(57)【要約】【課題】同一車両内及び他車両に搭載された他の無線通信システムとの電波干渉による通信遅延時間の増大を回避する通信システムを可能にすること。【解決手段】通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン送信端末であって、開始ビーコン、中間ビーコンおよび終了ビーコンを生成するビーコン生成部と、チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部を含み、ビーコン生成部は、開始ビーコンに時間同期情報を含ませ、終了ビーコンにチャネル切り替え情報を含ませ、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報を含む中間ビーコンを生成することを特徴とする。【選択図】図２
2020010280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン送信端末であって、
開始ビーコン、中間ビーコンおよび終了ビーコンを生成するビーコン生成部と、
前記開始ビーコン、データ情報、前記中間ビーコンおよび前記終了ビーコンを送受信する通信部と、
前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部を含み、
前記ビーコン生成部は、前記開始ビーコンに、前記タイマー部が計時するタイマー情報を時間同期情報として含ませ、前記終了ビーコンに、前記通信チャネルを切り替えるタイミングを示すチャネル切り替え情報を含ませ、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報であって、前記タイマー部が計時した前記時刻情報を含む中間ビーコンを生成し、
前記通信部は、前記データ情報の送受信の開始前に前記開始ビーコンを送信し、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には前記中間ビーコンを送信し、前記データ情報の送受信の終了後に前記終了ビーコンを送信し、
前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え周期の終了時点で、前記あらかじめ定められた規則に基づいて前記通信チャネルを切り替えるとともに、前記タイマー部をリセットし、
前記中間ビーコン送受信区間は、前記通信チャネルで前記データ情報の送信から前記データ情報に対する応答信号の受信が、前記終了ビーコンの送信前に完了できない期間であることを特徴とするビーコン送信端末。
【請求項２】
前記ビーコン生成部は、前記通信部で送受信された前記中間ビーコンに含まれる送信要求が発生した時刻情報に基づいて、前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、次の通信チャネルでデータ情報を送信する無線端末の送信順番を決定し、前記送信順番の情報と前記無線端末の識別情報を送信要求情報として前記終了ビーコンに含ませることを特徴とする請求項１に記載のビーコン送信端末。
【請求項３】
前記通信部が直前の通信チャネルの前記終了ビーコンを受信した場合には、前記ビーコン生成部は、前記終了ビーコンに含まれる送信要求情報を開始ビーコンに含まれる送信要求情報とし、
前記通信部が前記直前の通信チャネルの前記終了ビーコンを受信できない場合には、前記ビーコン生成部は、前記直前の通信チャネルで送受信した中間ビーコンに含まれる送信要求が発生した時刻情報に基づいて、前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、データ情報を送信する無線端末の送信順番を決定し、前記送信順番の情報と前記無線端末の識別情報を送信要求情報として開始ビーコンに含ませることを特徴とする請求項２に記載のビーコン送信端末。
【請求項４】
前記ビーコン送信端末の送信順番が一番になった場合には、開始ビーコンを送信後、待ち時間を設けることなく、データ情報を送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のビーコン送信端末。
【請求項５】
前記中間ビーコンにはデータ情報の優先度を示す優先度情報がさらに含まれ、前記優先度情報の優先度の低いデータ情報の前記送信順番よりも、前記優先度情報の優先度の高いデータ情報の前記送信順番が早く、前記優先度情報の優先度が同じデータ情報は前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、前記送信順番が決定されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のビーコン送信端末。
【請求項６】
前記通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とする前記ビーコン送信端末は、前記無線通信システムに含まれる前記無線端末の中で、前記無線端末間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある前記無線端末を対象に決定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のビーコン送信端末。
【請求項７】
通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン受信端末であって、
中間ビーコンを生成するビーコン生成部と、
開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信し、データ情報および前記中間ビーコンを送受信する通信部と、
前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、
前記タイマー部は、前記通信部が前記開始ビーコンを受信すると、前記開始ビーコンに含まれる時間同期情報を前記タイマー部に設定し、
前記チャネル切り替え部は、前記通信部が前記終了ビーコンを受信すると、前記終了ビーコンに含まれる前記通信チャネルを切り替えるタイミングを示すチャネル切り替え情報の受信後、あらかじめ定められた期間の後に前記通信チャネルを切り替え、前記タイマー部をリセットさせ、
前記ビーコン生成部は、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報であって、前記タイマー部が計時した前記時刻情報を含む中間ビーコンを生成し、
前記中間ビーコン送受信区間は、前記通信チャネルで前記データ情報の送信から前記データ情報に対する応答信号の受信が、前記終了ビーコンの受信前に完了できない期間であることを特徴とするビーコン受信端末。
【請求項８】
前記開始ビーコンに含まれる送信順番の情報に基づいて、ビーコン受信端末の送信順番が一番になった場合には、前記開始ビーコンを受信後、待ち時間を設けることなく、データ情報を送信することを特徴とする請求項７に記載のビーコン受信端末。
【請求項９】
前記通信部がすべての通信チャネルで連続して、前記開始ビーコンおよび前記終了ビーコンを受信しない場合は、前記チャネル切り替え部は前記通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルで、前記開始ビーコンまたは前記終了ビーコンの受信を待つことを特徴とする請求項７または８に記載のビーコン受信端末。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれかのビーコン送信端末と、
請求項７乃至９のいずれかのビーコン受信端末と、を含むことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一車両内及び他車両に搭載された他の無線通信システムとの電波干渉による通信遅延時間の増大を回避するビーコン送信端末、ビーコン受信端末および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、他の無線通信システムの無線装置との電波干渉の発生を回避する方式が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、1つ以上の端末装置を備えた無線ネットワーク内において制御装置を配置し、当該制御装置が複数の周波数チャネルを用いて無線通信を制御する方式が提案されている。
制御装置は、無線受信部、品質判定部およびビーコン生成部を含む。無線受信部は、複数の周波数チャネルの無線信号を受信可能であり、無線受信部が受信した無線信号の受信状態に基づいて、品質判定部が使用可能な周波数チャネルを判定するとともに、周波数チャネルの使用順序を決定する。
そして、ビーコン生成部が周波数チャネルの使用順序情報を含むビーコンを生成し、ビーコンを端末装置に送信する。ビーコンを受信した端末装置のチャネル設定部が使用順序情報に従って使用する周波数チャネルを設定する（図１９（特許文献１の図１４）参照）。
また、無線通信を行うことが可能なアクティブ期間と、無線通信を行わない非アクティブ期間からなるスーパーフレーム期間において、アクティブ期間が複数のビーコン送信期間に分割され、ビーコンはビーコン送信期間で周期的に送信される（図１６（特許文献１の図４）、図１７（特許文献１の図６）、図１８（特許文献１の図６）参照）。
【０００４】
また、例えば、特許文献２では、自己に割り当てられていない周波数帯域を一時的に使用して通信を行うシステムによる方式が提案されている。すなわち、自己のシステムとは異なる無線通信システムに割り当てられたライセンスバンドの一部を共有して通信を行う方式である。具体的には、通信開始前に、あらかじめ定められたＬ個の（Ｌ≧２）の周波数帯域に対して第１のキャリアセンスを行い、その中からＭ個の周波数帯域を選択し、タイムスロットの先頭のキャリアセンス区間にて、Ｍ個（Ｌ≧Ｍ≧２）の周波数帯域に対して第２のキャリアセンスを行い、使用されていない周波数帯域の中から送信に使用する周波数帯域を決定する（図２０（特許文献２の図７）、図２１（特許文献２の図８）参照）。この時、前回使用した周波数帯域が最終候補の中にあれば、その周波数帯域を使用する。または、使用された回数が多い周波数帯域を優先的に使用する。
なお、無線端末はマッチドフィルタ等を備え、予め記憶している既知系列と同じ信号系列と、受信した信号の先頭の系列の相関値を算出し、送信に使われた周波数帯域を特定するように構成される（図２２（特許文献２の図９）参照）。
【０００５】
また、例えば、特許文献３では、特定の制御局を必要としない自律分散型の無線通信ネットワークにおいて、複数のチャネルが用意されている通信環境下でビーコンの受信に同期して周期的にチャネルを変更することにより、特定のチャネルの通信状況が悪くても、他の通信チャネルで通信することができる方式が提案されている。
すなわち、同じチャネルに留まって通信した場合には、そのチャネルが干渉などにより通信状況が悪いと通信できない状況になるが、ビーコンの受信に同期して複数チャネルを切り替えながら通信することで、通信状況の悪いチャネルの影響を回避できる。
そのために、各無線端末の送信タイミングではデータの送信の前に、ビーコンを送信して無線端末間で同期をとっている。そして、ビーコンを送信した直後はビーコンを送信した無線端末に通信の優先割当区間が与えられ、一定時間経過後に、他の無線端末が送信できるようにしている（図２３（特許文献３の図３）、図２４（特許文献３の図７）参照）。
また、規則的にチャネルを変更するため、端末間で通信チャネルを決定、通知する仕組みが不要になり、動作がシンプルになる（図２５（特許文献３の図１３）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／００７７３８号
【特許文献２】特開２００７−３００４２１号公報
【特許文献３】特開２００５−０７９９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１、特許文献２および特許文献３の開示によれば、干渉を受けている周波数帯を自立的に避けるとともに、電波干渉が長期間発生した場合における通信遅延時間の増大を回避することが困難となる場合がある。
そこで、本発明はこのような課題を解決する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。
すなわち、請求項１に係る発明は、通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン送信端末であって、
開始ビーコン、中間ビーコンおよび終了ビーコンを生成するビーコン生成部と、
前記開始ビーコン、データ情報、前記中間ビーコンおよび前記終了ビーコンを送受信する通信部と、
前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部を含み、
前記ビーコン生成部は、前記開始ビーコンに、前記タイマー部が計時するタイマー情報を時間同期情報として含ませ、前記終了ビーコンに、前記通信チャネルを切り替えるタイミングを示すチャネル切り替え情報を含ませ、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報であって、前記タイマー部が計時した前記時刻情報を含む中間ビーコンを生成し、
前記通信部は、前記データ情報の送受信の開始前に前記開始ビーコンを送信し、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には前記中間ビーコンを送信し、前記データ情報の送受信の終了後に前記終了ビーコンを送信し、
前記チャネル切り替え部は、前記通信チャネルの切り替え周期の終了時点で、前記あらかじめ定められた規則に基づいて前記通信チャネルを切り替えるとともに、前記タイマー部をリセットし、
前記中間ビーコン送受信区間は、前記通信チャネルで前記データ情報の送信から前記データ情報に対する応答信号の受信が、前記終了ビーコンの送信前に完了できない期間であることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、ビーコン送信端末は、通信チャネルの切り替え周期の終了時点であらかじめ定められた規則に基づいて通信チャネルを切り替えるので、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることができる。したがって、電波干渉が長期間発生している通信チャネルを避けることによって通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。
また、ビーコン受信端末の伝送フレームのタイミングが所定の期間ずれても、開始ビーコンに含まれるビーコン受信端末のタイマー部をビーコン送信端末と同期させるための時間同期情報と、終了ビーコンに含まれるチャネル切り替え情報とによってビーコン送信端末とビーコン受信端末との間で再同期を取ることが可能になる。
さらに、伝送フレームでデータ情報の送受信が完了しない場合には、無線端末が中間ビーコン送受信区間で中間ビーコンを送信することによって、通信遅延時間を短縮するとともに伝送フレームを有効に活用することが可能になる。また、事前に中間ビーコンを送信することによって、次の通信チャネルで送信要求のための送受信動作の期間を省くことができるので、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のビーコン送信端末において、前記ビーコン生成部は、前記通信部で送受信された前記中間ビーコンに含まれる送信要求が発生した時刻情報に基づいて、前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、次の通信チャネルでデータ情報を送信する無線端末の送信順番を決定し、前記送信順番の情報と前記無線端末の識別情報を送信要求情報として前記終了ビーコンに含ませることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、次の通信チャネルでデータ情報を送信する無線端末の送信順番が決定されるので、遅延時間が長い無線端末が優先的に先にデータ情報を送信することができるため、遅延時間の短縮が可能になる。
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項３に係る発明は、請求項２に記載のビーコン送信端末において、前記通信部が直前の通信チャネルの前記終了ビーコンを受信した場合には、前記ビーコン生成部は、前記終了ビーコンに含まれる送信要求情報を開始ビーコンに含まれる送信要求情報とし、
前記通信部が前記直前の通信チャネルの前記終了ビーコンを受信できない場合には、前記ビーコン生成部は、前記直前の通信チャネルで送受信した中間ビーコンに含まれる送信要求が発生した時刻情報に基づいて、前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、データ情報を送信する無線端末の送信順番を決定し、前記送信順番の情報と前記無線端末の識別情報を送信要求情報として開始ビーコンに含ませることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、終了ビーコンを次の通信チャネルのビーコン送信端末が受信できなかった場合であっても、中間ビーコンを受信した次の通信チャネルのビーコン送信端末が、無線端末の送信順番を決定し、送信順番情報を開始ビーコンで送信することが可能になる。
したがって、終了ビーコンが干渉を受けた場合であっても、無線端末が送信順番情報を含む開始ビーコンを送受信できれば、送信要求が発生した無線端末がデータ情報を送信するまでの遅延時間を短縮することが可能になる。
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のビーコン送信端末において、前記ビーコン送信端末の送信順番が一番になった場合には、開始ビーコンを送信後、待ち時間を設けることなく、データ情報を送信することを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、無線端末は伝送フレームの先頭から直ちにデータ情報の送信を行うことができるので、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。一例として、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で採用されているコンテンションウィンドウ等をスキップして送信を行うことができるので、送信開始までの時間を短縮することができるとともに、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項５に係る発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載のビーコン送信端末において、前記中間ビーコンにはデータ情報の優先度を示す優先度情報がさらに含まれ、前記優先度情報の優先度の低いデータ情報の前記送信順番よりも、前記優先度情報の優先度の高いデータ情報の前記送信順番が早く、前記優先度情報の優先度が同じデータ情報は前記送信要求が発生した時刻情報の時刻順に、前記送信順番が決定されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、緊急度が高いデータ情報を他のデータ情報よりも優先して送信することが可能になる。一例として、無線通信システムが車両等に搭載されている場合に、車両の制御に関するデータ情報を、音楽等のエンタメイントに関するデータ情報よりも優先して送受信することによって、車両を円滑に制御することが可能になる。
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のビーコン送信端末において、前記通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とする前記ビーコン送信端末は、前記無線通信システムに含まれる前記無線端末の中で、前記無線端末間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある前記無線端末を対象に決定されることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、通信環境が悪くなる可能性がある無線端末をビーコン送信端末としないことによって、本方式の無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。一例として、無線通信システムが車両等に搭載されている場合に、車両の中央部に配置された無線端末をビーコン送信端末とすることで、車両の前後部に配置された無線端末との通信の成功率を高めて無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。
【００２０】
上記課題を解決するために、請求項７に係る発明は、通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とし、残りの無線端末をビーコン受信端末とする無線通信システムのビーコン受信端末であって、
中間ビーコンを生成するビーコン生成部と、
開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信し、データ情報および前記中間ビーコンを送受信する通信部と、
前記通信部の通信チャネルの切り替え周期を計時するタイマー部と、
前記通信チャネルの切り替え周期に対応して前記通信部の前記通信チャネルをあらかじめ定められた規則で切り替えるチャネル切り替え部と、を含み、
前記タイマー部は、前記通信部が前記開始ビーコンを受信すると、前記開始ビーコンに含まれる時間同期情報を前記タイマー部に設定し、
前記チャネル切り替え部は、前記通信部が前記終了ビーコンを受信すると、前記終了ビーコンに含まれる前記通信チャネルを切り替えるタイミングを示すチャネル切り替え情報の受信後、あらかじめ定められた期間の後に前記通信チャネルを切り替え、前記タイマー部をリセットさせ、
前記ビーコン生成部は、中間ビーコン送受信区間で送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報であって、前記タイマー部が計時した前記時刻情報を含む中間ビーコンを生成し、
前記中間ビーコン送受信区間は、前記通信チャネルで前記データ情報の送信から前記データ情報に対する応答信号の受信が、前記終了ビーコンの受信前に完了できない期間であることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、ビーコン受信端末は、通信チャネルの切り替え周期の終了時点であらかじめ定められた規則に基づいて通信チャネルを切り替えるので、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることができる。したがって、電波干渉が長期間発生している通信チャネルを避けることによって通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。
また、ビーコン受信端末の伝送フレームのタイミングが所定の期間ずれても、伝送フレームの最初の開始ビーコンに含まれる時間同期情報でビーコン受信端末のタイマー部をビーコン送信端末と再同期させ、伝送フレームの最後の終了ビーコンに含まれるチャネル切り替え情報でビーコン送信端末と再同期させることが可能になる。
さらに、伝送フレームでデータ情報の送受信が完了しない場合には、無線端末が中間ビーコン送受信区間で中間ビーコンを送信することによって、通信遅延時間を短縮するとともに伝送フレームを有効に活用することが可能になる。また、事前に中間ビーコンを送信することによって、次の通信チャネルで送信要求のための送受信動作の期間を省くことができるので、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。
【００２２】
上記課題を解決するために、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のビーコン受信端末において、前記開始ビーコンに含まれる送信順番の情報に基づいて、ビーコン受信端末の送信順番が一番になった場合には、前記開始ビーコンを受信後、待ち時間を設けることなく、データ情報を送信することを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、無線端末は伝送フレームの先頭から直ちにデータ情報の送信を行うことができるので、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。一例として、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で採用されているコンテンションウィンドウ等をスキップして送信を行うことができるので、送信開始までの時間を短縮することができるとともに、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。
【００２４】
上記課題を解決するために、請求項９に係る発明は、請求項６乃至８のいずれかに記載のビーコン受信端末において、前記通信部がすべての通信チャネルで連続して、前記開始ビーコンおよび前記終了ビーコンを受信しない場合は、前記チャネル切り替え部は前記通信チャネルの切り替え順番の最初に設定された通信チャネルで、前記開始ビーコンまたは前記終了ビーコンの受信を待つことを特徴とする。
【００２５】
ビーコン受信端末とビーコン送信端末との間の同期が、伝送フレーム期間以上ずれた場合には、ビーコン受信端末は開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信できなくなるので、ビーコン送信端末と再同期できなくなる期間が長期化する可能性が高まる。
しかし、上記構成によれば、ビーコン受信端末が通信チャネルの切り替え動作を停止し、初期通信チャネルで待機することによって、前記開始ビーコンまたは終了ビーコンを受信できるようになり、ビーコン送信端末と再同期することが可能になる。
【００２６】
上記課題を解決するために、請求項１０に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかのビーコン送信端末と、請求項７乃至９のいずれかのビーコン受信端末と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
上記構成によれば、ビーコン送信端末とビーコン受信端末は、通信チャネルの切り替え周期の終了時点であらかじめ定められた規則に基づいて通信チャネルを切り替えるので、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けることができる。したがって、電波干渉が長期間発生している通信チャネルを避けることによって通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。
また、ビーコン受信端末の伝送フレームのタイミングが所定の期間ずれても、伝送フレームの最初の開始ビーコンに含まれる時間同期情報でビーコン受信端末のタイマー部をビーコン送信端末と再同期させ、伝送フレームの最後の終了ビーコンに含まれるチャネル切り替え情報でビーコン送信端末と再同期させることが可能になる。
さらに、伝送フレームでデータ情報の送受信が完了しない場合には、無線端末が中間ビーコン送受信区間を設定し、中間ビーコンを送信することによって、通信遅延時間を短縮するとともに伝送フレームを有効に活用することが可能になる。また、事前に中間ビーコンを送信することによって、次の通信チャネルで送信要求のための送受信動作の期間を省くことができるので、伝送フレームを有効に活用することが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、干渉を受けている周波数帯である通信チャネルを自立的に避けるとともに、電波干渉が長期間発生した場合における通信遅延時間の増大を回避することが可能になる。
【００２９】
さらに、１つの伝送フレームでデータ情報および応答信号の送受信が完了しない場合には、無線端末が中間ビーコン送受信区間を設定し、中間ビーコンを送信することによって、通信遅延時間を短縮するとともに伝送フレームを有効に活用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】無線通信システムを構成する無線通信ネットワークの一例である。
【図２】無線端末のハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【図３】実施例におけるビーコン送信タイミングおよび通信チャネル切り替えタイミングを示す図である。
【図４】開始ビーコンの構成を示す図である。
【図５】終了ビーコンの構成を示す図である。
【図６】データフレームの構成例を示す図である。
【図７】ビーコン送信端末の伝送フレームの例である。
【図８】無線端末が起動した後の初期動作を示すフローチャートである。
【図９】通信チャネルを切り替えた後の処理を示したフローチャートである。
【図１０Ａ】無線端末がビーコン送信端末として動作する場合のフローチャートである。
【図１０Ｂ】無線端末がビーコン送信端末として動作する場合のフローチャートである。
【図１１Ａ】無線端末がビーコン受信端末として動作する場合のフローチャートである。
【図１１Ｂ】無線端末がビーコン受信端末として動作する場合のフローチャートである。
【図１２】通信チャネルに干渉が発生しない場合のチャネル切り替え順序の一例を示す図である。
【図１３】ビーコン受信によるビーコン受信端末の再同期を示す模式図である。
【図１４】中間ビーコン送受信区間を示す模式図である。
【図１５】無線通信システムを構成する無線通信ネットワークのその他の一例である。
【図１６】従来技術である特許文献１を説明するための図面である。
【図１７】従来技術である特許文献１を説明するための図面である。
【図１８】従来技術である特許文献１を説明するための図面である。
【図１９】従来技術である特許文献１を説明するための図面である。
【図２０】従来技術である特許文献２を説明するための図面である。
【図２１】従来技術である特許文献２を説明するための図面である。
【図２２】従来技術である特許文献２を説明するための図面である。
【図２３】従来技術である特許文献３を説明するための図面である。
【図２４】従来技術である特許文献３を説明するための図面である。
【図２５】従来技術である特許文献３を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（無線通信システムの概要）
本実施例の複数の無線端末で構成された無線ネットワークでは、それぞれの無線端末が２つ以上の通信チャネル（周波数帯）を規則的に切り替えて通信を行うことで、干渉を受けている周波数帯を自立的に避けて通信することができる。各無線端末は予め設定したビーコン送信順番で伝送フレームの最初と最後にビーコンを送信し、他の無線端末との同期を取る。チャネル切り替え周期は予め決まっており、切り替え時間になり次第、それぞれの無線端末が自立的に周波数を切り替える。仮にビーコンによる同期信号を受信できなかったとしても、前述の通りそれぞれの無線端末が自立的に周波数を切り替えることができるため、全無線端末が同じ通信チャネル上で通信ができる。
【００３２】
通信チャネルに滞在する時間は常に一定であるため、通信チャネルの切り替え直前などに送信要求があったとしても通信チャネルが切り替わる前に通信が終了できない場合がある。このような場合には、送信要求が発生しても無線端末が通信を開始することができない。そこで、通信チャネルが切り替わるタイミングまでに通信を終了できないにもかかわらず送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した無線端末が中間ビーコンを送信することで、全無線端末に送信要求があることを報知する。そして、当該中間ビーコンに含まれる情報に基づいて、終了ビーコンを送信する無線端末が次の通信チャネルで送信動作を行う無線端末の順番を事前に決定する。例えば、複数の送信要求が発生した場合には、送信要求が発生した時刻が早い無線端末が優先的に送信動作を開始できるように終了ビーコンを送信する無線端末が送信順番を決定する。送信要求発生時刻は、送信要求が発生する直前の開始ビーコンの受信時刻を基準とする。また、中間ビーコンを送信した無線端末の送信順番は、通信チャネルを切り替えた後の開始ビーコンを送信する無線端末が決定することもできるが、詳細は後述する。
【００３３】
決定された送信動作を行う無線端末の情報は、終了ビーコンおよび通信チャネルが切り替わった後の開始ビーコンで全無線端末に送信される。開始ビーコンが送受信された直後から、決定された順番に基づいて無線端末が送信動作を開始する。この場合に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式で採用されているコンテンションウィンドウ等をスキップして送信を行うことで、送信開始までの時間を短縮することができる。また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式ではランダムに送信無線端末が選ばれるが、本方式によれば遅延時間が長い無線端末を優先的に先に送信させることができるため、遅延時間の短縮も可能になる。無線端末の基本動作として、データ送信やＡｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）送信やビーコン送信動作以外の時は、常に受信状態で待機し、受信強度を検出する。また、検出した受信強度からデータ、ビーコン、Ａｃｋ等であるのか、干渉であるのかを判定する。
【００３４】
図１に本実施例の無線通信システムを構成する無線通信ネットワークの構成例を示す。図１では、無線端末１１〜２０が無線通信ネットワーク１０００を構築している。無線通信方式としてはＣＳＭＡ／ＣＡ方式を想定する。
【００３５】
図２は本実施例の無線端末２００のハードウェアのブロック図の一例を示す。請求項に記載のビーコン送信端末およびビーコン受信端末は無線端末２００として実現される。無線端末２００は、通信部２１０、判定部２２０、制御部２３０、Ｉ／Ｆ（インターフェース）部２４０、情報記録部２５０を含む一般的なコンピュータである。一般的なコンピュータが通信プログラムを実行することにより、図２に示す機能を実現する。また、制御部２３０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。制御部２３０は、情報記録部２５０に記憶されたデータを読み書きしたり、通信部２１０とデータを入出力したりして、無線端末２００における処理を実行する。
【００３６】
通信部２１０は、送受信切り替え部２１１、無線送信部２１２、無線受信部２１３を含み、無線端末２００が送信モードの場合には送受信切り替え部２１１がアンテナと無線送信部２１２を接続する。無線端末２００が受信モードの場合には送受信切り替え部２１１がアンテナと無線受信部２１３を接続する。
【００３７】
送受信切り替え部２１１は、データやビーコンを送信する時に無線端末２００を送信モードに切り替え、それ以外の時には無線端末２００を受信モードに切り替える。
【００３８】
無線送信部２１２は、データ、開始ビーコン、中間ビーコンおよび終了ビーコン等の無線信号の送信処理を行う機能を有する。
【００３９】
無線受信部２１３は、他の無線端末２００からアンテナで受信したデータ、開始ビーコン、中間ビーコンおよび終了ビーコン等の無線信号の受信処理を行う機能を有する。
【００４０】
判定部２２０は、受信強度判定部２２１および干渉判定部２２２を含む。
【００４１】
受信強度判定部２２１は、受信信号の電力が閾値レベルを超えたか否かを判定する機能を有する。
【００４２】
干渉判定部２２２は、閾値レベルを超えた受信信号が自無線通信システム内のものであるか、他無線通信システムによるものであるかを判定する機能を有する。他無線通信システムによる受信信号であれば、現在の通信チャネルに干渉が発生していると判定する。
【００４３】
制御部２３０は、ビーコン生成部２３１、データ生成部２３２、ビーコン解析部２３３、チャネル切り替え部２３４、データ処理部２３５、タイマー部２３６を含む。そして、制御部２３０は、Ｉ／Ｆ（インターフェース）部２４０とのデータの送受信、情報記録部２５０との情報の送受信、無線送信部２１２へのデータやビーコン情報の送信、無線受信部２１３からのデータやビーコン情報の受信を行う。
【００４４】
ビーコン生成部２３１は、情報記録部２５０に記憶されているビーコン送信順番情報、チャネル切り替え周期情報およびタイマー情報から、自無線端末２００がビーコン送信端末としてビーコンを送信するタイミングになった時に、開始ビーコンまたは終了ビーコンを生成し、送信する機能を有する。また、中間ビーコン送受信区間で、自無線端末２００に送信要求が発生した場合、自無線端末２００に送信要求が発生したことを示す情報を他無線端末２００に送信するための中間ビーコンを生成する機能を有する。
【００４５】
すなわち、自無線端末２００に送信要求が発生した場合であって、現在の通信チャネルの残りの期間では、データ情報の送受信およびデータ情報に対するＡｃｋの送受信が完了しない場合に、ビーコン生成部２３１は中間ビーコンを生成する。中間ビーコンを生成する条件の詳細については後述する。
【００４６】
中間ビーコンには、中間ビーコンを送信する無線端末２００の識別情報と、送信要求が発生した時刻情報が含まれる。送信要求が発生した時刻情報は、送信要求が発生する直前の開始ビーコンの受信時刻を基準とする。
【００４７】
また、開始ビーコンを送信したビーコン送信端末は、中間ビーコンを受信し、送信要求が発生した時刻が早い無線端末２００から順番に、次の通信チャネルでどの無線端末２００が何番目に送信する権利を有するかという情報を決定する。つまり、開始ビーコンを送信した無線端末２００は、中間ビーコンを送信した無線端末２００の次の通信チャネルでの送信順番を決定し、当該送信順番情報と当該無線端末２００の識別情報とを対応付けた送信要求情報を終了ビーコンに含ませる。
【００４８】
終了ビーコンには、上述した次の通信チャネルでの無線端末２００の送信順番情報と当該無線端末２００の識別情報とを対応付けた送信要求情報、および、チャネル切り替えタイミングを示すチャネル切り替え情報（ＣＨ切り替え情報）が含まれる。また、終了ビーコンの先頭には、終了ビーコンを送信したビーコン送信端末のアドレス情報が付加される。アドレス情報はビーコン送信端末の識別情報である。
【００４９】
また、開始ビーコンには、当該開始ビーコンが送受信された通信チャネルでの無線端末２００の送信順番情報と当該無線端末２００の識別情報とを対応付けた送信要求情報、および、無線端末２００間で同期を取るための時間同期情報が含まれる。また、開始ビーコンの先頭には、開始ビーコンを送信したビーコン送信端末のアドレス情報が付加される。アドレス情報はビーコン送信端末の識別情報である。
【００５０】
ここで、開始ビーコンに含まれる時間同期情報は、開始ビーコンを送信したビーコン送信端末のタイマー情報であってもよい。開始ビーコンを受信した無線端末２００は、開始ビーコンに含まれる時間同期情報を自無線端末２００のタイマー部２３６に書き込む。その結果、開始ビーコンを送信したビーコン送信端末と、開始ビーコンを受信した無線端末２００との間で同期を取ることが可能になる。
【００５１】
データ生成部２３２は、Ｉ／Ｆ部２４０から送信要求があった時に、送信するべきデータを生成する機能を有する。
【００５２】
ビーコン解析部２３３は、受信した開始ビーコン、中間ビーコンまたは終了ビーコンから、開始ビーコン、中間ビーコンまたは終了ビーコンに含まれる上述した各種のビーコン情報を抽出し、抽出した情報を情報記録部２５０に記録する機能を有する。また、上述したように、ビーコン受信端末のビーコン解析部２３３は、開始ビーコンから抽出した時間同期情報をタイマー部２３６に書き込んで、ビーコン送信端末と同期を取る。
【００５３】
チャネル切り替え部２３４は、終了ビーコンに含まれるチャネル切り替え情報の受信を終了してから、所定の時間が経過した後に通信チャネルを切り替える。所定の時間は、ビーコン送信端末のチャネル切り替え周期が終了するまでの時間である。したがって、ビーコン送信端末は終了ビーコンの送信完了タイミングから所定の時間が経過した後にチャネル切り替え周期が終了するように、終了ビーコンの送信を開始する。所定の時間はチャネル切り替え猶予期間とも称することができる。
【００５４】
また、ビーコン受信端末が終了ビーコンを受信できなかった場合には、情報記録部２５０に記憶されているタイマー情報を読み出し、チャネル切り替え周期情報によって特定されるチャネル切り替え周期になったら通信チャネルの切り替えを行う。通信チャネルの切り替えを行う場合には、情報記録部２５０に記憶されているチャネル切り替え順番情報によって、チャネル切り替え部２３４は次に変更する通信チャネルを特定し、通信チャネルの切り替えを行う。
【００５５】
データ処理部２３５は、受信したデータをデータ処理し、Ｉ／Ｆ部２４０に送信する機能を有する。
【００５６】
タイマー部２３６は、通信チャネルが切り替わってタイマーがリセットしてから、終了ビーコンに含まれるチャネル切り替え情報の送受信が終了して、チャネル切り替え猶予期間が経過した後に通信チャネルが切り替わるタイミングまでをチャネル切り替え周期として計時する。ここで、チャネル切り替え周期は伝送フレーム長（Ｔｍｓ）でもある。タイマー部２３６が計時した時間は、タイマー情報として情報記録部２５０に記録される。
【００５７】
したがって、終了ビーコンの送受信が完了するタイミングは、チャネル切り替え周期からチャネル切り替え猶予期間だけ前になる。ビーコン送信端末は、終了ビーコン長を認識しているので、終了ビーコンの送信が完了するタイミングが、チャネル切り替え周期からチャネル切り替え猶予期間だけ前になるように終了ビーコンの送信を開始する。また、前記チャネル切り替え猶予期間は、無線通信システムであらかじめ定められており、無線通信システムに含まれる全無線端末２００が情報記録部２５０に記録している。
【００５８】
Ｉ／Ｆ部２４０は、外部装置とのインターフェース機能を有する。外部装置は任意の電子機器であることができる。
【００５９】
情報記録部２５０は、タイマー情報、送信要求情報、チャネル切り替え周期情報、チャネル切り替え順番情報、ビーコン送信順番情報を含むさまざまな情報を記憶しており、それぞれの情報を制御部２３０と送受信している。
【００６０】
タイマー情報は、タイマー部２３６の計時時間に基づいて、予め規定されたチャネル切り替え周期を単位として、チャネル切り替え周期の先頭からの経過時間をリアルタイムに時間情報として記録している。また、無線端末２００が、受信した開始ビーコンから時間同期情報を抽出した場合には、タイマー部２３６に時間同期情報を設定して開始ビーコンを送信した無線端末２００と開始ビーコンを受信した無線端末２００とで同期を取る。すなわち、タイマー部２３６は時間同期情報で示された時刻から計時を再開し、計時した時間情報をタイマー情報として情報記録部２５０に記録する。
【００６１】
さらに、無線端末２００は通信チャネルを切り替えた後にタイマー部２３６をリセットし、初期化する（図９参照）。全ての無線端末２００が前記予め規定されたチャネル切り替え周期を単位として時刻を刻んでおり、開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信できなかった場合には、前記チャネル切り替え周期で、自動的に通信チャネルを変更する。
【００６２】
また、情報記録部２５０の送信要求情報には、無線端末２００の識別情報と、無線端末２００の識別情報に関連付けられた送信順番情報が含まれる。情報記録部２５０の送信要求情報は、終了ビーコンまたは開始ビーコンに含まれる送信要求情報と同じである。
【００６３】
上述したように、中間ビーコンを受信した無線端末２００が、中間ビーコンに含まれる送信要求が発生した時刻情報が早い中間ビーコンを送信した無線端末２００から順番に送信できるように送信順番を決定する。送信要求情報は無線端末２００の識別情報が送信順番にしたがって配置されるだけでもよい。また、送信要求情報には送信要求が発生した時刻情報が中間ビーコンを送信した無線端末２００の識別情報と対応付けられて記録されてもよい。
【００６４】
チャネル切り替え周期情報には、予め規定された通信チャネルの切り替え周期を示す情報が記録されている。すなわち、通信チャネルの切り替えが完了するタイミングから、終了ビーコンの最後に含まれるチャネル切り替え情報の送受信が完了し、チャネル切り替え猶予期間が経過した後にチャネルが切り替わるタイミングまでの時間（Ｔｍｓ）が記録されている。
【００６５】
すなわち、一例として、伝送フレーム長（Ｔｍｓ）がチャネル切り替え周期情報として、情報記録部２５０に記録されている。
【００６６】
チャネル切り替え順番情報は、予め規定された通信チャネルの切り替え順番が記録されている。すなわち、通信チャネルに干渉が発生していない場合には、無線端末２００はチャネル切り替え順番通りに、通信チャネルを切り替える。例えば、図１２で示されるように、１周期で用意されたすべての通信チャネルを一回ずつ使用するようにチャネル切り替え順番が設定されている。チャネル切り替え順番の１周期が終了すると、無線端末２００はチャネル切り替え順番の先頭から再び通信チャネルを選択する。
【００６７】
ビーコン送信順番情報には、無線端末２００がビーコン送信端末になる順番が記録されている。例えば、ビーコン送信順番情報に無線端末２００の識別情報が順番に記録されていれば、無線端末２００は通信チャネルを切り替える毎にどの無線端末２００がビーコン送信端末となるかを認識することができる。ビーコン送信順番の１周期が終了すると、ビーコン送信順番の先頭から再びビーコン送信端末となる無線端末２００が決定される。
【００６８】
無線通信システムに含まれるすべての無線端末２００が順番にビーコン送信端末となる場合と、無線通信システムに含まれる一部の無線端末２００が順番にビーコン送信端末となる場合と、ビーコン送信端末となる無線端末２００が固定されている場合とがある。
【００６９】
例えば、通信チャネルが切り替わるたびに複数の無線端末２００の１つをあらかじめ定められた順番でビーコン送信端末とするビーコン送信端末は、無線通信システムに含まれる前記無線端末２００の中で、無線端末２００間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある前記無線端末を対象に決定される
【００７０】
すなわち、通信環境が悪くなる可能性がある無線端末をビーコン送信端末としないことによって、本方式の無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。
【００７１】
一例として、無線通信システムが車両等に搭載されている場合に、車両の中央部に配置された無線端末をビーコン送信端末とすることで、車両の前後部に配置された無線端末との通信の成功率を高めて無線通信システムを円滑に動作させることが可能になる。すなわち、無線通信システムの通信可能範囲の周縁にある無線端末２００をビーコン送信端末としないことによって、無線通信システムをより安定して動作させることが可能になる。
【００７２】
図３は、開始ビーコンおよび終了ビーコンの送信周期とチャネル切り替え周期を模式的に示した図である。
【００７３】
最初に無線端末１１がビーコン送信端末として、チャネル切り替え順番情報の先頭に配置された初期通信チャネルであるＣＨ（チャネル：ＣＨａｎｎｅｌ）１上で、開始ビーコンを送信し、データの送受信を行い、終了ビーコンを送信する。チャネル切り替え周期であるＴｍｓ以内に、開始ビーコンの送信から、終了ビーコンの送信までが実行される。この時、無線端末１２〜２０はビーコン受信端末としてＣＨ１上で開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信する。Ｔｍｓはデータの送受信期間である伝送フレーム期間でもある。また、Ｔｍｓは無線通信システムが動作中は固定の期間である。
【００７４】
無線端末１１が終了ビーコンを送信した後に、全無線端末がＣＨ２に切り替わり、無線端末１１の次の無線端末である無線端末１２がビーコン送信端末となって開始ビーコンを送信する。以下同様に開始ビーコンおよび終了ビーコンの送受信と通信チャネルの切り替えを繰り返す。
【００７５】
図３では、Ｔｍｓ周期で開始ビーコンと終了ビーコンが送信されている。終了ビーコンの送受信が完了し、チャネル切り替え猶予期間が経過した後に通信チャネルが変更され、通信チャネルが切り替わってから開始ビーコンが送信される。上述したように、この周期時間Ｔは伝送フレーム期間であり、あらかじめ無線通信システムで規定されている。また、無線通信システムは無線端末が動作中に規定された周期時間Ｔを変更することはできない。
【００７６】
さらに、図３では、無線端末１１から無線端末２０までの１０台の無線端末を使用しており、無線端末の動作中はこの無線端末の数に変動は生じない。つまり、基本的に無線端末は固定局であり、移動局は考慮していない。したがって、無線通信ネットワーク内での無線端末の増減は考慮されておらず、無線端末１１から無線端末２０として割り当てられるべき無線端末は最初に規定されなければならない。また、上述したように、無線通信システム内のすべてまたは一部の無線端末が順番にビーコン送信端末となる場合と、ビーコン送信端末が固定される場合がある。
【００７７】
無線端末が動作していない場合には、無線通信システムが無線端末を新たに追加したり、削減したりすることは可能である。例えば、無線通信システムが無線端末を新たに１台追加する場合には、無線通信システムが新たに追加された無線端末を無線端末２１として無線端末２０の次の順番に割り当て、全無線端末のビーコン送信順番情報等の情報も更新する。
【００７８】
図３は基本的な通信チャネルの切り替え周期を表しており、初期チャネルをＣＨ１として、Ｔｍｓ間隔で全無線端末がＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３といった順に同時に切り替わる。また、ビーコンを送信するビーコン送信端末も、Ｔｍｓ周期で、無線端末１１から順番に無線端末２０まで切り替わる場合がある。
【００７９】
この場合に、全ての無線端末がビーコンによって同期が取れることが望ましい。しかし、ビーコンを受信できなかった場合でも、Ｔｍｓ間隔で自動的に通信チャネルが切り替わるため、無線端末間で同期を取ることが可能である。
【００８０】
すなわち、ビーコン受信端末が終了ビーコンを受信できれば、終了ビーコンのチャネル切り替え情報の受信が完了し、チャネル切り替え猶予期間が経過した後にビーコン受信端末は通信チャネルを切り替える。また、ビーコン受信端末が終了ビーコンを受信できなかった場合には、情報記録部２５０のタイマー情報に基づいて通信チャネルを切り替える。
【００８１】
図４は、開始ビーコンの構成図を示す。開始ビーコンには、送信元アドレス、送信要求情報、時間同期情報が含まれる。開始ビーコンは、ビーコンを送信するビーコン送信端末としての無線端末２００が、データを送受信する期間である伝送フレーム期間の最初に送信する。
【００８２】
送信元アドレスは、開始ビーコンを送信した無線端末２００のアドレスである。
【００８３】
送信要求情報には、無線端末２００の識別情報と、無線端末２００の識別情報に関連付けられた送信順番情報が含まれる。開始ビーコンを受信した無線端末２００が、直前の通信チャネルで中間ビーコンを送信していた場合には、開始ビーコンに含まれる送信順番情報にしたがって、データの送信動作を行う。
【００８４】
また、開始ビーコンを送信する無線端末２００が直前の終了ビーコンを受信できた場合には、終了ビーコンに含まれる送信要求情報を、開始ビーコンに含まれる送信要求情報として送信する。
【００８５】
開始ビーコンを送信する無線端末２００が、直前の終了ビーコンを受信できなかった場合には、直前の通信チャネルで受信した中間ビーコンから送信要求情報を作成する。つまり、開始ビーコンを送信する無線端末２００は、送信要求が発生した時刻が早い無線端末２００から順番に、現在の通信チャネルでどの無線端末２００が何番目に送信する権利を有するかという情報を決定する。言い換えれば、開始ビーコンを送信した無線端末２００は、開始ビーコンを送信した通信チャネルでの無線端末２００の送信順番を決定し、無線端末２００識別情報と送信順番情報を送信要求情報として開始ビーコンに含ませ、当該開始ビーコンをブロードキャストする。
【００８６】
一例として、送信要求情報は無線端末２００の識別情報が送信順番にしたがって配置されるだけでもよい。
【００８７】
また、他の例として、送信元アドレス情報の最後にデリミタが配置され、デリミタの次に無線端末の識別情報と送信順番情報としての数字が配置され、数字の次にデリミタが配置される。そして、デリミタの次に他の無線端末２００の識別情報が配置され、他の無線端末２００の識別情報の次に他の無線端末２００の送信順番情報としての数字が配置され、数字の次にデリミタが配置される構成が繰り返されても良い。デリミタ間の数字が、デリミタ間の無線端末２００の識別情報で特定される無線端末２００の送信順番を示す。さらに、デリミタ間に送信要求が発生した時刻情報が含まれてもよい。
【００８８】
時間同期情報は、開始ビーコンを送信する無線端末２００の情報記録部２５０に記録されているタイマー情報である。開始ビーコンを受信した無線端末２００が、タイマー部２３６を開始ビーコンに含まれる時間同期情報で示される時刻に設定することで、無線端末２００間で同期を取ることができる。無線端末２００間の同期にずれが有った場合には、この時間同期情報により、開始ビーコンを送信した無線端末２００と開始ビーコンを受信した無線端末２００との間で再同期が可能になる。
【００８９】
図５は、終了ビーコンの構成図を示す。終了ビーコンは、送信元アドレス、送信要求情報、チャネル（ＣＨ）切り替え情報を含む。終了ビーコンは、ビーコン送信端末が伝送フレームの最後に送信する。
【００９０】
送信元アドレスは、終了ビーコンを送信したビーコン送信端末としての無線端末２００のアドレスである。
【００９１】
送信要求情報には、無線端末２００の識別情報と、無線端末２００の識別情報に関連付けられた送信順番情報が含まれる。終了ビーコンを受信した無線端末２００は、終了ビーコンを受信した通信チャネルで中間ビーコンを送信していた場合には、送信順番情報にしたがって、次の通信チャネルでデータの送信動作を実行する。また、終了ビーコンを受信した無線端末２００は、終了ビーコンに含まれる送信要求情報を情報記録部２５０に記録する。
【００９２】
ただし、無線端末２００が次の通信チャネルで開始ビーコンを受信した場合には、開始ビーコンの送信要求情報の送信順番情報に基づいて送信動作を実行する。
【００９３】
チャネル（ＣＨ）切り替え情報は、次の通信チャネルに切り替えるためのタイミング情報であり、チャネル（ＣＨ）切り替え情報の送受信が完了し、チャネル切り替え猶予期間が経過した後に全無線端末２００は通信チャネルを次の通信チャネルに切り替える。
【００９４】
無線端末２００間の同期にずれが有った場合、このチャネル（ＣＨ）切り替え情報により、無線端末２００間で再同期が可能になる。すなわち、ビーコン受信端末は、終了ビーコンを受信できれば終了ビーコンのチャネル（ＣＨ）切り替え情報の受信完了タイミングで通信チャネルを切り替えるので、通信チャネルの開始タイミングが同期する。また、ビーコン受信端末は通信チャネルを切り替えたタイミングで、タイマー部２３６をリセットさせる。
【００９５】
図６は、データフレームの構成例を示す。データフレームの先頭には、ビット単位で同期を取るためのビット同期信号があり、その次に、フレーム単位で同期を取るためのフレーム同期信号があり、その次に、無線通信システム固有のＩＤを含むヘッダがある。そして、ヘッダの次にデータの本体であるペイロードがあり、最後にデータの誤りの検出および訂正をするための誤り検出訂正符号がある。中間ビーコン送受信区間のデータ情報の送受信では、データフレームは固定長であるとしている。無線通信システムは、データフレーム長を任意の長さに設定することが可能である。
【００９６】
図６に示すように、データフレームには無線通信システム固有のＩＤが含まれるので、無線端末２００が受信した無線信号が自無線通信システムの無線信号であるかどうかの判別は、その固有ＩＤを受信できたか否かによって判定できる。
【００９７】
図７は、ビーコン送信端末Ｘの伝送フレームを示している。ビーコン送信端末Ｘは、伝送フレームの最初に開始ビーコン、伝送フレームの最後に終了ビーコンを送信する。それ以外のデータ送信領域で送信要求の有る無線端末が送信動作を行う。
【００９８】
ここで、伝送フレーム長（Ｔｍｓ）はチャネル切り替え周期を示す。また、伝送フレームにおける、開始ビーコンおよび終了ビーコンの送信タイミングはあらかじめ無線通信システムで決定されている。
【００９９】
例えば、開始ビーコンは、伝送フレームの先頭からあらかじめ定められた規則時間だけ遅れて送信される。これは、無線端末２００間で同期がずれている場合に、通信チャネルが切り替わるタイミングにばらつきが発生していることがあるからである。あらかじめ定められた規則時間は開始ビーコン送信猶予期間とも称する。開始ビーコン送信無線端末が、通信チャネルが切り替わってから開始ビーコン送信猶予期間だけ遅れて開始ビーコンを送信することによって、同期がずれている無線端末２００でも開始ビーコンを受信できる確率が高まる。そして、開始ビーコンを受信した無線端末２００は、開始ビーコンに含まれる時間同期情報によって、開始ビーコンを送信した無線端末２００と再同期することが可能になる。
【０１００】
例えば、開始ビーコンの直前の終了ビーコンを受信できなかった無線端末２００の通信チャネルの切り替わりタイミングが少し遅れている場合に、開始ビーコンが開始ビーコン送信猶予期間だけ遅れて送信されれば、開始ビーコンが受信される確率が高まる。
【０１０１】
また、終了ビーコンは、終了ビーコンの送受信完了タイミングが伝送フレームの最後からチャネル切り替え猶予期間だけ前になるように送信される。これは、無線端末２００間で同期がずれている場合に、通信チャネルが切り替わるタイミングにばらつきが発生している場合があるからである。例えば、タイマー情報の経過時間が早くなっている無線端末２００は、通信チャネルの切り替えが早いために、終了ビーコンを受信できない場合が発生し得る。しかし、終了ビーコンの送受信完了タイミングが伝送フレームの最後からチャネル切り替え猶予期間だけ前になるように送信されれば、同期がずれている無線端末２００でも終了ビーコンを受信できる確率が高まる。そして、終了ビーコンを受信した無線端末２００は、終了ビーコンに含まれるチャネル切り替え情報によって、終了ビーコンを送信した無線端末２００と再同期することが可能になる。
【０１０２】
なお、伝送フレームの先頭から開始ビーコンが送信されるまでの開始ビーコン送信猶予期間と、伝送フレームの最後から終了ビーコンの送受信が完了するまでのチャネル切り替え猶予期間とは同じでも、異なっていてもよく、任意の時間が設定され得る。
【０１０３】
また、直前の通信チャネルで中間ビーコンの送受信がない場合には、開始ビーコンが送信された後に、全無線端末２００に送信権が与えられ、全無線端末２００がＣＳＭＡ／ＣＡ等で送信要求を行う。また、中間ビーコンによって送信要求をしたすべての無線端末２００の送信完了後であって、後述する中間ビーコン送受信区間になる前にも、全無線端末に送信権が与えられ、全無線端末がＣＳＭＡ／ＣＡ等で送信要求を行う。
【０１０４】
図８に無線端末２００の起動時の初期動作を示したフローチャートを示す。
【０１０５】
ステップＳ８０１において、無線端末２００が起動したら、それぞれの無線端末２００は通信チャネルを無線通信システムで予め決められた初期チャネルに設定する。これは、それぞれの無線端末２００が情報記録部２５０のチャネル切り替え順番情報を参照し、チャネル切り替え順番情報の先頭の通信チャネルを初期チャネルに設定することによって実行される。次に、無線端末２００はステップＳ８０２に進む。
【０１０６】
ステップＳ８０２において、無線端末２００が、予め設定されたビーコン送信順番の初期無線端末２００か否かを判断する。ビーコン送信順番情報が情報記録部２５０に記憶されているので、ビーコン送信順番情報の先頭の無線端末２００の識別情報を無線端末２００が認識することで、無線端末２００が初期無線端末２００であるか否かを判定できる。無線端末２００が初期無線端末２００である場合（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ８０３に進み、初期無線端末２００ではない場合（ステップＳ８０２：ＮＯ）には、ステップＳ８０９に進む。
【０１０７】
ステップＳ８０３において、初期無線端末２００であるビーコン送信端末が開始ビーコンを送信する前に、受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）には、初期無線端末２００はステップＳ８０４に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ８０３：ＮＯ）には、ステップＳ８０５に進む。
【０１０８】
ステップＳ８０４において、受信強度が検出されれば初期無線端末２００は開始ビーコンを送信できないので、初期無線端末２００は受信強度が検出されなくなるまで初期チャネルで待機するために、再びステップＳ８０３に進む。初期無線端末２００が通信する期間では、他の無線端末２００は通信を行わない取り決めになっている。したがって、受信強度が検出されれば、受信信号は他の無線通信システムからの無線信号であって、通信チャネルに干渉が発生していると初期無線端末２００は判定できる。
【０１０９】
ステップＳ８０５において、受信強度が検出されない状態なので、初期無線端末２００は開始ビーコンを送信し、ステップＳ８０６に進む。
【０１１０】
ステップＳ８０６において、初期無線端末２００はあらかじめ設定された伝送フレームの規定期間が経過するまで待機してから、ステップＳ８０７に進む。
【０１１１】
ステップＳ８０７において、初期無線端末２００が終了ビーコンを送信する前に、受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出されない場合（ステップＳ８０７：ＮＯ）には、初期無線端末２００はステップＳ８０８に進む。受信強度が検出される場合（ステップＳ８０７：ＹＥＳ）には、初期無線端末２００は終了ビーコンを送信しない。しかし、情報記録部２５０に記録されているタイマー情報がチャネル切り替え周期になった時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報に基づいて通信チャネルを切り替える。
【０１１２】
ステップＳ８０８において、受信強度が検出されていない状態なので、初期無線端末２００は必要情報を終了ビーコンに含め、終了ビーコンを送信する。そして、終了ビーコンの送信完了後にチャネル切り替え猶予期間が経過した時点でチャネル切り替え部２３４がチャネル切り替え順番情報に基づいて通信チャネルを次のチャネルに切り替える処理を実行する。
【０１１３】
ステップＳ８０９において、初期無線端末２００はビーコン受信端末であるので、受信状態で待機し、ビーコンを受信したか否かを判定する。初期無線端末２００がビーコンを受信した場合（ステップＳ８０９：ＹＥＳ）には、初期無線端末２００はステップＳ８１１に進み、ビーコンを受信しない場合（ステップＳ８０９：ＮＯ）には、ステップＳ８１０に進む。
【０１１４】
ステップＳ８１０において、ビーコン受信端末である初期無線端末２００は、ビーコンを受信するまで初期チャネルで待機するために、ステップＳ８０９に進む。
【０１１５】
ステップＳ８１１において、ビーコンを受信した初期無線端末２００は、受信したビーコンが開始ビーコンであるかどうかを解析する。受信したビーコンが開始ビーコンである場合（ステップＳ８１１：ＹＥＳ）には、初期無線端末２００はステップＳ８１２に進む。受信したビーコンが開始ビーコンではない場合（ステップＳ８１１：ＮＯ）には、受信したビーコンは終了ビーコンであるので、初期無線端末２００のチャネル切り替え部２３４が通信チャネルを次のチャネルに切り替えて処理を終了する。開始ビーコンおよび終了ビーコンにはビーコンの識別情報が含まれる。
【０１１６】
ステップＳ８１２において、受信したビーコンが開始ビーコンであるので、初期無線端末２００は開始ビーコンに含まれる時間同期情報に基づいてタイマー部２３６を設定し、伝送フレーム期間が終了するまで受信状態で待機する。次に、初期無線端末２００はステップＳ８１３に進む。
【０１１７】
ステップＳ８１３において、初期無線端末２００は終了ビーコンを受信したか否かを判定する。初期無線端末２００が終了ビーコンを受信した場合（ステップＳ８１３：ＹＥＳ）には、チャネル切り替え猶予期間が経過した後に通信チャネルを次のチャネルに切り替えて処理を終了する。すなわち、終了ビーコンのチャンネル切り替え情報の受信が完了すると、チャネル切り替え猶予期間が経過した後にチャネル切り替え部２３４がチャネル切り替え順番情報に基づいて通信チャネルを次のチャネルに切り替えて処理を終了する。
【０１１８】
初期無線端末２００が終了ビーコンを受信しない場合（ステップＳ８１３：ＮＯ）には、通信チャネルの切り替え周期の終了時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報に基づいて通信チャネルを切り替える。
【０１１９】
以上の動作が無線端末２００の起動時の初期動作であり、初期動作が完了すると伝送フレーム期間が経過している。なお、初期動作時には、ビーコン以外の送信動作は行わない。
【０１２０】
図９は、通信チャネルを切り替えた後の処理を示したフローチャートである。なお、無線端末２００がどの通信チャネルへ切り替えるかは、情報記録部２５０のチャネル切り替え順番情報を参照することによって判定できる。
【０１２１】
ステップＳ９０１において、無線端末２００はタイマー部２３６をリセットし、情報記録部２５０のタイマー情報を初期値にし、ステップＳ９０２に進む。一例として、初期値は「０」である。
【０１２２】
ステップＳ９０２において、無線端末２００がビーコンを送信する順番になったか否かを判断する。無線端末２００がビーコンを送信する順番になった場合（ステップＳ９０２：ＹＥＳ）には、処理Ａに進み、ビーコンを送信する順番になっていない場合（ステップＳ９０２：ＮＯ）には、処理Ｂに進む。なお、無線端末２００がビーコンを送信する順番になったか否かは、情報記録部２５０のビーコン送信順番情報を参照することによって判定できる。
【０１２３】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、処理Ａのフローチャートを示す。処理Ａは、無線端末２００がビーコンを送信する順番になり、ビーコン送信端末として機能する場合の処理フローである。
【０１２４】
ステップＳ１００１において、無線端末２００が開始ビーコン送信する前に、受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出されない場合（ステップＳ１００１：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１００２に進み、受信強度が検出される場合（ステップＳ１００１：ＹＥＳ）には、ステップＳ１００３に進み、受信待機する。
【０１２５】
ステップＳ１００２において、受信強度が検出されていない状態なので無線端末２００は開始ビーコンを送信し、ステップＳ１００３に進み、受信モードになる。この場合に、情報記録部２５０に記録されている送信要求情報が、開始ビーコンに含まれる送信要求情報として送信される。また、情報記録部２５０に記録されているタイマー情報が、開始ビーコンに含まれる時間同期情報として送信される。
【０１２６】
ステップＳ１００３において、無線端末２００は受信モードであるので受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ１００３：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００４に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ１００３：ＮＯ）には、ステップＳ１００７に進む。
【０１２７】
ステップＳ１００４において、受信強度が検出されている状態なので、無線端末２００は受信信号から無線通信システムに固有のＩＤが検出されるか否かを判定する。固有のＩＤが検出される場合（ステップＳ１００４：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００５に進み、固有のＩＤが検出されない場合（ステップＳ１００４：ＮＯ）には、ステップＳ１０１０に進む。
【０１２８】
ステップＳ１００５において、無線端末２００は受信信号からデータ情報を正常に受信できたか否かを判定する。無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合（ステップＳ１００５：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００６に進み、データ情報を正常に受信できない場合（ステップＳ１００５：ＮＯ）には、ステップＳ１０１０に進む。
【０１２９】
ステップＳ１００６は、無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合なので、無線端末２００はＡｃｋ信号を、データ情報を送信した無線端末２００に送信し、ステップＳ１０１０に進む。
【０１３０】
ステップＳ１００７は、受信信号による受信強度が検出されなかった場合であるので、無線端末２００は自無線端末２００にデータ情報の送信要求があるか否かを判定する。データ情報の送信要求がない場合、または、開始ビーコンで送信した送信要求情報において自無線端末２００が送信順番ではない場合（ステップＳ１００７：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１０１０に進む。また、データ情報の送信要求がある場合であって、開始ビーコンで送信した送信要求情報において自無線端末２００が送信順番である場合（ステップＳ１００７：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１００８に進む。さらに、データ情報の送信要求がある場合であって、開始ビーコンで送信した送信要求情報に含まれる無線端末２００の送信がすべて完了している場合（ステップＳ１００７：ＹＥＳ）にも、無線端末２００はステップＳ１００８に進む。
【０１３１】
ステップＳ１００８は、無線端末２００に送信するべきデータ情報がある状態なので、無線端末２００はデータ情報を送信し、ステップＳ１００９に進む。この場合、開始ビーコンで送信した送信要求情報において自無線端末２００の送信順番が１番である場合には、コンテンションウィンドウ等に関する動作をスキップしてデータ情報を送信する。例えば、自無線端末２００の送信順番が１番である場合には、無線端末２００は開始ビーコンの送信直後にデータ情報を送信する。
【０１３２】
ステップＳ１００９において、無線端末２００は送信したデータ情報に対するＡｃｋ信号を受信したか否かを判定する。無線端末２００がＡｃｋ信号を受信しない場合には、無線端末２００は再送フラグをセットしてステップＳ１０１０に進み、Ａｃｋ信号を受信した場合には再送フラグをクリアしてステップＳ１０１０に進む。一例として、再送フラグは１ビットで表現され、再送フラグを「１」にすることを、再送フラグをセットすると称し、再送フラグを「０」にすることを、再送フラグをクリアすると称する。再送フラグがセットされていると、ステップＳ１００７およびステップＳ１０１２で送信要求が発生する。
【０１３３】
ステップＳ１０１０において、無線端末２００は経過時間の確認を行う。すなわち、無線端末２００は残りのデータフレーム期間内でデータ情報を送信し、送信したデータ情報に対するＡｃｋを受信できるか否かを確認する。データ情報を送信し、Ａｃｋを受信できる送信可能時間がない場合（ステップＳ１０１０：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１０１１に進む。送信可能時間がある場合（ステップＳ１０１０：ＹＥＳ）には、無線端末２００はデータ情報の送受信を行うためにステップＳ１００３に進む。
【０１３４】
ステップＳ１０１１において、無線端末２００は受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ１０１１：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１０１４に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ１０１１：ＮＯ）には、ステップＳ１０１２に進む。
【０１３５】
ステップＳ１０１２において、無線端末２００は送信要求があるか否かを判定する。無線端末２００に送信要求がある場合（ステップＳ１０１２：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１０１３に進み、送信要求がない場合（ステップＳ１０１２：ＮＯ）には、ステップＳ１０１６に進む。
【０１３６】
ステップＳ１０１３において、無線端末２００は中間ビーコンを送信する。中間ビーコンには、送信要求が発生している無線端末２００の識別情報と送信要求が発生した時刻を示す時刻情報が送信要求情報として含まれる。
【０１３７】
ステップＳ１０１４において、無線端末２００は中間ビーコンを受信したか否かを判定する。無線端末２００が中間ビーコンを受信した場合（ステップＳ１０１４：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１０１５に進み、中間ビーコンを受信しない場合（ステップＳ１０１４：ＮＯ）には、ステップＳ１０１６に進む。
【０１３８】
ステップＳ１０１５において、無線端末２００は中間ビーコンに含まれる無線端末２００の識別情報と、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報を情報記録部２５０に記録する。
【０１３９】
無線端末２００が他の中間ビーコンを受信していない場合には、ステップＳ１０１４において受信した中間ビーコンに含まれる無線端末２００の識別情報で特定される無線端末２００の送信順番を１番とした送信要求情報を情報記録部２５０に記録する。
【０１４０】
無線端末２００がすでに他の中間ビーコンを受信している場合には、情報記録部２５０に記録されている送信要求が発生した時刻を示す時刻情報が早い無線端末２００から送信順番を決定し、送信要求情報として情報記録部２５０に記録する。例えば、無線端末２００は、送信要求が発生した時刻が最も早い無線端末２００の送信順番を１番に設定し、送信要求が発生した時刻が２番目に早い無線端末２００の送信順番を２番に設定する。このように、無線端末２００は、送信要求が発生した時刻順に優先的に送信順番を決定する。
【０１４１】
ステップＳ１０１６において、無線端末２００は経過時間の確認を行う。すなわち、無線端末２００は中間ビーコンを送受信できる中間ビーコン送受信区間が経過したか否かを確認する。中間ビーコン送受信区間が経過すると終了ビーコンを送信するべき時間になる。中間ビーコン送受信区間が経過した場合（ステップＳ１０１６：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１０１７に進み、中間ビーコン送受信区間が経過していない場合（ステップＳ１０１６：ＮＯ）には、ステップＳ１０１１に進む。
【０１４２】
ステップＳ１０１７において、無線端末２００は受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出されない場合（ステップＳ１０１７：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１０１８に進む。受信強度が検出される場合（ステップＳ１０１７：ＹＥＳ）には、無線端末２００は終了ビーコンを送信せずにチャネル変更処理を行う。この場合に、通信チャネルの切り替え周期の終了時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報に基づいて通信チャネルを切り替える。
【０１４３】
ステップＳ１０１８は、通信チャネルに干渉がない状態なので、無線端末２００は終了ビーコンを送信し、チャネル切り替え猶予期間の経過後にチャネル切り替え処理を行う。以上が処理Ａの処理フローである。
【０１４４】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、処理Ｂのフローチャートを示す。処理Ｂは、無線端末２００がビーコン受信端末として機能する場合の処理フローである。
【０１４５】
ステップＳ１１０１は、無線端末２００が通信チャネルを切り替えた直後であるので、無線端末２００はビーコン送信端末から開始ビーコンを受信したか否かを判定する。無線端末２００が開始ビーコンを受信した場合（ステップＳ１１０１：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１０２に進み、開始ビーコンを受信しない場合（ステップＳ１１０１：ＮＯ）には、ステップＳ１１０３に進む。
【０１４６】
ステップＳ１１０２において、無線端末２００のビーコン解析部２３３は開始ビーコンに含まれる情報を解析する。すなわち、無線端末２００は情報記録部２５０の送信要求情報を開始ビーコンに含まれる送信要求情報に書き換え、タイマー部２３６を開始ビーコンに含まれる時間同期情報に設定する。直前の通信チャネルで中間ビーコンを送信した無線端末２００は、書き換えられた送信要求情報を参照することによって、送信順番を認知することが可能になる。
【０１４７】
ステップＳ１１０３において、無線端末２００は受信モードであるので受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ１１０３：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１０４に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ１１０３：ＮＯ）には、ステップＳ１１０７に進む。
【０１４８】
ステップＳ１１０４において、受信強度が検出されている状態なので、無線端末２００は受信信号から無線通信システムに固有のＩＤが検出されるか否かを判定する。固有のＩＤが検出される場合（ステップＳ１１０４：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１０５に進み、固有のＩＤが検出されない場合（ステップＳ１１０４：ＮＯ）には、ステップＳ１１１０に進む。
【０１４９】
ステップＳ１１０５において、無線端末２００は受信信号からデータ情報を正常に受信できたか否かを判定する。無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合（ステップＳ１１０５：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１０６に進み、データ情報を正常に受信できない場合（ステップＳ１１０５：ＮＯ）には、ステップＳ１１１０に進む。
【０１５０】
ステップＳ１１０６は、無線端末２００がデータ情報を正常に受信できた場合なので、無線端末２００はＡｃｋ信号を、データ情報を送信した無線端末２００に送信し、ステップＳ１１１０に進む。
【０１５１】
ステップＳ１１０７は、受信信号による受信強度が検出されなかった場合であるので、無線端末２００は自無線端末２００にデータ情報の送信要求があるか否かを判定する。データ情報の送信要求がない場合、または、開始ビーコンで受信した送信要求情報において自無線端末２００が送信順番ではない場合（ステップＳ１１０７：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１１１０に進む。また、データ情報の送信要求がある場合であって、開始ビーコンで受信した送信要求情報において自無線端末２００が送信順番である場合（ステップＳ１１０７：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１０８に進む。さらに、データ情報の送信要求がある場合であって、開始ビーコンで受信した送信要求情報に含まれる無線端末２００の送信がすべて完了している場合（ステップＳ１１０７：ＹＥＳ）にも、無線端末２００はステップＳ１１０８に進む。
【０１５２】
ステップＳ１１０８は、無線端末２００に送信するべきデータ情報がある状態なので、無線端末２００はデータ情報を送信し、ステップＳ１１０９に進む。この場合、開始ビーコンで受信した送信要求情報において自無線端末２００の送信順番が１番である場合には、コンテンションウィンドウ等に関する動作をスキップしてデータ情報を送信する。例えば、自無線端末２００の送信順番が１番である場合には、無線端末２００は開始ビーコンの受信直後にデータ情報を送信する。
【０１５３】
ステップＳ１１０９において、無線端末２００は送信したデータ情報に対するＡｃｋ信号を受信したか否かを判定する。無線端末２００がＡｃｋ信号を受信しない場合には、無線端末２００は再送フラグをセットしてステップＳ１１１０に進み、Ａｃｋ信号を受信した場合には再送フラグをクリアしてステップＳ１１１０に進む。一例として、再送フラグは１ビットで表現され、再送フラグを「１」にすることを、再送フラグをセットすると称し、再送フラグを「０」にすることを、再送フラグをクリアすると称する。再送フラグがセットされていると、ステップＳ１１０７およびステップＳ１１１２で送信要求が発生する。
【０１５４】
ステップＳ１１１０において、無線端末２００は経過時間の確認を行う。すなわち、無線端末２００は残りのデータフレーム期間内でデータ情報を送信し、送信したデータ情報に対するＡｃｋを受信できるか否かを確認する。データ情報を送信し、Ａｃｋを受信できる送信可能時間がない場合（ステップＳ１１１０：ＮＯ）には、無線端末２００はステップＳ１１１１に進む。送信可能時間がある場合（ステップＳ１１１０：ＹＥＳ）には、無線端末２００はデータ情報の送受信を行うためにステップＳ１１０３に進む。
【０１５５】
ステップＳ１１１１において、無線端末２００は受信強度判定部２２１で受信強度が検出されるか否かを判定する。受信強度が検出される場合（ステップＳ１１１１：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１１４に進み、受信強度が検出されない場合（ステップＳ１１１１：ＮＯ）には、ステップＳ１１１２に進む。
【０１５６】
ステップＳ１１１２において、無線端末２００は自無線端末２００に送信要求があるか否かを判定する。無線端末２００に送信要求がある場合（ステップＳ１１１２：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１１３に進み、送信要求がない場合（ステップＳ１１１２：ＮＯ）には、ステップＳ１１１６に進む。
【０１５７】
ステップＳ１１１３において、無線端末２００は中間ビーコンを送信する。中間ビーコンには、送信要求が発生している無線端末２００の識別情報と送信要求が発生した時刻を示す時刻情報が送信要求情報として含まれる。
【０１５８】
ステップＳ１１１４において、無線端末２００は中間ビーコンを受信したか否かを判定する。無線端末２００が中間ビーコンを受信した場合（ステップＳ１１１４：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１１５に進み、中間ビーコンを受信しない場合（ステップＳ１１１４：ＮＯ）には、ステップＳ１１１６に進む。
【０１５９】
ステップＳ１１１５において、無線端末２００は中間ビーコンに含まれる無線端末２００の識別情報と、送信要求が発生した時刻を示す時刻情報を情報記録部２５０に記録する。
【０１６０】
他の中間ビーコンを受信していない場合には、ステップＳ１１１４において受信した中間ビーコンに含まれる無線端末２００の識別情報で特定される無線端末２００の送信順番を１番とした送信要求情報を情報記録部２５０に記録する。
【０１６１】
無線端末２００がすでに他の中間ビーコンを受信している場合には、情報記録部２５０に記録されている送信要求が発生した時刻を示す時刻情報が早い無線端末２００から送信順番を決定し、送信要求情報として情報記録部２５０に記録する。例えば、無線端末２００は、送信要求が発生した時刻が最も早い無線端末２００の送信順番を１番に設定し、送信要求が発生した時刻が２番目に早い無線端末２００の送信順番を２番に設定する。このように、無線端末２００は、送信要求が発生した時刻順に優先的に送信順番を決定する。
【０１６２】
ステップＳ１１１６において、無線端末２００は経過時間の確認を行う。すなわち、無線端末２００は中間ビーコンを送受信できる中間ビーコン送受信区間が経過したか否かを確認する。中間ビーコン送受信区間が経過すると終了ビーコンを送信するべき時間になる。中間ビーコン送受信区間が経過した場合（ステップＳ１１１６：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１１７に進み、中間ビーコン送受信区間が経過していない場合（ステップＳ１１１６：ＮＯ）には、ステップＳ１１１１に進む。
【０１６３】
ステップＳ１１１７において、無線端末２００は終了ビーコンが受信されるか否かを判定する。終了ビーコンが受信される場合（ステップＳ１１１７：ＹＥＳ）には、無線端末２００はステップＳ１１１８に進む。終了ビーコンが受信されない場合（ステップＳ１１１７：ＮＯ）には、無線端末２００はチャネル変更処理を行う。この場合に、通信チャネルの切り替え周期の終了時点で、チャネル切り替え部２３４が、チャネル切り替え順番情報に基づいて通信チャネルを切り替える。
【０１６４】
ステップＳ１１１８において、無線端末２００は終了ビーコンに含まれる送信要求情報を情報記録部２５０に記録する。次にチャネル変更処理を行う。以上が処理Ｂの処理フローである。
【０１６５】
（チャネル切り替え順序の概要）
次に図１２を参照してチャネル切り替え順序の概要について説明する。
【０１６６】
図１２は情報記録部２５０に記録されたチャネル切り替え順番情報で示される切り替え順序を示す図であり、ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３といった順序で通信チャネルが切り替わる。通信チャネル数は、２チャネル以上であればいくつであっても良い。また、チャネル切り替え順序は、全無線端末２００で統一して規定されていればよく、チャネル切り替え順序は無線通信システムが任意に設定することができる。同様に、初期チャネルも全無線端末２００で統一して規定されていればよく、どの通信チャネルが初期チャネルになってもよい。チャネル切り替え順序は、チャネル切り替え順序情報として情報記録部２５０に記録されている。
【０１６７】
なお、無線端末２００は、規定された回数連続して開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信できなかった場合には、通信チャネルの切り替えを止めて初期チャネルに戻り、開始ビーコンまたは終了ビーコンを受信できるまで初期チャネルで待機する。規定された回数は無線通信システムによって任意の値に設定されることができる。
例えば、無線端末２００がＣＨ３、ＣＨ１、ＣＨ２の順番で、いずれの通信チャネルでも開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信できなかった場合には、開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信できるまで初期チャネルであるＣＨ１に戻って待機する。
【０１６８】
（同期ずれの補正方法）
次に、同期ずれの補正方法について説明する。
各無線端末２００は、タイマー部２３６を有しているので、開始ビーコンの送受信期間および終了ビーコンの送受信期間を含むあらかじめ規定されたチャネル切り替え周期（Ｔｍｓ）で規則的に周波数チャネルを切り替えることができる。しかし、基本的には開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信することで同期を取っている。
【０１６９】
一方、干渉等により、無線端末がビーコンを受信できない場合に加え、タイマー部２３６のクロック周波数のずれ等により、チャネル切り替えタイミングが早過ぎたり遅過ぎたりする場合が発生する可能性がある。
【０１７０】
そこで、図１３に、ビーコン受信による再同期の手順を示す。
【０１７１】
図１３のビーコン受信端末１３０１は、ＣＨ１からＣＨ２へのチャネル切り替えタイミングが早過ぎた場合を示す図である。この場合には、ビーコン受信端末１３０１はチャネル切り替え先のＣＨ２で正常なタイミングで開始ビーコンを受信し、ビーコン受信端末１３０１のタイマー部２３６を開始ビーコンの時間同期情報に設定することで他の無線端末２００と再同期することできる。すなわち、開始ビーコンの最後に時間同期情報が含まれるので、ビーコン受信端末１３０１は開始ビーコンの受信完了とともにタイマー部２３６を開始ビーコンの時間同期情報に書き換える。その結果、開始ビーコンを送信した無線端末２００と、開始ビーコンを受信した無線端末２００との間で同期が取れる。
【０１７２】
図１３のビーコン受信端末１３０２は、ＣＨ１からＣＨ２へのチャネル切り替えタイミングが遅すぎる場合を示す図である。この場合には、ビーコン受信端末１３０２は、チャネル切り替え先のＣＨ２で正常なタイミングで終了ビーコンを受信できる。したがって、ビーコン受信端末１３０２は、終了ビーコンの最後に含まれるＣＨ切り替え情報に基づいて、終了ビーコンの受信完了からチャネル切り替え猶予期間の経過後にＣＨ３に切り替えて他の無線端末と再同期することができる。
【０１７３】
図１３に示すように、あらかじめ定められた規定の伝送フレームの長さであるチャネル切り替え周期（Ｔｍｓ）以内のずれが発生した場合には、無線端末２００は切り替わった先のチャネルで開始ビーコンまたは終了ビーコンを受信することで、他の無線端末２００と再同期することが可能である。Ｔｍｓ以上の時間で同期がずれた場合には、前述したように、無線端末２００はビーコンが受信できるまで初期チャネルで待機する。
【０１７４】
図１４は、中間ビーコンの送受信が可能な中間ビーコン送受信区間を示す。中間ビーコン送受信区間は、通信チャネルでデータ情報の送信からデータ情報に対する応答信号の受信が、終了ビーコンの送受信前に完了できない期間である。図１４では、中間ビーコンの送受信可能区間は、便宜的に無線端末２００がデータ情報を送信して、データ情報を受信した他の無線端末２００が送信したＡｃｋの受信が完了できるまでの理論的な期間であって固定長として示されている。
【０１７５】
その理由は、実際には、無線端末２００間の同期がＣＰＵのクロック単位で完全に一致することはほとんどなく、無線信号の伝送遅延等が発生する可能性も高いので、図１４の理論的な期間を中間ビーコンの送受信区間としている。
【０１７６】
上述したように、全無線端末２００が、上述したあらかじめ定められた固定長の中間ビーコン送受信区間を設定する。そして、タイマー情報が中間ビーコン送受信区間を示している間に、無線端末２００に送信要求が発生した場合には、データ情報を送信せずに次の通信チャネルでデータ情報を送信するために中間ビーコンを送信する。
【０１７７】
中間ビーコンには、中間ビーコンを送信する無線端末２００の識別情報と、送信要求が発生した時刻情報が含まれる。送信要求が発生した時刻情報は、送信要求が発生する直前の開始ビーコンの受信時刻を基準とする。
【０１７８】
開始ビーコンを送信したビーコン送信端末は、中間ビーコンを受信し、送信要求が発生した時刻が早い無線端末２００から順番に、次の通信チャネルでどの無線端末２００が何番目に送信する権利を有するかという情報を決定する。つまり、開始ビーコンを送信した無線端末２００は、中間ビーコンを送信した無線端末２００の次の通信チャネルでの送信順番を決定し、当該送信順番情報と当該無線端末２００の識別情報とを対応付けた送信要求情報を終了ビーコンで送信する。
【０１７９】
また、次の通信チャネルのビーコン送信端末が、前の通信チャネルのビーコン送信端末の終了ビーコンの送信要求情報を受信できた場合には、当該送信要求情報を開始ビーコンに含めてブロードキャストする。
【０１８０】
しかし、次の通信チャネルのビーコン送信端末が、前の通信チャネルのビーコン送信端末の終了ビーコンの送信要求情報を受信できなかった場合には、送信要求情報を新たに作製する。
【０１８１】
すなわち、次の通信チャネルのビーコン送信端末が、前の通信チャネルで受信した中間ビーコンに基づいて、新たに送信要求情報を作製し、当該送信要求情報を開始ビーコンに含めてブロードキャストする。
【０１８２】
以上、説明したように、本実施例によれば．制御局を設置しなくても、各無線端末が自立して動作することができる。
また、全ての無線端末が規則的に周波数チャネルを変更して通信するため、同じ周波数チャネルで長い時間待機する必要がなく、通信開始前に全周波数帯域をキャリアセンスする必要もない。
さらに、使用する周波数帯が全無線端末で統一されているため、送信に使用した周波数帯域を相関によって推定する必要が無い。
さらに、ビーコン送信端末以外に送信要求が有る場合でも、中間ビーコンにより優先送信することが可能なので、全無線端末が効率良く通信できる。
さらに、特定の無線端末だけ干渉を受けた場合でも、自動的にチャネルを切り替えるため、チャネル切り替え先のビーコン受信により、他の無線端末と同期を取ることができる。
さらに、伝送フレームの最初と最後の２回のビーコンで同期を取るため、伝送フレーム長さ内のずれであれば、ビーコンで再同期できる。また、完全に同期が取れなくなった場合でも、初期チャネルで待機するので、他の無線端末との再同期が可能になる。
【０１８３】
（変形例１）
図１では、無線通信ネットワーク内に全ての無線端末が入っているが、図１５のように、直接通信できない無線端末が存在する場合がある。この場合には中継伝送を用いることで、無線通信ネットワークを組むことができる。
【０１８４】
例えば、無線通信ネットワーク１５０１に属する無線端末１１がビーコン送信端末の場合について説明する。無線端末１１が送信した開始ビーコンおよび／または終了ビーコンを受信した無線端末１４が、無線通信ネットワーク１５０１に属していない無線端末１５〜２０に対して、開始ビーコンおよび／または終了ビーコン中継送信する。または、無線端末１１が送信した開始ビーコンおよび／または終了ビーコンを受信した無線端末１２または１３が、無線端末１５〜１７に中継送信し、無線端末１７が無線端末１８〜２０に開始ビーコンおよび／または終了ビーコンを中継送信する。
【０１８５】
このようにして、中継送信を利用することで、無線通信ネットワーク１５０１、無線通信ネットワーク１５０２および無線通信ネットワーク１５０３で、１つの無線通信ネットワークを組むことができる。
【０１８６】
（変形例２）
車内で無線通信ネットワークを組む場合に、車内の全ての無線端末に上述した通信制御方式を採用することができる。その結果、車外の他の無線通信システムからの干渉や、同一の車内に持ち込まれた他の無線端末および無線機器からの干渉に対応した無線通信ネットワークを構築することができる。また、車内に関わらず、工場等の無線機器にも同様に上述した通信制御方式を採用することができる。なお、無線通信方式は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式以外の方式を採用することもできる。
【０１８７】
（変形例３）
前述したように、中間ビーコンには、中間ビーコンを送信する無線端末２００の識別情報と、送信要求が発生した時刻情報が含まれ、送信要求が発生した時刻情報は、送信要求が発生する直前の開始ビーコンの受信時刻を基準とする。しかし、送信要求が発生したデータ情報に優先度を含ませることもできる。例えば、車両内での無線通信では、無線端末２００は音楽データ等のデータ情報よりも、車両の制御に係わるデータ情報を早く送信する必要がある。このような場合には、無線端末２００は送信要求が発生した時刻順に、次の通信チャネルで送信権を付与するよりも、データ情報の重要度に応じて送信権を付与することが好ましい。そのために、中間ビーコンは優先度に係わる情報を含むことが好ましい。
【０１８８】
例えば、無線端末２００は中間ビーコンに優先度情報ビットを含ませ、優先度が高い送信要求には優先度情報ビットを「１」に設定し、優先度が高くはない送信要求には優先度情報ビットを「０」に設定して、中間ビーコンを送信する。
【０１８９】
中間ビーコンを受信した無線端末２００は、優先度情報ビットが「１」に設定されている送信要求の中から送信要求の発生時刻順に、送信順番を決定する。次に、中間ビーコンを受信した無線端末２００は、優先度情報ビットが「０」に設定されている送信要求の中から送信要求の発生時刻順に、送信順番を決定する。
【０１９０】
このように、無線端末２００は中間ビーコンに送信要求が発生したデータ情報の優先度情報を含ませることで、制御情報などの重要なデータ情報の遅延を少なくすることができる。なお、優先度情報は１ビットである必要はなく、優先度情報を複数のビットで構成し、３つ以上の優先度を設定することも可能である。
【０１９１】
（変形例４）
変形例３では、中間ビーコンに優先度情報ビットを付加したが、さらに、優先度が最も高い緊急情報ビットを中間ビーコンに付加することができる。
【０１９２】
例えば、車両の事故等に関連する状況を回避するために、車両を制御するデータ情報を最優先で送受信することが必要な場合がある。このような場合には、中間ビーコンに緊急情報ビットを含ませ、優先度が最も高い送信要求には緊急情報ビットを「１」に設定し、それ以外の送信要求には緊急情報ビットを「０」に設定して、中間ビーコンを送信する。
【０１９３】
中間ビーコンを受信した無線端末２００は、緊急情報ビットが「１」に設定されている送信要求の送信順番を優先的に決定する。したがって、緊急情報ビットが「１」に設定されている無線端末２００が次の通信チャネルで、優先的にデータ情報の送信を実行することが可能になる。
【０１９４】
このように、緊急情報ビットによって、車両の事故等に関連する状況を回避するために、車両を制御するデータ情報を優先的に送受信することが可能になる。
【０１９５】
（変形例５）
実施例では、図３で示すように、無線通信システムに含まれるすべての無線端末２００がビーコン送信順番情報に基づいて順番にビーコン送信端末になる例を主に説明した。しかし、無線通信システムに含まれる一部の無線端末２００だけがビーコン送信端末になる場合もある。
【０１９６】
例えば、車両の前部または後部にある無線端末２００の電波は、車両の後部または前部にある無線端末２００に届きにくい場合がある。このような場合に、開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信できない状態が続くと、同期ずれが発生しやすくなり、通信遅延が発生する場合がある。
【０１９７】
そこで、無線通信システムに含まれる無線端末２００の中で、無線端末２００間の距離が最も長い線上の中点からあらかじめ定められた範囲にある無線端末２００だけをビーコン送信端末とすることができる。
【０１９８】
無線通信システムは、前記あらかじめ定められた範囲を任意の値とすることができる。一例として、無線通信システムは前記あらかじめ定められた範囲を車両長の１／ｎ（ｎは３以上の自然数）とすることができる。このように、車両の中央部にある無線端末２００だけをビーコン送信端末にすることによって、ビーコン受信端末が開始ビーコンおよび終了ビーコンを受信しやすくし、通信遅延の発生を抑制する。また、車両の中央部にある無線端末２００の中で最も通信状態が良好な無線端末２００だけをビーコン送信端末にすることもできる。例えば、無線通信システムの中でＣＮＲ（Carrier  to  Noise  Ratio）が最も大きい無線端末２００だけをビーコン送信端末にすることもできる。
【０１９９】
以上、さまざまな実施例を説明したが、それらの実施例の一部または全部を組み合わせて新たな実施例とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
本発明は、他の無線通信システムとの電波干渉による通信遅延時間の増大を回避する通信制御を行う無線ネットワークに用いて、極めて有用である。
【符号の説明】
【０２０１】
２００・・・無線端末
２１０・・・通信部
２１１・・・送受信切り替え部
２１２・・・無線送信部
２１３・・・無線受信部
２２０・・・判定部
２２１・・・受信強度判定部
２２２・・・干渉判定部
２３０・・・制御部
２３１・・・ビーコン生成部
２３２・・・データ生成部
２３３・・・ビーコン解析部
２３４・・・チャネル切り替え部
２３５・・・データ処理部
２３６・・・タイマー部
２４０・・・Ｉ／Ｆ（インターフェース）部
２５０・・・情報記録部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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