(57)【要約】【課題】無線ノードの省電力化が重要な電子タグシステムやセンサネットワークシステムなどにおいて、各無線ノードの消費電力の低減や効率的なアクセス制御を実現する。【解決手段】ゲートウェイ（ＧＷ）１００から送信されるビーコンを先頭にした一定周期を、各無線ノード（Ｐ２Ｐタグ）がフレームの送受信を行うアクティブ期間と、フレーム送受信動作を休止するスリープ期間と分けて規定する。さらにアクティブ期間を、複数の固定長タイムスロットによって分割するとともに、ＧＷ、固定ノード（Ｐ２Ｐ−Ｓタグ）、移動ノード（Ｐ２Ｐ−Ｍタグ）の各種別がそれぞれフレーム送信を行うことが可能な期間を区切って設定する。各Ｐ２Ｐタグは、自身の種別の期間からランダムにタイムスロットを選択し、選択したタイムスロットでランダムな待機時間だけ待機した後に、自身のＩＤ及び選択したタイムスロットや待機時間を特定する情報を含むフレームを送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線ノード及び基準ノードによって構成されており、前記複数の無線ノード及び前記基準ノードがフレームの送受信を行うことが可能な複数の固定長のタイムスロットで構成されたアクティブ期間と、前記無線ノードの送受信部が停止状態であるスリープ期間とが一定周期で繰り返され、前記基準ノードが、繰り返される前記一定周期の基準タイムスロットに対してフレームを送信する際に、前記基準ノードが送信するフレームを前記無線ノードが受信していない場合、前記アクティブ期間の開始タイミングを前記基準ノードと合わせる無線通信システムであって、
前記アクティブ期間に対して同期している無線ノードが、データ送信時に前記タイムスロットをランダムに選択したうえで、前記選択したタイムスロットのスロット番号を同期情報として付加したフレームを送信するフレーム送信手段を有し、
前記同期情報が付加された前記フレームを受信した無線ノードが、前記フレーム内の前記同期情報と前記フレームとを受信したタイミングに基づいて、前記フレームを受信したアクティブ期間の次のアクティブ期間の開始タイミングを算出し、前記アクティブ期間に対する同期処理を行う同期手段を有する無線通信システム。
【請求項２】
前記同期情報は、前記フレームを送信する前記タイムスロット内部の送信タイミング情報を更に含むように構成されている請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
複数の無線ノード及び基準ノードによって構成されており、前記複数の無線ノード及び前記基準ノードがフレームの送受信を行うことが可能な複数の固定長のタイムスロットで構成されたアクティブ期間と、前記無線ノードの送受信部が停止状態であるスリープ期間とが一定周期で繰り返され、前記基準ノードが、繰り返される前記一定周期の基準タイムスロットに対してフレームを送信する際に、前記基準ノードが送信するフレームを前記無線ノードが受信していない場合、前記アクティブ期間の開始タイミングを前記基準ノードと合わせる無線通信システムにおける通信制御方法であって、
前記アクティブ期間に対して同期している無線ノードが、データ送信時に前記タイムスロットをランダムに選択したうえで、前記選択したタイムスロットのスロット番号を同期情報として付加したフレームを送信するフレーム送信ステップと、
前記同期情報が付加された前記フレームを受信した無線ノードが、前記フレーム内の前記同期情報と前記フレームとを受信したタイミングに基づいて、前記フレームを受信したアクティブ期間の次のアクティブ期間の開始タイミングを算出し、前記アクティブ期間に対する同期処理を行う同期ステップとを、
有する通信制御方法。
【請求項４】
前記同期情報は、前記フレームを送信する前記タイムスロット内部の送信タイミング情報を更に含む請求項３に記載の通信制御方法。
【請求項５】
所定の基準ノードが一定周期で送信するフレームの送信タイミングを有し、フレームの送受信を行うことが可能な複数の固定長のタイムスロットで構成されたアクティブ期間に同期して通信を行うとともに、前記所定の基準ノードが送信するフレームを受信していない場合には、前記アクティブ期間の開始タイミングを前記所定の基準ノードと合わせる通信ノードであって、
自通信ノードが前記アクティブ期間に対して同期している場合に、データ送信時に前記タイムスロットをランダムに選択したうえで、所定の同期情報を付加したフレームを送信するフレーム送信手段と、
前記同期情報が付加された前記フレームを受信した場合に、前記フレーム内の前記同期情報に基づいて、前記フレームを受信したアクティブ期間の次のアクティブ期間の開始タイミングを算出し、前記アクティブ期間に対する同期処理を行う同期手段とを、
有する通信ノード。
【請求項６】
前期同期情報として、前記選択したタイムスロットのスロット番号を使用するように構成されている請求項５に記載の通信ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び通信制御方法並びに通信ノードに関し、特に、移動を行う通信ノードが双方向にデータ交換する場合の低消費電力メディアアクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）を実現する無線通信システム及び通信制御方法並びに通信ノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線機器における無線ハードウェアの消費電力の低減は、重要な要求事項である。無線通信システムにおいて、特に省電力メカニズムが必要とされるアプリケーションの例としては、アクティブ電子タグシステムやセンサネットワークシステムなどが挙げられる。これらのアクティブ電子タグやセンサネットワークにおけるセンサノードなどは、携帯性、設置の容易／柔軟性が求められており、通常は小型の電池を内蔵した電池式ノードである。
【０００３】
これらのアクティブ電子タグシステムやセンサネットワークシステムなどのアプリケーションは、低トラフィックを特徴としている。アクティブ電子タグシステムでは、通常はアクティブ電子タグ自身のＩＤ（識別情報）を含む小さなデータの送信が行われる。また、センサネットワークシステムにおいても、センサノードは、小さなセンシングデータの間欠的な送信を行うことが多い。
【０００４】
アクティブ電子タグシステムにおいては、情報の交換は電子タグからのデータ送信をリーダが受信するという形で行われる。通常、アクティブ電子タグは他のアクティブ電子タグとの関係性を持たないため、ランダムに送信されるアクティブ電子タグからの情報を受信するために、リーダは、受信器を常時起動しておく必要がある。また、アクティブ電子タグシステムでは、各アクティブ電子タグが独立して動作するので、複数のアクティブ電子タグの同時データ送信によるデータ衝突が発生することも考えられる。このようなアクティブ電子タグシステムでは、電子タグからリーダへの片方向通信が行われるため、単純に双方向通信を行うために電子タグとリーダ／ライタを１つにしたようなノードを用いたとしても、消費電力やアクセス制御（衝突回避制御）に関する課題が残る。
【０００５】
上述のような無線機器における消費電力の低減は重要な要件であり、従来、いくつかの解決方法が提案されている。上記の解決方法の一例としては、例えば、センサネットワークなどの低トラフィックネットワークにおいては、データの送受信がなく無線回路（無線通信機能）が使用されていない場合、無線回路をオフ（スリープ状態）にすることが挙げられる。このような間欠通信において、送信側及び受信側の両方で無線回路をオフにすることを考える場合、送信及び受信のタイミングを送信ノードと受信ノードとの間でどのように同期するかが重要な問題となる。
【０００６】
間欠双方向通信における１つの解決方法としては、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で定義されているＭＡＣ層を使用するＺｉｇＢｅｅ（ジグビー：登録商標）における取り組みが挙げられる。ＩＥＥＥ８０２．１５．４ではビーコンモードと呼ばれる同期モードを用いた場合、制御装置となるコーディネータから送信されるビーコンによって各ノードが同期する。また、ＺｉｇＢｅｅでは、図９に図示されているようにスーパーフレームを定義し、ビーコン間隔をスーパーフレーム期間より大きくすることで、アイドル期間を定義することができる。これにより、同期したすべてのノードは、このアイドル期間中はスリープ状態となることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、この方法では、各ノードが制御装置のビーコンを受信して同期することが必要であり、例えば複数のビーコン送信ノードが存在する場合には、ビーコン送信ノードを中心としたスターネットワーク間での送受信タイミング調整がないため、ネットワークトポロジがスター型に限定されるという課題がある。
【０００８】
また、下記の特許文献１には、ビーコンによるシステム同期を行わないビーコンレスソリューションにおける低消費電力化にかかる技術が開示されている（図１０参照）。この特許文献１に開示されている技術では、各受信ノードは、監視周期ＴＰＬ及び監視期間ＴＬに関してＴＬ≪ＴＰＬとした場合には、周期的に一定の時間だけ起動して、エアインタフェースを監視する。
【０００９】
一方、送信元ノードはこのＴＰＬ期間中にウェークアップ信号（ＷＵ）を出力し、これによりすべての受信ノードは、自身の受信期間であるＴＬ中に当該ウェークアップ信号に対応したデータが送信されることを把握する。また、ウェークアップ信号に送信開始の時刻に関する情報（時間ポインタ）が含まれる場合には、起動時間（データの送信開始時刻）を把握することが可能である。
【００１０】
さらに、ウェークアップ信号に乗せて送信される情報として、ウェークアップ信号にあて先アドレスが含まれる場合には、このウェークアップ信号を受信した該当ノードのみが受信部を起動することで、他のノードの起動時間を減少させることが可能となる。さらに、通信のたびに通信終了時刻と該当ノードの次の監視期間の通信開始時刻を相互にやり取りすることで、各ノードのサンプリングスケジュールをテーブル情報として保持しておき、監視周期ＴＰＬの期間中必要であるウェークアップ信号の送信時間を短くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１４８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の特許文献１に開示されている技術においては、テーブル情報を得るまでは監視周期ＴＰＬの期間にウェークアップ信号が送信される必要があり、特許文献１に示唆されているように、この期間は、送信元ノードの電力が消費されるだけでなく、相当な時間周期の間、無線チャンネルが占有されてしまい、これにより、他のノードが他のウェークアップ信号を送信することが妨害されるか、あるいは他の進行中の伝送において衝突が生じることがある。
【００１３】
特に、不特定の多数の無線ノードが移動しながら通信を行う場合、最初のテーブル構成までは、ウェークアップ信号ＷＵを用いた長い期間のやりとりが必要とされる機会が増えると考えられ、電力が無駄に消費されてしまうことになる。また、不特定多数のノードに対して送信を行う場合（ブロードキャストやマルチキャスト）も同様に、各ノードの監視期間にウェークアップ信号を通知する必要があり、電力が無駄に消費されてしまうことになる。また、実際のデータを出力する前に、ウェークアップ信号によって送信するデータの情報を通知して受信ノードと送受信タイミングを同期させる方式では、非常に低頻度で小さなデータをやり取りする場合、ウェークアップ信号はデータに対して相対的に大きくならざるを得ず、通信が非効率的になってしまうことが考えられる。
【００１４】
また、特許文献１に開示されている技術では、各ノードのサンプリングスケジュールをテーブル情報として保持できている場合には、送信ノードは、相手先となる受信ノードの監視期間の間だけウェークアップ信号を送信し、そこで自身の送信開始タイミングなどを通知する。しかし、監視周期ＴＰＬの間中、ウェークアップ信号を送信している場合と異なり、この送信ノードのデータ送信期間を認識するノードはこの相手先となる受信ノードのみであるため、他の送信ノードが、他の受信ノードに対して同じ時間にデータを送信する可能性があっても、これを検出することができない。このため、信号が衝突する可能性が増加してしまい、送信ノード間でのアクセス制御（衝突回避制御）が困難になるという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑み、双方向の通信が可能な小型無線ノードを含む無線通信システムにおいて、移動する多数の小型無線ノードが移動しながら通信を行う際の電力消費量の低減や、効率的なアクセス制御を実現するための無線通信システム及び通信制御方法並びに通信ノード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】
【００１６】
上記の目的を達成するため、複数の無線ノード及び基準ノードによって構成されており、前記複数の無線ノード及び前記基準ノードがフレームの送受信を行うことが可能な複数の固定長のタイムスロットで構成されたアクティブ期間と、前記無線ノードの送受信部が停止状態であるスリープ期間とが一定周期で繰り返され、前記基準ノードが、繰り返される前記一定周期の基準タイムスロットに対してフレームを送信する際に、前記基準ノードが送信するフレームを前記無線ノードが受信していない場合、前記アクティブ期間の開始タイミングを前記基準ノードと合わせる無線通信システムであって、
前記アクティブ期間に対して同期している無線ノードが、データ送信時に前記タイムスロットをランダムに選択したうえで、前記選択したタイムスロットのスロット番号を同期情報として付加したフレームを送信するフレーム送信手段を有し、
前記同期情報が付加された前記フレームを受信した無線ノードが、前記フレーム内の前記同期情報と前記フレームとを受信したタイミングに基づいて、前記フレームを受信したアクティブ期間の次のアクティブ期間の開始タイミングを算出し、前記アクティブ期間に対する同期処理を行う同期手段を有する。
この構成により、基準ノードが送信するフレームにより同期した無線ノードから送信されるフレームを用いて、さらに他の無線ノードが同期していくことが可能であり、基準ノードと直接通信できない無線ノードも順次同期して送受信を行うことが可能となる。これにより、広範囲なエリアで無線ノードによるデータ交換を実施することが可能となり、また、送受信部を常時起動しておく必要がなく、効率的なアクセス制御を実現して電力消費量を低減させることが可能となる。
【００１７】
さらに、上記の構成に加えて、前記同期情報は、前記フレームを送信する前記タイムスロット内部の送信タイミング情報を更に含むように構成されている無線通信システムが提供される。
この構成により、フレームの受信によって行われる同期処理の精度を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明によれば、無線通信システムと同様に、通信制御方法及び通信ノードも提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、電力消費が低減されるように各無線ノードの無線部（送受信部）の起動を制御することが可能となるとともに、伝送路における効率的なアクセス制御を実現することが可能となるという効果を有している。また、本発明は、同期した各無線ノードが送信するフレームによって、このフレームを受信した無線ノードがアクティブ期間に対して同期可能であるため、基準ノードからフレームを直接受信できない無線ノードも当該無線通信システムにおいて同期することが可能となり、より広いエリアに当該無線通信システムを適用及び拡張することが可能であるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態において、各種別の無線ノードによって構成されている通信システムの一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐタグの構成の一例を示すブロック図
【図３】発明の実施の形態におけるタイムスロット構成の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態における各Ｐ２Ｐタグが送信するフレーム構成の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態における通信システムの各ノードのフレーム送受信タイミングの一例を示すタイミングチャート
【図６】本発明の実施の形態における通信システムの各ノードのフレーム送受信タイミングの別の一例を示すタイミングチャート
【図７Ａ】本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐ−Ｓタグの動作の一例を示すフローチャート
【図７Ｂ】図７ＡのステップＳ７０１における同期処理の一例を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐ−Ｍタグの動作の一例を示すフローチャート
【図９】従来の同期システムにおける、タイムスロット構成を説明する図
【図１０】従来の非同期システムにおける、送受信タイミング処理を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を参照しながら、本発明の実施の形態において、各種別の無線ノードによって構成されている通信システムについて説明する。図１は、本発明の実施の形態において、各種別の無線ノードによって構成されている通信システムの一例を示す図である。
【００２２】
図１に図示されている通信システムは、ゲートウェイ（ＧＷ）１００と複数の無線ノード（無線タグ）１１０〜１１４によって構成されている。ＧＷ１００は、有線／無線を介して外部ネットワーク（例えば、インターネット）１０５に接続されており、外部ネットワーク１０５と通信可能な通信ノードである。なお、ＧＷ１００は、所定の配線を通じて動作に必要な電源の供給を受けることが可能な場所に固定設置されていることが望ましい。
【００２３】
一方、無線タグ１１０〜１１４は、電池で駆動する小型の無線タグ（アクティブ電子タグ）であり、フレームの送受信が可能であり、双方向にデータをやり取りすることが可能な通信ノードである。なお、以降、この無線タグをＰ２Ｐタグと呼ぶ。Ｐ２Ｐタグには、設置後の移動を想定しないＰ２Ｐタグ（すなわち、固定設置されるＰ２Ｐタグ）であるＰ２Ｐ−Ｓタグと、例えば人が保持して移動を行うＰ２ＰタグであるＰ２Ｐ−Ｍタグの２種類が存在する。
【００２４】
図１に図示されているように、各Ｐ２Ｐタグはアドホックに、自身の通信可能範囲にあるＰ２Ｐタグと自身のＩＤ（識別情報）を交換する。このように、移動するＰ２Ｐ−Ｍタグによって、相互にＩＤを交換・蓄積することで、お互いの接触履歴を保持することになる。これによりＰ２Ｐ−Ｍタグにはある人の行動履歴（Ｐ２Ｐ−Ｍタグが立ち寄った場所に存在するＰ２Ｐ−Ｓタグの識別情報の履歴）が、また、Ｐ２Ｐ−Ｓタグにはある地点における人の通過履歴（Ｐ２Ｐ−Ｓタグの通信可能範囲を通過したＰ２Ｐ−Ｍタグの識別情報の履歴）が蓄積されるようになる。
【００２５】
なお、図１には、３つのＰ２Ｐ−Ｓタグ（Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１０（識別情報“＃０”）、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１１（識別情報“＃１”）、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１２（識別情報“＃２”））、２つのＰ２Ｐ−Ｍタグ（Ｐ２Ｐ−Ｍタグ１１３（識別情報“＃３”）、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ１１４（識別情報“＃４”））が図示されている。また、図１では、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ１１３（識別情報“＃３”）が、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１２（識別情報“＃２”）及びＰ２Ｐ−Ｓタグ１１１（識別情報“＃１”）の通信可能範囲を移動してＧＷ１００に接続する様子が図示されている。さらに、図１では、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ１１４（識別情報“＃４”）が、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１０（識別情報“＃０”）及びＰ２Ｐ−Ｓタグ１１１（識別情報“＃１”）の通信可能範囲を移動する様子が図示されている。
【００２６】
この結果、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１０には識別情報“＃４”、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１１には識別情報“＃３”及び“＃４”、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ１１２には識別情報“＃３”、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ１１３には識別情報“＃２”及び“＃１”、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ１１４には識別情報“＃０”及び“＃１”がそれぞれ記録される。
【００２７】
図１に図示されているような通信システムの具体的なアプリケーションの一例としては、街中での人の行動、接触履歴の取得などが考えられる。この場合、電源を確保できる場所にＧＷ１００を固定設置するとともに、それ以外の場所に多数のＰ２Ｐ−Ｓタグを配置することで、Ｐ２Ｐ−Ｍタグを持った人の行動、接触履歴などを取得することが可能となる。なお、無線ノード（Ｐ２Ｐタグ）により自身のＩＤを単に交換して、接触履歴を残していくという上述のアプリケーションにおいては、情報の送信側が受信側を特定する必要はなく、それぞれのＰ２Ｐタグが自身のＩＤをブロードキャストして、このＩＤを受信したＰ２Ｐタグが、受信ＩＤを蓄積すればよい。
【００２８】
次に、図２を参照しながら、本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐタグの機能について説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐタグの構成の一例を示すブロック図である。なお、図２では、Ｐ２Ｐタグの各機能がブロックによって図示されているが、各ブロックによって表されている機能は、ハードウェア及び／又はソフトウェアによって実現可能である。
【００２９】
図２に図示されているＰ２Ｐタグ２００は、送信部２０１及び受信部２０２を有する無線部２１０、制御部２０３、ＩＤ蓄積部２０４、クロック２０５、給電部２０６により構成されている。
【００３０】
送信部２０１は、無線を介して自身のＩＤを含むフレームを外部に送信する機能を有している。なお、上述のように、送信部２０１におけるＩＤ送信はブロードキャストによって行われる。また、受信部２０２は、他のＰ２ＰタグやＧＷが同様に送信しているＩＤを含むフレームを受信する機能を有している。
【００３１】
また、制御部２０３は、このＰ２Ｐタグ２００の動作を制御する機能を有している。制御部２０３は、例えば、クロック２０５から得られるクロック信号に基づいて、送信部２０１におけるＩＤ送信のタイミングを制御する機能を有している。また、制御部２０３は、受信部２０２で受信した他のＰ２ＰタグのＩＤをＩＤ蓄積部２０４に蓄積する機能を有している。また、制御部２０３は、後述の図７Ａ、図７Ｂ、図８に図示されている動作の制御を行う機能も有している。
【００３２】
なお、Ｐ２Ｐタグ２００がＰ２Ｐ−Ｓタグの場合には、制御部２０３は、基本的にＰ２Ｐ−Ｍタグから受信したフレームの記録のみを行うように制御する。一方、Ｐ２Ｐタグ２００がＰ２Ｐ−Ｍタグの場合には、制御部２０３は、基本的にＧＷ、Ｐ２Ｐ−Ｓ、Ｐ２Ｐ−Ｍから受信したフレームを区別無く記録するように制御する。
【００３３】
また、ＩＤ蓄積部２０４は、受信部２０２で受信した他のＰ２ＰタグのＩＤを蓄積する機能を有している。なお、ＩＤ蓄積部２０４にＩＤが蓄積される際、例えば、その時点における時刻情報がＩＤと共に記録されてもよい。
【００３４】
また、クロック２０５は、送信部２０１におけるフレーム送信や受信部２０２におけるフレーム受信のタイミングを把握するためのクロック信号を出力する機能を有している。また、給電部２０６は、Ｐ２Ｐタグが任意の場所に移動可能なようにＰ２Ｐタグ２００内に内蔵されている電源であり、例えばＰ２Ｐタグ２００の筐体内に実装されている電池である。
【００３５】
次に、図３を参照しながら、本発明の実施の形態におけるタイムスロット構成について説明する。図３は本発明の実施の形態におけるタイムスロット構成の一例を示す図である。
【００３６】
本発明の実施の形態では、図３に図示されているように、使用電力の低減を実現するために、無線部のアクティブ期間（Ｔ＿ａｃｔ）とスリープ期間とを規定し、このアクティブ期間が一定周期（ビーコン周期：Ｔ＿ｐ）で繰り返されるように定められる。
【００３７】
さらに、アクティブ期間は複数のタイムスロットで構成される。本実施の形態においては、アクティブ期間の最初のタイムスロット（図３には、ＧＷ用と記載）を基準タイムスロットとし、この基準タイムスロットはＧＷにより使用される。ＧＷは基準ノードとして機能し、常に一定周期のアクティブ期間の最初にＧＷからフレームが送信されることにより、このフレームを受信したＰ２Ｐタグは、アクティブ期間の同期を取ることが可能となる。なお、上述のように、ＧＷは電源を確実に確保できる状態で動作を行うことができるため、アクティブ期間の最初のスロットにおいて、同期を取るための指標として用いられるフレームがＧＷから確実に送信される。ただし、本発明においては、基準ノードが使用するフレームがシステム内で規定されていればよく、必ずしもアクティブ期間の最初のタイムスロットである必要はない。
【００３８】
また、アクティブ期間内のその他のタイムスロットは、Ｐ２Ｐ−Ｓタグのフレーム送信用のタイムスロット（以下、Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットと呼ぶこともある）と、Ｐ２Ｐ−Ｍタグのフレーム送信用のタイムスロット（以下、Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロットと呼ぶこともある）とに分けられて設定される。なお、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ及びＰ２Ｐ−Ｓタグのそれぞれに対してタイムスロットを配分する方法やタイムスロットの配分数などについては、システムの構成、設定に依存して任意に定めることが可能である。
【００３９】
図３では一例として、アクティブ期間の最初のタイムスロット（基準タイムスロット）に続いて、Ｐ２Ｐ−Ｓタグのフレーム送信用のタイムスロット（図３には、Ｐ２Ｐ−Ｓ用と記載）が５スロット割り当てられており、さらに、その後ろにＰ２Ｐ−Ｍタグのフレーム送信用のタイムスロット（図３には、Ｐ２Ｐ−Ｍ用と記載）が１０スロット割り当てられている。また、図３に示すタイムスロット構成の一例では、各タイムスロットは固定長であり、各Ｐ２Ｐタグが交換するフレームを送信するために十分な大きさ（期間）を有しているとする。また、該当スロットにおいてフレームを送信し始めるためのポイントを決める待機時間｛単位待機時間×ｎ（整数）｝が規定されている。図３では、例として４つの送信ポイント（待機時間のｎが０から３までのランダムな数値）が示されている。フレームを送信するポイントとしてどの送信ポイントを用いるか（待機時間をいくつにするか）は、各スロットに対して送信しようとするノードごとにランダムに決定可能である。また、ｎの最大値及び単位待機時間をいくつにするかは、システムの構成、設定に依存して任意に定めることが可能である。
【００４０】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施の形態に各Ｐ２Ｐタグが送信するフレームの構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態における各Ｐ２Ｐタグが送信するフレーム構成の一例を示す図である。
【００４１】
図４に図示されているように、Ｐ２Ｐタグが送信するフレームには、Ｐ２ＰタグのＩＤを格納するＩＤフィールド４０４に加えて、そのＰ２Ｐタグが送信するスロット番号を格納するスロット番号フィールド４０１と、各スロットにおける待機時間数（上述の整数ｎ）を格納する待機時間数フィールド４０２とが含まれている。この待機時間数によって、このフレームが該当タイムスロットのどのタイミングで送信されたかが把握できるようになっている。
【００４２】
図４に図示されているようなフォーマットを有するフレームを受信したＰ２Ｐタグは、受信タイミングと、受信フレームに含まれているスロット番号及び待機時間数の情報とに基づき、アクティブ期間の同期を取ることが可能となる。すなわち、このフレーム構成によれば、受信した任意のフレーム（任意のタイミングで任意の送信元から受信したフレーム）内のデータに基づいて、アクティブ期間の同期を取ることが可能である。また、フレームには更にタイプフィールド４０３が含まれている。このタイプフィールド４０３には、このフレームを送信したノードの種別を示すタイプ情報が格納される。例えば、タイプ情報によって、ＧＷ、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ、Ｐ２Ｐ−Ｍタグがそれぞれ区別される。
【００４３】
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら、Ｐ２Ｐ−Ｓタグの具体的な動作について説明する。図７Ａは、本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐ−Ｓタグの動作の一例を示すフローチャートであり、図７Ｂは、図７ＡのステップＳ７０１における同期処理の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
図７Ａにおいて、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは起動すると、まず同期処理を行う（ステップＳ７０１）。以下、このステップＳ７０１の同期処理の詳細な動作について、図７Ｂを参照しながら説明する。
【００４５】
図７Ｂにおいて、まずＰ２Ｐ−Ｓタグは、自身がアクティブ期間に対して同期が取れているかどうかを判断する（ステップＳ７０１１）。例えばＰ２Ｐ−Ｓタグが、同期が取れた場合に所定のフラグによって同期状態であることを示すように構成されており、ステップＳ７０１１では、この所定のフラグが参照されて同期状態か否かの判断が行われる。
【００４６】
当然、起動直後であれば同期していないため、非同期時の処理が開始される。このとき、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、自身がフレームの送受信をするための無線部２１０を起動し（ステップＳ７０１２）、その後、スキャンを開始する（ステップＳ７０１３）。なお、本発明は、通信に使用される無線周波数、チャンネルに関しては特に限定されるものではない。本発明の実施の形態では、ステップＳ７０１３において、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、通信システムにおいて使用することが設定されているチャンネルに対して、スキャンを行うものとする。
【００４７】
ステップＳ７０１４、Ｓ７０１５において、スキャンを開始してから時間Ｔ＿ｐ（１ビーコン周期）が経過するまでに１つもフレームを受信しなかった場合には、その時点において、このＰ２Ｐ−Ｓタグの周辺（Ｐ２Ｐ−Ｓタグがフレームを受信することができるエリア内）にフレームを送信しているＰ２Ｐタグ及びＧＷが存在しないことを意味する。この場合、Ｐ２Ｐ−Ｓタグはスリープ処理Ａの状態に移行する（ステップＳ７０１６）。スリープ処理Ａでは、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、例えば１ビーコン周期Ｔ＿ｐを基準にしてランダムにその整数倍の時間（周期Ｔ＿ｐ×整数）を算出し、その算出された時間、無線部２１０の動作を停止することによって省電力化を図る。
【００４８】
一方、ステップＳ７０１４、Ｓ７０１５において、スキャン開始から１ビーコン周期Ｔ＿ｐが経過する前にフレームを受信した場合、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、受信フレームの情報に基づいて即座にアクティブ期間の同期を行う（ステップＳ７０１７）。なお、フレームの送信を行えるのはＧＷ及び同期しているＰ２Ｐタグのみであり、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、フレームを受信した時点で、該当フレームのスロット番号及び待機時間数からアクティブ期間の始まり（開始タイミング）を算出することが可能である。また、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、Ｐ２Ｐ−Ｍタグから受信したフレームに基づく同期処理は行わないことが望ましい。すなわち、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、受信したフレームのタイプフィールド４０３を参照し、このフレームがＧＷ又はＰ２Ｐ−Ｓタグから送信されたフレームの場合にのみ、このフレームに基づいたアクティブ期間の開始タイミングの算出を行うことが望ましい。
【００４９】
上述のステップＳ７０１における同期処理（図７Ｂに示すステップＳ７０１１〜Ｓ７０１７の処理）によって、アクティブ期間の同期が取れている状態（同期状態）となったＰ２Ｐ−Ｓタグは、図７Ａに示すように、アクティブ期間に同期して、フレームの送受信を行うために無線部２１０を起動する（ステップＳ７０２）。
【００５０】
さらにＰ２Ｐ−Ｓタグは、同時に、自身がフレームを送信するためのタイムスロット（フレーム送信スロット）を決定する（ステップＳ７０３）。このフレーム送信スロットの決定は、単に自ノードの中でフレーム送信を行うタイムスロットをランダムに選択するだけである。ただし、このとき、例えばＰ２Ｐ−Ｓタグの場合はＰ２Ｐ−Ｓ用スロット（図３の例では、アクティブ期間の基準タイムスロットに続く５スロット）を選択するなど、各Ｐ２Ｐタグは、そのＰ２Ｐタグの種類に対して割り当てられているタイムスロットの中から、フレーム送信スロットを選択する必要がある。また、ステップＳ７０３において、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、フレーム送信スロットの選択と同様に、待機時間に関してもランダムに決定し、選択したフレーム送信スロットにおける送信タイミングの調整を行っておく。
【００５１】
その後、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、アクティブ期間の基準タイムスロットからスキャンを開始する（ステップＳ７０４）。このとき、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、無線部２１０を起動し、自身がフレーム送信を行うタイムスロットになるまで通常のスキャン処理を行う（ステップＳ７０５〜Ｓ７０７）。
【００５２】
このスキャン処理においてフレームを受信した場合は、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、後述する受信データの処理を行って（ステップＳ７０８）、同期の再調整処理を行う（ステップＳ７０９）。また、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、自身が送信を行うタイムスロットのタイミングになると、決定した待機時間数だけ待機した後、キャリアセンスを行って、そのタイムスロットが未使用状態（アイドル）であることを確認してから、実際に自身のフレームを送信する（ステップＳ７１０）。
【００５３】
ステップＳ７１０で送信されるフレームには、該当スロット番号（フレーム送信を行うタイムスロットの識別情報）と待機時間数とが含まれている。このようにフレームの送信時にランダムに選択されたタイムスロットにおいても、待機時間によって送信タイミングをずらしたうえでキャリアセンスによる衝突回避処理を行うため、複数のＰ２Ｐタグが同一のタイムスロットをフレーム送信スロットとして選択した場合であっても、無駄な衝突によるフレームの破壊を防ぐことが可能となる。また、アクティブ期間ごとにフレーム送信スロットはランダムに決定されて固定されることがないため、設置されるＰ２Ｐ−Ｓタグの数の変化に対しても柔軟に対応することが可能となる。
【００５４】
なお、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、図７ＢのステップＳ７０１７において、ＧＷからのフレームの受信以外にも、既に同期している各Ｐ２Ｐ−Ｓタグが送出するフレームの受信によって、アクティブ期間における同期を行うことが可能である。なお、このステップＳ７０１７の同期処理では、厳密には各Ｐ２Ｐ−Ｓタグのクロック精度に依存したずれが生じることが考えられる。しかしながら、各Ｐ２Ｐ−Ｓタグのフレーム送信（図７ＡのステップＳ７１０のフレーム送信処理）は、キャリアセンスによるチェックに基づいて伝送路のアイドル状態が確認されてから行われる。このようなＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）では、送信フレームの衝突を回避して伝送路を有効に利用するためには送信タイミングのランダム性が重要であり、上述の各Ｐ２Ｐ−Ｓタグのクロック精度に依存したずれは、完全に同期したシステムにおいて生じる可能性のあるキャリアセンス後の衝突を避けられるようにするという効果を有している。
【００５５】
また、図７Ａには不図示であるが、後述（図６のＰ２Ｐ−Ｓ１タグ）のように、基準タイムスロットにおいてＧＷからのフレームを受信することが可能なＰ２Ｐ−Ｓタグは、自身がフレームを送信するタイムスロットを除く他のＰ２Ｐ−Ｓ用スロットにおいて、無線部２１０の動作を停止することが可能である。
【００５６】
次に、上述のステップＳ７０８における受信データ処理について説明する。Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、基本的にＰ２Ｐ−Ｍタグから受信したフレームの記録のみを行うように構成されている。すなわち、Ｐ２Ｐ−Ｓタグにおける受信データ処理では、受信フレーム中に示されるタイプフィールドがＰ２Ｐ−Ｍタグではない場合には、受信データの記録は行われず、一方、受信フレーム中に示されるタイプフィールドがＰ２Ｐ−Ｍタグである場合には、受信データの記録が行われる。ただし、前回のアクティブ期間に受信した同一のＰ２Ｐ−Ｍタグからフレームを再度受信した場合、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、この受信フレームに関しては何の処理も行わないことが望ましい。
【００５７】
上述のようにＧＷやＰ２Ｐ−Ｓタグから受信したフレームの記録を行わない理由は、固定設置されているＧＷやＰ２Ｐ−Ｓタグに関しては移動による変化が生じないことによる。このように、変化の無い通信ノード（ＧＷやＰ２Ｐ−Ｓタグ）に関しては移動履歴を取らないようにすることで、無駄にメモリを消費することがないようにすることが可能となる。また、同様の理由により、同一の場所に留まっているＰ２Ｐ−Ｍタグに関しても、連続して記録を行わないようにすることで無駄な処理による電力消費や、無駄にメモリを消費することを避けるようにしてもよい。
【００５８】
次に、上述のステップＳ７０９における同期再調整処理について説明する。本発明の実施の形態における通信システムでは、ＧＷから直接フレームを受信することが可能なＰ２Ｐタグ以外は、ＧＷと直接又は間接的に同期しているＰ２Ｐタグからの受信フレームに基づいて、そのＰ２Ｐタグと同期を取る。このため、長時間にわたってアクティブ期間の同期の再調整を行わないと、各Ｐ２Ｐタグのクロックの精度のずれによって、ＧＷから離れた場所に存在するＰ２Ｐタグの同期の精度が落ちていく。このため、各Ｐ２Ｐタグは同期の再調整を適宜行うことが望ましい。例えば、各Ｐ２Ｐタグは、フレームを受信すると同期再調整処理を行うように構成される。
【００５９】
ただし、各Ｐ２Ｐタグは、基準タイムスロットでフレームを受信できる場合（すなわち、ＧＷからのフレームを受信できる場合）には、この受信フレームに基づく同期再調整処理を行い、その後のタイムスロットにおける受信フレームに基づいた同期再調整処理を行わないことが望ましい。また、Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットでフレームを受信した場合には、各Ｐ２Ｐタグは、最初にフレームを受信したタイムスロットに基づいて同期再調整処理を行い、その後のタイムスロットにおける受信フレームに基づいた同期再調整処理を行わないことが望ましい。
【００６０】
また、基準タイムスロット及びＰ２Ｐ−Ｓ用スロットでフレームを受信できない場合には、たとえＰ２Ｐ−Ｍ用スロットでフレームを受信した場合であっても、各Ｐ２Ｐタグは、この受信フレームに基づく同期再調整処理を行わないことが望ましい。これは、Ｐ２Ｐ−Ｍタグの場合は、移動によって、どの通信ノードからもフレームを受信することができない場所に存在していた可能性があり、したがってＰ２Ｐ−Ｍタグを同期再調整の基準とするには適切ではないことを理由とする。
【００６１】
また、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、Ｐ２Ｐ−Ｍタグの情報のみを記録・保持するため、上述の同期再調整処理が終わると、次のＰ２Ｐ−Ｍスロットのタイミング（Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロット）になるまで、自身がフレームを送信するタイムスロットを除く他のＰ２Ｐ−Ｓ用スロットにおいて無線部２１０の動作を停止させることが可能である。Ｐ２Ｐ−Ｍ用の最終スロットの受信が終わり、アクティブ期間が終了すると、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、スリープ処理Ｂを行う（ステップＳ７１１）。このスリープ処理Ｂでは、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、１ビーコン周期のうちの残り時間、フレームを送受信するための無線部２１０をオフにし、これによって消費電力が節約される。
【００６２】
次に、図８を参照しながら、Ｐ２Ｐ−Ｍタグの処理について説明する。図８は、本発明の実施の形態におけるＰ２Ｐ−Ｍタグの動作の一例を示すフローチャートである。Ｐ２Ｐ−ＭタグとＰ２Ｐ−Ｓタグとの処理の違いは、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは設置後に移動することがない一方、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは移動するという点にある。このため、Ｐ２Ｐ−Ｓタグは、いったん同期すると同期再調整処理によって同期を保つことが可能であるが、Ｐ２Ｐ−Ｍタグの場合は、ＧＷや他のＰ２Ｐタグと通信できない場所に移動してしまい、ＧＷや他のＰ２Ｐタグからの受信フレームに基づいた同期再調整処理を行うことができなくなる可能性もある。この場合、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、アクティブ期間の同期ずれを起こす可能性がある。このため、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、Ｐ２Ｐ−Ｓタグとは一部異なる処理を行う。
【００６３】
図８において、Ｐ２Ｐ−Ｍタグが起動すると、Ｐ２Ｐ−Ｓタグと同様に自身が同期しているかどうかの判断を行い、同期済みでなければ同期を取る処理を行う（ステップＳ８０１）。なお、このステップＳ８０１の同期処理では、基本的に、上述の図７Ｂに図示されている同期処理と同様の処理が行われる。すなわち、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、まだ同期していない場合には無線部２１０を起動して、ビーコン周期であるＴ＿ｐの期間だけスキャンを行い、この間にフレームを受信した場合には、この受信フレームに基づく同期処理を行う。なお、Ｐ２Ｐ−Ｓタグとは異なり、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、ＧＷやＰ２Ｐ−Ｓタグからのフレーム受信が無い場合でも、他のＰ２Ｐ−Ｍタグからのフレームを受信した場合には、この受信フレームに基づいて同期処理を行う。これは、Ｐ２Ｐ−ＭタグはＰ２Ｐ−Ｓタグと異なり、自身が移動するため、いったんＰ２Ｐ−Ｍタグに対して同期しても、その後の移動で更にＧＷやＰ２Ｐ−Ｓタグから直接フレームを受信し、この受信フレームに基づいた同期処理を行える可能性があるためである。
【００６４】
アクティブ期間の同期が取れている状態（同期状態）となったＰ２Ｐ−Ｍタグは、上述のＰ２Ｐ−Ｓタグと同様に、アクティブ期間に同期してフレーム送受信を行うために無線部２１０を起動し（ステップＳ８０２）、同時に、自身がフレームを送信するためのスロットを決定して、待機時間も決定する（ステップＳ８０３）。その後、アクティブ期間の基準タイムスロット及びＰ２Ｐ−Ｓ用スロットのスキャンを行う（ステップＳ８０４、Ｓ８０５）。ここで、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットにおいてフレームを受信した場合（ステップＳ８０６）には、上述のＰ２Ｐ−Ｓタグと同様の受信データ処理及び同期再調整処理を行う（ステップＳ８０７、Ｓ８０８）。
【００６５】
Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットが終了すると、Ｐ２Ｐ−Ｍタグの処理は、それまでに（すなわち基準タイムスロット及びＰ２Ｐ−Ｓ用スロットにおいて）、フレームを受信した場合と受信しなかった場合とで異なる処理が行われる（ステップＳ８０９）。
【００６６】
Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロット（及び基準タイムスロット）においてフレームを受信した場合には、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、以降のＰ２Ｐ−Ｍ用スロットに関しては受信処理を行わない。そして、該当受信フレームの送信ノード（ＧＷ又はＰ２Ｐ−Ｓタグ）に前回未受信のノードが含まれている場合には、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、あらかじめ決定していた自身の送信スロットにおいてフレーム送信処理のみを行う（ステップＳ８１０）。なお、フレーム送信処理に関しては、Ｐ２Ｐ−Ｓタグと同様の処理（例えば、図７ＡのステップＳ７１０と同様の処理）である。また、受信フレームを送信したノードに前回未受信のノードが含まれていない場合やステップＳ８１０のフレーム送信処理後、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、フレームを送受信するための無線部２１０をオフにするスリープ処理Ｂに移行する（ステップＳ８１１）。
【００６７】
一方、Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットが終了するまでにフレームを受信しなかった場合には、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、続けてＰ２Ｐ−Ｍ用スロットにおいてもフレーム受信処理を継続して行う（ステップＳ８１２）。Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロットでは、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、送信すべきフレームを有している場合には、自身がフレーム送信を行うために選択したフレーム送信スロットになると（ステップＳ８１３）、フレーム送信処理を行う（ステップＳ８１５）。また、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロットでフレームを受信した場合（ステップＳ８１４）には、受信データ処理及び同期再調整処理（ステップＳ８１６、Ｓ８１７）を実施する。
【００６８】
また、Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロットが終了した場合には、アクティブ期間のすべてのタイムスロットが終了したことになる。このアクティブ期間のすべてのタイムスロットにおいてフレームを受信しなかった場合とは、次の事柄（１）及び（２）、あるいは（１）及び（３）を意味する。
【００６９】
（１）当該Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、ＧＷ及びＰ２Ｐ−Ｓタグからの受信ができない場所に存在している。
かつ
（２）当該Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、前回未受信のＰ２Ｐ−Ｓタグの受信を検知してフレームを送信する別のＰ２Ｐ−Ｍタグからフレームを受信できない場所に存在している。
あるいは、
（３）任意のＰ２Ｐ−Ｓタグと通信可能な場所に存在する別のＰ２Ｐ−Ｍタグが自身の通信可能範囲に存在しているが、この別のＰ２Ｐ−Ｍタグは、例えば移動していないために前回未受信のＰ２Ｐ−Ｓタグを検知することがなく、かつ、この別のＰ２Ｐ−Ｍタグはフレームを送信していないため、当該Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、この別のＰ２Ｐ−Ｍタグからフレームを受信することができない。
【００７０】
上述のように、通信可能な範囲に別のＰ２Ｐ−Ｍタグが存在している場合（すなわち（３）の場合）でも、当該Ｐ２Ｐ−Ｍタグが、別のＰ２Ｐ−Ｍタグからフレームを受信しない場合も起こり得る。したがって、ステップＳ８１８でＰ２Ｐ−Ｍ用スロットの終了時までにフレームを受信しなかった場合でも、すぐに同期が外れたと判断して同期再調整処理を行わずに、規定回数までは同期再調整を行うことなく他の場合と同様にスリープ処理Ｂに移行する（ステップＳ８１９）。
【００７１】
一方、規定回数のアクティブ期間だけ連続してフレームを受信できなかった場合には、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、同期が外れたと判断し、例えば同期状態か否かを示すフラグを非同期状態にセットする（ステップＳ８２０）。この結果、再度ステップＳ８０１における同期処理に戻り、ここでアクティブ期間の同期が行われる。これにより、１ビーコン期間にわたってスキャンを行うことで、同期が外れてアクティブ期間に送信されているフレームを受信できなくなっていたＰ２Ｐ−Ｍタグは、再同期して通常の動作に戻ることが可能となる。また、アクティブ期間が終わると、ステップＳ８１１のスリープ処理Ｂに移行し、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、アクティブ期間を除く期間はスリープ状態となる。
【００７２】
なお、Ｐ２Ｐ−Ｍタグにおける受信データ処理では、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、基本的にＧＷ、Ｐ２Ｐ−Ｓ、Ｐ２Ｐ−Ｍから受信したフレームを区別無く記録するように構成されている。ただし、前回のアクティブ期間に受信したそれぞれ同一のＧＷ、Ｐ２Ｐ−Ｓタグ、Ｐ２Ｐ−Ｍタグからフレームを受信した場合、Ｐ２Ｐ−Ｍタグは、この受信フレームに関しては何の処理も行わない。
【００７３】
次に、図５を用いて、本発明の実施の形態における通信システムの各ノードのフレーム送受信タイミングについて説明する。図５は、本発明の実施の形態における通信システムの各ノードのフレーム送受信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。なお、図５には、２つのＰ２Ｐ−Ｓタグ（Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグ及びＰ２Ｐ−Ｓ２タグ）、１つのＰ２Ｐ−Ｍタグ（Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグ）のそれぞれのフレーム送受信タイミングが図示されている。
【００７４】
図５では、例えばＧＷからのフレームを受信して既に同期調整が行われているＰ２Ｐ−Ｓ１タグに対して、まだ同期していないＰ２Ｐ−Ｓ２タグ及びＰ２Ｐ−Ｍ１タグが同期を取るタイミングについて図示されている。
【００７５】
Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグ及びＰ２Ｐ−Ｍ１タグはそれぞれスキャンを行っている。このスキャン処理が行われる状態は、Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグに関しては起動時、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグに関しては起動時若しくは非同期で同期のためのスキャンをしながら移動してきた場合に該当する。図５中に示されている斜線部は、それぞれのタグがフレームを送信していることを示している。なお、図５では、フレーム送信タイミングのみが斜線部で示されており、フレーム受信タイミングについては図示省略されている。Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグ及びＰ２Ｐ−Ｍ１タグのどちらも、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグのフレームを受信した時点でスキャンを中止し、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグからの受信フレームに基づく同期処理を行い、次のアクティブ期間に同期して無線部２１０を起動する。また、このように同期した時点でスキャンを停止できるため、必ずしも１ビーコン周期の間、ずっと無線部２１０を起動しておく必要はない。
【００７６】
また、図６は、本発明の実施の形態における通信システムの各ノードのフレーム送受信タイミングの別の一例を示すタイミングチャートである。図６には、図５に示されている上述の状況において、すべてのＰ２Ｐタグが同期した後におけるＰ２Ｐタグ間でのフレーム送受信の動作が模式的に示されている。なお、図６において、各スロットに付されている符号『ＧＷ』、『Ｓ１』、『Ｓ２』、『Ｍ１』は、それぞれＧＷ、Ｐ２Ｐ−Ｓ１、Ｐ２Ｐ−Ｓ２、Ｐ２Ｐ−Ｍ１がフレーム送信に使用するタイムスロットであることを示しており、フレーム『ＧＷ』、『Ｓ１』、『Ｓ２』、『Ｓ２』は各タイムスロットで送信されるフレームを示している。また、図６の各タイムスロットのうちの太線で囲まれた部分は各Ｐ２Ｐタグが無線部２１０をオンにしている期間であり、一方、それ以外の期間では、各Ｐ２Ｐタグは無線部２１０をオフにして省電力化を図っている。
【００７７】
図６において、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグはＧＷからのフレーム『ＧＷ』を受信して同期しており、Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグはＰ２Ｐ−Ｓ１タグからのフレーム『Ｓ１』を受信して同期している。また、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは、移動後にＰ２Ｐ−Ｓ１タグのフレームを初めて受信し、さらにＰ２Ｐ−Ｓ２タグの方向に向かって移動している状態にある。
【００７８】
図６において、最初のアクティブ期間における各Ｐ２Ｐタグのフレーム送受信では、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグのみが最初のスロットでフレーム『ＧＷ』を受信している。これは、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグのみがＧＷと通信することが可能であることによる。Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグは、このＧＷからの受信フレームに基づいて同期再調整処理を行うことが可能であるため、図６に図示されているように、以降のＰ２Ｐ−Ｓ用スロットにおいては、自身がフレームを送信するときを除いて無線部２１０を停止して省電力化を図ってもよい。
【００７９】
また、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグが送信したフレーム『Ｓ１』は、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグ及びＰ２Ｐ−Ｓ２タグの両方で受信される。Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグ及びＰ２Ｐ−Ｓ２タグは両方共、このＰ２Ｐ−Ｓ１タグのフレーム『Ｓ１』に基づいて同期再調整処理を行う。一方、Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグは、自身のフレーム送信タイミングでフレーム『Ｓ２』を送信している。しかしながら、このＰ２Ｐ−Ｓ２タグから送信されるフレーム『Ｓ２』は、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグに対してはまだ届かない。また、Ｐ２Ｐ−Ｓ１は、フレーム『Ｓ１』の送信後に無線部２１０を停止しているため、Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグからのフレームを受信することはない。
【００８０】
一方、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは、フレーム『Ｓ１』が初めてのフレーム受信であるためＰ２Ｐ−Ｓ１タグを記録する。また、Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットにおけるフレーム受信を終了した後、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは、Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロットの自身が選択したタイムスロットにおいて、自身のフレームを送信する処理を行う。なお、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは、Ｐ２Ｐ−Ｓ用スロットにおいてフレームを受信したので、Ｐ２Ｐ−Ｍ用スロットに関しては受信処理を行わない。また、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグが自身の選択したＰ２Ｐ−Ｍ用スロットに対してフレーム『Ｍ１』を送信した場合、通信可能範囲に存在しているＰ２Ｐ−Ｓ１タグが、このフレームを受信する。この時点で、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグにＰ２Ｐ−Ｍ１タグのＩＤが記録される。
【００８１】
ここで、次のアクティブ期間においても、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは移動せずに同一の場所に存在し続けたとする。この場合、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは、前回のアクティブ期間と同様にフレーム『Ｓ１』を受信するが、既に以前（前回）のアクティブ期間でＰ２Ｐ−Ｓ１タグからのフレーム『Ｓ１』を受信済みのため、自身のフレームの送信処理を行わず、無線部２１０の動作を停止する。
【００８２】
さらに次のアクティブ期間において、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは移動して、さらにＰ２Ｐ−Ｓ２タグとも通信可能になったとする。この場合、Ｐ２Ｐ−Ｍ１タグは、Ｐ２Ｐ−Ｓ１及びＰ２Ｐ−Ｓ２タグの両方からフレームを受信し、Ｐ２Ｐ−Ｓ２からの受信フレーム『Ｓ２』が、前回のアクティブ期間に受信していない新しいＰ２Ｐタグからのフレームであるため、このフレーム『Ｓ２』の送信元であるＰ２Ｐ−Ｓ２タグのＩＤを記録し、また、フレーム『Ｍ１』の送信処理を行う。フレーム『Ｍ１』は通信可能範囲に存在しているＰ２Ｐ−Ｓ１タグ及びＰ２Ｐ−Ｓ２タグの両方によって受信され、Ｐ２Ｐ−Ｓ２タグによってＰ２Ｐ−Ｍ１タグのＩＤが記録される。このとき、Ｐ２Ｐ−Ｓ１タグにおいては、例えばこのフレーム受信をフレーム受信時刻と共に追加で更に記録を行ってもよいし、また、既にＰ２Ｐ−Ｍ１からの受信フレームを記録済みであるため、一定時間以上経過していなければ、同一のＰ２Ｐタグからのフレーム受信の記録を行わないようにしてもよい。
【００８３】
このように、Ｐ２Ｐ−ＳタグやＰ２Ｐ−Ｍタグのそれぞれが、アクティブ期間の中のタイムスロットにおいても、無線部２１０を停止する期間をそれぞれ持つことが可能であり、更なる低消費電力化を図ることが可能である。なお、本実施の形態では、基準ノードであるＧＷを１台のみの場合で説明しているが、本発明においては、同一のシステム内において基準ノードが１台である必要はなく、複数の基準ノードと一度に通信可能なノードがないように設置し、これらの複数の基準ノードを本発明の方法以外で同期させておけば、複数の基準ノードを同じシステムで使用してもよい。例えば基準ノードの同期の方法としては、基準ノードが接続される外部ネットワークを用いて同期させることなどが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、無線通信システムにおける各無線ノードの消費電力の低減や、効率的なアクセス制御を実現することが可能であり、無線ネットワークシステムに適用可能であり、特に、各通信ノードにおける省電力化が重要な電子タグシステムやセンサネットワークシステムなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１００  ゲートウェイ（ＧＷ）
１０５  外部ネットワーク
１１０、１１１、１１２  Ｐ２Ｐ−Ｓタグ（無線タグ、無線ノード）
１１３、１１４  Ｐ２Ｐ−Ｍタグ（無線タグ、無線ノード）
２００  Ｐ２Ｐタグ
２０１  送信部
２０２  受信部
２０３  制御部
２０４  ＩＤ蓄積部
２０５  クロック
２０６  給電部
２１０  無線部
４０１  スロット番号フィールド
４０２  待機時間数フィールド
４０３  タイプフィールド
４０４  ＩＤフィールド
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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