(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層構造に接続された複数の無線通信端末が、定められたビーコン周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち定められた活性期間内に他の前記無線通信端末と通信を行う無線通信システムにおける前記無線通信端末であって、
前記無線通信システムにおいて自身に付与された一意のアドレスが記憶されるアドレス記憶部と、
複数の前記無線通信端末毎の前記アドレスを、当該無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって前記無線通信システム内で一意であるルータ番号に変換するルータ番号変換部と、
前記階層構造において一つ上の階層の前記無線通信端末である上階層通信端末から、当該上階層通信端末に付与された前記アドレスが含まれるビーコン信号を受信するビーコン信号受信部と、
前記ビーコン信号受信部によって受信された前記ビーコン信号に含まれる前記アドレスに基づいて前記ルータ番号変換部によって変換されたルータ番号と、前記アドレス記憶部に記憶されている前記アドレスに基づいて前記ルータ番号変換部によって変換されたルータ番号との差に基づいて、他の前記無線通信端末と重ならずに自身がビーコンを出力するタイミングを算出するビーコンタイミング算出部と、
前記ビーコンタイミング算出部によって算出された前記タイミングに応じて、自身のアドレスが含まれる前記ビーコン信号を下階層の前記無線通信端末に送信するビーコン信号送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
前記ビーコン信号には、前記ビーコン周期を示す情報が含まれ、
前記ビーコンタイミング算出部は、前記ビーコン信号に含まれる前記ビーコン周期を、予め定められた、前記無線通信システム内において前記ビーコン信号を出力する無線通信端末の数によって複数のオフセット期間に分割し、分割した複数のオフセット期間のうち、前記上階層通信端末のアドレスに対応するルータ番号と自身のアドレスに対応するルータ番号との差に対応するオフセット期間を、自身がビーコンを出力するタイミングとして算出し、
前記活性期間は、前記オフセット期間内の期間が定められる
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
【請求項３】
複数の前記無線通信端末毎の前記アドレスと、当該無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって前記無線通信システム内で一意であるルータ番号とが対応付けて記憶されるルータ番号記憶部を備え、
前記ルータ番号変換部は、入力されたアドレスに対応する前記ルータ番号を、前記ルータ番号記憶部から読み出して出力することによって、前記アドレスを前記ルータ番号に変換する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信端末。
【請求項４】
階層構造に接続され、自身に付与された一意のアドレスが記憶されるアドレス記憶部を備える無線通信端末が、定められたビーコン周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち定められた活性期間内に他の前記無線通信端末と通信を行う無線通信システムにおける前記無線通信端末の無線通信方法であって、
ルータ番号変換部が、複数の前記無線通信端末毎の前記アドレスを、当該無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって前記無線通信システム内で一意であるルータ番号に変換するステップと、
ビーコン信号受信部が、前記階層構造において一つ上の階層の前記無線通信端末である上階層通信端末から、当該上階層通信端末に付与された前記アドレスが含まれるビーコン信号を受信するステップと、
ビーコンタイミング算出部が、前記ビーコン信号受信部によって受信された前記ビーコン信号に含まれる前記アドレスに基づいて前記ルータ番号変換部によって変換されたルータ番号と、前記アドレス記憶部に記憶されている前記アドレスに基づいて前記ルータ番号変換部によって変換されたルータ番号との差に基づいて、他の前記無線通信端末と重ならずに自身がビーコンを出力するタイミングを算出するステップと、
ビーコン信号送信部が、前記ビーコンタイミング算出部によって算出された前記タイミングに応じて、自身のアドレスが含まれる前記ビーコン信号を下階層の前記無線通信端末に送信するステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチホップの無線通信システムにおいて、制御信号の衝突を回避するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、センサネットワーク等での活用、普及が期待されるシステムとして、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）による無線通信ネットワークがある（非特許文献１、２）。この無線通信ネットワークでは、例えば二つのトポロジが利用できる。一のトポロジはスター型のトポロジであり、コーディネータと呼ばれる無線通信端末（ノード）を中心として、その周辺にエンドデバイスと呼ばれるノードが配置される。スター型のトポロジは１ホップのみのシンプルなネットワークである。他のトポロジはツリー型のトポロジであり、コーディネータと呼ばれるノードを頂点（ルート）として、中継機能を有するルータと呼ばれるノードと、中継機能を有さないエンドデバイスと呼ばれるノードとが配置される。中継機能とは、ルーティングテーブルを備えて、これに基づいてデータの転送を行う機能である。
【０００３】
この無線通信ネットワークでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式が採用されている。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ノードは、送信前にキャリアセンス（Carrier Sense）を行う。そして、ノードは、信号が無線チャネルに送出されていないことを確認してから送信する。そのため、ノードは、自らが信号を送信していないときでも、他ノードからの信号を受信するために待機している必要がある。そのため、消費電力が大きいという問題がある。
【０００４】
このような問題に対して、この無線通信ネットワークでは、スーパーフレーム構成を用いたビーコンモードが用意されている。ビーコンモードでは、ビーコン信号が送信されてから次のビーコン信号が送信されるまでの時間が、アクティブ（活性）期間とインアクティブ（不活性）期間とに分割される。コーディネータは、アクティブ期間とインアクティブ期間とを表す情報をビーコン信号に含めて送信する。なお、ビーコン信号はキャリアセンスを行わず一定周期で強制的に送信される。活性期間では、信号の送受信が行われる一方、不活性期間では信号の送受信が行われない。したがって、不活性期間ではノードは他ノードの送信状況を把握する必要が無く、消費電力を低減できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１５．４”、[online]、[平成２２年１１月２５日検索]、インターネット<URL: http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.html>
【非特許文献２】鄭立、「ＺｉｇＢｅｅ開発ハンドブック」、株式会社リックテレコム、２００６年２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビーコンモードはスター型ネットワークトポロジへの適用のみを考慮して規定されていた。そのため、ツリー型ネットワークトポロジに代表されるマルチホップネットワークへそのまま適用すると不具合が生じてしまう。例えば、マルチホップネットワークでは、全てのノードに対してビーコン信号を送信する必要があるため、ルータはビーコン信号を中継する。このとき、一つのネットワークに複数のルータが接続されていると、複数のルータが送信したビーコンが衝突してしまう可能性がある。したがって、全てのノードにビーコン信号を正常に受信させることが困難となる。ビーコン信号は、データ信号とは異なり、キャリアセンスを行わずに周期的に自動送信されるために上記のような問題が生じてしまう。ビーコン信号は、スーパーフレームを構成するための制御情報を含むため、これが衝突により失われると、ネットワークが破綻する。結果として、マルチホップのネットワークではビーコンモードが利用できないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明ではかかる問題を鑑みて、マルチホップのネットワークにおいてビーコンモードでの動作を実現するための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、階層構造に接続された複数の無線通信端末が、定められたビーコン周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち定められた活性期間内に他の無線通信端末と通信を行う無線通信システムにおける無線通信端末であって、無線通信システムにおいて自身に付与された一意のアドレスが記憶されるアドレス記憶部と、複数の無線通信端末毎のアドレスを、無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって無線通信システム内で一意であるルータ番号に変換するルータ番号変換部と、階層構造において一つ上の階層の無線通信端末である上階層通信端末から、上階層通信端末に付与されたアドレスが含まれるビーコン信号を受信するビーコン信号受信部と、ビーコン信号受信部によって受信されたビーコン信号に含まれるアドレスに基づいてルータ番号変換部によって変換されたルータ番号と、アドレス記憶部に記憶されているアドレスに基づいてルータ番号変換部によって変換されたルータ番号との差に基づいて、他の無線通信端末と重ならずに自身がビーコンを出力するタイミングを算出するビーコンタイミング算出部と、ビーコンタイミング算出部によって算出されたタイミングに応じて、自身のアドレスが含まれるビーコン信号を下階層の無線通信端末に送信するビーコン信号送信部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、ビーコン信号には、ビーコン周期を示す情報が含まれ、ビーコンタイミング算出部は、ビーコン信号に含まれるビーコン周期を、予め定められた、無線通信システム内においてビーコン信号を出力する無線通信端末の数によって複数のオフセット期間に分割し、分割した複数のオフセット期間のうち、上階層通信端末のアドレスに対応するルータ番号と自身のアドレスに対応するルータ番号との差に対応するオフセット期間を、自身がビーコンを出力するタイミングとして算出し、活性期間は、オフセット期間内の期間が定められることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、複数の無線通信端末毎のアドレスと、無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって無線通信システム内で一意であるルータ番号とが対応付けて記憶されるルータ番号記憶部を備え、ルータ番号変換部は、入力されたアドレスに対応するルータ番号を、ルータ番号記憶部から読み出して出力することによって、アドレスをルータ番号に変換することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、階層構造に接続され、自身に付与された一意のアドレスが記憶されるアドレス記憶部を備える無線通信端末が、定められたビーコン周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち定められた活性期間内に他の無線通信端末と通信を行う無線通信システムにおける無線通信端末の無線通信方法であって、ルータ番号変換部が、複数の無線通信端末毎のアドレスを、無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって無線通信システム内で一意であるルータ番号に変換するステップと、ビーコン信号受信部が、階層構造において一つ上の階層の無線通信端末である上階層通信端末から、上階層通信端末に付与されたアドレスが含まれるビーコン信号を受信するステップと、ビーコンタイミング算出部が、ビーコン信号受信部によって受信されたビーコン信号に含まれるアドレスに基づいてルータ番号変換部によって変換されたルータ番号と、アドレス記憶部に記憶されているアドレスに基づいてルータ番号変換部によって変換されたルータ番号との差に基づいて、他の無線通信端末と重ならずに自身がビーコンを出力するタイミングを算出するステップと、ビーコン信号送信部が、ビーコンタイミング算出部によって算出されたタイミングに応じて、自身のアドレスが含まれるビーコン信号を下階層の無線通信端末に送信するステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、無線通信端末が、無線通信システムにおける複数の無線通信端末毎のアドレスを、その無線通信端末に対して直列に接続された上階層の無線通信端末に付与されたルータ番号より大きい値であって無線通信システム内で一意であるルータ番号に変換する機能を備え、階層構造において一つ上の階層の無線通信端末である上階層通信端末から、上階層通信端末に付与されたアドレスが含まれるビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号に含まれるアドレスに基づいて変換したルータ番号と、自身に付与された一意のアドレスに基づいて変換したルータ番号との差に基づいて、他の無線通信端末と重ならずに自身がビーコンを出力するタイミングを算出し、算出したタイミングに応じて、自身のアドレスが含まれるビーコン信号を下階層の無線通信端末に送信するようにしたので、マルチホップのネットワークにおいてビーコンモードでの動作を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による無線通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による通信ネットワークのアドレス構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による通信ネットワークのビーコンモードによる制御例を示す図である
【図４】本発明の一実施形態による無線通信端末によって変換されるルータ番号の例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による通信ネットワークのアドレス構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による無線通信端末が算出するタイミングを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図８】従来技術によるビーコンの衝突例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による無線通信端末１００の構成を示すブロック図である。
無線通信端末１００は、複数の無線通信端末１００が階層構造に接続され、定められた周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち定められた活性期間内に他の無線通信端末１００と通信を行う無線通信ネットワーク（ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）ネットワーク）を形成する通信端末である。無線通信端末１００は、アドレス記憶部１０１と、ルータ番号変換部１０２と、ルータ番号記憶部１０３と、受信処理部１０４と、ビーコン生成タイミング算出部１０５と、ビーコン生成部１０６と、送信処理部１０７と、スイッチ１０８と、制御部１０９と、データ処理部１１０とを備えている。
【００１５】
アドレス記憶部１０１には、通信ネットワークにおいて自身に付与された一意のアドレスが記憶される。アドレスは、無線通信端末１００が通信ネットワーク１に接続した際に、上階層ノードの無線通信端末１００から付与される。ここで、無線通信端末１００が通信ネットワーク１に接続する際に、上階層になり得る通信可能な複数のノードを検出したときは、検出した各ノードの送信するビーコン信号の受信電力を測定して、最も受信レベルの高いビーコン信号を送信するノードに対して接続することができる。
【００１６】
図２は、本実施形態の通信ネットワーク１に接続される複数の無線通信端末１００のそれぞれに付与されたアドレスの例を示す図である。図に示すように、本実施形態の通信ネットワーク１はツリートポロジによる階層構造を構成する。この通信ネットワーク１においては、最大深度、最大子ノード数、最大子ルータ数が予め定められる。ここでは、最大深度３、最大子ノード数４、最大子ルータ数４のネットワークの例を示している。最大深度とは、ツリートポロジの基になるコーディネータを基準（０）として、直列に接続できるノード（ルータ）の数である。最大子ノード数とは、一つのルータに接続できる子ノードの最大数であり、最大子ルータ数とは、一つのルータに接続できる子ルータの数である。
【００１７】
この図では、アドレスが０の無線通信端末１００であるコーディネータの下階層に、アドレスがそれぞれ１、２２、４３、６４の無線通信端末１００である４台のルータが接続され、これらのルータの下階層にそれぞれ４台のルータが接続されている。例えば、アドレスが１であるルータの下階層には、アドレスがそれぞれ２、７、１２、１７である４台のルータが接続されている。さらに、アドレスが２であるルータの下階層には、アドレスがそれぞれ３、４、５、６の無線通信端末である４台のエンドデバイスが接続されている。ここでは、通信ネットワーク１に接続される全ての無線通信端末をノードといい、階層構造の頂点である１台の無線通信端末１００をコーディネータという。コーディネータに接続され、中継機能を持つノードである無線通信端末１００をルータという。中継機能を持たないノードをエンドデバイスという。上階層、下階層とは、あるノードからみた相対的な関係をいう。例えば、あるノードから見て、自己が下階層として接続する、すなわち自己にとって上階層となるノードを上階層ノードとし、自己を上階層ノードとして接続しているノードを下階層ノードという。このような通信ネットワーク１において、コーディネータおよび各ルータは、自己の形成するスーパーフレームにおける活性期間を所定値に固定化し、それぞれのルータの活性期間が重ならないように動作する。
【００１８】
図３は、このような通信ネットワーク１のビーコンモードによる制御例を示す図である。ここでは、ビーコン信号が一定周期（Ｔｂ）毎に出力される。上述したように、あるビーコン信号が送信されてから次のビーコン信号が送信されるまでの時間が、アクティブ（活性）期間とインアクティブ（不活性）期間とに分割される。コーディネータおよびルータは、アクティブ期間とインアクティブ期間とを表す情報をビーコン信号に含めて送信する。ビーコン信号により開始される活性期間をスーパーフレームという。
【００１９】
このようなスーパーフレームは、１６のタイムスロットに分割される。タイムスロットは、必須のＣＡＰ（Contention Access Period）期間とオプションであるＣＦＰ（Contention Free Period）期間に分かれる。ＣＦＰ期間には通信可能ノードを一つに限定したＧＴＳ（Guaranteed Time Slot）を設ける。最大ＧＴＳ数は７である。ＣＡＰ期間はＳｌｏｔｔｅｄ−ＣＳＭＡ／ＣＡによる多元接続であり、各ノードはキャリアセンスをして空きを確認してから送受信を行う。ＧＴＳは特定ノードに予め１または複数の専用タイムスロットを割り当てるもので、衝突が発生しないためキャリアセンスの必要がない。各タイムスロット内においては、上階層ノードから下階層ノードおよび下階層ノードから上階層ノードへの上下双方向通信が行われる。
【００２０】
図１にもどり、ルータ番号変換部１０２は、複数の無線通信端末１００毎のアドレスを、その無線通信端末１００に対して直列に接続された上階層の無線通信端末１００に付与されたルータ番号より大きい値であって通信ネットワーク１内で一意であるルータ番号に変換する。例えば、図４は、図２に示した各ノードのアドレスに基づいて、ルータ番号変換部１０２によって変換されるルータ番号の例を示す図である。ここでは、図に示すように、上位の階層から下位の階層に向けて連続したルータ番号が対応付けられる。このルータ番号は、ビーコン信号を送信するオフセット期間を算出するために使用される数値であり、一つの通信ネットワーク１におけるアドレスと一対一に関連付けられる。すなわち、各ノードは、アドレスがわかれば、一意のルータ番号を取得することができる。
【００２１】
このように、それぞれのノードに割り当てられているルータ番号がユニークであることにより、ルータ番号が示す値に定められたオフセット期間の長さであるオフセットスロット長を乗算した時間だけずらしてビーコン信号を送信すれば、全てのノード間で重ならずにビーコン信号を送信できる。
ここで、ルータ番号変換部１０２が行うルータ番号変換処理は、例えば定められた数式に基づいてアドレスからルータ番号を算出するものであっても良いし、予めアドレスとルータ番号とを対応付けた変換テーブルを記憶しておき、入力されたアドレスに対応するルータ番号を読み出して出力することによって、アドレスを前記ルータ番号に変換するようにしても良い。
【００２２】
ルータ番号記憶部１０３には、変換テーブルを用いたルータ番号変換処理を行う場合の変換テーブルが記憶される。ルータ番号記憶部１０３には、複数の無線通信端末１００毎のアドレスと、その無線通信端末１００に対して直列に接続された上階層の無線通信端末１００に付与されたルータ番号より大きい値であって通信ネットワーク１内で一意であるルータ番号とが対応付けて記憶される。
【００２３】
受信処理部１０４は、通信ネットワーク１に接続された他の無線通信端末１００から送信される信号を受信する。例えば、受信処理部１０４は、通信ネットワーク１において一つ上の階層の無線通信端末１００である上階層通信端末から、その上階層通信端末に付与されたアドレスが含まれるビーコン信号を受信する。またこのビーコン信号には、そのビーコン信号が出力されるビーコン周期を示す情報、スーパーフレーム長を示す情報、タイムスロットのＣＡＰ期間とＣＦＰ期間を示す情報、ＣＦＰ期間におけるＧＴＳの割り振りを示す情報などが含まれる。
【００２４】
ビーコン生成タイミング算出部１０５は、受信処理部１０４によって受信されたビーコン信号に含まれるアドレスに基づいてルータ番号変換部１０２によって変換されたルータ番号と、アドレス記憶部１０１に記憶されている自身のアドレスに基づいてルータ番号変換部１０２によって変換されたルータ番号との差に基づいて、他の無線通信端末１００と重ならずに自身がビーコンを出力するタイミングを算出する。例えば、ビーコン生成タイミング算出部１０５は、上階層ノードから受信したビーコン信号に含まれるビーコン周期を、予め定められた、通信ネットワーク１内においてビーコン信号を出力する無線通信端末１００（コーディネータとルータ）の数によって複数のオフセット期間に分割し、分割した複数のオフセット期間のうち、上階層ノードである無線通信端末１００のアドレスに対応するルータ番号と自身のアドレスに対応するルータ番号との差に対応するオフセット期間を、自身がビーコンを出力するタイミングとして算出する。
【００２５】
ここで、ビーコン生成タイミング算出部１０５が算出するタイミングについて図を参照して説明する。ここでは、通信ネットワーク１の端末構成が図５のようであるとして説明する。図６は、ビーコン生成タイミング算出部１０５が算出するタイミングを示す図である。ここでは、スーパーフレームにおける活性期間を所定値に固定化するために、コーディネータおよび各ルータは、一つのスーパーフレームの時間長（Ｔｓｕ（＝Ｔｂ））を、通信ネットワーク１に属することのできるコーディネータおよびルータの総数（Ｒｔｏｔａｌ）で除算することによって得られる時間を単位時間（Ｔｕ（＝Ｔｓｕ／Ｒｔｏｔａｌ））として、一つのルータの活性期間を一単位時間とする。
【００２６】
スーパーフレームの時間長（Ｔｓｕ）は予め定められており、通信ネットワーク１に属することのできるコーディネータおよびルータの総数は設定により定められるから、それぞれのルータは、このような単位時間を算出することができる。各ルータは、それぞれの形成するスーパーフレームにおける活性期間が重ならないように動作するために、ビーコンを送信する時間をずらして（すなわち、オフセットして）送信する。オフセットする時間の単位を、単位時間Ｔｕとすることによって、活性期間は全く重ならないこととなる。このオフセットする時間の単位をオフセット期間とよび、オフセット期間の長さをオフセットスロット長とよぶ。活性期間は、オフセット期間内であるように定められる。ここで、各ノード間での時間同期の精度が低い場合や空中線での伝搬遅延を考慮して、各オフセット期間内の前後にガードタイム（Ｔｇ１、Ｔｇ２）を設けてもよい。この場合は、各ルータのスーパーフレームにおける活性期間Ｔａｃｔｉｖｅとして、ＴＧ１＋Ｔａｃｔｉｖｅ＋Ｔｇ２＜Ｔｓｕ／Ｒｔｏｔａｌを満たすＴａｃｔｉｖｅが設定される。
【００２７】
図１にもどり、ビーコン生成部１０６は、ビーコン生成タイミング算出部１０５によって算出されたタイミングに応じて、ビーコン信号を生成する。
送信処理部１０７は、通信ネットワーク１に接続された他の無線通信端末１００に信号を受信する。例えば、送信処理部１０７は、ビーコン生成タイミング算出部１０５によって算出されたタイミングに応じてビーコン生成部１０６に生成された、自身のアドレスが含まれるビーコン信号を下階層の無線通信端末１００に送信する。
【００２８】
スイッチ１０８は、アンテナを介して行われる受信処理部１０４による受信処理と送信処理部１０７による送信処理とを切替える。
制御部１０９は、無線通信端末１００が備える各部を制御する。
データ処理部１１０は、ＣＡＰ期間に行われる他の無線通信端末１００とのデータ通信処理などを行う。
【００２９】
次に、本実施形態による無線通信端末１００の動作例を説明する。図７は、無線通信端末１００によるビーコン送信処理の動作例を示すフローチャートである。無線通信端末１００は、通信ネットワーク１（具体的には、コーディネータまたはいずれかのルータ）に接続すると、自己のアドレスを上階層ノードから取得し、またオフセットスロット長を算出する（ステップＳ１）。ここで、自己のアドレスは、上階層として接続するコーディネータまたはルータに応じた固有の範囲のアドレスが付与される。付与されるアドレスは、予め定められた最大深度、最大子ノード数、最大ルータ数に基づいて上階層ノードによって決定される。例えば、図２に示したような、最大深度３、最大子ノード数４、最大子ルータ数４の設定である場合は、コーディネータに接続する四つのルータのアドレスは、それぞれ１、２２、４３、６４に定まり、コーディネータに接続した順にいずれかのアドレスが割り当てられることとなる。
【００３０】
オフセットスロット長（Ｔｕ）は、予め設定された最大深度、最大子ノード数、最大ルータ数に基づいて、アドレス容量を算出することによって求められる。最大ノード数をＣｍとし、最大ルータ数をＲｍとし、最大深度をＬｍとすると、アドレス容量Ｃｓｋｉｐ（ｄ）は、
Ｃｓｋｉｐ（ｄ）=（１＋Ｃｍ−Ｒｍ−Ｃｍ・Ｒｍ（Ｌｍ−ｄ−１））／（１−Ｒｍ）
によって求められる。このとき、通信ネットワーク１に属することのできるコーディネータおよびルータの総数（Ｒｔｏｔａｌ）は、
Ｒｔｏｔａｌ＝Ｒｍ×Ｃｓｋｉｐ（０）
によって求められ、オフセットスロット長（Ｔｕ）は、
Ｔｕ＝Ｔｓｕ／Ｒｔｏｔａｌ
によって求められる。例えば、図２のような場合は、アドレス容量Ｃｓｋｉｐ（０）＝２１、Ｒｔｏｔａｌ＝８４となるから、Ｔｕ＝Ｔｓｕ／８４である。
【００３１】
次に、無線通信端末１００は、上階層ノードおよび自己のアドレスに基づいて、ビーコン信号を出力するオフセット期間を算出する（ステップＳ２）。ここで、無線通信端末１００は、オフセット期間の算出に先立って、ルータ番号変換部１０２によってアドレスをルータ番号に変換する。無線通信端末１００のビーコン生成タイミング算出部１０５は、自己のルータ番号から上階層ノードのルータ番号を引いた値を、自己のオフセット期間として取得する。すなわち、上階層ノードのビーコン送信を基点とする相対値としてオフセット期間を把握する。
【００３２】
ルータは、上階層ノードからのビーコン信号を受信し（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、自己がルータである場合（すなわち、下階層にノードが接続している場合）には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、上階層ノードからビーコン信号を受信してから、自身のオフセット期間の順番とオフセットスロット長を乗算した時間が経過後にビーコン信号を送信する（ステップＳ５）。例えば、図６に示したように、ルータ番号が０であるコーディネータがビーコン信号を送信すると、そのコーディネータに接続するルータ番号がそれぞれ１、２、３であるノードは、それぞれのルータ番号に基づいて、コーディネータがビーコン信号を送信したタイミングから、それぞれオフセット量１、２、３だけずらして送信する。ルータ番号が３であるノードを上階層として接続している、ノード番号がそれぞれ１３、１４であるノードは、それぞれのノード番号に基づいて、上階層ノードでありノード番号が３であるノードからビーコン信号が送信された時点からそれぞれ１０、１１のオフセット量だけずらしてビーコン信号を送信する。
【００３３】
なお、本実施形態の図４においては、深度が１である階層のノードに、ノード番号１、２、３、４を付与しているが、付与するノード番号は、直列に接続された上階層の無線通信端末１００に付与されたルータ番号より大きい値であって通信ネットワーク１内で一意であるルータ番号であれば良い。例えば、アドレスが１であるノードに付与するルータ番号１は、ルータ番号が０であるコーディネータより大きい値のルータ番号である４でも良い。この場合、同様に、ルータ番号４を付与したノードの下階層ノードには、ルータ番号４より大きい５、６、７、８などのルータ番号を付与することができる。そしてこの場合、アドレスが２２であるノードに付与するルータ番号は、直列に接続された上階層ノードであるルータ番号０より大きい値のルータ番号を付与すれば良く、例えばアドレスが２であるノードより大きい値である９などでも良い。すなわち直列の上階層ノードより大きい値のノード番号であれば、全てのノードが全体として重ならないオフセット期間を算出することができる。
【００３４】
これにより、従来技術によりツリー型トポロジの通信ネットワークにおいてビーコンモードの制御を行おうとする場合には、図８に示すようにビーコン信号が衝突して制御情報を取得できないことが考えられるが、本実施形態によれば、ビーコン信号が衝突することがない。すなわち、本実施形態では、ツリー型トポロジを対象として、まず、ネットワーク内の全ての無線通信端末１００のスーパーフレームに対して、活性期間が重複しないように、ビーコン周期と最大無線端末数の商で活性期間をスロット状に固定化する。それぞれの無線通信端末に割り当てられるオフセットスロット（オフセット期間）は、各無線通信端末に割り当てられるアドレスにより定められる。ここで、かかる無線ネットワークでは、上階層ノードが送信するビーコン信号は下階層ノードが受信できる保証があるものの、他の無線通信端末の送信するビーコン信号を、下階層ノードが受信できるとは限らない。したがって、各無線端末が、自らが送信できるオフセットスロットを把握するために、上階層ノードと自端末に割り当てられたノード番号の相対値に基づいて、オフセットスロットを把握する。
【００３５】
これにより、各無線端末の活性区間が互いに重ならない程度に活性期間を制限し、かつ、それぞれのオフセット期間の割当てを、上階層端末が送信するビーコン信号に基づいて検出できるようなアドレス形態を使用することによって、複数階層でのビーコン信号（およびデータ信号、制御信号のそれぞれ）が同時に送信されることがなくなるため、ビーコン信号の衝突がなくなり、制御情報を取得できるようになる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の無線通信端末１００によれば、上階層ノードのルータ番号からの相対値によって、自己がビーコン信号を出力するオフセット期間を把握することで、各ノードは必ず自己のビーコン信号を送信するタイミングを把握できる。ここで、ルータ番号が通信ネットワーク１内で一意であれば、ノードがビーコン信号を送信するタイミングが通信ネットワーク１内で重ならないことが保証される。また、各スーパーフレームの時間長を、接続できるノードの最大値で除算して求めることによって、全てのノードのスーパーフレームにおける活性期間に重なりが生じない。これにより、あるノードが送信するビーコン信号が他のノードによる干渉信号によって受信できない状況を回避することができる。このように、他のノードの不活性期間を利用して、ビーコン信号を出力するタイミングをスライドさせることにより、ビーコン信号の衝突を回避することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、通信ネットワーク１において、各ノードのビーコン信号の送信タイミングをずらすために全体の時刻同期を行ったり、各ルータにビーコンの送信タイミングを指示したりするエンティティは不要である。これにより、各ルータは、自律分散的にビーコン信号の送信タイミングを算出できる。また、このような無線通信ネットワークに定められた標準仕様を逸脱することがなく、標準仕様の改変が不要である。したがって、ネットワークの構築や運用が容易になる。
【００３８】
なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線通信の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３９】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１  通信ネットワーク
１００  無線通信端末
１０１  アドレス記憶部
１０２  ルータ番号変換部
１０３  ルータ番号記憶部
１０４  受信処理部
１０５  ビーコン生成タイミング算出部
１０６  ビーコン生成部
１０７  送信処理部
１０８  スイッチ
１０９  制御部
１１０  データ処理部
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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