(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の種別のデータを生成する通常データ生成部と、
前記第１の種別とは異なる第２の種別のデータを生成する優先データ生成部と、
繰り返しの単位時間であるフレームに含まれる期間であって、当該フレームにおいて端末装置と通信するための期間であるアクティブ期間の長さを決定する決定部と、
決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を生成する信号生成部と、
前記端末装置との無線通信によって、前記フレームごとに、前記報知信号を前記端末装置に送信し、前記アクティブ期間中に前記第１の種別のデータを送信する送信部とを備え、
前記決定部は、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成した場合には、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成しなかった場合に対して短縮がなされた前記アクティブ期間の長さを決定し、当該短縮により前記アクティブ期間でなくなった期間内に前記第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間を設定し、
前記送信部は、前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを前記端末装置に送信する
制御装置。
【請求項２】
前記信号生成部は、前記決定部により短縮して決定されたアクティブ期間の長さに対応する情報を含む第１の報知信号を生成し、
前記送信部は、前記第１の種別のデータを前記アクティブ期間に送信し、前記第１の報知信号を送信し、前記第２の種別のデータを前記第１の報知信号が送信されたフレーム以後のフレームに含まれる前記優先データ期間に送信する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記フレームは、前記アクティブ期間、及び、前記制御装置と前記通信端末装置との間で前記第１の種別のデータを無線通信しない期間である非アクティブ期間を含み、
前記決定部は、同一のフレームに含まれる前記優先データ期間の前に、前記非アクティブ期間が事前に定められた時間以上含まれるように前記アクティブ期間の長さを前記アクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記送信部は、前記第２の種別のデータが生成されたフレームの次のフレームにおいて前記第１の報知信号を送信し、前記第１の報知信号が送信されたフレームと同一のフレームに含まれる前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを送信する
請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記優先データ期間中は、前記通信端末装置は常に受信状態となる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記無線通信システムには、複数の前記通信端末装置が含まれ、
さらに、前記無線通信の通信路を複数の第１のチャネルへ分割し、前記複数の通信端末装置のそれぞれへ、前記複数の第１のチャネルのうちの少なくとも１つを割り当てるチャネル設定部と、
前記複数の第１のチャネルのうち、割り当てられた前記通信端末装置の台数がより少ないチャネルを対象チャネルとして選択する選択部とを備え、
前記複数の第１のチャネルのそれぞれは、当該チャネルを用いた前記無線通信における繰り返しの単位時間として複数の前記フレームを含んでおり、
前記優先データ期間は、前記複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる前記複数のフレームのそれぞれに対応付けて事前に定められており、
前記信号生成部は、前記複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる前記複数のフレームのそれぞれごとに、当該フレームに含まれる前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む前記報知信号を生成し、
前記送信部は、前記複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる前記複数のフレームのそれぞれごとに、当該第１のチャネルにおいて前記報知信号を送信し、
前記決定部は、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成した場合には、前記対象チャネルに含まれる前記複数のフレームのうちの少なくとも１つである第１のフレームに含まれる前記アクティブ期間の長さを、当該第１のフレームに対応付けられた前記優先データ期間と重ならないように、前記アクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記チャネル設定部は、前記無線通信の通信路を、前記複数の第１のチャネルと、前記複数の第１のチャネルとは異なるチャネルであり前記第２の種別のデータを送受信するためのチャネルである第２のチャネルとに周波数領域において分割し、前記複数の通信端末装置のそれぞれへ、前記複数の第１のチャネルのうちの少なくとも１つと、前記第２のチャネルとを割り当て、
前記複数の通信端末装置は、前記優先データ期間中は、前記第２のチャネルにおいて受信状態となる
請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記信号生成部は、前記決定部により短縮して決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号である第２の報知信号を生成し、
前記送信部は、前記第１のフレームにおいて前記第２の報知信号を送信し、当該第１のフレームに対応付けられた前記優先データ期間に、前記第２のチャネルにおいて前記第２の種別のデータを送信する
請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記選択部は、前記第２の種別のデータが前記通信端末装置に受信されるまでに許容される遅延時間として事前に定められた遅延許容値を参照することにより、前記複数の第１のチャネルに含まれる前記複数のフレームのそれぞれについて、当該フレームに対応付けられた前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを送信した場合に、当該第２の種別のデータの遅延時間が前記遅延許容値未満となるか否かを判定し、前記遅延許容値未満となると判定されたフレームを含む前記第１のチャネルの中から、当該第１のチャネルに割り当てられた前記通信端末装置の台数がより少ないチャネルを前記対象チャネルとして選択する
請求項６に記載の制御装置。
【請求項１０】
通信端末装置との間で無線通信される第１の種別のデータとは異なる第２の種別のデータを生成する優先データ生成ステップと、
繰り返しの単位時間であるフレームに含まれる期間であって、当該フレームにおいて端末装置と通信するための期間であるアクティブ期間の長さを決定する決定ステップと、
決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を生成する信号生成ステップと、
前記端末装置との無線通信によって、前記フレームごとに、前記報知信号を前記端末装置に送信し、前記アクティブ期間中に前記第１の種別のデータを送信する送信ステップとを含み、
前記決定ステップにおいては、前記優先データ生成ステップにおいて前記第２の種別のデータが生成された場合には、前記優先データ生成ステップにおいて前記第２の種別のデータが生成されなかった場合に対して短縮がなされた前記アクティブ期間の長さが決定され、当該短縮により前記アクティブ期間でなくなった期間内に前記第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間が設定され、
前記送信ステップにおいては、前記優先データ期間に前記第２の種別のデータが前記端末装置に送信される
制御装置による通信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御装置による通信方法をコンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
前記第１の種別のデータを生成する通常データ生成部と、
前記第１の種別とは異なる第２の種別のデータを生成する優先データ生成部と、
繰り返しの単位時間であるフレームに含まれる期間であって、当該フレームにおいて端末装置と通信するための期間であるアクティブ期間の長さを決定する決定部と、
決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を生成する信号生成部と、
前記端末装置との無線通信によって、前記フレームごとに、前記報知信号を前記端末装置に送信し、前記アクティブ期間中に前記第１の種別のデータを送信する送信部とを備え、
前記決定部は、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成した場合には、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成しなかった場合に対して短縮がなされた前記アクティブ期間の長さを決定し、当該短縮により前記アクティブ期間でなくなった期間内に前記第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間を設定し、
前記送信部は、前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを前記端末装置に送信する
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御装置による通信方法、プログラム、記録媒体、及び、集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１５規格に代表されるＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やセンサーネットワークといった低消費電力の無線装置による無線ネットワークが注目されている。【０００３】
従来、パケットの衝突を回避するための技術としては、例えば、特許文献１が開示されている。この技術によれば、制御装置に相当する接続装置は、送信されるデータに基づき基準クロック及びタイミングを生成する。したがって、制御装置が使用するＴＤＭＡスロットが他の制御装置と重なることを回避することができる。その結果、制御装置に接続される通信端末装置の数が増加した場合における、パケットの衝突を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通信端末装置の台数が一定数以上となる場合には、かえって伝送遅延が増加してしまうという問題がある。【０００６】
そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、省電力無線ネットワークにおいて、低遅延化を実現することが可能な制御装置、通信端末装置、及び無線通信システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御装置は、第１の種別のデータを生成する通常データ生成部と、前記第１の種別とは異なる第２の種別のデータを生成する優先データ生成部と、繰り返しの単位時間であるフレームに含まれる期間であって、当該フレームにおいて端末装置と通信するための期間であるアクティブ期間の長さを決定する決定部と、決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を生成する信号生成部と、前記端末装置との無線通信によって、前記フレームごとに、前記報知信号を前記端末装置に送信し、前記アクティブ期間中に前記第１の種別のデータを送信する送信部とを備え、前記決定部は、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成した場合には、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成しなかった場合に対して短縮がなされた前記アクティブ期間の長さを決定し、当該短縮により前記アクティブ期間でなくなった期間内に前記第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間を設定し、前記送信部は、前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを前記端末装置に送信する。【０００８】
なお、本発明は、このような制御装置及び通信端末装置として実現できるだけでない。例えば、制御装置及び通信端末装置に含まれる特徴的な手段をステップとする、制御装置による通信方法及び通信端末装置による通信方法としても実現できる。また、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのはいうまでもない。【０００９】
さらに、本発明は、このような制御装置及び通信端末装置の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）として実現したり、このような制御装置及び通信端末装置を含む無線通信システムとして実現したりできる。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明によると、省電力無線ネットワークにおいて、低遅延化を実現することが可能な制御装置、通信端末装置、及び無線通信システム等を提供できる。よって、通信装置全般における節電性能の向上が望まれる今日において本発明の実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１における無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１及び２に係る制御局装置と通信端末装置との間で行われる無線通信の繰り返しの単位時間であるフレームの詳細を説明する図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る制御局装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る通信端末装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る制御局装置から通信端末装置へ優先データが送信される際のフレームに含まれる期間の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る制御局装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１に係る制御局装置が行う処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態１に係る制御局装置及び通信端末装置が有する無線通信機能への電源供給状態を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２における無線通信システムの構成を示す概念図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る制御局装置と通信端末装置との間で行われる無線通信における繰り返しの単位時間であるフレームの詳細を、チャネルごとに説明する第１の図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る制御局装置と通信端末装置との間で行われる無線通信における繰り返しの単位時間であるフレームの詳細を、チャネルごとに説明する第２の図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る制御局装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る通信端末装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２における制御局装置と通信端末装置との間の通信期間の詳細を説明する第１の図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２における無線通信システムにおいて、チャネルごとに割り当てられた通信端末装置の台数の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２における制御局装置と通信端末装置との間の通信期間の詳細を説明する第２の図である。
【図１７】図１７は、図１６に示される制御局装置及び通信端末装置それぞれが有する無線通信機能への電源供給状態を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２における無線通信システムにおいて、チャネルごとに割り当てられた通信端末装置の台数の他の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２に係る制御局装置と通信端末装置との間の通信期間の詳細を説明する第３の図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２に係る選択部及び決定部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施の形態２において、第１のチャネルとして３つ以上のチャネルが含まれる場合における、選択部及び決定部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態１及び２に係る制御局装置等を実現するコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、本発明の関連技術に係る無線通信システムの概要を示す図である。
【図２４】図２４は、パケットの衝突により生じるデータ通信の遅延を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した制御装置等に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１３】
図２３に低消費電力の無線装置による無線ネットワークの一例を示す。図２３において、無線通信システム１０００は、制御局装置１００１と、通信端末装置１００２〜１００４とから構成される。以後、制御局装置と通信端末装置とをあわせて、無線装置ともいう。また、制御局装置は、制御装置ともいう。
【００１４】
制御局装置１００１は、通信端末装置１００２〜１００４に対して、主に通信タイミングの同期をとるための制御情報を含むビーコンを周期的にブロードキャストする。通信端末装置１００２〜１００４はこのビーコンに含まれる制御情報に基づいて制御局装置１００１と通信する。
【００１５】
制御局装置と複数の通信端末装置との間のアクセス制御方式には様々なものを用いることができる。例えば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などのアクセス制御方式を用いることができる。
【００１６】
無線通信システム１０００は、省電力性能に特徴がある。具体的には、制御局装置と通信端末装置との間で行われる無線通信中の通信の繰り返し単位の中に、アクティブ期間と呼ばれる、より細かい期間が設定されている。ここで、アクティブ期間とは、制御局装置と通信端末装置との間で、データを送受信するための期間である。制御局装置は、アクティブ期間以外では、通信機能を実現するモジュールの電源をＯＦＦにすることができる。また、通信端末装置は、アクティブ期間であっても、通信の予定がなければ通信機能を実現するモジュールの電源をＯＦＦにすることができる。さらにまた、制御局装置及び通信端末装置は、一旦、電源をＯＦＦにした後に電源をＯＮにすべきタイミングを、ビーコンに含まれる情報によって知ることができる。その結果、無線装置は通信が不要な時間は通信機能の電源をＯＦＦにすることができ、無線ネットワーク全体で消費する電力を小さくすることができる。
【００１７】
こうした省電力無線ネットワークには、省電力性能に加えて、低遅延化の実現が求められる場合がある。例えば、ピークカット制御のための制御信号を、制御装置から通信端末装置へ送信する場合である。ピークカット制御とは、需要家において消費される電力のピーク値を、事前に定められた値以下となるように制御することをいう。例えば、需要家において消費されている電力の総量が、事前に定められた値を超える直前の状態に達している場合を考える。この状態で、新たな電気製品の電源がＯＮになった場合、電力を消費しているいずれかの電気製品の消費電力を一時的に下げることにより、消費電力のピーク値を抑える処理が必要となる。具体的には、制御装置は、例えばエア・コンディショナーである通信端末装置へ、ピークカット制御を行うよう指示するための制御信号を送信することが考えられる。
【００１８】
この制御信号の伝送遅延が大きいと、適切なタイミングでピークカット制御を行うことができない。この場合、消費電力のピーク値が事前に契約した値を超えてしまう場合が生じてしまう。その結果、例えば割増しの電気料金が需要家に課されるなど、不利益が生じる。したがって、低消費電力の無線通信ネットワークにおいて低遅延化を実現する必要がある。
【００１９】
ここで、無線ネットワークにおいて遅延を生じさせる主な原因に、例えば、図２４に示されるようなパケットの衝突があげられる。この図において、ピークカット制御のための制御信号が発生しており、ピークカット制御のための制御信号は、発生後、１００ｍｓ以内に制御局装置から通信端末装置へ送信されなければならない。しかし、制御局装置と通信端末装置との間で送受信される他の通信データのパケットとピークカット制御のための制御信号のパケットとが衝突することがある。その結果、再送を繰り返しても、１００ｍｓ以内に制御局装置から通信端末装置へピークカット制御のための制御信号を送信することができない状態が生じうる。
【００２０】
従来、パケットの衝突を回避するための技術としては、例えば、特許文献１が開示されている。この技術によれば、制御局装置に相当する接続装置は、送信されるデータに基づき基準クロック及びタイミングを生成する。したがって、制御局装置が使用するＴＤＭＡスロットが他の制御局装置と重なることを回避することができる。その結果、制御局装置に接続される通信端末装置の数が増加した場合における、パケットの衝突を回避することができる。
【００２１】
しかしながら、特許文献１により開示された技術では、通信端末装置の台数が増加するにしたがってＴＤＭＡのスロット周期がより長く決定される。したがって、通信端末装置の台数が一定数以上となる場合には、かえって伝送遅延が増加してしまうという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、省電力無線ネットワークにおいて、低遅延化を実現することが可能な制御装置、通信端末装置、及び無線通信システム等を提供することを目的とする。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御装置は、第１の種別のデータを生成する通常データ生成部と、前記第１の種別とは異なる第２の種別のデータを生成する優先データ生成部と、繰り返しの単位時間であるフレームに含まれる期間であって、当該フレームにおいて端末装置と通信するための期間であるアクティブ期間の長さを決定する決定部と、決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を生成する信号生成部と、前記端末装置との無線通信によって、前記フレームごとに、前記報知信号を前記端末装置に送信し、前記アクティブ期間中に前記第１の種別のデータを送信する送信部とを備え、前記決定部は、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成した場合には、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成しなかった場合に対して短縮がなされた前記アクティブ期間の長さを決定し、当該短縮により前記アクティブ期間でなくなった期間内に前記第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間を設定し、前記送信部は、前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを前記端末装置に送信する。
【００２４】
この構成によると、制御装置は、第２の種別のデータを生成した場合に、事前に定められた優先データ期間とアクティブ期間とが重ならないようにアクティブ期間を短縮する。ここで、優先データ期間においては、制御装置以外は受信処理を行うことが求められている。したがって、優先データ期間に制御装置が第２の種別のデータを送信した場合において、当該第２の種別のデータと、通信端末装置が送信した第１の種別のデータとが衝突する可能性は減少する。これにより、第２の種別のデータを送信する場合において、低遅延化を実現することができる。
【００２５】
例えば、前記信号生成部は、前記決定部により短縮して決定されたアクティブ期間の長さに対応する情報を含む第１の報知信号を生成し、前記送信部は、前記第１の種別のデータを前記アクティブ期間に送信し、前記第１の報知信号を送信し、前記第２の種別のデータを前記第１の報知信号が送信されたフレーム以後のフレームに含まれる前記優先データ期間に送信するとしてもよい。
【００２６】
これによると、送信部は、第２の種別のデータを、アクティブ期間と重ならない優先データ期間において送信することができる。その結果、第２の種別のデータが他のデータと衝突する可能性を、より減少させることができる。
【００２７】
例えば、前記フレームは、前記アクティブ期間、及び、前記制御装置と前記通信端末装置との間で前記第１の種別のデータを無線通信しない期間である非アクティブ期間を含み、前記決定部は、同一のフレームに含まれる前記優先データ期間の前に、前記非アクティブ期間が事前に定められた時間以上含まれるように前記アクティブ期間の長さを前記アクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定するとしてもよい。
【００２８】
これによると、優先データ期間の直前の所定期間においても、第２の種別のデータ以外のデータが送信される可能性が減少する。したがって、優先データ期間において第２の種別のデータが、他のデータと衝突する可能性をより減少させることができる。
【００２９】
例えば、前記送信部は、前記第２の種別のデータが生成されたフレームの次のフレームにおいて前記第１の報知信号を送信し、前記第１の報知信号が送信されたフレームと同一のフレームに含まれる前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを送信するとしてもよい。
【００３０】
例えば、前記優先データ期間中は、前記通信端末装置は常に受信状態となるとしてもよい。
【００３１】
これによると、優先データ期間において、通信端末装置から第１の種別のデータは送信されない。したがって、制御装置が第２の種別のデータを送信した場合に、第１の種別のデータと第２の種別のデータとが衝突することを回避することができる。
【００３２】
例えば、前記無線通信システムには、複数の前記通信端末装置が含まれ、さらに、前記無線通信の通信路を複数の第１のチャネルへ分割し、前記複数の通信端末装置のそれぞれへ、前記複数の第１のチャネルのうちの少なくとも１つを割り当てるチャネル設定部と、前記複数の第１のチャネルのうち、割り当てられた前記通信端末装置の台数がより少ないチャネルを対象チャネルとして選択する選択部とを備え、前記複数の第１のチャネルのそれぞれは、当該チャネルを用いた前記無線通信における繰り返しの単位時間として複数の前記フレームを含んでおり、前記優先データ期間は、前記複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる前記複数のフレームのそれぞれに対応付けて事前に定められており、前記信号生成部は、前記複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる前記複数のフレームのそれぞれごとに、当該フレームに含まれる前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む前記報知信号を生成し、前記送信部は、前記複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる前記複数のフレームのそれぞれごとに、当該第１のチャネルにおいて前記報知信号を送信し、前記決定部は、前記優先データ生成部が前記第２の種別のデータを生成した場合には、前記対象チャネルに含まれる前記複数のフレームのうちの少なくとも１つである第１のフレームに含まれる前記アクティブ期間の長さを、当該第１のフレームに対応付けられた前記優先データ期間と重ならないように、前記アクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定するとしてもよい。
【００３３】
これによると、通信路が複数のチャネルに分割された場合において、制御装置は、各チャネルに割り当てられた通信端末装置の台数を参照する。そして、割り当てられた通信端末装置の台数がより少ないチャネルのアクティブ期間を短縮する。その結果、アクティブ期間を短縮した場合に無線通信システムに与える影響を抑えながら、第２の種別のデータを送信する場合の低遅延化を実現することができる。
【００３４】
例えば、前記チャネル設定部は、前記無線通信の通信路を、前記複数の第１のチャネルと、前記複数の第１のチャネルとは異なるチャネルであり前記第２の種別のデータを送受信するためのチャネルである第２のチャネルとに周波数領域において分割し、前記複数の通信端末装置のそれぞれへ、前記複数の第１のチャネルのうちの少なくとも１つと、前記第２のチャネルとを割り当て、前記複数の通信端末装置は、前記優先データ期間中は、前記第２のチャネルにおいて受信状態となるとしてもよい。
【００３５】
これによると、第２の種別のデータの送受信を行う専用のチャネルを設けることにより、他のチャネル数に関わらず、より少ない遅延時間で第２の種別のデータの送受信を行うことができる。
【００３６】
例えば、前記信号生成部は、前記決定部により短縮して決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号である第２の報知信号を生成し、前記送信部は、前記第１のフレームにおいて前記第２の報知信号を送信し、当該第１のフレームに対応付けられた前記優先データ期間に、前記第２のチャネルにおいて前記第２の種別のデータを送信するとしてもよい。
【００３７】
例えば、前記選択部は、前記第２の種別のデータが前記通信端末装置に受信されるまでに許容される遅延時間として事前に定められた遅延許容値を参照することにより、前記複数の第１のチャネルに含まれる前記複数のフレームのそれぞれについて、当該フレームに対応付けられた前記優先データ期間に前記第２の種別のデータを送信した場合に、当該第２の種別のデータの遅延時間が前記遅延許容値未満となるか否かを判定し、前記遅延許容値未満となると判定されたフレームを含む前記第１のチャネルの中から、当該第１のチャネルに割り当てられた前記通信端末装置の台数がより少ないチャネルを前記対象チャネルとして選択するとしてもよい。
【００３８】
これによると、選択部は、チャネルごとの収容端末台数と、第２の種別のデータに設定された遅延許容値とに基づき、第２の種別のデータを送信するために短縮すべきアクティブ期間を決定する。その結果、第１の種別のデータの送受信に与える影響を最小限に抑えつつ、第２の種別のデータに設定された遅延許容値を満たすよう、第２の種別のデータの送受信を行うことができる。
【００３９】
本発明の一態様に係る通信端末装置は、繰り返しの単位時間であるフレームに含まれるアクティブ期間中に、制御装置と通信端末装置との間で第１の種別のデータを無線通信する無線通信システムにおける前記通信端末装置であって、前記制御装置から、前記フレームに含まれる前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を受信する受信部と、受信した前記報知信号に対応する前記アクティブ期間と、前記通信端末装置が受信すべき期間として前記フレームごとに事前に定められた期間である優先データ期間とが同一のフレームにおいて重ならない場合には、当該優先データ期間において、前記受信部に受信させる制御部とを備える。
【００４０】
この構成によると、事前に定められた優先データ期間とアクティブ期間とが重ならない場合、通信端末装置が備える受信部は、優先データ期間の少なくとも一部において制御装置から送信されるかもしれない第２の種別のデータを待ち受ける。その結果、制御装置が第２の種別のデータを送信した場合において、通信端末装置が送信した第１の種別のデータと第２の種別のデータとが衝突する可能性は減少する。これにより、通信端末装置が第２の種別のデータを受信する場合において、低遅延化を実現することができる。
【００４１】
例えば、通信端末装置は、さらに、前記無線通信の通信路を、前記第１の種別のデータを無線通信するためのチャネルであって、当該チャネルを用いた前記無線通信における繰り返しの単位時間として複数のフレームを含むチャネルである第１のチャネルと、前記第１の種別のデータとは異なる第２の種別のデータを受信するための第２のチャネルとへ周波数領域において分割し、前記アクティブ期間中は、前記受信部が使用する周波数を前記第１のチャネルへ設定し、同一フレームにおいて前記アクティブ期間と重ならない前記優先データ期間中は、前記受信部が使用する周波数を前記第２のチャネルへ設定するチャネル設定部を備えるとしてもよい。
【００４２】
これによると、優先データ期間とアクティブ期間とが重ならない場合、通信端末装置が備える受信部は、優先データ期間ごとに、第２の種別のデータを送受信するための専用のチャネルである第２のチャネルにおいて、制御装置から送信されるかもしれない第２の種別のデータを待ち受ける。その結果、通信路が複数のチャネルに分割された場合においても、チャネルの数に関わらず、より少ない遅延時間で第２の種別のデータの送受信を行うことができる。
【００４３】
本発明の一態様に係る無線通信システムは、制御装置と、通信端末装置とを備える。
【００４４】
この構成によると、制御装置が第２の種別のデータを送信した場合に、第２の種別のデータと第１の種別のデータとが衝突することにより、制御装置と通信端末装置との間の無線通信において第２の種別のデータが遅延する可能性を減少させることができる。
【００４５】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４６】
以下、本発明の一態様に係る制御装置等について、図面を用いてより詳細に説明する。
【００４７】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４８】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る制御装置の構成を説明する。
【００４９】
図１は、本実施の形態における無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【００５０】
図１に示されるように、無線通信システム１００は、制御局装置２００と、通信端末装置３００ａ〜３００ｅとを有する。以後、通信端末装置３００ａ〜３００ｅを総称して、通信端末装置３００ともいう。制御局装置２００は、制御装置ともいう。制御局装置２００と、通信端末装置３００とは、ネットワーク１５０によって接続されている。ネットワーク１５０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５規格に従う無線ネットワークである。
【００５１】
制御局装置２００は、例えば、通信端末装置３００それぞれが消費又は発電した電力データ等を定期的に取得する。より具体的には、制御局装置２００は、太陽光発電システムである通信端末装置３００ａから、太陽光発電により発電した電力を示すデータを取得する。また、電源装置である通信端末装置３００ｂから、蓄電池の充放電の量を示すデータを取得する。また、家電機器である通信端末装置３００ｃ〜３００ｅから、それぞれの家電機器が消費した消費電力を示すデータを取得する。
【００５２】
こうした消費電力等を示すデータの通信には、低遅延化はさほど必要とされない。以後、低遅延化が必要とされないデータの種別を、第１の種別のデータ、又は通常データとよぶ。
【００５３】
その一方で、制御局装置２００は、各通信端末装置３００から取得した情報をもとに、例えば家電機器のピークカット制御等を行う。ピークカット制御のために、制御局装置２００から通信端末装置３００へ送信される制御信号は、低遅延化の実現が強く求められる種別の制御信号である。以後、通常データと比較して、より強く低遅延化が望まれるデータの種別を、第２の種別のデータ、又は優先データとよぶ。
【００５４】
無線通信システム１００においては、通常データ及び優先データが制御局装置２００と通信端末装置３００との間で、繰り返し無線通信される。
【００５５】
次に、図２を参照して、こうした無線通信の繰り返しの単位時間について詳細に説明する。
【００５６】
図２は、本実施の形態に係る制御局装置２００と通信端末装置３００との間で行われる無線通信の繰り返しの単位時間であるフレームの詳細を説明する図である。
【００５７】
図２の（Ａ）を参照して、各フレームには５つの種別の期間が含まれる。ビーコン周期、ビーコン期間、アクティブ期間、非アクティブ期間、優先データ期間である。
【００５８】
ビーコン周期は、１フレームの長さである。フレームは、制御局装置２００から通信端末装置３００へブロードキャストされる報知信号（以降、ビーコンともいう）によって区切られるため、ビーコンを受信してから、次のビーコンを受信するまでの時間がビーコン周期となる。また、ビーコンには、次のビーコンが送信されるビーコン期間に対応する情報が含まれている。したがって、通信端末装置３００は、ビーコンに含まれる情報から、フレームごとにビーコン周期を知ることができる。
【００５９】
ビーコン期間は、ビーコンが送信される期間である。ビーコン期間においては、全ての通信端末装置３００が受信状態となる。
【００６０】
アクティブ期間は、制御局装置２００と通信端末装置３００との間で、通常データを送受信するための期間である。例えば、ビーコンが、当該ビーコンから始まるフレームのアクティブ期間の長さを示す情報を含んでいれば、通信端末装置３００はフレームごとにアクティブ期間の長さを取得することができる。
【００６１】
非アクティブ期間は、ビーコン周期において、ビーコン期間、アクティブ期間、及び、後述する優先データ期間以外の期間である。具体的には、制御局装置２００と通信端末装置３００との間で、無線通信を行わない期間である。したがって、制御局装置２００及び通信端末装置３００は、非アクティブ期間において通信機能をＯＦＦにしてもよい。
【００６２】
優先データ期間は、制御局装置２００から通信端末装置３００へ優先データを送信するための期間である。全ての通信端末装置３００は、優先データ期間においては、必ず受信処理を行う。なお、優先データ期間において、通信端末装置３００は、事前に定められた期間以上、受信状態となることが好ましい。これによると、優先データ期間にデータの送信を行う通信装置の数が減少する。このため、制御局装置２００が優先データを含むパケットを送信した際に、通信端末装置３００から送信されるパケットと優先データを含むパケットとが衝突する可能性が低下する。したがって、優先データに無線通信における低遅延化を実現することができる。より好ましくは、優先データ期間の間、全ての通信端末装置３００が常に受信状態となってもよい。制御局装置２００から送信されるパケットと衝突するパケットを送信する通信装置がいなくなるため、より確実に低遅延化を実現することができるためである。
【００６３】
なお、本実施の形態において、優先データ期間は、制御局装置２００と通信端末装置３００との間で事前に定められたものとしている。しかし、制御局装置２００が優先データ期間を示す情報をビーコンに含め通信端末装置３００へ送信することにより制御局装置２００と通信端末装置３００との間で共有されてもよい。
【００６４】
また、図２の（Ａ）に示されるように、アクティブ期間と非アクティブ期間とはビーコン周期において排他的に設定される。しかし、ビーコン期間及び優先データ期間のそれぞれは、アクティブ期間及び非アクティブ期間と排他的な関係にはない。例えば、本実施の形態において、ビーコン期間はアクティブ期間に含まれている。しかし、フレームに含まれるアクティブ期間と非アクティブ期間は、どちらが先でもよい。したがって、フレームにおいて非アクティブ期間がアクティブ期間の先に設定されている場合には、ビーコン期間は非アクティブ期間に含まれる。
【００６５】
また、優先データ期間は、アクティブ期間又は非アクティブ期間の少なくとも一方に重なる。図２の（Ａ）は、優先データ期間がアクティブ期間に重なっている場合を示す。一方、図２の（Ｂ）は、優先データ期間がアクティブ期間に重なっていない場合を示す。本実施の形態において、通信規格上、優先データ期間とアクティブ期間とが重なった場合において、制御局装置２００及び通信端末装置３００は重なった期間をアクティブ期間として扱う。したがって、図２の（Ａ）に示される場合に、通信端末装置３００は、必ずしも優先データ期間に受信することを求められない。一方、優先データ期間と非アクティブ期間とが重なった場合、制御局装置２００及び通信端末装置３００は重なった期間を優先データ期間として扱う。したがって、図２の（Ｂ）に示される場合は、通信端末装置３００は優先データ期間において受信することを求められる。
【００６６】
次に、図３を参照して、こうしたフレーム単位で無線通信を行う制御局装置の構成について説明する。
【００６７】
図３は、本実施の形態に係る制御局装置２００の機能ブロックの構成を示す図である。
【００６８】
図３に示されるように、本実施の形態に係る制御局装置２００は、通常データ生成部２０２と、優先データ生成部２０４と、決定部２０６と、ビーコン生成部２０８と、送信部２１０と、選択部２１２とを備える。なお、ビーコン生成部２０８は、信号生成部に相当する。
【００６９】
制御局装置２００は、繰り返しの単位時間であるフレームに含まれるアクティブ期間中に、制御局装置２００と通信端末装置３００との間で第１の種別のデータを無線通信する無線通信システム１００における制御局装置である。
【００７０】
通常データ生成部２０２は、第１の種別のデータを生成する。例えば、図１を再度参照して、通信端末装置３００ａから取得した発電量を示す情報の過去１ヶ月分の履歴をユーザへ提示するために、テレビジョンである通信端末装置３００ｅへ送信するデータなどを生成する。
【００７１】
優先データ生成部２０４は、第１の種別とは異なる第２の種別のデータを生成する。例えば、制御局装置２００と有線で接続された分電盤（図示なし）からピークカットの指示を受けた場合に、優先データ生成部２０４は、エア・コンディショナーである通信端末装置３００ｄの出力を強制的に下げるための制御信号等を第２の種別のデータとして生成する。
【００７２】
決定部２０６は、フレームごとにアクティブ期間の長さを決定する。より詳細には、決定部２０６は、優先データ生成部２０４が第２の種別のデータを生成した場合には、（１）アクティブ期間と、（２）通信端末装置３００が受信すべき期間としてフレームごとに事前に定められた期間であり制御局装置２００が第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間とが、同一のフレームにおいて重ならないように、アクティブ期間の長さをアクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定する。より好ましくは、決定部２０６は、同一のフレームに含まれる優先データ期間の前に、非アクティブ期間が事前に定められた時間以上含まれるようにアクティブ期間の長さをアクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定してもよい。
【００７３】
なお、通常データ生成部２０２が第１の種別のデータを生成した場合には、決定部２０６は、アクティブ期間の長さが、例えば事前に定められたアクティブ期間の長さの既定値となるように決定する。
【００７４】
ビーコン生成部２０８は、決定されたアクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号であるビーコンを生成する。なお、ビーコン生成部２０８は、アクティブ期間の長さの他に、例えば、次のビーコンが送信されるビーコン期間、アクティブ期間の開始時刻等を含んでもよい。また、優先データ期間を示す情報を含んでもよい。
【００７５】
送信部２１０は、フレームごとにビーコンを送信する通信インタフェースである。より詳細には、送信部２１０は、第１の種別のデータをアクティブ期間に送信する。また、決定部２０６により短縮して決定されたアクティブ期間の長さに対応する情報を含むビーコンである第１のビーコンを送信する。さらに、第２の種別のデータを第１のビーコンが送信されたフレーム以後のフレームに含まれる優先データ期間に送信する。
【００７６】
より好ましくは、送信部２１０は、第２の種別のデータが生成されたフレームの次のフレームにおいて第１のビーコンを送信してもよい。その後、第１のビーコンが送信されたフレームと同一のフレームに含まれる優先データ期間に第２の種別のデータを送信してもよい。
【００７７】
なお、送信部２１０の具体的な実装としては、無線通信インタフェースであれば、任意の通信インタフェースが使用できる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４用の通信インタフェース、無線ＬＡＮ用の通信インタフェースなどが考えられる。なお、本実施の形態において、ビーコンの送信は、全ての通信端末装置３００へのブロードキャストとして行われる。
【００７８】
選択部２１２は、複数のフレームの中から、優先データを送信すべきフレームを選択する。例えば、通信端末装置３００との無線通信における電波強度が一時的に弱くなっている場合には、生成した優先データに許容される遅延時間に余裕がある場合に限って、優先データを送信するフレームを遅らせるよう選択してもよい。また、複数の優先データを生成した場合においては、許容される遅延時間がより短い優先データをより早く送信させるよう、フレームを選択してもよい。
【００７９】
なお、無線通信システム１００は、選択部２１２を備えなくてもよい。例えば、無線通信システム１００は、できる限り早く優先データを送信することでも同様の発明の効果を奏する。
【００８０】
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態に係る通信端末装置３００の構成について説明する。
【００８１】
図４は、本実施の形態に係る通信端末装置３００の機能ブロックの構成を示す図である。
【００８２】
図４に示されるように、通信端末装置３００は、受信部３０２と、制御部３０４と、優先データ処理部３０６と、通常データ処理部３０８と、ビーコン解析部３１０とを備える。
【００８３】
通信端末装置３００は、複数の期間のそれぞれであるフレームに含まれるアクティブ期間中に、制御局装置２００と通信端末装置３００との間で第１の種別のデータを無線通信する無線通信システム１００における通信端末装置である。
【００８４】
受信部３０２は、制御局装置２００からビーコンを受信する通信インタフェースである。具体的には、制御局装置２００が備える送信部２１０と同じ通信インタフェースを使用することが考えられる。
【００８５】
制御部３０４は、受信したビーコンに対応するアクティブ期間と、通信端末装置３００が受信すべき期間としてフレームごとに事前に定められた期間である優先データ期間とが同一のフレームにおいて重ならない場合には、当該優先データ期間において、受信部３０２に受信させる。より好ましくは、制御部３０４は、当該優先データ期間の間、常に受信部３０２を受信状態とすることが好ましい。
【００８６】
優先データ処理部３０６は、受信した優先データが表す指示に基づいた処理を行う。例えば、優先データが前述のピークカット制御のための制御信号である場合、優先データ処理部３０６は、通信端末装置３００が使用する電力消費量を抑える処理を行う。
【００８７】
通常データ処理部３０８は、受信した通常データが表す指示に基づいた処理を行う。例えば、通常データが、通信端末装置３００の電力消費量を制御局装置２００へ送信するよう指示するコマンドであった場合、通常データ処理部３０８は、所定期間における電力消費量を取得し、制御局装置２００へ送信する。
【００８８】
ビーコン解析部３１０は、ビーコンに含まれる情報を解析することにより、フレームごとに、ビーコン周期の長さ及びアクティブ期間の終了時刻等を取得する。
【００８９】
なお、通信端末装置３００は、優先データ処理部３０６、通常データ処理部３０８、及びビーコン解析部３１０を備えなくてもよい。
【００９０】
例えば、優先データの処理を、通信端末装置３００の外部装置であるデータ処理装置（図示なし）が行ってもよい。同様に、通常データの処理を、通信端末装置３００の外部装置であるデータ処理装置（図示なし）が行ってもよい。また、通信端末装置３００の外部装置である解析装置（図示なし）がビーコンを解析し、その結果を通信端末装置３００へ送信してもよい。
【００９１】
したがって、通信端末装置３００は、優先データ処理部３０６、通常データ処理部３０８、及びビーコン解析部３１０を備えなくても、同様の発明の効果を奏する。
【００９２】
次に、優先データが送信される際の処理の概要を説明する。
【００９３】
図５は、本実施の形態に係る制御局装置２００から通信端末装置３００へ優先データが送信される際のフレームに含まれる期間の構成を示す。説明のため、制御局装置２００及び通信端末装置３００のそれぞれについて、図５に示される２つのフレームのうち、左側のフレームを第１フレームとよび、右側のフレームを第２フレームとよぶ。
【００９４】
まず、図５の（Ａ）を参照して、第１フレームの最後に、制御局装置２００が優先データを生成したとする。前述したように、優先データには遅延許容値が設定されているため、パケットの衝突が生じる可能性の低い優先データ期間に送信すべきである。しかし、第１フレームにおいて、制御局装置２００と通信端末装置３００との間で同期されているアクティブ期間は、優先データ期間と完全に重なっている。図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示される第１フレームは、通信端末装置３００が優先データ期間も通信機能をＯＦＦにできるため、省電力性能を実現することができるという利点を有する。
【００９５】
これに対して、制御局装置２００は第２フレームのアクティブ期間を、優先データ期間と重ならないように、第１フレームのアクティブ期間よりも短縮して決定する。その後、決定したアクティブ期間の長さを指定したビーコンを第２フレームの最初に送信する。その結果、図５の（Ａ）に示される制御局装置２００の第２フレームのアクティブ期間、及び、図５の（Ｂ）に示される通信端末装置３００の第２フレームのアクティブ期間のいずれもが、第１フレームのアクティブ期間よりも短縮する。これにより、第２フレームにおいては、優先データ期間とアクティブ期間とが重なる部分がなくなる。その結果、アクティブ期間に重なっていた優先データ期間が現れる。
【００９６】
図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示される第２フレームは、現れた優先データ期間に制御局装置２００が優先データを送信することにより、通信の低遅延化を実現することができるという利点を有する。また、アクティブ期間及び優先データ期間以外は、通信機能をＯＦＦにできるため、省電力性能を実現することもできる。
【００９７】
本実施の形態に係る制御局装置２００及び通信端末装置３００は、このように図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示される第１フレームと第２フレームとを動的に使い分けることで、省電力性能と通信の低遅延化との両立を図ることが可能である。
【００９８】
次に、制御局装置２００の処理の流れを説明する。
【００９９】
図６は、本実施の形態に係る制御局装置２００が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【０１００】
まず、優先データ生成部２０４は、生成すべき優先データの有無を判断する（Ｓ２０２）。ここで、生成すべき優先データがないと判断した場合には（Ｓ２０２でＮｏ）、ビーコン生成部２０８は事前に定められた長さのアクティブ期間を含むビーコンを生成する。その後、送信部２１０は、生成されたビーコンを送信する（Ｓ２０４）。
【０１０１】
一方、優先データ生成部２０４は、生成すべき優先データがあると判断した場合には（Ｓ２０２でＹｅｓ）、優先データを生成する。その後、決定部２０６は、優先データ期間と重ならないようにアクティブ期間の長さを短縮して決定する（Ｓ２０６）。
【０１０２】
次に、ビーコン生成部２０８は、決定されたアクティブ期間の長さが指定されたビーコンを生成する。その後、送信部２１０は生成されたビーコンを送信する（Ｓ２０８）。
【０１０３】
なお、制御局装置２００は、生成した優先データを必ず優先データ期間に送信することが好ましい。仮に、優先データのうち、一部の優先データを優先データ期間に送信し、他の優先データをアクティブ期間に送信した場合であっても、全ての優先データをアクティブ期間に送信する場合よりは、低遅延化が実現する。しかし、生成した優先データを必ず優先データ期間に送信する方が、より低遅延化を進めることができるためである。この場合における制御局装置２００が行う処理の流れを、図７を参照して説明する。
【０１０４】
図７は、本実施の形態に係る制御局装置２００が行う処理の流れを示す第２のフローチャートである。なお、図６と同じ処理については同じ符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
図７に示されるステップＳ２１０において、送信部２１０は生成した優先データを、アクティブ期間を短縮した後の優先データ期間に送信する。より詳細には、送信部２１０は、アクティブ期間が短縮されたフレームと同一のフレームに含まれる優先データ期間に、優先データを送信することが好ましい。これにより、優先データ送信時における低遅延化をより確実に実現することができるためである。
【０１０６】
次に、図８を参照して、無線通信システム１００の省電力性能について、より詳細に説明する。
【０１０７】
図８は、本実施の形態に係る制御局装置２００及び通信端末装置３００が有する無線通信機能への電源供給状態の一例を示す図である。図８には、制御局装置２００及び通信端末装置３００のそれぞれについて、ウェイク及びスリープの２つの状態が示されている。ウェイク状態とは、無線通信機能の電源がＯＮである状態である。スリープ状態とは、無線通信機能の電源がＯＦＦである状態である。
【０１０８】
制御局装置２００及び通信端末装置３００はそれぞれ無線通信をする必要があると判断する場合には、無線通信機能の電源を必ずＯＮにしてウェイク状態になる。例えば、ビーコン期間において、制御局装置２００は、ビーコンを送信するために無線通信機能の電源をＯＮにして、ウェイク状態になる。また、ビーコン期間において、通信端末装置３００は、ビーコンを受信するために無線通信機能の電源をＯＮにして、ウェイク状態になる。
【０１０９】
一方、制御局装置２００及び通信端末装置３００はそれぞれ無線通信をする必要がないと判断した場合には、無線通信機能の電源をＯＦＦにしてスリープ状態になる。例えば、ビーコンに含まれる情報から、自分宛の通常データが送信されることを知った通信端末装置３００は、無線通信機能の電源をＯＮにしてウェイク状態になる。しかし、それ以外の通信端末装置３００は、無線通信機能の電源をＯＦＦにしてスリープ状態になることができる。また、非アクティブ期間中など、通信の予定がない制御局装置２００は、無線通信機能の電源をＯＦＦにしてスリープ状態になることができる。すなわち、無線通信を行わない制御局装置２００及び通信端末装置３００が、無線通信機能の電源をＯＦＦにしてもよい期間において、スリープ状態となることができる。なお、制御局装置２００及び通信端末装置３００それぞれは、無線通信する必要がない場合であっても、必ずしも無線通信機能の電源をＯＦＦにしたスリープ状態にしなくてもよい。図８では、ウェイク状態でなければならない期間以外はスリープ状態になっている例を示している。
【０１１０】
図８に示されるように、制御局装置２００及び通信端末装置３００はビーコン期間及び優先データ期間においてウェイク状態となる。また、制御局装置２００及び通信端末装置３００は、非アクティブ期間においてスリープ状態となってもよい。
【０１１１】
また、制御局装置２００は、アクティブ期間もウェイク状態となる。通信端末装置３００から自分宛のデータが送信される可能性が常にあるためである。一方、通信端末装置３００は、アクティブ期間においてスリープ状態となってもよい。無線通信を行う必要がない場合には、無線通信機能の電源をＯＮにしておく必要がないためである。ここで、制御局装置２００及び通信端末装置３００は、優先データ期間とアクティブ期間とが重なった期間をアクティブ期間と判断する。したがって、優先データ期間とアクティブ期間とが重なった期間において、制御局装置２００はウェイク状態となる。一方、通信端末装置３００はスリープ状態となってもよい。
【０１１２】
制御局装置２００及び通信端末装置３００の電源供給状態として、ウェイク及びスリープの２つの状態を設定することにより、無線通信システム１００が備える制御局装置２００及び通信端末装置３００は、無線通信機能の電源をＯＦＦにする期間を作ることができる。その結果、省電力性能を実現することができる。
【０１１３】
以上述べたように、本実施の形態に係る制御局装置２００によると、優先データを生成した場合には、事前に定められた優先データ期間とアクティブ期間とが重ならないようにアクティブ期間を短縮する。ここで、優先データ期間においては、制御局装置２００以外は受信処理を行うことが求められている。したがって、制御局装置２００が優先データのパケットを送信した場合において、通信端末装置３００が送信した通常データのパケットと衝突する可能性は低下する。これにより、優先データを送信する場合において、低遅延化を実現することができる。
【０１１４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る制御局装置、及び通信端末装置について説明する。本実施の形態においては、制御局装置と通信端末装置との間の通信路が複数のチャネルに分割されている。通信路を分割するための具体的な方法は、周波数分割、時分割、符号分割等、任意の方法が使用できる。以下の説明においては周波数分割を使用する。以下、図９を参照して詳細に説明する。
【０１１５】
図９は、本実施の形態に係る無線通信システム１００Ａの構成を示す概念図である。
【０１１６】
図９に示されるように、無線通信システム１００Ａは、制御局装置２００Ａと、通信端末装置３２２〜３２４とを有する。以後、本実施の形態に係る通信端末装置３２２〜３２４を総称して、通信端末装置３００Ａとよぶ。
【０１１７】
図９には、無線通信の通信路を周波数分割することにより生成された２つのチャネルが示されている。制御局装置２００と、通信端末装置３２２及び３２３とが通信に使用するチャネルがＣｈ１である。また、制御局装置２００と、通信端末装置３２４とが通信に使用するチャネルがＣｈ２である。
【０１１８】
本実施の形態に係る制御局装置２００Ａは、複数のチャネルを切り替えながら、対応するチャネルに割り当てられた通信端末装置３００Ａと無線通信を行う。
【０１１９】
次に、図１０を参照して、各チャネルにおいて行われる無線通信に用いられる通信期間の一例について説明する。
【０１２０】
図１０は、本実施の形態に係る制御局装置２００Ａと通信端末装置３００Ａとの間で行われる無線通信における繰り返しの単位時間であるフレームの詳細を、チャネルごとに説明する図である。
【０１２１】
図１０には、通信路を複数に周波数分割したそれぞれである、基本ＣＨ１、基本ＣＨ２、及び優先専用ＣＨの３つのチャネルが示されている。基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２は、通常データの送受信を行うためのチャネルである。また、優先専用ＣＨは、優先データの送受信を行うためのチャネルである。具体的には、通信端末装置３００Ａは、事前に定められた優先データ期間には、優先専用ＣＨにおいて受信処理を行う。好ましくは、通信端末装置３００Ａは、優先データ期間中は継続的に、優先専用ＣＨにおいて受信処理のみを行ってもよい。
【０１２２】
本実施の形態においては、無線通信システム１００Ａに含まれる通信端末装置３００Ａのそれぞれに対して、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２の少なくとも一方が割り当てられる。また、全ての通信端末装置３００Ａには、優先専用ＣＨが割り当てられる。
【０１２３】
以後、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれを第１のチャネルともよぶ。また、優先専用ＣＨを第２のチャネルともよぶ。
【０１２４】
図１０に示されるように、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれは、当該チャネルを用いた無線通信における繰り返しの単位時間として複数のフレームを含む。各フレームは、当該チャネルにおいて送信されるビーコンにより区切られる。また、各フレームは、ビーコン周期と、ビーコン期間と、アクティブ期間と、非アクティブ期間とを含む。
【０１２５】
また、複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる複数のフレームのそれぞれに対応付けて優先データ期間が事前に定められている。通信端末装置３００Ａは、優先データ期間中に、第２のチャネルにおいて受信状態となる。
【０１２６】
なお、本実施の形態においては、第１のチャネルは、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のいずれかである。しかし、第１のチャネルとして、より多くのチャネルを割り当ててもよい。例えば、通信路を基本ＣＨ１〜基本ＣＨ３の３つに分割し、それぞれを第１のチャネルとしてもよい。
【０１２７】
なお、必ずしも優先専用ＣＨを使用しなくてもよい。優先専用ＣＨを使用しない場合の、チャネルごとのフレームの詳細を図１１に示す。
【０１２８】
図１１に示されるように、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれに含まれるフレームごとに、優先データ期間が事前に定められている。優先データは、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２それぞれに含まれるフレームごとに、対応する優先データ期間において送信される。なお、優先専用ＣＨを生成しない場合、ある基本ＣＨにおいて優先データを送信可能なタイミングは、同一の基本ＣＨにおける次回以降の優先データ期間に限られる。したがって、優先専用ＣＨを使用する方が、より早く、全ての通信端末装置３００へ優先データを送信することができる。
【０１２９】
次に、図１２を参照して、本実施の形態に係る制御局装置である制御局装置２００Ａの詳細な構成について説明する。
【０１３０】
図１２は、本実施の形態に係る制御局装置２００Ａの機能ブロックの構成を示す図である。なお、図３に示す実施の形態１に係る制御局装置２００と同様の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１３１】
図１２に示されるように、本実施の形態に係る制御局装置２００Ａは、通常データ生成部２０２と、優先データ生成部２０４と、決定部２０６Ａと、ビーコン生成部２０８Ａと、送信部２１０Ａと、選択部２１２Ａと、チャネル設定部２１４と、台数記憶部２１６とを備える。
【０１３２】
チャネル設定部２１４は、無線通信の通信路を、複数の第１のチャネルと、複数の第１のチャネルとは異なるチャネルであり第２の種別のデータを送受信するためのチャネルである第２のチャネルとに周波数領域において分割する。さらに、チャネル設定部２１４は、複数の通信端末装置のそれぞれへ、複数の第１のチャネルのうちの少なくとも１つと、第２のチャネルとを割り当てる。ここで、前述したとおり、複数の第１のチャネルのそれぞれは、当該チャネルを用いた無線通信における繰り返しの単位時間として複数のフレームを含んでいる。各フレームはビーコンによって区切られる。すなわち、チャネルごとに、あるビーコン期間の開始時刻から、次のビーコン期間の直前の時刻までが１つのフレームとなる。また、優先データ期間は、複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる複数のフレームのそれぞれに対応付けて事前に定められている。また、通信端末装置３００Ａは、優先データ期間中に、第２のチャネルにおいて受信状態となる。
【０１３３】
選択部２１２Ａは、複数の第１のチャネルのうち、割り当てられた通信端末装置の台数がより少ないチャネルを対象チャネルとして選択する。
【０１３４】
決定部２０６Ａは、優先データ生成部が第２の種別のデータを生成した場合には、対象チャネルに含まれる複数のフレームのうちの少なくとも１つである第１のフレームに含まれるアクティブ期間の長さを、当該第１のフレームに対応付けられた優先データ期間と重ならないように、アクティブ期間の長さとして事前に定められた長さより短縮して決定する。
【０１３５】
ビーコン生成部２０８Ａは、複数の第１のチャネルのそれぞれに含まれる複数のフレームのそれぞれごとに、当該フレームに含まれるアクティブ期間の長さに対応する情報を含むビーコンを生成する。また、ビーコン生成部２０８Ａは、決定部２０６Ａにより短縮して決定されたアクティブ期間の長さに対応する情報を含むビーコンである第２のビーコンを生成する。
【０１３６】
なお、ビーコン生成部２０８Ａは、チャネル設定部２１４により通信端末装置へチャネルが割り当てられた場合には、その割り当て結果を示す情報を含むビーコンを生成してもよい。
【０１３７】
送信部２１０Ａは、第１のフレームにおいて第２のビーコンを送信する。さらに、当該第１のフレームに対応付けられた優先データ期間に、第２のチャネルにおいて第２の種別のデータを送信する。
【０１３８】
台数記憶部２１６は、複数の第１のチャネルそれぞれごとに、何台の通信端末装置が割り当てられているかを記憶するための記憶部である。チャネル設定部２１４は、複数の通信端末装置のそれぞれへ第１のチャネルを割り当てたのち、割り当てた結果を台数記憶部２１６に記憶させる。選択部２１２Ａは、台数記憶部２１６を参照することにより、チャネルに割り当てられた通信端末装置の台数を取得できる。
【０１３９】
なお、制御局装置２００Ａは、台数記憶部２１６を備えていなくてもよい。例えば、選択部２１２Ａが、チャネル設定部２１４から直接、チャネルごとの通信端末装置の割り当てを示す情報を取得することによっても、同様の発明の効果を奏する。
【０１４０】
また、図１１に示したように第２のチャネルを使用しない場合には、チャネル設定部２１４は、無線通信の通信路を複数の第１のチャネルへ分割し、複数の通信端末装置のそれぞれへ、複数の第１のチャネルのうちの少なくとも１つを割り当てる。また、送信部２１０Ａは、第１のフレームにおいて第２のビーコンを送信する。さらに、送信部２１０Ａは、第１のフレームに対応付けられた優先データ期間に、複数の第１のチャネルのうち第１のフレームを含むチャネルにおいて第２の種別のデータを送信する。
【０１４１】
次に、図１３を参照して、本実施の形態に係る通信端末装置である通信端末装置３００Ａの詳細な構成について説明する。
【０１４２】
図１３は、本実施の形態に係る通信端末装置３００Ａの機能ブロックの構成を示す図である。なお、図４に示す実施の形態１に係る通信端末装置３００と同様の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１４３】
図１３に示されるように、通信端末装置３００Ａは、受信部３０２と、制御部３０４と、優先データ処理部３０６と、通常データ処理部３０８と、ビーコン解析部３１０と、チャネル設定部３１２とを備える。
【０１４４】
チャネル設定部３１２は、フレームのそれぞれを、第１の種別のデータを無線通信するための第１のチャネルと、第２の種別のデータを受信するための第２のチャネルとへ周波数領域において分割する。なお、第１のチャネルは、当該チャネルを用いた無線通信における繰り返しの単位時間として複数のフレームを含む。また、チャネル設定部３１２は、アクティブ期間中は、受信部３０２が使用する周波数を第１のチャネルへ設定する。さらに、同一フレームにおいてアクティブ期間と重ならない優先データ期間中は、受信部３０２が使用する周波数を第２のチャネルへ設定する。したがって、通信端末装置３００Ａは、優先データ期間中は、第２のチャネルにおいて受信する。なお、通信端末装置３００Ａは、優先データ期間中は、第２のチャネルにおいて受信状態を継続することがより好ましい。
【０１４５】
次に、図１４〜図１９を参照して、以上述べた制御局装置２００Ａと通信端末装置３００Ａとの間で行われる通信のタイミングについて、より具体的に説明する。
【０１４６】
図１４は、本実施の形態における制御局装置２００Ａと通信端末装置３２２との間の通信期間の詳細を説明する第１の図である。
【０１４７】
図１４の（Ａ）に示されるように、制御局装置２００Ａが備えるチャネル設定部２１４は、通信路を、基本ＣＨ１、基本ＣＨ２、及び優先専用ＣＨの３つのチャネルに分割している。基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれは、前述した第１のチャネルに相当する。優先専用ＣＨは、前述した第２のチャネルに相当する。本実施の形態においては、３つのチャネルのそれぞれが異なる周波数に対応するように、通信路がチャネル設定部２１４によって周波数分割されているものとする。
【０１４８】
基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれは、複数のフレームを含む。なお、チャネルがフレームを「含む」とは、当該チャネルを用いた無線通信の通信期間が、当該無線通信における繰り返しの単位時間であるフレームを含むことを意味する。また、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれに含まれる各フレームには、ビーコン期間、アクティブ期間、非アクティブ期間の順に期間が設定されている。
【０１４９】
また、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のそれぞれに含まれる複数のフレームのそれぞれに対応付けて優先データ期間が事前に定められている。制御局装置２００Ａ及び通信端末装置３２２は、優先データ期間において優先専用ＣＨを使用して優先データの無線通信を行う。
【０１５０】
図１４の（Ｂ）は、通信端末装置３００Ａのうち、基本ＣＨ１と優先専用ＣＨとが割り当てられた通信端末装置である通信端末装置３２２が行う無線通信における通信期間の詳細を説明する図である。
【０１５１】
ここで、通信端末装置３２２は優先データ期間には優先専用ＣＨにおいて受信処理を行う。しかし、優先データ期間と、通信端末装置３２２に割り当てられたチャネルである基本ＣＨ１に含まれるフレームのアクティブ期間とが重なる場合、通信端末装置３２２はアクティブ期間を優先する。したがって、通信端末装置３２２は、当該優先データ期間中もアクティブ期間が継続しているものと判断する。その結果、例えばステップＳ１４４として示すように、制御局装置２００から通信端末装置３２２へアクティブ期間と重なった優先データ期間において優先データが送信された場合、優先データの無線通信における低遅延化は実現しない。
【０１５２】
したがって、制御局装置２００Ａは、通信端末装置３２２に割り当てられたチャネルに含まれるフレームの非アクティブ期間であり、かつ、優先データ期間である期間に、通信端末装置３２２へ優先データを送信する必要がある。
【０１５３】
しかし、例えば、制御局装置２００ＡのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の性能が十分ではない場合などには、優先データを送信すべき上記の適切な期間に制御局装置２００Ａが優先データを送信できない事態が生じうる。例えば、図１４の（Ａ）に示される例では、基本ＣＨ１に含まれるフレームの非アクティブ期間は、基本ＣＨ２に含まれるフレームのアクティブ期間となっている。この場合、基本ＣＨ２に含まれるフレームのアクティブ期間における無線通信処理によって、基本ＣＨ１が非アクティブ期間であったとしても、制御局装置２００ＡのＣＰＵ時間が占有される事態が生じうる。この場合、制御局装置２００Ａは、基本ＣＨ１に含まれるフレームの非アクティブ期間に、優先データを送信することができない。その結果、制御局装置２００Ａは、ステップＳ１４２として示す適切な期間に優先データを送信すること（Ｓ１４２）ができない。したがって、優先データの無線通信における低遅延化を実現できない。
【０１５４】
この問題を解決するために、本実施の形態における制御局装置２００Ａは、優先データ期間と重ならないようにアクティブ期間の長さを短縮する。その際、選択部２１２Ａは、各チャネルに割り当てられた通信端末装置３００Ａの台数に基づいて、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２のうち、いずれのチャネルにおけるアクティブ期間を短縮するかを決定する。以下、より詳細に述べる。
【０１５５】
図１５は、無線通信システム１００Ａにおいて、チャネルごとに割り当てられた通信端末装置３００の台数の一例を示す。ここでは、基本ＣＨ１に割り当てられた通信端末装置３００Ａの台数が１０台である。また、基本ＣＨ２に割り当てられた通信端末装置３００Ａの台数が５台である。なお、以後、チャネルに割り当てられた通信端末装置３００Ａの台数のことを、収容端末台数ともいう。
【０１５６】
この無線通信システム１００Ａにおいて、選択部２１２Ａは、収容端末台数がより少ない基本ＣＨ２に含まれるフレーム中のアクティブ期間を短縮するように決定する。なぜなら、アクティブ期間を短縮することにより、当該フレーム内において送受信しきれない通常データが発生するおそれがある。その結果、通常データの送受信における遅延が発生しうる。こうした遅延が発生しうるフレームの数を最小限に抑えるために、選択部２１２Ａは、収容端末台数が少ないチャネルを、優先的にアクティブ期間を短縮するチャネルとして選択する。
【０１５７】
図１６は、本実施の形態における制御局装置２００Ａと通信端末装置３２２との間の通信期間の詳細を説明する第２の図である。図１６において、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２の収容端末台数は、図１５に示したとおりである。
【０１５８】
ここで図１６の（Ａ）に示されるように、時刻ｔ１に優先データが生成されたとする。このとき、基本ＣＨ２の収容端末台数は５台であるため、基本ＣＨ１の収容端末台数である１０台よりも少ない。したがって、選択部２１２Ａはアクティブ期間を短縮すべきチャネルとして基本ＣＨ２を選択する。その後、決定部２０６Ａは、基本ＣＨ２に含まれるフレームのアクティブ期間を短縮するよう決定する。具体的には、時刻ｔ２から開始されるフレームのアクティブ期間の終了時刻が、当該フレームに対応する優先データ期間の開始時刻よりも早くなるように短縮して決定する。より具体的には、アクティブ期間の終了時刻を時刻ｔ３に決定する。その後、制御局装置２００Ａは、時刻ｔ４に、優先専用ＣＨにおいて優先データを送信する。ここで、時刻ｔ４は、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２における非アクティブ期間に含まれ、かつ、優先専用ＣＨにおける優先データ期間に含まれる時刻である。その結果、無線通信システム１００Ａは、優先データの送信における低遅延化を実現することができる。
【０１５９】
図１７は、図１６に示される制御局装置２００Ａ及び通信端末装置３２２それぞれが有する無線通信機能への電源供給状態の一例を示す図である。より詳細には、図１７の（Ａ）は、制御局装置２００Ａが有する無線通信機能への電源供給状態の一例を示す。また、図１７の（Ｂ）は、通信端末装置３２２が有する無線通信機能への電源供給状態の一例を示す。図１７の（Ｃ）は、通信端末装置３２４が有する無線通信機能への電源供給状態の一例を示す。なお、図１７に示されるウェイク及びスリープは、図８に示されるウェイク及びスリープと同じ意味であるため、説明を省略する。
【０１６０】
図１７の（Ａ）に示されるように、制御局装置２００Ａは、基本ＣＨ１の非アクティブ期間と、基本ＣＨ２の非アクティブ期間と、優先専用ＣＨの優先データ期間以外の期間とが重なった期間にのみ、制御局装置２００Ａはスリープ状態となることができる。それ以外の期間において、制御局装置２００Ａはウェイク状態となる。
【０１６１】
また、図１７の（Ｂ）に示されるように、通信端末装置３２２は、基本ＣＨ１のビーコン期間においてウェイク状態となる。さらに、基本ＣＨ１の非アクティブ期間と、優先専用ＣＨの優先データ期間とが重なった期間にも、ウェイク状態となる。それ以外の期間において、通信端末装置３２２はスリープ状態となってもよい。
【０１６２】
また、図１７の（Ｃ）に示されるように、通信端末装置３２４は、基本ＣＨ２のビーコン期間においてウェイク状態となる。さらに、基本ＣＨ２の非アクティブ期間と、優先専用ＣＨの優先データ期間とが重なった期間にも、ウェイク状態となる。それ以外の期間において、通信端末装置３２４はスリープ状態となってもよい。
【０１６３】
次に、図１８及び図１９を参照して、基本ＣＨ２の収容端末台数が基本ＣＨ１の収容端末台数よりも多い場合について説明する。
【０１６４】
図１８は、無線通信システム１００Ａにおいて、チャネルごとに割り当てられた通信端末装置３００の台数の他の一例を示す。ここでは、図１８に示されるように、基本ＣＨ１に割り当てられた通信端末装置３００Ａの台数が５台である。又は、基本ＣＨ２に割り当てられた通信端末装置３００Ａの台数が３０台である。
【０１６５】
図１９は、本実施の形態における制御局装置２００Ａと通信端末装置３２２との間の通信期間の詳細を説明する第３の図である。図１９において、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２の収容端末台数は、図１８に示したとおりである。
【０１６６】
ここで、図１９の（Ａ）に示されるように、時刻ｔ１に優先データが生成されたとする。このとき、基本ＣＨ１の収容端末台数は５台であるため、基本ＣＨ２の収容端末台数である３０台よりも少ない。したがって、選択部２１２Ａはアクティブ期間を短縮すべきチャネルとして、基本ＣＨ１を選択する。その後、決定部２０６Ａは、基本ＣＨ１に含まれるアクティブ期間を短縮するように決定する。具体的には、時刻ｔ２から開始されるフレームのアクティブ期間の終了時刻が、当該フレームに対応する優先データ期間の開始時刻よりも早くなるように短縮して決定する。より具体的には、アクティブ期間の終了時刻を時刻ｔ３に決定する。その後、制御局装置２００Ａは、時刻ｔ４に、優先専用ＣＨにおいて優先データを送信する。ここで、時刻ｔ４は、基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２における非アクティブ期間に含まれ、かつ、優先専用ＣＨにおける優先データ期間に含まれる時刻である。したがって、無線通信システム１００Ａは、優先データの送信における低遅延化を実現することができる。
【０１６７】
なお、図１６及び図１９を参照した説明において、選択部２１２Ａは、チャネルごとの収容端末台数のみを基準に、アクティブ期間を短縮すべきチャネルを選択した。しかし、優先データに許容される遅延時間が短い場合、収容端末台数に関わらず、なるべく早く優先データを送信した方が好ましい。例えば、図１９を参照して、時刻ｔ１において生成された優先データの遅延許容値が小さく、時刻ｔ４に送信したのでは遅延許容値を満たさない場合が考えられる。この場合、選択部２１２Ａは、たとえ基本ＣＨ１の収容端末台数がより少なくとも、基本ＣＨ２を対象チャネルとして選択する方が好ましい。このように、チャネルごとの収容端末台数と優先データごとの遅延許容値とに基づいて、アクティブ期間を短縮すべきチャネルを選択する場合の、選択部２１２Ａの処理の流れを、図２０を参照して説明する。
【０１６８】
図２０は、本実施の形態における選択部２１２Ａ及び決定部２０６Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１６９】
まず、優先データ生成部２０４によって優先データが生成されない間（Ｓ２２０でＮｏ）、ビーコン生成部２０８Ａは、事前に定められたアクティブ期間の長さを指定してビーコンを生成する。生成されたビーコンは、送信部２１０Ａによって送信される（Ｓ２２１）。
【０１７０】
一方、優先データ生成部２０４によって優先データが生成された場合（Ｓ２２０でＹｅｓ）、選択部２１２Ａは次の優先データ期間に当該優先データを送信すべきか否かを判定する（Ｓ２２２）。具体的には、次の次の優先データ期間に優先データを送信した場合の遅延時間が、優先データに設定されている遅延許容値を超えるか否かを判定する。より具体的には、図１９を参照して、時刻ｔ１に生成された優先データに設定された遅延許容値が、ｔ４−ｔ１よりも大きいか否かを判定する。もし、遅延許容値がｔ４−ｔ１よりも大きい場合には、次の次の優先データ期間に優先データを送信したとしても、遅延時間が遅延許容値を超えないことを意味する。したがって、選択部２１２Ａは、次の優先データ期間に優先データを送信しなくてもよいと判定する（Ｓ２２２でＮｏ）。一方、遅延許容値がｔ４−ｔ１よりも小さい場合には、選択部２１２Ａは次の優先データ期間に優先データを送信すべきであると判定する（Ｓ２２２でＹｅｓ）。
【０１７１】
選択部２１２Ａが、次の優先データ期間に優先データを送信すべきであると判定した場合（Ｓ２２２でＹｅｓ）、決定部２０６Ａは、次のアクティブ期間の長さを、優先データ期間と重ならないように短縮して決定する（Ｓ２３０）。
【０１７２】
一方、選択部２１２Ａが、次の優先データ期間に優先データを送信しなくてもよいと判定した場合（Ｓ２２２でＮｏ）、選択部２１２Ａはチャネルごとの収容端末台数を参照する（Ｓ２２４）。チャネルごとの収容端末台数は、例えば台数記憶部２１６から取得してもよく、チャネル設定部２１４から取得してもよい。その後、選択部２１２Ａは、次にビーコンが送信されるチャネルの収容端末台数が、次の次のビーコンが送信されるチャネルの収容端末台数よりも多いか否かを判定する（Ｓ２２６）。例えば、図１９を参照して、時刻ｔ１で優先データが生成された場合、選択部２１２Ａは、時刻ｔ６に次のビーコンが送信される基本ＣＨ２の収容端末台数が、時刻ｔ２に次の次のビーコンが送信される基本ＣＨ１の収容端末台数よりも多いか否かを判定する（Ｓ２２６）。
【０１７３】
ここで、次にビーコンが送信されるチャネルの収容端末台数が、次の次のビーコンが送信されるチャネルの収容端末台数よりも多い場合（Ｓ２２６でＹｅｓ）、選択部２１２Ａは、次の次のビーコンが送信されるチャネルを対象チャネルとして選択する。その後、決定部２０６Ａは、次の次のビーコンが送信されるチャネルにおけるアクティブ期間の長さを短縮して決定する（Ｓ２２８）。一方、次にビーコンが送信されるチャネルの収容端末台数が、次の次のビーコンが送信されるチャネルの収容端末台数よりも多くはない場合（Ｓ２２６でＮｏ）、選択部２１２Ａは、次にビーコンが送信されるチャネルを対象チャネルとして選択する。その後、決定部２０６Ａは次にビーコンが送信されるチャネルにおけるアクティブ期間の長さを事前に定められた長さより短縮して決定する（Ｓ２３０）。
【０１７４】
次に、決定部２０６Ａにより短縮して決定されたアクティブ期間の長さを指定して、ビーコン生成部２０８Ａはビーコンを生成する。その後、送信部２１０Ａは、短縮して決定されたアクティブ期間を含むフレームに対応するチャネルに対して、生成されたビーコンを送信する（Ｓ２３２）。
【０１７５】
最後に、送信部２１０Ａは、優先データ期間に優先専用ＣＨを介して優先データを送信する（Ｓ２３４）。このとき、次にビーコンが送信されるチャネルにおけるアクティブ期間を短縮するようステップＳ２３０において決定された場合には、次の優先データ期間に優先データを送信する。言いかえると、次にビーコンが送信されるフレームに対応付けられた優先データ期間に優先データを送信する。例えば、図１６を参照すると、時刻ｔ３に終了するようアクティブ期間が短縮された場合、送信部２１０Ａは、時刻ｔ２に送信されるビーコンを含むフレームに対応付けられた優先データ期間内である時刻ｔ４に、優先専用ＣＨにおいて優先データを送信する。
【０１７６】
また、次の次のビーコンが送信されるチャネルにおけるアクティブ期間を短縮するようステップＳ２２８において決定された場合には、次の次の優先データ期間に優先データを送信する。言いかえると、次の次のビーコンを含むフレームに対応付けられた優先データ期間に優先データを送信する。例えば、図１９を参照すると、時刻ｔ３に終了するようアクティブ期間が短縮された場合、送信部２１０Ａは、時刻ｔ２に送信されるビーコンを含むフレームに対応付けられた優先データ期間内の時刻である時刻ｔ４に、優先専用ＣＨにおいて優先データを送信する。
【０１７７】
なお、図２０に示した処理の流れは、図１６及び図１９に示されるように、第１のチャネルとして基本ＣＨ１及び基本ＣＨ２の２つが使用される場合を前提としている。しかし、より多くのチャネルを第１のチャネルとして使用することもできる。
【０１７８】
図２１は、例えば第１のチャネルとして３つ以上のチャネルが含まれる場合における、選択部２１２Ａ及び決定部２０６Ａの処理の流れの一例を示す図である。なお、図２０と同一の処理を行うステップについては同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１７９】
３つ以上のチャネルが第１のチャネルとして使用される場合、選択部２１２Ａは、チャネルごとの収容端末台数を参照する（Ｓ２２４）。また、生成された優先データごとに設定される遅延許容値を参照する。
【０１８０】
その後、選択部２１２Ａは、遅延許容値と収容端末台数とに基づき、アクティブ期間を短縮するチャネルを選択する（Ｓ２２６）。具体的には、選択部２１２Ａは、複数の第１のチャネルに含まれる複数のフレームのそれぞれについて、当該フレームに対応付けられた優先データ期間に第２の種別のデータを送信した場合に、当該第２の種別のデータの遅延時間が遅延許容値未満となるか否かを判定する。その後、遅延時間が遅延許容値未満となると判定されたフレームを含む第１のチャネルの中から、当該第１のチャネルに割り当てられた通信端末装置の台数がより少ないチャネルを対象チャネルとして選択する。
【０１８１】
なお、選択部２１２Ａは、割り当てられた通信端末装置の台数がより少ないチャネルとして、割り当てられた通信端末装置の台数が最少であるチャネルの他、割り当てられた通信端末装置の台数の多さの順位が事前に定められた順位以内であるチャネルを対象チャネルとして選択してもよい。また、割り当てられた通信端末装置の台数が事前に定められた台数以内であるチャネルを対象チャネルとして選択してもよい。
【０１８２】
その後、決定部２０６Ａは、対象チャネルに含まれるフレームのアクティブ期間が、当該フレームに対応付けられた優先データ期間と重ならないように、アクティブ期間を短縮する（Ｓ２４８）。
【０１８３】
以上述べたように、本実施の形態に係る制御局装置２００Ａ及び通信端末装置３００Ａによると、選択部２１２は、チャネルごとの収容端末台数と、優先データに設定された遅延許容値とに基づき、優先データを送信するために短縮すべきアクティブ期間を決定する。その結果、通常データの送受信に与える影響を最小限に抑えつつ、優先データに設定された遅延許容値を満たすよう、優先データの送受信を行うことができる。
【０１８４】
なお、本発明の実施の形態２に係る選択部２１２Ａは、常に、優先データが生成されたチャネルの次のチャネルを対象チャネルとして選択してもよい。これによると、優先データの遅延時間を常に最小とすることができる。さらに、選択部２１２Ａは、複数の第１のチャネル間における収容端末台数のばらつきが、事前に定められた閾値よりも小さい場合には、常に、優先データが生成されたチャネルの次のチャネルを対象チャネルとして選択してもよい。チャネル間で収容端末台数のばらつきが小さい場合には、どのチャネルを対象チャネルとしても、通常データの送受信に与える影響に大差は生じないためである。
【０１８５】
なお、実施の形態１及び２で説明した制御局装置２００、制御局装置２００Ａ、通信端末装置３００、通信端末装置３００Ａ、無線通信システム１００、及び無線通信システム１００Ａは、コンピュータにより実現することも可能である。以後、制御局装置２００、制御局装置２００Ａ、通信端末装置３００、通信端末装置３００Ａ、無線通信システム１００、及び無線通信システム１００Ａを、制御局装置２００等という。図２２は、制御局装置２００等を実現するコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【０１８６】
制御局装置２００等は、コンピュータ３４と、コンピュータ３４に指示を与えるためのキーボード３６及びマウス３８と、コンピュータ３４の演算結果等の情報を提示するためのディスプレイ３２と、コンピュータ３４で実行されるプログラムを読み取るためのＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）装置４０及び通信モデム（図示せず）とを含む。
【０１８７】
制御局装置２００等が行う処理であるプログラムは、コンピュータで読取可能な媒体であるＣＤ−ＲＯＭ４２に記憶され、ＣＤ−ＲＯＭ装置４０で読み取られる。又は、コンピュータネットワークを通じて通信モデム５２で読み取られる。
【０１８８】
コンピュータ３４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４８と、ハードディスク５０と、通信モデム５２と、バス５４とを含む。
【０１８９】
ＣＰＵ４４は、ＣＤ−ＲＯＭ装置４０又は通信モデム５２を介して読み取られたプログラムを実行する。ＲＯＭ４６は、コンピュータ３４の動作に必要なプログラムやデータを記憶する。ＲＡＭ４８は、プログラム実行時のパラメータなどのデータを記憶する。ハードディスク５０は、プログラムやデータなどを記憶する。通信モデム５２は、コンピュータネットワークを介して他のコンピュータとの通信を行う。バス５４は、ＣＰＵ４４、ＲＯＭ４６、ＲＡＭ４８、ハードディスク５０、通信モデム５２、ディスプレイ３２、キーボード３６、マウス３８及びＣＤ−ＲＯＭ装置４０を相互に接続する。
【０１９０】
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１９１】
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカード又はモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０１９２】
また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよい。また、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１９３】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどのメモリカード、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１９４】
また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１９５】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
【０１９６】
また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記記録媒体に記録して移送することにより、又は上記プログラム又は上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１９７】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１９８】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の制御局装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１９９】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、通信端末装置との間で無線通信される第１の種別のデータとは異なる第２の種別のデータを生成する優先データ生成ステップと、繰り返しの単位時間であるフレームに含まれる期間であって、当該フレームにおいて端末装置と通信するための期間であるアクティブ期間の長さを決定する決定ステップと、決定された前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を生成する信号生成ステップと、前記端末装置との無線通信によって、前記フレームごとに、前記報知信号を前記端末装置に送信し、前記アクティブ期間中に前記第１の種別のデータを送信する送信ステップとを含み、前記決定ステップにおいては、前記優先データ生成ステップにおいて前記第２の種別のデータが生成された場合には、前記優先データ生成ステップにおいて前記第２の種別のデータが生成されなかった場合に対して短縮がなされた前記アクティブ期間の長さが決定され、当該短縮により前記アクティブ期間でなくなった期間内に前記第２の種別のデータを送信するための期間である優先データ期間が設定され、前記送信ステップにおいては、前記優先データ期間に前記第２の種別のデータが前記端末装置に送信される処理を実行させる。
【０２００】
また、このプログラムは、コンピュータに、繰り返しの単位時間であるフレームに含まれるアクティブ期間中に、制御装置と通信端末装置との間で第１の種別のデータを無線通信する無線通信システムにおける前記通信端末装置による通信方法であって、前記制御装置から、前記フレームに含まれる前記アクティブ期間の長さに対応する情報を含む報知信号を受信する受信ステップと、受信した前記報知信号に対応する前記アクティブ期間と、前記通信端末装置が受信すべき期間として前記フレームごとに事前に定められた期間である優先データ期間とが同一のフレームにおいて重ならない場合には、当該優先データ期間において、前記受信部に受信させる受信制御ステップとを含む処理を実行させる。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
本発明は、制御局装置等に適用できる。特に繰り返しの単位時間であるフレームに含まれるアクティブ期間中に、制御局装置と通信端末装置との間でデータを無線通信する無線通信システムにおける制御局装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０２０２】
３２  ディスプレイ
３４  コンピュータ
３６  キーボード
３８  マウス
４０  ＣＤ−ＲＯＭ装置
４２  ＣＤ−ＲＯＭ
４４  ＣＰＵ
４６  ＲＯＭ
４８  ＲＡＭ
５０  ハードディスク
５２  通信モデム
５４  バス
１００、１００Ａ、１０００  無線通信システム
１５０  ネットワーク
２００、２００Ａ、１００１  制御局装置
２０２  通常データ生成部
２０４  優先データ生成部
２０６、２０６Ａ  決定部
２０８、２０８Ａ  ビーコン生成部
２１０、２１０Ａ  送信部
２１２、２１２Ａ  選択部
２１４  チャネル設定部
２１６  台数記憶部
３００、３００Ａ、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅ、３２２、３２３、３２４、１００２、１００３、１００４  通信端末装置
３０２  受信部
３０４  制御部
３０６  優先データ処理部
３０８  通常データ処理部
３１０  ビーコン解析部
３１２  チャネル設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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