(57)【要約】  基地局装置は、設定部、記憶部、通信部を備える。設定部は、接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定する。記憶部は、接続を確立する端末で処理されるデータを記憶する。通信部は、待機期間に通信端末から第１のパケットを受信すると、データと、接続を確立するために通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを、通信端末に送信する。
2016027311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定する設定部と、
接続を確立する端末で処理されるデータを記憶する記憶部と、
前記待機期間に通信端末から第１のパケットを受信すると、前記データと、接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを、前記通信端末に送信する通信部
を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記基地局装置に接続することが予測される通信端末を識別する識別情報を記憶し、
前記基地局装置は、
前記第１のパケットに前記識別情報が含まれている場合は、前記第１のパケットを受信してから前記第２のパケットを前記通信端末に送信するまでの時間が、前記第１のパケットに前記識別情報が含まれていない場合よりも短くなるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する決定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記決定部は、
前記第１のパケットが前記識別情報を含む場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第１のパケットの受信後に開始する第１の期間中の前記待機期間内に決定し、
前記第１のパケットが前記識別情報を含まず、かつ、前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が閾値を超えた場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第１の期間が終了した時刻から開始する第２の期間内の前記待機期間中に決定し、
前記第１のパケットが前記識別情報を含まず、かつ、前記受信電力強度が前記閾値以下の場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第２の期間が終了した時刻から開始する第３の期間内の前記待機期間中に決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記通信端末が接続を確立するために送信したパケット中で、前記第１のパケットが送信された順序を示すシーケンス番号を、前記第１のパケットから取得するパケット処理部
を備え、
前記記憶部は、前記通信端末が前記待機時間中に１つ以上のパケットを送信できるように決定されたパケットの送信数、および、前記通信端末がパケットを送信する周期をさらに記憶し、
前記決定部は、前記シーケンス番号と前記送信数との差分と、前記周期の積で求められる時間が、前記第１のパケットの受信時刻から経過した時刻以降に、前記第２のパケットが送信されるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の基地局装置。
【請求項５】
前記設定部は、
接続中の通信装置の数が第１の閾値を超えた場合か、または、単位時間当たりに送受信するパケット数が第２の閾値を超えた場合、前記待機期間を短くし、
前記待機期間を短縮した期間分、接続中の通信装置と通信する通信期間を延長する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項６】
前記通信部は、前記第１のパケットを受信してから所定の期間が経過するまでに前記通信端末からパケットを受信しない場合に、前記第２のパケットを送信する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項７】
接続先の端末で処理されるデータを記憶し、接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定して通信する基地局と、
前記基地局との接続を確立しようとする通信端末
を備え、
前記通信端末は、前記待機期間に１つ以上のパケットが送信されるように決定された所定数のパケットを送信し、
前記基地局は、前記待機期間に前記通信端末から第１のパケットを受信すると、前記データと、前記基地局との接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
接続先となることが予測される端末として前記通信端末を記憶していない他の基地局
をさらに備え、
前記基地局は、前記基地局に接続することが予測される装置を識別する情報として、前記通信端末を識別する識別情報を記憶する記憶部
を備え、
前記基地局は、前記第１のパケットを受信してから、所定期間中に、前記第２のパケットを前記通信端末に送信し、
前記他の基地局は、前記第１のパケットを受信すると、前記他の基地局が前記第１のパケットを受信した時刻から前記所定期間が経過した後に、前記他の基地局が保持するデータを含む第３のパケットを、前記通信端末に送信し、
前記通信端末は、相対的に早く受信したパケットで通知されたデータを用いて処理を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記他の基地局は、前記他の基地局が受信する受信電力を測定する測定部
をさらに備え、
前記他の基地局は、
前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が閾値を超えた場合、前記第３のパケットを、前記他の基地局が前記第１のパケットを受信した時刻から前記所定期間が経過した時刻に開始する第１の期間中に送信し、
前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が前記閾値以下の場合、前記第３のパケットを、前記第１の期間が終了した時刻から開始する第２の期間中に送信する
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
接続を確立する端末で処理されるデータを記憶する基地局に、
接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定し、
前記待機期間に通信端末から第１のパケットを受信すると、前記通信端末に、前記データと、接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを送信する
処理を行わせることを特徴とする通信方法。
【請求項１１】
前記基地局は、
前記基地局が備えるメモリから、前記基地局に接続することが予測される通信端末を識別する識別情報を読み出し、
前記第１のパケットを受信してから前記第２のパケットを前記通信端末に送信するまでの時間が、前記第１のパケットに前記識別情報が含まれている場合は、前記第１のパケットに前記識別情報が含まれていない場合よりも短くなるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する
処理をさらに行うことを特徴とする請求項１０に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記基地局は、
前記第１のパケットが前記識別情報を含む場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第１のパケットの受信後に開始する第１の期間中の前記待機期間内に決定し、
前記第１のパケットが前記識別情報を含まず、かつ、前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が閾値を超えた場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第１の期間が終了した時刻から開始する第２の期間内の前記待機期間中に決定し、
前記第１のパケットが前記識別情報を含まず、かつ、前記受信電力強度が前記閾値以下の場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第２の期間が終了した時刻から開始する第３の期間内の前記待機期間中に決定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の通信方法。
【請求項１３】
前記基地局は、
前記通信端末が前記待機時間中に１つ以上のパケットを送信できるように決定されたパケットの送信数、および、前記通信端末が前記パケットを送信する周期を、前記メモリから読み出し、
前記通信端末が接続を確立するために送信したパケット中で、前記第１のパケットが送信された順序を示すシーケンス番号を、前記第１のパケットから取得し、
前記シーケンス番号と前記送信数との差分と、前記周期の積で求められる時間が、前記第１のパケットの受信時刻から経過した時刻以降に、前記第２のパケットが送信されるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１４】
前記基地局は、
接続中の通信装置の数が第１の閾値を超えた場合か、または、単位時間当たりに送受信するパケット数が第２の閾値を超えた場合、前記待機期間を短くし、
前記待機期間を短縮した期間分、接続中の通信装置と通信する通信期間を延長する
ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末と基地局を含む無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボディエリアネットワーク（Body Area Network、ＢＡＮ）は、人体の表面、体内、人体の近傍などに配置されている複数の端末を用いて形成される。そこで、医療、ヘルスケア、ハンディキャップを有する人の支援、ゲームコントローラなどの娯楽機器の生成などにＢＡＮを適用することが試みられている。【０００３】
図１のＳＦ１に、ＢＡＮで使用されるスーパーフレームの例を示す。図１に示すスーパーフレームは、ビーコン、データ通信用スロット、制御スロットを含む。データ通信用スロットは、基地局と接続を確立している端末と基地局との間の通信に使用される。ビーコンは、基地局が、接続を確立している端末に同期信号やアクセスのタイミングを通知するために使用される。制御スロットは、複数の端末が適宜アクセス可能なスロットであり、例えば、基地局と端末の間での接続の確立のために使用される報知信号や制御パケットの送受信に使用される。【０００４】
図１の例では、基地局は、各制御スロットの開始時に報知信号を送信する（矢印Ａ１）。端末は、近傍に位置する基地局のうちで通信状況の良好な基地局に接続するために、所定の時間に報知信号を受信できた基地局の中から接続先を選択する。端末は、接続先の基地局を決定すると、接続先に決定した基地局に接続要求を送信する（矢印Ａ２）。接続要求を受信した基地局は、接続要求の送信元の端末との通信を行う期間を、データ通信用スロット中に設定した上で、接続要求の応答として、接続応答を端末に送信する（矢印Ａ３）。ここで、接続応答には、基地局と接続要求の送信元の端末が通信を行うタイミングを指定する情報が含まれている。このため、端末は、接続応答を用いて基地局との間の接続を確立した上で、基地局から指定されたデータ通信用スロットの指定された期間に、基地局宛のデータパケットを送信する（矢印Ａ４）。なお、図１の例では、端末が基地局にデータを送る場合の例を矢印Ａ４示しているが、基地局から端末へのデータの送信も、基地局と端末の間の接続の確立後に開始される。【０００５】
関連する技術として、基地局が接続済みの端末からのデータの送信があるかを定期的に確認する通信方法が提案されている。この方法では、端末はロングプリアンブルを含むパケットを送信する。基地局は、ロングプリアンブルの一部を確認した後で、定期的な確認を行う時間帯以外に端末から送信されたデータを受信する（例えば、非特許文献１など）。また、基地局とグルーピングされた複数の端末を含む通信システムも考案されている。このシステムではグループ内の端末に隔離したタイムスロットを割り当て、グループ単位で位相を調整すると共に、位相の調整済みの端末と基地局の通信を所定のタイムスロットで行う（例えば、特許文献１）。基地局装置との間の距離に関する値に基づいて決定した繰り返し回数分、同一の上りユーザデータを基地局に繰り返して送信する端末も知られている（例えば、特許文献２）。さらに、移動受信用シンボルと固定受信用シンボルを含むフレームを使用する放送システムも知られている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９４０９９号公報
【特許文献２】特開２００９−１３０９０４号公報
【特許文献３】特開平９−１３５２３０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】IEEE Std 802.15.4, IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Network - Part 15.4: Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), [online]、 27 April 2012、IEEE Standard Association、［平成26年7月29日検索］、インターネット<URL: http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.15.4g-2012.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
接続の確立後に送受信されるデータが即時的な処理が求められるデータである場合、端末が通信先の基地局との間で制御スロットを用いて接続を確立するためにかかる時間の長さによっては、データの処理が間に合わなくなることがある。以上の説明では、ＢＡＮが用いられる場合を例として説明したが、他のネットワークを用いた通信でも、同様の問題が発生しうる。また、関連する技術として述べたいずれの方法を適用しても、端末と基地局の間での通信の確立などのデータの送受信の開始のための処理にかかる時間を短縮できないので、緊急データが処理されるまでに時間がかかってしまう。【０００９】
本発明は、端末が基地局からデータを早期に取得できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある態様にかかる基地局装置は、設定部、記憶部、通信部を備える。設定部は、接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定する。記憶部は、接続を確立する端末で処理されるデータを記憶する。通信部は、前記待機期間に通信端末から第１のパケットを受信すると、前記データと、接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを、前記通信端末に送信する。
【発明の効果】
【００１１】
端末が基地局からデータを早期に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ボディエリアネットワークで行われる通信方法の例を説明する図である。
【図２】実施形態にかかる通信方法の例を説明する図である。
【図３】ネットワークの分布の例を示す図である。
【図４】基地局の構成の例を説明する図である。
【図５】端末の構成の例を説明する図である。
【図６】ハードウェア構成の例を説明する図である。
【図７】パケットの送信条件の決定方法の例を説明する図である。
【図８】第１の実施形態で行われる通信の例を説明する図である。
【図９】基地局が行う処理の例を説明するフローチャートである。
【図１０】移動端末が行う処理の例を説明するフローチャートである。
【図１１】通信システムの適用例を示す図である。
【図１２】通信システムの適用例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態で行われる通信の例を説明する図である。
【図１４】基地局が行う処理の例を説明するフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態で使用される基地局の構成の例を示す図である。
【図１６】第３の実施形態で基地局が接続応答を送信可能な期間を決定する方法の例を説明する図である。
【図１７】基地局が行う処理の例を説明するフローチャートである。
【図１８】第３の実施形態により回避される通信手順の例を示す。
【図１９】第２および第３の実施形態を組み合わせた場合の通信の例を説明する図である。
【図２０】第４の実施形態で使用される基地局の構成の例を示す図である。
【図２１】制御スロットの長さの調整方法の例を説明する図である。
【図２２】ＳＦ更新判定部が行う処理の例を説明するフローチャートである。
【図２３】第４の実施形態で使用されるスーパーフレームの例を説明する図である。
【図２４】第５の実施形態で行われる通信の例を説明する図である。
【図２５】報知信号の送信タイミングの変更方法の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２は、実施形態にかかる通信方法の例を説明する図である。実施形態にかかる通信方法で使用されるスーパーフレームにおいても、ビーコン、データ通信用スロット、制御スロットが含まれる。なお、以下の説明では、データ通信用スロットでは周波数Ｆ１を用いた通信が行われ、制御スロットでは周波数Ｆ２を用いた通信が行われるものとする。このため、基地局中の通信用の回路は、データ通信用スロットでは周波数Ｆ１での通信用に設定され、制御スロットでは周波数Ｆ２での通信用に設定される。なお、図２では、周波数Ｆ１での通信に使用されるチャネルをＣＨ１、周波数Ｆ２での通信に使用されるチャネルをＣＨ２として示している。また、実施形態にかかる通信方法では、待機期間ｗ１に示すように、基地局は、制御スロットの間は、報知信号を送信しないで、パケットを受信するまで待機する。以下、制御スロット中で基地局が報知信号やパケットの送信を行っていない期間を、基地局にとっての「待機期間」と記載することがある。さらに、通信を開始しようとする移動端末は、周波数Ｆ２を用いて通信するように予め設定されているものとする。
【００１４】
矢印Ａ１１に示すように、移動端末のセンサなどが通信トリガの発生を検出したとする。すると、移動端末は、所定の数のパケットを、基地局に向けて所定の時間間隔で送信する。図１の例では所定の数が６つであるため、移動端末は、パケットＰ１〜Ｐ６を基地局に送信する。なお、移動端末は、制御パケットやデータパケットを含む任意のパケットを、通信を開始するためのパケットとして基地局に送信できるものとする。
【００１５】
図１の例では、パケットＰ１の末尾が基地局に到達する前に、制御スロットが終了したため、パケットＰ１が基地局に受信されていないものとする。制御スロットが終了してデータ通信用スロットが開始すると、基地局は、周波数Ｆ１を用いて、通信中の装置と通信を開始する。
【００１６】
基地局が周波数Ｆ１を用いた通信を開始した後で、移動端末はパケットＰ２〜Ｐ４を基地局に送信したとする。この場合、基地局が周波数Ｆ１を用いて通信しているのに対して、パケットＰ２〜Ｐ４は周波数Ｆ２で送信されている。このため、基地局は、パケットＰ２〜Ｐ４を受信しない。また、移動端末が送信したパケットは、基地局と他の装置との間の通信に対して干渉を与えない。
【００１７】
その後、データ通信用スロットが終了すると、基地局は、通信処理に用いる回路を周波数Ｆ２に調整しなおす。このため、基地局は、待機期間ｗ２に示す期間中は、再度、移動端末からのパケットを受信できるようになる。ここでは、基地局は、パケットＰ５とＰ６を移動端末から受信したとする。基地局は、制御スロットにおいてパケットを受信すると、制御スロット中に受信したパケットの送信元が、基地局に通信の確立とデータの送信を求めていると判定する。そこで、基地局は、基地局と通信する装置で処理されるデータを含む応答パケットを生成する。また、基地局は、データ通信用スロットを用いて移動端末との通信を行うためのタイミングの決定など、移動端末との間の接続を確立するための処理も行う。
【００１８】
矢印Ａ１２において、基地局は、移動端末で処理されるデータと、移動端末との間の通信のタイミングなどの情報を含む応答パケットを、移動端末に送信する。なお、移動端末は、所定の数のパケットを送信し終わると、基地局からパケットの受信に備えて待機しているので（待機期間ｗ３）、応答パケットを受信できるものとする。
【００１９】
移動端末は、応答パケットに含まれているデータを処理する。また、並行して、応答パケット中の情報を用いて、基地局との間の接続を確立する。その後、基地局と移動端末との間の通信は、データ通信用スロットを用いて行われる。なお、基地局１０と移動端末４０の間で接続を確立することは、基地局１０と移動端末４０の間で通信用のコネクションを生成することを意味している。
【００２０】
このように、実施形態にかかる方法では、基地局は、移動端末との接続を確立する前に、移動端末で処理されるデータを送信している。このため、移動端末は、基地局との接続の確立が終了しているかに関わらず、応答パケットで通知されたデータを処理できる。従って、移動端末は、移動端末で緊急に処理することが求められるデータを、応答パケットを用いて取得することにより、データの処理遅延を短縮できる。
【００２１】
さらに、実施形態にかかる方法では、基地局と移動端末の間での接続の確立にかかる時間も短縮できる。すなわち、接続の確立は、基地局が制御スロット中に受信したパケットに対しての応答パケットを送信することにより行われるので、報知信号の送信や移動端末からの接続要求を待たずに、基地局と移動端末の間の通信が早期に開始される。
【００２２】
なお、移動端末が基地局と通信を開始する際に基地局と通信中の装置が無い場合は、データ通信用スロットと制御スロットで使用される周波数が異ならなくても良い。また、移動端末が基地局に向けて送信するパケットの数は実装に応じて変更され得る。
【００２３】
＜ネットワークおよび装置の構成例＞
図３は、ネットワークの分布の例を示す。ＢＡＮの場合、ＢＡＮを形成している装置は、ユーザの体に近い位置に設置される。このため、ＢＡＮを使用しているユーザ同士が近い位置に存在する場合、図３に示すように複数のＢＡＮが互いに近い位置に存在することになる。複数のＢＡＮが近い位置に存在する場合は、互いに干渉を及ぼすおそれがあるので、各基地局は、データ通信用スロットで使用する周波数を他の基地局と異なる周波数に設定する。ここで、ＢＡＮ同士が近い位置に存在するとは、例えば、複数のＢＡＮの基地局において、通信可能な装置が重複する程度に、各ＢＡＮの位置が接近している状態を指す。
【００２４】
図３の例では、Ｂ１〜Ｂ３の３つのＢＡＮが近くに存在する場合を示している。Ｂ１のＢＡＮは、基地局の他に端末５ａ、５ｂを含む。同様に、Ｂ２のＢＡＮは、基地局、端末５ｃ、５ｄを含み、Ｂ３のＢＡＮは、基地局、端末５ｅ、５ｆを含む。端末５ａ〜５ｆは、いずれもその端末が含まれるＢＡＮ中の基地局と、データ通信用スロットを用いて通信を行っている。移動端末４０は、Ｂ１〜Ｂ３のＢＡＮが位置するエリアを移動しており、移動端末４０は、接続を確立した基地局と通信を行う。図３の例では、時刻Ｔ１での移動端末４０の位置は４０Ｔ１、時刻Ｔ２での移動端末４０の位置は４０Ｔ２、時刻Ｔ３での移動端末４０の位置は４０Ｔ３であるものとする。時刻Ｔ１において、移動端末４０Ｔ１に示すように、移動端末４０は、Ｂ１のＢＡＮ中の基地局と接続を確立することにより、Ｂ１のＢＡＮに参加している。その後、時刻Ｔ２において、移動端末４０Ｔ２は、Ｂ２のＢＡＮ中の基地局と接続を確立することにより、Ｂ２のＢＡＮに参加する。同様に、時刻Ｔ３には、移動端末４０は、Ｂ３のＢＡＮ中の基地局との間で通信を開始するので、Ｂ３のＢＡＮに参加して通信を行っている。
【００２５】
図４は、基地局１０の構成の例を示す。基地局１０は、通信部１１、復調部１２、変調部１３、制御部２０、記憶部３０、アンテナ１０６を備える。制御部２０は、設定部２１、受信パケット処理部２２、タイマ２３、決定部２４、送信パケット生成部２５を備える。記憶部３０は、閾値データ３１と通知データ３３を記憶する。さらに、オプションとして、記憶部３０は識別情報３２も保持することがある。
【００２６】
通信部１１は、移動端末４０や端末５との間で信号を送受信する。通信部１１は受信信号を復調部１２に出力する。復調部１２は、受信信号の復調処理や搬送波の除去により得られた受信パケットを、受信パケット処理部２２に出力する。変調部１３は、制御部２０で生成されたパケットを搬送波を用いて信号に変換すると共に、変調処理を行う。通信部１１は、変調部１５で変調された信号を送信する。
【００２７】
設定部２１は、基地局１０が使用するスーパーフレーム中のスロットの長さを設定する。また、設定部２１は、各スロットで使用される周波数帯域の情報を保持しており、スロットに応じて、通信部１１で使用される搬送波の周波数の変更処理も行う。受信パケット処理部２２は、復調部１２から入力されたパケットからデータを抽出して、適宜、処理する。決定部２４は、応答パケットを送信するタイミングを決定する。タイマ２３は、応答パケットの送信を行うために決定部２４で決定されたタイミングまでの時間の計測に用いられる。送信パケット生成部２５は、応答パケットやその他の送信用のパケットを生成し、生成したパケットを変調部１３に出力する。
【００２８】
閾値データ３１は、応答パケットの送信のタイミングを決定するために決定部２４によって使用されるデータであり、詳細については後述する。通知データ３３は、応答パケットを用いて、接続の確立前に、移動端末４０に送信される対象のデータである。識別情報３２は、基地局１０と通信する可能性が相対的に高い移動端末４０の識別情報である。
【００２９】
図５は、移動端末の構成の例を示す。移動端末４０は、通信部４１、復調部４２、変調部４３、制御部５０、記憶部６０、アンテナ１０６を備える。制御部５０は、受信パケット処理部５１、アプリケーション処理部５２、トリガ発生部５３、送信パケット生成部５４を有する。
【００３０】
通信部４１は、基地局１０から送信された信号を受信し、復調部４２に出力する。復調部４２は、受信信号の復調処理や搬送波の除去により得られた受信パケットを、受信パケット処理部５１に出力する。変調部４３は制御部５０で生成されたパケットを、搬送波を用いて送信信号に変換すると共に、変調処理を行う。通信部４１は、変調部４３で変調された信号を送信する。
【００３１】
受信パケット処理部５１は、復調部４２から入力されたパケットからデータを抽出して、アプリケーション処理部５２に出力する。アプリケーション処理部５２は受信したデータの処理を行う。トリガ発生部５３は、移動端末４０が基地局１０との間の接続を確立する条件が成立すると、トリガを送信パケット生成部５４に出力することにより、送信パケット生成部５４に、基地局１０との通信を開始するための送信パケットの生成を要求する。送信パケット生成部５４は、トリガ発生部５３やアプリケーション処理部５２からの要求に応じて、適宜、パケットを生成し、生成したパケットを変調部４３に出力する。なお、送信パケット生成部５４は、トリガ発生部５３からの要求に応じて送信パケットを生成する場合、基地局１０に送信するパケットの数を、記憶部６０に記録されている送信条件６１中の連続送信数と一致させる。
【００３２】
記憶部６０は、送信条件６１と基地局データ６２を記憶する。送信条件６１は、パケットの連続送信数、パケットの送信間隔などを含む、パケットの送信条件である。基地局データ６２は、基地局１０から受信した応答パケットに含められたデータである。
【００３３】
図６は、ハードウェア構成の例を示す。基地局１０と移動端末４０のいずれも、プロセッサ１０３、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０５、アンテナ１０６を備える。さらに、基地局１０と移動端末４０のいずれも、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）１０１、ベースバンドＬＳＩ（Large Scale Integration）１０２を備える。なお、プロセッサ１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む任意の処理回路である。
【００３４】
基地局１０において、プロセッサ１０３は制御部２０として動作し、ＲＡＭ１０５は記憶部３０として動作する。通信部１１はＲＦＩＣ１０１により実現される。復調部１２と変調部１３は、ベースバンドＬＳＩ１０２によって実現される。
【００３５】
移動端末４０において、プロセッサ１０３は制御部５０として動作し、ＲＡＭ１０５は記憶部６０として動作する。通信部４１はＲＦＩＣ１０１により実現される。復調部４２と変調部４３は、ベースバンドＬＳＩ１０２によって実現される。なお、基地局１０と移動端末４０のいずれにおいても、プロセッサ１０３が動作するために読み込むプログラムやデータ等は、ＲＯＭ１０４に記憶されている。
【００３６】
なお、移動端末４０は、適宜、センサやタイマを搭載していても良い。センサやタイマが移動端末４０に含まれている場合、トリガ発生部５３は、センサやタイマなどと、プロセッサ１０３とによって実現される。
【００３７】
＜第１の実施形態＞
図７は、パケットの送信条件６１の決定方法の例を示す。移動端末４０には、予め、送信条件６１が設定されているものとする。送信条件６１は、基地局１０のスーパーフレーム中の制御スロットの長さと制御スロット同士の間隔に応じて、基地局１０が１つ以上のパケットを受信できるように設定される。
【００３８】
移動端末４０が基地局１０にパケットを送信する場合で最も悪いタイミングとなるケースでは、図７に示すように、パケットを基地局１０が受信し終わる前に、基地局１０での制御スロットが終了する。このケースでは、次の制御スロットの開始時刻以降に、少なくとも１つのパケットが移動端末４０から基地局１０に送信されないと、基地局１０と移動端末４０の間で接続が確立されない。そこで、制御スロット同士の間の時間に、連続送信数Ｎよりも２つ少ない数（Ｎ−２）個以下のパケットが送信されても良いことになる。例えば、図７に示すように、Ｎ＝５の場合、２つの制御スロットの間に３つ以下のパケットが送信されるように設定される。また、パケットの送信間隔は、制御スロットの間に送信されるパケットの数よりも１回まで多く発生しうる。そこで、パケットの送信間隔をｉとすると、２つの制御スロットの間の時間Ｔとの間に式（１）が成り立つ。
Ｔ＜（Ｎ−２）×ｋ＋（Ｎ−１）×ｉ  ・・・（１）
ここで、ｋは、基地局１０において１つのパケットの受信にかかる時間の長さを示す。送信条件６１は、式（１）を満たすように決定された連続送信数Ｎと送信間隔ｉの組み合わせである。
【００３９】
図８は、第１の実施形態で行われる通信の例を説明する図である。図８を参照しながら図３の時刻Ｔ３において移動端末４０が基地局１０ｃと接続を確立する場合を例として、基地局１０と移動端末４０で行われる処理の例を説明する。また、移動端末４０は、接続を確立するためにパケットを送信する際には、周波数Ｆ２を用いた通信を行い、基地局１０ｃとの接続後は、基地局１０ｃから通知された周波数帯で通信を行うものとする。
【００４０】
基地局１０ｃは、図８中のスーパーフレームＳＦ２を使用しているとする。また、ＣＨ１は周波数Ｆ１を用いた通信を行うチャネルであり、ＣＨ２は周波数Ｆ２を用いた通信を行うチャネルであるものとする。この場合、設定部２１は、スーパーフレームＳＦ２に応じて、通信部１１、復調部１２、変調部１３で使用される周波数を変更する。例えば、ビーコンの送信中と１回目のデータ通信用スロットでは、通信部１１、復調部１２、変調部１３は、周波数Ｆ１に設定されている。データ通信用スロットが終了すると、制御スロットでの通信を行うために、設定部２１は、通信部１１、復調部１２、変調部１３で用いられる周波数をＦ２に変更する。このため、移動端末４０からのパケットの受信を待っている待機時間ｗ１では、基地局１０ｃは、周波数Ｆ２（ＣＨ２）を介して送信されるパケットの受信を待っていることになる。
【００４１】
矢印Ａ２１において、移動端末４０のトリガ発生部５３は、基地局１０に接続を要求する契機となる現象を検出したとする。例えば、基地局１０からの受信電力が閾値を超えたことや、基地局１０に通知するデータがセンサから得られたことなどが、基地局１０に接続を要求する契機となり得る。トリガ発生部５３は、基地局１０に接続を要求する契機となる現象を検出すると、送信パケット生成部５４にトリガを出力する。
【００４２】
送信パケット生成部５４は、トリガ発生部５３からトリガが入力されると、記憶部６０から送信条件６１を取得することにより、パケットを連続送信する回数Ｎを取得する。送信パケット生成部５４は、送信対象のパケットを生成し、変調部４３に出力する。変調部４３は、送信パケット生成部５４から入力されたパケットからベースバンド信号を生成し、変調処理を行う。変調部４３は、変調処理後の信号を通信部４１に出力する。通信部４１は、周波数Ｆ２の搬送波を用いて、パケットを送信する（矢印Ａ２２）。
【００４３】
矢印Ａ２２で送信されたパケットの末尾までが基地局１０ｃに到達する前に、基地局１０ｃでは、２回目のデータ通信用スロットでの処理が開始されたとする。この場合も、基地局１０ｃの通信部１１と復調部１２が受信処理や復調を行うが、受信パケット処理部２２は、パケットの全体を受信できていないため、受信に失敗したと判定して、受信パケットを廃棄する。さらに、設定部２１は、データ通信用スロットでの通信を行うために、通信部１１、復調部１２、変調部１３で用いられる周波数をＦ１に変更する。
【００４４】
一方、移動端末４０の送信パケット生成部５４は、矢印Ａ２２で送信されたパケットの送信から、送信間隔ｉが経過したときに次のパケットが基地局１０ｃに送信されるように、パケットを変調部４３に出力する。変調部４３と通信部４１は、送信パケット生成部５４から入力されたパケットに対して、矢印Ａ２２で送信されたパケットと同様の処理を行う。このため、移動端末４０から新たなパケットが基地局１０ｃに送信される（矢印Ａ２３）。なお、このとき、パケットは周波数Ｆ２で送信される。
【００４５】
矢印Ａ２３で送信されたパケットが基地局１０ｃに到達するときには、基地局１０ｃ中の通信部１１や復調部１２は周波数Ｆ１（ＣＨ１）で動作しているので、パケットを受信しない。さらに、矢印Ａ２４、Ａ２５に示すように、移動端末４０から周波数Ｆ２を用いて、再度パケットが送信されてくるが、基地局１０ｃは周波数Ｆ１での通信を行っているため、矢印Ａ２３で送信されてきたパケットと同様に、パケットを受信しない。
【００４６】
次に、基地局１０ｃでは、２回目の制御スロットでの処理が開始されたとする。設定部２１は、通信部１１、復調部１２、変調部１３で用いられる周波数をＦ２に変更する。このため、基地局１０ｃは、待機時間ｗ２に示すように、移動端末４０からのパケットを受信可能な状態に設定される。
【００４７】
矢印Ａ２６において、移動端末４０は、パケットを基地局１０ｃに向けて送信する。基地局１０ｃの通信部１１は、受信信号を復調部１２に出力し、復調部１２は入力された信号を復調する。受信パケット処理部２２は、復調によって得られたパケットからヘッダを除去し、データを処理する。決定部２４は、応答パケットの送信タイミングを決定するために、タイマ２３を用いて、矢印Ａ２６で受信したパケットの受信時刻からの経過時間をカウントする。決定部２４は、タイマ２３でのカウント値が閾値Ｔｈに達するまでに新たなパケットを受信しない場合、移動端末４０から送信された最後のパケットを受信したと判定する。ここでは、基地局１０ｃは、矢印Ａ２６でパケットを受信してから閾値Ｔｈで表わされる時間が経過する前に、矢印Ａ２７に示すように新たなパケットを４０から受信したとする。すると、決定部２４は、タイマ２３を初期化して、矢印Ａ２７でのパケットの受信時刻からの経過時間を測定する。
【００４８】
基地局１０ｃにおいて、矢印Ａ２７での受信パケットも、矢印Ａ２６でのパケットと同様に処理される。ここでは、矢印Ａ２７のパケットの受信時刻から閾値Ｔｈが表わす時間が経過しても、基地局１０ｃは移動端末４０からパケットを受信しなかったとする。すると、決定部２４は、パケットの受信が終了したと判定して、送信パケット生成部２５に応答パケットの生成を要求する。送信パケット生成部２５は、応答パケットを生成し、生成した応答パケットを変調部１３に出力する。応答パケットは、変調部１３と通信部１１を介して、周波数Ｆ２（ＣＨ２）によって、移動端末４０に送信される（矢印Ａ２８）。
【００４９】
移動端末４０は、矢印Ａ２７でのパケットの送信により、連続送信数Ｎと同数のパケットを基地局１０ｃに送信し終わったので、待機期間ｗ３に示すように、基地局１０から送信されてくるパケットを受信するために待機している。このため、矢印Ａ２８で基地局１０ｃから移動端末４０に送信された応答パケットは、移動端末４０で受信される。通信部４１は受信信号を復調部４２に出力し、復調部４２は復調処理を行う。受信パケット処理部５１は、復調により得られたパケットから、通知データ３３と基地局の情報を抽出し、適宜、基地局データ６２として、記憶部６０に格納する。基地局データ６２には、応答パケットに含められた通知データ３３、通信先となる基地局と、その基地局から指定された通信のタイミングを示す情報が含まれている。
【００５０】
アプリケーション処理部５２は、応答パケットに含まれている通知データ３３を、アプリケーションを用いて処理する。このため、通知データ３３として通知された緊急データの移動端末４０における処理は、基地局１０ｃと移動端末４０との間の接続の確立前に開始される。
【００５１】
その後、アプリケーション処理部５２は、アプリケーションの処理を行うことにより、基地局１０に宛てて送信するデータを生成したとする。送信パケット生成部５４は、アプリケーション処理部５２で生成されたデータを含む送信パケットを生成する。さらに、通信先の基地局データ６２を用いて、通信先の基地局から指定された通信のタイミングに合うように、変調部１３と通信部１１を用いて、パケットを送信するための処理を行う。このため、移動端末４０と基地局１０ｃとの間で、データ通信用スロットを用いた通信処理が開始される。
【００５２】
図９は、基地局１０が行う処理の例を説明するフローチャートである。なお、図９においても、基地局１０と移動端末４０との間の制御には、チャネルＣＨ２が使用され、データ通信にはチャネルＣＨ１が使用されるものとする。また、チャネルＣＨ１とＣＨ２では使用される周波数が異なるものとする。
【００５３】
設定部２１は、通信中の装置との間のデータ通信用のタイムスロット（データ通信用スロット）であるかを判定する（ステップＳ１）。通信中の装置との間のデータ通信用スロットではない場合、設定部２１は、通信部１１、復調部１２、変調部１３をＣＨ２で使用される周波数に設定すると共に、受信モードに調整する（ステップＳ１でＮｏ、ステップＳ２）。受信パケット処理部２２は、パケットを受信したかを判定する（ステップＳ３）。パケットが受信されていない場合、設定部２１は、タイムスロットを変更するかを判定する（ステップＳ３でＮｏ、ステップＳ４）。タイムスロットを変更する時期ではない場合、ステップＳ３以降の処理が繰り返される（ステップＳ４でＮｏ）。タイムスロットを変更する時期であると判定されると、ステップＳ１以降の処理が繰り返される（ステップＳ４でＹｅｓ）。
【００５４】
一方、基地局１０がパケットを受信した場合、決定部２４はタイマ２３をリセットする（ステップＳ３でＹｅｓ、ステップＳ５）。タイマ２３は、リセット後、カウントアップを開始するものとする。決定部２４は、タイマ値が閾値Ｔｈを越えたかを判定する（ステップＳ６）。決定部２４によって、タイマ値が閾値Ｔｈを越えていないと判定された場合、設定部２１は、タイムスロットが変更されるかを判定する（ステップＳ６でＮｏ、ステップＳ７）。タイムスロットが変更される場合、ステップＳ１以降の処理が繰り返される（ステップＳ７でＹｅｓ）。タイムスロットが変更されない場合、受信パケット処理部２２は、パケットを受信したかを判定する（ステップＳ７でＮｏ、ステップＳ８）。基地局１０が新たにパケットを受信していない場合、ステップＳ６以降の処理が繰り返される（ステップＳ８でＮｏ）。一方、基地局１０が新たにパケットを受信した場合、ステップＳ５以降の処理が繰り返される（ステップＳ８でＹｅｓ）。
【００５５】
ステップＳ６において、タイマ値が閾値Ｔｈを超えている場合、決定部２４は、応答パケットを移動端末４０に送信することを決定する（ステップＳ６でＹｅｓ）。送信パケット生成部２５は、決定部２４からの要求に応じて応答パケットを生成し、変調部１３と通信部１１を介して、移動端末４０に応答パケットを送信する（ステップＳ９）。その後、他の装置から接続が要求される場合に備えて、ステップＳ１以降の処理が繰り返される。
【００５６】
ステップＳ１において、データ通信用スロットであると判定されると、設定部２１は、通信部１１、復調部１２、変調部１３をＣＨ１で使用される周波数に調整する（ステップＳ１でＮｏ、ステップＳ１０）。その後、タイムスロットが変更されるまで、通信中の装置と基地局１０の間の通信が行われる（ステップＳ１１、ステップＳ１２でＮｏ）。タイムスロットが変更される時刻になると、ステップＳ１以降の処理が行われる（ステップＳ１２でＹｅｓ）。
【００５７】
なお、ステップＳ５〜Ｓ８の処理は、パケットを受信した後、新たに移動端末４０からパケットを受信したかを判定するために使用されている。すなわち、ステップＳ５〜Ｓ８の処理により、移動端末４０が連続送信数分のパケットを基地局１０に送信し終わるまで、基地局１０は移動端末４０に応答パケットを返送しない。このため、基地局１０から移動端末４０に宛てた応答パケットと、移動端末４０が基地局１０に送信したパケットとの間で発生した干渉や衝突に起因して、基地局１０が応答パケットの送信に失敗することを防止している。
【００５８】
図１０は、移動端末４０が行う処理の例を説明するフローチャートである。図１０において、定数Ｎは、パケットの連続送信数であり、変数ｎは、移動端末４０が送信したパケットの数を計数するための値である。なお、図１０の例では、移動端末４０が基地局１０との間での接続を確立するために、データパケットを送信する場合の例を示しているが、移動端末４０がステップＳ２３で送信するパケットの種類は任意である。また、ステップＳ２３において送信されるパケットは、全て同じであっても、異なるデータを含んでいても良い。また、図１０は、移動端末４０が任意の数の基地局から応答パケットを受信する場合に対応させるためにステップＳ２８の処理を含んでいるが、移動端末４０は、応答パケットを１つの基地局からしか受信しなくても良い。
【００５９】
トリガ発生部５３は、通信トリガが発生するまで待機する（ステップＳ２１でＮｏ）。通信トリガが発生すると、送信パケット生成部５４は、変数ｎを１に設定する（ステップＳ２１でＹｅｓ、ステップＳ２２）。送信パケット生成部５４は、変調部４３や通信部４１を介して、データパケットを送信し、変数ｎが定数Ｎを超えているかを判定する（ステップＳ２３、Ｓ２４）。変数ｎが定数Ｎを超えていない場合、送信パケット生成部５４は、変数ｎを１つインクリメントして、ステップＳ２３に戻る（ステップＳ２４でＮｏ、ステップＳ２５）。
【００６０】
変数ｎが定数Ｎを超えている場合、受信パケット処理部５１は、基地局１０から応答パケットを受信したかを判定する（ステップＳ２６）。基地局１０から応答パケットを受信していない場合、受信パケット処理部５１は、応答パケットを待ち合わせる際のタイムアウトが発生したかを判定する（ステップＳ２６でＮｏ、ステップＳ２７）。タイムアウトが発生していない場合、ステップＳ２６以降の処理が繰り返される（ステップＳ２７でＮｏ）。一方、タイムアウトが発生すると、基地局１０との通信に失敗したと判定してステップＳ２１に戻る（ステップＳ２７でＹｅｓ）。
【００６１】
一方、基地局１０からの応答パケットを受信すると、受信パケット処理部５１は、受信した応答パケットの送信元となっている基地局から通信先を決定する（ステップＳ２６でＹｅｓ、ステップＳ２８）。さらに、受信パケット処理部５１は、通信先として決定した基地局１０から受信した応答パケット中の通知データ３３をアプリケーション処理部５２に出力する。アプリケーション処理部５２は、受信パケット処理部５１から入力された通知データ３３を処理する（ステップＳ２９）。その後、通信が終了するまで、移動端末４０は、通信先の基地局１０と通信する（ステップＳ３０、Ｓ３１でＮｏ）。通信が終了すると、送信パケット生成部５４は、コネクションを切断するための処理を行う（ステップＳ３１でＹｅｓ、ステップＳ３２）。
【００６２】
ステップＳ２９で説明したように、アプリケーション処理部５２は、通信先に決定された基地局１０からコネクションの確立前に送信されたデータを処理することができる。このため、移動端末４０は、基地局１０から通知される緊急データ等を早期に処理することができ、また、緊急データの処理遅延を小さくできる。
【００６３】
図１１は、通信システムの適用例を示す図である。図１１は、通信システムをシューティングゲームや射撃訓練用のレーザシステムなどに適用した場合の例を示している。シューティングゲームや射撃訓練用のレーザシステムのいずれに適用される場合でも、基地局１０は、各ユーザの得点や訓練内容などを保持している管理サーバ（図示せず）と通信するものとする。
【００６４】
ユーザＸは、基地局１０ｘ、端末５ｘａ、５ｘｂを含むＢＡＮを装着しており、ユーザＹは、基地局１０ｙ、端末５ｙａ、５ｙｂを含むＢＡＮを装着しているものとする。図１１の例では、移動端末４０ｘ、４０ｙは、いずれも訓練やゲームに用いられるレーザや銃などの火器である。一方、端末５ｘａ〜５ｙｂは、移動端末４０ｘ、４０ｙから出力されたレーザ等を受信可能な受光器などである。基地局１０ｘは管理サーバからユーザＸのステイタスを取得し、基地局１０ｙは管理サーバからユーザＹのステイタスを取得するものとする。以下、通知データ３３は各ユーザのステイタスであり、各ユーザのステイタスは、有効なレーザを照射できるかを表わす情報であるものとする。また、以下の説明では、すでに撃たれているユーザが火器を操作しても有効なレーザが発射されない場合を例とする。なお、ユーザが他のユーザに撃たれるとは、有効なレーザを発射できる他のユーザが使用している火器（移動端末４０）から発射されたレーザが、ユーザが装着している受光器（端末５）に照射されることを指すものとする。また、以下の説明では、動作を行っている装置を区別し易くするために、符号の後に動作を行っている移動端末４０や基地局１０に割り当てられたアルファベットを記載することがある。例えば、トリガ発生部５３ｙは、移動端末４０ｙに含まれているトリガ発生部５３である。
【００６５】
まず、ユーザＹが移動端末４０ｙとして動作している火器の引き金を引いたとする。移動端末４０ｙとして動作する火器の引き金が操作されたことにより、トリガ発生部５３ｙは通信トリガを発生させる。送信パケット生成部５４ｙは、通信トリガにより、通信の開始が要求されていると判定する。
【００６６】
矢印Ａ３１に示すように、送信パケット生成部５４ｙは、移動端末４０ｙが発射準備に入ったことを通知するための通知パケットを、連続送信数Ｎと同数、送信する。基地局１０ｙの制御スロット中に移動端末４０ｙから通知パケットが送信されたことにより、基地局１０ｙは、移動端末４０ｙから通知パケットを受信したとする。すると、基地局１０ｙは、矢印Ａ３２に示すように、ユーザＹのステイタスを含む応答パケットを移動端末４０ｙに送信する。このとき移動端末４０ｙには、ユーザＹが有効なレーザを照射できることを示す情報が通知されたとする。また、応答パケットの送受信により、移動端末４０ｙと基地局１０ｙの間での接続が確立している。
【００６７】
矢印Ａ３３に示すように、ユーザＹが、移動端末４０ｙを用いて、ユーザＸが装備している端末５ｘｂに対してレーザを照射したとする。すると、移動端末４０ｙは、有効なレーザを発射したことを示す情報を、基地局１０ｙに通知する。このとき、移動端末４０ｙと基地局１０ｙは、基地局１０ｙのデータ通信用スロットで通信する。基地局１０ｙは管理サーバに対して、移動端末４０ｙからレーザが照射されたことを通知する。
【００６８】
矢印Ａ３４に示すように、ユーザＸが装備している端末５ｘｂは、有効なレーザを受光したことを、基地局１０ｘから割り当てられているデータ通信用スロットを用いて通知する。基地局１０ｘの受信パケット処理部２２ｘは、ユーザＸのステイタスを、有効なレーザが照射できないように変更する。なお、送信パケット生成部２５ｘは、管理サーバに対して、ユーザＸのステイタスの変更を通知しても良い。
【００６９】
基地局１０ｘが端末５ｘｂにレーザが照射されたことを示す情報を受信した直後に、ユーザＸが移動端末４０ｘの引き金を引いたとする。すると、トリガ発生部５３ｘは、通信トリガを発生させる。送信パケット生成部５４ｘは、移動端末４０ｘが発射準備に入ったことを通知するための通知パケットを、連続送信数Ｎと同数、送信する（矢印Ａ３５）。基地局１０ｘは、制御スロット中に移動端末４０ｘから通知パケットを受信したとする。すると、基地局１０ｘは、ユーザＸが有効なレーザを照射できないことを示す情報を含む応答パケットを移動端末４０ｘに送信する（矢印Ａ３６）。
【００７０】
次に、ユーザＸが、移動端末４０ｘを用いて、ユーザＹが装備している端末５ｙａに対してレーザを照射しようとしたとする。しかし、移動端末４０ｘは、有効なレーザを発射できないことを基地局１０ｘから通知されているので、レーザを照射しない（矢印Ａ３７）。
【００７１】
このように、基地局１０は、移動端末４０との間の接続を確立するための情報と共に、ユーザが有効なレーザを照射できるかを示す情報を移動端末４０に通知する。このため、移動端末４０として動作している火器は、レーザを照射するための処理を開始する前に、ユーザが有効なレーザを照射できるかを示す情報を取得することができる。従って、第１の実施形態を適用すると、ステイタスの変更が火器に通知されるまでに時間がかかったことにより、有効なレーザを照射しないはずのユーザの火器から、レーザが照射されることを防ぐことができる。従って、第１の実施形態をゲームシステムに適用することにより、ゲームの臨場感を向上することができる。また、訓練システムに第１の実施形態が適用されると、精度の高い訓練を行うことができる上、各ユーザの射撃結果についての正確なデータをサンプリングすることもできる。
【００７２】
図１２は、事故を起こした車を特定するためのシステムに第１の実施形態を適用した場合の例を示す図である。図１２の例では、車載器７０は、基地局１０と移動端末４０の両方として動作するものとする。車載器７０は、同じネットワークに属する端末５に対しては基地局１０として動作するが、他のネットワーク中の基地局に対しては、基地局１０と移動端末４０のいずれかとして動作する。以下、車両７１ａに車載器７０ａ、車両７１ｂに車載器７０ｂが搭載されている場合を例として説明する。また、車両７１ａには端末５ａ〜５ｃも搭載されており、車載器７０ａは端末５ａ〜５ｃと同じネットワークに含まれているものとする。なお、端末５ａ〜５ｃは、車両７１ａの変形などを検出するためのセンサを含むものとする。各車載器７０は、通知データ３３として車載器７０のＩＤを使用する。さらに、車載器７０のＩＤと車載器７０を搭載している車両７１や車両７１のユーザの識別子を対応付けた情報は、予め、警察などに保持されているものとする。
【００７３】
Ａ４１において、車両７１ｂが車両７１ａの後部に追突したとする。端末５ａは、追突による衝撃で車両７１ａの一部が変形したことを検出すると、車載器７０ａに変形の発生を通知する（矢印Ａ４２）。なお、端末５ａと車載器７０ａの通信は、データ通信用スロットを用いて行われる。
【００７４】
車載器７０ａに含まれているトリガ発生部５３ａは、端末５ａからの通知に応じて、送信パケット生成部５４ａに通信を要求する。送信パケット生成部５４ａは、連続送信数Ｎと同数のパケットをブロードキャストする（矢印Ａ４３）。
【００７５】
矢印Ａ４３で送信されたパケットを受信した車載器は、その車載器の識別情報を含めた応答パケットを、車載器７０ａに送信する。例えば、Ａ４１〜Ａ４３の処理が車載器７０ａで迅速に行われたことにより、図１２に示すように、事故を起こした車両７１ｂが車両７１ａの近傍に位置しているときに、車載器７０ａからパケットが送信されたとする。すると、車載器７０ｂは、車載器７０ａから送信されたパケットに応答して、車載器７０ｂの識別情報を含む応答パケットを車載器７０ａに送信する（矢印Ａ４４）。このため、事故にあった車両７１ａに搭載されている車載器７０ａは、事故を起こした車両７１ｂに搭載されている車載器７０ｂの情報を取得することができる。
【００７６】
事故を起こした車両の特定システムでは、事故の加害者が素早く逃走してしまう恐れがあるため、早期に事故車両の特定に使用可能な情報を取得することが望ましい。第１の実施形態にかかる通信方法を適用することにより、加害者が逃走する前に、被害者の車両中の車載器が、加害者の車両に搭載されている車載器の情報を取得できる。このため、警察は、車載器の識別情報を用いて、加害者を早期に特定できる。
【００７７】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、移動端末４０が通信を開始するために送信するパケットにシーケンス番号を含める場合について説明する。ここで、シーケンス番号は、基地局１０に通信を要求するために送信される連続送信数Ｎと同数のパケットのうちで、そのパケットが何番目にあたるかを示す番号である。基地局１０中の決定部２４は、シーケンス番号と、連続送信数Ｎを用いて、移動端末４０からのパケットの送信が終了するまでの時間を計算し、応答パケットのタイミングを求めることができる。
【００７８】
図１３は、第２の実施形態で行われる通信の例を説明する図である。図１３を参照しながら、連続送信数Ｎ＝６の場合を例として説明する。また、第１の実施形態と同様に、待機期間ｗ１とｗ２では基地局１０が移動端末４０からのパケットの受信に備えて待機しており、待機期間ｗ３では移動端末４０が基地局１０からの応答パケットの受信に備えて待機しているものとする。
【００７９】
移動端末４０中で通信を開始するためのトリガが発生したことにより、矢印Ａ５１に示すように、パケットが移動端末４０から周波数Ｆ２を用いて送信される。ここで、矢印Ａ５１で送信されたパケットにはシーケンス番号＝１が含まれているものとする。
【００８０】
基地局１０中の受信パケット処理部２２は、通信部１１、復調部１２を介してパケットを取得する。受信パケット処理部２２は、シーケンス番号を決定部２４に出力する。決定部２４は、予め、連続送信数Ｎを保持しているものとする。決定部２４は、連続送信数Ｎと受信パケットに含まれているシーケンス番号との差に応じて、応答パケットを送信するまでの待ち時間を決定する。例えば、決定部２４は、（２）式から待ち時間ΔＴを求めることができる。
ΔＴ＝（Ｎ−ｓｎ）×（ｋ＋ｉ）・・・  （２）
ここで、Ｎは移動端末４０からのパケットの連続送信数、ｓｎは受信パケット中のシーケンス番号、ｋは基地局１０が１つのパケットを受信するためにかかる時間の長さを示す。さらに、ｉは、パケットの送信間隔である。
【００８１】
矢印Ａ５１で送信されたパケットを基地局１０が受信した後で、基地局１０でのデータ通信用スロットが開始したとする。基地局１０は、接続中の装置と通信するために通信に使用する周波数をＦ２からＦ１に変更する。このため、矢印Ａ５２〜Ａ５４で送信されたパケットは、基地局１０で受信されない。
【００８２】
その後、基地局１０での制御スロットが開始したため、基地局１０は、通信に使用する周波数をＦ１からＦ２に変更したとする。使用する周波数がＦ２に設定された後は、基地局１０は移動端末４０から送信されたパケットを受信しうる。
【００８３】
矢印Ａ５５において移動端末４０はシーケンス番号＝５のパケットを送信するが、矢印Ａ５５で送信されたパケットは基地局１０に到達しなかったものとする。決定部２４は、最後に移動端末４０からパケットを受信してから次のパケットが基地局１０に向けて送信されるまでにかかる時間（閾値Ｔｈ）が経過しているものの、前回のパケットの受信時刻から待ち時間ΔＴが経過していないので、応答パケットを送信せずに待機する。
【００８４】
矢印Ａ５６において、基地局１０は移動端末４０から、シーケンス番号＝６のパケットを受信する。受信パケット処理部２２と決定部２４は、矢印Ａ５１でパケットを受信したときと同様の処理を行う。ここで、連続送信数Ｎ＝６であるため、決定部２４は、新たに待ち時間ΔＴを次式から計算する。
ΔＴ＝（Ｎ−ｓｎ）×（ｋ＋ｉ）＝（６―６）×（ｋ＋ｉ）＝０
従って、決定部２４は、応答パケットを送信することを決定し、送信パケット生成部２５に応答パケットの送信を要求する。送信パケット生成部２５の処理は第１の実施形態と同様であるので、矢印Ａ５７に示すように、応答パケットが移動端末４０に送信される。
【００８５】
第２の実施形態では、基地局１０がパケット中のシーケンス番号を用いて応答パケットを送信するまでの待ち時間を計算する。このため、移動端末４０から送信されたパケットの一部が基地局１０に到達しなくても、基地局１０の決定部２４は、移動端末４０からパケットが送信されてくる可能性があるかを判定できる。基地局１０は、移動端末４０からのパケットの送信が終了してから応答パケットを送信するので、第２の実施形態では、移動端末４０から送信されたパケットと応答パケットが衝突することに起因して通信に失敗する可能性が低くなっている。さらに、第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、移動端末４０は、応答パケットを受信することによって、通知データ３３を取得できるので、通知データ３３を早期に処理できる。従って、通知データ３３として緊急データが応答パケットで通知されれば、緊急データの適用が早められる。また、応答パケットにより、基地局１０と移動端末４０の間のコネクションが確立するので、通信を開始するためにかかる時間も短縮される。
【００８６】
図１４は、基地局１０が行う処理の例を説明するフローチャートである。図１４に示す例では、決定部２４は待機フラグを保持するものとする。待機フラグは、基地局１０が制御スロットでパケットを受信した後、応答パケットの送信のタイミングになるまでの送信待機を行っているかを示す。待機フラグ＝０の場合、応答パケットの送信のトリガとなるパケットを受信していないので、送信待機を行っていないことを示す。一方、待機フラグ＝１の場合、応答パケットの送信のトリガとなるパケットを受信済みであり、待ち時間ΔＴよりもタイマ２３のカウント値が大きくなると応答パケットを送信するために待機していることを示すものとする。
【００８７】
決定部２４は、待機フラグ＝０に設定する（ステップＳ４０）。ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理は、図９を参照しながら説明したステップＳ１〜Ｓ３と同様である。また、ステップＳ５５〜Ｓ５７の処理も、ステップＳ１０〜Ｓ１２（図９）と同様である。
【００８８】
基地局１０がパケットを受信すると、決定部２４は、待機フラグ＝１に設定すると共に、受信パケット処理部２２から受信パケットに含まれているシーケンス番号を取得する（ステップＳ４３でＹｅｓ、ステップＳ４６、Ｓ４７）。さらに、決定部２４は、タイマ２３をリセットする（ステップＳ４８）。決定部２４は、連続送信されるパケットの数Ｎと受信パケットに含まれているシーケンス番号の差に応じて、待ち時間ΔＴを計算する（ステップＳ４９）。タイマ２３のカウント値が待ち時間ΔＴを超えると、送信パケット生成部２５の処理により、基地局１０は、応答パケットを送信する（ステップＳ５０でＹｅｓ、ステップＳ５３）。さらに、決定部２４は、待機フラグ＝０に設定する（ステップＳ５４）。
【００８９】
一方、タイマ２３のカウント値が待ち時間ΔＴ未満の場合、設定部２１は、タイムスロットが変更されるかを判定する（ステップＳ５０でＮｏ、ステップＳ５１）。タイムスロットが変更される場合、ステップＳ４１以降の処理が繰り返される（ステップＳ５１でＹｅｓ）。タイムスロットが変更されない場合、受信パケット処理部２２は、パケットを受信したかを判定する（ステップＳ５１でＮｏ、ステップＳ５２）。基地局１０が新たにパケットを受信していない場合、ステップＳ５０以降の処理が繰り返される（ステップＳ５２でＮｏ）。一方、基地局１０が新たにパケットを受信した場合、ステップＳ４７以降の処理が繰り返される（ステップＳ５２でＹｅｓ）。
【００９０】
ステップＳ４３でパケットを受信していないと判定された場合、設定部２１は、タイムスロットが変更されるかを判定する（ステップＳ４４）。タイムスロットが変更される場合、ステップＳ４１以降の処理が繰り返される（ステップＳ４４でＹｅｓ）。一方、タイムスロットが変更されない場合、決定部２４は、待機フラグ＝１であるかを判定する（ステップＳ４４でＮｏ、ステップＳ４５）。待機フラグ＝１である場合、ステップＳ５０以降の処理が繰り返される（ステップＳ４５でＹｅｓ）。待機フラグ＝０である場合、ステップＳ４３以降の処理が繰り返される（ステップＳ４５でＮｏ）。
【００９１】
なお、図１４は処理の一例である。例えば、基地局１０は、ステップＳ５２の判定処理を行わずに、ステップＳ５１でＮｏと判定されるとステップＳ５０に戻るように変形されても良い。この場合、新たなパケットを用いて待ち時間が再計算されないので、基地局１０の処理負荷を軽減することができる。
【００９２】
＜第３の実施形態＞
次に、基地局１０が密集した場合などに移動端末４０との通信状況が良好ではない基地局１０が移動端末４０との間でコネクションを生成することを防ぐために、通信状況に応じて応答パケットの送信タイミングを変更する場合について説明する。
【００９３】
なお、第３の実施形態では、通信を開始するまでの時間を短くするために、移動端末４０は、通信を確立するためのパケットの送信後、最初に受信した応答パケットを処理対象とするものとする。すなわち、移動端末４０は、複数の応答パケットを受信した場合、最初に受信した応答パケット中に含まれている通知データ３３を用いてアプリケーション処理部５２での処理を行い、他の応答パケットで通知された通知データを使用しない。さらに、移動端末４０は、移動端末４０が最初に受信した応答パケットの送信元の基地局１０との間でコネクションを生成するが、他の基地局１０とは通信を行わない。
【００９４】
図１５は、第３の実施形態で使用される基地局８０の構成の例を示す。基地局８０は、通信部１１、復調部１２、変調部１３、記憶部３０、制御部８５、アンテナ１０６を備える。制御部８５は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）測定部８６を備え、さらに、設定部２１、受信パケット処理部２２、タイマ２３、決定部２４、送信パケット生成部２５を備える。記憶部３０は、閾値データ３１と通知データ３３の他に識別情報３２も記憶する。
【００９５】
ＲＳＳＩ測定部８６は、通信部１１で受信された受信信号を用いて、受信信号の強度を求める。決定部２４は、ＲＳＳＩ測定部８６で得られた受信信号の強度が所定の閾値Ｔｈ２を超えているかを用いて、応答パケットを送信するタイミングを決定する。
【００９６】
識別情報３２は、基地局１０と接続する可能性が高い移動端末４０の情報である。例えば、図１１を参照しながら説明した訓練システムでは、移動端末４０として動作する火器の各々に、その火器を使用するユーザの識別情報が記憶されている。また、基地局１０は、各ユーザに装着されている。各ユーザは、基本的には、自分の火器を使用する可能性が高いので、基地局１０は、その基地局が装着されているユーザに対応付けられた移動端末４０と通信する可能性が高いといえる。このため、基地局１０は、基地局１０を装着しているユーザに対応付けられた移動端末４０が保持する識別情報を、識別情報３２として記憶する。例えば、移動端末４０ｙには、ユーザＹの識別情報が記憶されている場合、基地局１０ｙは識別情報３２としてユーザＹの識別情報を記憶する。
【００９７】
設定部２１、受信パケット処理部２２、タイマ２３、決定部２４、送信パケット生成部２５、通信部１１、復調部１２、変調部１３で行われる処理は、第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様である。なお、基地局８０も図６に示すハードウェアによって実現されうる。この場合、制御部８５はプロセッサ１０３によって実現される。
【００９８】
図１６は、第３の実施形態で基地局８０が接続応答を送信可能な期間の決定方法の例を説明する図である。図１６において、Ｐｆｉｎは、移動端末４０が基地局１０と通信を確立するために送信したパケットのうちで最後に送信されたパケットを示す。なお、移動端末４０が基地局１０と通信を確立するために送信するパケットには、移動端末４０または移動端末４０のユーザのいずれかを識別する識別情報が含められているものとする。
【００９９】
決定部２４は、移動端末４０から受信したパケットに含まれている識別情報を、識別情報３２と比較する。受信したパケットに含まれている識別情報と識別情報３２が一致すると、決定部２４は、図１６の第１期間のうちで、移動端末４０との通信が可能なときに、応答パケットを送信することを決定する。ここで、第１期間は、移動端末４０から連続的に送信された最後のパケットの受信時刻から所定の時間が経過するまでの間の期間である。なお、第１〜第３期間の長さは、予め、各基地局８０が記憶しているものとする。
【０１００】
受信したパケットに含まれている識別情報と識別情報３２が一致していない場合、決定部２４は、さらに、ＲＳＳＩ測定部８６での測定結果と閾値Ｔｈ２との間の比較結果を用いて、応答パケットの送信のタイミングを決定する。ここで閾値Ｔｈ２は、通信が良好な状況で行われると想定できる受信強度のうちの最小値である。従って、ＲＳＳＩ測定部８６での測定結果が閾値Ｔｈ２を越えている基地局８０と移動端末４０の間では、良好な状況下で通信が行われると想定できる。このため、決定部２４は、受信パケットに識別情報３２が含まれておらず、かつ、信号の受信強度が閾値Ｔｈ２を超えている場合、図１６の第２期間の制御スロット中で、応答パケットを移動端末４０に送信することを決定する。ここで、第２期間は、第１期間の終了時刻から、第２期間の長さとして決定部２４が記憶している時間が経過するまでの期間である。
【０１０１】
一方、受信パケットに識別情報３２が含まれておらず、かつ、信号の受信強度が閾値Ｔｈ２以下の場合、決定部２４は、図１６の第３期間の制御スロット中で、応答パケットを移動端末４０に送信することを決定する。ここで、第３期間は、第２期間の終了時刻から、第３期間の長さとして決定部２４が記憶している時間が経過するまでの期間である。
【０１０２】
例えば、図３に示すように、３つの基地局が移動端末４０からのパケットを受信できる領域内に存在したとする。ここでは、Ｂ１のＢＡＮに基地局８０ａ、Ｂ２のＢＡＮに基地局８０ｂ、Ｂ３のＢＡＮに基地局８０ｃが位置しているとする。さらに、移動端末４０は、移動端末４０Ｔ３に位置しているものとする。また、基地局８０ｃが記憶している識別情報３２ｃは、移動端末４０の識別情報と一致するものとする。この状況において、移動端末４０は、いずれかの基地局との間のコネクションを確立するために、移動端末４０の識別情報を含むパケットを、連続送信数Ｎと同数、送信したとする。
【０１０３】
基地局８０ｃは、識別情報３２ｃとして移動端末４０の識別情報を保持しているので、図１６の第１期間中に応答パケットを移動端末４０に送信する。基地局８０ｂは、移動端末４０の識別情報を保持しておらず、さらに、ＲＳＳＩ測定部８６ｂで得られたＲＳＳＩは閾値Ｔｈ２を超えていたとする。すると、基地局８０ｂは、第２期間中に、移動端末４０に応答パケットを送信する。一方、基地局８０ａは、移動端末４０の識別情報を保持しておらず、さらに、ＲＳＳＩ測定部８６ａで得られたＲＳＳＩは閾値Ｔｈ２以下であるとする。すると、基地局８０ａは、第３期間中に、移動端末４０に応答パケットを送信する。従って、基地局８０ｃ、基地局８０ｂ、基地局８０ａの順に、移動端末４０に応答パケットを送信することになる。このため、移動端末４０が基地局８０ｃから送信された応答パケット中の通知データ３３ｃを処理する可能性は、移動端末４０が基地局８０ｂ、８０ａから通知されたデータを処理する可能性よりも高い。また、基地局８０ａ〜８０ｃのうちでは、基地局８０ｃが、移動端末４０との間でコネクションを確立する可能性が最も高い。基地局８０ｃからの応答パケットの受信に失敗したとしても、移動端末４０が基地局８０ｂからの応答パケットを受信できれば、移動端末４０は、基地局８０ａよりも通信状況の良い基地局８０ｂを用いて通信できることになる。
【０１０４】
図１７は、基地局８０が応答パケットを送信するタイミングを決定するために行う処理の例を説明するフローチャートである。基地局８０は、移動端末４０から連続的に送信された最後のパケットを受信したとする（ステップＳ６１）。決定部２４は、受信パケット中に含まれている識別情報（ＩＤ）と、識別情報３２として記憶している情報が一致するかを判定する（ステップＳ６２）。受信パケット中の識別情報と、識別情報３２が一致する場合、決定部２４は、応答パケットを送信するタイミングを第１期間中に設定する（ステップＳ６２でＹｅｓ、ステップＳ６３）。受信パケット中の識別情報と識別情報３２が一致しないが、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ２を超えていれば、決定部２４は、応答パケットを送信するタイミングを第２期間中に設定する（ステップＳ６２でＮｏ、ステップＳ６４でＹｅｓ、ステップＳ６６）。受信パケット中の識別情報と識別情報３２が一致せず、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ２以下の場合、決定部２４は、応答パケットを送信するタイミングを第３期間中に設定する（ステップＳ６２でＮｏ、ステップＳ６４でＮｏ、ステップＳ６５）。決定部２４は、設定した期間内で制御チャネルに割り当てられたタイムスロットにおいて、送信パケット生成部２５に応答パケットの送信を要求する（ステップＳ６７）。送信パケット生成部２５は、決定部２４からの要求に応じて、通信部１１、変調部１３を介して、応答パケットを移動端末４０に送信する（ステップＳ６８）。
【０１０５】
図１８は、第３の実施形態により回避される通信手順の例を示す。ＳＦ３は、基地局Ｗが使用するスーパーフレームであり、ＳＦ４は、基地局Ｚが使用するスーパーフレームであるとする。なお、基地局Ｚのほうが、基地局Ｗよりも移動端末４０に近い位置に存在しているとする。
【０１０６】
矢印Ａ６１に示すように、移動端末４０は、通信の確立を要求するために送信する最後のパケット（Ｐｆｉｎ）を送信したとする。パケットＰｆｉｎは、基地局Ｗと基地局Ｚのいずれでも受信されたとする。図１８に示すように、ＳＦ３とＳＦ４では、制御スロットの終了時刻がずれているので、基地局ＺではパケットＰｆｉｎの受信直後に制御スロットが終了するが、基地局ＷではパケットＰｆｉｎの受信後でも制御スロットを用いた通信が可能である。第３の実施形態を適用しないと、矢印Ａ６２とＡ６３に示すように、移動端末４０からの距離が相対的に遠い基地局Ｗの方が基地局Ｚよりも先に移動端末４０に応答パケットを送信する。このため、基地局Ｚよりも基地局Ｗの方が移動端末４０と通信を行う確率が高くなり、移動端末４０は、通信環境が最適ではない基地局との間の通信を行ってしまう恐れがある。さらに、図１１に示すような訓練システムでは、ユーザＡがユーザＡに割り当てられた火器を用いて訓練を行っているにも関わらず、ユーザＡの近傍に存在するユーザＢによってユーザＡの火器が使用されているように誤解される恐れもある。
【０１０７】
また、第３の実施形態を用いると、基地局８０が第１期間から第３期間のいずれかを選択して応答パケットを送信するため、移動端末４０の近傍に複数の基地局８０が位置していても、応答パケットが送信されるタイミングが重なりにくい。このため、干渉により応答パケットの送信に失敗する可能性が低くなっている。さらに、第３の実施形態を用いると、識別情報を用いて優先的に接続する基地局８０が決定されるため、訓練システムやゲームなどにおいて、複数のユーザが密集する場合でも、移動端末４０と基地局８０の対応付けに成功しやすくなる。また、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ２を超えている基地局８０の方が、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ２以下の基地局８０よりも早く応答パケットを送信するため、第３の実施形態では、通信状態の良好な基地局と移動端末４０との間での通信が確立しやすくなっている。
【０１０８】
＜変形例＞
図１９は、第２および第３の実施形態を組み合わせた場合の通信の例を説明する図である。基地局８０ａと基地局８０ｂが移動端末４０の近傍に位置しており、基地局８０ｂが移動端末４０の識別情報を識別情報３２ｂとして記憶しているとする。また、基地局８０ａはＳＦ５に示すスーパーフレームを使用し、基地局８０ｂはＳＦ６に示すスーパーフレームを使用するものとする。さらに、データ通信用スロットでは、干渉を防ぐために、基地局８０ａはチャネルＣＨ３（周波数Ｆ３）、基地局８０ｂはチャネルＣＨ２（周波数Ｆ２）を用いて、接続中の装置との通信を行っている。なお、図１９は、連続送信数Ｎが６である場合の例を示している。
【０１０９】
矢印Ａ７１に示すようにパケット送信のトリガが発生すると、移動端末４０では、トリガ発生部５３が送信パケット生成部５４にパケットの送信を要求する。送信パケット生成部５４の処理により、移動端末４０は、矢印Ａ７２〜Ａ７６に示すように、シーケンス番号＝１〜５のパケットを送信したとする。図１９の例では、基地局８０ａは、矢印Ａ７２で示すように、シーケンス番号＝１のパケットを受信したとする。一方、基地局８０ｂでは、矢印Ａ７６で示すように、シーケンス番号＝５のパケットを受信したとする。
【０１１０】
基地局８０ａの決定部２４ａは、シーケンス番号＝１のパケットを受信すると、第３の実施形態と同様の処理により、第１〜第３期間のいずれで応答パケットを移動端末４０に送信するかを決定する。ここでは、決定部２４ａは、第２期間に応答パケットを送信することを決定したとする。次に、移動端末４０から連続的に送信される最後のパケット（Ｐｆｉｎ）の受信時刻を予測する。パケットＰｆｉｎの受信時刻の予測方法は、第２の実施形態と同様である。さらに、決定部２４ａは、パケットＰｆｉｎの受信時刻と、第１期間の長さ、および、第２期間の長さを用いて、応答パケットを送信可能な期間を決定する。
【０１１１】
基地局８０ｂの決定部２４ｂも、シーケンス番号＝５のパケットを受信すると、決定部２４ａと同様に、応答パケットを送信可能な期間を求める。ここでは、決定部２４ｂは、第１期間中に応答パケットを送信することを決定したとする。
【０１１２】
基地局８０ａと基地局８０ｂのいずれにおいても、パケットＰｆｉｎ（シーケンス番号＝６）のパケットの受信時刻として予測した時刻が経過するまで応答パケットを送信しない。このため、基地局８０ａと基地局８０ｂのいずれも、矢印Ａ７７に示すタイミングで送信されたパケット（シーケンス番号＝６のパケット）を受信できる。
【０１１３】
矢印Ａ７８に示すように、基地局８０ｂは、シーケンス番号＝６のパケットを移動端末４０から受信してから、第１期間が終了するまでに応答パケットを移動端末４０に送信する。一方、基地局８０ａは、第２期間に応答パケットを移動端末４０に送信する（矢印Ａ７９）。このため、基地局８０ｂは基地局８０ａよりも早い時点で移動端末４０に応答パケットを送信することができる。従って、移動端末４０から送信されたパケット中の識別情報と同じ識別情報３２を記憶している基地局８０ｂは、基地局８０ａよりも後に移動端末４０からのパケットを受信しても、基地局８０ａより早い時点で応答パケットを移動端末４０に送信できる。このため、移動端末４０が基地局８０ｂから送信される通知データ３３ｂを処理する可能性は、移動端末４０が基地局８０ａから送信される通知データ３３ａを処理する可能性よりも大きい。さらに、基地局８０ｂの方が基地局８０ａよりも移動端末４０と接続を確立しやすい。また、基地局８０ａと基地局８０ｂが応答パケットを同じ期間に送信することによる干渉の発生も回避される。
【０１１４】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、基地局と通信中の装置の数や送受信されるデータの優先度などに応じて、スーパーフレーム中のデータ通信用スロットの長さが変更される場合の例を説明する。
【０１１５】
図２０は、第４の実施形態で使用される基地局９０の構成の例を示す。基地局９０は、通信部１１、復調部１２、変調部１３、制御部９１、記憶部９３、アンテナ１０６を備える。制御部９１は、ＳＦ（Superframe）更新判定部９２を備え、さらに、設定部２１、受信パケット処理部２２、タイマ２３、決定部２４、送信パケット生成部２５を備える。記憶部９３は、閾値データ３１、通知データ３３、および、通信状態データ９４を格納する。なお、通信部１１、復調部１２、変調部１３、設定部２１、受信パケット処理部２２、タイマ２３、決定部２４の処理は、第１〜第３の実施形態と同様である。
【０１１６】
通信状態データ９４は、基地局９０とデータ通信用スロットを用いて通信している装置の数、データ通信用スロットを用いて送受信されるデータの優先度、データ通信用スロットを用いて送受信されているデータのトラフィックレートなどである。受信パケット処理部２２は、受信パケットを処理する際に、適宜、通信状態データ９４を更新するものとする。
【０１１７】
ＳＦ更新判定部９２は、通信状態データ９４の値をモニタしており、閾値データ３１として記憶されている閾値との比較結果に応じて、スーパーフレーム中の各スロットの長さを変更するかを判定する。
【０１１８】
図２１は、制御スロットの長さの調整方法の例を説明する図である。図２１のパケットＰ１〜Ｐ４は、移動端末４０が通信を開始するために送信するパケットである。制御スロットは移動端末４０からパケットが送信されるタイミングが最も悪い場合であっても１つ以上のパケットを受信できるように、長さが調整される。タイミングが最も悪いケースでは、図２１に示すように、移動端末４０から送信されたパケットＰ２の先頭が基地局９０に到達した直後に制御スロットが開始するため、基地局９０は、パケットＰ２の受信に失敗してしまう。この場合、次に移動端末４０から送信されるパケットＰ３を基地局９０が受信できれば、移動端末４０と基地局９０の間で通信が可能になる。そこで、制御スロットの時間ＳＴｃは、式（３）で表わすことができる。
ＳＴｃ＞２ｋ＋ｉ  ・・・（３）
ここで、ｋは基地局１０が１つのパケットを受信するためにかかる時間の長さであり、ｉは連続的に送信されているパケットの送信間隔である。ＳＦ更新判定部９２は、制御スロット１つとデータ通信用スロット１つの合計を変更させないように、制御スロットとデータ通信用スロットの長さを変更するものとする。すなわち、制御スロットの長さ（ＳＴｃ）とデータ通信用スロットの長さ（ＳＴｄ）の合計値（Ｔｓｕｍ）は一定の値となる。すると、データ通信用スロットの長さは、式（４）で表わせる。
ＳＴｄ＝Ｔｓｕｍ−ＳＴｃ
＜Ｔｓｕｍ−（２ｋ＋ｉ）  ・・・（４）
そこで、ＳＦ更新判定部９２は、式（４）を満たすように、データ通信用スロットの長さを求める。
【０１１９】
図２２は、ＳＦ更新判定部９２が行う処理の例を説明するフローチャートである。なお、以下の説明でＳＦ更新判定部９２が使用する閾値Ｔｈ３〜Ｔｈ６は、いずれも、閾値Ｔｈや閾値Ｔｈ２と同様に、閾値データ３１として記憶されているものとする。
【０１２０】
ＳＦ更新判定部９２は、基地局９０と通信中の装置の数が閾値Ｔｈ３を越えているかを判定する（ステップＳ７１）。基地局９０と通信中の装置の数が閾値Ｔｈ３以下の場合、ＳＦ更新判定部９２は、単位時間当たりに送受信するパケット数が閾値Ｔｈ４を越えているかを判定する（ステップＳ７１でＮｏ、ステップＳ７２）。単位時間当たりに送受信するパケット数が閾値Ｔｈ４以下の場合、ＳＦ更新判定部９２は、単位時間当たりに送受信する優先パケットの数が閾値Ｔｈ５を越えているかを判定する（ステップＳ７２でＮｏ、ステップＳ７３）。単位時間当たりに送受信する優先パケットの数が閾値Ｔｈ５以下である場合、ＳＦ更新判定部９２は、スーパーフレーム中のタイムスロットを変更しないことを決定し、ステップＳ７１に戻る（ステップＳ７３でＮｏ）。
【０１２１】
一方、ステップＳ７１〜Ｓ７３のいずれかでＹｅｓと判定した場合、ＳＦ更新判定部９２は、スーパーフレーム中のスロットの長さを変更することを決定する。そこで、ＳＦ更新判定部９２は、データ通信用スロットの長さをＭ倍した値（Ｘ）を求める（ステップＳ７４）。ここで、Ｍは１よりも大きい任意の数であるものとする。ＳＦ更新判定部９２は、Ｘが閾値Ｔｈ６を超えているかを判定する（ステップＳ７５）。ここで、閾値Ｔｈ６は、データ通信用スロットの最大長であり、式（４）などを用いて計算される。ＳＦ更新判定部９２は、Ｘが閾値Ｔｈ６以下の場合、データ通信用スロットの長さをＸに設定する（ステップＳ７５でＮｏ、ステップＳ７６）。Ｘが閾値Ｔｈ６を超えている場合、ＳＦ更新判定部９２は、閾値Ｔｈ６と同じ長さにデータ通信用スロットを調整する（ステップＳ７５でＹｅｓ、ステップＳ７７）。さらに、ＳＦ更新判定部９２は、データ通信用スロットの長さの変更に合わせて、制御スロットの長さも変更し、変更後のスロットを用いた通信を開始する（ステップＳ７８）。
【０１２２】
なお、図２２を参照しながら、通信用データスロットの長さを長くする場合の処理について説明したが、同様の手順により、ＳＦ更新判定部９２は、通信用データスロットの長さを短くしても良い。例えば、基地局９０が通信中の端末数、基地局９０と移動端末４０が単位時間に送受信するパケット数などが所定の閾値を下回った場合に、ＳＦ更新判定部９２は、データ通信用スロットを短くすることもできる。なお、通信用データスロットの長さを変更するかを判定するための基準は、実装に応じて任意に変更され得る。また、閾値Ｔｈ３〜Ｔｈ５の値や、通信用データスロットの長さを短くするかを判定するために使用される閾値も、実装に応じて設定される。
【０１２３】
図２３は、第４の実施形態で使用されるスーパーフレームの例を示す。例えば、基地局９０がＳＦ７に示すスーパーフレームを用いて通信しているときに、基地局９０と通信している装置の数が閾値Ｔｈ３よりも大きな値に増加した等の原因により、ＳＦ更新判定部９２は、スーパーフレームをＳＦ８に示すように変更できる。スーパーフレームの変更により、基地局９０は、通信中の装置との通信量を増大させることができる。一方、基地局９０と通信している端末の減少などにより、データ通信用スロットを用いた通信量が減少した場合、ＳＦ更新判定部９２は、基地局９０で使用するスーパーフレームをＳＦ８からＳＦ７に変更する。なお、スーパーフレームの変更に伴って、通信中の装置との通信のタイミングが変更される場合、スーパーフレームの先頭に付されているビーコンによって、通信のタイミングの変更が、基地局９０と通信中の各装置に通知される。
【０１２４】
＜第５の実施形態＞
移動端末４０が報知信号を受信できる範囲に位置する基地局の数が少ない場合、基地局が報知信号を送信しても、他の基地局から送信された報知信号との干渉に起因する通信の失敗が起こる確率は低い。このため、周辺の基地局１０の数が少ない状況下であって、かつ、射撃訓練システムなどのように、基地局１０が移動端末４０に対して緊急データを送信する場合は、各基地局１０が、報知信号と共に、緊急データを送信することもできる。以下、射撃訓練システムを例として説明するが、第５の実施形態は、射撃訓練システム以外のゲームシステムなどにも適用され得る。以下の説明では、基地局１０ｘ、１０ｙは、いずれも、緊急データとして、ユーザが有効なレーザを照射できるかを表わす情報を送信するものとする。
【０１２５】
図２４は、第５の実施形態で行われる通信の例を説明する図である。ここで、ユーザＸは基地局１０ｘ、および、基地局１０ｘと通信する任意の数の端末５を含むＢＡＮを装着しているものとする。なお、図１１と同様に、端末５は、受光器であり、移動端末４０ｘは模擬的な射撃を行うためのレーザ照射が可能な火器であるものとする。また、移動端末４０ｘは、ユーザＸが使用することが想定されているものとする。一方、ユーザＹが装着しているＢＡＮには基地局１０ｙが含まれているものとする。移動端末４０ｘは、所定の期間、報知信号を受信可能な基地局１０の各々について、ＲＳＳＩなどの通信状況を示す値を求め、通信状況が相対的に良好な基地局１０と通信する。
【０１２６】
矢印Ａ８１において、基地局１０ｙは、ユーザＹが有効なレーザを照射できることを示す情報を含む報知信号を送信する。移動端末４０ｘの受信パケット処理部５１ｘは、基地局１０ｙから受信した報知信号に含まれている情報を、基地局データ６２ｘとして記憶部６０に格納する。なお、基地局データ６２ｘでは、各基地局から送信された通知データ３３や各基地局との通信状況を示す情報が、基地局の識別子に対応付けられているものとする。
【０１２７】
矢印Ａ８２において、基地局１０ｘは、ユーザＸが有効なレーザを照射できることを示す情報を含む報知信号を送信する。移動端末４０ｘの受信パケット処理部５１ｘは、基地局１０ｙから受信した報知信号と同様に処理を行うため、基地局データ６２ｘに基地局１０ｘから受信した報知信号の情報が追加される。矢印Ａ８３、Ａ８４においても、同様に、基地局１０ｙと基地局１０ｘから送信された報知情報を用いた処理が行われる。
【０１２８】
所定の時間が終わると、移動端末４０ｘ中の受信パケット処理部５１ｘは、基地局データ６２ｘを用いて、通信状態が相対的に良好な基地局から得られた通知データ３３をアプリケーション処理部５２ｘに出力する。なお、図２４に示すように、同じ基地局から複数の報知信号を受信している場合、最新の報知信号についての情報が判定に使用されても良い。また、ＲＳＳＩなどの受信状況を示す値については、複数回の報知信号についての平均値を用いて判定が行われても良い。アプリケーション処理部５２ｘは、通知データ３３を処理する。
【０１２９】
例えば、基地局１０ｘからのＲＳＳＩが基地局１０ｙからの報知信号を用いて得られたＲＳＳＩよりも大きいため、基地局１０ｘから通知された通知データ３３ｘがアプリケーション処理部５２ｘに出力されたとする。すると、アプリケーション処理部５２ｘは、ユーザＸが有効なレーザを用いた射撃ができると判定し、ユーザＸが射撃を行うときにレーザを出力させる。
【０１３０】
アプリケーション処理部５２ｘでの処理やユーザの射撃と並行して、移動端末４０ｘは１０ｘとの間での接続を確立するための処理を適宜行うことができる。基地局１０ｘと移動端末４０ｘの間で接続が確立されると、移動端末４０ｘは、接続処理によって生成されたコネクションを用いて、基地局１０ｘとの間の通信を行う。
【０１３１】
図２５は、報知信号の送信タイミングの変更方法の例を説明する図である。図２４で説明した通信処理に加えて、各基地局１０は、報知信号を送信するタイミングを、制御スロット中でランダムに変更するように変形されてもよい。図２５の例では、ＳＴｃ１〜ＳＴｃ３が制御スロットである。また、ｓｅｎｄ１〜ｓｅｎｄ３が報知信号の送信タイミングを表わすものとする。ＳＴｃ１では基地局１０は制御スロットの開始時に報知信号を送信しているのに対し、ＳＴｃ２では制御スロットの中間で報知信号が送信される。さらに、ＳＴｃ３では、ＳＴｃ１で使用されている報知信号の送信タイミングより遅く、かつ、ＳＴｃ２での報知信号の送信タイミングよりも早い時点で報知信号が送信される。
【０１３２】
このように、ランダムに報知信号の送信タイミングを制御スロット中でずらすことにより、報知信号同士の干渉を軽減することもできる。また、移動端末４０は、基地局との接続を確立しなくても、報知信号を用いて得られた情報を用いて処理を行うことができるので、報知信号の干渉が避けられれば、緊急データを迅速に処理することができる。
【０１３３】
＜その他＞
以上の例では、基地局に通信を要求するためのパケットの送信処理を移動端末４０が行う場合を例として説明したが、基地局との間でコネクションの確立と切断を行う任意の通信端末は、移動端末４０と同様の処理を行うことができる。
【０１３４】
変形例として、第２および第３の実施形態を組み合わせた場合の例を説明したが、第１〜第４の実施形態は、実装に応じて、任意の組み合わせで用いられても良い。
【０１３５】
基地局や移動端末４０で使用される閾値や、第１〜第３の期間の各々の長さなどは、実装に応じて設定されるものとする。
【０１３６】
以上の説明では、移動端末４０が基地局１０との通信を開始するために送信するパケットの送信間隔が一定である場合を例として説明したが、送信間隔は変動しても良い。この場合、送信間隔の変動のパターンや、基地局でのパケットの受信にかかる時間などを用いて、制御スロットに１つ以上のパケットが送信されるように、連続送信数Ｎが決定される。
【０１３７】
以上の説明では、分かりやすくするために、データ通信用スロットと制御スロットが交互にある場合を例として説明したが、スーパーフレーム中のタイムスロットの配置は、実装に応じて変更され得る。連続送信数Ｎは、スーパーフレーム中のデータ通信用スロットと制御スロットの配置を用いて、図７などを参照しながら説明した処理により、決定される。
【符号の説明】
【０１３８】
５  端末
１０、８０、９０  基地局
１１、４１  通信部
１２、４２  復調部
１３、４３  変調部
２０、５０、８５、９１  制御部
２１  設定部
２２、５１  受信パケット処理部
２３  タイマ
２４  決定部
２５、５４  送信パケット生成部
３０、６０、９３  記憶部
３１  閾値データ
３２  識別情報
３３  通知データ
４０  移動端末
５２  アプリケーション処理部
５３  トリガ発生部
６１  送信条件
６２  基地局データ
７０  車載器
７１  車両
８６  ＲＳＳＩ測定部
９２  ＳＦ更新判定部
９４  通信状態データ
１０１  ＲＦＩＣ
１０２  ベースバンドＬＳＩ
１０３  プロセッサ
１０４  ＲＯＭ
１０５  ＲＡＭ
１０６  アンテナ
【図１】
2016027311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年2月13日(2017.2.13)
【手続補正１】
【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】
接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定する設定部と、
接続を確立する端末で処理されるデータを記憶する記憶部と、
前記待機期間に通信端末から第１のパケットを受信すると、前記データと、接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを、前記通信端末に送信する通信部
を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記基地局装置に接続することが予測される通信端末を識別する識別情報を記憶し、
前記基地局装置は、
前記第１のパケットに前記識別情報が含まれている場合は、前記第１のパケットを受信してから前記第２のパケットを前記通信端末に送信するまでの時間が、前記第１のパケットに前記識別情報が含まれていない場合よりも短くなるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する決定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記決定部は、
前記第１のパケットが前記識別情報を含む場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第１のパケットの受信後に開始する第１の期間中の前記待機期間内に決定し、
前記第１のパケットが前記識別情報を含まず、かつ、前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が閾値を超えた場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第１の期間が終了した時刻から開始する第２の期間内の前記待機期間中に決定し、
前記第１のパケットが前記識別情報を含まず、かつ、前記受信電力強度が前記閾値以下の場合、前記第２のパケットの送信のタイミングを、前記第２の期間が終了した時刻から開始する第３の期間内の前記待機期間中に決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記通信端末が接続を確立するために送信したパケット中で、前記第１のパケットが送信された順序を示すシーケンス番号を、前記第１のパケットから取得するパケット処理部
を備え、
前記記憶部は、前記通信端末が前記待機時間中に１つ以上のパケットを送信できるように決定されたパケットの送信数、および、前記通信端末がパケットを送信する周期をさらに記憶し、
前記決定部は、前記シーケンス番号と前記送信数との差分と、前記周期の積で求められる時間が、前記第１のパケットの受信時刻から経過した時刻以降に、前記第２のパケットが送信されるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の基地局装置。
【請求項５】
前記設定部は、
接続中の通信装置の数が第１の閾値を超えた場合か、または、単位時間当たりに送受信するパケット数が第２の閾値を超えた場合、前記待機期間を短くし、
前記待機期間を短縮した期間分、接続中の通信装置と通信する通信期間を延長する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局装置。
【請求項６】
接続先の端末で処理されるデータを記憶し、接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定して通信する基地局と、
前記基地局との接続を確立しようとする通信端末
を備え、
前記通信端末は、前記待機期間に１つ以上のパケットが送信されるように決定された所定数のパケットを送信し、
前記基地局は、前記待機期間に前記通信端末から第１のパケットを受信すると、前記データと、前記基地局との接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
接続先となることが予測される端末として前記通信端末を記憶していない他の基地局
をさらに備え、
前記基地局は、前記基地局に接続することが予測される装置を識別する情報として、前記通信端末を識別する識別情報を記憶する記憶部
を備え、
前記基地局は、前記第１のパケットを受信してから、所定期間中に、前記第２のパケットを前記通信端末に送信し、
前記他の基地局は、前記第１のパケットを受信すると、前記他の基地局が前記第１のパケットを受信した時刻から前記所定期間が経過した後に、前記他の基地局が保持するデータを含む第３のパケットを、前記通信端末に送信し、
前記通信端末は、相対的に早く受信したパケットで通知されたデータを用いて処理を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記他の基地局は、前記他の基地局が受信する受信電力を測定する測定部
をさらに備え、
前記他の基地局は、
前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が閾値を超えた場合、前記第３のパケットを、前記他の基地局が前記第１のパケットを受信した時刻から前記所定期間が経過した時刻に開始する第１の期間中に送信し、
前記第１のパケットを受信したときの受信電力強度が前記閾値以下の場合、前記第３のパケットを、前記第１の期間が終了した時刻から開始する第２の期間中に送信する
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
接続を確立する端末で処理されるデータを記憶する基地局に、
接続を確立していない端末からのパケットを待ち合わせる待機期間を設定し、
前記待機期間に通信端末から第１のパケットを受信すると、前記通信端末に、前記データと、接続を確立するために前記通信端末が使用する情報とを含む第２のパケットを送信する
処理を行わせることを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
前記基地局は、
前記基地局が備えるメモリから、前記基地局に接続することが予測される通信端末を識別する識別情報を読み出し、
前記第１のパケットを受信してから前記第２のパケットを前記通信端末に送信するまでの時間が、前記第１のパケットに前記識別情報が含まれている場合は、前記第１のパケットに前記識別情報が含まれていない場合よりも短くなるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する
処理をさらに行うことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記基地局は、
前記通信端末が前記待機時間中に１つ以上のパケットを送信できるように決定されたパケットの送信数、および、前記通信端末が前記パケットを送信する周期を、前記メモリから読み出し、
前記通信端末が接続を確立するために送信したパケット中で、前記第１のパケットが送信された順序を示すシーケンス番号を、前記第１のパケットから取得し、
前記シーケンス番号と前記送信数との差分と、前記周期の積で求められる時間が、前記第１のパケットの受信時刻から経過した時刻以降に、前記第２のパケットが送信されるように、前記第２のパケットの送信のタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の通信方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
矢印Ａ１１に示すように、移動端末のセンサなどが通信トリガの発生を検出したとする。すると、移動端末は、所定の数のパケットを、基地局に向けて所定の時間間隔で送信する。図２の例では所定の数が６つであるため、移動端末は、パケットＰ１〜Ｐ６を基地局に送信する。なお、移動端末は、制御パケットやデータパケットを含む任意のパケットを、通信を開始するためのパケットとして基地局に送信できるものとする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図２の例では、パケットＰ１の末尾が基地局に到達する前に、制御スロットが終了したため、パケットＰ１が基地局に受信されていないものとする。制御スロットが終了してデータ通信用スロットが開始すると、基地局は、周波数Ｆ１を用いて、通信中の装置と通信を開始する。
【国際調査報告】
2016027311.tif 000028
2016027311.tif 000029
2016027311.tif 000030
2016027311.tif 000031