(57)【要約】［課題］使用チャネルが変更された場合に、チャネル変更に追従できない端末が発生することを防止する。［解決手段］本発明の実施形態は、アクセス制御部を備える。前記アクセス制御部は、動作チャネルを第１のチャネルに設定し、前記第１のチャネルで報知信号を受信し、前記報知信号を解析して、第２のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、前記動作チャネルを前記第２チャネルに設定し、予め定めた期間、前記第２のチャネルで報知信号を受信しない場合は、前記動作チャネルを前記第１のチャネルに再設定して、前記第１のチャネルで報知信号を受信する。
2015087870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作チャネルを第１のチャネルに設定し、前記第１のチャネルで報知信号を受信し、
前記報知信号を解析して、第２のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、
前記動作チャネルを前記第２チャネルに設定し、
予め定めた期間、前記第２のチャネルで報知信号を受信しない場合は、前記動作チャネルを前記第１のチャネルに再設定して、前記第１のチャネルで報知信号を受信する
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、再設定された前記第１のチャネルで受信した報知信号を解析して、第３のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、前記動作チャネルを前記第３チャネルに変更する
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項３】
前記アクセス制御部は、前記第２のチャネルで報知信号を受信し、前記報知信号を解析することにより前記第２のチャネルが変更されることを検知した場合は、前記報知信号に含まれる変更後のチャネルを特定するチャネル情報に基づいて、前記動作チャネルを変更する
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項４】
前記アクセス制御部は、前記報知信号にチャネル変更有りを示す情報が含まれる場合は、前記第２のチャネルが変更されることを検知する
請求項３に記載の通信処理装置。
【請求項５】
前記アクセス制御部は、前記報知信号に前記第２のチャネルのチャネル変更タイミングを表す情報が含まれる場合は、前記情報に従ったタイミングで前記動作チャネルを変更する
請求項３または４に記載の通信処理装置。
【請求項６】
前記アクセス制御部は、前記動作チャネルを変更した場合、変更後の動作チャネルで、任意のデータまたはチャネル変更通知を送信する
請求項２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】
請求項１ないし６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８】
請求項１ないし６のいずれか一項に従った通信処理装置と、
信号を送受信する送受信部と
を含む集積回路。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか一項に従った通信処理装置と、
信号を送受信する送受信部と
備え、
前記通信処理装置は前記送受信部を用いて信号を送受信する
無線通信装置。
【請求項１０】
少なくとも１つのアンテナをさらに備え、
前記送受信部は、前記アンテナを介して前記信号を送受信する
請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１ないし６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、信号を送受信する送受信部と、
を備え、前記通信処理装置は前記送受信部を用いて信号を送受信する
無線通信端末。
【請求項１２】
請求項１ないし６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送受信部と
を備え、
前記通信処理装置は前記送受信部を用いて信号を送受信する
メモリーカード。
【請求項１３】
第１のチャネルで、変更可能な第２のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を送信し、
前記第２のチャネルを変更することを決定した場合、変更後のチャネルである第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を前記第２のチャネルで送信し、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を前記第１のチャネルで送信する
アクセス制御部
を備えた通信処理装置。
【請求項１４】
前記アクセス制御部は、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を送信した後、前記第２のチャネルを前記第３のチャネルに変更する
請求項１３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３のチャネルのチャネル情報とともに、前記第２のチャネルを変更するチャネル変更タイミングを表す情報を含む報知信号を前記第２のチャネルで送信する
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１６】
前記アクセス制御部は、前記報知信号により通知したチャネル変更タイミングに従って、前記第２のチャネルを前記第３のチャネルに変更する
請求項１５に記載の通信処理装置。
【請求項１７】
前記アクセス制御部は、前記第３のチャネルのチャネル情報と前記チャネル変更タイミングを表す情報を含む報知信号を、前記第２のチャネルで一定の周期で送信し、
前記アクセス制御部は、通信対象となる装置が前記第２のチャネルで送信される前記報知信号を受信する周期に基づき、前記チャネル変更タイミングを決定する
請求項１５または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、前記通信対象となる装置のうち前記受信周期が最も長い装置の受信周期に基づき、前記チャネル変更タイミングを決定する
請求項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、前記受信周期が上限値より大きい前記通信対象となる装置が存在する場合は、前記上限値以下の受信周期を有する前記通信対象となる装置の受信周期に基づき、前記チャネル変更タイミングを決定する
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、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を前記第１のチャネルで送信する周期を、前記第２のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を前記第１のチャネルで送信する周期よりも高くする
請求項１３ないし１９のいずれか一項に記載の通信処理装置。
【請求項２１】
前記アクセス制御部は、前記通信対象となる装置のうちの一定台数または一定比率の装置から、前記第３のチャネルでデータまたはチャネル変更通知を受信した場合は、前記第１のチャネルで送信する前記第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号の送信周期を低下させる
請求項２０に記載の通信処理装置。
【請求項２２】
前記アクセス制御部は、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を前記第１のチャネルで送信する周期を、予め決めた基本周期に上昇させ、前記第３のチャネルでデータまたはチャネル変更通知を受信した場合は、前記第１のチャネルで送信する前記報知信号の送信周期を、前記基本周期から元の周期に戻す
請求項２１に記載の通信処理装置。
【請求項２３】
請求項１３ないし２２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２４】
請求項１３ないし２２のいずれか一項に従った通信処理装置と、
信号を送受信する送受信部と
を含む集積回路。
【請求項２５】
請求項１３ないし２２のいずれか一項に従った通信処理装置と、
信号を送受信する送受信部と
備え、
前記通信処理装置は前記送受信部を用いて信号を送受信する
無線通信装置。
【請求項２６】
少なくとも１つのアンテナをさらに備え、
前記送受信部は、前記アンテナを介して前記信号を送受信する
請求項２５に記載の無線通信装置。
【請求項２７】
請求項１３ないし２２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、信号を送受信する送受信部と、
を備え、前記通信処理装置は前記送受信部を用いて信号を送受信する
無線通信端末。
【請求項２８】
請求項１３ないし２２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送受信部と
を備え、
前記通信処理装置は前記送受信部を用いて信号を送受信する
メモリーカード。
【請求項２９】
動作チャネルを第１のチャネルに設定し、前記第１のチャネルで報知信号を受信するステップと、
前記報知信号を解析して、第２のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、前記動作チャネルを前記第２チャネルに設定するステップと、
予め定めた期間、前記第２のチャネルで報知信号を受信しない場合は、前記動作チャネルを前記第１のチャネルに再設定して、前記第１のチャネルで報知信号を受信するステップと
を備えた無線通信方法。
【請求項３０】
第１のチャネルを用いて、変更可能な第２のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を送信するステップと、
前記第２のチャネルを変更することを決定した場合、変更後のチャネルである第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を、前記第２のチャネルで送信するステップと、
前記第３のチャネルのチャネル情報を含む報知信号を、前記第１のチャネルで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】
本発明の実施形態は、通信処理装置、集積回路、無線通信端末、メモリーカード、無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、他のシステムまたは他の機器との干渉が問題となる。特に無線LAN(Wireless LAN)やブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等で使用される２.４ＧＨｚ帯は、複数のシステムで同時に使用されたり、同一システムで複数のアクセスポイントにより同時に使用されたりすることが容易に起こりうる。したがって、それらの干渉を回避することが必須となる。【０００３】
一般に干渉を回避する方法として、事前に定めたチャネルのホッピングパターンに従ってチャネルを切り換えて通信を行うチャネルホッピングが用いられている。ＩＥＥＥ８０２．１５．４では、ホッピングパターンに含まれるチャネルから候補チャネルを特定し、当該候補チャネルについて、チャネル変更およびチャネルスキャンを繰り返し行うことで、ノードが新規チャネルを探す仕組みが規格化されている。しかし、この方法では、スキャンする候補チャネルを制限したとしても、いくつかのチャネルでスキャンを行う必要がある。このため、チャネル変更やチャネルスキャンに時間がかかると共に、消費電力が増大してしまう。【０００４】
一方、子機がリレーノードの役割を行う通信システムにおいて、以下の仕組みが提案されている。チャネル＃ｆ１を使用している親機が、以前の使用チャネル＃ｆ０の番号と、変更候補チャネル＃ｆ２の番号とを子機に通知する。通知を受けた子機が、以前の使用チャネル＃ｆ０によって、現在の通信チャネル＃ｆ１の番号、および変更候補チャネル＃ｆ２の番号の情報を、親機と直接できない他の子機に通知する。しかし、この仕組みでは、チャネル変更にかかる時間は短縮するが、当該他の子機は、チャネル変更の１つ前のチャネルまでしか追従できない。このため、長期間にわたりスリープする子機が存在する場合に、その子機が最新のチャネルに追従できない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２-４９５１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１５．４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の実施形態は、使用チャネルが変更された場合に、チャネル変更に追従できない端末が発生することを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、アクセス制御部を備える。前記アクセス制御部は、動作チャネルを第１のチャネルに設定し、前記第１のチャネルで報知信号を受信し、前記報知信号を解析して、第２のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、前記動作チャネルを前記第２チャネルに設定し、予め定めた期間、前記第２のチャネルで報知信号を受信しない場合は、前記動作チャネルを前記第１のチャネルに再設定して、前記第１のチャネルで報知信号を受信する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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の実施形態に係るシステムにおけるチャネル変更時のアクセス方式を説明するための図。
【図３】スリープードのチャネル変更時のアクセス方式を説明するための図。
【図４】第１の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブのブロック図。
【図５】第１の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードのブロック図。
【図６】ハブのチャネル管理処理のフローチャート。
【図７】ノードのチャネル管理処理のフローチャート。
【図８】第２の実施形態に係るシステムにおけるチャネル変更時のアクセス方式を説明するための図。
【図９】第２の実施形態に係るハブのチャネル管理処理のフローチャート。
【図１０】第３の実施形態に係るシステムにおけるチャネル変更時のアクセス方式を説明するための図。
【図１１】第４の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブのブロック図。
【図１２】第４の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードのブロック図。
【図１３】第５の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブのブロック図。
【図１４】第５の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードのブロック図。
【図１５】第６の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブのブロック図。
【図１６】第６の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードのブロック図。
【図１７】第７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１８】第８の実施形態に係る無線通信端末の斜視図。
【図１９】第８の実施形態に係るメモリーカードを示す図。
【図２０】第１６の実施形態に係る無線通信システムを示す図。
【図２１】第１６の実施形態に係るノードのハードウェアブロック図。
【図２２】第１６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】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
（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にとっての通信対象となる装置である。ノード２０、２１、２２はハブ１０にとっての通信対象となる装置である。
【００１２】
各ノードは、例えば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に無線で送信する。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。
【００１３】
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である、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、例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、例えば睡眠センサー、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、本実施形態はボディエリアネットワークに限定されない。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。
【００１４】
本システムにおいて、ハブおよびノード間の通信には、制御チャネルとデータチャネルの２種類のチャネルを用いる。制御チャネルは、少なくとも１つのチャネルが存在し、複数のハブが存在する場合は、複数の制御チャネルが存在してもよい。この場合、近接するハブが同一の制御チャネルを使用する場合を許容してもよい。データチャネルは、複数のチャネルが存在し、ハブは使用するデータチャネルを変更することができる。
【００１５】
ハブは、制御チャネルで、一定の周期で、報知信号であるビーコン信号（制御チャネルビーコン信号）を送信する。また、ハブは、データチャネルで一定の周期で報知信号であるビーコン信号（データチャネルビーコン信号）を送信する。
【００１６】
制御チャネルで送信するビーコン信号の周期と、データチャネルで送信するビーコン信号の周期は同じであっても、異なっても良い。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。特に、連続するデータチャネルビーコン信号間の区間を、データチャネルビーコンインターバルと呼ぶ。データチャネルビーコンインターバル内には１つまたは複数のアクセス期間が含まれる。たとえば１種類の特定のアクセス期間が配置されてもよいし、異なる種類の複数のアクセス期間がある順序で配置されてもよい。例えば、１種類の特定のアクセス期間として、割当ベースアクセス期間のみが配置されてもよい。あるいは、異なる種類の複数のアクセス期間として、割当ベースアクセス期間と、競合ベースアクセス期間とが配置されてもよい。あるいは、割当ベースアクセス期間と、競合ベースアクセス期間と、通信が行われない非動作（inactive）期間とが配置されてもよい。異なる種類の複数のアクセス期間が配置される場合、配置の順序は特定のものに限定されなくてもよい。
【００１７】
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おきにスロットが割り当てられる場合もある。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ことができる。
【００１８】
競合ベースアクセス期間は、任意の競合ベースのアクセス方式で通信が行われる期間である。競合ベースのアクセス方式として、スロット付きアロハ（ｓｌｏｔｔｅｄ  ａｌｏｈａ）方式またはＣＳＭＡベース方式などを用いることができる。例えばスロット付きアロハ方式では、競合ベースアクセス期間に複数のスロットを配置し、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、当該スロットでの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。
【００１９】
一方、制御チャネルでは、キャリアセンスを用いた通信方式、具体的にＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：キャリアセンス多重アクセアス）ベースの通信方式を想定する。ＣＳＭＡ方式では、キャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルであれば、送信権を得ることができる。なお、ハブが制御チャネルでビーコン信号を送信する時間では、ハブのみがそのタイミングの時間を使用可能であり、ノードはその時間を使用できないとしてもよい。制御チャネルで使用する通信方式は、ＣＳＭＡベースの通信方式に限定されるものではない。制御チャネルでは、スロット単位で通信を行っても良いし、スロットベースでなく、任意のタイミングで通信を行う構成も可能である。
【００２０】
ノードは、ハブに接続する前は、制御チャネルで制御チャネルビーコン信号の受信を待機する。ノードは、制御チャネルビーコン信号を受信すると、当該ビーコン信号に記載されるデータチャネル番号に従って、データチャネルにチャネル変更を行う。ノードは、データチャネルにて、データチャネルビーコン信号を受信する。ノードは、例えばデータチャネルを用いて、競合ベースアクセス期間において、ハブとの接続処理およびハブとのデータ送受信を行う。
【００２１】
図２を用いて、第１の実施形態に係るシステムにおけるチャネル変更時のアクセス方式を説明する。図２（Ａ）には、ハブがデータチャネルでノードと送受信する信号が示され、図２（Ｂ）には、ハブが制御チャネルでノードと送受信（ここでは送信のみ）する信号が示される。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。図における「Ｂ」の文字が入った縦長の矩形は、ハブが送信するビーコン信号を表す。「Ｄ」の文字が入った矩形は、ハブがノードから受信するデータフレームを表し、「Ａ」の文字が入った矩形は、ハブがノードに返す応答フレーム（Ａｃｋフレーム）を表す。本例ではデータチャネルビーコンインターバルに、割当ベースアクセス期間と競合ベースアクセス期間が配置される場合を示すが、上述したように、本実施形態は、この配置に限定されるものではない。
【００２２】
ハブは、最初、チャネル番号＃Ｎ２のデータチャネル（Ｄｃｈ）と、チャネル番号＃Ｎ１の制御チャネル（Ｃｃｈ）を使用している。ハブは、何らかの判断の元、データチャネルの変更を行うと判断する。ここでは、データチャネルをチャネル番号＃Ｎ２からチャネル番号＃Ｎ３に変更すると決定する。このとき、ハブは、現在使用しているチャネル番号＃Ｎ２のデータチャネルで、データチャネルの変更有りを示す情報と、変更後のデータチャネル番号（新規データチャネル番号）を表す情報を含むビーコン信号２０１を送信する。例えば、“データチャネル変更ビット”を“１”（データチャネル変更有り）とし  “データチャネル番号”フィールドに新しいデータチャネル番号“＃Ｎ３”を挿入する。ハブは、次のビーコン信号からチャネル番号＃Ｎ３のチャネルを使用して、ビーコン信号２０２を送信する。ビーコン信号２０２の“データチャネル変更ビット”は“０”とする。
【００２３】
一方、ハブが送信する制御チャネルビーコン信号には、“データチャネル番号”フィールドが設けられている。ハブは、当該“データチャネル番号”フィールドを、チャネル番号＃Ｎ３に更新する。例えば、ハブは、データチャネルビーコン信号においてデータチャネルを変更するためのデータ更新（チャネル変更ビットを１にし、新規チャネル番号を設定）をしたことをトリガーに、制御チャネルで送信するビーコン信号のデータチャネル番号を＃Ｎ３に更新する。
【００２４】
ノードは、ハブと接続した後は、基本的にデータチャネルのみを用いた制御を行う。ノードは、データチャネルのビーコン信号２０１を受信し、データチャネルの変更有りの情報を確認することで、データチャネルが変更されることを認識する。ノードは、ビーコン信号２０１に含まれる新規データチャネル番号に、データチャネルを変更する。本例では、チャネル番号＃Ｎ２から＃Ｎ３に変更する。変更するタイミングは任意でよい。本実施形態では、データチャネルを変更するタイミングは、データチャネル変更の通知があったデータチャネルビーコン信号２０１の次にハブからデータチャネルビーコン信号２０２が送信されるタイミングとする。
【００２５】
なお、本例では、ハブが送信するデータチャネルビーコン信号に“データチャネル変更ビット”フィールドを設け、この１ビットの値で、データチャネル番号の変更の有無がわかるようにした。従って、データチャネルの変更有無を判断する際、ノードの処理負荷を低減できる。ただし、本フィールドは必須ではなく、“データチャネル変更ビット”フィールドが無い構成も可能である。この場合には、ノードは、“データチャネル番号”フィールドを常に確認し、当該フィールドの値が変化していれば、データチャネルを変更する必要があると判断できる。
【００２６】
図３を用いて、スリープノードのチャネル変更時のアクセス方式について説明する。
【００２７】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、基本的に図２（Ａ）および図２（Ｂ）と同じである。
ただし、データチャネルビーコンインターバルに、割当ベースアクセス期間と、競合ベースアクセス期間に加え、非動作期間が配置されている。非動作期間が配置されたことによるハブの動作には特に影響は生じないため、これ以上の説明は省略する。また、この配置はあくまで一例であり、上述したように、本実施形態はこの配置に限定されるものではない。
【００２８】
図３（Ｃ）は、スリープノードにおけるデータチャネル変更時の動作例を示す。スリープは、消費電力を低減する目的で、定期的に起動して、一定時間経過後、再度、一定期間スリープする処理を繰り返すノードである。なお、スリープは、通常よりも消費電力が低い状態を表し、一例として、通信装置内の一部の構成要素、または当該一部の構成要素の中のさらに一部の回路への電力供給を停止することで実現してもよい。あるいは、動作周波数を下げる、ネットワークから情報を受信できない状態にするなどでもよい。スリープする期間が長いスリープノードを、特にロングスリープノードと呼ぶこともある。スリープノードは、スリープ期間中は、データチャネルビーコン信号を受信しない。「Ｂ」の文字が入った破線の矩形２１１は、データチャネルビーコン信号を受信しないことを表している。スリープノードは、チャネル番号＃Ｎ２のデータチャネルを使用しているときに、スリープ動作に入ったとする。
【００２９】
ノードは、スリープ動作中（Ａ１）に、時刻Ｔ１で起動する。スリープノードは、起動後、少なくとも１データチャネルビーコンインターバル以上の期間にわたり、ハブからのビーコン信号の受信をデータチャネルで待機する（Ａ２）。ノードは、スリープ動作に入る直前に使用していた番号（＃Ｎ２）のデータチャネルで、ビーコン信号の受信を待機する。ノードは、その間にデータチャネル変更を通知するデータチャネルビーコン信号を受信した場合は、図２と同様に、そのビーコン信号に記載されている番号のチャネルにデータチャネルを移行する。
【００３０】
一方、スリープノードは、上記１データチャネルビーコンインターバル以上の期間において、データチャネルビーコン信号を受信しない場合には、一旦、動作チャネルを制御チャネル（＃Ｎ１）に変更する。そして、スリープノードは、制御チャネルにて、接続中のハブから送信される制御チャネルビーコン信号２１２の受信を待機する（Ａ３）。スリープノードは、制御チャネルビーコン信号２１２を受信すると、当該ビーコン信号から、ハブが現在使用しているデータチャネル番号を把握する。ここでは、データチャネル番号が＃Ｎ３であることを把握する。ノードは、それに従い、再度、動作チャネルを制御チャネル（＃Ｎ１）から新規のデータチャネル（＃Ｎ３）に変更する。ノードは、変更後のデータチャネル（＃Ｎ３）で、ビーコン信号２１３を待機する（Ａ４）。
【００３１】
図４に本実施形態の無線通信装置を備えたハブの構成例を示す。ハブは、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および上位処理部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、チャネル制御部３４を含む。
【００３２】
アクセス制御部３３は、制御チャネルおよびデータチャネルのアクセスを管理する。アクセス制御部３３は、所望タイミングにて、各チャネルでビーコン信号の送信を行うよう制御する。アクセス制御部３３は、送信処理部３１に制御チャネルまたはデータチャネルのビーコン信号の送信を指示する。送信処理部３１は、当該指示を受けて、制御チャネルまたはデータチャネルのビーコン信号のフレームを生成する。送信処理部３１は、生成したフレームを送信部２１へ出力する。制御チャネルのビーコン信号は、データチャネルのチャネル情報（チャネル番号等）を含む。
【００３３】
送信部２１は、制御チャネルの送信と、データチャネルの送信を行う。受信部２２は、制御チャネルの受信と、データチャネルの受信を行う。送信部２１は、それぞれ後述のチャネル制御部３４から指示された番号のチャネルで送信を行う。受信部２２は、それぞれ後述のチャネル制御部３４から指示された番号のチャネルで受信を行う。送信部２０はデータチャネルと制御チャネルの送信を同時に、すなわち独立に行うことができ、また受信部２２は、データチャネルと制御チャネルの受信を同時に、すなわち独立に行うことができてもよい。制御チャネルのビーコン信号フレームは、制御チャネルにて送信し、データチャネルのビーコン信号フレームは、データチャネルにて送信を行う。データフレームはデータチャネルで送信する。
【００３４】
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、制御チャネルまたはデータチャネルの通信方式に従って、所望の物理層の処理を行う。送信部２１は、処理後のフレームにＤ／Ａ変換や周波数変換等を行って、送信信号を生成する。送信部２１は、生成した送信信号を、アンテナ１０を介して空間に電波として送信する。なお、アンテナ１０の個数は１つでも、複数でもよい。
【００３５】
受信部２２はアンテナ１０を介して信号を受信する。受信部２２は、受信した信号に受信処理を行って受信フレームを取得し、当該受信フレームを受信処理部３２へ出力する。
受信処理としては、例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、および復調処理など、所望の物理層処理を含んでもよい。
【００３６】
チャネル制御部３４は、ＰＨＹ＆ＲＦ部２０の設定、すなわち、送信部２１および受信部２２の設定を制御する。例えばチャネル制御部３４は、アクセス制御部３３からの指示に応じて、使用するチャネルの番号をＰＨＹ＆ＲＦ部２０に送る。ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は、チャネル制御部３４から通知されたチャネル番号に従って、送信部２１および受信部２２の動作チャネルの設定を行う。なお、送信部および受信部を、データチャネルと制御チャネル用に２系統用意してもよい。なお、本例ではチャネル制御部３４をアクセス制御部３３とは別に設けているが、チャネル制御部３４の機能をアクセス制御部３３に組み込んで、１つのブロックの処理部としてもよい。
【００３７】
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、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。例えば、データチャネル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。なお、ノードは接続要求フレームを例えばデータチャネルの競合ベースアクセス期間で送信する。
【００３８】
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であるノード側において、上記と同様の処理を行って、割り当てを受けるスロット数や、ビーコンインターバル周期等を決定し、決定した値を接続要求フレームに含めてもよい。この場合、上位処理部４０は、接続要求フレームに含まれる値をもとに、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からデータチャネルを介して接続応答フレームをノードに送信する。
【００３９】
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。
【００４０】
アクセス制御部３３は、受信処理部３２からチャネル状況（Ｓ／Ｎ比等）、またはノードと送受信されるフレームの誤り状況等の通知を受け、チャネル変更を行うかを判断する機能も有する。
【００４１】
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（例えばデータチャネルまたは制御チャネルの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データ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。
【００４２】
図６に、ハブのチャネル管理処理のフローチャートを示す。
【００４３】
ハブのアクセス制御部３３は、一定時間ごと、あるいは任意の条件が成立したこと等をトリガーに本処理を開始する。アクセス制御部３３は、まずデータチャネルのチャネル変更を行うかを判断する（Ｓ１１）。例えば、受信処理部３２から通知されるチャネル状況、またはノードと送受信されるフレームの誤り状況等からチャネル変更を行うかを決定する。アクセス制御部３３は、データチャネルを変更しないと決定した場合は（Ｓ１２のＮＯ）、本処理を終了する。
【００４４】
アクセス制御部３３は、データチャネルを変更すると決定した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、送信処理部３１に対し、データチャネル変更フィールドのビットを立てたチャネル変更有りの情報とともに、新規データチャネル番号を挿入したビーコン信号フレームを生成することを指示する（Ｓ１３）。送信処理部３１は、アクセス制御部３３からの指示に従って、データチャネルのビーコン信号フレームを生成する。
【００４５】
また、アクセス制御部３３は、制御チャネルビーコン信号に含まれるデータチャネルの番号を、上記新規データチャネル番号に変更するよう送信処理部３１に指示する（Ｓ１４）。送信処理部３１は、アクセス制御部３３からの指示に従って、新規データチャネル番号を含むように制御チャネルのビーコン信号フレームを生成する。
【００４６】
アクセス制御部３３は、データチャネルのビーコン送信タイミングで、チャネル変更有りの情報および新規データチャネル番号を含むビーコン信号フレームを送信するよう送信処理部３１に指示する。送信処理部３１は、データチャネルのビーコン送信タイミングで、送信部２０を介してデータチャネルで、チャネル変更有りの情報および新規データチャネル番号を含むビーコン信号フレーム送信する（Ｓ１５）。
【００４７】
また、アクセス制御部３３は、制御チャネルのビーコン送信タイミングで、新規データチャネル番号を含むビーコン信号フレームを送信するよう送信処理部３１に指示する。送信処理部３１は、制御チャネルのビーコン送信タイミングで、送信部２０を介して制御チャネルで、新規データチャネル番号等を含むビーコン信号フレーム送信する（Ｓ１５）。
【００４８】
この後、アクセス制御部３３は、次のデータチャネルビーコン信号の送信から新規データチャネル番号のチャネルを使用するように、チャネル制御部３４を介して、送信部２０および受信部２２の設定を変更する。
【００４９】
図５に本実施形態の無線通信装置を備えたノードの構成例を示す。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および上位処理部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、チャネル制御部１３４を含む。送信処理部１３１および受信処理部１３２は  送信バッファおよ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を含む。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。
【００５０】
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に出力する。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、例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。
【００５１】
上位処理部１４０は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するプログラム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。
【００５２】
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に出力する。送信処理部１３１は、アクセス制御部１３３の送信指示を受けて、接続要求フレームを、送信部１２１に出力する。
【００５３】
送信部１２１は、制御チャネルの送信と、データチャネルの送信を行う。受信部１２２は、制御チャネルの受信と、データチャネルの受信を行う。送信部１２１は、後述のチャネル制御部１３４から指示された番号のチャネルで、フレームを送信する。より詳細に、送信部１２１は、送信処理部１３１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。送信部１２１は、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する。送信部１２１は、アンテナ１１０を介して送信信号を空間に電波として送信する。
【００５４】
受信部１２２は、チャネル制御部１３４から指示された番号のチャネルでフレームを受信する。例えば、受信部１２２は、ハブから制御チャネルで送信されるビーコン信号フレームを受信する。受信部１２２は、ハブからデータチャネルで送信されるビーコン信号フレームを受信する。より詳細に、受信部１２２は、アンテナ１１０を介して信号を受信し、受信信号に受信処理を行って受信フレームを得る。受信部１２２は、受信フレームを受信処理部１３２へ出力する。受信処理としては、例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、および復調処理など、所望の物理層処理を含む。
【００５５】
チャネル制御部１３４は、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０の設定、すなわち、送信部１２１および受信部１２２の動作チャネルの設定を制御する。例えば、チャネル制御部１３４は、使用するチャネルの番号をＰＨＹ＆ＲＦ部１２０に送る。ＰＨＹ＆ＲＦ部２０は、送信部および受信部を、チャネル制御部１３４から指定された番号のチャネルを送信および受信するように設定する。なお、本例ではチャネル制御部１３４をアクセス制御部１３３とは別に設けているが、チャネル制御部１３４の機能をアクセス制御部１３３に組み込んで、１つのブロックの処理部としてもよい。
【００５６】
なお、ノードにアンテナを２つ用意し、データチャネルと制御チャネル用にそれぞれ送信部および受信部を２系統設けて、制御チャネルとデータチャネルを同時に使用可能な構成にしてもかまわない。
【００５７】
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。受信処理部１３２は、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。アクセス制御部１３３は、当該接続応答を受けると、送信部１２１および受信部１２２の動作チャネルを、制御チャネルからデータチャネルに切り替えることを決定する。アクセス制御部１３３は、チャネル制御部１３４に、制御チャネルからデータチャネルへのチャネル切り替えを指示する。チャネル制御部１３４は、当該指示を受けて、データチャネルへ動作チャネルを切り替えるよう、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０に指示する。
【００５８】
アクセス制御部１３３は、接続応答フレームに含まれるデータチャネルの割り当てスロットの情報等に基づき、データチャネルのアクセスを制御する。アクセス制御部１３３は、送信処理部１３１のフレーム保持状況を把握している。アクセス制御部１３３は、割当ベースアクセス期間において、自ノードに割り当てられたスロットのタイミングにて、送信処理部１３１へデータフレームの送信を指示する。送信処理部１３１は、データフレームにＭＡＣヘッダー付加処理などを実施し、処理語のフレームを送信部１２１へ出力する。
【００５９】
アクセス制御部１３３は競合ベースアクセス期間内でデータフレーム等のフレームを送信する場合であれば、スロットアロハ方式では、任意のスロットの開始タイミングで所定の送信確率で送信または非送信を決定する。送信が決定された場合は、当該スロットの開始タイミングでフレームの送信を行うよう送信処理部３１へ指示する。非送信が決定された場合は、送信を見送り、競合ベースアクセス期間内の次以降のスロットで同様の処理を行う。
【００６０】
ＣＳＭＡベースの方式では、受信処理部１３２を介して受信部１２２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、ノードは送信権を獲得し、当該フレームを送信するよう送信処理部３１に制御する。ＣＳＭＡベースの方式でも、スロットアロハ方式と同様にスロット単位で、アクセスを行ってもかまわない。この場合、例えばスロットの開始タイミング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であれば、送信権を獲得し、当該スロットにおいてフレームを送信する。
【００６１】
なお、図５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、受信処理部１３２を介して行う仕組みを示したが、受信部１２２とアクセス制御部１３３にて直接行っても問題ない。
【００６２】
受信処理部１３２は、受信部１２２から入力されたフレームのＭＡＣヘッダーの解析等の結果、受信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。
【００６３】
なお、チャネル制御部１３４およびアクセス制御部１３３は、それぞれ制御に必要な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、例えば、ノードの状況、ハブの状況、データチャネルのチャネル番号、制御チャネルのチャネル番号などを保持してもよい。ノードの状況として、例えば接続処理済みか否かの情報、バッテリー残量の情報がある。また、ハブの状況として、制御チャネルのビーコン信号の送信タイミングや、データチャネルのビーコン信号の送信タイミングの情報がある。また、ハブの状況として、ハブの電源のオン／オフ状態や、その他の情報があってもよい。
【００６４】
以下、ノードの動作例を示す。アクセス制御部１３３は、上位処理部１４０からの送信要求に基づき、制御チャネルのアクセスを管理する。ノードは、制御チャネルを特定する情報を予め記憶しておいても良いし、チャネルサーチを行って制御チャネルを特定してもよい。
【００６５】
アクセス制御部１３３は、ハブから制御チャネルで送信されるビーコン信号を受信して、接続要求の生成に必要な情報や、データチャネルの情報を取得する。アクセス制御部１３３は、取得した情報に基づき、送信処理部１３１へ、接続要求フレームの送信を指示する。送信処理部１３１は、接続要求フレームを生成して、送信部１２１から制御チャネルを介して送信する。アクセス制御部１３３はハブからの接続応答フレームを待つ。
【００６６】
アクセス制御部１３３は、接続応答フレームの受信をトリガーに、チャネル制御部１３４に対し、動作チャネルを制御チャネルからデータチャネルへ切り替えるよう指示する。
チャネル制御部１３４は、当該指示に応じて、データチャネルの情報をＰＨＹ＆ＲＦ部１２０に通知する。ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０は、チャネル制御部１３４からの通知に従って、動作チャネルをデータチャネルへ切り換える。
【００６７】
また、アクセス制御部１３３は、接続応答フレームに含まれるデータチャネルの割り当てスロットの情報に基づき、データチャネルへのアクセスを管理する。アクセス制御部１３３は、送信処理部１３１のフレーム保持状況を把握し、自ノードの割り当てスロットのタイミングにて、送信処理部１３１へデータフレームの送信を指示する。または、アクセス制御部１３３は、競合ベースアクセス期間内で、使用する競合ベースアクセス方式に従って送信権を獲得した場合は、送信処理部３１へデータフレームの送信を指示する。
【００６８】
次に、ノードの動作として、チャネル変更時の動作を示す。
【００６９】
図７に、ノードのチャネル管理処理のフローチャートを示す。ノードのアクセス制御部１３３は、データチャネルのビーコンインターバル以上の間、自身に設定されているチャネル番号のデータチャネルで、ハブからのビーコン信号の受信を待機する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。アクセス制御部１３３は、そのビーコン信号の受信待ちの間に、ハブからデータチャネルビーコン信号を受信した場合（Ｓ１０１のＹＥＳ）、当該ビーコン信号に基づき、データチャネルが変更されるかを判断する（Ｓ１０３）。例えばビーコン信号にチャネル変更有りの情報が含まれるときは、データチャネルが変更されると判断する。データチャネルが変更されない場合は、ステップＳ１０１に戻って、ハブからのデータチャネルビーコン信号の受信を待機する。
【００７０】
アクセス制御部１３３は、データチャネルが変更されると判断した場合は（Ｓ１０３のＹＥＳ）、データチャネルビーコン信号に指定されている新規データチャネル番号にデータチャネルを変更する（Ｓ１０４）。具体的に、アクセス制御部１３３は、チャネル制御部１３４を介して送信部１２１および受信部１２２に新規データチャネル番号へのチャネルの変更を指示する。変更のタイミングは、次に送信されるデータチャネルビーコン信号の送信タイミングでもよいし、現在のビーコンインターバルで通信が発生しない場合は、即時でもよい。
【００７１】
一方、アクセス制御部１３３は、データチャネルのビーコンインターバル以上の間、データチャネルビーコン信号を受信しない場合には（Ｓ１０１のＮＯ、Ｓ１０２のＹＥＳ）、制御チャネルに動作チャネルを変更する（Ｓ１０５）。具体的に、アクセス制御部１３３は、チャネル制御部１３４を介して送信部１２１および受信部１２２に制御チャネル番号へのチャネル変更を指示する。
【００７２】
アクセス制御部１３３は、制御チャネルで、制御チャネルビーコン信号の受信を待機する（Ｓ１０６）。アクセス制御部１３３は、制御チャネルビーコン信号を受信したら（Ｓ１０６のＹＥＳ）、そのビーコン信号に基づき新規データチャネル番号を把握する。そして、アクセス制御部１３３は、動作チャネルを、制御チャネルから新規データチャネルに変更する（Ｓ１０４）。具体的に、アクセス制御部１３３は、チャネル制御部１３４を介して送信部１２１および受信部１２２に新規データチャネル番号へのチャネルの変更を指示する。
【００７３】
このように、第１の実施形態によれば、ハブがデータチャネルで送信するビーコン信号にチャネル変更有りの情報と新規データチャネル番号のうち少なくとも後者を含める。また、ハブが制御チャネルで送信するビーコン信号に新規データチャネル番号を表す情報を含める。これにより、スリープしていない通常のノードは、制御チャネルへ動作チャネルを切り換えることなく、新規データチャネルへの移行が可能となる。また、スリープノードは、スリープから起動後に、制御チャネルへ動作チャネルを切り換えることで、すなわち最小限のチャネル変更で、新規データチャネルを把握し、新規データチャネルへ移行することが可能となる。
【００７４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、チャネル変更と新規データチャネル番号を、データチャネルビーコン信号にて通知する仕組みを示した。本実施形態では、チャネル変更および新規データチャネル番号の他に、データチャネル変更タイミングを通知する。データチャネルの変更タイミング前までに送信する各データチャネルビーコン信号の全部または一部には、チャネル変更有りの情報および新規データチャネル番号、およびデータチャネル変更タイミングを含める。これにより、定期的に起動し、それ以外はスリープするノードが存在する場合でも、起動したノードは、制御チャネルに移行せずに、データチャネルに追従できる可能性を高めることができる。より詳細には以下の通りである。
【００７５】
ノードの中には、自ノードの送受信タイミング以外では、スリープするノードも存在し得る。例えば、数データチャネルビーコン信号毎に１回起動して、データチャネルビーコン信号を受信するノードが存在することが考えられる。この場合、第１の実施形態のようにチャネル変更有りの情報および新規データチャネル番号を挿入したデータチャネルビーコン信号の次に送信するデータチャネルビーコン信号の送信タイミングで、データチャネルを変更すると、数ビーコン信号に一度のみデータチャネルビーコン信号を受信するノードは、データチャネル変更を把握できなくなる。したがって、そのノードは、変更後の新規データチャネルで送信されるデータチャネルビーコン信号を見失う。
【００７６】
第１の実施形態では、このような場合に、ノードは一度、制御チャネルに動作チャネルを移行することで、新規データチャネルを把握し、新規データチャネルに移行した。しかしながら、この場合、新規データチャネルへ移行するまでに、２度チャネル変更を行うこととなる。これはノードにおける消費電力の増大につながる。
【００７７】
そこで、本実施形態では、データチャネルビーコン信号に、チャネル変更有りの情報および新規データチャネル番号の他に、データチャネル変更タイミングを追加することで、この問題を解決する。以下、本実施形態の詳細を示す。
【００７８】
図８を用いて、本実施形態に係るシステムにおけるチャネル変更時のアクセス方式を説明する。
【００７９】
図２との差分として、ハブは、データチャネルビーコン信号に、チャネル変更および新規データチャネル番号の他に、データチャネル変更タイミングも挿入する。図示の例では、ビーコン信号３０１の送信タイミングを特定する情報を、データチャネル変更タイミングとして挿入している。ハブのアクセス制御部３３は、データチャネルを変更すると判断した時に、実際にデータチャネルを切り替えるタイミングを決め、決めたタイミングを表す情報を、チャネル変更および新規データチャネル番号とともに、データチャネルビーコン信号に挿入する。
【００８０】
データチャネルビーコン信号を受信したノードは、新規データチャネル番号と、新規データチャネルにデータチャネルを変更するタイミングとを把握する。ノードは、把握したタイミングに合わせて、データチャネルを新規データチャネル番号に変更するように、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０を制御する。図示の例では、ビーコン信号３０１の送信以降から、データチャネルではチャネル＃Ｎ３を用いるように、ＰＨＹ＆ＲＦ部１２０における送信部１２１および受信部１２２を制御する。
【００８１】
データチャネル変更タイミングを決定する例を、以下に示す。例えばハブは、接続している各ノードから、あらかじめ起動周期とスリープ期間長の通知を受けている。例えば何ビーコンインターバルごとに１回起動してデータチャネルビーコンを受信し、次のビーコン送信タイミングから再びスリープに入るなどである。そこで、接続している各ノードのうち、最も起動周期が長い周期に合わせて、データチャネル変更タイミングを決定する。
起動周期は、データチャネルビーコンの受信周期に相当する。
【００８２】
例えばチャネル変更を通知するデータチャネルビーコン信号の送信から、当該最も長い周期後のビーコン信号の送信タイミングを、データチャネル変更タイミングに決定する。
ただし、接続している各ノードの中に、非常に長い周期で起動するロングスリープノードが含まれる場合もある。ロングスリープノードは、Ｘ回以上連続してビーコン信号を受信しないノードなどと定義できる。Ｘの値（上限値）は特に限定しないが、通常のスリープノードと区別できるようにするには、２以上である必要がある。そういったロングスリープノードが存在する場合は、ロングスリープノード以外のスリープノードの起動周期に合わせて、データチャネル変更タイミングを決定してもよい。
【００８３】
データチャネルビーコン信号に挿入するデータチャネル変更タイミングの形態は任意でよい。例えば、チャネルを切り替えるタイミングのデータチャネルビーコンのシーケンス番号（ＳＮ）を、変更タイミングを表す値として指定してもよい。もしくは、当該データチャネルビーコン信号のｘ回後に送信されるビーコン信号のタイミングを変更タイミングとして特定する場合は、“ｘ”を、変更タイミングを表す値として指定してもよい。
【００８４】
図９に、本実施形態に係るハブのチャネル管理処理のフローチャートを示す。
【００８５】
ハブのアクセス制御部３３は、一定時間ごと、あるいは任意の条件が成立したこと等をトリガーに本処理を開始する。アクセス制御部３３は、まずデータチャネルのチャネル変更を行うかを判断する（Ｓ２０１）。アクセス制御部３３は、データチャネルを変更しないと決定した場合は（Ｓ２０２のＮＯ）、本処理を終了する。
【００８６】
アクセス制御部３３は、データチャネルを変更すると決定した場合（Ｓ２０２のＹＥＳ）、送信処理部３１に対し、データチャネル変更フィールドのビットを立てたチャネル変更有りの情報とともに、新規データチャネル番号とデータチャネル変更タイミングの情報とを挿入したビーコン信号フレームを生成することを指示する（Ｓ２０３）。送信処理部３１は、アクセス制御部３３からの指示に従って、データチャネルのビーコン信号フレームを生成する。
【００８７】
アクセス制御部３３は、データチャネルの変更タイミングが到来したかを判断する（Ｓ２０４）。データチャネルの変更タイミングが到来した場合は、送信処理部３１に対し、制御チャネルビーコン信号に含まれるデータチャネルの番号を、上記新規データチャネル番号に変更するよう送信処理部３１に指示する（Ｓ２０５）。送信処理部３１は、アクセス制御部３３からの指示に従って、新規データチャネル番号を含むように制御チャネルのビーコン信号フレームを生成する。アクセス制御部３３は、データチャネルの変更タイミングが到来していない場合は、データチャネルの番号の更新を送信処理部３１に指示しない。
【００８８】
アクセス制御部３３は、データチャネルのビーコン送信タイミングで、チャネル変更有りの情報、新規データチャネル番号およびデータチャネル変更タイミングを含むビーコン信号フレームを送信するよう送信処理部３１に指示する（Ｓ２０６）。また、送信処理部３１は、制御チャネルのビーコン送信タイミングで、送信部２０を介して制御チャネルで、新規データチャネル番号を含むビーコン信号フレーム送信する（同Ｓ２０６）。なお、アクセス制御部３３は、データチャネルの変更タイミングから、新規データチャネルでデータチャネルビーコン信号およびその他の信号の送受信を行うように、チャネル制御部３４を介して、送信部２０および受信部２２の動作チャネルの設定を変更する。
【００８９】
このように、第２の実施形態によれば、データチャネル変更時にデータチャネル変更タイミングを決定し、当該データチャネル変更タイミング前までに送信する各データチャネルビーコン信号に、データチャネル変更タイミング等の情報を含める。これにより、定期的に起動してデータチャネルビーコン信号を受信するノードであっても、制御チャネルに移行する必要なく、データチャネルの変更およびそのタイミングを認識して、変更後のデータチャネルに追従できる可能性を高めることができる。
【００９０】
（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、制御チャネルビーコン信号の送信周期は一定であったが、本実施形態では、データチャネルを変更する場合に、制御チャネルビーコン信号の送信周期を変更する場合を示す。
【００９１】
図１０を用いて、第３の実施形態に係るシステムにおけるチャネル変更時のアクセス方式を説明する。
【００９２】
本実施形態に係るハブは、低消費電力化のため、制御チャネルビーコン信号の送信周期を、基本周期よりも長く設定していたとする。例えば基本周期の２倍に設定していたとする。ここで、基本周期は、近接するハブ間にて、信号衝突等が生じないように、予め取り決めておいた値とする。制御チャネルビーコン信号には、他のハブとの状況共有の役割もあり、かつ同一の制御チャネルにて複数のハブがそれぞれの制御チャネルビーコン信号を、タイムシェアリングで送信する場合も考えられる。そこで、制御チャネルビーコン信号の基本周期を、近接するハブ間にてそれぞれの信号の衝突等を防止するように、予め取り決めておく。
【００９３】
ハブは、データチャネル変更を決定した場合に、データチャネル変更をトリガーに、制御チャネルビーコン信号の送信周期を上げる、もしくは基本周期に戻す動作を行う。基本周期より高く送信周期を設定する場合は、事前に近接するハブ間で、信号の衝突等を防止するため互いが使用し得る周期について合意しておいてもよい。なお、複数のハブが存在する場合には、お互いの制御チャネルビーコン信号を受信することで、近接する他のハブが使用しているデータチャネルの情報などを把握できる。したがって、ハブは、近接する他のハブが使用していないデータチャネルを変更先のチャネルに決定することも可能である。
【００９４】
図１０（Ａ）に示すように、ハブはデータチャネル＃Ｎ２で、データチャネルビーコン信号４０１により、データチャネル変更タイミング等を通知している。ここでは、データチャネル変更タイミングは、次のデータチャネルビーコン信号４０２の送信タイミングである。変更先のデータチャネルはチャネル＃Ｎ３である。この場合、ハブは、図１０（Ｂ）に示すように、データチャネルビーコン信号４０１の送信タイミング以降から、制御チャネルビーコン信号の送信周期を上げる（Ａ３１）。または、データチャネルビーコン信号４０１の次のビーコン信号の送信タイミング以降から制御チャネルビーコン信号の送信周期を上げても良い。
【００９５】
本例では、データチャネルビーコン信号４０１の次のビーコン信号の送信タイミングからチャネルを変更しているが、数データチャネルビーコン信号先の送信タイミングからチャネル変更することもある。この場合には、当該チャネル変更タイミング以降、もしくはその１つまたはそれ以上前のビーコン信号送信タイミング以降から、制御チャネルビーコン信号の送信周期を上げるように制御してもよい。
【００９６】
一方、図１０（Ｃ）に示すように、スリープノードが時刻Ｔ２で起動したとする。このスリープノードは、時刻Ｔ２での起動後に、１データチャネルビーコンインターバルの間、チャネル＃Ｎ２でデータチャネルビーコン信号の受信を待機する（Ａ３２）。
【００９７】
しかし、スリープノードは、チャネル＃Ｎ２でデータチャネルビーコン信号を受信ができない。このため、スリープノードは、制御チャネル＃Ｎ１に移行して、ビーコン信号の受信を待機する（Ａ３３）。
【００９８】
図示の例では、スリープノードは、待機の間、複数の制御チャネルビーコン４１１、４１２を受信している。第１の実施形態において図３（Ｃ）に示した例でも、スリープノードは、図１０（Ｃ）で示したのと同じ時間だけ、ビーコン信号の受信を待機していたが、ビーコン信号の受信は１回だけであった。これに対し、図１０（Ｃ）の例では、ビーコン信号の送信周期が上げられていることにより、ビーコン信号を２回受信できている。
【００９９】
このことから１回目の制御チャネルビーコン信号４１１を正しく受信できていれば（フレーム誤りがなければ）、すなわち、新規データチャネル番号を確認できれば、以降の制御チャネルビーコン信号の待機処理および受信処理を中断してもよい。これにより、早期に新規データチャネルへ移行できる。
【０１００】
また、１回目に受信した制御チャネルビーコン信号４１１にフレーム誤りがあった場合でも、２回目の制御チャネルビーコン信号を早期に受信できるため、早期に新規データチャネルへ移行できる可能性を高めることができる。
【０１０１】
スリープノードは、新規データチャネル番号を確認したら、動作チャネルを制御チャネルあらデータチャネルに変更する（Ａ３４）。
【０１０２】
一方、ハブは、制御チャネルビーコン信号の送信周期を上げた後、予め定めた条件が満たされた場合は、再度、制御チャネルビーコン信号の送信周期を下げる。予め定めた条件としては、接続中のノードの一定数または一定割合のノードが、新規チャネルへ移行したことを確認できたことがある。例えば、接続中のすべてのノードが新規チャネルへ移行したことがある。
【０１０３】
あるいは、予め定めた条件として、所定のトリガーから、一定時間経過したことがあり得る。例えば、送信周期を上げたタイミングから一定時間経過したことがある。または、事前に定めた台数（ノードの全台数より小さい値）または事前に定めた割合（１より小さい値）のノードが新規チャネルへ移行したことを確認できたタイミングがある。
【０１０４】
ここで、接続中のノードが新規チャネルを移行したことを確認する方法としては、以下の方法がある。
【０１０５】
一例として、新規チャネルに移行したノードは、変更後のデータチャネルで、自身に割り当てられたスロットにおいて、任意のデータ、またはチャネル変更通知（Channel change announcement）等の制御信号を送信する。任意のデータとしては、ハブに送信する必要があるデータ（例えばセンサデータ等の通常のデータ）でもよいし、データのフレームボディーがないヌルデータ（Null data）等でもよい。
【０１０６】
図１０（Ａ）の例では、ノードは、新規チャネル＃Ｎ３へ移行して３データチャネルビーコン周期目の割当ベースアクセス期間内の割当スロットにて、チャネル変更通知またはデータを送信している。「Ｍ」の文字が入った矩形の信号がこれを表している。
【０１０７】
図１０（Ｃ）の例では、スリープノードは、新規チャネル＃Ｎ３へ移行して１データチャネルビーコン周期目の割当ベースアクセス期間内の割当スロットにて、チャネル変更通知またはデータを送信している。「Ｍ」の文字が入った矩形の信号がこれを表している。
【０１０８】
このように、第３の実施形態によれば、データチャネル変更時に制御チャネルビーコン信号の送信周期を上げることで、各ノードを早期に新規チャネルへ移行させる可能性を高めることができる。また、データチャネル変更時以外では、制御チャネルビーコン信号の送信周期を低くすることで、ハブの消費電力を低減できる。
【０１０９】
(第４の実施形態) 
図１１に第４の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブの構成例のブロック図を示す。
【０１１０】
図１１に示すハブは、図４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３０および受信処理部３２と入出力を行う。バッファ７１、７２は、例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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
図１２に第４の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードの構成例のブロック図を示す。
【０１１３】
図１２に示すノードは、図５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１３０および受信処理部１３２と入出力を行う。バッファ１７１、１７２は、例えば任意の揮発性メモリまたは不揮発性メモリで構成できる。このように、バッファ１７１、１７２を備えることで、送信データおよび受信データをバッファ１７１、１７２に保持して、再送処理、フレーム種別等に応じたＱｏＳ制御、または上位処理部１４０への出力処理を容易に行うことができる。
【０１１４】
（第５の実施形態）
図１３に第５の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブの構成例のブロック図を示す。
【０１１５】
図１３に示すハブは、図１１に示した第４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およびチャネル制御部３４の少なくとも一方の機能をプロセッサ部７５で実現してもよい。
【０１１６】
図１４に第５の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードの構成例のブロック図を示す。
【０１１７】
図１４に示すノードは、図１２に示した第４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およびチャネル制御部１３４の少なくとも一方の機能をプロセッサ部１７５で実現してもよい。
【０１１８】
（第６の実施形態）
図１５に第６の実施形態に係る無線通信装置を備えたハブの構成例のブロック図を示す。
【０１１９】
図１５に示す無線通信装置は、図４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。ホストをクロック生成部７６から入力されるクロックによって動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部７６は、ＭＡＣ部３０の外側に配置されているが、ＭＡＣ部３０の内部に設けてもよい。
【０１２０】
図１６に第６の実施形態に係る無線通信装置を備えたノードの構成例のブロック図を示す。
【０１２１】
図１６に示す無線通信装置は、図５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。ホストをクロック生成部１７６から入力されるクロックによって動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側を同期させて動作させることが可能となる。この例ではクロック生成部１７６は、ＭＡＣ部１３０の外側に配置されているが、ＭＡＣ部１３０の内部に設けてもよい。
【０１２２】
（第７の実施形態）
図１７は、第７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１７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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図１７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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
（第８の実施形態）
図１８（Ａ）および図１８（Ｂ）は、それぞれ第８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１８（Ａ）の無線機器はノートＰＣ３０１であり、図１８（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。
【０１３８】
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１９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１９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。
【０１３９】
（第９の実施形態）  
第９の実施形態では、第１〜第８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。
【０１４０】
（第１０の実施形態）  
第１０の実施形態では、第１〜第８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。
【０１４１】
（第１１の実施形態）  
第１１の実施形態では、第１〜第８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。
【０１４２】
（第１２の実施形態）  
第１２の実施形態では、第１１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。
【０１４３】
（第１３の実施形態）  
第１３の実施形態では、第９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。
【０１４４】
（第１４の実施形態）  
第１４の実施形態では、第１〜第８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。
【０１４５】
（第１５の実施形態）  
第１５の実施形態では、第１〜第８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。
【０１４６】
（第１６の実施形態）  
図２０は、第１６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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
図２１は、図２０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２０の無線通信装置４１２、４２２に対応し、生体センサー５１５は、図２０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。
【０１５１】
図２２は、図２０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２０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。
【０１５２】
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】
【０１５３】
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
３４、１３４：チャネル制御部
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】
2015087870.tif 000003
【図２】
2015087870.tif 000004
【図３】
2015087870.tif 000005
【図４】
2015087870.tif 000006
【図５】
2015087870.tif 000007
【図６】
2015087870.tif 000008
【図７】
2015087870.tif 000009
【図８】
2015087870.tif 000010
【図９】
2015087870.tif 000011
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月7日(2016.6.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
一方、スリープノードは、上記１データチャネルビーコンインターバル以上の期間において、接続しているハブからのデータチャネルビーコン信号を受信しない場合には、一旦、動作チャネルを制御チャネル（＃Ｎ１）に変更する。そして、スリープノードは、制御チャネルにて、接続中のハブから送信される制御チャネルビーコン信号２１２の受信を待機する（Ａ３）。スリープノードは、制御チャネルビーコン信号２１２を受信すると、当該ビーコン信号から、ハブが現在使用しているデータチャネル番号を把握する。ここでは、データチャネル番号が＃Ｎ３であることを把握する。ノードは、それに従い、再度、動作チャネルを制御チャネル（＃Ｎ１）から新規のデータチャネル（＃Ｎ３）に変更する。ノードは、変更後のデータチャネル（＃Ｎ３）で、ビーコン信号２１３を待機する（Ａ４）。
【手続補正３】
【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のチャネルで第１報知信号を受信する受信部と、
前記第１報知信号を解析して、第２のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、
前記受信部の動作チャネルを前記第１のチャネルから前記第２のチャネルに変更し、
予め定めた期間、前記第２のチャネルで第２報知信号を受信しない場合、前記動作チャネルを前記第２のチャネルから前記第１のチャネルに変更する制御部と、を備え、
前記受信部は、前記動作チャネルが前記第２のチャネルから前記第１のチャネルに変更された後、前記第１のチャネルで第３報知信号を受信する
無線装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第３報知信号を解析して、第３のチャネルを特定するチャネル情報を取得し、前記動作チャネルを前記第３チャネルに変更する
請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記第２のチャネルで前記第２報知信号を受信し、
前記制御部は、前記第２報知信号を解析することにより前記第２のチャネルが変更されることを検知した場合、前記第２報知信号に含まれる変更後のチャネルを特定するチャネル情報に基づいて、前記動作チャネルを変更する
請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２報知信号にチャネル変更有りを示す情報が含まれる場合は、前記第２のチャネルが変更されることを検知する
請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２報知信号に前記第２のチャネルのチャネル変更タイミングを表す情報が含まれる場合、前記情報に従ったタイミングで前記動作チャネルを変更する
請求項３または４に記載の無線装置。
【請求項６】
前記動作チャネルが変更された場合、変更後の動作チャネルで、任意のデータまたはチャネル変更通知を送信する送信部、をさらに備える
請求項２ないし５のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項７】
少なくとも１つのアンテナをさらに備えた、
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項８】
第１のチャネルで、第２のチャネルのチャネル情報を含む第１報知信号を送信する送信部と、
前記第２のチャネルを第３のチャネルに変更する場合、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む第２報知信号を前記第２のチャネルで送信し、前記第３のチャネルへの変更後、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む第３報知信号を前記第１のチャネルで送信するよう制御する制御部と、
を備えた無線装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第２報知信号が送信された後、前記第２のチャネルを前記第３のチャネルに変更する
請求項８に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記第２報知信号は、前記第３のチャネルのチャネル情報とともに、前記第２のチャネルを変更するチャネル変更タイミングを表す情報を含む
請求項８に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第２報知信号により通知した前記チャネル変更タイミングに従って、前記第２のチャネルを前記第３のチャネルに変更する
請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１２】
前記送信部は、前記第２報知信号を、前記第２のチャネルで一定の周期で送信し、
前記制御部は、通信対象となる装置が前記第２のチャネルで送信される前記第２報知信号を受信する周期に基づき、前記チャネル変更タイミングを決定する
請求項１０または１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記通信対象となる装置のうち前記受信周期が最も長い装置の受信周期に基づき、前記チャネル変更タイミングを決定する
請求項１２に記載の無線装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記受信周期が上限値より大きい前記通信対象となる装置が存在する場合、前記上限値以下の受信周期を有する前記通信対象となる装置の受信周期に基づき、前記チャネル変更タイミングを決定する
請求項１３に記載の無線装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第３報知信号を送信する周期を、前記第１報知信号を送信する周期よりも高くする
請求項８ないし１４のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記通信対象となる装置のうちの一定台数または一定比率の装置から、前記第３のチャネルでデータまたはチャネル変更通知を受信した場合は、前記第３報知信号の送信周期を低下させる
請求項１５に記載の無線装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記第３報知信号を送信する周期を、予め決めた基本周期に上昇させ、前記第３のチャネルでデータまたはチャネル変更通知を受信した場合は、前記第３報知信号の送信周期を、前記基本周期から元の周期に戻す
請求項１６に記載の無線装置。
【請求項１８】
少なくとも１つのアンテナをさらに備えた、
請求項８ないし１７のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項１９】
第１のチャネルで、第２のチャネルのチャネル情報を含む第１報知信号を送信し、
前記第２のチャネルを第３のチャネルに変更する場合、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む第２報知信号を前記第２のチャネルで送信し、
前記第３のチャネルへの変更後、前記第３のチャネルのチャネル情報を含む第３報知信号を前記第１のチャネルで送信する、
無線通信方法。
【請求項２０】
前記第２報知信号は、前記第３のチャネルのチャネル情報とともに、前記第２のチャネルを変更するチャネル変更タイミングを表す情報を含む
請求項１９に記載の無線通信方法。
【国際調査報告】
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