(57)【要約】【課題】  ビーコンによる無線帯域の消費とパケットの衝突を防止し、無線アドホックネットワーク全体のパフォーマンスを向上する。【解決手段】  無線アドホックネットワークにおいて、当該アドホックネットワークを構成する無線通信装置の各々が、通信範囲内に存在する通信ノードの数または無線使用状態に応じて、各々が送信するビーコン信号（共通通知情報）の送信間隔を変更する。たとえば、初期インターバルでビーコンを送信している第１の無線通信装置が、第２の無線通信装置から接続要求を受け取って、第２の無線通信装置と通信を開始することにより、ビーコンの送信間隔を、初期インターバルの２倍に変更する。【選択図】図４
2006287463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線アドホックネットワークを構成する無線通信装置であって、
共通通知情報を送受信する送受信部と、
通信範囲内にある通信ノードの数または無線使用状況に応じて、前記共通通知情報の送信間隔を変更する送信間隔調整部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記送信間隔調整部は、前記共通通知情報の送信間隔を、初期設定間隔に前記通信範囲内に存在するノードの数を乗算した値に変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
配下に所属する端末の動作態様を管理する配下端末管理部をさらに有し、
前記送信間隔調整部は、前記配下に所属する端末が所定の動作態様にある場合に、前記共通通知情報の送信間隔を変更しないことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
配下に所属する端末の動作態様を管理する配下端末管理部と、
前記共通通知情報の送信間隔の変更を通知する間隔変更通知部と
をさらに有し、
前記送信間隔調整部は、前記配下に所属する端末が所定の動作態様にある場合に、前記間隔変更通知部に前記配下端末への間隔変更通知を送信させて、前記共通通知情報の送信間隔を変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
無線アドホックネットワークにおいて、当該アドホックネットワークを構成する無線通信装置の各々が、通信範囲内に存在する通信ノードの数または無線使用状態に応じて、各々が送信する共通通知情報の送信間隔を変更することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記ネットワークにおいて、初期インターバルで前記共通通知情報を送信している第１の無線通信装置が、第２の無線通信装置から接続要求を受け取り、当該第２の無線通信装置と通信を開始することにより、前記共通通知情報の送信間隔を変更することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置と通信を開始することにより、前記共通通知情報の送信間隔を、前記初期インターバルの２倍に変更することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から送られてくる前記共通通知情報を観測することによって、当該第２の無線通信装置が送信する共通通知情報の間隔を変更することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置との通信の開始により、当該第２の無線通信装置が送信する共通通知情報の間隔を、前記初期インターバルの２倍に変更することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記第２の無線通信装置は、当該第２の無線通信装置の通信範囲内に、前記第１の通信装置の存在に加えて新たに第３の無線通信装置の存在を認識したときに、前記第２の無線通信装置は、当該第２の無線通信装置が送信する共通通知情報の間隔を、前記初期インターバルの３倍の間隔に変更することを特徴とする請求項８または９に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アドホックネットワークにおける無線通信装置および無線通信システムに関し、特に、ネットワークを構成する各無線端末装置が、同一通信範囲内の通信ノードの数や、無線区間の状況に応じて、ビーコン信号を送信する間隔を自律的に調整、変更する無線通信装置および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線アドホックネットワークは、基地局を介さずに直接、あるいは他の無線端末を経由して、無線通信端末どうしが通信を行なう無線通信システムである。複数の無線通信端末のうち、一部の無線通信端末のみが互いに通信可能となるように配置されている場合でも、データの発信端末より送信されたデータは、他の無線通信端末により中継され、受信端末（宛先端末）まで転送される。
【０００３】
無線アドホックネットワークは、図１に示すように、ノートＰＣなどの無線ＬＡＮ端末のみにより構成されるアドホック型ネットワークと、図２に示すように、無線ＬＡＮ基地局および無線ＬＡＮ端末により構成されるメッシュ型ネットワークに分類される。以下、アドホック型ネットワーク、メッシュ型ネットワークともに“無線アドホックネットワーク”とする。
【０００４】
無線アドホックネットワークにおいて、互いの通信範囲内の端末間では、データ通信は直接行われる。たとえば、図１における端末１−２間、２−３間、３−４間がそうである。直接通信出来ない端末間、すなわち、図１の端末１−４間、１−３間、２−４間では、中間にある端末を介して間接的にデータ通信が行われる。
【０００５】
無線アドホックネットワークシステムにおける通信ノード（図１のアドホック型ネットワークでは無線ＬＡＮ端末１〜４、図２のメッシュ型ネットワークでは無線ＬＡＮ基地局ＡＰ１〜ＡＰ４）は、近隣のノードや、配下の無線ＬＡＮ端末との接続を確保するために、共通通知情報（以下、ビーコン信号）を定期的に送信する。これにより、自ノードの存在を周辺のノードおよび無線ＬＡＮ端末へ通知する。
【０００６】
ビーコン信号の送信間隔は、一般に、ネットワークを開設したノードが決定し、可能な限り到達距離を広げるために、最低伝送レートにて送信される。伝送レートが低いということは、ビーコン信号が占める帯域占有時間が長くなることを意味する。そのため、ビーコン信号を送信するノードの数が増えた場合のビーコンによる無線帯域の消費は大きな問題である。
【０００７】
図３は、無線アドホックネットワークで、ノード数の増加に伴う帯域占有の問題を説明する模式図である。たとえば、図１の無線端末１が、初期ノードとして、所定のインターバルでビーコン信号Ｂ１を送信している。この状態で、無線端末２が、新規ノードとして無線アドホックネットワークに参加し、同じインターバルで、ビーコン信号Ｂ２を送信し始める。そうすると、ビーコン信号Ｂ１，Ｂ２が無線区間の帯域を占有することになり、占有率が２倍になる。
【０００８】
また、ノードより送信されるビーコンとデータパケットの衝突も大きな問題である。たとえば、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）におけるビーコンパケットとデータパケットは、それぞれ衝突回避メカニズムにより、確率的にパケットの衝突を回避することを可能としている。しかしこのメカニズムは、各ノードがランダム時間の後にパケット送信を行うことにより実現されており、複数のノード間でランダム時間が一致した場合はパケットの衝突が発生する。また、ノード数の増大に伴い、この衝突確率も増大する。
【０００９】
ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ８０２．１１は、ビーコンの間隔に関して、どのような状況でも常に一定間隔にて送信することを規定している（たとえば、非特許文献１参照。）。この規格は、混雑している場合は送信時刻を遅らせることを許容しているが、間隔を変更する点については規定していない。よって、ノードが一つの通信エリアに複数存在し、ビーコンにより無線帯域が逼迫している場合でも、ビーコン間隔は常に一定で送信され、図３に示す状態となる。
【００１０】
ビーコン混雑時の送信時間遅延を観測することにより、複数の無線ＬＡＮアクセスポイントが混在する状況下おいて、無線ＬＡＮ端末が混雑していない無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するようなシステム構成も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、ビーコンの送信間隔自体は常に一定である。
【００１１】
また、アクセスポイントと通信する各無線端末が、使用しているアプリケーションの動作モードを連携して、アクセスポイントからのビーコンの受信間隔を変更する方法も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この方法では、アクセスポイントに接続する無線端末は、基準間隔のｎ倍でビーコンの受信間隔を調整、変更するが、アクセスポイントが送信するビーコン間隔自体は、あくまでも一定である。
【００１２】
さらに、基地局と、配下の無線子機との間のデータの送受信において、無線子機が送信ごとに乱数を発生させ、この乱数処理によって複数子機間の送信間隔を分散して、データの衝突を防止する方法も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【非特許文献１】ANSI/IEEE std 802.11, Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications, 1999.
【特許文献１】特開２００３−６０６５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８９４９号公報
【特許文献３】特開平７−２９８３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ等を使用した無線アドホックネットワーク通信において、ビーコンによる無線帯域の消費（オーバーヘッド）およびパケット衝突確率の増大を解決することを課題とする。
【００１４】
オーバーヘッドやパケット衝突の増大を防止することによって、無線アドホックネットワークにおける使用可能無線帯域の向上を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、通信範囲内にある通信ノードの数や、無線使用状況に応じて、ネットワークを構成する各無線通信装置が、ビーコン等の共通通知情報の送信間隔を自律的に変更する無線通信装置および無線通信システムを提供する。
【００１６】
本発明は、ビーコン等の共通通知情報あるいは標識情報を送信するノードで構成される任意の無線通信ネットワークシステムを対象としており、たとえば、無線ＬＡＮ基地局や無線ＬＡＮ端末等を“ノード”とする。
【００１７】
本発明の第１の側面では、無線アドホックネットワークを構成する無線通信装置であって、
（ａ）共通通知情報を送受信する送受信部と、
（ｂ）通信範囲内にある通信ノードの数または無線使用状況に応じて、前記共通通知情報の送信間隔を変更する送信間隔調整部と、
を備える無線通信装置を提供する。
【００１８】
良好な構成例として、送信間隔調整部は、前記共通通知情報の送信間隔を、初期設定間隔に通信エリアに存在するノード数を乗算した値に変更する。
【００１９】
また別の構成例では、無線通信装置は、配下に所属する端末の動作態様を管理する配下端末管理部をさらに有する。この場合、前記送信間隔調整部は、配下に所属する端末が所定の動作態様にある場合に、前記共通通知情報の送信間隔を変更しないように構成される。
【００２０】
さらに別の構成例では、無線通信装置は、配下に所属する端末の動作態様を管理する配下端末管理部と、前記共通通知情報の送信間隔の変更を通知する間隔変更通知部とをさらに有する。この場合、前記送信間隔調整部は、配下に所属する端末が所定の動作態様にある場合に、間隔変更通知部に前記配下端末への間隔変更通知を送信させて、前記共通通知情報の送信間隔を変更するように構成される。
【００２１】
本発明の第２の側面では、無線アドホックネットワークにおいて、当該アドホックネットワークを構成する無線通信装置の各々が、通信範囲内に存在する通信ノードの数または無線使用状態に応じて、各々が送信する共通通知情報の送信間隔を変更するように構成される無線通信システムを提供する。
【００２２】
良好な構成例では、前記ネットワークにおいて、初期インターバルで前記共通通知情報を送信している第１の無線通信装置が、第２の無線通信装置から接続要求を受け取り、第２の無線通信装置と通信を開始することにより、前記共通通知情報の送信間隔を変更する。
【００２３】
一例として、第１の無線通信装置は、第２の無線通信装置と通信を開始することにより、前記共通通知情報の送信間隔を、初期インターバルの２倍に変更する。
【００２４】
一方、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置から送られてくる前記共通通知情報を観測することによって、自局が送信する共通通知情報の間隔を変更する。
【００２５】
たとえば、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置との通信の開始により、自局が送信する共通通知情報の間隔を、第１の無線通信装置の初期インターバルの２倍に設定する。
【００２６】
このような無線通信システムにより、ビーコン等の共通通知情報による無線帯域の過剰消費を防止し、パケットの衝突を防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
無線アドホックネットワーク全体のパフォーマンスを向上できる。
【００２８】
また、ビーコンパケットの衝突を回避することにより、無線ＬＡＮ端末の接続性を確実に確保することを可能とする
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下で、本発明の良好な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態に係るビーコン送信間隔決定フローを示す図であり、図４（ａ）は、初期ノードの動作を、図４（ｂ）は、新規ノードの動作を示す図である。説明をわかりやすくするために、たとえば図１に示す無線アドホックネットワークを例にとって説明する。
【００３１】
たとえば、無線端末２は、初期ノードとして最初に無線アドホックネットワークを構築し、ビーコン信号の送信を開始する（ステップＳ１０１）。このときのビーコン送信間隔は、初期値“ａ”である。
【００３２】
次に、無線端末２は、新規のノードがアドホックネットワークへ参加したことを認識する（ステップＳ１０３）。たとえば、図１において、無線端末１からの接続要求を受信することによって、他ノードの存在を認識する。
【００３３】
無線端末２は、新規の隣接ノードである無線端末１との通信を開始し（ステップＳ１０５）、ビーコン送信間隔を、２倍の“２ａ”に設定する（ステップＳ１０７）。
【００３４】
図４（ａ）の例では、他ノードとの通信チャネルが設定されてから、通信エリア内のノードの数に応じて、ビーコン間隔を変更している。このような構成以外に、アドホックネットワークを構築する各ノードが、一定期間隣接ノードからのビーコン信号をカウントすることによって、通信範囲にある隣接ノードの数に応じて、ビーコン送信間隔を変更する構成としてもよい。
【００３５】
ノード数のカウントは、たとえば、受信されたビーコン信号に含まれる送信者アドレスフィールドを統計処理することにより、平均値としてノード数を求めることが可能である。得られた隣接ノード数に基づいて、各無線端末は、自己のビーコン送信間隔を決定する。たとえば、検出された隣接ノード数が２である場合、自局を含めてトータル３つの無線端末が通信範囲内に存在するので、ビーコン送信間隔を３倍に設定する。
【００３６】
さらにまた、各ノードが通信範囲内の無線帯域の使用状況を計測し、無線帯域使用率がある一定値以上になったときに、ビーコン送信間隔を変更して、ビーコンによる無線消費帯域の増大やパケット衝突確率の増大を抑制する構成としてもよい。この場合は、図４（ａ）のステップＳ１０３で、送信要求に代えて、無線区間の使用状況を取得する。
【００３７】
図４（ｂ）は、新たにアドホックネットワークに参加する新規ノードの動作である。図１において、無線端末１は、新たに無線アドホックネットワークに参加し、近隣ノードの探索を行なう（ステップＳ２０１）。たとえば、無線端末２を近接ノードとして認識し、接続要求を送信する（ステップＳ２０３）。無線端末２との間で、通信を開始し（ステップＳ２０５）、自己のビーコン初期値を、デフォルト値の２倍の“２ａ”に設定する。
【００３８】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すアルゴリズムにより、隣接ノードの数あるいは無線区間の使用状況にかかわらず、ビーコンによる無線消費帯域をほぼ一定に保つことができる。この結果、アドホックネットワーク全体の通信スループットを一定に保つことができる。
【００３９】
図５〜図７は、図４（ａ）および図４（ｂ）のアルゴリズムを、図２のメッシュ型ネットワークで説明する概略図である。図２において、無線基地局としてのアクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ４は、固定型、移動型を問わず、適宜ネットワークに参加してメッシュ型アドホックネットワークを構成する。各アクセスポイントの配下には、端末ＳＴが存在する。
【００４０】
図５は、無線基地局ＡＰ１が初期ノードとして起動している場合を示す。ここで、初期ノードとは、ノードの有する無線インタフェースの使用可能な全周波数帯域をスキャンし、接続可能なノードが無いノードを示す。
【００４１】
たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂにて規定されている無線チャネルは１チャネルから１４チャネルある。たとえば全チャネルを受信した後ビーコンが観測されない場合、あるいはリンク確立時の認証プロセスにおいて承認されず、隣接ノードと接続できなかった場合は、初期ノードとなる。
【００４２】
初期ノードは、初期ビーコンインターバルにより送信を行なう。本実施形態における初期ビーコンインターバルは、一般的な無線ＬＡＮ基地局製品で使用されている１００ｍｓとする。
【００４３】
なお、全チャネルスキャン後、使用する無線チャネルは任意に決定できるが、一般に販売されている無線ＬＡＮ製品では、受信する無線パケットが最も少ないチャネルに設定される場合が多い。
【００４４】
図６では、ＡＰ１起動後に、ＡＰ１の通信範囲に、新規ノードＡＰ２が起動した場合を示している。ＡＰ２は、使用可能な全無線チャネルをスキャンした後に、ＡＰ１の存在をＡＰ１から送信されるビーコンにより確認する。ＡＰ１−ＡＰ２間は、無線リンクを確立するためにＩＥＥＥ８０２．１１にて規定されている接続確立および認証を行なう。
【００４５】
ＡＰ１は、ＡＰ２の認証が完了したのち、ビーコンによる無線帯域の消費とパケットの衝突を防止するために、ビーコンの送信間隔を２倍（２００ｍｓ）に変更する。
【００４６】
一方、新規にＡＰ１との通信を開始したＡＰ２は、ＡＰ１のビーコン間隔を測定することにより、ＡＰ２のビーコン間隔をデフォルト値から変更する。ＡＰ２によるＡＰ１のビーコン間隔の測定方法は、（１）ＡＰ１のビーコンフレームに含まれるビーコン間隔情報の使用、（２）ＡＰ１からのビーコンを一定期間観測することによる平均値の算出などが考えられる。前者のビーコン間隔情報の利用については、ＩＥＥＥ８０２，１１でビーコンはビーコン間隔情報を含むことが規定されており、新規アルゴリズムを必要としない。後者のビーコンの観察に基づく平均値の算出については、たとえば、１０秒間にＡＰ１からのビーコンがいくつ含まれるかをカウントすることにより実現可能である。本実施形態では、ＡＰ２はＡＰ１と同様に、初期ビーコンインターバルの２倍（２００ｍｓ）でビーコンを送信する。
【００４７】
図７は、さらに近隣ノードが増えた場合を示す。ＡＰ１、ＡＰ２に加え、第３の無線基地局ＡＰ３がＡＰ２の通信範囲内で通信に参加する。このとき、ＡＰ１はＡＰ２からのビーコンを、ＡＰ２はＡＰ１およびＡＰ３からのビーコンを、ＡＰ３はＡＰ２のビーコンを受信する。すなわち、ＡＰ１とＡＰ３は、それぞれＡＰ２のみを隣接ノードとして認識するが、ＡＰ２は、信範囲内にＡＰ１とＡＰ３という２つの隣接ノードを認識することになる。
【００４８】
この結果、ＡＰ１はビーコンにより確認できる隣接ノード（ＡＰ）の数は変化しないが、ＡＰ２はＡＰ３とも通信を開始するため、自局のビーコン送信間隔を初期ビーコンインターバルの３倍である３００ｍｓ（１００ｍｓ×３）に変更する。一方、新規参入ノードであるＡＰ３は、受信可能なビーコンはＡＰ２からのビーコンのみであるため、自局のビーコン送信間隔を２００ｍｓに設定する。
【００４９】
ところで、図２のようなメッシュ型アドホックネットワークでは、ビーコン間隔の制御において、配下の端末の動作モードを考慮する必要が生じる。たとえば、配下の端末ＳＴが、パワーセーブモードなど、ビーコン間隔に依存して動作しているときは、ビーコン間隔の変更を許容できない場合もあるからである。配下の端末ＳＴがパワーセーブモードに入っているときは、その端末ＳＴは、ビーコン間隔で電源を制御している。そのため、ノード（ＡＰ）から送信されるビーコン間隔を変更した場合、ノード・配下端末間の同期がとれなくなり、通信が成立しなくなる可能性がある。
【００５０】
また、ポーリングを使用した通信方式でも、同様にビーコン間隔に基づいて送信タイミングの制御を行っているため、ビーコン間隔を変更すると通信が成立しなくなる可能性がある。
【００５１】
そこで、メッシュ型アドホックネットワークにおいて、配下端末の動作モードや通信方式などの態様を考慮したビーコン送信間隔の制御を提案する。
【００５２】
図８〜図１０は、一例として、配下端末の動作モードに応じたビーコン送信間隔の制御例を示すフローチャートである。
【００５３】
図８の例では、配下端末ＳＴがパワーセーブモードで動作しているときは、ビーコン間隔の変更を行わない。具体的には、ビーコン間隔変更の必要性が生じた場合、たとえば、新規ノードの接続により隣接ノード数が増加した、無線区間の使用状況が変化したなどの場合、まず、配下の端末ＳＴがパワーセーブモードで動作しているかどうかを判断する（Ｓ３０１）。
【００５４】
配下の端末ＳＴがパワーセーブモードで動作しているときは（Ｓ３０１でＹＥＳ）、ノードは、ビーコン間隔の変更を行わない（ステップＳ３０３）。配下の端末ＳＴがパワーセーブモードで動作していないときは（Ｓ３０１でＮＯ）、ビーコン間隔を変更する（ステップＳ３０２）。
【００５５】
もっとも、配下端末ＳＴが存在しない場合や、存在してもその数が少ない場合は、配下端末ＳＴの動作モードを判断せずにビーコン間隔を変更する構成としてもよい。その場合は、Ｓ３０１に先だって、現在の配下端末ＳＴの数を判断するステップを挿入し、配下端末ＳＴの数が所定数を越える場合に、配下端末ＳＴの動作モードを判断する構成とすればよい。
【００５６】
次に、図９の例では、配下端末ＳＴがパワーセーブモードで動作しているときは、ビーコン間隔変更通知を送信してから、ビーコン間隔を変更する。すなわち、新規ノードが接続してきた等の理由によりビーコン間隔変更の必要が生じた場合、まず、配下の端末がパワーセーブモードか否かを判断する（ステップＳ３１１）。配下端末ＳＴがパワーセーブモードで動作している場合は（Ｓ３１１でＹＥＳ）、無線基地局ＡＰは、ビーコン間隔変更通知を配下端末ＳＴに対して送信する（ステップＳ３１３）。配下端末がパワーセーブモードで動作いていないときは（Ｓ３１１でＮＯ）、ビーコン送信間隔を変更する（ステップＳ３１２）。
【００５７】
次に、図１０の例では、配下端末ＳＴがパワーセーブモードで動作しているときは、無線帯域の使用状態に応じて、ビーコン間隔を維持する、またはビーコン間隔変更通知後に、ビーコン間隔の変更を行う。すなわち、新規ノードが接続してきた等の理由によりビーコン間隔変更の必要が生じた場合、まず、配下の端末がパワーセーブモードか否かを判断する（ステップＳ３２１）。配下端末ＳＴがパワーセーブモードで動作している場合は（Ｓ３２１でＹＥＳ）、無線帯域使用率がしきい値以下か否かを判断する（ステップＳ３２３）。無線帯域使用率がしきい値以下である場合は（Ｓ３２３でＹＥＳ）、ビーコンの間隔を変更せずに維持する。無線帯域使用率がしきい値を超える場合は（Ｓ３２３でＮＯ）、ビーコン間隔変更通知を配置端末ＳＴに送信して（ステップＳ３２４）から、ビーコン間隔を変更する（ステップＳ３２２）。ステップＳ３２１で配下端末がパワーセーブモードで動作していない場合は、ビーコン間隔を変更する（Ｓ３２２）。
【００５８】
このような構成を採用することにより、メッシュ型アドホックネットワークにおいて、ビーコンによる帯域消費やパケット衝突の問題解決と、配下端末との間の通信確保の要請を両立させることが可能になる。
【００５９】
図１１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置２０の構成例を示す。無線通信装置２０は、たとえば図１の無線端末や、図２の無線基地局ＡＰである。無線通信装置２０は、ビーコン信号およびデータの送受信を行う送受信部２１と、無線区間の使用状況をモニタする無線状況モニタ部２２と、隣接ノード数を検出するノード数検出部２３と、無線状況または検出される隣接ノード数に基づいてビーコン送信間隔を変更するビーコン間隔調整部２４と、必要に応じて配下の端末にビーコン間隔変更を通知するビーコン間隔変更通知部２５と、配下端末管理部２６を有する。
【００６０】
無線状況モニタ部２２は、無線区間の使用状況や帯域占有率を測定する。ノード数検出部２３は、隣接ノードからのビーコン信号をカウントするカウンタを含み、現在自局の通信範囲内に存在する隣接ノードの数を検出する。配下端末管理部２６は、現在、無線通信装置２０の配下に所属する無線端末ＳＴの数や、その通信方式、動作モード等を管理している。
【００６１】
ビーコン間隔調整部２４は、無線状況モニタ部２２やノード数検出部２３で取得された情報に基づき、たとえば図４（ａ）および図４（ｂ）に示すアルゴリズムにしたがって、ビーコン送信間隔を変更する。また、メッシュ型アドホックネットワークのときは、配下端末管理部２６が管理する情報に基づいて、図８〜図１０のアルゴリズムも適宜組み合わせて、ビーコン送信間隔を変更し、必要に応じて、ビーコン間隔変更通知部２５に対し、ビーコン間隔の変更を通知させる。
【００６２】
無線通信装置２０を上述した構成とすることで、無線アドホックネットワークにおける無線帯域消費の問題を解決して、ネットワーク全体の使用可能無線帯域を向上することができる。
【００６３】
図１１は、無線アドホックネットワークで使用されるビーコンフレームの構成例を示す。ビーコンは、可能な限り広い通信エリアで共通情報を通知させるため、最低ビットレートで送信される。図１１のビーコンフレームの送信には、プリアンブルを含め８２４μｓ要する。一方、８２４μｓの期間、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで一般に使用されている１１Ｍｂｐｓでデータを送信した場合、約９ｋｂｉｔ（８２４μｓ×１１Ｍｂｉｔ／ｓ）のデータ送信が可能になる。よって、ひとつのＡＰが１００ｍｓ間隔でビーコンを送信した場合、１１Ｍｂｉｔ／ｓのデータ通信帯域に換算すると、約９０ｋｂｉｔ／ｓ（９ｋｂｉｔ／１００ｍｓ）の無線帯域消費につながる。
【００６４】
図３を参照して説明したように、ビーコンによる無線消費帯域は、同一通信エリアに存在する複数のビーコン送信ノードの数に比例して増加する。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでターゲットとされている３２台のＡＰが同一通信範囲に存在した場合は、約２．８Ｍｂｉｔ／ｓ（９０ｋｂｉｔ／ｓ×３２台）のデータ通信帯域が消費される。
【００６５】
これに対し、本実施形態の方法では、たとえば同一通信範囲内に３２台のＡＰが存在した場合でも、ビーコンによる消費無線帯域は、ほぼ一定にたもつことができる。
【００６６】
図１３および図１４は、このような消費無線帯域の一定化の効果を示す図である。図１３および図１４では、初期ビーコンインターバルを“ａ”、初期ビーコンインターバルを使用した場合の消費無線帯域を“ｂ”としている。
【００６７】
図１３は、２台のＡＰが通信範囲内にある場合を示している。従来技術では、ＡＰ１とＡＰ２の双方がビーコンを受信可能となるエリアでは、ビーコンによる消費無線帯域は２ｂとなる。一方、本実施形態の方法を適用した場合、各ＡＰが他方のノードを認識してビーコン送信間隔を２倍の２ａに設定するので、ビーコンによる消費無線帯域はそれぞれｂ／２となり、上記エリアでの消費無線帯域は、ｂのまま一定に維持することができる。
【００６８】
図１４は、３台のＡＰが通信範囲内にある場合を示している。従来技術では、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３のすべてがビーコンを受信可能となるエリアでは、ビーコンによる消費帯域は３ｂとなるが、本実施形態の方法を適用すると、ＡＰ２はビーコン送信間隔を３倍の３ａに設定し、ＡＰ１とＡＰ３がそれぞれ２ａに設定することで、ＡＰ２のビーコンによる消費無線帯域はｂ／３、ＡＰ１とＡＰ３のビーコンによる消費無線帯域はそれぞれｂ／２となる。この結果、ＡＰ１〜ＡＰ３のすべての通信範囲が重なるエリアでの消費無線帯域は８ｂ／６、ＡＰ１とＡＰ２、およびＡＰ２とＡＰ３の通信範囲が重なるエリアでは、ビーコンによる消費無線帯域は５ｂ／６に抑えることができる。
【００６９】
上述した方法では、同一周波数で存在するＡＰは必ず通信可能であるものと仮定した。しかし、認証プロセスにより通信ができない場合などにも、本実施形態の方法を適用することができる。たとえば、初期ノードは、通信範囲に実際は隣接ノードＡＰ０が存在するものの認証されず通信の確立ができなくなった場合でも、受信するビーコン信号に基づいて検出した隣接ノード数に応じて、ＡＰ０が使用する無線帯域を消費しないようにビーコンの間隔を長く設定してもよい。
【００７０】
本実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮを例にとって説明したが、これに限定されず、通信を確保するための何らかの共通通知情報あるいは標識情報を送受信する任意の無線通信システムに適用することが可能である。
【００７１】
以上述べたように、本実施形態の構成を採用することにより、無線アドホックネットワーク全体のパフォーマンスを向上することができる。
【００７２】
また、ビーコンパケットの衝突を回避することにより、無線ＬＡＮ端末の接続性を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】アドホック型ネットワークの構成例を示す図である。
【図２】メッシュ方ネットワークの構成例を示す図である。
【図３】ビーコン信号による無線帯域の消費を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるビーコン送信間隔決定フローであり、図４（ａ）は初期ノード側の動作を、図４（ｂ）は新規ノード側の動作を示す図である。
【図５】初期ノードの起動時のビーコン送信を示す概略図である。
【図６】第２ノード起動時の各ノードのビーコン送信間隔を示す概略図である。
【図７】第３ノード起動時の各ノードのビーコン送信間隔を示す概略図である。
【図８】新規ノード起動時における配下端末の動作モードに応じたビーコン送信間隔の制御例１を示すフローチャートである。
【図９】新規ノード起動時における配下端末の動作モードに応じたビーコン送信間隔の制御例２を示すフローチャートである。
【図１０】新規ノード起動時における配下端末の動作モードに応じたビーコン送信間隔の制御例３を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の概略構成図である。
【図１２】ビーコンフレームの一例を示す図である。
【図１３】本発明の適用による効果を示す図である（ＡＰ数が２の場合）。
【図１４】本発明の適用による効果を示す図である（ＡＰ数が３の場合）。
【符号の説明】
【００７４】
２０  無線通信装置
２１  送受信部
２２  無線状況モニタ部
２３  ノード数検出部
２４  ビーコン間隔調整部
２５  ビーコン間隔変更通知部
【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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