(57)【要約】【課題】  アドホックネットワークを構成する無線通信装置におけるＭＡＣ層の情報更新処理の軽減を図る。【解決手段】  アドホックネットワークを構成する無線通信装置は，ビーコンのＭＡＣ層フィールドにＭＳＤＵを含むビーコン，または，ビーコンのＭＡＣ層フィールドにＭＳＤＵを含まないビーコンを生成し，ＭＳＤＵの有無に関するＭＳＤＵ識別ビット２２６をビーコンのＰＨＹヘッダ２２０に付加するビーコン生成部７１０と，ビーコン生成部で生成されたＭＳＤＵを含むビーコン，または，ＭＳＤＵを含まないビーコンのいずれかを切り替えて送信するよう制御する制御部７０３を含むことを特徴とする。物理層の処理を継続し通信可能な状態を保持しつつ，ＭＡＣ層の情報更新処理を軽減することができる。【選択図】  図８
2006295751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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，
上位層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンまたは上位層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンを生成し，前記周辺無線通信装置のアクセス情報の有無に関する識別情報を該ビーコンの下位層フィールドに付与するビーコン生成部と，
前記ビーコン生成部で生成された前記周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンまたは前記周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンのいずれかを切り替えて送信するよう制御する制御部と，
を含むことを特徴とする，無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は，
前記周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンを送信する間隔を，周辺無線通信装置のアクセス状況を認識するための定期的なビーコンスキャン間隔と同等の間隔に設定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】
前記識別情報は，前記下位層フィールドの予備ビットに付与され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４】
前記識別情報は，前記下位層フィールドに格納されたパケット長を示す情報から得られる情報であ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】
コンピュータを，請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項６】
複数の無線通信装置がアドホックネットワークを構成する無線通信システムにおいて，
上位層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンまたは上位層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンを生成し，前記周辺無線通信装置のアクセス情報の有無に関する識別情報を該ビーコンの下位層フィールドに付与し，前記周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンまたは前記周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンのいずれかを切り替えて送信する送信無線端末装置と，
前記送信無線通信装置が送信したビーコンを受信して，該ビーコンに付与された前記識別情報を解析し，該ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断し，該ビーコンに前記周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれている場合に，前記周辺無線通信装置のアクセス情報を更新する受信無線端末装置と，
を含むことを特徴とする，無線通信システム。
【請求項７】
前記受信無線通信装置は，
前記下位層フィールドの予備ビットを解析して，前記ビーコンに前記周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断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】
前記受信無線通信装置は，
前記下位層フィールドに格納されたパケット長を示す情報を解析して，前記ビーコンに前記周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断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】
前記送信無線通信装置は，
前記周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンを送信する間隔を，周辺無線通信装置のアクセス状況を認識するための定期的なビーコンスキャン間隔と同等の間隔に設定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】
コンピュータを，請求項６〜９のいずれかに記載の送信無線通信装置として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１１】
コンピュータを，請求項６〜９のいずれかに記載の受信無線通信装置として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１２】
アドホックネットワークを構成する複数の無線通信装置間における無線通信方法であって，
一の無線通信装置が送信したビーコンを受信した他の無線通信装置が，該ビーコンの下位層フィールドを解析する工程と，
前記他の無線通信装置が，前記ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断する工程と，
前記他の無線通信装置が，前記ビーコンに前記周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれている場合に，前記周辺無線通信装置のアクセス情報を更新する工程と，
を含むことを特徴とする，無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムにかかり，特に，通信に必要なさまざまな情報を周辺無線通信装置に通知するビーコンのＰＨＹヘッダに，周辺無線通信装置のメディア情報が格納されたＭＡＣサービスデータユニットの有無を通知する情報を付加し，ビーコンのフォーマットを変更することによってＭＡＣ層の各無線通信装置の情報更新処理を軽減することの可能な無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，コーディネーターのいないアドホックネットワークでは，それぞれの無線通信装置のアクセス状況を他の無線通信装置に通知するためのビーコンが無線通信装置間でやりとりされる。ビーコンの中には，ビーコンを受信可能である時刻を示すＮＢＯＩ（Neighbor Beacon Offset Information）や，無線通信装置がビーコンを受信可能な状態であることを示すＮＢＡＩ（Neighbor
Beacon Activity Information），ビーコン送信の際に設定されるオフセット値を生成するためのシーケンス情報であるＴＯＩＳ（TBTT
Offset Indicator Sequence）が格納されている。
【０００３】
無線通信装置間のアクセス状況に関する情報は，ビーコンがやり取りされるたびに更新される。アドホックネットワーク環境においてそれらの情報を処理するＭＡＣ層では，アクセス管理するための処理量が膨大となり，システム的にもかなりの消費電力の割合を占める。かかる消費電力の低減のため，物理層およびＭＡＣ層の動作を停止するスリープ状態を規定した無線通信システムが知られている（例えば，特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５８６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，ホームネットワークを想定したＣＥ（Consumer Electronics）機器間の無線通信では，ミリ秒オーダーで無線通信装置がネットワーク内を頻繁に出入りすることや，一旦，ＭＡＣ層内で更新したアクセス状況が変化することは想定しがたい。このため，ビーコンがやり取りされるたびに無線通信装置間のアクセス状況に関する情報を更新することは適切とは言えない。
【０００６】
また，特許文献１では，受信信号強度から空きチャネルを選択し，空きチャネルの情報をビーコン中に付加する無線ネットワーク方式が記載されているが，ビーコン内の情報を削減する処理については何ら行っておらず，ＭＡＣ層の動作の簡素化を図る点については何ら言及していない。
【０００７】
本発明は，従来の無線通信技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，アドホックネットワークを構成する各無線通信装置における上位層（例えば，ＭＡＣ層）の情報更新処理の軽減を図ることの可能な，新規かつ改良された無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，アドホックネットワークを構成する無線通信装置が提供される。本発明の無線通信装置は，上位層フィールド（例えば，ＭＡＣ層フィールド）に周辺無線通信装置のアクセス情報（例えば，ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit））を含むビーコンまたは上位層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンを生成し，周辺無線通信装置のアクセス情報の有無に関する識別情報を該ビーコンの下位層フィールド（例えば，物理層フィールド）に付与するビーコン生成部と，ビーコン生成部で生成された周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンまたは周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンのいずれかを切り替えて送信するよう制御する制御部と，を含むことを特徴とする。
【０００９】
かかる無線通信装置によれば，無線通信装置をスリープ状態にすることなく，上位層（例えば，ＭＡＣ層）の情報更新処理を軽減することができる。すなわち，下位層（例えば，物理層）の処理を継続し通信可能な状態を保持しつつ，上位層の情報更新処理を軽減することができる。このようにして，上位層で処理するＮＢＯＩやＮＢＡＩ，ＴＯＩＳ，ネットワークＩＤといったネットワーク内の各無線通信装置の情報を，ビーコンを送信するたびではなく，間隔をおいて定期的に送信することにより，各無線通信装置の上位層における情報更新処理を軽減することができる。
【００１０】
また，フォーマットの異なる２種類のビーコンを生成し，周辺無線通信装置のアクセス情報（例えば，ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit））を含むビーコンの送信は定期的に行われ，それ以外の場合は，周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないパケット長が短縮されたビーコンが送信することができる。このようにして，ビーコン送信時間を削減することが可能である。また，ビーコン送信時間が削減された分，メディアの他のパケット送信に用いることができる。
【００１１】
また，上位層の処理は下位層の処理に比べて非常に電力を消費する。このため，本発明のように，上位層の処理を簡略化することによって，消費電力の低減に極めて効果がある。
【００１２】
かかる本発明では様々な応用が可能である。例えば，制御部は，周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンを送信する間隔を，周辺無線通信装置のアクセス状況を認識するための定期的なビーコンスキャン間隔と同等の間隔に設定することが可能である。例えば，定期的なビーコンスキャン間隔（例えば，４秒間隔）に同期して周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンを送信し，それ以外のタイミング（例えば４０ｍ秒間隔）では周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンを送信するよう制御することが可能である。
【００１３】
また，識別情報は，下位層フィールドの予備ビットに付与されるようにしてもよい。例えば，下位層フィールドの一例である物理層フィールドにはＰＨＹヘッダと称されるヘッダが設けられる。このＰＨＹヘッダには３ビット程度の予備ビットが設けられる。識別情報は，周辺無線通信装置のアクセス情報を含むか含まないかを判断する情報であるため，最低１ビットで表すことができる。そこで，この予備ビットを利用して識別情報を付与することが可能である。１ビットで情報を表すことができるので，処理負担が少ない。
【００１４】
また，識別情報は，下位層フィールドに格納されたパケット長を示す情報から得られる情報であってもよい。周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンと含まないビーコンのそれぞれのパケット長に関する情報を保持しておくことで，下位層フィールドに格納されたパケット長を示す情報から直接的に，周辺無線通信装置のアクセス情報の有無を判断することが可能である。
【００１５】
また，本発明の他の観点によれば，コンピュータを，上記本発明の第１の観点にかかる無線通信装置として機能させるためのプログラムと，そのプログラムを記録した，コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。ここで，プログラムはいかなるプログラム言語により記述されていてもよい。また，記録媒体としては，例えば，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，フレキシブルディスクなど，プログラムを記録可能な記録媒体として現在一般に用いられている記録媒体，あるいは将来用いられるいかなる記録媒体をも採用することができる。
【００１６】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，複数の無線通信装置がアドホックネットワークを構成する無線通信システムが提供される。本発明の無線通信システムは，（１）送信無線端末装置と（２）受信無線端末装置を含むことを特徴とする。
（１）送信無線端末装置
上位層フィールド（例えば，ＭＡＣ層フィールド）に周辺無線通信装置のアクセス情報（例えば，ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit））を含むビーコンまたは上位層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンを生成し，周辺無線通信装置のアクセス情報の有無に関する識別情報を該ビーコンの下位層フィールド（例えば，物理層フィールド）に付与し，周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンまたは周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンのいずれかを切り替えて送信する。
（２）受信無線端末装置
送信無線通信装置が送信したビーコンを受信して，該ビーコンに付与された識別情報を解析し，該ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断し，該ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれている場合に，周辺無線通信装置のアクセス情報を更新する。
【００１７】
かかる無線通信システムによれば，受信側の無線通信装置においてビーコンを受信した際に，まずビーコンの下位層フィールド（例えば，物理層フィールド）から情報をデコードする。そして，下位層フィールドをデコードした時点で，ビーコンの上位層フィールド（例えば，ＭＡＣ層フィールド）に周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかいないかを判断することができる。これにより，ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれていない場合には，上位層フィールドのデコード処理等を行う必要がないので，上位層における無線通信装置の情報更新処理を軽減することができる。
【００１８】
かかる本発明では様々な応用が可能である。例えば，受信無線通信装置は，下位層フィールドの予備ビットを解析して，ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断するようにしてもよい。例えば，下位層フィールドの一例である物理層フィールドにはＰＨＹヘッダと称されるヘッダが設けられる。このＰＨＹヘッダには３ビット程度の予備ビットが設けられる。識別情報は，周辺無線通信装置のアクセス情報を含むか含まないかを判断する情報であるため，最低１ビットで表すことができる。そこで，この予備ビットを利用して識別情報を付与することが可能である。１ビットで情報を表すことができるので，処理負担が少ない。
【００１９】
また，受信無線通信装置は，下位層フィールドのパケット長フィールドを解析して，ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれているかを判断するようにしてもよい。周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンと含まないビーコンのそれぞれのパケット長に関する情報を保持しておくことで，下位層フィールドに格納されたパケット長を示す情報から直接的に，周辺無線通信装置のアクセス情報の有無を判断することが可能である。
【００２０】
また，送信無線通信装置は，周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンを送信する間隔を，周辺無線通信装置のアクセス状況を認識するための定期的なビーコンスキャン間隔と同等の間隔に設定するようにしてもよい。例えば，定期的なビーコンスキャン間隔（例えば，４秒間隔）に同期して周辺無線通信装置のアクセス情報を含むビーコンを送信し，それ以外のタイミング（例えば４０ｍ秒間隔）では周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコンを送信するよう制御することが可能である。
【００２１】
また，本発明の他の観点によれば，コンピュータを，上記本発明の第２の観点にかかる無線通信システムを構成する無線通信装置（送信無線通信装置または受信無線通信装置）として機能させるためのプログラムと，そのプログラムを記録した，コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。ここで，プログラムはいかなるプログラム言語により記述されていてもよい。また，記録媒体としては，例えば，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，フレキシブルディスクなど，プログラムを記録可能な記録媒体として現在一般に用いられている記録媒体，あるいは将来用いられるいかなる記録媒体をも採用することができる。
【００２２】
上記課題を解決するため，本発明の第３の観点によれば，アドホックネットワークを構成する複数の無線通信装置間における無線通信方法が提供される。本発明の無線通信方法において，一の無線通信装置が送信したビーコンを受信した他の無線通信装置が以下の各工程を処理することを特徴とする。
・ビーコンの下位層フィールド（例えば，物理層フィールド）を解析する工程。
・ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報（例えば，ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit））が含まれているかを判断する工程。
・ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれている場合に，周辺無線通信装置のアクセス情報を更新する工程。
【００２３】
かかる無線通信方法によれば，受信側の無線通信装置においてビーコンを受信した際に，まずビーコンの下位層フィールド（例えば，物理層フィールド）から情報をデコードする。そして，下位層フィールドをデコードした時点で，ビーコンの上位層フィールド（例えば，ＭＡＣ層フィールド）に周辺無線通信装置のアクセス情報（例えば，ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit））が含まれているかいないかを判断することができる。これにより，ビーコンに周辺無線通信装置のアクセス情報が含まれていない場合には，上位層フィールドのデコード処理等を行う必要がないので，上位層における無線通信装置の情報更新処理を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように，本発明によれば，各無線通信装置の上位層における情報更新処理を軽減することができる。また，ビーコン送信時間を削減することが可能であり，ビーコン送信時間が削減された分，メディアの他のパケット送信に用いることができる。また，上位層の処理を簡略化することによって，消費電力の低減に極めて効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
（１）アドホックネットワークの構成（図１）
図１は，アドホックネットワークの構成を示す説明図である。
ここでは一例として，７台の無線通信装置１１０〜１１６が周辺の無線通信装置とアドホックネットワーク１００を形成している様子を示している。なお，本明細書において無線通信装置とは，少なくとも無線による通信が可能であるものをいい，無線による通信のみが可能なものに限定されない。
【００２７】
図１において破線で示した範囲１２０〜１２６は，その中心に位置する無線通信装置１１０〜１１６からの電波到達範囲を示している。すなわち，無線通信装置１１０はその電波到達範囲１２０内にある無線通信装置１１１および無線通信装置１１４と通信が可能であり，無線通信装置１１１はその電波到達範囲１２１内にある無線通信装置１１０，無線通信装置１１２，および無線通信装置１１４と通信が可能であり，無線通信装置１１２はその電波到達範囲１２２内にある無線通信装置１１１，無線通信装置１１３，および無線通信装置１１６と通信が可能であり，無線通信装置１１３はその電波到達範囲１２３内にある無線通信装置１１２と通信が可能であり，無線通信装置１１４はその電波到達範囲１２４内にある無線通信装置１１０，無線通信装置１１１，および無線通信装置１１５と通信が可能であり，無線通信装置１１５はその電波到達範囲１２５内にある無線通信装置１１４と通信が可能であり，無線通信装置１１６はその電波到達範囲１２６内にある無線通信装置１１２と通信が可能である。
【００２８】
（２）ビーコン送信（図２〜４）
図１に示したようなコーディネーターのいないアドホックネットワークでは，一般に，それぞれの無線通信装置のアクセス状況を他の無線通信装置に通知し，同期を確保することを目的とし，周期的にビーコンを送信する。ビーコン送信の例を，図２〜４を参照しながら説明する。
【００２９】
図２は，ビーコン送信の一例を示す説明図である。
図２では，周期を４０ｍ秒と仮定し，４０ｍ秒ごとにビーコンが送信される場合を示している。１つのビーコン送信に要する時間はおよそ１８μ秒である。ビーコンは，図５を参照して後述するように，物理層フィールド内のプレアンブルおよびＰＨＹヘッダと，ＭＡＣ層フィールド内のコモンＭＡＣヘッダ，サブＭＡＣヘッダ，およびＭＳＤＵ部とからなる。プレアンブルの送信に要する時間が８μ秒程度であり，ＰＨＹヘッダの送信に要する時間が２μ秒程度であり，ＭＡＣ層フィールド内のデータの送信に要する時間が８μ秒程度である。この例では，ＭＡＣ層フィールド内のデータが１００バイト程度であり，１００Ｍｂｐｓ程度で送信することを想定している。従って，１つのビーコン送信に要する時間は合計しておよそ１８μ秒である。
【００３０】
図３は，複数の無線通信装置が存在する場合のビーコン送信の一例を示す説明図である。
図３では，ビーコン周期を４０ｍ秒と仮定した場合，すなわち，４０ｍ秒ごとにビーコンが送信される場合を示している。各無線通信装置は，周辺に存在する無線通信装置からのビーコンを受信しながら，ゆるやかに同期する。新たにネットワークに加わる無線通信装置が現れた場合，その新たな無線通信装置は，周辺の無線通信装置のビーコンが送信されていないタイミングに自身のビーコン送信タイミングを設定する。
【００３１】
図３において，（ａ）は，１つの無線通信装置が４０ｍ秒ごとにビーコンＢ０１を送信している状態を示している。（ｂ）は，新たにネットワークに加わる無線通信装置がビーコンＢ０２を送信する状態を示している。ここでは，ビーコンＢ０２がビーコンＢ０１と衝突しないように，ビーコン送信タイミングをずらして設定されている。以下同様に，（ｃ）はさらに新たな無線通信装置が加わって，ビーコンＢ０３を送信する状態を示している。（ｄ）はさらに２つの新たな無線通信装置が加わって，それぞれビーコンＢ０４，Ｂ０５を送信する状態を示している。
【００３２】
図４は，ビーコン送信タイミングの一例を示す説明図である。
図４では，アドホックネットワーク内に１６台の無線通信装置を収容な可能な無線通信システムを想定したものである。図４では，円周方向が時間軸を示しており，上述のように１周が４０ｍ秒の場合を示している。新たにネットワークに加わる無線通信装置は，０，１，・・・９，Ａ，Ｂ，・・・，Ｆのうち，周辺の無線通信装置のビーコンが送信されていないタイミングに自身のビーコン送信タイミングを設定する。
【００３３】
一般的なアドホックネットワークでは，ビーコンは各無線通信装置から送信されるたびに受信されるが，それ以外にも周辺のビーコン状況を把握するために定期的なビーコンの受信動作（ビーコンスキャン動作）が行われる。ビーコンスキャン動作についてはさらに後述する。
【００３４】
（３）一般的なビーコンのパケットフォーマット（図５〜７）
ビーコンとして送信する無線パケットのパケットフォーマットを図５に示す。
ビーコン２００は，図５に示したように，プリアンブル２１０と，ＰＨＹヘッダ部２２０と，コモンＭＡＣヘッダ部２３０と，サブＭＡＣヘッダ部２４０と，ＭＳＤＵ部２５０を含んでなる。このうち，プリアンブル２１０およびＰＨＹヘッダ部２２０は，下位層フィールドの一例である物理層フィールドの情報として与えられる。その他のコモンＭＡＣヘッダ部２３０，サブＭＡＣヘッダ部２４０，およびＭＳＤＵ部２５０は，その上位層フィールドの一例であるＭＡＣ層フィールドの情報として与えられる。
【００３５】
ビーコン２００において，パケットの先頭にはパケットの存在を知らせるためのプリアンブル２１０が付加されている。プリアンブル２１０には，規格により既知のシンボル・パターンが定義されている。ビーコンを受信した無線通信装置は，この既知パターンに基づいて受信信号がプリアンブル２１０に値するか否かを判断することができる。
【００３６】
プリアンブル２１０の直後に送信されるＰＨＹヘッダ部２２０には，図５に示したように，伝送レート（またはＳ／Ｎ比）を示す伝送レートフィールド（Ｒａｔｅ）２２１，ビーコン２００のパケット長を示すパケット長フィールド（Ｌｅｎｇｔｈ）２２２，予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）２２３，パリティビット（Ｐａｒｉｔｙ）２２４，エンコーダのテールビット（Ｔａｉｌ）２２５などが含まれている。ビーコンを受信した無線通信装置は，ＰＨＹヘッダ部２２０の伝送レートフィールド２２１およびパケット長フィールド２２２の復号結果に基づき，以降のコモンＭＡＣヘッダ部２３０，サブＭＡＣヘッダ部２４０，およびＭＳＤＵ部２５０の復号作業を行う。
【００３７】
ＰＨＹヘッダ部２２０に含まれる予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）２２３は，例えば３ビットで構成することができる。本実施形態は，この予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）２２３の有効利用を図ることを特徴とするものである。この点についてはさらに後述する。
【００３８】
コモンＭＡＣヘッダ部２３０には，コモンＭＡＣヘッダや，チェックサムであるＨＣＳ（Header Check Sequence）などが含まれている。コモンＭＡＣヘッダには，ビーコンの宛先アドレスや送信元アドレスに関する情報などが含まれている。
【００３９】
サブＭＡＣヘッダ部２４０には，ビーコンヘッダ（「サブＭＡＣヘッダ」とも言われる。）や，チェックサムであるＨＣＳ（Header Check Sequence）などが含まれている。ビーコンヘッダには，フレームタイプに関する情報などが含まれている。
【００４０】
ＭＳＤＵ部（「ペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）」とも言われる。）２５０には，周辺無線通信装置のアクセス情報の一例であるＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）や，チェックサムであるＦＣＳ（Frame Check Sequence）などが含まれている。ＭＳＤＵには，上位層から渡されたデータ列が格納される。
【００４１】
ＭＳＤＵには，図５に示したように，ビーコン送信の際に設定されるオフセット値を生成するためのシーケンス情報であるＴＯＩＳ（ＴＢＴＴ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）２５１や，ビーコンを受信可能である時刻を示すＮＢＯＩ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｂｅａｃｏｎ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）２５２や，無線通信装置がビーコンを受信可能な状態であることを示すＮＢＡＩ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｂｅａｃｏｎ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）２５３や，予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）２５４などが含まれている。この他にも，ＭＳＤＵには，ネットワークＩＤやＤＬＣの属性を示す情報が含まれており，これらの情報はＭＡＣ層においてアクセス状況を管理するために用いられる。
【００４２】
図６は，ネットワーク内に１６台の無線通信装置を収容な可能な無線通信システムのＮＢＯＩ２５２の例を示している。ＮＢＯＩ２５２には，自身が受信可能なビーコンの位置（受信時刻）を自身のビーコンの位置からの相対位置でビットマップにて記載する。図６では，ビーコン送信位置が１６種類である場合の一例を示しており，ＮＢＯＩ２５２のフィールド長が１６ビットとなっている。
【００４３】
図７は，ＮＢＡＩ２５３の例を示している。ＮＢＡＩ２５３には，自身がビーコンを受信可能な状態にあるかどうかを示している。図７でも同様に，ビーコン送信位置が１６種類である場合の一例を示しており，ＮＢＡＩ２５３のフィールド長は１６ビットとなっている。
【００４４】
アドホックネットワークにおけるＭＡＣ層では，想定されるすべての無線通信装置の基本的なアクセス情報を管理し，認証や接続，消費電力の制御を行う必要があるため，処理が他の層（物理層等）に比べて膨大となり，システムにおいて占める消費電力の割合も大きい。
【００４５】
また，ＭＳＤＵに含まれる情報はアクセスを管理するうえでの基本的な情報がほとんどであるため，ビーコン送信周期ごとに各無線通信装置から送信されるＭＳＤＵの情報は，数周期にわたって変化がないことが予想される。特に，ホームネットワークを想定したＣＥ（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）機器間の無線通信では，ミリ秒オーダーで無線通信装置がネットワーク内を頻繁に出入りすることや，一旦，ＭＡＣ層内で更新したアクセス状況が変化することは想定しがたいため，数秒単位間隔でのアクセス状況の情報更新が適切であると考えられる。
【００４６】
そこで，本実施形態では，各無線通信装置のＭＡＣ層における頻繁なアクセス状況の更新を低減し，ＭＡＣ層における処理量の軽減を目的とし，ＭＳＤＵを含むビーコンとＭＳＤＵを含まないビーコンという２種類のビーコンを生成し，定期的なビーコンスキャン間隔でのみＭＳＤＵを含むビーコンを送信することを特徴とする。以下に説明する。
【００４７】
（４）本実施形態のビーコンのパケットフォーマット（図８）
上述のように，ビーコンを受信した無線通信装置は，ＰＨＹヘッダ部２２０の伝送レートフィールド２２１およびパケット長フィールド２２２の復号結果に基づき，以降のコモンＭＡＣヘッダ部２３０，サブＭＡＣヘッダ部２４０，およびＭＳＤＵ部２５０の復号作業を行う（図５）。そこで，本実施形態では，図８に示すような２つのビーコンフォーマットを用いるものとする。また，プリアンブル２１０によって検知されたビーコンは，まずＰＨＹヘッダ部２２０から解析され，さらに，ＰＨＹヘッダ部２２０にはビーコンのパケット長フィールド２２２が格納されていることに着目し，ＰＨＹヘッダ部２２０に，現在のビーコンにＭＳＤＵが含まれているか否かの識別情報（ＭＳＤＵ識別情報）として，ＭＳＤＵ識別ビット２２６を用意する。
【００４８】
ＭＳＤＵ識別ビット２２６は，ＰＨＹヘッダ部２２０の予備ビット２２３（図５）を利用することができる。予備ビットのうち１ビットをＭＳＤＵ識別ビット２２６とし，図８に示したように，ＭＳＤＵ識別ビット２２６が“１”であれば，ビーコンにＭＳＤＵが含まれていることを示し，ＭＳＤＵ識別ビット２２６が“０”であれば，ビーコンにはＭＳＤＵが含まれていないことを示すものとする。
【００４９】
ＭＳＤＵ識別ビット２２６が“１”であれば，ビーコンにＭＳＤＵが含まれていることを示している。そして，ビーコンのコモンＭＡＣヘッダ部２３０以降をＭＡＣ層に渡すことによって，解析が行われ，ＭＳＤＵに格納されているデータをもとに各無線通信装置のアクセス状況の更新が行われる。また，ＭＳＤＵ識別ビット２２６が“０”であれば，ビーコンにはＭＳＤＵが含まれていないことを示している。ＰＨＹヘッダ部２２０のパケット長フィールド２２２にもＭＳＤＵを除いたビーコンのパケット長が記載されていることから，コモンＭＡＣヘッダ部２３０以降をＭＡＣ層に渡したあとも各無線通信装置のアクセス状況は更新されないことになる。
【００５０】
また，本実施形態では，ＭＳＤＵが含まれたビーコンを送信する間隔（ＭＡＣ層における各無線通信装置のアクセス状況を更新する処理間隔）を定期的なビーコンスキャン間隔と同等に設定する。アドホックネットワークで用いられる定期的なビーコンスキャンは，本来，周辺の無線通信装置のアクセス状況を認識するために用いる機能であるため，本実施形態においても，定期的なビーコンスキャンの間隔でアクセス状況の認識，および更新を行えば十分であると考えられる。したがって，各無線通信装置が定期的なビーコンスキャンを行った後に送信するビーコンに対してだけＭＳＤＵを格納し，それ以外の場合はＭＳＤＵを含まない簡略化されたビーコンを送信するものとする。
【００５１】
（４）無線通信装置の構成（図９）
図９に，本実施形態にかかる無線通信方法を想定した無線通信装置の構成を示す。
無線通信装置７００は，図９に示したように，インタフェース７０１と，データバッファ７０２と，中央制御部７０３と，無線送信部７０４と，タイミング制御部７０５と，アンテナ７０６と，無線受信部７０７と，制御信号生成部７０８と，制御信号解析部７０９と，ビーコン生成部７１０と，ビーコン解析部７１１と，情報記憶部７１２と，周辺無線通信装置情報記憶部７１３を含んで構成されている。なお図９においては，本実施形態の説明に関係ない構成要素については，図示を省略している。
【００５２】
インタフェース７０１は，この無線通信装置７００に接続される機器との間で各種情報の交換を行う。
【００５３】
データバッファ７０２は，接続される機器から送られてきたデータや，アンテナ７０６を介して外部から受信したデータ等を一時的に格納する。
【００５４】
中央制御部７０３（本発明の制御部の一例）は，情報送信・受信処理の管理と伝送路のアクセス制御を一元的に行う。本実施形態では，中央制御部７０３は，ビーコン生成部７１０で生成された２種類のビーコン（ＭＳＤＵを含むビーコンまたはＭＳＤＵを含まないビーコン）のいずれかを切り替えて送信するよう制御する。
【００５５】
無線送信部７０４は，データを無線送信するために変調処理する。
【００５６】
タイミング制御部７０５は，信号を送信・受信するためのタイミングの制御を行う。
【００５７】
アンテナ７０６は，他の無線通信装置宛に信号を無線送信するとともに，他の無線通信装置から送られる信号を収集する。
【００５８】
無線受信部７０７は，所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報やビーコンなどの信号を受信する。
【００５９】
制御信号生成部７０８は，データ送信に先立ち，必要に応じて予約要求や確認通知，予約通知の情報を生成する。
【００６０】
制御信号解析部７０９は，周辺の無線通信装置から送られた，予約要求や確認通知，予約通知の情報を解析する。
【００６１】
ビーコン生成部７１０（本発明のビーコン生成部の一例）は，周辺にある無線通信装置との間で周期的に交換されるビーコンを生成する。本実施形態では，ビーコン生成部７１０は，図８に示したように，ＭＡＣ層フィールドにＭＳＤＵを含むビーコン（図８（ａ）），または，ＭＡＣ層フィールドに周辺無線通信装置のアクセス情報を含まないビーコン（図８（ｂ））を生成する。さらに，ビーコン生成部７１０は，図８に示したように，ＰＨＹヘッダ部２２０にＭＳＤＵの有無に関するＭＳＤＵ識別ビット２２６を付加する。ＭＳＤＵ識別ビット２２６は，例えば，ＰＨＹヘッダ部２２０の予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）２２３（図５）に付加される。
【００６２】
ビーコン解析部７１１は，受信できた他の無線通信装置のビーコンを解析し，周辺無線通信装置を解析する。本実施形態では，ビーコン解析部７１１は，ビーコンの物理層フィールドを解析して，ビーコンにＭＳＤＵが含まれているかを判断する。そして，ビーコンにＭＳＤＵが含まれている場合に，周辺無線通信装置のアクセス情報を更新する。
【００６３】
情報記憶部７１２は，無線通信装置のアドレスや一連のアクセス制御動作などの実行手順命令として蓄える。
【００６４】
周辺無線通信装置情報記憶部７１３は，自己の周辺に存在する周辺無線通信装置のビーコン送信位置情報を格納する。
【００６５】
以上説明した無線通信装置７００の各機能は，専用のハードウェアにより実現してもよい。あるいは，無線通信装置７００の各機能の一部または全部をソフトウェアにより実現してもよい。すなわち，コンピュータに所定のコンピュータプログラムを組み込むことにより，コンピュータを無線通信装置７００として機能させることが可能である。このようなコンピュータプログラムは，ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録させた形で，あるいは，ネットワークを介したダウンロードの形で，市場を流通させることが可能である。
【００６６】
（４）無線通信装置の動作例（図１０）
図１０に本実施形態による無線通信装置の動作例を示す。なお図１０においては，本実施形態の説明に関係ない動作については，図示を省略している。
【００６７】
まず，２つのビーコンフォーマットを用いる本実施形態では，通常動作時と同様にビーコンを受信し（ステップＳ１０１），ＰＨＹヘッダを復号したあと，そのデータを解析することにより（ステップＳ１０２），ＭＳＤＵが含まれているビーコンかどうかを示す識別ビットを検出する（ステップＳ１０３）。かかるビーコンの解析は，ビーコン解析部７１１で行われる。
【００６８】
ＭＳＤＵ識別ビット２２６（図８）が“１”であれば，ＭＡＣヘッダ以降をＭＡＣ層に渡し，ＭＳＤＵに格納されているデータをもとに各無線通信装置の情報を更新する（ステップＳ１０４）。また，ＭＳＤＵ識別ビット２２６が“０”であれば，現在デコードしているビーコンにはＭＳＤＵが含まれていないことを示しているため，ＭＡＣ層における各無線通信装置の情報の更新は行われない（ステップＳ１０５）。
【００６９】
（５）本実施形態の効果
以上説明したように，本実施形態によれば，ＭＡＣ層で処理するＮＢＯＩやＮＢＡＩ，ＴＯＩＳ，ネットワークＩＤといったネットワーク内の各無線通信装置の情報を，ビーコンを送信するたびではなく，間隔をおいて定期的に送信することにより，各無線通信装置におけるＭＡＣ層の無線通信装置の情報更新処理が軽減できる。
【００７０】
また，ＭＳＤＵを含むビーコンの送信は定期的に行われ，それ以外の場合は，ＭＳＤＵを含まないパケット長が短縮されたビーコンが送信されるため，ビーコン送信時間が削減され，メディアの他のパケット送信に用いることができる。
【００７１】
定期的にやり取りされているビーコンパケットのＰＨＹ層のデータ部分（ＰＨＹヘッダ部２２０）に無線通信装置の基本情報（ＭＳＤＵ）が含まれていないことを示すＭＳＤＵ識別情報を組み込むことで，消費電力状態の変更を，特別な省電力情報制御パケットを用いて他の無線通信装置に通知する必要がない。
【００７２】
また，制御パケットは通常，ＰＨＹヘッダを復号し，解析した後，ＭＡＣヘッダの復号，解析という手順で行われる。復号が開始されるＰＨＹヘッダの部分に，ＭＳＤＵの有無に関する情報（ＭＳＤＵ識別ビット）を組み込み，ＰＨＹヘッダの復号が終了し，解析した時点において，そのパケットにＭＳＤＵが含まれていないことが判別できるため，ＭＳＤＵの復号処理も行う必要がない。
【００７３】
ＭＡＣ層における情報更新処理だけを一時的に停止することにより，物理層の動作を停止する（スリープ状態にする）ことなく，通常通りの無線通信装置同士のアクセス動作を行いつつ，消費電力の低減を行うことができる。
【００７４】
（６）消費電力の低減
本実施形態の効果の一つである消費電力の低減について説明する。
従来は４０ｍ秒に１回の頻度でＭＳＤＵを含むビーコンを送信していたが，本実施形態では，４秒に１回の頻度（従来の１／１００の頻度）とした場合の消費電力の改善について説明する。
【００７５】
本実施形態における消費電力の低減は，以下の３点において可能である。
（１）ＭＡＣ層における周辺端末の情報を更新するモジュールを４秒に１回だけ動作させることにより消費電力を軽減。
（２）ＭＡＣヘッダは符号化（例えば，リードソロモン符号化）が行われており，ビーコンにＭＡＣヘッダを付けて送信する場合は，符号化が必要となり，受信した場合は復号が必要となる。ＰＨＹヘッダにＭＳＤＵを含むビーコンかどうかを判別する識別子をつけることにより，ＰＨＹヘッダを復調した時点で，そのビーコンにＭＳＤＵが含まれているか否かが判断できる。そのため，ＭＳＤＵが含まれていないと判断できた場合，ＭＡＣヘッダ以降の復号を行う必要がなくなり，復号化（リードソロモン復号化）に関連するモジュールの動作を停止することができる。
（３）上記（２）に関連して，ビーコンにＭＡＣヘッダを付けない場合には，ＤＬＣ層の一部の動作を停止することができるので，その分の消費電力の低減が可能である。
【００７６】
上記（２）については，消費電力の低減量をゲート数から具体的に特定可能である。例えば，ＭＡＣとＰＨＹのチップ（Ｈａｒｒｉｅｒ）が全体で１１８万ゲートであり，そのうち，リードソロモンの符号化モジュールが３０００ゲート，復号モジュールが８万ゲートとする。ＭＳＤＵを含まないビーコンを送受信するとき，送信の場合は０．２５％（＝３０００／１１８万），受信の場合は６．８％（＝８万／１１８万）消費電力を削減することができる。
【００７７】
また例えば，ネットワーク内に２台の端末が存在し，４０ｍｓに１回の頻度でお互いがビーコンを送信するとする。そのうち，ＭＳＤＵが含まれるビーコンはお互い１００回に１回の頻度とし，残りの１００回に９９回はＭＳＤＵを含まない，すなわち，リードソロモンに関係するモジュールを動かさないビーコンを送受信するものとする。Ｈａｒｒｉｅｒのデータ送信時の消費電力は２８４ｍＷであり，データ受信時の消費電力は３０８ｍＷであるので，１００回ビーコンを出す区間における消費電力の違いは，以下の通りである。
【００７８】
本実施形態を利用しない場合の送信時：２８３ｍＷ＊１００＝２８．３Ｗ
本実施形態を利用しない場合の受信時：３０８ｍＷ＊１００＝３０．８Ｗ
本実施形態を利用した場合の送信時：２８３ｍＷ＋２８３ｍＷ＊（１−（３０００／１１８万））＊９９＝２８．２Ｗ
本実施形態を利用した場合の受信時：３０８ｍＷ＋３０８ｍＷ＊（１−（８万／１１８万））＊９９＝２８．７Ｗ
【００７９】
４秒の区間でみると，本実施形態を利用した場合は，受信時における消費電力を２Ｗ削減すことが可能である。また，ネットワーク内の端末数が増えるごとにビーコン送受信のやり取りが頻繁に行われることになるので，消費電力の削減量も顕著になる。
【００８０】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムの好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８１】
例えば，上記実施形態では，ＭＳＤＵ識別情報として，ＰＨＹヘッダ部２２０の予備ビット２２３（図５）を利用した場合について説明したが，本発明はこれに限定されない。例えば，ＰＨＹヘッダ部２２０のパケット長フィールド２２２（図５）を利用することも可能である。すなわち，ビーコンを受信した無線通信装置は，パケット長フィールド２２２によりビーコンのパケット長を判断し，これに基づいてビーコンにＭＳＤＵが含まれているか含まれていないかを判断することも可能である。
【００８２】
本発明は，無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムに利用可能であり，特に，通信に必要なさまざまな情報を周辺無線通信装置に通知するビーコンのＰＨＹヘッダに，周辺無線通信装置のメディア情報が格納されたＭＡＣサービスデータユニットの有無を通知する情報を付加し，ビーコンのフォーマットを変更することによってＭＡＣ層の各無線通信装置の情報更新処理を軽減することの可能な無線通信装置，無線通信システム，無線通信方法，およびコンピュータプログラムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】アドホックネットワークの構成を示す説明図である。
【図２】ビーコン送信の一例を示す説明図である。
【図３】複数の無線通信装置が存在する場合のビーコン送信の一例を示す説明図である。
【図４】ビーコン送信タイミングの一例を示す説明図である。
【図５】ビーコンフォーマットの一例を示す説明図である。
【図６】ＮＢＯＩの一例を示す説明図である。
【図７】ＮＢＡＩの一例を示す説明図である。
【図８】本実施形態にかかるビーコンフォーマットを示す説明図であり，（ａ）はＭＳＤＵがオンの場合，（ｂ）はＭＳＤＵがオフの場合を示している。
【図９】無線通信装置の構成例を示す説明図である。
【図１０】無線通信装置の動作例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
２００  ビーコン
２１０  プレアンブル
２２０  ＰＨＹヘッダ部
２２１  伝送レートフィールド（Ｒａｔｅ）
２２２  パケット長フィールド（Ｌｅｎｇｔｈ）
２２３  予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）
２２４  パリティビット（Ｐａｒｉｔｙ）
２２５  テールビット（Ｔａｉｌ）
２３０  コモンＭＡＣヘッダ部
２４０  サブＭＡＣヘッダ部（ビーコンヘッダ）
２５０  ＭＳＤＵ部
２５２  ＴＯＩＳ
２５２  ＮＢＯＩ
２５３  ＮＢＡＩ
２５４  予備ビット（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）
７００  無線通信装置
７０１  インタフェース
７０２  データバッファ
７０３  中央制御部
７０４  無線送信部
７０５  タイミング制御部
７０６  アンテナ
７０７  無線受信部
７０８  制御信号生成部
７０９  制御信号解析部
７１０  ビーコン生成部
７１１  ビーコン解析部
７１２  情報記憶部
７１３  周辺無線通信装置情報記憶部
【図１】
2006295751.tif 000003
【図２】
2006295751.tif 000004
【図３】
2006295751.tif 000005
【図４】
2006295751.tif 000006
【図５】
2006295751.tif 000007
【図６】
2006295751.tif 000008
【図７】
2006295751.tif 000009
【図８】
2006295751.tif 000010
【図９】
2006295751.tif 000011
【図１０】
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