(57)【要約】      （修正有）【課題】干渉信号が発生するケースにおいても受ける影響を最小限に抑え、データフレームの送受信を効率的に行う。【解決手段】無線通信システムは、収集制御局ＣＳ２を根として２以上に亘り配置されたノード（３−２、３−５等）間のデータフレームの送受信を行い、スーパーフレームの間欠待受周期と、スーパーフレームの開始時点からデータフレームの送受信の時間帯を含むように終了時点が設定された通信期間と、予め設定された基準時刻以降で開始時刻が最早となるスーパーフレームにおける開始時刻と基準時刻との時間差に相当するオフセット期間をそれぞれ調整可能な調整手段と、干渉信号を特定した場合には干渉信号における時間軸上の通信時間帯を特定する通信時間帯特定手段とを備える。調整手段は、通信時間帯特定手段により特定された干渉信号の通信時間帯に基づいてスーパーフレームの間欠待受周期、通信期間、オフセット期間の何れか１以上を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収集制御局を根として２以上に亘り配置されたノード間のデータフレームの送受信を行うネットワークにおける無線通信システムにおいて、
スーパーフレームの間欠待受周期と、上記スーパーフレームの開始時点からデータフレームの送受信の時間帯を含むように終了時点が設定された通信期間と、予め設定された基準時刻以降で開始時刻が最早となるスーパーフレームにおける当該開始時刻と上記基準時刻との時間差に相当するオフセット期間をそれぞれ調整可能な調整手段と、
干渉信号を特定した場合には当該干渉信号における時間軸上の通信時間帯を特定する通信時間帯特定手段とを備え、
上記調整手段は、上記通信時間帯特定手段により特定された上記干渉信号の通信時間帯に基づいてスーパーフレームの上記間欠待受周期、上記通信期間、上記オフセット期間の何れか１以上を調整すること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
時間軸上において一定時間おきに受信する上記干渉信号を特定すること
を特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
上記調整手段は、上記間欠待受周期、上記通信期間、上記オフセット期間の何れか１以上を調整することにより、上記スーパーフレームにおける通信期間以外の時間帯で構成されると共にデータフレームの送受信を行わない非通信期間を調整すること
を特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
上記特定した干渉信号の通信時間帯が上記非通信期間に収まるように、上記調整を行うこと
を特徴とする請求項３項載の無線通信システム。
【請求項５】
上記データフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間内に含まれる場合、又は上記データフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間を超える場合で、かつ上記データフレームの送受信が不要である旨を判断した場合には、実際の通信において上記アクティブ期間のみがスリープ状態に移行しない非スリープ状態とされ、
上記データフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間を超える場合で、かつ上記データフレームの送受信が必要である旨を判断した場合には、実際の通信において当該データフレームの終了時点以前が上記非スリープ状態とされること
を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の無線通信システム。
【請求項６】
収集制御局を根として各ノードをツリー型に配置したネットワークにおいて、上記収集制御局から上位ノードを介して下位ノードに至るまでの各ノード階層が形成され、
上記通信時間帯特定手段は、一のノード階層においてデータフレームの送受信を行う際に、他のノード階層において送受信されるデータフレームを上記干渉信号として捉えること
を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収集制御局を根として２以上に亘り配置されたノード間のデータフレームの送受信を行うネットワークにおける無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワイヤレスネットワークにおいて、小型で安価であり、かつ省電力の無線通信を行うことのできる、IEEE802.15.4の規格に準拠する通信デバイスが用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。このIEEE802.15.4の規格に準拠するネットワークでは、収集制御局であるＣＳ（Collection station）と、１つ以上のノードとにより構成された各種トポロジが採用されている。
【０００３】
中でもこのIEEE802.15.4規格では、図１１に示すような省電力型のスーパーフレーム構造が提案されている。このスーパーフレーム構造では、時分割多元接続（TDMA： Time Division Multiple Access）制御の下で、スーパーフレームが周期的なビーコン信号によって規定される。このビーコン信号の間隔（間欠待受周期）においては、送受信するデータフレームの信号を待ち受けるアクティブ期間（AP：Active Period）と、電源を落とし、送受信や待受けの動作を行わないスリープ期間（SP：Sleep Period）に分割することができる。アクティブ期間APにおいて各ノードは、実質的な通信期間として運用することができる。一方で、スリープ期間SPにおいて各ノードは、スリープ状態に移行することが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
アクティブ期間APは、図１１に示すように、送受信するデータフレームより短期間となる場合があり、データフレームの終了時点は、アクティブ期間AP内に収まる場合に限定されるものではなく、アクティブ期間APを超えた時点になる場合もある。アクティブ期間APは、データフレームのヘッダに記述されている情報のみを読み取ればよいことから、データフレーム長にかかわらずアクティブ期間APを短縮化しても、所望の動作を実現することができる。すなわち、アクティブ期間APは、各ノードによるデータフレームのヘッダの部分のみを待受けることができれば、いくらデータフレーム長が長いものであっても、そのアクティブ期間APを短くしてスリープ状態に移行することができる。このため、IEEE802.15.4 規格においては、スリープ状態を通常よりも長くすることができることから、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１９８３３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】F. Kojima and H. Harada, "Superframe Division Multi-Hop Data Collection withbAggregation on Wi-SUN Profile for ECHONET Lite," Conf. Rec. 2014 IEEE Wireless Communications and Networking Conference Workshops, pp. 116-121
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
IEEE802.15.4規格による無線通信においても、外部から干渉信号を受信する場合も当然に出てくる。かかる場合において、上述した従来技術によれば、ワイヤレスネットワーク内において柔軟に周波数チャネル割り当てが行われることが無いため、その干渉信号の影響により、データフレームの送受信を効率的に行うことができないという問題点があった。
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、IEEE802.15.4規格のワイヤレスネットワークにおいて消費電力の低減を図りつつ、干渉信号が発生するケースにおいても、これにより受ける影響を最小限に抑え、データフレームの送受信を効率的に行うことが可能な無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上述した課題を解決するために、干渉信号を特定した場合には当該干渉信号における時間軸の通信時間帯を特定し、特定した干渉信号の通信時間帯に基づいて、スーパーフレームにおける間欠待受周期、通信期間、オフセット期間の何れか１以上を調整することで、干渉信号により受ける影響を最小限に抑え、データフレームの送受信を効率的に行うことが可能な無線通信システムを発明した。
【００１０】
第１発明に係る無線通信システムは、収集制御局を根として２以上に亘り配置されたノード間のデータフレームの送受信を行うネットワークにおける無線通信システムにおいて、    スーパーフレームの間欠待受周期と、上記スーパーフレームの開始時点からデータフレームの送受信の時間帯を含むように終了時点が設定された通信期間と、予め設定された基準時刻以降で開始時刻が最早となるスーパーフレームにおける当該開始時刻と上記基準時刻との時間差に相当するオフセット期間をそれぞれ調整可能な調整手段と、干渉信号を特定した場合には当該干渉信号における時間軸上の通信時間帯を特定する通信時間帯特定手段とを備え、上記調整手段は、上記通信時間帯特定手段により特定された上記干渉信号の通信時間帯に基づいてスーパーフレームの上記間欠待受周期、上記通信期間、上記オフセット期間の何れか１以上を調整することを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る無線通信システムは、第１発明において、時間軸上において一定時間おきに受信する上記干渉信号を特定することを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係る無線通信システムは、第１発明において、上記調整手段は、上記間欠待受周期、上記通信期間、上記オフセット期間の何れか１以上を調整することにより、上記スーパーフレームにおける通信期間以外の時間帯で構成されると共にデータフレームの送受信を行わない非通信期間を調整することを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係る無線通信システムは、第３発明において、上記特定した干渉信号の通信時間帯が上記非通信期間に収まるように、上記調整を行うことを特徴とする。
【００１４】
第５発明に係る無線通信システムは、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、上記データフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間内に含まれる場合、又は上記データフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間を超える場合で、かつ上記データフレームの送受信が不要である旨を判断した場合には、実際の通信において上記アクティブ期間のみがスリープ状態に移行しない非スリープ状態とされ、上記データフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間を超える場合で、かつ上記データフレームの送受信が必要である旨を判断した場合には、実際の通信において当該データフレームの終了時点以前が上記非スリープ状態とされることを特徴とする。
【００１５】
第６発明に係る無線通信システムは、第１発明〜第５発明の何れかにおいて、収集制御局を根として各ノードをツリー型に配置したネットワークにおいて、上記収集制御局から上位ノードを介して下位ノードに至るまでの各ノード階層が形成され、上記通信時間帯特定手段は、一のノード階層においてデータフレームの送受信を行う際に、他のノード階層において送受信されるデータフレームを上記干渉信号として捉えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述した構成からなる本発明によれば、干渉信号の通信時間帯が非通信期間に収まるように行う。一定時間おきに発生する干渉信号がちょうど非通信期間内に収まるようにするためには、通信期間、非通信期間、オフセット期間の何れか１以上を好適に調整することで実現することが可能となる。通信期間においては上述したデータフレームを送受信しているため、同じ時間帯において干渉信号が重複してしまうのを防止する観点から、これを非通信期間内において捉えるように、通信期間、非通信期間、オフセット期間の何れか１以上を好適に調整する。特に一定時間おきに発生する干渉信号であれば、干渉信号が非通信期間内において捉えることができるように一度設定してすることで、これ以降において連続するスーパーフレームにおいても同様に非通信期間内でその干渉信号を捉え続けることが可能となる。これにより、これ以降において連続するスーパーフレームにおける通信期間では、送受信するデータフレームにつき、干渉信号による影響を受けるのを抑え込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した無線通信システムにおいてツリー型のトポロジを採用した例を示す図である。
【図２】本発明を適用した無線通信システムにおいてスター型のトポロジを採用した例を示す図である。
【図３】データフレームを送受するする際にノード毎に設定されるスーパーフレーム構造について説明するための図である。
【図４】オフセット期間について説明するための図である。
【図５】（ａ）は、通信期間を短縮、又は延長する例を示す図であり、（ｂ）は、非通信期間を短縮、又は延長する例を示す図であり、（ｃ）は、通信期間と非通信期間とを共に延長した例を示す図である。
【図６】（ａ）は、通信期間と非通信期間は変更することなく、オフセット期間を設定する例を示す図であり、（ｂ）は、オフセット期間をコントロールしつつ、通信期間と非通信期間の何れか１以上を短縮又は延長する例を示す図である。
【図７】周波数軸に表れた干渉信号を時間軸に変換して取得する例を示す図である。
【図８】干渉信号の通信時間帯が非通信期間に収まるように調整する例を示す図である。
【図９】干渉信号の通信時間帯が非通信期間に収まるように調整する他の例を示す図である。
【図１０】一方のノード階層において干渉信号を特定する際に、他方のノード階層において送受信するデータフレームを干渉信号として捉える例を示すタイムチャートである。
【図１１】IEEE802.15.4規格において提案されている省電力型のスーパーフレーム構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した無線通信システムについて図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００１９】
図１は、本発明を適用した無線通信システム１は、無線ノードとして、収集制御局（Collection Station：以下ＣＳという。）２を根としたノード３−１、３−２、３−３、３−４、３−５とを備え、各ノード３をツリー型に配置したいわゆるツリー型のトポロジが採用されている。 この無線通信システム１では、より下位のノード３が、より上位のノード３やＣＳ２に向けて上りデータ通信を行う。また無線通信システム１では、より上位のノード３やＣＳ２が、より下位のノード３に向けて下りデータ通信する。
【００２０】
ＣＳ２は、最上位のマスターデバイスであり、各ノード３−１〜３−５から上りデータ通信により送信されてくるデータフレームを収集する。また、ＣＳ２は、この無線通信システム１全体を制御するための中央制御部としての役割も担い、ある特定のノード３に対して制御系のデータフレームを下りデータ通信する。
【００２１】
ノード３は、データの発信や中継等を始めとしたデータの送受信を行うことが可能なデバイスの総称であり、例えばIEEE802.15.4の規格に準拠する通信デバイスである。ノード３は、所定のデータをセンシングしてこれを無線により送信するセンサとして具現化されるほか、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末、ノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のような無線通信が可能な端末装置として具現化されてもよい。またこのノード３はアクチュエータのような制御系を含むものでもよい。かかる場合には、例えばバルブを停止する制御を行ったり、ロボットの制御を行ったり、ガスを停止するための制御を行うことを可能とするデバイスとして具現化される。ノード３が制御系を含むアクチュエータ等として具現化されるものであれば、ＣＳ２から他のノード３を介して下りデータ通信されてくる制御用のデータに基づき、各種制御動作を実行していくこととなる。
【００２２】
図２は、本発明を適用した無線通信システム１においてスター型のトポロジを採用した例を示している。スター型のトポロジでは、一のＣＳ２と、このＣＳ２との間でデータフレームを直接送受信する複数のノード３とを備えている。ＣＳ２とノード３との間には、マスターデバイスとスレーブデバイスの関係が構築されている。
【００２３】
本発明を適用した無線通信システム１では、ツリー型のトポロジ、スター型のトポロジの何れを採用するものであってもよい。
【００２４】
発明を適用した無線通信システム１において、データフレームを送受するする際にノード３毎に設定されるスーパーフレーム構造を図３に示す。このスーパーフレーム構造では、時分割多元接続（TDMA： Time Division Multiple Access）制御の下で、スーパーフレームが周期的なビーコン信号によって規定される。このビーコン信号の間隔を間欠待受周期という。スーパーフレームには、大きく分類して通信期間(CP: Communication Period）と、スリープ期間（SP：Sleep Period）と、非通信期間（NP: Noncommunication Period）が含まれる。また通信期間CP以外に、送受信するデータフレームを待ち受けるアクティブ期間（AP：Active Period）も間欠待受周期内に含まれる。オフセット期間（OP : Offset Period）が設けられることもある。
【００２５】
ちなみにスーパーフレームの間欠待受周期は、必ずしもビーコン信号によって規定される場合に限定されるものではない。つまり、スーパーフレームにおける間欠待受周期の開始時点、終了時点においてビーコン信号が送受信されることは必須とならない。ビーコン信号の間隔内において、複数のスーパーフレームが含まれる場合もある。また各スーパーフレームの間欠待受周期は、例えばビーコン信号間の最小の間隔となるように設定されていてもよい。かかる場合には、そのビーコン信号間の最小の間隔となるように間欠待受周期が設定されたスーパーフレームが、その後に送受信されるビーコン信号の間隔に依存することなく連続することになる。
【００２６】
スーパーフレームの間欠待受周期の長さ、スーパーフレームの開始時点（開始時刻）、終了時点（終了時刻）は、変更自在とされている。このようなスーパーフレームの間欠待受周期の調整は、ビーコン信号の間隔を調整することにより行われるようにしてもよい。
【００２７】
アクティブ期間APは、スーパーフレームの開始時点から開始し、所定の時間に亘り送受信するデータフレームを間欠待受周期において待ち受ける。このアクティブ期間APでは、データフレームのヘッダに記述される情報を少なくとも読み取る。アクティブ期間APにより読み取ったデータフレームのヘッダの情報から、データフレーム全体を受信する必要があるか否かの判別を行うことができる。
【００２８】
アクティブ期間APは、図３に示すように、送受信するデータフレームより短期間となる場合があり、データフレームの終了時点は、アクティブ期間内に収まる場合に限定されるものではなく、アクティブ期間APを超えた時点になる場合もある。アクティブ期間APは、データフレームのヘッダに記述されている情報のみを読み取ればよいことから、データフレーム長にかかわらずヘッダの情報を読み取り可能な程度まで短縮化されていてもよい。但し、このアクティブ期間APは、少なくとも送信されてくるデータフレームのヘッダについては着実に受信する必要があるため、スリープ状態に移行することなく常に待受け状態となることが求められる。
【００２９】
通信期間CPは、スーパーフレームの開始時点からデータフレームの送受信の時間帯を含むように終了時点が設定される。つまり、実際にデータフレームの送受信が行われている時間帯において干渉信号が発生した場合には、そのデータフレームの通信効率が低下してしまう。このため、データフレームの送受信が行われている時間帯において干渉信号を受信してしまうことは極力回避する必要がある。
【００３０】
この通信期間CPは可変自在に構成されており、最短でアクティブ期間APと同一の時間帯まで短縮させることができる一方で、最長でアクティブ期間APの開始時点からデータフレームの送受信の時間帯を含みつつ、スーパーフレームの終了時点まで延長させることが可能となる。なお、通信期間CPの終了時点は、データフレームの送信完了時と同一時点とされていてもよい。
【００３１】
スーパーフレームにおいて、通信期間CPの終了時点からスーパーフレームの終了時点までが非通信期間NPとなる。上述したように通信期間CPの長さは可変自在に構成されていることから、非通信期間NPもその通信期間CPの長さに応じて可変自在となる。非通信期間NPにおいては、ノード３は、スリープ状態、即ち電源を落とし、データフレームの送受信やその待受けの動作を行わない期間に移行する。スーパーフレームでは、通信期間CPのみならず、このスリープ状態に移行する非通信期間NPを設けておくことにより、ノード３における電力消費量を低減させることが可能となる。ちなみにスリープ期間SPはアクティブ期間APの終了時点からスーパーフレームの終了時点までとなる。通信期間CPの終了時点がアクティブ期間APの終了時点と同一である場合、スリープ期間SPは、非通信期間NPと同一の長さ、同一の終了時点となる。
【００３２】
またスーパーフレームにおいて、図３（ｂ）に示すように、データフレームの送受信の時間帯がアクティブ期間AP内に含まれる場合、又はデータフレームの送受信の時間帯が上記アクティブ期間を超える場合で、かつ上記データフレームの送受信が不要である旨を判断した場合には、実際の通信においてアクティブ期間APのみが、スリープ状態に移行しない非スリープ状態とされるようにしてもよい。この非スリープ状態とは、上述のような非通信期間NPのように通信期間CPの意図的な設定に応じて生じる期間ではなく、実際の通信においてスリープ状態に移行していない、言い換えれば実際に通信においては待受起動状態にあるものをいう。アクティブ期間APは常時待受起動状態にあるため、その期間においては、実際の通信において少なくとも非スリープ状態とされている必要がある。
【００３３】
またスーパーフレームにおいて、図３（ｃ）に示すように、データフレームの送受信の時間帯がアクティブ期間を超える場合で、かつデータフレームの送受信が必要である旨を判断した場合には、実際の通信において当該データフレームの終了時点以前が非スリープ状態とされるようにしてもよい。実際の通信において、データフレームの送受信時にはスリープ状態に移行することができないため、常時待受起動状態にあるが、データフレームの送受信終了後はスリープ状態に移行しても特段問題は生じない。非スリープ期間は、上記設定された通信期間CPとは関係なしに、実際の通信時にそのような動作を実行することとなる。
【００３４】
本発明は、このようにして、データフレームの送受信の時間帯とアクティブ期間APとの関係、データフレームの送受信の時間帯がアクティブ期間APを超えている場合においては、そのデータフレームの送受信の必要性を判別する。そして、その判断結果に基づいて、上記設定された通信期間CPとは関係なしに、実際の通信動作上において非スリープ状態に移行する。
【００３５】
オフセット期間OPは、予め設定された基準時刻以降に開始時刻を持つ各スーパーフレームのうち、その開始時刻が上記基準時刻との間で最小の時間差となるスーパーフレームにおける上記基準時刻と上記開始時刻との時間差に相当する期間である。このスーパーフレームは、図４に示すように一定の周期を以って連続するが、その開始時刻が、基準時刻以降であって、しかもその開示時刻が基準時刻との間で最小の時間差となるスーパーフレームを先ず特定する。この特定するスーパーフレームは、予め設定された基準時刻以降で開始時刻が最も早く到達する、いわゆる最早となるスーパーフレームである。
【００３６】
そして、この特定したスーパーフレームにおける開始時刻と上記基準時刻との時間差がオフセット期間OPとなる。即ち、開始時刻が基準時刻の直後にくるスーパーフレームにおける、開始時刻と上記基準時刻との時間差がオフセット期間OPとなる。ここでいう基準時刻とは、ユーザ側、或いはシステム側において自由に設定することができる。例えば図４（ａ）に示すように、基準時刻が１２：００：００であり、これ以降のスーパーフレームにおいて設定されている時刻が、１２：００：０２〜１２：０１：０２であり、これ以降は１２：０１：０２〜１２：０２：０２、・・・と１分間隔で連続するものとする。かかる場合には、基準時刻以降の開始時刻を持つ間欠待受周期における、基準時刻と開始時刻との最小の時間差は、２秒であることからオフセット期間OPは２秒となる。このオフセット期間OPは調整自在とされている。基準時刻は固定とした場合、オフセット期間OPを調整することで、先頭の間欠待受周期の開始時刻を調整することが可能となる。例えば図４（ｂ）に示すように、オフセット期間OPを９秒に設定することで、先頭のスーパーフレームにおいて設定されている時刻は、１２：００：０９〜１２：０１：０９となり、これ以降のスーパーフレームも同一周期で連続することとなる。上述したようにスーパーフレームの間欠待受周期の長さ自体は調整自在とされていることから、このオフセット期間OPの調整と併せて間欠待受周期の長さと開始時刻を自在に調整することが可能となる。
【００３７】
本発明を適用した無線通信システム１においては、上述したスーパーフレームの間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの何れか１以上を改変自在に構成している。これら間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間Oの何れか１以上の改変は、ＣＳ２側において実行するようにしてもよいし、ノード３側において実行するようにしてもよい。
【００３８】
図５（ａ）は、通信期間CPを短縮、又は延長する例を示している。通信期間CPは、図中点線に示すように短縮化させるようにしてもよいし、延長させるようにしてもよい。またデータフレーム自体が長くなる場合や短くなる場合もあるが、少なくともそのデータフレームの送受信の時間帯を含みつつ、通信期間CPを延長させ、或いは短縮させる。通信期間CPは、データフレームの終了時点に合わせるものであるが、これに限定されるものではなく、データフレームの終了時点よりも後の時点まで延長するようにしてもよい。
【００３９】
このスーパーフレームの間欠待受周期が一定であると仮定した場合、通信期間CPを短縮又は延長させることにより、非通信期間NPを延長又は短縮させることができる。また非通信期間NPが一定であると仮定した場合には、通信期間CPを短縮又は延長させることにより、間欠待受周期を延長又は短縮させることができる。
【００４０】
図５（ｂ）は、スーパーフレームの間欠待受周期を延長又は短縮する例を示している。通信期間CPが一定であると仮定した場合、間欠待受周期を延長又は短縮することにより、非通信期間NPを延長又は短縮することが可能となる。
【００４１】
図５（ｃ）は、通信期間CPと間欠待受周期とを共に延長した例を示している。この通信期間CPと間欠待受周期とを共に延長することにより、結果としてスリープ期間が延長された状態となる。なお、図示はしていないが、通信期間CPと間欠待受周期とを共に短縮化してもよく、かかる場合も同様に非通信期間NPが延長され、又は短縮化されることとなる。
【００４２】
図６（ａ）は、通信期間CPと非通信期間NPは変更することなく、オフセット期間OPを設定する例である。通信期間CPと非通信期間NPは変更することなく、オフセット期間OPのみをコントロールすることで、通信期間CPと非通信期間NPの時間帯及びその長さを間接的にコントロールすることができる。
【００４３】
図６（ｂ）は、オフセット期間OPをコントロールしつつ、更に通信期間CPを短縮又は延長する例を示している。オフセット期間OPに加え、通信期間CPを更にコントロールすることができることで、非通信期間NPの時間帯及びその長さの設定の自由度をさらに向上させることができる。
【００４４】
本発明を適用した無線通信システム１においては、上述した間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの何れか１以上を改変自在とすることにより、干渉信号により受ける影響を最小限に抑えるための処理動作を実行する。
【００４５】
先ず干渉信号を特定する処理を行う。ここでいう干渉信号は、時間軸上において一定時間おきに受信する干渉信号であるが、これに限定されるものではなく、ランダムな時間間隔で発生する干渉信号も含まれる。干渉信号の特定は、例えば図７に示すように、受信信号を周波数軸で解析すると、特に一定時間おきに受信する干渉信号は、周波数軸において強いピークとして表れる傾向がある。このような強いピークを干渉信号と仮定し、これを逆フーリエ変換することで、干渉信号の時間軸の分布状況を取得する。
【００４６】
次にスーパーフレームの間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの何れか１以上を調整することを行う。この間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの調整は、図８に示すように、干渉信号の通信時間帯が非通信期間NPに収まるように行う。一定時間おきに発生する干渉信号がちょうど非通信期間NP内に収まるようにするためには、通信期間CP、非通信期間NP、オフセット期間OPの何れか１以上を好適に調整することで実現することが可能となる。通信期間CPにおいては上述したデータフレームを送受信しているため、同じ時間帯において干渉信号が重複してしまうのを防止する観点から、これを非通信期間NP内において捉えるように、通信期間CP、非通信期間NP、オフセット期間OPの何れか１以上を好適に調整する。特に一定時間おきに発生する干渉信号であれば、干渉信号が非通信期間NP内において捉えることができるように一度設定してすることで、これ以降において連続するスーパーフレームにおいても同様に非通信期間NP内でその干渉信号を捉え続けることが可能となる。これにより、これ以降において連続するスーパーフレームにおける通信期間CPでは、送受信するデータフレームにつき、干渉信号による影響を受けるのを抑え込むことが可能となる。
【００４７】
なお、本発明によれば、一定時間おきに発生する干渉信号がちょうど非通信期間NP内に収まるように調整する場合に限定されるものではなく、干渉信号の一部が非通信期間NPから結果として逸脱することになってもよいことは勿論である。
【００４８】
実際に、この間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの調整はトライアンドエラーにより行うようにしてもよい。
【００４９】
例えば図９（ａ）に示すように、実際に間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの調整を行っても、干渉信号が通信期間CPと結局は重複してしまう場合もある。かかる場合は、更に間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの何れか１以上を調整することにより、干渉信号が通信期間CPと重複することなく非通信期間NP内に包含されるようにトライアンドエラーで探索を繰り返すようにしてもよい。その結果、図９（ｂ）に示すように、干渉信号との重複時間がより少なくなり、非通信期間NP内に包含されている割合が高い間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの組み合わせを探索することができたときに、各期間を固定する。この探索においては、トライアンドエラーの過程で、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの何れか１以上を改変する都度、通信効率等を測定し、今までの中で最高の通信効率を更新した場合に、通信期間CPが干渉信号との重複時間がより少なくなったものと判断し、その更新した通信効率を、最高の通信効率とする。そして、更にトライアンドエラーを繰り返し、最高の通信効率の更新を繰り返すことで、最も干渉信号の影響を低減させた、通信期間CP、非通信期間NP、オフセット期間OPの組み合わせを探索するようにしてもよい。
【００５０】
また、このトライアンドエラーの他の例としては、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPについてそれぞれ３種類の期間をそれぞれ設定しておく。その結果、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの組み合わせは、２７通りとなる。この２７通りの間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの各組み合わせについて、それぞれ干渉信号との干渉度合を計測する。干渉度合の計測は、データフレームにおけるデータ通信効率等から推定するものであってもよい。その結果、最も干渉度合が小さい組み合わせが、干渉信号が最も非通信期間NP内に収まっている割合が高く、また通信期間CPと最も重複していないものと判断することができる。そして、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPについて、その判断した最も干渉度合が小さい組み合わせにて設定を行うことで、その後連続する間欠待受周期において、一定時間おきに受信する干渉信号による干渉による影響を抑え込むことが可能となる。
【００５１】
これ以外には、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPについて少しずつシフトさせながら、最も干渉信号による干渉の影響の小さい組み合わせを、周知の探索手法により探索することで求めるようにしてもよい。
【００５２】
各ノード３をツリー型に配置したツリー型トポロジにおいては、ノード３毎にスーパーフレーム内において独自に間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPの何れか１以上を調整するようにしてもよい。ツリー型トポロジにおいては、例えば図１に示すようにＣＳ２から上位ノード（例えばノード３−２）を介して下位ノード（例えばノード３−５）に至るまでの各ノード階層が形成されている。このノード階層とは、データフレームを送受信するノード間の階層を意味しており、例えばＣＳ２とノード３−２との間でデータフレームを独立して送受信することになるため一つのノード階層K１が形成される。またノード３−２とノード３−５間で独立してデータフレームを送受信することになるため、一つのノード階層K２が形成される。
【００５３】
図１０は、これらのノード階層K１、K2においてそれぞれ行われるデータフレームの送受信のタイムチャートを示している。このとき、ノード階層K1においてデータフレームの送受信を行う際に、ノード階層K２において送受信されるデータフレームを干渉信号として捉えるようにしてもよい。かかる場合には、ノード階層K1においては、この干渉信号として捉えたノード階層K２のデータフレームが、ちょうど自身の非通信期間NPに含めるように、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPを調整する。
【００５４】
同様に、ノード階層K2においてデータフレームの送受信を行う際に、ノード階層K1において送受信されるデータフレームを干渉信号として捉えるようにしてもよい。かかる場合には、ノード階層K2においては、この干渉信号として捉えたノード階層K1のデータフレームが、ちょうど自身の非通信期間NPに含めるように、間欠待受周期、通信期間CP、オフセット期間OPを調整する。
【００５５】
その結果、図１０に示すように、一方のノード階層の通信期間CPが他方のノード階層の非通信期間NPに含まれるように設定が行われ、同様に他方のノード階層の通信期間CPが一方のノード階層の非通信期間NPに含まれるように設定が行われることになる。即ち、本発明によれば、一方のノード階層において干渉信号を特定する際に、他方のノード階層において送受信するデータフレームを干渉信号として捉え、これを非通信期間NPに含めるように調整するようにしてもよい。これにより各ノード３における通信が他のノード３の通信に干渉を及ぼすことなく、それぞれがデータフレームを高効率に送受信することが可能となる。
【００５６】
これらの制御は、ＣＳ２又はより上位のノード３による制御の下で行われるが、それに限定されるものではないことは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１  無線通信システム
２  収集制御局（ＣＳ）
３  ノード
【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１０】
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【図１１】
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