(57)【要約】［課題］スロットを割り当てて通信を行う期間と、スロット単位で競合ベースアクセス方式に従って通信を行う期間とが存在する通信方式において、チャネルの利用効率を高める。［解決手段］本発明の実施形態は、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行う第１アクセス期間と、スロット単位で競合ベースのアクセス方式に従って通信を行う第２アクセス期間とを有する通信方式に従った通信処理装置であって、アクセス制御部と、を備える。前記アクセス制御部は、前記第２アクセス期間のスロットでフレームを送信する場合、第２アクセス期間のスロットにおいて前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行い、このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信するよう制御する。
2015080287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットが配置され、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行う第１アクセス期間と、複数のスロットが配置され、スロット単位で競合ベースのアクセス方式に従って通信を行う第２アクセス期間とを有する通信方式に従った通信処理装置であって、
フレームの送信要求が発生した場合に、前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間のどちらのアクセス期間内のどのスロットで前記フレームを送信するかを決定し、
前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて、前記フレームの種別に応じて定められた区間の間キャリアセンスを行い、このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信するよう制御するアクセス制御部
を備えた通信処理装置。
【請求項２】
前記アクセス制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合において、
前記フレームが第１の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始タイミングで前記フレームを送信するよう制御し、
前記フレームが第２の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始から一定時間後の第１タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第１タイミングで前記フレームを送信するよう制御する
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項３】
前記第１の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第２の種類のフレームは、前記緊急データフレーム以外のフレームである
請求項２に記載の通信処理装置。
【請求項４】
前記アクセス制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合において、
前記フレームが第１の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始タイミングで前記フレームを送信するよう制御し、
前記フレームが第２の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始から一定時間後の第１タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第１タイミングで前記フレームを送信するよう制御し、
前記フレームが、第３の種類のフレームであるときは、前記第１タイミングから一定時間後の第２タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第２タイミングで前記フレームを送信するよう制御する
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項５】
前記第１の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第２の種類のフレームは、制御フレームまたは管理フレーム、第３の種類のフレームは、前記緊急データフレーム、制御フレームまたは管理フレーム以外のフレームである、
または、
前記第１の種類のフレームは、制御フレームまたは管理フレーム、前記第２の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、第３の種類のフレームは、前記緊急データフレーム、制御フレームまたは管理フレーム以外のフレームである、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項６】
前記アクセス制御部は、前記第１アクセス期間内の割り当てを受けていないスロットで前記フレームを送信することを決定した場合において、
前記フレームが第１の種類のフレームであるときは、前記第１アクセス期間内の割り当てを受けていないスロットの開始から一定時間後の第１タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第１タイミングで前記フレームを送信するよう制御し、
前記フレームが第２の種類のフレームであるときは、前記第１タイミングから一定時間後の第２タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第２タイミングで前記フレームを送信するよう制御する
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項７】
前記第１の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第２の種類のフレームは、前記緊急データフレーム以外のフレームである
請求項６に記載の通信処理装置。
【請求項８】
前記アクセス制御部は、前記第１アクセス期間内の事前に割り当てられたスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第１アクセス期間内の事前に割り当てられたスロットの開始タイミングで前記フレームを送信するよう制御する
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項９】
前記アクセス制御部は、前記フレームの送信要求が発生したタイミングに応じて、前記フレームを送信するアクセス期間とスロットを決定する
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項１０】
前記アクセス制御部は、前記フレームの送信要求が発生したタイミングから、前記第１アクセス期間内の事前に割り当てられたスロットの開始までの時間長に応じて、前記フレームを前記第１アクセス期間内の前記事前に割り当てられたスロットで送るか否かを決定する
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項１１】
前記アクセス制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記フレームを前記フレームの種類に応じた送信確率で送信するように制御する
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項１２】
前記フレームが、優先的に送信する必要のある緊急データフレームであるときは、前記フレームの送信確率は１である
請求項１１に記載の通信処理装置。
【請求項１３】
前記フレームが、前記緊急データフレームの再送フレームであるときは、前記フレームの送信確率は１より小さい値である
請求項１２に記載の通信処理装置。
【請求項１４】
前記通信処理装置の通信相手は一定の周期で報知信号を送信するハブであり、
前記通信処理装置はノードに搭載され、
前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間は、前記報知信号の送信タイミング間に形成されている
請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項１５】
前記アクセス制御部は、前記第２アクセス期間のスロットにおいて前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信する機能のオンまたはオフを表す能力情報を前記ハブに通知する
請求項１４に記載の通信処理装置。
【請求項１６】
前記通信処理装置は、一定の周期で報知信号を送信するハブに搭載され、
前記通信処理装置の通信相手は、ノードであり、
前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間は、前記報知信号の送信タイミング間に形成されている
請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項１７】
前記アクセス制御部は、前記ノードに前記報知信号により、前記第２アクセス期間について、前記フレームの種別またはノードの種別毎の前記フレームの送信タイミングを表す情報を通知する
請求項１６に記載の通信処理装置。
【請求項１８】
前記アクセス制御部は、複数のノードから、前記第２アクセス期間のスロットにおいて前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信する機能のオンまたはオフを表す能力情報の通知を受け、
各ノードから通知された能力情報に応じて、前記機能によるフレームの送信を受け付けるか否かのスロット共有機能のオンまたはオフを決定し、決定したスロット共有機能のオンまたはオフを表す情報を各ノードに通知する
請求項１６または１７に記載の通信処理装置。
【請求項１９】
前記アクセス制御部は、各ノードから通知された能力情報がいずれもオンのとき、または前記能力情報がオンのノードの台数が一定数または一定割合以上存在するときは、前記スロット共有機能をオンし、それ以外では、前記スロット共有機能をオフにする
請求項１８に記載の通信処理装置。
【請求項２０】
前記アクセス制御部は、前記能力情報がオフのノードが存在するときは、前記能力情報がオフのノードが存在することを、前記能力情報がオンのノードに通知する
請求項１８または１９に記載の通信処理装置。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれか一項に従った通信処理装置を含む集積回路。
【請求項２２】
請求項１ないし２０のいずれか一項に従った通信処理装置と、
信号を送受信する通信部と
備え、
前記通信処理装置は前記通信部を介してフレームを通信する
無線通信装置。
【請求項２３】
少なくとも１つのアンテナをさらに備え、
前記通信部は、前記アンテナを介して前記信号を送受信する
請求項２２に記載の無線通信装置。
【請求項２４】
請求項１ないし２０のいずれか一項に従った通信処理装置と、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナを介して、信号を送受信する通信部と、
を備え、前記通信処理装置は前記通信部を用いてフレームを通信する
無線通信端末。
【請求項２５】
請求項１ないし２０のいずれか一項に従った通信処理装置と、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナを介して信号を送受信する通信部と
を備え、
前記通信処理装置は前記通信部を用いてフレームを通信する
メモリーカード。
【請求項２６】
一定の周期で報知信号を送信する第１無線通信装置と、前記報知信号を受信する第２無線通信装置とを備えた無線通信システムであって、
前記報知信号の送信タイミング間に、それぞれ複数のスロットを含む第１アクセス期間と第２アクセス期間が形成されており、前記第１アクセス期間は、複数のスロットが配置され、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行い、前記第２アクセス期間は、複数のスロットが配置され、スロット単位で、競合ベースアクセス方式に従って通信を行い
前記第２無線通信装置は、
前記第１無線通信装置へのフレームの送信要求が発生した場合に、前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間のどちらのアクセス期間内のどのスロットで前記フレームを送信するかを決定し、
前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて、前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行い、このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信する
無線通信システム。
【請求項２７】
複数のスロットが配置され、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行う第１アクセス期間と、複数のスロットが配置され、スロット単位で競合ベースのアクセス方式に従って通信を行う第２アクセス期間とを有する通信方式に従った無線通信方法であって、
フレームの送信要求が発生した場合に、前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間のどちらのアクセス期間内のどのスロットで前記フレームを送信するかを決定するステップと、
前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行うステップと、
このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信するよう制御するステップと、
を備えた無線通信方法。
【請求項２８】
一定の周期で報知信号を送信する第１無線通信装置と、前記報知信号を受信する第２無線通信装置とが、複数のスロットが配置され、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行う第１アクセス期間と、複数のスロットが配置され、スロット単位で競合ベースのアクセス方式に従って通信を行う第２アクセス期間とを有する通信方式に従って通信する、前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間は、前記報知信号の送信タイミング間に形成される、無線通信方法であって、
前記第２無線通信装置において、前記第１無線通信装置へのフレームの送信要求が発生した場合に、前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間のどちらのアクセス期間内のどのスロットで前記フレームを送信するかを決定するステップと、
前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて、前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行うステップと、
このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを前記第１無線通信装置に送信するステップと
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、通信処理装置、集積回路、無線通信端末、メモリーカード、無線通信装置、無線通信方法および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセス方式の１つとして、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）方式がある。ＴＤＭＡ方式では、定期的にビーコン信号をブロードキャストし、ビーコン信号の間の期間（ビーコンインターバル）を複数のスロットに分け、各スロットを各端末に割り当てる。ＴＤＭＡ方式では、端末はビーコン信号を受信し、あらかじめ割り当てられたスロットでのみ送受信を行う。したがって、各端末は、自分の割当スロットでは、他端末との信号の衝突が生じない利点がある。一方、必ずしも各端末は、自分の割当スロットにて、毎回送受信が必要なデータがあるとは限らない。その場合には、その割当スロットは使用されないため、チャネル利用効率が低下する。チャネル利用効率の低下を防ぐために、ＴＤＭＡのスロット割当スケジューリングを工夫する方法がある。しかしながら、この方法はスケジューリング処理の複雑化を招く。【０００３】
これらの問題を解消する仕組みとして、端末が、ＴＤＭＡの割当スロットのスロット先頭からある一定タイミングまでに、当該割当スロットの使用を開始しない場合には、他の端末がキャリアセンスを用いた競合ベースアクセスで、当該割当スロットを使用可能にする仕組みが提案されている。この仕組みは、国際標準規格ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅで採用されている。【０００４】
しかしながら、この仕組みでは、ＴＤＭＡ方式の期間と、競合ベースアクセス方式の期間との少なくとも２つの期間が存在する通信方式は想定していない。競合ベースアクセス方式の期間は、複数のスロットからなり、スロット単位で競合ベースにて各端末が送受信を行うものである。【０００５】
このような通信方式における２つの期間のうち、ＴＤＭＡ方式の期間に対し、上述した従来の仕組みを単純に適用しても、競合ベースアクセス方式の期間が考慮されていないことから、チャネル利用効率を十分に高めることができない。端末で、緊急に送信する必要のある緊急データが発生した場合などは、早急に緊急データを送信する必要がある。したがって、チャネル利用効率を十分に高めることが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１２−５１５４８７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４ｅ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の実施形態は、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行う期間と、スロット単位で競合ベースアクセス方式に従って通信を行う期間との２つ以上の異なるアクセス方式の期間が存在する通信方式において、チャネルの利用効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態としての通信処理装置は、複数のスロットが配置され、スロットを割り当てることによりスロット単位で通信を行う第１アクセス期間と、複数のスロットが配置され、スロット単位で競合ベースのアクセス方式に従って通信を行う第２アクセス期間とを有する通信方式に従った通信処理装置であって、アクセス制御部を備える。【００１０】
前記アクセス制御部は、フレームの送信要求が発生した場合に、前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間のどちらのアクセス期間内のどのスロットで前記フレームを送信するかを決定する。【００１１】
前記アクセス制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行い、このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信するよう制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る無線ネットワークシステムの一例を示す図。
【図２】第１の実施形態に係るノードのタイミング図。
【図３】緊急データ発生時におけるノードの送信処理のフローチャート。
【図４Ａ】第１の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図。
【図４Ｂ】第１の実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図。
【図５】第２の実施形態に係るノードのタイミング図。
【図６】第２の実施形態に係る制御フレームまたは管理フレームの送信要求が発生した場合のノードのフローチャート。
【図７】第２の実施形態に係る緊急データ以外の一般データの送信要求が発生した場合の処理のフローチャート。
【図８】第２の実施形態に係る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かの判断のフローを省いたフローチャート。
【図９】第３の実施形態に係る緊急データの送信要求が発生した場合の送信スロットの判断処理のフローチャート。
【図１０】第４の実施形態に係るスロット共有情報を通知する信号の形態の例を示す図。
【図１１Ａ】第６の実施形態に係るハブの動作フローチャート。
【図１１Ｂ】図１１Ｂに続くフローチャート。
【図１２】第７の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図。
【図１３】第７の実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図。
【図１４】第８の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図。
【図１５】第８の実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図。
【図１６】第９の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図。
【図１７】第９の実施形態係るノードとしての無線通信装置のブロック図。
【図１８】第１０の実施形態に係る無線通信装置のハードウェアブロック図。
【図１９】第１１の実施形態に係る無線通信端末の斜視図。
【図２０】第１１の実施形態に係るメモリーカードを示す図。
【図２１】第１９の実施形態に係る無線通信システムを示す図。
【図２２】第１９の実施形態に係るノードのハードウェアブロック図。
【図２３】第１９の実施形態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】
【００１３】
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。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１に第１の実施形態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１０と、複数のノード２０、２１、２２を含む。ハブ１０は中央装置として動作する無線通信装置である。各ノードは、中央装置に対する端末として動作する無線通信装置である。ハブ１０は、ノード２０、２１、２２にとっての対象通信装置である。ノード２０、２１、２２はハブ１０にとっての対象通信装置である。
【００１５】
各ノードは、たとえば１つまたは複数のセンサーを内蔵している。各ノードは、センサーで取得したセンシング情報を、ハブ１０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。
【００１６】
本システムは、一例として、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でもよい。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。各ノードに搭載するセンサーは、たとえば睡眠センサー、加速度センサー、心電図センサー、体温センサー、脈センサーなどの生体センサーが想定される。なお、本実施形態に係る通信ネットワークシステムは、ハブとノードを配置して、ハブが中央装置として動作する限り、任意のネットワークシステムでよい。本実施形態はボディエリアネットワークに限定されない。
【００１７】
図２（Ａ）に第１の実施形態に係るノードのタイミング図を示す。図の上側には、ノードの受信部がハブから受信する信号が示され、図の下側にはノードの送信部がハブに送信する信号を示す。横軸は時間軸であり、図に沿って右側が時間の流れる方向である。以下、図２（Ａ）を用いて、本実施形態に係るシステムの通信方式の概要を説明する。
【００１８】
本システムは、スロットを各ノードに割り当ててスロット単位で通信が行われる期間（割当ベースアクセス期間）、すなわちＴＤＭＡの期間と、スロット付きアロハやＣＳＭＡ等の競合ベースのアクセス方式によりスロット単位で通信が行われる期間（競合ベースアクセス期間）と、通信が行われない非動作（ｉｎａｃｔｉｖｅ）の期間とが存在する。非動作期間は存在しなくてもよい。また、これらの期間の配置順序は、図示のものに限定されない。
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はいずれも同一の周波数帯域（同一のチャネル）が用いられる。
【００１９】
ハブは一定の周期で、報知信号であるビーコン信号を送信する。各ノードは、ハブから送信されるビーコン信号を受信する。図における「Ｂ」の文字が入った縦長の矩形は、ビーコン信号の受信を表している。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。連続する２つのビーコン信号間の区間を、ビーコンインターバルと呼ぶ。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、非動作期間とがこの順で配置される。ビーコンインターバル内に、同じ種類の期間が、他の種類の期間を挟んで、複数回、配置されてもよい。たとえば、競合ベースアクセス期間、割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間の順で、期間が配置されてもよい。
【００２０】
割当ベースアクセス期間は複数のスロットを含む。各ノードにはそれぞれ１つまたは複数の異なるスロットが割り当てられることができる。各ノードは、ビーコンインターバル毎にスロットを割り当てられるとは限らず、一定数のビーコンインターバル置きにスロットが割り当てられる場合もある。フレーム送信に失敗した場合の再送用フレームを送信するためのスロットなど、スロットに用途が設定されてもよい。ノードは、ハブへ送信するフレーム（データフレーム、制御フレーム、管理フレーム等）がある場合は、自分に割り当てられたスロットでフレームを送信する場合や、他のノードに割り当てられたスロットを用いてフレームを送信する場合もあり得る（後述する図２（Ｂ）参照）。ハブは、ノードからデータフレームを正常に受信した場合は、応答（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）フレームを返す。図中、図における「Ｄ」の矩形はデータフレームを表し、「Ａ」の矩形は応答フレームを表す。
【００２１】
競合ベースアクセス期間は複数のスロットを含む。各スロットは、スロット付きアロハ（ｓｌｏｔｔｅｄ  ａｌｏｈａ）方式またはＣＳＭＡベース方式など、任意の競合ベースのアクセス方式で通信が行われる。本実施形態ではスロット付きアロハ方式を想定する。一般に、スロット付きアロハ方式では、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、規定の送信確率で定める。送信が決定された場合は、スロットの開始タイミングで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、複数のノードがスロットの開始タイミングで同時に送信を行った場合は、フレーム信号が衝突し、送信は失敗となる可能性が高い。競合ベースアクセス期間のスロットは、割当ベースアクセス期間とは異なり、事前にハブから割り当てを受ける必要はない。本実施形態では、スロットの開始タイミング以外にも送信タイミング（第１タイミング）を設定し、フレームの種類に応じて送信タイミングを制御することを特徴の１つとしている（後述する図２（Ｃ））。
【００２２】
各ノードは、割当ベースアクセス期間のスロットの割当を受けるために、一例として、競合ベースアクセス期間で接続要求（Ｃ−Ｒｅｑ）フレームを送信する。ノードは、ハブから接続割当（Ｃ−Ａｓｓ）フレーム（あるいは接続応答フレーム）を受けることで、スロットの割当を受ける。これらのフレームを送受信する様子を図２（Ａ）に示す。
【００２３】
図４Ａに本実施形態に係るハブとしての無線通信装置の構成を示す。無線通信装置は、アンテナ１０、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０、本実施形態に係る通信処理装置である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を含む。ＭＡＣ部３０は、送信処理部３１、受信処理部３２、アクセス制御部３３を含む。送信部２１および受信部２２は、ノードと通信する通信部を構成する。または、送信部２１と送信処理部３１を含む送信系統と、受信部２２と受信処理部３２を含む受信系統が、ノードと通信する通信部を構成すると考えても良い。
【００２４】
アクセス制御部３３は、使用周波数帯域のチャネルのアクセスを、割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間、非動作期間に応じて、管理する。アクセス制御部３３は、一定の周期にてビーコン信号の送信を行うよう制御する。ビーコンインターバル内の割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間、非動作期間の情報は、ビーコン信号にて各ノードに通知する。アクセス制御部３３は、送信処理部３１にビーコン信号の送信を指示すると、送信処理部３１は、ビーコン信号のフレームを生成し、生成したフレームを送信部２１へ出力する。
【００２５】
送信部２１は、使用周波数帯域のチャネルでの送信を行う。受信部２２は、使用周波数帯域のチャネルでの受信を行う。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変換や周波数変換等を行って送信信号を生成し、アンテナ１０を介して当該送信信号を空間に電波として出力する。
【００２６】
受信部２２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。
【００２７】
受信処理部３２は、受信部２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等を行う。受信処理部３２は、競合ベースアクセス期間にてノードから接続要求フレームを受信した場合には、アクセス制御部３３にノードからの接続要求を通知する。アクセス制御部３３は、当該接続要求に対してスロットの割り当てを判断し、判断結果を送信処理部３１に通知する。たとえば、ビーコンインターバル内のスロットの個数や、スロットの位置、スロットを割り当てるビーコンインターバルの周期等を決定する。
【００２８】
送信処理部３１は、アクセス制御部３３の判断結果に応じて、接続応答フレームを生成する。ノードからの接続要求フレームに、ノードが備えるセンサーのセンサー種別もしくはそれに類する情報が含まれる場合、アクセス制御部３３は、当該情報を抽出して上位処理部４０に通知してもよい。上位処理部４０は、当該通知された情報に基づき、ノードへの割り当てるスロット数や、スロットを割り当てるビーコンインターバル周期等を判断しても構わない。この場合、上位処理部４０は、決定した割り当てスロット数等の情報を、アクセス制御部３３に通知する。アクセス制御部３３は、通知された割り当てスロット数等の情報からスロット割り当てを行う。もしくは、接続要求フレームの送信側において上記と同様の処理を行い、接続要求フレームに割り当てるスロット数、割り当てるビーコンインターバル周期等の要求が含まれていれば、その要求をもとに割り当てスロット数等を決めても構わない。アクセス制御部３３は、スロットの割り当て情報を含む接続応答フレームを生成するよう、送信処理部３０に指示する。送信処理部３０は接続応答フレームを生成し、送信部２１から使用チャネルを介してノードに送信する。
【００２９】
また、受信処理部３２は、受信部２２から入力されたフレームの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、必要に応じて、当該データフレームを上位処理部４０へ出力する。
【００３０】
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。送信処理部３１は、当該フレームにＭＡＣヘッダー付加処理などを実施して、処理後のフレームを送信部２１へ出力する。送信部２１は、送信処理部３１から入力されたフレームを、使用チャネルで送信する。具体的に当該フレームに対して、変調処理や物理ヘッダー付加など、所望の物理層処理を行う。そして、処理後のフレームに対してＤ／Ａ変換や周波数変換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放射する。
【００３１】
図４Ｂに本実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図を示す。ノードは、アンテナ１１０、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０、本実施形態に係る通信処理装置である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を含む。ＭＡＣ部１３０は、送信処理部１３１、受信処理部１３２、アクセス制御部１３３を含む。送信処理部１３１および受信処理部１３２は  送信バッファ及び受信バッファを含んでもよい。上位処理部１４０は、センサーの情報を取得するセンサー情報取得部１４１を備える。センサーの情報は、センサーのセンシング情報のみならず、センサーの状態を特定する情報や、センシング時刻の情報などを含んでもよい。送信部１２１および受信部１２２は、ハブと通信する通信部を構成する。または、送信部１２１と送信処理部１３１を含む送信系統と、受信部１２２と受信処理部１３２を含む受信系統が、ハブと通信する通信部を構成すると考えても良い。
【００３２】
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。また、上位処理部１４０は、センシング情報など、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に出力する。送信データとしては、たとえば生体センサー等のセンサー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。
【００３３】
ここで、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ーの種類でもよいし、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、センサー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られる。
【００３４】
上位処理部１４０は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成してもよいし、ハードウェアによって構成してもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって構成してもよい。上位処理部１４０は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位層の通信プロトコルの処理を行っても良い。
【００３５】
アクセス制御部１３３は、上位処理部１４０から上記送信要求を受けると、接続要求フレームの送信指示を送信処理部１３１に出し、送信処理部１３１は接続要求フレームを、送信部１２１に出力する。
【００３６】
送信部１２１は、使用周波数帯のチャネルの送信を行う。受信部１２２は、使用周波数帯のチャネルの受信を行う。受信部１２２は、ハブから送信されるビーコン信号のフレームを当該チャネルで受信する。
【００３７】
受信処理部１３２は、受信部１２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等を行う。受信フレームが接続応答フレームである場合、アクセス制御部１３３に当該接続応答を通知する。
【００３８】
アクセス制御部１３３は、ハブから受信したビーコン信号に記載された各期間の情報に基づき、割当ベースアクセス期間、競合ベースアクセス期間および非動作期間の管理を行う。また、アクセス制御部１３３は、接続応答フレームに含まれる割り当てスロットの情報に基づき、割当ベースアクセス期間内のアクセスを制御する。
【００３９】
ここで、送信処理部１３１では上位処理部１４０から入力されたフレームのデータ種別に基づき、フレームのキュー管理（ＱｏＳ制御）を行ってもよい。送信処理部１３１は、上位処理部１４０からデータフレームの入力があると、そのデータフレームの送信要求とともにそのデータフレームのデータ種別を、アクセス制御部１３３に出力する。アクセス制御部１３３は、送信処理部１３１から入力されるこれらの情報に基づき、送信処理部１３１のキュー状態を把握する。
【００４０】
アクセス制御部１３３は、送信処理部１３１からデータフレームの送信要求およびデータ種別が入力されると、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）か否かを決定する。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決定する。
【００４１】
たとえばデータ種別がセンサーの種別の場合は、センサー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、センサー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ー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。
【００４２】
緊急データフレームと、それ以外のデータフレームはそれぞれ別々にキュー管理してもよい。アクセス制御部１３３は、緊急データフレームを優先的に送信し、緊急データフレームの送信が完了したら、それ以外のデータフレームの送信を行うよう制御してもよい。
【００４３】
アクセス制御部１３３は、緊急データフレーム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、現在時刻に応じて、割当ベースアクセス期間か競合ベースアクセス期間から決定する。以下、アクセス制御部１３３は、期間およびスロットを決定する動作を示す。
【００４４】
対象スロット（現在時刻がスロットの先頭に一致する場合は、現在のスロット、一致しない場合は、次のスロット）が割当ベースアクセス期間内であれば、当該対象スロットの先頭から、一定時間後の第１のタイミングまでの区間、またはその区間の少なくとも一部の間において、受信部２２を用いてキャリアセンスを行う。キャリア検知がなければ、すなわち、所定のレベルを超える信号の受信がなければ、キャリアセンス結果はアイドルであると判断する。この場合、当該スロットの第１のタイミングから、緊急データフレームを送信するよう制御する。キャリア検知があれば、すなわちキャリアセンス結果がビジーであれば、キャリア検知がないスロットが見つかるまで、次以降のスロットを対象スロットとして、同様の処理を繰り返す。実装上、キャリアセンスの信号受信からフレーム送信への切り替えに時間がかかる場合には、第１タイミングでフレームの送信が開始できるように、第１タイミングより当該切り替えに要する時間だけ前もってキャリアセンスを終了しておく。以降では、説明の簡単化のため、上記切り替え時間を考慮しないで説明する。なお、割当ベースアクセス期間内の自分に割当られたスロットが最も早く送信できるスロットの場合は、当該割当スロットで送信してもよい。
【００４５】
ここで、図２（Ｂ）に示すように、本実施形態において、ノードは、自分に割り当てられたスロットでフレームを送信する場合は、スロットの先頭から送信を開始する。図２（Ｂ）内の「ｓｌｏｔ  ｏｗｎｅｒ」は、スロットを割当られたノード（割当ノード）を意味する。「ｏｔｈｅｒｓ」は、割当ノード以外のノードを意味する。「ｓｌｏｔ  ｏｗｎｅｒ」および「ｏｔｈｅｒｓ」は送信可能な主体の種別を表す一例である。自分に割り当てられていないスロットの先頭から一定時間後の第１のタイミングまでキャリアセンスを行い、キャリア検知がなければ、当該スロットでの割当ノードからの送信は無いと判断できる。あるいは、当該スロットはどのノードにも割当られていないと判断できる。その場合、そのスロットは空きスロットであると判断できる。そこで、空きスロット内の第１のタイミングからフレームを送信する。これによりスロットの共有が図れる。
【００４６】
一方、対象スロットが競合ベースアクセス期間内であれば、対象スロットの開始タイミングから、競合ベースアクセス方式（ここではスロット付きアロハを想定）で、データフレームを送信するよう制御する。図２（Ｃ）に示すように、競合ベースアクセス期間内では、緊急データフレームは、スロットの開始タイミングから送信する。図２（Ｂ）内の「ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ」は、緊急データフレームを表し、「ｏｔｈｅｒｓ」は緊急データフレーム以外のフレームを表す。「ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ」および「ｏｔｈｅｒｓ」は送信可能なフレームの種別を表す。緊急データフレーム以外のフレームを送信する場合は、スロットの開始タイミングから一定期間、キャリアセンスを行い、キャリア検知がなければ、当該一定期間後の第１のタイミング（割当ベースアクセス方式の場合の第１のタイミングと同じでも異なっても良い）から競合アクセスの方式にのっとり、送信権が得られればフレームの送信を開始する。このように緊急データフレームは最も送信の優先順位が高い。
【００４７】
上述したように競合ベースアクセス期間ではスロットの開始タイミングで緊急データフレームを送信する。これは、スロット付きアロハで、送信の確率が１（１００％）と見なして、乱数を生成することなく、緊急データフレームを送信することに相当する。変形例として、送信の確率が０．９などと、１未満の高い値を設定してもよい。この場合は、乱数を生成することで、送信／非送信を決定し、送信が決定された場合のみ緊急データフレームを送信する。緊急データフレームの再送の場合には、１回目に送信するときよりも送信確率を小さく設定してもよい。これにより複数のノード間で送信フレームが繰り返し衝突するのを阻止できる。
【００４８】
競合ベースアクセス方式がＣＳＭＡ方式の場合は、キャリアセンスを行うことなく（あるいはキャリアセンスが成功したとみなして）、スロットの開始タイミングで緊急データフレームを送信してもよい。あるいは、ＣＳＭＡのＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ｗｉｎｄｏｗやＢａｃｋｏｆｆ値を他のデータよりも小さく設定するよう、ＣＳＭＡのパラメータを調整してもよい。緊急データフレームの再送の場合は、Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ｗｉｎｄｏｗやＢａｃｋｏｆｆ値を徐々に大きくしてもよい。
【００４９】
なお、対象スロットが非動作期間内であれば、次の割当ベースアクセス期間が到来するまで待機する。なお、送信するスロットを決定する制御の詳細は図３のフローチャートを用いて後述する。
【００５０】
図４（Ｂ）の送信処理部１３１は、アクセス制御部１３３の制御に基づき、緊急データフレームを内部から読み出して、読み出したフレームにＭＡＣヘッダー付加処理などを行う。送信処理部１３１は、処理後のフレームを送信部１２１へ出力する。
【００５１】
アクセス制御部１３３は、緊急データを含まないデータフレームについては、任意の方法で、送信するスロットを決定する。たとえば、割当ベースアクセス期間内の自分に割当られていないスロット、または競合ベースアクセス期間内のスロットで、送信するスロットを決定してもよい。割当ベースアクセス期間内で、自分に割当られたスロットが最も早く使用可能な場合は、当該自分に割り当てられたスロットで送信することを決定してもよい。割当ベースアクセス期間内の自分に割り当てられていないスロット、または、競合ベースアクセス期間内のスロットで送信する場合は、スロットの先頭から上記第１タイミングまでキャリアセンスを行い、キャリア検知がなければ、データフレームを送信するよう制御する。
【００５２】
受信処理部１３２は、受信部１２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの処理等を行う。受信処理部１３２は、解析の結果、受信したフレームがデータフレームである場合は、必要に応じて、処理後のフレームを上位処理部１４０へ出力する。
【００５３】
なお、アクセス制御部１３３は、各種制御に必要となる情報を内部に保持しても良いし、アクセス可能な図示しない記憶部に保持してもよい。制御に必要な情報として、たとえば、ノードの状況、ハブの状況、チャネルの番号の情報などを保持してもよい。ノードの状況として、たとえば接続処理済みか否かの情報、バッテリー残量の情報を含んでも良い。また、ハブの状況として、チャネルのビーコン信号の送信タイミングの情報や、ハブの電源のオン／オフ状態を含んでも良い。
【００５４】
なお、図４Ｂでは、キャリアセンス関連のブロック間の信号の送受信を受信部２２とアクセス制御部３３にて直接行う仕組みを示したが、受信処理部３２を介して行っても問題ない。
【００５５】
図３は、緊急データ発生時におけるノードの送信処理のフローチャートである。
【００５６】
アクセス制御部１３３が、上位処理部１４０から入力されたデータフレームが緊急データフレームであることを検出した場合に、本フローの送信処理の動作が開始する。
【００５７】
アクセス制御部１３３は、緊急データフレームを検出すると、対象スロット（現在時刻がスロットの先頭に一致する場合は、現在のスロット。一致しない場合は、次のスロット）が、割当ベースアクセス期間中か否かを判断する（Ｓ１０１）。割当ベースアクセス期間であれば、対象スロットが自ノードの割り当てスロットと一致するかを判断し（Ｓ１１２）、一致する場合には、スロットの先頭で送信する（Ｓ１１３）。それ以外の場合には、当該対象スロットの先頭から当該スロット内の第１のタイミング前までの区間の全部または少なくとも一部の間、キャリアセンスを行うことで、当該スロットが空いているかを判断する（Ｓ１０２）。アクセス制御部１３３は、キャリアセンスの結果、所定のレベルを超える信号の受信があると判断した場合は、すなわち、ビジーの場合は、当該スロットは空いていないと判断する。この場合、次のスロットへ処理を進め（Ｓ１０３）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５８】
アクセス制御部１３３は、キャリアセンスの結果、所定のレベルを超える信号の受信がないと判断した場合は、すなわちアイドルの場合は、当該スロットは空いていると判断する。この場合、アクセス制御部１３３は、当該スロット内の第１のタイミングから緊急データフレームの送信を開始するよう制御する（Ｓ１０４）。
【００５９】
アクセス制御部１３３は、ステップＳ１０４での緊急データフレームの送信が成功したかを判断する（Ｓ１０５）。送信が成功したか否かは、たとえばＡＣＫ方式の場合は、確認応答フレームが返ってきた場合に、送信が成功したと判断し、返ってこなかった場合に、送信が失敗したと判断する。ＮＡＣＫ方式など、ＡＣＫ方式以外の方式を用いてもよい。アクセス制御部１３３は、送信が失敗したと判断した場合は、送信に失敗した緊急データフレームを再送するべく、次のスロットへ処理を進め（Ｓ１０３）、ステップＳ１０１に戻る。
【００６０】
アクセス制御部１３３は、緊急データフレームの送信が成功したと判断した場合は、緊急データフレームの送信がすべて完了したかを判断する（Ｓ１０６）。まだ送信していない緊急データフレームが存在する場合は、次のスロットへ処理を進め（Ｓ１０３）、ステップＳ１０１に戻る。
【００６１】
一方、ステップＳ１０１で対象スロットが割当ベースアクセス期間内でないと判断した場合は、対象スロットが競合ベースアクセス期間内かを判断する（Ｓ１０７）。競合ベースアクセス期間内でないと判断した場合、すなわち非動作期間内と判断した場合は、次のビーコン信号の受信まで待機して（Ｓ１０８）、ステップＳ１０１に戻る。これは、図２に示したように、同じビーコンインターバル内では、非動作期間の後には、割当ベースアクセス期間も競合ベースアクセス期間も存在しないからである。同じビーコンインターバル内に、非動作期間の後に、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が配置される方式を採用する場合は、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の開始まで待機するように、本処理を変形すればよい。なお、本説明ではビーコン信号後に割当ベースアクセス期間、その後に競合ベースアクセス期間であるシステムを前提としているが、両者が逆の設定のシステムであっても、同様に判断を行うことが可能である。
【００６２】
ステップＳ１０７で、対象スロットが競合ベースアクセス期間内であると判断された場合は、対象スロットの開始タイミングで、緊急データフレームを送信する（Ｓ１０９）。
【００６３】
アクセス制御部１３３は、緊急データフレームの送信が成功したかを判断する（Ｓ１１０）。送信が成功したか否かは、たとえばＡＣＫ方式の場合は、確認応答フレームが返ってきた場合に成功と判断し、返ってこなかった場合に失敗と判断する。ＮＡＣＫ方式など、ＡＣＫ方式以外の方式を用いてもよい。送信が成功した場合は、緊急データフレームの送信がすべて完了したかを判断する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６以降の処理は、上述と同様である。
【００６４】
緊急データフレームの送信が失敗した場合、次のスロットへ処理を進め（Ｓ１１１）、当該スロットが競合ベースアクセス期間内かを判断する（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７以降の処理は、上述と同様である。最初の送信で失敗して、２回目以降に送信するフレームは、再送フレームとなる。
【００６５】
以上、第１の実施形態によれば、割当ベースアクセス期間では、スロットを割り当てられた端末が当該スロットの優先権を持ちつつ、ノードがスロットを使用しない場合には他ノードが当該スロットを送信に活用できる。また、競合ベースアクセス期間では、緊急データに優先権を付与することで、優先的に緊急データを送信できる。よって、ＴＤＭＡの割り当て済みスロットの他のノードによる有効活用と、かつ緊急データの早期送信とを実現できる。
【００６６】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態では、割当ベースアクセス期間内のスロットにその開始タイミングと第１タイミングの２つの送信タイミングを設定した。また、競合アクセスベース期間内のスロットにも、その開始タイミングと第１タイミングの２つの送信タイミングを設定した。
本実施形態では、各期間内のスロットにそれぞれ３つのタイミングを設定し、より細かく送信タイミングを制御する例を示す。
【００６７】
図５（Ａ）に、第２の実施形態に係るノードのタイミング図を示す。図５（Ｂ）に、割当ベースアクセス期間内のスロットに設定する３つの送信タイミングを示す。図５（Ｃ）に、競合ベースアクセス期間内のスロットに設定する３つの送信タイミングを示す。図２と同様の動作は説明を省略する。
【００６８】
図５（Ｂ）に示すように、割当ベースアクセス期間中は、（１）割当ノード、（２）割当ノード以外のノードかつ緊急データフレーム、（３）割当ノード以外のノードかつ緊急データフレーム以外のその他のデータフレームの優先順である。「Ｓｌｏｔ  ｏｗｎｅｒ」は送信可能な主体の種別を表し、「ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ」および「ｏｔｈｅｒｓ」は、送信可能な主体およびフレームの種別を表す。
【００６９】
図５（Ｃ）に示すように、競合ベースアクセス期間中は、（１）緊急データフレーム、（２）制御フレームまたは管理フレーム、（３）緊急データフレーム以外のその他のデータフレームの優先順とする。したがって、「ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ」、「Ｃ／Ｍ  ｆｒａｍｅｓ」、「ｏｔｈｅｒｓ」は送信可能なフレームの種別を表す。
【００７０】
図５（Ｃ）における「Ｃ／Ｍ  ｆｒａｍｅｓ」は、制御フレームまたは管理フレームのことである。制御フレームの例としてはＡｃｋフレーム等の応答フレーム、ポーリングフレーム（Ｐｏｌｌフレーム）、起動フレーム（Ｗａｋｅｕｐフレーム）などがある。管理フレームの例としては、接続要求（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレーム、接続割当（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）フレーム等、接続処理に用いるフレームなどがある。本実施形態では、制御フレームおよび管理フレームは、競合ベースアクセス期間にて送信することを想定する
【００７１】
図５（Ａ）には、あるノードにて、割当ベースアクセス期間中に緊急データの送信要求が発生し（ｃａｓｅ  １）、続く競合ベースアクセス期間中に、緊急データの送信要求と、管理フレームの送信要求がこの順で発生した場合（ｃａｓｅ  ２，  ｃａｓｅ３）が示されている。
【００７２】
まず割当ベースアクセス期間中に、緊急データの送信要求が発生する場合（ｃａｓｅ  １）を説明する。対象となるスロット先頭から第１タイミング（図５（Ｂ））前までキャリアセンスを行う。図５の例（ｃａｓｅ１）では、緊急データの送信要求が発生したスロットから続く３つのスロットで、キャリアセンスの結果がビジー（キャリア検知）であった場合を示す。これらのスロットが他のノードに割当られており、かつこれらのスロットで他のノードがフレームを送信しているためである。４つ目のスロットにて、初めてキャリアセンス結果がアイドル（キャリア非検知）となる。このため、当該スロットの先頭から一定期間後の第１タイミングにて、緊急データフレームの送信を開始する。なお、緊急データフレーム以外のデータフレームを送信する場合は、スロットの先頭から、第１タイミングの後の第２タイミング（図５（Ｂ））前までの区間の全部または一部の間、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、データフレームを送信する（図５（Ｂ））。キャリアセンスを行う範囲を、第１タイミングから第２タイミング前までの区間の全部または一部の間としてもよい。
【００７３】
次に、競合ベースアクセス期間中に緊急データの送信要求が発生する場合（ｃａｓｅ２）を説明する。競合ベースアクセス期間中のスロットで緊急データフレームを送信する場合、スロットの開始タイミングが緊急データフレームの送信タイミングとなる（図５（Ｃ））。
したがって、対象となるスロットの先頭で、緊急データフレームの送信を開始する。スロット競合の仕組みがスロット付きアロハ（Ｓｌｏｔｔｅｄ  Ａｌｏｈａ）の場合、前述したように、規定の送信確率で送信を行う。ここでは、送信確率が１、つまり必ず送信という設定にする。緊急データフレームの再送の場合は、送信確率を１より小さくし、再送回数が多くなるほど、送信確率を小さくしてもよい。
【００７４】
次に、競合ベースアクセス期間中に管理フレームの送信要求が発生する場合（ｃａｓｅ３）を説明する。制御フレームの送信要求が発生した場合も本ケースと同様である。管理フレームの送信タイミングは、スロット先頭から一定時間後の第１タイミングである（図５（Ｃ））。対象となるスロットの先頭から第１タイミング前までキャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルの場合は、空きスロットが見つかったとして、そのスロットの第１タイミングから管理フレームの送信を行う（図５（Ｃ））。この場合も送信確率を１とするが、１より小さい値に設定してもかまわない。
【００７５】
なお、緊急データフレーム、管理フレームおよび制御フレーム以外のデータフレームを送信する場合は、第１タイミングの後の第２タイミング（図５（Ｃ））前までの区間の全部または一部の間、スロットの先頭から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、データフレームを送信する（図５（Ｃ））。キャリアセンスを行う範囲を、第１タイミングから第２タイミング前までの区間の全部または一部の間としてもよい。第２のタイミングは、割当ベースアクセス期間の第２のタイミングと同じでもよいし、異なっても良い。
【００７６】
図６に制御フレームまたは管理フレームの送信要求が発生した場合のノードの処理フローを示す。
【００７７】
ノードのアクセス制御部１３３は、対象スロットが割当ベースアクセス期間内か否かを判断する（Ｓ２０１）。対象スロットは、フローの開始時の時刻がスロットの先頭であれば当該スロット、スロットの途中または末尾であれば、次のスロットである。対象スロットが割当ベースアクセス期間内である場合は、次のスロットへ処理を進め（Ｓ２０７）、ステップＳ２０１に戻る。ステップＳ２０１では、当該次のスロットを対象スロットとして同様の判定を行う。
【００７８】
一方、割当ベースアクセス期間内でない場合は、対象スロットが競合ベースアクセス期間内か否かを判断する（Ｓ２０２）。競合ベースアクセス期間内でない場合、すなわち非動作期間内の場合は、次のビーコン信号の受信まで待機する（Ｓ２０３）。ビーコン信号を受信したら、ステップＳ２０１以降の処理を行う。
【００７９】
対象スロットが競合ベースアクセス期間内である場合には、対象スロットの開始タイミングから第１タイミング前までキャリアセンスを行う（Ｓ２０４）。
【００８０】
キャリアセンス結果がアイドルの場合、すなわち、対象スロットが空スロットである場合には、規定の送信確率にて制御フレームまたは管理フレームの送信を行う（Ｓ２０５）。規定の送信確率は１とするが、１より小さい値にしてもよい。フレームの再送の場合は、送信確率を１回目の送信時よりも下げても良い。
【００８１】
制御フレームまたは管理フレームの送信が成功したかを判定し（Ｓ２０６）、成功した場合には、本処理を終了する。失敗した場合には、次のスロットへ処理を進める（Ｓ２０７）。当該次のスロットを対象スロットとして、ステップＳ２０１以降の処理を行う。
【００８２】
次に図７に緊急データ以外の一般のデータのデータフレームの送信要求が発生した場合の処理フローを示す。一般データは、たとえばセンサデータ等の新規データ、もしくは当該新規データの再送データである。
【００８３】
ノードのアクセス制御部１３３は、対象スロットが割当ベースアクセス期間内か否かを判断する（Ｓ３０１）。対象スロットは、フローの開始時の現在時刻がスロットの先頭であれば当該スロット、スロットの途中または末尾であれば、次のスロットである。対象スロットが割当ベースアクセス期間内である場合は、当該対象スロットが自分の割り当てスロットかを判断する（Ｓ３０２）。対象スロットが自分の割り当てスロットであれば、当該対象スロットの開始タイミングで、データフレームを送信する（Ｓ３０３）。すべての一般データのデータフレームの送信が完了したかを判断する（Ｓ３０４）。送信が完了した場合は、本処理を終了する。
【００８４】
対象スロットが自分の割り当てスロットでない場合、またはまだ送信していない一般データのフレームが存在する場合は、対象スロットの開始タイミングから第２タイミング前までキャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルか否かを判断する（Ｓ３０５）。キャリアセンス結果がアイドルの場合は、当該データフレームを、規定の送信確率で送信するよう制御する（Ｓ３０６）。規定の送信確率は１でもよいし、１より小さな値でもよい。再送の場合は、送信確率を、１回目の送信時より下げても良い。
【００８５】
すべての一般データのデータフレームの送信が完了（成功）したかを判定する（Ｓ３０７）。すべての一般データのデータフレームの送信が完了した場合には、本処理を終了する。まだ送信が完了していないデータフレームが残っている場合は、次スロットへ処理を進める（Ｓ３０８）。当該次のスロットを対象スロットとして、ステップＳ３０１以降の処理を行う。
【００８６】
ステップＳ３０１で対象スロットが割当ベースアクセス期間内でないと判断された場合は、対象スロットが競合ベースアクセス期間内かを判断する（Ｓ３０９）。対象スロットが競合ベースアクセス期間内の場合は、上記ステップＳ３０５に進み、前述した通りの動作を行う。
【００８７】
対象スロットが競合ベースアクセス期間内でない場合、すなわち非動作期間内の場合は、次のビーコン信号の受信まで待機する（Ｓ３１０）。ビーコン信号を受信したら、ステップＳ３０１以降の処理を行う。
【００８８】
なお、緊急データ以外の一般データの再送用に、送信データフレームの許容遅延内にスロットを割り当てる構成もある。しかしながら、再送用のスロットを割り当てるとした場合、送信データフレームの許容遅延内に再送用のスロットの確保数が多くなると、冗長の多いスロット割当を行う必要がある。そこで、再送用のスロットを割り当てずに、緊急データ以外のデータの再送時には、共有スロット（割当ベースアクセス期間内の自ノードに割り当てられていないスロット、もしくは競合ベースアクセス期間内のスロット）を用いるようにしてもよい。すなわち、再送用にはスロット割当を行わないか、割当する再送回数を制限し、例えば再送もしくは再送が２回以上の場合には、共有スロットを用いるようにする。これによれば、スケジューリングの冗長が減るため、スケジューリングが容易、かつ効率的となる利点がある。
【００８９】
ここで、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示した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内のスロットでの送信タイミングの優先順位は一例であり、他の例も可能である。
【００９０】
例えば、図５（Ｃ）に示した例では、競合ベースアクセスでの優先順位が、緊急データフレームがスロットの開始タイミング、制御または管理フレームが第１タイミング、その他のデータフレームが第２タイミングであった。これを変形して、制御または管理フレームがスロットの開始タイミング、緊急データフレームが第１タイミング、その他のデータフレームが第２タイミングとしても良い。これにより、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のどちらの期間であっても、緊急データフレームの送信タイミングは第１タイミングとなる。よって、この場合、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かの区別の判断フローを不要にできる。この場合の処理フローを図８に示す。図３の処理フローに比べて、処理が簡単化されている。以下、図８の処理フローを説明する。
【００９１】
ノードのアクセス制御部１３３は、対象スロットの開始タイミングから第１タイミング前までキャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルか否かを判断する（Ｓ４０１）。
【００９２】
キャリアセンス結果がアイドルの場合は、緊急データフレームを、当該対象スロット内の第１タイミングから送信するよう制御する（Ｓ４０２）。送信が成功したかを判断し（Ｓ４０３）、送信が成功した場合は、緊急データフレームの送信がすべて完了したかを判断する（Ｓ４０４）。緊急データフレームの送信がすべて完了した場合は、本処理を終了する。
【００９３】
ステップＳ４０１でビジーと判断された場合、または、ステップＳ４０３で送信に失敗した場合、または、ステップＳ４０４でまだ未送信の緊急データフレームが残っていると判断された場合は、次のスロットへ処理を進める（Ｓ４０５）。次のスロットが非動作期間内である場合は、非動作期間が経過するまで待機する（Ｓ４０６）。この後、ステップＳ４０１に戻り、割当ベースアクセス期間の最初のスロットを対象スロットとして、同様の処理を繰り返す。
【００９４】
このように、第２の実施形態によれば、割当ベースアクセス期間内のスロットに、３段階の送信タイミングを設定し、そのうちの１つを緊急データフレームの専用にすることで、割当ベースアクセス期間中において、緊急データフレームの送信に成功する可能性を高めることができる。また、競合ベースアクセス期間内のスロットに制御または管理フレーム用の送信タイミングを一般データのデータフレームと区別して専用に設けたため、制御または管理フレームの送信に成功する可能性を高めることができる。
【００９５】
（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、緊急データの送信要求発生時に、出来るだけ早急に緊急データの送信を行うための仕組みを説明した。そのため、例えば、割当ベースアクセス期間に、自ノードに割り当てられていないスロットで緊急データフレームを送信する場合もあった。この場合、スロットの開始タイミングから第１タイミング前までのキャリアセンスが必要であった。
【００９６】
ここで、一例として、ビーコンインターバルが数１０〜数１００ｍｓ程度のシステムを想定する。たとえば、ビーコンインターバルが１００ｍｓ、そのうち割当ベースアクセス期間が７０ｍｓ程度であるとする。緊急データの送信要求が仮にビーコンタイミングで発生したとする。この場合、緊急データフレームの送信を競合ベースアクセス期間の到来まで待っても、７０ｍｓ程度である。緊急データの送信要求の発生から緊急データフレームの送信までの遅延が７０ｍｓ程度であれば、問題ない場合もあり得る。この場合、競合ベースアクセス期間の到来まで待ってスロットの開始タイミングで送信すればキャリアセンスは不要であり（第１の実施形態の場合、および第２の実施形態の図５（Ｃ）の場合）、割当ベースアクセス期間内のスロットでキャリアセンスを行う場合に比べて、キャリアセンス処理に係る消費電力を低減できる。仮に割当ベースアクセス期間内に自分に割り当てられていないスロットで送信しようとする場合、キャリアセンスが必要になり、キャリアセンス結果がビジーの場合には、数スロットにわたりキャリアセンスを行う場合もあり得る。よって、競合ベースアクセス期間内のスロットの開始タイミングで送信を行うことで、それらのキャリアセンス処理分、消費電力を低減出来るといえる。
【００９７】
本実施形態では、緊急データの送信要求発生タイミングや、緊急データの緊急度（優先度）に応じて、競合ベースアクセス期間内のスロットを用いてキャリアセンスをできるだけ省略するか、もしくは割当ベースアクセス期間にて敢えて送信するかを判断する仕組みを示す。
【００９８】
図９に、本実施形態に係る緊急データの送信要求が発生した場合の送信スロットの判断処理フローを示す。
【００９９】
本判断フローは、第１および第２の実施形態において、競合ベースアクセス期間のスロットの開始タイミングに緊急データフレームを割り当てた場合を例に示している。
【０１００】
アクセス制御部１３３は、緊急データの送信要求が発生したとき、現在時刻または現在スロットから、自ノードの割当スロットの開始までの時間を求め、当該時間を閾値Ｔｔｈと比較する（Ｓ５０１）。当該時間が閾値Ｔｔｈ以下であれば、自ノードの割当スロットを用いて緊急データフレームを送信するよう制御する（Ｓ５０２）。つまり、自ノードの割当スロットの到来を待って送信を行っても、遅延は少ない場合は、自ノードの割当スロットで送信を行う。これにより、他のノードからの送信と衝突することを阻止して、緊急データフレームの送信を成功させる可能性を高める。まだ送信していない緊急データフレームが存在する場合は（Ｓ５０６のＮＯ）、次のスロットへ処理を進め（Ｓ５０７）、ステップＳ５０１に戻る。すべての緊急データフレームの送信が完了した場合は（Ｓ５０６のＹＥＳ）、本処理を終了する。
【０１０１】
ここで閾値Ｔｔｈは、緊急データの緊急度（優先度）に応じて、複数段階の値を設定可能にしてもよい。緊急度が高いほど、閾値Ｔｔｈを小さくする。緊急度は、例えば上位処理部１４０が決定して、緊急データフレームとともにアクセス制御部１３３に通知してもよい。あるいは、アクセス制御部１３３が、緊急データの種別等から、緊急度を決定してもよい。
【０１０２】
ステップＳ５０１において、自ノードの割当スロットまでの時間が閾値Ｔｔｈより大きい場合は、競合ベースアクセス期間での送信を行うか、割当ベースアクセス期間での送信を行うかを判断する（Ｓ５０３）。
【０１０３】
単純な方法としては、現在の対象スロットが競合ベースアクセス期間か競合ベースアクセス期間かに拘わらず、当該対象スロットで送信を行うことを決定する。
【０１０４】
または、対象スロットが割当ベースアクセス期間内であるが、競合ベースアクセス期間までの時間が所定の閾値（閾値Ｔｔｈと異なってよい）以下の場合は、競合ベースアクセス期間まで待機して、競合ベースアクセス期間の最初のスロットの開始タイミングで送信することを決定してもよい。ここで、競合ベースアクセス期間は、システムによっては、ハブからのダウンリンクデータや、スロット割り当て変更情報の通知など、ハブ発信用に予めスロットを確保し、ノードにより当該スロットの使用を不可に実装する場合も想定される。その場合には、当該スロットは用いないことを前提としてもよい。例えば、ダウンリンクデータや、スロット割り当て変更情報の通知用に、予めハブに確保されているスロットの番号およびスロット数がビーコン信号により通知された場合は、その通知された情報を考慮し、競合アクセス期間内でハブが確保済みのスロットでは送信を行わないとする。
また、ノードは、１回または複数回のビーコンインターバルごとに、競合ベースアクセス期間に対し、スロット毎のチャネル使用率を観測してもよい。そして、その結果から、チャネル使用率が一定値以上のスロットは用いないことを決定してもよい。
【０１０５】
競合ベースアクセス期間での送信を行うと判断した場合は、スロットの開始タイミングから、キャリアセンスなしで、緊急データフレームを送信する（Ｓ５０４）。すべての緊急データフレームの送信が完了した場合は（Ｓ５０６のＹＥＳ）、本処理を終了する。送信に失敗した場合、または、まだ送信していない緊急データフレームが存在する場合は（Ｓ５０６のＮＯ）、次のスロットへ処理を進め（Ｓ５０７）、ステップＳ５０１に戻る。
すべての緊急データフレームの送信が完了した場合は（Ｓ５０６のＮＯ）、本処理を終了する。
【０１０６】
一方、割当ベースアクセス期間での送信を行うと判断した場合は、スロットの開始タイミングから第１のタイミング前までキャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルの場合は、第１のタイミングから緊急データフレームを送信する（Ｓ５０５）。キャリアセンス結果がビジーの場合、送信に失敗した場合、または、すべての緊急データフレームの送信が完了していない場合は（Ｓ５０６のＮＯ）、次のスロットへ処理を進め（Ｓ５０７）、ステップＳ５０１に戻る。すべての緊急データの送信が完了した場合は（Ｓ５０６のＮＯ）、本処理を終了する。なお、ノードは、１回または複数回のビーコンインターバルごとに、割当ベースアクセス期間に対し、スロット毎のチャネル使用率を観測してもよい。そして、その結果から、チャネル使用率が一定値以上のスロットは用いないことを決定してもよい。
【０１０７】
このように、本実施形態によれば、自分の割り当てスロットまでの時間や、緊急データの緊急度、競合ベースアクセス期間までの時間、または、他の判断基準に鑑みて、緊急データフレームの送信スロットを決めることで、キャリアセンスを極力省くことが可能となる。
【０１０８】
（第４の実施形態）  
第１および第２の実施形態では、スロットに２段階もしくは３段階の送信タイミングを設定し、各送信タイミングに、送信可能な送信主体またはフレームの種別を設定する仕組みを示した。
【０１０９】
このような仕組みを実際のシステムに適用するには、ハブとハブに接続する複数のノード間において、送信タイミングに関する設定情報（スロット共有情報）を共有することが必要となる。本実施形態ではスロット共有情報を共有する仕組みを示す。
【０１１０】
ハブおよび複数のノード間でスロット共有情報を共有する方法としては、一例として、システムとしてあらかじめ仕様等で取り決めておく方法がある。
【０１１１】
また、別の例として、ハブがスロット共有情報を設定し、設定した情報を含むビーコン信号を、ブロードキャストによりノードに送信する方法がある。これによっても、全ノードとハブ間で、スロット共有情報を共有することが可能である。スロット共有情報をビーコン信号以外のフレームに含める方法も可能である。例えば、ハブが、ノードからの接続要求に対して返信する接続応答フレームなどに、スロット共有情報を含める方法も可能である。
【０１１２】
図１０に、ハブがスロット共有情報を通知する信号形態の例を示す。図１０に示す例は、スロット共有機能Ｏｎ／Ｏｆｆビットのフィールド５１、送信タイミング数を設定するフィールド５２と、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毎に各送信タイミングでの送信可能な主体またはフレームの種別（主体／フレーム種別）を示すフィールド５３、５４を含む。
【０１１３】
スロット共有機能Ｏｎ／Ｏｆｆビットは、第１または第２の実施形態で示したスロット共有を実行するか否かを示すビットである。つまり、当該ビットは、第１または第２の実施形態で示したスロットの開始以外のタイミングでのフレーム送信を受け付けるか否かを示す。
「Ｏｎ」の場合は、フィールド５２〜５４の設定に従ってスロット共有を行う。「Ｏｆｆ」の場合は、第１または第２の実施形態で示したスロット共有は行わない。スロット共有を行わない場合、競合ベースアクセス期間ではノードは、フレームを送信する場合は、一般のスロット付きアロハに従って、常にスロットの開始タイミングで、規定の送信確率でフレームを送信する。割当ベースアクセス期間では、他のノードに割り当てられたスロット、あるいはいずれのノードにも割当られていないスロットで、第１または第２タイミングでの送信は行わないとする。
【０１１４】
送信タイミング数は、スロットに設定する送信タイミングの個数である。第１の実施形態の場合は、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のいずれも、スロットの開始タイミングと、第１タイミングの２つの送信タイミングが存在する。したがって、送信タイミング数は２である。第２の実施形態の場合は、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のいずれも、スロットの先頭と、第１タイミングと、第２タイミングの３つの送信タイミングが存在する。したがって、送信タイミング数は３である。
送信タイミング数は各期間で同じであると想定しているため、送信タイミング数のフィールド５２には１つの値のみを格納している。ただし、期間ごとに異なる送信タイミング数を設定する場合は、それぞれ別個に値を格納すればよい。
【０１１５】
データ種別のフィールド５２、５３は、アクセス期間ごとに、左から順番に、上記タイミング数だけ、送信可能な主体またはフレームの種別（主体／フレーム種別）の識別子を配置する。図示の例では、識別子１は「ｏｗｎｅｒ」（割当ノードのフレーム）、識別子２は「ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ」（緊急データフレーム）、識別子３は「Ｃ／Ｍ  ｆｒａｍｅｓ」（制御フレームまたは管理フレーム）、識別子４は「ｏｔｈｅｒｓ」（その他のデータフレーム）である。送信タイミング数が２の場合は、フィールド５３、５４内に２つの識別子が配置され、左から順番に、スロットの開始タイミング、第１タイミングが対応する。送信タイミング数が３の場合は、フィールド５３、５４内に３つの識別子が配置され、左から順番に、スロットの開始タイミング、第１タイミング、第２タイミングが対応する。
【０１１６】
本例では、割当ベースアクセス期間では、スロットの開始タイミングに割当ノードが設定され、第１タイミングに緊急データフレームが設定され、第２タイミングにその他のデータフレームが設定されている。競合ベースアクセス期間では、スロットの開始タイミングに制御または管理フレームが設定され、第１タイミングに緊急データフレームが設定され、第２タイミングにその他のデータフレームが設定されている。
【０１１７】
図１０に示した信号形態はあくまでも一例であり、同様の情報の通知が可能であれば、他の信号形態でも構わない。
【０１１８】
なお、スロット共有機能Ｏｎ／Ｏｆｆビットや、送信タイミング数は、あらかじめ仕様として一意に取り決めがなされる場合には、これらのフィールドを省略しても良い。もしくは、送信タイミング数および主体／フレーム種別が、仕様として固定の場合には、送信タイミング数および主体／フレーム種別のフィールド５２〜５４を省略しても構わない。後者の場合、ビーコン信号にはスロット共有Ｏｎ／Ｏｆｆの１ビットのみ情報が追加される。
【０１１９】
このように、本実施形態によれば、各ノードおよびハブ間でスロット共有に必要な情報を各ノードに通知または事前に設定することで、ハブとの効率的な通信が可能になる。
【０１２０】
（第５の実施形態）
第１〜第４の実施形態では、収容する全ノードはスロット共有機能を有している（図１０のスロット共有機能が「Ｏｎ」である）として説明を行った。本実施形態では、スロット共有機能がオプションであり、必ずしも全ノードにスロット共有機能が実装されていない場合の処理について考える。
【０１２１】
ノードに、ハブと同様、自ノードにスロット共有機能があるか否かをハブに通知する仕組みを持たせることを考える。ハブとノードは接続時に接続要求（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）および接続割当（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）といった、接続処理に関するフレームの送受信を行う。
【０１２２】
これらのフレームには、一般に能力フィールド（Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｆｉｅｌｄ）と呼ばれる自ハブ／ノードの各機能に対する対応状況を通知するフィールドが存在する。そこで、ノードのスロット共有機能についても、能力フィールドの未使用ビットを用いて能力情報をハブに通知する。もしくは、能力フィールド以外のフィールドを用いて能力情報をハブに通知しても、ハブおよびノード間にて、フィールド内容が互いに把握されていれば問題ない。
【０１２３】
ハブが、収容する各ノードのスロット共有機能の能力情報に応じて制御を行う方法として、以下３つの場合を説明する。
【０１２４】
１つ目は、ハブは、収容する全ノードのスロット共有機能の能力情報が「Ｏｎ」の場合にのみ、スロット共有機能をオンとする。この場合には、例えば、新規接続ノードがスロット共有機能の能力情報が「Ｏｆｆ」であった場合には、その新規接続ノードからの接続要求フレームに対する応答フレームを送信した次のビーコン信号から、ハブはスロット共有機能を「Ｏｆｆ」とする。一方、スロット共有機能を「Ｏｆｆ」としてシステムが動作中に、上記能力情報が「Ｏｆｆ」であったノードが切断した場合には、その後からは、再度スロット共有機能を「Ｏｎ」としてビーコン信号の送信を行う。ここでは、全ノードのスロット共有機能の能力情報が「Ｏｎ」の場合のみスロット共有機能をオンにしたが、一定数または一定割合以上のノードの能力情報が「Ｏｎ」の場合に、スロット共有機能をオンにし、それ以外ではオフにしてもよい。
【０１２５】
２つ目は、ハブは、収容するノードに能力情報が「Ｏｆｆ」のノードが存在しても、スロット共有機能は「Ｏｎ」のままで動作する。この場合、割当ベースアクセス期間では、能力情報が「Ｏｆｆ」のノードは、スロット共有が出来ず、能力情報が「Ｏｎ」のノードは共有出来るだけである。したがって、能力情報が「Ｏｆｆ」のノードが、悪影響を及ぼすことはない。
【０１２６】
一方、競合ベースアクセス期間では、能力情報が「Ｏｆｆ」のノードは、送信フレームの種別に関わらず、スロット開始タイミングにて送信を試みてしまう可能性がある。このため、ノード間でフレーム衝突が発生する可能性がある。例えば、スロットの開始タイミングに緊急データフレームが割り当てられ、第１タイミングに、制御または管理フレームが割り当てられているとする。この場合、能力情報が「Ｏｆｆ」のノードがスロットの開始タイミングで制御または管理フレームの送信し、能力情報が「Ｏｎ」の他のノードがスロット開始タイミングで緊急データフレームを送信することがあり得る。この場合、送信された制御または管理フレームと緊急データフレームが衝突する可能性がある。ただし、再送の際に、規定の送信確率を下げるなどして、この問題は対応できる。
【０１２７】
３つ目の例は、ハブは、２つ目の例と同様に、スロット共有機能が「Ｏｎ」のままで動作する。ハブは、収容ノードの中に能力情報が「Ｏｆｆ」のノードがいるか否かをビーコン信号等で通知する。例えばスロット共有機能Ｏｎ／Ｏｆｆビット以外に、“スロット共有Ｏｆｆノード収容”フィールドを設け、当該フィールドのビットを「Ｏｎ」に設定して、能力情報が「Ｏｆｆ」のノードの存在を通知する。能力情報が「Ｏｎ」であり、かつ“スロット共有Ｏｆｆノード収容”の通知ビットが「Ｏｎ」の情報を受信したノードは、例えば割当ベースアクセス期間中はスロット共有を行うが、競合ベースアクセス期間中はスロット共有を行わないなどの処理が可能となる。
【０１２８】
（第６の実施形態）
本実施形態ではハブの詳細動作について説明する。
【０１２９】
ハブは、基本的に、ビーコン信号の送信と、ノードからのセンサデータの受信およびそれに対する応答信号（Ａｃｋ等）の送信が、主な動作となる。
【０１３０】
一方において、ハブは、例えばノードのソフトウェア更新等でノードへのダウンリンクデータを送信する場合もある。ダウンリンクデータの発生時には、例えば、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内の指定スロット等でのフレーム送信処理を行う。また、ハブにおいて、ノード宛ての緊急データが発生する場合も考えられる。この場合にも、ハブからノードへのデータ送信が行われる。このように、ハブも、ノードと同様に、緊急データフレーム、制御または管理フレーム、その他のデータフレームの送信が行われ得る。この場合に、ハブも、ノードと同様のスロット共有の仕組みでフレームを送信する。
【０１３１】
一方、ハブは、各ノードからのフレームの受信処理では、各スロットにて、スロット開始タイミングと、第Ｘタイミングで、受信信号の検出の有無を判断する。スロットに第１および第２タイミングが設定されている場合は、第Ｘタイミングとして、第１タイミングと第２タイミングで順次、受信信号の検出有無を判断する。受信信号を検出した場合は、応答信号を送信する。
【０１３２】
図１１Ａおよび図１１Ｂに、本実施形態に係るハブの動作フローチャートを示す。
【０１３３】
ハブのアクセス制御部３３は、対象スロットにてフレーム送信の予定があるかを判断する（Ｓ６０１）。フレーム送信の予定がある場合は、送信するフレームが、緊急データフレーム、制御または管理フレーム、あるいはその他のデータフレームかを判断する（Ｓ６０２、Ｓ６０３）。緊急データフレームの場合は、図３または図８に示した処理の動作を行う（Ｓ６０４）。制御または管理フレームの場合は、図６に示した処理の動作を行う（Ｓ６０５）。その他のデータフレーム（ソフトウェアの更新データ等）の場合は、図７に示した処理の動作を行う（Ｓ６０６）。ステップＳ６０４、Ｓ６０５、Ｓ６０６の後、本処理を終了するかを判断する（Ｓ６１２）。終了しない場合は、次のスロットへ処理を進め（Ｓ６１３）、ステップＳ６０１に戻る。本処理を終了すると判断した場合は、本処理を終了する。
【０１３４】
図３、図８、図６、図７の処理の説明は既に述べた通りである。動作主体がノードからハブに変更される点以外は同様であるため、説明を省略する。
【０１３５】
一方、ステップＳ６０１において、対象スロットでフレーム送信の予定がないと判断した場合は、当該対象スロットの開始タイミングで、受信信号の検出有無を判断する（Ｓ６０７）。受信信号が検出された場合は、受信処理部３２で当該信号の受信処理を行うとともに、送信処理部３０で応答信号のフレームを生成して送信するよう制御する（Ｓ６０８）。
【０１３６】
スロットの開始タイミングで受信信号が検出されなかった場合は、Ｘ＝１として、第Ｘタイミング（第１タイミング）で受信信号が検出されたかを判断する（Ｓ６０９）。受信信号が検出された場合は、ステップＳ６０８に進む、上述した受信処理および応答信号のフレームの生成および送信処理を行う。第１タイミングで受信信号が検出されなかった場合は、Ｘを１インクリメントして、同様の処理を繰り返す（Ｓ６０９、Ｓ６１０、Ｓ６１１）。受信信号が検出されない限り、スロットに設定されたすべてのタイミングを検査するまで、順次Ｘをインクリメントして、処理を繰り返す（Ｓ６１１）。例えば、スロットに設定されたタイミングが、開始タイミング以外で、第１タイミングと第２タイミングであれば、Ｘを最大で、２までインクリメントする。
【０１３７】
すべての設定タイミングで受信信号が検出されなかった場合（Ｓ６１１のＹＥＳ）、あるいは、ステップＳ６０８の後、本処理を終了するかを判断し（Ｓ６１２）、終了しない場合は、次のスロットへ処理を進め（Ｓ６１３）、ステップＳ６０１に戻る。本処理を終了すると判断した場合は、本処理を終了する。
【０１３８】
（第７の実施形態）
図１２に第７の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図を示す。
【０１３９】
図１２に示すハブは、図４Ａに示した第１の実施形態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。送信処理部３１と受信処理部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３１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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
図１３に第７の実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図を示す。
【０１４２】
図１３に示すノードは、図４Ｂに示した第１の実施形態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。送信処理部１３１と受信処理部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１３１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、送信フレームおよび受信フレームをバッファ１７１、１７２に保持して、再送処理、データ種別等に応じた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。
【０１４３】
（第８の実施形態）
図１４に第８の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図を示す。
【０１４４】
図１４に示すハブは、図１２に示した第７の実施形態におけるバッファ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の機能をプロセッサ部７５で実現してもよい。
【０１４５】
図１５に第８の実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図を示す。
【０１４６】
図１５に示すノードは、図１３に示した第７の実施形態におけるバッファ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。
【０１４７】
（第９の実施形態）
図１６に第９の実施形態に係るハブとしての無線通信装置のブロック図を示す。
【０１４８】
図１６に示す無線通信装置は、図４Ａに示した第１の実施形態に係るハブにおける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。外部の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、外部の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。
【０１４９】
図１７に第９の実施形態に係るノードとしての無線通信装置のブロック図を示す。
【０１５０】
図１７に示す無線通信装置は、図４Ｂに示した第１の実施形態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。外部の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、外部の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。
（第１０の実施形態）
図１８は、第１０の実施形態に係る無線通信装置のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、ハードウェア構成は種々の変更が可能である。図１８に示した無線通信装置の動作は、これまで述べた実施形態の無線通信装置と同様であるため、以下では、ハードウェア構成上の違いを中心に説明し、詳細な動作の説明は省略する。なお、図示のハードウェア構成は、ハブとして動作する無線通信装置およびノードとして動作する無線通信装置のいずれにも適用可能である。
【０１５１】
本無線通信装置は、ベースバンド部２１１、ＲＦ部２２１と、アンテナ５０（１）〜５０（Ｎ）（Ｎは１以上の整数）とを備える。
【０１５２】
ベースバンド部２１１は、制御回路２１２と、送信処理回路２１３と、受信処理回路２１４と、ＤＡ変換回路２１５、２１６と、ＡＤ変換回路２１７、２１８とを含む。ＲＦ部２２１とベースバンド部２１１は、まとめて１チップのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）として構成されてもよいし、別々のチップで構成されてもよい。
【０１５３】
一例として、ベースバンド部２１１は、ベースバンドＬＳＩまたはベースバンドＩＣである。または、ベースバンド部２１１が、図示の点線の枠で示すように、ＩＣ２３２とＩＣ２３１とを備えてもよい。このとき、ＩＣ２３２が制御回路２１２と送信処理回路２１３と受信処理回路２１４とを含み、ＩＣ２３１が、ＤＡ変換回路２１５、２１６とＡＤ変換回路２１７、２１８を含むように、各ＩＣに分かれてもよい。
【０１５４】
制御回路２１２は、主として図３Ａおよび図３Ｂ等のＭＡＣ部３０、１３０の機能を実行する。上位処理部４０、１４０の機能を、制御回路２１２に含めても構わない。
【０１５５】
送信処理回路２１３は、図３Ａおよび図３Ｂ等の送信部２１、１２１のＤＡ変換処理の前までを行う部分に対応する。すなわち、送信処理回路２１３は、プリアンブル及びＰＨＹヘッダーの追加や符号化、変調（ＭＩＭＯ変調を含んでも良い）などの物理層の処理を主に行い、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。なお、図３Ａおよび図３Ｂ等の送信部２１、１２１のＤＡ変換処理の前までの機能を送信処理回路２１３に含めるとともに、受信部２２、１２２のＡＤ変換処理より後の機能を受信処理回路２１４に含める構成も可能である。
【０１５６】
本実施形態の通信処理装置は、例えば制御回路２１２と送信処理回路２１３と受信処理回路２１４に対応する。本実施形態の通信処理装置は、１チップＩＣの形態、複数のチップＩＣからなる形態のいずれも含む。
【０１５７】
ＤＡ変換回路２１５、２１６は、図３Ａおよび図３Ｂ等の送信部２１、１２１の処理のうち、ＤＡ変換を行う部分に相当する。ＤＡ変換回路２１５、２１６は、送信処理回路２１３から入力される信号をＤＡ変換する。より詳細には、ＤＡ変換回路２１５はデジタルＩ信号をアナログのＩ信号に変換し、ＤＡ変換回路２１６はデジタル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。この場合、ＤＡ変換回路は１つだけでもよい。また、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ＤＡ変換回路を設けてもよい。
【０１５８】
ＲＦ部２２１は、一例としてＲＦアナログＩＣあるいは高周波ＩＣである。ＲＦ部２２１における送信回路２２２は、図３Ａおよび図３Ｂ等に示した送信部２１、１２１の処理のうち、ＤＡ変換より後の送信時の処理を行う部分に相当する。送信回路２２２は、ＤＡ変換回路２１５、２１６によりＤＡ変換されたフレームの信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するプリアンプ（ＰＡ）等を含む。
【０１５９】
ＲＦ部２２１における受信回路２２３は、図３Ａおよび図３Ｂ等に示した受信部２２、１２２の処理のうち、ＡＤ変換より前までの受信時の処理を行う部分に相当する。受信回路２２３は、アンテナで受信された信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅器）、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路２２３は、不図示の低雑音増幅部で低雑音増幅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。これらＩ信号とＱ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路２２３から出力される。
【０１６０】
制御回路２１２は、送信回路２２２の送信フィルタおよび受信回路２２３の受信フィルタの動作を制御してもよい。送信回路２２２および受信回路２２３を制御する別の制御部が存在し、制御回路２１２がその制御部に指示を出すことで、同様の制御を行ってもよい。
【０１６１】
ベースバンド部２１１におけるＡＤ変換回路２１７、２１８は、図３Ａおよび図３Ｂ等に示した受信部２２、１２２の処理のうち、ＡＤ変換を行う部分に相当する。ＡＤ変換回路２１７、２１８は、受信回路２２３からの入力信号をＡＤ変換する。より詳細には、ＡＤ変換回路２１７はＩ信号をデジタルＩ信号に変換し、ＡＤ変換回路２１８は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うる。この場合、ＡＤ変換回路は１つだけでよい。また、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ＡＤ変換回路を設けてもよい。受信処理回路２１４は、図３Ａおよび図３Ｂ等に示した受信部２２、１２２の処理のうち、ＡＤ変換より後の処理を行う部分に対応する。すなわち、受信処理回路２１４は、ＡＤ変換後の信号の復調処理、プリアンブル及びＰＨＹヘッダーを取り除く処理などを行い、処理後のフレームを制御回路２１２に渡す。
【０１６２】
なお、アンテナ５０（１）〜５０（Ｎ）を、送信回路２２２および受信回路２２３のいずれか一方に切り換えるスイッチがＲＦ部に配置されてもよい。スイッチを制御することで、送信時にはアンテナ５０（１）〜５０（Ｎ）を送信回路２２２に接続し、受信時には、アンテナ５０（１）〜５０（Ｎ）を受信回路２２３に接続してもよい。
【０１６３】
図１８では、ＤＡ変換回路２１５、２１６およびＡＤ変換回路２１７、２１８がベースバンド部２１１側に配置されていたが、ＲＦ部２２１側に配置されるように構成してもよい。
【０１６４】
なお、送信回路２２２および受信回路２２３により無線通信部を形成してもよい。送信回路２２２および受信回路２２３にさらに、ＤＡ変換回路２１５、２１６およびＤＡ変換回路２１７、２１８を含めて無線通信部を形成してもよい。さらに、これらに加えて、送信処理回路２１３および受信処理回路２１４のＰＨＹ処理部分（すなわち変調部５５および復調部５６）を含めて無線通信部を形成してもよい。または、送信処理回路２１３および受信処理回路２１４のＰＨＹ受信処理部分により無線通信部を形成してもよい。
【０１６５】
（第１１の実施形態）
図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、それぞれ第１１の実施形態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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
（第１２の実施形態）  
第１２の実施形態では、第１〜第１１の実施形態のいずれか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。
【０１６８】
（第１３の実施形態）  
第１３の実施形態では、第１〜第１１の実施形態のいずれか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。
【０１６９】
（第１４の実施形態）  
第１４の実施形態では、第１〜第１１の実施形態のいずれか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。
【０１７０】
（第１５の実施形態）  
第１５の実施形態では、第１４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、または、制御部等と接続される。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。
【０１７１】
（第１６の実施形態）  
第１６の実施形態では、第１２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。
【０１７２】
（第１７の実施形態）  
第１７の実施形態では、第１〜第１１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、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。
【０１７３】
（第１８の実施形態）  
第１８の実施形態では、第１〜第１１の実施形態のいずれか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、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。
【０１７４】
（第１９の実施形態）  
図２１は、第１９の実施形態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。
【０１７５】
ノード４０１は、生体センサー４１１と無線通信装置４１２を備える。生体センサー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ー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ー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、生体センサー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。
【０１７６】
ノード４０２は、生体センサー４２１と無線通信装置４２２を備える。生体センサー４２１と無線通信装置４２２は、ノード４０１の生体センサー４１１と無線通信装置４１２と同様であるため、説明を省略する。
【０１７７】
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ーを搭載してもよい。この場合、ハブ４５１は、当該生体センサー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、生体センサー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。
【０１７８】
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、および生体センサー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、生体センサー５１５は、図２１の生体センサー４１１、４２１に対応する。ＣＰＵ５１２は、無線通信装置５１４および生体センサー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、生体センサー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、生体センサー５１５を駆動し、生体センサー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。
【０１７９】
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。生体センサー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。
【０１８０】
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】
【０１８１】
１００：無線ネットワークシステム
１０：ハブ
２０〜２２：ノード
１０、１１０：アンテナ
２０、１２０：送受信部（ＰＨＹ＆ＲＦ部、通信部）
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
３５、１３５：送信バッファ
３６、１３６：受信バッファ
１４１：センサー情報取得部
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（１）〜５０（Ｎ）：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：生体センサー
５１６、６１６：補助記憶装置
６１４：通信装置
【図１】
2015080287.tif 000003
【図２】
2015080287.tif 000004
【図３】
2015080287.tif 000005
【図４Ａ】
2015080287.tif 000006
【図４Ｂ】
2015080287.tif 000007
【図５】
2015080287.tif 000008
【図６】
2015080287.tif 000009
【図７】
2015080287.tif 000010
【図８】
2015080287.tif 000011
【図９】
2015080287.tif 000012
【図１０】
2015080287.tif 000013
【図１１Ａ】
2015080287.tif 000014
【図１１Ｂ】
2015080287.tif 000015
【図１２】
2015080287.tif 000016
【図１３】
2015080287.tif 000017
【図１４】
2015080287.tif 000018
【図１５】
2015080287.tif 000019
【図１６】
2015080287.tif 000020
【図１７】
2015080287.tif 000021
【図１８】
2015080287.tif 000022
【図１９】
2015080287.tif 000023
【図２０】
2015080287.tif 000024
【図２１】
2015080287.tif 000025
【図２２】
2015080287.tif 000026
【図２３】
2015080287.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月31日(2016.5.31)
【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】
第１フレームを送信する送信部と、
第２フレームを受信する受信部と、
スロットの割り当てにより通信を行う第１アクセス期間と、スロット単位の競合ベースのアクセス方式で通信を行う第２アクセス期間の通信を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記第１フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて、前記第１フレームの種別に応じて定められた区間の間キャリアセンスを行い、このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記第１フレームの種別に応じて定められたタイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信するよう制御する
無線装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記第１フレームを送信することを決定した場合、
前記第１フレームが第１の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信し、
前記第１フレームが第２の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始から一定時間後の第１タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第１タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信するよう制御する
請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記第１の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第２の種類のフレームは、前記緊急データフレーム以外のフレームである
請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記第１フレームを送信することを決定した場合、
前記第１フレームが第１の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信し、
前記第１フレームが第２の種類のフレームであるときは、前記第２アクセス期間内のスロットの開始から一定時間後の第１タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第１タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信し、
前記第１フレームが、第３の種類のフレームであるときは、前記第１タイミングから一定時間後の第２タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第２タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信するよう制御する
請求項１に記載の無線装置。
【請求項５】
前記第１の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第２の種類のフレームは、制御フレームまたは管理フレーム、前記第３の種類のフレームは、前記緊急データフレーム、制御フレームまたは管理フレーム以外のフレームである、
または、
前記第１の種類のフレームは、制御フレームまたは管理フレーム、前記第２の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第３の種類のフレームは、前記緊急データフレーム、制御フレームまたは管理フレーム以外のフレームである、
請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１アクセス期間内の割り当てを受けていないスロットで前記第１フレームを送信することを決定した場合、
前記第１フレームが第１の種類のフレームであるときは、前記第１アクセス期間内の割り当てを受けていないスロットの開始から一定時間後の第１タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第１タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信し、
前記第１フレームが第２の種類のフレームであるときは、前記第１タイミングから一定時間後の第２タイミング前までの区間の少なくとも一部の間、キャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に応じて、前記第２タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信するよう制御する
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項７】
前記第１の種類のフレームは、優先的に送信する必要のある緊急データフレーム、前記第２の種類のフレームは、前記緊急データフレーム以外のフレームである
請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１アクセス期間内の事前に割り当てられたスロットで前記第１フレームを送信することを決定した場合、前記第１アクセス期間内の事前に割り当てられたスロットの開始タイミングで、前記送信部を介して、前記第１フレームを送信するよう制御する
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１フレームの送信要求が発生したタイミングに応じて、前記第１フレームを送信するアクセス期間とスロットを決定する
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１フレームの送信要求が発生したタイミングから、前記第１アクセス期間内の事前に割り当てられたスロットの開始までの時間長に応じて、前記第１フレームを前記第１アクセス期間内の前記事前に割り当てられたスロットで送るか否かを決定する
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットで前記第１フレームを送信することを決定した場合、前記第１フレームを前記第１フレームの種類に応じた送信確率で送信する
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１２】
前記第１フレームが、優先的に送信する必要のある緊急データフレームであるときは、前記第１フレームの送信確率は１である
請求項１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記第１フレームが、前記緊急データフレームの再送フレームであるときは、前記第１フレームの送信確率は１より小さい値である
請求項１２に記載の無線装置。
【請求項１４】
前記無線装置の通信相手は一定の周期で報知信号を送信するハブであり、
前記無線装置はノードに搭載され、
前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間は、前記報知信号の送信タイミング間に形成されている
請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて前記第１フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記第１フレームを送信する機能のオンまたはオフを表す能力情報を前記ハブに通知する
請求項１４に記載の無線装置。
【請求項１６】
前記無線装置は、一定の周期で報知信号を送信するハブに搭載され、
前記無線装置の通信相手は、ノードであり、
前記第１アクセス期間と前記第２アクセス期間は、前記報知信号の送信タイミング間に形成されている
請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１７】
前記制御部は、複数のノードから、前記第２アクセス期間におけるスロット内においてフレームの種別に応じて定められたタイミングでフレームを送信する機能のオンまたはオフを表す能力情報の通知を受け、
各ノードから通知された能力情報に応じて、前記機能による前記フレームの送信を受け付けるか否かのスロット共有機能のオンまたはオフを決定し、決定したスロット共有機能のオンまたはオフを表す情報を各ノードに通知する
請求項１６に記載の無線装置。
【請求項１８】
少なくとも１つのアンテナを備えた
請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１９】
一定の周期で報知信号を送信する第１無線装置と、前記報知信号を受信する第２無線装置とを備え、
前記第２無線装置は、スロットの割り当てにより通信を行う第１アクセス期間と、スロット単位の競合ベースのアクセス方式で通信を行う第２アクセス期間の通信を制御し、
前記第２アクセス期間内のスロットでフレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて、前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行い、このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信する
無線通信システム。
【請求項２０】
スロットの割り当てにより通信を行う第１アクセス期間と、スロット単位の競合ベースのアクセス方式で通信を行う第２アクセス期間の通信を制御し、
前記第２アクセス期間内のスロットで前記フレームを送信することを決定した場合、前記第２アクセス期間内のスロットにおいて、前記フレームの種別に応じて定められた区間の間、キャリアセンスを行い、
このキャリアセンス結果に応じて、前記区間の後、前記フレームの種別に応じて定められたタイミングで前記フレームを送信する
無線通信方法。
【国際調査報告】
2015080287.tif 000028
2015080287.tif 000029
2015080287.tif 000030
2015080287.tif 000031