(57)【要約】【課題】  複数のピコネットが異なるチャネルで隣接する場合は、ピコネット間で干渉が発生してしまう。隣接するピコネットを形成する際に、ピコネット同士の干渉を防止する。【解決手段】  隣接ピコネットのビーコンからスーパーフレーム情報を取得し、かつ、それに対応する受信電力分布を測定する。二つのデータを関連付けて解析する。この解析結果に基づいてスーパーフレームを構成することで、レベル的にもタイミング的にも干渉の影響を低減した、効率的なスーパーフレームのピコネットを形成する。【選択図】  図１
2006173891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置において、
第１のネットワークの通信フレーム構成を判別する判別手段と、
信号の受信状態を識別する識別手段と、
前記判別手段による判別と、前記識別手段による識別とに基づいて、第２のネットワークの通信フレーム構成を決定する決定手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記決定手段は、前記第１のネットワークの同期信号の送信タイミングと、前記第２のネットワークの同期信号の送信タイミングとが重ならないように前記通信フレームを構成することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記決定手段は、信号の受信レベルの低い時間帯を、前記第２のネットワークで通信する通信装置の通信時間に割り当てることを特徴とする通信装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記判別手段は、前記第１のネットワークの通信フレーム長を判別し、
前記決定手段は、前記判別手段により判別した通信フレーム長に基づいて、前記第２のネットワークの通信フレーム長を決定することを特徴とする通信装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記決定手段は、前記第１のネットワークにおいてキャリアセンスによりランダムアクセスすることが許可された時間帯に、前記第２のネットワークの同期信号の送信タイミングを設定することを特徴とする通信装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記決定手段は、前記第１のネットワークの通信装置に対して通信時間が割り当てられていない時間帯及び信号の受信レベルの低い時間帯を、前記第２のネットワークで通信する通信装置の通信時間に割り当てることを特徴とする通信装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記決定手段は、前記第２のネットワークの通信装置の通信時間を割り当てる通信スロットの配置を決定することを特徴とする通信装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記第２のネットワークに参加する他の通信装置における信号の受信状態を取得する取得手段を有し、
前記決定手段は、前記判別手段による判別と、前記識別手段による識別と、前記取得手段により取得した前記他の通信装置における信号の受信状態とに基づいて、第２のネットワークの通信フレーム構成を決定することを特徴とする通信装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記決定手段により決定した通信フレーム構成に基づいて、第２のネットワークを新規に形成するための処理を行なう形成手段を有することを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記決定手段により決定した通信フレーム構成に基づいて、前記通信装置が形成している第２のネットワークの通信フレーム構成を変更する処理を行なう変更手段を有することを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
通信装置において、
第１のネットワークの通信フレーム構成を判別する判別手段と、
信号の受信状態を識別する識別手段と、
前記判別手段による判別と、前記識別手段による識別とに基づいて、第２のネットワークの通信装置の通信時間を割り当てる割当手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
通信装置の通信方法において、
第１のネットワークの通信フレームの構成と、前記通信装置の信号の受信状態とに基づいて、第２のネットワークの通信を制御することを特徴とする通信方法。
【請求項１３】
通信装置を制御するためのプログラムにおいて、
第１のネットワークの通信フレームの構成と、前記通信装置の信号の受信状態とに基づいて、第２のネットワークの通信装置の通信時間を割り当てる工程を有することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信方法及び通信装置を制御するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近距離高速無線通信ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の標準として、ＩＥＥＥ８０２．１５．３規格（非特許文献１）が策定されている。この標準は近距離通信に特化し、ＬＡＮの標準規格に比べて簡略化を図ることで、小型端末への実装負荷を軽減しながら高速な通信を可能とするものである。次世代高速無線インターフェースとして規格策定が進んでいるＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）通信方式においても採用が検討されている。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１５．３規格においては、ひとつのネットワーク内に１台の制御端末が存在し、ネットワーク内のトラフィック管理を行う。制御端末は、スーパーフレームと呼ばれる通信フレームを基本単位とし、ひとつのスーパーフレーム中において、自身の管理するネットワーク下の各端末間の通信スロットや、各種制御データ、他のシステムからの一時的な通信、などを時分割的に制御している。これにより、ネットワーク内での衝突を回避しつつ、各端末間の通信帯域を一定に保つ制御を行っている。
【０００４】
一方、ＵＷＢ通信方式の有力候補の一つに、ＭＢ−ＯＦＤＭ（Ｍｕｌｔｉｂａｎｄ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）がある。これは、３ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯域を５００ＭＨｚ程度ずつの周波数バンドに分割し、一つのバンドの中でＯＦＤＭ方式を用いて通信を行ないながら、ホッピング動作により順次他の周波数バンドに遷移するというものである。高速データ伝送の為の変復調は５００ＭＨｚ帯域内でのＯＦＤＭ通信の中で完結しており、ホッピング遷移は複数ネットワークの同時共存を実現する為のものである。３つの周波数バンドをひとつのバンドグループとして、このバンドグループ内でホッピング動作を行う。複数の端末が共通のホッピングパターンに基づいて周波数バンドを遷移することでピコネットと呼ばれる小規模ネットワークを構成し、異なるホッピングパターンを用いることで同時に４つまでのピコネット共存を可能としている。
【０００５】
しかしながら複数のピコネットが共存する場合、ホッピングのための遷移バンド数が少ないためデータの衝突が起こる可能性がある。そこで、Ｔｉｍｅ−Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ処理を行い、データ損失の救済することができる。これは、１シンボル分のデータパケットを２つのシンボル区間で繰り返し送信することで、衝突により１つのシンボル損失が生じても別のタイミングで送信された同じシンボルデータにより補填する方法であるが、同じデータパケットを２度送るので、スループットが低下してしまう。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｐ８０２．１５．３  Ｄｒａｆｔ  Ｓｔａｎｄａｒｄ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ピコネット内のトラフィック総量が増大してくると、以下のような問題が生じる。
【０００７】
図７は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣの規格に従い、ＭＢＯＡ（ＭｕｌｔｉＢａｎｄ  ＯＦＤＭ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）方式の物理層規格で動作するＵＷＢピコネット・ネットワークを想定する。ここで、ＰＮＣはピコネットの制御端末を示し、ＤＥＶはピコネットに属する従属端末を示す。図７の（ａ）において、７０１のＰＮＣ１が形成するピコネットは７０２で示されるような通信範囲を持ち、この範囲のＵＷＢ端末に対して通信トラフィックの制御を行う。７０３及び７０４は従属端末ＤＥＶ２及びＤＥＶ３を示し、７０１のＰＮＣ１自身が従属端末として動作する場合の識別子ＤＥＶ１と合わせて、３台の端末が互いに時分割に通信を行っている。各端末の通信トラフィックは、７０５で示すスーパーフレームを１周期として、各端末ごとに割り当てられた時間においてのみ発生するように制御されるため、互いの通信が衝突することは無い。７０６はＰＮＣ１が送信するスーパーフレームの１周期のタイミングを示すビーコンフレームで、各従属端末はこのビーコンフレームを捉えることでピコネットに同期し、また、そのビーコンフレームを復調して得られる情報から、７０８で示すスーパーフレーム内で各端末に割り当てられたタイムスロットＣＴＡ１、ＣＴＡ２、ＣＴＡ３のタイミングを識別し、各従属端末に割り当てられた時間において適切に通信を行うことができる。７０７はキャリアセンスによるランダムアクセスの為の期間であり、必要に応じて特定の端末間の通信に使われたり、同じ周波数帯を使う他の無線システムとの通信に利用したりする。
【０００８】
ここで、図７の（ｂ）で示すように、新規に７０９及び７１０で示すＤＥＶ４及びＤＥＶ５が、互いに通信を行う為にピコネット１の通信範囲下で電源投入されたとする。ＤＥＶ４とＤＥＶ５は、例えばビデオカメラとビュワー端末など、リアルタイムで高速なデータ通信を必要としている機器であるとする。これらのＤＥＶは他の端末との通信を目的としておらず、１対１の通信を行えれば良いが、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣの規格に従った動作を行うと、ＰＮＣ１からのビーコン情報を検出することで、ピコネット１の従属端末として起動してしまう。ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣの規格では、ＰＮＣとしての機能が高いものへとＰＮＣの制御権を順次移り渡していく仕様となっているが、通常ビデオカメラのような特定用途の端末には最低限のＰＮＣ機能しか実装されないことが考えられる為、既存のネットワークがＰＣやアクセスポイントのような高機能なＰＮＣで構成されている場合、必然的にその従属端末になってしまう。
【０００９】
ＤＥＶ４、５がピコネット１に参加した結果、ＰＮＣ１によりＤＥＶ４、５に対して与えられたタイムスロット７１１及び７１２は、最低限必要な帯域を確保している状態であったとする。この場合、一時的な干渉などでエラーが増大すると、すぐに画像データのフレームレートが落ちるなどの問題が発する為、はじめから最低条件で接続する様な事は好ましくない。その為、結局は一旦ピコネット１を離脱し、あらためて別チャネルでＤＥＶ４とＤＥＶ５のみでピコネットを形成する手順を踏むことになり、無駄な手順を踏むことで安定した通信を確保するまでに多くの時間を費やしてしまうという問題が発生する。
【００１０】
この時、ＭＢＯＡ方式の物理層規格においては、異なるチャネル間での干渉もかなりの確率で発生する為、別のピコネットとして共存する為にｔｉｍｅ−ｓｐｒｅａｄｉｎｇ処理が必要となる可能性もあり、結果としてスループットの低下を招くなど、別の問題が発生する可能性もある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、周辺のネットワークの状況に応じたネットワークを構築し、全体的なトラフィックを効率的に運用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために、通信装置において、第１のネットワークの通信フレーム構成を判別する判別手段と、信号の受信状態を識別する識別手段と、前記判別手段による判別と、前記識別手段による識別とに基づいて、第２のネットワークの通信フレーム構成を決定する決定手段と、を有することを特徴とする通信装置を提供する。
【００１３】
また、通信装置において、第１のネットワークの通信フレーム構成を判別する判別手段と、信号の受信状態を識別する識別手段と、前記判別手段による判別と、前記識別手段による識別とに基づいて、第２のネットワークの通信装置の通信時間を割り当てる割当手段と、を有することを特徴とする通信装置を提供する。
【００１４】
また、通信装置の通信方法において、第１のネットワークの通信フレームの構成と、前記通信装置の信号の受信状態とに基づいて、第２のネットワークの通信を制御することを特徴とする通信方法を提供する。
【００１５】
また、通信装置を制御するためのプログラムにおいて、第１のネットワークの通信フレームの構成と、前記通信装置の信号の受信状態とに基づいて、第２のネットワークの通信装置の通信時間を割り当てる工程を有することを特徴とするプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、周辺のネットワークの状況に応じて、効率的にネットワークを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣの規格に従い、ＭＢＯＡ（Ｍｕｌｔｉｂａｎｄ  ＯＦＤＭ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）方式の物理層規格で動作するＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）ピコネット・ネットワークに、同様の規格に従い、別のＵＷＢピコネット・ネットワークが隣接して異なるチャネルのネットワークを構成している様子を示す。ここで、ＰＮＣ（Ｐｉｃｏｎｅｔ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）はピコネットの制御端末を示し、ＤＥＶ（Ｄｅｖｉｃｅ）はピコネットに属する従属端末を示す。
【００１９】
ＰＮＣ及びＤＥＶの構成の一部を図２に示す。図２は、ＰＮＣ及びＤＥＶの無線通信ユニットであり、無線通信部２０１、制御部２０２、ＲＯＭ２０３、ＲＡＭ２０４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０４により構成される。無線通信ユニットは、Ｉ／Ｆ２０４を介してデジタルカメラ、プリンタ、パーソナルコンピュータ等の各種デバイスに接続し、それらデバイスに内臓または外付けされる。制御部２０２は、ＲＯＭ２０３またはＲＡＭ２０４に格納されているプログラムに従って無線通信ユニット全体を制御し、後述する無線通信部２０１による無線通信を制御する。無線通信部２０１は制御部２０２の制御によりＩ／Ｆ２０４を介して接続するデバイスからのデータを送信する。また、アンテナから受信したデータを制御部２０２に渡し、制御部２０２はＩ／Ｆ２０４を介して受信したデータをデバイスに送信する。
【００２０】
図１において、１０１のＰＮＣ１が形成するピコネット１は１０２で示される通信範囲を持ち、この範囲のＵＷＢ端末に対して通信トラフィックの制御を行う。１０３及び１０４は従属端末ＤＥＶ２及びＤＥＶ３を示し、１０１のＰＮＣ１自身が従属端末として動作する場合の識別子ＤＥＶ１と合わせて、３台の端末が互いに時分割に通信を行っている。
【００２１】
一方、１０５のＤＥＶ４と１０６のＤＥＶ５は、ＰＮＣ１の通信範囲内１０２にいる為、通常はピコネット１の従属端末として動作することになるが、本実施形態の適用により、ＤＥＶ５がＰＮＣ２として機能することで、異なるチャネルのネットワークとなるピコネット２を形成する。その結果、ピコネット１の従属端末として動作するよりも広帯域でのデータ通信が可能となる。ＰＮＣ２が形成するピコネット２の通信範囲は１０７の領域で、１０１のＰＮＣ１はその通信範囲となるが、１０３及び１０４のＤＥＶ２及びＤＥＶ３は範囲外となり、また、ＤＥＶ２やＤＥＶ３の送信する信号はＤＥＶ４やＤＥＶ５には届かない位置関係にあるものとする。
【００２２】
ＰＮＣ２となるＤＥＶ５は、既にピコネット１が形成された状況下で電源投入され、後述する手順に従って動作することで、図１に示した別チャネルでのピコネット２の形成を行うことが可能となる。
【００２３】
図３にＤＥＶ５に電源が投入された際の動作フローを示す。
【００２４】
無線通信ユニットへの電源が投入されると、制御部２０２の制御によりピコネット起動判定が呼び出され（ステップＳ３０１）、ビーコンのサーチを行う（ステップＳ３０２）。サーチの結果、ビーコンを検出できなかった場合は（ステップＳ３０３）、周囲に別のピコネット・ネットワークが存在しないと判断し、通常の手順での新規ピコネットの形成を行う（ステップＳ３０４）。つまり、ＤＥＶ５はＰＮＣ２となって新規ピコネットを形成するためにビーコンの送信を開始する。なお、ビーコンサーチも含め、新規ピコネット形成手順に関しては、標準規格に従うものとし、ここではその詳細は省略する。
【００２５】
ステップＳ３０３においてビーコンを検出した場合、周囲に別のピコネット・ネットワーク（図１のＰＮＣ１が形成しているピコネット）が存在すると判断し、検出したビーコン信号に含まれるビーコン情報の取得を行いつつ（ステップＳ３０５）、受信電力測定を開始する（ステップＳ３０６）。この受信電力測定は、ビーコン信号の受信レベル変動を一定期間に測定し、測定結果を記録する。そして、ステップＳ３０５で取得したビーコン情報を解析し、検出したピコネットのスーパーフレーム構成に関する情報を取得する（ステップＳ３０７）。
【００２６】
この取得した情報から、検出したピコネット（ピコネット１）に自分自身（ＤＥＶ５）が通信に必要とする通信帯域が確保可能かどうかを検証する（ステップＳ３０８）。検証の結果、検出したピコネットにおいても必要とする通信帯域の確保が可能と判断した場合は、検出したピコネットへの参加手順を行い、検出したピコネットに参加する（ステップＳ３０９）。ピコネット参加の手順は標準規格に従うものとし、ここではその詳細は省略する。ただし、通信帯域の確保の可否判断においては、標準で規定される最低要求帯域幅を閾値として判断するものではなく、無線環境の劣化なども考慮した上で十分な品質を維持できる様に、より広帯域に閾値を設定するのが好ましい。
【００２７】
ステップＳ３０８の検証の結果、検出したピコネットでは通信帯域の確保が不十分と判断した場合は、既に取得してあるスーパーフレーム構成に関する情報に、記録してある受信レベルの変動情報をあわせることで、スーパーフレーム１周期の受信レベル変動の分布を解析する（ステップＳ３１０）。この解析方法については後述する。この解析の結果から、自分自身（ＤＥＶ５）がＰＮＣ２となって形成するピコネット２のスーパーフレーム長、ビーコン送出タイミング、及びデータ通信のための通信スロットの配置を決定し（ステップＳ３１１）、これらの設定値に基づいて、ビーコンの送信を開始し、新規ピコネット形成手順を実行する（ステップＳ３１２）。なお、新規ピコネット形成に関しては、標準規格に従うものとし、ここではその詳細は省略する。
【００２８】
スーパーフレーム長に関しては、検出したピコネットで用いられているスーパーフレーム長と同じ長さにし、ビーコン送出タイミングをずらすことで、互いのビーコン信号の干渉を防ぎ、チャネル間干渉の存在するネットワーク間での干渉の影響を軽減することが可能となる。また、例えば検出したピコネットがパワーセーブモードで動作中の場合、そのピコネットのＤＥＶが間欠受信を行なう間隔に合わせてスーパーフレーム長を整数倍に設定することで、干渉を低減しつつ、より効率的に通信スロットを配置することが可能となる。また、スーパーフレーム長を検出したピコネットで用いられているスーパーフレーム長の整数分の１にしてもよい。
【００２９】
通信スロットの配置に関しては、検出したピコネットのスーパーフレーム構成情報を元に、通信スロットとして割り当てられていないスロット（時間）や、あるいは特定の端末に割り当てられたスロットであっても受信レベル測定ではレベルの低い信号しか検出できないようなスロットに重なる時間を優先的に自分自身が形成するネットワークの通信スロットとして割り当てることで、隣接ピコネットとの干渉を抑えた通信スロットの効率的な共有が可能となり、一つのピコネット下でＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）処理するよりもより効率的に通信帯域を確保可能となる。
【００３０】
次に検出したビーコン信号により取得可能な情報を図４を用いて説明する。図４に、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣ規格における、スーパーフレームのフレーム構成を示す。図中には規格に従った各種のフォーマットが記載してあるが、ここでは本実施形態に関連するスーパーフレームの構成や各端末ごとの通信スロットの配置情報に関して説明する。スーパーフレーム４０１の構成要素として、その先頭にビーコンフレーム４０２が配置される。ビーコンフレーム４０２のフォーマットはビーコンフレームボディ４０３に示すような内容となり、その下位１６８ｂｉｔがＰｉｃｏｎｅｔ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ４０４というフレームにフォーマットされる。さらに、Ｐｉｃｏｎｅｔ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ４０４の中にＳｕｐｅｒｆｒａｍｅ  ｄｕｒａｔｉｏｎ４０５というパラメータがある。このＳｕｐｅｒｆｒａｍｅ  ｄｕｒａｔｉｏｎ４０５に記載されている情報が、スーパーフレーム１周期の長さを表す情報である。また、ビーコンフレームボディ４０３の中には、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ４０６というパラメータが複数存在し、このパラメータによりネットワークの維持、運用のための各種情報を伝達する。Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ４０６の中の一つに、ＣＴＡ（Ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｉｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）に関するＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔが存在する。ＣＴＡは、従属端末１台ごとにＴＤＭＡ方式で割り振られた通信スロットで、その配置情報は一つのＣＴＡごとに個別に報知される。ＣＴＡ  ｂｌｏｃｋ４０７は一つのＣＴＡに関する配置情報で、その中には、ＣＴＡ長の情報となるＣＴＡ  ｄｕｒａｔｉｏｎ４０８、スーパーフレーム中での位置を示す情報となるＣＴＡ  ｌｏｃａｔｉｏｎ４０９、データの送信元端末の識別子であるＳｒｃ  ＩＤ４１０、データの受信側端末の識別子であるＤｅｓｔ  ＩＤ４１１等を含む。これらの情報を検証する事により、スーパーフレーム中での各ＣＴＡの配置構成を知ることが可能となる。
【００３１】
次に、図３のステップ３１０においてスーパーフレームの構成情報と、スーパーフレーム１周期分の受信レベル変動の分布とを解析し、ステップＳ３１１での新規ピコネットのスーパーフレーム長、ビーコン送出タイミング、及びデータ通信のための通信スロットの配置を決定する為の手順を説明する。
【００３２】
図５の（ａ）は、取得したスーパーフレーム構成情報から解析されたスーパーフレーム中のＣＴＡの配置を表す図である。本説明では、ＤＥＶ５が検出したビーコン信号から取得した情報なので、ＰＮＣ１が使用しているスーパーフレームの構成情報である。５０１は基準となるビーコンフレームで、これを復調することで、図４で説明したようにスーパーフレーム構成情報の取得が可能である。５０２はＣＡＰ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｅｒｉｏｄ）で、キャリアセンスによりランダムにアクセスすることが許された期間となる。５０３が各端末毎に割り振られたＣＴＡであり、ここでは３つのＣＴＡがそれそれぞれＤＥＶ１、ＤＥＶ２、ＤＥＶ３に割り当てられている。
【００３３】
この状況からＤＥＶ４またはＤＥＶ５がピコネット１に従属端末として参加する場合、ＤＥＶ３へのＣＴＡ割り当て以降の空き時間にＰＮＣ１に新たにＣＴＡを割り振ってもらうことになる。従って、図３のステップＳ３０８における通信帯域が確保可能かどうかの検証は、ＤＥＶ５がＤＥＶ４と通信する際に必要とする通信帯域が、図５の５０３のＣＴＡ３以降と次のビーコン信号までの空き時間５１２で十分かどうかを検証する。
【００３４】
図５の（ｂ）は、スーパーフレーム周期に沿って受信電力レベルを記録し、その変動を模式化したものである。５０４はビーコン受信時の受信レベルに相当するもので、ピコネット１の通信範囲内の各端末が問題なく受信可能なように、比較的高出力に発信されている。５０５は、（ａ）のスーパーフレーム構成情報からＣＡＰ期間に発信された何らかの信号と推測されるが、その内容に関しての情報はビーコンからは取得できない為、単なる干渉波として認識する。５０６は、（ａ）のスーパーフレーム構成情報からＤＥＶ１に割り当てられたＣＴＡ１の信号と推測される。ＤＥＶ１はＰＮＣ１を兼ねており、ＤＥＶ５と比較的近距離にある為、ビーコン同様高レベルな信号が受信される。５０７は、（ａ）のスーパーフレーム構成情報からＤＥＶ２及びＤＥＶ３に割り当てられたＣＴＡ２及びＣＴＡ３の信号と推測されるが、実際の受信レベルが低いことから、ＤＥＶ２及びＤＥＶ３はＤＥＶ１よりも遠方にあるか、あるいはこれらの通信がごく近距離の為に送信電力制御を行っていて、相対的に受信レベルが低くなっていることが考えられる。この解析を複数周期分行ない、最終的にＤＥＶ５がＰＮＣ２として構築するピコネット２のスーパーフレーム構成を図５の（ｃ）の設定する。
【００３５】
スーパーフレーム長はピコネット１と同じ長さとし、ピコネット２としてのビーコン５０８の送信タイミングをピコネット１におけるＣＡＰ区間に割り当てることで、ピコネット１のビーコン５０１との干渉を継続的に回避することが可能となる。５０９のＣＡＰ区間をピコネット１におけるＣＴＡ１の区間、つまり、ＤＥＶ５での受信レベルが高い区間を含んで割り当てることで、干渉の可能性の高いＰＮＣ１のＤＥＶ１としての通信区間への影響を回避することが可能となる。５１０及び５１１のＣＴＡ４及びＣＴＡ５は、ＤＥＶ４とＤＥＶ５の間の通信スロットである。これらはピコネット１ではＤＥＶ２及びＤＥＶ３の通信スロットに時間的に重なるものの、受信レベルの解析から受信レベルが低く、干渉の影響はほとんど無いと判断された為、これらの時間も有効活用してＣＴＡ４及びＣＴＡ５を配置することで、ピコネット１に従属した場合に確保可能な通信スロットに比べてより広帯域な時間間隔をＤＥＶ４とＤＥＶ５の間の通信に割り当てることが可能となっている。
【００３６】
以上のようにピコネット２のスーパーフレームを構成することで、隣接するピコネットとの干渉が少ない新規ピコネットを形成することができる。また、隣接ピコネット間で通信スロットの効率的な共有が可能となり、効率的に通信帯域を確保可能となる。また、隣接するピコネット間でのビーコンの衝突も防止できる。
【００３７】
また、上記説明では、ＤＥＶ５での受信電力測定に基づいて、新規ピコネットのスーパーフレーム構成を設定したが、ＤＥＶ４でも受信電力測定を行い、ＤＥＶ５からＤＥＶ４に測定結果を要求し、測定結果をＤＥＶ４からＤＥＶ５に通知するようにし、ＤＥＶ５は、ＤＥＶ５の受信電力測定結果と、ＤＥＶ４の受信電力結果とに基づいて、新規ピコネットのスーパーフレーム構成、特に、ＤＥＶ４とＤＥＶ５の通信スロットの割り当てを設定するようにしてもよい。このようにすることにより、隣接するピコネットとの干渉がより少ない新規ピコネットを形成することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
本実施の形態は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣの規格に従い、ＭＢＯＡ方式の物理層規格で動作するＰＮＣがＵＷＢピコネット・ネットワークを構築し、その後、異なるチャネルでＵＷＢピコネット・ネットワークが新たに構築されると、はじめにピコネットを構築していたＰＮＣが、スーパーフレームの再構成を行う方法について説明する。なお、ＰＮＣ及びＤＥＶの構成は第１の実施の形態と同じであり、制御部２０２による制御が異なる。また、２つのピコネットの構成端末や配置状況などは第１の実施の形態１と同様のものとする。
【００３９】
ＰＮＣ２となるＤＥＶ５は、既にピコネット２を形成済みの状態で、後から立ち上がったＰＮＣ１によるピコネット１を検出して、その状況に応じて自らのスーパーフレーム構成を変更する手順を図６に示す。
【００４０】
図６において、ＰＮＣ２がピコネット２を構築すると、スーパーフレーム再構成判定を起動する（ステップＳ６０１）。スーパーフレーム再構成判定を起動する為のトリガは、例えばピコネット２の構築後、受信レベル監視を継続的に行い、干渉波のレベルが所定値以上になった場合に起動するようにしてもよいし、所定値以上の干渉波が所定時間継続して検出された場合に継続するようにしてもよい。また、ピコネットの構築後、一定時間ごとに起動しても良い。ピコネット２の構築後、常にスーパーフレーム再構成判定を起動している場合は、隣接ピコネットの検出を迅速に行なえ、干渉波の検出により起動する場合または一定時間ごとに起動する場合は、ＰＮＣの付加を軽減することができる。
【００４１】
スーパーフレーム再構成判定を起動すると、ビーコンサーチモード起動を起動する（ステップＳ６０２）。これは、通常動作では従属端末（ＤＥＶ）を含めた自身のネットワーク内の各端末からトラフィックが発生しているので、他チャネルのビーコンを検出できない可能性がある為、ビーコンサーチの為に一時的な動作モードの変更が必要な為である。ビーコンサーチモードにおける具体な動作としては、一時的にスーパーフレーム内にＣＴＡを一切配置しないなどのトラフィック制御を行ってビーコンの検出率を高める方法や、あるいは許容範囲内において一時的にビーコンの送信を止めて他チャネルのビーコンサーチのみを行うなど、複数の方法が考えられるが、いずれもＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣの規格に従った手順での動作であり、詳細な記載は省略する。
【００４２】
次に、ビーコンサーチを行い（ステップＳ６０３）、サーチの結果、ビーコン検出が出来なかった場合は（ステップＳ６０４）、ビーコンサーチモードを一旦終了し（ステップＳ６０５）、タイマーを起動し（ステップＳ６０６）、一定時間経過後に、ビーコンサーチモードを起動して、ビーコンサーチを行うことを繰り返す。
【００４３】
ビーコンサーチの結果、ビーコンを検出した場合（ステップＳ６０４）（本実施の形態ではピコネット１を構築するＰＮＣ１からのビーコンが検出される）、受信したビーコン信号からビーコン情報の取得を行い（ステップＳ６０７）、受信電力測定を開始し、受信レベル変動を一定期間に渡って記録する（ステップＳ６０８）。次に、取得したビーコン情報の解析により、検出したピコネットのスーパーフレーム構成に関する情報を取得し（ステップＳ６０９）、得られた情報から、検出したピコネット１にＰＮＣ２自身が必要とする通信帯域（ピコネット２で確保していた通信帯域）が確保可能かどうかを検証する（ステップＳ６１０）。この検証は、ピコネット１のスーパーフレーム構成が図５の（ａ）の場合、ピコネット２の通信帯域がピコネット１の空き時間５１２内で確保できるかどうかを検証する。
【００４４】
検証の結果、検出したピコネット１においても通信帯域の確保が可能と判断した場合は、ピコネット１とピコネット２とを１つのピコネットに結合するピコネット統合手順へと進み、ピコネット１とピコネット２とを結合する（ステップＳ６１１）。
【００４５】
また、ステップＳ６１０での検証の結果、検出したピコネット１では通信帯域の確保が不十分と判断した場合は、既に取得してあるピコネット１でのスーパーフレーム構成に関する情報に、記録してある受信レベルの変動情報をあわせることで、スーパーフレーム１周期の受信レベル変動の分布を解析する（ステップＳ６１２）。この解析の結果から、ＰＮＣ２自身が構築したピコネット２のスーパーフレーム長、ビーコン送出タイミング、及びデータ通信のための通信スロットの配置を再設定し（ステップＳ６１３）、これらの設定値に基づいて、各種パラメータを変更したビーコンを送信し、ピコネット２のスーパーフレーム構成の変更手順を実行する。スーパーフレームの再構成手順に関しては、標準規格に従うものとし、ここではその詳細は省略する。
【００４６】
スーパーフレーム長に関しては、基本的には検出したピコネット１と同じ長さにし、ビーコン送出タイミングをずらすことで、互いのビーコン信号の干渉を防ぎ、チャネル間干渉の存在するネットワーク間での干渉の影響を軽減することが可能となる。また、例えば検出したピコネット１がパワーセーブモードで動作中の場合、ピコネット１で動作中のＤＥＶが間欠受信を行なう間隔に合わせてスーパーフレーム長を整数倍に設定することで、干渉を低減しつつ、より効率的に通信スロットを配置することが可能となる。また、スーパーフレーム長を検出したピコネットで用いられているスーパーフレーム長の整数分の１にしてもよい。
【００４７】
通信スロットの再配置に関しては、検出したピコネット１のスーパーフレーム構成情報を元に、通信スロットとして割り当てられていないスロットや、あるいは特定の端末に割り当てられたスロットであっても受信レベル測定ではレベルの低い信号しか検出できないようなスロットに重なる時間を優先的に自分自身のネットワークの通信スロットとして割り当てることで、隣接ピコネットとの干渉を抑え、通信スロットの効率的な共有が可能となり、一つのピコネット下でＴＤＭＡ処理するよりもより効率的に通信帯域を確保可能となる。これらの配置手順に関しては、第１の実施形態と同様のものとし、ここでは省略する。
【００４８】
以上のように上述した実施形態によれば、異なるチャネルを用いて隣接する２つのＷＰＡＮネットワークにおいて、制御局の送出する同期信号の干渉を回避することができる。また、ネットワーク全体の高品質な運用を可能とし、かつ、互いのネットワークの通信スロットを干渉の可能性の低い状態に最適配置することも可能となり、個々の通信スロットを高品質に保ちつつ、ネットワーク全体のトラフィックの効率的な運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例における２つの異なるチャネルを用いたピコネットが共存するネットワーク構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における無線通信ユニットの構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例におけるＤＥＶ５（ＰＮＣ２）の動作を示す図である。
【図４】ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＭＡＣ規格におけるスーパーフレームのフレーム構成図である。
【図５】本発明の実施例における検出したスーパーフレーム構成と、それに対応する受信電力分布と、それらの情報から構築された新たなネットワークのスーパーフレーム構成の対応を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるＤＥＶ５（ＰＮＣ２）の動作を示す図である。
【図７】従来の手法による既存ピコネットへの参加時のネットワーク構成と、その時に割り当てられる通信スロットの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  デバイス１（ＤＥＶ１）及びピコネットコントローラ１（ＰＮＣ１）
１０２  ＰＮＣ１の通信範囲
１０３  デバイス２（ＤＥＶ２）
１０４  デバイス３（ＤＥＶ３）
１０５  デバイス４（ＤＥＶ４）
１０６  デバイス５（ＤＥＶ５）及びピコネットコントローラ２（ＰＮＣ２）
１０７  ＰＮＣ２の通信範囲
【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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