(57)【要約】【課題】２つのチャネルを切り換えて通信するシステムを効率的に運用する。【解決手段】本発明の一態様としての無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、第１チャネルおよび第２チャネルを選択的に切り換え、ＲＦ集積回路を介して、前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信し、前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信するよう制御する。前記第２チャネルでは、前記第２報知信号の送信タイミング間に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定される。前記ベースバンド集積回路は、前記第２期間において使用チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換え、前記第２期間の間、前記ＲＦ集積回路を介して、前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信し、前記第２期間の終了までに前記使用チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換えるよう制御する。
2016043294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１チャネルおよび第２チャネルを選択的に切り換え、ＲＦ集積回路を介して、前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信し、前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信するよう制御するベースバンド集積回路を備え、
前記第２チャネルでは、前記第２報知信号の送信タイミング間に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定され、
前記ベースバンド集積回路は、前記第２期間において使用チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換え、前記ＲＦ集積回路を介して、前記第２期間の間に前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信し、前記第２期間の終了までに前記使用チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換えるよう制御する
無線通信用集積回路。
【請求項２】
前記第２期間の長さは、前記第２チャネルを前記第１チャネルに切り換えるために要する時間と、前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信するのに要する時間と、前記第２チャネルを第１チャネルに切り換えるために要する時間とを合計した時間以上の長さを有する
請求項１に記載の無線通信用集積回路。
【請求項３】
前記ベースバンド集積回路は、前記第２チャネルの動作をオフにする期間の指定情報を含む前記第２報知信号を送信し、前記第２報知信号で指定した前記期間の間、前記第２チャネルとは異なるチャネルのチャネルサーチを行う
請求項１または２に記載の無線通信用集積回路。
【請求項４】
前記指定情報は、前記指定情報を含む前記第２報知信号の送信後から次に送信するべき第２報知信号の送信開始タイミングより前までの期間を特定する情報である
請求項３に記載の無線通信用集積回路。
【請求項５】
前記指定情報は、前記指定情報を含む前記第２報知信号の送信後に送信される第２報知信号の送信開始タイミングから、さらにその後に送信される第２報知信号の送信開始タイミング前までの期間を特定する情報である
請求項３に記載の無線通信用集積回路。
【請求項６】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する第２報知信号の送信開始タイミング前までを単位期間として、前記単位期間の単位で前記チャネルサーチを行う場合に、
前記指定情報は、前記チャネルサーチを行う前記単位期間の頻度に関する情報を含む
請求項３に記載の無線通信用集積回路。
【請求項７】
前記ベースバンド集積回路は、
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する前記第２報知信号の送信開始タイミング前の間を単位区間として、
第１の単位区間における前記第１期間の一部の期間である第３期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにすることの指定情報を含む前記第２報知信号を前記第１の単位区間の開始以前に送信し、前記第３期間の間、前記チャネルサーチを行い、
前記第１の単位区間より後の第２の単位区間における前記第１期間のうち、前記第３期間と異なる第４期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにすることの指定情報を含む前記第２報知信号を、前記第２の単位区間の開始以前に送信し、前記第４期間の間、前記チャネルサーチを行う
請求項３に記載の無線通信用集積回路。
【請求項８】
前記ベースバンド集積回路は、前記第１期間では、予め割り当てたスロットを用いて他の無線通信装置と通信を行う割当ベースアクセス方式の通信を行う
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
【請求項９】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する前記第２報知信号の送信開始タイミング前までの間を単位区間として、
前記第１期間は、予め割り当てたスロットを用いて他の無線通信装置と通信を行う割当ベースアクセス方式で通信を行う第５期間と、競合ベースアクセス方式で前記他の無線通信装置と通信を行う第６期間とを含み、
前記ベースバンド集積回路は、第１の単位区間の前記第１期間における前記第５期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにすることの指定情報を含む前記第２報知信号を前記第１の単位区間の開始以前に送信し、前記第５期間の間、前記チャネルサーチを行い、
前記第１の単位区間より後の第２の単位区間における前記第１期間の間前記割当ベースアクセス方式が適用され、
前記ベースバンド集積回路は、前記第２期間の間、前記競合ベースアクセス方式が適用されるとの変更の指定情報を含む前記第２報知信号を、前記第２の単位区間の開始以前に送信し、前記第２の単位区間において、前記第６期間と同じ位置の期間の間、前記チャネルサーチを行う
請求項３に記載の無線通信用集積回路。
【請求項１０】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する前記第２報知信号の送信開始タイミング前までの間を単位区間とし、
前記ベースバンド集積回路は、第１の単位区間における前記第２期間の間、前記チャネルサーチを行い、
前記ベースバンド集積回路は、前記第１の単位区間より後の第２の単位区間における前記第１期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにし、前記第２期間の間、競合ベースアクセス方式の通信を行うとの変更の指定情報を含む前記第２報知信号を前記第２の単位区間の開始以前に送信し、前記第１期間の間、前記チャネルサーチを行う
請求項３に記載の無線通信用集積回路。
【請求項１１】
前記ベースバンド集積回路は、前記チャネルサーチにより、他の無線通信装置が前記第１報知信号の送信に使用しているチャネルを特定し、特定したチャネルで受信した第１報知信号を解析することにより、前記他の無線通信装置が前記第２報知信号の送信に使用している前記第２チャネルを識別する
請求項３、５、６、７、９、１０に記載の無線通信用集積回路。
【請求項１２】
前記第１チャネルは、制御チャネルであり、前記第２チャネルはデータチャネルである
請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
【請求項１３】
前記ＲＦ集積回路
をさらに備えた請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の無線通信用集積回路。
【請求項１４】
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに接続され、信号を送受信する無線通信部と、
第１チャネルおよび第２チャネルを選択的に切り換え、前記無線通信部を介して、前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信し、前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信するよう制御する制御部を備え、
前記第２チャネルでは、前記第２報知信号の送信タイミング間に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定され、
前記制御部は、前記第２期間において使用チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換え、前記第２期間の間に、前記無線通信部を介して前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信し、前記第２期間の終了までに前記使用チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換えるよう制御する
無線通信端末。
【請求項１５】
無線通信端末による無線通信方法であって、
第１チャネルおよび第２チャネルを選択的に切り換えるステップと、
前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信するステップと、
前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信するステップと、
前記第２チャネルでは、前記第２報知信号の送信タイミング間に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定されており、前記第２期間において使用チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換えるステップと、
前記第２期間の間に、前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信するステップと、
前記第１報知信号を送信後、前記第２期間の終了までに前記使用チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換えるステップと
を備えた無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、無線通信用集積回路、無線通信端末および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体に形成する無線ネットワークとして、ボディエリアネットワークと呼ばれるネットワークが知られている。ボディエリアネットワークは、たとえば人体に中央装置としてのハブと、端末装置としてのノードを装着して、ハブおよびノード間で通信を行う。【０００３】
ボディエリアネットワークにおけるハブおよびノード間の通信方法として、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．６には、１つのチャネルを用いるアクセス方式が開示されている。一方、それとは異なり、ハブが、制御チャネルとデータチャネルを用いる仕組みも検討されている。具体的には、データチャネルに干渉がある等の理由で、別のデータチャネルに変更したい場合に、ノードがいったん制御チャネルに戻って、制御チャネルのビーコン信号を利用して、変更後のデータチャネルを特定する方法が検討されている。これによれば、データチャネル変更時に、ノードは、すべてのデータチャネルの候補をチャネルサーチする必要はなく、消費電力を低減できる可能性がある。また、ハブは、他のハブから制御チャネルのビーコン信号を受信することで、当該他のハブで用いているデータチャネルの情報などを取得することも可能となる。この際、チャネルサーチの増大による消費電力の増大を抑制するには、制御チャネルの候補数は、データチャネルに比べて、少なく設定することが望ましい。【０００４】
一方、別の技術として、運用中の使用チャネルを他チャネルに変更する場合に、当該使用チャネルとは異なるチャネルをサーチする仕組みが検討されている。例えば、端末装置との接続中に、端末装置からの信号の再送は受信出来る程度の短い期間の間にて、使用チャネルの受信処理を停止し、他のチャネルがビジーか否かをサーチする仕組みが、センサ通信用途として提案されている。【０００５】
しかしながら、当該技術においては、チャネルの停止期間は短いため、ボディエリアネットワークにおいて問題となる緊急信号対応には良いが、他チャネルのサーチ時間が短い。このため、この従来技術をボディエリアネットワークに適用した場合、ハブがデータチャネルを制御チャネルに切り換え、他ハブのビーコン信号を受信し、データチャネルの情報を得るには、サーチ時間が短くなりすぎる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−７２７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、２つのチャネルを切り換えて通信するシステムを効率的に運用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様としての無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、第１チャネルおよび第２チャネルを選択的に切り換え、ＲＦ集積回路を介して、前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信し、前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信するよう制御する。前記第２チャネルでは、前記第２報知信号の送信タイミング間に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定される。前記ベースバンド集積回路は、前記第２期間において使用チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換え、前記第２期間の間に、前記ＲＦ集積回路を介して、前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信し、前記第２期間の終了までに前記使用チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換えるよう制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る無線ネットワークシステムの一例を示す図。
【図２】ハブのタイミング図。
【図３】ハブが備える無線通信装置のブロック図。
【図４】ノードが備える無線通信装置のブロック図。
【図５】ハブの第１の動作例のフローチャート。
【図６】ハブの第２の動作例のフローチャート。
【図７】実施形態２に係るハブのタイミング図。
【図８】データチャネルビーコン信号のフォーマット例を示す図。
【図９】ハブの動作例のフローチャート。
【図１０】実施形態３に係るハブのタイミング図。
【図１１】ハブの動作例のフローチャート。
【図１２】実施形態４に係るハブが備える無線通信装置のブロック図。
【図１３】実施形態４に係るノードが備える無線通信装置のブロック図。
【図１４】実施形態５に係るハブが備える無線通信装置のブロック図。
【図１５】実施形態５に係るノードが備える無線通信装置のブロック図。
【図１６】実施形態６に係るハブが備える無線通信装置のブロック図。
【図１７】実施形態６に係るノードが備える無線通信装置のブロック図。
【図１８Ａ】実施形態７に係るノードまたはハブの全体構成例を示す図。
【図１８Ｂ】実施形態７に係るハブまたはノードに搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。
【図１９】実施形態８に係る無線通信端末の斜視図。
【図２０】実施形態８に係るメモリーカードを示す図。
【図２１】実施形態１７に係る無線通信システムを示す図。
【図２２】実施形態１７に係るノードのハードウェアブロック図。
【図２３】実施形態１７に係るハブのハードウェアブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る無線ネットワークシステムの一例を示す。図１に示す無線ネットワークシステム１００は、ハブ１１と、複数のノード２０、２１、２２を含む。ハブ１１は中央装置として動作する無線通信装置を含む基地局である。各ノードは、中央装置と通信する無線通信装置を含む端末である。基地局も端末の一形態と考えることも可能である。ハブ１１の無線通信装置は、ノード２０、２１、２２にとっての対象通信装置であり、ノード２０、２１、２２の無線通信装置は、ハブ１１にとっての対象通信装置である。
【００１２】
各ノードは、たとえば１つまたは複数のセンサを内蔵しており、センサで取得したセンシング情報を、ハブ１１に無線送信する。また各ノードは、通信に必要な制御情報等をハブから無線で受信する。ボディエリアネットワークの場合では、各ノードおよびハブが人体に装着される。人体に装着とは、人体に直接接触する形態、服の上から装着する形態、首からかけた紐に設ける形態、ポケットの収容する形態など、人体に近接した位置に配置するあらゆる場合を含んでよい。センサは、たとえば睡眠センサ、加速度センサ、心電センサ、体温センサ、脈センサなどの生体センサが想定される。ただし、本実施形態はボディエリアネットワークに限定されず、ハブとノードを配置可能である限りに、任意のネットワークを構築できる。たとえばハブとノードを、動物や植物等の人体以外の生体に設置してもよいし、生体以外の物体、たとえば自動車の複数箇所（たとえばボディと車輪など）に設置してもよい。
【００１３】
図２に実施形態１に係るハブのタイミング図を示す。図２を用いてハブ及びノード間の動きを説明する。
【００１４】
ハブとノードは、それぞれ第１のチャネルに相当する制御チャネル（「Ｃｃｈ」と記述することもある）と、第２のチャネルに相当するデータチャネル（「Ｄｃｈ」と記述することもある）を用いて送受信を行う。ハブは、制御チャネルとデータチャネルの両チャネルにて、ビーコンフレームの信号（ビーコン信号）を送信することを前提としている。ビーコンフレームは、同じネットワーク内のノードに基本的な情報あるいは制御情報を報知する報知フレームである。基本的には、１つのＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部（後述する図１８参照）を用いて、周波数の異なる２つのチャネルを切り換えて運用する。なお、制御チャネル用のＲＦ部、データチャネル用のＲＦ部の２つのＲＦ部を用いて、両者を切り換えて使用することも可能である。以下の説明では、ＲＦ部が１つの場合を想定する。
【００１５】
図２の上側には、制御チャネルのタイミング図、下側にはデータチャネルのタイミング図が示される。便宜上、制御チャネルをチャネル番号Ｎ１、データチャネルをチャネル番号Ｎ２によって識別している。タイミング図の横軸は時間軸である。図における「Ｂ」の文字が入った縦長の矩形は、報知信号であるビーコン信号を表している。「Ｃｃｈ  ｏｎ」が付された区間は、制御チャネルが動作していることを示し、「Ｃｃｈ  ｏｆｆ」が付された区間は、制御チャネルが停止していることを表す。同様に、「Ｄｃｈ  ｏｎ」が付された区間は、データチャネルが動作していることを示し、「Ｄｃｈ  ｏｆｆ」が付された区間は、データチャネルが停止していることを表す。
【００１６】
ハブは、制御チャネルでは、予め定めたタイミング、具体的には、一定の周期で、制御チャネル用のビーコン信号（１０１１、１０１２、１０１３、・・・）を送信する。制御チャネルのビーコン信号には、ハブが使用するデータチャネルに関する情報（チャネル番号、データチャネルのビーコン信号の周期など）が含まれる。ビーコン信号の送信はブロードキャストによって行われるのが一般的であるが、マルチキャストによって行われることも可能である。ハブは、制御チャネルが動作中の間、ビーコン信号の送信以外では、必要に応じて他のハブが制御チャネルで送信するビーコン信号を受信し、他のハブが使用しているデータチャネルの情報を把握することもできる。なお、本実施形態では、制御チャネルは１つのみ存在し、本ハブおよび他のハブとも同じ制御チャネルを使うことを想定するが、複数の制御チャネルが存在し、そのうちの１つを、本ハブおよび他のハブがそれぞれ使う形態も可能である。
【００１７】
ハブは、データチャネルでも、予め定めたタイミング、具体的には一定の周期で、データチャネル用のビーコン信号（１００１、・・・）を送信する。データチャネルのビーコン信号の送信周期は、制御チャネルと同じとするが、これに限定されない。制御チャネルのビーコン信号の送信タイミングと、データチャネルのビーコン信号の送信タイミングは異なる。データチャネルで送信する２つのビーコン信号間をビーコンインターバルとした場合、ビーコンインターバルには、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）による割当ベースアクセスで通信を行う、割当ベースアクセス期間（ＳＰ：Ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ  Ｐｅｒｉｏｄ）、ＣＳＭＡまたはＳｌｏｔｔｅｄ  Ａｌｏｈａといった競合ベースアクセスで通信を行う競合ベースアクセス期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｏｄ）が含まれる。さらに、ハブもノードも送受信を行わないインアクティブ期間（ＩｎＡｃｔｉｖｅ  Ｐｅｒｉｏｄ）が設けられる。これらの期間の配置順序は、図２のものに限定されない。また、競合ベースアクセス期間など、一部の種類の期間が存在しない配置も可能である。
【００１８】
ＴＤＭＡ方式では、ＴＤＭＡ方式が適用される期間が時間方向に複数のスロットに分割され、ハブに接続したノードはスロットの割当てを受ける。ノードは、割り当てられたスロットでフレームの信号を送受信することができる。後述するように、ノードは、自装置に割り当てられたスロットで信号を送信する場合の他、未割当のスロットを他のノードとの共有スロットとして、この共有スロットを用いて、信号を送信することが許容される場合もある。
【００１９】
競合ベースアクセス方式は、スロット付きアロハ（ｓｌｏｔｔｅｄ  ａｌｏｈａ）方式またはＣＳＭＡベース方式などがある。スロット付きアロハ方式では、スロット付きアロハ方式が適用される期間が複数のスロットに分割され、各スロットは各ノードの共有スロットとなる。ノードが送信用のフレームを有する場合、乱数を生成することで、当該フレームの送信または非送信を、規定の送信確率で決定する。送信が決定された場合は、フレームを送信する。非送信が決定された場合は、フレームの送信を見送る。規定の送信確率はパラメータとして変更可能である。なお、競合ベースアクセス期間では、割当ベースアクセス期間とは異なり、事前にハブからスロットの割り当てを受ける必要はない。ＣＳＭＡベース方式では、ノードが送信用のフレームを有する場合、規定の時間と乱数で決めたバックオフ時間との間キャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルであれば、送信権を獲得し、フレームを送信できる。
【００２０】
データチャネルのビーコン信号には、ビーコン信号の周期や、各種の情報を通知するフィールドが含まれる。後述するように、データチャネルをオフにする期間を指定する情報も含めることができる。
【００２１】
前述したように、本例ではハブが１つのＲＦ部で、制御チャネルとデータチャネルを切り換えて動作させる場合を想定する。このため、ハブは、制御チャネルのビーコン信号の送信は、データチャネルのインアクティブ期間で、データチャネルから制御チャネルに動作チャネルを変更する（Ａ１０１）。変更は、例えばインアクティブ期間の開始で行う。制御チャネルでビーコン信号を送信後、制御チャネルを再びデータチャネルに戻す（Ａ１０２）。このように、インアクティブ期間では、制御チャネルおよびデータチャネル間の切替えと、制御チャネルのビーコン信号の送信が行われるため、インアクティブ期間の長さは、これらを考慮した長さに設定しておく必要がある。具体的に、データチャネルから制御チャネル、そして再度データチャネルへ切り替えるためにＲＦ部等の設定の切り替えに要する時間に、制御チャネルでのビーコン信号送信時間を足した値以上である必要がある。
【００２２】
ノードは、ハブに接続する場合、１つまたは複数の制御チャネル候補をサーチし、ハブが使用する制御チャネルを特定する。当該特定した制御チャネルでハブが送信するビーコン信号を受信し、ハブが使用しているデータチャネルのチャネル番号等の情報を把握する。事前に制御チャネルが１つに決まっている場合は、ノードはその決まっているチャネルのみをサーチすればよい。
【００２３】
その後、ノードは、把握した番号のデータチャネルに、使用チャネルを変更し、データチャネルで送信されるビーコン信号をハブから受信する。ノードは、ハブに接続する場合、競合ベースアクセス期間を用いて、ハブに対し、接続処理を行う。具体的には、ノードは、接続要求フレームの信号（Ｃ−Ｒｅｑ）をハブに送信し、ハブから接続応答フレームの信号（Ｃ−Ａｓｓ）を受信することで、ハブへの接続を行う。このとき、ノードは、ハブから割当ベースアクセス期間でのスロットの割り当ても受けることができる。
【００２４】
ノードは、ハブと接続した以降は、基本的には、データチャネルのみを運用チャネルに設定して、データチャネルにて、センサデータ等のデータの送信または受信などを行う。また、ノードは、データの送信または受信が行われない間は、低消費電力の状態であるスリープ状態に遷移することが望ましい。スリープ状態ではＲＦ部など、使用しない回路への電力供給を停止または低減したり、クロック周波数を低減したりすることで、低消費電力化を図る。
【００２５】
ノードのスリープ中に、ハブが、データチャネルを変更する可能性がある。例えば、データチャネルのビジー検出率の増加や、誤り率の増加など、他のハブが使用するデータチャネルに干渉があると推測される場合に、他のハブとの干渉を理由に、データチャネルを変更する。この場合、ハブは、隣接するハブが運用するデータチャネルと異なるデータチャネルを、新規データチャネルとするのが望ましい。基本的に、ハブは、他のハブが制御チャネルで送信するビーコン信号を受信することで、他のハブの運用しているデータチャネルを把握する。
【００２６】
他のハブから制御チャネルで送信されるビーコン信号を受信するために、ハブは、制御チャネルの１ビーコンインターバル以上、制御チャネルをサーチすることが望ましい。１つのＲＦで運用するハブは、制御チャネルのサーチを行う場合は、その間、データチャネルをオフにする必要がある。そこで、ハブは、事前に、データチャネルのビーコン信号で、データチャネルをオフにする期間を通知しておく。図２の例に示すように、ハブが制御チャネルのサーチを行う場合には、データチャネルのビーコン信号１００１にて、当該ビーコン信号１００１の直後のビーコンインターバルの次のビーコンインターバル１００２の１つ分とその開始のトリガーとなるビーコン信号長の期間、データチャネルをオフすることを通知する。この通知を受けたノードでは、指定されたビーコンインターバル１００２とその開始のトリガーとなるビーコン信号１００３の長さの期間の間は、データチャネルがオフにされると認識する。なおデータチャネルがオフのため、ビーコン信号１００３の送信は行われない（図において、破線で示されるビーコン信号は送信されないことを意味している）。
【００２７】
ここではビーコンインターバル１００２の開始のトリガーとなるビーコン信号１００３の期間もデータチャネルオフにしたが、変形例として、ビーコン信号１００３は送信し、ビーコンインターバル１００２のみデータチャネルをオフにしてもよい。つまり、ビーコンインターバルをデータチャネルオフの単位区間としてもよいし、ビーコンインターバルとその開始のトリガーとなるビーコン信号の期間とを合わせた期間をデータチャネルオフの単位区間としてもよい。換言すれば、ビーコン信号の送信終了タイミング後から次に送信するビーコン信号の送信開始タイミング前の間を単位区間としてもよいし、ビーコン信号の送信開始タイミングから、次に送信するビーコン信号の送信開始タイミング前の間を単位区間としてもよい。
【００２８】
ハブからの通知方法は、ビーコン信号１００１内で、例えばデータチャネルのオフを開始するビーコン番号（あるいはビーコンインターバル）を設定するとともに、データチャネルオフビットをオンにすることで可能である。なお、データチャネルオフ用のビーコン番号の指定フィールドが事前に用意されている場合は、データチャネルオフビットを省略してもよい。ビーコン番号とはビーコン信号の識別子であり、ビーコン信号が送信されるごとに更新される。ここではデータチャネル番号を設定したが、別の方法として、次のビーコン信号から数えて何個目のビーコン信号から、データチャネルオフにするかを指定する方法も可能である。ここでは１つのビーコン番号（あるいはビーコンインターバル）を指定したが、複数のビーコン信号を指定できるようにしてもよい。
【００２９】
また、データチャネルをオフにするビーコンインターバルの直前のビーコン信号で、データチャネルオフビットをオンにするだけの方法も可能である。この場合、当該ビーコン信号を受信した直後のビーコンインターバルで、データチャネルをオフにする。ただし、この方法では、ビーコンインターバルのうち、ビーコン信号を送信する期間の間、データチャネルをオフにできない。
【００３０】
さらに他の通知方法として、ビーコンインターバルを単位区間として、またはビーコンインターバルとその開始のトリガーとなるビーコン信号長の期間とを合わせた期間を単位区間としてサーチを行う場合に、ハブが定期的に制御チャネルをサーチする場合には、データチャネルのビーコン信号にて、データチャネルオフ頻度情報を通知してもよい。この場合には、ビーコン信号を受信したノードは、ハブがデータチャネルをオフする頻度が分かるので、それを考慮したデータ送受信を行うことが可能となる。例えば、オフ頻度情報として、指定数の単位区間ごとに、その単位区間でデータチャネルをオフにすることが考えられる。
【００３１】
前述したように、ノードのスリープ中に、ハブが、データチャネルを変更した場合、ノードは、スリープから復帰後に、スリープ前に使用していたデータチャネルのビーコン信号を受信できないこととなる。この場合には、ノードは、動作チャネルをいったん制御チャネルに戻し、制御チャネルのビーコン信号を受信しなおす。これにより、ノードは、ハブが現在運用中のデータチャネルの番号を把握し、把握した番号のデータチャネル（新規データチャネル）へ移行することが可能となる。
【００３２】
このように、ノードは、ハブへの接続時や、ハブの運用しているデータチャネルを見失った場合のみ、制御チャネルを動作チャネルに設定し、それ以外は通常、データチャネルのみを用いればよい。
【００３３】
図３に本実施形態のハブに搭載される無線通信装置の構成例を示す。図３の無線通信装置は、アンテナ１０、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０、本実施形態に係るＭＡＣ部３０及び上位処理部４０を備える。ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は、送信部２１と受信部２２を含み、ＭＡＣ部３０は、送信処理部３１、受信処理部３２、アクセス制御部３３及びチャネル制御部３４を含む。ＭＡＣ部３０の全部または一部は、本実施形態に係るベースバンド集積回路または制御部の一形態に対応する。ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は、本実施形態に係るＲＦ集積回路または無線通信部の一形態に対応する。
【００３４】
アクセス制御部３３では、制御チャネルおよびデータチャネルのアクセスを管理する。データチャネルは、割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間、インアクティブ期間ごとにアクセス管理を行い、割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間ではそれぞれのアクセス方式に従う。アクセス制御部３３は、制御チャネル及びデータチャネルのビーコン信号の送信を、それぞれ所望タイミング（一定周期など）で行う制御する。具体的には、ビーコン信号の送信を送信処理部３１に指示し、送信処理部３１が、指示に従って、制御チャネルまたはデータチャネルのビーコンフレームを生成し、生成したビーコンフレームを送信部２１へ出力する。例えば、現在の動作チャネルが制御チャネルでインアクティブ期間に相当する期間であれば、制御チャネルのビーコン信号の送信を送信処理部３１に指示する。
【００３５】
送信部２１は、チャネル制御部３４により指定されたチャネルを動作チャネルとして、フレーム送信の処理を行う。具体的に、送信部２１は、送信処理部３１から入力されたフレームに対し、所望の物理層の処理を行う。物理層の処理後のフレームに対し、Ｄ／Ａ変換や無線周波数へのアップコンバート等を行って送信信号を生成し、アンテナ１０を介して送信信号を空間に電波として出力する。
【００３６】
アクセス制御部３３は、制御チャネルのビーコン信号の送信終了をトリガーに、チャネル制御部３４に対し、データチャネルへのチャネル変更の通知を出力する。チャネル制御部３４は、チャネル変更の通知をもとに、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０に対しチャネル変更の指示信号を出力する。ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は、送信部２１および受信部２２の動作チャネルをデータチャネルに変更する。なお、本実施形態ではアクセス制御部３３は、チャネル制御部３４を介して、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０を制御しているが、チャネル制御部３４を省き、アクセス制御部３３が直接、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０を制御して、動作チャネルの変更を行ってもよい。
【００３７】
データチャネルに変更後、アクセス制御部３３は、データチャネルビーコン信号を送信するよう制御する。その後、データチャネルビーコン信号の送信に続くビーコンインターバルを、割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間及びインアクティブ期間の３つの期間に分けて制御を行う。割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間の長さ等は、データフレームビーコン信号にて通知する。割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間が事前に決まっており、変更がある場合のみ、データフレームビーコン信号で通知してもよい。
【００３８】
アクセス制御部３３は、インアクティブ期間の開始をトリガーに再度、チャネル制御部３３にチャネル変更の通知を行うことにより、制御チャネルへチャネル変更する。また、ハブは、何等かの条件に基づき、データチャネルを別のデータチャネルに変更することを判断したとき、もしくは定期的に、制御チャネルへ戻し、ビーコンインターバルをサーチする。この場合、送信するデータチャネルのビーコン信号に、データチャネルをオフにする期間を指定した情報を挿入する。例えば、前述したデータチャネルオフビット、データチャネルのオフを開始するビーコン番号の情報、もしくはデータチャネルオフ頻度情報などを通知してもよい。
【００３９】
ハブは、競合ベースアクセス期間ではノードから、接続要求信号の受信等を行う。受信部２２ではアンテナ１０を介して信号を受信し、受信処理を行って、処理後のフレームを受信処理部３２へ出力する。受信処理としては、たとえばベースバンドへの周波数変換やＡ／Ｄ変換、Ａ／Ｄ変換後のフレームの物理ヘッダーの解析や復調処理など所望の物理層処理を含んでもよい。受信処理部３２は、処理後のフレームを解析する。接続要求フレームの場合、受信処理部３２はフレーム解析するとともに、アクセス制御部３３に接続要求フレームの解析結果を通知する。アクセス制御部３３は、ノードの接続要求に対する応答判断を行い、判断結果に応じて、送信処理部３１に接続応答フレームの送信を指示する。この際、接続要求フレームに、ノードが対応するセンサ種別もしくは、それに類似する情報が含まれていた場合、アクセス制御部３３は、センサ制御部である上位処理部４０に情報を通知し、上位処理部４０にて、ノードへの割当スロットの個数および位置等を判断しても構わない。この場合、接続要求フレームには、ノードに割り当てたスロットに関する情報を含める。受信処理部３２は、ＭＡＣヘッダーの解析等により、受信したフレームがデータフレームであると判断した場合は、当該データフレームを上位処理部４０へ出力する。
【００４０】
なお、ノードへ個別に送信するダウンリンクのデータがあるときは、上位処理部４０はそのデータを含むデータフレームを、送信処理部３１に渡す。アクセス制御部３３は、ノードに対して任意の方法（たとえばビーコン信号を用いた方法）で割当ベースアクセス期間に確保したダウンリンク用のスロットで、当該データフレームの送信を送信処理部３１に指示する。
【００４１】
図４に本実施形態に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。図４の無線通信装置は、アンテナ１１０、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０、ＭＡＣ部１３０及び上位処理部１４０を備える。ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０は、送信部１２１と受信部１２２を含み、ＭＡＣ部１３０は、送信処理部１３１、受信処理部１３２、アクセス制御部１３３及びチャネル制御部１３４を含む。上位処理部１４０は、センサのセンシング値やセンシング時刻などのセンサ情報を取得する機能を有していてもよい。ＭＡＣ部１３０の全部または一部は、本実施形態に係るベースバンド集積回路または制御部の一形態に対応する。ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０は、本実施形態に係るＲＦ集積回路または無線通信部の一形態に対応する。
【００４２】
センサ制御部である上位処理部１４０は、起動時や送信データ発生時など所定のタイミングで、ハブとの接続を行うべく送信要求をアクセス制御部１３３に行う。アクセス制御部１３３は、上位処理部１４０からの送信要求に基づき、例えば競合ベースアクセス期間において、接続要求フレームの送信を送信処理部１３１に指示する。送信処理部１３１は、接続要求フレームを生成して送信部１２１に出力する。送信部１２１は、接続要求フレームに所望の物理層の処理を行う。物理層の処理後のフレームに対し、Ｄ／Ａ変換や無線周波数へのアップコンバート等を行って送信信号（接続要求信号）を生成し、アンテナ１０を介して送信信号を空間に電波として出力する。アクセス制御部１３３は、ハブからの接続応答信号の受信を待機する。受信部１２２ではアンテナ１１０を介して信号を受信し、受信処理を行って、処理後のフレームを受信処理部１３２へ出力する。受信処理としては、たとえばベースバンドへの周波数変換やＡ／Ｄ変換、Ａ／Ｄ変換後のフレームの物理ヘッダーの解析や復調処理など所望の物理層処理を含んでもよい。受信処理部１３２は、処理後のフレームを解析する。接続応答フレームの場合、受信処理部１３２はフレーム解析するとともに、アクセス制御部１３３に接続応答フレームの解析結果（割当スロットの個数や位置など）を通知する。アクセス制御部１３３は、ノードに割当られたスロットの個数および位置等を管理する。
【００４３】
上位処理部１４０は、センシング情報などの送信データを含むデータフレームを生成し、送信処理部１３１に出力し、データフレームの送信要求をアクセス制御部１３３に出力する。送信データとしては、たとえば生体センサ等のセンサにより取得されたセンシング情報や、センシング情報をアプリケーションなどにより処理した結果のデータや、または、現在のノードの状態を含むデータなどがあり得るが、特定のデータに限定されない。上位処理部１４０は、送信データフレームに、送信データのデータ種別を含めてもよい。データ種別は、たとえばノードが搭載するセンサの種類でもよいし、センシング情報の値から決まるセンシング情報の重要度でもよい。あるいは、データ種別は、センサの状態が異常か正常かを表す値でもよい。データ種別は、一例として、送信データフレームが優先的に送信するべき緊急データフレームかを判断するために用いることができる。
【００４４】
アクセス制御部１３３は、データフレームの送信要求を受けると、割当ベースアクセス期間における割当スロットにてデータフレームを送信するため、送信処理部１３１へデータフレームの送信を指示する。この際、アクセス制御部１３３は、データ種別に応じて、そのデータフレームに含まれるデータが、他に優先的に送信する必要のあるデータ（以下、緊急データ）か否かを決定してもよい。すなわち、そのデータフレームが、他に優先的に送信する必要のある緊急データフレームか否かを判断してもよい。たとえばデータ種別がセンサの種別の場合は、センサの種別に応じて緊急データか否かを定義してもよい。または、センサの種別と優先度とを対応づけたテーブルを用意しておき、当該テーブルに基づき優先度を求めてもよい。この場合、優先度が最高もしくは一定値以上のデータフレームは、緊急データフレームと決定してもよい。またデータ種別がセンサの正常または異常を表す値である場合において、データ種別が異常を示すときは、緊急データフレームと判定してもよい。アクセス制御部１３３は、緊急データフレームの場合は、それを最優先で送信することを決定する。その場合、アクセス制御部１３３は、一例として、当該緊急データフレームを出来るだけ早く送信できるスロットを、割当ベースアクセス期間または競合ベースアクセス期間から決定する。割当ベースアクセス期間内であれば、例えば未割当スロットでのキャリアセンスでキャリア検知がなければ、そのスロットで緊急データフレームを送信するように制御する。
【００４５】
一方、スロットが競合ベースアクセス期間内であれば、競合ベースアクセス方式で、データフレームを送信するよう制御する。スロット付きアロハ方式では、例えば緊急データに対して、送信確率を高い値に設定することで、優先的に送信することができる。送信確率を１に設定して、無条件にスロットで緊急データフレームを送信するように構成してもよい。あるいは、スロットの先頭からキャリアセンスを行い、キャリア検知結果がアイドルであれば送信する方式の場合に、緊急データに対してはキャリアセンス時間を０または短くするようにしてもよい。あるいは、ＣＳＭＡ方式の場合に、Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ｗｉｎｄｏｗやＢａｃｋｏｆｆ値を他のデータよりも小さく設定してもよい。
【００４６】
また、アクセス制御部３３は、ハブからデータチャネルビーコン信号でデータチャネルをオフにする期間を指定した情報が通知された場合、指定された期間、データチャネルをオフにするよう制御する。当該情報として、前述したデータチャネルオフビット、データチャネルのオフを開始するビーコン番号の情報、もしくはデータチャネルオフ頻度情報などがある。データチャネルをオフにすることで、ノードは当該データチャネルでの信号の送信を行わない。また、信号の受信待ちも行わなくてもよい。また、RF部をスリープ状態に遷移させてもよい。
【００４７】
図５は、実施形態１に係るハブの第１の動作例のフローチャートである。本実施形態の動作は、制御チャネルで一定の周期でビーコン信号を送信し、データチャネルで一定の周期でビーコン信号を送信する。データチャネルでは、ビーコンインターバル内に割当ベースアクセス期間と、競合ベースアクセス期間と、インアクティブ期間が存在する。ハブは、制御チャネルおよびデータチャネルを選択的に切り換えて信号を送受信する。
【００４８】
ハブは、データチャネルのインアクティブ期間の開始において、使用チャネルをデータチャネルから制御チャネルに切り換える（Ｓ１０１）。ハブは、切り換えたインアクティブ期間において、制御チャネルで、報知信号であるビーコン信号を送信する（Ｓ１０２）。ハブは、制御チャネルビーコン信号の送信後、インアクティブ期間の終了までに、使用チャネルを制御チャネルからデータチャネルに切り換える（Ｓ１０３）。例えば、制御チャネルビーコン信号の送信直後に切り換えを行うことで、インアクティブ期間の終了までに、データチャネルに切り換えることができる。
【００４９】
図６は、実施形態１に係るハブの第２の動作例のフローチャートである。
【００５０】
ハブは、他のハブとのデータチャネル干渉など、何らかの条件に基づき、制御チャネルのサーチの必要性を判断する（Ｓ１１１）。ハブは、データチャネルの動作をオフにする期間の指定情報（データチャネルオフを開始するビーコン番号など）を含むビーコン信号を送信する（Ｓ１１２）。ハブは、ビーコン信号で指定した期間の間、当該データチャネル以外のチャネル、具体的には制御チャネルについて、チャネルサーチを行う（Ｓ１１３）。チャネルサーチで他のハブから制御チャネルで送信されるビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号を解析して、他のハブが使用しているデータチャネルを特定する（Ｓ１１４）。ハブは、特定したデータチャネル以外のチャネルの中から、変更先とするデータチャネルを決定する（Ｓ１１５）。
【００５１】
以上、実施形態１によれば、ハブはデータチャネルのインアクティブ期間で制御チャネルに移行し、制御チャネルのビーコン信号を送信し、インアクティブ期間の終了前にデータチャネルに戻る。よって、ノードの動作に影響を与えることなく、１つのＲＦ部を用いても、データチャネルおよび制御チャネルの切り替えを効率的に行うことができ、ハブの消費電力を低減できる。
【００５２】
また、ハブは、データチャネルをオフにする期間（ビーコンインターバル、または、ビーコンインターバルおよびその直前のビーコン信号の送信期間を合わせた期間）をデータチャネルビーコン信号で通知し、指定した期間の間、データチャネルをオフにするため、その指定した期間の間、他ハブが使用しているチャネルについてのチャネルサーチを行うことができる。
【００５３】
このようにＲＦ部１つにて、制御チャネルとデータチャネルの２チャネルを用いた運用が可能となり、ハブの消費電力を低減できる。
【００５４】
なお、本実施形態ではＲＦ部が１つであることを前提としたが、制御チャネル用のＲＦ部と、データチャネル用のＲＦ部を用意し、一方のＲＦ部を使用しているときは他方のＲＦ部を省電力化するように、使用チャネルを切り換えることも可能である。
【００５５】
（実施形態２）
実施形態１では、ハブが１つのＲＦ部にて、制御チャネルとデータチャネルの２チャネルのアクセス方式を実現する基本的な仕組みを説明した。
【００５６】
ボディエリアネットワークでは、人体に関連する情報をセンサで取得し、それを送受信するため、緊急を通知する緊急信号の送受信を考慮する必要がある。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．６では、ビーコンインターバルの中にＥＡＰ（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｈａｓｅ）と呼ばれる緊急信号専用の送信期間を設けている。一方、実施形態１で述べたようなアクセス方式（割当ベースアクセス方式、競合ベースアクセス方式）の期間でも、緊急信号の送信が可能である。例えば割当ベースアクセス期間において、未使用なスロットを、ハブに接続しているノードは、緊急信号の送受信に用いてよいとしている。また、競合ベースアクセス期間では、スロット付きアロハ方式の場合、信号またはデータの種類等に応じて、送信確率等に差を設け、緊急信号を優先的に共有スロットで送信できる。
【００５７】
一方、実施形態１のように、ハブが、他のハブが使用している制御チャネルのサーチを行うために、任意の１ビーコンインターバル以上にわたり、データチャネルをオフした場合には、最悪１ビーコンインターバル以上、ノードは緊急信号の送信が遅延する。一般には、ビーコンインターバルは５０ｍｓや１００ｍｓ以上を想定しており、一方、緊急信号は、アプリケーションにも依存するが、数１０ｍｓ以下での送信が必要である。
【００５８】
そこで、本実施形態では、緊急信号の発生を考慮したデータチャネルのオフの仕方を示す。
【００５９】
図７に本実施形態に係るハブのタイミング図を示す。図２と同様、図７の上側には、制御チャネルのタイミング図、下側にはデータチャネルのタイミング図が示される。
【００６０】
実施形態１と同様、他のハブとのデータチャネル干渉など、何らかの条件に基づき、ハブは、制御チャネルのサーチの必要性を判断する。この場合、ハブは、該当するビーコンインターバル１０２１の開始を規定するデータチャネルビーコン信号１０２３にて、割当ベースアクセス期間及びインアクティブ期間をデータチャネルオフとすることを通知するオフ通知情報（割り当て期間／インアクティブ期間オフ通知情報）を送信する。インアクティブ期間はもともと通信が行われない期間であることから、割当ベースアクセス期間のみデータチャネルオフとすることを通知するオフ通知情報（割り当て期間オフ通知情報）を送信してもよい。当該ビーコン信号を受信したノードは、オフ通知情報を確認することで、当該ビーコンインターバルでは、割当ベースアクセス期間とインアクティブ期間では、データチャネルはオフにされていることを把握する。ハブは、競合ベースアクセス期間以外では、すなわち、割当ベースアクセス期間とインアクティブ期間では、制御チャネルサーチを行う。なお、ハブはチャネルサーチのために、一時的に制御チャネルのビーコン信号の送信を省略し、その間の時間もサーチすることも考えられる。
【００６１】
ここで、上述のオフ通知情報を受けたノードは、該当ビーコン信号のビーコンインターバル１０２１内で緊急信号の送信要求が発生した場合は、データチャネルがオンである競合ベースアクセス期間を用いて、緊急信号の送信を行う。一方、緊急信号以外の信号の送信要求、または、接続要求があるノードは、ビーコンインターバル１０２１の次のビーコンインターバル１０２２以降で送信を行うことが望ましい。ただし、当該競合ベースアクセス期間で、当該送信要求または接続要求を送信することも許容してもよい。
【００６２】
ハブは、ビーコンインターバル１０２１において、競合ベースアクセス期間以外の期間の制御チャネルサーチが完了したので、次のビーコンインターバル１０２２では、その前のビーコンインターバルで競合ベースアクセス期間であった期間をデータチャネルオフとする。さらに、その前のインアクティブ期間であった期間をデータチャネルオンとし、かつその期間が競合ベースアクセス期間とされる旨（競合ベースアクセス方式が適用される旨）を指定する。これらの指定を、データチャネルのビーコン信号１０２４で行う。
【００６３】
この指定を行うための具体的な方法は、システムまたは仕様等に依存するが、図８に示すデータチャネルのビーコンフォーマットの例を用いる場合は、以下のようになる。
【００６４】
図８に示すように、データチャネルビーコン信号では、割当ベースアクセス期間と競合ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間とインアクティブ期間、それぞれの境界スロット番号を“ＣＰ  Ｓｔａｒｔ  ｓｌｏｔ”及び“Ｉｎａｃｔｉｖｅ  Ｓｔａｒｔ  ｓｌｏｔ”として通知する。そこで、競合ベースアクセス期間を変更する場合には、これらのフィールドを用いて通知を行う。具体的には、該当するビーコンインターバル１０２２での競合ベースアクセス期間の先頭タイミングを、その前のビーコンインターバル１０２１での競合ベースアクセス期間の終了タイミングに設定する。
【００６５】
この操作により、ビーコンインターバル１０２２では割当ベースアクセス期間の末尾が、その前のビーコンインターバル１０２１での競合ベースアクセス期間の長さだけ延長される。また、該当ビーコンインターバル１０２２内での競合ベースアクセス期間の長さは、その前のビーコンインターバル１０２１内のインアクティブ期間と同じになり、結果的に、インアクティブ期間は、“Ｉｎａｃｔｉｖｅ  Ｓｔａｒｔ  ｓｌｏｔ”の値に拘わらず、０になる。ただし、割当ベースアクセス期間の末尾の延長された期間は、実際にはどのノードにもスロットが割り当てられていないため、ハブはこの延長された期間（図でＩＡの文字が付された破線で示される区間）を、実質的なインアクティブ期間であるとみなして、データチャネルをオフにすることができる。そこで、ハブは、この期間、データチャネルをオフにし、制御チャネルサーチを行う。なお、ノードは、データチャネルがオフであることは認識していなくてもよい。
【００６６】
なお、図８のフレームフォーマットでは、データチャネルオフ情報（Ｄｃｈ  Ｏｆｆ  Ｉｎｆｏ．）が存在する。この例では、データチャネルオフ情報のビットを１にすることで、割当ベースアクセス期間のデータチャネルをオフにすることを意味するようにしてもよい。インアクティブ期間はもともとオフであるため、通知しない。なお、Ｌｆはフレーム長を表す。
【００６７】
このようにすることで、ハブは、２つのビーコンインターバルにて、制御チャネルのサーチが完了し、隣接ハブから制御チャネルで受信するビーコン信号から、当該隣接ハブでの使用データチャネル情報などを取得し、自ノードの移動先のデータチャネルの選択等を行う。
【００６８】
ここで、競合ベースアクセス期間の開始タイミングをずらす場合に、元の競合ベースアクセス期間とインアクティブ期間の関係によって、競合ベースアクセス期間＜インアクティブ期間の場合と、この逆の場合がある。競合ベースアクセス期間＜インアクティブ期間の場合には、ずらした方が、競合ベースアクセス期間が長くなるため、問題がない。
【００６９】
一方、逆の場合、すなわち、競合ベースアクセス期間＞インアクティブ期間の場合、次のビーコンインターバルでの競合ベースアクセス期間が短くなる。しなしながら、このビーコンインターバルでは、割当ベースアクセス期間でデータチャネルはオンであるので、緊急信号の送信は、割当ベースアクセス期間で行うことができる。また、上述したような、スロット共有により、未割当スロットを利用した緊急信号の送信も可能である。よって、競合ベースアクセス期間が短くなることの影響は抑えられる。
【００７０】
図９は、実施形態２に係るハブの動作例のフローチャートである。
ハブは、他のハブとのデータチャネル干渉など、何らかの条件のもと、制御チャネルのサーチの必要性を判断する（Ｓ２０１）。ハブは、ビーコンインターバル１０２１の開始を規定するデータチャネルビーコン信号１０２３にて、割当ベースアクセス期間及びインアクティブ期間（あるいは割当ベースアクセス期間）をデータチャネルオフとすることを通知するオフ通知情報を送信する（Ｓ２０２）。ハブは、競合ベースアクセス期間以外では、すなわち、割当ベースアクセス期間とインアクティブ期間では、制御チャネルサーチを行う（Ｓ２０３）。ハブは、ビーコンインターバル１０２１において、競合ベースアクセス期間以外の期間の制御チャネルサーチが完了したので、次のビーコンインターバル１０２２では、その前の競合ベースアクセス期間であった期間をデータチャネルオフとし、さらに、その前のインアクティブ期間であった期間をデータチャネルオンとし、かつその期間が競合ベースアクセス期間とされる旨（競合ベースアクセス方式が適用される旨）をビーコン信号１０２４で指定する（Ｓ２０４）。ハブは、ステップＳ２０４でデータチャネルオフとした期間、制御チャネルサーチを行う（Ｓ２０５）。以降の動作は、実施形態１で述べた第２の動作フローのステップＳ１１４以降と同様である。
【００７１】
実施形態２では、割当ベースアクセス期間のすべてを一度にデータチャネルオフにしたが、割当ベースアクセス期間を複数（例えば２つ）の期間に分割し、複数のビーコンインターバルに渡って１つずつ順番に各分割した期間をデータチャネルオフにするようにしてもよい。チャネルサーチに要する時間が長くなるが、割当ベースアクセス期間での割当スロットで送信できないノード数を分割数に応じて低減できるため、多数のノードで緊急信号が同時に発生した場合に、少なくとも一部の緊急信号についてはより確実に送信する可能性を高めることができる。
【００７２】
このように、実施形態２によれば、競合ベースアクセス期間は少なくとも常にデータチャネルをオンとすることで、ノードで突発的に発生する緊急信号を低遅延で送信する仕組みを保持しつつも、必要に応じて制御チャネルの１ビーコンインターバルにあたる期間の間、制御チャネルをサーチすることで、他ハブの運用状況を把握することが可能となる。
【００７３】
（実施形態３）
実施形態２では、ハブは、連続する２つのビーコンインターバルを用いることで、１ビーコンインターバル分の制御チャネルのサーチを行った。一方、本実施形態ではハブが、チャネルサーチの必要性を判断した後、１ビーコンインターバルにてサーチを終える方法について示す。
【００７４】
図１０に本実施形態に係るハブのタイミング図を示す。本実施形態では、通常動作時にハブは、インアクティブ期間において制御チャネルでのビーコン信号の送信、及び制御チャネルサーチを行っていることを前提とする。
【００７５】
本実施形態では、上述した前提の元、ハブは、制御チャネルのサーチの必要性を判断した場合、該当するビーコンインターバル１０３２の開始を規定するデータチャネルビーコン信号１０３４にて、その前のビーコンインターバル１０３１で割当ベースアクセス期間および競合ベースアクセス期間であった期間を、データチャネルオフとすることを指定する。さらに、その前のビーコンインターバル１０３１でインアクティブ期間であった期間をデータチャネルオンとし、かつその期間が競合ベースアクセス期間とされる旨（競合ベースアクセス方式が適用される旨）を、当該ビーコン信号１０３４で指定する。この指定を行うための具体的な方法は、実施形態２と同様の手法を用いることができるため、詳細な説明は省略する。
【００７６】
ビーコンインターバル１０３２で緊急信号の送信要求がノードで発生した場合は、ビーコンインターバル１０３２内では緊急信号を送信せず、次のビーコンインターバルを待っても良いし、競合ベースアクセス期間において、スロット共有により（スロット付きアロハ方式等の場合）送信するようにしてもよい。例えば、前述したように、信号またはデータの種類等に応じて、送信確率またはキャリアセンス時間等に差を設けて送信する仕組みの場合に、緊急信号のときに、高い確率で送信することが期待できる。このため、これを利用して、ノードは、緊急信号の送信を試みてもよい。次のビーコンインターバルを待つか、スロット共有を利用するかは、遅延要求によって判断してもよい。具体的には、信号の種類、優先度または発生頻度に応じて、前者および後者のどちらの方法を利用するかを決定してもよい。
【００７７】
図１１は、実施形態３に係るハブの動作例のフローチャートである。
【００７８】
ハブは、通常動作時、インアクティブ期間において制御チャネルでのビーコン信号の送信、及び制御チャネルサーチを行っている（Ｓ３０１）。ハブは、他のハブとのデータチャネル干渉など、何らかの条件のもと、制御チャネルのサーチの必要性を判断する（Ｓ３０２）。ハブは、制御チャネルのサーチの必要性を判断した場合、該当するビーコンインターバル１０３２の開始を規定するデータチャネルビーコン信号１０３４にて、その前のビーコンインターバル１０３１で割当ベースアクセス期間および競合ベースアクセス期間であった期間をデータチャネルオフとし、さらに、その前のビーコンインターバル１０３１でインアクティブ期間であった期間をデータチャネルオンとし、かつその期間が競合ベースアクセス期間とされる旨を指定する（Ｓ３０３）。ハブは、ステップＳ３０３でデータチャネルオフとした期間、制御チャネルサーチを行う（Ｓ３０４）。以降の動作は、実施形態１で述べた第２の動作フローのステップＳ１１４以降と同様である。
【００７９】
なお、上述した第１〜第３の実施形態の説明では、制御チャネルは１チャネルのみであり、その１チャネルを制御チャネルサーチする前提であったが、制御チャネルが複数チャネル存在しても構わない。この場合には、複数チャネル分のサーチが必要であれば、上記実施形態１〜３で説明した処理と同様の処理を、複数回行えばよい。
【００８０】
（実施形態４）
図１２に実施形態４に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
【００８１】
図１２に示すハブは、図３に示した実施形態１に係る無線通信装置のＭＡＣ部３０に、バッファ７１、７２を追加した構成を有する。送信部３０と受信部３２とにそれぞれバッファ７１、７２が接続されている。上位処理部４０はバッファ７１、７２を介して送信処理部３０および受信処理部３２と入出力を行う。バッファ７１、７２は、たとえば任意の揮発性メモリまたは不揮発性メモリで構成できる。このように、バッファ７１、７２を備えることで、送信フレームおよび受信フレームをバッファ７１、７２に保持して、再送処理、フレーム種別等に応じたＱｏＳ制御、または上位処理部４０への出力処理を容易に行うことができる。
【００８２】
このようにバッファを追加する構成は、ノードに対しても同様に実施できる。
【００８３】
図１３に実施形態４に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。
【００８４】
図１３に示すノードは、図４に示した実施形態１に係る無線通信装置のＭＡＣ部１３０に、バッファ１７１、１７２を追加した構成を有する。送信部１３０と受信部１３２とにそれぞれバッファ１７１、１７２が接続されている。上位処理部１４０はバッファ１７１、１７２を介して送信処理部１３０および受信処理部１３２と入出力を行う。バッファ１７１、１７２は、たとえば任意の揮発性メモリまたは不揮発性メモリで構成できる。このように、バッファ１７１、１７２を備えることで、送信データおよび受信データをバッファ１７１、１７２に保持して、再送処理、フレーム種別等に応じたＱｏＳ制御、または上位処理部１４０への出力処理を容易に行うことができる。
【００８５】
（実施形態５）
図１４に実施形態５に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
【００８６】
図１４に示すハブは、図１２に示した実施形態４におけるバッファ７１、７２、アクセス制御部３３にバス７３を接続し、バス７３に上位インターフェース部７４とプロセッサ部７５を接続した形態を有する。ＭＡＣ部３０は、上位インターフェース部７４において上位処理部４０と接続されている。プロセッサ部７５では、ファームウェアが動作する。ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能変更を容易に行うことができる。アクセス制御部３３およびチャネル制御部３４の少なくとも一方の機能をプロセッサ部７５で実現してもよい。
【００８７】
図１５に実施形態５に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。
【００８８】
図１５に示すノードは、図１３に示した実施形態４におけるバッファ１７１、１７２、アクセス制御部１３３にバス１７３を接続し、バス１７３に上位インターフェース部１７４とプロセッサ部１７５を接続した形態を有する。ＭＡＣ部１３０は、上位インターフェース部１７４において上位処理部１４０と接続されている。プロセッサ部１７５では、ファームウェアが動作する。ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能変更を容易に行うことができる。アクセス制御部１３３およびチャネル制御部１３４の少なくとも一方の機能をプロセッサ部１７５で実現してもよい。
【００８９】
（実施形態６）
図１６に実施形態６に係るハブが備える無線通信装置のブロック図を示す。
【００９０】
図１６に示す無線通信装置は、図３に示した実施形態１に係るハブが備えるＭＡＣ部３０にクロック生成部７６を接続した形態を有する。クロック生成部７６は、出力端子を介して外部のホスト（ここでは上位処理部４０）に接続され、クロック生成部７６により生成されたクロックは、ＭＡＣ部３０に与えられるとともに、外部のホストにも出力される。ホストをクロック生成部７６から入力されるクロックによって動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部７６は、ＭＡＣ部の外側に配置されているが、ＭＡＣ部の内部に設けてもよい。
【００９１】
図１７に実施形態６に係るノードが備える無線通信装置のブロック図を示す。
【００９２】
図１７に示す無線通信装置は、図４に示した実施形態１に係るノードにおけるＭＡＣ部１３０にクロック生成部１７６を接続した形態を有する。クロック生成部１７６は、出力端子を介して外部のホスト（ここでは上位処理部１４０）に接続され、クロック生成部１７６により生成されたクロックは、ＭＡＣ部１３０に与えられるとともに、外部のホストにも出力される。ホストをクロック生成部１７６から入力されるクロックによって動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部１７６は、ＭＡＣ部の外側に配置されているが、ＭＡＣ部の内部に設けてもよい。
【００９３】
（実施形態７）
図１８Ａは、無線通信端末（ノードまたはハブ）の全体構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。ノードまたはハブは、１つまたは複数のアンテナ１〜ｎ（ｎは１以上の整数）と、無線ＬＡＮモジュール１４８と、ホストシステム１４９を備える。無線ＬＡＮモジュール１４８は、第１〜第２のいずれかの実施形態に係る無線通信装置に対応する。無線ＬＡＮモジュール１４８は、ホスト・インターフェースを備え、ホスト・インターフェースで、ホストシステム１４９と接続される。接続ケーブルを介してホストシステム１４９と接続される他、ホストシステム１４９と直接接続されてもよい。また、無線ＬＡＮモジュール１４８が基板にはんだ等で実装され、基板の配線を介してホストシステム１４９と接続される構成も可能である。ホストシステム１４９は、任意の通信プロトコルに従って、無線ＬＡＮモジュール１４８およびアンテナ１〜ｎを用いて、外部の装置と通信を行う。通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰと、それより上位の層のプロトコルとを含んでもよい。または、ＴＣＰ／ＩＰは無線ＬＡＮモジュール１４８に搭載し、ホストシステム１４９は、それより上位層のプロトコルのみを実行してもよい。この場合、ホストシステム１４９の構成を簡単化できる。本端末は、例えば、移動体端末、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等でもよい。  
【００９４】
図１８Ｂは、無線ＬＡＮモジュールのハードウェア構成例を示す。この構成は、無線通信装置が端末（ノードまたはハブ）のいずれに搭載される場合にも適用可能である。つまり、図３または図４に示した無線通信装置の具体的な構成の一例として適用できる。この構成例では、アンテナは１本のみであるが、２本以上のアンテナを備えていてもよい。この場合、各アンテナに対応して、送信系統（２１６、２２２〜２２５）、受信系統（２３２〜２３５）、ＰＬＬ２４２、水晶発振器２４３およびスイッチ２４５のセットが複数配置され、各セットがそれぞれ制御回路２１２に接続されてもよい。
【００９５】
無線ＬＡＮモジュール（無線通信装置）は、ベースバンドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＩＣ２２１と、バラン２２５と、スイッチ２４５と、アンテナ２４７とを備える。
【００９６】
ベースバンドＩＣ２１１は、ベースバンド回路（制御回路）２１２、メモリ２１３、ホスト・インターフェース２１４、ＣＰＵ２１５、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｔｅｒ）２１６、およびＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１７を備える。
【００９７】
ベースバンドＩＣ２１１とＲＦ  ＩＣ２２１は同じ基板上に形成されてもよい。また、ベースバンドＩＣ２１１とＲＦ  ＩＣ２２１は１チップで構成されてもよい。ＤＡＣ２１６およびＡＤＣ２１７の両方またはいずれか一方が、ＲＦ  ＩＣ２２１に配置されてもよいし、別のＩＣに配置されてもよい。またメモリ２１３およびＣＰＵ２１５の両方またはいずれか一方が、ベースバンドＩＣとは別のＩＣに配置されてもよい。
【００９８】
メモリ２１３は、ホストシステムとの間で受け渡しするデータを格納する。またメモリ２１３は、端末またはアクセスポイントに通知する情報、または端末またはアクセスポイントから通知された情報、またはこれらの両方を格納する。また、メモリ２１３は、ＣＰＵ２１５の実行に必要なプログラムを記憶し、ＣＰＵ２１５がプログラムを実行する際の作業領域として利用されてもよい。メモリ２１３はＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。
【００９９】
ホスト・インターフェース２１４は、ホストシステムと接続するためのインターフェースである。インターフェースは、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＳＤＩＯ、ＵＳＢ、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓなど何でも良い。
【０１００】
ＣＰＵ２１５は、プログラムを実行することによりベースバンド回路２１２を制御するプロセッサである。ベースバンド回路２１２は、主にＭＡＣ層の処理および物理層の処理を行う。ベースバンド回路２１２、ＣＰＵ２１５またはこれらの両方は、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。
【０１０１】
ベースバンド回路２１２およびＣＰＵ２１５の少なくとも一方は、クロックを生成するクロック生成部を含み、当該クロック生成部で生成するクロックにより、内部時間を管理してもよい。
【０１０２】
ベースバンド回路２１２は、送信するフレームに、物理層の処理として、物理ヘッダの付加、符号化、暗号化、変調処理（ＭＩＭＯ変調を含んでもよい）など行い、例えば２種類のデジタルベースバンド信号（以下、デジタルＩ信号とデジタルＱ信号）を生成する。
【０１０３】
ＤＡＣ２１６は、ベースバンド回路２１２から入力される信号をＤＡ変換する。より詳細には、ＤＡＣ２１６はデジタルＩ信号をアナログのＩ信号に変換し、デジタルＱ信号をアナログのＱ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。複数のアンテナを備え、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のＤＡＣ等を設けてもよい。
【０１０４】
ＲＦ  ＩＣ２２１は、一例としてＲＦアナログＩＣあるいは高周波ＩＣ、あるいはこれらの両方である。ＲＦ  ＩＣ２２１は、フィルタ２２２、ミキサ２２３、プリアンプ（ＰＡ）２２４、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ：位相同期回路）２４２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、バラン２３５、ミキサ２３３、およびフィルタ２３２を備える。これらの要素のいくつかが、ベースバンドＩＣ２１１または別のＩＣ上に配置されてもよい。フィルタ２２２、２３２は、帯域通過フィルタでも、低域通過フィルタでもよい。
【０１０５】
フィルタ２２２は、ＤＡＣ２１６から入力されるアナログＩ信号およびアナログＱ信号のそれぞれから所望帯域の信号を抽出する。ＰＬＬ２４２は、水晶発振器２４３から入力される発振信号を用い、発振信号を分周または逓倍またはこれらの両方を行うことで、入力信号の位相に同期した、一定周波数の信号を生成する。なお、ＰＬＬ２４２は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備え、水晶発振器２４３から入力される発振信号に基づき、ＶＣＯを利用してフィードバック制御を行うことで、当該一定周波数の信号を得る。生成した一定周波数の信号は、ミキサ２２３およびミキサ２３３に入力される。ＰＬＬ２４２は、一定周波数の信号を生成する発信装置の一例に相当する。
【０１０６】
ミキサ２２３は、フィルタ２２２を通過したアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、ＰＬＬ２４２から供給される一定周波数の信号を利用して、無線周波数にアップコンバートする。プリアンプ（ＰＡ）は、ミキサ２２３で生成された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、所望の出力電力まで増幅する。バラン２２５は、平衡信号（差動信号）を不平衡信号（シングルエンド信号）に変換するための変換器である。ＲＦ  ＩＣ２２１では平衡信号が扱われるが、ＲＦ  ＩＣ２２１の出力からアンテナ２４７までは不平衡信号が扱われるため、バラン２２５でこれらの信号変換を行う。
【０１０７】
スイッチ２４５は、送信時は、送信側のバラン２２５に接続され、受信時は、受信側のバラン２３４またはＲＦ  ＩＣ２２１に接続される。スイッチ２４５の制御はベースバンドＩＣ２１１またはＲＦ  ＩＣ２２１により行われてもよいし、スイッチ２４５を制御する別の回路が存在し、当該回路からスイッチ２４５の制御を行ってもよい。
【０１０８】
プリアンプ２２４で増幅された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号は、バラン２２５で平衡−不平衡変換された後、アンテナ２４７から空間に電波として放射される。
【０１０９】
アンテナ２４７は、チップアンテナでもよいし、プリント基板上に配線により形成したアンテナでもよいし、線状の導体素子を利用して形成したアンテナでもよい。
【０１１０】
ＲＦ  ＩＣ２２１におけるＬＮＡ２３４は、アンテナ２４７からスイッチ２４５を介して受信した信号を、雑音を低く抑えたまま、復調可能なレベルまで増幅する。バラン２３５は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４で増幅された信号を、不平衡−平衡変換する。ミキサ２３３は、バラン２３５で平衡信号に変換された受信信号を、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号を用いてベースバンドにダウンコンバートする。より詳細には、ミキサ２３３は、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号に基づき、互いに９０°位相のずれた搬送波を生成する手段を有し、バラン２３５で変換された受信信号を、互いに９０°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号と、これより９０°位相が遅れたＱ（Ｑｕａｄ−ｐｈａｓｅ）信号とを生成する。フィルタ２３２は、これらＩ信号とＱ信号から所望周波数成分の信号を抽出する。フィルタ２３２で抽出されたＩ信号およびＱ信号は、ゲインが調整された後に、ＲＦ  ＩＣ２２１から出力される。
【０１１１】
ベースバンドＩＣ２１１におけるＡＤＣ２１７は、ＲＦ  ＩＣ２２１からの入力信号をＡＤ変換する。より詳細には、ＡＤＣ２１７はＩ信号をデジタルＩ信号に変換し、Ｑ信号をデジタルＱ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もあり得る。
【０１１２】
複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のＡＤＣを設けてもよい。ベースバンド回路２１２は、デジタルＩ信号およびデジタルＱ信号に基づき、復調処理、誤り訂正符号処理、物理ヘッダの処理など、物理層の処理（ＭＩＭＯ復調を含んでもよい）等を行い、フレームを得る。ベースバンド回路２１２は、フレームに対してＭＡＣ層の処理を行う。なお、ベースバンド回路２１２は、ＴＣＰ／ＩＰを実装している場合は、ＴＣＰ／ＩＰの処理を行う構成も可能である。
【０１１３】
上述した各部の処理の詳細は、図３および図４の説明から自明であるため、重複する説明は省略する。
【０１１４】
（実施形態８）
図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、それぞれ実施形態８に係る無線通信端末（無線機器）の斜視図である。図１９（Ａ）の無線機器はノートＰＣ３０１であり、図１９（Ｂ）の無線機器は移動体端末３２１である。それぞれ、端末（基地局および子局のいずれとして動作してもよい）の一形態に対応する。ノートＰＣ３０１および移動体端末３２１は、それぞれ無線通信装置３０５、３１５を搭載している。無線通信装置３０５、３１５として、これまで説明してきた無線通信装置を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線機器は、ノートＰＣや移動体端末に限定されない。例えば、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン等にも搭載可能である。
【０１１５】
また、無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図２０に示す。メモリーカード３３１は、無線通信装置３５５と、メモリーカード本体３３２とを含む。メモリーカード３３１は、外部の装置との無線通信のために無線通信装置３３５を利用する。なお、図２０では、メモリーカード３３１内の他の要素（例えばメモリ等）の記載は省略している。
【０１１６】
（実施形態９）  
実施形態９では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介してバッファと接続される。プロセッサ部ではファームウェアが動作する。このように、ファームウェアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウェアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。
【０１１７】
（実施形態１０）  
実施形態１０では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
【０１１８】
（実施形態１１）  
実施形態１１では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
【０１１９】
（実施形態１２）  
実施形態１２では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ＳＩＭカードを含む。ＳＩＭカードは、例えば、無線通信装置におけるＭＡＣ部５３、または、制御部２１２等と接続される。このように、ＳＩＭカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
【０１２０】
（実施形態１３）  
実施形態１３では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮／伸長部を含む。動画像圧縮／伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮／伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
【０１２１】
（実施形態１４）  
実施形態１４では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ＬＥＤ部を含む。ＬＥＤ部は、例えば、無線通信装置におけるＭＡＣ部５３、送信処理回路２１３、受信処理回路２１４、または制御回路２１２等と接続される。このように、ＬＥＤ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
【０１２２】
（実施形態１５）  
実施形態１５では、上述したいずれかの実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば、無線通信装置におけるＭＡＣ部５３、送信処理回路２１３、受信処理回路２１４、または制御回路２１２等と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態を、ユーザに容易に通知することが可能となる。
【０１２３】
（実施形態１６）
実施形態１６では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の制御部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
【０１２４】
（実施形態１７）  
図２１は、実施形態１７に係る無線通信システムの全体構成を示す。この無線通信システムは、ボディエリアネットワークの例である。無線通信システムは、ノード４０１、４０２を含む複数のノードと、ハブ４５１とを含む。各ノードおよびハブは人体に装着され、各ノードはハブ４５１と無線通信を行う。人体に装着とは、人体に直接接触する形態、服の上から装着する形態、首からかけた紐に設ける形態、ポケットの収容する形態など、人体に近接した位置に配置するあらゆる場合を含んでよい。ハブ４５１は、一例として、スマートフォンや携帯電話、タブレット、ノート型ＰＣなどの端末である。
【０１２５】
ノード４０１は、生体センサ４１１と無線通信装置４１２を備える。生体センサ４１１として、例えば、体温、血圧、脈拍、心電、心拍、血中酸素濃度、尿糖、または血糖等をセンシングするセンサを用いることができる。ただし、これら以外の生体データをセンシングするセンサを用いてもかまわない。無線通信装置４１２は、これまで述べた実施形態のいずれかの無線通信装置である。無線通信装置４１２は、ハブ４５１の無線通信装置４５３と無線通信を行う。無線通信装置４１２は、生体センサ４１１でセンシングされた生体データ（センシング情報）を、ハブ４５１の無線通信装置４５３に無線送信する。ノード４０１はタグ状の装置として構成されてもよい。
【０１２６】
ノード４０２は、生体センサ４２１と無線通信装置４２２を備える。生体センサ４２１と無線通信装置４２２は、ノード４０１の生体センサ４１１と無線通信装置４１２と同様であるため、説明を省略する。
【０１２７】
ハブ４５１は、通信装置４５２と無線通信装置４５３とを備える。無線通信装置４５３は、各ノードの無線通信装置と無線通信を行う。無線通信装置４５３は、これまで述べた実施形態のいずれかの無線通信装置でもよいし、ノードの無線通信装置と通信可能であれば、これまで述べた実施形態とは別の無線通信装置でもよい。通信装置４５２は、有線または無線によりネットワーク４７１と接続される。ネットワーク４７１は、インターネットや無線ＬＡＮ等のネットワークでもよいし、有線ネットワークと無線ネットワークとのハイブリッドネットワークでもよい。通信装置４５２は、無線通信装置４５３により各ノードから収集されたデータを、ネットワーク４７１上の装置に送信する。無線通信装置４５３から通信装置へのデータの受け渡しは、ＣＰＵやメモリ、補助記憶装置等を介して、行われてもよい。ネットワーク４７１上の装置は、具体的に、データを保存するサーバ装置でもよいし、データ解析を行うサーバ装置でもよいし、その他のサーバ装置でもよい。ハブ４５１も、ノード４０１、４０２と同様に生体センサを搭載してもよい。この場合、ハブ４５１は、当該生体センサで取得したデータも、通信装置４５２を介してネットワーク４７１上の装置に送信する。ハブ４５１にＳＤカード等のメモリーカードを挿入するインターフェースを搭載し、生体センサで取得したデータまたは各ノードから取得したデータを、メモリーカードに保存してもよい。また、ハブ４５１に、ユーザが各種指示を入力するユーザ入力部、およびデータ等を画像表示する表示部を搭載してもよい。
【０１２８】
図２２は、図２１に示したノード４０１またはノード４０２のハードウェア構成例を示したブロック図である。ＣＰＵ５１２、メモリ５１３、補助記憶装置５１６、無線通信装置５１４、および生体センサ５１５がバス５１１に接続されている。ここでは１つのバスに各部５１２〜５１６が接続されているが、チップセット等を介して複数のバスを設け、各部５１２〜５１６が複数のバスに分かれて接続されてもよい。無線通信装置５１４は、図２１の無線通信装置４１２、４２２に対応し、生体センサ５１５は、図２１の生体センサ４１１、４２１に対応する。ＣＰＵ５１２は、無線通信装置５１４および生体センサ５１４を制御する。補助記憶装置５１６は、ＳＳＤ、ハードディスク等のデータを永続的に記憶する装置である。補助記憶装置５１６は、ＣＰＵ５１２が実行するプログラムを格納している。また、補助記憶装置５１６は、生体センサ５１５により取得されたデータを格納してもよい。ＣＰＵ５１２は、補助記憶装置５１６からプログラムを読み出して、メモリ５１３に展開して実行する。メモリ５１３は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。ＣＰＵ５１２は、生体センサ５１５を駆動し、生体センサ５１５により取得されたデータをメモリ５１３または補助記憶装置５１６に格納し、当該データを、無線通信装置５１４を介してハブに送信する。ＣＰＵ５１２は、ＭＡＣ層より上位の通信プロトコルやアプリケーション層の処理を実行してもよい。
【０１２９】
図２３は、図２１に示したハブ４５１のハードウェア構成例を示したブロック図である。ＣＰＵ６１２、メモリ６１３、補助記憶装置６１６、通信装置６１４、無線通信装置６１５、入力部６１６および表示部６１７が、バス６１１に接続されている。ここでは１つのバスに各部６１２〜６１７が接続されているが、チップセット等を介して複数のバスを設け、各部６１２〜６１７が複数のバスに分かれて接続されてもよい。生体センサまたはメモリカードインタフェースが、さらにバス６１１に接続されてもよい。入力部６１６は、各種指示の入力をユーザから受けて、入力された指示の信号をＣＰＵ６１２に出力する。表示部６１７は、ＣＰＵ６１２により指示されたデータ等を画像表示する。通信装置６１４および無線通信装置６１５は、図２１のハブが備える通信装置４５２および無線通信装置４５３にそれぞれ対応する。ＣＰＵ６１２は、無線通信装置６１５および通信装置６１４を制御する。補助記憶装置６１６は、ＳＳＤ、ハードディスク等のデータを永続的に記憶する装置である。補助記憶装置６１６は、ＣＰＵ６１２が実行するプログラムを格納しており、また、各ノードから受信したデータを格納してもよい。ＣＰＵ６１２は、補助記憶装置６１６からプログラムを読み出して、メモリ６１３に展開して実行する。メモリ６１３は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。ＣＰＵ６１２は、無線通信装置６１５で各ノードから受信したデータをメモリ６１３または補助記憶装置６１６に格納し、当該データを、通信装置６１４を介してネットワーク４７１に送信する。ＣＰＵ６１２は、ＭＡＣ層より上位の通信プロトコルやアプリケーション層の処理を実行してもよい。
【０１３０】
本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。
【０１３１】
別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。
【０１３２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１００：無線ネットワークシステム
１１：ハブ
２０〜２２：ノード
１０、１１０：アンテナ
２０、１２０：送受信部
２１、１２１：送信部
２２、１２２：受信部
３０、１３０：ＭＡＣ部
３１、１３１：送信処理部
３２、１３２：受信処理部
３３、１３３：アクセス制御部
３４、１３４：チャネル制御部
４０、１４０：上位処理部
７１、７２、１７１、１７２：バッファ
７３、１７３：バス
７４、１７４：上位インターフェース部
７５、１７５：プロセッサ部
７６、１７６：クロック生成部
２１１：ベースバンド部
２２１：ＲＦ部
５０：アンテナ
２１２：制御回路
２１３：送信処理回路
２１４：受信処理回路
２１５、２１６：ＤＡ変換回路
２１７、２１８：ＡＤ変換回路
２３１、２３２：ＩＣ
３０１：ノートＰＣ
３２１：移動体端末
３０５、３１５：無線通信装置
３３１：メモリーカード
３３２：メモリーカード本体
３５５：無線通信装置
４０１、４０２：ノード
４５１：ハブ
４７１：ネットワーク
５１１、６１１：バス
５１２、６１２：ＣＰＵ
５１３、６１３：メモリ
５１４、６１５：無線通信装置
５１５：生体センサ
５１６、６１６：補助記憶装置
６１４：通信装置
【図１】
2016043294.tif 000003
【図２】
2016043294.tif 000004
【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】
2016043294.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2016043294.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2016043294.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成29年1月23日(2017.1.23)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作チャネルを第１チャネルおよび第２チャネルの何れかに切り換える制御部と、
前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信し、前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信する送信部と、を備え、
前記第２チャネルに対して、前記第２報知信号の送信間隔内に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定され、
前記制御部は、前記第２期間において前記動作チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換え、
前記送信部は、前記第２期間の間に前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信し、
前記制御部は、前記第２期間の終了までに前記動作チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換える
無線通信装置。
【請求項２】
前記第２期間の長さは、前記第２チャネルを前記第１チャネルに切り換えるために要する時間と、前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信するのに要する時間と、前記第２チャネルを第１チャネルに切り換えるために要する時間とを合計した時間以上の長さを有する
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記第２チャネルの動作をオフにする期間の指定情報を含む前記第２報知信号を送信し、
前記制御部は、前記第２報知信号で指定した前記期間の間、前記第２チャネルとは異なるチャネルのチャネルサーチを行う
請求項１または２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記指定情報は、前記指定情報を含む前記第２報知信号の送信後から次に送信するべき第２報知信号の送信開始タイミングより前までの期間を特定する情報である
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記指定情報は、前記指定情報を含む前記第２報知信号の送信後に送信される第２報知信号の送信開始タイミングから、さらにその後に送信される第２報知信号の送信開始タイミング前までの期間を特定する情報である
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する第２報知信号の送信開始タイミング前までを単位期間として、前記単位期間の単位で前記チャネルサーチを行う場合に、
前記指定情報は、前記チャネルサーチを行う前記単位期間の頻度に関する情報を含む
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する前記第２報知信号の送信開始タイミング前の間を単位区間とし、
前記送信部は、第１の単位区間における前記第１期間の一部の期間である第３期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにすることの指定情報を含む前記第２報知信号を前記第１の単位区間の開始以前に送信し、
前記制御部は、前記第３期間の間、前記チャネルサーチを行い、
前記送信部は、前記第１の単位区間より後の第２の単位区間における前記第１期間のうち、前記第３期間と異なる第４期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにすることの指定情報を含む前記第２報知信号を、前記第２の単位区間の開始以前に送信し、
前記制御部は、前記第４期間の間、前記チャネルサーチを行う
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１期間では、予め割り当てたスロットを用いて他の無線通信装置と通信を行う割当ベースアクセス方式の通信を行う
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する前記第２報知信号の送信開始タイミング前までの間を単位区間とし、
前記第１期間は、予め割り当てたスロットを用いて他の無線通信装置と通信を行う割当ベースアクセス方式で通信を行う第５期間と、競合ベースアクセス方式で前記他の無線通信装置と通信を行う第６期間とを含み、
前記送信部は、第１の単位区間の前記第１期間における前記第５期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにすることの指定情報を含む前記第２報知信号を前記第１の単位区間の開始以前に送信し、
前記制御部は、前記第５期間の間、前記チャネルサーチを行い、
前記第１の単位区間より後の第２の単位区間における前記第１期間の間前記割当ベースアクセス方式が適用され、
前記送信部は、前記第２期間の間、前記競合ベースアクセス方式が適用されるとの変更の指定情報を含む前記第２報知信号を、前記第２の単位区間の開始以前に送信し、
前記制御部は、前記第２の単位区間において、前記第６期間の間、前記チャネルサーチを行う
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記第２報知信号の送信開始タイミングまたは送信終了タイミング後から、次に送信する前記第２報知信号の送信開始タイミング前までの間を単位区間とし、
前記制御部は、第１の単位区間における前記第２期間の間、前記チャネルサーチを行い、
前記制御部は、前記第１の単位区間より後の第２の単位区間における前記第１期間の間、前記第２チャネルの動作をオフにし、
前記送信部は、前記第２期間の間、競合ベースアクセス方式の通信を行うとの変更の指定情報を含む前記第２報知信号を前記第２の単位区間の開始以前に送信し、
前記制御部は、前記第１期間の間、前記チャネルサーチを行う
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記チャネルサーチにより、他の無線通信装置が前記第１報知信号の送信に使用しているチャネルを特定し、特定したチャネルで受信した第１報知信号を解析することにより、前記他の無線通信装置が前記第２報知信号の送信に使用している前記第２チャネルを識別する
請求項３、５、６、７、９、１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記第１チャネルは、制御チャネルであり、前記第２チャネルはデータチャネルである
請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
少なくとも１つのアンテナをさらに備えた請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
動作チャネルを第１チャネルおよび第２チャネルの何れかに切り換えるステップと、
前記第１チャネルで第１の周期で第１報知信号を送信するステップと、
前記第２チャネルで第２の周期で第２報知信号を送信するステップと、
前記第２チャネルに対して、前記第２報知信号の送信間隔内に、信号の送受信が可能な第１期間と、信号の送受信が行われない第２期間が設定されており、前記第２期間において動作チャネルを前記第２チャネルから前記第１チャネルに切り換えるステップと、
前記第２期間の間に、前記第１チャネルで前記第１報知信号を送信するステップと、
前記第１報知信号を送信後、前記第２期間の終了までに前記使用チャネルを前記第１チャネルから前記第２チャネルに切り換えるステップと
を備えた無線通信方法。
【国際調査報告】
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