(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各通信局が所定のフレーム周期内でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによってネットワークを構築する自律分散型の無線通信システムであって、
各通信局は、自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後に所定の受信期間を設け、周辺局のビーコン送信時刻を把握し、自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行ない、且つ、情報送信時にはデータ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後において情報送信を行ない、
通信局は、
すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、他のすべての通信局に向けて情報送信を行なうことを予告するデータを送信した後、次のフレーム周期において自局のビーコン送信に引き続き情報を送信し、
他の通信局からの前記予告のデータを受信したことに応答して、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、前記予告のデータを送信した後、前記次のフレーム周期において前記他の通信局からのビーコン受信タイミングにおいてビーコン並びに送信情報を受信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
各通信局が所定のフレーム周期内でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによってネットワークを構築する自律分散型の無線通信システムであって、
各通信局は、自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後に所定の受信期間を設け、周辺局のビーコン送信時刻を把握し、自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行ない、且つ、情報送信時にはデータ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後において情報送信を行ない、
通信局は、すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して情報を順次送信し、自局が送信した情報を受信したことに応答して、当該情報についての送信処理が完了したことを認識する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で動作する無線通信装置であって、
チャネル上で無線データを送受信する通信手段と、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記通信手段により周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析手段と、
周辺局のビーコン送信時刻を把握し、自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行ない、且つ、情報送信時にはデータ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後において情報送信を行なうように、前記チャネル上でのデータ伝送動作を制御する通信制御手段を備え、
前記通信制御手段は、すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、他のすべての通信局に向けて情報送信を行なうことを予告するデータを送信した後、次のフレーム周期において自局のビーコン送信に引き続き情報を送信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記通信制御手段は、他の通信局からの前記予告のデータを受信したことに応答して、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、前記予告のデータを送信した後、前記次のフレーム周期において前記他の通信局からのビーコン受信タイミングにおいてビーコン並びに送信情報を受信する、
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】
前記通信制御手段は、前記次のフレーム周期において、前記予告データを送信した他の通信局から送信情報を誤りなく受信すると、前記次のフレーム周期において受信確認応答を自局のビーコンの送信に引き続き送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記通信制御手段は、前記次のフレーム周期において、前記他の通信局からのビーコン受信に引き続いて受信確認応答を受信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記通信制御手段は、前記他の通信局からの受信確認応答を認識できない場合には、当該通信局に宛てて、同一情報に関する所定の再送手順を起動する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で動作する無線通信装置であって、
チャネル上で無線データを送受信する通信手段と、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記通信手段により周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析手段と、
周辺局のビーコン送信時刻を把握し、自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行ない、且つ、情報送信時にはデータ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後において情報送信を行なうように、前記チャネル上でのデータ伝送動作を制御する通信制御手段を備え、
前記通信制御手段は、すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して情報を順次送信し、自局が送信した情報を受信したことに応答して、当該情報についての送信処理が完了したことを認識する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
前記通信制御手段は、自局が送信したい情報がある場合、前記フレーム周期内で自局の前にビーコンを送信する前通信局から受信した情報に当該送信したい情報を付加し、自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに送信する、
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記通信制御手段は、自局の次にビーコンを送信する次通信局に対する情報送信に失敗した場合、前記フレーム周期内における当該次通信局の受信期間を利用して情報再送を試みる、
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記通信制御手段は、他の通信局宛ての情報送信に失敗した場合、いずれの通信局宛ての送信に失敗したかを送信情報に付加した上で、前記フレーム周期内で当該他の通信局の次にビーコンを送信する通信局への情報送信を試みる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記通信制御手段は、自局が送信した情報を受信したときに、いずれの通信局宛ての送信に失敗したかが付加されている場合には、当該通信局宛ての再送手順を起動する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記通信制御手段は、自局が送信した情報を受信したときに、いずれの通信局宛ての送信に失敗したかが付加されている場合には、当該情報を自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに再度送信する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記通信制御手段は、受信した情報量と自局が送信したい情報量と最近自局が送信した情報量のうち少なくとも１つを参照して、フレーム周期内における自局からの情報送信の有無を決定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記通信制御手段は、前記所定のフレーム周期内を、必要とされているレイテンシに応じた個数のビーコンで定期的に補間する、
ことを特徴とする請求項３又は８のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１６】
各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で無線通信動作を行なうための無線通信方法であって、
所定のビーコン送信タイミングで自局のビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局のビーコン送信時刻を把握するビーコン送信時刻管理ステップと、
自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行なう受信処理ステップと、
データ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後においてにおいて情報送信を行なう送信処理ステップと、
を有し、
すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、他のすべての通信局に向けて情報送信を行なうことを予告するデータを送信した後、次のフレーム周期において自局のビーコン送信に引き続き情報を送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１７】
各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で無線通信動作を行なうための無線通信方法であって、
所定のビーコン送信タイミングで自局のビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局のビーコン送信時刻を把握するビーコン送信時刻管理ステップと、
自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行なう受信処理ステップと、
データ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後においてにおいて情報送信を行なう送信処理ステップと、
を有し、
すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して情報を順次送信し、自局が送信した情報を受信したことに応答して、当該情報についての送信処理が完了したことを認識する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１８】
各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ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、前記コンピュータに対し、
所定のビーコン送信タイミングで自局のビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局のビーコン送信時刻を把握するビーコン送信時刻管理ステップと、
自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行なう受信処理ステップと、
データ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後においてにおいて情報送信を行なう送信処理ステップと、
を実行させ、
すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、他のすべての通信局に向けて情報送信を行なうことを予告するデータを送信した後、次のフレーム周期において自局のビーコン送信に引き続き情報を送信する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項１９】
各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ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、前記コンピュータに対し、
所定のビーコン送信タイミングで自局のビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局のビーコン送信時刻を把握するビーコン送信時刻管理ステップと、
自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行なう受信処理ステップと、
データ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後においてにおいて情報送信を行なう送信処理ステップと、
を実行させ、
すべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して、他のすべての通信局に向けて情報送信を行なうことを予告するデータを送信した後、次のフレーム周期において自局のビーコン送信に引き続き情報を送信する、
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように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、制御局と被制御局の関係を特に形成せずに各通信局が自律分散的に動作することにより無線ネットワークが構築され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。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、自律分散型のネットワーク環境下で、通信局がＣＳＭＡによるアクセス制御によりデータ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、自律分散型のネットワーク環境下で、通信機の低消費電力化を図りつつ、短パケットの同報通信を短レイテンシで実現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。
【背景技術】
【０００３】
複数のコンピュータを接続してＬＡＮを構成することにより、ファイルやデータなどの情報の共有化、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・コンテンツの転送などの情報の交換を行なったりすることができる。
【０００４】
従来、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ＬＡＮ接続することが一般的であったが、この場合、回線敷設工事が必要であり、手軽にネットワークを構築することが難しいとともに、ケーブルの引き回しが煩雑になる。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、不便である。
【０００５】
そこで、有線方式によるＬＡＮ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。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）などの通信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、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システムが規定されている。
【０００７】
無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（例えば、非特許文献１を参照のこと）や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２（例えば、非特許文献２又は非特許文献３を参照のこと）やＩＥＥＥ３０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格…などの各種無線通信方式が存在する。
【０００８】
一般的には、無線技術を用いてローカル・エリア・ネットワークを構成するために、エリア内に「アクセス・ポイント」又は「コーディネータ」と呼ばれる制御局となる装置を１台設けて、この制御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が用いられている。
【０００９】
アクセス・ポイントを配置した無線ネットワークでは、ある通信装置から情報伝送を行なう場合に、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約して、他の通信装置における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約に基づくアクセス制御方法が広く採用されている。すなわち、アクセス・ポイントを配置することによって、無線ネットワーク内の通信装置が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。
【００１０】
ところが、アクセス・ポイントが存在する無線通信システムで、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合には、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。
【００１１】
これに対し、無線ネットワークを構成する他の方法として、端末同士が直接非同期的に無線通信を行なう「アドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信」が考案されている。とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構成される小規模無線ネットワークにおいては、特定のアクセス・ポイントを利用せずに、任意の端末同士が直接非同期の無線通信を行なうことができるアドホック通信が適当であると思料される。
【００１２】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮシステムでは、制御局を配さなくとも自律分散的にピア・ツウ・ピア（Ｐｅｅｒ  ｔｏ  Ｐｅｅｒ）で動作するアドホック・モードが用意されている。この動作モード下では、ビーコン送信時間になると各端末がランダムな期間をカウントし、その期間が終わるまでに他の端末のビーコンを受信しなかった場合に、自分がビーコンを送信する。
【００１３】
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１１を例にとって、従来の無線ネットワーキングの詳細について説明する。
【００１４】
ＩＥＥＥ８０２．１１におけるネットワーキングは、ＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）の概念に基づいている。ＢＳＳは、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：制御局）のようなマスタが存在するインフラ・モードで定義されるＢＳＳと、複数のＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：移動局）のみにより構成されるアドホック・モードで定義されるＩＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＢＳＳ）の２種類で構成される。
【００１５】
インフラ・モード：
インフラ・モード時のＩＥＥＥ８０２．１１の動作について、図２６を参照しながら説明する。インフラ・モードのＢＳＳにおいては、無線通信システム内にコーディネイションを行なうＡＰが必須である。
【００１６】
ＡＰは、自局周辺で電波の到達する範囲をＢＳＳとしてまとめ、いわゆるセルラ・システムで言うところの「セル」を構成する。ＡＰ近隣に存在するＭＴは、ＡＰに収容され、ＢＳＳのメンバとしてネットワークに参入する。すなわち、ＡＰは適当な時間間隔でビーコンと呼ばれる制御信号を送信し、このビーコンを受信可能であるＭＴはＡＰが近隣に存在することを認識し、さらにＡＰとの間でコネクション確立を行なう。
【００１７】
図２６に示す例では、通信局ＳＴＡ０がＡＰとして動作し、他の通信局ＳＴＡ１並びＳＴＡ２がＭＴとして動作している。ここで、ＡＰとしての通信局ＳＴＡ０は、同図右側のチャートに記したように、一定の時間間隔でビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）を送信する。次回のビーコンの送信時刻は、ターゲット・ビーコン送信時刻（ＴＢＴＴ：Ｔａｒｇｅｔ Ｂｅａｃｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｉｍｅ）というパラメータの形式によりビーコン内で報知されている。そして、時刻がＴＢＴＴに到来すると、ＡＰはビーコン送信手順を動作させている。
【００１８】
これに対し、ＡＰ周辺のＭＴは、ビーコンを受信することにより、内部のＴＢＴＴフィールドをデコードすることにより次回のビーコン送信時刻を認識することが可能であるから、場合によっては（受信の必要がない場合には）、次回あるいは複数回先のＴＢＴＴまで受信機の電源を落としスリープ状態に入ることもある。
【００１９】
インフラ・モード時には、ＡＰのみが所定フレーム周期でビーコンを送信する。他方、周辺ＭＴはＡＰからのビーコンを受信することでネットワークへの参入を果たし、自らはビーコンを送信しない。なお、本発明は、ＡＰのようなマスタ制御局の介在なしでネットワークを動作させることを主眼とし、インフラ・モードとは直接関連しないことから、インフラ・モードに関してはこれ以上説明を行なわない。
【００２０】
アドホック・モード：
もう一方のアドホック・モード時のＩＥＥＥ８０２．１１の動作について、図２７を参照しながら説明する。
【００２１】
アドホック・モードのＩＢＳＳにおいては、ＭＴは複数のＭＴ同士でネゴシエーションを行なった後に自律的にＩＢＳＳを定義する。ＩＢＳＳが定義されると、ＭＴ群は、ネゴシエーションの末に、一定間隔毎にＴＢＴＴを定める。各ＭＴは自局内のクロックを参照することによりＴＢＴＴが到来したことを認識すると、ランダム時間の遅延の後、未だ誰もビーコンを送信していないと認識した場合にはビーコンを送信する。
【００２２】
図２７に示す例では、２台のＭＴがＩＢＢＳを構成する様子を示している。この場合、ＩＢＳＳに属するいずれか一方のＭＴが、ＴＢＴＴが到来する毎にビーコンを送信することになる。また、各ＭＴから送出されるビーコンが衝突する場合も存在している。
【００２３】
また、ＩＢＳＳにおいても、ＭＴは必要に応じて送受信機の電源を落とすスリープ状態に入ることがある（後述）。
【００２４】
ＩＥＥＥ８０２．１１における送受信手順
続いて、ＩＥＥＥ８０２．１１における送受信手順について説明する。
【００２５】
アドホック環境の無線ＬＡＮネットワークにおいては、一般的に隠れ端末問題が生じることが知られている。隠れ端末とは、ある特定の通信局間で通信を行なう場合、通信相手となる一方の通信局からは聞くことができるが他方の通信局からは聞くことができない通信局のことであり、隠れ端末同士ではネゴシエーションを行なうことができないため、送信動作が衝突する可能性がある。
【００２６】
隠れ端末問題を解決する方法論として、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順によるＣＳＭＡ／ＣＡが知られている。ＩＥＥＥ８０２．１１においてもこの方法論が採用されている。
【００２７】
ここで、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：搬送波感知多重アクセス）とはキャリア検出に基づいて多重アクセスを行なう接続方式である。無線通信では自ら情報送信した信号を受信することが困難であることから、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）ではなくＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式により、他の通信装置の情報送信がないことを確認してから、自らの情報送信を開始することによって、衝突を回避する。
【００２８】
また、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式では、データ送信元の通信局が送信要求パケットＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を送信し、データ送信先の通信局から確認通知パケットＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ送信を開始する。そして、隠れ端末はＲＴＳ又はＣＴＳのうち少なくとも一方を受信すると、ＲＴＳ／ＣＴＳ手続に基づくデータ伝送が行なわれると予想される期間だけ自局の送信停止期間を設定することにより、衝突を回避することができる。
【００２９】
図２８には、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順の動作例を示している。但し、無線通信環境下には、通信装置＃１、＃２、＃３、＃４が配置され、通信装置＃１は隣接する通信装置＃２と通信可能であり、通信装置＃２は隣接する通信装置＃１、＃３と通信可能であり、通信装置＃３は隣接する通信装置＃２、＃４と通信可能であり、通信装置＃４は隣接する通信装置＃３と通信可能な状態にあるが、通信装置＃１は通信装置＃３にとって隠れ端末となり、通信装置＃４は通信装置＃２にとって隠れ端末となっている。
【００３０】
図示の例では、データを送信する通信装置＃２から通信装置＃３に送信要求（ＲＴＳ）が送信され、通信装置＃３は通信装置＃２に確認通知（ＣＴＳ）を返送する。
【００３１】
このとき、通信装置＃２及び通信装置＃３のそれぞれから隠れ端末となり得る位置にある通信装置＃１並びに＃４では、伝送路の利用を検出してこの通信が終了するまで送信を行なわない制御を行なう。より具体的には、通信装置＃１では、ＲＴＳパケットに基づいて他の通信装置＃２が送信元となるデータ送信が開始されたことを検出し、以後引き続くデータ・パケットの送信が完了するまでの間は、伝送路が既に利用されていることを認識することができる。また、通信装置＃４では、ＣＴＳパケットに基づいて他の通信装置＃３が受信先となるデータ送信が開始されたことを検出し、通信装置＃３からのＡＣＫパケットの返送を検出するまでの間は、伝送路が既に利用されていることを認識することができる。
【００３２】
なお、情報送信元である通信装置＃２がＲＴＳを送信した際、他の通信装置がたまたまほぼ同時になんらかの信号を送信した場合には、信号が衝突するため、情報受信先である通信装置＃３はＲＴＳを受信できない。この場合、通信装置＃３はＣＴＳを返送しない。この結果、通信装置＃２は、しばらくの間ＣＴＳが受信されないことを理由に、先のＲＴＳが衝突したことを認識することができる。そして、通信装置＃２は、ランダム・バックオフをかけつつ、ＲＴＳを再送する手順が起動される。基本的には、通信装置は、このように衝突のリスクを負いながら送信権の獲得を競合する。
【００３３】
ＩＥＥＥ８０２．１１におけるアクセス競合方法
続いて、ＩＥＥＥ８０２．１１において規定されているアクセス競合方法について説明する。
【００３４】
ＩＥＥＥ８０２．１１では、４種類のパケット間隔（ＩＦＳ：Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）が定義されている。ここでは、そのうち３つのＩＦＳについて図２９を参照しながら説明する。ＩＦＳとしては、短いものから順にＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  ＩＦＳ）、ＰＩＦＳ（ＰＣＦ  ＩＦＳ）、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ  ＩＦＳ）が定義されている。
【００３５】
ＩＥＥＥ８０２．１１では、基本的なメディア・アクセス手順としてＣＳＭＡが採用されているが（前述）、送信機が何かを送信する前には、メディア状態を監視しながらランダム時間にわたりバックオフのタイマーを動作させ、この間に送信信号が存在しない場合に始めて送信権が与えられる。
【００３６】
通常のパケットをＣＳＭＡの手順に従って送信する際（ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎと呼ばれる）には、何らかのパケットの送信が終了してから、まずＤＩＦＳだけメディア状態を監視し、この間に送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権が与えられることになっている。
【００３７】
これに対し、ＡＣＫなどの例外的に緊急度の高いパケットを送信する際には、ＳＩＦＳのパケット間隔の後に送信することが許されている。これにより、緊急度の高いパケットは、通常のＣＳＭＡの手順に従って送信されるパケットよりも先に送信することが可能となる。
【００３８】
要するに、異なる種類のパケット間隔ＩＦＳが定義されている理由は、ＩＦＳがＳＩＦＳ、ＰＩＦＳ、ＤＩＦＳのいずれであるか、すなわちパケット間隔の長さに応じてパケットの送信権争いに優先付けが行なわれる、という点にある。
【００３９】
スリープ状態での信号送受信手順
ＩＥＥＥ８０２．１１におけるネットワーキングでは、アドホック・モード時のＩＢＳＳにおいても、ＭＴは必要に応じて送受信機の電源を落とすスリープ状態に入ることがある。この場合の処理手順について、図３０を参照しながら説明する。
【００４０】
ＩＥＥＥ８０２．１１においてＩＢＳＳでスリープ・モードが適用されている場合には、ＴＢＴＴからしばらくの時間帯がＡＴＩＭ（Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）Ｗｉｎｄｏｗとして定義されている。このＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗの時間帯は、ＩＢＳＳに属するすべてのＭＴは受信機を動作させており、この時間帯であれば、基本的にはスリープ・モードで動作しているＭＴも受信が可能である。
【００４１】
各ＭＴは、自局が誰か宛ての情報を有している場合には、このＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗの時間帯において、上記の通信相手宛てにＡＴＩＭパケットを送信することにより、自局が送信情報を保持していることを受信側に通達する。ＡＴＩＭパケットを受信したＭＴは、ＡＴＩＭパケットを送信した局からの受信が終了するまで、受信機を動作させておく。
【００４２】
図３０に示す例では、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の３台のＭＴがＩＢＳＳ内に存在している場合を例示している。ＴＢＴＴが到来すると、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３の各ＭＴはランダム時間にわたりメディア状態を監視しながらバックオフのタイマーを動作させる。同図に示す例では、ＳＴＡ１のタイマーが最も早期に消滅し、ＳＴＡ１がビーコンを送信している。ＳＴＡ１がビーコンを送信したため、これを受信したＳＴＡ２並びＳＴＡ３はビーコンを送信しない。
【００４３】
また、図３０に示す例では、ＳＴＡ１がＳＴＡ２宛ての情報を保持しており、且つＳＴＡ２がＳＴＡ３への情報を保持している。このとき、ＳＴＡ１とＳＴＡ２は、ビーコンを送信／受信した後に、再度ランダム時間にわたり各々メディア状態を監視しながらバックオフのタイマーを動作させる。同図に示す例では、ＳＴＡ２のタイマーが先に消滅したため、まずＳＴＡ２からＡＴＩＭメッセージがＳＴＡ３に宛てに送信される。ＳＴＡ３はＡＴＩＭメッセージを受信すると、受信した旨をＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）パケットを送信することによりＳＴＡ２にフィードバックする。
【００４４】
ＳＴＡ３からのＡＣＫが送信し終えると、ＳＴＡ１はさらにランダム時間にわたり各々メディア状態を監視しながらバックオフのタイマーを動作させる。タイマーが消滅すると、ＳＴＡ１はＡＴＩＭパケットをＳＴＡ２に宛てて送信する。ＳＴＡ２はこれを受信した旨のＡＣＫパケットを返送することによりＳＴＡ１にフィードバックする。
【００４５】
このようなＡＴＩＭパケットとＡＣＫパケットのやり取りがＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗ内で行なわれると、その後の区間においても、ＳＴＡ３はＳＴＡ２からの情報を受信するために受信機を動作させ、同様に、ＳＴＡ２はＳＴＡ１からの情報を受信するために受信機を動作させる。
【００４６】
送信情報を保持しているＳＴＡ１並びＳＴＡ２は、ＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗの終了とともに、ランダム時間にわたり各々メディア状態を監視しながらバックオフのタイマーを動作させる。図３０に示す例では、ＳＴＡ２のタイマーが先に消滅したため、ＳＴＡ２からＳＴＡ３宛ての情報が先に伝送されている。この伝送終了の後、ＳＴＡ１は、再度ランダム時間にわたりメディア状態を監視しながらバックオフのタイマーを動作させ、タイマーが消滅したらＳＴＡ２宛てのパケットを送信する。
【００４７】
上記の手順において、ＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗ内でＡＴＩＭパケットを受信しない通信局や、誰宛てにも情報を保持していない通信局は、次のＴＢＴＴまで送受信機の電源を落とし、消費電力を削減することが可能となる。
【００４８】
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１， １９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
【非特許文献２】ＥＴＳＩ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−１ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ１： Ｂａｓｉｃ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ
【非特許文献３】ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−２ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ２： Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ） ｓｕｂｌａｙｅｒ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４９】
（１）同報通信との相性
ＩＥＥＥ８０２．１１においては、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ宛ての通信は定義されているものの、この場合、受信確認応答信号であるＡＣＫの返信を行なわない。基本的なアクセス方法がＣＳＭＡであるため、送信信号が衝突している可能性があるが、アドホック・モードの同報通信においては、信号の衝突を判断する術が無い。また、Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌデータを複数局宛てに複数回送信を行なうことも考えられる。この場合、特定局に宛ててデータが送信されるため、受信確認応答を得ることができる。しかしながら、他局の送信信号との衝突のリスクを常に負いつつ同一のデータを何度も送信する手法は効率的ではない。上記の通り、総じてアドホック・モードにおける同報通信は相性がよくない。
【００５０】
（２）短パケットとの相性
ＩＥＥＥ８０２．１１では、送信するデータ量に関わらず、パケットの先頭には固定のオーバーヘッドが発生する。１パケットで送信するデータ量が大きい場合にはこのオーバーヘッドの割合は小さくなるが、送信するデータ量が小さいときには、場合によってはデータ領域よりもオーバーヘッドの方が大きくなるという現象が生じ、リソース利用効率が著しく低下する。
【００５１】
（３）短レイテンシを要求するトラフィックとの相性
上述したように、ＩＥＥＥ８０２．１１では、ＣＳＭＡによりデータの衝突が発生することを許容することを前提としたシステムであるが、データの衝突は再送によりカバーされる。再送を行なう際には再度ランダム・バックオフを設定するが、再送を行なう度にこのバックオフ値は２のべき乗で大きくなるよう設定される。したがって、複数の通信局が同時刻に送信を試みるような環境下では、通信局のデータ送信を完了するまでには幾許かの遅延が生じる可能性がある。このため、短レイテンシを要求するトラヒック収容時には問題が発生する。
【００５２】
（４）低消費電力化
ＩＥＥＥ８０２．１１においては、低消費電力用途としてのパワーセーブ・モードが定義されているが、ビーコンを送信した局は次のビーコン送信に引き続き開始されるＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗが終了するまで受信機を動作させる必要がある。例えば、２局間でＩＢＳＳを構成している場合、データ送信の有無に関わらず、統計的には５０％以上の時間率で受信機を動作させる必要があるため、低消費電力の効果が低い。
【００５３】
例えば、複数ユーザで対戦を行なう場合のゲーム・コントローラに無線通信を適用するようなアプリケーションでは、１機上で入力されたコマンドをすべてのユーザのコントローラに同報配信する必要がある。ここで、個々の入力コマンドは短パケットで構成されるが、ゲームの進行処理のため、短レイテンシが要求される。また、ゲーム・コントローラはバッテリ駆動であることが想定され、低消費電力化が望まれ、パケット送受信時以外はスリープ状態に入っている。
【００５４】
本発明は、上述した技術的課題を鑑みたものであり、その主な目的は、制御局と被制御局の関係を特に形成せずに各通信局が自律分散的に動作することにより無線ネットワークが好適に構築される、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。
【００５５】
本発明のさらなる目的は、自律分散型のネットワーク環境下で、通信局がＣＳＭＡによるアクセス制御により効率的なデータ通信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にある。
【００５６】
本発明のさらなる目的は、自律分散型のネットワーク環境下で、通信機の低消費電力化を図りつつ、短パケットの情報伝送を短レイテンシで実現することができる、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。
【課題を解決するための手段】
【００５７】
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、各通信局が所定のフレーム周期内でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによってネットワークを構築する自律分散型の無線通信システムであって、
各通信局は自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後に所定の受信期間を設けており、
通信局は、情報送信時にはデータ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の後において情報送信を行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００５８】
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。
【００５９】
自律分散型の通信環境下では、各通信局は、所定の時間間隔でビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。また、通信局は、各チャネル上でスキャン動作を行ない、ビーコン信号を受信することにより、隣接局の通信範囲に突入したことを検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を認識し参入することができる。
【００６０】
そして、新規に参入する通信局は、所定期間にわたり連続して信号受信を試みるスキャン動作により、周辺局の送信するビーコンの存在確認を行なう。この過程で、周辺局からビーコンが受信されなかった場合には、通信局は適当なビーコン送信タイミングを設定する。一方、周辺局から送信されるビーコンを受信した場合には、各受信ビーコンに記載されている近隣装置情報を参照して、いずれの既存局もビーコンを送信していないタイミングを自局のビーコン送信タイミングとして設定することで、衝突を回避する。
【００６１】
ここで、このような自律分散型の無線通信ネットワークでは、基本的なアクセス方法がＣＳＭＡであるため、信号が衝突する可能性があるにもかかわらず、信号の衝突を判断できないため、同報通信との相性がよくないという問題がある。また、送信するデータ量に拘らずパケットの先頭に固定のオーバーヘッドが発生するため、短パケットとの相性がよくない。また、ＣＳＭＡは信号の衝突を許容することを前提としているため、短レイテンシを要求するトラフィック収容時には問題が発生する。さらに、各通信局は統計的には５０％以上の時間率で受信機を動作させる必要があり、低消費電力の効果が低い。
【００６２】
これに対し、本発明によれば、自律分散型の無線通信ネットワークにおいて、短パケットの同報通信を短レイテンシにて実現することができる。
【００６３】
本発明に係る自律分散ネットワークでは、通信局は、自局の次にビーコンを送信する次通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行ない、且つ、データ送信時にはデータ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後においてデータ送信を行なう。したがって、ある通信局が他のすべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合、各通信局は前記フレーム周期内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の前後に設けられた受信期間を利用して情報を順次送信するという、バケツリレー方式の情報伝送を実行することができる。
【００６４】
すなわち、隣り合うビーコン受信時刻を基準に設けられた各通信局の受信期間を利用して、１対１の通信局間の情報交換を繰り返すといういわゆるバケツリレー伝送方式により、ある情報送信元から送信される情報をすべての通信局と１フレーム周期内で情報交換することができる。
【００６５】
したがって、１フレーム周期内ですべての通信局に対する情報伝送が完結することから短レイテンシで済み、基本的に一定時間でのデータの配送が可能となる。また、短パケットを何度も衝突の可能性を負いながら送信する必要がなくなる。また、特定の制御局による管理が不要であることから自律分散型ネットワークとの相性がよい。また、各通信局間ではビーコン送信タイミング前後の受信期間を設けて互いにデータ伝送を行なうことから、必要最低限の時間帯のみで受信機を動作させることが可能になるので、低消費電力の効果が向上する。
【００６６】
例えば、情報送信元となる通信局から他のすべての通信局に向けて情報送信を行ないたい旨のデータ、すなわち予告信号としてのページ・パケットを、前記のバケツリレーの情報伝送方式により１フレーム内で順次送信した後、次のフレーム周期において、前記情報送信元の通信局は自局のビーコン送信に引き続き正味の送信情報を送信するとともに、他の通信局は該情報送信元からのビーコン受信タイミングにおいてビーコン並びに送信情報を受信するようにしてもよい。
【００６７】
このような場合、他の通信局は、１フレーム前に受信したデータに基づいて情報送信元の通信局が情報の送信を行なうことを認識しているので、この情報送信元からのビーコン受信タイミングに合わせてスリープ状態からアクティブ状態に戻り、ビーコン並びに送信情報を受信することができる。このような情報の同報通信方式は、特定の制御局による管理が不要であることから自律分散型ネットワークとの相性がよい。
【００６８】
また、前記の他の各通信局は、情報送信元からの送信情報を誤り無く受信すると、前記次のフレーム周期において該情報を受信できた旨の受信確認応答を自局のビーコンの送信に引き続き送信するようにしてもよい。一方、前記情報送信元の通信局は、情報を送信した後に前記の他の各通信局から受信確認応答が返信されることを認識することができるので、これら各通信局のビーコン送信に引き続いてアクティブ状態のまま受信処理し、受信確認応答を受信する。
【００６９】
これによって、情報送信元となる通信局は、送信した情報が誤ることなく各通信局に配布されたことを短レイテンシで確認することができる。ここで、受信確認応答を認識できない場合には、例えば、当該通信局に宛てて、再度同一情報を当該通信局のビーコン送信時刻近辺にて再送する。この手順は通常のランダム・バックオフを併用するＣＳＭＡによる送信手順を踏めばよい。
【００７０】
また、上述したように、情報送信元となる通信局から他のすべての通信局に向けて予告信号としてのページ・パケットを１フレーム内でバケツリレー伝送し、次のフレーム周期において正味の送信情報を送信するのではなく、予告なしに最初から正味の送信情報についてのバケツリレー伝送を開始するようにしてもよい。
【００７１】
また、正味の情報をバケツリレー方式で伝送する際、同じフレーム周期内で２以上の通信局が同時に情報の送信を行なうことができる。
【００７２】
例えば、通信局は、自局が送信したい情報がある場合には、前記フレーム周期内で自局の前にビーコンを送信する前通信局から受信した情報に当該送信したい情報を付加（すなわちマルチプレクス）してから、自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに送信するようにすればよい。
【００７３】
このような場合、自局が付加した情報は、バケツリレー方式により系内の各通信局間で転送され、やがて自局に戻ってくる。したがって、通信局は、前記情報伝送方式により自局が送信した情報を受信したことを以って、当該情報についての送信処理が完了したことを認識することができる。
【００７４】
また、通信局は、自局の次にビーコンを送信する次通信局に対する情報送信に失敗した場合、同じフレーム周期で当該次通信局のビーコン送信後の受信期間を利用して、情報送信を再度試みることができる。
【００７５】
そして、通信局は、この受信期間内では他の通信局に対する情報送信並びに再送に失敗した場合、フレーム周期内でのその局宛ての情報送信を諦める。そして、いずれの通信局宛ての送信に失敗したかを送信情報に付加した上で、前記フレーム周期内で当該他の通信局の次にビーコンを送信する通信局への情報送信を試みる。
【００７６】
このような場合、いずれの通信局宛ての送信に失敗したかが付加された情報は、バケツリレー伝送方式によりやがて情報送信元の通信局に到来する。そして、この情報送信元の通信局は、前記情報伝送方式により自局が送信した情報を受信したときに、いずれの通信局宛ての送信に失敗したという情報が付加されている場合には、当該通信局宛ての再送手順を起動する。あるいは、特定の局宛ての再送手順ではなく、前記情報伝送方式に則って再度情報送信するようにしてもよい。
【００７７】
また、同一のフレーム周期内で複数の通信局が情報の送信を行なうと、次々に情報が付加（マルチプレクス）された形で情報群が構成されると、データ量が伝送可能な量を超えて溢れてしまう可能性がある。
【００７８】
このようなデータ量の溢れ状態を回避するために、各通信局は、受信した情報群のデータ量がある閾値を超えている場合には、自局から送信する情報の伝送を次のスーパーフレームまで見送るなどという処理を行なうようにしてもよい。例えば、通信局は、受信した情報量と自局が送信したい情報量と最近自局が送信した情報量のうち少なくとも１つを参照して、フレーム周期内における自局からの情報送信の有無を決定するようにする。
【００７９】
本発明によれば、所定のフレーム周期内で各通信局のビーコン送信時刻並びにその前後の受信期間が設けられているようなシステムにおいて、本発明のように、フレーム周期内における配置順に従ってバケツリレー方式で情報を順次伝送することができる。この場合、フレーム周期を下回る短レイテンシを実現することができないという問題がある。
【００８０】
この対策として、通信プロトコルの上位レイヤなどから、フレーム周期を下回る短レイテンシが強要された場合には、各通信局は、フレーム周期内で、規定されたビーコン送信間隔を定期的に補間するようにしてもよい。例えば、各通信局がフレーム周期内をそれぞれＮ個のビーコンで定期的に補間するようにした場合、これに応じて受信期間の数もＮ倍となることから、システムはあたかも１／Ｎのフレーム周期で構成されているかのように通信を行なうことができ、さらなる短レイテンシを実現することができる。
【００８１】
また、本発明の第２の側面は、各通信局が所定の時間間隔でネットワークに関する情報を記述したビーコンを送信し合うことによって構築される自律分散型の通信環境下で無線通信動作を行なうための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、
所定のビーコン送信タイミングで自局のビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局のビーコン送信時刻を把握するビーコン送信時刻管理ステップと、
自局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局の前にビーコンを送信する通信局のビーコン送信時刻の前後において受信処理を行なう受信処理ステップと、
データ送信先となる通信局のビーコン送信時刻の前後あるいは自局のビーコン送信時刻の後においてにおいて情報送信を行なう送信処理ステップと、
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。
【００８２】
本発明の第２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２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、無線通信装置として動作する。このような無線通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第１の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００８３】
本発明によれば、自律分散型のネットワーク環境下で、通信局がＣＳＭＡによるアクセス制御により効率的なデータ通信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。
【００８４】
また、本発明によれば、自律分散型のネットワーク環境下で、通信機の低消費電力化を図りつつ、短パケットの同報通信を短レイテンシで実現することができる、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ができる。
【００８５】
本発明によれば、系内で共有する情報を同報通信にて効率よく提供することが可能である。また、短パケットを何度も衝突の可能性を負いながら送信する必要がなくなり、且つ基本的に一定時間でのデータの配送が可能となる。さらに、必要最低限の時間帯のみで受信機を動作させることが可能になるので、低消費電力の効果が向上する。
【００８６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
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。
【００８８】
Ａ．システム構成
本発明において想定している通信の伝搬路は無線であり、複数の通信局間でネットワークを構築する。本発明で想定している通信は蓄積交換型のトラヒックであり、パケット単位で情報が転送される。また、以下の説明では、各通信局は単一のチャネルを想定しているが、複数の周波数チャネルすなわちマルチチャネルからなる伝送媒体を用いた場合に拡張することも可能である。
【００８９】
本発明に係る無線ネットワーク・システムは、コーディネータを配置しない自律分散型のシステム構成であり、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送（ＭＡＣ）フレームによりチャネル・リソースを効果的に利用した伝送制御が行なわれる。また、各通信局は、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：キャリア検出多重接続）に基づくアクセス手順に従い直接非同期的に情報を伝送するアドホック通信を行なうこともできる。
【００９０】
このように制御局と被制御局の関係を特に形成せずに自律分散型の無線通信システムでは、各通信局はチャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。通信局は伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義される。また、各通信局は、伝送フレーム周期に相当する期間だけチャネル上をスキャン動作することにより、周辺局から送信されるビーコン信号を発見し、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知る（又はネットワークに参入する）ことができる。
【００９１】
なお、本実施形態に係る自律分散型の無線通信ネットワークは、複数ユーザで対戦を行なう場合のゲーム・コントローラに無線通信を適用するようなアプリケーションを想定しており、１機上で入力されたコマンドをすべてのユーザのコントローラに同報配信する。ゲーム・コントローラとしてのすべての通信局は互いの通信範囲内にあり、いわゆる隠れ端末の問題はないものとする。後述するように、通信機の低消費電力化を図りつつ、短パケットの同報通信を短レイテンシで実現する。
【００９２】
図１には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信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。図示の無線通信装置は、制御局と被制御局の関係を特に形成しない自律分散型の通信環境下において、同じ無線システム内では効果的にチャネル・アクセスを行なうことにより、衝突を回避しながらネットワークを形成することができる。
【００９３】
図示の通り、無線通信装置１００は、インターフェース１０１と、データ・バッファ１０２と、中央制御部１０３と、ビーコン生成部１０４と、無線送信部１０６と、タイミング制御部１０７と、アンテナ１０９と、無線受信部１１０と、ビーコン解析部１１２と、情報記憶部１１３とで構成される。
【００９４】
インターフェース１０１は、この無線通信装置１００に接続される外部機器（例えば、パーソナル・コンピュータ（図示しない）など）との間で各種情報の交換を行なう。
【００９５】
データ・バッファ１０２は、インターフェース１０１経由で接続される機器から送られてきたデータや、無線伝送路経由で受信したデータをインターフェース１０１経由で送出する前に一時的に格納しておくために使用される。
【００９６】
中央制御部１０３は、無線通信装置１００における一連の情報送信並びに受信処理の管理と伝送路のアクセス制御を一元的に行なう。基本的には、ＣＳＭＡに基づき、伝送路の状態を監視しながらランダム時間にわたりバックオフのタイマーを動作させ、この間に送信信号が存在しない場合に送信権を獲得するというアクセス競合を行なう。
【００９７】
本実施形態に係るアクセス制御では、ＣＳＭＡによりデータの衝突の発生を許容することを前提とするが、後述するように、系内で共有する情報を同報通信にて効率よく提供する。また、短パケットを何度も衝突の可能性を負いながら送信する必要がなくなり、且つ基本的に一定時間（すなわち短レイテンシ）でのデータの配送が可能となる。
【００９８】
また、中央制御部１０３は、装置の低消費電力動作を一元的に制御する。無線通信装置１００は、基本的にはスリープ・モードで動作するが、ビーコン送信タイミングＴＢＴＴからしばらくの時間帯がＡＴＩＭ  Ｗｉｎｄｏｗに設定される。ＡＴＩＭ Ｗｉｎｄｏｗの時間帯は、系内のすべての通信装置は受信機を動作させる。また、ビーコン送信タイミングＴＢＴＴの前後に受信期間を設けている。本実施形態では、系内で共有する情報を同報通信する際に、必要最低限の時間帯のみで受信機を動作させることにより（後述）、低消費電力の効果を高めている。
【００９９】
ビーコン生成部１０４は、近隣にある無線通信装置との間で周期的に交換されるビーコン信号を生成する。無線通信装置１００が無線ネットワークを運用するためには、自己のビーコン送信位置や周辺局からのビーコン受信位置などを規定する。これらの情報は、情報記憶部１１３に格納されるとともに、ビーコン信号の中に記載して周囲の無線通信装置に報知する。
【０１００】
無線送信部１０６は、データ・バッファ１０２に一時格納されているデータやビーコン信号を無線送信するために、所定の変調処理を行なう。また、無線受信部１１０は、所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報やビーコンなどの信号を受信処理する。
【０１０１】
無線送信部１０６及び無線受信部１１０における無線送受信方式は、例えば無線ＬＡＮに適用可能な、比較的近距離の通信に適した各種の通信方式を適用することができる。具体的には、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）方式、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式などを採用することができる。
【０１０２】
アンテナ１０９は、他の無線通信装置宛てに信号を所定の周波数チャネル上で無線送信し、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を収集する。本実施形態では、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえないものとする。
【０１０３】
タイミング制御部１０７は、無線信号を送信並びに受信するためのタイミングの制御を行なう。例えば、伝送フレーム周期の先頭における自己のビーコン送信タイミングや、他の通信装置からのビーコン受信タイミング、スキャン動作周期、ＡＴＩＭ  Ｗｉｎｄｏｗや受信期間の設定、各パケット（ＲＴＳ、ＣＴＳ、データ、ＡＣＫなど）の送信タイミング（パケット間隔ＩＦＳやバックオフの設定）などを制御する。
【０１０４】
ビーコン解析部１１２は、隣接局から受信できたビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在などを解析する。例えば、隣接局のビーコンの受信タイミングや近隣ビーコン受信タイミングなどの情報は近隣装置情報として情報記憶部１１３に格納される。
【０１０５】
情報記憶部１１３は、中央制御部１０３において実行される一連のアクセス制御動作などの実行手順命令（アクセス制御手順などを記述したプログラム）や、受信ビーコンの解析結果から得られる近隣装置情報などを蓄えておく。
【０１０６】
本実施形態に係る自律分散型ネットワークでは、各通信局は、所定のチャネル上で所定の時間間隔でビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。ビーコンを送信する伝送フレーム周期のことを、本明細書では「スーパーフレーム（Ｓｕｐｅｒ  Ｆｒａｍｅ）」と定義し、例えば８０ミリ秒とする。
【０１０７】
新規に参入する通信局は、スキャン動作により周辺局からのビーコン信号を聞きながら、通信範囲に突入したことを検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知ることができる。そして、ビーコンの受信タイミングと緩やかに同期しながら、周辺局からビーコンが送信されていないタイミングに自局のビーコン送信タイミングを設定する。
【０１０８】
Ｂ．スーパーフレームの構築
各通信局はビーコン情報を報知することにより、近隣（すなわち通信範囲内）の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。ビーコン送信周期のことを、「スーパーフレーム（Ｔ＿ＳＦ）」と定義し、例えば８０ミリ秒とする。
【０１０９】
本実施形態に係る各通信局のビーコン送信手順について、図２を参照しながら説明する。
【０１１０】
ビーコンで送信される情報が１００バイトであるとすると、送信に要する時間は１８マイクロ秒となる。８０ミリ秒に１回の送信なので、通信局毎のビーコンのメディア占有率は４４４４分の１と十分小さい。
【０１１１】
各通信局は、周辺で発信されるビーコンを聞きながら、緩やかに同期する。新規に通信局が現われた場合、新規通信局は既存の通信局のビーコン送信タイミングと衝突しないように、自分のビーコン送信タイミングを設定する。
【０１１２】
また、周辺に通信局がいない場合、通信局０１は適当なタイミングでビーコンを送信し始めることができる。ビーコンの送信間隔は８０ミリ秒である。図２中の最上段に示す例では、Ｂ０１が通信局０１から送信されるビーコンを示している。
【０１１３】
以降、通信範囲内に新規に参入する通信局は、既存のビーコン配置と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定する。
【０１１４】
例えば、図２中の最上段に示すように、通信局０１のみが存在するチャネル上において、新たな通信局０２が現われたとする。このとき、通信局０２は、通信局０１からのビーコンを受信することによりその存在とビーコン位置を認識し、図２の第２段目に示すように、通信局０１のビーコン間隔のほぼ真中に自己のビーコン送信タイミングを設定して、ビーコンの送信を開始する。
【０１１５】
さらに、新たな通信局０３が現われたとする。このとき、通信局０３は、通信局０１並びに通信局０２のそれぞれから送信されるビーコンの少なくとも一方を受信し、これら既存の通信局の存在を認識する。そして、図２の第３段に示すように、通信局０１及び通信局０２から送信されるビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで送信を開始する。
【０１１６】
以下、同様のアルゴリズムに従って近隣で通信局が新規参入する度に、ビーコン間隔が狭まっていく。例えば、図２の最下段に示すように、次に現われる通信局０４は、通信局０２及び通信局０１それぞれが設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングでビーコン送信タイミングを設定し、さらにその次に現われる通信局０５は、通信局０２及び通信局０４それぞれが設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングでビーコン送信タイミングを設定する。
【０１１７】
但し、帯域（スーパーフレーム周期）内がビーコンで溢れないように、最小のビーコン間隔Ｂminを規定しておき、Ｂmin内に２以上のビーコン送信タイミングを配置することを許容しない。例えば、８０ミリ秒のスーパーフレーム周期でミニマムのビーコン間隔Ｂminを５ミリ秒に規定した場合、電波の届く範囲内では最大で１６台（＝８０÷５）の通信局までしか収容できないことになる。
【０１１８】
スーパーフレーム内に新規のビーコンを配置する際、各通信局はビーコン送信の直後に優先利用領域（ＴＰＰ）を獲得することから（後述）、１つのチャネル上では各通信局のビーコン送信タイミングは密集しているよりもスーパーフレーム周期内で均等に分散している方が伝送効率上より好ましい。したがって、本実施形態では、図２に示したように基本的に自身が聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中でビーコンの送信を開始するようにしている。但し、各通信局のビーコン送信タイミングを集中して配置し、残りのスーパーフレーム周期では受信動作を停止して装置の消費電力を低減させるという利用方法もある。
【０１１９】
図３には、スーパーフレーム周期内で配置可能なビーコン送信タイミングの構成例を示している。但し、同図に示す例では、８０ミリ秒からなるスーパーフレーム周期における時間の経過を、円環上で時針が右回りで運針する時計のように表している。以下、このような通信システムのことを「ＣＷｎｅｔ（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）」とも呼ぶ。
【０１２０】
図３に示す例では、０からＦまでの合計１６個の位置がビーコン送信を行なうことができる時刻、すなわちビーコン送信タイミングを配置可能な「スロット」として構成されている。図２を参照しながら説明したように、既存の通信局が設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで新規参入局のビーコン送信タイミングを順次設定していくというアルゴリズムに従って、ビーコン配置が行なわれたものとする。Ｂminを５ミリ秒と規定した場合には、１スーパーフレームにつき最大１６個までしかビーコンを配置することができない。すなわち、１６台以上の通信局はネットワークに参入できない。
【０１２１】
通信局は、スーパーフレーム内における自局のビーコン送信タイミング並びに周辺局からのビーコン受信タイミングに関する情報を、ＮＢＯＩ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ Ｂｅａｃｏｎ Ｏｆｆｓｅｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と呼ばれるビットマップ形式で記述されたデータによって管理する。通信局は、ＮＢＯＩをビーコン情報に含めて周辺局に報知する。
【０１２２】
本実施形態では、図３に示したように１スーパーフレーム内で最大１６個のビーコンを配置なスロットが用意されていることから、受信できたビーコンの配置に関する情報を１６ビット長のビットマップ形式で記述する。すなわち、自局の正規ビーコンの送信時刻ＴＢＴＴをＮＢＯＩフィールドの先頭ビット（ＭＳＢ）にマッピングするとともに、その他の各スロットを自局のＴＢＴＴを基準とした相対位置（オフセット）に対応するビット位置にそれぞれマッピングする。そして、自局の送信ビーコン並びに受信可能なビーコンの各スロットに対応するビット位置に１を書き込み、それ以外のビット位置は０のままとする。
【０１２３】
図２０にはＮＢＯＩの記述例を示している。同図に示す例では、通信局０が「１１００，００００，０１００，００００」のようなＮＢＯＩフィールドを作っている。これは、図３に示したように最大１６局を収容可能な各スロットに通信局０〜ＦがそれぞれＴＢＴＴを設定しているような通信環境下で、同図に示した通信局０が、「（図３中の）通信局１並び通信局９からのビーコンが受信可能である」旨を伝えることになる。つまり、受信ビーコンの相対位置に対応するＮＢＯＩの各ビットに関し、ビーコンが受信可能である場合にはマーク、受信されてない場合にはスペースを割り当てる。また、ＭＳＢが１になっているのは自局（図３中の通信局０）がビーコンを送信しているためで、自局がビーコンを送信している時刻に相当する場所もマークする。
【０１２４】
各通信局は、あるチャネル上でお互いのビーコン信号を受信すると、その中に含まれるＮＢＯＩの記述に基づいて、チャネル上でビーコンの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置したり周辺局からのビーコン受信タイミングを検出したりすることができる。
【０１２５】
図２１には、新規に参入した通信局が周辺局から受信したビーコンから得た各ビーコンのＮＢＯＩに基づいて自局のＴＢＴＴを設定する様子を示している。
【０１２６】
通信局は電源投入後、まずスキャン動作すなわちスーパーフレーム長以上にわたり連続して信号受信を試み、周辺局の送信するビーコンの存在確認を行なう。この過程で、周辺局からビーコンが受信されなかった場合には、通信局は適当なタイミングをＴＢＴＴとして設定する。一方、周辺局から送信されるビーコンを受信した場合には、周辺局から受信した各ビーコンのＮＢＯＩフィールドを当該ビーコンの受信時刻に応じてシフトしながら論理和（ＯＲ）をとって参照することにより、最終的にマークされていないビット位置に相当するタイミングの中からビーコン送信タイミングを抽出する。
【０１２７】
図２１に示す例では、新規に登場した通信局Ａに着目し、通信局Ａの周辺には通信局０、通信局１、通信局２が存在しているという通信環境を想定している。そして、通信局Ａ は、スキャン動作によりスーパーフレーム内にこの３つの局０〜２からのビーコンが受信できたとする。
【０１２８】
ＮＢＯＩフィールドは、周辺局からのビーコン受信時刻を自局の正規ビーコンに対する相対位置としてビットマップ形式で記述している（前述）。そこで、通信局Ａでは、周辺局から受信できた３つのビーコンのＮＢＯＩフィールドを各ビーコンの受信時刻に応じてシフトして時間軸上でビットの対応位置を揃えた上で、各タイミングのＮＢＯＩビットのＯＲをとって参照する。
【０１２９】
周辺局のＮＢＯＩフィールドを統合して参照した結果、得られている系列が図９中“ＯＲ ｏｆ ＮＢＯＩｓ”で示されている「１１０１，０００１，０１００，１０００」であり、１はスーパーフレーム内で既にＴＢＴＴが設定されているタイミングの相対位置を、０はＴＢＴＴが設定されていないタイミングの相対位置を示している。この系列において、スペース（ゼロ）の最長ランレングスは３であり、候補が２箇所存在していることになる。図２１に示す例では通信局Ａは、このうち１５ビット目を自局の正規ビーコンのＴＢＴＴに定めている。
【０１３０】
通信局Ａは、１５ビット目の時刻を自局の正規ビーコンのＴＢＴＴ（すなわち自局のスーパーフレームの先頭）として設定し、ビーコンの送信を開始する。このとき、通信局Ａが送信するＮＢＯＩフィールドは、ビーコン受信可能な通信局０〜２のビーコンの各受信時刻を、自局の正規ビーコンの送信時刻からの相対位置に相当するビット位置をマークしたビットマップ形式で記載したものであり、図２１中の“ＮＢＯＩ ｆｏｒ ＴＸ  （１  Ｂｅａｃｏｎ  ＴＸ）”で示す通りとなる。
【０１３１】
なお、通信局Ａが優先送信権利を得るなどの目的で補助ビーコンを送信する際には、さらにこの後、周辺局のＮＢＯＩフィールドを統合した“ＯＲ ｏｆ ＮＢＯＩｓ”で示されている系列のスペース（ゼロ）の最長ランレングスを探し、探し当てたスペースの箇所に補助ビーコンの送信時刻を設定する。図２１に示す例では、２つの補助ビーコンを送信する場合を想定しており，“ＯＲ ｏｆ ＮＢＯＩｓ”の６ビット目と１１ビット目のスペースの時刻に補助ビーコンの送信タイミングを設定している。この場合、通信局Ａが送信するＮＢＯＩフィールドは、自局の正規ビーコン並びに周辺局からの受信ビーコンの相対位置に加え、さらに自局がビーコン送信を行なっている箇所（正規ビーコンに対する相対位置）にもマークされ、“ＮＢＯＩ ｆｏｒ ＴＸ （３ Ｂｅａｃｏｎ ＴＸ）”で示されている通りとなる。
【０１３２】
各通信局が上述したような処理手順で自局のビーコン送信タイミングＴＢＴＴを設定してビーコンの送信を行なう場合、各通信局が静止して電波の到来範囲が変動しないという条件下では、ビーコンの衝突を回避することができる。また、送信データの優先度に応じて、補助ビーコン（又は複数のビーコンに類する信号）をスーパーフレーム内で送信することにより、優先的にリソースを割り当て、ＱｏＳ通信を提供することが可能である。また、周辺から受信したビーコン数（ＮＢＯＩフィールド）を参照することにより、各通信局がシステムの飽和度を自律的に把握することができるので、分散制御システムでありながら、通信局毎に系の飽和度を加味しつつ優先トラヒックの収容を行なうことが可能となる。さらに、各通信局が受信ビーコンのＮＢＯＩフィールドを参照することで、ビーコン送信時刻は衝突しないように配置されるので、複数の通信局が優先トラヒックを収容した場合であっても、衝突が多発するといった事態を避けることができる。
【０１３３】
なお、図２並びに図３では明示されていないが、各々のビーコンは、各ビーコン送信時刻であるＴＢＴＴ（Ｔａｒｇｅｔ Ｂｅａｃｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ）から故意に若干の時間オフセットを持った時刻で送信されている。これを「ＴＢＴＴオフセット」と呼ぶ。本実施形態では、ＴＢＴＴオフセット値は擬似乱数にて決定される。この擬似乱数は、一意に定められる擬似ランダム系列ＴＯＩＳ（ＴＢＴＴ Ｏｆｆｓｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）により決定され、ＴＯＩＳはスーパーフレーム周期毎に更新される。
【０１３４】
ＴＢＴＴオフセットを設けることにより、２台の通信局がスーパーフレーム上では同じスロットにビーコン送信タイミングを配置している場合であっても、実際のビーコン送信時刻がずらすことができ、あるスーパーフレーム周期にはビーコンが衝突しても、別のスーパーフレーム周期では各通信局は互いのビーコンを聞き合う（あるいは、近隣の通信局は双方のビーコンを聞く）ことができる。通信局は、スーパーフレーム周期毎に設定するＴＯＩＳをビーコン情報に含めて周辺局に報知する。
【０１３５】
Ｃ．スーパーフレームの短縮（ビーコンの定期的な補間）による短レイテンシ化
本発明では、短レイテンシを要求しながら、多数の通信局に宛てて同報通信を行なう際の問題点の解決を目的としている。トラヒックの要求として８０ミリ秒を下回る短レイテンシを強要される場合も存在するが、このような場合には、１台の通信局がスーパーフレーム内で複数のビーコン（補助ビーコン）を送信することにより、さらに短いレイテンシにてのデータ転送を行なうことが可能となる。
【０１３６】
図２２左側に示した状態がスーパーフレームの初期状態であり、スーパーフレーム長は８０ミリ秒、最小のビーコン間隔Ｂminが５ミリ秒に設定され、最大１６台までが収容される。ここで、近隣に存在する局が通信局０、通信局１、通信局２、通信局３と４台しか存在せず、短レイテンシでの情報の送受信を希望している場合を想定する。
【０１３７】
このとき、各通信局０〜３は、スーパーフレームにつき２０ミリ秒間隔で４回のビーコン（すなわち正規ビーコンと３個の補助ビーコン）を送信し始める。これにより、各通信局が２０ミリ秒でビーコンを１つ送信することになり、図２２下側に示すように、あたかも１スーパーフレームが２０ミリ秒で構成されているかのように通信を行なうことが可能となる。
【０１３８】
このように補助ビーコンを用いてスーパーフレーム内を定期的に補間することにより、スーパーフレーム長が８０ミリ秒であった場合よりも短いレイテンシでの情報の送受信が可能となる。図２２に示す例では、４台の通信局が存在している場合を想定したが、２台しか存在しない場合には２０ミリ秒の仮想スーパーフレームを構成することは勿論可能であるし、さらには１０ミリ秒の仮想スーパーフレーム（図示しない）を構成することも可能である。このような場合、アプリケーション（通信プロトコルの上位レイヤ）の要求に応じて、スーパーフレームにつき何回のビーコン送信を行なうかが決定される。
【０１３９】
Ｄ．送信優先区間ＴＰＰを利用した通信帯域の保証
通信局として動作する無線通信装置１００は、特定の制御局を配置しない通信環境下で、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送（ＭＡＣ）フレームにより伝送チャネルを効果的に利用した伝送制御、又はＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダム・アクセスなどの通信動作を行なう。
【０１４０】
本実施形態では、各通信局はビーコンを一定間隔で送信しているが、ビーコンを送信した後しばらくの間は、該ビーコンを送信した局に送信の優先権を与えることで、信号の往来を自律分散的に管理し、通信帯域（ＱｏＳ）を確保するようにしている。図４には、ビーコン送信局に優先権が与えられる様子を示している。本明細書では、この優先区間をＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ Ｐｅｒｉｏｄ（ＴＰＰ）と定義する。
【０１４１】
図５には、ビーコン送信局に優先送信期間ＴＰＰを与える場合のスーパーフレーム周期（Ｔ＿ＳＦ）の構成例を示している。同図に示すように、各通信局からのビーコンの送信に続いて、そのビーコンを送信した通信局のＴＰＰが割り当てられるが、ＴＰＰに続く区間をＦａｉｒｌｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｅｒｉｏｄ（ＦＡＰ）と定義され、通信局間では通常のＣＳＭＡ／ＣＡ方式により通信が行なわれる。そして、次の通信局からのビーコン送信タイミングでＦＡＰが終わり、以降は同様にビーコン送信局のＴＰＰとＦＡＰが続く。
【０１４２】
各通信局は、基本的にはスーパーフレーム周期毎に１回のビーコンを送信するが、場合に応じて、複数個のビーコンあるいはビーコンに類する信号を送信することが許容され、ビーコンを送信する度にＴＰＰを獲得することができる。言い換えれば、通信局は、スーパーフレーム周期毎に送信するビーコンの個数に応じて優先的な送信用のリソースを確保できることになる。ここで、通信局がスーパーフレーム周期の先頭で必ず送信するビーコンのことを「正規ビーコン」、それ以外のタイミングでＴＰＰ獲得又はその他の目的で送信する２番目以降のビーコンのことを「補助ビーコン」と呼ぶ。
【０１４３】
図６には、ＴＰＰ区間内におけるビーコン送信局並びにそれ以外の局が送信権を得るための動作について図解している。
【０１４４】
ビーコン送信局は、自局のビーコンを送信した後、優先送信モードで動作し、より短いパケット間隔ＳＩＦＳの後に送信を開始することができる。図示の例では、ビーコン送信局はＳＩＦＳの後にＲＴＳパケットを送信する。そして、その後も、送信されるＣＴＳ、データ、ＡＣＫの各パケットも同様にＳＩＦＳのパケット間隔で送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。
【０１４５】
一方、通常動作モードで動作するその他の局は、ビーコンが送信された後、まずＳＩＦＳよりも長いパケット間隔ＬＩＦＳだけメディア状態を監視し、この間にメディアがクリアすなわち送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権利が与えられる。このため、ビーコン送信局が先にＳＩＦＳ経過後にＲＴＳ信号を送信すると、通常動作モードの通信局は送信を開始することができなくなる。
【０１４６】
図７には、通信局がＴＰＰ区間及びＦＡＰ区間においてそれぞれ送信を開始するための動作を図解している。
【０１４７】
ＴＰＰ区間内では、通信局は、自局のビーコンを送信した後、より短いパケット間隔ＳＩＦＳの後に送信を開始することができる。図示の例では、ビーコン送信局はＳＩＦＳの後にＲＴＳパケットを送信する。そして、その後も、送信されるＣＴＳ、データ、ＡＣＫの各パケットも同様にＳＩＦＳのパケット間隔で送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。
【０１４８】
これに対し、ＦＡＰ区間では、ビーコン送信局は、他の周辺局と同様にＬＩＦＳ＋ランダム・バックオフだけ待機してから送信開始する。言い換えれば、すべての通信局にランダムなバックオフにより送信権が均等に与えられることになる。図示の例では、他局のビーコンが送信された後、まずＬＩＦＳだけメディア状態を監視し、この間にメディアがクリアすなわち送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、ＲＴＳパケットを送信する。なお、ＲＴＳ信号に起因して送信されるＣＴＳ、データ、ＡＣＫなどの一連のパケットはＳＩＦＳのパケット間隔で送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。
【０１４９】
Ｅ．定常状態における送受信の手順
各通信局は、毎回、他局のビーコンを受信しているとは限らない。上位レイヤからの指示などにより、受信頻度を落としている場合もある。この場合の送受信手順について、図８を参照しながら説明する。
【０１５０】
図８に示す例では、通信局ＳＴＡ０からＳＴＡ１に対して送信を行なう場合を示している。同図の上段はＳＴＡ０とＳＴＡ１の間で送受信されるパケットのシーケンス図を示し、同図の下段がＳＴＡ０の送受信機の状態（ハイ状態で通信機がアクティブ状態、ロー状態で通信機がスリープ状態）を示している。
【０１５１】
ＳＴＡ１は、メディアがクリアなことを確認した後にビーコンを送信する。このときＳＴＡ０はスリープ状態にあり、ビーコンを受信していない。その後、ＳＴＡ０は自局のビーコン送信時刻にビーコンを送信する。ＳＴＡ１は、ＳＴＡ０のビーコン受信をトリガに、定められたランダム・バックオフの手順に従ってＳＴＡ０宛てにページング情報を送信する。
【０１５２】
ＳＴＡ０は、ビーコン送信後、所定の受信期間（Ｌｉｓｔｅｎ Ｐｅｒｉｏｄ）にわたり受信機を動作させているため、このページング情報を受信することができる。すなわち、ＳＴＡ０はページング情報を受信すると、ＳＴＡ１が自局宛ての情報を保持していることを知ることができる。
【０１５３】
その後、ＳＴＡ１のビーコン送信時刻になると、ＳＴＡ０は先のページング情報に起因してＳＴＡ１からの情報を受信するよう試み、ＳＴＡ１のビーコンを受信する。このビーコン中の情報によりＳＴＡ０が呼び出されていたと仮定する。該ビーコンを受信したＳＴＡ０は、ページに対するレスポンスを行なう（Ｃ０）。このレスポンスはＳＴＡ１のＴＰＰ中に相当し、優先権を得ているためＳＩＦＳ間隔で送信される。以降、ＴＰＰ内でのＳＴＡ１とＳＴＡ０の間の送受信は優先権を得ているためＳＩＦＳ間隔で送信される。
【０１５４】
レスポンスを受信したＳＴＡ１は、ＳＴＡ０が受信可能状態にあることを確認すると、ＳＴＡ０宛てのパケットを送信する（Ｃ１）。このパケットを受信したＳＴＡ０は正常に受信されたことを確認した上で、ＡＣＫパケットを送信する（Ｃ２）。その後、ＳＴＡ０は所定の受信期間（Ｌｉｓｔｅｎ Ｐｅｒｉｏｄ）にわたり受信機を動作させ、自局宛てのパケットが受信されないことを確認し、スリープ状態へと変更する。
【０１５５】
上述した通信局の定常状態における信号送受信手順についてまとめる。信号の送信は受信側のビーコン送信直後にページング情報を送信し、これにより受信側がアクティブ状態に変化し、送受信処理が開始される。あるいは、その後の送信側のビーコンによる呼び出しを皮切りに開始される。そして、受信側は、最後のパケットを送受信した後、しばらく受信を試みるが自局宛てのパケットが到来しなければスリープ状態に移行する。その後、通信局は、他局のビーコンの受信又は自局のビーコンの送信をトリガにアクティブ状態へと戻る。なお、ここではページング情報は通信相手局のビーコン送信直後に送信する例を示したが、後に詳細で述べる通り、ページング情報は通信相手局のビーコン送信直前に送信する場合もある。
【０１５６】
Ｆ．情報伝送手順の第１の実施形態
本発明では、上述したような自律分散型の無線通信ネットワークにおいて、短パケットの同報通信を短レイテンシにて実現することができる。後述するように、この同報通信による情報伝送手順は、自律分散型ネットワークとの相性がよい。
【０１５７】
図９には、本発明に係る自律分散型の無線通信ネットワークにおける情報伝送手順についての第１の実施形態の仕組みを図解している。
【０１５８】
同図に示す例では、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、図示のように通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されている。ここでは、すべての通信局が通信範囲内に存在し、隠れ端末問題はないものとし、各通信局はビーコンの受信タイミング並びにビーコンに記載されているＮＢＯＩ情報に基づいて周辺の通信局の存在と各通信局のビーコン送信時刻を把握している。また、送受信データが発生しない定常状態では、各通信局は、自局の送信するビーコンの前後の時間帯（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｐｅｒｉｏｄ）でのみ受信動作を行なっているものとする。
【０１５９】
このような前提で、通信局０が他のすべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合について説明する。
【０１６０】
通信局０は、情報の送信に先立ち、各通信局に情報の送信を行なうことを伝達（予告）するデータすなわちページ・パケット（ページング・フレーム）を通達する。通信局０は、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対し、ページ・パケットを送信する。
【０１６１】
図１０には、通信局０が各通信局に情報の送信を行ないたい旨をバケツリレー方式で伝えるときに使用される、データ・パケット（ページ・パケット）のデータ構造を模式的に示している。同図に示すように、このパケット内には、受信先となる通信局のアドレス（ＲＡ）フィールドと、送信元の通信局のアドレス（ＴＡ）フィールドと、当該パケットがページ・パケットであることを示すＴｙｐｅフィールドと、情報送信元となる通信局のアドレス（ＳＡ）フィールドと、当該パケット・フレームの誤り訂正を行なうための情報（ＦＣＳ）フィールドで構成される。
【０１６２】
図１１には、バケツリレー方式の情報送受信手順の動作例を示している。ページ・パケットを受信した通信局４は、通信局０が情報の送信がこれから行なわれることを認識するとともに、さらに通信局０から受信したページ・パケットを自局の次にビーコンを送信する通信局８に対して送信する。
【０１６３】
ページ・パケットを受信した通信局８は、同様に、通信局０が情報の送信が行なわれることを認識するとともに、通信局４から受信したページ・パケットを自局の次にビーコンを送信する通信局Ｃに対して送信する。
【０１６４】
ページ・パケットを受信した通信局Ｃは、通信局０が情報の送信が行なわれることを認識するとともに、通信局８から受信したページ・パケットを自局の次にビーコンを送信する通信局０に対して送信する。
【０１６５】
但し、通信局Ｃは自局の次にビーコンを送信する通信局が当該情報の発信元であることを理由に、通信局０に対してページ・パケットを送信しない場合も存在する。また、各通信局は、自局の認識していない新規通信局の存在が否定できない場合には、自局のビーコンを送信した後、連続して受信機を動作させることにより、自局の次にビーコンが送信される時刻を認識しようと試みる場合もある。
【０１６６】
上述したようなバケツリレー方式の情報送受信手順によれば、通信局０は、１スーパーフレーム内で、他のすべての通信局に対して各通信局に情報の送信を行ないたい旨を伝えるデータすなわちページ・パケットを通達することができる。そして、通信局０は、上記のデータを送信した次のスーパーフレームにおいて、自局のビーコン送信に引き続いて正味の送信情報を送信する。
【０１６７】
一方、通信局４、通信局８、通信局Ｃは、各々先に受信した上記データに基づき通信局０が情報の送信が行なわれることを認識しているので、通信局０からのビーコン受信タイミングにおいて、通信局０の送信ビーコン並びに送信情報を受信する。さらに、通信局４、通信局８、通信局Ｃは、この情報を誤り無く受信すると、該情報を受信できた旨の受信確認応答を自ビーコンの送信に引き続き送信する。
【０１６８】
通信局０は、情報を送信した後、通信局４、通信局８、通信局Ｃのビーコン送信に引き続き送信される受信確認応答を受信することにより、送信した情報が誤ることなく各通信局に配布されたことを確認する。ここで、受信確認応答を認識できない場合には、当該通信局に宛てて、再度同一情報を当該通信局のビーコン送信時刻近辺にて再送する。この手順は通常のランダム・バックオフを併用するＣＳＭＡによる送信手順を踏めばよい。
【０１６９】
なお、上記の説明において、ビーコンに引き続き送信される情報や受信確認応答ＡＣＫは、図４〜図７を参照しながら説明した通り、短いパケット間隔ＳＩＦＳを以って優先して送信することができるので、信号衝突の可能性は回避できる。また、ビーコンに引き続き送信される情報や受信確認応答は、ビーコンとは別のパケットとして送信されることもあるが、ビーコンと同一のパケットにマルチプレクスされる場合もある。
【０１７０】
図１１に示したバケツリレー方式の情報送受信手順の動作例についてさらに詳細に説明する。但し、図９に示した場合と同様、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されているという通信状況を想定する。そして、通信局０が他のすべての通信局に向けて情報の送信を行なう。
【０１７１】
通信局０は、情報の送信に先立ち、ＣＷｎｅｔ上で自局の次にビーコンを送信する通信局４に対し各通信局に情報の送信を行ないたい旨を伝えるデータを通達するために、通信局４のビーコン送信時刻の直前に上記データすなわちページ・パケットの送信を行なう（Ｃ００）。
【０１７２】
通信局４は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、通信局０からのページ・パケットを受信し、通信局０を情報送信元とする送信情報があることを認識することができる。そして、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ０１）。図示の例では、通信局４は自局のビーコン送信の前にＡＣＫを送信しているが、ビーコン送信時刻の直後にＡＣＫの送信を試みる場合もある。そして、通信局４は、ＣＷｎｅｔ上で自局の次にビーコンを送信する通信局８に対して送信するために、通信局８のビーコン送信時刻の直前にページ・パケットの送信を行なう（Ｃ０２）。
【０１７３】
通信局８は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、通信局４からのページ・パケットを受信し、通信局０を情報送信元とする送信情報があることを認識することができる。そして、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ０３）。そして、通信局８は、ＣＷｎｅｔ上で自局の次にビーコンを送信する通信局Ｃに対して送信するために、通信局Ｃのビーコン送信時刻の直前にページ・パケットの送信を行なう（Ｃ０４）。
【０１７４】
通信局Ｃは、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、通信局８からのページ・パケットを受信し、通信局０を情報送信元とする送信情報があることを認識することができる。そして、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ０５）。なお、図示しないが、上記と同様の手順で通信局Ｃは通信局０に対してページ・パケットの送信を試みる場合もある。
【０１７５】
通信局０は、ページ・パケットを送信した次のスーパーフレームにおいて、自局のビーコン送信に引き続いて、正味の送信情報を送信する（Ｃ０７）。これに対し、他の通信局４、通信局８、通信局Ｃは、先のページ・パケットの受信により通信局０が情報を送信することを認識しているので、通信局０のビーコン送信時刻に受信機を動作させ、通信局０からの送信ビーコン並びに送信情報を受信する。
【０１７６】
さらに、通信局４、通信局８、通信局Ｃは、通信局０の送信情報を誤り無く受信できたことを示す受信確認応答をビーコン送信に引き続き送信する（Ｃ０８、Ｃ０９、Ｃ１０）。
【０１７７】
通信局０は、情報を送信した後、通信局４、通信局８、通信局Ｃのビーコン送信に引き続き送信される受信確認応答を受信することにより、送信した情報が誤ることなく各通信局に配布されたことを確認する。
【０１７８】
また、通信局０は、受信確認応答を認識できない場合には、当該通信局に宛てて、再度同一情報を当該通信局のビーコン送信時刻近辺にて再送する。この再送手順は、通常のランダム・バックオフを併用するＣＳＭＡによる送信手順（図２８、図６などを参照のこと）を踏めばよいので、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１７９】
なお、Ｃ０７では、情報送信元からは短パケットを送信するようになっているが、勿論巨大なデータをブロードキャストするように動作手順を構成することも可能である。
【０１８０】
図１１に示した実施形態では、ある通信局が他のすべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合に、各通信局はスーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻前に設けられた受信期間を利用して情報を順次送信することで、バケツリレー方式の情報伝送を実行する。図２３には、次通信局のビーコン送信時刻前に設けられた受信期間を利用したバケツリレー伝送方式の仕組みを図解している。図示の通り、各通信局は、スーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する次通信局の送信時刻の前に設けられた受信期間に合わせてアクティブ状態に戻り、データの伝送を行ない、その後、スリープ状態に移り、次の自局のビーコン送信タイミングまで待機する。
【０１８１】
図１２には、図９並びに図１１に示したような、情報送信元の通信局がページ・パケットをバケツリレー方式で送信した後に送信情報を同報送信するための情報送受信手順を行なうための無線通信装置１００の動作手順について、フローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０３が情報記憶部１１３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。
【０１８２】
通信局は、ページ・パケットを受信すると（ステップＳ１）、受信したページ・パケットをバケツリレー方式で送信する用途の送信バッファに書き込み、送信準備を行なう（ステップＳ２）。さらに、ページ情報を受信した場合、当該ページ情報の送信元である局のビーコン送信時刻を「受信すべき時刻」として設定する。
【０１８３】
また、この際、自局が送信したいデータを有しているかをチェックする（ステップＳ３）。そして、自局が送信データを有している場合には、自局のページ情報を先のページ・パケットに付加させる形で送信バッファに書き込み、送信準備を行なう（Ｓ４）。このとき、受信したページ・パケットがなければ、そのままバケツリレー送信する用途の送信バッファに書き込む。
【０１８４】
そして、自局のビーコン送信時刻ＴＢＴＴが到来すると、ビーコンを送信する（ステップＳ５）。
【０１８５】
ここで、送信準備が完了している（事前に当該データに関するページ情報を送信済みである）データが存在する場合には（ステップＳ６）、ビーコンの直後にこのデータを送信する（ステップＳ７）。さらに、このデータに関するＡＣＫを受信するため、各局のビーコン送信時刻を「受信すべき時刻」として設定する。
【０１８６】
さらに、送信すべきＡＣＫを有している場合には（ステップＳ８）、すべてのＡＣＫ情報を続けて送信する（ステップＳ９）。
【０１８７】
上記のステップＳ２並びにステップＳ４の処理により送信すべきページ・パケットが存在する場合（ステップＳ１０）、ターゲットの通信局に対してこれを送信する（ステップＳ１１）。ターゲットの通信局は、基本的にはスーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する通信局である。
【０１８８】
ここで、ページ・パケットの送信に成功した場合には（ステップＳ１２）、ページ情報を送信バッファからクリアし、送信データのステータスを送信準備完了に設定する（ステップＳ１３）。一方、ページ・パケットの送信に失敗した場合には、ターゲットの送信局を次にビーコンを送信する局に変更する（ステップＳ１４）。
【０１８９】
自局の次にビーコンを送信する次通信局のビーコン送信時刻になると（ステップＳ１５）、この時刻が「受信すべき時刻」であるか否かを判断し（ステップＳ１６）、該当する場合には、データあるいはＡＣＫの受信を行なう（ステップＳ１７）。このとき、データを受信した場合には上位レイヤにデータを供給する。
【０１９０】
ここで、ビーコンを送信した通信局宛てに再送すべきデータが存在する場合は（ステップＳ１８）、当該局に対してデータの再送手順を起動する（ステップＳ１９）。
【０１９１】
上記のステップＳ１０からステップＳ１９までの処理を、他局のビーコン送信時刻に関して行なう。そして、次に送信されるビーコンが自局のビーコンであるタイミングにおいて、当該スーパーフレームにて送信したデータが存在した場合には（ステップＳ２０）、送信したデータに関するＡＣＫがすべて受信されたかをチェックし、ＡＣＫが受信されていない局に対して再送すべきデータを登録する（ステップＳ２１）。
【０１９２】
本実施形態に係る情報送受信手順によれば、系内で共有する情報をバケツリレー方式にて効率よく提供することが可能である。また、短パケットを何度も衝突の可能性を負いながら送信する必要がなくなり、且つ基本的に一定時間でのデータの配送が可能となる。さらに、各通信局間ではビーコン送信タイミング前後の受信期間を向けて互いにデータ伝送を行なうことから、必要最低限の時間帯のみで受信機を動作させることが可能になるので、低消費電力の効果が向上する。
【０１９３】
例えば、複数ユーザで対戦を行なう場合のゲーム・コントローラに無線通信を適用するようなアプリケーションでは、１機上で入力されたコマンドをすべてのユーザのコントローラに送信する必要がある。上述した情報送受信手順によれば、短パケットで構成される各コントローラからの入力コマンドを、ゲームの進行処理から遅滞することなく短レイテンシで各コントローラに通達することができる。また、ゲーム・コントローラはバッテリ駆動であることが想定され、低消費電力化が望まれるが、パケット送受信時以外はスリープ状態に入ることができる。
【０１９４】
なお、情報を連続的に送信する場合など、各通信局がパケット送受信状態を保持しておりスリープ状態に入っていないことがあらかじめ判っている場合には、ページ・パケットのバケツリレーの手順を省略して、情報を送信する場合もある。この場合、情報送信局は、自局のビーコン送信に引き続き得られている優先送信区間にて情報を送信し、各受信局は自局のビーコン送信に引き続き得られている優先送信区間にて受信確認応答を送信する。短パケットを何度も衝突の可能性を負いながら送信する必要がなくなり、且つ基本的に一定時間でのデータの配送が可能となる。
【０１９５】
Ｇ．情報伝送手順の第２の実施形態
図１３には、本発明に係る自律分散型の無線通信ネットワークにおける情報伝送手順についての第２の実施形態の仕組みを図解している。
【０１９６】
同図に示す例では、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、図示のように通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されている。ここでは、すべての通信局が通信範囲内に存在し、隠れ端末問題はないものとし、各通信局はビーコンの受信タイミング並びにビーコンに記載されているＮＢＯＩ情報に基づいて周辺の通信局の存在と各通信局のビーコン送信時刻を把握している。また、送受信データが発生しない定常状態では、各通信局は、自局の送信するビーコンの前後の時間帯（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｐｅｒｉｏｄ）でのみ受信動作を行なっているものとする。
【０１９７】
図１３に示す例では、通信局０に加え、通信局８も同一のスーパーフレームにて情報の送信を同時に行なう場合を例示している。上述した第１の実施形態では、情報の送信に先立ち、これを予告するページ・パケットのような事前データを回覧したが、第２の実施形態では情報自体を最初から回覧する。
【０１９８】
通信局０は、各通信局（あるいは幾つかの通信局）に届けたい情報を、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対して送信する。
【０１９９】
これを受信した通信局４は、通信局０からの情報を得るとともに、通信局０から受信した上記情報を、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対して送信する。
【０２００】
これを受信した通信局８は、通信局０からの情報を得るとともに、通信局４から受信した上記情報を、自局の次にビーコンを送信する通信局Ｃに対して送信する。このとき、通信局８は、自局から発信したい情報が存在するので、通信局４から受信した情報に付加（マルチプレクス）する形で情報群を構成し、通信局Ｃに対して送信する。
【０２０１】
これを受信した通信局Ｃは、通信局０並びに通信局８からの情報を得るとともに、通信局８から受信した上記情報群を、自局の次にビーコンを送信する通信局０に対して送信する。
【０２０２】
これを受信した通信局０は、通信局８からの情報を得る。そして、自局から発信された情報が含まれていることにより当該情報についての送信処理が完了したことを認識すると、これを削除し、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対して送信する。
【０２０３】
これを受信した通信局４は、通信局８からの情報を得るとともに、通信局０から受信した上記情報を、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対して送信する。
【０２０４】
これを受信した通信局８は、自局から発信された情報が含まれていることにより当該情報についての送信処理が完了したことを認識すると、これを削除する。この結果、自局から発信された情報以外が受信信号に含まれていないことを確認して、一連の送受信手順を終了する。
【０２０５】
図１４には、本発明の第２の実施形態に係る自律分散型ネットワークにおいて用いられるデータ・パケットの構成例を模式的に示している。
【０２０６】
同図に示すように、データ・パケットは、受信先通信局のアドレス（ＲＡ）フィールドと、送信元通信局のアドレス（ＴＡ）フィールドと、当該パケットがデータ・パケットであることを示すＴｙｐｅフィールドと、当該パケットのデータ長を示すＬｅｎｇｔｈフィールドと、データ・パッケージ・フィールドで構成される。
【０２０７】
データ・パッケージ・フィールドは、フレーム周期内で付加される各通信局からの送信情報をマルチプレクスして構成され、各送信情報は情報送信元のアドレス（ＳＡ）フィールドとデータ・フィールドの組み合わせで構成される。
【０２０８】
ここで、同一のスーパーフレーム内で複数の通信局が情報の送信を行なうと、次々に情報が付加（マルチプレクス）された形で情報群が構成される。この結果として、データ量が伝送可能な量を超えて溢れてしまう可能性がある。
【０２０９】
このようなデータ量の溢れ状態を回避するために、各通信局は、受信した情報群のデータ量がある閾値を超えている場合には、自局から送信する情報の伝送を次のスーパーフレームまで見送るなどという処理が行なわれることがある。また、この際、受信した情報群に自通信局が送信したい情報を加えた状態でデータ量を算出し、閾値との比較により、情報を付加するかあるいは見送るかの判断を行なう場合もある。
【０２１０】
また、各通信局は、このデータ量の溢れ状態を回避するために、自局が直近のスーパーフレームにて情報を送信したか否かを保持しておき、連続したスーパーフレームでの情報の送信を制限する場合もある。これによって、通信局間でアクセスの公平性、伝送機会の均等化を図ることができる。
【０２１１】
図１５には、本発明の第２の実施形態に係る情報送受信手順の動作例を詳細に示している。但し、図１３に示した場合と同様、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されているという通信状況を想定する。そして、通信局０に加え、通信局８も同一のスーパーフレームにて情報の送信を同時に行なうものとする。
【０２１２】
通信局０は、通信局（あるいは幾つかの通信局）に届けたい情報からなるデータ・パケットを、ＣＷｎｅｔ上で自局の次にビーコンを送信する通信局４に対して通達するために、通信局４のビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ２０）。
【０２１３】
通信局４は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、このデータ・パケット受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ２１）。ここでは、通信局４のビーコン送信後のタイミングでデータ・パケットを送信したが、ビーコン送信時刻の直前に情報の送信を試みる場合もある。
【０２１４】
通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、通信局８のビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ２２）。
【０２１５】
通信局８は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ２３）。
【０２１６】
通信局８は、自局の次にビーコンを送信する通信局Ｃに対してデータ・パケットを送信するために、通信局Ｃのビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ２４）。このとき、通信局８は、自局から発信したい情報を受信した情報に付加する形で情報群（データ・パッケージ）を構成し、通信局Ｃに対して送信する。
【０２１７】
通信局Ｃは、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているため、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ２５）。通信局Ｃは、自局の次にビーコンを送信する通信局０に対してデータ・パケットを送信するために、通信局０のビーコン送信時刻の直後に上記情報群からなるデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ２６）。
【０２１８】
通信局０は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、このパケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ２７）。ここで、通信局０は、データ・パケットには自局が発信した情報が含まれていることを認識すると、これを情報群（データ・パッケージ）から削除した上で、次の通信局へ回覧する情報群からなるデータ・パケットを作成する。そして、通信局０は、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対してデータ・パケット送信するために、通信局４のビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ２８）。
【０２１９】
通信局４は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ２９）。通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、通信局８のビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ３０）。
【０２２０】
通信局８は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ３１）。通信局８は、データ・パケットには自局が発信した情報が含まれていることを認識すると、これを情報群（データ・パッケージ）から削除する。そして、自局から発信された情報以外が受信信号に含まれていないことを確認すると、一連の送受信手順を終了する。
【０２２１】
図１５に示した実施形態では、ある通信局が他のすべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合に、各通信局はスーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに当該次通信局のビーコン送信時刻後に設けられた受信期間を利用して情報を順次送信することで、バケツリレー方式の情報伝送を実行する。図２４には、次通信局のビーコン送信時刻後に設けられた受信期間を利用したバケツリレー伝送方式の仕組みを図解している。図示の通り、各通信局は、スーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する次通信局の送信時刻後に設けられた受信期間に合わせてアクティブ状態に戻り、データ（上記の例ではページ・パケット）の伝送を行ない、その後、スリープ状態に移り、次の自局のビーコン送信タイミングまで待機する。
【０２２２】
図１６には、本発明の第２の実施形態に係る情報送受信手順において、途中でエラーが発生した場合の動作例を詳細に示している。但し、図１３に示した場合と同様、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されているという通信状況を想定する。但し、説明の簡素化のため、通信局０のみがスーパーフレームにて情報の送信を同時に行なうものとする。
【０２２３】
通信局０は、通信局（あるいは幾つかの通信局）に届けたい情報からなるデータ・パケットを、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対して通達するために、通信局４のビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ４０）。
【０２２４】
通信局４は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ４１）。そして、通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、通信局８のビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ４２）。
【０２２５】
ここで、通信局８は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させている筈だが、何らかの事情により正確に受信が行なわれない。通信局４は、所定期間内に受信確認応答ＡＣＫが返送されてこないことから、所定の手続きに従ってデータ・パケットの再送を数回試みる（Ｃ４３、Ｃ４４）。それでも受信確認応答が返送されてこないため、受信期間（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｐｅｒｉｏｄ）も終了することから、通信局８宛てに上記情報を伝達することを断念する。
【０２２６】
このような場合、通信局４は、伝達の相手を通信局８のさらに次にビーコン送信を行なう通信局Ｃへと変更し、上記と同じパケットを送信するために、通信局Ｃのビーコン送信時刻の直後にデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ４５）。このとき、通信局８宛てには情報が伝達しなかったことを示すデータを付加した形で情報群を構成して、データ・パケットを送信する。
【０２２７】
通信局Ｃは、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させているため、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ４６）。通信局Ｃは、自局の次にビーコンを送信する通信局０に対してデータ・パケットを送信するために、通信局０のビーコン送信時刻の直後に上記情報群からなるデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ４７）。
【０２２８】
通信局０は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させていることから、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ４８）。通信局０は、受信したデータ・パケットに含まれる情報群に、自局が発信した情報に関連する要素しか含まれていないことを認識すると、これ以上の信号のリレー送信は行なわない（同上）。また、通信局８が応答しなかった旨を知ることにより、当該通信局８宛てに再送手順を起動する。
【０２２９】
再送手順では、通信局０は、通信局８に対して再送データ・パケットを伝達するため、通信局８のビーコン送信が行なわれた直後に定められた手順に従って、データ・パケットを送信する（Ｃ４９）。
【０２３０】
通信局８は、自ビーコン送信時刻の前後は受信機を動作させており、今度はデータ・パケットを受信することができたとする。この場合、通信局８は、再送データ・パケットに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ５０）。これを受信した通信局０は、情報伝達を希望するすべての通信局に情報が行き渡ったことを認識すると、この情報送信手順全体を終了する。
【０２３１】
いずれの通信局宛ての送信に失敗したかが付加された情報は、バケツリレー伝送方式によりやがて情報送信元の通信局に到来する。図１６に示した再送手順では、情報送信元の通信局が受信に失敗した特定の通信局宛てに再送手順を起動しているが、勿論、図１５に示したようなバケツリレー伝送により改めて同じデータを各通信局宛てに順次転送することで再送を行なうようにしてもよい。情報送信手順が一旦終了するのではなく、各通信局で逐次情報の付加によりバケツリレー伝送が継続するような場合、後者の方法の方が効率的な場合もある。
【０２３２】
図１７には、図１３並びに図１５に示したような、情報送信元の通信局がページ・パケットをバケツリレー方式で送信した後に送信情報を同報送信するための情報送受信手順を行なうための無線通信装置１００の動作手順について、フローチャートの形式で示している。この動作手順は、実際には、中央制御部１０３が情報記憶部１１３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。
【０２３３】
通信局は、自局のビーコン送信時刻になると、ビーコンを送信する（ステップＳ３１）。
【０２３４】
その後、データ・フレームが受信された場合には（ステップＳ３２）、通信局は、下記の処理を行なう。まず、受信したデータ・フレームから自局が送信したデータが含まれているか否かを確認する（ステップＳ３３）。自局が送信したデータが含まれている場合には、これを受信データ・フレームから削除する（ステップＳ３４）。さらに、ＮＧレポート(誰かが受信しなかった旨を伝える情報）が含まれているか否かをチェックし（ステップＳ３５）、含まれている場合には、当該通信局に対してデータの再送を行なうため、再送データを登録する（ステップＳ３６）。次に、受信したデータを上位レイヤに提供しつつこれをバケツリレーすべきデータとして設定する（ステップＳ３７）。
【０２３５】
次いで、通信局は、送信したいデータが存在するかどうかをチェックする（ステップＳ３８）。送信したいデータが存在する場合には、送信したいデータの量と、上記ステップＳ３７で設定したデータがある場合はそのデータの量と、最近送信したデータの流量を加味した上で、送信を行なってもよいか否かを判断する（ステップＳ３９）。その結果、送信を行なってもよいと判断された場合に、送信データを上記ステップＳ３７で設定したデータがある場合はそのデータに付加する形でバケツリレーすべきデータとして設定する（ステップＳ４０）。
【０２３６】
そして、通信局は、スーパーフレーム内で次の通信局のビーコン送信時刻が到来し、ビーコンを受信した後（ステップＳ４１）、バケツリレーすべきデータが存在するかどうかをチェックする（ステップＳ４２）。バケツリレーすべきデータが存在する場合には、ターゲットの通信局に対してこれを送信する（ステップＳ４３）。ターゲットの通信局は、基本的にはスーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する通信局である。
【０２３７】
ここで、受信先からＡＣＫが返されるなど、データ・フレームの送信に成功した場合には（ステップＳ４５）、データ・フレームを送信バッファからクリアする（Ｓ４７）。一方、データ・フレームの送信に失敗した場合には（ステップＳ４６）、ターゲットの送信局を次にビーコンを送信する局に変更し（ステップＳ４５）、当該通信局にデータを配送できなかった旨のＮＧレポートをバケツリレーする送信データに付加した上で、さらに次のビーコン送信時刻を持つ通信局に対して上記と同様のデータ送信処理を行なう（ステップＳ４４）。
【０２３８】
また、再送データが登録されている場合、当該データをＮＧレポートに記載された対象通信局に対して送信する（ステップＳ４９）。
【０２３９】
図１８には、本発明の第２の実施形態に係る情報送受信手順の変形例を示している。但し、図１５に示した場合と同様、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されているという通信状況を想定する。ここでは、すべての通信局が通信範囲内に存在し、隠れ端末問題はないものとし、各通信局はビーコンの受信タイミング並びにビーコンに記載されているＮＢＯＩ情報に基づいて周辺の通信局の存在と各通信局のビーコン送信時刻を把握している。そして、通信局０に加え、通信局８も同一のスーパーフレームにて情報の送信を同時に行なうものとする。
【０２４０】
図１５に示した実施形態では、通信局は、宛先局のビーコン送信時刻近辺にて信号を送信している。これに対し、図１８に示した実施形態では、自局のビーコンの送信に引き続き信号を送信する。後者の場合、各通信局は、ビーコン送信の前後に加え、自局のビーコンの(直)前にビーコンを送信する局のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させることがルールとして規定される。また、各通信局はビーコン送信直後に優先送信期間ＴＰＰを獲得し、この区間内では他局よりも短いパケット間隔ＳＩＦＳにより優先的に送信権を獲得することができること（前述）を前提とする。
【０２４１】
通信局０は、通信局（あるいは幾つかの通信局）に届けたい情報からなるデータ・パケットを、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対して通達するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ６０）。
【０２４２】
通信局４は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局０のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケット受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ６１）。
【０２４３】
通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ６２）。
【０２４４】
通信局８は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局４のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ６３）。
【０２４５】
通信局８は、自局の次にビーコンを送信する通信局Ｃに対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ６４）。このとき、通信局８は、自局から発信したい情報を受信した情報に付加する形で情報群（データ・パッケージ）を構成し、通信局Ｃに対して送信する。
【０２４６】
通信局Ｃは、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局８のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ６５）。
【０２４７】
通信局Ｃは、自局の次にビーコンを送信する通信局０に対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ６６）。
【０２４８】
通信局０は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局Ｃのビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このパケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ６７）。ここで、通信局０は、データ・パケットには自局が発信した情報が含まれていることを認識すると、これを情報群（データ・パッケージ）から削除した上で、次の通信局へ回覧する情報群からなるデータ・パケットを作成する。そして、通信局０は、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対してデータ・パケット送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ６８）。
【０２４９】
通信局４は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する局のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ６９）。
【０２５０】
通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ７０）。
【０２５１】
通信局８は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する局のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ７１）。通信局８は、データ・パケットには自局が発信した情報が含まれていることを認識すると、これを情報群（データ・パッケージ）から削除する。そして、自局から発信された情報以外が受信信号に含まれていないことを確認すると、一連の送受信手順を終了する。
【０２５２】
図１８に示した実施形態では、ある通信局が他のすべての通信局に向けて情報の送信を行なう場合に、各通信局はスーパーフレーム内で自局のビーコン送信直後に獲得する優先送信期間ＴＰＰを利用してスーパーフレーム内で自局の次にビーコンを送信する次通信局宛てに情報を順次送信することで、バケツリレー方式の情報伝送を実行する。図２５には、通信局が自局のビーコン送信直後に設けた優先送信期間ＴＰＰを利用したバケツリレー伝送方式の仕組みを図解している。図示の通り、各通信局は、スーパーフレーム内で自局の直前にビーコンを送信する前通信局のビーコン送信直後に設けられた優先送信期間ＴＰＰに合わせてアクティブ状態に戻り、データの受信動作を行ない、その後、スリープ状態に移り、次の自局のビーコン送信タイミングまで待機する。
【０２５３】
また、図１８に示した例では、各通信局は自局のビーコン送信直後に獲得する優先送信期間ＴＰＰを利用して情報のバケツリレー伝送を行なうようにしているが、勿論、図９や図１１に示したのと同様に、ＴＰＰを利用して情報送信の予告信号としてのページ・パケットのバケツリレー伝送を行なうようにしてもよい。
【０２５４】
図１９には、図１８に示した実施形態に係る情報送受信手順において、途中でエラーが発生した場合の動作例を詳細に示している。但し、図１３に示した場合と同様、８０マイクロ秒周期で構成されるＣＷｎｅｔのスーパーフレーム内に４台の通信局０、４、８、Ｃのビーコン送信タイミングＴＢＴＴが２０マイクロ秒毎に等間隔で収容されており、通信局０、４、８、Ｃの順番でビーコンがおよそ定期的に送信されているという通信状況を想定する。そして、通信局０に加え、通信局８も同一のスーパーフレームにて情報の送信を同時に行なうものとする。
【０２５５】
通信局０は、通信局（あるいは幾つかの通信局）に届けたい情報からなるデータ・パケットを、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ８０）。
【０２５６】
通信局４は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局０のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ８１）。
【０２５７】
通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ８２）。
【０２５８】
通信局８は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局４のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させている筈だが、何らかの事情により正確に受信が行なわれない。
【０２５９】
通信局４は、所定期間内に受信確認応答ＡＣＫが返送されてこないので、所定の手続きに従って上記データ・パケットの再送を試みる（Ｃ８２’）。それでも受信確認応答が返送されてこないため、通信局４は通信局８宛てに上記データ・パケットを伝達することを一時断念し、通信局８のビーコン送受信時刻前後で上記データ・パケットを再度送信する（Ｃ８２”）。
【０２６０】
通信局８は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局４のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ８３）。
【０２６１】
通信局８は、自局の次にビーコンを送信する通信局Ｃに対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ８４）。このとき、通信局８は、自局から発信したい情報を受信した情報に付加する形で情報群（データ・パッケージ）を構成し、通信局Ｃに対して送信する。
【０２６２】
通信局Ｃは、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局８のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ８５）。
【０２６３】
通信局Ｃは、自局の次にビーコンを送信する通信局０に対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ８６）。
【０２６４】
通信局０は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する通信局Ｃのビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このパケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ８７）。ここで、通信局０は、データ・パケットには自局が発信した情報が含まれていることを認識すると、これを情報群（データ・パッケージ）から削除した上で、次の通信局へ回覧する情報群からなるデータ・パケットを作成する。そして、通信局０は、自局の次にビーコンを送信する通信局４に対してデータ・パケット送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ８８）。
【０２６５】
通信局４は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する局のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ８９）。
【０２６６】
通信局４は、自局の次にビーコンを送信する通信局８に対してデータ・パケットを送信するために、自局のビーコン送信時刻の直後に設けられたＴＰＰを利用してデータ・パケットの送信を行なう（Ｃ９０）。
【０２６７】
通信局８は、自局のビーコンの（直）前にビーコンを送信する局のビーコン周辺の時間帯で受信機を動作させているので、このデータ・パケットを受信することができ、これに対する受信確認応答ＡＣＫを返送する（Ｃ９１）。通信局８は、データ・パケットには自局が発信した情報が含まれていることを認識すると、これを情報群（データ・パッケージ）から削除する。そして、自局から発信された情報以外が受信信号に含まれていないことを確認すると、一連の送受信手順を終了する。
【０２６８】
図１９に示した例では、同じＴＰＰ区間内で再送データ処理を完結させているが、勿論、図１６に示したように、データ送信に失敗した通信局がいずれの通信局宛ての送信に失敗したかを示す情報を付加し、次のスーパーフレームで情報送信元の通信局に到来した時点で特定の通信局宛ての再送手順を起動するようにしてもよい。あるいは、再送データをバケツリレー方式で伝送し続けるようにしてもよい。
【０２６９】
本実施形態に係る情報送受信手順によれば、系内で共有する情報をバケツリレー方式にて効率よく提供することが可能である。また、短パケットを何度も衝突の可能性を負いながら送信する必要がなくなり、且つ基本的に一定時間でのデータの配送が可能となる。さらに、各通信局間ではビーコン送信タイミング前後の受信期間を向けて互いにデータ伝送を行なうことから、必要最低限の時間帯のみで受信機を動作させることが可能になるので、低消費電力の効果が向上する。
【０２７０】
例えば、複数ユーザで対戦を行なう場合のゲーム・コントローラに無線通信を適用するようなアプリケーションでは、１機上で入力されたコマンドをすべてのユーザのコントローラに送信する必要がある。上述した情報送受信手順によれば、短パケットで構成される各コントローラからの入力コマンドを、ゲームの進行から遅滞することなく短レイテンシで各コントローラに通達することができる。また、ゲーム・コントローラはバッテリ駆動であることが想定され、低消費電力化が望まれるが、パケット送受信時以外はスリープ状態に入ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２７１】
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。
【０２７２】
本明細書では、自律分散型の無線ネットワークにおいて、各通信局が所定のフレーム周期毎にビーコンを報知し合うような通信環境下において本発明を適用した場合を主な実施形態として説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。
【０２７３】
例えば、通信範囲内で複数の通信局からビーコンが送信されるような通信システム、あるいは所定期間内で各通信局の受信期間が順に配列されている通信システムであれば、自律分散以外の形態のネットワークであっても、本発明を同様に適用することができる。また、各通信局が複数の周波数チャネル上をホッピングして通信を行なうマルチチャネル型の通信システムに対しても、本発明を適用することができる。
【０２７４】
要するに、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、特許請求の範囲の記載を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０２７５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信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２】図２は、本発明に係る自律分散型ネットワークにおいて、各通信局がビーコンを送信するための手順を説明するための図である。
【図３】図３は、スーパーフレーム周期内で配置可能なビーコン送信タイミングの構成例を示した図である。
【図４】図４は、ビーコン送信局に優先権が与えられる様子を示した図である。
【図５】図５は、スーパーフレーム周期（Ｔ＿ＳＦ）の構成例を示した図である。
【図６】図６は、ＴＰＰ区間内におけるビーコン送信局並びにそれ以外の局が送信権を得るための動作を説明するための図である。
【図７】図７は、通信局がＴＰＰ区間及びＦＡＰ区間においてそれぞれ送信を開始するための動作を説明するための図である。
【図８】図８は、通信局の典型的な送受信手順の動作例を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明に係る自律分散型の無線通信ネットワークにおける情報伝送手順についての第１の実施形態の仕組みを説明するための図である。
【図１０】図１０は、通信局０が各通信局に情報の送信を行ないたい旨を伝えるデータ・パケット（ページ・パケット）のデータ構造を模式的に示した図である。
【図１１】図１１は、図９に示したバケツリレー方式の情報送受信手順の動作例を詳細に示した図である。
【図１２】図１２は、情報送信元の通信局がページ・パケットをバケツリレー方式で送信した後に送信情報を同報送信するための情報送受信手順を行なうための無線通信装置１００の動作手順を示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に係る自律分散型の無線通信ネットワークにおける情報伝送手順についての第２の実施形態の仕組みを説明するための図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態において用いられるデータ・パケットの構成例を模式的に示した図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２の実施形態に係る情報送受信手順の動作例を詳細に示した図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施形態に係る情報送受信手順において、途中でエラーが発生した場合の動作例を詳細に示した図である。
【図１７】図１７は、情報送信元の通信局がページ・パケットをバケツリレー方式で送信した後に送信情報を同報送信するための情報送受信手順を行なうための無線通信装置１００の動作手順を示したフローチャートである。
【図１８】図１８は、本発明の第２の実施形態に係る情報送受信手順の変形例を示した図である。
【図１９】図１９は、図１８に示した実施形態に係る情報送受信手順において、途中でエラーが発生した場合の動作例を示した図である。
【図２０】図２０は、ＮＢＯＩの記述例を示した図である。
【図２１】図２１は、新規に参入した通信局が周辺局から受信したビーコンから得た各ビーコンのＮＢＯＩに基づいて自局のＴＢＴＴを設定する様子を示した図である。
【図２２】図２２は、スーパーフレームの短縮動作例を示した図である。
【図２３】図２３は、次通信局のビーコン送信時刻前に設けられた受信期間を利用したバケツリレー伝送方式の仕組みを説明するための図である。
【図２４】図２４は、次通信局のビーコン送信時刻後に設けられた受信期間を利用したバケツリレー伝送方式の仕組みを説明するための図である。
【図２５】図２５は、通信局が自局のビーコン送信直後に設けた優先送信期間ＴＰＰを利用したバケツリレー伝送方式の仕組みを説明するための図である。
【図２６】図２６は、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ネットワークにおけるインフラ・モード時の動作を説明するための図である。
【図２７】図２７は、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ネットワークにおけるアドホック・モード時の動作を説明するための図である。
【図２８】図２８は、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順によるアクセス動作例を示したチャートである。
【図２９】図２９は、ＩＥＥＥ８０２．１１において定義されているパケット間隔ＩＦＳを示した図である。
【図３０】図３０は、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるネットワーキングでアドホック・モード時のＩＢＳＳにおいて、ＭＴがスリープ状態に入ったときの信号送受信処理手順を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２７６】
１００…無線通信装置
１０１…インターフェース
１０２…データ・バッファ
１０３…中央制御部
１０４…ビーコン生成部
１０６…無線送信部
１０７…タイミング制御部
１０９…アンテナ
１１０…無線受信部
１１２…ビーコン解析部
１１３…情報記憶部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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