(57)【要約】【課題】  データを送信するための通信装置内部の遅延を固定し，低コストで正確な測距を行う。【解決手段】  無線通信による直接のデータ送受信で被測距装置との距離を測定する測距装置であって，送信データを一時的に保持するＭＡＣ層メモリ部２１４と，上記ＭＡＣ層メモリ部から送信データ受けて上記被測距装置に送信する測距送信部と，上記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と，上記ＭＡＣメモリ部の送信データ出力時から上記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部２３２と，上記送信データの送信レートに応じて上記ＭＡＣメモリ部の送信データの出力開始時間を設定する送信開始設定部２５２とを備えることを特徴とする，測距装置が提供される。【選択図】    図５
2006174381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測距装置と，無線通信による直接のデータ送受信で該被測距装置との距離を測定する測距装置とを含む無線通信システムにおいて：
前記測距装置は，
送信データを一時的に保持するＭＡＣ層メモリ部と；
前記ＭＡＣ層メモリ部から送信データ受けて前記被測距装置に送信する測距送信部と；
前記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と；
前記ＭＡＣメモリ部の送信データ出力時から前記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部と；
前記送信データの送信レートに応じて前記ＭＡＣメモリ部の送信データの出力開始時間を設定する送信開始設定部と；
を備え，
前記被測距装置は，
前記測距装置からの送信データを受信する被測距受信部と；
前記送信データに応じて前記測距装置が受信する受信データを生成する受信データ生成部と；
前記受信データを送信する被測距送信部と；
を備えることを特徴とする，無線通信システム。
【請求項２】
無線通信による直接のデータ送受信で被測距装置との距離を測定する測距装置であって：
送信データを一時的に保持するＭＡＣ層メモリ部と；
前記ＭＡＣ層メモリ部から送信データ受けて前記被測距装置に送信する測距送信部と；
前記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と；
前記ＭＡＣメモリ部の送信データ出力時から前記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部と；
前記送信データの送信レートに応じて前記ＭＡＣメモリ部の送信データの出力開始時間を設定する送信開始設定部と；
を備えることを特徴とする，測距装置。
【請求項３】
前記送信データは，ＲＴＳ制御信号であり，前記受信データは，ＣＴＳ制御信号であることを特徴とする，請求項２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記送信データは，データの通信帯域を予約するパケットであることを特徴とする，請求項２に記載の測距装置。
【請求項５】
前記測距送信部の送信データの送信タイミングを，所定の時間間隔を有する送信タイミングに再設定する送信タイミング制御部と；
前記無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に前記送信タイミング制御部の機能を停止するタイミングスイッチ部と；
をさらに備えることを特徴とする，請求項２に記載の測距装置。
【請求項６】
前記タイミングスイッチ部は，送信データがＲＴＳ制御信号またはＣＴＳ制御信号であるとき以外は前記送信タイミング制御部の機能を停止することを特徴とする，請求項５に記載の測距装置。
【請求項７】
被測距装置と，無線通信による直接のデータ送受信で該被測距装置との距離を測定する測距装置とを含む無線通信システムにおいて：
前記測距装置は，
送信データを前記被測距装置に送信する測距送信部と；
前記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と；
前記測距送信部の送信データ出力時から前記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部と；
前記測距送信部の送信データの送信タイミングを，所定の時間間隔を有する送信タイミングに再設定する送信タイミング制御部と；
前記無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に前記送信タイミング制御部の機能を停止するタイミングスイッチ部と；
を備え，
前記被測距装置は，
前記測距装置からの送信データを受信する被測距受信部と；
前記送信データに応じて前記測距装置が受信する受信データを生成する受信データ生成部と；
前記受信データを送信する被測距送信部と；
を備えることを特徴とする，無線通信システム。
【請求項８】
無線通信による直接のデータ送受信で被測距装置との距離を測定する測距装置であって：
送信データを前記被測距装置に送信する測距送信部と；
前記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と；
前記測距送信部の送信データ出力時から前記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部と；
前記測距送信部の送信データの送信タイミングを所定の時間間隔を有する送信タイミングに再設定する送信タイミング制御部と；
前記無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に前記送信タイミング制御部の機能を停止するタイミングスイッチ部と；
を備えることを特徴とする，測距装置。
【請求項９】
前記ネットワーク管理情報は，ビーコン信号によって送信されることを特徴とする，請求項８に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記送信データは，ＲＴＳ制御信号であり，前記受信データは，ＣＴＳ制御信号であることを特徴とする，請求項８に記載の測距装置。
【請求項１１】
前記タイミングスイッチ部は，送信データがＲＴＳ制御信号またはＣＴＳ制御信号であるとき以外は前記送信タイミング制御部の機能を停止することを特徴とする，請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１２】
前記送信データは，データの通信帯域を予約するパケットであることを特徴とする，請求項８に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，複数の通信端末間で無線通信が可能な無線通信システム，測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークに関する標準的な規格の一例として米国電子技術者協会ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１，ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２，ＩＥＥＥ８０２．１５．３，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどが挙げられる。上記ＩＥＥＥ８０２．１１規格には，無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより，ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格などの各種無線通信プロトコルが存在する。
【０００３】
従来から知られているこのような無線通信プロトコルでは，任意の通信端末同士で通信を行おうと試みた場合，コーディネータを介す必要があった。例えば，ＩＥＥＥ８０２．１５．３においては，各通信端末に割り当てられる時間がコーディネータによって厳密に管理され，このコーディネータに指定されたタイミングでのみデータの送受信を行うことが可能となる。
【０００４】
このような無線通信の応用としてアクセスポイントを介さずに各通信端末同士で直接通信可能なアドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信も考案されている。かかるアドホック通信では，各通信端末同士が直接，非同期に無線通信を行うことができる。例えば，複数の通信装置間において特定の通信装置から測距対象の通信装置に無線インパルスを送信し，かかる測距対象からの返信インパルスの遅延時間によって距離を計算する技術が知られている（例えば，特許文献１）。
【０００５】
また，ＩＥＥＥ８０２．１５．３におけるＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）通信では，プリアンブルを用いたパケット構造のデータ通信方式により上記のアドホック通信を実現している。このような無線通信は，極めて高い伝送周波数が用いられるため，上述の技術同様に各無線通信装置間の距離を測定するのに適している。例えば，測距用のパケットを送信し，被測距装置からの返信パケットを受信するまでの時間によって距離を計算する方法が考えられる。
【０００６】
しかし，上記の無線通信システムでは，測距を行う測距装置が複数の送信レートを取り扱うことができる場合，送信レート毎に送信開始時間が変化し，正確な遅延が計算できなかった。また，測距にのみ利用される測距用のパケットを利用しているので，オーバーヘッドを生じ，さらには，ネットワーク管理情報を交換する例えばビーコン信号の正規の送信タイミングを遅らせる結果となり，無線通信システムに障害を来す場合があった。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９９／４９３３３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は，従来の無線通信システム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，データを送信するための通信装置内部のデータ転送遅延をレート毎に固定し，低コストで正確な測距を行うことが可能な，新規かつ改良された無線通信システム，測距装置を提供することである。
【０００９】
また，本発明の他の目的は，測距用のパケットではない既存の資源を利用した測距によりオーバーヘッドを低減し，かつ，ネットワーク管理情報の交換を妨げない無線通信システム，測距装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，被測距装置と，無線通信による直接のデータ送受信で該被測距装置との距離を測定する測距装置とを含む無線通信システムにおいて：上記測距装置は，送信データを一時的に保持するＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層メモリ部と；上記ＭＡＣ層メモリ部から送信データ受けて上記被測距装置に送信する測距送信部と；上記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と；上記ＭＡＣメモリ部の送信データ出力時から上記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部と；上記送信データの送信レートに応じて上記ＭＡＣメモリ部の送信データの出力開始時間を設定する送信開始設定部と；を備え，上記被測距装置は，上記測距装置からの送信データを受信する被測距受信部と；上記送信データに応じて上記測距装置が受信する受信データを生成する受信データ生成部と；上記受信データを送信する被測距送信部と；を備えることを特徴とする，無線通信システムが提供される。また，上記の無線通信システムで利用される測距装置や被測距装置も提供される。
【００１１】
上記送信開始設定部は，測距装置が有する複数の送信レートに応じて，ＭＡＣメモリ部から送信データが出力される時間を，生じるであろう予め計算された内部遅延分だけ調整する。かかる構成により，時間差測定部の測定開始時間，即ち，ＭＡＣメモリ部からの送信データの入力時が調整されるため，送信レートに拘わらず遅延時間が固定され，正確かつ確実な測距を行うことができる。また，かかる遅延動作にはメモリの増大を伴わないため，低コストでの実現も可能となる。
【００１２】
上記送信データは，ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）制御信号であり，上記受信データは，ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）制御信号であっても良い。また，データの通信帯域を予約するパケットであっても良い。
【００１３】
例えば，コーディネータを有さないアドホックネットワークにおいて，一方の通信装置とは通信可能であるが他方の通信装置とは通信ができない所謂隠れ端末の発するデータが，他の無線通信と衝突する問題が生じる。かかる問題を回避するため，該ネットワークでは，ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号が利用される。このような制御信号として利用されるＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号は，ＲＴＳ制御信号を受信してからＣＴＳ制御信号を返信するまでの時間が極めて短く設定され，クロック周波数誤差のない測距に適している。従って，このような既存の制御信号を利用して測距を行うことにより，オーバーヘッドを軽減でき，さらに正確かつ確実な測距を行うことが可能となる。
【００１４】
上記測距送信部の送信データの送信タイミングを，所定の時間間隔を有する送信タイミングに再設定する送信タイミング制御部と；上記無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に上記送信タイミング制御部の機能を停止するタイミングスイッチ部と；をさらに備えるとしても良い。
【００１５】
上記送信タイミング制御部は，送信データの送信タイミングをクロックの所定倍の送信タイミングまで遅延（シフト）させ，かかる所定の時間に送信タイミングを再設定する。測距装置の内部遅延は，クロック周期を越える場合がある。このような不定な遅延を回避するため，全ての送信データを固定時間まで遅延させ，送信タイミングを一定にする。ただし，ネットワーク管理情報を交換するための信号は，このような遅延を許容しない。従って，上記ネットワーク管理情報であることを判断し，そのようなデータの送信時にはタイミングスイッチ部によってかかる送信タイミングの固定遅延を停止する。
【００１６】
上記タイミングスイッチ部は，送信データがＲＴＳ制御信号またはＣＴＳ制御信号であるとき以外は上記送信タイミング制御部の機能を停止するとしても良い。
【００１７】
上記ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号は，基本的には，ネットワーク管理情報を有するデータと同時に送信されることはない。従って，ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号にのみ送信タイミング制御部の機能をＯＮにして，測距を行う構成にしネットワーク管理情報の交換データの送信時に測距を行わないようにする事で固定遅延を回避することが可能となる。また，ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号という条件に加えて，その送信の相手先が被測距装置であることを条件としても良い。また，上記ネットワーク管理情報と上記ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号とを同時に送信することも可能であり，そのタイミングでは測距を行わないとすることができる。
【００１８】
上記課題を解決するために，本発明の他の観点によれば，被測距装置と，無線通信による直接のデータ送受信で該被測距装置との距離を測定する測距装置とを含む無線通信システムにおいて：上記測距装置は，送信データを上記被測距装置に送信する測距送信部と；上記被測距装置からの受信データを受信する測距受信部と；上記測距送信部の送信データ出力時から上記測距受信部の受信データの入力時までの時間差を測定する時間差測定部と；上記測距送信部の送信データの送信タイミングを，所定の時間間隔を有する送信タイミングに再設定する送信タイミング制御部と；上記無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に上記送信タイミング制御部の機能を停止するタイミングスイッチ部と；を備え，上記被測距装置は，上記測距装置からの送信データを受信する被測距受信部と；上記送信データに応じて上記測距装置が受信する受信データを生成する受信データ生成部と；上記受信データを送信する被測距送信部と；を備えることを特徴とする，無線通信システムが提供される。また，上記の無線通信システムで利用される測距装置や被測距装置も提供される。
【００１９】
上記ネットワーク管理情報は，ビーコン信号によって送信されるとしても良い。
【００２０】
また，上記送信データは，ＲＴＳ制御信号であり，上記受信データは，ＣＴＳ制御信号であっても良い。また，データの通信帯域を予約するパケットであっても良い。また，上記タイミングスイッチ部は，送信データがＲＴＳ制御信号またはＣＴＳ制御信号であるとき以外は上記送信タイミング制御部の機能を停止するとしても良い。このようにＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号を利用することにより，上述したように，さらに正確かつ確実な測距を行うことが可能となる。
【００２１】
上記測距装置と被測距装置は，一体に形成されるとしても良く，かかる測距装置として機能するプログラムや測距方法も提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば，送信レートの変化を考慮して内部遅延を調整する送信開始設定部の構成により，データを送信するための通信装置内部のデータ転送遅延をレート毎に一定にすることができ，低コストで正確な測距を行うことが可能となる。
【００２３】
さらに，測距用のパケットではない既存の資源（例えば，ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号）を利用した測距によりオーバーヘッドを低減し，かつ，ネットワーク管理情報の交換時には，固定遅延を停止する構成により，ホーム・ネットワーク等の自律分散ネットワークにも測距の機能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，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。
【００２５】
近年，インターネット等の通信網に接続された通信装置と，モバイルパーソナルコンピュータ等の通信装置との間を，無線通信によって接続する無線通信ネットワークが一般化されつつある。無線ネットワークに関する標準的な規格の一例として米国電子技術者協会ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２。１１，ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２，ＩＥＥＥ８０２．１５．３，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどが挙げられる。上記ＩＥＥＥ８０２．１１規格には，無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより，ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格などの各種無線通信プロトコルが存在する。
【００２６】
このような無線通信ネットワークの一環として，アクセスポイントを介さずに各通信端末同士で直接通信可能なアドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信が行われる。かかるアドホック通信では，各通信端末同士が直接，ＣＳＭＡのプロトコルの管理下で非同期に無線通信を行うことができる。他にも，ＩＥＥＥ８０２．１５．３におけるＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）通信では，アクセスポイントを介してネットワークの管理が行われ，プリアンブルを用いたパケット構造のデータ通信方式により上記のアドホック通信（またはメッシュ通信）を実現している。
【００２７】
上記のような無線通信では，極めて高い伝送周波数が用いられるため各無線通信装置間の測距を行うことも可能である。例えば，測距用のパケットを利用して各通信装置間の距離を測定する。
【００２８】
このような測距用のパケットを使って測距を行う方法は様々であるが，一般的には，開ループ型と閉ループ型の２つの方法をとり得る。開ループ型とは，送信装置および受信装置の両装置にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を設け，互いの装置で同一の時間を共有し，予め設定された時間に送信されたデータからの遅延時間を受信側で測定する。
【００２９】
また，閉ループ型とは，送信側が測距要求パケットを送信し，受信側から送信される確認パケット（Ａｃｋｎｏｌｅａｇｅ）を受信することで，理論的にかかる時間（例えば，各装置におけるデータ処理時間）からどれだけパケット受信が遅れたかを計る方法である。
【００３０】
ホーム・ネットワーク等を考えた場合，ユーザが何かしらの特別な手続きをとることなく，極力，複雑でない構成で測距を行えた方が良い。従って，かかる場合には，閉ループ型が適している。しかし，コーディネータが存在するネットワークの場合，全ての測距要求をコーディネータに送信する必要があり，ＭＴ間の測距情報が取れないという問題がある。この場合は，個別にアドホックモードを行うことも可能である。
【００３１】
ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の通信装置が測距機能を行う場合，一時的にアドホックモードに切り替えることができる。一方，最近注目されているＩＥＥＥ８０２．１５のような，ネットワーク管理がトポロジ型，データ通信はメッシュ型というような通信システムの場合，ＭＴ間のデータ通信として測距機能を実現できる。しかし，かかる場合であっても，通信するデータとは別に測距用パケットを準備して測距機能を実現させる必要があるため，測距機能がシステムパフォーマンスを下げる原因になるといった問題がある。
【００３２】
このような問題点を解決する本発明は，以下の３点を特徴としている。第１に測距装置における送信開始設定部によって，測距装置が有する複数の送信レートに応じて，ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）メモリ部から送信データが出力される時間を，生じるであろう予め計算された内部遅延分だけ調整することである。かかる構成により，時間差測定部の測定開始時間，即ち，ＭＡＣメモリ部からの送信データの入力時が調整されるため，送信レートに拘わらず遅延時間が固定され，正確かつ確実な測距を行うことができる。また，かかる遅延にはメモリの増大を伴わないため，低コストでの実現も可能となる。
【００３３】
第２に，既存のＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号を測距に利用する構成により，クロック周波数誤差を低減し，オーバーヘッドの無い，正確かつ確実な測距を行うことが可能となる。第３に，送信タイミング制御部の機能を，無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に停止することによって，ホーム・ネットワーク等の自律分散ネットワークに測距の機能を適用することができる。
【００３４】
各通信装置間の距離を測定する測距装置に関する上記第１，第２，第３の３つの特徴を，以下の第１，第２，第３の実施形態を用いて説明する。
【００３５】
（第１の実施形態：送信開始設定部）
図１は，無線通信システムにおける測距装置と被測距装置との位置関係を示した概略図である。図１の測距装置ＳＴＡ０と被測距装置ＳＴＡ１は，お互いに電波が届く範囲に配置されている。この測距装置ＳＴＡ０と被測距装置ＳＴＡ１との距離を測定する場合，例えば，測距装置ＳＴＡ０が測距用のパケット１００を送信し，被測距装置からの返信パケット１１０を受信するまでの時間をカウントすることによって距離を導出する。
【００３６】
図２は，従来の測距装置２００の概略的な構成を示したブロック図である。上記測距装置２００は，アプリケーション層制御部２１０と，測距制御部２１２と，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４と，Ｔｘヘッダ制御部２１６と，送受信制御部２１８と，物理層メモリ部２２０と，物理層Ｔｘ部２２２と，アンテナ２２４と，物理層Ｒｘ部２２６と，物理層制御部２２８と，Ｒｘヘッダ制御部２３０と，時間差測定部２３２と，受信ＭＡＣ層メモリ部２３４とを含んで構成される。
【００３７】
上記アプリケーション層制御部２１０は，上位レイヤであり，無線通信ネットワークの各通信装置の構成を得るために，測距制御部２１２に各通信装置間の距離測定を要求する。
【００３８】
上記測距制御部２１２は，上記アプリケーション層制御部２１０からネットワーク構成生成の要求を受け，各通信装置間の距離測定を全体的に管理し，距離測定の具体的な指令を発する。
【００３９】
上記送信ＭＡＣ層メモリ部２１４は，測距制御部２１２とＴｘヘッダ制御部２１６との間でデータを一時的に保持し，上位レイヤブロックとＭＡＣ層ブロックとの転送レート等の相違を吸収する。
【００４０】
上記Ｔｘヘッダ制御部２１６は，送受信制御部２１８から送信レート等の情報を得て，送信パケットを生成する。
【００４１】
上記送受信制御部２１８は，ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ），ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）のＭＡＣプロトコルを制御し，Ｔｘヘッダ制御部２１６に送信レート等の情報を提供すると共に，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４の出力の許可も行う。また，かかる制御方式は，ＣＳＭＡに類似し，ＣａｒｒｉｅｒではなくＰｒｅａｍｂｌｅの相関によってパケットを識別するＰＳＭＡ（Ｐｒｅａｍｂｌｅ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれるメディアアクセス制御を含むとしても良い。
【００４２】
上記物理層メモリ部２２０は，Ｔｘヘッダ制御部２１６と物理層Ｔｘ部２２２との間でデータを一時的に保持し，ＭＡＣ層ブロックと物理層ブロックの転送レート等の相違を吸収する。
【００４３】
上記物理層Ｔｘ部２２２は，物理層制御部２２８からの指令を受けて，動作を開始し，物理層メモリ部２２０からのデータを，アンテナ２２４を介して出力する。ここでは，閉ループ型の測距を実現するための機構が含まれている。
【００４４】
上記物理層Ｒｘ部２２６は，物理層制御部２２８からの指令を受けて，動作を開始し，物理層Ｔｘ部２２２が出力した送信データに対する被測距装置からの返信データを受信する。その後，Ｒｘヘッダ制御部２３０に転送する。
【００４５】
上記物理層制御部２２８は，送受信制御部２１８またはＴｘヘッダ制御部２１６からのデータ送信コマンドを受けて，物理層におけるデータの送信を制御し，また，被測距装置から受信したデータをＲｘヘッダ制御部２３０へ転送する。さらに，送信に関しては物理層Ｔｘ部２２２を，受信に関しては物理層Ｒｘ部２２６をタイミング制御する。
【００４６】
上記Ｒｘヘッダ制御部２３０は，受信（返信）データを分析し，受信したデータの種類や被測距装置を特定する情報を認識する。
【００４７】
上記時間差測定部２３２は，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４が実際にデータを出力した時点（Ｔｘヘッダ制御部２１６への入力時）からタイマーカウントを開始し，被測距装置からの返信データの受信時までの時間差を測定する。かかる時間差測定部２３２がＭＡＣ層でのみ測定可能である場合，タイマーカウントはＴｘヘッダ制御部２１６の入力時に開始される。
【００４８】
上記受信ＭＡＣ層メモリ部２３４は，Ｒｘヘッダ制御部２３０と測距制御部２１２との間でデータを一時的に保持し，ＭＡＣ層ブロックと上位レイヤブロックの転送レート等の相違を吸収する。
【００４９】
上記従来の測距装置２００において，被測距装置との距離を測定することを前提に，測距の基本的概念を以下に説明する。
【００５０】
測距装置から送信される測距用パケットは，空中伝送路に存在する時間が短いほど，送受信による閉ループの時間間隔が短くなる。従って，空中伝送路に存在する時間が短いほど，各装置におけるクロック誤差のような外的要因により誤差が生じることが少なくなり，測距の精度が高くなる。
【００５１】
このような状況の下では，データ長が同じ場合であっても伝送速度（伝送レート）が速いものほど無線上のパケットが短くなり，測距の精度が良いことになる。従って，各通信装置間の通信距離が短く，かつ安定した伝搬環境を確保できる場合，データ伝送速度を速くすることが可能となり，測距の精度を確保できる。さらに，無線通信の占有帯域を短くすることもできる。上記速い伝送速度によって，外的なエラー要因が減り，周波数の利用効率も上げられる。
【００５２】
しかし，例えば，物理層メモリ部が実装するメモリの容量が小さく，送信すべきパケット長を一度に保存できない場合，データ伝送速度によって送信タイミングが異なってしまう。このような状況下においては，上記時間差測定部に測定されるディレイ値が固定されない。また，データ長の上限が設定されてない場合において，データ長が異なるパケットを測距に利用ようとすると，ディレイ値にも上限がなくなり，測距が困難になる。
【００５３】
図３は，時間差測定部による測定開始から物理層Ｔｘ部にデータが送信されるまでのデータの時間推移を示したタイミングチャートである。ここでは，測距装置が３種類のデータ伝送レート（１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ）を有す。かかる図３においては，空中伝送路におけるパケット長が同時間であり，かつ，Ｔｘヘッダ制御部から物理層メモリ部へのデータ転送時間がデータ伝送レートに拘わらず一定となることを前提とする。図３において送信ＭＡＣ層メモリ部からデータ出力された時点を測定開始とし，順次Ｔｘヘッダ制御部，物理層メモリ部，物理層Ｔｘ部とデータが移行する。
【００５４】
図３を参照するとデータ伝送レートによって最終的な物理層Ｔｘ部へのデータ入力時点が変化していることが理解される。上記各ディレイを固定ディレイＡ，Ｂ，Ｃと定義する。ここで，Ｔｘヘッダ制御部から物理層メモリ部へ転送されるＰａｙｌｏａｄの転送時間は，データ伝送レートが高いほど長くなっている。これは，かかるデータ量が空中伝送路におけるパケットの転送時間を基準にしており，同一の転送時間であればデータ伝送レートが高いほどそれに従ってデータ量が多くなり，伝送レートが同じＭＡＣ層では，データ伝送レートが高いほど転送時間が長くなるからである。
【００５５】
ここで，測距用パケット長を，データ伝送レート１００Ｍｂｐｓ時に１００Ｂｙｔｅ，４００Ｍｂｐｓ時に４００Ｂｙｔｅとし，かつ，Ｔｘヘッダ制御部から物理層メモリ部へのデータ転送速度を１Ｇｂｐｓとした場合について考察する。伝送レート４００Ｍｂｐｓと伝送レート１００Ｍｂｐｓとでは，パケット送信開始時刻の差が２．４ｕｓ（１００ＭｂｐｓのＰａｙｌｏａｄ転送時間は０．８ｕｓ（１００Ｂｙｔｅ/１Ｇｂｐｓ），４００Ｍｂｐｓでは３．２ｕｓ（４００Ｂｙｔｅ/１Ｇｂｐｓ））となり，空中伝送路におけるパケット長が同時間であるため，測距の精度に７２０ｍ（光速３×１０８［ｍ／ｓ］×２．４ｕｓ）の誤差が発生する。この誤差によって，測距機能は意味を成さなくなる。
【００５６】
また，かかる内部の遅延を補償するために，固定ディレイＣのみに集約することも考えられる。
【００５７】
図４は，時間差測定部による測定開始から物理層Ｔｘ部にデータが送信されるまでのデータの改善した時間推移を示したタイミングチャートである。図４を参照すると，Ｔｘヘッダ制御部から物理層メモリ部へデータが転送された後，かかる物理層メモリ部で一旦そのデータを保持し，データ伝送レートに拘わらず一定の出力時間でデータを送信できる。従って，測定開始からの固定ディレイを最遅の固定ディレイＣで固定可能となる。
【００５８】
しかし，上記のように物理層メモリ部でウェイトをかける方法では，安易に無駄な時間が増大し，また，メモリ容量も多く必要とされるためコスト的な負担が多くなる。例えば，１０２４ＢｙｔｅのＤＰＲＡＭを実装するには,現在主流の０．１３プロセスであっても,０．１４９ｍｍ２の領域が必要となる。測距用のパケット長が１０２４Ｂｙｔｅであった場合，一度に１０２４Ｂｙｔｅのデータしか取り扱うことができないメモリのみの運用では，当該無線通信システムのスループットが下がる原因となる。
【００５９】
そこで，物理層メモリ部でデータを維持することなく，データの遅延時間を一定にする新規な測距装置を提案する。
【００６０】
図５は，本実施形態における測距装置２５０の概略的な構成を示したブロック図である。上記測距装置２５０は，アプリケーション層制御部２１０と，測距制御部２１２と，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４と，Ｔｘヘッダ制御部２１６と，送受信制御部２１８と，物理層メモリ部２２０と，物理層Ｔｘ部２２２と，アンテナ２２４と，物理層Ｒｘ部２２６と，物理層制御部２２８と，Ｒｘヘッダ制御部２３０と，時間差測定部２３２と，受信ＭＡＣ層メモリ部２３４と，送信開始設定部２５２とを含んで構成される。
【００６１】
上述した従来の測距装置における構成要素として既に述べたアプリケーション層制御部２１０と，測距制御部２１２と，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４と，Ｔｘヘッダ制御部２１６と，送受信制御部２１８と，物理層メモリ部２２０と，物理層Ｔｘ部２２２と，アンテナ２２４と，物理層Ｒｘ部２２６と，物理層制御部２２８と，Ｒｘヘッダ制御部２３０と，時間差測定部２３２と，受信ＭＡＣ層メモリ部２３４とは，実質的に機能が同一なので重複説明を省略し，ここでは，構成が相違する送信開始設定部２５２を主に説明する。
【００６２】
上記送信開始設定部２５２は，送受信制御部２１８からデータ伝送レート情報を受け，そのデータ伝送レートに従って，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４から送信データを出力するタイミングを設定する。送受信制御部２１８は，設定されたタイミング情報を受信し，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４の出力自体を遅延させる。従って，時間差測定部２３２で測定される測定開始時点もかかるデータ出力時点（Ｔｘヘッダ制御部２１６の入力時）となる。
【００６３】
本実施形態では，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４がＭＡＣ層メモリ部として，Ｔｘヘッダ制御部２１６，物理層メモリ部２２０，物理層Ｔｘ部２２２が測距送信部として，物理層Ｒｘ部２２６，Ｒｘヘッダ制御部２３０が測距受信部として定義される。
【００６４】
（無線通信システム）
また，上記測距装置によって距離が測定される被測距装置は，上記測距装置と共に，無線通信システムを構成する。かかる被測距装置は，基本的な構造が測距装置と実質的に同等となる。従って，被測距装置を構成する被測距受信部は，測距装置同様，物理層Ｒｘ部２２６，Ｒｘヘッダ制御部２３０で表すことができ，受信データ生成部は，送受信制御部２１８を含む制御部で構成され，被測距送信部は，Ｔｘヘッダ制御部２１６，物理層メモリ部２２０，物理層Ｔｘ部２２２で表すことが可能である。
【００６５】
図６は，時間差測定部による測定開始から物理層Ｔｘ部にデータが送信されるまでのデータの時間推移を示したタイミングチャートである。図６では，図４同様に，データ送信開始要求から空中にそのデータが送信されるまでの固定ディレイが一定となり，いかなるデータ伝送レートであっても固定ディレイＣでパケット送信が行える。これは，測定開始タイミングをデータ伝送レートに対応して準備し（例えば，測定開始Ａ，Ｂ，Ｃ），Ｔｘヘッダ制御部２１６から物理層メモリ部へ転送される転送時間の相違を補償している。勿論，測距の精度は内部処理のディレイを削減した方が精度が高くなるため，観測開始Ａ，Ｂ，Ｃをもとに，空中へ送信するパケット時間を算出する方が効果的である。
【００６６】
かかる構成により，物理層メモリ部におけるメモリ量を最小にすることが可能となる。例えば，図４に示したような従来の構成においては，ＭＡＣ層メモリ部と物理層メモリ部との両メモリにおいて同一のデータを一時保存（Ｗａｉｔ）していたが，当該実施形態によれば，ＭＡＣ層メモリ部のみで送信タイミングを調整するため，物理層メモリ部における一時保存を考慮する必要がなくなり，最小のメモリ量で当該測距機能を達成できる。また，図６において，パケットの送信の終了をＰａｙｌｏａｄの転送終了直後とすることもできる。
【００６７】
以上，説明したように，送信開始設定部２５２によって，データ伝送レート毎に空中に送信されるまでの測距装置の内部遅延が管理され，固定ディレイを一定にすることが可能となり，図４に示した無駄なディレイやメモリの増大を防ぐことが可能となる。また，技術の進歩により上記測距装置の構成がソフトウェアで実現できるようになれば，送信開始設定部による送信開始をソフトウェアによって管理することもでき，また，予め計算された遅延時間を最終的な時間差に足して測距を行うとしても良い。
【００６８】
（第２の実施形態：ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号）
次に，具体的な無線通信ネットワークの構成を，ＩＥＥＥ８０２．１１を例に挙げて詳しく説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１によるネットワーキングでは，ＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）の概念が用いられる。ここでは，ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）と呼ばれるマスタ制御局が存在するインフラモードで定義されるＢＳＳと，複数のＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）のみにより構成されるアドホックモードで定義されるＩＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＢＳＳ）とが定義される。上記ＡＰは，例えばコーディネータであり，ＭＴは，例えば通信端末である。
【００６９】
上記インフラモードのＢＳＳにおいては，無線通信ネットワーク内にコーディネーションを行うＡＰが必須となる。このＡＰは，ＡＰ周辺の通信可能な範囲に存在するＭＴをＢＳＳとしてまとめ，所謂セルラーシステムにおけるセルを構成する。
【００７０】
上記ＡＰの近隣に存在するＭＴは，該ＡＰに収容され，このＡＰによるＢＳＳの一メンバとして無線通信ネットワークに参入する。上記ＡＰは，適当な時間間隔でビーコン信号と呼ばれるネットワーク管理情報を含んだ制御信号を送信する。このビーコン信号を受信することが可能なＭＴは，ＡＰが近隣に存在することを認識し，さらに該ＡＰとの間でコネクションの確立を行う。
【００７１】
図７は，インフラモードで定義されるＢＳＳを説明するための説明図であり，図８は，上記ＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。図７においては，通信局ＳＴＡ０がＡＰとして定義され，該ＳＴＡ０から通信可能な範囲３００内にあるＳＴＡ１およびＳＴＡ２がＭＴとして定義される。上記ＳＴＡ０は，図８に示すように一定の時間間隔でビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）信号を送信する。次回のビーコン信号の送信時刻は，ビーコン信号内のターゲットビーコン送信時刻（ＴＢＴＴ：Ｔａｒｇｅｔ  Ｂｅａｃｏｎ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｔｉｍｅ）というパラメータによって通知されており，時刻がＴＢＴＴになるとＡＰはビーコン信号の送信手順を遂行する。
【００７２】
また，周辺に存在するＭＴ（図７におけるＳＴＡ１，ＳＴＡ２）は，上記ＡＰから送信されるビーコン信号を受信し，ビーコン信号内部に記されたＴＢＴＴフィールドをデコードすることによって次回のビーコン送信時刻を認識する。従って，受信の必要が無い場合などの通信状況によっては，次回あるいは複数回先のＴＢＴＴまで受信機の電源をＯＦＦし，スリープ状態に入ることも可能である。このようにコーディネータの存在するネットワークにおいては，コーディネータのみがビーコンを送信しているため，当該無線通信ネットワーク内のＭＴは，ＡＰからのＴＢＴＴが一時的に遅れることも許容する。
【００７３】
続いて，もう一方のアドホックモード時におけるＩＥＥＥ８０２．１１の動作を説明する。
【００７４】
図９は，アドホックモードで定義されるＩＢＳＳを説明するための説明図であり，図１０は，上記ＩＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。上記アドホックモードのＩＢＳＳにおいて，ＳＴＡ１やＳＴＡ２で表されるＭＴは，自己の通信範囲３０２内にある複数のＭＴに対してネゴシエーションを行い，各ＭＴで自律的にＩＢＳＳを定義する。このＭＴ群は，ＩＢＳＳが定義されネゴシエーションが成された後に，図９に記した一定間隔毎のＴＢＴＴを定める。各ＭＴは，自局内のクロックを参照して時刻がＴＢＴＴになったことを認識すると，ランダム時間遅延（Ｒａｎｄｏｍ  Ｂａｃｋｏｆｆ）させた後，ＩＢＳＳ内の他のＭＴがビーコン信号を送信していないことを確認し，他のＭＴに対してビーコン信号を送信する。
【００７５】
上記の例では，ＩＢＳＳに属するいずれかのＭＴが，ＴＢＴＴが訪れる毎にビーコン信号を送信する。従って，ビーコン信号同士が衝突する可能性もある。
【００７６】
また，図７のＳＴＡ０，ＳＴＡ１，ＳＴＡ２を全てＭＴとして定義した場合，例えば，ＳＴＡ１がＳＴＡ０にデータを送信しようと試みた場合，ＳＴＡ０の近隣にはＳＴＡ２が存在し，そのＳＴＡ２が，一方の通信装置（ＳＴＡ０）とは通信可能であるが他方の通信装置（ＳＴＡ１）とは通信ができない所謂隠れ端末となる。このような隠れ端末によってデータ通信が妨げられるのを回避するため，通信装置（ＳＴＡ１）および通信装置（ＳＴＡ０）は，ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）／ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）制御信号を利用して送信端末と受信端末とを特定する。
【００７７】
図１１は，上記ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号による制御を説明するためのタイミングチャートである。ここで，ＳＴＡ０，ＳＴＡ１，ＳＴＡ２は，図７に示した位置関係に配されているとする。このとき，ＳＴＡ１とＳＴＡ２がＳＴＡ０にデータ・フレームを送信する場合，お互いの電波をキャリアセンスすることができない。従って，一方が送信するデータ・フレームが衝突する可能性が生じる。このようなデータ・フレームの衝突を回避するため，従来における無線ネットワーキングのＭＡＣ層では，上述したように，ＲＴＳ制御信号，ＣＴＳ制御信号を介したアクセス方式が提供されている。
【００７８】
例えば，図１１を参照すると，ＳＴＡ１からＳＴＡ０にデータを送信しようとした場合，先ず，ＳＴＡ１はＲＴＳ制御信号３１０を送信する。かかるＲＴＳ制御信号３１０は，ＳＴＡ０で受信されるが，ＳＴＡ２には届かない。しかし，ＳＴＡ０がＲＴＳ制御信号３１０に対応したＣＴＳ制御信号３１２をＳＴＡ１に対して返信した場合，ＳＴＡ２は，ＣＴＳ制御信号３１２を受信することができ，ＳＴＡ０が他局（ここでは，ＳＴＡ１）と通信を開始していることを認識する。ＳＴＡ２は，ＳＴＡ０の通信を認識すると，ＳＴＡ０との通信の衝突を回避するため，自己からのデータの送信を一定時間禁止（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ：非送信区間）３１４する。このように通信経路が確保されたＳＴＡ１は，ＳＴＡ０に対してＤａｔａ３１６を送信し，ＳＴＡ０は，それに応じてＡＣＫ制御信号３１８を返信する。また，ＳＴＡ２がＳＴＡ０への送信を試みた場合，上記と同様にＳＴＡ１の送信も一定時間禁止３２０される。このようにして上記の隠れ端末問題を解消している。
【００７９】
このようなＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号（ここでは，ＲＴＳ／ＣＴＳパケット）による制御が存在するネットワークにおいて，かかる制御信号を利用した測距機能を実現する。
【００８０】
上述した閉ループ型による測距では，Ｆｒａｍｅ（パケット）を送受信して，受信したＦｒａｍｅが本来受信すべき時間からどの程度ずれているかという伝搬遅延を測定している。かかる測距の精度を高めるためには物理層が高いクロック周波数を有する方が好ましい。ここでは，非常に高いクロックを持つＵＷＢを前提にしているが，かかる通信方式に限られない。
【００８１】
図１２は，上記のＦｒａｍｅフォーマットを示した説明図である。このようにＦｒａｍｅは，Ｐｒｅａｍｂｌｅ部と，Ｈｅａｄｉｎｇ部と，Ｐａｙｌｏａｄ部とからなり，Ｐｒｅａｍｂｌｅ部は，規格により既知のシンボル・パターンが定義されている。Ｈｅａｄｉｎｇ部は，かかるＦｒａｍｅのタイプ（例えば，ＲＴＳ制御信号），通信をするネットワークグループを特定するためのグループ識別子，届け先を示すアドレス，送り元を示すアドレス（自己のアドレス），制御情報等を含んで構成され，Ｐａｙｌｏａｄ部は，ネットワークの同期情報，装置の属性や能力など固有の情報エレメント，自己が通信に利用する時間情報などを記載したＣＴＡエレメント等を含んで構成される。
【００８２】
例えば，測距装置が４ＧＨｚのクロックを内蔵する場合，クロックの周期は２５０ｐｓとなるので，かかる分解能をもって伝搬遅延を把握し，測距の高い精度を得ることが可能となる。しかし，測距装置に内蔵されているクロックにも周波数の誤差が存在するので，極力短時間に閉ループ型（送受信）を行うことによりこれらの要因を排除させる必要がある。そこで，上述した測距用のパケットとして，制御コマンドであるＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットを使用する。ＲＴＳ／ＣＴＳパケットは，ＲＴＳ制御信号の受信からＣＴＳ制御信号の送信まで極めて短時間で処理されるので，測距に適している。また，このような制御信号を利用することにより，特別な測距用パケットを利用する必要がなくなり，オーバーヘッドを軽減することが可能となる。
【００８３】
以下に，ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを利用した測距の具体的な動作を詳述する。
【００８４】
図１３は，本実施形態における測距装置の測距手順を示したフローチャートである。ここでは，測距装置と被測距装置とにノードを分割して説明する。
【００８５】
先ず，ＲＴＳパケットの送信に関して記載する。測距装置の測距制御部２１２は，測距したい被測距装置のＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓをレジスタに書き込む。そして，Ｔｘヘッダ制御部２１６は，予め決められているタイミングで，上記ＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを内部に取り込む（Ｓ４００）。このとき，測距制御部２１２は，Ｔｘヘッダ制御部２１６がＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを不安定なタイミングで取り込まないように動作する。
【００８６】
続いて送受信制御部２１８は，物理層制御部２２８に送信開始の合図を送り（Ｓ４０２），Ｔｘヘッダ制御部２１６は，測距の有無にか拘わらず，ＰＳＤＵ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）を生成する（Ｓ４０４）。また，送受信制御部２１８は，データ伝送レートを決定し，そのデータ伝送レートに従った送信開始タイミングを送信開始設定部２５２から受け，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４の出力制御を行う。上記送受信制御部２１８によって測距が開始されると，Ｔｘヘッダ制御部２１６が物理層制御部２２８に対して測距モードへの変更を指示する（Ｓ４０６）。測距装置内では送受信制御部２１８から物理層制御部２２８に対して送受信の切り替えが指令され（Ｓ４０８），物理層Ｔｘ部２２２から測距モードＯＦＦのままＲＴＳパケットが送信される（Ｓ４１０）。時間差測定部２３２は，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４からデータが出力された時点を計測し，測距を開始する。
【００８７】
図１４は，上記ＲＴＳパケットのフレームフォーマットを示した概略図であり，図１５は，そのフォーマットの各フィールドの内容を示した説明図である。例えば，Ｓｕｂ  ＭＡＣ  ＨｅａｄｅｒのＦｒａｍｅ  Ｔｙｐｅフィールドには，ＲＴＳ，ＣＴＳ，ＤＡＴＡ，ＡＣＫといったフレームの種類が記載され，Ｍａｘ  Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドには，前述したＮＡＶに関する情報が格納されている。かかる情報は，主に，送受信する通信装置として選択されなかった近隣の通信装置がパケットの送信を禁止される期間が記される。ここでは，ＲＴＳパケットに測距機能がビットアサインされていない。
【００８８】
図１３の説明に戻って，被測距装置の送受信制御部２１８は，上記測距装置から送信されたＲＴＳパケットを受信するため物理層制御部２２８に対して受信開始信号を送信する（Ｓ４２０）。上記受信開始信号をトリガに，物理層制御部２２８は，受信準備を開始し，物理層Ｒｘに受信の開始を指令する（Ｓ４２２）。
【００８９】
物理層Ｒｘ部２２６が受信したパケットの認識を行うと，物理層制御部２２８に対し，パケット検出ができた旨を通知する（Ｓ４２４）。物理層制御部２２８は，かかるパケットの受信開始を送受信制御部２１８へ通知し，受信開始するよう指令する（Ｓ４２６）。
【００９０】
次に，物理層Ｒｘ部２２６は，ＰＳＤＵを受信し，Ｒｘヘッダ制御部２３０に受信したデータを送信する（Ｓ４２８）。その後，Ｒｘヘッダ制御部２３０は，受信したパケットがＲＴＳかどうかを判断する。また，送受信制御部２１８は，上記ＲＴＳパケットの受信が完了した時点で，送受信の切替えを行う。具体的には，物理層制御部２２８にかかる送受信の切り替えを通知し（Ｓ４３０），物理層制御部２２８が物理層Ｒｘ部２２６の動作を停止し，物理層Ｔｘ部２２２の動作を開始させる（Ｓ４３２）。
【００９１】
続いて，被測距装置の送受信制御部２１８は，物理層制御部２２８に対して，ＲＴＳパケットに応じたＣＴＳパケットの送信開始を通知し（Ｓ４３４），物理層制御部２２８は，さらに物理層Ｔｘ部２２２に対して送信開始を通知する。物理層Ｔｘ部２２２は，Ｔｘヘッダ制御部２１６から伝達されたＣＴＳパケットを受け（Ｓ４３６），測距装置に対してそのＣＴＳパケットを送信する（Ｓ４４０）。かかる送信タイミングは，物理層Ｔｘ部２２２の送信データの送信タイミングを所定の時間間隔，例えば２５０ｎｓを有する送信タイミングに再設定される。即ち，上記所定の時間間隔に送信タイミングが合わせられている。
【００９２】
そして，被測距装置からＣＴＳパケットが返信された測距装置の送受信制御部２１８は，物理層制御部２２８に受信開始を通知し（Ｓ４５０），物理層制御部２２８は，かかる受信開始タイミングで測距モードをＯＮにし，物理層Ｒｘ部２２６に通知する。
【００９３】
このようにして物理層が測距モードにスイッチされ，ＣＴＳパケットの受信準備が行われる（Ｓ４５４）。物理層制御部２２８は，物理層Ｒｘ部２２６からＣＴＳパケットの検出情報を受け取ると，送受信制御部２１８に対してＣＴＳパケットの受信開始を通知する（Ｓ４５６）。
【００９４】
Ｒｘヘッダ制御部２３０は，物理層Ｒｘ部２２６からＭＡＣ  Ｈｅａｄｅｒを受信し（Ｓ４５８），そのＭＡＣ  ＨｅａｄｅｒにあるＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓと測距要求ビットを比較し，アドレスが一致する場合，測距要求先からのＣＴＳパケットを受信した旨，物理層制御部２２８に通知する（Ｓ４６０）。時間差測定部２３２は，かかるＲｘヘッダ制御部２３０へのＣＴＳパケットの入力を検出し，ＣＴＳパケットの受信時間を保持する。時間差測定部２３２における，送信ＭＡＣ層メモリ部２１４からのデータ送信時から上記受信時までの時間差から端末間の距離を導き出すことができる。
【００９５】
物理層制御部２２８は，測距機能が有効な状態でかつ受信したＣＴＳパケットが測距要求先からのＣＴＳパケットであった場合，測距制御部２１２に対して測距測定の終了を通知する（Ｓ４６２）。これは，測距測定終了信号をアサートすることによって行われる。
【００９６】
測距制御部２１２は，測距測定終了信号を確認し，測距の情報を受信したことを認識後，測距測定終了信号を下げる。このときＴｘヘッダ制御部２１６や送信ＭＡＣ層メモリ部２１４は，時間差測定部２３２のレジスタが書き換えられないように，測距測定終了信号がアサートされている間データの送信を停止する。
【００９７】
測距制御部２１２は，時間差測定部２３２から伝搬遅延量に関する測定値を読み出した後，次に測距したい新たな被測距装置のＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを測距要求レジスタに書き込み，測距測定終了信号をＤｉｓａｂｌｅにする。
【００９８】
以上，本実施形態においては，測距用のパケットの代わりにＲＴＳ／ＣＴＳパケットを利用して測距を行う構成を説明した。このようにＲＴＳ／ＣＴＳといったメディアアクセス制御用コマンドを用いて測距を行う構成により，ホーム・ネットワークの問題となる隣接されたノード（通信装置）とのパケット衝突を，測距機能を通信のオーバーヘッドなく実現することが可能となる。
【００９９】
また，本実施形態では，測距の一方法として閉ループ型を挙げて説明したが，かかる測定方法に限られず，伝送遅延によって距離を測定するいかなる方法も本実施形態に適用することができる。また，上記ではＲＴＳ／ＣＴＳパケットを利用する構成を述べているが，他のメディアアクセス制御用コマンド，例えば，データの通信帯域を予約するパケットを利用することも可能である。
【０１００】
また，測距の要求を行う際に，通信局の識別ＩＤとしてＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを使用したが，かかる情報に限られず，通信局を判別できるＩＤであればどのような情報でも良い。ここで無線通信ネットワークを考えた場合，ネットワーク固有の通し番号が使われることも多々ある。例えば，無線通信ネットワーク内に１６台の通信装置を含むことが可能な場合，Ｎｏｄｅ０−１５として各通信装置に割り当てるとしても良い。
【０１０１】
また，上述の実施形態においては，ＦｒａｍｅおよびＲＴＳパケットのフォーマットを図１２や図１４のように定義しているが，かかるフォーマットには限られない。例えば，ＮＡＶ情報はＳｕｂ  Ｍａｃ  Ｈｅａｄｅｒではなく，ＰＨＹ  Ｈｅａｄｅｒに入っているとしても良い。
【０１０２】
また，上述の実施形態においては，測距制御部によって測距要求が発生し，物理層制御部が測距測定終了信号をＥｎａｂｌｅにしているが，かかる場合に限られず，測距測定終了が別なモジュールから出力されても，また，別な方法によって実現されても良い。例えば，測距制御部が常に状態をＰｏｒｌｉｎｇする方法などがある。また，測距制御部はソフトウェアでもハードウェアでも実現できる。
【０１０３】
さらに，本実施形態においては，一つの測距装置に対して一つの被測距装置を想定しているが，１対複数の測距も可能である。かかる場合は，それぞれの被測距装置をハードウェアが認識し，その被測距装置毎に準備された測距要求ビットを（ＲＴＳパケットフレーム）アサートすることで実現できる。
【０１０４】
（第３の実施形態：タイミングスイッチ部）
本実施形態では，第１の実施形態で述べた測距装置の他の構成による測距装置を説明する。
【０１０５】
図１６は，従来の測距装置５００の概略的な構成を示したブロック図である。上記測距装置５００は，アプリケーション層制御部５１０と，測距制御部５１２と，送信ＭＡＣ層メモリ部５１４と，Ｔｘヘッダ制御部５１６と，送受信制御部５１８と，物理層メモリ部５２０と，物理層Ｔｘ部５２２と，アンテナ５２４と，物理層Ｒｘ部５２６と，物理層制御部５２８と，Ｒｘヘッダ制御部５３０と，時間差測定部５３２と，受信ＭＡＣ層メモリ部５３４と，送信タイミング制御部５３６とを含んで構成される。
【０１０６】
第１の実施形態において既に述べている符号の下２桁が等しい構成要素は，実質的に機能が同一なので，ここでは重複説明を省略する。例えば，アプリケーション部５１０は，第１の実施形態におけるアプリケーション部２１０と実質的に機能が同一である。以下に，構成が相違する時間差測定部５３２および送信タイミング制御部５３６を主に説明する。
【０１０７】
上記アプリケーション層制御部５１０からのネットワーク構成生成の要求を受け，最終的に上記物理層Ｔｘ部５２２は，物理層メモリ部５２０のデータを，アンテナ５２４を介して出力する。そして，上記物理層Ｒｘ部５２６は，物理層Ｔｘ部５２２が出力した送信データに対する被測距装置からの返信データを受信する。ここでは，閉ループ型の測距を実現するための機構が含まれている。
【０１０８】
上記時間差測定部５３２は，物理層Ｔｘ部５２２が実際にデータを出力した時点からタイマーカウントを開始し，被測距装置からの返信データを物理層Ｒｘ部５２６が受信する時点までの時間差を測定する。
【０１０９】
送信タイミング制御部５３６は，物理層Ｔｘ部５２２の送信データの送信タイミングを所定の時間間隔を有する送信タイミングに再設定する。即ち，上記所定の時間間隔，例えば２５０ｎｓに送信タイミングが合わせられる。このように送信データを適切に遅延させることにより，送信データの遅延が常に一定になるように補償することができる。これは，送信データの遅延がクロック周期を越えて遅延する場合があるので，送信データの開始時をクロックの所定倍の送信タイミングに合わせることにより，不定な内部遅延を吸収するためである。
【０１１０】
かかる図１６の無線通信システムの時間差測定部５３２は，Ｔｘヘッダ制御部５１６の制御内容に拘わらず，空中に送信されるいずれかのパケットの送信時にタイマーカウントを開始し，何かしらのパケットを受信するまでの時間を計測する。即ち，送信パケットや受信パケットの種類を問わない。
【０１１１】
第１の実施形態による測距装置と比較すると，本実施形態による測距装置では，パケットの内容を把握しなくても良いところに特徴がある。従って，測定開始時間に関してシステム的なしがらみがなく，容易に測定が行え，不用意に送信ＭＡＣ層メモリ部５１４や物理層メモリ部５２０のメモリ容量を増やす必要がない。また，システム的なステートを持たないため状態遷移が少なく回路構成が簡単という利点もある。さらには，測距装置のデータ伝送レートに従った伝送遅延を考慮する必要が無い。しかも，送信タイミング制御部５３６によって，カウント開始時間を所定の時間に設定し直しているので，さらに精度良く被測距装置への距離を測定することが可能である。
【０１１２】
しかし，上記の無線通信システムでは送信するパケットの種類が判断されていないため，パケットの種類に関係なく，送信タイミング制御部５３６による所定時間の送信遅延が発生する。よって，ネットワーク制御用パケット，例えば，上記ビーコン信号に同期した無線通信ネットワークでは，ビーコン信号までも遅延して送信されるといった現象が生じる。例えば，ビーコン信号といったネットワーク制御用パケットは，複数の通信装置との同期をとるための非常に重要なパケットであり，設定されたビーコン信号の送信タイミングを例え測距のためとは言え，遅延することは許容されない。
【０１１３】
一旦構築された無線通信ネットワークにおいては，少なくとも,ネットワーク制御用パケットが,アクセスコントロールが想定する時間において送受信される必要がある。
【０１１４】
続いて，既にネットワークが構築された無線通信システム間の問題を取り上げる。
【０１１５】
図１７は，アドホックモードで定義されるＩＢＳＳを説明するための説明図であり，図１８は，上記ＩＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。上記図１７の状況では，通信装置であるＳＴＡ０とＳＴＡ１とが，またＳＴＡ２とＳＴＡ３とが既にネットワークを構築している。また，ＳＴＡ０，ＳＴＡ１とＳＴＡ２，ＳＴＡ３との間には，壁やドア等の電波遮蔽物によって電波が届かない。このとき各通信装置は，図１８に示すように各無線通信システム内で設定されたＴＢＴＴに従ってビーコン信号を交換する。ここでは，ＳＴＡ０，ＳＴＡ１とＳＴＡ２，ＳＴＡ３とが独立にネットワークを構築し，また，電波が遮蔽されているので，お互いのビーコン信号が衝突することなく無線通信システムの運用がなされる。
【０１１６】
その後，上記無線通信ネットワーク同士を遮蔽していたドアが開き，一方のネットワークの通信可能範囲に，他方が入った場合を考える。
【０１１７】
図１９は，２つのネットワークが混在した場合のＩＢＳＳを説明するための説明図であり，図２０は，上記ＩＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。無線通信ネットワークの電波状況の変化によって，図１７の状態から図１９の状態に移行すると，例えば，ＳＴＡ１とＳＴＡ２とが通信可能になり，お互いの発するビーコン信号が図１９に示すように衝突する可能性がある。
【０１１８】
このように，通信装置が散乱しているような場合において，上記に示したＩＥＥＥ８０２．１１でネットワーク構築を行う場合を想定する。このとき，インフラモードでネットワークを構築すると，どの通信装置をＡＰ（コーディネータ）として動作させるべきかの選定が問題となる。ＩＥＥＥ８０２．１１においては，ＢＳＳに収容されたＭＴは，同ＢＳＳに属する通信局のみとの通信を行うことになっており，ＡＰは他のＢＳＳとのゲートウエイとして動作する。
【０１１９】
ここで，無線通信システム全体として適切にネットワーキングするためには，事前にネットワーク全体の系をスケジューリングする必要がある。従って，ホーム・ネットワークのような，ユーザが通信装置を移動したり，電波伝搬環境が頻繁に変化したりする環境においては，どの位置に存在する通信装置をＡＰとすべきか，また，ＡＰの電源が落とされた場合にどのようにネットワークを再構築するかといった課題が残る。
【０１２０】
よって，ホーム・ネットワークで使用される通信装置はコーディネータが存在しないネットワークが適している。かかるネットワークでは，ビーコン信号を利用して各通信装置間のネットワーク制御情報を交換するので，各通信装置は，他の通信装置のＴＢＴＴタイミングを把握する必要がある。これは，全通信装置がネットワーク内にあるビーコン送信時刻を管理し，ビーコン送信時間をお互いに調整しているためである。
【０１２１】
このように，特にアドホックモードによる無線通信ネットワークでは，ビーコン信号の送信タイミングは非常に重要であり，各通信装置に設定されたビーコン信号の送信タイミングを変更することはできない。
【０１２２】
ここで，上述したような測距機能を実装した測距装置が，上記のビーコン信号の送信タイミングを遅延させてしまった場合，ビーコン信号が衝突，または，謝ったビーコン信号によってネットワークが誤動作してしまう可能性が高くなる。
【０１２３】
このような送信タイミングを変更する機能は，ＴＢＴＴを管理する機能から独立して行われるため，かかる送信されたビーコン信号の遅延が，他の通信装置との衝突を避けるための遅延なのか，測距機能による遅延なのか，他の通信装置からは判断することができない。
【０１２４】
本実施形態では，コーディネータの存在しないネットワークにおいて全ての通信装置がビーコン信号を送信し，そのビーコンによって，お互いにゆるやかな同期をとっているネットワークを想定している。全ての通信装置でネットワーク内にあるビーコン送信時刻を管理し，ビーコン送信時間をお互いに調整しているため，正確なＴＢＴＴ情報が必要となる。
【０１２５】
しかし，上述したように，測距機能を実装した物理層が，送受信制御を行う送受信制御部の範疇外で送受信タイミングの遅延を発生させてしまった場合，ネットワークの管理が適切に行われない。そこで，本実施形態では，パケットの種類に応じて測距に必要なデータ伝送の遅延をＯＮ／ＯＦＦする構成を提供する。
【０１２６】
図２１は，本実施形態における測距装置５５０の概略的な構成を示したブロック図である。上記測距装置５５０は，アプリケーション層制御部５１０と，測距制御部５１２と，送信ＭＡＣ層メモリ部５１４と，Ｔｘヘッダ制御部５１６と，送受信制御部５１８と，物理層メモリ部５２０と，物理層Ｔｘ部５２２と，アンテナ５２４と，物理層Ｒｘ部５２６と，物理層制御部５２８と，Ｒｘヘッダ制御部５３０と，時間差測定部５３２と，受信ＭＡＣ層メモリ部５３４と，送信タイミング制御部５３６と，タイミングスイッチ部５５２とを含んで構成される。
【０１２７】
上記従来の測距装置における構成要素として既に述べたアプリケーション層制御部５１０と，測距制御部５１２と，送信ＭＡＣ層メモリ部５１４と，Ｔｘヘッダ制御部５１６と，送受信制御部５１８と，物理層メモリ部５２０と，物理層Ｔｘ部５２２と，アンテナ５２４と，物理層Ｒｘ部５２６と，物理層制御部５２８と，Ｒｘヘッダ制御部５３０と，時間差測定部５３２と，受信ＭＡＣ層メモリ部５３４と，送信タイミング制御部５３６とは，実質的に機能が同一なので重複説明を省略し，ここでは，構成が相違するタイミングスイッチ部５５２を主に説明する。
【０１２８】
上記タイミングスイッチ部５５２は，無線通信における送受信タイミングを管理するネットワーク管理情報の送信時に送信タイミング制御部５３６の機能を停止する。従って，ネットワーク管理情報，例えば，ビーコン信号等が送信される場合，送受信制御部５１８からその情報を得て，送信タイミング制御部５３６による送信タイミングの再設定を行わせない。
【０１２９】
かかる構成により，ビーコン信号以外の通常のパケットでは，送信タイミング制御部５３６により再設定された，例えば，２５０ｎｓの時間間隔でのみデータ送信が行われ，精度の良い測距が実施される。パケットを受信する受信装置は，パケットを受信後，２５０ｎｓのタイミングで送信処理を行うため，折り返しパケットを受信した送信局は２５０ｎｓのタイミングからどれだけ遅延したかによって距離を把握できる。２５０ｐｓの遅延は距離にすると７．５ｃｍに相当する。ビーコン信号が検知された場合は，タイミングスイッチ部５５２により送信タイミング制御部５３６をＯＦＦし，送信すべき通常のタイミングでビーコン信号を発信する。
【０１３０】
図２２は，物理層Ｔｘ部から空中（ＲＦ）にデータが送信されるデータの時間推移を示したタイミングチャートである。ここでは，タイミングスイッチ部５５２が送信タイミング制御部５３６をＯＮにして，送信タイミングの再設定が行われている。従って，２５０ｎｓのタイミングにおいてデータが送信開始される。
【０１３１】
本実施形態では，送信ＭＡＣ層メモリ部５１４がＭＡＣ層メモリ部として，物理層Ｔｘ部５２２が測距送信部として，物理層Ｒｘ部５２６が測距受信部として定義される。
【０１３２】
（無線通信システム）
また，上記測距装置によって距離が測定される被測距装置は，上記測距装置と共に，無線通信システムを構成する。かかる被測距装置は，基本的な構造が測距装置と実質的に同等となる。従って，被測距装置を構成する被測距受信部は，測距装置同様，物理層Ｒｘ部５２６で表すことができ，受信データ生成部は，送受信制御部５１８を含む制御部で構成され，被測距送信部は，物理層Ｔｘ部５２２で表すことが可能である。
【０１３３】
図２３は，本実施形態における測距装置の測距手順を示したフローチャートである。ここでは，測距装置と被測距装置とにノードを分割して説明する。
【０１３４】
先ず，ＲＴＳパケットの送信に関して記載する。測距装置の測距制御部５１２は，測距したい被測距装置のＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓをレジスタに書き込む。そして，Ｔｘヘッダ制御部５１６は，予め決められているタイミングで，上記ＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを内部に取り込む（Ｓ６００）。このとき，測距制御部５１２は，Ｔｘヘッダ制御部５１６がＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを不安定なタイミングで取り込まないように動作する。
【０１３５】
続いて送受信制御部５１８は，物理層制御部５２８に送信開始の合図を送り（Ｓ６０２），Ｔｘヘッダ制御部５１６は，ＲＴＳパケットの送信時に，Ｓ６００において内部に取り込んだＭＡＣ  ＡｄｄｒｅｓｓとＲＴＳパケットに含まれる送信先のＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓとを比較し，送信先の通信装置が測距対象と判断された場合，ＲＴＳパケットの測距要求フィールドを「Ｈｉｇｈ」にしてＰＳＤＵを生成する（Ｓ６０４）。このとき，タイミングスイッチ部５５２は，送受信制御部５１８から送信パケットの種別情報（ここでは，ＲＴＳパケットであること）を受信し，送信タイミング制御部５３６をＯＮにし，時間差測定部５３２に時間差の測定要求を指令する。
【０１３６】
また，送受信制御部５１８は，データ伝送レートを決定し，そのデータ伝送レートに従った送信開始タイミングを送信開始設定部５５２から受け，送信ＭＡＣ層メモリ部５１４の出力制御を行う。上記送受信制御部５１８によって測距が開始されると，Ｔｘヘッダ制御部５１６が物理層制御部５２８に対して測距モードへの変更を指示する（Ｓ６０６）。測距装置内では送受信制御部５１８から物理層制御部５２８に対して送受信の切り替えが指令され（Ｓ６０８），物理層Ｔｘ部５２２から測距モードＯＦＦのままＲＴＳパケットが送信される（Ｓ６１０）。時間差測定部５３２は，送信ＭＡＣ層メモリ部５１４からデータが出力された時点を計測し，測距を開始する。
【０１３７】
かかるＲＴＳパケットのフレームフォーマットは，既に図１４に示してある。
【０１３８】
図２４は，そのフォーマットの各フィールドの内容を示した説明図である。例えば，Ｓｕｂ  ＭＡＣ  ＨｅａｄｅｒのＦｒａｍｅ  Ｔｙｐｅフィールドには，ＲＴＳ，ＣＴＳ，ＤＡＴＡ，ＡＣＫといったフレームの種類が記載され，Ｍａｘ  Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドには，前述したＮＡＶに関する情報が格納されている。かかる情報は，主に，送受信する通信装置として選択されなかった近隣の通信装置がパケットの送信を禁止される期間が記される。ここでは，ＲＴＳパケットに測距機能がビットアサインされていない。
【０１３９】
図２３の説明に戻って，被測距装置の送受信制御部５１８は，上記測距装置から送信されたＲＴＳパケットを受信するため物理層制御部５２８に対して受信開始信号を送信する（Ｓ６２０）。上記受信開始信号をトリガに，物理層制御部５２８は，受信準備を開始し，物理層Ｒｘに受信の開始を指令する（Ｓ６２２）。
【０１４０】
物理層Ｒｘ部５２６が受信したパケットの認識を行うと，物理層制御部５２８に対し，パケット検出ができた旨を通知する（Ｓ６２４）。物理層制御部５２８は，かかるパケットの受信開始を送受信制御部５１８へ通知し，受信開始により送信処理を中止するよう指令する（Ｓ６２６）。
【０１４１】
次に，物理層Ｒｘ部５２６は，ＰＳＤＵを受信し，Ｒｘヘッダ制御部５３０に受信したデータを送信する（Ｓ６２８）。その後，Ｒｘヘッダ制御部５３０は，受信したパケットがＲＴＳかどうかを判断し，そのＲＴＳパケットフレームの測距要求フィールドが「Ｈｉｇｈ」であれば，次の送信開始タイミングまでに，ＣＴＳパケットを，測距モードをＯＮした状態で送信できるよう，物理層制御部５２８に測距モード開始要求信号を送信する（Ｓ６３０）。本実施形態においては，測距機能がデフォルトＯＦＦであるため，測距機能をＯＮするトリガとして，ＲＴＳパケットにアサインした測距要求フィールドを使用している。
【０１４２】
また，送受信制御部５１８は，上記ＲＴＳパケットの受信が完了した時点で，送受信の切替えを行う。具体的には，物理層制御部５２８にかかる送受信の切り替えを通知し（Ｓ６３２），物理層制御部５２８が物理層Ｒｘ部２２６の動作を停止し，物理層Ｔｘ部５２２の動作を開始させる（Ｓ６３４）。
【０１４３】
続いて，被測距装置の送受信制御部５１８は，物理層制御部５２８に対して，ＲＴＳパケットに応じたＣＴＳパケットの送信開始を通知し（Ｓ６３６），物理層制御部５２８は，測距モード開始要求信号がＲｘヘッダ制御部５３０によってアサートされた場合，物理層Ｔｘ部５２２へ送信する送信開始タイミングまでに測距モードを開始させ，その後にＣＴＳパケットを物理層Ｔｘ部５２２へ送信する（Ｓ６３８）。このようにして物理層が測距モードになりＣＴＳパケットが送信される。
【０１４４】
物理層制御部５２８は，さらに物理層Ｔｘ部５２２に対して送信開始を通知する。物理層Ｔｘ部５２２は，Ｔｘヘッダ制御部５１６から伝達されたＣＴＳパケットを受け（Ｓ６４０），測距装置に対してそのＣＴＳパケットを送信する（Ｓ６４２）。かかる送信タイミングは，物理層Ｔｘ部５２２の送信データの送信タイミングを所定の時間間隔，例えば２５０ｎｓを有する送信タイミングに再設定する。即ち，上記所定の時間間隔に送信タイミングが合わせられている。
【０１４５】
そして，被測距装置からＣＴＳパケットが返信された測距装置の送受信制御部５１８は，物理層制御部５２８に受信開始を通知し（Ｓ６５０），物理層制御部５２８は，かかる受信開始タイミングで測距モードをＯＮにし，物理層Ｒｘ部５２６に通知する。
【０１４６】
このようにして物理層が測距モードにスイッチされ，ＣＴＳパケットの受信準備が行われる（Ｓ６５４）。物理層制御部５２８は，物理層Ｒｘ部５２６からＣＴＳパケットの検出情報を受け取ると，送受信制御部５１８に対してＣＴＳパケットの受信開始を通知する（Ｓ６５６）。
【０１４７】
Ｒｘヘッダ制御部５３０は，物理層Ｒｘ部５２６からＭＡＣ  Ｈｅａｄｅｒを受信し（Ｓ６５８），そのＭＡＣ  ＨｅａｄｅｒにあるＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓと測距要求ビットを比較し，アドレスが一致する場合，測距要求先からのＣＴＳパケットを受信した旨，物理層制御部５２８に通知する（Ｓ６６０）。このとき，時間差測定部５３２は，ＣＴＳパケットを受信した時刻を検知し，その測定情報を測距制御部５５０に通知する。このように検知された物理層Ｔｘ部５２２のデータ送信時から上記受信時までの時間差より端末間の距離を導き出すことができる。
【０１４８】
物理層制御部５２８は，測距機能が有効でかつ測距要求している被測距装置からＣＴＳパケットを受信した場合，Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  Ｓｔａｔｕｓをアサートする。
【０１４９】
物理層制御部５２８は，測距機能が有効な状態でかつ受信したＣＴＳパケットが測距要求先からのＣＴＳパケットであった場合，測距制御部５１２に対して測距測定の終了を通知する（Ｓ６６２）。これは，測距測定終了信号をアサートすることによって行われる。
【０１５０】
測距制御部５１２は，測距測定終了信号を確認し，測距の情報を受信したことを認識後，測距測定終了信号を下げる。このときＴｘヘッダ制御部５１６や送信ＭＡＣ層メモリ部５１４は，時間差測定部５３２のレジスタが書き換えられないように，測距測定終了信号がアサートされている間データの送信を停止する。
【０１５１】
測距制御部５１２は，時間差測定部５３２から伝搬遅延量に関する測定値を読み出した後，次に測距したい新たな被測距装置のＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを測距要求レジスタに書き込み，測距測定終了信号をＤｉｓａｂｌｅにする。
【０１５２】
以上，本実施形態においては，第２の実施形態同様測距用のパケットの代わりにＲＴＳ／ＣＴＳパケットを利用して測距を行う構成を説明した。このようにＲＴＳ／ＣＴＳといったメディアアクセス制御用コマンドを用いて測距を行う構成により，ホーム・ネットワークの問題となる隣接されたノード（通信装置）とのパケット衝突を，測距機能を通信のオーバーヘッドなく実現することが可能となる。また，かかる測距モードのときのみ送信タイミング制御部５３６をＯＮする構成により，ビーコン信号の送信時のデータ遅延を回避することができる。
【０１５３】
図２５は，上述した測距方法の具体的な信号の変化を示したタイミングチャートである。上記図２５における（Ｉ），（Ｏ），（Ｒ）は，ハードウェアの視点によるＩｎｐｕｔ，Ｏｕｔｐｕｔ，Ｒｅｇｉｓｔｅｒ（内部レジスタ）を表している。
【０１５４】
かかる図２５における測距装置のＲｅｓｅｔ信号は，該測距装置の電源をＯＮした時，その装置内の初期化において内部回路のＲｅｓｅｔに利用される。クロック信号は，該測距装置の基本クロックを構成する。測距要求信号は，Ｔｘヘッダ制御部５１６により認識される信号であり，測距制御部５１２がレジスタセットしたＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓと，送信するパケットにおけるＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓが一致したこと通知する。
【０１５５】
測距演算終了通知信号は，Ｒｘヘッダ制御部５３０で受信したＣＴＳパケットと測距要求のＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓとが一致した場合に，測距演算が終了したことを測距制御部５１２への通知を行う。送信開始信号は，送受信制御部５１８からＴｘヘッダ制御部５１６へ送信が開始されるトリガとなる。測距開始信号は，測距を開始するためのトリガ信号である。
【０１５６】
また，物理層制御部の測距開始の通知信号は，物理層制御部５２８がＴｘヘッダ制御部５１６から測距開始トリガを受信し，測距機能がＯＮしていることを内部で把握するための信号である。受信回路の測距開始信号は，測距機能を制御する。受信開始信号は，送信制御部から受信開始タイミングを受信する信号である。
【０１５７】
物理層への測距要求信号は，上記受信回路の測距開始信号が「Ｈｉｇｈ」の時に受信開始信号が発生した場合の，受信回路における測距モードを開始するトリガ信号である。測距要求の宛先からのＣＴＳパケット受信信号は，測距測定状態（測距開始の通知信号が「Ｈｉｇｈ」）の時，受信したパケットがＣＴＳパケットであり，受信したＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓが測距要求の宛先であることを認識した信号である。測距演算終了信号は，測距演算を終了する信号であり，該信号をトリガに，上記測距演算終了通知信号が立ち上がり，測距制御部５１２へ通知される。
【０１５８】
次に，被測距装置における内部信号の動作を説明する。Ｒｅｓｅｔ信号は，該被測距装置の電源をＯＮした時，その装置内の初期化において内部回路のＲｅｓｅｔに利用される。クロック信号は，該被測距装置の基本クロックを構成する。測距要求のあるＲＴＳパケットの受信信号は，ＲＴＳパケットを受信し，ヘッダ部分を分離して測距要求ビットの検索を行なった結果，測距要求があったことを通知する。測距機能ＯＮ信号は，本被測距装置の測距モード動作を変更させる信号である。測距ＯＮのＣＴＳパケット送信開始信号は，測距モードでＣＴＳパケットを送信させるトリガ信号であり，本信号によって，物理層は，前もって決められたタイミングでのみ送信を行う。
【０１５９】
以上のようにしてＲＴＳ／ＣＴＳパケットによる測距が実施される。このようにＲＴＳ／ＣＴＳといったメディアアクセス制御用コマンドを用いて測距を行う構成により，ホーム・ネットワークの問題となる隣接されたノード（通信装置）とのパケット衝突を，測距機能を通信のオーバーヘッドなく実現することが可能となる。また，ビーコン信号の送信時には測距を行わないことにより，自律分散ネットワークに対応させることが可能となる。
【０１６０】
また，本実施形態では，測距の一方法として閉ループ型を挙げて説明したが，かかる測定方法に限られず，伝送遅延によって距離を測定するいかなる方法も本実施形態に適用することができる。また，上記ではＲＴＳ／ＣＴＳパケットを利用する構成を述べているが，他のメディアアクセス制御用コマンドを利用することも可能である。
【０１６１】
また，本実施形態においては，ビーコン信号の送信遅延を回避する方法を述べているが，回避対象は，ビーコン信号に限られず，通信装置間で送受信タイミングを守らなければならない信号であれば，その信号の遅延を回避するように設定することも可能である。
【０１６２】
また，測距の要求を行う際に，通信局の識別ＩＤとしてＭＡＣ  Ａｄｄｒｅｓｓを使用したが，かかる情報に限られず，通信局を判別できるＩＤであればどのような情報でも良い。ここで無線通信ネットワークを考えた場合，ネットワーク固有の通し番号が使われることも多々ある。例えば，無線通信ネットワーク内に１６台の通信装置を含むことが可能な場合，Ｎｏｄｅ０−１５として各通信装置に割り当てるとしても良い。
【０１６３】
また，上述の実施形態においては，ＦｒａｍｅおよびＲＴＳパケットのフォーマットを図１２や図１４のように定義しているが，かかるフォーマットには限られない。
【０１６４】
また，上述の実施形態においては，測距制御部によって測距要求が発生し，物理層制御部が測距測定終了信号をＥｎａｂｌｅにしているが，かかる場合に限られず，測距測定終了が別なモジュールから出力されても，別な方法によって実現されても良い。例えば，測距制御部が常に状態をＰｏｒｌｉｎｇする方法などがある。また，測距制御部はソフトウェアでもハードウェアでも実現できる。
【０１６５】
さらに，本実施形態においては，一つの測距装置に対して一つの被測距装置を想定しているが，１対複数の測距も可能である。かかる場合は，それぞれの被測距装置をハードウェアが認識し，その被測距装置毎に準備された測距要求ビットを（ＲＴＳパケットフレーム）アサートすることで実現できる。
【０１６６】
また，ＵＷＢの物理層を想定し，４ＧＨｚのクロック（２５０ｐｓ）の精度で測距を行うことを前提に説明をおこなったが，それに限らないものとする。ＵＷＢでなくても，比較的高速なクロックを使えば，本発明は対応可能である。
【０１６７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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。
【０１６８】
なお，本明細書の測距方法における各工程は，必ずしもタイミングチャート（フローチャート）として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく，並列的あるいは個別に実行される処理（例えば，並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
複数の通信端末間で無線通信が可能な無線通信システム，測距装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】無線通信システムにおける測距装置と被測距装置との位置関係を示した概略図である。
【図２】従来の測距装置の概略的な構成を示したブロック図である。
【図３】送信データの時間推移を示したタイミングチャートである。
【図４】送信データの時間推移を示したタイミングチャートである。
【図５】第１の実施形態における測距装置の概略的な構成を示したブロック図である。
【図６】送信データの時間推移を示したタイミングチャートである。
【図７】インフラモードで定義されるＢＳＳを説明するための説明図である。
【図８】ＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図９】アドホックモードで定義されるＩＢＳＳを説明するための説明図である。
【図１０】ＩＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１１】ＲＴＳ／ＣＴＳ制御信号による制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】Ｆｒａｍｅフォーマットを示した説明図である。
【図１３】第２の実施形態における測距装置の測距手順を示したフローチャートである。
【図１４】ＲＴＳパケットのフレームフォーマットを示した概略図である。
【図１５】フレームフォーマットの各フィールドの内容を示した説明図である。
【図１６】従来の測距装置の概略的な構成を示したブロック図である。
【図１７】アドホックモードで定義されるＩＢＳＳを説明するための説明図である。
【図１８】ＩＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１９】２つのネットワークが混在した場合のＩＢＳＳを説明するための説明図である。
【図２０】ＩＢＳＳにおけるビーコン信号のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図２１】第３の実施形態における測距装置の概略的な構成を示したブロック図である。
【図２２】送信データの時間推移を示したタイミングチャートである。
【図２３】第３の実施形態における測距装置の測距手順を示したフローチャートである。
【図２４】フレームフォーマットの各フィールドの内容を示した説明図である。
【図２５】測距方法の具体的な信号の変化を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１７１】
２１４，５１４  送信ＭＡＣ層メモリ部
２１６，５１６  Ｔｘヘッダ制御部
２２０，５２０  物理層メモリ部
２２２，５２２  物理層Ｔｘ部
２２６，５２６  物理層Ｒｘ部
２３０，５３０  Ｒｘヘッダ制御部
２３２，５３２  時間差測定部
２５２  送信開始設定部
５３６  送信タイミング制御部
５５２  タイミングスイッチ部
【図１】
2006174381.tif 000003
【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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【図２５】
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