(57)【要約】【課題】より好適な無線通信を可能とする。【解決手段】複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける送信局として動作する無線通信装置は、アンテナ指向性を切り替えて複数の受信局に対する通信経路を探索する探索手段と、複数の送信局に含まれる他の送信局から当該他の送信局において発見された複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得手段と、探索手段で発見された複数の受信局に対する通信経路の個数と他の送信局において発見された複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、複数の受信局の中から通信相手となる受信局を選択する選択手段と、を有する。【選択図】図２
2018101961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける前記複数の送信局の１つとして動作する無線通信装置であって、
アンテナ指向性を切り替えて前記複数の受信局に対する通信経路を探索する探索手段と、
前記複数の送信局に含まれる他の送信局から該他の送信局において発見された前記複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得手段と、
前記探索手段で発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数と前記他の送信局において発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、前記複数の受信局の中から通信相手となる受信局を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記探索手段で発見された通信経路の個数が所定数以上でありかつ前記複数の送信局の中に通信経路の個数が前記所定数未満である他の送信局が含まれる場合には、前記探索手段において通信経路が発見された受信局から該他の送信局において発見された通信経路に対応する受信局を除いた受信局の中から通信相手となる受信局を選択する
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】
前記選択手段は、前記複数の送信局の中に通信経路の個数が前記所定数未満である送信局がない場合には、前記探索手段において通信経路が発見された任意の受信局の中から通信相手となる受信局を選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記選択手段により選択された受信局と無線通信を行う前に該受信局に通信開始の要求信号を送信する送信手段と、
前記要求信号に対する応答信号を前記選択された受信局から受信する受信手段と、
前記応答信号が肯定応答であった場合に、前記探索手段が前記選択された受信局に対する通信経路を発見した際のアンテナ指向性を利用して該選択された受信局との無線通信を開始する通信手段と、
を更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記受信手段が前記応答信号を受信しなかった場合に、前記探索手段で発見された通信経路の中の他の通信経路に対応する受信局を選択する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
受信局に対して同一のデータを送信する回数を冗長度として設定する冗長度設定手段と、
受信局に対して送信するデータの伝送レートを設定する伝送レート設定手段と、
前記冗長度と前記伝送レートと前記複数の送信局の個数とに基づいて前記所定数を決定する決定手段と、
を更に有することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記複数の送信局に含まれる他の送信局及び前記複数の受信局に対して前記探索手段で発見された通信経路に関する通信経路情報を通知する通知手段を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
ネットワークを構築する構築手段と、
前記複数の受信局それぞれに対し前記構築したネットワークへの参加を認証する認証手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける前記複数の受信局の１つとして動作する無線通信装置であって、
アンテナ指向性を切り替えて前記複数の送信局に対する通信経路を探索する探索手段と、
前記複数の送信局から該複数の送信局それぞれにおいて発見された前記複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得手段と、
前記探索手段で発見された前記複数の送信局に対する通信経路の個数と前記複数の送信局それぞれにおいて発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、前記複数の送信局の中から通信相手となる送信局を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
前記選択手段は、前記複数の送信局の中に通信経路の個数が所定数未満である送信局が含まれかつ前記探索手段で該送信局に対する通信経路が発見されている場合には、該送信局を選択する
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記選択手段は、前記複数の送信局の中に通信経路の個数が前記所定数未満である送信局がない場合には、前記探索手段において通信経路が発見された任意の送信局の中から通信相手となる送信局を選択する
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける前記複数の送信局の１つとして動作する無線通信装置の制御方法であって、
アンテナ指向性を切り替えて前記複数の受信局に対する通信経路を探索する探索工程と、
前記複数の送信局に含まれる他の送信局から該他の送信局において発見された前記複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得工程と、
前記探索工程で発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数と前記他の送信局において発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、前記複数の受信局の中から通信相手となる受信局を選択する選択工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける前記複数の受信局の１つとして動作する無線通信装置の制御方法であって、
アンテナ指向性を切り替えて前記複数の送信局に対する通信経路を探索する探索工程と、
前記複数の送信局から該複数の送信局それぞれにおいて発見された前記複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得工程と、
前記探索工程で発見された前記複数の送信局に対する通信経路の個数と前記複数の送信局それぞれにおいて発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、前記複数の送信局の中から通信相手となる送信局を選択する選択工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の無線通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、現実世界の映像にＣＧ（Computer Graphics）画像で表現した仮想世界の映像を重畳して表示するＭＲ（Mixed Reality）技術が知られている。ビデオシースルーＨＭＤ（Head Mounted Display）を利用して、被写体をビデオカメラなどで撮像し、その撮像画像にＣＧを重畳表示した画像をＨＭＤ使用者が観察できるようにする技術が知られている。また、ＨＭＤ使用者が自由に動けるようにするため、無線通信を利用するＨＭＤも研究されている。利用が想定される無線通信技術として、例えば、最大で約６．８Ｇｂｐｓの伝送レートが規定されているミリ波無線通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｄがある。
【０００３】
ところで、無線通信においては効率的な通信を実現するため、例えば、通信パケットの衝突を回避する技術が用いられる。例えば、ＲＴＳ（Request To Send）／ＣＴＳ（Clear To Send）による通信制御技術が知られている。しかし、上述のミリ波無線通信のように指向性アンテナを用いる無線通信システムでは、通信する無線局同士が指向性を高めた通信を行うため他の無線局のキャリアセンスが困難となる。そのため、多数の無線局が存在する状況においてはＲＴＳ／ＣＴＳによる制御が適切に行われず、指向性隠れ端末問題やデフネス端末問題が生じうる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、他無線局同士のＲＴＳ／ＣＴＳフレームを受信してＮＡＶ（Network Allocation Vector）を方向に関連付けて設定する。そして、自局が通信する方向にＮＡＶが関連付けられていない場合に通信を行う手法が開示されている。また、特許文献２には、ＲＴＳ／ＣＴＳフレームをアンテナ指向性を切り替えながら順次送受信し、自局宛でないＲＴＳ／ＣＴＳフレームを受信した無線局は通信の中断又は通信制御を行う手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０６５７４号公報
【特許文献２】特開２００５−８６５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、互いに干渉の少ない無線局同士の通信が妨げられる可能性は低減されるが、複数回ＲＴＳ／ＣＴＳフレームを送信しなければならず通信の遅延が増大する。また、特許文献２に記載の技術においても、通信パケットの衝突が発生する可能性は低減可能であるものの、複数の指向性でＲＴＳ／ＣＴＳフレームを送信するため、通信の遅延が増大する。そのため、これらの従来技術を無線ＭＲシステムに適用した場合、撮像から表示までのタイムラグが大きくなり、ユーザーの没入感を損ねてしまうことになる。
【０００７】
本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、より好適な無線通信を可能とする技術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】
【０００８】
上述の問題点を解決するため、本発明に係る無線通信装置は以下の構成を備える。すなわち、複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける前記複数の送信局の１つとして動作する無線通信装置は、
アンテナ指向性を切り替えて前記複数の受信局に対する通信経路を探索する探索手段と、
前記複数の送信局に含まれる他の送信局から該他の送信局において発見された前記複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得手段と、
前記探索手段で発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数と前記他の送信局において発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、前記複数の受信局の中から通信相手となる受信局を選択する選択手段と、
を有する。
【０００９】
また、複数の送信局と複数の受信局とを含む無線通信システムにおける前記複数の受信局の１つとして動作する無線通信装置は、
アンテナ指向性を切り替えて前記複数の送信局に対する通信経路を探索する探索手段と、
前記複数の送信局から該複数の送信局それぞれにおいて発見された前記複数の受信局に対する通信経路に関する通信経路情報を取得する取得手段と、
前記探索手段で発見された前記複数の送信局に対する通信経路の個数と前記複数の送信局それぞれにおいて発見された前記複数の受信局に対する通信経路の個数とに基づいて、前記複数の送信局の中から通信相手となる送信局を選択する選択手段と、
を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より好適な無線通信を可能とする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る無線システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における送信局の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態における受信局の構成を示す図である。
【図４】無線通信状況を示す図である。
【図５】無線通信状況および通信経路情報を示す図である。
【図６】システム起動時に送信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。
【図７】システム稼働中に送信局が実行する通信手順のフローチャートである。
【図８】システム起動時に受信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。
【図９】システム稼働中に受信局が実行する通信手順のフローチャートである。
【図１０】受信局が実行する送信局選択手順のフローチャートである。
【図１１】無線通信状況および受信局選択結果を示す図である。
【図１２】他の無線通信状況および受信局選択結果を示す図である。
【図１３】更に他の無線通信状況および受信局選択結果を示す図である。
【図１４】第２実施形態における送信局の構成を示す図である。
【図１５】第２実施形態における受信局の構成を示す図である。
【図１６】システム起動時に送信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。
【図１７】システム稼働中に送信局が実行する通信手順のフローチャートである。
【図１８】システム起動時に受信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。
【図１９】システム稼働中に受信局が実行する通信手順のフローチャートである。
【図２０】無線通信状況および参加受信局選択結果を示す図である。
【図２１】他の無線通信状況および参加受信局選択結果を示す図である。
【図２２】更に他の無線通信状況および参加受信局選択結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明に係る無線通信装置の第１実施形態として、無線通信を行うＨＭＤを含む無線通信システム（無線ＭＲシステム）を例に挙げて以下に説明する。特に、第１実施形態では、送信局および受信局が同じネットワークであるＢＳＳ（Basic Service Set）内に存在する形態について説明する。
【００１４】
＜前提技術＞
ミリ波無線通信においては、通信用アンテナとしてビームステアリング可能なビーム指向性アンテナを用いて特定の方向に電波を集中させ、通信範囲を拡大する技術や複数のユーザーが同時に通信を行えるようにする技術が知られている。また、互いに有線ネットワークケーブルで接続した複数の固定局を配置し、複数の固定局に対して同一のデータを送信して信頼性を高める冗長伝送技術も知られている。これらの技術を組み合わせて適用することで、無線ＭＲシステムの通信性能および信頼性を向上することが出来る。
【００１５】
冗長伝送を行うためには複数の固定局に対して通信経路の探索を行い、複数の通信経路を発見する必要があるが、全てのユーザーが十分な通信経路を発見できないケースもある。そのようなケースでは、通信経路の少ないユーザーが優先的に通信機会を取得可能とし、通信パケットの衝突が発生する可能性を低減させるように通信制御を行う必要がある。
【００１６】
背景技術で述べたように、指向性アンテナを用いた無線通信システムにおいては、無線局同士が電波を集中して通信を行うためキャリアセンスが困難となる。そのため、無線信号を検出できない無線局がデータ通信中の無線局に対してＲＴＳフレームを送信することで通信を妨害する指向性隠れ端末問題が生じる。また、ＲＴＳフレームに対するＣＴＳフレームを受信できない無線局が繰り返しＲＴＳフレームを送信することで無線帯域の利用効率が低下するデフネス端末問題が生じる。この指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題は、指向性アンテナを用いた無線通信システムにおける課題の一つとして一般に知られている。
【００１７】
マルチユーザーによる無線ＭＲシステムにおいては、発見した通信経路が少ないユーザーは通信経路を発見した固定局と通信を開始するためにキャリアセンスを実行した後でＲＴＳ／ＣＴＳフレームにより通信を開始しようと動作する。ＲＴＳフレームに対する応答が受信できない場合には他の固定局との通信経路が存在しないため、繰り返し同じ固定局を指定して通信を開始しようと動作する。発見した経路の少ないユーザーと経路を確立している固定局が他のユーザーと指向性アンテナで通信しているケースでは、発見した経路の少ないユーザーは無線信号が検出できない可能性があり、指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題が発生することになる。その結果、発見した経路が少ないユーザーが通信機会を取得できないことに加え、発見した経路が十分にあるユーザーの通信が妨害され、無線ＭＲシステムの通信性能および信頼性が低下する可能性が高まる。
【００１８】
指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題の解決手段の一つに、送信可能な全方向にＲＴＳ／ＣＴＳフレームを送受信し、通信を開始する無線局が存在することを無線システム内の無線局に通知し、通信パケットの衝突を回避する技術が知られている。この技術においては、指向性を切り替えながら受信動作を行う無線局がＲＴＳ／ＣＴＳフレームを受信できるようにするために、複数の指向性でＲＴＳ／ＣＴＳフレームを繰り返し送信しなければならない。そのため通信帯域の利用効率が低下したり、通信の開始が遅延する課題がある。また、複数の指向性でＲＴＳ／ＣＴＳフレームを送信するため、高利得のアンテナ指向性で通信を行った場合に互いに干渉の少ない無線局同士であっても、ＲＴＳ／ＣＴＳフレームを受信することで通信の開始を遅延させなければならない課題がある。
【００１９】
＜システム構成＞
図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す図である。無線通信システムは、複数の送信局１０１〜１０３、複数の受信局１０４〜１０９、受信局とスイッチングハブ１１３を介して接続する映像処理ＰＣ１１０、１１１、１１２を含んでいる。
【００２０】
各送信局は、撮像機能付表示装置（ＨＭＤ）として構成されている。また、各送信局は映像処理ＰＣと１対１対応となっており、送信局は対応する映像処理ＰＣに対して受信局を介してデータを送受信する。送信局と受信局は互いに無線通信接続され、無線通信方式としてはＩＥＥＥ８０２．１１ａｄを想定している。送信局・受信局ともに指向性アンテナを使用して無線通信を行うことで、受信信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を高められ、通信距離が拡大可能である。
【００２１】
各受信局は、送信局と映像処理ＰＣの中継局として動作し、送信局から受信した撮像データをスイッチングハブを介して映像処理ＰＣに転送するともに、スイッチングハブを介して映像処理ＰＣから受信したＭＲ画像データをＨＭＤに送信する。
【００２２】
ミリ波無線通信を用いることで高速な伝送レートが実現できるが、通信用アンテナとして高利得な指向性アンテナを用いることで特定の方向にエネルギーが集中する。そのため、ミリ波の持つ直進性により人体などの障害物に通信パスが遮断され通信エラーが生じる課題がある。送信局は複数の受信局に対して、略同一のデータを複数回送受信する冗長伝送を行い、送信局と映像処理ＰＣ間は複数の通信経路からデータ通信を行うことで、通信遮断に対する堅牢性を高めることができる。
【００２３】
送信局と受信局は、指向性アンテナを用いた無線通信を実行するために、アンテナ指向性を切り替えながらテスト信号を送受信し最善の通信経路を探索するが、送信局によっては複数の通信経路が発見できない場合がある。また、発見した通信経路が複数存在する場合でも、壁や天井の反射による通信経路のような通信速度の低い通信経路を含んでおり、高速で低遅延が求められる画像データなどのデータ伝送に使える経路が複数存在しない場合がある。
【００２４】
そこで、第１実施形態では、通信経路を複数持つ送信局は、通信経路の少ない送信局とは異なる通信経路を選択する。これにより、通信経路の少ない送信局が通信機会を確保できる確率を高めることが可能となる。また、通信経路を複数持つ送信局の通信が通信経路の少ない送信局により妨害されたり、通信経路の少ない送信局が繰り返しＲＴＳフレームを送信することによる通信効率の悪化を低減することができる。
【００２５】
＜ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄでの通信手順＞
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄでの通信を実行するための無線パケット種類を、通信手順とともに説明する。以下、受信局の１つを制御局、残りの受信局および送信局を子機として説明するが、送信局の１つを制御局、残りの送信局および受信局を子機とする構成でもよい。
【００２６】
まず、無線局の無線通信システムへの参加手順について説明する。子機はユーザーにより入力された制御局のＢＳＳＩＤに基づき、制御局のＢＳＳＩＤが記載されたビーコンを受信する。その後、制御局に対してオーセンティケーション（Authentication）フレーム、アソシエーション要求／応答（Association Request/Response）フレームを用いて認証および接続を行う。制御局も同様にユーザーにより入力された子機のＭＡＣアドレスに基づき、一致するＭＡＣアドレスが記載されたフレームを受信した場合に、認証及び接続を行う。事前にユーザーが送信局および受信局のＭＡＣアドレスを入力することで、意図する無線局のみが無線通信システムに参加するため、セキュリティの向上や意図しない無線局が参加することによる無線パケットの衝突や干渉を防ぐことが出来る。事前にユーザーが送信局および受信局のＭＡＣアドレスを入力する方法以外でもよい。例えば、プローブ要求／応答（Probe Request/Response）フレームによりＭＡＣアドレスを取得する方法でもよく、無線通信システムに参加する無線局がユーザーの意図する無線局に限定できる方法であればこれら方法に限定されない。
【００２７】
次に無線局間での通信経路探索手順について説明する。無線通信システムに参加した送信局は制御局に対して、各受信局と通信経路探索を実行する必要があるため、制御局は無線通信システムに参加している全ての送信局に対してＰｏｌｌフレームを送信する。また、通信経路探索に用いるテストフレームを受信する為、受信局は、最も広範なＤＭＧアンテナ指向性で受信状態を維持する。Ｐｏｌｌフレームを受信した送信局は、制御局に対して帯域割当を要求するＳＰＲフレームを送信局自身のＭＡＣアドレスを記載して制御局に送信する。ＳＰＲフレームを受信した制御局は、いずれかの送信局に送信権を与えるＧｒａｎｔフレームを、送信権を与える送信局のＭＡＣアドレスを記載して送信する。Ｇｒａｎｔフレームを受信した送信局はアンテナトレーニングを以下のＳＬＳ（Sector Level Sweep）プロトコルおよびＢＲＰ（Beam Refinement Protocol）プロトコルで実行する。
【００２８】
以下、ＳＬＳプロトコルについて説明する。ＳＬＳプロトコルではＳＳＷフレームを用いる。送信局が通信経路探索を実行する受信局のＭＡＣアドレスと、ＳＳＷフレームを送信するのに使用しているセクター指向性アンテナの識別情報と、残りのＳＳＷフレームの数を記載する。そして、セクター指向性アンテナを切り替えながら、全てのセクター指向性アンテナでＳＳＷフレームを送信する。自局のＭＡＣアドレスが記載されたＳＳＷフレームを受信した受信局は、受信した各ＳＳＷフレームのＳＮＲを計測する。そして、最後のＳＳＷフレームであることを示すＳＳＷフレームを受信した後、最もＳＮＲの高かった送信局のセクター指向性アンテナの識別情報とＳＮＲを記録する。次に送信局と受信局の役割を入れ替えて、受信局がＳＳＷフレームをセクター指向性アンテナを切り替えながら送信し、送信局も同様に最もＳＮＲの高かった受信局のセクター指向性アンテナの識別情報とＳＮＲを記録する。ＳＳＷフレームの送受信が完了した後、互いの受信結果をＳＳＷ  ＦｅｅｄｂａｃｋフレームおよびＳＳＷ  ＡＣＫフレームで交換する。ＳＳＷ  ＦｅｅｄｂａｃｋフレームおよびＳＳＷ  ＡＣＫフレームには、最善のセクター指向性アンテナを記載して送信することで、送信局・受信局ともに最善の送信セクター指向性アンテナを取得する。
【００２９】
最善のセクター指向性アンテナを決定した後、最善のＡＷＶ指向性アンテナを決定するためにＢＲＰプロトコルを実行する。以下、ＢＲＰプロトコルについて説明する。ＢＲＰプロトコルではＢＲＰフレームを用い、ＢＲＰフレームはアンテナトレーニングの起動に加え、アンテナトレーニングにも用いるフレームである。ＢＲＰフレームには、送信権を持つ無線局のＭＡＣアドレスを記載するフィールドと、受信局のＭＡＣアドレスを記載するフィールドを記載する。更に、送信アンテナと受信アンテナ各々に対してトレーニングを要求するトレーニング要求フィールドと、トレーニング要求に対する応答を示すトレーニング応答フィールドと、送信アンテナと受信アンテナ各々に対するトレーニングフィールドと、トレーニングフィールドにおける受信結果を通知するフィードバックフィールドと、を記載する。トレーニング要求フィールドには送信アンテナおよび受信アンテナそれぞれについて、最善のＡＷＶ指向性が決定するまで、トレーニング要求を示す値を記載する。トレーニングを要求する際には、送信アンテナトレーニングか受信アンテナトレーニングのどちらを要求するかと、トレーニングフィールドの個数を記載する。
【００３０】
送信アンテナをトレーニングするためには、送信する次のＢＲＰフレームの各トレーニングフィールドで、送信アンテナ指向性を切り替えながらＢＲＰフレームを送信し、相手局は受信アンテナ指向性を固定する必要がある。反対に受信アンテナをトレーニングするためには、次に送信するＢＲＰフレームで、各トレーニングフィールドで送信アンテナ指向性を固定して相手局がＢＲＰフレームを送信し、自局は受信アンテナ指向性を切り替えながら受信する必要がある。トレーニング要求フィールドに送信アンテナ・受信アンテナのどちらのトレーニングを要求するかと、その個数を記載することで、無線局はＢＲＰフレーム受信後の動作を決定することができる。トレーニング応答フィールドには直前に受信したトレーニング要求フィールドに対する応答として肯定応答か否定応答のいずれかを記載するが、直前のＢＲＰフレームをエラー無く受信できた場合には肯定応答を記載する。トレーニングフィールドの個数は、送信アンテナをトレーニングする場合は、直前に自局が送信したトレーニング要求フィールド内に記載したトレーニングフィールド数である。受信アンテナをトレーニングする場合は、直前に相手局が送信したトレーニング要求フィールド内に記載されたトレーニングフィールド数である。
【００３１】
フィードバックフィールドは、直前に受信したＢＲＰフレームが送信アンテナをトレーニングするＢＲＰフレームであった場合、アンテナ指向性を固定してＢＲＰフレームのトレーニングフィールドを受信したＳＮＲを受信結果として記載する。このフィードバックフィールドを相手局が受信することで、最善の送信アンテナ指向性を選択することができる。アンテナトレーニングは送信局・受信局が両方ともに、アンテナトレーニングフィールドでトレーニングを要求しないＢＲＰフレームを送信した段階で終了する。この段階で無線局は、送信局が自局で受信局が相手局である通信リンクにおける最善の送信ＡＷＶ指向性と受信ＡＷＶ指向性を決定し、受信局が自局で送信局が相手局である通信リンクにおける最善の送信ＡＷＶ指向性と受信ＡＷＶ指向性を決定することができる。また、ＡＷＶ指向性アンテナの最善の組み合わせにおけるＢＲＰフレームの受信品質をもとに使用可能な変調方式および最大伝送レートを取得する。
【００３２】
全ての送信局が全ての受信局と少なくとも一度は経路探索を実行するまで、制御局はＰｏｌｌフレームを送信する。送信局は全ての受信局と経路探索を実行した後は、他の送信局が経路探索を完了するまでＰｏｌｌフレームへの応答はしない。
【００３３】
次にデータ開始手順について説明する。制御局はビーコン送信期間に、データ通信期間の開始時間と終了時間を記載したビーコンフレームを送信する。データ通信期間におけるチャネルアクセス方式はコンテンションベースであり、無線局はＲＴＳ／ＣＴＳフレームに基づき、通信帯域を取得する。データ通信期間に送信局は、自局が通信経路を発見している受信局の中からいずれかを選択し、データ通信をＲＤ（Reverse Direction）プロトコルを用いてデータ通信を行う。
【００３４】
ＲＤプロトコルとは８０２．１１ｎや８０２．１１ａｄで規格化されている双方向無線通信に関する規格である。具体的には、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づき送信局が送信期間を獲得し、獲得した送信期間の一部を受信局がＡＣＫ伝送およびデータ伝送を実行する送信期間として、送信局が受信局に譲渡することを規定したプロトコルである。ＲＤプロトコルを用いる場合で２つの無線局が双方向通信を行うには、無線局ＡがＲＴＳフレームを送信し、宛先局である無線局ＢがＲＴＳフレームを受信する。そして、無線局ＢがＣＴＳフレームを送信し、無線局ＡがＣＴＳフレームを受信することで無線局Ａが送信期間を獲得する。送信期間を獲得した無線局Ａは無線局Ｂに、ＲＤＧ（Reverse Direction Grant）を含んだデータを送信する。ＲＤＧを受信した無線局Ｂは、無線局ＡがＲＴＳ／ＣＴＳフレームで獲得した送信期間の一部が譲渡されたことを認識し、無線局Ａからのデータ受信後に、無線局Ａに対してＡＣＫとともにデータを送信する。つまりＲＤプロトコルを用いることで、ＲＴＳ／ＣＴＳフレームの送信回数が減少する為、ネットワークのオーバーヘッドの減少およびパケット衝突が発生する可能性が低減される。
【００３５】
送信局は選択した受信局に対してアンテナ指向性を向けてキャリアセンスを実行する。キャリアセンス期間に無線信号を検出しなかった場合、送信局はバックオフ期間待ってからＲＴＳフレームを受信局に送信する。受信局は、ＲＴＳフレームを受信したら、ＣＴＳフレームを送信局に送信する。送信局は受信局に対して指向性アンテナを向けてＲＤＧを含んだ撮像画像データを送信した後、受信局に対して指向性アンテナを向けて、ＡＣＫを付与したＭＲ画像データを受信する。なお、送信局がＲＴＳフレームに対する応答を受信しなかった場合は、他に経路が発見できている受信局があれば、その受信局を選択しアンテナ指向性を向けてキャリアセンスを実行する。
【００３６】
指向性アンテナを用いた無線通信の場合、高利得のアンテナを用いてデータ通信を行うため、相手局が通信中であってもキャリアセンスができない場合がある。送信局がＲＴＳフレームに対する応答を受信しなかった場合は、伝搬環境の変化で相手局との通信経路が使用できなくなった場合か、相手局が通信中である場合である。いずれの場合においても相手局とは一定期間通信できないため、送信局は他の受信局を選択することで、相手局の通信が終了するまで通信の開始を遅延することが無くなり、遅延の発生を抑制することが出来る。また、通信中の相手局に対して繰り返しＲＴＳフレームを送信することが無くなり、通信中の無線局がＲＴＳフレームによる通信品質の劣化を抑圧することができる。また、送信局が受信局を選択するときには、発見した経路数が閾値以下の送信局が通信経路を発見した受信局を除くものとする。受信局の選択方法については図４を参照して後述する。
【００３７】
＜送信局、受信局、映像処理ＰＣの構成＞
図２は、第１実施形態における送信局の構成を示す図である。無線Ｉ／Ｆ部２００は、任意の方向にビーム形成可能なアンテナ、無線信号の変復調回路およびＭＡＣ処理機能ブロックで構成する。ここでは、無線Ｉ／Ｆ部のアンテナはアンテナ毎に移相器を備えるフェーズドアレイアンテナとして説明する。ただし、固定ビームを複数備えスイッチ毎にビームが選択できるスイッチドアレイアンテナや、固定ビームを備え機械的にビームを走査することで特定の方向にビームを向けるアンテナでもよい。
【００３８】
アンテナは、複数のアンテナ素子を備え、アンテナ素子毎に移相器と、移相器に接続するデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）回路を備える。移相器はアナログ電圧による制御で、入力信号に対する出力信号の移相量を変えることができる回路である。アンテナはアンテナ指向性設定部２０１が出力したアンテナ素子毎の移相量を示すデジタル信号を、移相器に接続するＤＡＣ回路がアナログの電圧信号に変換し、移相器毎に電圧を印加することで電気的にビームを走査する。アンテナは半値角が最も広いＤＭＧアンテナ指向性、半値角が次に広いセクター指向性アンテナ、半値角が狭いＡＷＶ指向性アンテナを備える。
【００３９】
無線局は指向性アンテナでデータ通信を行うために、複数存在するＡＷＶ指向性アンテナの中で最善のＡＷＶ指向性アンテナの組み合わせをテスト信号の送受信により相手無線局と探索する。無線局はまず最善のセクター指向性アンテナの組み合わせを決定した後、次に最善のＡＷＶ指向性アンテナの組み合わせを決定する。これによりテスト信号の送受信回数が（セクター指向性アンテナの数＋最善セクター指向性内に存在するＡＷＶ指向性アンテナの数）×２となる。そのため、ＡＷＶ指向性アンテナの数×ＡＷＶ指向性アンテナの数となる全数探索に比べて少ない回数で最善のＡＷＶ指向性アンテナを決定することができる。セクター指向性アンテナおよびＡＷＶ指向性アンテナの指向性形成方法はアンテナ駆動数を切り替えることにより実現される。例えばアンテナの素子数が１６の場合、セクター指向性アンテナは駆動数を４、ＡＷＶ指向性アンテナは駆動数を１６とすれば半値角の異なる指向性を形成することができる。
【００４０】
アンテナは、無線信号送信部２０２が生成した無線パケットを、アンテナ指向性設定部２０１が設定した指向性で送信する。また、アンテナ指向性設定部２０１が設定した指向性で、受信局が送信するＭＲ画像データや無線制御信号などの無線パケットの受信動作やキャリアセンスを行う。受信した無線パケットがＲＴＳフレーム、ＣＴＳフレーム、通信経路情報、ＭＲ画像のいずれかであれば、無線信号取得部２０３に出力する。また、受信局選択部２０７より取得した選択した受信局の情報に基づき、無線パケットの受信動作を行う。さらに無線Ｉ／Ｆ部２００はＩＥＥＥ８０２．１１ａｄで無線通信を実行するための無線パケットの生成・送信および受信を行い、受信したパケットに基づいてＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに則って通信を実行する。
【００４１】
アンテナ指向性設定部２０１は、無線Ｉ／Ｆ部２００のアレイアンテナの配置を示すステアリングベクトルと、アレイアンテナがビームを指向する指向角度を無線Ｉ／Ｆ部２００から取得する。そして、アレイアンテナのアンテナ素子それぞれに給電する電気信号の振幅および位相を示すアンテナウエイティングベクトルを無線Ｉ／Ｆ部２００に出力する。例えば、アンテナのステアリングベクトルをａ（θ）、アンテナを指向する角度をθ０、とすればアンテナウエイティングベクトルｗは以下の式で与えられる。
【００４２】
【数１】
2018101961.tif 000003
【００４３】
無線信号生成部２０２は、撮像部２１１が生成した撮像画像データ信号を冗長度／アプリケーションレート決定部２１０から取得したアプリケーションレートに略一致するように圧縮処理を行い、生成した圧縮画像を無線Ｉ／Ｆ部２００に出力する。圧縮方式としては、ＪＰＥＧ（JOINT Photographic Experts Group）方式やＧＩＦ（Graphics Interchange Format）方式、Ｈ．２６４方式などが用いられる。冗長度設定およびアプリケーションレート設定（伝送レート設定）は、冗長度／アプリケーションレート決定部２１０が、送信局数と冗長度とアプリケーションレートの積が閾値を超えないように決定する。なお、冗長度とは、通信端末は略同一のデータを送受信する回数を示す。
【００４４】
例えば、送信局数が”３”、冗長度が”２”、アプリケーションレートが”２００Ｍｂｐｓ”、である場合、積は１．２Ｇｂｐｓ（＝３×２×２００Ｍｂｐｓ）である。この数字はシステム内に存在する全てのユーザーが使用する無線帯域を示している。例えば送信局数が少ない場合には冗長度を高く設定して信頼性を向上させたり、アプリケーションレートを高く設定して映像データの品質を向上させることも可能である。また、上述の積を下回る通信経路は使用しないように動作することで、通信パケットの衝突が発生する確率を回避することができる。例えば無線帯域の伝送レートが１．２Ｇｂｐｓ未満の通信経路を全てのユーザーが選択した場合、ユーザーによっては通信機会を所定の期間内に取得できず伝送遅延または遅延超過により画像データを破棄しなければならない。そのため、ＭＲシステムの品質が低下することになる。無線通信システムに参加している全てのユーザーが上述の積を上回る通信経路を選択するように動作することで、全てのユーザーのＭＲシステムを高品位に保つことが出来る。
【００４５】
他にも、無線信号生成部２０２は、通信開始要求信号生成部２０４が生成した通信開始要求信号、通信経路数管理部２０６が生成した通信経路情報をそれぞれ取得して無線Ｉ／Ｆ部２００に出力する。また、無線パケットの生成においては、通信開始応答信号生成部２０５からＣＴＳフレームを取得し、ＣＴＳフレームに記載されている受信局のＭＡＣアドレスに基づき、無線フレームの受信局ＭＡＣアドレスを決定する。なお、通信開始応答信号生成部２０５が他の送信局のＭＡＣアドレスが記載したＣＴＳフレームとそのＣＴＳフレームによって設定したＮＡＶを出力した場合には、ＮＡＶ情報を無線Ｉ／Ｆ部２００に出力する。
【００４６】
無線信号取得部２０３は、無線Ｉ／Ｆ部２００が受信した無線パケットを取得する。ＣＴＳフレームであれば通信開始応答信号取得部２０５に出力し、通信経路情報であれば通信経路数管理部２０６に出力し、ＭＲ画像情報であればＭＲ画像取得部２０８に出力する。
【００４７】
通信開始要求信号生成部２０４は、通信経路数管理部２０６が生成した通信経路情報および、受信局選択部２０７が選択した受信局の情報に基づき、ＲＴＳフレームを生成して無線信号生成部２０２に出力する。
【００４８】
通信開始応答信号取得部２０５は、ＣＴＳフレームを受信し、自局のＭＡＣアドレスが記載されていれば無線信号生成部２０２にＣＴＳフレームを出力する。ＲＴＳフレームや、ＣＴＳフレームであっても自局のＭＡＣアドレス以外のアドレスが記載されている場合には干渉が発生する可能性があるため無線信号生成部２０２および通信開始要求信号生成部２０４にＮＡＶ情報を受信したフレームとともに出力する。
【００４９】
通信経路数管理部２０６は、無線通信システム内の通信経路情報を管理する。通信経路情報については図５を参照して後述する。通信経路数管理部２０６は、通信経路情報を通信開始要求信号生成部２０４および冗長度／アプリケーションレート決定部２１０に出力する。また、受信局選択部２０７に通信経路情報を出力し、選択した受信局情報を取得する。
【００５０】
受信局選択部２０７は、通信経路情報管理部２０６から取得した通信経路情報に基づき、通信経路数が所定数である閾値未満の送信局と同一の通信経路を除いて、受信局を選択する。受信局選択部２０７は、選択した受信局の情報を無線Ｉ／Ｆ部２００、通信経路数管理部２０６、冗長度／アプリケーションレート決定部２１０に出力する。
【００５１】
ＭＲ画像取得部２０８は、無線信号取得部２０３が出力した圧縮ＭＲ画像を伸長処理し、受信局が生成したＭＲ画像と略一致するＭＲ画像を生成して、ＭＲ画像表示部２０９に出力する。ＭＲ画像表示部２０９は、ＭＲ画像を左右の目それぞれに対応したディスプレイに表示する。表示デバイスは小型の液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどが使用される。
【００５２】
冗長度／アプリケーションレート決定部２１０は、通信経路数管理部２０６および受信局選択部２０７から全送信局の通信経路数および選択した受信局の情報に基づき、冗長度およびアプリケーションレートを決定し無線信号生成部２０７に出力する。
【００５３】
撮像部２１１は、ＨＭＤ装着者の左右の視線と略一致する周辺環境をステレオ撮像し、撮像画像および撮像時刻を示すフレーム番号を取得する。撮像デバイスはステレオ画像を生成するための２組（右目用、左目用）の撮像素子と光学系および後段の画像処理を行うためのＤＳＰ（Digital Signal Processor）などによる信号処理回路から構成される。
【００５４】
図３は、第１実施形態における受信局の構成を示す図である。無線Ｉ／Ｆ部３００のハードウェア構成はアンテナ２００と同一であり、アンテナ指向性設定部３０１が設定した指向性でＩＥＥＥ８０２．１１ａｄのチャネルアクセス形式に則り無線パケットの送受信を行う。アンテナ指向性設定部３０１のハードウェア構成はアンテナ指向性設定部３０１と同一である。アンテナ３００がビームを指向する指向角度に基づき、アンテナ３００のアンテナ素子それぞれに給電する電気信号の振幅および位相を示すアンテナウエイトベクトルを計算する。
【００５５】
無線信号生成部３０２は、ＭＲ画像取得部が生成するＭＲ画像に圧縮処理を行い生成した圧縮画像や、通信開始応答信号生成部３０５が生成するＣＴＳフレーム、通信経路情報取得部３０３が生成した通信経路情報を無線Ｉ／Ｆ部３００に出力する。圧縮処理の圧縮率は、直前に受信した撮像画像の圧縮率と略一致する圧縮率で行う。圧縮率は送信局数、送信局の発見している通信経路情報、冗長度、アプリケーションレートに基づき、送信局が通信環境に応じて適応的に更新する。そのため、受信局も直前に受信した画像の圧縮率を適用することで、送信局が決定した通信設定を双方向通信に適用できる。また、通信開始要求信号取得部３０６が自局以外のＭＡＣアドレスが記載されたＲＴＳフレームとそのＲＴＳフレームによって設定したＮＡＶを出力した場合には、ＮＡＶ情報を無線Ｉ／Ｆ部３００に出力する。
【００５６】
通信経路数情報取得部３０３は送信局の通信経路数を取得する。発見した通信経路の数が閾値未満の送信局が存在し、自局が送信局と通信経路を発見している場合には、無線Ｉ／Ｆ部３００に、データ通信期間にその送信局からＲＴＳフレームを受信できるように、通信経路数情報を送信局の情報ともに出力する。また、自局が保持している通信経路数情報に更新があった場合には、送信局に向けて通信経路情報を無線送信するために無線信号生成部３０２に通信経路情報を出力する。
【００５７】
無線信号取得部３０４は無線Ｉ／Ｆ部３００が受信した無線パケットを取得する。ＲＴＳフレームであれば通信開始要求信号取得部３０６に出力し、通信経路数情報であれば通信経路数情報取得部３０３に出力し、撮像画像情報であれば撮像画像取得部３０７に出力する。
【００５８】
通信開始応答信号生成部３０５は、通信開始要求信号取得部３０６から自局のＭＡＣアドレスが記載したＲＴＳフレームを取得した場合、ＣＴＳフレームを生成して無線信号生成部３０２に出力する。さらに、該当する送信局のＭＲ画像をＭＲ画像取得部３０９が無線信号生成部３０２に出力するために、ＣＴＳフレームをＭＲ画像取得部３０９に出力する。
【００５９】
通信開始要求信号取得部３０６は、ＲＴＳフレームを取得し自局のＭＡＣアドレスが記載されていれば通信開始応答信号生成部３０５にＲＴＳフレームを出力する。ＣＴＳフレームや、ＲＴＳフレームであっても自局以外のＭＡＣアドレスが記載されている場合には、ＮＡＶを設定して無線信号生成部３０２にＮＡＶ情報を受信したフレームとともに出力する。
【００６０】
撮像画像取得部３０７は、無線信号取得部３０４が出力した圧縮撮像画像を伸長処理し、送信局の撮像部２１１が生成した撮像画像と略一致する画像データを取得する。取得した撮像画像は有線Ｉ／Ｆ部３０８に出力する。
【００６１】
有線Ｉ／Ｆ部３０８は、スイッチングハブにＧｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔケーブルなどの有線通信ケーブルを介して接続される。有線Ｉ／Ｆ部３０８は撮像画像を撮像画像取得部３０７から取得した場合、有線Ｉ／Ｆ部３０８からスイッチングハブに出力する。また、有線Ｉ／Ｆ部３０８はスイッチングハブからＭＲ画像を取得した場合は、ＭＲ画像取得部３０９にＭＲ画像を出力する。スイッチングハブは映像処理ＰＣからＭＲ画像を取得し受信局に転送方法として全受信局にブロードキャストに送信する。全ての送信局のＭＲ画像を有線Ｉ／Ｆ部３０８より受信した受信局は、送信局から撮像画像データを受信した場合に、ＲＤプロトコルを用いてＡＣＫにＭＲ画像を付与して送信する。
【００６２】
ＭＲ画像取得部３０９は、有線Ｉ／Ｆ部３０８からＭＲ画像を取得し、通信開始応答信号生成部３０５が出力したＣＴＳフレームのＭＡＣアドレスに基づき、ＣＴＳフレームのＭＡＣアドレスのユーザーに対応するＭＲ画像を無線信号生成部３０２に出力する。
【００６３】
映像処理ＰＣは、取得した撮像画像に基づき送信局の位置姿勢検出処理を行う。撮像画像の特徴点検出を行い、特徴点の移動をフレームにまたがって追跡することで位置姿勢の特定ができる。特徴点検出技術としては、たとえば公知の特徴点検出技術であるＦＡＳＴ（Features from Accelerated Segment Test）が挙げられる。ＦＡＳＴを用いることで特徴点の座標および特徴量の算出が可能となる。
【００６４】
映像処理ＰＣは、位置姿勢検出後に仮想物体を送信局の位置姿勢情報に基づき、送信局であるＨＭＤ装着者が仮想物体を観察した場合のＣＧ画像を撮像画像に重畳して描画したＭＲ画像データを生成する。そして、生成したＭＲ画像データを有線Ｉ／Ｆ部３０９を介して受信局に送信する。
【００６５】
＜送信局による受信局の選択方法＞
図４は、無線通信状況を示す図である。具体的には、発見した経路数が閾値以下の送信局が存在する無線通信状況の例を示している。図４では閾値を”２”とする。閾値は冗長度であり、通信端末は略同一のデータを２回送受信することを示す。
【００６６】
送信局４０１は、通信経路４１５を介して受信局４０４と接続し、映像処理ＰＣ４１０とデータ通信が可能である。送信局４０２は通信経路４１６を介して受信局４０４と、通信経路４１７を介して受信局４０６と、通信経路４１８を介して受信局４０７とそれぞれ接続し、映像処理ＰＣ４１１とデータ通信が可能である。送信局４０３は通信経路４１９を介して受信局４０５と、通信経路４２０を介して受信局４０６と、通信経路４２１を介して受信局４０９とそれぞれ接続し、映像処理ＰＣ４１２とデータ通信が可能である。受信局４０４、４０５、４０６、４０７、４０８、４０９は有線通信４１４を介してスイッチングハブ４１３と接続し、スイッチングハブ４１３は有線通信４１４を介して映像処理ＰＣ４１０、４１１、４１２と接続する。
【００６７】
発見している通信経路数に着目すると送信局４０１は”１”、送信局４０２は”３”、送信局４０３は”３”である。送信局４０１は受信局４０４とのみデータ通信に使用できる通信経路を発見しているため、送信局はデータ通信期間の開始時に受信局４０４にアンテナ指向性を向けてキャリアセンスを実行する。キャリアセンスを実行して無線信号を検出しなかった場合、送信局４０１はバックオフ期間待機してからＲＴＳフレームを受信局４０４に送信する。ここで送信局４０２がデータ通信に使用できる通信経路を発見している３つの受信局４０４、４０６、４０７の中から受信局４０４を選択した場合、送信局４０２も送信局４０１と同様にキャリアセンス後に受信局４０４に対してＲＴＳフレームを送信する。受信局４０４が送信局４０２にアンテナ指向性を向けてＣＴＳフレームを送信した場合、送信局４０２は受信局４０４とデータ通信を開始する。しかし受信局４０４が送信局４０２にアンテナ指向性を向けてＣＴＳフレームを送信するために、送信局４０１はＣＴＳフレームを検出できない。そのため、受信局４０４と送信局４０２が通信を実行することを判定できず、再び受信局４０４にアンテナ指向性を向けてキャリアセンスを実行し再度ＲＴＳフレームを送信する。
【００６８】
このように通信経路数が少ない受信局を他の送信局が相手局として選択してしまうと、送信局４０１が繰り返しＲＴＳフレームを送信したり、送信局４０２と受信局４０４との通信を妨害することになる。すなわち、「指向性隠れ端末問題」および「デフネス端末問題」が発生する。これら問題を回避するために、複数の通信経路を備える送信局は、通信経路の少ない送信局と同一の経路を除いて経路を選択する。また、受信局は、通信経路を発見した送信局の中に、通信経路の少ない送信局が含まれている場合は、通信経路の少ない送信局と通信を実行できるように動作する。この動作により相手局が通信中であることを検出できずにＲＴＳフレームを繰り返し送信しなくなるため、指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題による通信品質の劣化を回避することができる。
【００６９】
図４を用いて説明すると、送信局４０１は受信局４０４を相手局として選択し、送信局４０２は受信局４０６と受信局４０７を相手局として選択し、送信局４０３は受信局４０５と受信局４０６と受信局４０９を相手局として選択する。データ通信期間に送信局４０１は受信局４０４を選択し、アンテナ指向性を受信局４０４に向けてキャリアセンスを実行する。送信局４０２は受信局４０６または受信局４０７のいずれかを選択し、アンテナ指向性を選択した受信局に向けてキャリアセンスを実行する。
【００７０】
送信局４０３は受信局４０５、受信局４０６または受信局４０９のいずれかを選択し、アンテナ指向性を選択した受信局に向けてキャリアセンスを実行する。受信局４０４は送信局４０１および送信局４０２と通信経路を発見しているが、送信局４０１は発見した通信経路が少ないため、受信局４０４は送信局４０１を相手局に選択してアンテナ指向性を向ける。受信局４０５は送信局４０３を、受信局４０６は送信局４０２と送信局４０３のいずれかを、受信局４０７は送信局４０２を、受信局４０９は送信局４０３をそれぞれ選択してアンテナ指向性を向ける。この動作により送信局４０１と通信経路を発見している受信局４０４が、他の送信局と通信を開始することがないため、送信局４０１は受信局４０４とデータ通信を開始することができる。
【００７１】
また、複数の通信経路を発見している送信局は、ＲＴＳフレームに対するＣＴＳフレームを受信しなかった場合には他の受信局を選択してアンテナ指向性を向けてキャリアセンスおよびＲＴＳフレームの送信を実行する。これは例えば送信局４０２と送信局４０３がともに受信局４０６を選択して、受信局４０６が送信局４０２を選択した場合に、送信局４０３が送信局４０２と受信局４０６の通信が検出できず通信を妨害する可能性がある。ここで送信局４０３がＲＴＳフレームに対する応答を受信しなかった場合は別の受信局を選択してＲＴＳフレームを送信することで、相手局の通信が検出できない場合でも通信を妨害する可能性が減少できる。
【００７２】
図４の例では、送信局４０３が受信局４０６からＣＴＳフレームを受信しなかった場合には他の通信経路である受信局４０７を選択して、キャリアセンスおよびＲＴＳフレームの送信を行う。さらに送信局４０３は受信局４０７との通信完了後に再び受信局４０６を選択して、キャリアセンスおよびＲＴＳフレームの送信を行う。送信局４０２が受信局４０６を選択した時に送信局４０３が受信局４０６と通信中であったとしても、送信局４０２が受信局４０７と通信を実行している間に送信局４０３と受信局４０６の通信は完了している。そのため、送信局４０２が受信局４０６を再度選択してキャリアセンスおよびＲＴＳフレームを実行することで通信を開始することができる。これら動作により、通信経路が少ない送信局が送信機会を獲得できる確率を高めるとともに、通信経路が少ない送信局とは異なる通信経路を選択した送信局も、残りの通信経路を使用して冗長伝送を行い、通信品質を高めることができる。また、同一の受信局を複数の送信局が選択する場合でも、ＲＴＳフレームに対する応答が受信できない場合に他の受信局を選択することで、同一の受信局に繰り返しＲＴＳフレームを送信することがないため通信品質の劣化を防ぐことが出来る。
【００７３】
＜無線通信状況および通信経路情報＞
図５（ａ）は無線通信状況、図５（ｂ）は通信経路情報を示す図である。通信経路情報は、送信局が受信局と通信経路探索を実行した結果を示すテーブルである。テーブル５１９において、送信局１は送信局５０１、送信局２は送信局５０２、送信局３は送信局５０３、にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局５０４、受信局２は受信局５０５、受信局３は受信局５０６、受信局４は受信局５０７、受信局５は受信局５０８、受信局６は受信局５０９にそれぞれ対応する。
【００７４】
テーブル５１９で、送信局と受信局の交差部がそれぞれ通信経路探索を実行した結果を示している。例えば送信局１と受信局１の交差部にある「送信局：２  受信局：３  ３．９Ｇｂｐｓ」は送信局１と受信局１が通信経路探索を実行した結果、送信局１の指向性アンテナ”２”および受信局１の指向性アンテナ”３”を使用した場合に”３．９Ｇｂｐｓ”で通信可能であったことを示している。これは、通信経路５１０に対応している。同様に、反射物５１８を介した送信局１と受信局４の通信経路５１１は１．２Ｇｂｐｓであることを示す。送信局２と受信局１の通信経路５１２は３．９Ｇｂｐｓ、送信局２と受信局３の通信経路５１３は２．５Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局４の通信経路５１４は４．６Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局２の通信経路５１５は３．１Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局３の通信経路５１６は３．９Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局６の通信経路５１７は４．６Ｇｂｐｓであることを示している。
【００７５】
「経路無し」は通信経路探索を実行した結果、発見した経路の通信品質が５００Ｍｂｐｓ未満であったことを示し、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄではシングルキャリア変調方式でのＭＣＳ１に該当する。「４．６Ｇｂｐｓ」はＭＣＳ１２に該当し、ＭＣＳ１とＭＣＳ１２の要求受信感度の差は１５ｄＢであるため、見通し内伝搬で無線局同士がアンテナ指向性を互いに向けた状態でなくても通信が可能であることを示している。
【００７６】
よって、「経路無し」は複数回反射して受信される無線信号など、安定して高い受信品質では受信できない経路を示している。例えば高速・低遅延が要求されるビデオ映像データの通信には使用できないが、データレートの低い制御信号や通信経路情報などのデータのみが通信可能な経路である。各送信局は経路探索を実行した後に制御局および受信局に対して通信経路探索結果を送信する。通信経路探索結果を受信した制御局および受信局は、制御局を含む受信局間で有線通信ケーブルを介して通信経路探索結果を共有および更新する。全ての送信局の通信経路探索結果を取得した制御局および受信局は送信局に対して通信経路情報を送信する。送信局は受信した通信経路情報に基づき他の送信局の所有する通信経路数を取得する。
【００７７】
＜システムの動作＞
以下では、図６、図７を参照して第１実施形態の無線通信システムの送信局の動作を説明する。また、図８〜図１０を参照して受信局の動作を説明する。
【００７８】
＜システム起動時における送信局および受信局の通信設定手順＞
はじめに、システム起動時における送信局および受信局の通信設定手順を説明する。図６（ａ）は、システム起動時に送信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。図８は、システム起動時に受信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。
【００７９】
Ｓ６０１では、送信局は、無線通信システムに参加する全ての無線局について、送信局と受信局のいずれかであるかと、送信局と受信局のＭＡＣアドレスをそれぞれ取得する。ＭＡＣアドレスはシステム起動前にユーザーにより取得する。同様に、Ｓ１１０１では、受信局は、無線通信システムに参加する全ての無線局について、送信局と受信局のいずれかであるかと、送信局と受信局のＭＡＣアドレスをそれぞれ取得する。ＭＡＣアドレスはシステム起動前にユーザーにより取得する。
【００８０】
Ｓ６０２では、送信局は、制御局が送信したビーコン情報およびＰｏｌｌフレームを受信し、ＳＰＲフレームによる帯域割当を要求する。Ｇｒａｎｔフレームにより帯域を取得した送信局は、Ｓ６０１で取得した受信局のＭＡＣアドレスのいずれかを記載してＳＳＷフレームを送信し、通信経路探索を開始する。通信経路探索を完了した結果は通信経路探索結果として通信経路情報数管理部が記録する。Ｓ６０３では、送信局は、Ｓ６０１で取得した全ての受信局と一度は通信経路探索を実行したかを判定する。全ての受信局と通信経路探索を実行していればＳ６０４に進み、一度も通信経路探索を完了していない受信局が存在すればＳ６０２に進む。
【００８１】
Ｓ１１０２では、受信局は、自局のＭＡＣアドレスが記載されたＳＳＷフレームを受信してから通信経路探索を実行し、通信経路探索を完了したらＳ１１０３に進む。Ｓ１１０３では、受信局は、Ｓ１１０１で取得した全ての送信局と一度は通信経路探索を実行したかを判定する。全ての送信局と通信経路探索を実行していればＳ１１０４に進み、一度も通信経路探索を完了していない送信局が存在すればＳ１１０２に進む。
【００８２】
Ｓ６０４では、送信局は、他の送信局に対してＳ６０２で実行した通信経路探索結果を、制御局を中継局として通知する。いずれかの送信局から通信経路探索結果を取得した制御局はブロードキャスト送信を実行し、ネットワーク内に存在する全ての無線局に対して通信経路探索結果を通知する。送信局は制御局への通信を完了したらＳ６０５に進む。
【００８３】
Ｓ６０５では、送信局は、制御局から通信経路探索結果を受信し、全送信局の通信経路探索結果を取得してＳ６０６に進む。同様に、Ｓ１１０４では、受信局は、制御局から通信経路探索結果を受信し、全送信局の通信経路探索結果を取得してＳ１１０５に進む。
【００８４】
Ｓ６０６では、送信局は、送信局毎に無線通信で使用するアプリケーションの伝送レートおよび冗長度を決定する伝送路設定手順を実行する。図６（ｂ）は送信局が通信設定手順および通信手順中に実行する伝送路設定手順を示す図である。
【００８５】
Ｓ７０１では、送信局は、アプリケーションの伝送レートを取得する。アプリケーションの伝送レートは撮像画像およびＭＲ画像の圧縮処理後のデータレートを示す。アプリケーションの伝送レートは後段の処理で無線通信状況に応じて適応的に更新し、高速の無線通信経路が存在しない場合は圧縮率を上げて伝送レートを下げるように動作する。アプリケーションの伝送レートの初期値はシステム起動前にユーザーにより設定され、第１実施形態では初期値で２００Ｍｂｐｓを設定する。なお、アプリケーションの伝送レートの初期値は全ての送信局で同じ値を設定する。アプリケーションの伝送レート取得が完了したらＳ７０２に進む。
【００８６】
Ｓ７０２では、送信局は、システムの冗長度を取得する。システムの冗長度は、略同一の撮像画像データおよびＭＲ画像データを無線通信する回数を示し、例えば冗長度が”２”の場合は、異なる２つの受信局に略同一のデータを送信するか、同じ受信局に２回略同一のデータを送信することを示す。冗長度を上げることで無線通信帯域を多く占有するが、無線通信システムの信頼性を高めることができる。冗長度は後段の処理で無線通信状況に応じて適応的に更新し、通信経路が少ないユーザーが存在する場合には冗長度を下げるように動作する。冗長度の初期値はシステム起動前にユーザーにより設定され、第１実施形態では全ての送信局で同じ初期値である”２”を設定する。なお、アプリケーションの伝送レートおよび冗長度の初期値は伝送路設定手順を起動する毎に同じ初期値を設定しても、直前の数ビーコン期間の通信品質に基づいて決定してもよい。例えば直前の数ビーコン期間でエラー無く画像データを伝送できた場合には、アプリケーションの伝送レートまたは冗長度を上げるように動作してもよい。取得が完了したらＳ７０３に進む。
【００８７】
Ｓ７０３では、送信局は、通信経路の要求通信品質を決定する。通信経路の要求品質は、システムの送信局数、アプリケーションの伝送レート、冗長度の積に基づいて決定する。システムの送信局数が”３”、アプリケーションの伝送レートが”２００Ｍｂｐｓ”、冗長度が”２”であるため、積は１．２Ｇｂｐｓである。いま、システムに存在する全ての送信局が物理層の伝送速度が１．２Ｇｂｐｓ未満の無線通信経路を使用した場合、送信局によっては所定の期間内に通信機会を取得できず通信タイミングが遅延する。そのため、送信局が撮像画像を送信してから対応するＭＲ画像を取得するまでの遅延が大きくなる。遅延が大きくなる場合、ユーザーのＭＲシステムへの没入感が減少するため、システムに存在する送信局は物理層の伝送速度が上述の積にマージンを取るために一定の値を掛けた伝送速度未満の無線通信経路は使用しないように動作する。第１実施形態ではマージンを取るための値を”１．５”とし、１．２Ｇｂｐｓ×１．５＝１．８Ｇｂｐｓを通信経路の要求品質とする。送信局は通信経路の要求品質を決定したらＳ７０４に進む。
【００８８】
Ｓ７０４では、送信局は、Ｓ６０２で実行した受信局毎の通信経路情報に基づき、自局が使用可能な受信局および通信経路を選択する。通信経路の選択が完了したらＳ７０５に進む。Ｓ７０５では、送信局は、他の送信局にＳ７０４で選択した受信局および通信経路の情報を無線通信するとともに、他の送信局から同様の情報を取得する。取得が完了したらＳ７０６に進む。
【００８９】
Ｓ７０６では、送信局は、発見した通信経路の数が所定数未満（冗長数未満）の送信局が規定値未満存在するかを判定する。ここで規定値はシステムに存在する送信局の５０％とする。発見した通信経路が閾値未満の送信局が、例えば全ての送信局の半分以上存在する場合、特定の送信局が受信局を占有して使用する送信局が増えるため、複数通信経路を発見した送信局であっても実際に使用できる受信局は限定される。また、発見した通信経路が少ない送信局はＲＴＳフレームに対する応答がなくても再度同じ受信局にＲＴＳフレームを繰り返し送信する。そのため、指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題を引き起こす要因になり、複数通信経路を発見した送信局であっても、通信効率が低下する可能性が高い。
【００９０】
システムに存在する５０％未満の送信局が通信経路を発見できていない場合には、通信経路を発見できていない送信局が送信機会を取得できるように動作しＲＴＳフレームを繰り返し送信する。システムに存在する５０％以上の送信局が通信経路を発見できていない場合には、冗長度およびアプリケーションの伝送レートを下げて複数の通信経路を使用するように動作する。このように動作することで、冗長度およびアプリケーションの伝送レートを一定の値に保ちながら、指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題が発生して通信品質が劣化する可能性を低減することが出来る。
【００９１】
・経路数が冗長数未満の送信局が存在しない場合
Ｓ７０６において、発見した通信経路の数が冗長数未満の送信局が存在しない（すなわち、全ての送信局における経路数が所定数以上）と判定される通信経路状況について説明する。図１１は、無線通信状況および受信局選択結果を示す図である。テーブル１４２０において、送信局１は送信局１４０１、送信局２は送信局１４０２、送信局３は送信局１４０３にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局１４０４、受信局２は受信局１４０５、受信局３は受信局１４０６、受信局４は受信局１４０７、受信局５は受信局１４０８、受信局６は受信局１４０９にそれぞれ対応する。
【００９２】
テーブル１４２０において、送信局と受信局の交差部が、それぞれ通信経路探索を実行した結果を示している。例えば、送信局１と受信局１の交差部にある「送信局：２  受信局：３  ３．９Ｇｂｐｓ」は、送信局１の指向性アンテナ”２”および受信局１の指向性アンテナ”３”を使用した場合に”３．９Ｇｂｐｓ”で通信可能であったことを示している。これは、通信経路１４１０に対応している。
【００９３】
同様に、送信局１と受信局２の通信経路１４１１は４．６Ｇｂｐｓ、送信局１と受信局４の反射物１４１９を介した通信経路１４１２は１．２Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局１の通信経路１４１３は３．９Ｇｂｐｓ、送信局２と受信局３の通信経路１４１４は２．５Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局４の通信経路１４１５は４．６Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局２の通信経路１４１６は３．１Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局３の通信経路１４１７は３．９Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局６の通信経路１４１８は４．６Ｇｂｐｓであることを示している。
【００９４】
Ｓ７０６において、送信局は、自局が発見した通信経路の中で１．８Ｇｂｐｓ未満の通信経路は除外して発見した通信経路の数を計測し、Ｓ７０２で設定した冗長度と比較する。送信局１は受信局４との通信経路１４１２が１．２Ｇｂｐｓであるため除外し、受信局１との通信経路１４１０と、受信局２との通信経路１４１１の２つの通信経路に対して冗長度が２であるため、通信経路を冗長度以上に発見できていることになる。同様に、送信局２は発見できた３つの通信経路が全て１．８Ｇｂｐｓ以上であるため、通信経路を冗長度以上に発見できていることになる。さらに、送信局３も発見できた３つの通信経路が全て１．８Ｇｂｐｓ以上であるため、通信経路を冗長度以上に発見できている。
【００９５】
よって、Ｓ７０６において、送信局は、テーブル１４２１を参照し全ての送信局が冗長度以上に通信経路を発見できていると判定し、Ｓ７０８に進む。
【００９６】
・経路数が冗長数未満の送信局が規定値未満存在する場合
Ｓ７０６において、発見した通信経路の数が冗長数未満の送信局の台数が規定値未満であると判定される通信経路状況について説明する。図１２は、他の無線通信状況および受信局選択結果を示す図である。
【００９７】
テーブル１５１９において、送信局１は送信局１５０１、送信局２は送信局１５０２、送信局３は送信局１５０３にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局１５０４、受信局２は受信局１５０５、受信局３は受信局１５０６、受信局４は受信局１５０７、受信局５は受信局１５０８、受信局６は受信局１５０９にそれぞれ対応する。
【００９８】
テーブル１５１９において、送信局と受信局の交差部が、それぞれ通信経路探索を実行した結果を示している。例えば送信局１と受信局１の交差部にある「送信局：２  受信局：３  ３．９Ｇｂｐｓ」は、送信局１の指向性アンテナ”２”および受信局１の指向性アンテナ”３”を使用した場合に”３．９Ｇｂｐｓ”で通信可能であったことを示している。これは、通信経路１５１０に対応している。
【００９９】
同様に、反射物１５１８を介した送信局１と受信局４の通信経路１５１１は１．２Ｇｂｐｓ、送信局２と受信局１の通信経路１５１２は３．９Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局３の通信経路１５１３は２．５Ｇｂｐｓ、送信局２と受信局４の通信経路１５１４は４．６Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局２の通信経路１５１５は３．１Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局３の通信経路１５１６は３．９Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局６の通信経路１５１７は４．６Ｇｂｐｓであることを示している。
【０１００】
Ｓ７０６において、送信局は、自局が発見した通信経路の中で１．８Ｇｂｐｓ未満の通信経路は除外して発見した通信経路の数を計測し、Ｓ７０２で設定した冗長度と比較する。送信局１は受信局４との通信経路１５１１が１．２Ｇｂｐｓであるため除外し、受信局１との通信経路１５１０のみ１つの通信経路に対して冗長度が２であるため、通信経路数が冗長度未満であることを示す。送信局２は発見できた３つの通信経路が全て１．８Ｇｂｐｓ以上であるため、通信経路を冗長度以上に発見できていることになる。さらに、送信局３も発見できた３つの通信経路が全て１．８Ｇｂｐｓ以上であるため、通信経路を冗長度冗長度以上に発見できている。
【０１０１】
よって、Ｓ７０６において、送信局は、テーブル１５２０を参照し通信経路を発見できていない送信局の数が５０％未満であると判定し、Ｓ７０７に進む。Ｓ７０７では、送信局は、Ｓ７０６で経路数が閾値未満の送信局を保護送信局として記憶し、Ｓ７０９に進む。
【０１０２】
・経路数が冗長数未満の送信局が規定値以上存在する場合
Ｓ７０６において、発見した通信経路の数が冗長数未満の送信局が規定値以上存在すると判定される通信経路状況について説明する。図１３は、更に他の無線通信状況および受信局選択結果を示す図である。
【０１０３】
テーブル１６１９において、送信局１は送信局１６０１、送信局２は送信局１６０２、送信局３は送信局１６０３にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局１６０４、受信局２は局１６０５、受信局３は受信局１６０６に対応する。受信局４は受信局１６０７、受信局５は受信局１６０８、受信局６は受信局１６０９にそれぞれ対応する。
【０１０４】
テーブル１６１９において、送信局と受信局の交差部がそれぞれ通信経路探索を実行した結果を示し、例えば送信局１と受信局１の交差部にある「送信局：２  受信局：３  ３．９Ｇｂｐｓ」は、送信局１の指向性アンテナ”２”および受信局１の指向性アンテナ”３”を使用した場合に”３．９Ｇｂｐｓ”で通信可能であったことを示している。これは、通信経路１６１０に対応している。
【０１０５】
同様に、反射物１６１７を介した送信局１と受信局４の通信経路１６１１は１．２Ｇｂｐｓ、反射物１６１８を介した送信局１と受信局５の通信経路１６１２は１．２Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局１の通信経路１６１３は３．９Ｇｂｐｓ、反射物１６１８を介した送信局２と受信局２の通信経路１６１４は１．２Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局２の通信経路１６１５は３．１Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局６の通信経路１５１７は４．６Ｇｂｐｓであることを示している。
【０１０６】
Ｓ７０６において、送信局は、自局が発見した通信経路の中で１．８Ｇｂｐｓ未満の通信経路は除外して発見した通信経路の数を計測し、Ｓ７０２で設定した冗長度と比較する。送信局１は受信局４との通信経路１６１１および受信局５との通信経路１６１２が１．２Ｇｂｐｓであるため除外し、受信局１との通信経路１６１０のみ１つの通信経路に対して冗長度が２であるため、通信経路数が冗長度未満であることを示す。
【０１０７】
送信局２は受信局２との通信経路１６１１が”１．２Ｇｂｐｓ”であるため除外し、受信局１との通信経路１６１３のみ１つの通信経路に対して冗長度が”２”であるため、通信経路数が冗長度未満であることを示す。送信局３は発見できた２つの通信経路が全て１．８Ｇｂｐｓ以上であるため、通信経路を冗長度以上発見できていることになる。この状況では送信局１と送信局２が互いに受信局１に対して通信を実行しようとするため、指向性隠れ端末およびデフネス端末問題が発生する可能性が高まる。
【０１０８】
また、送信局２が受信局１ではなく例えば受信局４と１．８Ｇｂｐｓ以上の通信経路発見している場合には、送信局１は受信局１と無線通信を行い、送信局２は受信局４と無線通信を行う。このケースでは互いに同じ受信局を占有することはないが、位置姿勢の変化や通信環境の変化に伴い受信局と通信できなくなった場合であっても繰り返し同じ受信局にＲＴＳフレームを送信するため、無線システム全体の通信品質が劣化する可能性がある。
【０１０９】
よって、Ｓ７０６において、送信局は、テーブル１６２０を参照し規定値である５０％以上の送信局が、冗長度以上に通信経路を発見できていないと判定し、Ｓ７０８に進む。Ｓ７０８では、送信局は、自局の発見した通信経路が閾値未満である場合には、アプリケーションの伝送レートまたはシステムの冗長度のいずれかを下げる。
【０１１０】
図１３の例では、送信局１および送信局２がアプリケーションの伝送レートまたはシステムの冗長度を更新するように動作する。いま、ユーザー数が”３”、アプリケーションの伝送レートが”２００Ｍｂｐｓ”、冗長度が”２”、マージンの係数が”１．５”であり、要求通信経路品質が”１．８Ｇｂｐｓ”である。そのため、アプリケーションの伝送レートを１００Ｍｂｐｓに更新する。冗長度が例えば”４”や”３”の値を設定していれば、冗長度を”２”に減らして要求通信経路品質に下げることも可能であるが、冗長度は最低値が”２”であるため、第１実施形態ではアプリケーションの伝送レートを下げる。要求通信経路品質を再計算するためにＳ７０１に進む。
【０１１１】
上述のＳ７０１〜Ｓ７０８を経て、通信経路状況が更新されることになる。テーブル１６２１は、アプリケーションの伝送レートを２００Ｍｂｐｓから１００Ｍｂｐｓに更新した後の通信経路状況を示す。送信局１は１つの通信経路であったのが３つに増え、送信局２は１つの通信経路であったのが２つに増える。これにより冗長伝送が可能になったことに加え、同一の受信局に繰り返しＲＴＳフレームを送信する動作を行う可能性がなくなるため、通信品質を高めることが出来る。アプリケーションの伝送レートを更新した結果、Ｓ７０６での判定結果は「経路数が冗長数未満の送信局は存在しない」となるため、Ｓ７０９に進む。
【０１１２】
Ｓ７０９では、送信局は、通信経路状況を受信局に無線通信する。通信経路状況は送信局が、自局が通信経路を発見している受信局に対してアンテナ指向性を向けて送信するとともに、アンテナ指向性を最も広範な指向性であるＤＭＧアンテナ指向性に設定して送信することで全ての受信局に対して通知する。送信局は通信経路状況を記載した無線パケットの送信が完了したらＳ７１０に進む。Ｓ１１０５では、受信局は、送信局から通信経路状況を記載した無線パケットの受信が完了したら通信設定手順を完了する。
【０１１３】
Ｓ７１０では、送信局は、通信モード設定手順を実行する。図６（ｃ）は送信局が伝送路設定手順中に実行する通信モード設定手順を示している。
【０１１４】
Ｓ８０１では、送信局は、システムに保護送信局が存在するかを判定する。システムに保護送信局がいない場合はＳ８０２に進み、システムに保護送信局が存在する場合はＳ８０３に進む。図１１および図１３の例では、システムに保護送信局が存在しないためＳ８０２に進む。図１２の例では、送信局１が保護送信局であるためＳ８０３に進む。
【０１１５】
Ｓ８０２では、送信局は、通信モードを通常に設定する。詳細は図９（ａ）で後述するが、通信モードが通常であることはシステムに参加している全ての送信局が冗長度以上に通信経路を発見できていることを示しているため、送信局はそれぞれ発見した通信経路の中から任意の通信経路を選んで通信を実行する。送信局は通信モードを通常に設定したら通信モード設定手順および通信設定手順を完了する。
【０１１６】
Ｓ８０３では、送信局は、自局が保護送信局である場合はＳ８０４に進み、自局が保護送信局でない場合はＳ８０５に進む。図１２の例では送信局１は自局が保護送信局であるためＳ８０４に進み、送信局２および送信局３は自局が保護送信局ではないためＳ８０６に進む。Ｓ８０４では、送信局は、通信モードを被保護に設定する。設定が完了したら通信モード設定手順および通信設定手順を完了する。Ｓ８０５では、送信局は、通信モードを保護に設定する。設定が完了したら通信モード設定手順および通信設定手順を完了する。
【０１１７】
通信モードを被保護および保護に設定することは、システムに参加している送信局の中で冗長度以上に通信経路を発見できていない送信局が存在することを示している。通信モードを保護に設定した送信局は、通信経路数が閾値未満の送信局と同じ受信局を相手局として選択しないように動作する。また、通信モードを被保護に設定した送信局は、占有して受信局を使用できることを示している。そのため、ＲＴＳフレームに対する応答を受信しなかった場合でも、同じ受信局に対してＲＴＳフレームを再送することで、被保護に設定した送信局が通信を実行できる可能性を高めることが出来る。
【０１１８】
＜システム稼働中における送信局および受信局の通信手順＞
次に、システム稼働中における送信局および受信局の通信手順について説明する。図７（ａ）は、システム稼働中に送信局が実行する通信手順のフローチャートである。図９は、システム稼働中に受信局が実行する通信手順のフローチャートである。
【０１１９】
Ｓ９０１では、送信局は、現在の時刻がデータ通信期間であるかを直前に受信したビーコンフレームに基づき判定する。データ通信期間の始まりの時刻と、データ通信期間長が記載されたビーコンフレームを受信した送信局は、データ通信期間と判定すればＳ９０７に進み、データ通信期間ではなく通信経路探索期間であると判定した場合にはＳ９０２に進む。通信経路探索期間は送信局と受信局が新たな通信経路を探索する期間であり、通信経路探索手順はＩＥＥＥ８０２．１１ａｄのＳＬＳプロトコルおよびＢＲＰプロトコルで実行する。
【０１２０】
Ｓ１２０１では、受信局は、現在の時刻がデータ通信期間であるかを直前に受信したビーコンフレームに基づき判定する。データ通信期間の始まりの時刻と、データ通信期間長が記載されたビーコンフレームを受信した受信局は、データ通信期間と判定すればＳ１２０６に進み、データ通信期間ではなく通信経路探索期間であると判定した場合にはＳ１２０２に進む。Ｓ９０２では、送信局は、自局の通信モードを判定し、通信モードが通常または被保護であればＳ９０３に進み、保護であればＳ９０４に進む。
【０１２１】
Ｓ９０３では、送信局は、経路探索を実行する。経路探索手順はＳ６０２と同一であり、制御局のＰｏｌｌフレームに対してＳＰＲフレームを応答し、通信帯域が取得出来ればＳＳＷフレームでＳＬＳプロトコルを開始する。通信経路探索が完了したらＳ９０５に進む。
【０１２２】
Ｓ９０４では、送信局は、Ｎビーコン期間毎に通信経路を実行し、ここではＮを送信局の数とする。通信モードが保護であることは、システム内に通信経路を冗長度以上に発見できていない送信局が存在することを示す。そのため、毎ビーコン期間毎ではなく一定期間ごとに通信経路探索を実行することで、通信経路数が少ない送信局が優先的に経路探索を実行できるようになる。通信モードが保護である送信局は、制御局のＰｏｌｌフレームに対してＮビーコン期間毎にＳＰＲフレームを送信するように動作し、Ｓ９０５に進む。
【０１２３】
Ｓ１２０２では、受信局は、任意の方向に受信アンテナ指向性を向けて無線信号の受信動作を行い、Ｓ１２０３に進む。Ｓ１２０３では、受信局は、無線信号の検出を実行する。Ｓ１２０３で受信局が受信するフレームは、自局のＭＡＣアドレスが記載したＳＳＷフレームか、自局以外のＭＡＣアドレスが記載したＳＳＷフレームか、送信局が通信帯域を取得するために制御局と送受信を行うフレームのいずれかである。受信局は自局のＭＡＣアドレスが記載したＳＳＷフレームを受信した場合は通信経路探索を実行するためにＳ１２０４に進む。自局のＭＡＣアドレスが記載されたＳＳＷフレーム以外のパケットを受信するか、一定期間パケットを受信しない場合には、Ｓ１２０１に戻る。Ｓ１２０４では、受信局は、送信局と経路探索を実行する。経路探索手順はＳＬＳプロトコルおよびＢＲＰプロトコルであり、通信経路探索が完了したらＳ１２０５に進む。
【０１２４】
Ｓ９０５では、送信局は、伝送路設定手順を実行する。伝送路設定手順は、システム起動時に送信局が行う通信設定手順内の伝送路設定手順と同一である。伝送路設定手順を完了した送信局はＳ９０１に戻る。
【０１２５】
Ｓ１２０５では、受信局は、送信局が直前のデータ通信または経路探索の結果に基づいて伝送路設定を更新した結果を取得する。送信局の通信経路数情報や相手受信局を記載した経路探索結果を取得した受信局はＳ１２０１に進む。
【０１２６】
Ｓ９０６では、送信局は、データ通信期間にデータを行う受信局を選択する、受信局選択手順を実行する。データ通信はＲＴＳ／ＣＴＳフレームに基づいて実行する為、受信局を選択することはＲＴＳフレームに記載する受信局のＭＡＣアドレスを決定することである。受信局選択手順の詳細については図７（ｂ）を参照して後述する。
【０１２７】
Ｓ９０７では、送信局は、送信アンテナ指向性および受信アンテナ指向性をＳ９０６で選択した受信局に向けて設定し、設定が完了したらＳ９０８に進む。Ｓ９０８では、送信局は、Ｓ９０６で選択した受信局のＭＡＣアドレスを記載したＲＴＳフレームを、Ｓ９０７で設定した送信アンテナ指向性で送信する。送信動作が完了したら受信動作を開始し、Ｓ９０９に進む。
【０１２８】
Ｓ１２０７では、受信局は、送信アンテナ指向性および受信アンテナ指向性をＳ１２０６で選択した送信局に向けて設定した後、受信動作を開始し、Ｓ１２０８に進む。Ｓ１２０８では、受信局は、無線信号の受信結果を判定する。無線信号を受信しなかった場合にはＳ１２０６に進み、再度送信局選択手順を実行する。自局のＭＡＣアドレスが記載したＲＴＳフレームを受信した場合、Ｓ１２０９に進む。自局のＭＡＣアドレスが記載したＲＴＳフレーム以外の無線パケットを受信した場合、Ｓ１２１０に進む。
【０１２９】
Ｓ１２０９では、受信局は、Ｓ１２０８で受信したＲＴＳフレームへの応答としてＣＴＳフレームを、Ｓ１２０７で設定した送信アンテナ指向性で送信する。ＣＴＳフレームの送信が完了したらＳ１２１１に進む。
【０１３０】
Ｓ１２１０では、受信局は、Ｓ１２０８で受信した無線パケットに基づき、ＮＡＶを設定する。ＮＡＶの期間が満了したら、Ｓ１２０６に進み、再度送信局選択手順を実行する。
【０１３１】
Ｓ９０９では、送信局は、無線信号の受信結果を判定する。無線信号を受信しなかった場合にはＳ９１０に進む。自局のＭＡＣアドレスが記載したＣＴＳフレームを樹脂印した場合、Ｓ９１１に進む。自局のＭＡＣアドレスが記載したＣＴＳフレーム以外の無線パケットを受信した場合、Ｓ９１２に進む。
【０１３２】
Ｓ９１０では、送信局は、ＲＴＳフレームの再送回数を判定し、再送回数が閾値以内であればＳ９０８に進み再度ＲＴＳフレームを送信する。再送回数が閾値に達していればＳ９０６に進み、再度受信局を選択する。受信局は送信局を自局が通信経路を判定している送信局の中から選択するため、通信経路を多く発見している受信局の場合、自局が送信局として選択されていない可能性がある。ＲＴＳフレームの再送回数は最大でも送信局の数であり、このように設定することでＲＴＳフレームを必要以上に再送することがなくなり、指向性隠れ端末問題およびデフネス端末問題が発生する可能性が低減できる。
【０１３３】
Ｓ９１１では、送信局は、ＣＴＳフレームを送信した受信局とデータ通信を開始する。データ通信は双方向データ通信を実行するためにＲＤプロトコルを用いて行う。データ通信が完了したらＳ９１３に進む。
【０１３４】
Ｓ１２１１では、受信局は、ＲＴＳフレームを送信した送信局とデータ通信を開始する。データ通信は双方向データ通信を実行するためにＲＤプロトコルを用いて行う。データ通信が完了したらＳ１２１２に進む。
【０１３５】
Ｓ９１２では、送信局は、Ｓ９０９で受信した無線パケットに基づき、ＮＡＶを設定する。ＮＡＶの期間が満了したら、Ｓ９０６に進み、再度受信局選択手順を実行する。Ｓ９１３では、送信局は、データ通信を冗長数完了したかを判定する。冗長数実行していれば、このビーコン期間でのデータ通信を完了し、データ通信が完了していない場合はＳ９０６に進み、再度受信局選択手順を実行する。
【０１３６】
Ｓ１２１２では、受信局は、データ通信期間が終了したかを判定する。データ通信期間が終了した場合は、このビーコン期間でのデータ通信を完了し、データ通信期間が完了していない場合はＳ１２０６に進み、再度送信局選択手順を実行する。
【０１３７】
図７（ｂ）は送信局が通信手順中に実行する受信局選択手順を示している。
【０１３８】
Ｓ１００１では、送信局は、自局の通信モードを判定する。通信モードが通常である場合には送信局はＳ１００２に進み、通信モードが保護である場合には送信局はＳ１００３に進み、通信モードが被保護である場合にはＳ１００４に進む。
【０１３９】
Ｓ１００２では、送信局は、通信相手となる受信局を、Ｓ９１０でＲＴＳフレームを閾値回数送信した受信局およびビーコン期間にデータ通信した受信局、以外の通信経路を発見した受信局の中から選択する。ＲＴＳフレームを送信して応答のない受信局は、通信環境の変化により通信経路が存在しなくなった受信局か、他の送信局とデータ通信を実行していてＲＴＳフレームに対するＣＴＳフレームを送信できない受信局のいずれかである。そこで送信局はＲＴＳフレームに対する応答が一定期間受信できない場合には他の受信局を選択することで、繰り返しＲＴＳフレームを送信することによる通信効率の悪化が発生する可能性を低減することができる。他にも、ビーコン期間内に既にデータ通信を実行した受信局以外の受信局を選択することで、異なる方向に位置する受信局とデータ通信が実行できるため、冗長通信の信頼性を高めることが出来る。
【０１４０】
図１１の例では、送信局１は受信局１・受信局２のいずれかから選択し、送信局２は受信局１・受信局３・受信局４のいずれかから選択し、送信局３は受信局２・受信局３・受信局６のいずれかから選択する。受信局の選択を完了したら受信局選択手順を終了し、Ｓ９０７に進む。
【０１４１】
Ｓ１００３では、送信局は、通信相手となる受信局を、ＲＴＳフレームを閾値回数送信した受信局、ビーコン期間に既にデータ通信を実行した受信局、保護送信局が発見した経路に対応する受信局、以外の通信経路を発見した受信局の中から選択する。通信経路が少ない送信局と同じ受信局を選択しないことで、通信経路が少ない送信局がデータ通信を実行できる可能性を高めることができる。
【０１４２】
図１２の例では、送信局２は受信局１を除いて、受信局３・受信局４のいずれかから選択し、送信局３は受信局２・受信局３・受信局６のいずれかから選択する。受信局の選択を完了したら受信局選択手順を終了し、Ｓ９０７に進む。
【０１４３】
Ｓ１００４では、送信局は、通信相手となる受信局を、自局が発見した通信経路に対応する受信局から選択する。被保護の送信局と通信経路を発見している受信局を他の送信局が使用することはないため、ＲＴＳフレームに対する応答を受信できない場合に再度ＲＴＳフレームを送信しても、受信局の通信を妨害することはなく通信を開始することが出来る。図１２の例では、送信局１は受信局１を選択し、受信局の選択を完了したら受信局選択手順を終了し、Ｓ９０７に進む。
【０１４４】
Ｓ１２０６では、受信局は、データ通信期間にデータ通信を実行する送信局を選択する、送信局選択手順を実行する。データ通信はＲＴＳ／ＣＴＳフレームに基づいて実行する為、送信局を選択することはＲＴＳフレームの受信待機中の受信アンテナ指向性の向きや、応答するＲＴＳフレームのＭＡＣアドレスを決定することである。送信局選択手順の詳細については図１０を参照して説明する。
【０１４５】
図１０は、受信局が実行する送信局選択手順のフローチャートである。Ｓ１３０１では、受信局は、システム内に通信モードが被保護の送信局が存在するかを判定し、存在していなければＳ１３０３に進み、存在すればＳ１３０２に進む。
【０１４６】
Ｓ１３０２では、受信局は、通信モードが被保護の送信局と通信経路を発見しているかを判定する。通信経路を発見していなければＳ１３０３に進み、通信経路を発見していればＳ１３０４に進む。
【０１４７】
Ｓ１３０３では、受信局は、通信相手となる送信局を、ＲＴＳフレームを受信するために一定期間受信動作を実行した送信局、ビーコン期間に既にデータ通信を実行した送信局、以外の通信経路を発見した送信局の中から選択する。被保護送信局が存在しないか、被保護送信局が存在しても自局と経路を発見していない場合、受信局は通信経路を発見したいずれの送信局からもＲＴＳフレームを受信できるように動作することで、送信局が冗長伝送を実行できる確率を高めることが出来る。
【０１４８】
図１１の例では、受信局１は送信局１・送信局２のいずれかから選択し、受信局２は送信局１・受信局３のいずれかから選択し、受信局３は送信局２・送信局３のいずれかから選択し、受信局４は送信局２を選択し、受信局６は送信局３を選択する。なお、受信局５はいずれの送信局とも通信経路を発見していないため、データ通信期間には受信動作を行わない。送信局の選択を完了したら送信局選択手順を終了し、Ｓ１２０７に進む。
【０１４９】
Ｓ１３０４では、受信局は、通信相手となる送信局を、被保護送信局とする。送信局の選択を完了したら送信局選択手順を終了し、Ｓ１２０７に進む。
【０１５０】
以上説明したとおり第１実施形態によれば、送信局は、送信局および受信局のそれぞれで発見した通信経路数に基づいて、通信開始要求信号の送信先となる受信局を選択する。この制御により、通信経路数の少ない送信局が送信権を獲得する確率を高めることが可能となり、通信の堅牢性を高めることが可能となる。
【０１５１】
また、この方式は、通信パケットの衝突が予想される場合に予め受信局を選択して衝突を回避する方式である。そのため、制御信号を送信して衝突を回避する方式に比較して無線通信システムのオーバーヘッドが少ない。さらに、制御信号をデータ通信を実行する受信局以外の方向に送信しないため、互いに干渉しない無線局の通信を妨害せず、無線通信システム全体のスループットが下がる可能性を低減する効果もある。
【０１５２】
（第２実施形態）
第２実施形態では、送信局それぞれがネットワークを構成し、ネットワークに参加する受信局を選択する形態について説明する。
【０１５３】
第１実施形態のように、送信局および受信局が同じネットワーク内に存在する場合、全ての無線局に電波が届くような場所に制御局を設置する必要がある。そのため、受信局を制御局とした場合、受信局間でも制御フレームの送受信が必要となり、受信局の設置場所に制約が生じる。また、送信局を制御局にした場合でも、送信局同士で制御フレームの送受信が必要となるため、制御局となった送信局は他の送信局および受信局から離れた位置に移動できないなど、システムの利便性が損なわれる可能性がある。
【０１５４】
そこで、送信局を制御局にして送信局毎にネットワークを構成することで、第１実施形態と比較して受信局の設置場所に関して制約の少ない、また、送信局の移動範囲の制約も少ないシステムを提供することが出来る。なお、第１実施形態の構成及び動作が同様のブロックについては説明は省略する。
【０１５５】
＜送信局、受信局の構成＞
図１４は、第２実施形態における送信局の構成を示す図である。第１実施形態における送信局の構成に対して、参加受信局選択部１７００と参加認証信号生成部１７０１とを更に備える点が異なる。
【０１５６】
参加受信局選択部１７００は、他送信局と受信局の通信経路探索結果に基づき、自局が制御局となるネットワークに参加を許可する受信局を選択する。送信局が通信経路を発見した全ての受信局を自局が制御局となるネットワークに参加させた場合、冗長伝送を行うのに必要な受信局を自局のネットワークに参加させられない送信局が存在する可能性が高まる。さらに、ネットワークに参加している受信局が少ない送信局はＲＴＳフレームに対する応答が得られない場合に繰り返しＲＴＳフレームを同じ受信局に送信するため、近傍にいる他のネットワークの通信に干渉を与える可能性が高まる。
【０１５７】
システムに存在する全ての送信局に対して公平に受信局を割り当てることで、送信局が冗長伝送できる可能性を高めることが出来る。また、通信経路が少ない送信局が発見した受信局を他の送信局がネットワークに参加させないように動作することで、システムに存在する全ての送信局の通信品質を高めることが出来る。参加受信選択部１７００は、通信経路数管理部２０６が出力した他の送信局の通信経路探索結果に基づき、自局のネットワークに参加する受信局のＭＡＣアドレスを通信経路数管理部２０６に出力する。
【０１５８】
参加認証信号生成部１７０１は、通信経路数管理部２０６が出力した自局のネットワークに参加させる受信局のＭＡＣアドレスを取得し、無線信号生成部２０２に自局のＭＡＣアドレスを付与して出力する。参加認証信号を受信した受信局は、記載された送信局のＭＡＣアドレスと受信局のＭＡＣアドレスを取得し、自局のＭＡＣアドレスが記載されていたら、送信局のＭＡＣアドレスをＢＳＳＩＤとして認識し、ネットワークに参加する。
【０１５９】
図１５は、第２実施形態における受信局の構成を示す図である。第１実施形態における送信局の構成に対して、参加認証信号取得部１８００を更に備える点が異なる。
【０１６０】
参加認証信号取得部１８００は、送信局が送信した参加認証信号を取得し参加するネットワークを決定する。参加認証信号には、参加認証信号を送信した送信局のＭＡＣアドレスと、送信局が参加を許可する受信局のＭＡＣアドレスが記載されている。受信局は自局のＭＡＣアドレスが記載されている参加認証信号における送信局のＭＡＣアドレスをＢＳＳＩＤとして参加するネットワークを決定する。また、送信局間で通信経路探索結果を共有するために、受信局は他の受信局と通信経路探索結果を有線通信部３０８を用いて共有し、取得した通信経路探索結果を送信局に送信する。
【０１６１】
＜システムの動作＞
以下では、図１６、図１７を参照して第２実施形態の無線通信システムの送信局の動作を説明する。また、図１８、図１９を参照して受信局の動作を説明する。
【０１６２】
＜システム起動時における送信局および受信局の通信設定手順＞
はじめに、システム起動時における送信局および受信局の通信設定手順を説明する。図１６（ａ）は、システム起動時に送信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。図１８は、システム起動時に受信局が実行する通信設定手順のフローチャートである。
【０１６３】
Ｓ１９０１では、送信局は、無線通信システムに参加する全ての無線局について、送信局と受信局のいずれかであるかと、送信局と受信局のＭＡＣアドレスをそれぞれ取得する。ＭＡＣアドレスはシステム起動前にユーザーにより取得する。同様に、Ｓ２３０１では、受信局は、無線通信システムに参加する全ての無線局について、送信局と受信局のいずれかであるかと、送信局と受信局のＭＡＣアドレスをそれぞれ取得する。ＭＡＣアドレスはシステム起動前にユーザーにより取得する。
【０１６４】
Ｓ１９０２では、送信局は、自局のＭＡＣアドレスをＢＳＳＩＤに設定したビーコンフレームを送信する。そして、Ｓ１９０１で取得したＭＡＣアドレスの受信局をＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレーム、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームを用いてネットワークに参加させる。次にＧｒａｎｔフレームを用いて送信局のＭＡＣアドレスを自局に、受信局のＭＡＣアドレスを受信局のいずれかのＭＡＣアドレスとし、帯域を占有してＳＬＳプロトコルおよびＢＲＰプロトコルにより通信経路探索を開始する。通信経路探索を完了した結果は通信経路探索結果として通信経路数管理部が記録し、Ｓ１９０３に進む。
【０１６５】
Ｓ１９０３では、送信局は、Ｓ１９０１で取得した全ての受信局と一度は通信経路探索を実行したかを判定する。全ての受信局と通信経路探索を実行していれば、他の送信局が通信経路探索を実行するために全ての受信局をネットワークから切断する。送信局がＤｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレームを受信局に送信することによりネットワークの切断を実行したらＳ１９０４に進む。全ての受信局と通信経路探索を実行していなければ、Ｓ１９０２に進む。
【０１６６】
Ｓ２３０２では、受信局は、送信局と通信経路探索を実行する。送信局からＧｒａｎｔフレームを受信した場合はその送信局と通信経路探索を実行し、完了したらＳ２３０３に進む。送信局からＤｅａｕｔｎｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレームを受信した場合は、その送信局と通信経路は既に終了したことを示している。そのため、受信局はネットワークを切断しＳ２３０１で取得した他の送信局のＭＡＣアドレスがＢＳＳＩＤとして記載されているビーコンフレームを受信する。そして、送信局と通信経路探索を実行するためにネットワークに参加し、通信経路探索を完了したらＳ２３０３に進む。
【０１６７】
Ｓ２３０３では、受信局は、Ｓ２３０１で取得した全ての送信局と一度は通信経路探索を実行したかを判定する。全ての送信局と通信経路探索を実行していればＳ２３０４に進み、一度も通信経路探索を完了していない送信局が存在すればＳ２３０２に進む。
【０１６８】
Ｓ２３０４では、受信局は、有線通信部により他の受信局に対してＳ２３０３での通信経路探索結果を通知し、Ｓ２３０５に進む。Ｓ２３０５では、受信局は、有線通信部により他の受信局がＳ２３０３でそれぞれ通信経路探索を実行した結果を取得し、全送信局および受信局での通信経路探索結果を取得したらＳ２３０６に進む。
【０１６９】
Ｓ１９０４では、送信局は、受信局がＳ２３０５で生成した全送信局および受信局での通信経路探索結果を取得する。送信局はネットワークを再構築するためにＳ１９０２で通信経路探索を実行した際に通信経路が発見できた受信局をネットワークに参加させる。例えば、ビーコンフレーム、Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレーム、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームを用いてネットワークに参加させる。送信局は、受信局をネットワークに参加させた後で受信局に通信帯域を与えて通信経路探索結果を取得したら、他の送信局がこの受信局から通信経路探索結果を取得することが出来るように、この受信局をネットワークから切断しＳ１９０５に進む。
【０１７０】
Ｓ２３０６では、受信局は、Ｓ２３０５で生成した全送信局および受信局間での通信経路探索結果を送信局に送信する。受信局は送信局に通信経路探索結果を送信するために、送信局のネットワークに参加する。Ｓ２３０２で通信経路を発見した送信局からネットワークへの参加を許可された受信局は、送信局から割り当てられた通信帯域で通信経路探索結果を送信し、Ｓ２３０７に進む。
【０１７１】
Ｓ１９０５では、送信局は、自分が制御局であるネットワークに参加させる受信局を選択する参加受信局選択手順を実行する。図１６（ｂ）は送信局が通信設定手順および通信手順中に実行する参加受信局選択手順を示している。
【０１７２】
Ｓ２００１では、送信局は、アプリケーションの伝送レートを取得する。アプリケーションの伝送レートは撮像画像およびＭＲ画像の圧縮処理後のデータレートを示す。アプリケーションの伝送レートは後段の処理で無線通信状況に応じて適応的に更新し、高速の無線通信経路が存在しない場合は圧縮率を上げて伝送レートを下げるように動作する。アプリケーションの伝送レートの初期値はシステム起動前にユーザーにより設定され、第２実施形態では初期値で２００Ｍｂｐｓを設定する。なお、アプリケーションの伝送レートの初期値は全ての送信局で同じ値を設定する。取得が完了したらＳ２００２に進む。
【０１７３】
Ｓ２００２では、送信局は、システムの冗長度を取得する。システムの冗長度は、略同一の撮像画像データおよびＭＲ画像データを無線通信する回数を示し、例えば冗長度が”２”の場合は、異なる２つの受信局に略同一のデータを送信するか、同じ受信局に２回略同一のデータを送信することを示す。冗長度の初期値はシステム起動前にユーザーにより設定され、第２実施形態では初期値で”２”を設定する。なお、冗長度の初期値は全ての送信局で同じ値を設定する。取得が完了したらＳ２００３に進む。
【０１７４】
Ｓ２００３では、送信局は、通信経路の要求通信品質を決定する。通信経路の要求品質は、システムの送信局数、アプリケーションの伝送レート、冗長度の積に基づいて決定する。システムの送信局数が”３”、アプリケーションの伝送レートが２００Ｍｂｐｓ、冗長度が”２”であるため、積は１．２Ｇｂｐｓである。システムに存在する送信局は物理層の伝送速度が上述の積にマージンを取るために一定の値を掛けた伝送速度未満の無線通信経路は使用しないように動作する。第２実施形態ではマージンを取るための値を”１．５”とし、１．２Ｇｂｐｓ×１．５＝１．８Ｇｂｐｓを通信経路の要求品質とする。送信局は通信経路の要求品質を決定したらＳ２００４に進む。
【０１７５】
Ｓ２００４では、送信局は、Ｓ１９０４で取得した通信経路探索結果に基づき、自局だけが発見している受信局を参加受信局として選択する。選択が完了したらＳ２００５に進む。Ｓ２００５では、送信局は、冗長度と一致する数、受信局をＳ２００４で選択可能であるかを判定する。第２実施形態では冗長度は”２”であるため、２台以上の受信局が自局とのみ通信経路を発見できている状態なら、受信局を冗長度数に選択可能であることを示す。選択可能であればＳ２００７に進み、選択不可能であればＳ２００６に進む。
【０１７６】
Ｓ２００６では、送信局は、他の送信局と重複して発見している受信局を重複数が少ない順に通信経路数が少ない送信局から選択する。通信経路の少ない送信局から、自局が占有して使用する受信局を選択することで受信局が１つの送信局に偏ることを防ぐことが出来る。いずれかの送信局と通信経路を発見できた受信局の選択が完了したらＳ２００７に進む。
【０１７７】
Ｓ２００７では、それぞれの送信局は、Ｓ２００５またはＳ２００６で選択した受信局を通知する。通知手順は受信局を介して実行する。Ｓ２００５またはＳ２００６で選択した受信局を自局が制御局のネットワークに参加させ、選択した受信局の情報を受信局に送信する。Ｓ２００７で送信局が全通信経路探索結果を取得したらＳ２００８に進む。
【０１７８】
上述のＳ２００５およびＳ２００６で、全ての送信局が冗長度に一致する数、受信局を選択する手順を、通信経路状況を図２０を用いて説明する。図２０は、無線通信状況および参加受信局選択結果を示す図である。
【０１７９】
テーブル２５２２において、送信局１は送信局２５０１、送信局２は送信局２５０２、送信局３は送信局２５０３にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局２５０４、受信局２は受信局２５０５、受信局３は受信局２５０６、受信局４は受信局２５０７、受信局５は受信局２５０８、受信局６は受信局２５０９にそれぞれ対応する。
【０１８０】
テーブル２５２２において、送信局と受信局の交差部が、それぞれ通信経路探索を実行した結果を示し、例えば送信局１と受信局１の交差部にある「送信局：２受信局：３  ３．９Ｇｂｐｓ」は、送信局１の指向性アンテナ”２”および受信局１の指向性アンテナ”３”を使用した場合に”３．９Ｇｂｐｓ”で通信可能であったことを示している。これは、通信経路２５１０に対応している。
【０１８１】
同様に、送信局１と受信局２の通信経路２５１１は４．６Ｇｂｐｓ、送信局１と受信局５の通信経路２５１２は４．６Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局１の通信経路２５１３は３．９Ｇｂｐｓ、送信局２と受信局３の通信経路２５１４は２．５Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局４の通信経路２５１５は４．６Ｇｂｐｓ、反射物２５２１を介した送信局２と受信局５の通信経路２５１６は１．２Ｇｂｐｓである。反射物２５２２を介した送信局３と受信局１の通信経路２５１７は１．２Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局２の通信経路２５１８は３．１Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局３の通信経路２５１９は３．９Ｇｂｐｓ、送信局３と受信局６の通信経路２５２０は４．６Ｇｂｐｓであることを示している。
【０１８２】
まず、Ｓ２００３で要求通信品質を１．８Ｇｂｐｓに設定したため、伝送速度が１．８Ｇｂｐｓ未満の通信経路は除外する。Ｓ２００５で送信局１は、受信局５は自局だけが通信経路を発見しているため、送信局１は受信局５を選択する。同様に、送信局２は受信局４を、送信局３は受信局６を選択する。自局とのみ接続している受信局の選択が完了したら、全ての送信局が冗長度２に対して１つしか受信局をそれぞれ選択できなかったためＳ２００６に進む。
【０１８３】
Ｓ２００６において、送信局１は、受信局１が送信局１および送信局２の２台が通信経路を発見している状況であり、送信局１と送信局２のどちらも発見した通信経路数が同じであるため送信局１が受信局１を選択する。同様に、送信局２は受信局３を選択し、送信局３は受信局２を選択する。Ｓ２００６では、通信経路数が少ない送信局から順に重複数が少ない受信局を選択する。
【０１８４】
ただし、図２０に示す場合のように全ての送信局で同じ通信経路数を発見し、受信局を２つの送信局が重複して発見しているような送信局・受信局それぞれで同条件の場合には、所定の条件に従って優先度を設定する。例えば、ＭＡＣアドレス値の低い送信局が優先権を持ち、ＭＡＣアドレス値の低い受信局を優先的に選択するように動作する。このように動作することで他の送信局が選択する送信局を決定できるため、重複して受信局を選択しないようにすることができる。尚、優先度を設定するための方法は、ＭＡＣアドレスを用いた方法だけでなく、その他の方法によって優先度を決めてもよい。
【０１８５】
Ｓ２００５およびＳ２００６で、規定値未満の送信局が発見した通信経路が少ない状態で、送信局が受信局を選択する手順を、図２１を用いて説明する。図２１は、他の無線通信状況および参加受信局選択結果を示す図である。
【０１８６】
テーブル２６２０において、送信局１は送信局２６０１、送信局２は送信局２６０２、送信局３は送信局２６０３にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局２６０４、受信局２は受信局２６０５、受信局３は受信局２６０６、受信局４は受信局２６０７、受信局５は受信局２６０８、受信局６は受信局２６０９にそれぞれ対応する。
【０１８７】
送信局１と受信局５の通信経路２６１０は”４．６Ｇｂｐｓ”、送信局２と受信局１の通信経路２６１１は”３．９Ｇｂｐｓ”である。送信局２と受信局３の通信経路２６１２は”２．５Ｇｂｐｓ”、送信局２と受信局４の通信経路２６１３は”４．６Ｇｂｐｓ”である。また、反射物２６１９を介した送信局２と受信局５の通信経路２６１４は”１．２Ｇｂｐｓ”、反射物２６２０を介した送信局３と受信局１の通信経路２６１５は”１．２Ｇｂｐｓ”である。更に、送信局３と受信局２の通信経路２６１６は”３．１Ｇｂｐｓ”、送信局３と受信局３の通信経路２６１７は”３．９Ｇｂｐｓ”、送信局３と受信局６の通信経路２６１８は”４．６Ｇｂｐｓ”、であることを示している。
【０１８８】
まず、Ｓ２００３で要求通信品質を１．８Ｇｂｐｓに設定したため、伝送速度が１．８Ｇｂｐｓ未満の通信経路は除外する。Ｓ２００５で送信局１は、受信局５は自局だけが通信経路を発見しているため、送信局１は受信局５を選択する。同様に、送信局２は受信局１および受信局４を、送信局３は受信局２および受信局６を選択する。自局とのみ接続している受信局の選択が完了したら、送信局１は冗長度２に対して１つしか受信局をそれぞれ選択できなかったためＳ２００６に進み、送信局２と送信局３は冗長度２に一致する数、受信局を選択できたためＳ２００７に進む。
【０１８９】
Ｓ２００６では、送信局１は、送信局３とは通信経路を発見していないので選択を行わずＳ２００７に進む。Ｓ２００５およびＳ２００６の実行結果として、送信局１は１台の受信局を選択し、送信局２と送信局３は２台の受信局を選択する。
【０１９０】
Ｓ２００５およびＳ２００６で、規定値以上の送信局が発見した通信経路が少ない状態で、送信局が受信局を選択する手順を、図２２を用いて説明する。図２２は、更に他の無線通信状況および参加受信局選択結果を示す図である。
【０１９１】
テーブル２７２１において、送信局１は送信局２７０１、送信局２は送信局２７０２、送信局３は送信局２７０３にそれぞれ対応する。また、受信局１は受信局２７０４、受信局２は受信局２７０５、受信局３は受信局２７０６、受信局４は受信局２７０７、受信局５は受信局２７０８、受信局６は受信局２７０９にそれぞれ対応する。
【０１９２】
反射物２７１８を介した送信局１と受信局２の通信経路２７１０は１．２Ｇｂｐｓ、送信局１と受信局５の通信経路２７１１は４．６Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局１の通信経路２７１２は３．９Ｇｂｐｓ、送信局２と受信局３の通信経路２７１３は２．５Ｇｂｐｓである。送信局２と受信局４の通信経路２７１４は３．９Ｇｂｐｓ、反射物２７１９を介した送信局２と受信局５の通信経路２７１５は１．２Ｇｂｐｓである。送信局３と受信局３の通信経路２７１６は３．９Ｇｂｐｓ、反射物２７２０を介した送信局３と受信局３の通信経路２７１７は１．２Ｇｂｐｓ、であることを示している。
【０１９３】
まず、Ｓ２００３で要求通信品質を１．８Ｇｂｐｓに設定したため、伝送速度が１．８Ｇｂｐｓ未満の通信経路は除外する。Ｓ２００５で送信局１は、受信局５は自局だけが通信経路を発見しているため、送信局１は受信局５を選択する。同様に、送信局２は受信局１および受信局４を選択し、送信局３は自局だけが通信経路を発見している受信局は存在しないため選択を実行しない。自局とのみ接続している受信局の選択が完了したら、送信局１は１つの受信局のみ選択できる。送信局３は選択した受信局がないため、どちらも冗長度２に対して受信局が足りない。そのため、Ｓ２００６に進み、送信局２は冗長度２に一致する数、受信局を選択できたためＳ２００７に進む。
【０１９４】
Ｓ２００６では、送信局１は、受信局２、受信局３、受信局６とは通信経路を発見していないので選択を行わずＳ２００７に進む。送信局３は受信局３と通信経路を発見でき、送信局２は受信局の選択を完了したため、送信局３は受信局３を選択する。Ｓ２００５およびＳ２００６の実行結果として、送信局１および送信局３は１台の受信局を選択し、送信局２は２台の受信局を選択する。
【０１９５】
Ｓ２００８では、送信局は、経路数が冗長数未満の送信局が冗長数未満の送信局が規定値未満存在するかを判定する。ここで規定値はシステムに存在する送信局の５０％とする。経路数が冗長数未満の送信局が存在しなければＳ２０１１に進み、規定値未満に存在する場合にはＳ２００９に進み、規定値以上に存在する場合にはＳ２０１０に進む。
【０１９６】
図２０の例では、全ての送信局が冗長数に一致する数、経路数を確保できているためＳ２０１１に進む。図２１の例では、２つの送信局が冗長数に一致する数、経路数を確保でき、１つの送信局が冗長数未満に経路数を確保しているためＳ２００９に進む。図２２の例では、１つの送信局が冗長数に一致する数、経路数を確保でき、２つの送信局が冗長数未満に経路数を確保しているためＳ２０１０に進む。
【０１９７】
Ｓ２００９では、送信局は、経路数が冗長数未満の送信局がＳ２００５およびＳ２００６でどの送信局も選択しなかった受信局を選択する。このように動作することで、経路数が少ない送信局であっても冗長伝送する可能性を高めることができる。受信局の選択が完了したらＳ２０１１に進む。
【０１９８】
Ｓ２０１０では、送信局は、自局が発見している通信経路が閾値以下である場合は、アプリケーションの伝送レートまたはシステムの冗長度を下げるように動作する。図２２の例では、送信局１および送信局３がアプリケーションの伝送レートまたはシステムの冗長度を更新するように動作する。いま、ユーザー数が”３”、アプリケーションの伝送レートが”２００Ｍｂｐｓ”、冗長度が”２”、マージンの係数が”１．５”であり、要求通信経路品質が”１．８Ｇｂｐｓ”である。そのため、アプリケーションの伝送レートを１００Ｍｂｐｓに更新する。冗長度が例えば”４”や”３”の値を設定していれば、冗長度を”２”に減らして要求通信経路品質に下げることも可能であるが、冗長度は最低値が”２”であるため、第２実施形態ではアプリケーションの伝送レートを下げる。要求通信経路品質を再計算するためにＳ２００１に進む。
【０１９９】
図２２のテーブル２７２３はアプリケーションの伝送レートを２００Ｍｂｐｓから１００Ｍｂｐｓに更新した後の通信経路状況を示す。送信局１は１つの通信経路であったのが２つに増え、送信局３は１つの通信経路であったのが２つに増える。さらにＳ２００５で送信局１は自局とだけ通信経路を発見している受信局は受信局２と受信局５であるため２つを選択する。送信局２は受信局１と受信局４を選択し、送信局３は受信局６を選択する。さらに、送信局３は送信局２と重複して受信局３を発見しているが、送信局２は冗長数と一致する数、受信局を選択しているため送信局３が受信局３を選択する。
【０２００】
この動作により、全ての送信局が冗長数に一致する数、受信局を選択できたことになり、アプリケーションの伝送レートを更新した結果、Ｓ２００８での判定結果は「経路数が冗長数未満の送信局は存在しない」となるため、Ｓ２０１１に進む。
【０２０１】
Ｓ２０１１では、送信局は、参加認証信号および通信経路情報を送信局および受信局に無線通信する。参加認証信号は自局のＭＡＣアドレスと参加を認証する受信局のＭＡＣアドレスを記載してＳ２００５およびＳ２００６で選択した受信局に対して無線通信する。また、無線信号を受信した無線局が有線通信により他受信局に通知し、参加認証信号に対する応答信号として他の送信局の参加認証信号を転送する。これにより全ての送信局および受信局に通信経路状況が通知される。参加認証信号および通信経路情報の通知が完了したら通信設定手順を完了する。
【０２０２】
Ｓ２３０７では、受信局は、参加認証信号を受信していない場合はＳ２３０８に進む。参加認証信号を受信した場合はネットワークへの参加手順を実行し、通信設定手順を完了する。Ｓ２３０８では、受信局は、通信経路探索を実行するかを判定し、通信経路探索を実行した場合は他の受信局と共有するためにＳ２３０４に進み、通信経路探索を実行しない場合はＳ２３０７に進む。
【０２０３】
＜システム稼働中における送信局および受信局の通信手順＞
次に、システム稼働中における送信局および受信局の通信手順について説明する。図１７（ａ）は、システム稼働中に送信局が実行する通信手順のフローチャートである。図１９は、システム稼働中に受信局が実行する通信手順のフローチャートである。
【０２０４】
Ｓ２１０１では、送信局は、現在の時刻がデータ通信期間であるかを判定する。なお、データ通信期間の始まりの時刻と、データ通信期間長を記載したビーコンフレームをネットワークに参加している受信局に送信して、データ通信期間を受信局に通知する。
【０２０５】
Ｓ２４０１では、受信局は、現在の時刻がデータ通信期間であるかを直前に受信したビーコンフレームに基づき判定する。データ通信期間の始まりの時刻と、データ通信期間長が記載されたビーコンフレームを受信した受信局は、データ通信期間と判定すればＳ２４０８に進む。データ通信期間ではなく通信経路探索期間であると判定した場合にはＳ２４０２に進む。
【０２０６】
Ｓ２１０２では、送信局は、自局が通信経路探索を実行する期間であるかを判定し、自局が通信経路探索を実行する期間であればＳ２１０３に進み、自局が通信経路探索を実行する期間で無ければＳ２１０４に進む。通信経路探索を実行する期間は一定期間毎に送信局の間で順番に保有する。
【０２０７】
Ｓ２１０３では、送信局は、自局が通信経路探索を実行する期間であると判定すれば、まず他のネットワークに参加している受信局を自局のネットワークに参加させたのち、ＳＬＳプロトコルおよびＢＲＰプロトコルで通信経路探索を実行する。自局のネットワークに参加させるためにＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレームに受信局のＭＡＣアドレスを記載して送信し、通信経路探索を実行したらＳ２１０５に進む。
【０２０８】
Ｓ２１０４では、受信局は、自局が通信経路探索を実行する期間でないと判定すれば、他の送信局が自局のネットワークに参加している受信局が通信経路探索に参加するために通信切断を実行する。通信切断はＤｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレームを全ての受信局に送信することにより実行する。また、送信局は最低限の通信経路を確保するために、通信経路探索に参加させる受信局を選択してもよく、例えば通信経路を複数発見している場合には１つの受信局だけを残してもよい。通信切断を実行したらＳ２１０５に進む。
【０２０９】
Ｓ２４０２では、受信局は、送信局に受信アンテナ指向性を向けて無線信号の受信動作を行う。受信アンテナ指向性の設定が完了したらＳ２４０３に進む。Ｓ２４０３では、受信局は、通信経路探索を指示する無線信号を送信局から受信したかを判定する。無線信号を受信すればＳ２４０４に進み、無線信号を受信しなければＳ２４０１に進む。
【０２１０】
Ｓ２４０４では、受信局は、送信局と通信経路探索を実行する。Ｓ２４０３で制御局から通信経路探索手順であるＳＬＳプロトコルおよびＢＲＰプロトコルを開始するための無線信号を受信した場合は、制御局と通信経路探索を実行する。Ｓ２４０３で制御局から他のネットワークに参加するためにＤｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎフレームを受信した場合は、他の送信局が制御局であるネットワークに参加し、通信経路探索を実行する。いずれかの送信局と通信経路探索を実行したらＳ２４０４に進む。
【０２１１】
Ｓ２４０５では、受信局は、Ｓ２４０４での通信経路探索を他の受信局に有線通信部で通知し、Ｓ２４０６に進む。Ｓ２４０６では、受信局は、Ｓ２４０５で他の受信局が有線通信部により通知した通信経路探索結果を取得し、Ｓ２４０７に進む。Ｓ２４０７では、受信局は、Ｓ２４０６で取得した通信経路探索結果を送信局に送信し、Ｓ２４０８に進む。
【０２１２】
Ｓ２１０５では、送信局は、参加受信局選択手順を実行する。参加受信局選択手順が完了したらＳ２１０１に進む。
【０２１３】
Ｓ２４０８では、受信局は、参加認証信号を送信局から受信したかを判定し、受信した場合はＳ２４０１に進む。参加認証信号以外の無線信号を受信した場合はＳ２４０３に進み、引き続き通信経路探索を実行する。
【０２１４】
Ｓ２１０６で送信局は通信受信局選択手順を実行する。図１７（ｂ）は送信局が通信手順中に実行する通信受信局選択手順を示す。
【０２１５】
Ｓ２２０１では、送信局は、ネットワーク内に経路を発見していない受信局が存在するかを判定し、存在すればＳ２２０２に進み、存在しなければＳ２２０３に進む。Ｓ２２０２では、送信局は、通信経路を発見した受信局とデータ通信済みかを判定し、データ通信を実行していればＳ２２０４に進み、データ通信を実行していなければＳ２２０５に進む。
【０２１６】
Ｓ２２０３では、送信局は、通信相手局を、ＲＴＳフレームを閾値以上送信した受信局、ビーコン期間にデータ通信した受信局、以外の通信経路を発見した受信局の中から選択する。選択が完了したら通信受信局選択手順を完了する。
【０２１７】
Ｓ２２０４では、送信局は、通信相手局を、通信経路を発見できていない受信局の中から選択する。通信経路を発見できていない受信局を選択することで、この期間に例えば通信経路探索を実行することで通信経路を発見できる確率を高めるため、システムの品質を上げることができる。選択が完了したら通信受信局選択手順を完了する。Ｓ２２０５では、送信局は、通信相手局を、通信経路を発見した受信局の中でビーコン期間内にデータ通信を実行していない受信局から選択する。選択が完了したら通信受信局選択手順を完了する。
【０２１８】
Ｓ２１０７では、送信局は、送信アンテナ指向性および受信アンテナ指向性をＳ２１０６で選択した受信局に向けて設定し、設定が完了したらＳ２１０８に進む。Ｓ２１０８では、送信局は、Ｓ２１０６で選択した受信局のＭＡＣアドレスを記載したＲＴＳフレームを、Ｓ２１０７で設定した送信アンテナ指向性で送信する。送信動作が完了したら受信動作を開始し、Ｓ２１０９に進む。Ｓ２４０９では、受信局は、送信アンテナ指向性および受信アンテナ指向性を制御局である送信局に向けて設定した後、受信動作を開始し、Ｓ２４１０に進む。
【０２１９】
Ｓ２４１０では、受信局は、無線信号の受信結果を判定する。無線信号を受信しなかった場合にはＳ２４０９に進み、再度無線信号の受信動作を開始する。自局のＭＡＣアドレスが記載したＲＴＳフレームを受信した場合、Ｓ２４１２に進む。例えば他の受信局のＭＡＣアドレスを記載したＲＴＳフレームなど、自局のＭＡＣアドレスが記載したＲＴＳフレーム以外の無線パケットを受信した場合、Ｓ２４１１に進む。
【０２２０】
Ｓ２４１２では、受信局は、Ｓ２４１０で受信したＲＴＳフレームへの応答としてＣＴＳフレームを、Ｓ２４０９で設定した送信アンテナ指向性で送信する。ＣＴＳフレームの送信が完了したらＳ２４１３に進む。一方、Ｓ２４１１では、受信局は、Ｓ２４１０で受信した無線パケットに基づき、ＮＡＶを設定する。ＮＡＶの期間が満了したら、Ｓ２４０９に進み、再度無線信号の受信動作を開始する。
【０２２１】
Ｓ２１０９では、送信局は、無線信号の受信結果を判定する。無線信号を受信しなかった場合にはＳ２１１０に進む。自局のＭＡＣアドレスが記載したＣＴＳフレームを受信した場合、Ｓ２１１１に進む。例えば他のネットワークの無線信号等、自局のＭＡＣアドレスが記載したＣＴＳフレーム以外の無線パケットを受信した場合、Ｓ２１１１に進む。
【０２２２】
Ｓ２１１０では、送信局は、ＲＴＳフレームの再送回数を判定し、再送回数が閾値以内であればＳ２１０８に進み再度ＲＴＳフレームを送信する。再送回数が閾値に達していればＳ２１０６に進み、再度受信局を選択する。
【０２２３】
Ｓ２１１２では、送信局は、ＣＴＳフレームを送信した受信局とデータ通信を開始する。データ通信は双方向データ通信を実行するためにＲＤプロトコルを用いて行う。データ通信が完了したらＳ２１１３に進む。
【０２２４】
Ｓ２４１３では、受信局は、制御局である送信局とデータ通信を開始する。データ通信は双方向データ通信を実行するためにＲＤプロトコルを用いて行う。データ通信が完了したらＳ２４１２４進む。
【０２２５】
Ｓ２１１１では、送信局は、Ｓ２１０９で受信した無線パケットに基づき、ＮＡＶを設定する。ＮＡＶの期間が満了したら、Ｓ２１０６に進み、再度受信局選択手順を実行する。
【０２２６】
Ｓ２１１３では、送信局は、データ通信を冗長数完了したかを判定する。冗長数実行していれば、このビーコン期間でのデータ通信を完了し、データ通信が完了していない場合はＳ２１０６に進み、再度受信局選択手順を実行する。
【０２２７】
Ｓ２４１４では、受信局は、データ通信期間が終了したかを判定する。データ通信期間が終了した場合は、このビーコン期間でのデータ通信を完了し、データ通信期間が完了していない場合はＳ２４０９に進み、再度無線信号の受信動作を開始する。
【０２２８】
以上説明したとおり第２実施形態によれば、送信局それぞれがネットワークを構成する構成においても、通信経路数の少ない送信局が送信権を獲得する確率を高めることが可能となり、通信の堅牢性を高めることが可能となる。
【０２２９】
尚、上述の各実施形態では、ミリ波無線通信システムを例に説明したが、指向性アンテナを用いて特定の方向に電波を放射可能な無線通信技術であれば、ミリ波帯の周波数を用いた無線通信に限定されない。また、無線ＭＲシステムを例に説明したが、無線通信を用いた映像データの伝送等のその他の無線通信システムにも適用可能である。
【０２３０】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０２３１】
１０１〜１０３  送信局（ＨＭＤ）；  １０４〜１０９  受信局；  １１０〜１１２  映像処理ＰＣ；  １１３  スイッチングハブ
【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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