(57)【要約】  【課題】  本発明は，あるデバイスがピコネットに参加する際の，不安定さを解消し，不必要な電力を軽減することができる無線ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。  【解決手段】    スーパーフレームを用いた近距離無線通信方法であって，ビーコンは，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含み，ピコネットに新たに参加した通信端末は，ビーコンに含まれる次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読し，これにより，受信する情報の解読をいったん止めて，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に受信した情報を解読し始める。これにより不必要な電力を軽減でき，誤った情報を解析する不安定さを軽減できる。  【選択図】  図４
2010074464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スーパーフレームを用いたピコネットにおける近距離無線通信方法であって，
前記スーパーフレームは，ビーコンを含み，
前記ビーコンは，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含み，
前記ピコネットに新たに参加した通信端末は，前記スーパーフレームを受信し，前記スーパーフレームの前記ビーコンに含まれる次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読し，
これにより，受信する情報の解読をいったん止めて，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に受信した情報を解読し始める，
無線通信方法。
【請求項２】
前記ビーコンは，
少なくともヘッダ及びプリアンブルを含み，
前記ビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報は，前記ヘッダ又はプリアンブルに含まれる，
請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
複数の通信端末を含むピコネットにおける近距離無線通信システムにおいて，前記通信端末は，スーパーフレームに含まれるビーコンを生成するビーコン生成部と，受信したビーコンを解析するビーコン解析部とを有するものであり，
前記ビーコン生成部が生成するビーコンは，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含み，
前記ピコネットに新たに参加した通信端末のビーコン解析部は，前記スーパーフレームを受信し，前記スーパーフレームの前記ビーコンに含まれる，前記次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読するものであり，
これにより，受信する情報の解読をいったん止めて，前記新たに参加した通信端末は，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に，受信した情報を解読し始める，
近距離無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，近距離無線通信方法などに関する。より詳しく説明すると，本発明は，ビーコンが次のビーコン時間に関する情報を含み，これにより新たにピコネットに参加した装置の動作が安定し，省電力化を達成できる近距離無線通信方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式及びＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式に基づいたハイブリッド無線通信システムが，ＩＥＥＥワーキンググループ８０２．１１や８０２．１５などの標準化団体において検討されている。それらのいくつかは，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や，ＷｉＦｉ（登録商標）などすでに商業化されている。
【０００３】
図１は，ＩＥＥＥ８０２．１５．３無線ネットワークを図示する概略図である。この例では，ネットワーク１００が，３つの通信端末であるクライアント装置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと，ピコネットコントローラ（ＰＮＣ）とよばれる中央コーディネーション装置１０４とを含む。すべての装置は，好ましくは，ネットワーク１００中の信号送信用の同一周波数帯を共有するものである。ＰＮＣ１０４は，各スーパーフレームの先頭に位置するビーコン１０８を，ネットワーク内の全てのクライアント装置にブロードキャストする。ビーコンは，いつどのように媒体にアクセスするかとういう情報を含むため，全てのクライアント端末はビーコン信号をデコード（解読）できるようにされている。データ通信は，同じ信号フォーマットを持つリンク１０６間で起こりうるほか，ＰＮＣを介したリンク１１０によっても起こりうる。
【０００４】
それらのシステムでは通信時間をスーパーフレームとよばれる区分に分割している。そして，それぞれのスーパーフレームは，さらにいくつかに分割されている。たとえば，ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃシステムでは，分割数は３つである。
【０００５】
図２は、スーパーフレームフォーマットの例を示す図である。図２に示されるスーパーフレームにおいて，最初の時間区分は，ビーコン時間とよばれる。ビーコン時間では，ピコネットの開始が示され，時間割り当てや管理情報がＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）により送信される。次の時間は，コンテンションアクセスピリオド（ＣＡＰ）とよばれる。ＣＡＰでは，バックオフを通じて，ＣＳＭＡ／ＣＡが行われる。また，ＣＡＰを利用して，非同期データや時間に関係のない情報交換が行われる。最後の分割期間は，チャネル時間割り当て時間（ＣＴＡＰ）である。ＣＴＡＰは，ＴＤＭＡタイプの通信のために用いられる。ＣＴＡＰでは，ＰＮＣにより，いくつかの装置のためにいくつかのチャネル時間割り当て（ＣＴＡ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｉｍｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）が割り当てられており，競合なしにデータを送ることができる。
【０００６】
なお，ＣＴＡは，ＭＣＴＡに代替されても良い。ＭＣＴＡ（Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ  ＣＴＡ）ではＳｌｏｔｔｅｄ  Ａｌｏｈａ（スロッテドアロハ）を用いてチャンネルをアクセスできる。図２に示す例では，ＭＣＴＡ１及びＭＣＴＡ２が設けられている。そして，それらの前にはガードタイムが設けられている。また，ＣＴＡＰ期間の後半には，ガードタイム，ＣＴＡ１，ガードタイム，及びＣＴＡ２がこの順で設けられている。
【０００７】
無線ＰＡＮのネットワークとしてネットワークを構成する端末間のデータの送受信が端末間で行われるものがある。このような無線ＰＡＮは，ネットワークを構成する端末同士がアドホックにビアツービアにデータの送受信を行う。
【０００８】
また，無線ＰＡＮは，ＣＳＭＡ／ＣＡなどのアクセス制御方法を用いた非同期データ転送のみならず，ＴＤＭＡによる同期データ転送をもサポートする。ＴＤＭＡによる同期データ転送を行うためには，ネットワークを構成する端末間でタイムスロットの位相が一致するように同期が確立している必要がある。この同期確立のため，たとえば，ＩＥＥＥ８０２．１５．３規格では，ピコネットコントローラ（ＰＮＣ）とよばれる装置が導入されている。そして，ＰＮＣと，ＰＮＣによって制御される通信端末の集合をピコネットとよぶ。
【０００９】
ＰＮＣは定期的にビーコンを送信して，通信端末の同期を確立する。さらにＰＮＣは，ビーコンによって始まるスーパーフレーム中のタイムスロットのピコネット内の通信端末の割り当てを決定する。
【００１０】
ＣＳＭＡ／ＣＡ及びＴＤＭＡのハイブリッドシステムでは，通信を分割した時間によって制御する。ある装置がピコネットに参加する際に，その装置は，スイッチをオンしてから，ＰＮＣからのビーコンフレームが到達するまで全ての装置から送信される全てのフレームをチェックしてビーコンフレームが始まったかどうか解読しなければならない。これにより，余計な電力を消費することとなり，さらにはシステム全体として不確定要素が増すこととなる。
【００１１】
特開２００５−３３３３６０号公報（特許文献１）は，アドホックネットワーク用の無線通信システムに関する（段落［０００１］）。そして，このシステムは，ビーコンフレームに，近隣ビーコン相対位置，受信ビーコン相対位置やビーコンカウンタ値を含む（図５，段落［００４７］，［００４８］）。
【００１２】
特開２００７−５２５８９１号公報（特許文献２）は，アドホックネットワーク用のビーコンプロトコルに関する。そして，その段落［００２３］には，「全てのデバイスは，ビーコンを受信するためにＴＢＴＴ又はビーコン時間開始時間（ＢＰＳＴ）に起動する」ことで，各デバイスによる電力節約に貢献する旨が記載されている。なお，ＴＢＴＴは，ターゲットビーコン伝送時間（Ｔａｒｇｅｔ  Ｂｅａｃｏｎ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ）の略である（同段落［００１８］）。
【００１３】
特開２００８−１８２６１８号公報（特許文献３）は無線通信ネットワークにおけるビーコン・コーディネーションに関する（段落［０００１］）。このビーコン・コーディネーション方法では，ネットワークにおいて必要とされるビーコンの数を決定し，決定された数のビーコンを後続のスーパーフレームにおいてブロードキャストする（請求項１）。これらの方法によっても，新規に参加した装置の不安定性や不必要な電力消費を抑えることはできない。
【特許文献１】特開２００５−３３３３６０号公報
【特許文献２】特開２００７−５２５８９１号公報
【特許文献３】特開２００８−１８２６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は，あるデバイスがピコネットに参加する際の，不安定さを解消し，不必要な電力を軽減することができる無線ＬＡＮシステム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】
【００１５】
本発明は，基本的には，スーパーフレームが，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含む。このため，新たに参加したデバイスが，次のビーコン時間が始まるまでに，他の全てのデバイスから送信される情報を受信して解読する作業を軽減できるという知見に基づくものである。
【００１６】
本発明の第１の側面は，スーパーフレームを用いた近距離無線通信方法に関する。そして，スーパーフレームは，ビーコンを含む。このビーコンは，通常スーパーフレームの最初の期間に割り当てられる。そして，本発明においては，ビーコンは，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報（次期ビーコン情報）を含む。なお，ビーコンは，少なくともヘッダ及びプリアンブルを含むものが好ましい。そして，ヘッダ又はプリアンブルは，ビーコン時間の最初に位置することが好ましい。そして，次期ビーコン情報は，ヘッダ又はプリアンブルに含まれるものが好ましい。このように，スーパーフレームの始めの部分に，次期ビーコン情報が含まれているので，新規参入デバイスは迅速に次のビーコン時間が始まるまでの時間を把握できることとなる。
【００１７】
ピコネットに新たに参加した通信端末は，スーパーフレームを受信する。そして，スーパーフレームのビーコンに含まれる次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読する。この解読情報に基づいて，次のビーコン時間が始まるまでの時間を把握できる。受信する情報の解読をいったん止めて，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に受信した情報を解読し始める。
【００１８】
このため受信した情報を解読する必要のない期間は，受信した情報を解読しなくてすむ。これにより誤作動を防止できるほか，無駄な電力を消費する事態を効果的に防止できる。
【００１９】
本発明の第２の側面は，複数の通信端末を含むピコネットにおける近距離無線通信システムに関する。そして，通信端末は，スーパーフレームに含まれるビーコンを生成するビーコン生成部と，受信したビーコンを解析するビーコン解析部とを有する。ビーコン生成部が生成するビーコンは，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含む。ピコネットに新たに参加した通信端末のビーコン解析部は，スーパーフレームを受信し，スーパーフレームのビーコンに含まれる，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読する。これにより，受信する情報の解読をいったん止めて，新たに参加した通信端末は，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に，受信した情報を解読し始める。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，あるデバイスがピコネットに参加する際の，不安定さを解消し，不必要な電力を軽減することができる無線ＬＡＮシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１の側面は，スーパーフレームを用いた近距離無線通信方法に関する。そして，スーパーフレームは，ビーコンを含む。
【００２２】
図３は，ビーコンのフレーム構成例を示す概念図である。図３に示されるように，ビーコン１１１のフレーム構成は，たとえば，プリアンブル１１２，ヘッダ１１４，デバイスＩＤ１１６，帯域予約情報１１８，及びＦＣＳ（Ｆｌａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）１２０を含む。プリアンブルは，ビーコンフレームの解読に使用するフィールドである。ヘッダは，ビーコンフレームであることを示すフィールドである。デバイスＩＤは，ビーコンの送信元である通信端末を示すフィールドである。帯域予約情報は，通信端末によるスーパーフレーム内のタイムスロットの予約状況を示す情報である。ＦＣＳは，ビーコンフレームの受信誤りの有無を解読するためのフィールドである。なお，特開２００５−３３３３６０号公報に示されるようなビーコンのフレーム構成を有していてもかまわない。
【００２３】
本発明は，基本的には，スーパーフレームが，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含む。この次ビーコン時間情報に関するフィールド１２２は，ビーコンに含まれていることが好ましい。このビーコンは，通常スーパーフレームの最初の期間に割り当てられる。そして，次期ビーコン情報は，ヘッダ又はプリアンブルに含まれるものが好ましい。このように，スーパーフレームの始めの部分に，次期ビーコン情報が含まれているので，新規参入デバイスは迅速に次のビーコン時間が始まるまでの時間を把握できることとなる。
【００２４】
ピコネットに新たに参加した通信端末は，スーパーフレームを受信する。そして，スーパーフレームのビーコンに含まれる次ビーコン時間情報に関するフィールド１２２を解読する。新たに参加した通信端末は，この解読情報に基づいて，次のビーコン時間が始まるまでの時間を把握できる。このため，新たに参加した通信端末は，受信する情報の解読をいったん止めて，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に受信した情報を解読し始める。なお，新規に参加した通信端末は，いったん電源をＯＦＦして，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に電源をＯＮ状態とし，受信情報の解読を再開しても良い。
【００２５】
このため新たに参加した通信端末は，受信した情報を解読する必要のない期間は，受信した情報を解読しなくてすむ。これにより誤作動を防止できるほか，無駄な電力を消費する事態を効果的に防止できる。
【００２６】
本発明の第２の側面は，複数の通信端末を含むピコネットにおける近距離無線通信システムに関する。そして，通信端末は，スーパーフレームに含まれるビーコンを生成するビーコン生成部と，受信したビーコンを解析するビーコン解析部とを有する。ビーコン生成部が生成するビーコンは，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を含む。ピコネットに新たに参加した通信端末のビーコン解析部は，スーパーフレームを受信し，スーパーフレームのビーコンに含まれる，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読する。これにより，受信する情報の解読をいったん止めて，新たに参加した通信端末は，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前に，受信した情報を解読し始める。
【００２７】
図４は，本発明の通信端末の構成例を示すブロック図である。この通信端末１３０は，アンテナ１３１を有しており，アンテナ１３１を通じて周辺の通信端末から送信された信号を受信し，自己端末から送信信号を送信する。アンテナ１３１は，無線受信部１３３及び無線送信部１３５と接続されている。無線送信部１３５では，たとえば，ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）信号として変調処理を行う。一方，無線受信部１３３では，たとえば，ＵＷＢ信号の復調処理を行う。そして，無線受信部１３３は，復調した信号を他の回路に供給する。なお，ＵＷＢ変調以外にも公知の変調方式を用いることができる。
【００２８】
無線受信部１３３は，復調した信号を，受信データ解析部１３７に供給する。すると，受信データ解析部１３７は，受信した信号から所定の形式に構築されているデータ情報部分を抽出する。無線受信部１３３は，復調した信号の中からビーコン信号を抽出し，ビーコン解析部１３９に供給する。
【００２９】
本発明のビーコン解析部１３９は，次ビーコン時間解読部１４１を有している。次ビーコン時間解読部１４１は，ビーコンに含まれる次ビーコン時間に関する情報を抽出し，次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報を解読する。次ビーコン時間解読部１４１が解読した次のビーコン時間が始まるまでの時間に関する情報は，中央処理部１４３に供給される。この次ビーコン時間に関する情報を受け取った中央処理部１４３は，次ビーコン時間に関する情報を用いたさまざまな制御を行う。
【００３０】
具体的には，中央処理部１４３は，電源制御部１４５に対し，電源をＯＦＦするように指令を出すとともに，タイミング制御部１４７に対し所定のタイミングで電源をＯＮするための信号を出力するように指令を出す。すると，いったん，通信端末の電源がＯＦＦされるものの，所定のタイミングで電源がＯＮされることとなる。この所定のタイミングとは，たとえば，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前があげられる。「次のビーコン時間が始まる所定時間前」における「所定時間」として，たとえば，１００μ秒以上１ｍ秒以下があげられる。
【００３１】
また，中央処理部１４３は，受信データ解析部１３７又はビーコン解析部１３９に対し，受信信号の解析を止めるように指令を出しても良い。中央処理部１４３は，そのような指令を出す一方で，タイミング制御部１４７に対し所定のタイミング後に，中央処理部１４３に連絡するようにタイミングアラートを出しても良い。そして，所定のタイミング後にタイミングアラートを受け取った中央処理部１４３は，受信データ解析部１３７又はビーコン解析部１３９に対し，受信信号の解析を始めるように指令を出す。「所定のタイミング後」における「所定のタイミング」として，次のビーコン時間が始まる際又は次のビーコン時間が始まる所定時間前があげられる。「次のビーコン時間が始まる所定時間前」における「所定時間」として，たとえば，１００μ秒以上１ｍ秒以下があげられる。このようにすることで，所定時間，受信信号を解析することを中止できるので，受信端末が誤作動する事態を防止できる。また，信号を解析するために用いられる電力を軽減することができる。
【００３２】
通信端末は，動作時間の基準となるクロック信号を所定の間隔で発生する基準時間生成部１４９を有する。基準時間生成部１４９で生成されたクロック信号は，中央制御部１４３などの各部に供給される。さらに通信端末は，中央制御部１４３の制御に基づいて，各種タイミングを設定するタイミング制御部１４７を有する。また，ある周期で自己の存在を周辺の通信端末に対して送信するビーコン信号を生成するビーコン生成部１５１を有する。
【００３３】
無線送信部１３５では，ビーコン生成部１５１で生成されたビーコン情報や，データバッファ１５３から供給されたアプリケーションデータ情報を所定の信号形式に変調処理する。なお，中央制御部１４３は，情報記録部１５５と接続される。情報記録部１５５は，メモリにより構成される。そして，情報記録部１５５は，たとえば，制御プログラムを記憶している。中央制御部１４３は，制御プログラムを読み出して，制御プログラムの指令に基づき，各種演算処理を行う。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は，無線ＰＡＮなどの分野で好適に利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は，ＩＥＥＥ８０２．１５．３無線ネットワークを図示する概略図である。
【図２】図２は、スーパーフレームフォーマットの例を示す図である。
【図３】図３は，ビーコンのフレーム構成例を示す概念図である。
【図４】図４は，本発明の通信端末の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  ネットワーク
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ  通信端末
１０４  中央コーディネーション装置（ＰＮＣ）
１０６  リンク
１０８  ビーコン
１１０  リンク
１１１  ビーコン
１１２  プリアンブル
１１４  ヘッダ
１１６  デバイスＩＤ
１１８  帯域予約情報
１２０  ＦＣＳ
１２２  次ビーコン時間情報フィールド
１３０  通信端末
１３１  アンテナ
１３３  無線受信部
１３５  無線送信部
１３７  受信データ解析部
１３９  ビーコン解析部
１４１  次ビーコン時間解読部
１４３  中央処理部
１４５  電源制御部
１４７  タイミング制御部
１４９  基準時間生成部
１５１  ビーコン生成部
１５３  データバッファ
１５５  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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