(57)【要約】【課題】全体的な信号量を効果的に削減できる無線ネットワークにおける通信方法、無線通信端末、及び無線通信システムを得る。【解決手段】無線ネットワークにおいて、データ通信用信号でデータを送受信し、制御用信号を所定間隔で周囲の全端末宛に送信する通信方法であって、制御用信号の送信時において、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納め、それぞれの信号の宛先アドレスを前記パケットに格納して送信することを特徴とする。【選択図】図３
2008072535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信用信号でデータを送受信し、制御用信号を所定間隔で周囲の全端末宛に送信する、無線ネットワークにおける通信方法であって、
制御用信号の送信時に、
制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納め、
それぞれの信号の宛先アドレスを前記パケットに格納して送信することを特徴とする無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項２】
制御用信号の送信時にのみ、データ通信用信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項３】
制御用信号と、データを送受信するためのデータ通信用信号を用いて通信を行う、無線ネットワークにおける通信方法であって、
データ通信用信号の送信要求発生時に、
制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納め、
それぞれの信号の宛先アドレスを前記パケットに格納して送信することを特徴とする無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項４】
データ通信用信号の送信時にのみ、制御用信号を送信することを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項５】
制御用信号の前回送信時からの経過時間と、制御用信号の送信間隔の上限値とを記憶する記憶手段を設け、
制御用信号の前回送信時から前記上限値が経過した際には、
制御用信号を単独で送信し、
データ通信用信号の送信時には、
前記記憶手段に格納した経過時間をリセットすることを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項６】
前記記憶手段に格納した経過時間を参照し、
経過時間が所定値以上である場合のみ、制御用信号を前記パケットに含めることを特徴とする請求項５に記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項７】
制御用信号とデータ通信用信号のＭＡＣ層宛先アドレスが同一である際には、
データ通信用信号の宛先アドレスのうち、ＭＡＣ層アドレスを省略して前記パケットを送信することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無線ネットワークにおける通信方法。
【請求項８】
所定間隔で制御用信号を出力する制御用信号管理手段と、
送信データを生成する送信データ生成手段と、
前記送信データ生成手段が生成した送信データを無線通信により送信し、他の無線通信端末が送信した信号を受信するアンテナとを有し、
前記送信データ生成手段は、
データ通信用信号と、前記制御用信号管理手段が出力した制御用信号と、それぞれの信号の宛先アドレスとに基づいて、
これらのデータを単一のパケットに納めた送信データを前記所定間隔で生成し、前記アンテナに出力することを特徴とする無線通信端末。
【請求項９】
制御用信号を出力する制御用信号管理手段と、
送信データを生成する送信データ生成手段と、
前記送信データ生成手段が生成した送信データを無線通信により送信し、他の無線通信端末が送信した信号を受信するアンテナとを有し、
前記送信データ生成手段は、
データ通信用信号の送信要求発生時に、
前記制御用信号管理手段に制御用信号を出力するように要求し、
データ通信用信号と、前記制御用信号管理手段が出力した制御用信号と、それぞれの信号の宛先アドレスとに基づいて、
これらのデータを単一のパケットに納めた送信データを生成し、前記アンテナに出力することを特徴とする無線通信端末。
【請求項１０】
制御用信号の前回送信時からの経過時間と、制御用信号の送信間隔の上限値とを記憶する記憶手段を有し、
前記送信データ生成手段は、
制御用信号の前回送信時から前記上限値が経過した際には、
制御用信号のみを含む送信データを出力し、
送信データの出力時には、
前記記憶手段に格納した経過時間をリセットすることを特徴とする請求項９に記載の無線通信端末。
【請求項１１】
前記送信データ生成手段は、
前記記憶手段に格納した経過時間を参照し、
経過時間が所定値以上である場合のみ、送信データに制御用信号を含めることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信端末。
【請求項１２】
前記送信データ生成手段は、
制御用信号とデータ通信用信号のＭＡＣ層宛先アドレスが同一である際には、
データ通信用信号の宛先アドレスのうち、ＭＡＣ層アドレスを省略した送信データを出力することを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれかに記載の無線通信端末。
【請求項１３】
前記送信データ生成手段は、
制御用信号とデータ通信用信号のＭＡＣ層宛先アドレスが異なる際には、
制御用信号の宛先アドレスに、
制御用信号とデータ通信用信号のＭＡＣ層宛先アドレスの双方を含むアドレスを設定することを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の無線通信端末。
【請求項１４】
前記アンテナが受信した信号をデータに変換する受信データ処理手段を有し、
前記受信データ処理手段は、
受信内容に制御用信号とデータ通信用信号の双方が含まれている場合、及びデータ通信用信号が複数含まれている場合には、所定の境界識別符号でデータを分割し、
制御用信号を前記制御用信号管理手段へ出力し、
データ通信用信号を前記送信データ生成手段に出力することを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載の無線通信端末。
【請求項１５】
前記アンテナが受信した無線信号に基づき、無線端末間の距離もしくは自端末の位置を推定する手段を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信端末。
【請求項１６】
請求項８ないし請求項１５のいずれかに記載の無線通信端末を複数有することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークにおける通信方法、無線通信端末、及びその無線通信端末を有する無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線ネットワークにおける通信方法に関する技術として、『無線ネットワーク内の他の無線通信装置に対して、自局の識別情報を含む制御情報を定期的に送信する場合に、自局から無線送信する制御情報で、その制御情報の送信を停止することを告知し、その告知の後に、制御情報の送信を所定期間停止する制御を行う。このようにしたことで、制御情報の送信が停止することが、自局の周辺の局で判った上で、制御情報の送信が所定期間停止するので、周辺局では、制御情報が一時的に送信されないことが予め判るようになる。』というものがある（特許文献１）。これは、制御用信号の定期送信を一部省略することで、全体的な信号量を削減するものである。
また、無線ネットワークの構造としては、無線ＬＡＮのアクセスポイントの存在を周辺に通知するために定期的にブロードキャストのパケットを送信するものや（非特許文献１）、一部の端末が他の端末を管理する階層構造をとり、定期的に管理端末宛に稼働状況をユニキャストパケットで送信するもの（非特許文献２）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４５６１６号公報（要約）
【非特許文献１】Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｄｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，ＬＡＮ  ＭＡＮ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９９
【非特許文献２】Ｚｉｇｂｅｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｚｉｇｂｅｅ  Ａｌｌｉａｎｃｅ，２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、制御用信号とデータ通信用信号は宛先が異なるのが通常であるため、それぞれ別個に取り扱われていた。そのため、全体的な信号量は両者の総和となり、無線通信端末の数や密度が増加するにしたがって通信量が多くなりがちであるため、信号同士の衝突が起きやすくなっていた。
そこで、全体的な信号量を効果的に削減できる無線ネットワークにおける通信方法、無線通信端末、及び無線通信システムが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る無線ネットワークにおける通信方法は、
データ通信用信号でデータを送受信し、制御用信号を所定間隔で周囲の全端末宛に送信する、無線ネットワークにおける通信方法であって、
制御用信号の送信時に、
制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納め、
それぞれの信号の宛先アドレスを前記パケットに格納して送信することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る無線ネットワークにおける通信方法によれば、
制御用信号とデータ通信用信号を合わせた全体的な信号量を効果的に削減でき、信号同士の衝突を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１における無線ネットワークの構成例を示すものである。
図１において、無線通信端末１０１は、周辺に存在する他の無線通信端末１０１と無線通信を行う。無線通信端末１０１同士をつなぐ線は、つながれた端末同士が無線通信可能であることを示している。
また、各無線通信端末１０１は、制御用信号を互いに送受信することで、端末間の同期をとっている。図１の両端矢印は、制御用信号の送受信の様子を示している。
ただし、図１においては全ての制御用信号の送受信を示しているわけではなく、一部のみ示している。
【０００８】
ここで、図１を用いて、従来の無線ネットワークにおける通信方法について説明する。
【０００９】
制御用信号は、全ての無線通信端末１０１の同期をとることが目的であるため、図１に示すように、周辺の無線通信端末１０１にマルチキャストもしくはブロードキャストのような一括送信を行う方式で送信される。
制御用信号の一例として、ルーティングテーブルの管理に用いる信号がある。
この場合、無線通信端末１０１は制御用信号を含むパケットを受信すると、周辺端末を管理しているテーブル（ルーティングテーブル）を更新する。
所定時間連続して制御用信号を含むパケットを受信しなかった場合は、端末の異常もしくは端末間の通信路が断絶したと判断し、ルーティングテーブルから当該端末のエントリを削除する。
また、周辺の端末との接続状況に応じて、ルーティングテーブルを更新する。
【００１０】
一方で、データ通信用信号は、宛先の無線通信端末１０１に対しユニキャスト送信されるのが通常である。
ここでいうデータ通信用信号とは、主にユーザの利用に供するアプリケーションデータ等を送受信するための信号であり、無線通信端末１０１の内部的な制御に供する制御用信号とは用途も宛先も異なるのが通常である。
そのため、制御用信号とデータ通信用信号は、それぞれ別個に送受信される。
【００１１】
すると、制御用信号とデータ通信用信号の総和により、全体的な信号量が増加し、無線通信端末の数や密度が増加するにしたがって通信量が多くなりがちであるため、信号同士の衝突が起きやすくなる。
そこで、本発明においては、制御用信号とデータ通信用信号を、単一のパケットに納めて送信する通信方法を提案する。
【００１２】
以後は、本実施の形態１における通信方法及び無線通信端末１０１の具体的な構成について説明する。
【００１３】
図２は、本実施の形態１における無線通信端末１０１の構成を示すものである。
図２の無線通信端末１０１は、アンテナ２０１、受信回路２０２、送信回路２０３、受信データ処理部２０４、送信データ生成部２０５、制御信号管理部２０６を有する。
アンテナ２０１は、無線信号を送受信するためのアンテナであり、受信した無線信号を受信回路２０２に出力し、また送信回路２０３が出力した無線信号を送信する。
受信回路２０２は、アンテナ２０１から入力された無線信号を処理し、デジタル情報に変換し、受信データとして受信データ処理部２０４に出力する。
受信データ処理部２０４は、受信回路２０２が出力した受信データを処理し、必要な処理を行った後、制御用信号は制御信号管理部２０６へ出力し、データ通信用信号は送信データ生成部２０５へ出力する。詳細は後述する。
送信回路２０３は、送信データ生成部２０５が生成した送信データを、無線通信に用いる信号に変換し、アンテナ２０１へ出力する。
送信データ生成部２０５は、受信データ処理部２０４が出力したデータ、制御信号管理部２０６が出力したデータ、または自身が生成するデータに基づき、アンテナ２０１より送信するための送信データを生成する。
制御信号管理部２０６は、制御用信号を送信するために必要なデータを所定間隔で生成し、送信データ生成部２０５に出力する。
【００１４】
次に、送信データ生成部２０５の詳細な動作について説明する。
送信データ生成部２０５は、制御信号管理部２０６から制御用信号を送信するために必要なデータを受け付けたことをトリガーとして、送信データを生成する。
即ち、送信データは、制御信号管理部２０６が制御用信号を送信するために必要なデータを生成するのと同じ間隔で生成されることとなる。
制御信号管理部２０６がデータを生成していないタイミングでデータ通信信号の送信要求が発生した際には、送信データ生成部２０５は、制御信号管理部２０６がデータを生成するタイミングまでデータ通信信号を送信せずに待機する。
【００１５】
図３は、本実施の形態１における、無線通信端末１０１の通信パケットのフォーマットである。
送信データ生成部２０５は、図３のフォーマットにしたがって送信データを生成する。
図３のパケットフォーマットは、制御用信号に関するデータを格納する部分（制御用信号部分）と、データ通信用信号に関するデータを格納する部分（データ通信用信号部分）とに分けられる。両者の境界には、所定の境界識別符号が挿入されており、これによりそれぞれの部分が識別される。
【００１６】
（制御用信号部分の構成）
制御用信号部分には、（１）制御用信号の宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ａｄｄｒｅｓｓ）、（２）制御用信号の送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ  ａｄｄｒｅｓｓ）、（３）制御用信号本体データ（Ｂｅａｃｏｎ  ｐａｙｌｏａｄ）が含まれる。
（１）宛先アドレス
宛先アドレスには、周辺に存在する無線通信端末１０１の全てのアドレス、即ちブロードキャストアドレス（例えば０ｘｆｆｆｆ）が指定される。
なお、ブロードキャストアドレスを指定する代わりに、周辺に存在する無線通信端末１０１の全てを含むマルチキャスト指定を用いてもよい。
（２）送信元アドレス
送信元アドレスは、パケットを送信した無線通信端末１０１のアドレスである。
（３）制御用信号本体データ
制御用信号本体データは、制御用信号で実施する制御内容に応じたデータである。
【００１７】
（データ通信用信号部分の構成）
データ通信用信号部分には、（１）データ通信用信号のＭＡＣ層宛先アドレス（ＭＡＣ  Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ａｄｄｒｅｓｓ）、（２）データ通信用信号のＭＡＣ層送信元アドレス（ＭＡＣ  Ｓｏｕｒｃｅ  ａｄｄｒｅｓｓ）、（３）データ通信用信号のネットワーク層宛先アドレス（ＮＷＫ  Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ａｄｄｒｅｓｓ）、（４）データ通信用信号のネットワーク層送信元アドレス（ＮＷＫ  Ｓｏｕｒｃｅ  ａｄｄｒｅｓｓ）、（５）データ通信用信号本体データ（Ｄａｔａ  ｐａｙｌｏａｄ）が含まれる。
データ通信用信号部分の構成は、基本的に制御用信号部分と同様であるが、宛先アドレスと送信元アドレスは、それぞれＭＡＣ層とネットワーク層のアドレスの双方を含む。
これは、データ通信用信号の場合、信号を受信した端末と最終的な宛先アドレスが異なり、パケットの転送を伴うことがあるためである。
制御用信号の場合は、そもそもが周辺の全端末が受け取るべき信号であるため、パケット転送とは無関係であり、ＭＡＣ層とネットワーク層の双方のアドレス欄を設ける必要はない。
なお、データ通信用信号部分を複数含む場合には、境界識別符号以降の部分を必要に応じて繰り返せばよい。
パケット転送の詳細は、後述の図４で説明する。
【００１８】
図４は、無線通信端末１０１が送信したパケットの転送の様子を説明するものである。
１０１Ａ〜１０１Ｃは、図２の構成を有する無線通信端末である。
それぞれの無線通信端末の（ネットワークアドレス、ＭＡＣアドレス）の組は、無線通信端末１０１Ａ＝（Ａ、ａ）、無線通信端末１０１Ｂ＝（Ｂ、ｂ）、無線通信端末１０１Ｃ＝（Ｃ、ｃ）である。
無線通信端末１０１Ａは無線通信端末１０１Ｂと接続されており、さらに無線通信端末１０１Ｂは無線通信端末１０１Ｃと接続されている。
ここでは、無線通信端末１０１Ａが、無線通信端末１０１Ｃ宛てにデータ通信用信号を送信しようとしている場面を考える。
【００１９】
（ステップ１）
無線通信端末１０１Ａは、制御用信号の送信に合わせて、データ通信用信号を同一のパケットで送信する。
このとき、データ通信用信号部分のネットワーク層宛先アドレス欄には、最終的な受け取り端末である無線通信端末１０１Ｃのアドレスが格納される。また、ネットワーク層送信元アドレス欄には、無線通信端末１０１Ａのアドレスが格納される。
また、無線通信端末１０１Ａから無線通信端末１０１Ｃに直接接続する経路が存在しないため、ＭＡＣ層宛先アドレスには無線通信端末１０１Ｂのアドレスが格納され、ＭＡＣ層送信元アドレスには無線通信端末１０１Ａのアドレスが格納される。
ＭＡＣ層の各アドレスは、図示しないルーティングテーブルを参照することにより取得される。
【００２０】
（ステップ２）
無線通信端末１０１Ｂは、無線通信端末１０１Ａから送信されたパケットを受信する。
制御用信号部分については、データ内容に合わせて適宜処理される。
データ通信用信号部分については、ネットワーク層宛先アドレスがＢでないため、図示しないルーティングテーブルを参照して、パケットが転送される。
このとき、データ通信用信号部分のネットワーク層宛先アドレス欄には、転送先である無線通信端末１０１Ｃのアドレスが格納される。
また、ＭＡＣ層宛先アドレスには転送先である無線通信端末１０１Ｃのアドレスが格納され、ＭＡＣ層送信元アドレスには無線通信端末１０１Ｂのアドレスが格納される。
【００２１】
なお、ステップ２で無線通信端末１０１Ｂが送信するパケットは、通信可能範囲内に存在する無線通信端末１０１Ａにも無線信号として到達するが、ＭＡＣ層宛先アドレスが「ｃ」となっているため、無線通信端末１０１Ａは自身宛のパケットではないと判断して破棄することができる。
【００２２】
このように、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納めて送受信したとしても、それぞれの信号の宛先アドレスが適切に設定されていれば、パケット転送により最終的な宛先にデータ通信用信号を届けることが可能である。
【００２３】
なお、上記のように複数の宛先アドレスを含む受信パケットを適切に処理するためには、宛先アドレス毎に受信データを分割し、それぞれ個別に処理する必要がある。
受信データの分割については、受信データ処理部２０４がその役割を担い、図３に示す境界識別符号を基準として分割処理を行う。
また、個々のデータ通信用信号部分の処理は、送信データ生成部２０５がその役割を担う。
データ通信用信号部分が複数存在する場合には、その数と宛先アドレスに応じて、上記ステップ２を繰り返し実行する。
【００２４】
なお、データ通信用信号の受信に際し、まず宛先アドレス部分のみを先に受信し、宛先が自端末宛であった場合にのみ、ｐａｙｌｏａｄ部分を受信するように構成してもよい。
【００２５】
図５は、無線通信端末１０１が送信したパケットの転送の別の例を説明するものである。
図４においては、無線通信端末１０１Ｂはデータ通信用信号部分を無線通信端末１０１Ｃに転送することとしたが、この際に、無線通信端末１０１Ｂ自身が制御用信号を送信するまでパケット転送をせずに待機し、制御用信号と、転送するデータ通信用信号とを、単一のパケットに納めて送信するように構成することもできる。
この場合、パケットの転送は以下の順で行われる。
【００２６】
（ステップ１）
図４におけるステップ１と同一である。
（ステップ２）
無線通信端末１０１Ｂは、自身の制御信号管理部２０６が制御用信号を送信するために必要なデータを生成するまで、データ通信用信号部分を転送せずに待機する。
（ステップ３）
無線通信端末１０１Ｂは、自身が送信する制御用信号と、無線通信端末１０１Ｃに転送するデータ通信用信号とを、単一のパケットに納めて無線通信端末１０１Ｃに送信する。
なお、データ通信用信号部分のＭＡＣ層及びネットワーク層の各アドレスは、図４の場合と同様である。
【００２７】
本実施の形態１においては、制御用信号の送信タイミングまで、データ通信用信号の送信をせずに待機するものであるため、データ通信に関する通信遅延への要求が厳しくない状況下において効果的に機能するものであり、通信遅延が許容されない場合には、別の通信方法をとる必要性が生じる。
また、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納めて送信するため、データ通信量が多いなどの理由により、パケットサイズの上限にかかってしまう場合もある。
【００２８】
このような場合を考慮して、例えば以下のような判断機能を送信データ生成部２０５に付加してもよい。
（１）データ通信用信号の情報量から、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納めることができるか否かを判断する。
（２）データ通信用信号の情報量から、信号量削減効果が見込めるか否かを判断する。
（３）データ通信用信号に含まれるデータの内容、及び次に制御用信号を送信するまでの残り時間から、データ通信用信号の送信遅延を許容できるか否かを判断する。
上記の（１）〜（３）の判断機能は、以後の実施の形態においても同様に付加することも可能である。
【００２９】
以上のように、本実施の形態１によれば、制御用信号の送信時に、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納め、それぞれの信号の宛先アドレスを前記パケットに格納して送信するので、
制御用信号とデータ通信用信号を合わせた全体的な信号量を効果的に削減でき、信号同士の衝突を低減することができる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態１では、所定間隔で制御用信号を周辺の端末に送信するとともに、データ通信用信号をこれと同一のパケットに納めて送信する構成を説明した。
本発明の実施の形態２では、所定間隔で制御用信号を送信する必要がない状況下において、全体的な信号量を削減する構成を説明する。
【００３１】
図６は、本実施の形態２における無線通信端末１０１の構成を示すものである。
基本的な構成は実施の形態１の図２と同様であるが、以下の点が異なっている。
制御信号管理部６０６は、所定間隔で制御用信号に必要なデータを生成するのではなく、送信データ生成部６０５からの要求があった際にのみ、データを生成する。
送信データ生成部６０５は、制御信号管理部６０６に、制御用信号に必要なデータを要求する機能を持つ。
【００３２】
本実施の形態２においては、所定間隔で制御用信号をする必要がない状況下を想定するため、制御信号管理部６０６は、上記のように要求された際にのみ制御用信号に必要なデータを生成すれば足りる。
一例として、制御用信号を用いて、周辺端末の正常動作の確認や、各端末間の通信経路の状況把握などを行う場合が考えられる。このような状況下では、定期的に制御用信号を送信する必要はないが、必要に応じて、制御用信号の送信間隔に上限を設け、制御用信号が全く送信されないような事態を防ぐこともできる。
【００３３】
次に、本実施の形態２における無線通信端末１０１の動作について説明する。
送信データ生成部６０５は、受信データ処理部６０４または自身においてデータ通信用信号が生成されると、制御信号管理部６０６に、制御用信号に必要なデータを要求する。
制御信号管理部６０６は、送信データ生成部６０５の要求に応じて、制御用信号に必要なデータを生成して出力する。
なお、パケットの内容は、実施の形態１と同様である。
このように構成することにより、データ通信用信号の送信要求が発生した時点で制御用信号を送信するようにできるので、制御用信号を定期的に送信する機会を削減でき、全体的な信号量の削減が可能となる。
【００３４】
なお、制御用信号の送信間隔に上限を設ける場合は、以下のように構成する。
（１）まず、上限値を記憶しておくためのＲＡＭ等の記憶手段を設ける。
（２）無線通信端末１０１の内部クロックにより、制御用信号を送信した後の経過時間をカウントし、記憶手段に格納する。
（３）制御用信号をデータ通信用信号とともに送信した際に、経過時間をリセットする。リセット操作は、送信データ生成部６０５が行ってもよいし、制御信号管理部６０６が行ってもよい。
（４）制御用信号を送信しないままで上限値に達した場合には、例外的に制御用信号を単独で送信する。
【００３５】
さらには、データ通信用信号の送信時点で、制御用信号を前回送信した時刻からの経過時間がさほど経っていない場合には、制御用信号を付加せずにデータ通信用信号を単独で送信するように構成することもできる。
このように構成すれば、制御用信号の送信機会を削減した分、さらに信号量を削減することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態２においては、制御用信号の前回送信時からの経過時間をカウントするように構成したが、これとは逆に、制御用信号の送信間隔上限値までの残余時間をカウントするように構成しても、同様の効果を奏する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態２によれば、データ通信用信号の送信要求発生時に、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納め、それぞれの信号の宛先アドレスを前記パケットに格納して送信するので、
実施の形態１と同様に、制御用信号とデータ通信用信号を合わせた全体的な信号量を効果的に削減でき、信号同士の衝突を低減することができる。
特に、所定間隔で制御用信号をする必要がない状況下において、データ通信用信号の送信頻度が高い環境では、制御用信号の送信頻度を効果的に削減することができる。
【００３８】
また、制御用信号の前回送信時からの経過時間と、制御用信号の送信間隔の上限値とを記憶する記憶手段を設け、制御用信号の前回送信時刻から前記上限値が経過した際には、制御用信号を単独で送信し、データ通信用信号の送信時には、前記記憶手段に格納した経過時間をリセットするので、
データ通信用信号の送信頻度が低くなっている場合に、制御用信号が全く送信されないような事態を防ぐことができる。
【００３９】
また、前記記憶手段に格納した経過時間を参照し、経過時間が所定値以上である場合のみ、制御用信号を前記パケットに含めるので、
制御用信号の送信機会を削減した分、さらに信号量を削減することができる。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態１、２では、制御用信号を周辺の全端末宛に送信する無線ネットワークにおいて、全体的な信号量を削減する構成について説明した。
本発明の実施の形態３では、一部の端末が他の端末を管理する階層構造をとる無線ネットワークにおいて、全体的な信号量を削減する構成を説明する。
なお、本実施の形態３における無線通信端末の構成は、実施の形態１の図２と同様であるため、説明を省略する。
【００４１】
図７は、本実施の形態３における無線ネットワークの構成例を示すものである。
図７において、各無線通信端末は、親端末７０１Ａを管理端末として、ツリー上の階層関係によりネットワーク接続を管理されている。親端末７０１Ａ以外の端末を、子端末と呼ぶことにする。
図７の太線は、親端末７０１Ａをツリーのルートとした、各無線通信端末の管理階層関係を表すものである。
また、無線通信端末同士をつなぐ破線は、つながれた端末同士が管理階層上の関係にはないが、無線信号が到達する範囲内にある等の理由により、相互に無線通信可能であることを示している。
図７の無線ネットワークにおいては、端末同士の距離が近接している場合には、実際には無線信号が到達する場合があるが、制御用信号の送受信に関しては、必ず太線で表した階層関係に沿った経路で通信が行われる。
【００４２】
図７の下図は、パケットの転送の様子を示している。
図７において、送信元端末から宛先端末へデータ通信用信号のパケットを送信する際には、親端末７０１Ａに一旦パケットを送信し、親端末７０１Ａから宛先端末へパケットを転送する。より詳細な説明は、後述の図９において述べる。
【００４３】
ここで、制御用信号とデータ通信用信号は個別に送信されるのが通常であるが、仮に双方の信号の送信方向（図８の矢印で示す方向）が一致する場合、実施の形態１と同様に両者を単一のパケットに納めて送信することが可能である。
この場合、実施の形態１と同様に、所定間隔で定期的に送信する制御用信号とともに、データ通信用信号を同一のパケットに納めて送信することができる。
パケットを受け取った端末は、実施の形態１と同様に、自分宛の信号のみを受け取り、その他の信号は他の端末に転送すればよい。
このように構成することで、実施の形態１と同様に信号量の削減効果が期待できる。
【００４４】
図８は、本実施の形態３における、無線通信端末７０１の通信パケットのフォーマットである。
基本的な構成は実施の形態１の図３と同様であるが、制御用信号部分にビーコン宛先アドレス（Ｂｅａｃｏｎ  Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）を追加している点が異なる。
（１）宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ａｄｄｒｅｓｓ）
制御用信号部分の宛先アドレスには、ブロードキャストアドレス（例えば０ｘｆｆｆｆ）が指定される。
なお、ブロードキャストアドレスを指定する代わりに、制御用信号の宛先とデータ通信用信号の宛先の少なくとも双方を含むマルチキャスト指定を用いてもよい。
（２）ビーコン宛先アドレス
ビーコン宛先アドレスには、制御用信号の宛先である親端末７０１Ａのアドレスが指定される。
【００４５】
図９は、本実施の形態３において、パケットが転送される様子を示すものである。以下、順を追って説明する。
（１）
図９において、送信元端末７０１Ｃは、親端末７０１Ａを経由して、宛先端末７０１Ｄにデータ通信用信号を送信しようとしている。
（２）
このとき、送信元端末７０１Ｃは、親端末７０１Ａに制御用信号を送信するタイミングまでデータ通信用信号を送信せずに待機する。
（３）
制御用信号を送信する際に、図８のパケットフォーマットで送信パケットを作成し、親端末７０１Ａ宛に送信する。
データ通信用信号部分のネットワーク層宛先アドレス欄には、最終的な受け取り端末である宛先端末７０１Ｄのアドレスが格納される。また、ネットワーク層送信元アドレス欄には、送信元端末７０１Ｃのアドレスが格納される。
また、ＭＡＣ層宛先アドレスには親端末７０１Ａのアドレスが格納され、ＭＡＣ層送信元アドレスには送信元端末７０１Ｃのアドレスが格納される。
なお、無線信号が到達する範囲内に、送信元端末７０１Ｃと階層関係にない周辺端末７０１Ｂが存在し、送信元端末７０１Ｃが送信したパケットを受け取ってしまう場合もあるが、ビーコン宛先アドレスが自身宛でないため、周辺端末７０１Ｂが受信したパケットは破棄される。
（４）
親端末７０１Ａは、制御用信号を受け取るとともに、データ通信用信号を宛先端末７０１Ｄに転送する。
データ通信用信号部分のネットワーク層宛先アドレス欄には、最終的な受け取り端末である宛先端末７０１Ｄのアドレスが格納される。また、ネットワーク層送信元アドレス欄には、送信元端末７０１Ｃのアドレスが格納される。
また、ＭＡＣ層宛先アドレスには宛先端末７０１Ｄのアドレスが格納され、ＭＡＣ層送信元アドレスには親端末７０１Ａのアドレスが格納される。
【００４６】
このように構成することで、制御用信号とともにデータ通信用信号を送信することができるので、図７のような親子関係を有するネットワーク構成においても、実施の形態１と同様に全体的な信号量を削減することができる。
なお、親端末７０１Ａがデータ通信用信号部分を転送する際に、実施の形態１の図５と同様に制御用信号の送信タイミングまで、転送をせずに待機するように構成することも可能である。
【００４７】
図１０は、本実施の形態３における、無線通信端末７０１の通信パケットのフォーマットの別の構成例である。
図８に示したパケットフォーマットでは、制御用信号とデータ通信用信号の宛先アドレスが異なり、パケットの転送を伴うため、データ通信用信号部分には、ＭＡＣ層アドレスとネットワーク層アドレスの双方を必要とした。
しかし、制御用信号とデータ通信用信号の宛先が同じである場合には、ＭＡＣ層アドレスを省略することが可能となり、図１０のようなフォーマットを用いることができる。
実際のパケット転送の様子は、次の図１１で説明する。
【００４８】
図１１は、本実施の形態３において、パケットが転送される様子の別の例を示すものである。
図１１においては、送信元端末７０１Ｃは、親端末７０１Ａに制御用信号とデータ通信用信号の双方を送信しようとしている。この場合は、制御用信号とデータ通信用信号の宛先が一致するため、図１０に示すパケットフォーマットを用いる。
なお、無線信号が到達する範囲内に、送信元端末７０１Ｃと階層関係にない周辺端末７０１Ｂが存在し、送信元端末７０１Ｃが送信したパケットを受け取ってしまう場合もあるが、制御用信号部分の宛先アドレスが自身宛でないため、周辺端末７０１Ｂが受信したパケットは破棄される。
【００４９】
なお、無線通信端末の送信データ生成部２０５において、図３の送信パケットフォーマットを用いるか、図８や図１０のフォーマットを用いるかを切り替える機能を持たせることもできる。
このように構成することで、ネットワーク構成や各端末のネットワーク上の位置関係に応じて、送信パケットのフォーマットを自由に切り替えることができるので、より多様な状況下において、全体的な信号量を削減することが可能となる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態３によれば、階層関係を有する無線ネットワーク構成の下でも、実施の形態１と同様に全体的な信号量を削減することができる。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態２では、所定間隔で制御用信号をする必要がない状況下において、データ通信用信号とともに制御用信号を送信することとし、これにより全体的な信号量を削減する構成を説明した。
本発明の実施の形態４においては、実施の形態３で説明したような階層関係で管理される無線ネットワークにおいて、実施の形態２と同様の方法により全体的な信号量を削減する構成を説明する。
なお、無線通信端末の構成は実施の形態２の図６と同様であるため、説明を省略する。
【００５２】
実施の形態３は、所定間隔で定期的に親端末７０１Ａ宛に制御用信号を送信するものであったが、実施の形態２と同様に所定間隔で制御用信号をする必要がない状況下においては、制御信号管理部６０６は、要求された際にのみ制御用信号に必要なデータを生成すれば足りる。
【００５３】
次に、本実施の形態４における無線通信端末の動作について説明する。
送信データ生成部６０５は、受信データ処理部６０４または自身においてデータ通信用信号が生成されると、制御信号管理部６０６に、制御用信号に必要なデータを要求する。
制御信号管理部６０６は、送信データ生成部６０５の要求に応じて、制御用信号に必要なデータを生成して出力する。
なお、パケットの内容は、実施の形態３と同様である。
【００５４】
制御用信号の送信間隔に上限を設ける場合は、実施の形態２と同様に、以下のように構成する。
（１）まず、上限値を記憶しておくためのＲＡＭ等の記憶手段を設ける。
（２）無線通信端末の内部クロックにより、制御用信号を送信した後の経過時間をカウントし、記憶手段に格納する。
（３）制御用信号をデータ通信用信号とともに送信した際に、経過時間をリセットする。リセット操作は、送信データ生成部６０５が行ってもよいし、制御信号管理部６０６が行ってもよい。
（４）制御用信号を送信しないままで上限値に達した場合には、例外的に制御用信号を単独で送信する。
【００５５】
以上のように、本実施の形態４によれば、階層関係を有する無線ネットワーク構成の下でも、実施の形態２と同様に全体的な信号量を削減することができる。
【００５６】
実施の形態５．
実施の形態１〜４では、制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納めて送信することにより、全体的な信号量を削減する構成を説明した。
本発明の実施の形態５では、実施の形態１〜４のような構成の下で、無線通信端末が送受信する信号に基づいて、移動端末の位置を推定する方法について説明する。
【００５７】
図１２は、本実施の形態５における無線ネットワークの構成例を示すものである。
図１２の無線ネットワークの構成は、実施の形態１における図１と基本的には同様であるが、固定無線端末１２０１が構成する無線ネットワークの中を移動無線端末１２０２が移動する場合を想定する。
固定無線端末１２０１は、実施の形態１〜４で説明したような構成を有し、同様に制御用信号とデータ通信用信号を単一のパケットに納めて送信する。
移動無線端末１２０２の構成は図２と同様であるが、受信回路２０２は、他の端末宛の信号であっても信号を受信し、必要な情報を受信データ処理部２０４に出力する。
図１２のような無線ネットワーク構成においては、移動無線端末１２０２の現在位置を推定し、適切な通信相手を選択するように構成する必要がある。
【００５８】
ここで、固定無線端末１２０１が送信する無線信号の受信強度によって固定無線端末１２０１との距離などを推測し、これにより移動無線端末１２０２の位置を推定することが可能である。
この場合、無線信号の種類は、制御用信号であるかデータ通信用信号であるかを問わない。また、信号の内容を処理しないため、他端末宛の信号であっても構わない。
このように無線信号の受信強度によって移動無線端末１２０２の位置を推定する手段を端末内に設けることによって、自端末宛以外のパケットに基づいて、移動無線端末１２０２の位置を推定することができるので、位置を検出するためのみに送受信する基準信号を削減することができ、全体的な信号量をさらに削減することができる。
【００５９】
特に、データ通信用信号の送信時において制御用信号をこれと共に送信する、実施の形態２または４の構成の場合、データ通信用信号の送信頻度が高ければ、これを用いて移動無線端末１２０２の位置を推定することにより、位置推定のための基準信号を送信する必要性が大幅に低減し、信号量の削減に資する。
また、所定間隔で定期的に送信する制御用信号とともにデータ通信用信号を送信する実施の形態１、３の構成の場合であっても、定期的に位置推定に利用できる信号が得られるため、一定の効果を奏する。
【００６０】
なお、位置推定の方法は、固定無線端末１２０１が送信する無線信号の受信強度に限られるものではなく、例えば固定無線端末１２０１の位置情報をあらかじめ把握しておき、信号受信時に、どの固定無線端末１２０１からの信号を受信したかによって、移動無線端末１２０２が概ねどの範囲内の位置にいるのかを推定することもできる。
【００６１】
また、位置推定以外の用途で基準信号を用いる場合であっても、同様の効果を奏する。
例えば、ネットワーク構成の管理などに基準信号を用いる場合が考えられる。この場合には、利用できる信号の頻度が増加するため、情報の更新を速やかに行うことができ、ネットワーク構成の品質が高まる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態５によれば、アンテナが受信した無線信号に基づき、無線端末間の距離もしくは自端末の位置を推定する手段を備えたので、
基準信号の信号量を効果的に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施の形態１における無線ネットワークの構成例を示すものである。
【図２】実施の形態１における無線通信端末１０１の構成を示すものである。
【図３】実施の形態１における、通信パケットのフォーマットである。
【図４】無線通信端末１０１が送信したパケットの転送の様子である。
【図５】無線通信端末１０１が送信したパケットの転送の別の例である。
【図６】実施の形態２における無線通信端末１０１の構成を示すものである。
【図７】実施の形態３における無線ネットワークの構成例を示すものである。
【図８】実施の形態３における、通信パケットのフォーマットである。
【図９】実施の形態３において、パケットが転送される様子を示すものである。
【図１０】実施の形態３における、通信パケットのフォーマットの別の例である。
【図１１】実施の形態３において、パケットが転送される様子の別の例である。
【図１２】実施の形態５における無線ネットワークの構成例を示すものである。
【符号の説明】
【００６４】
１０１  無線通信端末、２０１  アンテナ、２０２  受信回路、２０３  送信回路、２０４  受信データ処理部、２０５  送信データ生成部、２０６  制御信号管理部、６０１  アンテナ、６０２  受信回路、６０３  送信回路、６０４  受信データ処理部、６０５  送信データ生成部、６０６  制御信号管理部、７０１Ａ  親端末、７０１Ｂ  周辺端末、７０１Ｃ  送信元端末、７０１Ｄ  宛先端末。
【図１】
2008072535.tif 000003
【図２】
2008072535.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008072535.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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