(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機が送信する所定周期の同期信号に応じて複数の子機が前記親機にアクセスする無線通信システムにおける前記親機として用いられる無線通信装置であって、
前記複数の子機からのアクセス状況を監視してアクセス参加要求の統計情報を得る統計処理手段と、
前記統計処理手段で得られた前記統計情報が示すアクセス参加要求の数に応じて、アクセス参加要求の通信に割り当てる前記所定周期内の区間の増大を決定する割当決定手段と、
前記割当決定手段で得られた割当結果を含むスケジュール情報を前記所定周期内で前記複数の子機に送信する送信手段と、
を有する無線通信装置。
【請求項２】
前記割当決定手段は、アクセス参加要求に複数の区間を割り当てた場合、前記複数の区間と前記複数の子機とを各子機の識別情報によって対応付けることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記割当決定手段は、連続する複数の周期を１つの割当単位として割り当てを決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記割当決定手段は、予め定義された複数の割当パターンから適用する割当パターンを選択して割り当てを決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信手段は、前記スケジュール情報を前記所定周期で前記同期信号に続けて送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記統計処理手段は、アクセス参加要求と前記親機へのデータ送信と前記親機からのデータ受信の要求とを含む複数のアクセス種別それぞれの統計情報を取得し、
前記割当決定手段は、前記複数のアクセス種別それぞれに割り当てる前記所定周期内の区間を決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項７】
親機が送信する所定周期の同期信号に応じて複数の子機が前記親機にアクセスする無線通信システムの無線通信方法であって、
前記親機が前記複数の子機からのアクセス状況を監視してアクセス参加要求の統計情報を得、
前記親機が得られた前記統計情報が示すアクセス参加要求の数に応じて、アクセス参加要求の通信に割り当てる前記所定周期内の区間の増大を決定し、
前記親機が得られた割当結果を含むスケジュール情報を前記所定周期内で前記複数の子機に送信する、
無線通信方法。
【請求項８】
親機が送信する所定周期の同期信号に応じて複数の子機が前記親機にアクセスする無線通信システムにおける前記親機として用いられるコンピュータの機能を備えた無線通信装置を制御するための無線通信制御プログラムであって、
前記コンピュータの機能を備えた無線通信装置を、
前記複数の子機からのアクセス状況を監視してアクセス参加要求の統計情報を得る統計処理手段、
前記統計処理手段で得られた前記統計情報が示すアクセス参加要求の数に応じて、アクセス参加要求の通信に割り当てる前記所定周期内の区間の増大を決定する割当決定手段、
前記割当決定手段で得られた割当結果を含むスケジュール情報を前記所定周期内で前記複数の子機に送信する送信手段、
として機能させる無線通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は無線通信装置、無線通信方法および無線通信制御プログラムに関し、特に親機と複数の子機とが同期信号に応じて無線通信を行う無線通信システムで用いられる無線通信装置、無線通信方法および無線通信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線通信技術が大きく発達し、様々な機器が無線ネットワークに接続できるようになりつつある。例えば、ＺｉｇＢｅｅと呼ばれる短距離無線通信方式を採用すると、消費電力の低い小型の無線通信装置を実装でき、様々な機器に無線通信装置を搭載することが可能になる（例えば、非特許文献１参照）。従って、監視カメラや温度センサなどのセンサ装置から得られるセンシングデータをコンピュータに転送し、コンピュータがセンシングデータを解析して各種機器を制御するといったセンサネットワークの実現も容易となる。
【０００３】
ここで、無線通信装置間の接続形態としては、無線ネットワークを管理する親機（コーディネータ）と複数の子機（エンドデバイス）とがスター型に接続し、親機と子機とは同期信号に基づいて無線通信を行うというものが考えられる。この接続形態では、親機は所定周期で同期信号を送信し、子機は同期信号に基づいてタイミングの同期をとり、親機へアクセス（例えば、ネットワーク参加要求、データ受信要求、データ送信など）を行う。親機は、受け付けたアクセスの内容に応じた応答を行う。このような接続形態は、多数の無線通信装置を効率的に管理することができるという利点がある。
【０００４】
一方、多数の子機が親機にアクセスする接続形態では、アクセス競合の問題が生じる。アクセスの衝突が発生すると、親機では各子機からの無線信号を正しく認識できず、子機から親機への再アクセスが必要となり通信効率が低下する。これに対し、アクセス競合を抑制する技術としては、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance）方式や保障タイムスロット方式（ＧＴＳ方式）がある。
【０００５】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、各子機は他の子機が親機にアクセス中であることを検知すると、ランダムな長さの待ち時間をとってから親機にアクセスするようにする。保障タイムスロット方式では、同期信号から次の同期信号までの１周期のうちの所定区間を予約用のタイムスロット（保障タイムスロット）に割り当てておき、子機から予約要求があると、親機は保障タイムスロットをその子機が独占的に使用できるようにする。
【非特許文献１】The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), "Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)", IEEE Std 802.15.4-2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記ＣＳＭＡ／ＣＡ方式および保障タイムスロット方式では、無線リソースを十分効率的に利用できていないという問題がある。すなわち、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、各子機が待ち時間を決定するため、アクセス状況に偏りが生じることもある。また、保障タイムスロット方式では、親機による使用許可が必要な保障タイムスロットの位置を予め決めておくため、アクセス状況に応じた柔軟なタイムスロットの利用が困難である。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数の子機が親機へアクセスする無線通信システムにおいてアクセスを効率的に行えるようにする無線通信装置、無線通信方法および無線通信制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、親機が送信する所定周期の同期信号に応じて複数の子機が親機にアクセスする無線通信システムにおける親機として用いられる無線通信装置が提供される。この無線通信装置は、統計処理手段、割当決定手段および送信手段を有する。統計処理手段は、複数の子機からのアクセス状況を監視してアクセス種別毎の統計情報を得る。割当決定手段は、統計処理手段で得られた統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間を決定する。送信手段は、割当決定手段で得られた割当結果を含むスケジュール情報を所定周期内で複数の子機に送信する。
【０００９】
このような無線通信装置によれば、統計処理手段により、複数の子機からのアクセスについてアクセス種別毎の統計情報が得られる。割当決定手段により、統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間が決定される。送信手段により、割当結果を含むスケジュール情報が所定周期内で複数の子機に送信される。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、親機が送信する所定周期の同期信号に応じて複数の子機が親機にアクセスする無線通信システムの無線通信方法が提供される。この無線通信方法では、親機が複数の子機からのアクセス状況を監視してアクセス種別毎の統計情報を得る。次に、親機が得られた統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間を決定する。そして、親機が得られた割当結果を含むスケジュール情報を所定周期内で複数の子機に送信する。
【００１１】
このような無線通信方法によれば、まず、複数の子機からのアクセスについてアクセス種別毎の統計情報が得られる。次に、統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間が決定される。そして、送信手段により、割当結果を含むスケジュール情報が所定周期内で複数の子機に送信される。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、親機が送信する所定周期の同期信号に応じて複数の子機が親機にアクセスする無線通信システムにおける親機として用いられるコンピュータの機能を備えた無線通信装置を制御するための無線通信制御プログラムが提供される。この無線通信制御プログラムを実行するコンピュータの機能を備えた無線通信装置は、統計処理手段、割当決定手段および送信手段を有する。統計処理手段は、複数の子機からのアクセス状況を監視してアクセス種別毎の統計情報を得る。割当決定手段は、統計処理手段で得られた統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間を決定する。送信手段は、割当決定手段で得られた割当結果を含むスケジュール情報を所定周期内で複数の子機に送信する。
【００１３】
このような無線通信制御プログラムを実行するコンピュータの機能を備えた無線通信装置によれば、統計処理手段により、複数の子機からのアクセスについてアクセス種別毎の統計情報が得られる。割当決定手段により、統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間が決定される。送信手段により、割当結果を含むスケジュール情報が所定周期内で複数の子機に送信される。
【発明の効果】
【００１４】
上記無線通信装置、無線通信方法および無線通信制御プログラムによれば、複数の子機から親機へのアクセスが効率的に行われるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施の形態の概要について説明し、その後、本実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、本実施の形態の概要を示す図である。図１に示すシステムは、親機と複数の子機とが所定周期の同期信号に応じて無線通信を行う無線通信システムである。この無線通信システムは、親機１０および子機２０，２０ａ，２０ｂを有する。
【００１６】
親機１０は、無線ネットワークを管理する無線通信装置である。親機１０は、所定周期（例えば、１０００ミリ秒周期）で同期信号（ビーコン）を送信している。また、親機１０は、同期信号から次の同期信号までの１周期のうちアクセス種別毎の割当区間（時間帯）を規定したスケジュール情報を送信している。また、親機１０は、子機２０，２０ａ，２０ｂからアクセスを受け付けると、アクセス種別に応じた処理を行う。ここで、親機１０は、統計処理手段１１、割当決定手段１２および送信手段１３を有する。
【００１７】
統計処理手段１１は、子機２０，２０ａ，２０ｂから親機１０へのアクセス状況を監視し、アクセス種別毎のアクセス統計をとる。例えば、統計処理手段１１は、単位時間当たりのアクセス回数をアクセス種別毎に求める。割当決定手段１２は、統計処理手段１１で得られた統計情報に基づいて、各アクセス種別に割り当てる区間を決定する。例えば、割当決定手段１２は、アクセス回数が多いアクセス種別に長い区間を割り当てる。送信手段１３は、割当決定手段１２で決定した割り当てに基づいて、スケジュール情報を生成して送信する。例えば、送信手段１３は、同期信号の直後にスケジュール情報を送信する。
【００１８】
子機２０，２０ａ，２０ｂは、親機１０と無線通信を行う無線通信装置である。子機２０，２０ａ，２０ｂは、親機１０が所定周期で送信する同期信号を受信してタイミングの同期をとり、必要に応じて親機１０にアクセスする。例えば、子機２０，２０ａ，２０ｂは、親機１０に対してネットワーク参加要求、データ受信要求、データ送信などを行う。このとき、子機２０，２０ａ，２０ｂは、親機１０が送信するスケジュール情報を受信してアクセス種別に対応した区間を特定し、その区間で親機１０にアクセスする。
【００１９】
このような無線通信システムによれば、統計処理手段１１により、子機２０，２０ａ，２０ｂからのアクセスについてアクセス種別毎の統計情報が得られる。次に、割当決定手段１２により、統計情報に基づいて各アクセス種別に割り当てる所定周期内の区間が決定される。そして、送信手段１３により、割当結果を含むスケジュール情報が所定周期内で子機２０，２０ａ，２０ｂに送信される。
【００２０】
これにより、親機１０は、アクセス状況に応じてアクセス種別毎の割当区間を柔軟に設定することができる。例えば、データ受信要求が多いときは、親機１０から子機２０，２０ａ，２０ｂにデータを伝送するための区間を長く設定することができる。そして、子機２０，２０ａ，２０ｂは、親機１０からスケジュール情報を受信することで、現在の割当状況を知ることができる。この結果、子機２０，２０ａ，２０ｂから親機１０へのアクセスの衝突が抑制されると共に、無線リソースの利用効率が向上する。
【００２１】
以下、本実施の形態の具体的内容を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本実施の形態のシステム構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、情報処理装置がセンサ装置や情報家電などの機器に搭載された無線通信装置から各種データを収集し、収集したデータに基づいて機器を制御するシステムである。この無線通信システムは、無線通信装置１００，２００，２００ａ，２００ｂおよび情報処理装置３００を有する。情報処理装置３００は、無線通信装置１００に接続されている。
【００２２】
無線通信装置１００は、無線ネットワークを管理するコーディネータである。無線通信装置１００は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で規定された短距離無線通信方式に従って無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂとスター型に無線リンクを確立し、無線ＰＡＮ（Personal Area Network）と呼ばれる小規模ネットワークを形成する。そして、無線通信装置１００は、無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂからデータを受信して情報処理装置３００に出力すると共に、情報処理装置３００からデータを取得して無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂに送信する。
【００２３】
無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂは、コーディネータと無線通信を行うエンドデバイスである。無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂは、センサ装置や情報家電などの機器に搭載されている。無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で規定された短距離無線通信方式に従って無線通信装置１００にアクセスして無線ネットワークに参加する。そして、無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂは、無線通信装置１００とデータの送受信を行う。
【００２４】
情報処理装置３００は、センサ装置や情報家電などの機器からデータを収集して解析する装置であり、例えば、ＰＣ（Personal Computer）である。情報処理装置３００は、無線通信装置１００，２００，２００ａ，２００ｂ経由でこれらデータを収集する。また、情報処理装置３００は、動作制御のためのデータを無線通信装置１００，２００，２００ａ，２００ｂ経由でこれら機器に送信する。
【００２５】
図３は、無線通信装置（コーディネータ）のハードウェア構成を示す図である。無線通信装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、無線通信部１０４、入出力インタフェース１０５およびバス１０６を有する。ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、無線通信部１０４および入出力インタフェース１０５が、バス１０６に接続されている。
【００２６】
ＣＰＵ１０１は、無線通信装置１００全体を制御する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、バス１０６を介してＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、無線通信部１０４および入出力インタフェース１０５を制御する。
【００２７】
ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１がアクセスする読み書き可能なメモリである。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データの少なくとも一部が一時的に格納される。
【００２８】
ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１に実行させるプログラムおよび処理に必要な各種データを格納しておく不揮発性メモリである。ＲＯＭ１０３としては、例えば、フラッシュメモリを用いることもできる。
【００２９】
無線通信部１０４は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に従って、エンドデバイスと無線通信を行う。無線通信部１０４は、エンドデバイスから受信した無線信号を復調・復号し、得られたデータをＣＰＵ１０１に出力する。また、無線通信部１０４は、ＣＰＵ１０１から取得した送信データを変調・符号化し、得られた送信信号を無線出力する。
【００３０】
入出力インタフェース１０５は、情報処理装置３００を有線で接続可能なインタフェースである。情報処理装置３００が接続されているとき、入出力インタフェース１０５は、情報処理装置３００から取得したデータをＣＰＵ１０１に出力すると共に、ＣＰＵ１０１から取得したデータを情報処理装置３００に出力する。
【００３１】
無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂも、無縁通信装置１００と基本的に同様のハードウェア構成によって実現できる。ただし、無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂはセンサ装置や情報家電などの機器と接続されている。また、無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂには情報処理装置を接続するための入出力インタフェースがなくてよい。
【００３２】
図４は、無線通信装置（コーディネータ）の機能を示すブロック図である。無線通信装置１００は、受信部１１０、送信部１２０、ＰＡＮデータ記憶部１３０、統計情報記憶部１４０、運用情報記憶部１５０および制御部１６０を有する。これらの機能は、ＲＯＭ１０３に格納された所定の制御プログラムをＣＰＵ１０１に実行させることで、図３に示したハードウェアによって実現される。なお、図１の統計処理手段１１は、統計処理部１６３に対応し、割当決定手段１２はパターン決定部１６４に対応し、送信手段１３は送信部１２０および送受信制御部１６１に対応する。
【００３３】
受信部１１０は、エンドデバイスからのアクセスを受け付ける。アクセスが無線ＰＡＮへの参加要求であった場合、受信部１１０は、参加要求を制御部１６０に出力する。アクセスがデータ受信要求であった場合、受信部１１０は、データ受信要求を制御部１６０に出力する。アクセスが無線通信装置１００へのデータ送信であった場合、受信部１１０は、受信したデータを情報処理装置３００に出力すると共に、受信結果を制御部１６０に報告する。ただし、受信部１１０は、アクセスの衝突を検知すると、受信データなどを破棄して特段の応答処理を行わない。
【００３４】
送信部１２０は、同期信号を１０００ｍｓ（ミリ秒）周期で送信すると共に、制御部１６０から取得するスケジュール情報を同期信号に続けて各周期で送信する。また、送信部１２０は、情報処理装置３００から取得するエンドデバイス宛てのデータを制御部１６０から指示されるタイミングで送信する。また、送信部１２０は、制御部１６０からの指示に応じて、ＡＣＫ（ACKnowledgement）／ＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgement）の確認応答を送信する。
【００３５】
ＰＡＮデータ記憶部１３０には、無線ＰＡＮを管理するためのＰＡＮデータが格納されている。ＰＡＮデータでは、例えば、無線ＰＡＮの識別子、無線通信に使用する通信チャネル、無線ＰＡＮに参加しているエンドデバイスなどが定義されている。ＰＡＮデータ記憶部１３０に格納されたＰＡＮデータは、制御部１６０によって適宜参照・更新される。
【００３６】
統計情報記憶部１４０には、過去１週間分のエンドデバイスからのアクセス状況を示す統計情報が格納されている。統計情報では、アクセス種別（すなわち、参加要求、データ受信要求およびデータ送信）毎かつ１時間毎のアクセス状況が示されている。統計情報記憶部１４０に格納された統計情報は、制御部１６０によって適宜参照・更新される。
【００３７】
運用情報記憶部１５０には、１周期時間（１０００ｍｓ）の各アクセス種別への配分を定義した運用情報が複数パターン分格納されている。例えば、運用情報では、同期信号を基準として９０１ｍｓから１０００ｍｓの区間が参加要求を受け付ける時間帯と定義される。運用情報記憶部１５０に格納された運用情報は、制御部１６０によって適宜参照される。なお、運用情報記憶部１５０に格納される運用情報としては、予め固定的に登録されているもの、情報処理装置３００から取得したもの、制御部１６０が統計情報に基づいて動的に生成したものなどが考えられる。
【００３８】
制御部１６０は、ＰＡＮデータ記憶部１３０、統計情報記憶部１４０および運用情報記憶部１５０を参照して、受信部１１０の受信処理および送信部１２０の送信処理を制御する。制御部１６０は、送受信制御部１６１、ＰＡＮ管理部１６２、統計処理部１６３およびパターン決定部１６４を有する。
【００３９】
送受信制御部１６１は、パターン決定部１６４で決定される時間配分パターンに基づいてスケジュール情報を生成し、送信部１２０に出力する。このとき、送受信制御部１６１は、エンドデバイスに送信すべきデータがある場合には、データ受信要求用に配分された区間からそのエンドデバイスに独占的に使用させる区間を選択して、スケジュール情報に記載しておく。
【００４０】
また、送受信制御部１６１は、受信部１１０から参加要求を取得すると、ＰＡＮ管理部１６２に参加要求を転送し、その後、ＰＡＮ管理部１６２の処理結果に基づいてＡＣＫまたはＮＡＣＫの送信を送信部１２０に指示する。また、送受信制御部１６１は、受信部１１０からデータ受信要求を取得すると、要求元エンドデバイス宛てのデータの送信を送信部１２０に指示する。また、送受信制御部１６１は、受信部１１０から受信結果の報告を取得すると、受信結果に応じてＡＣＫまたはＮＡＣＫの送信を送信部１２０に指示する。
【００４１】
ＰＡＮ管理部１６２は、無線ＰＡＮへのエンドデバイスの参加状況を管理する。ＰＡＮ管理部１６２は、送受信制御部１６１から参加要求を取得すると、要求元エンドデバイスの無線ＰＡＮへの参加を認めるか否か判断する。参加を認める場合、ＰＡＮ管理部１６２は、ＰＡＮデータ記憶部１３０に格納されたＰＡＮデータに要求元エンドデバイスを登録する。また、ＰＡＮ管理部１６２は、各エンドデバイスからのアクセス状況に基づいて、適宜登録を削除する。
【００４２】
統計処理部１６３は、エンドデバイスからのアクセスがある毎に、統計情報記憶部１４０に格納された統計情報を更新する。ここで、統計処理部１６３は、過去１週間分について１時間毎のアクセス状況（アクセス回数や平均所要時間）の情報を統計情報記憶部１４０に格納しておく。これにより、曜日および時間帯に応じたアクセス傾向を知ることができる。統計処理部１６３は、このようにして得られた統計情報をパターン決定部１６４に出力する。
【００４３】
パターン決定部１６４は、統計処理部１６３から取得した統計情報と、運用情報記憶部１５０に格納された複数パターンの運用情報とに基づいて、各曜日の各時間帯に適用する時間配分パターンを決定する。例えば、パターン決定部１６４は、月曜日の午前９時台に参加要求が相対的に多いことがわかると、参加要求への時間配分の大きいパターンを月曜日の午前９時台に適用する。そして、パターン決定部１６４は、現在時刻に適用される時間配分パターンを送受信制御部１６１に通知する。
【００４４】
ここで、運用情報記憶部１５０に格納される運用情報は、パターン決定部１６４が動的に生成することもできる。この場合、パターン決定部１６４は、統計処理部１６３から取得する統計情報に、予め与えられた生成規則（例えば、計算式）を適用して、各アクセス種別に割り当てる区間を求める。そして、パターン決定部１６４は、割当結果を示す運用情報を生成して運用情報記憶部１５０に格納する。割当区間の計算方法の具体例は後述する。
【００４５】
図５は、無線信号の全体構造を示す図である。コーディネータである無線通信装置１００は、１０００ｍｓ周期で同期信号を無線送信する。同期信号には、各周期を識別するためのシーケンス番号が含まれている。エンドデバイスである無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂは、同期信号を検知することで、無線通信装置１００と通信タイミングの同期をとることができる。また、無線通信装置１００は、同期信号に続いてスケジュール情報を無線送信する。無線通信装置２００，２００ａ，２００ｂは、スケジュール情報を参照することで、無線通信装置１００にアクセスすべきタイミングを知ることができる。
【００４６】
ここで、図５の例では、スケジュール情報を送信する区間に続いて、エンドデバイスがコーディネータにデータ受信要求を行ってコーディネータからデータを受信するための下りデータ区間が設定されている。また、下りデータ区間に続いて、エンドデバイスがコーディネータにデータを送信するための上りデータ区間が設定されている。また、上りデータ区間に続いて、無線ＰＡＮに未参加のエンドデバイスがコーディネータに参加要求を行うための参加要求区間が設定されている。
【００４７】
なお、下りデータ区間、上りデータ区間および参加要求区間は、更に複数の区間に細分化される場合がある。その場合、コーディネータは、各エンドデバイスに使用させる区間を直接指定することもできる。例えば、下りデータ区間を５等分しておき、無線通信装置２００には１番目の区間を使用させ、無線通信装置２００ａには２番目の区間を使用させるといった指定も可能である。
【００４８】
図６は、スケジュール情報のフォーマットを示す図である。スケジュール情報には、複数の区間情報が含まれている。１つの区間情報は、スケジュール情報の送信後から次の同期信号の送信前までの間に設定される何れか１つの区間に対応している。区間情報には、データ型、アドレス、マスクおよび開始位置を示す項目が設けられている。
【００４９】
データ型を示す項目には、その区間の種別を表す１バイトの数値が設定される。“１”は、エンドデバイスがデータを受信するための下りデータ区間を意味する。“２”は、エンドデバイスがデータを送信するための上りデータ区間を意味する。“３”は、エンドデバイスが無線ＰＡＮに参加するための参加要求区間を意味する。
【００５０】
アドレスを示す項目には、この区間を使用できるエンドデバイスを表す２バイトの数値が設定される。エンドデバイスの識別番号（アドレス）が設定されている場合、その識別番号を有するエンドデバイスのみがこの区間を使用できることを意味する。ただし、１６進数で“ＦＦＦＦ”は、全てのエンドデバイスがこの区間を使用できることを意味する。
【００５１】
マスクを示す項目には、アドレスを示す項目に設定された数値の有効範囲を表す２バイトの数値が設定される。１６進数で“ＦＦＦＦ”は、アドレス全体が有効であることを意味する。この場合、アドレスを示す項目に設定されたものと完全同一の識別番号を有するエンドデバイスのみがこの区間を使用できる。一方、１６進数で“０００Ａ”は、アドレスを１０で割った余りが有効であることを意味する。例えば、アドレスとして１６進数で“１２３４”が設定され、マスクとして１６進数で“０００Ａ”が設定されている場合、識別番号を１０で割った余りが４のエンドデバイスのみがこの区間を使用できる。
【００５２】
開始位置の項目には、同期信号を基準としてこの区間の開始タイミングを示す２バイトの数値が設定される。数値の単位はミリ秒である。例えば、１０進数で“１０１”は、同期信号から１０１ｍｓ後にこの区間が開始することを意味する。ここで定義された開始位置から次の区間情報で定義された開始位置の直前までが、この区間の範囲となる。
【００５３】
ここで、図６の例では、１番目の区間情報において、データ型が１６進数で“０１”、アドレスが１６進数で“１００１”、マスクが１６進数で“ＦＦＦＦ”、開始位置が１０進数で“１０１”と設定されている。これは、識別番号“１０１１”を有するエンドデバイスのみが使用できる下りデータ区間が、同期信号から１０１ｍｓ後に開始することを意味する。なお、ここでは、スケジュール情報の送信区間を同期信号の送信から１００ｍｓに固定しているため、スケジュール情報についての区間情報は不要である。
【００５４】
図７は、統計情報テーブルのデータ構造を示す図である。図７に示す統計情報テーブル１４１は、１日分の統計情報を記載したものである。統計情報記憶部１４０には、統計情報テーブル１４１のようなテーブルが１週間分格納されている。統計情報テーブル１４１には、時間帯、送信回数、送信平均時間、受信回数、受信平均時間、参加台数および参加平均時間を示す項目が設けられている。各項目の横方向に並べられた情報同士が互いに関連付けられて、１時間分の統計情報が構成されている。
【００５５】
時間帯を示す項目には、１つの時間帯の開始時刻および終了時刻が設定される。送信回数を示す項目には、無線通信装置１００がデータ送信を行った回数が設定される。送信平均時間を示す項目には、データ受信要求の受け付けからデータ送信が完了するまでの平均所要時間が設定される。受信回数を示す項目には、無線通信装置１００がエンドデバイスからデータを受信した回数が設定される。受信平均時間を示す項目には、データ受信の開始から完了までの平均所要時間が設定される。参加台数を示す項目には、無線通信装置１００が参加要求を受け付けた回数が設定される。参加平均時間を示す項目には、参加要求の受け付けから登録完了までの平均所要時間が設定される。
【００５６】
統計情報テーブル１４１に登録された情報は、統計処理部１６３によって随時更新される。例えば、時間帯が“００：００−００：５９“、送信回数が“５０”、送信平均時間が“２０ｍｓ”、受信回数が“２５”、受信平均時間が“２５ｍｓ”、参加台数が“１０”、参加平均時間が“１０ｍｓ”という情報が統計情報テーブル１４１に登録される。なお、アクセス回数の統計は、各アクセス種別への時間配分を決めるために用いることができ、平均時間の統計は、１つの区間の長さを調節するために用いることができる。
【００５７】
図８は、運用情報テーブルの第１の例を示す図である。図８に示す運用情報テーブル１５１は、１つの時間配分パターンを記載したものである。運用情報記憶部１５０には、運用情報テーブル１５１のようなテーブルが時間配分パターン毎に格納されている。運用情報テーブル１５１には、区間および用途を示す項目が設けられている。各項目の横方向に並べられた情報同士が互いに関連付けられて、１つの区間が定義される。区間を示す項目には、同期信号を基準とした開始位置および終了位置を示す数値が設定される。用途を示す項目には、その区間に割り当てられている用途を示す文字列が設定される。
【００５８】
運用情報テーブル１５１が示す時間配分パターンは、以下の計算方法に従って求めたものである。まず、同一周期でデータ受信が可能なエンドデバイスを５台と決める。また、スケジュール情報の送信区間を１００ｍｓ、上りデータ区間の長さを１００ｍｓ、参加要求区間の長さを１００ｍｓと決める。すると、１０００ｍｓ−（１００ｍｓ＋１００ｍｓ＋１００ｍｓ）＝７００ｍｓが下りデータ区間全体の長さとなる。そして、７００ｍｓ÷５台＝１４０ｍｓが１つのエンドデバイスに割り当てる下りデータ区間の長さとなる。
【００５９】
この結果、０ｍｓを同期信号の送信タイミングとして、以下のように１周期の時間配分が決定される。１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜２４０ｍｓが１番目の下りデータ区間である。２４１〜３８０ｍｓが２番目の下りデータ区間である。３８１〜５２０ｍｓが３番目の下りデータ区間である。５２１〜６６０ｍｓが４番目の下りデータ区間である。６６１〜８００ｍｓが５番目の下りデータ区間である。８０１〜９００ｍｓが上りデータ区間である。９０１〜１０００ｍｓが参加要求区間である。なお、エンドデバイス宛てのデータがあるとき、無線通信装置１００が５つある下りデータ区間の何れか１つをそのエンドデバイスに動的に割り当てる。
【００６０】
続いて、他の時間配分パターンの具体例を挙げる。ここでは、（１）参加要求がデータ受信要求やデータ送信と比べて非常に多い場合、（２）データ受信要求が多い場合、（３）データ送信が参加要求やデータ受信要求と比べて非常に多い場合を想定した時間配分パターンを挙げる。
【００６１】
図９は、運用情報テーブルの第２の例を示す図である。図９に示す運用情報テーブル１５２は、参加要求がデータ受信要求やデータ送信と比べて非常に多い場合を想定したものである。運用情報テーブル１５２のデータ構造は、図８に示した運用情報テーブル１５１と基本的に同様である。ただし、運用情報テーブル１５２では、連続する２周期を１単位として時間配分パターンを定義しており、奇数周期と偶数周期とで異なる時間配分となっている。なお、各周期が奇数番目か偶数番目かは、同期信号に含まれるシーケンス番号によって判断できる。
【００６２】
運用情報テーブル１５２が示す時間配分パターンは、以下の計算方法に従って求めたものである。まず、連続２周期でデータ受信が可能なエンドデバイスを５台と決める。また、スケジュール情報の送信区間を奇数周期と偶数周期それぞれで１００ｍｓ、上りデータ区間の長さを連続２周期で２００ｍｓと決める。そして、奇数周期に参加要求区間、偶数周期に下りデータ区間と上りデータ区間とを割り当てると決める。
【００６３】
すると、奇数周期では、１０００ｍｓ−１００ｍｓ＝９００ｍｓが参加要求区間全体の長さとなる。そして、９００ｍｓを１０分割したものがエンドデバイスの識別番号に応じて配分される。また、偶数周期では、１０００ｍｓ−（１００ｍｓ＋２００ｍｓ）＝７００ｍｓが下りデータ区間全体の長さとなる。そして、７００ｍｓ÷５台＝１４０ｍｓが１つのエンドデバイスに割り当てる下りデータ区間の長さとなる。
【００６４】
この結果、以下のように連続２周期の時間配分が決定される。奇数周期は、１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜１９０ｍｓが１番目の参加要求区間である。１９１〜２８０ｍｓが２番目の参加要求区間である。２８１〜３７０ｍｓが３番目の参加要求区間である。３７１〜４６０ｍｓが４番目の参加要求区間である。４６１〜５５０ｍｓが５番目の参加要求区間である。５５１〜６４０ｍｓが６番目の参加要求区間である。６４１〜７３０ｍｓが７番目の参加要求区間である。７３１〜８２０ｍｓが８番目の参加要求区間である。８２１〜９１０ｍｓが９番目の参加要求区間である。９１１〜１０００ｍｓが１０番目の参加要求区間である。
【００６５】
ここで、各エンドデバイスは参加要求を行う際、自己の識別番号を１０で割った余りに基づいて使用する区間を特定する。余りが０の場合、１番目の参加要求区間を使用する。余りが１の場合、２番目の参加要求区間を使用する。余りが２の場合、３番目の参加要求区間を使用する。余りが３の場合、４番目の参加要求区間を使用する。余りが４の場合、５番目の参加要求区間を使用する。余りが５の場合、６番目の参加要求区間を使用する。余りが６の場合、７番目の参加要求区間を使用する。余りが７の場合、８番目の参加要求区間を使用する。余りが８の場合、９番目の参加要求区間を使用する。余りが９の場合、１０番目の参加要求区間を使用する。
【００６６】
また、偶数周期は、１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜２４０ｍｓが１番目の下りデータ区間である。２４１〜３８０ｍｓが２番目の下りデータ区間である。３８１〜５２０ｍｓが３番目の下りデータ区間である。５２１〜６６０ｍｓが４番目の下りデータ区間である。６６１〜８００ｍｓが５番目の下りデータ区間である。８０１〜１０００ｍｓが上りデータ区間である。
【００６７】
図１０は、運用情報テーブルの第３の例を示す図である。図１０に示す運用情報テーブル１５３は、データ受信要求が多い場合を想定したものである。運用情報テーブル１５３のデータ構造は、図８に示した運用情報テーブル１５１と同様である。
【００６８】
運用情報テーブル１５３が示す時間配分パターンは、以下の計算方法に従って求めたものである。まず、同一周期でデータ受信が可能なエンドデバイスを５台と決める。また、スケジュール情報の送信区間を１００ｍｓと決める。また、アクセス種別に拘わらずアクセス１回分の割当時間を均等にする。すると、（１０００ｍｓ−１００ｍｓ）÷（５＋１＋１）＝約１２８ｍｓが各区間の長さとなる。
【００６９】
この結果、以下のように１周期の時間配分が決定される。１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜２２９ｍｓが１番目の下りデータ区間である。２３０〜３５８ｍｓが２番目の下りデータ区間である。３５９〜４８７ｍｓが３番目の下りデータ区間である。４８８〜６１６ｍｓが４番目の下りデータ区間である。６１７〜７４５ｍｓが５番目の下りデータ区間である。７４６〜８７４ｍｓが上りデータ区間である。８７５〜１０００ｍｓが参加要求区間である。
【００７０】
図１１は、運用情報テーブルの第４の例を示す図である。図１１に示す運用情報テーブル１５４は、運用情報テーブル１５３と同様、データ受信要求が多い場合を想定したものである。ただし、運用情報テーブル１５３と異なり、同一周期でデータ受信が可能なエンドデバイスを７台としている。そのため、（１０００ｍｓ−１００ｍｓ）÷（７＋１＋１）＝１００ｍｓが各区間の長さとなっている。
【００７１】
すなわち、以下のように１周期の時間配分が決定される。１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜２００ｍｓが１番目の下りデータ区間である。２０１〜３００ｍｓが２番目の下りデータ区間である。３０１〜４００ｍｓが３番目の下りデータ区間である。４０１〜５００ｍｓが４番目の下りデータ区間である。５０１〜６００ｍｓが５番目の下りデータ区間である。６０１〜７００ｍｓが６番目の下りデータ区間である。７０１〜８００ｍｓが７番目の下りデータ区間である。８０１〜９００ｍｓが上りデータ区間である。９０１〜１０００ｍｓが参加要求区間である。
【００７２】
なお、無線通信装置１００は、エンドデバイス宛てのデータの取得状況に応じて、同一周期でデータ受信が可能なエンドデバイスの台数を動的に変更することも可能である。例えば、無線通信装置１００は、運用情報テーブル１５３と運用情報テーブル１５４とを動的に切り替えて適用することが考えられる。
【００７３】
図１２は、運用情報テーブルの第５の例を示す図である。図１２に示す運用情報テーブル１５５は、データ送信が参加要求やデータ受信要求と比べて非常に多い場合を想定したものである。運用情報テーブル１５５のデータ構造は、図９に示した運用情報テーブル１５２と同様である。すなわち、運用情報テーブル１５５では、奇数周期と偶数周期とで異なる時間配分としている。
【００７４】
運用情報テーブル１５５が示す時間配分パターンは、以下の計算方法に従って求めたものである。まず、連続２周期でデータ受信が可能なエンドデバイスを５台と決める。また、スケジュール情報の送信区間を奇数周期と偶数周期それぞれで１００ｍｓ、参加要求区間の長さを連続２周期で２００ｍｓと決める。そして、奇数周期に上りデータ区間、偶数周期に下りデータ区間と参加要求区間とを割り当てると決める。
【００７５】
すると、奇数周期では、１０００ｍｓ−１００ｍｓ＝９００ｍｓが上りデータ区間全体の長さとなる。そして、９００ｍｓを１０分割したものがエンドデバイスの識別番号に応じて配分される。また、偶数周期では、１０００ｍｓ−（１００ｍｓ＋２００ｍｓ）＝７００ｍｓが下りデータ区間全体の長さとなる。そして、７００ｍｓ÷５台＝１４０ｍｓが１つのエンドデバイスに割り当てる下りデータ区間の長さとなる。
【００７６】
この結果、以下のように連続２周期の時間配分が決定される。奇数周期は、１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜１９０ｍｓが１番目の上りデータ区間である。１９１〜２８０ｍｓが２番目の上りデータ区間である。２８１〜３７０ｍｓが３番目の上りデータ区間である。３７１〜４６０ｍｓが４番目の上りデータ区間である。４６１〜５５０ｍｓが５番目の上りデータ区間である。５５１〜６４０ｍｓが６番目の上りデータ区間である。６４１〜７３０ｍｓが７番目の上りデータ区間である。７３１〜８２０ｍｓが８番目の上りデータ区間である。８２１〜９１０ｍｓが９番目の上りデータ区間である。９１１〜１０００ｍｓが１０番目の上りデータ区間である。
【００７７】
ここで、各エンドデバイスはデータ送信を行う際、自己の識別番号を１０で割った余りに基づいて使用する区間を特定する。余りが０の場合、１番目の上りデータ区間を使用する。余りが１の場合、２番目の上りデータ区間を使用する。余りが２の場合、３番目の上りデータ区間を使用する。余りが３の場合、４番目の上りデータ区間を使用する。余りが４の場合、５番目の上りデータ区間を使用する。余りが５の場合、６番目の上りデータ区間を使用する。余りが６の場合、７番目の上りデータ区間を使用する。余りが７の場合、８番目の上りデータ区間を使用する。余りが８の場合、９番目の上りデータ区間を使用する。余りが９の場合、１０番目の上りデータ区間を使用する。
【００７８】
また、偶数周期は、１〜１００ｍｓがスケジュール情報の送信区間である。１０１〜２４０ｍｓが１番目の下りデータ区間である。２４１〜３８０ｍｓが２番目の下りデータ区間である。３８１〜５２０ｍｓが３番目の下りデータ区間である。５２１〜６６０ｍｓが４番目の下りデータ区間である。６６１〜８００ｍｓが５番目の下りデータ区間である。８０１〜１０００ｍｓが参加要求区間である。
【００７９】
次に、以上のような構成およびデータ構造を備える無線通信システムにおいて実行される処理の詳細を説明する。まず、コーディネータである無線通信装置１００で実行される処理を説明し、その次に、エンドデバイスである無線通信装置２００で実行される処理を説明する。なお、無線通信装置２００ａ，２００ｂでも、無線通信装置２００と同様の処理が実行される。
【００８０】
図１３は、コーディネータ側処理の手順を示すフローチャートである。無線通信装置１００では、図１３に示す処理が繰り返し実行される。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００８１】
［ステップＳ１１］無線通信装置１００は、現在の曜日・時刻を特定し、適用する時間配分パターンを変更する必要があるか判断する。変更の必要がある場合には、処理がステップＳ１２に進められる。変更の必要がない場合には、処理がステップＳ１３に進められる。なお、適用する時間配分パターンは、無線通信装置１００により各曜日の各時間帯に対して既に決められている。
【００８２】
［ステップＳ１２］無線通信装置１００は、適用する時間配分パターンを選択する。
［ステップＳ１３］無線通信装置１００は、現在適用している時間配分パターンに基づいてスケジュール情報を生成する。そして、無線通信装置１００は、生成したスケジュール情報を同期信号に続けて送信する。
【００８３】
［ステップＳ１４］無線通信装置１００は、スケジュール情報で定義した参加要求区間において、エンドデバイスから参加要求を受け付けたか否か判断する。参加要求を受け付けた場合には、処理がステップＳ１５に進められる。参加要求を受け付けていない場合には、処理がステップＳ１６に進められる。
【００８４】
［ステップＳ１５］無線通信装置１００は、要求元エンドデバイスの参加を許可するか否か判断し、許可する場合は、要求元エンドデバイスＰＡＮデータに登録する。そして、無線通信装置１００は、参加要求を受け付けた区間と同一区間内で、要求元エンドデバイスに処理結果を応答する。
【００８５】
［ステップＳ１６］無線通信装置１００は、スケジュール情報で定義した下りデータ区間において、エンドデバイスからデータ受信要求を受け付けたか否か判断する。データ受信要求を受け付けた場合には、処理がステップＳ１７に進められる。データ受信要求を受け付けていない場合には、処理がステップＳ１８に進められる。
【００８６】
［ステップＳ１７］無線通信装置１００は、データ受信要求を受け付けた区間と同一区間内で、要求元エンドデバイスに要求を受け付けた旨を応答すると共に、要求元エンドデバイス宛てのデータを送信する。
【００８７】
［ステップＳ１８］無線通信装置１００は、スケジュール情報で定義した上りデータ区間において、エンドデバイスからデータを受信したか否か判断する。データを受信した場合には、処理がステップＳ１９に進められる。データを受信していない場合には、処理が終了する。
【００８８】
［ステップＳ１９］無線通信装置１００は、受信したデータを情報処理装置３００に出力する。そして、無線通信装置１００は、データを受信した区間と同一区間内で、送信元エンドデバイスに受信結果を応答する。
【００８９】
［ステップＳ２０］無線通信装置１００は、現在の曜日・時刻、受け付けたアクセスの種別および処理に要した時間を特定し、統計情報を更新する。その後、処理がステップＳ１４に進められる。
【００９０】
図１４は、エンドデバイス側処理の手順を示すフローチャートである。無線通信装置２００では、図１４に示す処理が繰り返し実行される。以下、図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００９１】
［ステップＳ２１］無線通信装置２００は、無線通信装置１００が送信している同期信号を検出する。
［ステップＳ２２］無線通信装置２００は、ステップＳ２１で検出した同期信号に続く１００ｍｓ分の無線信号を復調・復号し、スケジュール情報を抽出する。
【００９２】
［ステップＳ２３］無線通信装置２００は、現在、無線通信装置１００が管理する無線ＰＡＮに未参加か否か判断する。未参加の場合には、処理がステップＳ２４に進められる。参加済みの場合には、処理がステップＳ２６に進められる。
【００９３】
［ステップＳ２４］無線通信装置２００は、ステップＳ２２で抽出したスケジュール情報から、参加要求区間を特定する。ここで、参加要求区間が複数設けられている場合は、無線通信装置２００がアクセスすべき区間を識別情報などに基づいて特定する。
【００９４】
［ステップＳ２５］無線通信装置２００は、ステップＳ２４で特定した区間内で、無線通信装置１００に参加要求を送信する。その後、無線通信装置２００は、無線通信装置１００から処理結果の応答を受信する。
【００９５】
［ステップＳ２６］無線通信装置２００は、ステップＳ２２で抽出したスケジュール情報から、受信すべきデータが存在するか否か判断する。これは、無線通信装置２００に割り当てられた下りデータ区間が存在するか否かによって判断することができる。受信すべきデータが存在する場合には、処理がステップＳ２７に進められる。受信すべきデータが存在しない場合には、処理がステップＳ２８に進められる。
【００９６】
［ステップＳ２７］無線通信装置２００は、割り当てられている下りデータ区間内で、無線通信装置１００にデータ受信要求を送信する。その後、無線通信装置２００は、無線通信装置１００から応答が得られると、データを受信する。
【００９７】
［ステップＳ２８］無線通信装置２００は、無線通信装置１００に送信すべきデータがあるか否か判断する。送信すべきデータがある場合には、処理がステップＳ２９に進められる。送信すべきデータがない場合には、処理が終了する。
【００９８】
［ステップＳ２９］無線通信装置２００は、ステップＳ２２で抽出したスケジュール情報から、上りデータ区間を特定する。ここで、上りデータ区間が複数設けられている場合は、無線通信装置２００がアクセスすべき区間を識別情報などに基づいて特定する。
【００９９】
［ステップＳ３０］無線通信装置２００は、ステップＳ３０で特定した区間内で、無線通信装置１００にデータを送信する。その後、無線通信装置２００は、無線通信装置１００から受信結果の応答を受信する。
【０１００】
このようにして、コーディネータである無線通信装置１００は、１０００ｍｓ周期で同期信号とスケジュール情報とを送信する。エンドデバイスである無線通信装置２００は、この同期信号とスケジュール情報とを受信して、アクセスすべきタイミングを特定する。このため、無線通信装置１００は、複数のエンドデバイスからのアクセスを適切に分散させることができる。また、各アクセス種別への時間配分を動的に変更することもできる。
【０１０１】
図１５は、無線通信の流れを示すシーケンス図である。ここで、ステップＳ３１〜Ｓ３３は参加要求に関するものであり、ステップＳ３４〜Ｓ３８は下りデータ通信（コーディネータからエンドデバイスへのデータ伝送）に関するものであり、ステップＳ３９〜Ｓ４１は上りデータ通信（エンドデバイスからコーディネータへのデータ伝送）に関するものである。また、ここでは全ての処理が成功する場合を記述している。以下、図１５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１０２】
［ステップＳ３１］無線通信装置１００は、同期信号を送信する。また、無線通信装置１００は、同期信号に続けてスケジュール情報を送信する。
［ステップＳ３２］無線通信装置２００は、スケジュール情報で定義された参加要求区間内で、無線通信装置１００に参加要求を送信する。
【０１０３】
［ステップＳ３３］無線通信装置１００は、無線通信装置２００をＰＡＮデータに登録する。そして、無線通信装置１００は、参加要求と同一区間内で無線通信装置１００にＡＣＫを送信する。
【０１０４】
［ステップＳ３４］無線通信装置１００は、同期信号を送信する。また、無線通信装置１００は、同期信号に続けてスケジュール情報を送信する。
［ステップＳ３５］無線通信装置２００は、スケジュール情報で定義された下りデータ区間内で、無線通信装置１００にデータ受信要求を送信する。
【０１０５】
［ステップＳ３６］無線通信装置１００は、データ受信要求と同一区間内で無線通信装置２００にＡＣＫを送信する。
［ステップＳ３７］無線通信装置１００は、データ受信要求と同一区間内で無線通信装置２００にデータを送信する。
【０１０６】
［ステップＳ３８］無線通信装置２００は、データを受信する。受信完了後、無線通信装置２００は、データ受信要求と同一区間内で無線通信装置１００にＡＣＫを送信する。
［ステップＳ３９］無線通信装置１００は、同期信号を送信する。また、無線通信装置１００は、同期信号に続けてスケジュール情報を送信する。
【０１０７】
［ステップＳ４０］無線通信装置２００は、スケジュール情報で定義された上りデータ区間内で、無線通信装置１００にデータを送信する。
［ステップＳ４１］無線通信装置１００は、データ受信の完了後、同一区間内で無線通信装置２００にＡＣＫを送信する。
【０１０８】
このようにして、コーディネータである無線通信装置１００は、アクセス種別毎にアクセスを受け付ける区間を設定しておく。そして、無線通信装置１００は、エンドデバイスである無線通信装置２００からのアクセスに応答して、各種処理（参加登録、下りデータ送信および上りデータ受信）を実行する。
【０１０９】
ここで、無線通信装置１００は、例えば、以下のように時間配分パターンを決定することが考えられる。まず、無線通信装置１００は、既定の時間配分パターンとして、図８に示した運用情報テーブル１５１を適用する。次に、アクセス統計をとった結果、９：００〜９：５９は参加要求が多く、１３：００〜１５：５９はデータ受信要求が多く、１７：００〜１７：５９はエンドデバイスによるデータ送信が多いことが判明したとする。すると、無線通信装置１００は、９：００〜９：５９は図９に示した運用情報テーブル１５２を適用し、１３：００〜１５：５９は図１０に示した運用情報テーブル１５３または図１１に示した運用情報テーブル１５４を適用し、１７：００〜１７：５９は図１２に示した運用情報テーブル１５５を適用するように変更する。
【０１１０】
このようにして、運用情報テーブル１５１〜１５５で定義された時間配分パターンが、時間帯に応じて切り替えられて適用される。以下では、運用情報テーブル１５２，１５３，１５５の３つの時間配分パターンについて、コーディネータと複数のエンドデバイスとの間の通信タイミングの具体例を示す。
【０１１１】
図１６は、通信タイミングの第１の例を示す図である。この通信タイミングは、運用情報テーブル１５２を適用した場合を示している。
参加要求を行うエンドデバイスは、奇数周期に設定された１０個の参加要求区間の何れか１つの区間でコーディネータにアクセスする。１０個のうち何れの区間でアクセスするかは、要求元エンドデバイスの識別番号に基づいて決定される。このため、複数のエンドデバイスが同一周期で参加要求を行う場合でも、使用区間が適切に分散され、アクセスの衝突が抑制される。ただし、識別番号を１０で割った余りが同じエンドデバイスは同じ区間でアクセスすることになるため、アクセスの衝突が発生する確率はゼロではない。アクセスの衝突が発生した場合、例えば、各エンドデバイスはＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って、別の奇数周期で再アクセスする。
【０１１２】
一方、データ受信を行うエンドデバイスは、偶数周期に設定された５個の下りデータ区間の何れか１つの区間でコーディネータにアクセスする。５個のうち何れの区間でアクセスするかは、コーディネータが決定する。このため、複数のエンドデバイスが同一区間でデータ受信要求を行うことはなく、各エンドデバイスは割り当てられた区間を独占的に使用することができる。ただし、同一周期で５台以上のエンドデバイスがデータを受信することはできない。コーディネータは、区間不足により送信できないデータがある場合、未送信データをキューに入れて、次の偶数周期まで保持しておく。
【０１１３】
図１７は、通信タイミングの第２の例を示す図である。この通信タイミングは、運用情報テーブル１５３を適用した場合を示している。
データ受信を行うエンドデバイスは、各周期に設定された５個の下りデータ区間の何れか１つの区間でコーディネータにアクセスする。前述の通り、５個のうち何れの区間でアクセスするかは、コーディネータが決定する。このため、複数のエンドデバイスが同一区間でデータ受信要求を行うことはない。
【０１１４】
一方、参加要求を行うエンドデバイスは、各周期に設定された１個の参加要求区間でコーディネータにアクセスする。このため、同一周期で２台以上のエンドデバイスが参加要求を行うと、アクセスの衝突が発生し、要求失敗となる。同様に、データ送信を行うエンドデバイスは、各周期に設定された１個の上りデータ区間でコーディネータにアクセスする。このため、同一周期で２台以上のエンドデバイスがデータ送信を行うと、アクセスの衝突が発生し、送信失敗となる。アクセスの衝突が発生した場合、例えば、各エンドデバイスはＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って、別の周期で再アクセスする。
【０１１５】
図１８は、通信タイミングの第３の例を示す図である。この通信タイミングは、運用情報テーブル１５５を適用した場合を示している。
データ送信を行うエンドデバイスは、奇数周期に設定された１０個の上りデータ区間の何れか１つの区間でコーディネータにアクセスする。前述の通り、１０個のうち何れの区間でアクセスするかは、送信元エンドデバイスの識別番号に基づいて決定される。このため、使用区間が適切に分散され、アクセスの衝突が抑制される。ただし、アクセスの衝突が発生する確率はゼロではない。アクセスの衝突が発生した場合、例えば、各エンドデバイスはＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って、別の奇数周期で再アクセスする。
【０１１６】
このような無線通信システムを用いることで、コーディネータによりアクセス種別毎のアクセス統計が得られる。そして、アクセス統計に基づいて動的にアクセス種別毎の割当区間が決定される。この結果、アクセス頻度の高いアクセス種別の割当時間を多くすることができ、アクセスの衝突を抑制できる。また、アクセス頻度の低いアクセス種別の割当時間を少なくすることができ、無線リソースの利用効率を向上できる。特に、コーディネータは、同期信号と共に各アクセス種別の割当区間を示すスケジュール情報を報知するため、割当区間の変更を迅速にエンドデバイスに伝えることができる。このため、高い柔軟性が達成される。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、スケジュール情報を同期信号の直後に送信したが、コーディネータとエンドデバイスとの間で予め送信位置を合意しておけば、他の位置で送信してもよい。また、本実施の形態では、各周期でスケジュール情報を送信したが、所定周期毎（例えば、４周期毎）に間欠的に送信してもよい。また、本実施の形態では、連続２周期を１つの単位として時間配分パターンを定義する例を示したが、これを応用して、連続する任意の数の周期を１つの単位として時間配分パターンを定義することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本実施の形態の概要を示す図である。
【図２】本実施の形態のシステム構成を示す図である。
【図３】無線通信装置（コーディネータ）のハードウェア構成を示す図である。
【図４】無線通信装置（コーディネータ）の機能を示すブロック図である。
【図５】無線信号の全体構造を示す図である。
【図６】スケジュール情報のフォーマットを示す図である。
【図７】統計情報テーブルのデータ構造を示す図である。
【図８】運用情報テーブルの第１の例を示す図である。
【図９】運用情報テーブルの第２の例を示す図である。
【図１０】運用情報テーブルの第３の例を示す図である。
【図１１】運用情報テーブルの第４の例を示す図である。
【図１２】運用情報テーブルの第５の例を示す図である。
【図１３】コーディネータ側処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】エンドデバイス側処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】無線通信の流れを示すシーケンス図である。
【図１６】通信タイミングの第１の例を示す図である。
【図１７】通信タイミングの第２の例を示す図である。
【図１８】通信タイミングの第３の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  親機
１１  統計処理手段
１２  割当決定手段
１３  送信手段
２０，２０ａ，２０ｂ  子機
【図１】
0005217525.tif 000002
【図２】
0005217525.tif 000003
【図３】
0005217525.tif 000004
【図４】
0005217525.tif 000005
【図５】
0005217525.tif 000006
【図６】
0005217525.tif 000007
【図７】
0005217525.tif 000008
【図８】
0005217525.tif 000009
【図９】
0005217525.tif 000010
【図１０】
0005217525.tif 000011
【図１１】
0005217525.tif 000012
【図１２】
0005217525.tif 000013
【図１３】
0005217525.tif 000014
【図１４】
0005217525.tif 000015
【図１５】
0005217525.tif 000016
【図１６】
0005217525.tif 000017
【図１７】
0005217525.tif 000018
【図１８】
0005217525.tif 000019