(57)【要約】【課題】  帯域予約した通信局同士の帯域が競合したときに、低負荷な処理手順により調停を行ない、予約利用の競合を回避する。【解決手段】  帯域の予約利用が許容され、通信の優先度に応じて複数の予約種類が設けられる。予約利用する通信局は、予約種類とランダムに選択されたじゃんけんの手をビーコンに記載する。ある領域で予約利用の競合が起きたとき、優先度の高い予約利用を残し、優先度の低い予約利用をした通信局が他の領域に移動する。同じ優先度の予約が競合した場合には、予約利用をしている通信装置同士で、ジャンケンをする制御を行ない、この判定で負けた予約を移動させる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各通信装置が帯域の予約利用を行なう無線通信システムであって、
帯域の予約には優先度が異なる複数の予約種類が定義され、
ある帯域で２以上の通信装置において予約利用の競合が生じた場合に、通信装置同士で互いの優先度の比較を行ない、優先度が勝る予約利用をしていた通信局は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信装置は他の領域に予約利用を移動する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
各通信装置は、自局が予約利用する帯域の情報及びその予約種類を記載したビーコンを報知し合う、
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】
予約利用を移動する通信装置は、空いている帯域、又は既に他の通信装置が予約利用しているが自己の優先度が勝る帯域への移動を試みる、
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４】
各通信装置が帯域の予約利用を行なう無線通信システムであって、
各通信装置は、自局が予約利用する帯域の情報及び予約利用が競合した際に優劣判定に用いる優劣判定情報を記載したビーコンを報知し合い、
ある帯域で２以上の通信装置において予約利用の競合が生じた場合に、通信装置同士で互いの優劣判定情報の比較を行ない、優先度が勝る予約利用をしていた通信局は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信装置は他の領域に予約利用を移動する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
各通信装置は、優劣判定情報としてジャンケン値を生成してビーコンに記載し、ある帯域で他の通信装置と予約利用が競合したときに互いのジャンケン値を比較し、その勝敗に基づいて優先度を判定し自分が予約利用を移動すべきか否かを決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
帯域の予約には優先度が異なる複数の予約種類が定義され、
各通信装置は、自局が予約利用する帯域の情報とともに、その予約種類をビーコンに記載し、
ある帯域で２以上の通信装置において予約利用の競合が生じた場合には、まず通信装置同士で互いの予約利用の優先度の比較に基づいて予約利用を移動すべき通信装置を決定し、互いの予約利用の優先度が同じである場合にはさらに優劣判定情報の比較に基づいて予約利用を移動すべき通信装置を決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項７】
優先度が異なる複数の予約種類が定義された無線通信環境下で帯域予約によりデータ伝送を行なう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、
前記通信手段におけるデータ送受信を制御する通信制御手段と、
自局が予約利用する帯域の情報及びその予約種類を記載したビーコン信号を生成するビーコン生成手段と、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析手段と、
自局が設定した予約利用帯域とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
前記利用可能帯域設定手段は、他の通信装置との間で予約利用の競合が生じた帯域において、互いの優先度の比較を行ない、自局の優先度が勝る場合には予約利用を維持するが、自局の優先度が劣る場合には他の帯域へ予約利用を移動する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記利用可能帯域設定手段は、空いている帯域、又は既に他の通信装置が予約利用しているが自己の優先度が勝る帯域への移動を試みる、
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１０】
帯域予約によりデータ伝送を行なう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、
前記通信手段におけるデータ送受信を制御する通信制御手段と、
予約利用が競合した際に優劣判定に用いる優劣判定情報を生成する優劣判定情報生成手段と、
自局が予約利用する帯域の情報及び優劣判定情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン生成手段と、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析手段と、
自局が設定した予約利用帯域及び優劣判定情報とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
前記利用可能帯域設定手段は、他の通信装置との間で予約利用の競合が生じた帯域において、互いの優劣判定情報の比較を行ない、自局の優先度が勝る場合には予約利用を維持するが、自局の優先度が劣る場合には他の帯域へ予約利用を移動する、
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】
前記優劣判定情報生成手段は、劣判定情報としてジャンケン値を生成してビーコンに記載し、
前記利用可能帯域設定手段は、競合する相手とのジャンケン値を比較し、その勝敗に基づいて優先度を判定し自分が予約利用を移動すべきか否かを決定する、
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１３】
優先度が異なる複数の予約種類が定義された無線通信環境下で動作し、
前記ビーコン生成手段は、自局が予約利用する帯域の情報とともに、その予約種類をビーコンに記載し、
前記利用可能帯域設定手段は、他の通信装置との間で予約利用の競合が生じた帯域において、競合する通信装置との間で、まず予約利用の優先度の比較に基づいていずれが予約利用を移動すべきかを決定し、互いの予約利用の優先度が同じである場合にはさらに優劣判定情報の比較に基づいていずれが予約利用を移動すべきかを決定する、
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１４】
優先度が異なる複数の予約種類が定義された無線通信環境下で帯域予約によりデータ伝送を行なう無線通信方法であって、
自局が予約利用する帯域の情報及びその予約種類を記載したビーコン信号を生成して報知するビーコン報知ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
自局が設定した予約利用帯域とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１５】
帯域予約によりデータ伝送を行なう無線通信方法であって、
予約利用が競合した際に優劣判定に用いる優劣判定情報を生成する優劣判定情報生成ステップと、
自局が予約利用する帯域の情報及び優劣判定情報を記載したビーコン信号を生成し報知するビーコン報知ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
自局が設定した予約利用帯域及び優劣判定情報とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１６】
優先度が異なる複数の予約種類が定義された無線通信環境下で帯域予約によりデータ伝送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、
自局が予約利用する帯域の情報及びその予約種類を記載したビーコン信号を生成して報知するビーコン報知ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
自局が設定した予約利用帯域とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項１７】
帯域予約によりデータ伝送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、
予約利用が競合した際に優劣判定に用いる優劣判定情報を生成する優劣判定情報生成ステップと、
自局が予約利用する帯域の情報及び優劣判定情報を記載したビーコン信号を生成し報知するビーコン報知ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
自局が設定した予約利用帯域及び優劣判定情報とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定ステップと、
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】
【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、少なくとも一部の通信局がネットワークに関する情報を記載したビーコンを報知することによりネットワークが運営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、通信局が帯域予約方式により帯域を確保した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、帯域予約した通信局同士の帯域が競合したときに低負荷な処理手順により調停を行ない予約利用の競合を回避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】
ＬＡＮを始めとするコンピュータ・ネットワーキングにより、情報資源の共有や機器資源の共有を効率的に実現することができる。ここで、旧来の有線方式による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。
【０００４】
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、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）の導入が検討されている。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並びに無線通信装置が規定されている。
【０００５】
無線ネットワークに関する標準的な規格の１つに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ＩＥＥＥ８０２．１５．３、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（例えば、非特許文献４を参照のこと），ｂ，ｇといった拡張規格が存在する。
【０００６】
また、「ウルトラ・ワイド・バンド（ＵＷＢ）通信」と呼ばれる、極めて微弱なインパルス列に情報を載せて無線通信を行なう方式が、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして注目され、その実用化が期待されている。現在、ＩＥＥＥ８０２．１５．３などにおいて、ウルトラ・ワイド・バンド通信のアクセス制御方式が検討されている。
【０００７】
一般に、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。この種の無線ネットワークでは、アクセス・ポイントの介在により、通信装置が互いに同期をとり、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、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、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。
【０００８】
他方、アクセス・ポイントが介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。このため、無線ネットワークを構成する他の方法として、各通信局が自律動作して直接非同期通信を行なう「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。
【０００９】
アドホック型無線通信システムには中央制御局が存在しないので、例えば家庭用電気機器からなるホーム・ネットワークを構成するのに適している。アドホック・ネットワークには、１台が故障又は電源オフになってもルーティングを自動的に変更するのでネットワークが破綻しにくい、移動局間でパケットを複数回ホップさせることにより高速データレートを保ったままで比較的遠くまでデータを伝送することができる、といった特徴がある。アドホック・システムにはいろいろな開発事例が知られている（例えば、非特許文献５を参照のこと）。
【００１０】
ここで、一定間隔で定期的にデータを送る必要があるＡＶコンテンツなどのように、等時性、すなわち時間的に連続性を持つデータを転送するためには、帯域を保証する必要がある。
【００１１】
従来からの帯域予約通信方法としては、上述したように制御局を中心として運営される無線通信システムが一般的であり、制御局が各端末局からの帯域利用要求に応じて帯域予約を行なう。
【００１２】
例えばＩＥＥＥ８０２．１５．３におけるワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）の規格によれば、コーディネータと呼ばれる制御局装置が端末局となる通信装置からの要求に応じて必要な通信帯域をギャランティード・タイム・スロット（ＧＴＳ）として割り当てるという時分割多重方法が定義されている。この場合、制御局が一元的に利用する帯域を管理できるので、端末となる通信装置は他の通信装置の送信と衝突することなく、送信を行なうことができる。さらに、他のネットワークに所属する通信装置との間で利用帯域の重なり合い（衝突）が生じた場合は、重なり合い（衝突）を検出した通信装置がそれぞれ制御局にその状況を報告して、別の帯域の割当てを受ける方法が考案されている。
【００１３】
【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
【非特許文献４】Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｔｏ  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １１：  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ５ＧＨＺ  Ｂａｎｄ
【非特許文献５】Ｃ．Ｋ．Ｔｈｏ著“Ａｄ Ｈｏｃ Ｍｏｂｉｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ”（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ ＰＴＲ社刊）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
制御局の配下で運営されるネットワークでは、隣接するネットワーク間で互いの制御局の通信範囲は重なり合わないが、一部の通信局が他方のネットワークに所属する通信局と空間的に共存する可能性がある。
【００１５】
上述したように、制御局の配下にあるネットワークでは、制御局は、自ネットワーク内で衝突が生じないように各通信局への予約利用帯域の割り当てを行なう。このため、隣接するネットワーク間では、制御局同士は干渉し合わないが、空間的に共存する通信局同士で利用する帯域が重なり合ってしまう可能性がある。この場合、通信局は、ネットワーク内で割り当てられた帯域に見合った情報伝送を行なえないという問題がある。
【００１６】
特にパーソナル・エリア・ネットワークの通信装置は、ユーザの物理的に移動に伴って、他のネットワークの通信局と利用帯域が重なり合う可能性が高くなるので、かかる問題はより顕著となる。
【００１７】
このように、他のネットワークの通信局との間で利用帯域が重なり合った（すなわち衝突が生じた）場合に、通信局は制御局に対し利用帯域の割り当ての変更を要求することにより、競合関係を解除することもできる。ところが、競合する双方の通信局がそれぞれ自ネットワーク内の制御局に利用帯域の変更を要求した場合、処理動作が冗長であるとともに、双方が帯域を移動することにより移動先の帯域で再び競合を起こしてしまう可能性がある。
【００１８】
すなわち、制御局同士が利用する帯域を融通し合わなければ、再び割り当てる領域でも衝突してしまう可能性がある。
【００１９】
他方、各通信局が互いに自律分散的に動作するアドホック・ネットワークでは、任意の通信局間でネットワークを形成することができ、制御局に対し帯域割り当て要求を行なうという手順が存在しないことから、競合時に予約利用帯域を変更する手順は簡素である。
【００２０】
しかしながら、アイソクロナス通信などにおいて帯域を保証した情報伝送を行ないたいときには、他の通信局の間での通信を排除して予約利用帯域を設定する必要があるところ、アドホック・ネットワークでは、制御局不在のため一元的に利用帯域を管理できないため、帯域予約的な通信を実現することは極めて困難である。
【００２１】
また、アドホック・ネットワークにおいても同様に、通信局間で予約利用帯域が重なり合ったときに、双方の通信局が利用帯域の設定を変更した結果、再度衝突してしまうという危険を排除することはできない。
【００２２】
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、通信局が帯域予約方式により帯域を確保したデータ通信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。
【００２３】
本発明のさらなる目的は、帯域予約した通信局同士の帯域が競合したときに低負荷な処理手順により調停を行ない、予約利用の競合を好適に回避することができる、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】
【００２４】
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、各通信装置が帯域の予約利用を行なう無線通信システムであって、
帯域の予約には優先度が異なる複数の予約種類が定義され、
ある帯域で２以上の通信装置において予約利用の競合が生じた場合に、通信装置同士で互いの優先度の比較を行ない、優先度が勝る予約利用をしていた通信局は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信装置は他の領域に予約利用を移動する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００２５】
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（以下同様）。
【００２６】
また、本発明の第２の側面は、各通信装置が帯域の予約利用を行なう無線通信システムであって、
各通信装置は、自局が予約利用する帯域の情報及び予約利用が競合した際に優劣判定に用いる優劣判定情報を記載したビーコンを報知し合い、
ある帯域で２以上の通信装置において予約利用の競合が生じた場合に、通信装置同士で互いの優劣判定情報の比較を行ない、優先度が勝る予約利用をしていた通信局は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信装置は他の領域に予約利用を移動する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００２７】
ここで言う優劣判定の処理として、例えば、ジャンケンによる制御を適用することができる。すなわち、各通信装置は、優劣判定情報としてジャンケン値を生成してビーコンに記載し、ある帯域で他の通信装置と予約利用が競合したときに互いのジャンケン値を比較し、その勝敗に基づいて優先度を判定し、自分が予約利用を移動すべきか否かを決定する。
【００２８】
通信システムでは、送信データのある各通信局が伝送路のキャリア検出に基づいて送信権を獲得するランダム・アクセス通信や、あらかじめ利用する帯域を予約してデータ伝送を行なう予約通信などが行なわれる。例えば、一定間隔で定期的にデータを送る必要があるＡＶコンテンツなどのように、等時性、すなわち時間的に連続性を持つデータを転送するためには、帯域の予約利用若しくは優先利用により帯域を保証する必要がある。
【００２９】
帯域予約伝送は、制御局の配下で一元的に帯域管理を行なうことで実現するのが一般的である。ところが、隣接するネットワーク間では、制御局同士は干渉し合わないが、空間的に共存する通信局同士で利用する帯域が重なり合ってしまう可能性があり、この場合、通信局は、ネットワーク内で割り当てられた帯域に見合った情報伝送を行なえない。ユーザの物理的な移動が頻繁に起こるパーソナル・エリア・ネットワークではこの問題がより顕著となる。
【００３０】
これに対し、本発明に係る無線通システムでは、通信の優先度に応じて複数の予約種類を設けるとともに、通信局間で偏りなく優劣を決定する仕組みを導入することにより、いずれの通信局が予約利用領域を移動すべきかを、競合を生じた通信局同士で直接決定することができる。したがって、帯域予約した通信局同士の帯域が競合したときに低負荷な処理手順により調停を行なうことができ、システム全体の運用がより効率的となる。
【００３１】
本発明に係る無線通信システムでは、各通信局がビーコンを報知し合うことで自律分散的にネットワークが運営される。同システムでは、帯域の予約利用が許容され、通信の優先度に応じて複数の予約種類が設けられている。また、予約利用する通信局は、その予約種類をビーコンに記載する。また、通信局は、ビーコン送信時には、ジャンケン値を選択して、逐次ビーコンに記載する。
【００３２】
ここで、ある領域で予約利用の競合が起きたとき、通信局同士で互いのビーコン情報を参照し、まず互いの予約種類を比較する。優先度が勝る予約利用をしていた通信局は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信局は他の領域に予約利用を移動する。予約利用を移動する通信局は、空き領域へ移動するか、又は既に他の通信局が予約利用しているが自己の優先度が勝る領域への移動を試みる。
【００３３】
このように、予約利用が競合したときに一方の通信局のみが予約利用領域の移動を行なうので、双方の通信局が利用帯域の設定を変更し、再度衝突してしまうという危険はない。また、予約利用領域の競合を生じた通信局同士で直接、低負荷な処理手順により競合を解決することができる。
【００３４】
また、予約利用の競合が生じ、通信局同士で互いの予約種類を比較した結果、双方の優先度に優劣がない場合には、他の手続により通信局間で優劣すなわち優先順位を判定する。そして、優先度が勝る予約利用をしていた通信局は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信局は他の領域に予約利用を移動する。具体的には、通信局が互いのビーコンの記載に基づいてジャンケンをする制御を行ない、この判定で負けた通信局の予約利用領域を移動させるようにする。
【００３５】
このジャンケンによる制御によれば、予約利用が競合したときに一方の通信局のみが予約利用領域の移動を行なうので、双方の通信局が利用帯域の設定を変更し、再度衝突してしまうという危険はない。また、予約利用領域の競合を生じた通信局同士で直接、低負荷な処理手順により競合を解決することができる。
【００３６】
また、本発明の第３の側面は、優先度が異なる複数の予約種類が定義された無線通信環境下で帯域予約によりデータ伝送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、
自局が予約利用する帯域の情報及びその予約種類を記載したビーコン信号を生成して報知するビーコン報知ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
自局が設定した予約利用帯域とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定ステップと、
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。
【００３７】
また、本発明の第４の側面は、帯域予約によりデータ伝送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、
予約利用が競合した際に優劣判定に用いる優劣判定情報を生成する優劣判定情報生成ステップと、
自局が予約利用する帯域の情報及び優劣判定情報を記載したビーコン信号を生成し報知するビーコン報知ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
自局が設定した予約利用帯域及び優劣判定情報とビーコン信号の解析結果に基づいて利用可能な帯域を設定する利用可能帯域設定ステップと、
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。
【００３８】
本発明の第３及び第４の各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及び第４の各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及び第２の各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】
【００３９】
本発明によれば、通信局が帯域予約方式により帯域を確保したデータ通信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ができる。
【００４０】
また、本発明によれば、帯域予約した通信局同士の帯域が競合したときに低負荷な処理手順により調停を行ない、予約利用の競合を好適に回避することができる、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。
【００４１】
本発明によれば、通信装置は、自己が予約利用している帯域が周辺に存在する通信装置の予約利用と重なり合った（すなわち衝突した）場合には、互いの予約利用の優先度に基づいて、低負荷の処理手順により、予約利用する帯域を移動すべき通信装置を決定することができる。このとき、互いの予約利用に同じ優先度が設定されていた場合には、ジャンケンによる制御を用いて優劣判定を行ない、低負荷の処理手順により、予約利用する帯域を移動すべき通信装置を決定することができる。
【００４２】
本発明によれば、他の通信装置との間で重なり合った予約利用を検出した場合に、どちらか片方の予約利用を変更する条件を定義することで、双方で変更する場合に比べて、確実に共存を図る方法を得ることができる。すなわち、自己の優先順位が優っている場合に、そのスロットの予約を維持することで、双方の通信装置で同時にスロットの再設定が行なわれず、再設定後にも利用スロットが重複する危険性を排除できる、という効果を奏する。
【００４３】
また、本発明では、通信装置は予約利用に種類をビーコンに明記し、その種類に応じて優先順位を定義することで、予約利用の重なり合いを検出した場合に、その優先順位に応じて予約利用を変更する通信装置を特定することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、隣接する通信装置において自己の優先順位と同じ設定がなされていた場合に、所定の優劣判定情報（ジャンケン値）を比較することで、確実にどちらか一方の予約の設定を再設定することができる。すなわち、同じ優先度の予約利用の場合に、負けた通信装置が予約利用を変更することで、予約利用帯域の公平な利用を行なう方法を提供することができる。
【００４５】
また、通信装置は、ビーコンに所定の優劣判定情報（ジャンケン値）を記載して事前に報知しておくことで、同じ優先度の予約利用が重なり合った場合でも、即座に優劣を判定することができる。また、所定の優劣判定情報としてジャンケン値を用いた場合には、設定状況に応じて、公平な確率で優劣をつけることができる。
【００４６】
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】
【００４７】
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。
【００４８】
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。本発明に係る無線ネットワーク・システムは、特定の制御局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伝送を行なうこともできる。
【００４９】
以下で説明する本発明の実施形態では、例えば極めて微弱なインパルス列に情報を載せて無線通信を行なうウルトラ・ワイド・バンド通信方式を適用することができる。ＩＥＥＥ８０２．１５．３などにおいて、ウルトラ・ワイド・バンド通信のアクセス制御方式が検討されている。但し、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。
【００５０】
以下に説明する各通信局での処理は、基本的にはネットワークに参入するすべての通信局で実行される処理である。但し、場合によっては、ネットワークを構成するすべての通信局が、以下に説明する処理を実行するとは限らない。
【００５１】
図１には、無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示している。同図では、通信装置＃１から通信装置＃８までが、同一空間上に分布している様子を表わしている。図示の無線通信システムでは、特定の制御局を配置せず、各通信装置が自律分散的に動作し、アドホック・ネットワークが形成されている。
【００５２】
図１に示す例では、直接通信が可能な通信装置＃１から通信装置＃４までが第１のネットワーク・グループを構成している。また、通信装置＃５から通信装置＃６までが、第２のネットワーク・グループを構成している。
【００５３】
ここで、ネットワーク・グループ１を構成する通信装置＃１は、その電波到達範囲（＃１を中心とした楕円の破線内）にある近隣の通信装置＃２並びに通信装置＃３と直接通信ができるが、その範囲外の通信装置＃４とは直接通信ができない。
【００５４】
また、通信装置＃２は、近隣にある通信装置＃１並びに通信装置＃３と直接通信ができるが、通信装置＃４とは直接通信ができない。
【００５５】
また、通信装置＃３は、近隣にある通信装置＃１、通信装置＃２、通信装置＃４と直接通信ができる。
【００５６】
また、通信装置＃４は、近隣にある通信装置＃３と直接通信ができるが、通信装置＃１並びに通信装置＃２とは直接通信ができない。
【００５７】
さらに、ネットワーク・グループ２を構成する通信装置＃５は、近隣にある通信装置＃６並びに＃７と直接通信ができるが、通信装置＃８とは直接通信ができない。
【００５８】
また、通信装置＃６は、近隣にある通信装置＃５並びに通信装置＃８と直接通信ができるが、通信装置＃７とは直接通信ができない。
【００５９】
また、通信装置＃７は、近隣にある通信装置＃５並びに通信装置＃８と直接通信ができるが、通信装置＃６とは直接通信ができない。
【００６０】
また、通信装置＃８は、近隣にある通信装置＃６並びに＃７と直接通信ができるが、通信装置＃５とは直接通信ができない。
【００６１】
図２には、無線通信システムを構成する通信装置の配置についての他の例を示している。
【００６２】
図１に示した例では、第１のネットワーク・グループと第２のネットワーク・グループは十分に離間して存在しているので、各ネットワーク・グループのいずれの通信装置も他方のネットワーク・グループに属する通信装置の存在を検知することはなかった。これに対し、図２に示す例では、ここでは、ネットワークの移動若しくはネットワーク間を遮断していた物理的な障壁の除去などに伴い、第１のネットワーク・グループと第２のネットワーク・グループが近接して存在するようになり、ネットワーク・グループ内の一部の通信装置の間で他のネットワーク・グループを構成する通信装置の存在を検出する状態となっている。
【００６３】
つまり、図２に示す状況下では、第１のネットワーク・グループの通信装置＃１は、第２のネットワーク・グループの通信装置＃８と隣接した関係になり、それぞれ、異なるネットワーク・グループの間の通信を調停する必要が生じる。
【００６４】
図示の例では、ネットワークの移動により通信装置＃１と通信装置＃８が互いの通信範囲に突入している。したがって、通信装置＃１が通信に利用しているタイムスロットと、通信装置＃８が通信に利用しているタイムスロットとが重なり合った（すなわち競合が生じた）場合には、どちらかの通信装置で利用するタイムスロットを移動（変更）しなければ、通信が成立しないことになる。
【００６５】
制御局の配下で帯域が一元的に管理されている従来の無線通信システムでは、通信装置は制御局に帯域の変更を要求しなければならず、競合を生じた通信装置同士で競合を解決する手続を直接行なうことはできない。これに対し、本発明に係る無線通信システムでは、以下で詳解するように、通信の優先度に応じて複数の予約種類を設けるとともに、通信装置間で偏りなく優劣を決定する仕組みを導入することにより、予約利用したタイムスロットをいずれの通信装置が移動すべきかを通信装置同士で直接決定することができる。
【００６６】
本実施形態に係る無線通信システムでは、制御局となる通信装置を特に配置せず、各通信装置が自律分散的に動作する。かかる自律分散ネットワークを運用するために、少なくとも一部の通信装置は、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）の他の通信装置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。さらに、帯域の予約利用を行なう通信装置は、ビーコン情報に、予約種類と、予約の優劣判定を行なうための情報としてジャンケン値を記載するが、この点については後述に譲る。
【００６７】
本実施形態に係る自律分散型ネットワークでは、各通信装置は、「スーパーフレーム」とよばれるフレーム間隔でビーコンを送信する。図３には、通信局毎に管理されるスーパーフレームの内部構成を模式的に示している。各通信装置は、ビーコン送信によって自己のスーパーフレームを定義されている。
【００６８】
スーパーフレーム周期は、各通信装置が自己のビーコン送信（Ｂｅａｃｏｎ）を行なうスロット開始位置によって定義される。そして、このビーコン送信タイミングを基準にして、さらにスーパーフレームが細分化されたタイムスロットとして情報伝送のタイミングの管理が行なわれる。図示の例では、１スーパーフレームが２５６等分され、０〜２５５という２５６個の相対位置すなわちスロットが配設されている。
【００６９】
ここで、スーパーフレームの先頭のタイムスロット（タイムスロット０）は、そのネットワーク・グループにおいてビーコンの送信が行なわれる構成となっており、以下では「ビーコン・タイムスロット」とも呼ぶ。また、それ以降のタイムスロット（１〜２５５）は、各種データ通信を行なう場合に必要に応じて利用される。
【００７０】
無線ネットワーク内の各通信装置は、ビーコン・タイムスロット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、周辺の通信装置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ことができる。
【００７１】
図４には、ビーコン・タイムスロットの内部構成例を示している。
【００７２】
ビーコン・タイムスロットでは、ネットワーク・グループ内で各通信装置が相互にビーコン信号を送受信する領域として設定されている。ビーコンを送信する各通信装置は、互いの送信ビーコンが重なり合わないように、利用するビーコン送信タイミングにオフセットを設けて調整をする。
【００７３】
本実施形態では、ビーコン・タイムスロット内には、８つのビーコン送信オフセット（ＢＳ０〜ＢＳ７）が用意されており、各通信装置が適宜利用するオフセットが定義されている。図示の例では、第１のネットワーク・グループを構成する通信装置＃１はＢＳ０でビーコン送信を行ない、通信装置＃２はＢＳ４でビーコン送信を行ない、通信装置＃３はＢＳ２でビーコン送信を行ない、通信装置＃４はＢＳ６でビーコン送信を行なっている。
【００７４】
また、この第１のネットワーク・グループに属していない第２のネットワーク・グループの各通信装置（通信装置＃５〜＃８）では、上述のビーコン・タイムスロットとは異なるビーコン・タイムスロットが独自に定義されており、当該ネットワーク・グループ内でも同様に、それぞれの通信装置にビーコン送信オフセットの設定がなされることになる。
【００７５】
あるいは、１つのネットワーク・グループを構成する各通信装置が、それぞれに異なるビーコン・タイムスロットを持つ構成としても良い。この場合、ネットワーク・グループ内の各通信装置が独自のスーパーフレーム周期を持ち、通信装置毎に、自局のビーコン・タイムスロットを基準にそれぞれのスーパーフレームが定義されることになる。そして通信装置毎に異なるタイムスロットの番号配置となる点に留意すれば、１つのネットワーク・グループ内であっても他の通信装置のタイムスロット構成を把握することが可能である。
【００７６】
既に述べたように、本実施形態に係る自律分散型の無線通信システムでは、各通信装置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）の他の通信装置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。図５には、ビーコン・フレームの構成例を示している。
【００７７】
同図に示すように、ビーコン・フレームは、ヘッダ部として、Ｔｙｐｅフィールドと、Ｌｅｎｇｔｈフィールドと、Ｒｘ  Ａｄｄｒｅｓｓフィールドと、Ｔｘ  Ａｄｄｒｅｓｓフィールドと、ＨＣＳフィールドとをそなえている。また、ビーコン・ペイロードとして、グループＩＤフィールドと、スロット構成（Ｓｌｏｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）フィールドと、ジャンケン値フィールドと、属性（Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）フィールドと、ＦＣＳフィールドを備えている。
【００７８】
Ｔｙｐｅフィールドには、当該フレームがビーコン信号であることを示す識別子が記載される。また、Ｌｅｎｇｔｈフィールドには、当該フレームの情報長が記載される。
【００７９】
Ｒｘ  Ａｄｄｒｅｓｓフィールドには、当該フレームの受信先の通信装置を識別するためにブロードキャスト・アドレスが指定される。また、Ｔｘ  Ａｄｄｒｅｓｓフィールドには、当該フレームの送信元となる通信装置のＭＡＣアドレスが記載される。そして、ＨＣＳ（Ｈｅａｄ  Ｃｈｅｃｈ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールドには、上記のヘッダ部分における誤り検出を行なうための情報が記載される。
【００８０】
グループＩＤフィールドには、当該通信装置が含まれるネットワーク・グループを識別するためのグループＩＤが記載される。また、スロット構成フィールドには、自己のスーパーフレーム内におけるスロットの利用状況を報知するための情報が記載される。なお、スロット構成フィールドには、自己のビーコン位置を基準とした２５６個のスロットにおける利用状況がそれぞれ個別に記載される。
【００８１】
ジャンケン値フィールドには、予約利用が競合したときでさらに予約の優先度が同じである場合に予約の優劣判定をジャンケンによる制御で行なうために設定されるジャンケン値が記載される。
【００８２】
属性フィールドには、当該通信装置の動作能力や属性が記載される。また、ビーコン・タイムスロットに使用されるタイムスロット番号が属性フィールドに記載されていてもよい。
【００８３】
そして、最後に、当該ビーコン・フレーム全体の誤り検出を行なうためのＦＣＳが付加されている。
【００８４】
本実施形態に係る無線通信システムでは、各通信装置は、スーパーフレームのタイムスロット単位で予約利用の設定を行なうことができる。そして、タイムスロットの予約利用時には、通信の優先度に応じて複数の予約種類が定義されており、同じタイムスロットで予約利用が競合したときには、競合する通信装置同士で予約利用の優先度に応じていずれの通信装置が予約利用を移動すべきかを直接決定するようになっている。
【００８５】
通信装置は、スーパースロットのタイムスロット毎に予約利用の状態を設定し、その設定値をビーコン・フレーム中のスロット構造フィールドに記載して、周囲の通信装置に報知する。
【００８６】
本実施形態に係る無線通信システムでは、通信装置はタイムスロット単位で予約利用を行なうことができる。また、優先度が異なる複数の予約種類が定義されており、予約利用が競合したときには競合する通信装置同士で互いの予約種類を参照し、いずれの予約利用が優先されるべきかを自律的に判断できる仕組みとなっている。
【００８７】
また、通信装置が予約利用するタイムスロットに設定した予約種類や、隣接する通信局が予約利用するタイムスロットに設定した予約種類などに応じて、タイムスロットに複数の種類が定義されることになる。通信装置は、各タイムスロットの種類をビーコン・フレーム中のスロット構成フィールドに記載して、周辺の通信装置に報知する。
【００８８】
図６には、ビーコン・フレームのスロット構造フィールドに記載されるタイムスロットの種類の一覧を示している。但し、説明の便宜上、タイムスロットの種類として、０から７までの８通りの「状態値」に基づいたスロットを用意した場合の実施例について説明するが、本発明の要旨はこれに限定されない。同図で示された以外の用途のスロットや、同図に示された用途をさらに細分化したスロットの種類を適宜用意して構成してもよい。
【００８９】
状態値７は、強い予約利用スロットを示している。この状態値を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定は不可能であり、当該通信装置からの予約送信並びに受信を妨げないために、当該タイムスロットの全域に渡って利用を控える。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出すると、当該タイムスロットにおける自己のスロット利用状態を、隣接強い予約スロット（状態値６）として設定する。
【００９０】
状態値６は、隣接強い予約スロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定は可能であるが、当該通信装置の隣接する通信装置からの予約送信並びに受信を妨げないために、当該スロットの全域に渡って利用を控える。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出しても、当該タイムスロットにおける自己のスロット利用状態を変更する必要はない。
【００９１】
状態値５は、弱い予約スロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定は不可能であり、当該通信装置の予約送信並びに受信を妨げないために、所定の時間が経過するまで送信を控える。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出すると、当該タイムスロットにおける自己のスロット利用状態を、隣接弱い予約スロット（状態値４）として設定する。
【００９２】
状態値４は、隣接弱い予約スロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定は不可能であり、当該通信装置の隣接する通信装置の送信を妨げないために、所定の時間が経過するまで送信を控える。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出しても、当該タイムスロットにおける自己のスロット利用状態を変更する必要はない。
【００９３】
状態値３は、優先利用スロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定は可能であるが、当該通信装置の隣接する通信装置が優先的に送信を行なうため、所定の時間が経過するまで送信を控える。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出すると、自己のスロット利用状態を近隣優先利用スロット（状態値２）として設定する。
【００９４】
状態値２は、隣接優先利用ありスロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定が可能であるが、当該通信装置の隣接する通信装置が受信を行なうため、所定の時間が経過するまで送信を控える。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出しても、自己のスロット利用状態を変更する必要はない。
【００９５】
状態値１は、予約なし受信動作中スロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定が可能であり、当該通信装置が受信待機状態にあることを示しているため該当通信装置宛ての送信が可能になる。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出しても、自己のスロット利用状態を変更する必要はない。
【００９６】
状態値０は、休眠期間スロットを示している。この状態を持つ通信装置の周囲にある通信装置では、自己の予約などの設定が可能であるが、該当通信装置が休眠状態にあるため当該通信装置宛ての送信は不可能である。また、通信装置は、隣接する通信装置がこの設定を示していることを検出しても、自己のスロット利用状態を変更する必要はない。
【００９７】
図６に示すように、本実施形態では、予約種類として、強い予約、弱い予約、優先利用という３種類が定義されている。予約利用設定の優先順位としては、優先順位１位に強い予約利用、優先順位２位に弱い予約利用、優先順位３位に優先利用が設定される。タイムスロットにおいて複数の通信装置の間で予約利用の重複が生じた場合には、優先順位の高い予約が利用を継続することができるようになっている。
【００９８】
図７には、図１に示した複数のアドホック・ネットワークの各通信装置におけるスーパーフレーム周期内のタイムスロット利用の構成例を示している。
【００９９】
図１に示した状態では、通信装置＃１から通信装置＃４が第１のネットワーク・グループを形成するとともに、通信装置＃５から通信装置＃８が第２のネットワーク・グループを形成している。そして、第１のネットワーク・グループと第２のネットワーク・グループは交錯せず互いに独立して存在しているので、図７を参照しながら以下で説明するように、グループ毎に独立してタイムスロットの予約利用を行なうことができる。
【０１００】
図７では、上段の第１のネットワーク・グループで利用されているタイムスロット構成における時間軸を基準にして、下段に第２のネットワーク・グループにおけるタイムスロット構成も示している。
【０１０１】
第１のネットワーク・グループのビーコン・タイムスロットは、第２のネットワーク・グループのスロット４０に相当する。また、第２のネットワーク・グループのビーコン・タイムスロットは、第１のネットワーク・グループのスロット２４に相当する位置にある。
【０１０２】
第１のネットワーク・グループでは、そのスーパーフレーム周期に従って、通信装置＃１と通信装置＃２の間で、タイムスロット１０、１１、３０、３１、５０、５１を予約利用して通信を行なっている。
【０１０３】
また、通信装置＃１と通信装置＃２に隣接する通信装置＃３と通信装置＃４では、通信装置＃１又は通信装置＃２から受信したビーコン信号を解析して、スーパーフレーム周期内の予約利用状況を取得し、これらのタイムスロットを隣接通信装置の利用スロットとして登録をする。図中では、このようなタイムスロットを左斜線のブロックで示している（以下同様）。
【０１０４】
さらに、通信装置＃１と通信装置＃３の間では、タイムスロット２０、４０、６０を予約利用して通信を行なっている。
【０１０５】
また、通信装置＃１と通信装置＃３に隣接する、通信装置＃２と通信装置＃４では、通信装置＃１又は通信装置＃３から受信したビーコン信号を解析してスーパーフレーム周期内の予約利用状況を取得し、これらのタイムスロットを隣接通信装置の利用スロットとして登録をする。
【０１０６】
一方、第２のネットワーク・グループでは、そのスーパーフレーム周期に従って、通信装置＃５と通信装置＃７の間でスロット３、１０、１７、２４、３１、３９、４６、５３、６０を予約利用して通信を行なっている。
【０１０７】
また、通信装置＃５と＃７に隣接する、通信装置＃６と通信装置＃８では、通信装置＃５又は通信装置＃７から受信したビーコン信号を解析して、スーパーフレーム周期内の予約利用状況を取得し、これらのタイムスロットを隣接通信装置の利用スロットとして登録をする。
【０１０８】
さらに、通信装置＃６と通信装置＃８の間では、タイムスロット５、６、７、８、２０、２１、２２、２３、３５、３６、３７、３８、５４、５５、５６、５７を予約利用して通信を行なっている。
【０１０９】
また、通信装置＃６と通信装置＃８に隣接する、通信装置＃５と通信装置＃７では、通信装置＃６又は通信装置＃８から受信したビーコン信号を解析して、スーパーフレーム周期内の予約利用状況を取得し、これらのタイムスロットを隣接通信装置の利用スロットとして登録をする。
【０１１０】
図８には、図２に示した複数のアドホック・ネットワークの各通信装置におけるスーパーフレーム周期内のタイムスロット利用の構成例を示している。
【０１１１】
上述したように、図２に示した状態では、ネットワークの移動やネットワーク間を遮断する物理的な障壁の除去などの通信環境の変化に起因して、通信装置＃１から通信装置＃４で形成される第１のネットワーク・グループと、通信装置＃５から通信装置＃８で形成される第２のネットワーク・グループが複数のアドホック・ネットワークが交錯している。具体的には、通信装置＃１と通信装置＃８が、それぞれに自己の隣接する通信装置として認識をしている。
【０１１２】
前述の図１及び図７に示した例では、第１のネットワーク・グループと第２のネットワーク・グループは交錯せず互いに存在し、また、通信装置＃１と通信装置＃８はお互いにビーコン信号を受信することができないので、それぞれ他方のネットワーク・グループにおけるタイムスロットの予約利用の設定を把握することはできなかった。これに対し、図２及び図８に示した例では、通信装置＃１と通信装置＃８はお互いにビーコン信号を受信することができるようになるので、それぞれ他方のネットワーク・グループにおけるタイムスロットの予約利用の設定を把握することができる。
【０１１３】
通信装置＃１は、隣接する通信装置＃８のビーコンをスロット２４のタイミングで受信することにより、自己の予約利用スロット３０、３１、６０が、隣接する通信装置＃８の予約利用と重複していることを把握する。
【０１１４】
同様に、通信装置＃８は、隣接する通信装置＃１のビーコンをスロット４０のタイミングで受信することにより、自己の予約利用スロット６、７、３６が、隣接する通信装置＃１の予約利用と重複していることを把握する。
【０１１５】
ここで、通信装置＃１は、タイムスロット３０、３１における自己の予約利用の設定が、通信装置＃８よりも優先順位が高いためにその利用を継続する。
【０１１６】
これに対し、通信装置＃８は、タイムスロット６、７における自己の予約利用の設定が、通信装置＃１よりも優先順位が低いために、その予約利用を空いているタイムスロット４、９に移動させる。また、タイムスロット６、７を隣接通信装置の予約設定が存在することを示す状態値に設定し、ビーコン・フレーム中のスロット構成フィールドの設定を変更する。
【０１１７】
また、通信装置＃１は、スロット６０における自己の予約利用の設定が、通信装置＃８の優先順位と同じである。このような場合、さらに、後述するジャンケン値による優劣判定を行なう。このジャンケンによる制御の結果、自己の設定値が劣っている場合には、その予約利用を空いているタイムスロット５８に移動させる。また、タイムスロット６０を隣接通信装置の予約設定が存在することを示す状態値に設定し、ビーコン・フレーム中のスロット構成フィールドの設定を変更する。
【０１１８】
また、通信装置＃８は、スロット３６における自己の予約利用の設定が通信装置＃２の優先順位と同じであっても、後述するジャンケン値による優劣判定の結果、自己の設定値が優っている場合には、その利用を継続する。
【０１１９】
図９には、予約スロットの優劣を判定するために用意されたジャンケン値の設定値とその比較結果の関係を示している。これは、隣接する通信装置の間で予約利用の重複を検出したときで同じ優先順位が設定されていた場合に、どちらの通信装置の予約利用を継続するのかを判定する、すなわちジャンケンによる制御を行なうために用いられる。各通信装置は、ビーコン送信時にジャンケン値を決定して、これをビーコン・フレーム中のジャンケン値フィールドに記載して報知する。
【０１２０】
ここでは、ジャンケン値が１の場合は「グー」を示し、ジャンケン値が２の場合は「チョキ」を示し、ジャンケン値が３の場合は「パー」を示している。さらに、優劣判定は一般的なジャンケンによる判定と同様に判定されるものとする。
【０１２１】
自己の設定値が「グー」の場合、相手が「グー」であればあいこになり、相手が「チョキ」であれば自己の勝ちになり、相手が「パー」であれば自己の負けになる。
【０１２２】
また、自己の設定値が「チョキ」の場合、相手が「グー」であれば自己の負けになり、相手が「チョキ」の場合はあいこになり、相手が「パー」の場合は自己の勝ちになる。
【０１２３】
また、自己の設定値が「パー」の場合、相手が「グー」であれば自己の勝ちになり、相手が「チョキ」であれば自己の負けになり、相手が「パー」であればあいこになる。
【０１２４】
図１０には、本実施形態に係る無線ネットワーク上で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。
【０１２５】
図示の無線通信装置１００は、アンテナ１０１と、無線受信部１０２と、受信データ解析部１０３と、周辺通信装置利用領域判定部１０４と、ビーコン解析部１０５と、アクセス制御部１０６と、利用可能領域判定部１０７と、中央制御部１０８と、予約領域設定部１０９と、ビーコン生成部１１０と、ジャンケン値生成部１１１、無線送信部１１２と、データ・バッファ１１３と、インターフェース１１４とで構成される。
【０１２６】
アンテナ１０１は、他の無線通信装置宛てに信号を無線送信し、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。
【０１２７】
無線送信部１１２は、データ・バッファ１１３に一時格納されているデータや前述のビーコン信号を無線送信するために、例えばウルトラ・ワイド・バンド信号として変調処理する部分である。無線送信部１１２は、送信信号をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）など所定の変調方式で変調する変調器や、デジタル送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、アナログ送信信号を周波数変換してアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた送信信号の電力を増幅するパワーアンプ（ＰＡ）など（いずれも図示しない）を含み、所定の伝送レートにて、伝送レートにてウルトラ・ワイド・バンド信号の無線送信処理を行なう。
【０１２８】
無線受信部１０２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。無線受信部１０２は、アンテナ１０１を介して他局から受信したウルトラ・ワイド・バンド信号を電圧増幅する低雑音アンプ（ＬＮＡ）や、電圧増幅された受信信号を周波数変換によりダウンコンバートするダウンコンバータ、自動利得制御器（ＡＧＣ）、アナログ受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器、同期獲得のための同期処理、チャネル推定、ＯＦＤＭなどの復調方式により復調処理する復調器など（いずれも図示しない）で構成される。
【０１２９】
受信データ解析部１０３は、無線受信部１０２で抽出された情報から、処理すべきユーザ・データであるか否かを判断する。例えば、周辺の無線通信装置から送られてきたデータ情報やコマンド情報を解析し、これらの情報を中央制御部１０８に通知して、所定の予約処理が行なわれる。
【０１３０】
データ・バッファ１１３は、インターフェース１１４経由で、接続される機器から送られてきたデータや、受信データ解析部１０３で獲得したデータをインターフェース１１４経由で接続される機器に送出する前に、一時的に格納しておくために使用される。
【０１３１】
インターフェース１１４は、この無線通信装置１００に接続される外部機器１１５（例えばパーソナル・コンピュータなど）との間で各種情報の交換を行なう。
【０１３２】
ジャンケン値生成部１１１は、本発明による隣接する通信装置の間で予約利用が重なり合った場合に、その予約の優先順位が同位であった場合に、その予約の優劣を判定するためにしようする値すなわちジャンケン値を生成する。基本的には、スーパーフレーム周期毎にそのフレームにおけるジャンケン値が生成される。
【０１３３】
ビーコン生成部１１０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。本実施形態では、ビーコン信号は、スーパーフレーム周期内のビーコン・タイムスロットを用いて送信される。ビーコン信号には主にネットワークを運営するための情報が記載され、そのフレーム構成は図５を参照しながら既に説明した通りである。本実施形態では、予約利用されるタイムスロットやその予約種類などからなるスロット構成情報や、ジャンケン値生成部１１１により生成されたジャンケン値を記載したビーコン信号を生成する点に特徴がある。
【０１３４】
ビーコン解析部１０５は、受信できた他の無線通信装置のビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在や利用するスロットの情報を抽出する。本実施形態では、ビーコン信号には、タイムスロット毎の予約利用の状況や予約種類などを記載したスロット構成情報や、予約利用が競合した際の優劣判定を行なうためのジャンケン値が記載されており（前述）、これらの情報は周辺通信装置利用領域判定部１０４に供給される。
【０１３５】
周辺通信装置利用領域判定部１０４は、前段のビーコン解析部１０５にて抽出されたスロット利用状況から、スーパーフレーム周期内の各タイムスロットが自己の通信装置において利用することが可能か否かを判定する。
【０１３６】
予約領域設定部１０９は、例えばＡＶデータのようなアイソクロナス通信を行なう送信データが発生し、予約通信が必要となった場合に、利用可能領域設定部１０７における設定を獲得して、予約通信可能なタイムスロットの中から予約するタイムスロットを見つけ出し、予約利用の設定を行なう。つまり、自己の通信に利用しているスロット位置などを一元的に管理する部分であり、自己における予約の種類の情報などもこの予約領域設定部１０９によって管理される。ここで、予約通信可能なタイムスロットは、周辺の通信装置が利用していないタイムスロットや、他の通信装置が自分より低い優先度で予約利用しているタイムスロットなどである。
【０１３７】
利用可能領域設定部１０７は、周辺通信装置の利用領域判定部１０４の判定結果より、自己の通信装置が利用できるスロットの中から、実際に通信に利用可能となっているスロットの管理を行なう。
【０１３８】
アクセス制御部１０６は、前段の利用可能領域設定部１０７や、予約領域設定部１０９、中央制御部１０８からの指示に従い各タイムスロットの開始時間が通知されると、そのスロットの利用方法に従って、送信・受信動作、あるいは休眠状態として動作するための制御を行なう。例えば、予約利用されたタイムスロットでは、より短いフレーム間隔を以ってデータ送信動作を開始するよう、アクセス制御する。また、ランダム・アクセス時には比較的長いフレーム間隔だけ伝送路がクリアであることを確認した後、さらにバックオフ時間だけ待機した後にデータ送信動作を開始するよう、アクセス制御する。
【０１３９】
中央制御部１０８は、所定のプログラム・コードを実行することにより、この無線通信装置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の設定などを一元的に行なう。
【０１４０】
図示のように、中央制御部１０８は、内部に情報記憶部と時刻計時部を備えている。情報記憶部には、この中央制御部１０８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などのプログラム・コードや、ビーコンの送受信のタイミング管理も検出された近隣無線通信装置アドレスなどの情報を蓄えておく。また、時刻計時部からの時刻情報に基づいて、所定の周期で起動をかけ、自己のビーコン送信タイミング、他の通信装置からのビーコン受信タイミングなどの起動をかけて制御を行なう。
【０１４１】
続いて、本実施形態に係る無線通信システムにおける、アクセス競合時の処理動作について、図１１〜図１６を参照しながら説明する。
【０１４２】
あるタイムスロットで予約利用の競合が起きたときには、競合する通信装置同士で互いのビーコン情報を参照し、まず互いの予約種類を比較する。ここで、優先度が勝る予約利用をしていた通信装置は予約利用を維持するが、優先度が劣る予約利用をしていた通信装置は他の領域に予約利用を移動する。また、互いの予約利用の優先度に優劣がない場合には、さらに通信装置が互いのビーコンの記載に基づいてジャンケンをする制御を行ない、この判定で負けた通信局の予約利用領域を移動させるようにする。
【０１４３】
このように、予約利用が競合したときには、予約の優先度やジャンケンによる制御に基づいて、一方の通信装置のみが予約利用領域の移動を行なうので、双方の通信装置が利用帯域の設定を変更し、再度衝突してしまうという危険はない。また、予約利用領域の競合を生じた通信装置同士で直接、低負荷な処理手順により競合を解決することができる。
【０１４４】
図１１には、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、予約の優先度の弱い通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示している。
【０１４５】
図示の例では、当初、通信装置＃１と通信装置＃８の間には、例えば物理的な障壁が存在していて、互いの信号を受信できない関係にあったが、この障壁が取り除かれ、通信装置＃１と通信装置＃８が隣接することになったという場面を想定している。
【０１４６】
通信装置＃１と通信装置＃８が互いに通信可能な状態になった場合に、通信装置＃１は、通信装置＃８からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。ここでは、その予約利用の優先度が通信装置＃８の優先度よりも劣るので、その弱い予約の利用を再設定することになる。
【０１４７】
そして、通信装置＃１は、通信装置＃８の強い予約利用スロットを隣接強い予約利用として設定するとともに、再設定した弱い予約利用スロットを自己のビーコンに記載して、スロット利用状況として報知する。
【０１４８】
一方、通信装置＃８では、通信装置＃１からのビーコン信号を受信するものの、自己の強い予約スロットが隣接強い予約利用として設定されていることで、利用スロットの衝突が回避される。
【０１４９】
また、通信装置＃８は、通信装置＃１の弱い予約スロットの設定を検出するため、そのスロットを隣接弱い予約スロットとして設定し、自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１５０】
図１２には、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、予約の優先度が強い通信装置が予約利用を維持し、優先度が弱い通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示している。
【０１５１】
図示の例では、当初、通信装置＃１と通信装置＃８の間には例えば物理的な障壁が存在していて、互いの信号を受信できない関係にあったが、この障壁が取り除かれて、通信装置＃１と通信装置＃８が隣接することになったという場面を想定している。通信装置＃８が弱い優先度の設定に起因して、予約の再設定を行なう実施例を示している。
【０１５２】
通信装置＃１と通信装置＃８が互いに通信可能な状態になった場合に、通信装置＃１で、通信装置＃８からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。ここでは、その予約利用の優先度が通信装置＃８の優先度よりも優るので、通信装置＃１は予約の再設定を行なわなくても良いことになる。
【０１５３】
その後、通信装置＃８で、通信装置＃１からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。そして、その予約利用の優先度が通信装置＃１の優先度よりも劣るので、その弱い予約の利用を再設定することになる。
【０１５４】
そして、通信装置＃８が、通信装置＃１の強い予約利用スロットを隣接強い予約利用として設定するとともに、再設定した弱い予約利用スロットを自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１５５】
図１３には、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示している。
【０１５６】
図示の例では、当初、通信装置＃１と通信装置＃８の間には例えば物理的な障壁が存在していて、互いの信号を受信できない関係にあったが、この障壁が取り除かれ、通信装置＃１と通信装置＃８が隣接することになったという場面を想定している。そして、通信装置＃１は通信装置＃８と同じ優先度の設定であっても、所定のジャンケン値の比較で負けた場合に、予約の再設定を行なう動作例を示している。
【０１５７】
通信装置＃１と通信装置＃８が互いに通信可能な状態になった場合に、通信装置＃１は、通信装置＃８からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。ここでは、その予約利用の優先度が通信装置＃８の優先度と同じであるので、さらに、ビーコン・フレームに記載されているジャンケン値を比較することになる。
【０１５８】
そして、通信装置＃８がスーパーフレーム２２で示してきたジャンケン値が３であるのに対し、通信装置＃１のスーパーフレーム５４ではジャンケン値が２であるため、判定の結果、通信装置＃１が負けたことになり、予約利用を再設定することになる。
【０１５９】
その後、通信装置＃１が、通信装置＃８の予約利用スロットを隣接予約利用として設定するとともに、再設定した予約利用スロットを自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１６０】
一方、通信装置＃８では、通信装置＃１からのビーコン信号を受信するものの、自己の予約利用スロットが隣接予約利用スロットとして設定されていることで、利用スロットの衝突が回避される。
【０１６１】
また、通信装置＃８は、通信装置＃１の予約スロットの設定を検出するため、そのスロットを隣接予約スロットとして設定し、自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１６２】
図１４には、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で勝った方が予約利用を維持し、負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示している。
【０１６３】
図示の例では、当初、通信装置＃１と通信装置＃８の間には例えば物理的な障壁が存在していて、互いの信号を受信できない関係にあったが、この障壁が取り除かれ、通信装置＃１と通信装置＃８が隣接することになったという場面を想定している。そして、通信装置＃８は通信装置＃１と同じ優先度の設定であっても、所定のジャンケン値の比較で負けた場合に、予約の再設定を行なう。
【０１６４】
通信装置＃１と通信装置＃８が互いに通信可能な状態になった場合に、通信装置＃１は、通信装置＃８からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。ここでは、その予約利用の優先度が通信装置＃８の優先度と同じであるので、さらに、ビーコン・フレームに記載されているジャンケン値を比較することになる。
【０１６５】
そして、通信装置＃８がスーパーフレーム７７で示してきたジャンケン値が１であるのに対し、通信装置＃１のスーパーフレーム３６ではジャンケン値が２であるため、判定の結果、通信装置＃８が負けたことになり、通信装置＃１は予約利用を維持するとともに、ジャンケン値をキープして、相手側に対して予約の再設定を行なうように促すことになる。
【０１６６】
その後、通信装置＃８で、通信装置＃１からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出し、ジャンケン値の比較で劣る場合に、その予約利用を再設定することになる。
【０１６７】
その後、通信装置＃８が、通信装置＃１の予約利用スロットを隣接予約利用として設定するとともに、再設定した予約利用スロットを自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１６８】
一方、通信装置＃１は、通信装置＃８の予約スロットの設定を検出するため、そのスロットを隣接予約スロットとして設定し、自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１６９】
図１５には、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で「あいこ」となったためにジャンケン値を再設定し、負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示している。
【０１７０】
図示の例では、当初、通信装置＃１と通信装置＃８の間には例えば物理的な障壁が存在していて、互いの信号を受信できない関係にあったが、この障壁が取り除かれ、通信装置＃１と通信装置＃８が隣接することになったという場面を想定している。そして、通信装置＃１が同じ優先度の設定であっても、所定のジャンケン値の比較で負けた場合に、予約の再設定を行なう動作例を示している。
【０１７１】
通信装置＃１と通信装置＃８が互いに通信可能な状態になった場合に、通信装置＃１は、通信装置＃８からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。ここでは、その予約利用の優先度が通信装置＃８の優先度と同じであるので、さらに、ビーコン・フレームに記載されているジャンケン値を比較することになる。この比較であいこの場合には、ジャンケン値生成部１１１にて次のスーパーフレーム周期で設定すべきジャンケン値を先に抽出し、その値と優劣の比較をして、負けた場合には予約利用を再設定することになる。
【０１７２】
そして、通信装置＃８がスーパーフレーム３０で示してきたジャンケン値が２に対して、通信装置＃１のスーパーフレーム８６ではジャンケン値が２であいことなったため、スーパーフレーム８７のジャンケン値（：１）を生成する。その判定の結果、通信装置＃１が負けたことになり、予約利用を再設定することになる。
【０１７３】
その後、通信装置＃１が、通信装置＃８の予約利用スロットを隣接予約利用として設定するとともに、再設定した予約利用スロットを自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１７４】
一方、通信装置＃８では、通信装置＃１からのビーコン信号を受信するものの、自己の予約利用スロットが隣接予約利用スロットとして設定されていることで、利用スロットの衝突が回避される。
【０１７５】
さらに、通信装置＃８は、通信装置＃１の予約スロットの設定を検出するため、そのスロットを隣接予約スロットとして設定し、自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１７６】
図１６には、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で逢い異なったためにジャンケン値を再設定し、勝った方が予約利用を維持し、負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示している。
【０１７７】
図示の例では、当初、通信装置＃１と通信装置＃８の間には例えば物理的な障壁が存在していて、互いの信号を受信できない関係にあったが、この障壁が取り除かれ、通信装置＃１と通信装置＃８が隣接することになったという場面を想定している。そして、通信装置＃８が同じ優先度の設定であっても、所定のジャンケン値の比較で負けた場合に、予約の再設定を行なう動作例を示している。
【０１７８】
通信装置＃１と通信装置＃８が互いに通信可能な状態になった場合に、通信装置＃１で、通信装置＃８からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出する。ここでは、その予約利用の優先度が通信装置＃８の優先度と同じであるので、さらに、ビーコン・フレームに記載されているジャンケン値を比較することになる。この比較であいこの場合には、ジャンケン値生成部１１１にて次のスーパーフレーム周期で設定すべきジャンケン値を先に抽出し、その値と優劣の比較をして、勝った場合に相手側の予約利用を再設定することになる。
【０１７９】
そして、通信装置＃８がスーパーフレーム１７で示してきたジャンケン値が２に対して、通信装置＃１のスーパーフレーム４６ではジャンケン値が２であいことなったため、スーパーフレーム４４のジャンケン値（：３）を生成する。その判定の結果、通信装置＃８が負けたことになり、通信装置＃１は予約利用を維持するとともに、そのジャンケン値を設定して、相手側に対して予約の再設定を行なうように促すことになる。
【０１８０】
その後、通信装置＃８で、通信装置＃１からのビーコン信号を受信し、利用するスロットの重複を検出し、ジャンケン値の比較で劣る場合に、その予約利用を再設定することになる。
【０１８１】
また、通信装置＃８が、通信装置＃１の予約利用スロットを隣接予約利用として設定するとともに、再設定した予約利用スロットを自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１８２】
一方、通信装置＃１は、通信装置＃８の予約スロットの設定を検出するため、そのスロットを隣接予約スロットとして設定し、自己のビーコンにスロット利用状況として報知する。
【０１８３】
図１７には、無線通信装置における動作をフローチャートの形式で示している。この動作は、実際には、中央制御部１０８が情報記憶部に格納されているプログラム・コードを実行するという形態で実現される。この動作手順に従えば、無線通信装置は、予約利用したタイムスロットが競合したときに上述したような手順に従い調停を行なうことができる。
【０１８４】
まず、ビーコン・タイムスロットにおいて、周囲の通信装置のビーコンを受信するタイミングや、任意のビーコンスキャンタイミングが到来した場合に（ステップＳ１）、ビーコン受信動作を行なう。そして、実際にビーコンを受信できた場合には（ステップＳ２）、そのビーコンに記載されているスロット利用状況を獲得し（ステップＳ３）、自己のスロット利用状況を更新する（ステップＳ４）。つまり、隣接通信装置で予約利用が設定されたスロットを、隣接予約利用スロットとして登録する。
【０１８５】
その後、自己の予約利用スロットとの重複の有無を確認する（ステップＳ５）。そして、予約利用スロットの重複が確認された場合には、さらに互いの予約利用の優先度を比較する（ステップＳ６）。ここで、自己の優先度が高ければ、そのまま該当スロットの利用を持続する。これに対し、自己の優先度が低い場合には（ステップＳ７）、該当するスロットを隣接予約利用ありとして設定するとともに（ステップＳ８）、ステップＳ２４に移行して、自己の利用スロットの再設定を行なう。
【０１８６】
また、ステップＳ６及びステップＳ７により判別した結果、互いの優先度が同じである場合には、さらにビーコンに付加されている相手のジャンケン値を獲得し（ステップＳ９）、当該スーパーフレームにおける自己のジャンケン値の設定と比較し（ステップＳ１０）、ジャンケンによる制御を行なう。
【０１８７】
ここで、自分がジャンケンに負けた場合には、ステップＳ８に移行し、該当するスロットを隣接予約利用ありとして設定するとともに、ステップＳ２４に移行して自己の利用スロットの再設定を行なう。
【０１８８】
これに対し、自分がジャンケンで勝った場合には（ステップＳ１１）、そのまま該当スロットの利用を持続する。
【０１８９】
また、ジャンケンがあいこであった場合には、自己のジャンケン値を更新した後（ステップＳ１２）、ステップＳ１０に戻り、再びジャンケン値の設定と比較をする。
【０１９０】
また、ビーコン・タイムスロットにおいて、自己のビーコン送信タイミングが到来した場合には（ステップＳ１３）、自己のスロット利用状況を獲得し（ステップＳ１４）、さらに、ジャンケン値を設定し（ステップＳ１５）、ビーコン・フレームを構成してビーコン信号を所定のタイミングに送信する（ステップＳ１６）。但し、直前のビーコン受信時においてジャンケンに勝った場合はジャンケン値をキープする。
【０１９１】
また、送信待ちデータがある場合には（ステップＳ１７）、受信先通信装置に対してデータ送信可能な時刻であるかを確認する（ステップＳ１８）。そして、送信可能な時間内であれば、データを送信する（ステップＳ１９）。
【０１９２】
そして、あらかじめ設定しておいたデータ受信時刻（タイミング）が到来した場合には（ステップＳ２０）、データ受信動作を行なう（ステップＳ２１）。
【０１９３】
また、データ受信時刻が到来していない場合であって、データ送信要求をインターフェースから受理したときには（ステップＳ２２）、予約利用の設定が必要か判断する（ステップＳ２３）。そして、予約設定が必要であれば、自己のスロット利用状況を獲得し（ステップＳ２４）、設定可能なタイムスロットを予約利用スロットとして設定する（ステップＳ２５）。
【０１９４】
なお、データ送信要求を受理していない場合と予約設定が不要な場合には、ステップＳ１に戻り、一連の処理を繰り返し実行する。
【０１９５】
図１８には、図１７に示した動作手順のステップＳ２４及びＳ２５において自己のスロット利用状況を獲得して予約利用を設定するための動作手順をフローチャートの形式で示している。
【０１９６】
まず、自己の通信装置が予約していない空きスロットの位置（時間）情報を獲得し（ステップＳ１０１）、さらに、周辺の通信装置においても予約されていない空きスロットの位置（時間）を検索する（ステップＳ１０２）
【０１９７】
ここで、予約されていない空きスロットが存在していれば、ステップＳ１０８に移行し、新たな予約を設定する。
【０１９８】
他方、予約されていない空きスロットがどこにも存在しない場合には（ステップＳ１０３）、新たに予約する優先度パラメータを獲得する（ステップＳ１０４）。
【０１９９】
次いで、周辺の通信装置において予約されているスロットの優先度パラメータを獲得し（ステップＳ１０５）、それらのスロットのうち、新たに予約する優先度よりも低い予約のスロットの有無を判断する（ステップＳ１０６）。
【０２００】
ここで、優先度の低い予約がなければ、利用可能な空きスロットが全く存在しないことになり、これ以上予約を設定することが不可能となる。
【０２０１】
これに対し、優先度の低い予約が発見されれば、それらのスロットのうち、最低の優先度のスロットを検索し（ステップＳ１０７）、該当するスロットに、新たな優先度の高い予約を設定する（ステップＳ１０８）。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
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。
【０２０３】
本明細書では、自律分散型の無線ネットワークにおいて、帯域予約した通信局間で競合が生じたときに低負荷な処理により調停して競合を解除する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。
【０２０４】
例えば、自律分散型の無線ネットワークだけでなく、特定の制御局の配下で各通信局が動作する無線ネットワークに対しても、本発明を同様に適用することができる。
【０２０５】
また、本明細書では、ネットワーク動作する各通信局が互いにビーコン信号を報知し合う無線通信システムに対して本発明を適用した実施形態について説明しているが、一部の通信局のみがビーコン信号を報知するシステムに対しても、同様に本発明を適用することができる。
【０２０６】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【０２０７】
【図１】図１は、無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示した図である。
【図２】図２は、無線通信システムを構成する通信装置の配置についての他の例を示した図である。
【図３】図３は、自律分散型ネットワークにおいて、通信局毎に管理されるスーパーフレームの内部構成を模式的に示した図である。
【図４】図４は、ビーコン・タイムスロットの内部構成例を示した図である。
【図５】図５は、ビーコン・フレームの構成例を示した図である。
【図６】図６は、ビーコン・フレームのスロット構造フィールドに記載されるスロットの種類の一覧を示した図である。
【図７】図７は、図１に示した複数のアドホック・ネットワークの各通信装置におけるスーパーフレーム周期内のタイムスロット利用の構成例を示した図である。
【図８】図８は、図２に示した複数のアドホック・ネットワークの各通信装置におけるスーパーフレーム周期内のタイムスロット利用の構成例を示した図である。
【図９】図９は、予約スロットの優劣を判定するために用意されたジャンケン値の設定値とその比較結果の関係を示した図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る無線ネットワーク上で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１１】図１１は、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、予約の優先度の弱い通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示した図である。
【図１２】図１２は、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、予約の優先度が強い通信装置が予約利用を維持し、優先度が弱い通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示した図である。
【図１３】図１３は、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示した図である。
【図１４】図１４は、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で買った方が予約利用を維持し、負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示した図である。
【図１５】図１５は、約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で逢い異なったためにジャンケン値を再設定し、負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示した図である。
【図１６】図１６は、予約利用が競合するタイムスロットにおいて、双方の予約の優先度が同じである場合に、ジャンケンによる制御で逢い異なったためにジャンケン値を再設定し、勝った方が予約利用を維持し、負けた方の通信装置が予約利用するタイムスロットを再設定する動作例を示した図である。
【図１７】図１７は、無線通信装置における動作を示したフローチャートである。
【図１８】図１８は、図１７に示した動作手順のステップＳ２４及びＳ２５において自己のスロット利用状況を獲得して予約利用を設定するための動作手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０２０８】
１００…無線通信装置
１０１…アンテナ
１０２…無線受信部
１０３…受信データ解析部
１０４…周辺通信装置利用領域判定部
１０５…ビーコン解析部
１０６…アクセス制御部
１０７…利用可能領域判定部
１０８…中央制御部
１０９…予約領域設定部
１１０…ビーコン生成部
１１１…ジャンケン値生成部
１１２…無線送信部
１１３…データ・バッファ
１１４…インターフェース
【図１】
2005354326.tif 000003
【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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