(57)【要約】【課題】各無線ネットワーク・グループ間でチャネル共有によるアクセス制御を行なう。【解決手段】基地局は、無線ゾーンの第１の割当て周波数チャネルを用いて第１の端末局に対し報知情報を送信し、第２の割当て周波数チャネルを用いて第２の端末局に対し報知情報を送信する。第１及び第２の端末局は、基地局からの報知情報を基に通信開始に関する待ち時間処理の演算を行なう。端末局は、全区間内で通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置で通信要求を起動することにより、衝突確率の時間的な変動を平均化する。【選択図】　図１
2004112556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信システムであって、
基地局は、第１の割当て周波数チャネルを用いて、第１の無線ネットワーク・グループの各端末局に対し報知情報を送信するとともに、第２の割当て周波数チャネルを用いて第２の端末局に対し報知情報を送信し、
前記第１及び第２の端末局は、前記基地局からの前記報知情報を基に通信開始に関する待ち時間処理の演算を行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
各無線ネットワーク・グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御を行ない、ある無線ネットワーク・グループの通信区間がそれ以外の無線ネットワーク・グループの待機区間となり、
無線ネットワーク・グループ内の各端末局は、通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置で、通信要求を起動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信環境下で動作する無線通信装置であって、
無線ネットワーク・グループを運営する基地局から周波数チャネルの割当てを記載した報知情報を受信する手段と、
前記基地局からの報知情報を基に通信要求に対する送信遅延を求める演算手段と、
前記演算手段により求められた遅延量分の送信遅延を施して通信要求を起動する通信要求手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
各無線ネットワーク・グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御が行なわれ、ある無線ネットワーク・グループの通信区間がそれ以外の無線ネットワーク・グループの待機区間となり、
前記演算手段は、通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置を通信要求の送信遅延として求める、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
待機時間をａ、次の報知信号までの時間をｂ、通信要求が発生するまでに経過した時間をｃとし、通信要求を処理する時間をｄとおくと、前記演算手段は下式により通信要求起動の時点を演算する、
ｄ＝ａ＋（ｂ−ａ）×ｃ／ｂ
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項６】
複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信環境下で動作する無線通信方法であって、
無線ネットワーク・グループを運営する基地局から周波数チャネルの割当てを記載した報知情報を受信するステップと、
前記基地局からの報知情報を基に通信要求に対する送信遅延を求める演算ステップと、
前記演算ステップにより求められた遅延量分の送信遅延を施して通信要求を起動する通信要求ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
各無線ネットワーク・グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御が行なわれ、ある無線ネットワーク・グループの通信区間がそれ以外の無線ネットワーク・グループの待機区間となり、
前記演算ステップは、通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置を通信要求の送信遅延として求める、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信方法。
【請求項８】
待機時間をａ、次の報知信号までの時間をｂ、通信要求が発生するまでに経過した時間をｃとし、通信要求を処理する時間をｄとおくと、前記演算ステップでは下式により通信要求起動の時点を演算する、
ｄ＝ａ＋（ｂ−ａ）×ｃ／ｂ
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信方法。
【請求項９】
複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信環境下における無線通信処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
無線ネットワーク・グループを運営する基地局から周波数チャネルの割当てを記載した報知情報を受信するステップと、
前記基地局からの報知情報を基に通信要求に対する送信遅延を求める演算ステップと、
前記演算ステップにより求められた遅延量分の送信遅延を施して通信要求を起動する通信要求ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、同一の周波数チャネルを共有するチャネル共有方式により各端末局のアクセス制御を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、複数の無線ネットワーク又は無線グループが共存する無線ネットワーク環境下で、各無線ネットワーク又は無線グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、各無線ネットワーク又は無線グループにおいて、伝送速度の低下の原因となる衝突確率の時間的な変動を抑制する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
コンピュータの高機能化に伴い、複数のコンピュータを接続してＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成し、ファイルやデータなどの情報の共有化や、あるいはプリンタなどの周辺機器の共有化を図ったり、電子メールやデータの転送などの情報の交換を行なったりすることが盛んに行なわれている。
【０００４】
従来のＬＡＮでは、光ファイバーや同軸ケーブル、あるいはツイストペア・ケーブルを用いて、有線で各コンピュータが接続されている。ところが、このような有線によるＬＡＮでは、接続のための工事が必要であり、手軽にＬＡＮを構築することが難しいとともに、ケーブルが煩雑になる。また、ＬＡＮ構築後も、機器の移動範囲がケーブル長によって制限されるため、不便であった。そこで、従来の有線方式によるＬＡＮの配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。
【０００５】
無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）は、パーソナル・コンピュータのような情報端末に無線通信装置を外部接続して、複数のパーソナル・コンピュータ間をネットワーク接続することにより構築される。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの端末を比較的容易に移動させることができる。
【０００６】
近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮシステムが既に実用化されている。
【０００７】
ＩＥＥＥ８０２．１１は、１つの空間において基地局と複数の端末局によって構成される無線ネットワークを規定している。すなわち、いずれか１台の無線通信装置がネットワークの基地局として動作し、その通信可能な範囲でネットワークが形成される。他の無線通信装置は、基地局から受け取ったビーコン信号に基づいてネットワーク動作を行なうことで、ネットワークの参入を果たす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
基地局と複数の端末局で構成される無線ネットワークにおいては、基地局は該当無線ゾーン（セクタ・セルも含む）で割り当てられた周波数チャネルを用いて通信を行なう。１つのセル内には複数の端末局が存在し、これらが１つの基地局と同時に通信することになるので、アクセス制御が必要である。
【０００９】
無線ネットワークにおけるアクセス制御には、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：周波数分割多重接続）や、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：時間分割多重接続）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多重接続）などのチャネル占有方式、あるいはＡＬＯＨＡやＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ：キャリア検出多重接続）などのチャネル共有方式が挙げられる。
【００１０】
通信要求がランダム的でバースト性の高いパケット通信などでは、複数の端末局が同一の周波数チャネルを共有するチャネル共有方式が多く採用されている。
【００１１】
このチャネル共有方式では、端末局からの通信要求がランダム的に行なわれるため、複数の端末局からの信号が衝突（すなわち、同一時間帯での送信）するという事態が起き易い。この衝突は通信のサービス品質を劣化させるので、それを回避するためのさまざまな方法が提案されている。その１つがＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：キャリア検出多重接続／衝突回避）方式である。
【００１２】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用している無線ＬＡＮでは、以下のようにして衝突回避（衝突確率の低減）を行なっている。すなわち、通信要求が生じた端末局（基地局）は、チャネル上のキャリア（信号）の有無を観測し、規定された時間より長い時間（ＤＩＦＳ）だけチャネルが空いていれば通信を開始する。また、チャネルが空いていなかった場合には、ランダムなｂａｃｋｏｆｆ（待ち時間）を設け、チャネルが空いてからＤＩＦＳ経過した後、さらにｂａｃｋｏｆｆ経過後に通信を開始する。但し、待機中はキャリアの空き具合いを調べ、チャネルが空きの場合のみｂａｃｋｏｆｆを減らす。ここで、ｂａｃｋｏｆｆは一様分布に基づいて決められる。ｂａｃｋｏｆｆの取り得る値の最大値は送信が失敗する毎に２倍される。
【００１３】
図８には、基地局と複数の端末局からなる無線ネットワークの構成（従来例）を示している。同図において、参照番号１は基地局であり、参照番号２１〜２６は基地局１の制御下で動作する端末局である。基地局１は、各端末局２１〜２６からの要求によりサービスエリア内に登録している端末局を把握しているものとする。
【００１４】
また、図９には、図８に示した無線ネットワーク内における各端末局での通信要求の処理動作例を示している。同図において、キャリア・センスは、各端末局で認識されるキャリア・センス結果を便宜上、共通に表したものである。
【００１５】
同図に示す例では、移動局２１は、キャリア・センスＢｕｓｙ中に通信要求が発生している。この場合、Ｉｄｌｅ検出を待ってＤＩＦＳ計測に入り、計測後、さらにｂａｃｋｏｆｆの経過を待ってから通信を開始する。
【００１６】
また、移動局２２は、Ｉｄｌｅ区間で通信要求が発生し、且つ、ＤＩＦＳ計測中にキャリア・センスＢｕｓｙとなっている。この場合も、Ｉｄｌｅ検出を待って再度ＤＩＦＳ計測に入り、計測後、さらにｂａｃｋｏｆｆの経過を待って通信を開始する。
【００１７】
また、移動局２３は、Ｉｄｌｅ区間で通信要求が発生し、且つ、ＤＩＦＳ計測の間、キャリア・センスＩｄｌｅであったので、そのまま通信を開始している。
【００１８】
このＣＳＭＡ／ＣＡ方式で、ｂａｃｋｏｆｆを用い衝突確率が低減するための前提条件として、通信要求の発生が一様分布していること、待機時間内に発生する通信要求が極端に多くないこと、などが必要になる。２番目の前提条件を言い換えれば、通信要求の発生間隔に対し待機時間が極端に長く無いこととなる。
【００１９】
ところで、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの情報機器が普及し、オフィス内に多数の機器が混在するとともに、各機器どうしが無線ネットワークで接続されているような通信環境を考察した場合、２以上の無線ネットワークが狭い作業環境にひしめき合い、同じチャネル上に複数の無線ネットワークが共存するという事態が発生し得る。
【００２０】
このような場合、例えば、１つの伝送フレームを各ネットワーク間において時分割で共有したり、１つの基地局が複数の無線グループに対して時分割で運用したりするというネットワーク共存方法が考えられる。
【００２１】
前者の場合、各ネットワーク内の端末は、他のネットワークに割り当てられた時間領域では待機状態となるため、自分たちに割り当てられた時間領域に突入すると一斉に通信要求を起こす可能性がある。また、後者の場合も、各無線グループ内の端末は、他グループに割り当てられた時間領域では待機状態となるため、自グループに割り当てられた時間領域に突入すると一斉に通信要求を起こす可能性がある。
【００２２】
すなわち、各無線ネットワーク毎、あるいは各無線グループ毎では通信要求の発生が一様であったとしても、伝送速度の低下の原因となる衝突確率が時間的に変化する原因となるため、通信要求の発生間隔に対し待機時間が極端に長くなるという問題が生じてくる。
【００２３】
図１０には、１つの基地局が複数の無線グループに対して時分割で運用する無線ネットワークの構成（従来例）を示している。
【００２４】
同図において、参照番号１は、複数の無線グループＡ〜Ｃを運用する基地局である。また、端末２１〜２２はグループＡに属し、端末２３〜２５はグループＢに属し、端末２６はグループＣに属して、それぞれ動作している。また、基地局１は、各端末局からの要求によりサービスエリア内に登録している端末局を把握し、且つ端末局のグループに関しても把握しているものとする。
【００２５】
また、図１１には、図１０に示した無線ネットワーク内における各端末局での通信要求の処理動作例を示している。同図において、キャリア・センスは、各端末局で認識されるキャリア・センス結果を便宜上、共通に表したものである。
【００２６】
同図において、グループ分割は、グループＢに対する待機区間／通信区間を表したものである。この区間分けの時点に関しては移動局Ｂ−１、移動局Ｂ−２、移動局Ｂ−３は、直前に受信した報知信号により既に把握しているものとする。
【００２７】
図示の通り、移動局Ｂ−１、移動局Ｂ−２、移動局Ｂ−３は、いずれも待機区間中に通信要求が発生している。このため、通信区間になるまで通信関連の処理を待機させている。
【００２８】
このような場合、各移動局は、通信区間開始とともに一斉にＤＩＦＳ区間の計測に入り、次いで、初回のｂａｃｋｏｆｆ値を乱数で取りｂａｃｋｏｆｆ区間の計測に入る。図示の例では、移動局Ｂ−１又は移動局Ｂ−２は、ｂａｃｋｏｆｆ計測が終了するまでの間、キャリア・センスがＩｄｌｅの場合、これらの移動局は通信を開始する。
【００２９】
また、移動局Ｂ−３は、ｂａｃｋｏｆｆ計測中にキャリア・センスＢｕｓｙとなるとｂａｃｋｏｆｆ計測を中断し、次に、キャリア・センスＩｄｌｅとなるまで状態を保持する。
【００３０】
このとき、移動局Ｂ−１と移動局Ｂ−２の通信開始は同時刻となり、衝突が発生する。これは、初回のｂａｃｋｏｆｆ値の乱数の取り得る範囲が狭いためである。すなわち、伝送速度の低下の原因となる衝突確率が時間的に変化しており、通信全体の平均値からみると、より高い確率で衝突が発生していることになる。
【００３１】
このように、待機時間が極端に長くなると、待機時間に発生した通信要求が、チャネルが空いてからＤＩＦＳ経過した後、さらにｂａｃｋｏｆｆ経過後、通信を開始するとお互いにキャリア・センスは行なってはいるものの同時刻に一斉に発生する通信開始が多くなり、この結果、上述したように通信が衝突してしまう。
【００３２】
このような場合、待機時間に影響されないときに発生する衝突確率よりも高くなる。この衝突確率が時間的な変動は、結果として平均的な伝送速度を低下させることとなる。
【００３３】
本発明は上述したような技術的課題を鑑みたものであり、その主な目的は、複数の無線ネットワーク又は無線グループが共存する無線ネットワーク環境下で、各無線ネットワーク又は無線グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御を好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３４】
本発明のさらなる目的は、各無線ネットワーク又は無線グループにおいて、伝送速度の低下の原因となる衝突確率の時間的な変動を抑制して、通信要求の発生間隔に対して待機時間が極端に長くなる問題を解決することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信システムであって、
各無線ネットワーク・グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御を行ない、ある無線ネットワーク・グループの通信区間がそれ以外の無線ネットワーク・グループの待機区間となり、
無線ネットワーク・グループ内の各端末局は、全区間内で通信要求が発生した時点と同じ通信区間上の相対位置で、通信要求を起動する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００３６】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００３７】
本発明の第１の側面に係る無線通信システムでは、基地局は、当該無線ゾーンの第１の割り当て周波数チャネルを用いて第１の端末局に対し報知情報を送信し、また、基地局は、当該無線ゾーンの第２の割り当て周波数チャネルを用いて第２の端末局に対し報知情報を送信する。そして、第１の移動局、並びに第２の移動局は、基地局からの報知情報を基に通信開始に関する待ち時間処理の演算を行なう。
【００３８】
各端末局は、自己のネットワーク・グループに割り当てられた通信区間並びにそれ以外の待機区間を含めた全区間において任意のタイミングで通信要求が発生するが、待機区間に通信要求が発生した場合には、通信区間が到来するまで通信要求の起動が待機される。
【００３９】
本発明の第１の側面によれば、無線ネットワーク内の端末局は、全区間内で通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置で、通信要求を起動するようになっている。
【００４０】
したがって、伝送速度の低下の原因となる衝突確率の時間的な変動を平均化するための処理が行なわれ、この結果、通信要求の発生間隔に対して待機時間が極端に長くなるという問題を解決することができる。
【００４１】
また、本発明の第２の側面は、複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信環境下で動作する無線通信装置又は無線通信方法であって、
無線ネットワーク・グループを運営する基地局から周波数チャネルの割当てを記載した報知情報を受信する手段又はステップと、
前記基地局からの報知情報を基に通信要求に対する送信遅延を求める演算手段又はステップと、
前記演算手段又はステップにより求められた遅延量分の送信遅延を施して通信要求を起動する通信要求手段又はステップと、
を具備することを特徴とする無線通信装置又は無線通信方法である。
【００４２】
各無線ネットワーク・グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御を行ない、ある無線ネットワーク・グループの通信区間がそれ以外の無線ネットワーク・グループの待機区間となっている。そして、本発明の第２の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法によれば、前記演算手段又はステップは、通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置を通信要求の送信遅延として求めるようになっている。
【００４３】
これを数式として具体的に表すならば、待機時間をａ、次の報知信号までの時間をｂ、通信要求が発生するまでに経過した時間をｃとし、通信要求を処理する時間をｄとおくと、前記演算手段又はステップは
ｄ＝ａ＋（ｂ−ａ）×ｃ／
という式により通信要求起動の時点を演算する。
【００４４】
本発明の第２の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法によれば、全区間内で通信要求が発生した時点が全区間上で持つ相対位置と同じ通信区間上の相対位置で、通信要求を起動するようになっている。
【００４５】
したがって、伝送速度の低下の原因となる衝突確率の時間的な変動を平均化するための処理が行なわれ、この結果、通信要求の発生間隔に対して待機時間が極端に長くなるという問題を解決することができる。
【００４６】
また、本発明の第３の側面は、複数の無線ネットワーク・グループが共存する無線通信環境下における無線通信処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
無線ネットワーク・グループを運営する基地局から周波数チャネルの割当てを記載した報知情報を受信するステップと、
前記基地局からの報知情報を基に通信要求に対する送信遅延を求める演算ステップと、
前記演算ステップにより求められた遅延量分の送信遅延を施して通信要求を起動する通信要求ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４７】
本発明の第３の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第３の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第２の側面に係る無線通信装置又は無線通信方法と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５０】
本発明に係る無線通信システムは、基地局から複数の端末局へ送信される報知信号を利用して、伝送速度の低下の原因となる衝突確率の時間的な変動を平均化し通信品質を確保するものである。
【００５１】
図１には、本発明の実施形態に係る無線ネットワークの構成を模式的に示している。本実施形態に係る無線ネットワークは、１つの基地局が複数の無線グループに対して時分割で運用するという形態が採用されている。
【００５２】
同図において、参照番号１は、複数の無線グループＡ〜Ｃを運用する基地局である。また、端末２１〜２２はグループＡに属し、端末２３〜２５はグループＢに属し、端末２６はグループＣに属して、それぞれ動作している。また、基地局１は、各端末局からの要求によりサービスエリア内に登録している端末局を把握し、且つ端末局のグループに関しても把握しているものとする。
【００５３】
図２には、本実施形態に係る無線ネットワーク上で基地局又は端末局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示している。
【００５４】
この無線通信装置は、情報伝送を管理し無線ネットワーク１０を構成するための処理を行なう制御部３０と、当該装置の外部に接続される機器（アプリケーション）との間で情報交換を行なうインターフェース３１と、このインターフェース３１を介してアプリケーションから届けられた情報を格納する無線送信バッファ３２と、無線送信バッファ３２に格納された情報を無線送信するためのデータとして符号化して各種信号処理を行なう無線送信部３３と、無線送信部３３で組み立てられた信号を媒介に送信したり、媒介から信号を受信したりするアンテナ３４と、アンテナ３４を介して媒体を伝播していた信号を受信しさらに情報として変換する無線受信部３５と、この変換された情報を格納し情報を正しく収集してインターフェースに通知する無線受信バッファ３６と、通信プロトコルで規定されたアクセス制御に基づいて伝送路の利用可否を判断するアクセス制御部３７と、無線通信装置のアドレス情報などを記憶し、一連の動作を示した命令（プログラム・コード）が格納されている情報記憶部３８と、所定のタイミングの到来に応答して制御部へ通知をする時計計時部３９を備えている。
【００５５】
さらに、図示の無線通信装置は、制御局として動作するための機能を備えており、制御局としての動作が必要な場合には適宜制御局として動作し、さもなくば一般の端末局として動作する。このような動作を実現するための実行命令プログラムが情報記憶部３８にあらかじめ格納されている。
【００５６】
無線通信装置は、無線ネットワークに組み込まれていなければ、所定の無線ネットワークに対して参入して動作するか、あるいは自らが制御局となって無線ネットワークを構築するかを判断することができる。
【００５７】
制御局として動作している無線通信装置は、制御部３０において周波数チャネルの割当てなどを含んだ報知情報を作成し、所定のタイミングに従って無線送信部３３からビーコン信号として送信する。そして、このビーコン信号の到達範囲において無線ネットワークを運営する仕組みとなっている。
【００５８】
一方、制御局でない無線通信装置は、あらかじめ設定しておいたタイミングに従って、制御局からのビーコン信号を無線受信部３５において受信し、そのビーコン情報に従ってパラメータを設定することで、制御局に従属して無線ネットワーク動作を行なうようになっている。
【００５９】
アクセス制御部３７では、伝送路が利用可能中であることを制御部３０に通知し、制御部３０から無線送信バッファ３２に対して送信指示が送られるとともに、無線送信部３３を動作させて実際にデータをアンテナ３４から送信する。
【００６０】
データを受信する無線通信装置側では、所定のアクセス制御に基づいて送られてくるデータを、アンテナ３４を介して無線受信部３５で受信し、そのデータを無線受信バッファ３６に蓄える。無線受信部３５は、受信したことを制御部３０へ通知する。
【００６１】
そして、無線受信バッファ３６に蓄えられたデータは、時間計時部３９による所定の時間経過後、インターフェース部３１を介して接続される機器（図示しない）にリアルタイムでデータを出力する。
【００６２】
図３には、本実施形態に係る無線ネットワークで適用される各グループに対する通信区間を定義するタイミングチャートを示している。
【００６３】
基地局１は、グループ毎に登録される複数の移動局の関係から各グループに割り当てる通信区間を定める。この算出手法は、単純に台数割で行なう場合や、各移動局が扱う通信内容を考慮して割り当てを行なうなど、任意のアルゴリズムで行なうことができる。
【００６４】
また、基地局１は、各グループの端末局に対しては報知信号を送信し、通信区間に関する情報を配信する。各グループの通信区間は、次の報知信号が送信される直前に配置されている。
【００６５】
図４には、本実施形態に係る無線ネットワークにおいて適用される報知信号の報知内容を示している。
【００６６】
無線ネットワーク内に存在する各端末をグループに分割する分割関連の情報の中には、待機時間の指定と、次の報知信号が送信される位置が指定されている。図中には、グループＡの待機区間と通信区間を示している。
【００６７】
図５には、本実施形態に係る無線ネットワーク上で動作する各端末局における通信要求処理を示している。
【００６８】
まず、各端末局は、報知信号を基に、全区間スケール（次の報知信号が送信されるまでの時間）を把握する。これとともに、各端末局は内部カウンタを起動する。この後、通信要求が発生した時点で内部カウンタの値から全区間スケールに対する割合を算出する。
【００６９】
これとは別に、通信区間のスタートとともに（これも報知信号、内部カウンタから求める）、別の内部カウンタを用い、全区間スケールに対し算出した割合と同じ割合となる時点までカウントする。
【００７０】
この同じ割合となる時点までカウンタが進んだときに、通信要求は従来通りの起動がなされＤＩＦＳ計測などの処理を始める。
【００７１】
また、別の算出方法として、通信要求の発生時点の全区間スケールに対する割合を算出した際、既に報知信号より情報を得ている通信区間スケールに対する同一割合となる対全区間スケールでの時点の算出を行ない、その時点で通信要求の起動を行なうことも可能である。
【００７２】
これを数式表現すると、待機時間をａ、次の報知信号までの時間をｂ、通信要求が発生するまでに経過した時間をｃとし、通信要求を処理する時間をｄとおくと、
【００７３】
【数１】
ｄ＝ａ＋（ｂ−ａ）×ｃ／ｂ
【００７４】
となる。ちなみに、通信要求が発生してからの各遅延時間ｅは、
【００７５】
【数２】
ｅ＝ｄ−ｃ
【００７６】
により求められる。図５中の端末局Ｂ−１の例で計算すると（但し、スケールを時間として使用）、
【００７７】
【数３】
ａ＝０．８
ｂ＝１．０
ｃ＝０．２５
【００７８】
であるので、通信要求を処理する時間ｄは、
【００７９】
【数４】
ｄ＝０．８＋（１．０−０．８）×０．２５／１．０
【００８０】
となり、これが通信要求起動の時点となる。
【００８１】
この通信要求処理を行なうことにより、待機区間内で発生した通信要求に対し通信区間にて、通信区間開始とともに通信要求が起動するのではなく、異なる時点での通信要求起動が可能となり、且つ、通信要求内で発生した通信要求に対しても同様な遅延処理を行なうことができる。この結果、すべての通信要求に対し通信区間内で均等に通信要求を起動することが可能となる。なお、この均等化処理は、１報知信号間隔内で閉じた算出手法になっている。
【００８２】
このように、通信要求の送信を調整することにより、通信要求の発生が均一化されるので、通信要求の衝突確率を低減することが望める。
【００８３】
なお、この通信要求を起動するタイミングの調整方法は、本明細書に示す方法のみではなく、不均一に再配置した場合でも衝突確率の低減を期待することができる。また、ＤＩＦＳ後に発生させるｂａｃｋｏｆｆ値に重み係数を持たせて送信集中を分散させても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【００８４】
図６には、本実施形態に係る無線ネットワーク内で基地局として動作する無線通信装置が通信要求を起動するための処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理手順は、実際には、制御部３０が情報記憶部３８に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。
【００８５】
まず、ステップＳ１０１ａでは、別途定められた基地局が扱っている移動局グループ毎の接続台数や使用状況を考慮した待機区間、通信区間の分配率を確認する。
【００８６】
次いで、ステップＳ１０２ａではその分配率を報知信号に含め送信し、ステップＳ１０３では報知信号送信とともに内部で持つ対全区間スケール・タイマをリセットする。
【００８７】
続いて、ステップＳ１０４では通信区間の終了を監視し、ステップＳ１０５では通信要求の発生を監視し、ステップＳ１０６では通信要求発生時点の対全区間スケールのタイマ値を確認する。
【００８８】
ステップＳ１０７ではスケール・タイマ値より対通信区間スケールでの起動タイミング時点を算出し、ステップＳ１０８では算出した起動タイミング時点とタイマ値が一致するかどうかを監視する。
【００８９】
そして、ステップＳ１０９では起動タイミングで通信要求を起動し、ステップＳ１１０において従来の通信処理を行なっていく。
【００９０】
通信処理終了後は、再度ステップＳ１０４、Ｓ１０５にて通信区間の終了、通信要求の発生を監視していく。通信区間終了後は、再度報知信号送信手順に移行していく。
【００９１】
また、図７には、本実施形態に係る無線ネットワーク内で端末局として動作する無線通信装置が通信要求を起動するための処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理手順は、実際には、制御部３０が情報記憶部３８に格納されている所定の実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。
【００９２】
ステップＳ１０２ｂでは報知信号の受信を待ち、ステップＳ１０１ｂでは報知信号に含められた分配率を確認し、ステップＳ１０３では報知信号受信とともに内部で持つ対全区間スケール・タイマをリセットする。
【００９３】
続いて、ステップＳ１０４では通信区間の終了を監視し、ステップＳ１０５では通信要求の発生を監視し、ステップＳ１０６では通信要求発生時点の対全区間スケールのタイマ値を確認する。
【００９４】
ステップＳ１０７ではスケール・タイマ値より対通信区間スケールでの起動タイミング時点を算出し、ステップＳ１０８では算出した起動タイミング時点とタイマ値が一致するかどうかを監視する。
【００９５】
そして、ステップＳ１０９では起動タイミングで通信要求を起動し、ステップＳ１１０において従来の通信処理を行なっていく。
【００９６】
通信処理終了後は、再度ステップＳ１０４、Ｓ１０５にて通信区間の終了、通信要求の発生を監視していく。通信区間終了後は、再度報知信号送信手順に移行していく。
【００９７】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、複数の無線ネットワーク又は無線グループが共存する無線ネットワーク環境下で、各無線ネットワーク又は無線グループ間で時分割によりチャネル共有によりアクセス制御を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００９９】
本発明に係る無線通信システムによれば、各無線ネットワーク又は無線グループにおいて、伝送速度の低下の原因となる衝突確率の時間的な変動を平均化する処理を行なうことができるので、通信要求の発生間隔に対して待機時間が極端に長くなる問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る無線ネットワークの構成を模式的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線ネットワーク上で基地局又は端末局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係る無線ネットワークで適用される各グループに対する通信区間を定義するタイミングチャートを示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線ネットワークにおいて適用される報知信号の報知内容を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無線ネットワーク上で動作する各端末局における通信要求処理を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線ネットワーク内で基地局として動作する無線通信装置が通信要求を起動するための処理手順をフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る無線ネットワーク内で端末局として動作する無線通信装置が通信要求を起動するための処理手順をフローチャートである。
【図８】基地局と複数の端末局からなる無線ネットワークの構成（従来例）を示した図である。
【図９】図８に示した無線ネットワーク内における各端末局での通信要求の処理動作例を示した図である。
【図１０】１つの基地局が複数の無線グループに対して時分割で運用する無線ネットワークの構成（従来例）を示した図である。
【図１１】図１０に示した無線ネットワーク内における各端末局での通信要求の処理動作例を示した図である。
【符号の説明】
３０…制御部
３１…インターフェース
３２…無線送信バッファ
３３…無線送信部
３４…アンテナ
３５…無線受信部
３６…無線受信バッファ
３７…アクセス制御部
３８…情報記憶部
３９…時計計時部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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