わない。

　なお、図３では、接続処理を制御チャネルにて行う仕組みを示したが、ノードは、制御チャネルのビーコン信号を受信後、ビーコン信号に記載されているデータチャネル情報をもとに、動作チャネルを制御チャネルからデータチャネルに変更し、データチャネルにて接続処理を行ってもよい。この場合、ノードはデータチャネルにて空き時間を利用し、接続要求信号（Ｃ－Ｒｅｑ）送信および接続応答信号（Ｃ－Ａｓｓ）受信処理を行う。

　図２および図３に示したように、ハブは、制御チャネルおよびデータチャネルのそれぞれでビーコン信号を送信するが、その送信頻度は異なり、また各ビーコン信号に含まれる情報も異なる。

　図２および図３から分かる通り、ノードは接続処理の終了後には、基本的にデータチャネルにて動作を行い、制御チャネルはスリープさせる。データチャネルは、基本的に長い時間（たとえば、接続切断までのほぼすべての時間）にわたり動作すると想定される。このため、時間比率でみると、動作チャネルをデータチャネルに設定している時間が、制御チャネルに設定している時間よりも圧倒的に長いと考えらえる。よって、データチャネルのビーコン信号はなるべく情報量を低減させるとともに、送信頻度も落とすことが、データチャネルでの消費電力増加を防ぐことになる。

　一方、新規にハブに接続しようとするノードは、接続処理を始めるために制御チャネルのビーコン信号をチェックする必要があることから、制御チャネルのビーコン信号はある程度、高頻度で送信する必要がある。そのため、制御チャネルのビーコン信号の送信頻度を高く設定することが望ましい。たとえば、制御チャネルのビーコン信号の送信頻度を、データチャネルのビーコン信号よりも高く設定することが望ましい。ただし、データチャネルのビーコン信号の送信頻度を、制御チャネルのビーコン信号の送信頻度と同じに設定する形態、もしくは、データチャネルのビーコン信号の送信頻度を、制御チャネルのビーコン信号の送信頻度より高くする形態も可能である。

　図４に本実施形態に係る、制御チャネルのビーコン信号、およびデータチャネルのビーコン信号それぞれのフレームフォーマット例を示す。本図は、あくまで一例を示したものであり、これに限定されるものではない。たとえば、フレームに含まれる情報等の挿入順は変更されてもかまわず、これ以外の情報を含んだフレームでもよい。もしくは図示の情報の一部が無くてもかまわない。

　図４から分かるように、制御チャネルのビーコン信号に比べ、データチャネルのビーコン信号の情報量は少ない。これにより制御チャネルのビーコン信号はデータチャネルのビーコン信号よりも信号長が短い。これは、従来の無線ＬＡＮやＩＥＥＥ８０２．１５．６のビーコン信号等に含まれるＭＡＣ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙおよびＰＨＹ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙといった情報は制御チャネルのビーコン信号で送信し、データチャネルのビーコン信号には含めないことで、データチャネルのビーコン信号では情報の送信量を極力省いていることによる。また、データチャネルのビーコン信号に含める、データチャネルでのスロットの割り当て情報も、全スロットのうちどの程度割り当て済みかの情報のみ記載し、各ノードの個別の割り当て情報の挿入は省くことで、データチャネルのビーコン信号の情報量を削減している。

　ただし、データチャネルのビーコン信号の情報量が制御チャネルのビーコン信号より少ないことは一例であり、データチャネルのビーコン信号の情報量が、制御チャネルのビーコン信号より多い、もしくは両情報量が同じ形態も可能である。この際、上述したように、データチャネルのビーコン信号の送信頻度を、制御チャネルのビーコン信号の送信頻度と同じに設定する形態も可能である。

　また、ノードへのダウンリンクのデータが発生した場合、およびデータチャネルにおけるスロットの割り当て変更を決定した場合、これをノードに通知する手段として、データチャネルのビーコン信号のフレーム内に、ダウンリンク割り当て情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）および割り当て変更情報（Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）のフィールドを設けている。これらのフィールドはそれぞれノード数分のビット幅を持つ。各ノードは自ノード宛てビット位置の状況を確認することで、自ノードへのダウンリンクデータの有無、および上記スロット割り当て変更要求の有無を判断できる。これらのフィールドの詳細については実施形態４で詳述する。

　各ノードが、搭載しているセンサーのセンシング情報をハブに送信する場合では、通常、ノードからハブへのアップリンクのデータ送信が、割り当てスロットのタイミングで行われる。ハブからノードへのダウンリンクのデータ送信を行う場合には、スロットの割り当て変更が必要であり、上記Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドはこの場合に使用される。なお、上記Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎとＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎは２つのフィールドとしてそれぞれ独立して存在してもよいし、これらのフィールドをまとめて１フィールドで構成しても構わない。

　このように、データチャネルのビーコン信号の情報量を低減することで、ノードの受信処理負荷を低減させることができる。

　一方、制御チャネルのビーコン信号には、上述したように、制御チャネルおよびデータチャネルのチャネル番号の他に、データチャネルのビーコン信号の送信頻度、次のデータチャネルのビーコン信号タイミングを推定するための推定情報が挿入される。図４に示す制御チャネルのビーコン信号フレームフォーマット例では、送信頻度としてデータチャネルビーコン周期（Ｄｃｈ　Ｂｅａｃｏｎ　Ｐｅｒｉｏｄ）、もしくは、当該データチャネルビーコン周期を計算するための情報が挿入され、推定情報として、データチャネルビーコンタイミング（Ｄｃｈ　Ｂｅａｃｏｎ　ｔｉｍｉｎｇ）、データチャネルオフセットタイミング（Ｄｃｈ　ｏｆｆｓｅｔ　ｔｉｍｉｎｇ）が挿入されている。

　図５は、データチャネルビーコンタイミング（Ｄｃｈ　Ｂｅａｃｏｎ　ｔｉｍｉｎｇ）およびデータチャネルオフセットタイミング（Ｄｃｈ　ｏｆｆｓｅｔ　ｔｉｍｉｎｇ）の説明図である。

　データチャネルオフセットタイミング（図５では「Ｄｃｈ　ｏｆｆｓｅｔ」と表記）は、制御チャネルのビーコン信号と最も時間的に近いデータチャネルのビーコン信号とのタイミング差を表す。

　データチャネルビーコンタイミングは、次のデータチャネルのビーコン信号の送信が、制御チャネルのビーコン信号が何回送信された後に行われるかを示す。図５に示す例では、制御チャネルのビーコン信号２つに対しデータチャネルのビーコン信号１つの割合で制御チャネルのビーコン信号およびデータチャネルのビーコン信号が送信されるため、データチャネルビーコンタイミングの値はビーコンの送信タイミングに応じて“１”あるいは“０”となる。すなわち、データチャネルビーコンタイミングの値が“１”の場合、制御チャネルのビーコン信号が後１回送信された後にデータチャネルのビーコン信号が送信されることを意味する。データチャネルのデータチャネルビーコンタイミングの値が“０”の場合、制御チャネルのビーコン信号が次に送信される前に、データチャネルのビーコン信号が送信されることを意味する。なお、制御チャネルのビーコン信号とデータチャネルのビーコン信号の送信頻度の割合は、図に示した例以外でも構わない。

　なお、本実施形態では制御チャネルおよびデータチャネルがそれぞれ１チャネルの場合を示したが、制御チャネルおよびデータチャネルの少なくとも一方が複数存在しても構わない。さらに、図３に示したノードのタイミング図では、ノードへ割り当てられたスロット期間内で、１つのデータフレームとそれに対する応答フレームのみを送受信される例を示したが、当該期間内で複数のデータフレームの送信とそれらに対する応答フレームの受信が行われても構わない。

　図６に本実施形態の無線通信装置を備えたハブの構成例を示す。ハブは、アンテナ１０、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０、本実施形態に係る通信処理装置であるＭＡＣ部３０および上位処理部４０を備える。ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は、送信部２１と受信部２２を含む。ＭＡＣ部３０は、送信処理部３１、受信処理部３２、アクセス制御部３３、チャネル制御部３４を含む。

　アクセス制御部３３は、制御チャネルおよびデータチャネルのアクセスを管理し、所望タイミングにて、各チャネルでのビーコン信号の送信を制御する。アクセス制御部３３は、送信処理部３１に制御チャネルまたはデータチャネルのビーコン信号の送信を指示すると、送信処理部３１は、制御チャネルまたはデータチャネルのビーコン信号のフレームを生成し、生成したフレームを送信部２１へ出力する。制御チャネルのビーコン信号は、データチャネルのチャネル情報（チャネル番号等）を含む。

　送信部２１は、制御チャネルの送信と、データチャネルの送信を行う。受信部２２は、制御チャネルの受信と、データチャネルの受信を行う。送信部２１は、それぞれ後述のチャネル制御部３４から指示された番号のチャネルに設定され、当該チャネルの送信を行う。受信部２２は、それぞれ後述のチャネル制御部３４から指示された番号のチャネルに設定され、当該チャネルの受信を行う。

　制御チャネルのビーコン信号フレームは、制御チャネルにて送信し、データチャネルのビーコン信号フレームは、データチャネルにて送信を行う。データフレームは後述するようにデータチャネルで送信する。また制御チャネルのフレーム受信は受信部２２を制御チャネル用に設定した状態で行い、データチャネルのフレーム受信は受信部を制御チャネル用に設定した状態で行う。

　送信部２１は、送信処理部３１から入力されたフレームに対し、それぞれの通信方式に従って、所望の物理層の処理を行って、Ｄ／Ａ変換や周波数変換等を行い、アンテナ１０を介して信号を空間に電波として送信する。

　受信部２２はアンテナ１０を介して信号を受信し、受信処理を行って、処理後のフレームを受信処理部３２へ出力する。受信処理としては、たとえばベースバンドへの周波数変換やＡ／Ｄ変換、Ａ／Ｄ変換後のフレームの物理ヘッダーの解析や復調処理など所望の物理層処理を含んでもよい。

　チャネル制御部３４は、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０の設定、すなわち、送信部２１および受信部２２の設定を制御する。たとえばチャネル制御部３４は、アクセス制御部３３からの指示に応じて、使用するチャネルの番号をＰＨＹ＆ＲＦ部２０に送り、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は送信部２１および受信部２２で使用するチャネルの設定を行う。なお、送受信部をデータチャネルと制御チャネルで２系統用意する構成の場合は、チャネル切り替えを行わずに、それぞれ独立して動作させることも可能である。この場合、各送受信部に対応してそれぞれアンテナを配置する。チャネル制御部３４は、アクセス制御部３３からの指示に従って、ＰＨＹ＆ＲＦ部に、使用するチャネル（データチャネルあるいは制御チャネル）を指定した動作チャネル情報を通知することでデータチャネルおよび制御チャネルの動作を切り換える。

　受信処理部３２は、受信部２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等を行う。受信処理部３２は、ノードから接続要求信号フレームを受信した場合には、アクセス制御部３３にノードからの接続要求を通知する。アクセス制御部３３は、当該接続要求への割り当てに対する応答の判断を行い、判断結果を送信処理部３１に通知する。たとえばノードに対し割り当てる時間（スロット）、すなわちスロットの個数と、スロットの位置を決定する。送信処理部３１は、アクセス制御部３３の判断結果に応じた接続応答信号のフレームを生成する。ノードからの接続要求信号に、ノードが対応するセンサー種別もしくはそれに類する情報が含まれる場合、アクセス制御部３３は、上位処理部４０に当該情報を通知してもよい。上位処理部４０は、当該情報に基づき、ノードへの割り当てスロット数を判断しても構わない。この場合、上位処理部４０は、決定した割り当てスロット数の情報をアクセス制御部３３に通知し、アクセス制御部３３は、通知された割り当てスロット数等の情報からスロット割り当てを行う。アクセス制御部３３は、スロットの割り当て情報を含む接続応答信号のフレームを送信処理部３０に生成させ、ノードに送信部２１から制御チャネルを介して送信する。

　また、受信処理部３２は、受信部２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等受信したフレームがデータフレームである場合は、必要に応じて、処理後のフレームを上位処理部４０へ出力する。

　なお、ノードへ個別に送信するダウンリンクのデータがあるときは、上位処理部４０はそのデータを含むデータフレームを送信処理部３１に渡す。アクセス制御部３３は、ノードに対して任意の方法（たとえばデータチャネルまたは制御チャネルのビーコン信号を用いた方法）で確保したダウンリンク用のスロットでデータフレームの送信を送信処理部３１に指示する。送信処理部３１は、当該フレームにＭＡＣヘッダー付加処理などを実施して、処理後のフレームを送信部２１へ出力する。送信部２１は、送信処理部３１から入力されたフレームをデータチャネルで送信する。具体的に当該フレームに対し、変調処理や物理ヘッダー付加など、所望の物理層処理を行う。そして、処理後のフレームに対してＤ／Ａ変換や周波数変換を行い、アンテナ１０を介して信号を空間に電波として放射する。

　図７に本実施形態の無線通信装置を備えたノードの構成例を示す。ノードは、アンテナ１１０、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０、本実施形態に係る通信処理装置であるＭＡＣ部１３０および上位処理部（センサー制御部）１４０を備える。ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０は、送信部１２１と受信部１２２を含む。ＭＡＣ部１３０は、送信処理部１３１、受信処理部１３２、アクセス制御部１３３、チャネル制御部１３４を含む。

　上位処理部（センサー制御部）１４０は、起動時や送信データ発生時など所定のタイミングで、ハブとの接続を行うべく送信要求をアクセス制御部１３３に出力する。また、上位処理部１４０は、センシング情報など、送信データを含むフレームを生成し、送信処理部１３１に出力する。送信処理部１３１は、上位処理部１４０から入力されたフレームを保持する送信バッファを備えてもよい。あるいは、後述するように、送信処理部１３１の前段に送信バッファが備えられてもよい。送信処理部１３１は、アクセス制御部１３３（後述）の指示に従って送信部１２１にデータフレームを出力する。

　送信データとしては、たとえば生体センサー等のセンサーにより取得されたセンシング情報や、センシング情報をアプリケーションなどにより処理した結果のデータや、または、現在のノードの状態を含むデータなどがあり得るが、特定のデータに限定されない。上位処理部１４０は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するプログラムによって構成してもよいし、ハードウェアによって構成してもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって構成してもよい。上位処理部１４０は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位層の通信プロトコルの処理を行っても良い。

　アクセス制御部１３３は、上位処理部１４０から上記送信要求を受けると、接続要求信号の送信指示を送信処理部１３１に出し、送信処理部１３１は接続要求信号のフレームを、送信部１２１に出力する。

　送信部１２１は、制御チャネルの送信と、データチャネルの送信を行う。受信部１２２は、制御チャネルの受信と、データチャネルの受信を行う。

　送信部１２１は、後述のチャネル制御部１３４から指示された番号のチャネルに設定され、当該チャネルでの送信を行う。受信部１２２は、チャネル制御部１３４から指示された番号のチャネルに設定され、当該チャネルでの受信を行う。

　制御チャネルのビーコン信号フレームは、制御チャネルにて受信し、データチャネルのビーコン信号フレームまたはデータフレームは、データチャネルにて受信を行う。

　送信部１２１は、送信処理部１３１から入力されたフレームに対し、所望の物理層の処理を行って、Ｄ／Ａ変換や周波数変換等を行い、アンテナ１１０を介して信号を空間に電波として送信する。

　受信部１２２は、アンテナ１１０を介して信号を受信し、受信処理を行って、処理後のフレームを受信処理部１３２へ出力する。受信処理としては、たとえばベースバンドへの周波数変換やＡ／Ｄ変換、Ａ／Ｄ変換後のフレームの物理ヘッダーの解析や復調処理など所望の物理層処理を含む。

　チャネル制御部１３４は、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０の設定、すなわち、送信部１２１および受信部１２２の設定を制御する。例えば、チャネル制御部１３４は、使用するチャネルの番号をＰＨＹ＆ＲＦ部１２０に送り、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は送信部および受信部を、当該番号のチャネルに設定する。

　なお、ノードにアンテナが２つ用意し、データチャネルと制御チャネル用にそれぞれ送受信部を用意することで、制御チャネルとデータチャネルを同時に使用可能な構成でもかまわない。この場合、それぞれの動作のオン／オフを回路への電力供給により制御してもよい。

　受信処理部１３２は、受信部１２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等を行う。受信信号が接続応答信号である場合、アクセス制御部１３３に当該接続応答を通知する。アクセス制御部１３３は当該接続応答を受けると、動作チャネルを制御チャネルからデータチャネルに切り替えることを決定し、チャネル制御部１３４にチャネル切り替えを通知する。チャネル制御部１３４は、データチャネルへの切り替え設定をＰＨＹ＆ＲＦ部１２０に指示する。

　アクセス制御部１３３は、接続応答信号に含まれるデータチャネルの割り当てスロットの情報に基づき、データチャネルへのアクセスを制御する。アクセス制御部３３は、送信処理部１３１のフレーム保持状況を把握しており、自ノードに割り当てられたスロットのタイミングにて、送信処理部３１へデータフレームの送信を指示する。送信処理部３１は、データフレームにＭＡＣヘッダー付加処理などを実施して、送信部１２１へ出力する。

　受信処理部１３２は、受信部１２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等の結果、受信したフレームがデータフレームである場合は、必要に応じて、処理後のフレームを上位処理部１４０へ出力する。

　なお、チャネル制御部１３４およびアクセス制御部１３３は、それぞれ制御に必要な情報を内部に保持しても良いし、アクセス可能な図示しない記憶部に保持してもよい。たとえば、ノードの状況、ハブの状況、データチャネルのチャネル番号、現在の動作チャネルの情報などを保持してもよい。たとえばノードの状況として、接続処理済みか否かの情報、バッテリー残量の情報を含んでも良い。また、ハブの状況として、制御チャネルのビーコン信号やデータチャネルのビーコン信号の送信タイミングの情報や、ハブの電源のオン／オフ状態を含んでも良いし、その他の情報を含んでも良い。

　以下、ノードの動作例を示す。上位処理部１４０からの送信要求に基づき、アクセス制御部１３３は制御チャネルのアクセスを管理し、送信処理部１３１へ接続要求信号の送信を指示する。このとき、ハブから制御チャネルで送信されるビーコン信号を受信して、接続要求の生成に必要な情報やデータチャネルの情報を取得する。制御チャネルを特定する情報は予め記憶しておいても良いし、チャネルサーチを行って制御チャネルを特定してもよい。制御チャネルで送信されるビーコン信号を受信することでデータチャネルを特定できるためデータチャネルを探索する必要はない。アクセス制御部１３３は、特定したデータチャネルの番号を、チャネル制御部１３４を介して送信部１２１および受信部１２２に設定する。なおデータチャネルの番号の設定は、後述するデータチャネルへの切り替え時に行っても良い。

　送信処理部１３１は、接続要求信号のフレームを生成して、送信部１２１から制御チャネルを介して送信し、アクセス制御部１３３はハブからの接続応答信号を待つ。アクセス制御部１３３は、接続応答信号の受信をトリガーに、動作チャネルの制御チャネルからデータチャネルへの切り替えをチャネル制御部１３４に指示し、チャネル制御部１３４は、当該指示に応じた動作チャネル情報をＰＨＹ＆ＲＦ部１２０に通知する。ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０は、動作チャネル情報に従って、データチャネルへ切り換える。また、アクセス制御部１３３は、接続応答信号に含まれるデータチャネルでの割り当てスロットの情報に基づき、データチャネルへのアクセスを管理する。アクセス制御部１３３は、送信処理部３１のフレーム保持状況を把握し、自ノードの割り当てスロットのタイミングにて、送信処理部３１へデータフレームの送信を指示する。

　図２６は、実施形態１に係るハブの基本的な動作例のフローチャートである。ハブは、制御チャネル（第１のチャネル）を用いて、データチャネル（第２のチャネル）のチャネル情報を含むビーコン信号（第１の報知信号）を、ノードに送信する（Ｓ１００１）。ハブは、データチャネルを用いて、当該ビーコン信号とは別のビーコン信号（第２の報知信号）を、ノードに送信する（Ｓ１００２）。

　図２７は、実施形態１に係るノードの基本的な動作例のフローチャートである。ノードは、ハブから制御チャネル（第１のチャネル）で送信されるビーコン信号（第１の報知信号）を受信する（Ｓ１０１１）。ノードは、受信したビーコン信号を解析して、データチャネル（第２のチャネル）のチャネル情報を取得する（Ｓ１０１２）。ノードは、取得したチャネル情報に基づき、ハブからデータチャネルで送信されるビーコン信号（第２の報知信号）を受信する（Ｓ１０１３）。

　以上、第１の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブは、制御チャネルのビーコン信号にデータチャネルのチャネル情報を含めるため、ノードはデータチャネルのチャネルサーチを行う必要はなく、サーチに必要な消費電力を削減できる。

　また、データチャネルにて送信するビーコン信号の送信頻度を制御チャネルより低くすることで、ノードが制御チャネルを用いてハブと接続処理を行ってデータチャネルへの移行した後の消費電力を低減できる。なお、前述したように、データチャネルにて送信するビーコン信号の送信頻度を制御チャネルと同じまたは制御チャネルより高くした場合、ノードが、データチャネルでビーコン信号を受信する周期を小さく、または回数を減らすことで、消費電力を低減するようにしてもよい。

　また、データチャネルで送信するビーコン信号に含める情報量を制御チャネルよりも小さくすることで、データチャネルのビーコン信号の信号長を制御チャネルのビーコン信号長より短くし、これによりノードが制御チャネルを用いてハブと接続処理を行ってデータチャネルへの移行した後の消費電力を低減できる。

（実施形態２）
　実施形態１では、制御チャネルおよびデータチャネルの少なくとも２チャネルを用いたハブとノードの基本的な動作について説明した。本実施形態では、それぞれのチャネルのアクセス方式について説明する。実施形態１では、データチャネルではＴＤＭＡ、制御チャネルではＣＳＭＡの場合を想定したが、以下この理由について説明する。

　制御チャネルの目的は、多くのノードが、接続要求信号および接続応答信号をはじめ、必要な制御情報をハブとやりとりすることで、ハブと接続できるようにすることである。したがって、アクセス方式としてはキャリアセンスを用いたアクセス方式、たとえばコンテンションベースのＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：キャリア検知多重アクセス）方式が適する。一方、各ノードに一定周期でデータが発生するような場合、たとえばノードに周期的にデータを取得するセンサーが搭載されると想定すると、その周期にあったタイミングでノードからハブへのデータ送信が行われればよい。よって、データチャネルでは、センサー等から決まる要求周期でデータ送信タイミングが割り当てられる方式、すなわちＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）ベースの方式が適する。

　このように、制御チャネルおよびデータチャネルで異なるアクセス方式を用いることで、各チャネルの使用目的に適した通信を行うことができる。ただし、本発明の実施形態はこれらのアクセス方式に限定されないのはもちろんである。

（実施形態３）
　本実施形態では、制御チャネルでの接続処理に用いる接続要求信号（Ｃ－Ｒｅｑ）と、接続応答信号（Ｃ－Ａｓｓ）について説明する。また、ＴＤＭＡ方式でのスロットの割り当て方法について説明する。

　ノードから送信する接続要求信号には、少なくとも要求割り当て頻度と要求割り当て長に関する情報を含むとする。要求割り当て頻度は、たとえばスロットを割り当てる頻度（たとえばデータチャネルでのビーコン信号がＮ回送信されるごとに１回など）、要求割り当て長は、割り当てを要求する時間長（たとえばビーコンインターバル内で要求するスロットの個数）を表す。

　ハブ側では、たとえばアクセス制御部３３は現在管理している割り当て済みスロット等の情報から、ノードからの接続要求信号に応じることが可能かを判断し、可能な場合は、ノードに対して要求された頻度で、要求された個数のスロットを割り当て、割り当てた内頻度およびスロットに関する情報（割り当て情報）を含む接続応答信号を返す。また、判断の結果、ノードの要求に応じることが可能ではない場合には、割り当て可能な頻度およびスロット数に関する候補情報を含む接続応答信号を返しても良い。

　また、ノードからの接続要求信号に、センサー種別等に関連づけられたデータＩＤ毎の要求割り当て頻度と、割り当て時間長（スロット数）を含めてもよい。たとえば、ノードに複数種別のセンサーが搭載されていた場合、最初の接続要求では、搭載しているすべてのセンサー種別に基づき、各データＩＤと各センサーの要求割り当て頻度および要求割り当て長を含める。ノードから当該接続要求を受信したハブのアクセス制御部は、何らかの基準のもと、データ送信を行うセンサーと、データ送信を行わないセンサーを決定してもよい。たとえば人体の右腕に付けたノードから脈拍のセンサーと左腕に付けたノードの脈拍のセンサーの両方についての接続要求があった場合、一方のセンサーの値のみで十分な場合は、左腕についてセンサー値の受信は不要と判断し、当該左腕に付けたノードの脈拍センサーのデータ送信は行わないと決定してもよい。その場合には、当該ノードに対し、データ送信を要求するセンサー種別のみ、そのデータＩＤと、それに対する割り当て頻度および割り当てスロットを含む接続応答信号を返しても良い。

　図８に接続要求信号および接続応答信号の信号フォーマット例を示す。上記で説明した箇所以外のフィールドは基本的にＩＥＥＥ８０２．１５．６仕様をもとに記載されているが、本実施形態は必ずしも図８に示すフォーマットに限ったものではない。

　図８に示す例では、Ｕｐｌｉｎｋ　Ｒｅｑｕｅｓｔ　ＩＥのａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ　フィールドに、各データＩＤ（図ではＤａｔａ　ＩＤと記載）およびそれに対する要求割り当て頻度（Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、要求割り当て長（Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ　Ｌｅｎｇｔｈ）が含まれる。さらに応答フレームタイプが複数ある場合には、要求する応答フレームタイプのフィールド（Ｒｅｑｕｅｓｔ　Ａｃｋ　Ｔｙｐｅ）が含まれる。応答フレームのタイプには、一例として、正常受信した場合に肯定の応答を返すＡＣＫタイプや、受信が失敗した場合（誤りが検出された場合など）に否定の応答を返すＮＡＣＫタイプがあるが、これについては実施形態７で説明する。

　このように、接続要求信号および接続応答信号のやりとりの結果、ハブ側は各ノードについて割り当て頻度および割り当てスロットの把握が可能となる。

　ＴＤＭＡの各ノードに対するスロットの割り当て情報はビーコン信号または接続応答信号に含めてノードに通知できる。制御チャネルのビーコン信号に挿入される場合には、各ノードは制御チャネルのビーコン信号を受ければ、常にＴＤＭＡの各ユーザに対するスロットの割り当て状況を把握できるが、制御チャネルのビーコン信号が長くなる。一方、接続応答信号に挿入する場合には、ＴＤＭＡの各ユーザに対する割り当て状況を把握したいノードは、接続要求信号を送信する必要がある。

　図９に、制御チャネルのビーコン信号もしくは接続応答信号に挿入する、ＴＤＭＡの各ユーザに対する割り当て情報に関するフィールドの例を示す。図９に示す例では、割り当てスロット番号を通知する例（１）と、割り当てスロット数を通知する例（２）を示した。なお、図示の例では、データチャネルの割り当て可能期間は、データチャネルのビーコン信号送信完了後から開始しているが、これはあくまで一例であり、本実施形態はこの例に限定されない。

　スロット番号を通知する場合には、各ユーザＩＤ（ノードのＩＤ）の割り当て開始および終了スロット番号をそれぞれ通知する。たとえば例（１）では、ユーザＩＤ＝１のユーザは第１，第２および第６、第７、第８スロットが割り当てられている。この場合は１－２と６－８とを別々に記載する。

　一方、スロット数を通知する場合には、割り当て順に従って、各ユーザの割り当てスロット数を通知する。この場合、各割り当てのスロット数の通知なので、通知フィールドの長さはスロット番号の通知の場合よりも小さくなると考えられる。ただし、受信した各ノードは、通知フィールドに記載された各割り当てのスロット数の情報から、割り当て済みのスロット番号に変換する内部処理が必要となる。

　このように、第３の実施形態に係る無線通信装置では、割り当て要求の仕組みや割り当て状況を通知する仕組みを設けることで、ノードからの割り当て要求およびそれに対する割り当てを容易に行うことができる。

（実施形態４）
　本実施形態では、データチャネルのスロット割り当てがすでに行われたノードに対し、その割り当てを変更する場合の処理について説明する。割り当て変更を要求するのがノードの場合と、バブの場合があり、それぞれによって処理が異なる。以下、それぞれの場合に分けて、説明を行う。

［ノードが割り当て変更の要求を行う場合］
　ノードのアクセス制御部は、割り当て変更を要求することを何らかの基準に基づき決定する。基準としては、送信するセンシング情報の数あるいは種類を増やす場合、送信していたセンシング情報の一部の送信を停止する場合、センシング情報のデータ長が増えた場合、あるいはその他の場合など何でも良い。

　ノードは、割り当て変更の決定をトリガーに、動作チャネルをデータチャネルから制御チャネルへ切り替え、制御チャネルのチャネル状況確認を開始する。ノードは、たとえばキャリアセンスで制御チャネルの空きを検出し、変更後の要求割り当て頻度と、要求割り当て長とに関する情報を含む接続要求信号を送信する。これらの処理の制御は例えばノードのアクセス制御部が行う。この接続要求信号は、新規の接続要求と形式的には同じである。ただし、接続要求信号とは別の信号を定義し、この信号を用いて割り当て変更の要求を行ってもかまわない。ハブ側の動作は、実施形態１～３の記載で述べた動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。

　なお、上記では、割り当て変更要求及び、応答処理を制御チャネルにて行う仕組みを示したが、実施形態１記載の初期接続と同様に、上記処理をデータチャネルの空き時間を利用して行っても良い。

［バブが割り当て変更の要求を行う場合の第１の例］
　図１０に、ハブが割り当て変更の要求を行う場合の動作のタイミング図を示す。

　ハブのアクセス制御部は何らかの基準で、あるノードに対する割り当て変更の要求を行うことを決定する。割り当て変更の決定をトリガーに、ハブは、データチャネルのビーコン信号のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールド（図４参照）において割り当てを変更するノードを示すビット位置にビット（変更ビット）を立てて、ビーコン信号フレームを送信する（Ａ１０１）。その後、ハブは、実施形態３の記載で述べたような変更後の割り当て情報を、制御チャネルのビーコン信号もしくは、接続応答信号に含めて通知する。図示の例では、制御チャネルのビーコン信号により、変更後の割り当て情報を通知している（Ａ１０２）。これらの処理の制御はハブのアクセス制御部が行う。

　ノードは、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにおいて自分のビット位置にビットが立っている場合には、動作チャネルを制御チャネルに切り替え（Ｂ１０１）、制御チャネルのビーコン信号を受信することで、もしくは、接続要求信号を送信してその応答信号を受信することで、新しい割り当て情報を得る。図示の例では、制御チャネルのビーコン信号を受信することで、変更後の割り当て情報を受信している（Ａ１０２）。その後、動作チャネルをデータチャネルに戻し（Ｂ１０２）、データチャネルの次のビーコン信号の受信以降、新しい割り当てのスロットを用いて送受信を行う（Ｂ１０３）。これらの処理の制御は例えばノードのアクセス制御部が行う。

　ここで、ノードによっては消費電力低減のために、データチャネルのビーコン信号を、複数のビーコン信号毎に１回の頻度で受信するように設定してもよい。この場合には、ハブは収容するノードのうち、少なくとも割り当てを変更するノードがすべて上記変更ビットの有無を確認するタイミングに合わせて、実際の割り当て変更を行う必要がある。このため、当該タイミングでのデータチャネルのビーコン信号に上記変更ビットを立てて、実際の割り当て変更のタイミングを特定する情報を当該ビーコンに挿入してもよい。もしくは、当該変更のタイミングを特定する情報を、データチャネルのビーコン信号ではなく、変更後の割り当て情報を通知する制御チャネルのビーコン信号に挿入してもよい。

　一方、ノードは、ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにおける自分宛てのビット位置にビットが立ったデータチャネルのビーコン信号を受信した時に、当該データチャネルのビーコン信号に割り当て変更のタイミングの通知が含まれる場合には、その通知の検知をトリガーに、動作チャネルをデータチャネルから制御チャネルに変更する。そして、変更後の制御チャネルで、新しい割り当て情報を含む制御チャネルのビーコン信号もしくは接続応答信号を受信することで、ハブから通知される新しい割り当て情報を把握する。

［バブが割り当て変更の要求を行う場合の第２の例］
　図１１は、ハブが割り当て変更を要求する場合の別の動作のタイミング図である。ハブがデータチャネルのビーコン信号のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにビット（変更ビット）を立てる動作（Ａ１１１）は、図１０に示した動作（Ａ１０１）と同一であるが、その後の動作が、図１０と異なる。

　図１１に示す動作では、変更ビットが立ったデータチャネルのビーコン信号を受信したノードは、その後、現在の割り当て中に送信するデータフレームのヘッダーのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｋ　ｂｉｔにビットを立てることで、変更の了解を通知する（Ｂ１１１）。それに対し、ハブは応答信号（ＡＣＫ信号）にて新しい割り当て情報を通知する（Ａ１１２）。ノードは、次のデータチャネルのビーコン信号を受信した以降、新しい割り当て情報に従って送受信を行う（Ｂ１１２）。

　割り当て変更が必要なノードが複数存在し、データチャネルのビーコン信号の受信タイミングがノードによって異なる場合、ハブ側は、応答信号にＮｅｗ　Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｌｏｔの通知を挿入するタイミングを、各ノードに応じて調整すればよい。図１１に示した処理では、図１０に比べ、ノードが制御チャネルへの移行を行わず、データチャネルのみで処理できる利点がある。

［バブが割り当て変更の要求を行う場合の第３の例］
　図１２は、ハブが割り当て変更を要求する場合の別の動作のタイミング図である。ハブがデータチャネルのビーコン信号のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにビット（変更ビット）を立てる動作は、図１０に示した動作（Ａ１０１）と同一であるが、その際、ビーコン信号に新規割り当て情報の通知スロットを指定する点が異なる。

　図１２に示す動作では、ハブは現時点でスロット割り当てを行っていない空きスロットの中から、新規割り当て情報を通知するスロット（通知スロット）を決定し、データチャネルのビーコン信号にて、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにビット（変更ビット）を立てる動作と共に通知スロット番号を通知する（Ａ１３１）。

　変更ビットが立ったデータチャネルのビーコン信号を受信（Ａ１３１）したノードは、ハブが指定した通知スロットにて受信処理を行い、新規割り当て情報を受信し（Ａ１３２）、次のデータチャネルのビーコン信号を受信した以降、新しい割り当て情報に従って送受信を行う（Ｂ１３３）。

　全てのノードが全データチャネルのビーコン信号を受信するとは限らないため、ノードに、図１１に示す動作と同様に、データフレームのヘッダーのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｋ　ｂｉｔにビットを立てることで、変更の了解を通知するしくみを入れてもよい（Ｂ１３１，Ｂ１３２）。この場合、例えば、あるデータチャネルのビーコン信号でのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにビット（変更ビット）を立てた場合に、その直後のノードからの信号にて該当する全ノードからＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｋ　ｂｉｔが得られない場合には、そのビーコン信号期間の通知スロットでは新規割り当て情報を送信せず（Ａ１３３）、すべての該当ノードから応答が得られてから新規割り当て情報を送信してもよい（Ａ１３２）。図１２に示した処理では、図１１に比べ、ハブは複数ノードへの新規割り当て情報を一度に送信できる利点がある。

（実施形態５）
　本実施形態では、ハブにおいてノードへ送信するダウンリンクデータが発生した場合の処理について説明する。

　図１３に本実施形態に係るタイミング図を示す。ノードへ送信するダウンリンクデータの発生時も、実施形態４と同様に、ハブはデータチャネルのビーコン信号のＤｏｗｎｌｉｎｋ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドにおいてノード宛てのビット位置にビットを立てたデータチャネルのビーコン信号を送信する（Ａ１２１）。Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドの自分宛のビットを確認したノードは、データ送信の際にＤｏｗｎｌｉｎｋ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｋ　ｂｉｔを立てたデータフレームを送信し（Ｂ１２１）、それに対しハブは応答信号（ＡＣＫ信号）にて当該ノードへ割り当て情報を通知する（Ａ１２２）。ハブは、ノードへ通知した割り当て情報に示されるスロットにてダウンリンクデータを送信し（Ａ１２３）、これを受信したノードはＡＣＫ応答を返す（Ｂ１２２）。これらの処理の制御はハブおよびノードの各アクセス制御部が行えばよい。

　このように、実施形態５によれば、ノードへ送信するダウンリンクデータ発生時にも、ハブからのビーコン信号によるダウンリンクデータの発生通知と、データフレームのビットを用いたハブへの確認通知と、応答信号での新しい割り当て情報の通知とを行うことで、ダウンリンクのデータ送信が可能となる。

（実施形態６）
　本実施形態では、制御チャネルとデータチャネルの両チャネルでチャネルの帯域幅が異なる場合について説明する。

　一般に、システムとしての使用帯域が決まっていた場合、１チャネル当たりの帯域幅により、確保できるチャネル数が異なる。たとえば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ　Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙという２つの規格で見た場合、同一の使用帯域を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは１チャネル当たり１ＭＨｚ幅とすることで、８０チャネル確保し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙは１チャネル当たり１ＭＨｚ幅で４０チャネル確保するとしている。また、一般にはシステム毎にチャネル幅とチャネル数が決められている。

　たとえば、収容ノード数はそれほど多くないが、各ノードの送受信するデータ量が大きい場合、またはデータ送受信頻度が高い場合には、データチャネルの帯域幅を制御チャネルの帯域幅より大きくする。たとえばデータチャネルを２ＭＨｚ幅、制御チャネルを１ＭＨｚ幅とする。一方、逆に収容ノード数を確保したい場合には、制御チャネルの帯域幅をデータチャネルの帯域幅より大きくする。たとえばデータチャネルを１ＭＨｚ、制御チャネルを２ＭＨｚとする。

　また、制御チャネルとデータチャネルのチャネル幅を決定する作業は、システム全体として取り決めを行っておいてもよいし、各ハブが決定してもよい。各ハブがチャネル幅を決定する場合には、たとえば制御チャネルは他のハブ等が受信出来るようにシステム全体で統一のチャネル幅とし、データチャネルは各ハブが使用帯域幅を選択するようにしてもよい。チャネル幅の情報は、制御チャネルのビーコン信号に含まれる使用チャネル通知フィールドにて、使用チャネルを通知することで、ノードや他ハブ等が把握できる。

　このように、割り当て帯域幅を制御チャネルおよびデータチャネルで異ならせることで、システムとして満たしたい要求に適したチャネル設定を行うことができる。たとえば端末をより多く収容したいのか、送受信するデータ量を大きくとりたいのか、送受信するデータの頻度を高く確保したいのか、といった要求に応じてチャネル設定を行うことが可能となる。

（実施形態７）
　本実施形態は、制御チャネルおよびデータチャネルの両チャネルで応答フレームの種別を異ならせる場合を示す。

　本実施形態では、フレームの正常受信時に応答を送信するＡＣＫ方式と、フレームの正常受信時は応答を返さず、誤った場合のみ応答を送信するＮＡＣＫ（ｏｒ　ＮＡＫ）方式を用いる場合を示す。ただし、ＡＣＫ方式とＮＡＫ方式は一例であり、上記と同様の関係で応答を返すのであれば他の方式でもよい。たとえばＢｌｏｃｋ　ＡＣＫ方式とＢｌｏｃｋ　ＮＡＫ方式であっても構わない。

　ＡＣＫ方式を用いた送受信の場合には、正常受信時にはＡＣＫ応答を受信するので、確実にフレーム送信が成功したかの判断が可能である。

　一方、ＮＡＫ方式を用いた送受信の場合には、送信処理および受信処理にかかる電力を削減できるという利点をもつものの、フレーム送信が実際に成功したのかどうかの判断が不明であるという問題点がある。すなわち、ＮＡＫ方式は、チャネルが安定していて、フレーム誤りが起きにくい場合には、ＮＡＫフレームの送信機会が減るため、送信処理および受信処理にかかる電力を削減できる。ただし、送信したフレームがフェージング等により相手機器で受信されない場合にはＮＡＫ応答は返信されず、また相手機器からＮＡＫ応答が返信されても同じくフェージング等により送信側に届かない場合もある。これらの場合、ＮＡＫ応答を受信しない送信側は、フレーム送信が成功したと誤認してしまう問題が生じる。

　これらの点を踏まえて、本実施形態では、ＡＣＫ方式とＮＡＫ方式を使い分ける。具体的に、アクセス方式に応じて使い分ける。たとえば、キャリアセンスして送信するが衝突の可能性があるＣＳＭＡベースのアクセスを行う制御チャネルは常にＡＣＫ方式の送受信を行い、一方で、あらかじめ帯域割り当て行われ、衝突の可能性の低いＴＤＭＡベースのデータチャネルは低消費のためにＮＡＫ方式の送受信を行う。これらの応答方式の決定および指示はノードのアクセス制御部が行えばよい。

　このように、アクセス方式の異なるデータチャネルおよび制御チャネルに応じて応答方式の種別を変更することで、ＮＡＫ方式を有効活用でき、ノードの消費電力削減を図ることが可能となる。

（実施形態８）
　図１４に実施形態８に係るハブにおける無線通信装置のブロック図を示す。

　図１４に示すハブは、図６に示した実施形態１に係る無線通信装置のＭＡＣ部３０に、バッファ７１、７２を追加した構成を有する。送信部３０と受信部３２とにそれぞれバッファ７１、７２が接続されている。上位処理部４０はバッファ７１、７２を介して送信処理部３０および受信処理部３２と入出力を行う。バッファ７１、７２は、たとえば任意の揮発性メモリまたは不揮発性メモリで構成できる。このように、バッファ７１、７２を備えることで、送信フレームおよび受信フレームをバッファ７１、７２に保持して、再送処理、フレーム種別等に応じたＱｏＳ制御、または上位処理部４０への出力処理を容易に行うことができる。

　このようにバッファを追加する構成は、ノードに対しても同様に実施できる。

　図１５に実施形態８に係るノードにおける無線通信装置のブロック図を示す。

　図１５に示すノードは、図７に示した実施形態１に係る無線通信装置のＭＡＣ部１３０に、バッファ１７１、１７２を追加した構成を有する。送信部１３０と受信部１３２とにそれぞれバッファ１７１、１７２が接続されている。上位処理部１４０はバッファ１７１、１７２を介して送信処理部１３０および受信処理部１３２と入出力を行う。バッファ１７１、１７２は、たとえば任意の揮発性メモリまたは不揮発性メモリで構成できる。このように、バッファ１７１、１７２を備えることで、送信データおよび受信データをバッファ１７１、１７２に保持して、再送処理、フレーム種別等に応じたＱｏＳ制御、または上位処理部１４０への出力処理を容易に行うことができる。

（実施形態９）
　図１６に実施形態９に係るハブにおける無線通信装置のブロック図を示す。

　図１６に示すハブは、図１４に示した実施形態８におけるバッファ７１、７２、アクセス制御部３３にバス７３を接続し、バス７３に上位インターフェース部７４とプロセッサ部７５を接続した形態を有する。ＭＡＣ部３０は、上位インターフェース部７４において上位処理部４０と接続されている。プロセッサ部７５では、ファームウェアが動作する。ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能変更を容易に行うことができる。アクセス制御部３３およびチャネル制御部３４の少なくとも一方の機能をプロセッサ部７５で実現してもよい。

　図１７に実施形態９に係るノードにおける無線通信装置のブロック図を示す。

　図１７に示すノードは、図１５に示した実施形態８におけるバッファ１７１、１７２、アクセス制御部１３３にバス１７３を接続し、バス１７３に上位インターフェース部１７４とプロセッサ部１７５を接続した形態を有する。ＭＡＣ部１３０は、上位インターフェース部１７４において上位処理部１４０と接続されている。プロセッサ部１７５では、ファームウェアが動作する。ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能変更を容易に行うことができる。アクセス制御部１３３およびチャネル制御部１３４の少なくとも一方の機能をプロセッサ部１７５で実現してもよい。

（実施形態１０）
　図１８に実施形態１０に係るハブにおける無線通信装置のブロック図を示す。

　図１８に示す無線通信装置は、図６に示した実施形態１に係るハブにおけるＭＡＣ部３０にクロック生成部７６を接続した形態を有する。クロック生成部７６は、出力端子を介して外部のホスト（ここでは上位処理部４０）に接続され、クロック生成部７６により生成されたクロックは、ＭＡＣ部３０に与えられるとともに、外部のホストにも出力される。ホストをクロック生成部７６から入力されるクロックによって動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部７６は、ＭＡＣ部の外側に配置されているが、ＭＡＣ部の内部に設けてもよい。

　図１９に実施形態１０に係るノードにおける無線通信装置のブロック図を示す。

　図１９に示す無線通信装置は、図７に示した実施形態１に係るノードにおけるＭＡＣ部１３０にクロック生成部１７６を接続した形態を有する。クロック生成部１７６は、出力端子を介して外部のホスト（ここでは上位処理部１４０）に接続され、クロック生成部１７６により生成されたクロックは、ＭＡＣ部１３０に与えられるとともに、外部のホストにも出力される。ホストをクロック生成部１７６から入力されるクロックによって動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部１７６は、ＭＡＣ部の外側に配置されているが、ＭＡＣ部の内部に設けてもよい。

（実施形態１１）
　図２０は、実施形態１１に係る無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、ハードウェア構成は種々の変更が可能である。図２０に示した無線通信装置の動作は、これまで述べた実施形態の無線通信装置と同様であるため、以下では、ハードウェア構成上の違いを中心に説明し、詳細な動作の説明は省略する。なお、図示のハードウェア構成は、ハブとして動作する無線通信装置およびノードとして動作する無線通信装置のいずれにも適用可能である。

　本無線通信装置は、ベースバンド部２１１、ＲＦ部２２１と、アンテナ５０（１）～５０（Ｎ）（Ｎは１以上の整数）とを備える。

　ベースバンド部２１１は、制御回路２１２と、送信処理回路２１３と、受信処理回路２１４と、ＤＡ変換回路２１５、２１６と、ＡＤ変換回路２１７、２１８とを含む。ＲＦ部２２１とベースバンド部２１１は、まとめて１チップのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）として構成されてもよいし、別々のチップで構成されてもよい。

　一例として、ベースバンド部２１１は、ベースバンドＬＳＩまたはベースバンドＩＣである。または、ベースバンド部２１１が、図示の点線の枠で示すように、ＩＣ２３２とＩＣ２３１とを備えてもよい。このとき、ＩＣ２３２が制御回路２１２と送信処理回路２１３と受信処理回路２１４とを含み、ＩＣ２３１が、ＤＡ変換回路２１５、２１６とＡＤ変換回路２１７、２１８を含むように、各ＩＣに分かれてもよい。

　制御回路２１２は、主として図６および図７等のＭＡＣ部３０、１３０の機能を実行する。上位処理部４０、１４０の機能を、制御回路２１２に含めても構わない。

　送信処理回路２１３は、図６および図７等の送信部２１、１２１のＤＡ変換処理の前までを行う部分に対応する。すなわち、送信処理回路２１３は、プリアンブル及びＰＨＹヘッダーの追加や符号化、変調（ＭＩＭＯ変調を含んでも良い）などの物理層の処理を主に行い、例えば２種類のデジタルベースバンド信号（以下、デジタルＩ信号とデジタルＱ信号）を生成する。なお、図６および図７等の送信部２１、１２１のＤＡ変換処理の前までの機能を送信処理回路２１３に含めるとともに、受信部２２、１２２のＡＤ変換処理より後の機能を受信処理回路２１４に含める構成も可能である。

　本実施形態の通信処理装置は、例えば制御回路２１２と送信処理回路２１３と受信処理回路２１４に対応する。本実施形態の通信処理装置は、１チップＩＣの形態、複数のチップＩＣからなる形態のいずれも含む。

　ＤＡ変換回路２１５、２１６は、図６および図７等の送信部２１、１２１の処理のうち、ＤＡ変換を行う部分に相当する。ＤＡ変換回路２１５、２１６は、送信処理回路２１３から入力される信号をＤＡ変換する。より詳細には、ＤＡ変換回路２１５はデジタルＩ信号をアナログのＩ信号に変換し、ＤＡ変換回路２１６はデジタルＱ信号をアナログのＱ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。この場合、ＤＡ変換回路は１つだけでもよい。また、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のＤＡ変換回路を設けてもよい。

　ＲＦ部２２１は、一例としてＲＦアナログＩＣあるいは高周波ＩＣである。ＲＦ部２２１における送信回路２２２は、図６および図７等に示した送信部２１、１２１の処理のうち、ＤＡ変換より後の送信時の処理を行う部分に相当する。送信回路２２２は、ＤＡ変換回路２１５、２１６によりＤＡ変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ（ＰＡ）等を含む。

　ＲＦ部２２１における受信回路２２３は、図６および図７等に示した受信部２２、１２２の処理のうち、ＡＤ変換より前までの受信時の処理を行う部分に相当する。受信回路２２３は、アンテナで受信された信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅器）、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路２２３は、不図示の低雑音増幅部で低雑音増幅された受信信号を互いに９０°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のＩ（In-phase）信号と、これより９０°位相が遅れたＱ（Quad-phase）信号とを生成する。これらＩ信号とＱ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路２２３から出力される。

　制御回路２１２は、送信回路２２２の送信フィルタおよび受信回路２２３の受信フィルタの動作を制御してもよい。送信回路２２２および受信回路２２３を制御する別の制御部が存在し、制御回路２１２がその制御部に指示を出すことで、同様の制御を行ってもよい。

　ベースバンド部２１１におけるＡＤ変換回路２１７、２１８は、図６および図７等に示した受信部２２、１２２の処理のうち、ＡＤ変換を行う部分に相当する。ＡＤ変換回路２１７、２１８は、受信回路２２３からの入力信号をＡＤ変換する。より詳細には、ＡＤ変換回路２１７はＩ信号をデジタルＩ信号に変換し、ＡＤ変換回路２１８はＱ信号をデジタルＱ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もありうる。この場合、ＡＤ変換回路は１つだけでよい。また、複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のＡＤ変換回路を設けてもよい。受信処理回路２１４は、図６および図７等に示した受信部２２、１２２の処理のうち、ＡＤ変換より後の処理を行う部分に対応する。すなわち、受信処理回路２１４は、ＡＤ変換後の信号の復調処理、プリアンブル及びＰＨＹヘッダーを取り除く処理などを行い、処理後のフレームを制御回路２１２に渡す。

　なお、アンテナ５０（１）～５０（Ｎ）を、送信回路２２２および受信回路２２３のいずれか一方に切り換えるスイッチがＲＦ部に配置されてもよい。スイッチを制御することで、送信時にはアンテナ５０（１）～５０（Ｎ）を送信回路２２２に接続し、受信時には、アンテナ５０（１）～５０（Ｎ）を受信回路２２３に接続してもよい。

　図２０では、ＤＡ変換回路２１５、２１６およびＡＤ変換回路２１７、２１８がベースバンド部２１１側に配置されていたが、ＲＦ部２２１側に配置されるように構成してもよい。

　なお、送信回路２２２および受信回路２２３により無線通信部を形成してもよい。送信回路２２２および受信回路２２３にさらに、ＤＡ２１５、２１６およびＤＡ２１７、２１８を含めて無線通信部を形成してもよい。さらに、これらに加えて、送信処理回路２１３および受信処理回路２１４のＰＨＹ処理部分（すなわち変調部５５および復調部５６）を含めて無線通信部を形成してもよい。または、送信処理回路２１３および受信処理回路２１４のＰＨＹ受信処理部分により無線通信部を形成してもよい。

（実施形態１２）
　図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）は、それぞれ実施形態１２に係る無線通信端末（無線機器）の斜視図である。図２１（Ａ）の無線機器はノートＰＣ３０１であり、図２１（Ｂ）の無線機器は移動体端末３２１である。それぞれ、端末（基地局および子局のいずれとして動作してもよい）の一形態に対応する。ノートＰＣ３０１および移動体端末３２１は、それぞれ無線通信装置３０５、３１５を搭載している。無線通信装置３０５、３１５として、これまで説明してきた無線通信装置を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線機器は、ノートＰＣや移動体端末に限定されない。例えば、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン等にも搭載可能である。

　また、無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図２２に示す。メモリーカード３３１は、無線通信装置３５５と、メモリーカード本体３３２とを含む。メモリーカード３３１は、外部の装置との無線通信のために無線通信装置３３５を利用する。なお、図２２では、メモリーカード３３１内の他の要素（例えばメモリ等）の記載は省略している。

（実施形態１３）　
　実施形態１３では、実施形態１～１２のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介してバッファと接続される。プロセッサ部ではファームウェアが動作する。このように、ファームウェアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。

（実施形態１４）　
　実施形態１４では、実施形態１～１２のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。

（実施形態１５）　
　実施形態１５では、実施形態１～１２のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。

（実施形態１６）　
　実施形態１６では、実施形態１５に係る無線通信装置の構成に加えて、ＳＩＭカードを含む。ＳＩＭカードは、例えば、無線通信装置におけるＭＡＣ部５３、または、制御部２１２等と接続される。このように、ＳＩＭカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。

（実施形態１７）　
　実施形態１７では、実施形態１３に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮／伸長部を含む。動画像圧縮／伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮／伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。

（実施形態１８）　
　実施形態１８では、実施形態１～１２に係る無線通信装置の構成に加えて、ＬＥＤ部を含む。ＬＥＤ部は、例えば、無線通信装置におけるＭＡＣ部５３、送信処理回路２１３、受信処理回路２１４、または制御回路２１２等と接続される。このように、ＬＥＤ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。

（実施形態１９）　
　実施形態１９では、実施形態１～１２のいずれかに係る無線通信装置の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば、無線通信装置におけるＭＡＣ部５３、送信処理回路２１３、受信処理回路２１４、または制御回路２１２等と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。

（実施形態２０）　
　図２３は、実施形態２０に係る無線通信システムの全体構成を示す。この無線通信システムは、ボディエリアネットワークの例である。無線通信システムは、ノード４０１、４０２を含む複数のノードと、ハブ４５１とを含む。各ノードおよびハブは人体に装着され、各ノードはハブ４５１と無線通信を行う。人体に装着とは、人体に直接接触する形態、服の上から装着する形態、首からかけた紐に設ける形態、ポケットの収容する形態など、人体に近接した位置に配置するあらゆる場合を含んでよい。ハブ４５１は、一例として、スマートフォンや携帯電話、タブレット、ノート型ＰＣなどの端末である。

　ノード４０１は、生体センサー４１１と無線通信装置４１２を備える。生体センサー４１１として、例えば、体温、血圧、脈拍、心電、心拍、血中酸素濃度、尿糖、または血糖等をセンシングするセンサーを用いることができる。ただし、これら以外の生体データをセンシングするセンサーを用いてもかまわない。無線通信装置４１２は、これまで述べた実施形態のいずれかの無線通信装置である。無線通信装置４１２は、ハブ４５１の無線通信装置４５３と無線通信を行う。無線通信装置４１２は、生体センサー４１１でセンシングされた生体データ（センシング情報）を、ハブ４５１の無線通信装置４５３に無線送信する。ノード４０１はタグ状の装置として構成されてもよい。

　ノード４０２は、生体センサー４２１と無線通信装置４２２を備える。生体センサー４２１と無線通信装置４２２は、ノード４０１の生体センサー４１１と無線通信装置４１２と同様であるため、説明を省略する。

　ハブ４５１は、通信装置４５２と無線通信装置４５３とを備える。無線通信装置４５３は、各ノードの無線通信装置と無線通信を行う。無線通信装置４５３は、これまで述べた実施形態のいずれかの無線通信装置でもよいし、ノードの無線通信装置と通信可能であれば、これまで述べた実施形態とは別の無線通信装置でもよい。通信装置４５２は、有線または無線によりネットワーク４７１と接続される。ネットワーク４７１は、インターネットや無線ＬＡＮ等のネットワークでもよいし、有線ネットワークと無線ネットワークとのハイブリッドネットワークでもよい。通信装置４５２は、無線通信装置４５３により各ノードから収集されたデータを、ネットワーク４７１上の装置に送信する。無線通信装置４５３から通信装置へのデータの受け渡しは、ＣＰＵやメモリ、補助記憶装置等を介して、行われてもよい。ネットワーク４７１上の装置は、具体的に、データを保存するサーバ装置でもよいし、データ解析を行うサーバ装置でもよいし、その他のサーバ装置でもよい。ハブ４５１も、ノード４０１、４０２と同様に生体センサーを搭載してもよい。この場合、ハブ４５１は、当該生体センサーで取得したデータも、通信装置４５２を介してネットワーク４７１上の装置に送信する。ハブ４５１にＳＤカード等のメモリーカードを挿入するインターフェースを搭載し、生体センサーで取得したデータまたは各ノードから取得したデータを、メモリーカードに保存してもよい。また、ハブ４５１に、ユーザが各種指示を入力するユーザ入力部、およびデータ等を画像表示する表示部を搭載してもよい。

　図２４は、図２３に示したノード４０１またはノード４０２のハードウェア構成例を示したブロック図である。ＣＰＵ５１２、メモリ５１３、補助記憶装置５１６、無線通信装置５１４、および生体センサー５１５がバス５１１に接続されている。ここでは１つのバスに各部５１２～５１６が接続されているが、チップセット等を介して複数のバスを設け、各部５１２～５１６が複数のバスに分かれて接続されてもよい。無線通信装置５１４は、図２３の無線通信装置４１２、４２２に対応し、生体センサー５１５は、図２３の生体センサー４１１、４２１に対応する。ＣＰＵ５１２は、無線通信装置５１４および生体センサー５１４を制御する。補助記憶装置５１６は、ＳＳＤ、ハードディスク等のデータを永続的に記憶する装置である。補助記憶装置５１６は、ＣＰＵ５１２が実行するプログラムを格納している。また、補助記憶装置５１６は、生体センサー５１５により取得されたデータを格納してもよい。ＣＰＵ５１２は、補助記憶装置５１６からプログラムを読み出して、メモリ５１３に展開して実行する。メモリ５１３は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。ＣＰＵ５１２は、生体センサー５１５を駆動し、生体センサー５１５により取得されたデータをメモリ５１３または補助記憶装置５１６に格納し、当該データを、無線通信装置５１４を介してハブに送信する。ＣＰＵ５１２は、ＭＡＣ層より上位の通信プロトコルやアプリケーション層の処理を実行してもよい。

　図２５は、図２３に示したハブ４５１のハードウェア構成例を示したブロック図である。ＣＰＵ６１２、メモリ６１３、補助記憶装置６１６、通信装置６１４、無線通信装置６１５、入力部６１６および表示部６１７が、バス６１１に接続されている。ここでは１つのバスに各部６１２～６１７が接続されているが、チップセット等を介して複数のバスを設け、各部６１２～６１７が複数のバスに分かれて接続されてもよい。生体センサーまたはメモリカードインタフェースが、さらにバス６１１に接続されてもよい。入力部６１６は、各種指示の入力をユーザから受けて、入力された指示の信号をＣＰＵ６１２に出力する。表示部６１７は、ＣＰＵ６１２により指示されたデータ等を画像表示する。通信装置６１４および無線通信装置６１５は、図２３のハブが備える通信装置４５２および無線通信装置４５３にそれぞれ対応する。ＣＰＵ６１２は、無線通信装置６１５および通信装置６１４を制御する。補助記憶装置６１６は、ＳＳＤ、ハードディスク等のデータを永続的に記憶する装置である。補助記憶装置６１６は、ＣＰＵ６１２が実行するプログラムを格納しており、また、各ノードから受信したデータを格納してもよい。ＣＰＵ６１２は、補助記憶装置６１６からプログラムを読み出して、メモリ６１３に展開して実行する。メモリ６１３は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。ＣＰＵ６１２は、無線通信装置６１５で各ノードから受信したデータをメモリ６１３または補助記憶装置６１６に格納し、当該データを、通信装置６１４を介してネットワーク４７１に送信する。ＣＰＵ６１２は、ＭＡＣ層より上位の通信プロトコルやアプリケーション層の処理を実行してもよい。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００：無線ネットワークシステム
１０：ハブ
２０～２２：ノード
１０、１１０：アンテナ
２０、１２０：送受信部
２１、１２１：送信部
２２、１２２：受信部
３０、１３０：ＭＡＣ部
３１、１３１：送信処理部
３２、１３２：受信処理部
３３、１３３：アクセス制御部
３４、１３４：チャネル制御部
４０、１４０：上位処理部
７１、７２、１７１、１７２：バッファ
７３、１７３：バス
７４、１７４：上位インターフェース部
７５、１７５：プロセッサ部
７６、１７６：クロック生成部
２１１：ベースバンド部
２２１：ＲＦ部
５０（１）～５０（Ｎ）：アンテナ
２１２：制御回路
２１３：送信処理回路
２１４：受信処理回路
２１５、２１６：ＤＡ変換回路
２１７、２１８：ＡＤ変換回路
２３１、２３２：ＩＣ
３０１：ノートＰＣ
３２１：移動体端末
３０５、３１５：無線通信装置
３３１：メモリーカード
３３２：メモリーカード本体
３５５：無線通信装置
４０１、４０２：ノード
４５１：ハブ
４７１：ネットワーク
５１１、６１１：バス
５１２、６１２：ＣＰＵ
５１３、６１３：メモリ
５１４、６１５：無線通信装置
５１５：生体センサー
５１６、６１６：補助記憶装置
６１４：通信装置

Claims

　第１のチャネルおよび第２のチャネルを用いて信号を送受信する無線通信装置に搭載される通信処理装置であって、
　前記第２のチャネルのチャネル情報を含む第１の報知信号を前記第１のチャネルにより送信するように制御し、前記第１の報知信号とは異なる第２の報知信号を前記第２のチャネルにより送信するよう制御するアクセス制御部
　を備えた通信処理装置。
　前記第２の報知信号は、前記第１の報知信号よりも信号長が短い
　請求項１に記載の通信処理装置。
　前記第２の報知信号の送信頻度は、前記第１の報知信号よりも少ない
　請求項１または２に記載の通信処理装置。
　前記チャネル情報は、前記第２のチャネルの識別子と、前記第２の報知信号の送信タイミングに関する情報とを含む
　請求項１ないし３のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記第２のチャネルでは対象通信装置と時間分割多元接続による通信を行い、
　前記アクセス制御部は、前記対象通信装置から前記第１のチャネル、もしくは第２のチャネルの空きタイミングにて接続要求が受信された場合、前記接続要求に従って前記対象通信装置に前記第２のチャネルのスロットを割り当て、割り当てたスロットに関する情報を含む接続応答信号を、前記接続要求を受信したチャネルにて前記対象通信装置に送信するよう制御する
　請求項１ないし４のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２のチャネルにおける前記対象通信装置のスロットの割り当てを変更することを決定した場合、前記対象通信装置にスロットの割り当てを変更するとの通知を含む前記第２の報知信号を前記第２のチャネルにより前記対象通信装置に送信するよう制御する
　請求項５に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２の報知信号の送信後、前記対象通信装置の変更後の割り当てスロットに関する情報を含む前記第１の報知信号を前記第１のチャネルにより前記対象通信装置に送信するよう制御する
　請求項６に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２の報知信号の送信後、通知対象となるすべての対象通信装置からのスロット割り当て変更の確認を含む信号を受信した後に、指定スロットにて変更後の割り当てスロットに関する情報を送信するよう制御する
　請求項６に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２のチャネルにおける他の対象通信装置への割り当て済みスロットに関する情報を含む前記第２の報知信号を前記第２のチャネルにより前記対象通信装置に送信するよう制御する
　請求項５ないし７のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記対象通信装置へ送信するデータが存在する場合、前記対象通信装置へ送信するデータが存在する旨の通知を含む前記第２の報知信号を前記第２の送チャネルにより前記対象通信装置へ送信するよう制御する
　請求項５ないし９のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記第１のチャネルでは、キャリアセンス方式に従って通信を行う
　請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記第２のチャネルの帯域幅は、前記第１のチャネルよりも大きい、もしくは前記第２のチャネルの帯域幅は、前記第１のチャネルよりも小さい
　請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記第１のチャネルの周波数帯域は、前記第２のチャネルの周波数帯域と異なる
　請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　請求項１ないし１３のいずれか一項に従った通信処理装置を含む集積回路。
　請求項１ないし１３のいずれか一項に従った通信処理装置と、
　アンテナを介して前記第１のチャネル、および前記第２のチャネルを用いて信号を送受信する送受信部と
　備え、
　前記通信処理装置は前記送受信部を用いて通信する
　無線通信装置。
　請求項１ないし１３のいずれか一項に従った通信処理装置と、
　少なくとも１つのアンテナと、
　前記アンテナを介して、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルを用いて信号を送受信する送受信部と、
　を備え、前記通信処理装置は前記送受信部を用いて通信する
　無線通信端末。
　請求項１ないし１３のいずれか一項に従った通信処理装置と、
　少なくとも１つのアンテナと、
　前記アンテナを介して前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルを用いて信号を送受信する送受信部と
　を備え、
　前記通信処理装置は前記送受信部を用いて通信する
　メモリーカード。
　第１のチャネル、もしくは指定されたチャネルを用いて信号を送受信する送受信部を有する無線通信装置に搭載される通信処理装置であって、
　第１の報知信号を前記第１のチャネルを設定した前記送受信部を介して受信し、前記第１の報知信号を解析して、第２のチャネルを指定するチャネル情報を取得し、前記送受信部を、前記第２のチャネルを用いて信号を送受信するように制御し、第２の報知信号を前記送受信部を介して受信するアクセス制御部
　を備えた通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記チャネル情報が取得された後、前記送受信部の設定チャネルを前記第２のチャネルに切り換えるように制御する
　請求項１８に記載の通信処理装置。
　前記第２のチャネルで対象通信装置と時間分割多元接続の通信を行い、
　前記アクセス制御部は、前記チャネル情報に基づく接続要求信号を前記対象通信装置に前記第１のチャネルで送信するよう制御し、前記第２のチャネルの割り当てスロットに関する情報を含む接続応答信号が前記対象通信装置から前記送受信部で受信されたら、前記送受信部の設定チャネルを前記第２のチャネルに切り換えるように制御する
　請求項１８または１９に記載の通信処理装置。
　前記第２の報知信号は、前記第２のチャネルにおける前記無線通信装置の割り当てスロットの変更の有無を通知する情報、前記無線通信装置へ送信するデータの有無を通知する情報、前記第２のチャネルにおける割り当て済みスロットに関する情報とのうちの少なくとも１つを含む
　請求項２０に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２の報知信号に前記無線通信装置の割り当てスロットの変更有りを通知する情報が含まれるとき、または前記無線通信装置へ送信するデータ有りを通知する情報が含まれるときは、前記送受信部の設定チャネルを前記第１のチャネルへ切り換えるように制御する
　請求項２１に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２の報知信号に前記無線通信装置の割り当てスロットの変更有りを通知する情報が含まれるとき、または前記無線通信装置へ送信するデータ有りを通知する情報が含まれるときで、変更後の割り当てスロットに関する情報の通知スロット、もしくはデータ送信スロットを指定されたときは、指定されたスロットにて信号の受信を行うように制御する
　請求項２０ないし２２のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２の報知信号に前記無線通信装置の割り当てスロットの変更有りを通知する情報が含まれるとき、または前記無線通信装置へ送信するデータ有りを通知する情報が含まれるとき、その後に、スロットの変更有りもしくは送信するデータ有りを確認したことを表す情報を挿入した信号を前記第２のチャネルで送信するように制御する
　請求項２０ないし２３のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記アクセス制御部は、前記第２の報知信号が受信される前に前記第２のチャネルへ前記送受信部の設定チャネルを切り替え、前記第２の報知信号の受信完了後、前記送受信部の設定チャネルを前記第１のチャネルへ切り替えるように制御する
　請求項１９ないし２４のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記チャネル情報は、前記第２のチャネルの識別子と、前記第２の報知信号の送信タイミングに関する情報とを含む
　請求項１８ないし２５のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　キャリアセンス方式で通信を行う
　請求項１８ないし２６のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記第２のチャネルの帯域幅は、前記第１のチャネルよりも大きい、もしくは前記第２のチャネルの帯域幅は、前記第１のチャネルよりも小さい
　請求項１８ないし２７のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　前記第１のチャネルの周波数帯域は、前記第２のチャネルの周波数帯域と異なる
　請求項１８ないし２８のいずれか一項に記載の通信処理装置。
　請求項１８ないし２９のいずれか一項に従った通信処理装置を含む集積回路。
　請求項１８ないし２９のいずれか一項に従った通信処理装置と、
　アンテナを介して前記第１のチャネル、もしくは指定されたチャネルを用いて信号を送受信する送受信部と
　備え、
　前記通信処理装置は前記送受信部を用いて通信する
　無線通信装置。
　請求項１８ないし２９のいずれか一項に従った通信処理装置と、
　少なくとも１つのアンテナと、
　前記アンテナを介して、前記第１のチャネル、もしくは指定されたチャネルを用いて信号を送受信する送受信部と、
　を備え、前記通信処理装置は前記送受信部を用いて通信する
　無線通信端末。
　請求項１８ないし２９のいずれか一項に従った通信処理装置と、
　少なくとも１つのアンテナと、
　前記アンテナを介して前記第１のチャネル、もしくは指定されたチャネルを用いて信号を送受信する送受信部と
　を備え、
　前記通信処理装置は前記送受信部を用いて通信する
　メモリーカード。
　第１のチャネルを用いて、第２のチャネルのチャネル情報を含む第１の報知信号を送信するステップと、
　前記第２のチャネルを用いて、前記第１の報知信号とは異なる第２の報知信号を送信するステップと
　を備えた無線通信方法。
　第１のチャネルで送信される第１の報知信号を受信するステップと、　
　前記第１の報知信号を解析して、第２のチャネルのチャネル情報を取得するステップと、
　前記チャネル情報に基づき、前記第２のチャネルで送信される第２の報知信号を受信するステップと
　を備えた無線通信方法。