(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて用いられる前記ビーコン無線通信装置であって、
前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断し、前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスする時刻を計算するアクセス時刻計算手段と、
前記アクセス時刻計算手段を用いて計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスするアクセス手段とを備え、
前記親機が前記ビーコンを送信する周期であるビーコン周期は、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と、前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含み、
前記アクセス時刻計算手段は、前記ビーコンが含む全部でＳ個の識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記無線通信区間の長さとに応じて、前記ビーコンの発信時刻を起点とするビーコン周期内の前記無線通信区間のうち自ビーコン無線通信装置に割り当てられた区間の開始時刻である前記時刻を計算する、
ことを特徴とするビーコン無線通信装置。
【請求項２】
前記未使用区間は、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓに１以上の数Ｒを加算して得られる数Ｄ＝Ｓ＋Ｒで、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さを等分した長さαの、Ｒ倍の長さＲ×αであることを特徴とする請求項１に記載のビーコン無線通信装置。
【請求項３】
前記アクセス時刻計算手段は、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さから予め定められた前記未使用区間の長さＭを減じた長さを、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓで等分することにより、前記時刻を計算する、
ことを特徴とする請求項１に記載のビーコン無線通信装置。
【請求項４】
前記ビーコン周期は、前記親機が前記ビーコンを送信するビーコン送信区間と、該ビーコン送信区間に続いて任意の台数の前記ビーコン無線通信装置が前記親機に対してスロットの確保依頼を送信して前記親機が前記確保依頼を受け付けるための依頼受け区間と、該依頼受け区間に続く前記無線通信区間と、該無線通信区間に続く前記未使用区間とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のビーコン無線通信装置。
【請求項５】
前記アクセス手段は、前記親機にアクセスして前記親機から第１のデータを受信する受信処理と、前記親機にアクセスして前記親機へ第２のデータを送信する送信処理の双方を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のビーコン無線通信装置。
【請求項６】
前記アクセス手段は、前記受信処理を行った後、受信した前記第１のデータの量と前記親機に送信しようとする第３のデータの量との和を閾値と比較し、前記和が前記閾値以下ならば、前記送信処理において前記第２のデータとして前記第３のデータを送信することを特徴とする請求項５に記載のビーコン無線通信装置。
【請求項７】
１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて、前記ビーコン無線通信装置に、
前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断する判断ステップと、
前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、前記親機が前記ビーコンを送信する周期であって、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含むビーコン周期内の前記無線通信区間のうち自ビーコン無線通信装置に割り当てられた区間の開始時刻であって自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスする時刻を、前記ビーコンが含む全部でＳ個の識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記無線通信区間の長さとに応じて計算する計算ステップと、
計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスするよう制御を行う制御ステップと、
を実行させることを特徴とするビーコン無線通信プログラム。
【請求項８】
１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて、前記ビーコン無線通信装置が、
前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断し、
前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、前記親機が前記ビーコンを送信する周期であって、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含むビーコン周期内の前記無線通信区間のうち自ビーコン無線通信装置に割り当てられた区間の開始時刻であって自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスする時刻を、前記ビーコンが含む全部でＳ個の識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記無線通信区間の長さとに応じて計算し、
計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスする、
ことを特徴とするビーコン無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーコンの受信を契機に通信を行うビーコン無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の普及により、無線通信が盛んに行われているが、標準化されている無線通信方式に、ビーコンを受信したことを契機にデータの授受を行う無線方式がある。そのような無線通信方式の１つに、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４で規定されたビーコン無線通信方式がある。ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４のビーコン無線通信方式の詳細については、非特許文献１を参照されたい。
【０００３】
図１８は、ビーコン無線通信方式の概要を説明する図である。
ビーコン無線通信は、コーディネータ（Coordinator。以下ＣＮと略す。）２０１と、複数のエンドデバイス（End Device。以下ＥＤと略す。）００１〜１００との間で行われる。以下、説明の簡単化のため、図中でＥＤに付された「００１」等の符号から左詰めの０を除いた番号が、各ＥＤの識別番号として用いられるものとする。例えば、図中で「００１」なる符号が付されたＥＤ００１の識別番号は、１番である。
【０００４】
ＣＮ２０１は、ＰＣ（Personal Computer）２００などのコンピュータと接続されて用いられる。図１８は、１つのＣＮ２０１が１００台のＥＤと通信可能なシステムの例である。このように、ビーコン無線通信は、無線を介して１つのＣＮ２０１に多数のＥＤを接続することができるのが特徴である。
【０００５】
図１８のとおり、１台のＣＮ２０１と複数台のＥＤ００１〜１００は、１対Ｎのスター型ネットワークを形成している。スター型ネットワークにおいて、ＣＮ２０１は親機に相当し、ＥＤ００１〜１００は子機に相当する。
【０００６】
このようなスター型ネットワークにおいて、ビーコン無線通信は次のように行われる。
すなわち、ＣＮ２０１は一定のタイミングで、同期信号として機能するビーコンをブロードキャストし、全ＥＤ００１〜１００は、ビーコンを受信して、自ＥＤ宛の情報の有無を解析する。ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格では、ビーコンのための特殊なフレーム形式が規定されており、そのような形式のフレームはビーコンフレームと呼ばれる。また、以下では、上記一定のタイミングにより規定される、ビーコンの送信周期をビーコン周期と称する。
【０００７】
以下、従来の２種類のビーコン無線通信方式について説明する。
図１９は、ＣＳＭＡ−ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式を採用した第１の従来技術を説明する図である。
【０００８】
図１９には、所定のビーコン周期でＣＮ２０１が送信した４つのビーコンｂ３０〜ｂ３３が図示されている。各ビーコンは、どのＥＤ宛のデータがあるかを示す情報を含む。
例えば、図１８のシステムには、１〜１００番という識別番号が割り当てられた１００台のＥＤ００１〜１００が存在する。これら１００台のＥＤのうち、１０、２０、３０、４０、５０番の計５台のＥＤにＣＮ２０１からデータを送信しようとする場合、ＣＮ２０１は、ビーコンｂ３０の中にこれら５台のＥＤの識別番号を挿入して、ビーコンｂ３０を発信する。
【０００９】
こうしてブロードキャストされたビーコンｂ３０は、各ＥＤ００１〜１００にて受信される。各ＥＤ００１〜１００は、受信したビーコンｂ３０を解析して、自分宛のデータがあるか否かを判断する。その結果、１０、２０、３０、４０、５０番の計５台のＥＤは、自分宛のデータがあると判断し、それ以外の９５台のＥＤは自分宛のデータがないと判断する。
【００１０】
自分宛のデータがあると判断したＥＤは、他のＥＤとＣＳＭＡ−ＣＡ方式で衝突を回避して、早いもの順にＣＮ２０１とのデータ通信を行う。なお、ここでのデータ通信とは、ＥＤ側から見ると、ＣＮ２０１に自分宛のデータを要求して、当該データをＣＮ２０１から送ってもらうことである。
【００１１】
ＣＳＭＡ−ＣＡ方式は、ＥＤが、受信モードにおいて外部の電波を検知しておき、送信時に他のＥＤから電波が送信された場合には、最小限の待ち時間にランダムな時間を足した時間だけ待機して、他の送信電波と衝突しないように送信する方法である。
【００１２】
図１９は、ビーコンｂ３０に識別番号が含まれていた５台のＥＤが、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式による衝突回避の結果、ＥＤ０２０、０１０、０５０、０４０、０３０の順で、１ビーコン周期以内に、ＣＮ２０１とそれぞれデータ通信を行うことができた例を示している。
【００１３】
しかしながら、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式は、ビーコンに識別番号が含まれていたすべてのＥＤが１ビーコン周期以内にＣＮ２０１とのデータ通信を行うことができると保証するものではない。
【００１４】
例えば、ビーコンｂ３０の１周期後に送信されるビーコンｂ３１は、１１、２１、３１、４１、５１番という識別番号を含む。よって、ビーコンｂ３１の受信後、ＥＤ０１１、０２１、０３１、０４１、０５１が、自分宛のデータがあることを認識してＣＮ２０１とのデータ通信を行おうとする。図１９の例では、ＥＤ０５１、０１１、０４１、０３１の順にデータ通信が成功する。しかし、ＥＤ０２１は、ビーコンｂ３１の周期が終わる前にＣＮ２０１とのデータ通信を終了させることができず、すなわち、衝突を回避しきれずにＣＮ２０１からのデータの取得に失敗する。
【００１５】
このようにデータ取得に失敗した場合、図１９の従来技術においては、ビーコンｂ３１の１周期後に送信されるビーコンｂ３２の周期において、ＥＤ０２１によるリトライが行われる。
【００１６】
例えば、ビーコンｂ３２の周期では本来、１２、２２、３２、４２、５２番の５台宛のデータがあったとする。この場合、ＣＮ２０１は、５２番を次のビーコンｂ３３に移動し、かわりに、直前のビーコン周期内でデータ通信に失敗したＥＤ０２１の識別番号である２１番を、再度ビーコンｂ３２に挿入する。こうして２１、１２、２２、３２、４２番を含むビーコンｂ３２がＣＮ２０１から送信され、それによってＥＤ０２１とＣＮ２０１とのデータ通信のリトライが行われる。このようにリトライが行われる場合、本来ビーコンｂ３２の周期で通信されることが予定されていたＥＤ０５２宛のデータは、後続のビーコンｂ３３の周期で送信される。
【００１７】
上記のように、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式を採用すると、ビーコンに識別番号が含まれるすべてのＥＤが１ビーコン周期内にデータ通信を終えられないことがある。そこで、時分割方式を採用して、ＥＤ間の衝突の発生を防ぐ通信方法も提供されている。
【００１８】
図２０は、時分割方式を採用した第２の従来技術を説明する図である。図２０には、所
定のビーコン周期でＣＮ２０１が送信した４つのビーコンｂ４０〜ｂ４３が図示されている。
【００１９】
１周期目に発信されるビーコンｂ４０は、図１９のビーコンｂ３０と同様に、１０、２０、３０、４０、５０番という識別番号を含んでいる。よって、ビーコンｂ４０を受信したＥＤ００１〜１００のうち、１０、２０、３０、４０、５０番の計５台のＥＤのみが、自分宛のデータがあると判断する。
【００２０】
自分宛のデータがあると判断したＥＤは、次のビーコン周期である２周期目における通信占有時間の予約を１周期目のうちに行う。例えば、ＥＤが携帯型の情報端末であり、ＣＮ２０１からＥＤに送信するデータが情報端末の画面に表示するための各種メッセージである場合、通信占有時間は、ＥＤが自分宛のメッセージをＣＮ２０１へ問い合わせ、ＣＮ２０１から送信してもらうための時間である。
【００２１】
なお、ここで通信占有時間の予約とは、具体的には、２周期目において保証スロットを確保するようＣＮ２０１に依頼することである。ただし、この通信占有時間の予約を行う時点では、ＣＮ２０１との間の通信時間が保証されていない。そこで、１周期目において、自分宛のデータがあると判断した５台のＥＤは、それぞれ、他の４台のＥＤとの衝突をＣＳＭＡ−ＣＡ方式で回避して、予約を行う。
【００２２】
ここで、予約を行うのに必要なデータは一般には少量の制御データのみであることに注目すると、１台のＥＤがＣＮ２０１と予約のために通信をするのにかかる時間も短い。したがって、ほとんどの場合において、ビーコンｂ４０を解析して自分宛のデータがあると判断したすべてのＥＤが、１周期目の終わりまでに予約に成功する。この点は、コンテンツデータの通信を含む図１９の２周期目において、ＥＤ０２１がデータ通信に失敗したのと対照的である。
【００２３】
このようにして１周期目で通信占有時間の予約がなされると、ＣＮ２０１は、１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤの保証スロットが確保されたことを記述して、２周期目のビーコンｂ４１を発信する。図２０の例では、２周期目のビーコン周期が１６個のスロットからなっており、ＣＮ２０１は、ビーコンｂ４１に、１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤに対してそれぞれ１２、１３、１４、１５、１６番目のスロットが予約されたことを記述して、ビーコンｂ４１を発信している。
【００２４】
ビーコンｂ４１を受信した１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤは、それぞれ、自分に対して確保されビーコンｂ４１で指定されたスロットを認識し、認識したスロットを使用してＣＮ２０１とのデータ通信を行う。
【００２５】
続く３周期目のビーコンｂ４２も、２周期目のビーコンｂ４１と同様に、１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤに対してそれぞれ１２、１３、１４、１５、１６番目のスロットが予約されていることを記述している。２周期目でデータ通信に成功した各ＥＤは、このビーコンｂ４２を受信すると、保証スロットを解放するようＣＮ２０１に依頼する。この解放依頼も、１周期目における予約と同様に、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式で衝突を回避しながら行われる。その結果、ＣＮ２０１は１２〜１６番目のスロットを解放する。
【００２６】
したがって、４周期目の最初にＣＮ２０１が発信するビーコンｂ４３には、もはや、１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤに対してそれぞれ１２、１３、１４、１５、１６番目のスロットが予約されているという記述は含まれない。よって、ビーコンｂ４３を受信した１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤは、自分に対して確保された保証スロットが解放されたことを、４周期目に確認することが可能である。
【００２７】
また、４周期目には、データを配信したいその他のＥＤがあれば、ＣＮ２０１は、そのＥＤの識別番号をビーコンｂ４３に記載することができる。図２０の例では、ビーコンｂ４３が、１１、２１、３１、４１、５１番という識別番号を含み、これら５台のＥＤ宛のデータが存在することを示している。したがって、４周期目には、１１、２１、３１、４１、５１番のＥＤが、自分宛のデータがあることを認識し、保証スロットの確保のための予約を行う。
【００２８】
以上、２つの従来技術について説明したが、このほかにもＩＥＥＥ  ８０２．１１規格などの無線通信ネットワークにおける衝突の回避やスループットの向上などを目的とする技術が知られている。
【００２９】
例えば、同一周波数で干渉が生じる１以上の通信エリアを有する無線通信ネットワーク下において、ポーリングの衝突を回避し、遅延時間を抑えるための無線基地局装置が知られている。無線基地局装置は、時間間隔Ｔ１の周期性を有するデータを送受信する際に、ビーコンの送信間隔ＴＢをＴ１のｍ倍（ｍは自然数）とし、かつ、時間間隔Ｔ１をＴ１＝ｎ・Ｔ２（ｎは自然数）の関係を有する一定時間間隔Ｔ２で仮想的にスロット化する手段を備える。
【００３０】
また、ＷＬＡＮ（Wireless LAN）において、ＳＤＭＡ（空間分割多重アクセス）対応マルチビームアンテナおよび個々の送受信機が異なるアンテナビームに同時接続されるような複数の送受信機を搭載したＡＰ（アクセスポイント）も知られている。
【００３１】
さらに、次のようなアクセス制御方法も知られている。基地局からビーコンを受けた各子局は、決められた順にしたがって自己が基地局に送信する情報に関するデータ量情報を基地局に送る。基地局は、各子局から受信したデータ量情報と別途受信していた各子局に送信する情報のデータ量に基づき各子局ごとの通信時間を割り当てたうえ、この時間割り当て情報を単一フレームで各子局に送る。その後、基地局は、各子局に送信する情報を単一フレームで送信する。各子局では、時間割り当て情報にしたがって、受信した単一フレームにおける自己宛のデータを判別して受け取る一方、同じく時間割り当て情報にしたがって基地局に情報を送信する。
【００３２】
ほかにも、ＱＯＳ（Quality Of Service）を保証するポーリングリストを公平に、効率的に生成するための方法が知られている。この方法では、受信された予約要請フレームの到着順序を基盤に、先着先処理方式によって、受信された予約要請フレームを送信したステーションにポールフレーム送信順序を割り当て、割り当てられたポールフレーム送信順序を含むポーリングリストを生成する。この方法では、到着する予約要請フレームの順序は優先権による競争であるために、最も優先権値の高いデータを有するステーションがまず第１にポーリングを受ける。
【００３３】
さらに、無線通信の技術分野においては、次のような技術も知られている。
例えば、複数の無線基地局が周期的に送信するビーコンを受信すると、無線端末局は、ビーコンの通信品質を判定し、最も通信品質が良い無線基地局をアソシエーション先無線基地局に決定する。アソシエーション先無線基地局にアソシエーション情報要求が行われると、無線端末局ネットワーク設定情報が送られる。これをもとに、無線端末局のネットワーク設定が行われる。また、ネットワーク管理システムにアソシエーション情報通知が送信されると、アソシエーション先無線基地局と無線端末局間のコネクションが確立する。
【００３４】
また、あるシステムの基地局は、端末ごとの属性情報を記憶する管理テーブルを備える
。基地局は、端末との属性情報を更新すると、管理テーブルに新しい属性情報として記憶する。そして、基地局は、アドホックネットワークを形成する状況になると、管理テーブルに記憶した属性情報を参照して端末を指定して関門端末に移行を指示する。基地局が、指定した端末から肯定受信をすると、管理テーブルを参照して他の指定端末にアドホックネットワークに移行を指示する。
【００３５】
また、あるシステムでは、通信アプリケーション部からの通信アプリケーションのリアルタイム要求の有無を動作モード決定部で判断する。リアルタイム要求があるとき、無線インターフェース部の電源が投入され、無線基地局に対して配送を促す制御パケットがタイマ制御部によるタイマ値にしたがって送信され、無線基地局にバッファされているパケットがタイマ値にしたがった間隔で受信される。
【００３６】
また、ある加入者端末は、無線基地局との間の無線通信品質を測定する測定手段と、測定結果を無線基地局に送信し、当該測定結果に基づいた課金情報を受信する無線手段を備える。この加入者端末はさらに、無線手段で測定結果を無線基地局へ送信したときに、課金情報の受信、および、当該受信した課金情報の報知、の各処理を実行するように制御する制御手段を備える。
【非特許文献１】IEEE 802.15.4-2006, IEEE Standard for Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)
【特許文献１】特開２００５−８０１６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３９７２８号公報
【特許文献３】特許３７３０９５７号公報
【特許文献４】特許３７８４３８６号公報
【特許文献５】特開２００４−１２８９１７号公報
【特許文献６】特開２００５−３０３７００号公報
【特許文献７】特開２００６−２４６５３６号公報
【特許文献８】特開２００７−３３６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
しかしながら、上記の第１および第２の従来技術における下記のような問題を解決する技術は知られていない。
第１の従来技術では、ビーコンに連動して、データ通信の対象となるＥＤが同時刻に一斉にデータ取得を行おうとして電波衝突が発生するのを避けるため、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式により衝突を回避している。
【００３８】
すなわち、ＥＤが電波を送信しようとする時に、他のＥＤが電波を発信していると、ＥＤは一定時間待ち、再び、電波の空き状況を確認する。ここで、非特許文献１で規定されているＣＳＭＡ−ＣＡの待機可能回数はｍａｃＭａｘＣＳＭＡＢａｃｋｏｆｆ値より規定されている。この値の設定可能最大値は５であることから、最大待機可能回数は６回である。
【００３９】
ところが、６回待機した場合でも、実験等から経験的に判明した具体的な待機時間は、多くの場合、約４０〜５０ｍｓ程度であって、１００ｍｓにもならない。
よって、仮に待機時間を約１００ｍｓと多めに見積もったとしても、例えばビーコン周期が５００ｍｓである場合、最初の０〜１００ｍｓの間だけＥＤはデータの取得を試みるが、残りの４００ｍｓは何の処理も行わないことになる。つまり、最初の１００ｍｓの間にデータを取得することができなければ、当該ビーコン周期における当該ＥＤのデータ通信は失敗扱いとなり、ビーコン周期の約８０％を占める残りの時間ではＥＤは何もしない
ことになる。
【００４０】
ここで、通信に失敗したデータを第１の従来技術のように次のビーコン周期で送るよりは、１ビーコン周期内で何もしない時間となる４００ｍｓを流用して当該ビーコン周期内でデータを送信した方が、電波の利用効率は断然、高くなる。また、電波衝突が発生するということは、無駄なデータ送信が頻繁に行われていることを示し、無線通信システムの利用効率が悪いという問題がある。
【００４１】
また、第２の従来技術では、ＥＤは、ＣＮからメッセージなどのデータを受信して処理を完了するために、少なくとも３ビーコン周期が必要であり、保証スロットの解放の確認を入れると４ビーコン周期が必要である。つまり、第２の従来技術では、情報伝達にビーコン周期２回分の遅延が発生するという問題がある。
【００４２】
さらに、発明者らは実験から次のような知見を得た。すなわち、親機であるＣＮには、ＰＣとの間でのデータ送受信や、内部でのデータ処理など、子機であるＥＤとの無線通信以外の処理を実行するための時間を確保することが必要である。ビーコン送信以外のすべての時間をＥＤとの無線通信に割り当てようとしても、実際には、ＥＤとの無線通信に割り当てたはずの時間がＥＤとの無線通信以外の処理に費やされてしまい、ＥＤ・ＣＮ間のデータ通信が失敗することがある。その結果、時間の割り当てによって意図したよりも無線通信システム全体としての通信効率が落ちてしまうことがある。
【００４３】
そこで本発明の目的は、通信効率を上げることである。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
開示の技術の一態様によれば、ビーコン無線通信装置が提供される。ここに開示されるビーコン無線通信装置は、１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて用いられる前記ビーコン無線通信装置である。
【００４５】
該ビーコン無線通信装置は、前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断し、前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスすべき時刻を計算するアクセス時刻計算手段と、前記アクセス時刻計算手段を用いて計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスするアクセス手段とを備える。
【００４６】
ここで、前記親機が前記ビーコンを送信する周期であるビーコン周期は、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と、前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含む。
【００４７】
そして、前記アクセス時刻計算手段は、前記ビーコンが含む識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記未使用区間の長さとに応じて、前記ビーコン発信時刻を起点としてビーコン周期内での前記時刻を計算する。
【００４８】
また、開示の技術の他の態様によれば、ビーコン無線通信装置を上記のように機能させるプログラム、および上記のビーコン無線通信装置が実行する方法が提供される。
【発明の効果】
【００４９】
親機からビーコンを受信したときにアクセス時刻計算手段が計算する時刻は、当該ビーコンの発信時刻を起点とするビーコン周期内の時刻であるから、１ビーコン周期での効
率の良い情報伝達が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、各実施形態に共通の前提について説明してから、複数の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
後述の各実施形態が前提としているのは、図１８を参照して既に説明したような、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格に準拠したビーコン無線通信システムである。ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格は、例えば、ＺｉｇＢｅｅ規格の物理層およびＭＡＣ（Media Access Control）層の仕様として使用されている。
【００５１】
すなわち、各実施形態の前提となるビーコン無線通信システムは、子機として機能するビーコン無線通信装置であるＥＤ（エンドデバイス）を複数含み、例えば図１８のようにＥＤ００１〜１００を含む。さらに、ビーコン無線通信システムは、親機としての１台のＣＮ（コーディネータ）２０１と、ＣＮ２０１と接続されたＰＣ２００とを含む。各ＥＤとＣＮ２０１との間の通信は無線を通じたものであり、ビーコンが利用される。
【００５２】
また、図１８に示したように、ＣＮ２０１とＥＤ００１〜１００は、１対Ｎのスター型ネットワークを構成している。ＰＣ２００は、ＣＮ２０１からＥＤ００１〜１００へ送信すべきデータを生成し、あるいは、ＥＤ００１〜１００からＣＮ２０１が受信したデータを蓄積する。ＰＣ２００は有線または無線のネットワークによってさらに別の装置と接続されていてもよい。
【００５３】
また、詳細は図４とともに後述するが、ビーコンは、ＣＮ２０１とデータ通信を行うべきＥＤを指定する情報を含む。すなわち、ＣＮ２０１が各ＥＤにそれぞれデータを送信する実施形態においては、ビーコンは、どのＥＤ宛のデータがあるかを示す情報を含む。あるいは、センサを備えたＥＤが、センサにより検知したデータをＣＮ２０１に送信する実施形態においては、ビーコンは、どのＥＤがＣＮ２０１にデータを送信すべきかを示す情報を含む。
【００５４】
以下、説明の便宜上、特に断らない限り、図１９や図２０に示した従来技術と同様に、どのＥＤ宛のデータがあるかを示す情報をビーコンが含むものとして説明する。
なお、各実施形態は、第１および第２の従来技術における上記のような問題を解決し、衝突要因を排除して、１ビーコン周期で効率よく情報伝達を行うことを目的とする。さらに、各実施形態は、子機であるＥＤの構成を簡素に保ちつつ、親機であるＣＮ２０１がＥＤ００１〜１００との無線通信以外の処理を行うのに必要な時間を考慮に入れたうえで、上記目的を達成するものである。
【００５５】
以上が、各実施形態に共通の前提である。続いて、複数の実施形態について、次の順序で説明する。
まず、図１を参照して第１実施形態の概要を説明する。続いて、図２を参照して第１実施形態の理解を助けるための参考例を説明した後、図３〜図６を参照して第１実施形態の詳細を説明する。その後、第２実施形態について説明してから、図７〜図９を参照して第３〜第５実施形態についてそれぞれ説明する。そして、以上の実施形態と参考例についての比較結果を、図１０を参照して説明する。
【００５６】
その後、図１１〜図１４を参照して第６実施形態について説明し、図１５を参照して第７実施形態について説明し、図１６と図１７を参照して第８実施形態について説明する。第６〜第８実施形態は、第１〜第５実施形態のいずれに対しても追加可能な機能が追加された実施形態である。最後にその他の実施形態について説明する。
【００５７】
図１は、第１実施形態を説明する図である。ＣＮ２０１は一定のビーコン周期でビーコンｂ１０〜ｂ１４を送信する。各ＥＤ００１〜１００は、ビーコンを受信して解析し、自分宛のデータの有無を判断する。自分宛のデータがある場合、ＥＤは、現在のビーコン周期において自分がＣＮ２０１にアクセスすべき時刻を算出し、算出した時刻にＣＮ２０１にアクセスしてデータ通信を行う。
【００５８】
図１の例では、１周期目のビーコンｂ１０は、ＥＤ０１０、０２０、０３０、０４０、０５０宛のデータがあることを示す情報を含む。例えば、これら５台のＥＤの識別番号である１０、２０、３０、４０、５０という５つの番号がビーコンｂ１０に含まれる。なお、以下では簡単のため、ＥＤを識別する識別子は番号で表すが、文字を含む識別子を用いることもできる。
【００５９】
したがって、ビーコンｂ１０を受信したＥＤ００１〜１００のうちＥＤ０１０、０２０、０３０、０４０、０５０の５台のみが、１周期目で自分宛のデータがあると判断し、自分がＣＮ２０１にアクセスすべき時刻を算出する。
【００６０】
ここで、送信すべきデータが存在するＥＤとしてビーコンに識別番号が記述されたＥＤの台数をＳと表すと、図１の１周期目ではＳ＝５である。第１実施形態では、１ビーコン周期のうち、ビーコンの送信にかかる時間Ｂを除いた区間が（Ｓ＋１）等分され、（Ｓ＋１）個の区間のうちＳ個がそれぞれ、ＣＮ２０１とデータ通信を行うべきＳ台のＥＤに割り当てられる。
【００６１】
図１の１周期目では、６等分された区間のうち、１〜５番目の区間がそれぞれＥＤ０１０、０２０、０３０、０４０、０５０に割り当てられる。６番目の区間はどのＥＤにも割り当てられない。各ＥＤは、自分に割り当てられた区間の開始時刻を、ＣＮ２０１にアクセスすべき時刻として算出し、算出した時刻にＣＮ２０１にアクセスしてデータを受信する。したがって、Ｓ台のＥＤは時分割方式で異なる時刻にそれぞれＣＮ２０１にアクセスすることになるので、第１実施形態によれば、衝突要因を排除することができ、１ビーコン周期で効率よくデータ送信を行うことが可能となる。
【００６２】
また、図１では、どのＥＤにも割り当てられない最後の区間を「未使用（空き）区間」と表している。すなわち、以下の説明において「未使用区間」あるいは「空き区間」と呼ばれる区間は、どのＥＤにも割り当てられていない区間であり、換言すれば、ＥＤとの無線通信以外の処理をＣＮ２０１が行うために割り当てられ、確保された区間である。すなわち、ビーコン周期は少なくとも、親機であるＣＮ２０１が子機である複数のＥＤと通信するために割り当てられる無線通信区間、およびＣＮ２０１がＥＤとの間で信号の送受信を行わない未使用期間を含んでいる。
【００６３】
なお、ＥＤとの無線通信以外にＣＮ２０１が行う処理には、ＰＣ２００との間のデータの送受信や、ＣＮ２０１内部でのデータ処理などがある。
また、図１には、２周期目でＥＤ０１１、０２１、０３１、０４１、０５１の５台宛のデータがあるのでＳ＝５であり、その結果、２周期目も１周期目と同様に６（＝Ｓ＋１）等分されることが図示されている。また、３周期目ではＥＤ００１、００２の２台宛のデータがあるのでＳ＝２であり、３周期目は３（＝Ｓ＋１）等分されることも図示されている。さらに、図１には、第１実施形態の特徴として、いずれのビーコン周期においても未使用区間は（Ｓ＋１）個の区間の（Ｓ＋１）番目に位置することが図示されている。なお、４周期目以降の詳細は省略されている。
【００６４】
このように、第１実施形態では、ＣＮが無線を通じてＳ台のＥＤと通信するために割り当てられる無線通信区間と、ＣＮ２０１がＥＤとの無線通信以外の処理を行うために割り
当てられる未使用区間とをビーコン周期が含んでいる。なお、第５実施形態とともに詳細を後述するとおり、ビーコン周期はさらに他の用途の区間を含んでいてもよいが、第１実施形態では、そのような他の用途の区間がない。よって、第１実施形態では、ビーコン周期のうち無線通信区間および未使用区間として利用可能な時間の長さは、ビーコン周期の長さＴからビーコンの送信にかかる時間Ｂを減じた長さ（Ｔ−Ｂ）である。そして、この長さが（Ｓ＋１）等分され、そのうちの１つが未使用区間とされる。
【００６５】
このように未使用区間を設けることの利点を理解しやすくするため、次に、未使用区間を設けない参考例について説明し、第１実施形態と対比する。
図２は参考例を説明する図である。この参考例は、特願２００７−２１６３４１号に開示されたものである。
【００６６】
図２の参考例においても、ＣＮ２０１は図１と同様に一定のビーコン周期でビーコンｂ１０〜ｂ１４を送信する。１周期目のビーコンｂ１０には識別番号が１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤ宛にデータがあることが明記され、２周期目のビーコンｂ１１には識別番号が１１、２１、３１、４１、５１番のＥＤ宛にデータがあることが明記され、３周期目のビーコンｂ１２には識別番号が１、２番のＥＤ宛にデータがあることが明記されている点は、図１の第１実施形態と同様である。また、図１と同様に４周期目以降の詳細は図２でも省略されている。
【００６７】
図２の参考例では、図１のような未使用区間がない。したがって、ビーコンを受信して自分宛のデータがあると認識したＥＤは、自分がＣＮ２０１にアクセスすべき時刻を図２に示したようにして算出する。
【００６８】
例えば、１周期目におけるＥＤ０３０は次のようにして自分がＣＮ２０１にアクセスすべき時刻を計算する。
ＥＤ０３０はビーコンｂ１０を受信すると、自分の識別番号３０番がビーコンｂ１０の所定のフィールドに含まれるか否かによって、自分宛のデータがあるか否かを判断する。その結果、ＥＤ０３０は自分宛のデータがあると判断する。
【００６９】
よって、ＥＤ０３０はさらに、データを送信する宛先としてビーコンｂ１０に識別番号が含まれるＥＤの台数Ｓと、ＥＤの識別番号のリスト内で自分の識別番号が書かれた順番Ｎとを認識する。図２の例では、リストには「１０、２０、３０、４０、５０」という順で５つの識別番号が記載されているので、Ｓ＝５、Ｎ＝３である。つまり、ＥＤ０３０には１周期目におけるＮ＝３番目の区間が割り当てられており、ＥＤ０３０はＮ＝３番目にＣＮ２０１にアクセスしてデータを取得すべきＥＤである。
【００７０】
ここで、ビーコン周期の長さＴを表す情報はビーコンに明記されており、例えばＴ＝５００ｍｓである。また、ビーコン信号の送信時間Ｂは、例えば１ｍｓであり、予め決められている。
【００７１】
したがって、各ＥＤに割り当てられる区間の長さα、換言すれば各ＥＤがＣＮ２０１にアクセスすべきアクセス時刻同士の時間間隔αは、式（１）により算出され、図２の例では、式（２）のとおりである。
α＝（Ｔ−Ｂ）／Ｓ                                    （１）
α＝（５００−１）／５＝９９．８ｍｓ                  （２）
【００７２】
したがって、Ｎ番目に識別番号が書かれたＥＤがＣＮ２０１にアクセスすべきアクセス時刻ＡＴは式（３）のとおりであり、Ｎ＝３のＥＤ０３０の場合は式（４）のとおりである。
ＡＴ＝Ｂ＋（Ｎ−１）×α                              （３）
ＡＴ＝１＋２×９９．８＝２００．６ｍｓ                （４）
なお、アクセス時刻ＡＴは、当該ビーコン周期の開始時刻から数えた時刻（すなわちビーコンの発信時刻を起点とした時刻）で表されている。つまり、図２に示したように、この参考例の１周期目では、
０．０〜    １．０ｍｓの区間ではビーコンが送信され、
１．０〜１００．８ｍｓの区間はＥＤ０１０に割り当てられ、
１００．８〜２００．６ｍｓの区間はＥＤ０２０に割り当てられ、
２００．６〜３００．４ｍｓの区間はＥＤ０３０に割り当てられ、
３００．４〜４００．２ｍｓの区間はＥＤ０４０に割り当てられ、
４００．２〜５００．０ｍｓの区間はＥＤ０５０に割り当てられている。
【００７３】
ビーコンｂ１０でデータの宛先として明示された５台のＥＤ０１０、０２０、０３０、０４０、０５０はそれぞれ、式（３）にしたがって算出したアクセス時刻ＡＴにＣＮ２０１にアクセスする。
【００７４】
このように、図２の参考例でも時分割方式によってＥＤがＣＮ２０１にアクセスするため、衝突要因を排除することが可能であり、１ビーコン周期で効率よくデータ送信を行うことが可能である。
【００７５】
しかし、式（１）と（３）に示されるように、この参考例においては、ＣＮ２０１がＥＤとの無線通信以外の処理を行うための時間が考慮されていない。そのため、場合によっては、１ビーコン周期で意図どおりにデータ送信を行うことができない事態が発生する。
【００７６】
例えば、１および２周期目のビーコンｂ１０およびｂ１１には、それぞれ５台のＥＤの識別番号が記載されており、ＣＮ２０１が１ビーコン周期で５台のＥＤと通信を行うことが意図されている。しかし、実際には、識別番号が記述されたＥＤのうち、４台あるいは３台としか１ビーコン周期内に通信することができない場合がある。
【００７７】
すると、当該ビーコン周期内での通信に失敗した１台あるいは２台のＥＤに関しては、次のビーコン周期で、再びビーコンに識別番号を記述することにより、データ通信を再度試みることになる。このリトライによって仮にデータ通信に成功したとしても、所望の情報伝達のタイミングに比べて遅延が発生する。
【００７８】
すなわち、ビーコンに識別番号が記述されたＥＤのうち１ビーコン周期内でのＣＮ２０１とのデータ通信に失敗するものがあると、システム全体としては、情報伝達の効率が落ちてしまい、スループットが低下する。
【００７９】
上記のように、ビーコンに識別番号が記述されたＥＤのうちの一部が当該ビーコン周期での通信に失敗する事態が発生する要因は、下記のようにいくつかある。
・ビーコン周期の長さＴが短い。
・送信データ量が多い。
・ビーコンに識別番号が記述されたＥＤの台数Ｓが多い。
・ＰＣ２００とＣＮ２０１の間のデータ転送レートが低い。
・ＣＮ２０１のデータ処理速度が遅い。
【００８０】
ここで、上記の各要因について「多い」などの相対的な表現をしているが、どの程度「多」ければ失敗を引き起こしやすくなるのかは、他の要因との兼ね合いで変動する。
ただし、台数Ｓについては、経験的に５〜７程度であれば「多い」と言える。ここで、７という数値は、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格によって決められた、データの宛先としてビーコンに識別番号を記載することができるＥＤの台数の最大値である。
【００８１】
また、ビーコン周期の長さＴは可変であり、例えば約１分程度のこともある。１分などの長い周期の場合は、１ビーコン周期内に、ＣＮ２０１がＥＤとの無線通信以外の処理を行うための時間を十分にとることができるので、通信の失敗が起こる可能性は無視することができる。
【００８２】
それに対し、例えば上記の例のようにビーコン周期の長さＴが０．５秒程度である場合は、通信が失敗することがある。例えば、ＥＤへの送信データ量、ビーコンに識別番号が記述されたＥＤの台数Ｓ、ＰＣ２００とＣＮ２０１の間のデータ転送レート、ＣＮ２０１の性能などによっては、通信が失敗することがある。すなわち、ＣＮ２０１がＥＤとの無線通信以外の処理を行うために費やされる時間の影響で、意図したＳ台のＥＤすべてが１ビーコン周期内にデータ通信を行うことができるとは限らない。
【００８３】
また、ＰＣ２００とＣＮ２０１との間の接続方式としては、例えば、ＲＣ２３２Ｃ（Recommended Standard version C）などのシリアルインターフェイスを利用することができる。しかし、ＣＮ２０１の性能によっては、ＰＣ２００との間の接続をむやみに高速化することが望ましくない場合もある。データ転送レートが高いほど、エラー発生率も上がり、また、ＣＮ２０１におけるエラーチェック処理が間に合わないことも起き得るからである。
【００８４】
すなわち、現実的には、ＰＣ２００とＣＮ２０１との間のデータ転送速度を上げることを解決策として採用することができない場合もある。
例えば、仕様としては最大で約１１５０００ｂｐｓまでの転送レートを設定可能なシリアルインターフェイスをＰＣ２００とＣＮ２０１の接続に使う場合がある。その場合であっても、ＣＮ２０１の仕様によっては、転送レートを３８４００ｂｐｓ程度に設定する方が、システム全体としての性能が良いこともある。
【００８５】
したがって、様々な要因をすべて勘案して通信の失敗が起こる条件を定式化し、通信の失敗を避けるように各種のパラメタを適切に設定することは容易ではない。
しかしながら、発明者らは、ＣＮ２０１がＥＤとの無線通信以外の処理を行うための時間を確保することが、１ビーコン周期内に所望の台数ＳのＥＤがすべてデータ通信に成功する確率を高めるのに有効である、という一般的な傾向を見出した。
【００８６】
そこで、この知見に基づいて第１実施形態のごとく未使用区間を設けたところ、実際に１ビーコン周期内に所望の台数ＳのＥＤがすべてデータ通信に成功する割合を高めることができた。すなわち、第１実施形態によれば、参考例よりも情報伝達の効率が良く、すなわちスループットが向上している。また、ビーコン周期の長さＴが短いとき、特に効果は顕著である。
【００８７】
以上、第１実施形態について、その概要と、参考例と比較しての利点について説明したので、続いて、第１実施形態の詳細について図３〜図６を参照して説明する。
図３は、コーディネータとエンドデバイスの内部構成を説明するブロック図である。
【００８８】
上記のとおり、第１実施形態においても図１８のようなビーコン無線通信システムが前提となっている。図３は、ビーコン無線通信システムのうち、データ送受信装置として機能するＰＣ２００にケーブルで接続されたＣＮ２０１と、複数のＥＤ００１〜１００のう
ちのＥＤ００１とについて、内部構成を示した図である。なお、複数のＥＤ００１〜１００の構成は同様である。
【００８９】
ＥＤ００１は、アンテナ３０１と無線周波（ＲＦ；Radio Frequency）ユニット３０２とＭＣＵ（MicroController Unit）３０３を備える。ＲＦユニット３０２とＭＣＵ３０３は１つのモジュール３０５として実装されていてもよい。ＭＣＵ３０３は、インストールされたソフト３０４にしたがって動作する。また、ＥＤ００１の用途によっては、ＥＤ００１がセンサ３０６を備えてもよい。ＥＤ００１は電池３０７からの電力で駆動され、ＲＦユニット３０２、ＭＣＵ３０３、およびセンサ３０６が１枚のマザーボードに搭載されている。
【００９０】
アンテナ３０１は電波の送受信を行い、ＲＦユニット３０２は、アンテナ３０１が受信した電波の復調およびアンテナ３０１から送信する電波の変調を行う。
ＭＣＵ３０３は、ＲＦユニット３０２から出力される信号を解析したり、ＣＮ２０１に送信すべきデータを生成し、そのデータを表す信号をＲＦユニット３０２に出力したりする。また、ＭＣＵ３０３は、ＥＤ００１の識別番号やソフト３０４を記憶する、不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリを含む。
【００９１】
ソフト３０４は、基本ソフトのほか、アプリケーションソフトや通信プロトコルプログラム等を含む。ソフト３０４は、ファームウェアとして実現されてもよい。
また、例えば、工場内に分散して配置されたＥＤがそれぞれ温度を計測してＣＮ２０１に温度情報を通知するよう構成されたビーコン無線通信システムにおいては、各ＥＤは、センサ３０６を使って温度を計測する計測装置である。実施形態によってセンサ３０６の種類および数は任意であり、センサ３０６がなくてもよい。センサ３０６が検知あるいは計測したデータは、ＭＣＵ３０３に出力され、ＣＮ２０１へ送信すべきデータとして必要に応じて加工され、ＲＦユニット３０２とアンテナ３０１を介してＣＮ２０１へと送信される。
【００９２】
図３において、ＭＣＵ３０３が上述のアクセス時刻計算手段として機能し、アンテナ３０１およびＲＦユニット３０２が上述のアクセス手段として機能する。
また、ＣＮ２０１は、例えば無線ＬＡＮカードと同様に実現することができ、アンテナ３１１とＲＦユニット３１２とＭＣＵ３１３を備える。ＲＦユニット３１２とＭＣＵ３１３は１つのモジュール３１５としてマザーボード上に実装されていてもよい。
【００９３】
また、ＣＮ２０１は、ＰＣ２００との間のデータ通信のための不図示のインターフェイスも備える。当該インターフェイスを介して、ＰＣ２００からＭＣＵ３１３にデータを取り込むこともでき、ＭＣＵ３１３からＰＣ２００にデータを出力することもできる。
【００９４】
ＣＮ２０１は電池３１６により駆動されてもよい。あるいは、電池３１６の代わりにマザーボード上に設けられた不図示の電源回路に、ＰＣ２００から不図示の接続端子を介して電力を供給することで、ＣＮ２０１を駆動してもよい。
【００９５】
アンテナ３１１は電波の送受信を行い、ＲＦユニット３１２は、アンテナ３１１が受信した電波の復調およびアンテナ３１１から送信する電波の変調を行う。ＭＣＵ３１３は、ＲＦユニット３１２から出力される信号を解析したり、ＰＣ２００から取り込んだデータを必要に応じて加工し、そのデータを表す信号をＲＦユニット３１２に出力したりする。
【００９６】
ソフト３１４は、基本ソフトのほか、アプリケーションソフトや通信プロトコルプログラム等を含み、ＭＣＵ３１３が備える不図示の不揮発性メモリに記憶されている。ソフト３１４は、ファームウェアとして実現されてもよい。
【００９７】
続いて、図４を参照して、ビーコン信号のフレームフォーマットを説明する。ＩＥＥＥ
８０２．１５．４規格のビーコン無線通信システムにおけるビーコンは、ビーコンフレームと呼ばれる所定のフォーマットのフレームとして発信されるビーコン信号である。
【００９８】
図４には、ビーコンフレームのＭＡＣ（Media Access Control）層のフォーマットを示した。ＭＡＣ層フレームはＭＰＤＵ（MAC Protocol Data Unit）とも呼ばれ、ＭＡＣヘッダと、ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）とも呼ばれるＭＡＣ層ペイロードと、ＭＡＣフッタとからなる。
【００９９】
ＭＡＣヘッダは、２バイトのフレームコントロール（Frame Control）フィールドと、１バイトのシーケンス（Sequence Number）フィールドと、４または１０バイトのアドレス（Addressing）フィールドとを含む。アドレスフィールドの後にさらに不図示の補助セキュリティヘッダ（Auxiliary Security Header）フィールドを含むこともある。
【０１００】
ＭＳＤＵは、２バイトのスーパ・フレーム（Superframe Specification）フィールドと、１バイト以上の可変長のＧＴＳ（Guaranteed Time Slot）フィールドと、１バイト以上の可変長のペンディング（Pending Address）フィールドと、可変長のビーコン・ペイロードフィールドとからなる。
【０１０１】
スーパ・フレームフィールドには、スーパ・フレームとビーコンを定義する情報が記述され、ビーコン周期の長さＴを規定する情報もここに含まれる。
ＧＴＳは最大で７個まで定義することができる。ＧＴＳフィールドは、定義されたＧＴＳの数を示すとともに、ＧＴＳが１つ以上定義される場合、各ＧＴＳのデータ伝送方向、アサインされたノードのアドレス、開始のスロット、および使用されるスロット数などの定義情報を示す。
【０１０２】
ペンディングフィールドは、ＣＮ２０１がペンディングにしているメッセージ（すなわちＥＤに送信すべきデータとしてＣＮ２０１が保留しているデータ）の、数と宛先アドレスを示す。その数は最大で７である。データがペンディングにされている場合、宛先となるＥＤのアドレス・リストがペンディングフィールドに含まれる。
【０１０３】
第１実施形態に関する図１の説明において、例えば、ビーコンｂ１０には１０、２０、３０、４０、５０という５つの識別番号が含まれると説明した。図４にしたがってこの例をより具体的に説明すると、識別番号が１０、２０、３０、４０、５０の５台のＥＤ宛のメッセージが１周期目でペンディングとなっており、これらの５つの識別番号は、ビーコンｂ１０のペンディングフィールド内のアドレス・リストとして、順番に記述されるということである。
【０１０４】
なお、本発明の各実施形態においては、ペンディングフィールド内のアドレス・リストフィールドにおけるＥＤの識別番号の記述の順番が意味を持つ。すなわち、記述の順番が、各ＥＤのアクセス時刻を規定している。よって、各ＥＤは、自分の識別番号が記述された順番に基づいて、ＣＮ２０１にアクセスすべき時刻を算出する。
【０１０５】
ビーコン・ペイロードフィールドの用途は、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格では、特に規定されていない。
ＭＡＣフッタは、２バイトのＦＣＳ（Frame Check Sequence）すなわちチェックサムである。
【０１０６】
続いて、ＣＮ２０１がペンディングにしているデータをＥＤがどのようにして取得する
のかを説明する。
図５は、ＣＮ２０１とＥＤ００１との間の通信の様子を示すシーケンス図である。図５は、ビーコンのペンディングフィールド内のアドレス・リストフィールド内に、ＥＤ００１の識別番号である１が記述されていた場合の例である。他のＥＤについても図５と同様である。
【０１０７】
ＣＮ２０１からビーコン信号が送信され、各ＥＤにて受信されると、各ＥＤは、ＥＤの識別番号のリストであるアドレス・リストフィールドに自分の識別番号が含まれるか否かを調べる。そして、各ＥＤは、自分の識別番号がアドレス・リストフィールドに含まれる場合、ＣＮ２０１にアクセスすべきアクセス時刻を計算し、計算したアクセス時刻に、ＣＮ２０１に対し、データ要求を行う。
【０１０８】
図５の例では、ＥＤ００１が、自分の識別番号がアドレス・リストフィールドに含まれることを認識するので、ＣＮ２０１にデータ要求を行っている。
ＣＮ２０１は、ＥＤ００１からデータ要求を受け取ると、ＥＤ００１に宛てて確認応答（Ａｃｋ；Acknowledgement）を送信する。ＣＮ２０１はその後さらに、ＥＤ００１から要求されたデータ、すなわちＥＤ００１宛に送信すべきものとしてペンディングにしているメッセージを、ＥＤ００１に宛てて送信する。
【０１０９】
ＥＤ００１は、要求したデータをＣＮ２０１から受信すると、ＡｃｋをＣＮ２０１に送信する。
なお、図５ではＣＮ２０１からＥＤ００１にデータを送信する例を示したが、ＥＤ００１がセンサ３０６によって計測したデータなどをＣＮ２０１に送信する場合も、図５と類似の通信シーケンスとなる。すなわち、ＣＮ２０１からＥＤ００１にデータ要求を出すことにより、ＥＤ００１からＣＮ２０１にデータを送信することができる。詳しくは、第６〜第８実施形態とともに後述する。
【０１１０】
図１に関して説明したように、送信すべきデータがペンディングになっているＥＤとしてビーコンに識別番号が記述されたＥＤは、それぞれ独立して、自分に割り当てられた通信区間の開始時刻であるアクセス時刻を算出する。よって、各ＥＤが予め取り決められたアクセス時刻の算出方法にしたがってアクセス時刻を算出し、自分に割り当てられた通信区間でのみＣＮ２０１にアクセスするなら、ＣＮ２０１は単にアクセスしてきたＥＤと図５のシーケンスにしたがって通信を行えばよい。つまりＣＮ２０１は、複数のＥＤ間の処理順の調整等の処理を行う必要はない。
【０１１１】
続いて、各ＥＤのＭＣＵが実行する処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。図６は１ビーコン周期に対応するので、実際には、各ＥＤにおいてビーコン周期ごとに図６の処理が実行される。
【０１１２】
図６の処理がスタートする前は、ＥＤはスリープ状態である。図６の処理がスタートすると同時に、ＥＤはステップＳ１０１で起床する。すなわち、ＭＣＵがＥＤを起床させる制御を行う。起床するタイミングは、ビーコンが到着するよりもδＴだけ前であり、第１実施形態におけるδＴは、数ｍｓ程度の予め決められた定数である。
【０１１３】
上記のとおり、ビーコンフレームがビーコン周期に関する情報を含み、図６の処理はビーコン周期ごとに繰り返される。よって、前回受信したビーコンに基づいて、ＭＣＵは、次にビーコンが到着すると予想される時刻を計算することができるので、その時刻からδＴを引くことで、起床するタイミングも計算することができる。
【０１１４】
ＥＤが起床すると、次のステップＳ１０２で、ＭＣＵはタイマを始動する。
そして、起床からδＴだけ時間が経過すると、次のステップＳ１０３で、ＥＤはビーコン信号を受信する。ＭＣＵは、ビーコンの受信開始時刻Ｔ１をタイマの基準時刻として設定する。つまり、このタイマは、ビーコン信号を受信し始めてからの時間を計時するものであり、ＥＤ内のＭＣＵが計算するアクセス時刻を、ビーコン受信開始時刻から計時して、特定するためのものである。
【０１１５】
なお、以上の説明から明らかなとおり、δＴの値は、起床やタイマの始動の処理にかかる時間に基づいて、すなわちＥＤの仕様に基づいて、多少の余裕を持って定められる。
続いてステップＳ１０４において、ＭＣＵは、ステップＳ１０３で受信したビーコンフレームのアドレス・リストフィールドに、ＭＣＵが備える不揮発性メモリに記憶されている自ＥＤの識別番号が含まれているか否かを判断する。自ＥＤの識別番号がビーコンフレームに含まれていれば、ステップＳ１０４の判断は「Ｙｅｓ」となり、含まれていなければステップＳ１０４の判断は「Ｎｏ」となる。
【０１１６】
ステップＳ１０４の判断が「Ｎｏ」の場合は、ステップＳ１１１に処理が移行する。ステップＳ１１１でＭＣＵはスリープ時間を算出する。
ステップＳ１１１における現在時刻をＴ３とすると、ステップＳ１０３のビーコン受信からの経過時間はＴ３−Ｔ１である。また、ステップＳ１０１に関して説明したように、ＥＤは次のビーコンが到着するよりもδＴだけ前に起床する必要がある。よって、ビーコン周期の長さをＴとすると、ステップＳ１１１では式（５）によってＭＣＵがスリープ時間Ｐを算出する。
Ｐ＝Ｔ−（Ｔ３−Ｔ１）−δＴ                          （５）
【０１１７】
そして、ステップＳ１１２でＥＤをスリープ状態に移行させる制御をＭＣＵが行い、次のビーコンが到着するδＴだけ前のタイミングまで、すなわち、スリープ時間Ｐだけ、ＥＤはスリープする。そして、スリープ時間Ｐの経過後、再び図６の処理が繰り返される。
【０１１８】
他方、ステップＳ１０４の判断が「Ｙｅｓ」の場合は、処理がステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５でＭＣＵは、ステップＳ１０３で受信したビーコンフレームから、ペンディングフィールド内のアドレス・リストフィールドに識別番号が記載されたＥＤの台数Ｓと、アドレス・リストフィールド内で自ＥＤの識別番号が記述された順番Ｎを取得する。
【０１１９】
続いてステップＳ１０６においてＭＣＵは、自ＥＤのアクセス時刻ＡＴを、ステップＳ１０５で取得した台数Ｓおよび順番Ｎに基づいて算出する。
アクセス時刻ＡＴの算出には、このほかに、ビーコン周期の長さＴとビーコン信号の送信時間Ｂも必要である。ビーコン周期の長さＴは、ステップＳ１０３で受信したビーコンからＭＣＵが計算することで取得してもよく、予めビーコン周期を一定の長さＴに固定することが定められたビーコン無線通信システムにおいては、定数をＭＣＵがＲＯＭから読み出すことで取得してもよい。ビーコン信号の送信時間Ｂも、例えば定数をＲＯＭから読み出すことでＭＣＵに取得される。
【０１２０】
アクセス時刻ＡＴの算出方法は、実施形態に応じて様々であるが、第１実施形態では、式（６）〜（８）にしたがってＭＣＵがアクセス時刻ＡＴを算出する。
Ｄ＝Ｓ＋１                                            （６）
α＝（Ｔ−Ｂ）／Ｄ                                    （７）
ＡＴ＝Ｂ＋（Ｎ−１）×α                              （８）
すなわち、図１に関して説明したように、第１実施形態では、１ビーコン周期のうち、ビーコンの送信にかかる時間を除いた区間が複数に等分される。式（６）のＤは、その等分する数であり、アクセス・リストフィールドに識別番号が記述されたＥＤの総数Ｓに１
を足した数である。式（７）のαは、等分された１つの区間の長さである。
【０１２１】
図１のようにＤ（＝Ｓ＋１）個の区間のうち最後の区間を未使用区間とする場合、Ｎ番目のＥＤに割り当てられた区間は、式（８）のアクセス時刻ＡＴから、時刻（ＡＴ＋α）までである。
【０１２２】
例えば、Ｔ＝５００ｍｓ、Ｂ＝１ｍｓとすると、図１の１周期目では、アクセス・リストフィールドに１０、２０、３０、４０、５０という識別番号が記述されているので、ＥＤ０３０のＭＣＵは、式（９）〜（１１）のようにしてアクセス時刻ＡＴを計算する。
Ｄ＝５＋１＝６                                        （９）
α＝（５００−１）／６≒８３．２ｍｓ                  （１０）
ＡＴ＝１＋（３−１）×８３．２≒１６７．３ｍｓ        （１１）
すなわち、この例でＥＤ０３０には１６７．３〜２５０．５ｍｓの区間が割り当てられている。また、Ｄ（＝６）番目の区間である４１６．８〜５００．０ｍｓの区間は、割り当てられるＥＤがなく、すなわち未使用区間である。
【０１２３】
こうしてステップＳ１０６においてアクセス時刻ＡＴを算出すると、ＭＣＵは次に、ステップＳ１０７においてスリープ時間Ｑを式（１２）によって算出する。
Ｑ＝ＡＴ−（Ｔ２−Ｔ１）                              （１２）
ここで、Ｔ２はステップＳ１０７における現在時刻である。つまり、ステップＳ１０７は、ステップＳ１０３のビーコン受信開始から時間（Ｔ２−Ｔ１）が経過した時点なので、ステップＳ１０７からアクセス時刻ＡＴまでの長さＱは式（１２）により算出される。
【０１２４】
続いて、ステップＳ１０８で、ＭＣＵがスリープ状態にＥＤを移行させる制御を行うことでＥＤはスリープし始める。そして、アクセス時刻ＡＴになったら、ＭＣＵの制御のもと、ステップＳ１０９でＥＤは起床し、ステップＳ１１０でＣＮ２０１と通信を行う。ステップＳ１１０での通信は、図５に示したシーケンスにしたがって行われる。なお、後述のとおり第６〜第８実施形態では、ステップＳ１１０の詳細が第１実施形態とは異なる。
【０１２５】
ＣＮ２０１との通信が終了すると、処理はステップＳ１１１に移行する。そして、上記のとおりステップＳ１１１でＭＣＵがスリープ時間Ｐを算出し、ステップＳ１１２でＥＤはスリープし始める。
【０１２６】
なお、ステップＳ１０９でＥＤの起床にかかる時間の影響を無視することができない場合は、式（１２）の右辺からさらに起床にかかる時間を引いた値を、スリープ時間ＱとしてＭＣＵがステップＳ１０７で算出してもよい。
【０１２７】
以上、第１実施形態について詳細に説明した。第１実施形態によれば、ＥＤは簡素な構成でよく、ＣＮ２０１として従来のＣＮをそのまま流用することができる一方で、ビーコン無線通信システム全体としては、衝突要因が排除され、通信効率が上がる。なぜなら、複数のＥＤがそれぞれ、アクセス時刻計算手段としてのＭＣＵで計算したそれぞれ異なる時刻にＣＮ２０１にアクセスし、ビーコン無線通信システム全体としては時分割方式で動作するからである。さらに、ＭＣＵは未使用区間の長さを考慮に入れてアクセス時刻ＡＴを計算するので、ＣＮ２０１は、ＥＤとの通信以外の処理を、未使用区間を利用して行うことができる。
【０１２８】
続いて、第１実施形態におけるアクセス時刻ＡＴの計算方法を変更した第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、未使用区間の長さＭを用いてＭＣＵがアクセス時刻ＡＴを計算する
。
【０１２９】
未使用区間の長さＭは、ビーコンフレームのアクセス・リストフィールドに識別番号が記述されたＥＤの台数Ｓによらない定数でもよく、台数Ｓごとに定義されていてもよい。いずれの場合でも、第２実施形態では、未使用区間の長さＭの値は、ＭＣＵが備える不揮発性メモリに予め記憶されている。
【０１３０】
第２実施形態においてＭＣＵは、式（７）の代わりに式（１３）にしたがって１つの区間の長さαを算出し、その結果を用いて式（８）によってアクセス時刻ＡＴを算出する。
α＝（（Ｔ−Ｍ）−Ｂ）／Ｓ                            （１３）
例えば、第１実施形態の例と同様に、Ｔ＝５００ｍｓ、Ｂ＝１ｍｓ、Ｓ＝５とし、Ｍ＝８３．２ｍｓとすると、式（１４）のように１つの区間の長さαが算出される。
α＝（（５００−８３．２）−１）／５≒８３．２ｍｓ    （１４）
この例では結果として、式（１４）で算出された１つの区間の長さαは、式（１０）で算出されたのと同じ値である。つまり、８３．２ｍｓという区間の長さは、４９９（＝５００−１）ｍｓを６等分することで算出してもよく、４１５．８（＝５００−１−８３．２）ｍｓを５等分することで算出してもよい。
【０１３１】
なお、第２実施形態では、式（８）にしたがってアクセス時刻ＡＴが計算されるので、第１実施形態と同様に、ビーコン周期の最後に未使用区間が設けられることになる。
続いて、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態を説明する図である。
【０１３２】
第１実施形態を説明する図１と図７との違いは、未使用区間（空き区間）の位置のみである。すなわち、第３実施形態では、各ビーコン周期においてビーコンが送信された直後に未使用区間が配置される。
【０１３３】
つまり、第３実施形態は、図６のステップＳ１０６で式（６）と（７）が用いられる点は第１実施形態と同様だが、式（７）の結果を使う式（８）の代わりに式（１５）が用いられる点で第１実施形態と異なる。
ＡＴ＝Ｂ＋Ｎ×α                                      （１５）
これ以外の点では、第３実施形態は第１実施形態と同様である。
【０１３４】
続いて、第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態を説明する図である。
第１実施形態を説明する図１と図８との違いは、各ＥＤに対応する通信区間と未使用区間の長さの比のみである。
第１実施形態では、式（６）と（７）に示されるように、ビーコンフレームのアクセス・リストフィールドに識別番号が記述されたＥＤの総数Ｓに１を足した数Ｄで、１ビーコン周期のうち、ビーコンの送信にかかる時間を除いた区間が複数に等分されていた。すなわち、第１実施形態では、各ＥＤに対応する１個の通信区間と未使用区間との長さの比は１：１であった。
【０１３５】
それに対し、第４実施形態では、各ＥＤに対応する１個の通信区間と未使用区間との長さの比が１：２である。つまり、第４実施形態は、第１実施形態よりもさらに長い時間を、ＣＮ２０１がＰＣ２００との間でのデータの送受信や内部でのデータ処理などに費やすために確保する実施形態である。
【０１３６】
具体的には、第４実施形態では、図６のステップＳ１０６で式（６）の代わりに式（１６）が用いられる点で第１実施形態と異なる。
Ｄ＝Ｓ＋２                                            （１６）
式（１６）によって等分する数Ｄを算出した後の処理は第１実施形態と同様である。すなわち、式（７）および（８）によってＭＣＵはアクセス時刻ＡＴを算出する。
【０１３７】
続いて、第５実施形態について説明する。図９は、第５実施形態を説明する図である。
第１実施形態を説明する図１と図９との違いは、図９ではビーコンの直後に、スロットの確保依頼をＥＤから受け付ける区間（以下「依頼受け区間」という。）が設けられている点である。
【０１３８】
第１〜第４実施形態では、主にＣＮ２０１からＥＤへ送信すべきデータがある場合に注目していた。しかし、ＥＤの用途によっては、ＥＤ側でデータ通信の契機が発生し、ＥＤからＣＮ２０１にデータを送信する必要が生じることもある。第５実施形態は、そのような場合に好適である。
【０１３９】
すなわち、図９に示すように、第５実施形態ではビーコンの送信直後に長さβの依頼受け区間が設けられる。依頼受け区間においてＣＮ２０１は、次のビーコン周期におけるスロットの確保の依頼をＥＤから受け付ける。依頼を受け付ける方法は、第２の従来技術に関して図２０を参照して説明したのと同様の方法であり、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式によって衝突を回避しながら依頼の受付が行われる。
【０１４０】
スロットの確保依頼は、少量の制御データの通信のみで実現されるので、必要な時間も短い。よって、第５実施形態では、１ビーコン周期のうちの一部である依頼受け区間でのみスロットの確保依頼を受け付ける。
【０１４１】
例えば、図９の例では、１周期目のビーコンｂ２０には、識別番号が１０、２０、３０、４０、５０番のＥＤ宛のデータがペンディングになっていることが記述されている。また、１周期目では、識別番号が８９と９９のＥＤ０８９とＥＤ０９９の２台において、２周期目における通信占有時間を予約する必要が生じている。
【０１４２】
そこで、１周期目でビーコンｂ２０が送信された直後の依頼受け区間において、ＥＤ０８９と０９９がＣＳＭＡ−ＣＡ方式により衝突を回避しながら、それぞれＣＮ２０１にスロットを確保するよう依頼する。
【０１４３】
そして、依頼受け区間が終了すると、ビーコンｂ２０にデータの宛先として識別番号が記述されていたＥＤ０１０、０２０、０３０、０４０、０５０が、それぞれ自分で算出したアクセス時刻にしたがって、順次ＣＮ２０１にアクセスし、データ通信を行う。ビーコン周期の最後には、第１実施形態と同様に未使用区間が設けられている。
【０１４４】
１周期目でＥＤ０８９と０９９からスロットの確保依頼を受け付けたＣＮ２０１は、２周期目のビーコンｂ２１に、受け付けた依頼の内容を反映させる。すなわち、２周期目にはＥＤ０１１、０２１、０３１宛のデータがペンディングになっているとすると、ＣＮ２０１は次のように動作する。つまり、ＣＮ２０１は、これら３台のＥＤの識別番号に加えて、依頼を受け付けた２台のＥＤの識別番号を、アドレス・リストフィールドに記述したビーコンフレームを生成し、ビーコンｂ２１として送信する。
【０１４５】
アドレス・リストフィールドにおける識別番号の記述順は、図９の例では、まずスロット確保依頼を受け付けたＥＤの識別番号を受付順に記述し、その後、ペンディングになっているデータのあるＥＤの識別番号を記述するようにしている。したがって、図９の例では、ビーコンｂ２１には、「８９、９９、１１、２１、３１」という順でＥＤの識別番号が記述されている。
【０１４６】
その結果、２周期目においてＥＤ０８９と０９９は、それぞれ受信したビーコンｂ２１のアドレス・リストフィールドの記述に基づいて自分のアクセス時刻を算出する。そして、ＥＤ０８９と０９９は、算出したアクセス時刻に、ＣＮ２０１にアクセスすることで、所望のデータをＣＮ２０１に送信することができる。もちろん、ＥＤ０１１、０２１、０３１も、それぞれのアクセス時刻にＣＮ２０１にアクセスし、ＣＮ２０１からデータを受信することができる。
【０１４７】
以上が第５実施形態の概要である。続いて、第５実施形態におけるＥＤのＭＣＵが行う処理の詳細について、第１実施形態と比較しながら説明する。
第５実施形態では、依頼受け区間の長さβ、ならびに各ＥＤに割り当てられる通信区間および未使用区間の長さαが等しい。よって、第１実施形態における図６のフローチャートは、以下のようにステップＳ１０３とステップＳ１０４の間にステップが追加され、ステップＳ１０６が変更される。
【０１４８】
すなわち、第５実施形態においては、ステップＳ１０３でビーコンを受信した後、ＭＣＵは、ＣＮ２０１にスロットの確保を依頼すべきか否かを判定し、依頼する必要がなければステップＳ１０４へ進む。
【０１４９】
スロットの確保を依頼すべき場合、ＭＣＵは、依頼受け区間の長さβを上記の式（６）および下記の式（１７）により計算する。
β＝（Ｔ−Ｂ）／（Ｄ＋１）                            （１７）
式（１７）の除数が（Ｄ＋１）であるのは、α＝βであるためである。式（１７）により依頼受け区間の長さβを計算した後、ＭＣＵは、ＣＳＭＡ−ＣＡ方式によって衝突を回避しながら、ＣＮ２０１にスロットの確保を依頼するよう自ＥＤを制御する。そして、依頼に成功するか、または長さβの時間が経過しても依頼に成功しなければ、処理はステップＳ１０４に進む。このように第５実施形態では、ステップＳ１０３とステップＳ１０４の間にステップが追加される。
【０１５０】
また、第５実施形態は、α＝βなので、ステップＳ１０６においてＭＣＵが、上記の式（６）で算出した数Ｄを使って、式（１８）と（１５）にしたがってアクセス時刻ＡＴを算出する点でも、第１実施形態と異なる。
α＝（Ｔ−Ｂ）／（Ｄ＋１）＝（Ｔ−Ｂ−β）／Ｄ        （１８）
しかしながら、ビーコン周期のうち無線通信区間および未使用区間として利用可能な時間の長さが第１実施形態では（Ｔ−Ｂ）であり、第５実施形態では（Ｔ−Ｂ−β）であることに注目すれば、両実施形態は次の点で共通である。すなわち、両実施形態は、無線通信区間および未使用区間として利用可能な時間の長さをＤ等分してアクセス時刻を算出するという点で共通である。
【０１５１】
以上説明した点以外では、第５実施形態においても図６と同様の処理が行われる。それにより、ビーコン無線通信システム全体の振る舞いは、図９のように、依頼受け区間、各ＥＤの通信区間、未使用区間の順に区間が配置されたものとなる。
【０１５２】
以上、第１〜５実施形態について説明したが、次に、以上の実施形態の効果について、参考例と比較しながら説明する。図１０は、本発明の実施形態と参考例との比較結果を示すグラフである。
【０１５３】
第１実施形態と第４実施形態を比較すると、違いは、１ビーコン周期のうち、ビーコンの送信にかかる時間を除いた区間を何等分するかを示す数Ｄの算出方法のみである。すな
わち、第１実施形態と第４実施形態の違いは、式（６）と式（１６）の違いにある。
【０１５４】
また、第１実施形態と参考例を比較すると、アクセス時刻同士の時間間隔αの算出において、式（７）のように数Ｄで割るか、式（１）のようにデータの宛先としてビーコンに識別番号が記述されたＥＤの台数Ｓで割るか、という違いである。
【０１５５】
そこで、数Ｄを次の式（１９）のように一般化すると、参考例はＲ＝０に対応し、第１実施形態はＲ＝１に対応し、第４実施形態はＲ＝２に対応する。
Ｄ＝Ｓ＋Ｒ                                            （１９）
この数Ｒを「空き」の数ということにする。例えば、図８に示すように、第４実施形態ではＤ等分されたうちの２（＝Ｒ）個の区間が空き区間（未使用区間）として利用されているので「空き２つ」である。
【０１５６】
図１０のグラフは、次の条件のもとで行った実験の結果を示すものである。
・ビーコン周期の長さＴは５００ｍｓとする。
・未使用区間をビーコン周期の最後に配置し、依頼受け区間は設けない。
・所定量のデータが、各周期でそれぞれＳ＝５台のＥＤを宛先としてペンディングとなる状態を、１００周期にわたって続けた。すなわち、のべ５００台のＥＤとの通信を試みた。
・１００周期のうち、５台のＥＤすべてに１ビーコン周期内でＣＮ２０１が上記所定量のデータを送信することに成功した回数を数えてグラフにした。すなわち、ペンディングとなっているデータの宛先としてビーコンで指定されたＥＤのうち１台以上のＥＤが、当該ビーコン周期でデータの受信に失敗した場合はカウント対象外である。
・上記所定量として、１０バイト、４０バイト、および１００バイトの場合を実験した。１０バイトの場合のグラフは省略し、４０バイトの場合のグラフを図１０の左側に、１００バイトの場合のグラフを図１０の右側に、それぞれ示した。
・上記所定量が４０バイトの場合と１００バイトの場合の双方で、式（１９）のＲの値を０、１、２、３と変化させた。
図１０に示したとおり、データ量が４０バイト、１００バイトのいずれの場合においても、空き無しに比べて空き１つ〜３つの方が、成績が良く、空きの数が１つであるときが最も成績が良い、という共通の傾向が見て取れる。
【０１５７】
データ量が４０バイトの場合、空き無しでは７７回だった（つまり４台以下のＥＤとしか通信することができないことが２３回あった）のが、空き１つでは９６回と成績が上昇し、空き２つおよび空き３つでもほぼ同等の成績である。データ量が１００バイトの場合は、空きの数が増えるにしたがって成績が落ちているが、空き３つのときの５９回ですら、空き無しのときの３７回に比べて大幅に良い成績であり、空き１つのときの成績は４０バイトの場合に比べても遜色がない。
【０１５８】
なお、図示は省略したが、データ量が１０バイトの場合、空きの数によらず成績は常に１００回であった。
以上の比較から、本発明の上記実施形態は、参考例に比べて情報伝達の効率化において優れており、特に、ビーコン周期の長さＴが５００ｍｓなどの短い時間である場合に有効であることが確かめられた。
【０１５９】
なお、空きの数が多いほど成績が落ちる傾向があるのは、空きの数が多いほど、１つの
ＥＤに割り当てられる区間の長さαが短くなるので、長さαの区間内で所定量のデータを送信しようとすると時間的に厳しくなるためである。別の観点から述べるなら、ある一定の成績を保とうとしたときに空きの数Ｒをどの程度まで増やせるかはデータ量に依存し、データ量が少ないほど、より空きの数Ｒを大きくすることが可能である。
【０１６０】
ここで、ペンディングとなっているデータの宛先のＥＤの台数Ｓが多いほど１つのＥＤに割り当てられる区間の長さαが短くなることに注目する。すると、例えばＳ＝６の場合やＳ＝７の場合は、Ｓ＝５の場合と比べてより厳しいスケジュールでのデータ通信が求められる。よって、例えばＲ＝２と固定してＳを５、６、７と変化させれば、Ｓを大きくするほど成績が落ちるという傾向が見出されるであろう。
【０１６１】
以上、第１〜第５実施形態について説明したが、第１〜第５実施形態では、ＰＣ２００またはＣＮ２０１に起因して行われるＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信については特に言及していない。つまり、第１〜第４実施形態に関してはＣＮ２０１から各ＥＤへのデータ送信を中心に説明しており、ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信について特に注目してはいない。また、第５実施形態に関して説明したＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信は、ＥＤからの依頼に起因して行われる。
【０１６２】
しかしながら、図１８のビーコン無線通信システムにおいて、ＥＤから各種のデータを収集することが有益な場合がある。そして、収集のための各ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信を、各ＥＤが自律的に判断して行うよりも、ＰＣ２００が一元的に制御する方が好ましい場合がある。
【０１６３】
そこで、以下ではＰＣ２００の制御にしたがってＣＮ２０１が各ＥＤにデータの送信を要求し、ＥＤが要求にしたがってデータをＣＮ２０１に送信する第６〜第８実施形態について説明する。なお、ＰＣ２００の制御に基づく各ＥＤからのデータ収集は、上記の第１〜第５実施形態および図２に関して説明した参考例のいずれに対しても追加可能な機能である。以下では説明の便宜上、第１実施形態を変形した実施形態として、第６〜第８実施形態について説明する。
【０１６４】
なお、第６〜第８実施形態は、図１９および図２０の従来技術と比較して、次の利点がある。図２０の従来技術ではＥＤから保証スロットの予約のための制御データが送信されるが、制御データではない一般的なデータの送信に置き換えてしまうと、結局は図１９の従来技術と同様になり、通信効率の点で好ましくない。それに対して、第６〜第８実施形態は、通信効率が良いという第１〜第５実施形態の利点を活かしつつ、ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信の機能をさらに有する実施形態である。
【０１６５】
続いて、第６実施形態について説明するための準備として、まず図１１と図１２を参照して第１実施形態におけるＣＮ２０１とＥＤ００１間の通信の詳細を説明する。
図１１は、第１実施形態におけるＣＮ２０１とＥＤ００１との間の通信の詳細を表すシーケンス図である。図１１は図５をより詳細に説明した図でもあり、図６のステップＳ１１０を詳細に説明した図でもある。
【０１６６】
ステップＳ２０１において、ＣＮ２０１がビーコンを送信し、各ＥＤがビーコンを受信する。図５の例と同様、図１１の例でも、アドレス・リストフィールドにＥＤ００１の識別番号「１」が含まれる場合について説明する。よって、ステップＳ２０１で、ＥＤ００１は、自分の識別番号がアドレス・リストフィールドに含まれると認識する。
【０１６７】
したがって、ＥＤ００１はステップＳ２０２でＣＮ２０１にデータ要求を行う。ＣＮ２０１へのデータ要求の形式は、MLME-POLL.requestプリミティブとしてＩＥＥＥ８０２．１５．４規格で定義されている。「MLME」は「MAC subLayer Management Entity」の略である。MLME-POLL.requestプリミティブには、図１８のシステムの設定や管理を行うシステム管理者など（以下「ユーザ」という）が自由に定義することのできるパラメタは含まれない。
【０１６８】
ＣＮ２０１は、データ要求をＥＤ００１から受信すると、ステップＳ２０３で００１に宛ててＡｃｋを送信する。なお、Ａｃｋも、固定された形式を有し、ユーザが自由に定義する余地はない。
【０１６９】
さらにＣＮ２０１はステップＳ２０４において、ＥＤ００１から要求されたデータ、すなわちＥＤ００１宛に送信するためにペンディングにしているメッセージを、ＥＤ００１に宛てて送信する。ステップＳ２０４のデータ送信の形式は、MCPS-DATA.requestプリミティブとしてＩＥＥＥ８０２．１５．４規格で定義されている。「MCPS」は「MAC Common
Part Sublayer」の略である。MCPS-DATA.requestプリミティブには、データペイロードとしてユーザが自由に使うことのできる「msdu」（MAC Service Data Unit）というパラメタが含まれる。よって、ステップＳ２０４では、システムの用途などに応じて任意のデータをＥＤ００１に送信することができる。
【０１７０】
そして、ＥＤ００１は、ステップＳ２０２で要求したデータをステップＳ２０４でＣＮ２０１から受信すると、ステップＳ２０５でＣＮ２０１にＡｃｋを送信する。ステップＳ２０５のＡｃｋも、固定された形式を有し、ユーザが自由に定義する余地はない。
【０１７１】
以上図１１を参照して詳細を説明したように、第１実施形態の図５の通信シーケンスそのものでは、ＣＮ２０１からＥＤに任意のデータを送信することはできても、ＥＤからＣＮ２０１に任意のデータを送信することができない。換言すれば、図１１は、図６のステップＳ１１０においてＥＤ００１が図１２のフローチャートにしたがって動作することを示しており、図１２のフローチャートはＥＤからのデータ送信を含まない。
【０１７２】
図１２は、図６のステップＳ１１０の第１実施形態における詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１でＥＤは、図１１のステップＳ２０２に相当するデータ要求をＣＮ２０１に送信する送信処理を行う。
【０１７３】
続いてステップＳ３０２でＥＤはＣＮ２０１からのＡｃｋの受信を待つ。ステップＳ３０２は図１１のステップＳ２０３に相当する。
Ａｃｋの受信後、ＥＤは、さらにステップＳ３０３で、ＣＮ２０１からのデータ受信を待つ。ステップＳ３０３は図１１のステップＳ２０４に相当する。
【０１７４】
ＣＮ２０１からのデータ受信後、ＥＤは、ステップＳ３０４でＡｃｋをＣＮ２０１に送信する。ステップＳ３０４は図１１のステップＳ２０５に相当する。
以上、図１１と図１２を参照して、第６実施形態の説明の準備として、第１実施形態におけるＣＮ２０１とＥＤの間の通信の詳細を説明した。続いて、図１１および図１２と比較対照しながら、第６実施形態におけるＣＮ２０１とＥＤの間の通信の詳細を、図１３および図１４を参照して説明する。
【０１７５】
図１３は、第６実施形態におけるＣＮ２０１とＥＤ００１との間の通信の詳細を表すシーケンス図である。
図１３のステップＳ４０１〜Ｓ４０５は、図１１のステップＳ２０１〜Ｓ２０５とほとんど同じなので説明を省略する。違いは、ステップＳ４０４で送信されるデータが、ＣＮ２０１へのデータ送信の要求の有無をＥＤ００１に指示する制御データをさらに含む点で
ある。
【０１７６】
例えば、MCPS-DATA.requestプリミティブのmsduというパラメタにおける所定のビットを、ＣＮ２０１へのデータ送信の要求の有無を示すフラグとしてユーザが予め定義してもよい。その場合、制御データはフラグの値により示される。
【０１７７】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格では、電波状態を評価する指数としてＬＱＩ（Link Quality Indication；リンク品質指数）が用意されている。ＬＱＩは、受信した電波の電波強度やノイズ干渉の強さによって計算される指数であり、１バイトの整数により表される。あるシステムでは、ＥＤからＣＮ２０１へＬＱＩを送信してもよい。また、ＥＤは、図３のセンサ３０６で感知した値（例えば温度や湿度など）をＣＮ２０１へ送信してもよい。
【０１７８】
ＥＤからＣＮ２０１へ送信されるデータが１種類（例えばＬＱＩのみ）のシステムでは、制御データは１ビットのフラグによって表すことができる。また、例えばＬＱＩと温度と湿度の３種類のデータのＣＮ２０１への送信が想定されるシステムでは、制御データは、例えば、３ビットを用いて３種類のデータの送信要求の有無をそれぞれ独立に表すデータであってもよい。もちろん、制御データは、３種類のデータのすべてを送信するかまたはいずれも送信しないかの二者択一を表す１ビットのデータであってもよいし、その他の形式のデータでもよい。
【０１７９】
図１３には、制御データによりＣＮ２０１へのデータ送信が要求された場合の通信シーケンスが示されている。すなわち、ステップＳ４０５の後、ステップＳ４０６でＥＤ００１がＣＮ２０１にデータ送信を行う。ステップＳ４０６でのデータ送信も、ステップＳ４０４と同じく、MCPS-DATA.requestプリミティブを用いて行われる。つまり、ユーザが自由に使用することが可能なパラメタを含む形式で、ステップＳ４０６のデータ送信は行われる。
【０１８０】
ＣＮ２０１は、ステップＳ４０４で送信したデータ内の制御データによってＥＤ００１に送信を要求したデータを、ステップＳ４０６においてＥＤ００１から受信すると、ステップＳ４０７でＥＤ００１にＡｃｋを送信する。
【０１８１】
以上説明した図１３は、第６実施形態では図６のステップＳ１１０においてＥＤ００１が図１２の代わりに図１４のフローチャートにしたがって動作することを示している。
図１４は、図６のステップＳ１１０の第６実施形態における詳細を示すフローチャートである。
【０１８２】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０４は、図１２のステップＳ３０１〜Ｓ３０４と同様なので説明を省略する。なお、ステップＳ５０１〜Ｓ５０４は、図１３のステップＳ４０２〜Ｓ４０５に相当する。
【０１８３】
続いて、ステップＳ５０５でＥＤは、ステップＳ５０３で受信したデータを解析することにより、ＣＮ２０１へのデータ送信要求があるか否かを判断する。例えば、ステップＳ５０３でＥＤが受信したデータ内の所定のビットは、値が「１」のとき送信を要求することを表し、値が「０」のとき送信を要求しないことを表す。この場合、ステップＳ５０５でＥＤは、所定のビットの値を参照してデータ送信要求の有無を判断する。
【０１８４】
ＣＮ２０１へのデータ送信要求がなければ、ＥＤは図１４の処理を終了する。すなわち、ＣＮ２０１へのデータ送信要求がなければ、図１３のステップＳ４０６とＳ４０７は実行されない。
【０１８５】
逆に、ＣＮ２０１へのデータ送信要求があれば、図１４の処理はステップＳ５０５からステップＳ５０６へと移行する。ステップＳ５０６では、ＥＤは、ＣＮ２０１に要求されたデータをＣＮ２０１へ送信する。ステップＳ５０６は図１３のステップＳ４０６に相当する。
【０１８６】
続いてステップＳ５０７でＥＤはＣＮ２０１からのＡｃｋの受信を待ち、ＥＤがＡｃｋを受信すると図１４の処理が終了する。ステップＳ５０７は図１３のステップＳ４０７に相当する。
【０１８７】
以上説明した第６実施形態は、ＥＤからＣＮ２０１へ送信するデータが１バイトから数バイト程度の少量のデータである場合に好適である。換言すれば、第６実施形態は、ＥＤからＣＮ２０１へ送信するデータとして、無線通信における遅延要因とはならない程度に少ない量のデータが想定されるシステムに好適である。
【０１８８】
なぜなら、図１４の処理は、図６のステップＳ１１０として行われる処理なので、図６のステップＳ１０６で算出されたアクセス時刻ＡＴから始まる長さαの区間内に終了しないと、他のＥＤとの衝突が生じるからである。１バイトから数バイト程度の少量のデータであれば、データ送信のためにステップＳ５０５〜Ｓ５０７を追加しても、長さαの区間内に図１４の処理が収まることがほとんどである。したがって、ＥＤからＣＮ２０１へ送信するデータが少量であれば、ＥＤ同士の衝突なしに効率よくＣＮ２０１と各ＥＤの間で通信ができるという第１実施形態の利点を損なわずに、ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信という機能をシステムに追加することができる。
【０１８９】
第６実施形態に好適な少量のデータの例として、例えば、１バイトで表されるＬＱＩや、図３のセンサ３０６が感知した値が挙げられる。例えば、図３のアンテナ３０１とＲＦユニット３０２が、受信電波強度やノイズ干渉の強さなどの物理量を感知する感知手段としても機能し、感知された値に基づいてＲＦユニット３０２がＬＱＩを計算し、計算されたＬＱＩがＣＮ２０１に送信されてもよい。あるいは、センサ３０６が温度や湿度などの物理量を感知する感知手段として機能し、センサ３０６が感知した値に基づくデータがＣＮ２０１に送信されてもよい。
【０１９０】
続いて、図１５を参照して第７実施形態について説明する。
図１５は、図６のステップＳ１１０の第７実施形態における詳細を示すフローチャートである。
【０１９１】
ステップＳ６０１〜Ｓ６０５は、図１４のステップＳ５０１〜Ｓ５０５と同様なので説明を省略する。
第７実施形態では、ＣＮ２０１へのデータ送信要求があるとＥＤがステップＳ６０５で判断した場合、次のステップＳ６０６において、ＥＤは次のように動作する。すなわち、ＥＤは、ステップＳ６０３でＣＮ２０１から受信した受信データの量Ｍ１と、ＣＮ２０１から要求され、これからＣＮ２０１へ送信しようとしている送信データの量Ｍ２との和を、予め決められた閾値ＭＰと比較する。そして、Ｍ１＋Ｍ２≦ＭＰならば処理はステップＳ６０７に移行し、Ｍ１＋Ｍ２＞ＭＰならば図１５の処理は終了する。
【０１９２】
ステップＳ６０７およびＳ６０８は、それぞれ図１４のステップＳ５０６およびＳ５０７と同様なので説明を省略する。
以上説明した第７実施形態によれば、ＥＤからＣＮ２０１へ送信するデータとして想定されているデータの量が不定であっても、ＥＤ同士の衝突を防いで効率のよい通信を実現することができる。なぜなら、受信データの量Ｍ１と送信データの量Ｍ２の和が閾値ＭＰ
よりも大きければ、送信データの送信が取り止めとなるからである。送信の取り止めにより、「あるＥＤがアクセス時刻ＡＴから始まる長さαの区間をはみ出してＣＮ２０１へのデータ送信を行う」といったことが回避される。結果として、「ＥＤ間でのＣＳＭＡ−ＣＡによる調整が必要になったり、衝突を回避しきれず混信が生じる」といった事態が回避される。
【０１９３】
上限を示す閾値ＭＰの値は、実施形態に応じて適宜決めることが望ましい。好適な閾値ＭＰの値は、シリアル通信レートやビーコン間隔など各種の要素に依存して異なるが、MCPS-DATA.requestプリミティブの最大データ長が約１００バイトであることから、安全を見込んで、例えば、閾値ＭＰの値は１００バイトと決められてもよい。なお、ここで「安全を見込んで」と述べたのは、何らかの理由で通信が失敗した場合にリトライが行われる（例えば３回までリトライが行われる）ことで、通信遅延が発生する可能性もあるからである。閾値ＭＰの値は、例えば、リトライが行われたとしても長さαの区間をはみ出さずに通信を完了することができるような値に設定されてもよい。
【０１９４】
実際、図１０のグラフに示したように、「空き１つ」（すなわち式（１９）においてＲ＝１）であれば、ほとんどの場合、１ビーコン周期内で５台（つまりＳ＝５）のＥＤが衝突なしにＣＮ２０１からそれぞれ１００バイトのデータを受信することができる。このことからも、「１００バイト」という値が閾値ＭＰの値として好適な値の一例であることが理解される。もちろん、閾値ＭＰの値は、１００バイトに限らず、「空き」の数Ｒやその他のシステムの設定などに応じて、適宜定めることが可能である。
【０１９５】
なお、ステップＳ６０６で送信データの送信が取り止められると、ＣＮ２０１は、ＥＤにデータの送信を要求したにも関わらずＥＤからデータが送信されなかったという事実から、Ｍ１＋Ｍ２＞ＭＰだということを認識する。
【０１９６】
例えば、ビーコンｂ１０から始まる第１のビーコン周期において、ＣＮ２０１は、ステップＳ６０３でＥＤ０１０に送信したデータ内の制御データにおいてＥＤ０１０にデータの送信を要求する。しかし、要求したデータを第１のビーコン周期内にＥＤ０１０から受信することができないと、ＣＮ２０１は、「ＥＤ０１０は、ステップＳ６０６でＭ１＋Ｍ２＞ＭＰと判断したためにデータ送信を取り止めた」と認識する。
【０１９７】
ところで、第７実施形態では、ＣＮ２０１がＥＤへ１回に送信するデータとして用意するデータの量は閾値ＭＰを超えず、ＥＤがＣＮ２０１へ１回に送信するために用意するデータの量も閾値ＭＰを超えないと仮定している。換言すれば、ＣＮ２０１とＥＤは、この仮定が成立するように、データを必要に応じて分割して用意する。
【０１９８】
したがって、例えば、次のビーコンｂ１１から始まる第２のビーコン周期において、以下のようにしてＥＤ０１０からＣＮ２０１へのデータ送信をＣＮ２０１がＥＤ０１０に再度要求してもよい。
【０１９９】
すなわち、ＣＮ２０１は、ビーコンｂ１１に再度ＥＤ０１０の識別番号「１０」を含める。また、ＣＮ２０１は、第２のビーコン周期におけるＥＤ０１０宛のデータとして、ＥＤ０１０からのデータ送信を要求する制御データのみを含む、実質的に空のデータを用意する。すると、第２のビーコン周期で再度図１５の処理を実行するＥＤ０１０は、上記仮定から、今度はステップＳ６０７とＳ６０８を実行する。よって、ＣＮ２０１は要求したデータをＥＤ０１０から収集することに成功する。
【０２００】
あるいは、ＣＮ２０１は、第１のビーコン周期でＥＤ０１０からのデータ収集に失敗したことをＰＣ２００に通知するだけでもよい。つまり、ＥＤ０１０からのデータ収集をや
り直すか否かの制御は、ＰＣ２００が行ってもよい。
【０２０１】
続いて、図１６と図１７を参照して第８実施形態について説明する。第７実施形態は、「ＣＮ２０１がＥＤに要求したデータを、ＣＮ２０１がＥＤから受信することができない」という結果が、「ＥＤからＣＮ２０１へ送信しようとするデータの量Ｍ２が多い」ということを暗黙に示している、という前提に基づいている。それに対し、第８実施形態では、データの量Ｍ２が多いことをＥＤが明示的にＣＮ２０１に通知する。
【０２０２】
図１６は、図６のステップＳ１１０の第８実施形態における詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ７０１〜Ｓ７０６は、図１５のステップＳ６０１〜Ｓ６０６と同様なので詳しい説明を省略する。
【０２０３】
ＥＤは、ステップＳ７０６において図１５のステップＳ６０６と同様にしてＭ１＋Ｍ２≦ＭＰか否かを判断した後、Ｍ１＋Ｍ２≦ＭＰの場合、図１５のステップＳ６０７およびＳ６０８とそれぞれ同様のステップＳ７０７およびＳ７０９を実行する。逆に、Ｍ１＋Ｍ２＞ＭＰの場合、処理はステップＳ７０８に移行する。
【０２０４】
ステップＳ７０８でＥＤは、ＣＮ２０１に次のビーコン周期で空データを再送してくれるよう要求するための制御データを、ＣＮ２０１から要求されてＣＮ２０１に本来送ろうとしていたデータの代わりに、ＣＮ２０１に送信する。なお、制御データは、例えば１バイト未満などの非常に短いデータ長で表すことができる。よって、ステップＳ７０８の送信処理は、ＥＤに割り当てられる長さαの区間をはみ出さずに実行することが可能であり、他のＥＤとの衝突を招くこともない。
【０２０５】
ステップＳ７０８の実行後、図１５のステップＳ６０８と同様のステップＳ７０９をＥＤが実行し、図１６の処理は終了する。なお、現在のビーコン周期においてステップＳ７０８が実行された場合、次のビーコン周期ではＥＤがステップＳ７０５、Ｓ７０６、Ｓ７０７、およびＳ７０９の処理を実行することになるので、ＣＮ２０１はＥＤからのデータ収集に成功する。
【０２０６】
以上、第８実施形態について、図１７を参照してＥＤの動作を説明した。続いて、図１８を参照してＣＮ２０１の動作を説明する。
図１７は、第８実施形態におけるＣＮ２０１の動作を示すフローチャートである。
【０２０７】
ステップＳ８０１でＣＮ２０１はビーコンを送信する。ビーコンには、ペンディングになっているデータの宛先であるＥＤの識別番号のリストが含まれる。各ビーコン周期でどのＥＤにデータを送信するかは、ＰＣ２００によって制御される。ＣＮ２０１は、ＰＣ２００の制御にしたがって、ＥＤの識別番号と、ＥＤに送信するデータとの組のリスト（以下「送信リスト」という）を管理している。
【０２０８】
ビーコンの送信後、式（１）に関して説明した長さＴの１ビーコン周期の時間が経過するまで、２つのループ端記号で挟まれた処理（すなわちステップＳ８０２〜Ｓ８１６）が繰り返される。そして、長さＴの時間が経過すると、処理はループから脱して再びステップＳ８０１に戻る。
【０２０９】
ステップＳ８０２でＣＮ２０１は、いずれかのＥＤからのデータ要求の割り込みがあるか否かを判断する。具体的には、ＣＮ２０１は、第６実施形態の図１３のステップＳ４０２に関して説明したMLME-POLL.requestプリミティブによってなされるデータ要求を、いずれかのＥＤから受信したか否かを判断する。
【０２１０】
ステップＳ８０１で送信されたビーコンのアドレス・リストフィールドに識別番号が含まれているＥＤは、第１〜第５実施形態と参考例に関して説明したように、各自の異なるアクセス時刻を計算し、それぞれのアクセス時刻にＣＮ２０１にデータ要求を送信する。したがって、ＣＮ２０１は、ステップＳ８０２のようにただデータ要求の割り込みを待ち、割り込みがあったら反応するだけでよい。
【０２１１】
ＣＮ２０１は、どのＥＤからもデータ要求を受信していなければステップＳ８０２を繰り返す。ＣＮ２０１がいずれかのＥＤからデータ要求を受信していれば、処理はステップＳ８０３に移行する。以下、説明の便宜上、ステップＳ８０２で受信されたデータ要求の送信元のＥＤを「対象ＥＤ」という。ステップＳ８０２で受信されるのは、対象ＥＤが図１６のステップＳ７０１で送信したデータ要求である。
【０２１２】
ステップＳ８０３でＣＮ２０１は、ステップＳ８０２で受信したデータ要求に対するＡｃｋを対象ＥＤに送信する。ステップＳ８０３は、第６実施形態の図１３のステップＳ４０３に相当し、Ａｃｋは対象ＥＤによって図１６のステップＳ７０２で受信される。
【０２１３】
続いてステップＳ８０４でＣＮ２０１は、対象ＥＤにデータを送信する。ステップＳ８０４で送信されるデータは、ステップＳ８０１に関して説明した送信リストにおいて、対象ＥＤの識別番号と対応づけられたデータである。
【０２１４】
また、ステップＳ８０４のデータ送信は、第６実施形態の図１３のステップＳ４０４に相当する。ステップＳ４０４に関して説明したとおり、ステップＳ８０４で送信されるデータには、ＣＮ２０１へのデータ送信を対象ＥＤに要求するか否かを示す制御データが含まれる。ステップＳ８０４で送信されるデータは、対照ＥＤによって図１６のステップＳ７０３で受信される。
【０２１５】
次に、ＣＮ２０１は、ステップＳ８０４で送信したデータに対するＡｃｋを、ステップＳ８０５で対象ＥＤから受信する。ステップＳ８０５は図１３のステップＳ４０５に相当し、Ａｃｋは対象ＥＤが図１６のステップＳ７０４で送信したものである。
【０２１６】
続いてＣＮ２０１は、ステップＳ８０６において、対象ＥＤから、MCPS-DATA.requestプリミティブによりデータを受信したか否かを判断する。
ステップＳ８０４でＣＮ２０１が対象ＥＤに送信したデータに含まれる制御データが、対象ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信が要求されていることを表す場合、対象ＥＤは図１６のステップＳ７０７またはＳ７０８で何らかのデータをＣＮ２０１に送信している。したがって、この場合、ステップＳ８０６でＣＮ２０１は、対象ＥＤからのデータ受信があると判断し、処理はステップＳ８０７に移行する。
【０２１７】
他方、ステップＳ８０４でＣＮ２０１が対象ＥＤに送信したデータに含まれる制御データが、対象ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信が不要であることを表す場合、対象ＥＤはステップＳ７０５で図１６の処理を終了している。したがって、この場合、ステップＳ８０６でＣＮ２０１は、対象ＥＤからのデータ受信がないと判断し、処理はステップＳ８０９に移行する。
【０２１８】
ステップＳ８０７でＣＮ２０１は、ステップＳ８０６で対象ＥＤから受信したデータに対するＡｃｋを対象ＥＤに送信する。ステップＳ８０７は第６実施形態の図１３のステップＳ４０７に相当し、Ａｃｋは対象ＥＤにより図１６のステップＳ７０９で受信される。
【０２１９】
続いてステップＳ８０８でＣＮ２０１は、ステップＳ８０６で受信したデータを解析す
ることにより、対象ＥＤから空データの再送が要求されているか否かを判断する。すなわち、ＣＮ２０１は、ステップＳ８０６で受信したデータが、対象ＥＤにより図１６のステップＳ７０８で送信された制御データなのか否かを判断する。
【０２２０】
ステップＳ８０６で受信したデータが、対象ＥＤにより図１６のステップＳ７０７で送信されたデータ（つまりＣＮ２０１がステップＳ８０４で要求したデータ）の場合、再送要求はないので、処理はステップＳ８０９に移行する。逆に、ステップＳ８０６で受信したデータが、対象ＥＤにより図１６のステップＳ７０８で送信されたデータの場合、ＣＮ２０１は空データの再送を要求されているので、処理はステップＳ８１５に移行する。
【０２２１】
ステップＳ８０９でＣＮ２０１は、ステップＳ８０４のデータ送信が成功したか否かを判断する。なお、図１７ではエラー処理の詳細を省略しているが、例えば、ステップＳ８０５では、何らかの理由でＣＮ２０１が対象ＥＤからＡｃｋを受信することができず、タイムアウトするかもしれない。ＣＮ２０１はステップＳ８０９において、例えば、「ステップＳ８０４のデータ送信から所定の時間以内にステップＳ８０５でＡｃｋの受信に成功すれば、ステップＳ８０４のデータ送信は成功」と判断する。
【０２２２】
ステップＳ８０９において、ステップＳ８０４のデータ送信が成功と判断されると、処理はステップＳ８１０に移行する。逆に、ステップＳ８０４のデータ送信が失敗と判断されると、処理はステップＳ８８１６に移行する。
【０２２３】
ステップＳ８１０でＣＮ２０１は、ステップＳ８０４のデータ送信が成功したという結果をＰＣ２００に通知する。
続いてステップＳ８１１でＣＮ２０１は、ステップＳ８０６で対象ＥＤから受信したデータがあれば、受信したデータもＰＣ２００に通知する。
【０２２４】
さらに、ステップＳ８１２でＣＮ２０１は、対象ＥＤのアドレス（すなわち識別番号）と、当該識別番号に対応づけられたデータとの組を、送信リストから削除する。
また、ステップＳ８１３でＣＮ２０１は、ステップＳ８１２での削除後の送信リスト中に識別番号が含まれるＥＤの数Ｋが、予め決められた最大値Ｋｍａｘより小さいか否かを判断する。何らかの例外的な異常が生じてＫ≧Ｋｍａｘとなる場合、２つのループ端記号で囲まれた繰り返し処理はここで終了し、１ビーコン周期が経過していなければ再び処理はステップＳ８０２に戻り、１ビーコン周期が経過していれば処理はステップＳ８０１に戻る。しかし、通常はＫ＜Ｋｍａｘなので処理はステップＳ８１４に進む。
【０２２５】
ステップＳ８１４でＣＮ２０１は、ＥＤの識別番号とＥＤに送信するデータの組で表された１件のデータ送信要求をＰＣ２００から受信し、送信リストに追加する。そして、２つのループ端記号で囲まれた繰り返し処理はここで終了し、１ビーコン周期が経過していなければ再び処理はステップＳ８０２に戻り、１ビーコン周期が経過していれば処理はステップＳ８０１に戻る。
【０２２６】
また、ステップＳ８０８からステップＳ８１５に処理が移行した場合は、対象ＥＤから空データの再送が要求されている。よって、ＣＮ２０１はステップＳ８１５において、送信リスト中の、対象ＥＤの識別番号に対応づけられたデータのみを削除し、対象ＥＤのアドレス（すなわち識別番号）は残しておく。より正確には、ＣＮ２０１は、対象ＥＤの識別番号に対応づけられたデータのうち、対象ＥＤにＣＮ２０１へのデータ送信を要求する制御データは残し、その他のペイロードを削除することで、空データを対象ＥＤの識別番号に対応づける。そして、処理はステップＳ８１６に移行する。
【０２２７】
ステップＳ８１６は、ステップＳ８０９においてステップＳ８０４のデータ送信が失敗
と判定された場合か、またはステップＳ８１５が実行された場合に実行される。ＣＮ２０１はステップＳ８１６でリトライ回数と規定値を比較する。
【０２２８】
そして、リトライ回数が規定値以下なら、２つのループ端記号で囲まれた繰り返し処理はここで終了し、１ビーコン周期が経過していなければ再び処理はステップＳ８０２に戻り、１ビーコン周期が経過していれば処理はステップＳ８０１に戻る。逆に、リトライ回数が規定値を超えていれば、処理はステップＳ８１２に移行する。
【０２２９】
例えば、規定値は「３回」などと定められている。また、より詳しく説明すると、ステップＳ８１６で規定値と回数が比較されるリトライには、２つの種類がある。
１種類目のリトライは、ステップＳ８０４のデータ送信が失敗とステップＳ８０９において判断された場合に、１ビーコン周期内で行われるリトライである。２種類目のリトライは、図１６のステップＳ７０６でＭ１＋Ｍ２＞ＭＰと判断されたなどの理由により、あるビーコン周期で対象ＥＤからのデータ収集に失敗した場合のリトライである。この場合、後続のビーコン周期で再度、対象ＥＤの識別番号がビーコンのアドレス・リストフィールドに指定されるが、ステップＳ８１６により、規定値を超える数のビーコン周期にわたってリトライが繰り返されることは防止される。
【０２３０】
以上、図１７を参照して説明したように、第８実施形態では、ＥＤのみでなくＣＮ２０１も従来のものとは動作が異なる。従来のＣＮ２０１の動作との主な違いは、ステップＳ８０８とＳ８１５である。
【０２３１】
以上、第６〜第８実施形態として、ＣＮ２０１が各ＥＤからデータを収集する実施形態について説明したが、第６〜第８実施形態におけるデータ収集の利点は、ＣＮ２０１によってデータ収集のタイミングが集中制御される点にある。ＣＮ２０１はＰＣ２００に制御されているので、データ収集のタイミングはＰＣ２００によって集中制御されているとも言えるが、いずれにせよ、子機である複数のＥＤは、各自判断したタイミングでデータをＣＮ２０１に送信するのではない。
【０２３２】
つまり、第６〜第８実施形態では、下記２点の組み合わせにより、ＰＣ２００は必要に応じて自由に、いつどのＥＤからデータを収集するかを制御することができる。
・ビーコンのアドレス・リストフィールドにどのＥＤの識別番号を含めるかという点。
・アドレス・リストフィールドで識別番号を指定した各ＥＤ宛の送信データにおいて、制御データを、ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信を行うよう要求することを示す値に設定するか否かという点。
【０２３３】
こうしてデータ収集のタイミングが集中制御されていると、上記実施形態のように各ＥＤがビーコンにしたがってアクセス時刻ＡＴを計算し、計算したアクセス時刻ＡＴにＣＮ２０１にアクセスする限り、データ収集のためにＥＤ間で衝突が生じることもない。よって、ＰＣ２００は、必要に応じて効率的に、ＣＮ２０１を介して各ＥＤからデータを収集することができる。また、ＰＣ２００は、各ＥＤへ送信するデータとの兼ね合いを考慮して、データ収集のスケジュールを立てることもできる。
【０２３４】
また、第６〜第８実施形態によるＥＤからのデータ収集は、収集するデータの種類と用途によって様々な効果をもたらす。
例えば、図３のセンサ３０６が温度センサであり、ＰＣ２００がＣＮ２０１を介して各ＥＤから温度を収集する実施形態は、室温の管理に好適である。収集した温度は、例えば空調設備にフィードバックされてもよい。また、図３のセンサ３０６が、例えば心拍数な
どを計測する医療用のセンサであり、個々のＥＤを患者が携帯する実施形態は、患者の観察に好適である。
【０２３５】
また、ＰＣ２００がＣＮ２０１を介して各ＥＤからＬＱＩを収集する実施形態は、図１８のシステム全体の設定を調整するのに好適である。ＬＱＩの収集は、例えばシステムの試験運用の際に行われてもよいし、保守期間に行われてもよいし、実運用中に恒常的に行われてもよい。
【０２３６】
例えば、多数のＥＤそれぞれにおける電波の受信感度を調べ、各ＥＤとＣＮ２０１を適切な場所に配置することは、従来、非常に手間のかかる作業であった。しかし、第６〜第８実施形態によって、例えばビーコンの受信感度を表すＬＱＩを各ＥＤからＰＣ２００が収集することで、ＰＣ２００は、各ＥＤにおける電波受信状況を一元的に把握し、モニタすることができる。
【０２３７】
よって、ユーザの手間が大幅に削減される。また、ユーザは、ＰＣ２００が一元的に把握した各ＥＤにおける電波受信状況を見て、ＥＤまたはＣＮ２０１の配置を検討することができる。
【０２３８】
さらに、ＥＤの配置を決めるために、ユーザがＥＤを持ち歩いて移動しながら、ＰＣ２００がＣＮ２０１を介して当該ＥＤからＬＱＩを収集してもよい。それにより、電波が届きにくい、いわゆるデッドポイントの位置が明らかになる。したがって、通信エリアに漏れがないか否かといったチェックが可能となる。また、チェックの結果から、ユーザがＣＮ２０１またはＥＤの配置の見直しをすることもできる。その結果、システム全体としての平均的な通信状態を向上させることもできる。
【０２３９】
また、ＬＱＩの収集の結果、ユーザは、ＣＮの設置台数を増やすことを決定してもよい。例えば、通信エリアに漏れがないように、ユーザは３台のＣＮを配置してもよい。
この場合、３台のＣＮは同じ１台のＰＣ２００に接続され、同じＰＣ２００により制御される。また、３台のＣＮは、別々の無線チャネルを用いてＥＤと通信を行う。各ＥＤは、３台のＣＮのうち、最もビーコンの受信感度が良いＣＮのネットワークに参加する。各ＣＮは、自ＣＮのネットワークに属する配下のＥＤの識別番号を認識することができ、認識した結果をＰＣ２００に報告する。
【０２４０】
よって、ＰＣ２００は、各ＥＤについて、どのＣＮのネットワークに属すのかを一元的に把握することができる。ＰＣ２００は、ＥＤとＣＮの対応関係を、例えばテーブルを用いて管理してもよい。
【０２４１】
また、ＰＣ２００はＥＤとＣＮの対応関係に基づいて次のような制御を行う。例えば、ＥＤ００１が第１のＣＮのネットワークに属し、ＥＤ００２が第２のＣＮのネットワークに属する場合、ＰＣ２００は、ＥＤ００１宛のデータは第１のＣＮに通知し、ＥＤ００２宛のデータは第２のＣＮに通知する。
【０２４２】
また、その後、何らかの理由でＥＤ００２が、第２のＣＮのビーコンよりも第１のＣＮのビーコンの方を良い感度で受信することができるようになり、第１のＣＮのネットワークに移動してくる場合もありうる。その場合、ＰＣ２００は第１のＣＮからの通知に基づき、上記テーブルにおいてＥＤ００２に対応づけられたＣＮを、第２のＣＮから第１のＣＮに書き換えることができる。
【０２４３】
以上、複数の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
上記では、未使用区間がビーコンの直後またはビーコン周期の最後に配置されるパターンの実施形態について説明したが、未使用区間がビーコン周期の中間部に配置される実施形態も可能である。
【０２４４】
例えば、ペンディングとなっているデータの宛先として、「１０、２０、３０、４０、５０」という順で５つの識別番号がビーコンに記述されているとき、ＥＤ０１０に対応する区間、ＥＤ０２０に対応する区間、未使用区間、ＥＤ０３０に対応する区間、ＥＤ０４０に対応する区間、ＥＤ０５０に対応する区間、という順になるよう配置されていてもよい。
【０２４５】
ただし、未使用区間をビーコン周期の中間部に配置する場合は、未使用区間をビーコンの直後またはビーコン周期の最後に配置する場合に比べて、アクセス時刻の算出方法が複雑になる。なぜなら、各ＥＤは、自ＥＤに対応する区間が未使用区間の前後いずれとなるかを判定し、場合分けしてアクセス時刻を計算する必要があるためである。
【０２４６】
よって、第１〜第５実施形態では、単純な方法でアクセス時刻を計算することができるようにするため、すなわち、ＥＤをより簡素に構成するため、未使用区間をビーコンの直後またはビーコン周期の最後に配置している。アクセス時刻が単純な計算式で計算可能であれば、アクセス時刻の計算をハードウェア回路で行うようにＭＣＵを構成するのも容易である。
【０２４７】
また、上記の実施形態を複数組み合わせた実施形態も可能である。
例えば、第２実施形態の式（１３）のように、未使用区間の長さＭを減じる計算方法を、第３〜第５実施形態に適用することも可能である。また、図７の第３実施形態において、図８の第４実施形態のごとく空きの数Ｒを２とすることもでき、あるいは空きの数Ｒを２より大きくすることもできる。
【０２４８】
なお、上記の複数の実施形態を切り替え可能なようにビーコン無線通信システムを構成することもできる。例えば、アクセス時刻の計算式を切り換えるための特定の制御命令をＣＮがビーコン・ペイロードに記述し、ＥＤはビーコン・ペイロードの内容に応じて計算式を切り換えてもよい。
【０２４９】
あるいは、ビーコン無線通信システムにおいて、特定の番号（例えば９００〜９９９番）を、ＥＤの識別番号として使用しないことを予め取り決めておいてもよい。これらの番号をダミー番号と呼ぶことにする。ダミー番号にはそれぞれ予め意味が割り当てられる。
【０２５０】
例えば、９５０番と９６０番はそれぞれ、第１実施形態と第４実施形態の計算式を使うべきことを表すとする。このとき、ＣＮがこれらのダミー番号をビーコンに記述し、ＥＤがビーコンを解釈してアクセス時刻の計算に用いる計算式を判断することによって、上記の複数の実施形態を切り替え可能なようにビーコン無線通信システムを構成することができる。この場合、台数Ｓと順番Ｎの認識において、各ＥＤのＭＣＵは、ダミー番号を無視すればよい。
【０２５１】
また、図９の第５実施形態は様々に変形可能である。
例えば、依頼受け区間の長さβと、各ＥＤに割り当てられる通信区間の長さと、未使用区間の長さは、互いに異なるようにすることができる。例えば、依頼受け区間の長さβと未使用区間の長さＭをそれぞれ定数としてＭＣＵ内の不揮発性メモリに予め記憶しておくこともできる。
【０２５２】
また、依頼受け区間と通信区間と未使用区間の並び順は任意である。
さらに、第５実施形態では、どのビーコン周期でもビーコン直後に必ず依頼受け区間が存在することを前提としていたが、依頼受け区間を設けるか否かということと、依頼受け区間の長さとをＣＮがビーコン周期ごとに制御可能とすることもできる。
【０２５３】
例えば、ダミー番号の９００〜９０６番には依頼受け区間という意味が割り当てられ、ＣＮは、依頼受け区間を設けようとする場合は、ビーコンフレームのアドレス・リストフィールドに、依頼受け区間を意味するダミー番号９００番を記述する。各ＥＤは、９００番を含むビーコンを受信すると、９００番が記述された順序に対応する区間が依頼受け区間であることを認識することができる。また、ＣＮは、依頼受け区間を短く設定しようとする場合は、依頼受け区間を意味するダミー番号を１つだけビーコンに記述し、長く設定しようとする場合は、依頼受け区間を意味するダミー番号を２つあるいはそれ以上ビーコンに記述する。
【０２５４】
これと同様の観点から、他の実施形態を変形することも可能である。すなわち、未使用区間を意味するダミー番号（例えば９９９番）を、どのビーコン周期においてもＣＮが常にビーコンに記述するように、上記の各実施形態を変形することが可能である。この場合、各ＥＤのＭＣＵが、ダミー番号も含めて台数Ｓと順番Ｎを数えて認識し、参考例における式（１）および（３）にしたがって自分のアクセス時刻ＡＴを計算する。すると、ダミー番号の分、未使用区間が存在することになる。
【０２５５】
ただし、このような変形例においては、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格に準拠した従来の汎用的なＣＮをそのまま利用することはできない。未使用区間を意味するダミー番号を常にビーコンに記述するよう特別に構成されたＣＮが必要である。一方、上記の第１〜第５実施形態は、従来の汎用的なＣＮをそのまま利用することができるという利点を有する。
また、第７〜第８実施形態における閾値ＭＰは、ビーコンのアドレス・リストフィールドに識別番号が含まれるＥＤの台数Ｓに応じて変化する可変の閾値でもよい。
【０２５６】
また、第６〜第８実施形態において、ＣＮ２０１からＥＤにデータ送信を要求したにもかかわらずＣＮ２０１がＥＤからのデータを受信することができなかった場合、ＣＮ２０１は、次のビーコン周期において、次のような制御を行ってもよい。
・例えば、通常はビーコンのアドレス・リストフィールドに識別番号を含めるＥＤの台数Ｓの値がＳ＝５の場合、ＣＮ２０１は、次のビーコン周期では一時的にＳ＝３に変えてビーコンを生成し、送信してもよい。
・例えば、ＥＤ００１からのデータ収集に失敗した次のビーコン周期では、ＣＮ２０１は、アドレス・リストフィールドを、ＥＤ００１の識別子である「１」を２つ以上含めて「１，１，２，３，４」のように設定してもよい。
【０２５７】
上記に例示した２つの制御は、いずれも、データ収集のための時間的余裕を増やし、次のビーコン周期で確実に対象ＥＤからデータを収集するための制御である。
また、第６〜第８実施形態においては、ＥＤからＣＮ２０１へのデータ送信を要求するか否かが、ＣＮ２０１からＥＤへ送信されるデータ内で指定されているが、このような指定がなくてもよい。
【０２５８】
上記各実施形態によれば、ビーコンに識別番号が含まれるＥＤは、各自異なるアクセス時刻にＣＮ２０１にアクセスするので、他のＥＤの通信に干渉しない。よって、ＥＤは、自分専用に確保された長さαの区間を自由に使って、ＣＮ２０１からの要求の有無と関係なく、例えばＣＮ２０１からの受信データの量Ｍ１との和が閾値ＭＰを超えない範囲のデ
ータを、自由にＣＮ２０１に送信してもよい。
【０２５９】
なお、第７〜第８実施形態のようにＥＤからＣＮ２０１へ送信されるデータの量が不定の場合、ＥＤが先にＣＮ２０１からデータを受信し、割り当てられた長さαの区間の残りでデータを送信することが可能か否かを、閾値ＭＰに基づいて判断することが好ましい。
【０２６０】
しかし、システムの用途などによっては、ＥＤからＣＮ２０１へ送信されるデータの量、およびＣＮ２０１からＥＤへ送信されるデータの量の上限が決まっている場合もある。その場合、２つの上限値から、長さαの区間で送信と受信の双方を完了することが可能だと予め判明していれば、先にＥＤからＣＮ２０１にデータを送信し、後でＣＮ２０１からＥＤにデータを送信してもよい。つまり、図１３において、ステップＳ４０１に続いてステップＳ４０６とＳ４０７を実行し、その後でステップＳ４０２〜Ｓ４０５を実行する実施形態も可能である。
【０２６１】
以上、実施形態の変形の例をいくつか示したが、ビーコン無線通信システムの用途や利用するＣＮの仕様などに応じて、適した実施形態を選択することが好ましい。いずれの実施形態においても、ビーコンが含む識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の識別子の順序と未使用区間の長さとに応じて、受信した当該ビーコンから始まるビーコン周期内でのアクセス時刻が計算され、そのアクセス時刻にアクセスが行われることから、ビーコン無線通信システム全体としての性能が向上する。
【０２６２】
最後に下記の付記を開示する。
（付記１）
１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて用いられる前記ビーコン無線通信装置であって、
前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断し、前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスすべき時刻を計算するアクセス時刻計算手段と、
前記アクセス時刻計算手段を用いて計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスするアクセス手段とを備え、
前記親機が前記ビーコンを送信する周期であるビーコン周期は、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と、前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含み、
前記アクセス時刻計算手段は、前記ビーコンが含む識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記未使用区間の長さとに応じて、前記ビーコン発信時刻を起点としてビーコン周期内での前記時刻を計算する、
ことを特徴とするビーコン無線通信装置。
（付記２）
前記未使用区間は、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓに１以上の数Ｒを加算して得られる数Ｄ＝Ｓ＋Ｒで、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さを等分した長さαの、Ｒ倍の長さＲ×αであることを特徴とする付記１に記載のビーコン無線通信装置。
（付記３）
前記Ｒの値は１であることを特徴とする付記２に記載のビーコン無線通信装置。
（付記４）
前記アクセス時刻計算手段は、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さから予め定められた前記未使用区間の長さＭを減じた長さを、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓで等分す
ることにより、前記時刻を計算する、
ことを特徴とする付記１に記載のビーコン無線通信装置。
（付記５）
前記ビーコン周期は、前記親機が前記ビーコンを送信するビーコン送信区間と、該ビーコン送信区間に続いて任意の台数の前記ビーコン無線通信装置が前記親機に対してスロットの確保依頼を送信して前記親機が前記確保依頼を受け付けるための依頼受け区間と、該依頼受け区間に続く前記無線通信区間と、該無線通信区間に続く前記未使用区間とからなることを特徴とする付記１から４のいずれか１項に記載のビーコン無線通信装置。
（付記６）
前記ビーコン周期内における前記未使用区間の位置は、前記無線通信区間の前、前記無線通信区間の後、または複数に分割された前記無線通信区間の中間であることを特徴とする付記１から４のいずれか１項に記載のビーコン無線通信装置。
（付記７）
前記アクセス手段は、前記親機にアクセスして前記親機から第１のデータを受信する受信処理と、前記親機にアクセスして前記親機へ第２のデータを送信する送信処理の双方を行うことを特徴とする付記１から６のいずれか１項に記載のビーコン無線通信装置。
（付記８）
前記アクセス手段は、前記受信処理を行った後、受信した前記第１のデータの量と前記親機に送信しようとする第３のデータの量との和を閾値と比較し、前記和が前記閾値以下ならば、前記送信処理において前記第２のデータとして前記第３のデータを送信することを特徴とする付記７に記載のビーコン無線通信装置。
（付記９）
物理量を感知する感知手段をさらに備え、
前記第３のデータは前記感知手段が感知した値に基づくデータである、
ことを特徴とする付記８に記載のビーコン無線通信装置。
（付記１０）
前記アクセス手段は、前記和が前記閾値を超えていれば、前記ビーコン無線通信装置宛に次のビーコン周期で空データを送信するよう前記親機に要求する制御データを、前記送信処理において前記第２のデータとして送信するか、または現在のビーコン周期における前記第２のデータの送信を取り止めることを特徴とする付記８または９に記載のビーコン無線通信装置。
（付記１１）
前記閾値は１００バイトであることを特徴とする付記８から１０のいずれか１項に記載のビーコン無線通信装置。
（付記１２）
１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて、前記ビーコン無線通信装置に、
前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断する判断ステップと、
前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、前記親機が前記ビーコンを送信する周期であって、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含むビーコン周期内で、自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスすべき時刻を、前記ビーコンが含む識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記未使用区間の長さとに応じて計算する計算ステップと、
計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスするよう制御を行う制御ステップと、
を実行させることを特徴とするビーコン無線通信プログラム。
（付記１３）
前記未使用区間は、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓに１以上の数Ｒを加算して得られる数Ｄ＝Ｓ＋Ｒで、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さを等分した長さαの、Ｒ倍の長さＲ×αであることを特徴とする付記１２に記載のビーコン無線通信プログラム。
（付記１４）
前記Ｒの値は１であることを特徴とする付記１３に記載のビーコン無線通信プログラム。
（付記１５）
前記計算ステップは、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さから予め定められた前記未使用区間の長さＭを減じた長さを、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓで等分した長さを計算することを含む、
ことを特徴とする付記１２に記載のビーコン無線通信プログラム。
（付記１６）
前記ビーコン周期は、前記親機が前記ビーコンを送信するビーコン送信区間と、該ビーコン送信区間に続いて任意の台数の前記ビーコン無線通信装置が前記親機に対してスロットの確保依頼を送信して前記親機が前記確保依頼を受け付けるための依頼受け区間と、該依頼受け区間に続く前記無線通信区間と、該無線通信区間に続く前記未使用区間とからなることを特徴とする付記１２から１５のいずれか１項に記載のビーコン無線通信プログラム。
（付記１７）
前記ビーコン周期内における前記未使用区間の位置は、前記無線通信区間の前、前記無線通信区間の後、または複数に分割された前記無線通信区間の中間であることを特徴とする付記１２から１５のいずれか１項に記載のビーコン無線通信プログラム。
（付記１８）
１台の親機と、複数台の子機であるビーコン無線通信装置とが、ビーコンを用いて無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて、前記ビーコン無線通信装置が、
前記親機から受信した前記ビーコンが自ビーコン無線通信装置の識別子を含むか否かを判断し、
前記ビーコンが前記識別子を含む場合は、前記親機が前記ビーコンを送信する周期であって、前記親機が無線を通じて１台以上の前記ビーコン無線通信装置と通信するために割り当てられる無線通信区間と前記親機が前記ビーコン無線通信装置との無線通信以外の処理を行うために割り当てられる未使用区間とを含むビーコン周期内で、自ビーコン無線通信装置が前記親機にアクセスすべき時刻を、前記ビーコンが含む識別子のうちでの自ビーコン無線通信装置の前記識別子の順序と前記未使用区間の長さとに応じて計算し、
計算した前記時刻に、前記親機に、無線を通じてアクセスする、
ことを特徴とするビーコン無線通信方法。
（付記１９）
前記未使用区間は、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓに１以上の数Ｒを加算して得られる数Ｄ＝Ｓ＋Ｒで、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さを等分した長さαの、Ｒ倍の長さＲ×αであることを特徴とする付記１８に記載のビーコン無線通信方法。
（付記２０）
前記Ｒの値は１であることを特徴とする付記１９に記載のビーコン無線通信方法。
（付記２１）
前記前記ビーコン無線通信装置は、前記ビーコン周期のうち前記無線通信区間および前記未使用区間として利用可能な時間の長さから予め定められた前記未使用区間の長さＭを減じた長さを、前記ビーコンに識別子が含まれる前記ビーコン無線通信装置の台数Ｓで等分した長さを計算することによって前記時刻を計算する、
ことを特徴とする付記１８に記載のビーコン無線通信方法。
（付記２２）
前記ビーコン周期は、前記親機が前記ビーコンを送信するビーコン送信区間と、該ビーコン送信区間に続いて任意の台数の前記ビーコン無線通信装置が前記親機に対してスロットの確保依頼を送信して前記親機が前記確保依頼を受け付けるための依頼受け区間と、該依頼受け区間に続く前記無線通信区間と、該無線通信区間に続く前記未使用区間とからなることを特徴とする付記１８から２１のいずれか１項に記載のビーコン無線通信方法。
（付記２３）
前記ビーコン周期内における前記未使用区間の位置は、前記無線通信区間の前、前記無線通信区間の後、または複数に分割された前記無線通信区間の中間であることを特徴とする付記１８から２１のいずれか１項に記載のビーコン無線通信方法。
（付記２４）
ビーコンを送信する１台の親機と、第１の識別子により識別される第１の子機を含む複数台の子機とが無線を通じて通信するビーコン無線通信システムにおいて、
第１のビーコン周期において前記第１の子機に送信する第１のデータがあるとき、前記親機が、前記第１識別子を第１のビーコンに含めて前記第１のビーコンを送信し、
前記第１の子機は、前記第１のビーコンに含まれる１つ以上の識別子のうちでの前記第１の識別子の順序に基づいて前記第１のビーコン周期内の第１の時刻を計算し、計算した前記第１の時刻に前記親機にアクセスして前記第１のデータを受信し、
前記第１のデータが、前記親機から前記第１の子機に第２のデータの送信を要求する指示を含む場合、前記第１の子機は、受信した前記第１のデータの量と要求された前記第２のデータの量との和を閾値と比較し、前記和が前記閾値以下ならば、前記第１のビーコン周期において前記第１のデータの受信に続けて前記第２のデータの前記親機への送信を実行し、前記和が前記閾値を超えていれば、前記第１のビーコン周期における前記第２のデータの送信を取り止め、
前記第１のデータが前記指示を含み、かつ前記第１のビーコン周期において前記第２のデータが前記親機において受信されなかったとき、前記親機は、前記第１の識別子を第２のビーコンに含めて前記第２のビーコンを送信し、第２のビーコン周期で前記第１の子機に送信するデータとして空データを用意し、前記第１の子機は、前記第２のビーコンに含まれる１つ以上の識別子のうちでの前記第１の識別子の順序に基づいて前記第２のビーコン周期内の第２の時刻を計算し、計算した前記第２の時刻に前記親機にアクセスして前記空データを受信し、前記親機に前記第２のデータを送信する、
ことを特徴とする方法。
【図面の簡単な説明】
【０２６３】
【図１】第１実施形態を説明する図である。
【図２】参考例を説明する図である。
【図３】コーディネータとエンドデバイスの内部構成を説明するブロック図である。
【図４】ビーコン信号のフレームフォーマットを説明する図である。
【図５】コーディネータとエンドデバイスとの間の通信の様子を示すシーケンス図である。
【図６】エンドデバイスのＭＣＵが実行する処理のフローチャートである。
【図７】第３実施形態を説明する図である。
【図８】第４実施形態を説明する図である。
【図９】第５実施形態を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態と参考例との比較結果を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態におけるコーディネータとエンドデバイスとの間の通信の詳細を表すシーケンス図である。
【図１２】図６のステップＳ１１０の第１実施形態における詳細を示すフローチャートである。
【図１３】第６実施形態におけるコーディネータとエンドデバイスとの間の通信の詳細を表すシーケンス図である。
【図１４】図６のステップＳ１１０の第６実施形態における詳細を示すフローチャートである。
【図１５】図６のステップＳ１１０の第７実施形態における詳細を示すフローチャートである。
【図１６】図６のステップＳ１１０の第８実施形態における詳細を示すフローチャートである。
【図１７】第８実施形態におけるコーディネータの動作を示すフローチャートである。
【図１８】ビーコン無線通信方式の概要を説明する図である。
【図１９】ＣＳＭＡ−ＣＡ方式を採用した第１の従来技術を説明する図である。
【図２０】時分割方式を採用した第２の従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【０２６４】
００１〜１００      ＥＤ
２００      ＰＣ
２０１      ＣＮ
３０１、３１１      アンテナ
３０２、３１２      ＲＦユニット
３０３、３１３      ＭＣＵ
３０４、３１４      ソフト
３０５、３１５      モジュール
３０６      センサ
３０７、３１６      電池
ｂ１０〜ｂ４３      ビーコン
【図１】
0005260264.tif 000002
【図２】
0005260264.tif 000003
【図３】
0005260264.tif 000004
【図４】
0005260264.tif 000005
【図５】
0005260264.tif 000006
【図６】
0005260264.tif 000007
【図７】
0005260264.tif 000008
【図８】
0005260264.tif 000009
【図９】
0005260264.tif 000010
【図１０】
0005260264.tif 000011
【図１１】
0005260264.tif 000012
【図１２】
0005260264.tif 000013
【図１３】
0005260264.tif 000014
【図１４】
0005260264.tif 000015
【図１５】
0005260264.tif 000016
【図１６】
0005260264.tif 000017
【図１７】
0005260264.tif 000018
【図１８】
0005260264.tif 000019
【図１９】
0005260264.tif 000020
【図２０】
0005260264.tif 000021