(57)【要約】  本発明の無線通信システムは、制御装置と通信端末とがアクティブ期間に通信し、制御装置は、１つ以上の切り替え候補チャネルを含む第１のビーコンパケットを生成し、アクティブ期間の最初に通信端末に対して第１のビーコンパケットを送信し、通信端末との通信状態に基づいて使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成し、アクティブ期間の最後に通信端末に対して第２のビーコンパケットを送信し、使用チャネルを切り替えると判断した場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを切り替え、通信端末は、制御装置から、アクティブ期間の最初に第１のビーコンパケットを受信し、アクティブ期間の最後に第２のビーコンパケットを受信し、第２のビーコンパケットに基づいて、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを切り替える。
2010007743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、前記通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、制御装置。
【請求項２】
前記第２のビーコンパケットは、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記変更チャネルを含み、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記アクティブ期間における前記通信端末との通信誤り数が、所定の閾値を超えた場合、使用チャネルを切り替えると判断することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、前記制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最初に前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、
使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最後に前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、通信端末。
【請求項８】
前記第２のビーコンパケットは、前記使用チャネルを切り替える場合、前記変更チャネルを含み、前記使用チャネルを切り替えない場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項９】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１０】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１１】
前記第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１２】
前記第１のビーコンパケット受信部が、前記第１のビーコンパケットの受信に失敗した場合、前記チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１３】
前記変更チャネルは、以前、受信に成功した前記第１のビーコンパケットまたは前記第２のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１４】
前記第２のビーコンパケット受信部が、前記第２のビーコンパケットの受信に失敗した場合、前記チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記変更チャネルは、以前、受信に成功した前記第１のビーコンパケットまたは前記第２のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする、請求項１４に記載の通信端末。
【請求項１６】
通信エリアの範囲内の通信端末と、前記通信端末を管理する制御装置とが、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、アクティブ期間に通信する無線通信システムであって、
前記制御装置は、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルを保持する、制御装置チャネル変更処理部とを備え、
前記通信端末は、
前記アクティブ期間の最初に、前記第１のビーコンパケットを前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、
前記アクティブ期間の最後に、前記第２のビーコンパケットを前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、通信端末チャネル変更処理部とを備える、無線通信システム。
【請求項１７】
通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、前記通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置に用いられる集積回路であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、前記制御装置に用いられる集積回路。
【請求項１８】
参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、前記制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末に用いられる集積回路であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最初に前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、
使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最後に前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、前記通信端末に用いられる集積回路。
【請求項１９】
通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、前記通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置が実行する制御方法であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成ステップと、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信ステップと、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成ステップと、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信ステップと、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える、制御方法。
【請求項２０】
参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、前記制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末が実行する通信方法であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最初に前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信ステップと、
使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最後に前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信ステップと、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える、通信方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の制御方法をコンピュータに実行させる、制御プログラム。
【請求項２２】
請求項２０に記載の通信方法をコンピュータに実行させる、通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに用いられる制御装置、通信端末、制御方法、および通信方法に関し、より特定的には、センサーネットワークやアクティブＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグを用いる無線通信ネットワークにおいて、複数のチャネルを用いることによって発生する干渉を回避する制御装置、通信端末、制御方法、および通信方法に関する。
【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端末によるネットワークが注目されている。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タグといったシステムがある。【０００３】
図１３は、従来の無線通信システム１０を示す図である。図１３において、無線通信システム１０は、制御装置（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）１１と、第１〜第３の通信端末（ＳＴＡ：Ｓｔａｔｉｏｎ）１２−１〜１２−３とを備える。なお、第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３は、制御装置１１の通信エリア１５の範囲内に存在している。制御装置１１は、通信エリア１５の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３に対して、定期的にビーコンパケットをブロードキャストする。ビーコンパケットには制御情報が含まれている。第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３は、制御装置１１からのビーコンパケットを受信し、当該ビーコンパケットに含まれる制御情報に基づいて、制御装置１１と通信する。【０００４】
ここで、無線通信システム１０において、制御装置１１と、各通信端末１２−１〜１２−３とのアクセス方式には様々な方式を用いることができる。例えば、アクセス方式には、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などがある。【０００５】
また、このような無線通信システム１０のネットワークでは、伝送速度は低速（数ｋｂｐｓから数百ｋｂｐｓ）であって、無線信号の到達距離は短い（数ｍから数十ｍ程度）。一方、各通信端末１２−１〜１２−３は、小型であって、電池で数年間駆動できる程、低消費電力であることが特徴である。このため、各通信端末１２−１〜１２−３の消費電力を低減するために、通信プロトコルやフレームフォーマットに工夫がされている。例えば、各通信端末１２−１〜１２−３が通信するアクティブ期間と、通信しないインアクティブ期間とから構成されるフレームフォーマットを用いる。各通信端末１２−１〜１２−３は、インアクティブ期間では通信しないため、スリープ状態にできる。つまり、インアクティブ期間を長時間設定すれば、各通信端末１２−１〜１２−３は、スリープ状態の時間が長いため、消費電力を低減することができる。【０００６】
図１４は、従来のフレームフォーマット５０を示す図である。図１４において、フレームフォーマット５０で示されるフレーム５１は、アクティブ期間５２とインアクティブ期間５３とから構成されている。【０００７】
アクティブ期間５２は、各通信端末１２−１〜１２−３が通信する期間であり、複数の時間スロットで構成される。そして、アクティブ期間５２の複数の時間スロットは、無線通信システム１０のネットワーク内に存在する全ての通信端末で共用される。【０００８】
アクティブ期間５２の複数の時間スロットのうち最初の時間スロットは、ビーコンパケット５４を送受信する期間として割り当てられる。最初の時間スロットでは、制御装置１１が通信エリア１５の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３に対して、ビーコンパケット５４をブロードキャストする。ビーコンパケット５４には、アクティブ期間５２の時間スロット数やその割り当て、アクティブ期間５２の長さ、インアクティブ期間５３の長さ、次のビーコンパケット送信までの時間などフレーム５１に関する制御情報が含まれている。【０００９】
アクティブ期間５２の複数の時間スロットのうち最初の時間スロット以外の時間スロットは、制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信に使用される。【００１０】
一方、インアクティブ期間５３は、各通信端末１２−１〜１２−３が通信しない期間であり、この期間では、各通信端末１２−１〜１２−３はスリープ状態にすることによって消費電力を低減している。【００１１】
図１５は、無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図である。なお、ここでは、説明し易いように、第３の通信端末１２−３は省略している。【００１２】
アクティブ期間５２−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−１をブロードキャストする。各通信端末１２−１および１２−２は、制御装置１１からのビーコンパケット５４−１を受信し、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報を取得する。【００１３】
その後、アクティブ期間５２−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信する。例えば、各通信端末１２−１および１２−２は、制御装置１１にデータを送信し、制御装置１１は、それに対する応答データを各通信端末１２−１および１２−２に送信する。【００１４】
インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信しない。インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。ここで、インアクティブ期間５３−１の長さは、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報によって予め通知されている。【００１５】
インアクティブ期間５３−１が終了し、次のアクティブ期間５２−２の開始時には、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態から動作状態に復帰し、次のフレームの通信に備える。【００１６】
アクティブ期間５２−２では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−１をブロードキャストする。そして、上述した同様の処理を繰り返すことによって、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信する。【００１７】
なお、図１５に示すように、アクティブ期間５２−２において、第１の通信端末１２−１から制御装置１１への通信が失敗している。第１の通信端末１２−１から制御装置１１にデータが送信されているが、制御装置１１は、第１の通信端末１２−１から送信されたデータを正しく受信できていない。この場合、制御装置１１は、第１の通信端末１２−１に、第１の通信端末１２−１に対して応答データを送信できない。第１の通信端末１２−１は、所定期間を経過しても、制御装置１１からの応答データの送信がないため、通信に失敗したと判断する。そして、第１の通信端末１２−１は、制御装置１１へデータを再送する。ここでは、制御装置１１は、第１の通信端末１２−１から再送されたデータを正しく受信できたとする。この場合、制御装置１１は、再送されたデータに対する応答データを第１の通信端末１２−１に送信し、通信が正常に終了している。【００１８】
図１６は、無線チャネルのチャネル帯域を示す図である。図１６において、横軸を周波数としてチャネルＣＨ１〜６のスペクトルマスクを示しており、第１〜第６のチャネル帯域９１〜９６は、チャネルＣＨ１〜６のチャネル帯域である。【００１９】
制御装置１１は、チャネルＣＨ１〜６の中から通信に使用するチャネルを選択し、通信エリア１５の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３に対して、ビーコンパケットをブロードキャストする。各通信端末１２−１〜１２−３は、チャネルスキャンを行って、ビーコンパケットを受信したチャネルのネットワークに参加することになる。このように、制御装置１１と、制御装置１１が管理する通信エリア１５の範囲内に存在している各通信端末１２−１〜１２−３との通信が開始される。【００２０】
このような無線通信システム１０のネットワークが使用する周波数帯は、他のネットワークシステムが使用する周波数帯と共用する場合が多い。このため、システム間やネットワーク間での干渉が問題となる。【００２１】
例えば、９５０ＭＨｚ帯ではパッシブＲＦタグとアクティブＲＦタグとが一部で同じチャネルを使用する。また、２．４ＧＨｚ帯では無線ＬＡＮなどさらに多くのネットワークシステムが周波数帯域を共有している。さらに、隣接する周波数帯で送信電力の大きいシステムが使用されている場合、例えば、携帯電話などが使用されている場合、アクティブＲＦタグのような小型で簡素な高周波部品を用いる無線端末はチャネル選択度が得られずに干渉を受ける可能性もある。【００２２】
他のネットワークシステムからの干渉が多い周波数帯では、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、ネットワーク内の通信端末が使用するチャネルを切り替えさせることが必要となる。【００２３】
図１７は、図１４に示したフレームフォーマット５０で示されるフレーム５１を用いて、第１の通信端末１２−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図である。図１７において、フレーム５１−１は、チャネルＣＨ１を用いて通信が行われている。ここで、アクティブ期間５２−１では、チャネルＣＨ１は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいものとする。制御装置１１は、チャネルＣＨ１では、第１の通信端末１２−１との通信が正常にできないと判断し、ビーコンパケット５４−２を用いてチャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える情報を送信する。【００２４】
第１の通信端末１２−１は、アクティブ期間５２−２では、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える情報を含むビーコンパケット５４−２を受信する。ところが、制御装置１１と第１の通信端末１２−１とは、アクティブ期間５２−２では、チャネルＣＨ１を用いて通信し、アクティブ期間５２−２が終了してからインアクティブ期間５３−２でチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える。【００２５】
そして、制御装置１１と第１の通信端末１２−１とは、次のフレーム５１−３は、チャネルＣＨ２を用いて通信する。また、アクティブ期間５２−３で、チャネルＣＨ２は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断された場合は、さらに、チャネルＣＨ２からチャネルＣＨ３へ使用チャネルを切り替えることになる。【００２６】
このように、制御装置１１は、他のネットワークシステムからの干渉が多い周波数帯では、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように、チャネルＣＨ１〜６の中から通信に使用するチャネルを選択して、ネットワーク内の各通信端末に使用するチャネルを切り替えさせている。【００２７】
また、特許文献１には、アクティブ期間に、チャネルＣＨ１は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断された場合は、インアクティブ期間に、チャネルＣＨ２を用いて通信を行うことによって干渉を回避する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００７−１４３０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、各通信端末は、アクティブ期間の最初の時間スロットでのみ、制御装置からのビーコンパケットを受信するため、当該受信したビーコンパケットに含まれるチャネル切り替えに関する情報を取得しても、実際に切り替えたチャネルで通信するのは、次のフレームのアクティブ期間からとなる。つまり、制御装置と各通信端末とは、他のネットワークシステムからの干渉を回避するためにチャネルを切り替えて、切り替えたチャネルで実際に通信ができるまでに長時間を費やしてしまう。【００３０】
なお、各通信端末の消費電力を低減させるためにインアクティブ期間を長期間設定しているシステムでは、次のアクティブ期間までの期間が長いため、切り替えたチャネルで実際に通信ができるまで、さらに長時間を費やすことになる。【００３１】
他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きい場合、ネットワーク内の各通信端末が使用チャネルを切り替える様子を具体的に説明する。【００３２】
図１８は、無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図である。なお、ここでは、説明し易いように、第３の通信端末１２−３は省略している。【００３３】
アクティブ期間５２−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−１をブロードキャストする。各通信端末１２−１および１２−２は、制御装置１１からのビーコンパケット５４−１を受信し、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報を取得する。【００３４】
その後、アクティブ期間５２−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信する。ここで、現在使用しているチャネルは他のネットワークシステムからの干渉の影響が多く、アクティブ期間５２−１において、各通信端末１２−１および１２−２から制御装置１１への通信が失敗している。この場合、制御装置１１は、現在使用しているチャネルでは、各通信端末１２−１および１２−２との通信が正常にできないと判断する。【００３５】
しかし、現在使用しているチャネルから別のチャネルに使用チャネルを切り替える情報は、各通信端末１２−１および１２−２がスリープ状態であるインアクティブ期間には、通知することができない。このため、制御装置１１は、次のアクティブ期間５２−２に、各通信端末１２−１および１２−２に通知することになる。【００３６】
インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信しない。インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。ここで、インアクティブ期間５３−１の長さは、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報によって予め通知されている。【００３７】
インアクティブ期間５３−１が終了し、次のアクティブ期間５２−２の開始時には、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態から動作状態に復帰し、次のフレームの通信に備える。【００３８】
アクティブ期間５２−２では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−２をブロードキャストする。ここで、ビーコンパケット５４−２には、使用チャネルを切り替える情報が含まれている。ただし、各通信端末１２−１および１２−２は、アクティブ期間５２−２では、前回のアクティブ期間５２−１で使用していたチャネルを用いて通信するため、依然として、他のネットワークシステムからの干渉の影響が多く、各通信端末１２−１および１２−２から制御装置１１への通信が失敗している。【００３９】
アクティブ期間５２−２が終了し、インアクティブ期間５３−２では、制御装置１１と各通信端末１２−１および１２−２とは、ビーコンパケット５４−２で通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。【００４０】
インアクティブ期間５３−２が終了し、アクティブ期間５２−３では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−３を、切り替えたチャネルを用いてブロードキャストする。【００４１】
そして、アクティブ期間５２−３では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、切り替えたチャネルを用いて通信することによって、他のネットワークシステムからの干渉を回避している。【００４２】
このように、アクティブ期間の最初の時間スロットで、ビーコンパケットを用いて使用チャネルを切り替える情報を通知すると、チャネルの切り替えが完了するまでに長時間を費やすため、実際に切り替えたチャネルで通信する際には、ネットワーク内の状況も変化している可能性がある。【００４３】
アクティブ期間５２−１で、現在使用しているチャネルは他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断されたにもかかわらず、アクティブ期間５２−２でも同じチャネルを使用する。さらに、アクティブ期間５２−１で失敗した通信について、各通信端末１２−１および１２−２がアクティブ期間５２−２で再送を繰り返せば、さらに輻輳が増加する。また、アクティブ期間５２−１では、制御装置１１の通信エリア１５のネットワークに参加していなかった通信端末（図示せず）が、アクティブ期間５２−２で新たに当該ネットワークに参加することになっていれば、通信パケットが衝突する可能性は高くなって、さらに輻輳が増加する。【００４４】
また、インアクティブ期間に、使用チャネルを切り替える情報を含むビーコンパケットを送信し、次のアクティブ期間が開始するまでに使用チャネルの切り替えを完了しておけばよいが、各通信端末は、インアクティブ期間に通信するためにスリープ状態にすることができず、消費電力の低減が図れなくなる。【００４５】
それ故に、本発明の目的は、制御装置が通信端末との通信において、他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した場合、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、短時間でネットワーク内の通信端末が使用チャネルを切り替えさせることによって、切り替えたチャネルを用いて、確実に制御装置と通信端末との通信を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、通信端末に対して、アクティブ期間の最初に第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、送信した第１のビーコンパケットで示されるアクティブ期間での通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、通信端末に対して、アクティブ期間の最後に第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、制御装置。【００４７】
好ましい第２のビーコンパケットは、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、変更チャネルを含み、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。【００４８】
さらに、好ましくは、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とするか、または、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする。【００４９】
さらに、好ましい第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。【００５０】
さらに、好ましくは、アクティブ期間における通信端末との通信誤り数が、所定の閾値を超えた場合、使用チャネルを切り替えると判断することを特徴とする。【００５１】
上記目的を達成するために、本発明の通信端末は、参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、アクティブ期間の最初に制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、アクティブ期間の最後に制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、第２のビーコンパケットに含まれる使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、使用チャネルを切り替える場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、使用チャネルを切り替えない場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える。【００５２】
好ましい第２のビーコンパケットは、使用チャネルを切り替える場合、変更チャネルを含み、使用チャネルを切り替えない場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。【００５３】
さらに、好ましくは、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とするか、または、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする。【００５４】
さらに好ましい第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。【００５５】
また、好ましくは、第１のビーコンパケット受信部が、第１のビーコンパケットの受信に失敗した場合、チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする。【００５６】
さらに、好ましい変更チャネルは、以前、受信に成功した第１のビーコンパケットまたは第２のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする。【００５７】
また、好ましくは、第２のビーコンパケット受信部が、第２のビーコンパケットの受信に失敗した場合、チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする。【００５８】
さらに、好ましい変更チャネルは、以前、受信に成功した第１のビーコンパケットまたは第２のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする。【００５９】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、上述した制御装置と通信端末とから構成される。【００６０】
上記目的を達成するために、本発明の制御方法は、通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置が実行する制御方法であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成ステップと、通信端末に対して、アクティブ期間の最初に第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信ステップと、送信した第１のビーコンパケットで示されるアクティブ期間での通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成ステップと、通信端末に対して、アクティブ期間の最後に第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信ステップと、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える。【００６１】
上記目的を達成するために、本発明の通信方法は、参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末が実行する通信方法であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、アクティブ期間の最初に制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信ステップと、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、アクティブ期間の最後に制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信ステップと、第２のビーコンパケットに含まれる使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、使用チャネルを切り替える場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、使用チャネルを切り替えない場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える。【００６２】
上述した制御装置および通信端末が行う一連の制御方法および通信方法は、こ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てもよい。このプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶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。
【発明の効果】
【００６３】
上述のように、本発明によれば、制御装置が通信端末との通信において、他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した場合、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、短時間でネットワーク内の通信端末が使用チャネルを切り替えさせることによって、切り替えたチャネルを用いて、確実に制御装置と通信端末との通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を構成する制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とを示す図である。
【図２】図２は、各通信端末１２０−１〜１２０−３を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した変調部１２３、復調部１２４、および高周波部１２５のハードウェアブロックを示す図である。
【図４】図４は、通信パケット４００を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１のビーコンパケット５４１を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第２のビーコンパケット５４２を示す図である。
【図７】図７は、図５に示したフレームフォーマット５００で示されるフレーム５１０を用いて、第１の通信端末１２０−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図である。
【図８】図８は、無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図である。
【図９】図９は、制御装置１１０の制御フローを示す図である。
【図１０】図１０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図である。
【図１２】図１２は、第２のビーコンパケットの受信に失敗する場合の無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図である。
【図１３】図１３は、従来の無線通信システム１０を示す図である。
【図１４】図１４は、従来のフレームフォーマット５０を示す図である。
【図１５】図１５は、無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図である。
【図１６】図１６は、無線チャネルのチャネル帯域幅の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、図１４に示したフレームフォーマット５０で示されるフレーム５１を用いて、第１の通信端末１２−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図である。
【図１８】図１８は、無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００６６】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を示す図である。図１Ａにおいて、無線通信システム１００は、制御装置（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）１１０と、第１〜第３の通信端末（ＳＴＡ：Ｓｔａｔｉｏｎ）１２０−１〜１２０−３とを備える。なお、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０の通信エリア１５０の範囲内に存在している。制御装置１１０は、通信エリア１５０の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、定期的にビーコンパケットをブロードキャストする。ビーコンパケットには制御情報が含まれている。第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からのビーコンパケットを受信し、当該ビーコンパケットに含まれる制御情報に基づいて、制御装置１１０と通信する。このように、無線通信システム１００は、図１３に示した無線通信システム１０と基本的には同様の構成である。
【００６７】
図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を構成する制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とを示す図である。図１Ｂにおいて、制御装置１１０は、第１のビーコンパケット生成部１１０１と、第１のビーコンパケット送信部１１０２と、データ通信部１１０３と、第２のビーコンパケット生成部１１０４と、第２のビーコンパケット送信部１１０５と、チャネル変更処理部１１０６とを備える。第１の通信端末１２０−１は、第１のビーコンパケット受信部１２０１と、データ通信部１２０２と、第２のビーコンパケット受信部１２０３と、チャネル変更処理部１２０４とを備える。ここでは、第１の通信端末１２０−１を例に挙げて説明するが、第２の通信端末１２０−２および第３の通信端末１２０−３の構成および動作は、第１の通信端末１２０−１の構成および動作と同様である。
【００６８】
制御装置１１０の第１のビーコンパケット送信部１１０２は、第１のビーコンパケット生成部１１０１によって生成された第１のビーコンパケットを第１の通信端末１２０−１に送信する。第１の通信端末１２０−１の第１のビーコンパケット受信部１２０１は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットを受信する。そして、第１のビーコンパケットに基づいて、制御装置１１０のデータ通信部１１０３と、第１の通信端末１２０−１のデータ通信部１２０２とが通信する。
【００６９】
制御装置１１０の第２のビーコンパケット生成部１１０４は、制御装置１１０と、第１の通信端末１２０−１との通信状態に基づいて、現在使用しているチャネルから別のチャネルに使用チャネルを切り替えるか否かを判断する。そして、制御装置１１０の第２のビーコンパケット生成部１１０４は、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する。
【００７０】
制御装置１１０の第２のビーコンパケット送信部１１０５は、第２のビーコンパケット生成部１１０４によって生成された第２のビーコンパケットを第１の通信端末１２０−１に送信する。第１の通信端末１２０−１の第２のビーコンパケット受信部１２０３は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケットを受信する。そして、第１の通信端末１２０−１のチャネル変更処理部１２０４は、第２のビーコンパケットに含まれている使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、使用チャネルを切り替える。
【００７１】
一方、制御装置１１０のチャネル変更処理部１１０６は、第２のビーコンパケット生成部１１０４によってなされた使用チャネルを切り替えるか否かの判断に基づいて、使用チャネルを切り替える。
【００７２】
なお、第１のビーコンパケットの内容および送受信タイミング、第２のビーコンパケットの内容および送受信タイミング、および使用チャネルを切り替えるか否かの判断についての詳細は後述する。
【００７３】
図２は、各通信端末１２０−１〜１２０−３を示す図である。図２において、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御部１２１と、メモリ１２２と、変調部１２３と、復調部１２４と、高周波部１２５と、アンテナ１２６とを備える。
【００７４】
制御部１２１は、メモリ１２２に保持された各通信端末１２０−１〜１２０−３の動作状態に基づいて、送信データおよび受信データを処理する。制御部１２１は、送信データを生成する。変調部１２３は、制御部１２１によって生成された送信データを送信信号に変換する。高周波部１２５は、変調部１２３によって変換された送信信号を無線信号に変換し、アンテナ１２６から送信する。一方、アンテナ１２６によって受信された無線信号は、高周波部１２５によって受信信号に変換される。復調部１２４は、高周波部１２５によって変換された受信信号を受信データに変換し、制御部１２１に出力する。
【００７５】
図３は、図２に示した変調部１２３、復調部１２４、および高周波部１２５のハードウェアブロックを示す図である。図３において、変調部１２３は、符号化部１３１と、デジタル変調部１３２とを備え、復調部１２４は、復号化部１３３と、デジタル復調部１３４とを備える。高周波部１２５は、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）１３５と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３６と、ミキサ１３７と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３８と、パワーアンプ（ＰＡ）１３９と、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１４０と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４１と、ミキサ１４２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４３と、可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）１４４と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）１４５と、ローカル発振器１４６とを備える。
【００７６】
変調部１２３において、符号化部１３１は、制御部１２１から入力された送信データを符号化する。デジタル変調部は、符号化部１３１によって符号化された送信データをデジタル変調して、送信信号として高周波部１２２に出力する。高周波部１２２において、ＤＡＣ１３５は、入力された送信信号をデジタルアナログ変換する。アナログ変換された送信信号は、ＬＰＦ１３６を介して、ミキサ１３７で周波数が調整される。さらに、周波数が調整された送信信号は、ＢＰＦ１３８を介して、ＰＡ１３９で電力増幅されて、アンテナ１２６から無線信号として送信される。一方、アンテナ１２６によって受信された無線信号は、高周波部１２２に入力される。高周波部１２２において、ＬＮＡ１４０は、入力された受信信号を電力増幅する。電力増幅された受信信号は、ＢＰＦ１４１を介して、ミキサ１４２で周波数が調整される。さらに、周波数が調整された受信信号は、ＬＰＦ１４３を介して、ＶＧＡ１４４によってゲイン調整される。ＡＤＣ１４５は、ゲイン調整された受信信号をアナログデジタル変換して、デジタル変換された受信信号を復調部１２４に出力する。復調部１２４において、デジタル復調部１３４は、入力された受信信号をデジタル復調する。復号化部１３３は、デジタル復調された受信信号を復号化して、受信データとして制御部１２１に出力する。ミキサ１３７および１４２は、ローカル発振器１４６によって制御されている。
【００７７】
なお、変調部１２３および復調部１２４は、デジタル信号処理回路で実現してもよいし、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などのプロセッサで信号処理を実現してもよい。
【００７８】
なお、制御装置１１０は、図２および図３に示した各通信端末１２０−１〜１２０−３と同様の構成であり、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１〜１２０−３との動作の違いは、制御部１２１によって制御されている。
【００７９】
図４は、通信パケット４００を示す図である。図４において、通信パケット４００は、プリアンブル４０１と、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）ヘッダ４０２と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダ４０３と、ペイロード４０４とを備える。プリアンブル４０１は、復調部１２４が通信パケットの時間同期や周波数同期を行うためのデータを格納している。ＰＨＹヘッダ４０２は、データの開始位置や変調方式、データ長など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など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、ペイロード４０４に格納されているデータの種類である、例えば、ビーコンパケットかデータパケットかなどを示す情報は、ＭＡＣヘッダ４０３に格納されている。
【００８０】
さらに、通信パケットがビーコンパケットの場合、ＭＡＣヘッダ４０３およびペイロード４０４は、ビーコンパケットの制御情報を格納する。ビーコンパケットの制御情報について、以下に詳しく説明する。
【００８１】
ＭＡＣヘッダ４０３には、フレームコントロールフィールド（ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ）、シーケンスナンバー（Ｓｅｑ．Ｎｏ．）、アドレスフィールド（ＡｄｄｒＦｉｅｌｄ）、およびその他フィールド（Ａｕｘ）が含まれる。フレームコントロールフィールドは、ペイロード４０４に格納されているデータの種類、つまりビーコンパケットを示す情報を格納している。シーケンスナンバーは、通信パケットの順序を示す情報などを格納している。アドレスフィールドは、通信パケットの送信元アドレスおよび送信先アドレスなどを示す情報を格納している。その他フィールドは、セキュリティや暗号化に関する情報などを格納している。
【００８２】
通信パケット４００のＭＡＣヘッダ４０３のフレームコントロールフィールドに基づいて、当該通信パケット４００がビーコンパケットであると判断された場合、ペイロード４０４には、ビーコンパケットの制御情報が格納されていることが認識できる。
【００８３】
ペイロード４０４には、スーパーフレームフィールド（ＳＦｓｐｅｃ）、スロット予約フィールド（ＧＴＳｆｉｅｌｄ）、ペンディングアドレスフィールド（ＰｅｎｄｉｎｇＡｄｄｒ）、ビーコンペイロードフィールド（ＢｅａｃｏｎＰａｙｌｏａｄ）、およびフレームチェックシーケンスフィールド（ＦＣＳ）が含まれる。
【００８４】
スーパーフレームフィールド（ＳＦｓｐｅｃ）は、ビーコンパケットの送信間隔やアクティブ期間の長さ、インアクティブ期間の長さなどのフレーム構成に関する情報を格納している。
【００８５】
スロット予約フィールド（ＧＴＳｆｉｅｌｄ）は、時間スロットの予約に関する情報を格納している。
【００８６】
ペンディングアドレスフィールド（ＰｅｎｄｉｎｇＡｄｄｒ）は、通信端末宛てのデータがあることを示す通知に関する情報が含まれる。例えば、制御装置１１０が第１の通信端末１２０−１宛てのデータを作成した場合、当該ペンディングアドレスフィールドに第１の通信端末１２０−１のアドレスを設定して、ビーコンパケットをブロードキャストする。通信エリア１５０の範囲内に存在する第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３は、受信したビーコンパケットのペンディングアドレスフィールドに設定されているアドレスを確認する。ここで、当該ペンディングアドレスフィールドに設定されているアドレスと、自身のアドレスとが一致している第１の通信端末１２０−１は、制御装置１１０にデータ要求を行う。これにより、制御装置１１０は、第１の通信端末１２０−１に対して、第１の通信端末１２０−１宛てに作成したデータを送信する。
【００８７】
ビーコンペイロードフィールド（ＢｅａｃｏｎＰａｙｌｏａｄ）は、その他ビーコンパケットに関する制御情報を格納している。
【００８８】
フレームチェックシーケンスフィールド（ＦＣＳ）は、上述したフィールドの受信誤りを検出できるように付加されている。
【００８９】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００を示す図である。図５において、フレームフォーマット５００で示されるフレーム５１０は、アクティブ期間５２０と、インアクティブ期間５３０とから構成される。
【００９０】
アクティブ期間５２０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３が通信する期間であり、複数の時間スロットで構成される。そして、アクティブ期間５２０の複数の時間スロットは、無線通信システム１００のネットワーク内に存在する全ての通信端末で共用される。
【００９１】
アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最初の時間スロットは、第１のビーコンパケット５４１を送受信する期間として割り当てられる。最初の時間スロットでは、制御装置１１０が通信エリア１５０の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストする。第１のビーコンパケット５４１には、図４に示したように、アクティブ期間５２０の時間スロット数やその割り当て、アクティブ期間５２０の長さ、インアクティブ期間５３０の長さ、次のビーコンパケット送信までの時間などフレーム５１０に関する制御情報が含まれている。
【００９２】
アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最初の時間スロット以外の時間スロットは、制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信に使用される。通信プロトコルとして、例えば、Ｓｌｏｔｔｅｄ−ＣＳＭＡなどを用いることができる。あるいは、複数の時間スロットのうち一部を通信端末毎に予約し、他の通信端末と衝突することなしに通信できるようにしてもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格では、アクティブ期間の複数の時間スロットのうち、前半の時間スロットをコンテンションアクセス用に用い、後半の時間スロットをコンテンションフリーアクセス用に予約している。
【００９３】
一方、インアクティブ期間５３０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３が通信しない期間であり、この期間では、各通信端末１２０−１〜１２０−３はスリープ状態にすることによって消費電力を低減している。
【００９４】
ここまでは、第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００と、図１４に示した従来のフレームフォーマット５０とは同様である。本発明の第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００は、アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最後の時間スロットを、第２のビーコンパケット５４２を送受信する期間として割り当てている点で、図１４に示した従来のフレームフォーマット５０と異なる。
【００９５】
アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最後の時間スロットでは、制御装置１１０が通信エリア１５０の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストする。
【００９６】
第２のビーコンパケット５４２には、第１のビーコンパケット５４１と同様に、図４に示したように、アクティブ期間５２０の時間スロット数やその割り当て、アクティブ期間５２の長さ、インアクティブ期間５３の長さ、次のビーコンパケット送信までの時間などフレーム５１０に関する制御情報が含まれていてもよい。
【００９７】
さらに、第１のビーコンパケット５４１と、第２のビーコンパケット５４２との相違点について詳しく説明する。
【００９８】
図６Ａは、第１のビーコンパケット５４１を示す図である。第１のビーコンパケット５４１は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある切り替え候補チャネルに関する情報を通知する（予告通知）。具体的には、第１のビーコンパケット５４１には、チャネルページフィールド（Ｃｈ．Ｐａｇｅ）、チャネルナンバーフィールド（Ｃｈ．Ｎｏ．）、およびチャネルムーブフィールド（Ｃｈ．Ｍｏｖｅ）が含まれる。
【００９９】
チャネルページフィールドは、複数のチャネル番号のセットを指定する。例えば、使用する周波数バンドの違いを示すものであって、８６８ＭＨｚ帯、９１５ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、および２．４ＧＨｚ帯などマルチバンドで使用できる通信端末の周波数バンドの選択に使用する。図６Ａでは、チャネルページフィールドは、５ビットのバイナリデータ「０００１０」と設定されており、１０進数で「２」を指定している。チャネルページフィールドは、予めシステムで決められた周波数バンドが何番目かを示すものであって、例えば、システムの周波数バンドが、８６８ＭＨｚ帯、９１５ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、および２．４ＧＨｚ帯の順に決められている場合、図６ＡにおけるＣｈ．Ｐａｇｅ＝２は、２番目である９１５ＭＨｚ帯を示している。
【０１００】
チャネルナンバーフィールドは、チャネルページフィールドで指定された周波数バンド内でのチャネル番号を指定する。周波数バンド毎にチャネル帯域幅やチャネル数は異なっていてもよく、チャネル番号と実際のチャネル周波数との対応付けは予め通信システム内で定められている。図６Ａでは、チャネルページフィールドは、２７ビットのビットマップで表現され、ビット０がチャネル番号０、ビット１がチャネル番号１、ビット２６がチャネル番号２６にそれぞれ対応する。図６Ａでは、チャネルナンバーフィールドは、ビット４が「１」と設定されており、ビット４に対応するチャネル番号４を指定している。チャネルナンバーフィールドは、チャネルページフィールドと同様に、予めシステムで決められた周波数バンド内でのチャネル番号を示すものであって、図６ＡにおけるＣｈ．Ｎｏ．＝４は、上述したＣｈ．Ｐａｇｅ＝２で示された９１５ＭＨｚ帯の内でのチャネル番号４を示している。
【０１０１】
チャネルムーブフィールドは、チャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えるか否かを指定する。例えば、チャネルムーブフィールドに「０」が設定されている場合は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替えないことを示している。一方、チャネルムーブフィールドに「１」が設定されている場合は、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えることを示している。図６Ａでは、チャネルムーブフィールドは、「０」と設定されており、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替えないことを示している。つまり、第１のビーコンパケット５４１は、チャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとを用いて、切り替え候補チャネルに関する情報を通知する予告通知である。換言すれば、第１のビーコンパケット５４１は、切り替え候補チャネルに関する情報を通知する予告通知であるため、チャネルムーブフィールドの設定値は、「０」で固定である。
【０１０２】
図６Ｂは、第２のビーコンパケット５４２を示す図である。第２のビーコンパケット５４２の構成は、図６Ａで示した第１のビーコンパケット５４１と同様である。図６Ｂにおいて、第２のビーコンパケット５４２のチャネルムーブフィールドでは、「１」と設定されており、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えることを示している。つまり、第２のビーコンパケット５４２は、チャネルページ２番のチャネル番号４に使用チャネルを切り替えることを通知する決定通知である。換言すれば、第２のビーコンパケット５４２は、使用チャネルを切り替えることを通知する決定通知であるため、チャネルムーブフィールドの設定値は、使用チャネルを切り替える場合は「１」となり、使用チャネルを切り替えない場合は「０」となり、可変である。
【０１０３】
なお、第２のビーコンパケット５４２において、チャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルは、第１のビーコンパケット５４１におけるチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルと、同一のものであっても、または異なるものであっても構わない。
【０１０４】
なお、第１のビーコンパケット５４１は、切り替え候補チャネルに関する情報を、少なくとも含める必要がある。切り替え候補チャネルに関する情報とは、次のフレーム以降で、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある１つまたは複数のチャネルである。
【０１０５】
なお、第２のビーコンパケット５４２は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替えるか否かの情報を、少なくとも含める必要がある。
【０１０６】
また、チャネル番号の指定は、ビットマップ形式で表現したが、これに限定されるわけはない。例えば、チャネル番号を２進数で表現する方法を用いても構わない。また、チャネルムーブフィールドは、通信端末毎に使用チャネルを切り替えるか否かを通知するために、ビットマップ形式で表現しても構わない。
【０１０７】
また、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、切り替え候補チャネルに関する情報、および使用チャネルを切り替えるか否かの情報は、１つまたは複数のビットフィールドであって、さらに通信端末毎に設けても構わない。さらに、１つまたは複数のビットフィールドは、図４に示したビーコンパケットの制御情報の一部として含めても構わないし、別の制御パケットの一部として含めても構わない。
【０１０８】
図７は、図５に示したフレームフォーマット５００で示されるフレーム５１０を用いて、第１の通信端末１２０−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図である。図７において、フレーム５１０−１は、チャネルＣＨ１を用いて通信が行われている。フレーム５１０−１では、アクティブ期間５２０−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１０が第１の通信端末１２０−１に対して、第１のビーコンパケット５４１−１を送信しており、切り替え候補チャネルに関する情報として、チャネルＣＨ２を予告通知している。
【０１０９】
ここで、アクティブ期間５２０−１では、チャネルＣＨ１は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいものとする。制御装置１１０は、チャネルＣＨ１では、第１の通信端末１２０−１との通信が正常にできないと判断する。フレーム５１０−１では、アクティブ期間５２０−１の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０が第１の通信端末１２０−１に対して、第２のビーコンパケット５４２−１を送信し、現在使用しているチャネルＣＨ１から、切り替え候補チャネルであるチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える決定通知をする。
【０１１０】
第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間５２０−１が終了してからインアクティブ期間５３０−１で、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える。
【０１１１】
そして、制御装置１１０と第１の通信端末１２０−１とは、次のフレーム５１０−２は、チャネルＣＨ２を用いて通信する。また、アクティブ期間５２０−２で、チャネルＣＨ２は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断された場合は、さらに、チャネルＣＨ２からチャネルＣＨ３へ使用チャネルを切り替えることになる。
【０１１２】
このように、図５に示したフレームフォーマット５００を用いれば、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した当該フレームのアクティブ期間の最後の時間スロットで、第２のビーコンパケットを用いて使用チャネルを切り替える決定通知をする。第１の通信端末１２０−１は、当該フレームのインアクティブ期間で、使用チャネルを切り替える決定通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替え、スリープ状態にする。これにより、図１７に示した従来の使用チャネルを切り替える様子と、図７に示した本実施形態に係る使用チャネルを切り替える様子とを比較すると、本実施形態に係る制御装置１１０と第１の通信端末１２０−１とは、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断したフレームの次のフレームでは、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができるようになっている。
【０１１３】
図８は、無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図である。なお、ここでは、説明し易いように、第３の通信端末１２０−３は省略している。
【０１１４】
アクティブ期間５２０−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第１のビーコンパケット５４１−１をブロードキャストする。各通信端末１２０−１および１２０−２は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケット５４１−１を受信し、第１のビーコンパケット５４１−１に含まれる制御情報を取得する。なお、第１のビーコンパケット５４１−１には、上述したように切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１１５】
その後、アクティブ期間５２０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは通信する。ここで、現在使用しているチャネルは他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きく、アクティブ期間５２０−１において、各通信端末１２０−１および１２０−２から制御装置１１０への通信が失敗している。この場合、制御装置１１０は、現在使用しているチャネルでは、各通信端末１２０−１および１２０−２との通信が正常にできないと判断する。
【０１１６】
そして、アクティブ期間５２０−１の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第２のビーコンパケット５４２−１をブロードキャストする。各通信端末１２０−１および１２０−２は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケット５４２−１を受信し、第２のビーコンパケット５４２−１に含まれる制御情報を取得する。なお、第２のビーコンパケット５４２−１には、上述したように使用チャネルを切り替えるか否かの情報が含まれている。具体的には、図６Ｂで示したように、チャネルムーブフィールドでは、「１」と設定されており、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えることを示している。
【０１１７】
アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、制御装置１１０と各通信端末１２０−１および１２０−２とは、第２のビーコンパケット５４２−１で通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。インアクティブ期間５３０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは通信しない。インアクティブ期間５３０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。ここで、インアクティブ期間５３０−１の長さは、ビーコンパケット５４０−１に含まれる制御情報によって予め通知されている。
【０１１８】
インアクティブ期間５３０−１が終了し、次のアクティブ期間５２０−２の開始時には、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、スリープ状態から動作状態に復帰し、次のフレームの通信に備える。アクティブ期間５２０−２では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第１のビーコンパケット５４１−２を、切り替えたチャネルを用いてブロードキャストする。なお、制御装置１１０と各通信端末１２０−１および１２０−２とは、前回通知したチャネルに既に切り替えているため、第１のビーコンパケット５４１−２には、次に切り替える可能性のある切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１１９】
アクティブ期間５２０−２では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、切り替えたチャネルを用いて通信する。従って、アクティブ期間５２０−２では、他のネットワークシステムからの干渉の影響を回避することができ、各通信端末１２０−１および１２０−２から制御装置１１０への通信が成功している。この場合、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えないと判断する。
【０１２０】
そして、アクティブ期間５２０−２の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第２のビーコンパケット５４２−２をブロードキャストする。各通信端末１２０−１および１２０−２は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケット５４２−２を受信し、第２のビーコンパケット５４２−２に含まれる制御情報を取得する。なお、第２のビーコンパケット５４２−２には、上述したように使用チャネルを切り替えないことを示す情報が含まれている。具体的には、図６Ｂで示したように、チャネルムーブフィールドでは、「０」と設定されており、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えないことを示している。
【０１２１】
アクティブ期間５２０−２が終了し、インアクティブ期間５３０−２では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、スリープ状態にする。以降、同様に、上述した動作を繰り返す。
【０１２２】
このように、第１のビーコンパケットと第２のビーコンパケットとを用いれば、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断してから短時間でネットワーク全体のチャネルを変更することができる。これにより、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断してから、実際に使用チャネルを切り替えるまでの間に、ネットワーク内の通信状態が悪化して、さらに輻輳が増加する可能性を低減することができる。図１８に示した従来の通信シーケンスと、図８に示した本実施形態に係る通信シーケンスとを比較すると、本実施形態に係る制御装置１１０と第１の通信端末１２０−１とは、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断したフレームの次のフレームでは、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができるようになっている。
【０１２３】
図９は、制御装置１１０の制御フローを示す図である。ステップＳ１０１において、制御装置１１０は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある切り替え候補チャネルを選択する。ここで、切り替え候補チャネルは１つであっても複数であっても構わない。また、切り替え候補チャネルを複数選択した場合は、当該複数の切り替え候補チャネルに優先順位を付けることが好ましい。
【０１２４】
ステップＳ１０２において、制御装置１１０は、アクティブ期間の最初の時間スロットで、通信エリア１５０の範囲内の全通信端末に対して、第１のビーコンパケットをブロードキャストする。第１のビーコンパケットには、ステップＳ１０１において選択された切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１２５】
ステップＳ１０３において、制御装置１１０は、アクティブ期間の処理を行う。制御装置１１０は、通信エリア１５０の範囲内の通信端末との間で通信処理を行う。
【０１２６】
ステップＳ１０４において、制御装置１１０は、ステップＳ１０３における通信処理の状態を判断する。制御装置１１０は、各通信端末との間での通信処理に関して、通信誤り数が所定の閾値を超えたか否かを判定する。通信誤り数が所定の閾値を超えている場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に移動し、通信誤り数が所定の閾値以下の場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０５の処理に移動する。
【０１２７】
ステップＳ１０５において、制御装置１１０は、通信誤り数以外の情報に基づいて、他のネットワークシステムからの干渉を検出したか否かを判断する。例えば、通信が行われなかった時間スロットで受信レベルまたはノイズレベルが予め定めておいた閾値を超えた場合、何らかの干渉信号が存在すると判定しても構わない。干渉を検出した場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に移動し、干渉を検出しなかった場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、ステップＳ１０６の処理に移動する。
【０１２８】
また、各通信端末は、制御装置１１０からの通信パケットについて受信誤りを検知すると、制御装置１１０に対して再送要求する。ステップＳ１０４およびステップＳ１０５における通信状態の判断は、当該再送要求の有無に基づいて、判断することもできる。また、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５における通信状態の判断は、受信レベルの情報も含めて判断することが好ましい。例えば、受信レベルが低くて受信誤りが発生している場合は、制御装置１１０と各通信端末との通信距離が遠いことによるものである。従って、この場合は、干渉による通信障害ではないと判断しても構わない。一方、受信レベルが高いにもかかわらず受信誤りが発生している場合は、干渉信号が重畳されたことにより受信レベルが高くなっていると判断し、干渉による通信障害であると判断しても構わない。
【０１２９】
ステップＳ１０６において、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えないと判断して、チャネルムーブフィールドに「０」を設定する。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０９において、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えると判断して、実際に切り替えるチャネルを決定する。そして、ステップＳ１１０において、制御装置１１０は、チャネルムーブフィールドに「１」を設定する。ここで、実際にどのチャネルに切り替えるかは、様々な方法によって決定され、例えば、インアクティブ期間中にチャネルセンスを行い、干渉がより少ないチャネルを選択しても構わない。
【０１３１】
ステップＳ１０７において、制御装置１１０は、アクティブ期間の最後の時間スロットで、通信エリア１５０の範囲内の全通信端末に対して、第２のビーコンパケットをブロードキャストする。第２のビーコンパケットには、ステップＳ１１０またはステップＳ１０６において設定された実際に切り替えるチャネル、または切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１３２】
ステップＳ１０８において、制御装置１１０は、インアクティブ期間の処理を行う。制御装置１１０は、使用チャネルを切り替える場合は、チャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。一方、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えない場合は、そのままスリープ状態にする。このように、制御装置１１０は、１つのフレーム処理を終了する。
【０１３３】
図１０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図である。ここでは、第１の通信端末１２０−１の制御フローについて説明する。
【０１３４】
ステップＳ２０１において、第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間の最初の時間スロットで、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットを受信する。第１のビーコンパケットには、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある切り替え候補チャネルが含まれている。
【０１３５】
ステップＳ２０２において、第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間の処理を行う。第１の通信端末１２０−１は、制御装置１１０との間で通信処理を行う。
【０１３６】
ステップＳ２０３において、第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間の最後の時間スロットで、制御装置１１０からの第２のビーコンパケットを受信する。第２のビーコンパケットには、使用チャネルを切り替えるか否かの情報が含まれている。
【０１３７】
ステップＳ２０４において、第１の通信端末１２０−１は、第２のビーコンパケットに含まれているチャネルムーブフィールドに「１」が設定されている場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、ステップＳ２０６の処理に移動する。一方、第２のビーコンパケットに含まれているチャネルムーブフィールドに「０」が設定されている場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、ステップＳ２０５の処理に移動する。
【０１３８】
ステップＳ２０６において、第１の通信端末１２０−１は、使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、ステップＳ２０５の処理に移動する。
【０１３９】
ステップＳ２０５において、第１の通信端末１２０−１は、インアクティブ期間の処理を行う。第１の通信端末１２０−１は、消費電力を低減するためにスリープ状態にする。このように、第１の通信端末１２０−１は、１つのフレーム処理を終了する。
【０１４０】
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、制御装置１１０は、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、アクティブ期間の最初の時間スロットで第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストし、当該アクティブ期間の通信状態に基づいて、第２のビーコンパケット５４２を生成し、当該アクティブ期間の最後の時間スロットで第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストしている。このため、制御装置１１０が第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３との通信において、他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した場合、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、同一フレームのインアクティブ期間内に、ネットワーク内の通信端末に使用チャネルを切り替えさせる。これにより、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断してから、実際に使用チャネルを切り替えるまでの間に、ネットワーク内の通信状態が悪化して、さらに輻輳が増加する可能性を低減することができ、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断したフレームの次のフレームでは、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができるようになっている。
【０１４１】
なお、通信端末毎にチャネル変更処理にかかる時間は様々であり、使用チャネルを切り替える処理に時間がかかる通信端末もある。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、全ての通信端末がインアクティブ期間中にチャネル変更処理を行うため、次のフレームのアクティブ期間の開始時には、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができる。
【０１４２】
また、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、制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とは、インアクティブ期間では通信しないため、スリープ状態の時間を確保することができる。つまり、制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とは、低消費電力を確保することができる。
【０１４３】
＜第２の実施形態＞
本発明の第１の実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットおよび第２のビーコンパケットの受信に成功する場合について説明した。本実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットの受信に失敗する場合について説明する。
【０１４４】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図である。ここでは、第１の通信端末１２０−１の制御フローについて説明する。なお、図１１において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、図１０で示した本発明の第１の実施形態に係る第１の通信端末１２０−１の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１４５】
ステップＳ２１０において、第１の通信端末１２０−１は、第１のビーコンパケットを誤り無く受信したか否かを判断する。受信に成功した場合（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、以降の処理は、図１０で示した本発明の第１の実施形態に係る第１の通信端末１２０−１の処理と同様である。一方、受信に失敗した場合（ステップＳ２１０のＮｏ）、ステップＳ２１１の処理に移動する。
【０１４６】
ステップＳ２１１において、第１の通信端末１２０−１は、前回受信に成功していたビーコンパケットに基づいて、当該ビーコンパケットに設定されていた切り替え候補チャネルに使用チャネルを切り替える。ここで、前回受信に成功していたビーコンパケットは、第１のビーコンパケットであっても第２のビーコンパケットであっても構わない。また、前回受信に成功していたビーコンパケットに、複数の切り替え候補チャネルが設定されていた場合は、任意の１つを選べばよい。また、複数の切り替え候補チャネルに優先順位が設定されていれば、最も優先順位の高いチャネルを選べばよい。
【０１４７】
ステップＳ２１２において、第１の通信端末１２０−１は、ステップＳ２１１において切り替えたチャネルを用いて、制御装置１１０からの次のビーコンパケットを誤り無く受信したか否かを判断する。受信に成功した場合（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、ステップＳ２０４の処理に移動し、以降の処理は、図１０で示した本発明の第１の実施形態に係る第１の通信端末１２０−１の処理と同様となる。一方、受信に失敗した場合（ステップＳ２１２のＮｏ）、ステップＳ２１３の処理に移動する。
【０１４８】
このように、第１の通信端末１２０−１は、所定期間または所定回数、ステップＳ２１１およびＳ２１２の処理を繰り返す（ステップＳ２１３のＮｏ）。つまり、第１の通信端末１２０−１は、以前に受信に成功していたビーコンパケットに基づいて、当該ビーコンパケットに設定されていた切り替え候補チャネルに使用チャネルを切り替えて、切り替えたチャネルを用いて、制御装置１１０からの次のビーコンパケットを受信できるまで繰り返す。ここで、以前に受信に成功していたビーコンパケットに、複数の切り替え候補チャネルが設定されていた場合は、順に使用チャネルを切り替えればよい。
【０１４９】
ステップ２１３において、第１の通信端末１２０−１は、所定期間または所定回数、ステップＳ２１１およびＳ２１２の処理を繰り返しても、制御装置１１０からの次のビーコンパケットを受信できなかった場合（ステップＳ２１３のＹｅｓ）、ステップＳ２１４の処理に移動する。
【０１５０】
ステップＳ２１４において、第１の通信端末１２０−１は、全チャネルからビーコンパケットを検出して再同期する処理を行う。
【０１５１】
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１００によれば、制御装置１１０は、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、アクティブ期間の最初の時間スロットで第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストし、当該アクティブ期間の通信状態に基づいて、第２のビーコンパケット５４２を生成し、当該アクティブ期間の最後の時間スロットで第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストしている。各通信端末１２０−１〜１２０−３が制御装置１１０からの第１のビーコンパケット５４１の受信に失敗した場合であっても、前回受信に成功した第１のビーコンパケット５４１または第２のビーコンパケット５４２に、切り替え候補チャネルが設定されているため、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、当該切り替え候補チャネルに使用チャネルを変更することができる。
【０１５２】
以前に受信に成功していたビーコンパケットで通知されていた切り替え候補チャネルが１つであれば、当該チャネルへ使用チャネルを切り替えて通信が行われているかをスキャンすればよい。また、複数の切り替え候補チャネルが含まれている場合であっても、その中から任意の１つを選ぶか、あるいは順にチャネルをスキャンするようにすればよい。各通信端末１２０−１〜１２０−３は、切り替え候補チャネルを通知していない場合に比べて、スキャンするチャネル数が少なく、短時間で、制御装置１１０が用いているチャネルを探すことができる。
【０１５３】
＜第３の実施形態＞
本発明の第２の実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットの受信に失敗する場合について説明した。本実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケットの受信に失敗する場合について説明する。
【０１５４】
図１２は、第２のビーコンパケットの受信に失敗する場合の無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図である。なお、図１２において、基本的な通信シーケンスは、図８で示した本発明の第１の実施形態に係る通信シーケンスと同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施形態では、図８で示した第１の実施形態に係る通信シーケンスと異なる点について説明する。
【０１５５】
図１２において、アクティブ期間５２０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは通信しているが、通信誤りが発生している。そして、アクティブ期間５２０−１の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第２のビーコンパケット５４２−１をブロードキャストする。
【０１５６】
ここで、第１の通信端末１２０−１は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に成功している。アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、第１の通信端末１２０−１は、第２のビーコンパケット５４２−１で通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。そして、アクティブ期間５２０−２では、第１の通信端末１２０−１は、切り替えたチャネルを用いて通信する。従って、アクティブ期間５２０−２では、他のネットワークシステムからの干渉の影響を回避することができ、第１の通信端末１２０−１から制御装置１１０への通信が成功している。
【０１５７】
一方、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に失敗している。アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１で通知されるはずの使用チャネルを切り替えるか否かの情報を取得できていないため、チャネル変更処理を行わず、スリープ状態にする。しかし、制御端末１１０は、第２の通信端末１２０−２との間で通信誤りが発生していたため、使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行っている。そして、アクティブ期間５２０−２では、第２の通信端末１２０−２は、切り替えていないチャネルを用いて通信を行おうとし、制御端末１１０は、切り替えたチャネルを用いて第１のビーコンパケット５４１−２を送信する。
【０１５８】
従って、第２の通信端末１２０−２は、第１のビーコンパケット５４１−２を受信することができない状態に陥ってしまう。そこで、第２の通信端末１２０−２は、本発明の第２の実施形態で説明した図１１のステップＳ２１０のＮｏ以降の処理を実行する。
【０１５９】
なお、本実施形態では、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に失敗した場合、アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、チャネル変更処理を行わず、スリープ状態にしていた。しかし、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に失敗した場合、前回受信に成功していたビーコンパケットに基づいて、当該ビーコンパケットに設定されていた切り替え候補チャネルに使用チャネルを切り替えても構わない。
【０１６０】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システム１００によれば、制御装置１１０は、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、アクティブ期間の最初の時間スロットで第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストし、当該アクティブ期間の通信状態に基づいて、第２のビーコンパケット５４２を生成し、当該アクティブ期間の最後の時間スロットで第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストしている。各通信端末１２０−１〜１２０−３が制御装置１１０からの第２のビーコンパケット５４２の受信に失敗した場合であっても、前回受信に成功した第１のビーコンパケット５４１または第２のビーコンパケット５４２に、切り替え候補チャネルが設定されているため、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、当該切り替え候補チャネルに使用チャネルを変更することができる。
【０１６１】
以前に受信に成功していたビーコンパケットで通知されていた切り替え候補チャネルが１つであれば、当該チャネルへ使用チャネルを切り替えて通信が行われているかをスキャンすればよい。また、複数の切り替え候補チャネルが含まれている場合であっても、その中から任意の１つを選ぶか、あるいは順番にチャネルをスキャンするようにすればよい。各通信端末１２０−１〜１２０−３は、切り替え候補チャネルを通知していない場合に比べて、スキャンするチャネル数が少なく、短時間で、制御装置１１０が用いているチャネルを探すことができる。
【０１６２】
なお、上述した第１〜３の実施形態に係る各構成は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成は１チップ化されてもよいし、一部また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（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、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、専用回路また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（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）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。
【０１６３】
さらには、半導体技術の進歩また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】
【０１６４】
本発明の制御装置および通信端末は、センサーネットワークやアクティブＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグを用いる無線通信ネットワークに用いられる無線通信システム等に有用である。
【符号の説明】
【０１６５】
１０、１００    無線通信システム
１１、１１０    制御装置（ＡＰ）
１２−１〜１２−３、１２０−１〜１２０−３    通信端末（ＳＴＡ）
１５、１５０    通信エリア
１１０１、１１０４    ビーコンパケット生成部
１１０２、１１０５    ビーコンパケット送信部
１１０３、１２０２    データ通信部
１１０６、１２０４    チャネル変更処理部
１２０１、１２０３    ビーコンパケット受信部
１２１    制御部
１２２    メモリ
１２３    変調部
１２４    復調部
１２５    高周波部
１２６    アンテナ
１３１    符号化部
１３２    デジタル変調部
１３３    復号化部
１３４    デジタル復調部
１３５    デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）
１３６、１４３    ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１３７、１４２    ミキサ
１３８、１４１    バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１３９    パワーアンプ（ＰＡ）
１４０    ローノイズアンプ（ＬＮＡ）
１４４    可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）
１４５    アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）
１４６    ローカル発振器
４００    通信パケット
４０１    プリアンブル
４０２    ＰＨＹヘッダ
４０３    ＭＡＣヘッダ
４０４    ペイロード
５０、５００    フレームフォーマット
５１、５１−１〜５１−３、５１０、５１０−１〜５１０−３    フレーム
５２、５２−１〜５２−３、５２０、５２０−１〜５２０−３    アクティブ期間
５３、５３−１〜５３−３、５３０、５３０−１〜５３０−３    インアクティブ期間
５４、５４−１〜５４−３、５４１、５４１−１〜５４１−３、５４２、５４２−１〜５４２−３    ビーコンパケット
９１〜９６    チャネル帯域
Ｓ１０１〜Ｓ１１０    制御装置１１０の各ステップ
Ｓ２０１〜Ｓ２０６、Ｓ２１０〜Ｓ２１４    各通信端末１２０−１〜１２０−３の各ステップ
【図１Ａ】
2010007743.tif 000003
【図１Ｂ】
2010007743.tif 000004
【図２】
2010007743.tif 000005
【図３】
2010007743.tif 000006
【図４】
2010007743.tif 000007
【図５】
2010007743.tif 000008
【図６Ａ】
2010007743.tif 000009
【図６Ｂ】
2010007743.tif 000010
【図７】
2010007743.tif 000011
【図８】
2010007743.tif 000012
【図９】
2010007743.tif 000013
【図１０】
2010007743.tif 000014
【図１１】
2010007743.tif 000015
【図１２】
2010007743.tif 000016
【図１３】
2010007743.tif 000017
【図１４】
2010007743.tif 000018
【図１５】
2010007743.tif 000019
【図１６】
2010007743.tif 000020
【図１７】
2010007743.tif 000021
【図１８】
2010007743.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月9日(2010.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに用いられる制御装置、通信端末、制御方法、および通信方法に関し、より特定的には、センサーネットワークやアクティブＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグを用いる無線通信ネットワークにおいて、複数のチャネルを用いることによって発生する干渉を回避する制御装置、通信端末、制御方法、および通信方法に関する。
【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端末によるネットワークが注目されている。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タグといったシステムがある。
【０００３】
図１３は、従来の無線通信システム１０を示す図である。図１３において、無線通信システム１０は、制御装置（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）１１と、第１〜第３の通信端末（ＳＴＡ：Ｓｔａｔｉｏｎ）１２−１〜１２−３とを備える。なお、第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３は、制御装置１１の通信エリア１５の範囲内に存在している。制御装置１１は、通信エリア１５の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３に対して、定期的にビーコンパケットをブロードキャストする。ビーコンパケットには制御情報が含まれている。第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３は、制御装置１１からのビーコンパケットを受信し、当該ビーコンパケットに含まれる制御情報に基づいて、制御装置１１と通信する。
【０００４】
ここで、無線通信システム１０において、制御装置１１と、各通信端末１２−１〜１２−３とのアクセス方式には様々な方式を用いることができる。例えば、アクセス方式には、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などがある。
【０００５】
また、このような無線通信システム１０のネットワークでは、伝送速度は低速（数ｋｂｐｓから数百ｋｂｐｓ）であって、無線信号の到達距離は短い（数ｍから数十ｍ程度）。一方、各通信端末１２−１〜１２−３は、小型であって、電池で数年間駆動できる程、低消費電力であることが特徴である。このため、各通信端末１２−１〜１２−３の消費電力を低減するために、通信プロトコルやフレームフォーマットに工夫がされている。例えば、各通信端末１２−１〜１２−３が通信するアクティブ期間と、通信しないインアクティブ期間とから構成されるフレームフォーマットを用いる。各通信端末１２−１〜１２−３は、インアクティブ期間では通信しないため、スリープ状態にできる。つまり、インアクティブ期間を長時間設定すれば、各通信端末１２−１〜１２−３は、スリープ状態の時間が長いため、消費電力を低減することができる。
【０００６】
図１４は、従来のフレームフォーマット５０を示す図である。図１４において、フレームフォーマット５０で示されるフレーム５１は、アクティブ期間５２とインアクティブ期間５３とから構成されている。
【０００７】
アクティブ期間５２は、各通信端末１２−１〜１２−３が通信する期間であり、複数の時間スロットで構成される。そして、アクティブ期間５２の複数の時間スロットは、無線通信システム１０のネットワーク内に存在する全ての通信端末で共用される。
【０００８】
アクティブ期間５２の複数の時間スロットのうち最初の時間スロットは、ビーコンパケット５４を送受信する期間として割り当てられる。最初の時間スロットでは、制御装置１１が通信エリア１５の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３に対して、ビーコンパケット５４をブロードキャストする。ビーコンパケット５４には、アクティブ期間５２の時間スロット数やその割り当て、アクティブ期間５２の長さ、インアクティブ期間５３の長さ、次のビーコンパケット送信までの時間などフレーム５１に関する制御情報が含まれている。
【０００９】
アクティブ期間５２の複数の時間スロットのうち最初の時間スロット以外の時間スロットは、制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信に使用される。
【００１０】
一方、インアクティブ期間５３は、各通信端末１２−１〜１２−３が通信しない期間であり、この期間では、各通信端末１２−１〜１２−３はスリープ状態にすることによって消費電力を低減している。
【００１１】
図１５は、無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図である。なお、ここでは、説明し易いように、第３の通信端末１２−３は省略している。
【００１２】
アクティブ期間５２−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−１をブロードキャストする。各通信端末１２−１および１２−２は、制御装置１１からのビーコンパケット５４−１を受信し、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報を取得する。
【００１３】
その後、アクティブ期間５２−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信する。例えば、各通信端末１２−１および１２−２は、制御装置１１にデータを送信し、制御装置１１は、それに対する応答データを各通信端末１２−１および１２−２に送信する。
【００１４】
インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信しない。インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。ここで、インアクティブ期間５３−１の長さは、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報によって予め通知されている。
【００１５】
インアクティブ期間５３−１が終了し、次のアクティブ期間５２−２の開始時には、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態から動作状態に復帰し、次のフレームの通信に備える。
【００１６】
アクティブ期間５２−２では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−２をブロードキャストする。そして、上述した同様の処理を繰り返すことによって、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信する。
【００１７】
なお、図１５に示すように、アクティブ期間５２−２において、第１の通信端末１２−１から制御装置１１への通信が失敗している。第１の通信端末１２−１から制御装置１１にデータが送信されているが、制御装置１１は、第１の通信端末１２−１から送信されたデータを正しく受信できていない。この場合、制御装置１１は、第１の通信端末１２−１に、第１の通信端末１２−１に対する応答データを送信できない。第１の通信端末１２−１は、所定期間を経過しても、制御装置１１からの応答データの送信がないため、通信に失敗したと判断する。そして、第１の通信端末１２−１は、制御装置１１へデータを再送する。ここでは、制御装置１１は、第１の通信端末１２−１から再送されたデータを正しく受信できたとする。この場合、制御装置１１は、再送されたデータに対する応答データを第１の通信端末１２−１に送信し、通信が正常に終了している。
【００１８】
図１６は、無線チャネルのチャネル帯域を示す図である。図１６において、横軸を周波数としてチャネルＣＨ１〜６のスペクトルマスクを示しており、第１〜第６のチャネル帯域９１〜９６は、チャネルＣＨ１〜６のチャネル帯域である。
【００１９】
制御装置１１は、チャネルＣＨ１〜６の中から通信に使用するチャネルを選択し、通信エリア１５の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２−１〜１２−３に対して、ビーコンパケットをブロードキャストする。各通信端末１２−１〜１２−３は、チャネルスキャンを行って、ビーコンパケットを受信したチャネルのネットワークに参加することになる。このように、制御装置１１と、制御装置１１が管理する通信エリア１５の範囲内に存在している各通信端末１２−１〜１２−３との通信が開始される。
【００２０】
このような無線通信システム１０のネットワークが使用する周波数帯は、他のネットワークシステムが使用する周波数帯と共用する場合が多い。このため、システム間やネットワーク間での干渉が問題となる。
【００２１】
例えば、９５０ＭＨｚ帯ではパッシブＲＦタグとアクティブＲＦタグとが一部で同じチャネルを使用する。また、２．４ＧＨｚ帯では無線ＬＡＮなどさらに多くのネットワークシステムが周波数帯域を共有している。さらに、隣接する周波数帯で送信電力の大きいシステムが使用されている場合、例えば、携帯電話などが使用されている場合、アクティブＲＦタグのような小型で簡素な高周波部品を用いる無線端末はチャネル選択度が得られずに干渉を受ける可能性もある。
【００２２】
他のネットワークシステムからの干渉が多い周波数帯では、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、ネットワーク内の通信端末が使用するチャネルを切り替えさせることが必要となる。
【００２３】
図１７は、図１４に示したフレームフォーマット５０で示されるフレーム５１を用いて、第１の通信端末１２−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図である。図１７において、フレーム５１−１は、チャネルＣＨ１を用いて通信が行われている。ここで、アクティブ期間５２−１では、チャネルＣＨ１は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいものとする。制御装置１１は、チャネルＣＨ１では、第１の通信端末１２−１との通信が正常にできないと判断し、ビーコンパケット５４−２を用いてチャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える情報を送信する。
【００２４】
第１の通信端末１２−１は、アクティブ期間５２−２では、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える情報を含むビーコンパケット５４−２を受信する。ところが、制御装置１１と第１の通信端末１２−１とは、アクティブ期間５２−２では、チャネルＣＨ１を用いて通信し、アクティブ期間５２−２が終了してからインアクティブ期間５３−２でチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える。
【００２５】
そして、制御装置１１と第１の通信端末１２−１とは、次のフレーム５１−３は、チャネルＣＨ２を用いて通信する。また、アクティブ期間５２−３で、チャネルＣＨ２は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断された場合は、さらに、チャネルＣＨ２からチャネルＣＨ３へ使用チャネルを切り替えることになる。
【００２６】
このように、制御装置１１は、他のネットワークシステムからの干渉が多い周波数帯では、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように、チャネルＣＨ１〜６の中から通信に使用するチャネルを選択して、ネットワーク内の各通信端末に使用するチャネルを切り替えさせている。
【００２７】
また、特許文献１には、アクティブ期間に、チャネルＣＨ１は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断された場合は、インアクティブ期間に、チャネルＣＨ２を用いて通信を行うことによって干渉を回避する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００７−１４３０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、各通信端末は、アクティブ期間の最初の時間スロットでのみ、制御装置からのビーコンパケットを受信するため、当該受信したビーコンパケットに含まれるチャネル切り替えに関する情報を取得しても、実際に切り替えたチャネルで通信するのは、次のフレームのアクティブ期間からとなる。つまり、制御装置と各通信端末とは、他のネットワークシステムからの干渉を回避するためにチャネルを切り替えて、切り替えたチャネルで実際に通信ができるまでに長時間を費やしてしまう。
【００３０】
なお、各通信端末の消費電力を低減させるためにインアクティブ期間を長期間設定しているシステムでは、次のアクティブ期間までの期間が長いため、切り替えたチャネルで実際に通信ができるまで、さらに長時間を費やすことになる。
【００３１】
他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きい場合、ネットワーク内の各通信端末が使用チャネルを切り替える様子を具体的に説明する。
【００３２】
図１８は、無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図である。なお、ここでは、説明し易いように、第３の通信端末１２−３は省略している。
【００３３】
アクティブ期間５２−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−１をブロードキャストする。各通信端末１２−１および１２−２は、制御装置１１からのビーコンパケット５４−１を受信し、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報を取得する。
【００３４】
その後、アクティブ期間５２−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信する。ここで、現在使用しているチャネルは他のネットワークシステムからの干渉の影響が多く、アクティブ期間５２−１において、各通信端末１２−１および１２−２から制御装置１１への通信が失敗している。この場合、制御装置１１は、現在使用しているチャネルでは、各通信端末１２−１および１２−２との通信が正常にできないと判断する。
【００３５】
しかし、現在使用しているチャネルから別のチャネルに使用チャネルを切り替える情報は、各通信端末１２−１および１２−２がスリープ状態であるインアクティブ期間には、通知することができない。このため、制御装置１１は、次のアクティブ期間５２−２に、各通信端末１２−１および１２−２に通知することになる。
【００３６】
インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは通信しない。インアクティブ期間５３−１では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。ここで、インアクティブ期間５３−１の長さは、ビーコンパケット５４−１に含まれる制御情報によって予め通知されている。
【００３７】
インアクティブ期間５３−１が終了し、次のアクティブ期間５２−２の開始時には、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、スリープ状態から動作状態に復帰し、次のフレームの通信に備える。
【００３８】
アクティブ期間５２−２では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−２をブロードキャストする。ここで、ビーコンパケット５４−２には、使用チャネルを切り替える情報が含まれている。ただし、各通信端末１２−１および１２−２は、アクティブ期間５２−２では、前回のアクティブ期間５２−１で使用していたチャネルを用いて通信するため、依然として、他のネットワークシステムからの干渉の影響が多く、各通信端末１２−１および１２−２から制御装置１１への通信が失敗している。
【００３９】
アクティブ期間５２−２が終了し、インアクティブ期間５３−２では、制御装置１１と各通信端末１２−１および１２−２とは、ビーコンパケット５４−２で通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。
【００４０】
インアクティブ期間５３−２が終了し、アクティブ期間５２−３では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１は、各通信端末１２−１および１２−２に対して、ビーコンパケット５４−３を、切り替えたチャネルを用いてブロードキャストする。
【００４１】
そして、アクティブ期間５２−３では、制御装置１１と、各通信端末１２−１および１２−２とは、切り替えたチャネルを用いて通信することによって、他のネットワークシステムからの干渉を回避している。
【００４２】
このように、アクティブ期間の最初の時間スロットで、ビーコンパケットを用いて使用チャネルを切り替える情報を通知すると、チャネルの切り替えが完了するまでに長時間を費やすため、実際に切り替えたチャネルで通信する際には、ネットワーク内の状況も変化している可能性がある。
【００４３】
アクティブ期間５２−１で、現在使用しているチャネルは他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断されたにもかかわらず、アクティブ期間５２−２でも同じチャネルを使用する。さらに、アクティブ期間５２−１で失敗した通信について、各通信端末１２−１および１２−２がアクティブ期間５２−２で再送を繰り返せば、さらに輻輳が増加する。また、アクティブ期間５２−１では、制御装置１１の通信エリア１５のネットワークに参加していなかった通信端末（図示せず）が、アクティブ期間５２−２で新たに当該ネットワークに参加することになっていれば、通信パケットが衝突する可能性は高くなって、さらに輻輳が増加する。
【００４４】
また、インアクティブ期間に、使用チャネルを切り替える情報を含むビーコンパケットを送信し、次のアクティブ期間が開始するまでに使用チャネルの切り替えを完了しておけばよいが、各通信端末は、インアクティブ期間に通信するためにスリープ状態にすることができず、消費電力の低減が図れなくなる。
【００４５】
それ故に、本発明の目的は、制御装置が通信端末との通信において、他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した場合、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、短時間でネットワーク内の通信端末が使用チャネルを切り替えさせることによって、切り替えたチャネルを用いて、確実に制御装置と通信端末との通信を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、通信端末に対して、アクティブ期間の最初に第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、送信した第１のビーコンパケットで示されるアクティブ期間での通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、通信端末に対して、アクティブ期間の最後に第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、制御装置。
【００４７】
好ましい第２のビーコンパケットは、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、変更チャネルを含み、第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。
【００４８】
さらに、好ましくは、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とするか、または、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする。
【００４９】
さらに、好ましい第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。
【００５０】
さらに、好ましくは、アクティブ期間における通信端末との通信誤り数が、所定の閾値を超えた場合、使用チャネルを切り替えると判断することを特徴とする。
【００５１】
上記目的を達成するために、本発明の通信端末は、参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、アクティブ期間の最初に制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、アクティブ期間の最後に制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、第２のビーコンパケットに含まれる使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、使用チャネルを切り替える場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、使用チャネルを切り替えない場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える。
【００５２】
好ましい第２のビーコンパケットは、使用チャネルを切り替える場合、変更チャネルを含み、使用チャネルを切り替えない場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。
【００５３】
さらに、好ましくは、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とするか、または、変更チャネルは、第１のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする。
【００５４】
さらに好ましい第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする。
【００５５】
また、好ましくは、第１のビーコンパケット受信部が、第１のビーコンパケットの受信に失敗した場合、チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする。
【００５６】
さらに、好ましい変更チャネルは、以前、受信に成功した第１のビーコンパケットまたは第２のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする。
【００５７】
また、好ましくは、第２のビーコンパケット受信部が、第２のビーコンパケットの受信に失敗した場合、チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする。
【００５８】
さらに、好ましい変更チャネルは、以前、受信に成功した第１のビーコンパケットまたは第２のビーコンパケットに含まれる１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする。
【００５９】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、上述した制御装置と通信端末とから構成される。
【００６０】
上記目的を達成するために、本発明の制御方法は、通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置が実行する制御方法であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成ステップと、通信端末に対して、アクティブ期間の最初に第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信ステップと、送信した第１のビーコンパケットで示されるアクティブ期間での通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成ステップと、通信端末に対して、アクティブ期間の最後に第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信ステップと、第２のビーコンパケット生成ステップで使用チャネルを切り替えると判断した場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、第２のビーコンパケット生成ステップで使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える。
【００６１】
上記目的を達成するために、本発明の通信方法は、参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末が実行する通信方法であって、アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、アクティブ期間の最初に制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信ステップと、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、アクティブ期間の最後に制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信ステップと、第２のビーコンパケットに含まれる使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、使用チャネルを切り替える場合、アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、使用チャネルを切り替えない場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える。
【００６２】
上述した制御装置および通信端末が行う一連の制御方法および通信方法は、こ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てもよい。このプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶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。
【発明の効果】
【００６３】
上述のように、本発明によれば、制御装置が通信端末との通信において、他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した場合、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、短時間でネットワーク内の通信端末が使用チャネルを切り替えさせることによって、切り替えたチャネルを用いて、確実に制御装置と通信端末との通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を示す図
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を構成する制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とを示す図
【図２】各通信端末１２０−１〜１２０−３を示す図
【図３】図２に示した変調部１２３、復調部１２４、および高周波部１２５のハードウェアブロックを示す図
【図４】通信パケット４００を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００を示す図
【図６Ａ】第１のビーコンパケット５４１を示す図
【図６Ｂ】第２のビーコンパケット５４２を示す図
【図７】図５に示したフレームフォーマット５００で示されるフレーム５１０を用いて、第１の通信端末１２０−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図
【図８】無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図
【図９】制御装置１１０の制御フローを示す図
【図１０】各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図
【図１２】第２のビーコンパケットの受信に失敗する場合の無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図
【図１３】従来の無線通信システム１０を示す図
【図１４】従来のフレームフォーマット５０を示す図
【図１５】無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図
【図１６】無線チャネルのチャネル帯域幅の一例を示す図
【図１７】図１４に示したフレームフォーマット５０で示されるフレーム５１を用いて、第１の通信端末１２−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図
【図１８】無線通信システム１０における制御装置１１と各通信端末１２−１〜１２−３との通信シーケンスを示す図
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００６６】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を示す図である。図１Ａにおいて、無線通信システム１００は、制御装置（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）１１０と、第１〜第３の通信端末（ＳＴＡ：Ｓｔａｔｉｏｎ）１２０−１〜１２０−３とを備える。なお、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０の通信エリア１５０の範囲内に存在している。制御装置１１０は、通信エリア１５０の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、定期的にビーコンパケットをブロードキャストする。ビーコンパケットには制御情報が含まれている。第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からのビーコンパケットを受信し、当該ビーコンパケットに含まれる制御情報に基づいて、制御装置１１０と通信する。このように、無線通信システム１００は、図１３に示した無線通信システム１０と基本的には同様の構成である。
【００６７】
図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１００を構成する制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とを示す図である。図１Ｂにおいて、制御装置１１０は、第１のビーコンパケット生成部１１０１と、第１のビーコンパケット送信部１１０２と、データ通信部１１０３と、第２のビーコンパケット生成部１１０４と、第２のビーコンパケット送信部１１０５と、チャネル変更処理部１１０６とを備える。第１の通信端末１２０−１は、第１のビーコンパケット受信部１２０１と、データ通信部１２０２と、第２のビーコンパケット受信部１２０３と、チャネル変更処理部１２０４とを備える。ここでは、第１の通信端末１２０−１を例に挙げて説明するが、第２の通信端末１２０−２および第３の通信端末１２０−３の構成および動作は、第１の通信端末１２０−１の構成および動作と同様である。
【００６８】
制御装置１１０の第１のビーコンパケット送信部１１０２は、第１のビーコンパケット生成部１１０１によって生成された第１のビーコンパケットを第１の通信端末１２０−１に送信する。第１の通信端末１２０−１の第１のビーコンパケット受信部１２０１は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットを受信する。そして、第１のビーコンパケットに基づいて、制御装置１１０のデータ通信部１１０３と、第１の通信端末１２０−１のデータ通信部１２０２とが通信する。
【００６９】
制御装置１１０の第２のビーコンパケット生成部１１０４は、制御装置１１０と、第１の通信端末１２０−１との通信状態に基づいて、現在使用しているチャネルから別のチャネルに使用チャネルを切り替えるか否かを判断する。そして、制御装置１１０の第２のビーコンパケット生成部１１０４は、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する。
【００７０】
制御装置１１０の第２のビーコンパケット送信部１１０５は、第２のビーコンパケット生成部１１０４によって生成された第２のビーコンパケットを第１の通信端末１２０−１に送信する。第１の通信端末１２０−１の第２のビーコンパケット受信部１２０３は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケットを受信する。そして、第１の通信端末１２０−１のチャネル変更処理部１２０４は、第２のビーコンパケットに含まれている使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、使用チャネルを切り替える。
【００７１】
一方、制御装置１１０のチャネル変更処理部１１０６は、第２のビーコンパケット生成部１１０４によってなされた使用チャネルを切り替えるか否かの判断に基づいて、使用チャネルを切り替える。
【００７２】
なお、第１のビーコンパケットの内容および送受信タイミング、第２のビーコンパケットの内容および送受信タイミング、および使用チャネルを切り替えるか否かの判断についての詳細は後述する。
【００７３】
図２は、各通信端末１２０−１〜１２０−３を示す図である。図２において、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御部１２１と、メモリ１２２と、変調部１２３と、復調部１２４と、高周波部１２５と、アンテナ１２６とを備える。
【００７４】
制御部１２１は、メモリ１２２に保持された各通信端末１２０−１〜１２０−３の動作状態に基づいて、送信データおよび受信データを処理する。制御部１２１は、送信データを生成する。変調部１２３は、制御部１２１によって生成された送信データを送信信号に変換する。高周波部１２５は、変調部１２３によって変換された送信信号を無線信号に変換し、アンテナ１２６から送信する。一方、アンテナ１２６によって受信された無線信号は、高周波部１２５によって受信信号に変換される。復調部１２４は、高周波部１２５によって変換された受信信号を受信データに変換し、制御部１２１に出力する。
【００７５】
図３は、図２に示した変調部１２３、復調部１２４、および高周波部１２５のハードウェアブロックを示す図である。図３において、変調部１２３は、符号化部１３１と、デジタル変調部１３２とを備え、復調部１２４は、復号化部１３３と、デジタル復調部１３４とを備える。高周波部１２５は、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）１３５と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３６と、ミキサ１３７と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３８と、パワーアンプ（ＰＡ）１３９と、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１４０と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４１と、ミキサ１４２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４３と、可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）１４４と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）１４５と、ローカル発振器１４６とを備える。
【００７６】
変調部１２３において、符号化部１３１は、制御部１２１から入力された送信データを符号化する。デジタル変調部１３２は、符号化部１３１によって符号化された送信データをデジタル変調して、送信信号として高周波部１２５に出力する。高周波部１２５において、ＤＡＣ１３５は、入力された送信信号をデジタルアナログ変換する。アナログ変換された送信信号は、ＬＰＦ１３６を介して、ミキサ１３７で周波数が調整される。さらに、周波数が調整された送信信号は、ＢＰＦ１３８を介して、ＰＡ１３９で電力増幅されて、アンテナ１２６から無線信号として送信される。一方、アンテナ１２６によって受信された無線信号は、高周波部１２５に入力される。高周波部１２５において、ＬＮＡ１４０は、入力された受信信号を電力増幅する。電力増幅された受信信号は、ＢＰＦ１４１を介して、ミキサ１４２で周波数が調整される。さらに、周波数が調整された受信信号は、ＬＰＦ１４３を介して、ＶＧＡ１４４によってゲイン調整される。ＡＤＣ１４５は、ゲイン調整された受信信号をアナログデジタル変換して、デジタル変換された受信信号を復調部１２４に出力する。復調部１２４において、デジタル復調部１３４は、入力された受信信号をデジタル復調する。復号化部１３３は、デジタル復調された受信信号を復号化して、受信データとして制御部１２１に出力する。ミキサ１３７および１４２は、ローカル発振器１４６によって制御されている。
【００７７】
なお、変調部１２３および復調部１２４は、デジタル信号処理回路で実現してもよいし、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などのプロセッサで信号処理を実現してもよい。
【００７８】
なお、制御装置１１０は、図２および図３に示した各通信端末１２０−１〜１２０−３と同様の構成であり、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１〜１２０−３との動作の違いは、制御部１２１によって制御されている。
【００７９】
図４は、通信パケット４００を示す図である。図４において、通信パケット４００は、プリアンブル４０１と、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）ヘッダ４０２と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダ４０３と、ペイロード４０４とを備える。プリアンブル４０１は、復調部１２４が通信パケットの時間同期や周波数同期を行うためのデータを格納している。ＰＨＹヘッダ４０２は、データの開始位置や変調方式、データ長など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など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、ペイロード４０４に格納されているデータの種類である、例えば、ビーコンパケットかデータパケットかなどを示す情報は、ＭＡＣヘッダ４０３に格納されている。
【００８０】
さらに、通信パケットがビーコンパケットの場合、ＭＡＣヘッダ４０３およびペイロード４０４は、ビーコンパケットの制御情報を格納する。ビーコンパケットの制御情報について、以下に詳しく説明する。
【００８１】
ＭＡＣヘッダ４０３には、フレームコントロールフィールド（ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ）、シーケンスナンバー（Ｓｅｑ．Ｎｏ．）、アドレスフィールド（ＡｄｄｒＦｉｅｌｄ）、およびその他フィールド（Ａｕｘ）が含まれる。フレームコントロールフィールドは、ペイロード４０４に格納されているデータの種類、つまりビーコンパケットを示す情報を格納している。シーケンスナンバーは、通信パケットの順序を示す情報などを格納している。アドレスフィールドは、通信パケットの送信元アドレスおよび送信先アドレスなどを示す情報を格納している。その他フィールドは、セキュリティや暗号化に関する情報などを格納している。
【００８２】
通信パケット４００のＭＡＣヘッダ４０３のフレームコントロールフィールドに基づいて、当該通信パケット４００がビーコンパケットであると判断された場合、ペイロード４０４には、ビーコンパケットの制御情報が格納されていることが認識できる。
【００８３】
ペイロード４０４には、スーパーフレームフィールド（ＳＦｓｐｅｃ）、スロット予約フィールド（ＧＴＳｆｉｅｌｄ）、ペンディングアドレスフィールド（ＰｅｎｄｉｎｇＡｄｄｒ）、ビーコンペイロードフィールド（ＢｅａｃｏｎＰａｙｌｏａｄ）、およびフレームチェックシーケンスフィールド（ＦＣＳ）が含まれる。
【００８４】
スーパーフレームフィールド（ＳＦｓｐｅｃ）は、ビーコンパケットの送信間隔やアクティブ期間の長さ、インアクティブ期間の長さなどのフレーム構成に関する情報を格納している。
【００８５】
スロット予約フィールド（ＧＴＳｆｉｅｌｄ）は、時間スロットの予約に関する情報を格納している。
【００８６】
ペンディングアドレスフィールド（ＰｅｎｄｉｎｇＡｄｄｒ）は、通信端末宛てのデータがあることを示す通知に関する情報が含まれる。例えば、制御装置１１０が第１の通信端末１２０−１宛てのデータを作成した場合、当該ペンディングアドレスフィールドに第１の通信端末１２０−１のアドレスを設定して、ビーコンパケットをブロードキャストする。通信エリア１５０の範囲内に存在する第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３は、受信したビーコンパケットのペンディングアドレスフィールドに設定されているアドレスを確認する。ここで、当該ペンディングアドレスフィールドに設定されているアドレスと、自身のアドレスとが一致している第１の通信端末１２０−１は、制御装置１１０にデータ要求を行う。これにより、制御装置１１０は、第１の通信端末１２０−１に対して、第１の通信端末１２０−１宛てに作成したデータを送信する。
【００８７】
ビーコンペイロードフィールド（ＢｅａｃｏｎＰａｙｌｏａｄ）は、その他ビーコンパケットに関する制御情報を格納している。
【００８８】
フレームチェックシーケンスフィールド（ＦＣＳ）は、上述したフィールドの受信誤りを検出できるように付加されている。
【００８９】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００を示す図である。図５において、フレームフォーマット５００で示されるフレーム５１０は、アクティブ期間５２０と、インアクティブ期間５３０とから構成される。
【００９０】
アクティブ期間５２０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３が通信する期間であり、複数の時間スロットで構成される。そして、アクティブ期間５２０の複数の時間スロットは、無線通信システム１００のネットワーク内に存在する全ての通信端末で共用される。
【００９１】
アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最初の時間スロットは、第１のビーコンパケット５４１を送受信する期間として割り当てられる。最初の時間スロットでは、制御装置１１０が通信エリア１５０の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストする。第１のビーコンパケット５４１には、図４に示したように、アクティブ期間５２０の時間スロット数やその割り当て、アクティブ期間５２０の長さ、インアクティブ期間５３０の長さ、次のビーコンパケット送信までの時間などフレーム５１０に関する制御情報が含まれている。
【００９２】
アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最初の時間スロット以外の時間スロットは、制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信に使用される。通信プロトコルとして、例えば、Ｓｌｏｔｔｅｄ−ＣＳＭＡなどを用いることができる。あるいは、複数の時間スロットのうち一部を通信端末毎に予約し、他の通信端末と衝突することなしに通信できるようにしてもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格では、アクティブ期間の複数の時間スロットのうち、前半の時間スロットをコンテンションアクセス用に用い、後半の時間スロットをコンテンションフリーアクセス用に予約している。
【００９３】
一方、インアクティブ期間５３０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３が通信しない期間であり、この期間では、各通信端末１２０−１〜１２０−３はスリープ状態にすることによって消費電力を低減している。
【００９４】
ここまでは、第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００と、図１４に示した従来のフレームフォーマット５０とは同様である。本発明の第１の実施形態に係るフレームフォーマット５００は、アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最後の時間スロットを、第２のビーコンパケット５４２を送受信する期間として割り当てている点で、図１４に示した従来のフレームフォーマット５０と異なる。
【００９５】
アクティブ期間５２０の複数の時間スロットのうち最後の時間スロットでは、制御装置１１０が通信エリア１５０の範囲内に存在している全通信端末である第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストする。
【００９６】
第２のビーコンパケット５４２には、第１のビーコンパケット５４１と同様に、図４に示したように、アクティブ期間５２０の時間スロット数やその割り当て、アクティブ期間５２０の長さ、インアクティブ期間５３０の長さ、次のビーコンパケット送信までの時間などフレーム５１０に関する制御情報が含まれていてもよい。
【００９７】
さらに、第１のビーコンパケット５４１と、第２のビーコンパケット５４２との相違点について詳しく説明する。
【００９８】
図６Ａは、第１のビーコンパケット５４１を示す図である。第１のビーコンパケット５４１は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある切り替え候補チャネルに関する情報を通知する（予告通知）。具体的には、第１のビーコンパケット５４１には、チャネルページフィールド（Ｃｈ．Ｐａｇｅ）、チャネルナンバーフィールド（Ｃｈ．Ｎｏ．）、およびチャネルムーブフィールド（Ｃｈ．Ｍｏｖｅ）が含まれる。
【００９９】
チャネルページフィールドは、複数のチャネル番号のセットを指定する。例えば、使用する周波数バンドの違いを示すものであって、８６８ＭＨｚ帯、９１５ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、および２．４ＧＨｚ帯などマルチバンドで使用できる通信端末の周波数バンドの選択に使用する。図６Ａでは、チャネルページフィールドは、５ビットのバイナリデータ「０００１０」と設定されており、１０進数で「２」を指定している。チャネルページフィールドは、予めシステムで決められた周波数バンドが何番目かを示すものであって、例えば、システムの周波数バンドが、８６８ＭＨｚ帯、９１５ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、および２．４ＧＨｚ帯の順に決められている場合、図６ＡにおけるＣｈ．Ｐａｇｅ＝２は、２番目である９１５ＭＨｚ帯を示している。
【０１００】
チャネルナンバーフィールドは、チャネルページフィールドで指定された周波数バンド内でのチャネル番号を指定する。周波数バンド毎にチャネル帯域幅やチャネル数は異なっていてもよく、チャネル番号と実際のチャネル周波数との対応付けは予め通信システム内で定められている。図６Ａでは、チャネルナンバーフィールドは、２７ビットのビットマップで表現され、ビット０がチャネル番号０、ビット１がチャネル番号１、ビット２６がチャネル番号２６にそれぞれ対応する。図６Ａでは、チャネルナンバーフィールドは、ビット４が「１」と設定されており、ビット４に対応するチャネル番号４を指定している。チャネルナンバーフィールドは、チャネルページフィールドと同様に、予めシステムで決められた周波数バンド内でのチャネル番号を示すものであって、図６ＡにおけるＣｈ．Ｎｏ．＝４は、上述したＣｈ．Ｐａｇｅ＝２で示された９１５ＭＨｚ帯の内でのチャネル番号４を示している。
【０１０１】
チャネルムーブフィールドは、チャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えるか否かを指定する。例えば、チャネルムーブフィールドに「０」が設定されている場合は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替えないことを示している。一方、チャネルムーブフィールドに「１」が設定されている場合は、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えることを示している。図６Ａでは、チャネルムーブフィールドは、「０」と設定されており、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替えないことを示している。つまり、第１のビーコンパケット５４１は、チャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとを用いて、切り替え候補チャネルに関する情報を通知する予告通知である。換言すれば、第１のビーコンパケット５４１は、切り替え候補チャネルに関する情報を通知する予告通知であるため、チャネルムーブフィールドの設定値は、「０」で固定である。
【０１０２】
図６Ｂは、第２のビーコンパケット５４２を示す図である。第２のビーコンパケット５４２の構成は、図６Ａで示した第１のビーコンパケット５４１と同様である。図６Ｂにおいて、第２のビーコンパケット５４２のチャネルムーブフィールドでは、「１」と設定されており、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えることを示している。つまり、第２のビーコンパケット５４２は、チャネルページ２番のチャネル番号４に使用チャネルを切り替えることを通知する決定通知である。換言すれば、第２のビーコンパケット５４２は、使用チャネルを切り替えることを通知する決定通知であるため、チャネルムーブフィールドの設定値は、使用チャネルを切り替える場合は「１」となり、使用チャネルを切り替えない場合は「０」となり、可変である。
【０１０３】
なお、第２のビーコンパケット５４２において、チャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルは、第１のビーコンパケット５４１におけるチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルと、同一のものであっても、または異なるものであっても構わない。
【０１０４】
なお、第１のビーコンパケット５４１は、切り替え候補チャネルに関する情報を、少なくとも含める必要がある。切り替え候補チャネルに関する情報とは、次のフレーム以降で、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある１つまたは複数のチャネルである。
【０１０５】
なお、第２のビーコンパケット５４２は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替えるか否かの情報を、少なくとも含める必要がある。
【０１０６】
また、チャネル番号の指定は、ビットマップ形式で表現したが、これに限定されるわけはない。例えば、チャネル番号を２進数で表現する方法を用いても構わない。また、チャネルムーブフィールドは、通信端末毎に使用チャネルを切り替えるか否かを通知するために、ビットマップ形式で表現しても構わない。
【０１０７】
また、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、切り替え候補チャネルに関する情報、および使用チャネルを切り替えるか否かの情報は、１つまたは複数のビットフィールドであって、さらに通信端末毎に設けても構わない。さらに、１つまたは複数のビットフィールドは、図４に示したビーコンパケットの制御情報の一部として含めても構わないし、別の制御パケットの一部として含めても構わない。
【０１０８】
図７は、図５に示したフレームフォーマット５００で示されるフレーム５１０を用いて、第１の通信端末１２０−１が使用チャネルを切り替える様子を示す図である。図７において、フレーム５１０−１は、チャネルＣＨ１を用いて通信が行われている。フレーム５１０−１では、アクティブ期間５２０−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１０が第１の通信端末１２０−１に対して、第１のビーコンパケット５４１−１を送信しており、切り替え候補チャネルに関する情報として、チャネルＣＨ２を予告通知している。
【０１０９】
ここで、アクティブ期間５２０−１では、チャネルＣＨ１は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいものとする。制御装置１１０は、チャネルＣＨ１では、第１の通信端末１２０−１との通信が正常にできないと判断する。フレーム５１０−１では、アクティブ期間５２０−１の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０が第１の通信端末１２０−１に対して、第２のビーコンパケット５４２−１を送信し、現在使用しているチャネルＣＨ１から、切り替え候補チャネルであるチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える決定通知をする。
【０１１０】
第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間５２０−１が終了してからインアクティブ期間５３０−１で、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へ使用チャネルを切り替える。
【０１１１】
そして、制御装置１１０と第１の通信端末１２０−１とは、次のフレーム５１０−２は、チャネルＣＨ２を用いて通信する。また、アクティブ期間５２０−２で、チャネルＣＨ２は他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断された場合は、さらに、チャネルＣＨ２からチャネルＣＨ３へ使用チャネルを切り替えることになる。
【０１１２】
このように、図５に示したフレームフォーマット５００を用いれば、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した当該フレームのアクティブ期間の最後の時間スロットで、第２のビーコンパケットを用いて使用チャネルを切り替える決定通知をする。第１の通信端末１２０−１は、当該フレームのインアクティブ期間で、使用チャネルを切り替える決定通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替え、スリープ状態にする。これにより、図１７に示した従来の使用チャネルを切り替える様子と、図７に示した本実施形態に係る使用チャネルを切り替える様子とを比較すると、本実施形態に係る制御装置１１０と第１の通信端末１２０−１とは、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断したフレームの次のフレームでは、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができるようになっている。
【０１１３】
図８は、無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図である。なお、ここでは、説明し易いように、第３の通信端末１２０−３は省略している。
【０１１４】
アクティブ期間５２０−１の最初の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第１のビーコンパケット５４１−１をブロードキャストする。各通信端末１２０−１および１２０−２は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケット５４１−１を受信し、第１のビーコンパケット５４１−１に含まれる制御情報を取得する。なお、第１のビーコンパケット５４１−１には、上述したように切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１１５】
その後、アクティブ期間５２０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは通信する。ここで、現在使用しているチャネルは他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きく、アクティブ期間５２０−１において、各通信端末１２０−１および１２０−２から制御装置１１０への通信が失敗している。この場合、制御装置１１０は、現在使用しているチャネルでは、各通信端末１２０−１および１２０−２との通信が正常にできないと判断する。
【０１１６】
そして、アクティブ期間５２０−１の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第２のビーコンパケット５４２−１をブロードキャストする。各通信端末１２０−１および１２０−２は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケット５４２−１を受信し、第２のビーコンパケット５４２−１に含まれる制御情報を取得する。なお、第２のビーコンパケット５４２−１には、上述したように使用チャネルを切り替えるか否かの情報が含まれている。具体的には、図６Ｂで示したように、チャネルムーブフィールドでは、「１」と設定されており、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えることを示している。
【０１１７】
アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、制御装置１１０と各通信端末１２０−１および１２０−２とは、第２のビーコンパケット５４２−１で通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。インアクティブ期間５３０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは通信しない。インアクティブ期間５３０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。ここで、インアクティブ期間５３０−１の長さは、ビーコンパケットに含まれる制御情報によって予め通知されている。
【０１１８】
インアクティブ期間５３０−１が終了し、次のアクティブ期間５２０−２の開始時には、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、スリープ状態から動作状態に復帰し、次のフレームの通信に備える。アクティブ期間５２０−２では、最初の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第１のビーコンパケット５４１−２を、切り替えたチャネルを用いてブロードキャストする。なお、制御装置１１０と各通信端末１２０−１および１２０−２とは、前回通知したチャネルに既に切り替えているため、第１のビーコンパケット５４１−２には、次に切り替える可能性のある切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１１９】
アクティブ期間５２０−２では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、切り替えたチャネルを用いて通信する。従って、アクティブ期間５２０−２では、他のネットワークシステムからの干渉の影響を回避することができ、各通信端末１２０−１および１２０−２から制御装置１１０への通信が成功している。この場合、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えないと判断する。
【０１２０】
そして、アクティブ期間５２０−２の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第２のビーコンパケット５４２−２をブロードキャストする。各通信端末１２０−１および１２０−２は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケット５４２−２を受信し、第２のビーコンパケット５４２−２に含まれる制御情報を取得する。なお、第２のビーコンパケット５４２−２には、上述したように使用チャネルを切り替えないことを示す情報が含まれている。具体的には、図６Ｂで示したように、チャネルムーブフィールドでは、「０」と設定されており、現在使用しているチャネルからチャネルページフィールドとチャネルナンバーフィールドとで指定されたチャネルに使用チャネルを切り替えないことを示している。
【０１２１】
アクティブ期間５２０−２が終了し、インアクティブ期間５３０−２では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは、スリープ状態にする。以降、同様に、上述した動作を繰り返す。
【０１２２】
このように、第１のビーコンパケットと第２のビーコンパケットとを用いれば、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断してから短時間でネットワーク全体のチャネルを変更することができる。これにより、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断してから、実際に使用チャネルを切り替えるまでの間に、ネットワーク内の通信状態が悪化して、さらに輻輳が増加する可能性を低減することができる。図１８に示した従来の通信シーケンスと、図８に示した本実施形態に係る通信シーケンスとを比較すると、本実施形態に係る制御装置１１０と第１の通信端末１２０−１とは、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断したフレームの次のフレームでは、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができるようになっている。
【０１２３】
図９は、制御装置１１０の制御フローを示す図である。ステップＳ１０１において、制御装置１１０は、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある切り替え候補チャネルを選択する。ここで、切り替え候補チャネルは１つであっても複数であっても構わない。また、切り替え候補チャネルを複数選択した場合は、当該複数の切り替え候補チャネルに優先順位を付けることが好ましい。
【０１２４】
ステップＳ１０２において、制御装置１１０は、アクティブ期間の最初の時間スロットで、通信エリア１５０の範囲内の全通信端末に対して、第１のビーコンパケットをブロードキャストする。第１のビーコンパケットには、ステップＳ１０１において選択された切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１２５】
ステップＳ１０３において、制御装置１１０は、アクティブ期間の処理を行う。制御装置１１０は、通信エリア１５０の範囲内の通信端末との間で通信処理を行う。
【０１２６】
ステップＳ１０４において、制御装置１１０は、ステップＳ１０３における通信処理の状態を判断する。制御装置１１０は、各通信端末との間での通信処理に関して、通信誤り数が所定の閾値を超えたか否かを判定する。通信誤り数が所定の閾値を超えている場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に移動し、通信誤り数が所定の閾値以下の場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０５の処理に移動する。
【０１２７】
ステップＳ１０５において、制御装置１１０は、通信誤り数以外の情報に基づいて、他のネットワークシステムからの干渉を検出したか否かを判断する。例えば、通信が行われなかった時間スロットで受信レベルまたはノイズレベルが予め定めておいた閾値を超えた場合、何らかの干渉信号が存在すると判定しても構わない。干渉を検出した場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に移動し、干渉を検出しなかった場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、ステップＳ１０６の処理に移動する。
【０１２８】
また、各通信端末は、制御装置１１０からの通信パケットについて受信誤りを検知すると、制御装置１１０に対して再送要求する。ステップＳ１０４およびステップＳ１０５における通信状態の判断は、当該再送要求の有無に基づいて、判断することもできる。また、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５における通信状態の判断は、受信レベルの情報も含めて判断することが好ましい。例えば、受信レベルが低くて受信誤りが発生している場合は、制御装置１１０と各通信端末との通信距離が遠いことによるものである。従って、この場合は、干渉による通信障害ではないと判断しても構わない。一方、受信レベルが高いにもかかわらず受信誤りが発生している場合は、干渉信号が重畳されたことにより受信レベルが高くなっていると判断し、干渉による通信障害であると判断しても構わない。
【０１２９】
ステップＳ１０６において、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えないと判断して、チャネルムーブフィールドに「０」を設定する。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０９において、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えると判断して、実際に切り替えるチャネルを決定する。そして、ステップＳ１１０において、制御装置１１０は、チャネルムーブフィールドに「１」を設定する。ここで、実際にどのチャネルに切り替えるかは、様々な方法によって決定され、例えば、インアクティブ期間中にチャネルセンスを行い、干渉がより少ないチャネルを選択しても構わない。
【０１３１】
ステップＳ１０７において、制御装置１１０は、アクティブ期間の最後の時間スロットで、通信エリア１５０の範囲内の全通信端末に対して、第２のビーコンパケットをブロードキャストする。第２のビーコンパケットには、ステップＳ１１０またはステップＳ１０６において設定された実際に切り替えるチャネル、または切り替え候補チャネルに関する情報が含まれている。
【０１３２】
ステップＳ１０８において、制御装置１１０は、インアクティブ期間の処理を行う。制御装置１１０は、使用チャネルを切り替える場合は、チャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。一方、制御装置１１０は、使用チャネルを切り替えない場合は、そのままスリープ状態にする。このように、制御装置１１０は、１つのフレーム処理を終了する。
【０１３３】
図１０は、各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図である。ここでは、第１の通信端末１２０−１の制御フローについて説明する。
【０１３４】
ステップＳ２０１において、第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間の最初の時間スロットで、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットを受信する。第１のビーコンパケットには、現在使用しているチャネルから使用チャネルを切り替える可能性のある切り替え候補チャネルが含まれている。
【０１３５】
ステップＳ２０２において、第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間の処理を行う。第１の通信端末１２０−１は、制御装置１１０との間で通信処理を行う。
【０１３６】
ステップＳ２０３において、第１の通信端末１２０−１は、アクティブ期間の最後の時間スロットで、制御装置１１０からの第２のビーコンパケットを受信する。第２のビーコンパケットには、使用チャネルを切り替えるか否かの情報が含まれている。
【０１３７】
ステップＳ２０４において、第１の通信端末１２０−１は、第２のビーコンパケットに含まれているチャネルムーブフィールドに「１」が設定されている場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、ステップＳ２０６の処理に移動する。一方、第２のビーコンパケットに含まれているチャネルムーブフィールドに「０」が設定されている場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、ステップＳ２０５の処理に移動する。
【０１３８】
ステップＳ２０６において、第１の通信端末１２０−１は、使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、ステップＳ２０５の処理に移動する。
【０１３９】
ステップＳ２０５において、第１の通信端末１２０−１は、インアクティブ期間の処理を行う。第１の通信端末１２０−１は、消費電力を低減するためにスリープ状態にする。このように、第１の通信端末１２０−１は、１つのフレーム処理を終了する。
【０１４０】
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、制御装置１１０は、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、アクティブ期間の最初の時間スロットで第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストし、当該アクティブ期間の通信状態に基づいて、第２のビーコンパケット５４２を生成し、当該アクティブ期間の最後の時間スロットで第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストしている。このため、制御装置１１０が第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３との通信において、他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断した場合、他のネットワークシステムからの干渉を回避するように複数のチャネルの中からチャネルを選択して、同一フレームのインアクティブ期間内に、ネットワーク内の通信端末に使用チャネルを切り替えさせる。これにより、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断してから、実際に使用チャネルを切り替えるまでの間に、ネットワーク内の通信状態が悪化して、さらに輻輳が増加する可能性を低減することができ、制御装置１１０が他のネットワークシステムからの干渉の影響が大きいと判断したフレームの次のフレームでは、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができるようになっている。
【０１４１】
なお、通信端末毎にチャネル変更処理にかかる時間は様々であり、使用チャネルを切り替える処理に時間がかかる通信端末もある。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、全ての通信端末がインアクティブ期間中にチャネル変更処理を行うため、次のフレームのアクティブ期間の開始時には、切り替えたチャネルを用いて確実に通信ができる。
【０１４２】
また、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、制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とは、インアクティブ期間では通信しないため、スリープ状態の時間を確保することができる。つまり、制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３とは、低消費電力を確保することができる。
【０１４３】
＜第２の実施形態＞
本発明の第１の実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットおよび第２のビーコンパケットの受信に成功する場合について説明した。本実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットの受信に失敗する場合について説明する。
【０１４４】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る各通信端末１２０−１〜１２０−３の制御フローを示す図である。ここでは、第１の通信端末１２０−１の制御フローについて説明する。なお、図１１において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、図１０で示した本発明の第１の実施形態に係る第１の通信端末１２０−１の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１４５】
ステップＳ２１０において、第１の通信端末１２０−１は、第１のビーコンパケットを誤り無く受信したか否かを判断する。受信に成功した場合（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、以降の処理は、図１０で示した本発明の第１の実施形態に係る第１の通信端末１２０−１の処理と同様である。一方、受信に失敗した場合（ステップＳ２１０のＮｏ）、ステップＳ２１１の処理に移動する。
【０１４６】
ステップＳ２１１において、第１の通信端末１２０−１は、前回受信に成功していたビーコンパケットに基づいて、当該ビーコンパケットに設定されていた切り替え候補チャネルに使用チャネルを切り替える。ここで、前回受信に成功していたビーコンパケットは、第１のビーコンパケットであっても第２のビーコンパケットであっても構わない。また、前回受信に成功していたビーコンパケットに、複数の切り替え候補チャネルが設定されていた場合は、任意の１つを選べばよい。また、複数の切り替え候補チャネルに優先順位が設定されていれば、最も優先順位の高いチャネルを選べばよい。
【０１４７】
ステップＳ２１２において、第１の通信端末１２０−１は、ステップＳ２１１において切り替えたチャネルを用いて、制御装置１１０からの次のビーコンパケットを誤り無く受信したか否かを判断する。受信に成功した場合（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、ステップＳ２０４の処理に移動し、以降の処理は、図１０で示した本発明の第１の実施形態に係る第１の通信端末１２０−１の処理と同様となる。一方、受信に失敗した場合（ステップＳ２１２のＮｏ）、ステップＳ２１３の処理に移動する。
【０１４８】
このように、第１の通信端末１２０−１は、所定期間または所定回数、ステップＳ２１１およびＳ２１２の処理を繰り返す（ステップＳ２１３のＮｏ）。つまり、第１の通信端末１２０−１は、以前に受信に成功していたビーコンパケットに基づいて、当該ビーコンパケットに設定されていた切り替え候補チャネルに使用チャネルを切り替えて、切り替えたチャネルを用いて、制御装置１１０からの次のビーコンパケットを受信できるまで繰り返す。ここで、以前に受信に成功していたビーコンパケットに、複数の切り替え候補チャネルが設定されていた場合は、順に使用チャネルを切り替えればよい。
【０１４９】
ステップＳ２１３において、第１の通信端末１２０−１は、所定期間または所定回数、ステップＳ２１１およびＳ２１２の処理を繰り返しても、制御装置１１０からの次のビーコンパケットを受信できなかった場合（ステップＳ２１３のＹｅｓ）、ステップＳ２１４の処理に移動する。
【０１５０】
ステップＳ２１４において、第１の通信端末１２０−１は、全チャネルからビーコンパケットを検出して再同期する処理を行う。
【０１５１】
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１００によれば、制御装置１１０は、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、アクティブ期間の最初の時間スロットで第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストし、当該アクティブ期間の通信状態に基づいて、第２のビーコンパケット５４２を生成し、当該アクティブ期間の最後の時間スロットで第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストしている。各通信端末１２０−１〜１２０−３が制御装置１１０からの第１のビーコンパケット５４１の受信に失敗した場合であっても、前回受信に成功した第１のビーコンパケット５４１または第２のビーコンパケット５４２に、切り替え候補チャネルが設定されているため、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、当該切り替え候補チャネルに使用チャネルを変更することができる。
【０１５２】
以前に受信に成功していたビーコンパケットで通知されていた切り替え候補チャネルが１つであれば、当該チャネルへ使用チャネルを切り替えて通信が行われているかをスキャンすればよい。また、複数の切り替え候補チャネルが含まれている場合であっても、その中から任意の１つを選ぶか、あるいは順にチャネルをスキャンするようにすればよい。各通信端末１２０−１〜１２０−３は、切り替え候補チャネルを通知していない場合に比べて、スキャンするチャネル数が少なく、短時間で、制御装置１１０が用いているチャネルを探すことができる。
【０１５３】
＜第３の実施形態＞
本発明の第２の実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第１のビーコンパケットの受信に失敗する場合について説明した。本実施形態では、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、制御装置１１０からの第２のビーコンパケットの受信に失敗する場合について説明する。
【０１５４】
図１２は、第２のビーコンパケットの受信に失敗する場合の無線通信システム１００における制御装置１１０と各通信端末１２０−１〜１２０−３との通信シーケンスを示す図である。なお、図１２において、基本的な通信シーケンスは、図８で示した本発明の第１の実施形態に係る通信シーケンスと同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施形態では、図８で示した第１の実施形態に係る通信シーケンスと異なる点について説明する。
【０１５５】
図１２において、アクティブ期間５２０−１では、制御装置１１０と、各通信端末１２０−１および１２０−２とは通信しているが、通信誤りが発生している。そして、アクティブ期間５２０−１の最後の時間スロットにおいて、制御装置１１０は、各通信端末１２０−１および１２０−２に対して、第２のビーコンパケット５４２−１をブロードキャストする。
【０１５６】
ここで、第１の通信端末１２０−１は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に成功している。アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、第１の通信端末１２０−１は、第２のビーコンパケット５４２−１で通知されたチャネルへ使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行った後、スリープ状態にする。そして、アクティブ期間５２０−２では、第１の通信端末１２０−１は、切り替えたチャネルを用いて通信する。従って、アクティブ期間５２０−２では、他のネットワークシステムからの干渉の影響を回避することができ、第１の通信端末１２０−１から制御装置１１０への通信が成功している。
【０１５７】
一方、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に失敗している。アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１で通知されるはずの使用チャネルを切り替えるか否かの情報を取得できていないため、チャネル変更処理を行わず、スリープ状態にする。しかし、制御装置１１０は、第２の通信端末１２０−２との間で通信誤りが発生していたため、使用チャネルを切り替えるチャネル変更処理を行っている。そして、アクティブ期間５２０−２では、第２の通信端末１２０−２は、切り替えていないチャネルを用いて通信を行おうとし、制御装置１１０は、切り替えたチャネルを用いて第１のビーコンパケット５４１−２を送信する。
【０１５８】
従って、第２の通信端末１２０−２は、第１のビーコンパケット５４１−２を受信することができない状態に陥ってしまう。そこで、第２の通信端末１２０−２は、本発明の第２の実施形態で説明した図１１のステップＳ２１０のＮｏ以降の処理を実行する。
【０１５９】
なお、本実施形態では、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に失敗した場合、アクティブ期間５２０−１が終了し、インアクティブ期間５３０−１では、チャネル変更処理を行わず、スリープ状態にしていた。しかし、第２の通信端末１２０−２は、第２のビーコンパケット５４２−１の受信に失敗した場合、前回受信に成功していたビーコンパケットに基づいて、当該ビーコンパケットに設定されていた切り替え候補チャネルに使用チャネルを切り替えても構わない。
【０１６０】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システム１００によれば、制御装置１１０は、第１〜第３の通信端末１２０−１〜１２０−３に対して、アクティブ期間の最初の時間スロットで第１のビーコンパケット５４１をブロードキャストし、当該アクティブ期間の通信状態に基づいて、第２のビーコンパケット５４２を生成し、当該アクティブ期間の最後の時間スロットで第２のビーコンパケット５４２をブロードキャストしている。各通信端末１２０−１〜１２０−３が制御装置１１０からの第２のビーコンパケット５４２の受信に失敗した場合であっても、前回受信に成功した第１のビーコンパケット５４１または第２のビーコンパケット５４２に、切り替え候補チャネルが設定されているため、各通信端末１２０−１〜１２０−３は、当該切り替え候補チャネルに使用チャネルを変更することができる。
【０１６１】
以前に受信に成功していたビーコンパケットで通知されていた切り替え候補チャネルが１つであれば、当該チャネルへ使用チャネルを切り替えて通信が行われているかをスキャンすればよい。また、複数の切り替え候補チャネルが含まれている場合であっても、その中から任意の１つを選ぶか、あるいは順番にチャネルをスキャンするようにすればよい。各通信端末１２０−１〜１２０−３は、切り替え候補チャネルを通知していない場合に比べて、スキャンするチャネル数が少なく、短時間で、制御装置１１０が用いているチャネルを探すことができる。
【０１６２】
なお、上述した第１〜３の実施形態に係る各構成は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成は１チップ化されてもよいし、一部また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（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、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、専用回路また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（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）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。
【０１６３】
さらには、半導体技術の進歩また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】
【０１６４】
本発明の制御装置および通信端末は、センサーネットワークやアクティブＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグを用いる無線通信ネットワークに用いられる無線通信システム等に有用である。
【符号の説明】
【０１６５】
１０、１００    無線通信システム
１１、１１０    制御装置（ＡＰ）
１２−１〜１２−３、１２０−１〜１２０−３    通信端末（ＳＴＡ）
１５、１５０    通信エリア
１１０１、１１０４    ビーコンパケット生成部
１１０２、１１０５    ビーコンパケット送信部
１１０３、１２０２    データ通信部
１１０６、１２０４    チャネル変更処理部
１２０１、１２０３    ビーコンパケット受信部
１２１    制御部
１２２    メモリ
１２３    変調部
１２４    復調部
１２５    高周波部
１２６    アンテナ
１３１    符号化部
１３２    デジタル変調部
１３３    復号化部
１３４    デジタル復調部
１３５    デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）
１３６、１４３    ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１３７、１４２    ミキサ
１３８、１４１    バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１３９    パワーアンプ（ＰＡ）
１４０    ローノイズアンプ（ＬＮＡ）
１４４    可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）
１４５    アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）
１４６    ローカル発振器
４００    通信パケット
４０１    プリアンブル
４０２    ＰＨＹヘッダ
４０３    ＭＡＣヘッダ
４０４    ペイロード
５０、５００    フレームフォーマット
５１、５１−１〜５１−３、５１０、５１０−１〜５１０−３    フレーム
５２、５２−１〜５２−３、５２０、５２０−１〜５２０−３    アクティブ期間
５３、５３−１〜５３−３、５３０、５３０−１〜５３０−３    インアクティブ期間
５４、５４−１〜５４−３、５４１、５４１−１〜５４１−３、５４２、５４２−１〜５４２−３    ビーコンパケット
９１〜９６    チャネル帯域
Ｓ１０１〜Ｓ１１０    制御装置１１０の各ステップ
Ｓ２０１〜Ｓ２０６、Ｓ２１０〜Ｓ２１４    各通信端末１２０−１〜１２０−３の各ステップ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、前記通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、制御装置。
【請求項２】
前記第２のビーコンパケットは、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記変更チャネルを含み、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記アクティブ期間における前記通信端末との通信誤り数が、所定の閾値を超えた場合、使用チャネルを切り替えると判断することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、前記制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最初に前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、
使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最後に前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、通信端末。
【請求項８】
前記第２のビーコンパケットは、前記使用チャネルを切り替える場合、前記変更チャネルを含み、前記使用チャネルを切り替えない場合、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項９】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルのいずれかであることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１０】
前記変更チャネルは、前記第１のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルとは別のチャネルであることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１１】
前記第１のビーコンパケットは、優先順位が規定された複数の切り替え候補チャネルを含むことを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１２】
前記第１のビーコンパケット受信部が、前記第１のビーコンパケットの受信に失敗した場合、前記チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１３】
前記変更チャネルは、以前、受信に成功した前記第１のビーコンパケットまたは前記第２のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１４】
前記第２のビーコンパケット受信部が、前記第２のビーコンパケットの受信に失敗した場合、前記チャネル変更処理部は、使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替えることを特徴とする、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記変更チャネルは、以前、受信に成功した前記第１のビーコンパケットまたは前記第２のビーコンパケットに含まれる前記１つ以上の切り替え候補チャネルであることを特徴とする、請求項１４に記載の通信端末。
【請求項１６】
通信エリアの範囲内の通信端末と、前記通信端末を管理する制御装置とが、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、アクティブ期間に通信する無線通信システムであって、
前記制御装置は、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルを保持する、制御装置チャネル変更処理部とを備え、
前記通信端末は、
前記アクティブ期間の最初に、前記第１のビーコンパケットを前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、
前記アクティブ期間の最後に、前記第２のビーコンパケットを前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、通信端末チャネル変更処理部とを備える、無線通信システム。
【請求項１７】
通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、前記通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置に用いられる集積回路であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信部と、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成部と、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信部と、
前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成部が使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、前記制御装置に用いられる集積回路。
【請求項１８】
参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、前記制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末に用いられる集積回路であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最初に前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信部と、
使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最後に前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信部と、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理部とを備える、前記通信端末に用いられる集積回路。
【請求項１９】
通信エリアの範囲内の通信端末を管理し、複数の所定の周波数チャネルを用いて、前記通信端末とアクティブ期間に通信する制御装置が実行する制御方法であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを生成する、第１のビーコンパケット生成ステップと、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最初に前記第１のビーコンパケットを送信する、第１のビーコンパケット送信ステップと、
前記送信した第１のビーコンパケットで示される前記アクティブ期間での前記通信端末との通信状態に基づいて、使用チャネルを切り替えるか否かを判断し、使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを生成する、第２のビーコンパケット生成ステップと、
前記通信端末に対して、前記アクティブ期間の最後に前記第２のビーコンパケットを送信する、第２のビーコンパケット送信ステップと、
前記第２のビーコンパケット生成ステップで使用チャネルを切り替えると判断した場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記第２のビーコンパケット生成ステップで使用チャネルを切り替えないと判断した場合、使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える、制御方法。
【請求項２０】
参加する通信エリアの制御装置によって管理され、複数の所定の周波数チャネルのいずれかを用いて、前記制御装置とアクティブ期間に通信する通信端末が実行する通信方法であって、
前記アクティブ期間を示す情報と、現在使用しているチャネルから切り替える可能性のある１つ以上の切り替え候補チャネルとを含む第１のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最初に前記制御装置から受信する、第１のビーコンパケット受信ステップと、
使用チャネルを切り替えるか否かの情報を含む第２のビーコンパケットを、前記アクティブ期間の最後に前記制御装置から受信する、第２のビーコンパケット受信ステップと、
前記第２のビーコンパケットに含まれる前記使用チャネルを切り替えるか否かの情報に基づいて、前記使用チャネルを切り替える場合、前記アクティブ期間終了後、次のアクティブ期間開始までに使用チャネルを現在使用しているチャネルとは別の変更チャネルに切り替え、前記使用チャネルを切り替えない場合、前記使用チャネルを現在使用しているチャネルに保持する、チャネル変更処理ステップとを備える、通信方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の制御方法をコンピュータに実行させる、制御プログラム。
【請求項２２】
請求項２０に記載の通信方法をコンピュータに実行させる、通信プログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2010007743.tif 000023
【図１Ｂ】
2010007743.tif 000024
【図２】
2010007743.tif 000025
【図３】
2010007743.tif 000026
【図４】
2010007743.tif 000027
【図５】
2010007743.tif 000028
【図６Ａ】
2010007743.tif 000029
【図６Ｂ】
2010007743.tif 000030
【図７】
2010007743.tif 000031
【図８】
2010007743.tif 000032
【図９】
2010007743.tif 000033
【図１０】
2010007743.tif 000034
【図１１】
2010007743.tif 000035
【図１２】
2010007743.tif 000036
【図１３】
2010007743.tif 000037
【図１４】
2010007743.tif 000038
【図１５】
2010007743.tif 000039
【図１６】
2010007743.tif 000040
【図１７】
2010007743.tif 000041
【図１８】
2010007743.tif 000042
【国際調査報告】
2010007743.tif 000043
2010007743.tif 000044