(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末と当該複数の通信端末を管理する管理端末とを含む無線通信システムで
あって、
前記複数の通信端末の少なくとも１つは、
第１のビーコンを送信する第１の送信部と、
前記第１のビーコンを受信した他の通信端末から送信された識別情報を含む応答を受
信する第１の受信部と、
前記他の通信端末を自らが代表となるグループに所属する通信端末として登録し、前記他の通信端末の識別情報を保存する保存部と、
第２のビーコンを前記管理端末から受信する第２の受信部と、
前記第２のビーコンの受信に応じて、自端末及び前記保存部に保存された所属端末の
識別情報を、認証要求と共に前記管理端末に一括送信する第２の送信部とを備え、
前記管理端末は、
前記第２のビーコンを送信する送信部と、
前記グループの代表となる通信端末から前記識別情報を一括受信する受信部と、
前記識別情報を用いて、前記グループを形成する全ての通信端末の各々と認証手続を
行う制御部とを備える、無線通信システム。
【請求項２】
前記管理端末の送信部は、応答に使用する周波数チャネルを指定する情報を含めた前記
第２のビーコンを送信する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記管理端末の制御部は、前記応答に使用する周波数チャネルとは異なる周波数チャネ
ルを使用して前記認証手続を行う、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記グループに所属する通信端末は、前記グループから前記管理端末へ送信する応答が
１つのパケットとして認識されるように、前記グループの代表となる通信端末が送信した
応答の後にプリアンブル以外のパケットを連続して送信する、請求項１に記載の無線通信
システム。
【請求項５】
前記グループを形成する前の複数の通信端末に対して第３のビーコンを送信し、当該第
３のビーコンを受信した通信端末から送信された認証要求を受信し、当該認証要求に対し
て、グループの代表となる通信端末又はグループに所属する通信端末のいずれかを指定す
る補助管理端末をさらに備える、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
複数の通信端末と当該複数の通信端末を管理する管理端末とを含む無線通信システムに
おける通信端末であって、
第１のビーコンを送信する第１の送信部と、
前記第１のビーコンを受信した他の通信端末から送信された識別情報を含む応答を受信
する第１の受信部と、
前記他の通信端末を自らが管理するグループに所属する通信端末として登録し、前記他
の通信端末の識別情報を保存する保存部と、
第２のビーコンを前記管理端末から受信する第２の受信部と、
前記第２のビーコンの受信に応じて、自端末及び前記保存部に保存された所属端末の識
別情報を、前記管理端末に一括送信する第２の送信部とを備える、通信端末。
【請求項７】
複数の通信端末と当該複数の通信端末を管理する管理端末とを含む無線通信システムに
おける管理端末であって、
ビーコンを送信する送信部と、
前記ビーコンに応じて、前記複数の通信端末の幾つかで形成されるグループの代表端末
から、当該グループを形成する全ての通信端末の識別情報を一括受信する受信部と、
前記識別情報を用いて、前記グループを形成する全ての通信端末の各々と認証手続を行
う制御部とを備える、管理端末。
【請求項８】
複数の通信端末と当該複数の通信端末を管理する管理端末とを含む、無線通信システム
で行われる通信方法であって、
前記複数の通信端末間で第１のビーコンを送受信するステップと、
前記第１のビーコンを送信した通信端末をグループの代表端末に、前記第１のビーコン
を受信した通信端末をグループの所属端末に割り当てるステップと、__  前記代表端末が、前記所属端末から識別情報を受信して保存するステップと、
前記管理端末から送信される第２のビーコンの受信に応じて、前記代表端末が、前記代
表端末及び前記所属端末の識別情報を前記管理端末に一括送信するステップと、
前記代表端末から一括受信する前記識別情報を用いて、前記管理端末が、前記グループ
を形成する全ての通信端末の各々と認証手続を行うステップとを備える、通信方法。
【請求項９】
複数の通信端末と当該複数の通信端末を管理する管理端末とを含む無線通信システムに
おける、通信端末に用いられる集積回路であって、
第１のビーコンを送信する第１の送信部、
前記第１のビーコンを受信した他の通信端末から送信された識別情報を含む応答を受信
する第１の受信部、
前記他の通信端末を自らが代表となるグループに所属する通信端末として登録し、前記
他の通信端末の識別情報を保存する保存部、
第２のビーコンを前記管理端末から受信する第２の受信部、及び
前記第２のビーコンの受信に応じて、自端末及び前記保存部に保存された所属端末の識
別情報を、認証要求と共に前記管理端末に一括送信する第２の送信部として機能する回路
を備える集積回路。
【請求項１０】
複数の通信端末と当該複数の通信端末を管理する管理端末とを含む無線通信システムに
おける、管理端末に用いられる集積回路であって、
ビーコンを送信する送信部、
前記ビーコンに応じて、前記複数の通信端末の幾つかで形成されるグループの代表端末
から、当該グループを形成する全ての通信端末の識別情報を一括受信する受信部、及び
前記識別情報を用いて、前記グループを形成する全ての通信端末の各々と認証手続を行
う制御部として機能する回路を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーネットワークやアクティブＲＦタグ等の多数の端末を収容する無線ネットワークを用いた無線通信システム、その無線通信システムを構成する通信端末及び管理端末、その無線通信システムが実行する通信方法、並びに通信端末又は管理端末の機能を集積した集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やセンサーネットワークといった、小型低消費電力の無線通信端末を用いたネットワークシステムが注目されている。また、これに類似するシステムとして、自ら無線信号を発信するアクティブＲＦタグを無線通信端末として用いたネットワークシステムがある。
【０００３】
これらのネットワークシステムは、多くの無線通信端末を一元管理できるため、様々な分野への応用が期待されている。例えば、無線通信端末を個々の物品に貼り付けておき、管理端末の通信エリアに搬送されてくる物品の識別、追跡、管理等を無線で行うと言った用途が期待できる。又は、無線通信端末を生徒に所持させておき、学校校門等に設置された管理端末で生徒の登下校を無線で管理すると言った用途が期待できる（図１５）。
【０００４】
図１５は、複数の通信端末１５２０が、管理端末（ＡＰ）１５１０の通信エリアを通過することで認証される従来の無線通信システム１５００の構成例を説明する図である。認証前である通信端末１５２０（以下、端末ＳＴＡと記す）がＡＰ通信エリアに入ると、管理端末１５１０は、端末ＳＴＡを検出する。検出された端末ＳＴＡは、自身の識別情報及び認証要求を管理端末１５１０に送信する。管理端末１５１０は、認証可能であると判定すると、該当する端末ＳＴＡに認証応答を送信して認証を完了する。認証が完了した端末ＳＴＡは、認証済みである端末ＡＳＴＡとなる。
【０００５】
例えば、ＷＰＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．４での認証シーケンスの一例を図１６に示す。図１６において、通信端末１５２０は、認証要求を管理端末１５１０へ送信する。管理端末１５１０は、認証要求が正常に受信できると、Ａｃｋ（Acknowledge；受信確認）を通信端末１５２０へ送信し、認証処理に入る。通信端末１５２０は、Ａｃｋを受信すると、認証処理にかかる所定時間の間待機する。所定時間の待機後、通信端末１５２０は、データ要求を管理端末１５１０へ送信する。管理端末１５１０は、認証できると判定した場合は認証応答を通信端末１５２０に送信する。通信端末１５２０は、認証応答のＡｃｋを管理端末１５１０に送信する。このＡｃｋが管理端末１５１０で正常に受信された時点で、認証が完了する。
【０００６】
これらのネットワークで用いられる無線通信端末は、一般に伝送速度は低速（数ｋｂｐｓから数百ｋｂｐｓ）で、無線信号の到達距離は短い（数ｍから数十ｍ程度）ため、管理端末１５１０の通信エリアが狭くなってしまう。すなわち、移動する通信端末１５２０の１つ１つに対して管理端末１５１０が割ける時間が限られてしまう。これにより、通信エリア内に複数の通信端末１５２０が入ってきた場合には、認証要求の衝突や認証処理の時間切れ等が発生するという問題がある。
【０００７】
例えば、図１７Ａは、管理端末１５１０の通信エリアに入っている通信端末１５２０が少なくて問題が生じていない様子を示している。一方、図１７Ｂは、管理端末１５１０の通信エリアに入っている通信端末１５２０が多くて問題が生じている様子を示している。図１７Ｂに示すように、通信端末１５２０が多い場合には認証完了までの時間が長くなったり、認証に失敗したりする。
【０００８】
上記認証要求の衝突や認証処理の時間切れ等の問題への対策として、複数の管理端末を用いて認証処理を分散させる方法が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１６６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１のように管理端末の数を増やしたとしても、各管理端末が管轄する通信エリアに入ってきた通信端末を認証するためには、管理端末と通信端末とが１対１で認証を行う必要がある。従って、１つの通信エリア内に多くの通信端末が入った場合の根本的な問題は、特許文献１の方法を用いても未だ解決されていない。
【００１１】
それ故に、本発明の目的は、多数の通信端末が管理端末の通信エリアを短い時間で通過するような場合でも、より多くの通信端末の認証が可能な無線通信システム、通信端末、管理端末、通信方法、及び集積回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数の通信端末と複数の通信端末を管理する管理端末とを含む無線通信システムに向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の無線通信システムにおいて、複数の通信端末の少なくとも１つは、第１のビーコンを送信する第１の送信部と、第１のビーコンを受信した他の通信端末から送信された識別情報を含む応答を受信する第１の受信部と、他の通信端末を自らが代表となるグループに所属する通信端末として登録し、他の通信端末の識別情報を保存する保存部と、第２のビーコンを管理端末から受信する第２の受信部と、第２のビーコンの受信に応じて、自端末及び保存部に保存された所属端末の識別情報を、認証要求と共に管理端末に一括送信する第２の送信部とを備え、管理端末は、第２のビーコンを送信する送信部と、グループの代表となる通信端末から識別情報を一括受信する受信部と、識別情報を用いて、グループを形成する全ての通信端末の各々と認証手続を行う制御部とを備える。
【００１３】
管理端末の送信部は、応答に使用する周波数チャネルを指定する情報を含めた第２のビーコンを送信することができる。また、管理端末の制御部は、応答に使用する周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを使用して認証手続を行うことが可能である。
【００１４】
ここで、グループに所属する通信端末は、グループから管理端末へ送信する応答が１つのパケットとして認識されるように、グループの代表となる通信端末が送信した応答の後にプリアンブル以外のパケットを連続して送信してもよい。
【００１５】
さらには、グループを形成する前の複数の通信端末に対して第３のビーコンを送信し、この第３のビーコンを受信した通信端末から送信された認証要求を受信し、この認証要求に対して、グループの代表となる通信端末又はグループに所属する通信端末のいずれかを指定する補助管理端末を備えてもよい。
【００１６】
上述した無線通信システムの通信端末及び管理端末が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える通信方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。また、上述した送受信装置を構成する一部又は全部の機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上記本発明によれば、複数の通信端末と管理端末との間で行う通信量を大幅に減らすことができる。従って、複数の通信端末から管理端末へ向かう通信の衝突割合が低減し、管理端末で行う認証処理の負荷を軽減できる。また、補助管理端末を用いることで、グループを形成できない通信端末の数を極力抑えることができるので、管理端末で行う認証処理の負荷をさらに軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００の構成例を説明する図
【図２】通信端末１２０の詳細な構成例を示す図
【図３】無線チャネルの一例を示す図
【図４】管理端末１１０及び通信端末１２０で送受信される通信パケットの一例を示す図
【図５】端末ＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図
【図６】所属端末ＳＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図
【図７】代表端末ＭＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図
【図８】管理端末ＡＰが行う制御フローの一例を示す図
【図９】認証端末ＡＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図
【図１０Ａ】グループ形成処理の一例を示すシーケンス図
【図１０Ｂ】グループ形成処理の他の一例を示すシーケンス図
【図１１Ａ】グループ認証処理の一例を示すシーケンス図
【図１１Ｂ】グループ認証処理の他の一例を示すシーケンス図
【図１２Ａ】無線通信システム全体の処理シーケンス図
【図１２Ｂ】無線通信システム全体の他の処理シーケンス図
【図１２Ｃ】無線通信システム全体の他の処理シーケンス図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システム１３００の構成例を説明する図
【図１４】補助管理端末ＡＡＰを用いたグループ形成処理の処理シーケンス図
【図１５】従来の無線通信システムの構成例を説明する図
【図１６】ＩＥＥＥ８０２．１５．４の認証シーケンス図
【図１７Ａ】従来の無線通信システムでの問題を説明する図
【図１７Ｂ】従来の無線通信システムでの問題を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００の構成例を説明する図である。この第１の実施形態に係る無線通信システム１００は、管理端末（ＡＰ）１１０と、複数の通信端末１２０とで構成される。無線通信システム１００の具体的な適用例としては、背景技術でも述べた商品管理システムや登下校管理システム等が考えられる。図１では、３つの通信端末１２０が、時間経過に伴って矢印の方向へ移動して状態遷移する様子を、主要な区間１０１〜１０５で示している。
【００２０】
本発明では、複数の通信端末１２０のそれぞれが、認証される前である通信端末（端末ＳＴＡ）から認証済みである通信端末（認証端末ＡＳＴＡ）になるまでに、ネットワーク接続されたグループを形成し、このグループ内でマスタとして機能する通信端末（以下、代表端末ＭＳＴＡと記す）及びスレーブとして機能する通信端末（以下、所属端末ＳＳＴＡと記す）のいずれかに変化することを特徴とする。
【００２１】
（１）概要
この代表端末ＭＳＴＡ及び所属端末ＳＳＴＡと管理端末１１０との間で行われる認証処理を詳細に説明する前に、図１を参照して、第１の実施形態に係る無線通信システム１００の認証処理の概念を簡単に説明する。
【００２２】
図１に示す３つの通信端末１２０は、管理端末１１０に認証される前の端末ＳＴＡの状態であり、かつどのグループにもまだ属していないものとする（区間１０１）。端末ＳＴＡは、他の端末ＳＴＡとの間で新たなグループを形成するために、独自のタイミングで所定のビーコン（第１ビーコン）を送信して他の端末ＳＴＡの検出を試みる（区間１０２）。この独自のタイミングは、任意に設定可能である。
【００２３】
検出の結果、３つの端末ＳＴＡによって１つのグループが形成される。そして、この構築されたグループにおいて、１つの通信端末１２０が代表端末ＭＳＴＡとなり、残りの通信端末１２０が所属端末ＳＳＴＡとなる（区間１０３）。代表端末ＭＳＴＡは、グループに属する全ての所属端末ＳＳＴＡの識別情報（ＩＤやアドレス等）を管理する。
【００２４】
代表端末ＭＳＴＡが管理端末１１０の通信エリアに入り、管理端末１１０から所定のビーコン（第２ビーコン）を受信すると、代表端末ＭＳＴＡは、自己及びグループに属する全ての所属端末ＳＳＴＡの認証要求を、グループを代表して管理端末１１０に対して行う（区間１０４）。
【００２５】
そして、管理端末１１０から認証応答を受信すると、代表端末ＭＳＴＡが認証端末ＡＳＴＡとなり、またグループに所属する全ての所属端末ＳＳＴＡも、認証端末ＡＳＴＡとなる（区間１０５）。
【００２６】
図２は、通信端末１２０の詳細な構成例を示す図である。図２において通信端末１２０は、アンテナ２２０、送受信部２３０、変調部２５０、復調部２６０、制御部２７０、及びメモリ２８０を備える。変調部２５０は、符号化部２５１及びデジタル変調部２５２を含む。復調部２６０は、デジタル復調部２６１及び復号化部２６２を含む。送受信部２３０は、デジタルアナログ変換部２３１、ローパスフィルタ２３２及び２４０、ミキサ２３３及び２３８、バンドパスフィルタ２３４及び２３７、パワーアンプ２３５、ローノイズアンプ２３６、ローカル発振器２３９、可変ゲインアンプ２４１、及びアナログデジタル変換部２４２を含む。
【００２７】
メモリ２８０は、通信端末１２０が、端末ＳＴＡ、代表端末ＭＳＴＡ、所属端末ＳＳＴＡ、及び認証端末ＡＳＴＡのいずれの端末状態であるかを示す情報を保持する。また、メモリ２８０は、他の通信端末１２０から受信した識別情報を保存する。制御部２７０は、メモリ２８０に保持された自身の端末状態に基づいて、必要な送信データの生成及び受信データの処理を行う。制御部２７０で生成された送信データは、変調部２５０で送信信号に変換され、送受信部２３０で高周波の無線信号に変換された後、アンテナ２２０から送信される。アンテナ２２０から受信された高周波の無線信号は、送受信部２３０で受信信号に変換され、復調部２６０で受信データに変換された後、制御部２７０に入力される。変調部２５０及び復調部２６０は、デジタル信号処理回路で実現してもよいし、ＤＳＰ等のプロセッサで実現してもよい。なお、管理端末１１０も同一の構成で実現可能である。
【００２８】
図３は、無線チャネルの一例を示す図である。この図３は、横軸を周波数としたスペクトルマスクを表現しており、帯域３０１〜３０６がそれぞれチャネルＣＨ１〜ＣＨ６のチャネル帯域幅を示している。通信端末１２０及び管理端末１１０は、これら複数の無線チャネルの中から通信に使用する無線チャネルを選択して、相手端末と通信する。もちろん、通信に使用する無線チャネルが１つであるシステムの場合でも、時分割通信等を用いれば本発明を適用可能である。
【００２９】
図４は、管理端末１１０及び通信端末１２０で送受信される通信パケットの一例を示す図である。図４に示す通信パケットは、プリアンブル４０１、ＰＨＹ（physical layer）ヘッダ４０２、ＭＡＣ（media access control）ヘッダ４０３、及びペイロード４０４で構成される。プリアンブル４０１は、復調部２６０がパケットの時間同期や周波数同期を行うための信号である。ＰＨＹヘッダ４０２は、データの開始位置、データの変調方式、及びデータ長等の復調に必要なパラメータを格納している。ＭＡＣヘッダ４０３は、アドレスや制御コマンド等のアクセスに必要なパラメータを格納している。ペイロード４０４は、送信データや制御データを格納している。なお、データの種類及び通信端末１２０の端末状態を示す情報は、ＭＡＣヘッダ４０３に記述されている。
【００３０】
（２）詳細な説明
２−１．端末状態別の制御フローチャート
次に、図５〜図１２Ｃを参照して、管理端末１１０と通信端末１２０との間で行われる認証処理を詳細に説明する。図５〜図９は、端末ＳＴＡ、所属端末ＳＳＴＡ、代表端末ＭＳＴＡ、管理端末ＡＰ、及び認証端末ＡＳＴＡが行う処理をそれぞれ説明したフローチャートである。図１０Ａ〜図１２Ｃは、管理端末１１０及び通信端末１２０が行う処理シーケンスを示す図である。
【００３１】
図５は、端末ＳＴＡが行う制御フローチャートの一例を示す図である。
まず、通信端末１２０は、電源投入時等によって動作を開始すると、端末状態をＳＴＡに設定する（ステップＳ５０１）。このときに、端末ＳＴＡとして動作する期間、スリープする期間、及び無線チャネル等の初期設定が行われる。初期設定が済んだ端末ＳＴＡは、ビーコンの受信待ち受け状態となり（ステップＳ５０２）、管理端末１１０から送信されるＡＰビーコン（第２ビーコン）及び代表端末ＭＳＴＡから送信されるＭＳＴＡビーコン（第１ビーコン）を受信したか否かを判断する（ステップＳ５０３、Ｓ５０４）。なお、第１ビーコンに関連する情報の送受信は、送受信部２３０の第１の受信部（図示せず）で行われ、第２ビーコンに関連する情報の送受信は、送受信部２３０の第２の受信部（図示せず）で行われる。
【００３２】
ＡＰビーコンを受信した場合、端末ＳＴＡは、管理端末１１０に対して認証要求を直接行う（ステップＳ５０７）。そして、端末ＳＴＡは、所定のタイムアウト時間までに認証が成功すれば、端末状態を認証端末ＡＳＴＡへ変化させ、認証が失敗すればステップＳ５０２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ５０８、Ｓ５０９）。また、ＭＳＴＡビーコンを受信した場合、端末ＳＴＡは、ＭＳＴＡビーコンを送信してきた代表端末ＭＳＴＡに認証要求を行う（ステップＳ５１０）。そして、端末ＳＴＡは、所定のタイムアウト時間までに認証が成功すれば、端末状態をこの代表端末ＭＳＴＡのグループに属する所属端末ＳＳＴＡへ変化させ、認証が失敗すればステップＳ５０２に戻って処理を繰り返す。
【００３３】
一方、所定のタイムアウト時間までに、管理端末１１０からも代表端末ＭＳＴＡからもビーコンを受信しない場合、端末ＳＴＡは、自らが代表端末ＭＳＴＡとして動作できるか否かを判断する（ステップＳ５０５、Ｓ５０６）。この判断は、例えば自身のバッテリー状態、送受信部及び変復調部の性能、又は乱数等で決定すればよい。代表端末ＭＳＴＡとして動作できると判断した場合、端末ＳＴＡは、ＭＳＴＡビーコンの送信処理を行って、他の端末ＳＴＡからの応答を待つ（ステップＳ５１３、Ｓ５１４）。
【００３４】
そして、端末ＳＴＡは、他の端末ＳＴＡから認証要求の応答を受信すると、この認証要求に応じて送信元の端末ＳＴＡについて所属端末ＳＳＴＡの認証処理を行う（ステップＳ５１５、Ｓ５１７）。そして、端末ＳＴＡは、所定のタイムアウト時間までに認証が成功すれば、端末状態を新たなグループを管理する代表端末ＭＳＴＡへ変化させ、認証が失敗すればステップＳ５０２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ５１８、Ｓ５１９）。なお、所定のタイムアウト時間までに他の端末ＳＴＡから認証要求の応答を受信できなかった場合には、端末ＳＴＡは、ステップＳ５０２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ５１６）。
【００３５】
上記端末ＳＴＡの処理によって、ＭＳＴＡビーコンの送受信が可能な範囲にある複数の端末ＳＴＡが１グループを形成することができる。この１グループは、唯一の代表端末ＭＳＴＡと、１つ以上の所属端末ＳＳＴＡとで構成されることになる。
次に、この所属端末ＳＳＴＡ及び代表端末ＭＳＴＡの制御を説明する。
【００３６】
図６は、所属端末ＳＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図である。
端末状態がＳＳＴＡに変更されると、所属端末ＳＳＴＡとして動作する期間、スリープする期間、及び無線チャネル等の初期設定が行われる（ステップＳ６０１）。初期設定が済んだ所属端末ＳＳＴＡは、ビーコンの受信待ち受け状態となり（ステップＳ６０２）、管理端末１１０からＡＰビーコンを受信したか否か、管理端末１１０から認証応答を受信したか否か、及び代表端末ＭＳＴＡからＭＳＴＡビーコンを受信したか否かを判断する（ステップＳ６０３〜Ｓ６０５）。
【００３７】
ＡＰビーコンを受信した場合、所属端末ＳＳＴＡは、代表端末ＭＳＴＡが管理端末１１０に対してグループ認証要求を行った結果が来るまで待機する（ステップＳ６０８）。そして、所属端末ＳＳＴＡは、所定のタイムアウト時間までに管理端末１１０から認証応答を受信できれば、応答確認を行った後に端末状態を認証端末ＡＳＴＡへ変化させ、認証が失敗すればステップＳ６０２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ６０９〜Ｓ６１１）。また、管理端末１１０から認証応答を受信した場合、所属端末ＳＳＴＡは、応答確認を行った後に端末状態を認証端末ＡＳＴＡへ変化させる（ステップＳ６１１）。
【００３８】
また、所属端末ＳＳＴＡは、ＭＳＴＡビーコンを受信した場合には、所属端末ＳＳＴＡとして必要な通信処理を行い（ステップＳ６１２）、所定のタイムアウト時間までにＭＳＴＡビーコンを受信しなかった場合には、ビーコン同期が無くなって（ロストして）いないかを判定する（ステップＳ６０６、Ｓ６０７）。ここで、ビーコン同期がロストしていると判断した場合にはグループから離脱したものと判断し、所属端末ＳＳＴＡは、端末状態を端末ＳＴＡへ変化させる。
【００３９】
図７は、代表端末ＭＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図である。
端末状態がＭＳＴＡに変更されると、代表端末ＭＳＴＡとして動作する期間、スリープする期間、及び無線チャネル等の初期設定が行われる（ステップＳ７０１）。次に、代表端末ＭＳＴＡは、ＭＳＴＡビーコンの送信処理を行い、所属端末ＳＳＴＡからの応答待ち受け処理を行う（ステップＳ７０２、Ｓ７０３）。
【００４０】
管理端末１１０からＡＰビーコンを受信した場合、代表端末ＭＳＴＡは、管理端末１１０に対してグループ認証要求を行う（ステップＳ７０４、Ｓ７０８）。そして、代表端末ＭＳＴＡは、所定のタイムアウト時間までに認証応答を受信できれば、応答確認を行った後に端末状態を認証端末ＡＳＴＡへ変化させ、認証が失敗すればステップＳ７０２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ７０９、Ｓ７１０、Ｓ７１４）。一方、所定のタイムアウト時間までに所属端末ＳＳＴＡから認証要求又は通信要求を受信した場合、代表端末ＭＳＴＡは、所属端末ＳＳＴＡの認証処理又は通信処理を行う（ステップＳ７０５〜Ｓ７０７、Ｓ７１１、Ｓ７１２）。なお、所定のタイムアウト時間までにＡＰビーコンも所属端末ＳＳＴＡからの認証要求及び通信要求も受信しなかった場合には、使用している無線チャネルを変更してステップＳ７０２からの処理を繰り返す（ステップＳ７１３）。
【００４１】
図８は、管理端末１１０が行う制御フローの一例を示す図である。
管理端末１１０は、ＡＰビーコンの送信処理を行い、各通信端末１２０からの応答待ち受け処理を行う（ステップＳ８０１、Ｓ８０２）。
【００４２】
代表端末ＭＳＴＡからグループ認証要求を受信した場合、管理端末１１０は、代表端末ＭＳＴＡにグループ認証応答を行う（ステップＳ８０３、Ｓ８０７）。そして、管理端末１１０は、所定のタイムアウト時間までに代表端末ＭＳＴＡ及び所属端末ＳＳＴＡの認証が成功すれば、ステップＳ８０２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ８０８〜Ｓ８１１）。一方、所定のタイムアウト時間までに端末ＳＴＡから認証要求又は認証端末ＡＳＴＡから通信要求を受信した場合、管理端末１１０は、端末ＳＴＡの認証処理又は認証端末ＡＳＴＡとの通信処理を行う（ステップＳ８０４〜Ｓ８０６、Ｓ８１２、Ｓ８１３）。
【００４３】
図９は、認証端末ＡＳＴＡが行う制御フローの一例を示す図である。
端末状態がＡＳＴＡに変更されると、認証端末ＡＳＴＡとして動作する期間、スリープする期間、及び無線チャネル等の初期設定が行われる（ステップＳ９０１）。次に、認証端末ＡＳＴＡは、管理端末１１０からの応答待ち受け処理を行う（ステップＳ９０２）。
【００４４】
管理端末１１０からＡＰビーコンを受信した場合、認証端末ＡＳＴＡは、認証端末ＡＳＴＡとして必要な通信処理を行い（ステップＳ９０３、Ｓ９０６）、所定のタイムアウト時間までにＡＰビーコンを受信しなかった場合には、ビーコン同期がロストしていないかを判定する（ステップＳ９０３〜Ｓ９０５）。ここで、ビーコン同期がロストしていると判断した場合には、認証端末ＡＳＴＡは、端末状態を端末ＳＴＡへ変化させる。
【００４５】
２−２．グループ形成処理のシーケンス
図１０Ａは、グループ形成処理の一例を示すシーケンス図である。この図１０Ａでは、３つの端末ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３が１つのグループを形成する場合を説明する。なお、端末間の信号送受信は、図４に示したパケット形式で行われる。
【００４６】
まず、端末ＳＴＡ１は、他の端末がビーコンを送信していないか確認するため、一定期間受信を待ち受ける。一定期間が経過してもビーコンが受信されないので、端末ＳＴＡ１は、自己が代表端末ＭＳＴＡになるためのビーコン(STA1)を送信する。端末ＳＴＡ１は、ビーコン(STA1)を送信後、他の端末からの応答を受信するため、一定期間受信を待ち受ける。なお、応答がなければビーコン(STA1)の送信を繰り返す。
【００４７】
この時点で、端末ＳＴＡ２が受信待ち受け状態になったとする。端末ＳＴＡ２は、端末ＳＴＡ１が送信するビーコン(STA1)を受信し、端末ＳＴＡ１に対して認証要求(STA2)を送信する。端末ＳＴＡ１は、端末ＳＴＡ２から認証要求(STA2)を受信すると、端末ＳＴＡ２に対して受信確認（ＡＣＫ）を送信すると共に、自身の端末状態を代表端末ＭＳＴＡ１に変更して認証処理を行う。端末ＳＴＡ２は、代表端末ＭＳＴＡ１からＡＣＫを受信すると、認証要求がなされたと判断し、認証応答が送信されるまで所定期間待ち状態に入る。
【００４８】
次にこの時点で、端末ＳＴＡ３が受信待ち受け状態になったとする。端末ＳＴＡ３は、端末ＳＴＡ１が端末ＳＴＡ２宛に送信したＡＣＫを受信する。これにより、端末ＳＴＡ３は、近傍に他の端末が存在すると判定し、ビーコンを受信できるよう受信待ち受けのタイミングを調整する。
【００４９】
代表端末ＭＳＴＡ１は、認証要求(STA2)から所定時間内に認証応答(STA2)を端末ＳＴＡ２に送信する。端末ＳＴＡ２は、所定期間の経過後に待ち状態を解除し、受信待ち受け状態に入る。そして、端末ＳＴＡ２は、代表端末ＭＳＴＡ１から認証応答(STA2)を受信し、ＡＣＫを代表端末ＭＳＴＡ１に送信する。代表端末ＭＳＴＡ１がＡＣＫを受信すると、端末ＳＴＡ２の認証が終了する。この時点で、端末ＳＴＡ２は、自身の端末状態を所属端末ＳＳＴＡ２に変更する。代表端末ＭＳＴＡ１は、端末ＳＴＡ３に対しても上記と同様の処理を繰り返し行う。
【００５０】
なお、図１０Ｂに示すように、端末ＳＴＡ２から自主的に、認証応答(STA2)を代表端末ＭＳＴＡ１に要求するようにしてもよい。この場合、端末ＳＴＡ２は、所定期間の経過後に待ち状態を解除した後、代表端末ＭＳＴＡ１に対してデータ要求(STA2)を送信する。このデータ要求には、データ要求コマンド及び要求元のアドレスが含まれている。端末ＳＴＡ２は、データ要求(STA2)を送信後、一定期間待ち受け状態に入る。
【００５１】
データ要求(STA2)を受信した代表端末ＭＳＴＡ１は、要求元のアドレス宛のデータがあればそのデータを送信する。ここでは、端末ＳＴＡ２宛の認証応答(STA2)があるので、代表端末ＭＳＴＡ１は、端末ＳＴＡ２に送信する。認証応答(STA2)を受信すると、端末ＳＴＡ２は、ＡＣＫを代表端末ＭＳＴＡ１へ送信する。
【００５２】
２−３．グループ認証処理のシーケンス
図１１Ａは、グループ認証処理の一例を示すシーケンス図である。この図１１Ａでは、代表端末ＭＳＴＡ１、所属端末ＳＳＴＡ２、及び所属端末ＳＳＴＡ３で形成されるグループが、管理端末１１０との間で認証を行う場合を説明する。なお、端末間の信号送受信は、図４に示すパケット形式で行われる。
【００５３】
まず、管理端末１１０は、定期的にビーコン(AP,CCH)を送信し、その後所定期間受信待ち受け状態になる。代表端末ＭＳＴＡ１は、ビーコン(AP,CCH)を受信するとグループ認証要求(STA1〜3、CH)を送信する。所属端末ＳＳＴＡ２及びＳＳＴＡ３は、代表端末ＭＳＴＡ１と同期しており、代表端末ＭＳＴＡ１が送信するパケットは受信することができる。典型的には、ビーコン(AP,CCH)や認証要求等は、無線チャネルとは異なる制御チャネルＣＣＨで通信される。このようにすれば、ビーコンと無線チャネルを使用した信号とが干渉しないため、認証処理の実効性が上がる。なお、この制御チャネルＣＣＨは、各端末で既知であってもよいし、各端末がチャネルサーチ等でビーコン(AP,CCH)を検出して制御チャネルＣＣＨを特定してもよい。
【００５４】
所属端末ＳＳＴＡ２及びＳＳＴＡ３は、代表端末ＭＳＴＡ１がグループ認証要求(STA1〜3、CH)を送信したことを検出すると、管理端末１１０からのＡＣＫが送信されるのを待つ。代表端末ＭＳＴＡ１宛に送信されるＡＣＫを受信すると、代表端末ＭＳＴＡ１、所属端末ＳＳＴＡ２、及び所属端末ＳＳＴＡ３は、グループ認証処理が行われると判定し、これによりグループ認証応答にかかる所定期間待ち状態に入り、管理端末１１０からのグループ認証応答(STA1〜3)の送信を待ち受ける。
【００５５】
グループ認証応答(STA1〜3)を受信した代表端末ＭＳＴＡ１、所属端末ＳＳＴＡ２、及び所属端末ＳＳＴＡ３は、管理端末１１０にＡＣＫをそれぞれ送信する。このＡＣＫを送信する順番としては、例えばグループ認証応答に含まれるアドレス順が考えられる。又は、各端末が送信するＡＣＫが連結された１つのＡＣＫパケットとみなせるように、送信タイミングを調整してもよい。この場合、最初のＡＣＫだけにプリアンブル部分を含めるようにすれば、ＡＣＫパケットの送信時間をさらに短縮することが可能である。
【００５６】
管理端末１１０がグループ認証応答(STA1〜3)を送信した各端末からのＡＣＫを受信した時点で、グループ認証が完了する。管理端末１１０は、通信エリア内に存在する他のグループについても同様のシーケンスを繰り返してグループ認証を行う。
【００５７】
なお、図１１Ｂに示すように、代表端末ＭＳＴＡ１から自主的に、グループ認証応答(STA1〜3)を管理端末１１０に要求するようにしてもよい。この場合、代表端末ＭＳＴＡ１は、認証応答が用意されるまでの所定期間待ち状態を解除した後、管理端末１１０に対してデータ要求(MSTA1)を送信する。データ要求(MSTA1)を受信した管理端末１１０は、要求元のアドレス宛のデータがあればそのデータを送信する。ここでは、代表端末ＭＳＴＡ１宛のグループ認証応答データがあるので、これをグループ認証応答(STA1〜3)として代表端末ＭＳＴＡ１に送信する。
【００５８】
２−４．無線通信システム全体の処理シーケンス
図１２Ａは、上述した内容に基づいた無線通信システム全体の処理シーケンス図である。この図１２Ａでは、６つの端末ＳＴＡ１〜ＳＴＡ６が２つのグループを形成し、１つの無線チャネルを使用して管理端末１１０に認証要求する場合を説明している。図１２の処理シーケンスは、グループ形成処理１２１１及び１２１２、認証要求処理１２１３、及び認証応答処理１２１４に分かれる。
【００５９】
端末ＳＴＡ１が他の端末ＳＴＡ２及びＳＴＡ３を検出するためにビーコン(STA1)を送信する。ビーコンを受信した端末ＳＴＡ２は、グループに所属するために識別情報（アドレス等）を含めた認証要求(STA2)を端末ＳＴＡ１へ送信する。端末ＳＴＡ１は、認証要求(STA2)を受信するとグループ形成を開始する。そして、端末ＳＴＡ１は、端末ＳＴＡ２へ認証応答(STA2)を送信する。端末ＳＴＡ２で認証応答(STA2)の受信が成功するとグループ内の認証が完了する。この時点で、端末ＳＴＡ１は代表端末ＭＳＴＡ１に、端末ＳＴＡ２は所属端末ＳＳＴＡ２に、端末状態を変更する。所属端末ＳＳＴＡ３についても同様である。この処理により、代表端末ＭＳＴＡは、グループに所属する全ての所属端末ＳＳＴＡの識別情報を保持することになる。以降、代表端末ＭＳＴＡ１は、定期的にビーコン(MSTA1)を送信し、所属端末ＳＳＴＡ２及びＳＳＴＡ３はこのビーコン(MSTA1)に基づいて通信を行う。
【００６０】
一方、端末ＳＴＡ４〜ＳＴＡ６についても同様にグループ形成が行われ、代表端末ＭＳＴＡ５と、所属端末ＳＳＴＡ４及びＳＳＴＡ６が決定される。以降、代表端末ＭＳＴＡ５は、定期的にビーコン(MSTA5)を送信し、所属端末ＳＳＴＡ４及びＳＳＴＡ６はこのビーコン(MSTA5)に基づいて通信を行う。
【００６１】
グループ形成後、代表端末ＭＳＴＡ１及びＭＳＴＡ５がビーコン(AP)を受信すると、自身のグループの認証要求を管理端末１１０に対して行う。
図１２Ａでは、まず代表端末ＭＳＴＡ１が認証要求を行う。代表端末ＭＳＴＡ１は、グループ認証要求(STA1〜3)を管理端末１１０へ送信する。このグループ認証要求(STA1〜3)には、グループ認証要求コマンドと、代表端末ＭＳＴＡ１のアドレスと、所属端末ＳＳＴＡ２及びＳＳＴＡ３のアドレスとが含まれている。代表端末ＭＳＴＡ１は、グループ認証要求(STA1〜3)を送信した後、管理端末１１０から認証応答(STA1〜3)が返信されるまでの所定時間待ち状態に入る。
【００６２】
次に、代表端末ＭＳＴＡ５が認証要求を行う。代表端末ＭＳＴＡ５は、グループ認証要求(STA4〜6)を管理端末１１０送信する。このグループ認証要求(STA4〜6)には、グループ認証要求コマンドと、代表端末ＭＳＴＡ５のアドレスと、所属端末ＳＳＴＡ４及びＳＳＴＡ６のアドレスとが含まれている。代表端末ＭＳＴＡ５は、グループ認証要求(STA4〜6)を送信した後、管理端末１１０から認証応答(STA4〜6)が返信されるまでの所定時間待ち状態に入る。
【００６３】
管理端末１１０は、グループ認証要求を受信した時点で自身の通信エリアにどの端末が何台入ってきたかを検出することができる。これに基づいて以降の認証順序をスケジューリングすることが可能となる。
【００６４】
管理端末１１０は、代表端末ＭＳＴＡ１のグループからグループ認証要求(STA1〜3)を受信すると、グループ認証応答(STA1〜3)を送信する。グループ認証応答(STA1〜3)には、グループ認証応答コマンドと、代表端末ＭＳＴＡ１のアドレスと、所属端末ＳＳＴＡ２及びＳＳＴＡ３のアドレスとが含まれている。各端末がグループ認証応答(STA1〜3)の受信に成功すると、管理端末１１０による認証が完了する。よって、代表端末ＭＳＴＡ１、所属端末ＳＳＴＡ２及びＳＳＴＡ３は、認証端末ＡＳＴＡ１〜ＡＳＴＡ３となる。
【００６５】
続いて管理端末１１０は、代表端末ＭＳＴＡ５のグループからグループ認証要求(STA4〜6)を受信すると、グループ認証応答(STA4〜6)を送信する。グループ認証応答(STA4〜6)には、グループ認証応答コマンドと、代表端末ＭＳＴＡ５のアドレスと、所属端末ＳＳＴＡ４及びＳＳＴＡ６のアドレスとが含まれている。各端末がグループ認証応答(STA4〜6)の受信に成功すると、管理端末１１０による認証が完了する。よって、代表端末ＭＳＴＡ５、所属端末ＳＳＴＡ４及びＳＳＴＡ６は、認証端末ＡＳＴＡ４〜ＡＳＴＡ６となる。
【００６６】
管理端末１１０による認証が完了すると、認証端末ＡＳＴＡ１〜ＡＳＴＡ６は、ビーコン(AP)に従い、管理端末１１０のネットワーク内で通信を行う。
【００６７】
図１２Ｂは、無線通信システム全体の他の処理シーケンス図である。この図１２Ｂは、図１２Ａの認証要求処理１２１３において、２つのグループが３つの無線チャネルを使用して管理端末１１０に認証要求する場合を説明している。複数の無線チャネルを使用すれば、収容できる端末数を増やすことができる。なお、グループ形成処理１２２１では、無線チャネルＣＨ２で通信を開始し、グループ形成処理１２２２では、無線チャネルＣＨ３で通信を開始しているものとする。また、管理端末１１０は、複数の無線チャネルを同時に使用できるものとする。
【００６８】
グループ形成後、代表端末ＭＳＴＡ１及びＭＳＴＡ５は、管理端末１１０からのビーコン(AP,CCH)を受信するために、制御チャネルＣＣＨでの受信を開始する。ビーコン(AP,CCH)を受信した代表端末ＭＳＴＡ１は、グループが使用している無線チャネル番号ＣＨ２をさらに含んだグループ認証要求(STA1〜3、CH2)を管理端末１１０へ送信する。また、ビーコン(AP,CCH)を受信した代表端末ＭＳＴＡ５も、グループが使用している無線チャネル番号ＣＨ３をさらに含んだグループ認証要求(STA4〜6、CH3)を管理端末１１０へ送信する。
【００６９】
管理端末１１０は、代表端末ＭＳＴＡ１のグループからグループ認証要求(STA1〜3、CH2)を受信すると、グループが使用する無線チャネル番号ＣＨ２をさらに含んだグループ認証応答(STA1〜3、CH2)を無線チャネルＣＨ２で送信する。また、管理端末１１０は、代表端末ＭＳＴＡ５のグループからグループ認証要求(STA4〜6、CH3)を受信すると、グループが使用する無線チャネル番号ＣＨ３をさらに含んだグループ認証応答(STA4〜6、CH3)を無線チャネルＣＨ３で送信する。ここで、管理端末１１０は、無線チャネルＣＨ２のグループ認証応答(STA1〜3、CH2)と無線チャネルＣＨ３のグループ認証応答(STA4〜6、CH3)とを同時に送信してもよい。こうすれば、認証応答にかかる時間をさらに低減することができる。なお、グループ認証応答の送信前に、割り当てられる無線チャネルを通知するＡＣＫを送信してもよい（図示せず）。
【００７０】
各端末がグループ認証応答の受信に成功すると、管理端末１１０による認証が完了する。よって、代表端末ＭＳＴＡ１、所属端末ＳＳＴＡ２〜ＳＳＴＡ４、代表端末ＭＳＴＡ５、所属端末ＳＳＴＡ６は、認証端末ＡＳＴＡ１〜ＡＳＴＡ６となる。
【００７１】
図１２Ｃは、無線通信システム全体のさらに他の処理シーケンス図である。図１２Ｂの認証要求処理１２２３では管理端末１１０が制御チャネルＣＣＨを用いてビーコン送信を行っていたが、この図１２Ｃではグループ毎に予め無線チャネルを割り当ててビーコン送信を行う場合を説明する。
【００７２】
ビーコンには、認証要求チャネル割り当てコマンドとその無線チャネル番号とを含めることができる。例えば、ビーコン(AP、CH2、CH3)には、認証要求チャネル割り当てコマンドと、無線チャネルＣＨ２及びＣＨ３が含まれる。
【００７３】
ビーコン(AP、CH2、CH3)を受信した代表端末ＭＳＴＡ１は、グループに割り当てられた無線チャネルＣＨ２を使用して、グループ認証要求(STA1〜3、CH2)を管理端末１１０へ送信する。また、ビーコン(AP、CH2、CH3)を受信した代表端末ＭＳＴＡ５は、グループに割り当てられた無線チャネルＣＨ３を使用して、グループ認証要求(STA4〜6、CH3)を管理端末１１０へ送信する。ここで、代表端末ＭＳＴＡ１からのグループ認証要求(STA1〜3、CH2)と、代表端末ＭＳＴＡ５からのグループ認証要求(STA4〜6、CH3)とは、無線チャネルが異なるため同時に送信することができ、認証要求にかかる時間をさらに低減することができる。
【００７４】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００によれば、予め複数の通信端末１２０毎にグループを形成し、各グループにおいて管理端末１１０と通信できる代表を決定しておく。これにより、複数の通信端末１２０と管理端末１１０との間で行う通信量を大幅に減らすことができる。従って、複数の通信端末１２０から管理端末１１０へ向かう通信の衝突割合が低減し、管理端末１１０で行う認証処理の負荷を軽減できる。
【００７５】
＜第２の実施形態＞
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システム１３００の構成例を説明する図である。この第２の実施形態に係る無線通信システム１３００は、補助管理端末（ＡＡＰ）１３１０をさらに備えることが、上記無線通信システム１００と異なる。以下、この補助管理端末１３１０に関する処理を中心に、第２の実施形態を説明する。なお、無線通信システム１００と同じ処理を行う無線通信システム１３００の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
図１３では、３つの通信端末１２０が、時間経過に伴って矢印の方向へ移動して状態遷移する様子を、主要な区間１０１、１３０２、１０３〜１０５で示している。図１３に示すように、区間１３０２における処理が第２の実施形態の特徴である。
【００７７】
補助管理端末１３１０は、管理端末１１０が行う処理を補助する構成であり、端末ＳＴＡのグループ形成にあたり、端末ＳＴＡを代表端末ＭＳＴＡ又は所属端末ＳＳＴＡのどちらかに割り当てる処理を行う。この補助管理端末１３１０は、定期的にビーコンを送信している。
【００７８】
どのグループにもまだ属していない端末ＳＴＡは（区間１０１）、管理端末１１０又は補助管理端末１３１０の検出を試みる（区間１３０２）。ここで、ビーコンを受信した場合、端末ＳＴＡは、補助管理端末１３１０に対して認証要求を行う。認証要求を受けた補助管理端末１３１０は、認証要求してきた端末ＳＴＡを代表端末ＭＳＴＡ又は所属端末ＳＳＴＡのいずれかに認証する。このとき、端末ＳＴＡ毎に使用する無線チャネルを割り当ててもよい。補助管理端末１３１０に代表として認証された代表端末ＭＳＴＡは、近傍にいる所属端末ＳＳＴＡを検出しかつ認証を行って、上記第１の実施形態と同様にグループを形成する（区間１０３）。以降の区間１０４及び１０５で行われる処理は、上述したとおりである。
【００７９】
図１４は、補助管理端末１３１０を用いたグループ形成処理の処理シーケンス図である。補助管理端末１３１０は、制御チャネルＣＣＨを用いてビーコン(AAP)を定期的に送信する。ビーコン(AAP)を受信した端末ＳＴＡ１は、グループに属していないため、補助管理端末１３１０に認証要求(STA1)を送信する。
【００８０】
補助管理端末１３１０は、認証要求(STA1)を受信すると端末認証を開始する。ここで、補助管理端末１３１０は、端末ＳＴＡ１を代表端末として認証することを選択し、無線チャネルＣＨ２を割り当てるとする。この場合、補助管理端末１３１０は、認証応答(MSTA1、CH2)を送信する。認証応答(MSTA1、CH2)には、認証応答コマンド、代表端末としての認証を示す情報、受信先の端末ＳＴＡ１のアドレス、及び使用する無線チャネル番号ＣＨ２が含まれている。端末ＳＴＡ１で認証応答(MSTA1、CH2)の受信が成功すると、認証が完了する。この時点で、端末ＳＴＡ１は自身の状態を代表端末ＭＳＴＡ１に変更し、無線チャネルをＣＨ２に変更する。同様にして、端末ＳＴＡ５が代表端末ＭＳＴＡ５として認証され、無線チャネルＣＨ３が割り当てられる。
【００８１】
その後、代表端末ＭＳＴＡ１は、端末ＳＴＡ２及びＳＴＡ３との間で認証を行い、１つのグループを形成する。また、代表端末ＭＳＴＡ５は、端末ＳＴＡ４及びＳＴＡ６との間で認証を行い、１つのグループを形成する。
【００８２】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システム１３００によれば、予め複数の通信端末１２０毎にグループを形成し、各グループにおいて管理端末１１０と通信できる代表を決定しておく。これにより、通信端末１２０が管理端末１１０に対して行う認証要求の数を、大幅に減らすことができる。また、補助管理端末１３１０が、代表端末ＭＳＴＡの指定及び無線チャネルの割り当てを事前に行うので、グループ形成時におけるパケット衝突の低減及び時間短縮を図れる。
【００８３】
なお、上記実施形態にかかる各構成は、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらの構成は１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩといったが集積度の違いによっては、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと称呼されることもある。また集積回路化の手法は、ＬＳＩに限られるものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで集積回路化を行ってもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを用いてもよい。あるいはこれらの機能ブロックの演算は例えばＤＳＰやＣＰＵなどを用いて演算することもできる。さらにこれらの処理ステップはプログラムとして記録媒体に記録して実行することで処理することもできる。
【００８４】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路かの技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適応などが可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、センサーネットワークやアクティブＲＦタグ等の多数の端末を収容する無線ネットワークを用いた無線通信システム等に利用可能であり、特に多数の通信端末が管理端末の通信エリアを短い時間で通過するような場合でもより多くの通信端末の認証を行いたい場合等に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１００、１５００  無線通信システム
１１０、１５１０  管理端末
１２０、１５２０  通信端末
２２０  アンテナ
２３０  送受信部
２５０  変調部
２６０  復調部
２７０  制御部
２８０  メモリ
３０１〜３０６  チャネル帯域幅
４０１  プリアンブル
４０２  ＰＨＹヘッダ
４０３  ＭＡＣヘッダ
４０４  ペイロード
１３１０  補助管理端末
１０１〜１０４、１３０２  区間
【図１】
0005389801.tif 000002
【図２】
0005389801.tif 000003
【図３】
0005389801.tif 000004
【図４】
0005389801.tif 000005
【図５】
0005389801.tif 000006
【図６】
0005389801.tif 000007
【図７】
0005389801.tif 000008
【図８】
0005389801.tif 000009
【図９】
0005389801.tif 000010
【図１０Ａ】
0005389801.tif 000011
【図１０Ｂ】
0005389801.tif 000012
【図１１Ａ】
0005389801.tif 000013
【図１１Ｂ】
0005389801.tif 000014
【図１２Ａ】
0005389801.tif 000015
【図１２Ｂ】
0005389801.tif 000016
【図１２Ｃ】
0005389801.tif 000017
【図１３】
0005389801.tif 000018
【図１４】
0005389801.tif 000019
【図１５】
0005389801.tif 000020
【図１６】
0005389801.tif 000021
【図１７Ａ】
0005389801.tif 000022
【図１７Ｂ】
0005389801.tif 000023