(57)【要約】制御局を配置せずにアドホック・ネットワークを構成する無線通信装置が、自己が優先的に利用可能な領域を設定し、必要に応じてその領域内でアイソクロナス通信を行なう。優先利用領域でアイソクロナス通信が行なわれなかったときやアイソクロナス通信が終了した後は、他の通信装置が任意の通信を行なう。自己の優先利用領域で他の通信が行なわれているときは、アイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせる。アドホック通信環境下においてＡＶコンテンツなどのリアルタイム性のデータをアイソクロナス通信により効率よく伝送することができる。
2004100453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、
帯域が保証された通信を行なおうとする送信側又は受信側の通信装置が自己の通信範囲内で帯域保証領域の設定を通知し、該通知を受信した他の通信装置は前記帯域保証領域では通信動作を行なわないようにする、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
送信側又は受信側の通信装置は、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に帯域保証領域に関する情報を記載する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
受信側の通信装置が帯域保証通信に利用するタイミングを、自己のビーコン送信送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
いずれの通信装置も帯域保証を設定していない領域では、各通信装置は他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によりランダム・アクセスを行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
送信又は受信側の通信装置は、自己のフレーム周期中に予約領域を設定し、該予約領域を利用して帯域が保証された通信を行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
いずれの通信装置も、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されている領域を、自己の帯域保証領域として設定しない、
ことを特徴とする請求項請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
送信側又は受信側の通信装置は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、
ことを特徴とする請求項請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
送信側又は受信側の通信装置は、通信相手の通信装置から帯域保証領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、
送信側又は受信側の通信装置は、自己のフレーム周期中に優先的に利用可能な領域を設定し、該優先利用領域を優先的に利用して帯域が保証された通信を行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
送信側又は受信側の通信装置は、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に優先利用領域に関する情報を記載する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
いずれの通信装置も優先利用を設定していない領域では、各通信装置は他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によりランダム・アクセスを行なう、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
優先利用領域が終了する前に、送信側及び受信側の通信装置での帯域が保証された通信が終了した場合あるいは通信が行なわれなかった場合には、前記優先利用領域において他の通信装置の間で任意の通信を行なう、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
送信側の通信装置は、自己が設定した優先利用領域が到来した時点に他の通信が行なわれている場合には、自己からの通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なう、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
いずれの通信装置も、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、優先利用領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で優先利用領域として設定されている領域を自己の優先利用領域として設定しない、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
送信側又は受信側の通信装置は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、優先利用領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、
ことを特徴とする請求項請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
送信側又は受信側の通信装置は、通信相手の通信装置から優先利用領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線通信装置であって、
自己の通信範囲で無線信号を送受信する通信手段と、
帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で要求する帯域保証領域設定手段と、
自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１８】
他の通信装置から受信した帯域保証領域の設定通知を記憶する手段をさらに備え、
前記帯域保証領域設定手段は、他の通信装置に既に設定されている帯域保証領域を避けて自己の帯域保証領域を設定し、
前記通信制御手段は、他の通信装置に設定されている帯域保証領域での通信動作を行なわない、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
前記通信制御手段は、いずれの通信装置も帯域保証を設定していない領域では、他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によりランダム・アクセスを行なう、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
前記帯域保証領域設定手段は、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に帯域保証領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２１】
前記帯域保証領域設定手段は、ビーコン受信タイミングを避けて自己の帯域保証領域を設定する、
ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信装置。
【請求項２２】
前記帯域保証領域設定手段は、フレーム周期内で帯域保証通信に利用するタイミングを、自己のビーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知する、
ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信装置。
【請求項２３】
前記帯域保証領域設定手段は、自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための予約領域を設定し、前記通信制御手段は、自己の予約領域において帯域が保証された通信を行なう、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２４】
いずれの通信装置の帯域保証領域設定手段は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されている領域を自己の帯域保証領域として設定しない、
ことを特徴とする請求項請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２５】
送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定手段は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、
ことを特徴とする請求項請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２６】
送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定手段は、通信相手の通信装置から帯域保証領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２７】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線通信装置であって、
自己の通信範囲で無線信号を送受信する通信手段と、
自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を設定し、自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定手段と、
自己の優先利用領域の到来に応答して、帯域が保証された通信を優先的に行なう通信制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２８】
前記優先利用領域設定手段は、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に優先利用領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、優先利用領域の設定を自己の通信範囲内に通知する、
ことを特徴とする請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項２９】
前記通信制御手段は、いずれの通信装置も優先利用を設定していない領域では、必要に応じて他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によりランダム・アクセスを行なう、
ことを特徴とする請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項３０】
前記帯域保証領域設定手段により設定した優先利用領域が終了する前に帯域を優先利用した通信が終了した場合あるいは行なわれなかった場合には、前記優先利用領域において他の通信装置の間で任意の通信を許容する、
ことを特徴とする請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項３１】
前記通信制御手段は、自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信が行なわれている場合には、優先利用領域における通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なう、
ことを特徴とする請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項３２】
いずれの通信装置の帯域保証領域設定手段は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、優先利用領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で優先利用領域として設定されている領域を自己の優先利用領域として設定しない、
ことを特徴とする請求項請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項３３】
送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定手段は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、優先利用領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、
ことを特徴とする請求項請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項３４】
送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定手段は、通信相手の通信装置から優先利用領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、
ことを特徴とする請求項２７に記載の無線通信装置。
【請求項３５】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線通信方法であって、
帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する帯域保証領域設定ステップと、
自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３６】
他の通信装置から受信した帯域保証領域の設定通知を記憶するステップをさらに備え、
前記帯域保証領域設定ステップでは、他の通信装置に既に設定されている帯域保証領域を避けて自己の帯域保証領域を設定し、前記通信制御ステップでは、他の通信装置に設定されている帯域保証領域での通信動作を行なわない、
ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項３７】
いずれの通信装置も帯域保証を設定していない領域において、前記通信制御ステップでは他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によりランダム・アクセスを行なう、
ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項３８】
前記帯域保証領域設定ステップでは、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に帯域保証領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する、
ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項３９】
前記帯域保証領域設定ステップでは、ビーコン受信タイミングを避けて自己の帯域保証領域を設定する、
ことを特徴とする請求項３８に記載の無線通信方法。
【請求項４０】
前記帯域保証領域設定ステップでは、フレーム周期内で帯域保証通信に利用するタイミングを、自己のビーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知する、
ことを特徴とする請求項３８に記載の無線通信方法。
【請求項４１】
前記帯域保証領域設定ステップでは、自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための予約領域を設定し、
前記通信制御ステップでは、自己の予約領域において帯域が保証された通信を行なう、
ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項４２】
いずれの通信装置の帯域保証領域設定ステップにおいて、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されている領域を自己の帯域保証領域として設定しない、
ことを特徴とする請求項請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項４３】
送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定ステップにおいて、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、
ことを特徴とする請求項請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項４４】
送信側又は受信側の通信装置の帯域保証領域設定ステップにおいて、通信相手の通信装置から帯域保証領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する、
ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信方法。
【請求項４５】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なう無線通信方法であって、
自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を設定し、自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定ステップと、
自己の優先利用領域の到来に応答して帯域が保証された通信を優先的に行なう通信制御ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項４６】
前記優先利用領域設定ステップでは、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に優先利用領域に関する情報を記載してビーコン送信することにより、優先利用領域の設定を自己の通信範囲内に通知する、
ことを特徴とする請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項４７】
いずれの通信装置も優先利用を設定していない領域では、必要に応じて他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作によりランダム・アクセスを行なう、
ことを特徴とする請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項４８】
前記優先利用領域設定ステップにおいて設定した優先利用領域が終了する前に帯域を優先利用した通信が終了した場合あるいは通信を行なわなかった場合には、前記優先利用帯域において他の通信装置の間で任意の通信を許容する、
ことを特徴とする請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項４９】
自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信が行なわれている場合には、前記通信制御ステップでは、優先利用領域における通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なう、
ことを特徴とする請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項５０】
いずれの通信装置の優先利用領域設定ステップにおいて、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、優先利用領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で優先利用領域として設定されている領域を自己の優先利用領域として設定しない、
ことを特徴とする請求項請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項５１】
送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定ステップにおいて、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、優先利用領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、
ことを特徴とする請求項請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項５２】
送信側又は受信側の通信装置の優先利用領域設定ステップにおいて、通信相手の通信装置から優先利用領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で優先利用領域として設定されていない領域を自己の優先利用領域に設定する、
ことを特徴とする請求項４５に記載の無線通信方法。
【請求項５３】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する帯域保証領域設定ステップと、
自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項５４】
他の通信装置から受信した帯域保証領域の設定要求を記憶するステップをさらに備え、
前記帯域保証領域設定ステップでは、他の通信装置に既に設定されている帯域保証領域を避けて自己の帯域保証領域を設定し、
前記通信制御ステップでは、他の通信装置に設定されている帯域保証領域での通信動作を行なわない、
ことを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項５５】
制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を設定し、自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定ステップと、
自己の優先利用領域の到来に応答して帯域が保証された通信を優先的に行なう通信制御ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、ＡＶコンテンツなどの等時性のデータを効率よく伝送する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
さらに詳しくは、本発明は、制御局と非制御局の関係を有さずに各通信局が自律分散的にネットワークを形成するアドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信環境下で、等時性データを効率よく伝送する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、アドホック通信環境下において帯域を保証したデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】  有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。
近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システムが規定されている。
無線技術を用いてローカル・エリア・ネットワークを構成するために、エリア内に「アクセス・ポイント」と呼ばれる制御局となる装置を１台設けて、この制御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が一般的に用いられている。この場合、アクセス・ポイントにより無線ネットワーク内の通信装置が互いに同期がとられる。そして、情報伝送を行なう通信装置は、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約して、他の通信装置における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約に基づくアクセス制御が行なわれる。
ところが、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。
これに対し、端末同士が直接無線通信を行なう「アドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信」が考案されている。とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構成される小規模無線ネットワークにおいては、特定のアクセス・ポイントを利用せずに、任意の端末同士が無線通信を行なうことができるアドホック通信が適当であると思料される。
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮシステムでは、制御局を配さなくとも自律分散的にピア・ツウ・ピア（Ｐｅｅｒ  ｔｏ  Ｐｅｅｒ）で動作するモードが用意されている。
他方、一定間隔で定期的にデータを送る必要があるＡＶコンテンツなどのように、等時性、時間的に連続性を持つデータを転送するためには、帯域を保証する必要がある。
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１  ＴＧ−ｅでは、無線ＬＡＮシステムを利用した帯域保証を前提とした通信方法の検討が進められている。
ところが、従来の無線ＬＡＮシステムにおいて帯域保証を行なおうとした場合、特定の制御局を規定し、制御局が通信資源を一元的に管理し、一定のグループ内で限定的に有効となる利用時間を指定する手法を用いることが一般的である。情報の送信元となる通信装置に送信の権限が一元的に発生し、受信先となる無線通信装置は、送信元通信装置に従属して制御されるという構成となる。
この場合、特定の制御局となる通信装置を規定しておくことが前提になり、制御局装置を置かないシステムに適用することができない。特に、制御局と非制御局の関係を有さずにアドホック・ネットワークを形成して帯域予約的な通信を実現すると、どの範囲までの影響を考慮すればよいのかを判断するのが困難である。また、情報の送信元となる通信装置に送信の権限が一元的に発生するため、受信先となる無線通信装置が所定のタイミングにおいて信号の受信に利用しているという通知を行なえない。
また、等時性すなわち時間的に連続性を持つデータの伝送にはアイソクロナス通信が行なわれる。この場合、アイソクロナス通信を行なうための所定の通信帯域（又は時間）をあらかじめ確保しておき、その通信帯域（又は時間）では特定の通信装置間で独占的に通信が行なわれる。
例えばＩＥＥＥ８０２．１５．３におけるワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）の標準化作業中の技術として、所定の通信帯域をギャランティード・タイム・スロット（ＧＴＳ）として確保し、その帯域の中でアイソクロナス通信を実現する手法が検討されている。
しかしながら、従来の無線ＬＡＮシステムにおいてアイソクロナス通信のような、帯域保証を行なおうとした場合には、その帯域保証量を他の通信装置と共有する仕組みが必要とされており、特定の制御局となる通信装置を規定し、その制御局装置が通信量を一元的に管理する必要がある。言い換えれば、制御局と非制御局の関係を有さない無線通信システムでは、これらの帯域を保証した通信を直接適用することができない。
また、アイソクロナス通信が行なわれる時間には、他の通信装置の間での通信を排除する必要があるため、この意味でも制御局が一元的にその時間を利用する通信装置を特定しなければならない。すなわち、アドホック・ネットワークを形成してアイソクロナス通信のような帯域予約的な通信を実現することは極めて困難である。
【発明の開示】
本発明の目的は、制御局と非制御局の関係を有さずに各通信局が自律分散的にネットワークを形成するアドホック通信環境下で、等時性データを効率よく伝送することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、アドホック通信環境下において帯域を保証したデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、アドホック通信環境下においてＡＶコンテンツなどのリアルタイム性のデータをアイソクロナス通信により効率よく伝送することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、帯域が保証された通信を行なおうとする送信側又は受信側の通信装置が自己の通信範囲内で帯域保証領域の設定を通知し、該通知を受信した他の通信装置は前記帯域保証領域では通信動作を行なわないようにすることで、通信範囲内での信号の衝突や干渉を回避し、帯域を保証することを特徴とする無線通信システムである。
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
ここで、送信側又は受信側の通信装置は、所定のフレーム周期毎に送出するビーコン情報に帯域保証領域に関する情報を記載するようにしてもよい。ビーコン信号で帯域保証通信に利用するタイミングを報知することで、近隣の不特定多数の無線通信装置に帯域保証通信が行なわれることを事前に通知することができる。
また、受信側の通信装置は、帯域保証通信に利用するタイミングを、自己のビーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知するようにしてもよい。このような場合、送信側の通信装置から見て隠れ端末となる領域に存在する無線通信装置に対しても、帯域保証通信が行なわれていることを知らしめることができる。
送信側又は受信側の通信装置は、自己のフレーム周期中に予約領域を設定し、該予約領域を独占的に利用して帯域が保証されたアイソクロナス通信を行なうようにしてもよい。
各無線通信装置から自身が帯域予約通信に利用できるタイミングを通知することで、制御局と非制御局の関係を有することなく、帯域予約通信を実現することができる。各通信装置は予約したスロットを独占的に使用することができ、予約解除などの特別な手続をとらない限り、他の通信装置は予約されたスロットを使用することはできない。
各通信装置は、他の通信装置が設定した予約領域では通信動作を控えることにより、通信の衝突や干渉が回避される。すなわち、いずれの通信装置も、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されている領域を、自己の帯域保証領域として設定しない。また、送信側又は受信側の通信装置は、周囲の通信装置からのビーコン情報を収集し、帯域保証領域に関する情報を獲得し、周囲の通信装置で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する。また、送信側又は受信側の通信装置は、通信相手の通信装置から帯域保証領域に関する情報を獲得し、その通信装置の周囲で帯域保証領域として設定されていない領域を自己の帯域保証領域に設定する。これによって、アドホック・ネットワークにおいて帯域予約に基づくアイソクロナス通信を実現することができ、ＡＶコンテンツなどの等時性データの伝送時における帯域を保証することができる。
また、本発明の第２の側面は、制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、送信側又は受信側の通信装置は、自己のフレーム周期中に優先的に利用可能な領域を設定し、該優先利用領域を優先的に利用して帯域が保証された通信を行なうようにすることで、通信範囲内での信号の衝突や干渉を回避し、該優先利用領域を優先的に利用して帯域が保証されたアイソクロナス通信を行なうことを特徴とする無線通信システムである。
上述した予約領域は独占された時間領域であり、特定の通信装置間で伝送路が占有されてしまう。所定の通信帯域（時間）に渡り伝送路を占有した通信を行なう方法では、一旦設定された所定の通信帯域（時間）に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合に、その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用できないため、スループットが低下する。一方、ＣＳＭＡ（若しくはＰＳＭＡ）／ＣＡによるアクセス制御方法では、各通信装置は他の通信装置からの送信のないことを検出した後に送信を開始する衝突回避動作を行なうことから、キャリア信号が検出されなければ通信が開始されてしまうため、伝送路を特定の通信のために占有して利用する保証ができない。
そこで、本発明の第２の側面では、各無線通信装置において自己が優先的に利用可能な領域（タイミング）を設定し、必要に応じてこの優先利用領域において優先的にアイソクロナス通信を行なうようにした。
ここで、優先利用領域が終了する前に、送信側及び受信側の通信装置間での帯域が保証されたアイソクロナス通信が終了した、すなわち優先利用時間が終了した場合には、他の通信装置の間で任意の通信を行なうようにしてもよい。
ここで言う優先利用領域は、通信装置が優先して利用することができる領域のことであり、予約した通信装置が伝送路を独占する予約領域とは相違する。優先利用領域では、帯域の優先的な利用が保証されるが、他の通信装置の利用を完全に排除するものではなく、優先利用を保証した範囲内で他の通信装置も帯域を利用することができる。したがって、通信装置が優先的に利用可能な領域を設定してアイソクロナス通信を行なうものの、そのアイソクロナス通信が行なわれなかった場合、あるいはアイソクロナス通信が終了した後には、他の通信装置の間で任意の通信を行なうことを許容する。この結果、優先利用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合に、その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用することができるので、スループットが向上する。
また、送信側の通信装置は、自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信が行なわれている場合には、アイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なうようにしてもよい。
他の通信が終了した後に所定のアイソクロナス通信を開始することで、他の通信と共存したアイソクロナス通信を実現することができる。この場合、優先利用領域の開始は一時的に遅延するが、優先利用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれたときには優先利用という状態が解除、すなわち帯域が解放されるので、システム全体としてみればスループットが向上し、一時的な遅延は回復していくことが見込まれる。
また、本発明の第３の側面は、制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
帯域が保証された帯域保証領域の設定を自己の通信範囲内で通知する帯域保証領域設定ステップと、
自己の帯域保証領域の到来に応答して帯域保証通信を実行する通信制御ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
また、本発明の第４の側面は、制御局と非制御局の関係を有さず自律分散的に無線通信動作を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自己のフレーム周期中に帯域が保証された通信を行なうための優先利用領域を設定し、自己の通信範囲内で通知する優先利用領域設定ステップと、
自己の優先利用領域の到来に応答して帯域が保証された通信を優先的に行なう通信制御ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
本発明の第３及び第４の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第３及び第４の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、通信装置として動作する。このような通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第１及び第２の各側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示した図である。
図２は、図１に示した無線ネットワーク環境下で動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示した図である。
図３は、本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおける各無線通信装置のスーパーフレームの構成例を示した図である。
図４は、各通信装置において自己が認識しているスロットの配置例を示した図である。
図５は、送信側からの予約処理シーケンスを示した図である。
図６は、受信側からの予約処理シーケンスを示した図である。
図７は、本発明の実施形態に係るアドホック・ネットワークにおいて予約通信を行なう場合のスーパーフレームの構成例を示した図である。
図８は、予約通信を行なう場合に各通信装置において自己が認識しているスロット配置例を示した図である。
図９は、予約領域内における通信シーケンス例を示した図である。
図１０は、ビーコン信号のフレーム構成例を示した図である。
図１１は、予約要求コマンド情報のフレーム構成例を示した図である。
図１２は、確認通知コマンド情報のフレーム構成例を示した図である。
図１３は、予約通知コマンド情報のフレーム構成例を示した図である。
図１４は、擬似ビーコン信号のフレーム構成例を示した図である。
図１５は、ＲＴＳコマンドのフレーム構成例を示した図である。
図１６は、ＣＴＳコマンドのフレーム構成例を示した図である。
図１７は、データ・フレームのフレーム構成例を示した図である。
図１８は、ＡＣＫフレームのフレーム構成例を示した図である。
図１９は、本発明に係るアドホック・ネットワークにおける無線通信装置の動作手順を示したフローチャートである。
図２０は、本発明に係るアドホック・ネットワークにおいて、各通信装置が自己のスーパーフレームに優先利用領域を配置した様子を示した図である。
図２１は、アイソクロナス情報を集合化して優先利用領域を配置した様子を示した図である。
図２２は、優先利用領域内における通信シーケンス例を示した図である。
図２３は、優先利用領域内における通信シーケンスの他の例を示した図である。
図２４は、アイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換する通信シーケンスを示した図である。
図２５は、アイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換する通信シーケンスの他の例を示した図である。
図２６は、ビーコン情報のフレーム構成例を示した図である。
図２７は、優先利用領域通知コマンドのフレーム構成例を示した図である。
図２８は、本発明に係るアドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置が優先利用領域の設定や解除を行なうための処理手順を示したフローチャートである。
図２９は、本発明に係るアドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置がアイソクロナス通信を行なうための処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
第１の実施形態：
図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示している。この無線通信システムでは、特定の制御局を配置せず、各通信装置が自立分散的に動作し、アドホック・ネットワークが形成されている。同図では、通信装置＃０から通信装置＃６までが、同一空間上に分布している様子を表わしている。
また、同図において各通信装置の通信範囲を破線で示してあり、その範囲内にある他の通信装置と互いに通信ができるのみならず、自己の送信した信号が干渉する範囲として定義される。すなわち、通信装置＃０は、近隣にある通信装置＃１並びに通信装置＃４と通信可能な範囲にある。また、通信装置＃１は、近隣にある通信装置＃０、通信装置＃２、並びに通信装置＃４と通信可能な範囲にある。また、通信装置＃２は、近隣にある通信装置＃１、通信装置＃３、並びに通信装置＃６と通信可能な範囲にある。また、通信装置＃３は、近隣にある通信装置＃２と通信可能な範囲にある。また、通信装置＃４は、近隣にある通信装置＃０、通信装置＃１、並びに通信装置＃５と通信可能な範囲にある。また、通信装置＃５は、近隣にある通信装置＃４と通信可能な範囲にある。また、通信装置＃６は、近隣にある通信装置＃２と通信可能な範囲にある。
本実施形態では、各通信装置は、周囲にある他の通信装置との間で互いに影響を考慮しながら１つの無線伝送路を時分割で利用するというアクセス制御を行なう。
図２には、図１に示した無線ネットワーク環境下で動作する無線通信装置１００の機能構成を模式的に示している。この無線通信装置１００は、インターフェース１０１と、データ・バッファ１０２と、中央制御部１０３と、無線送信部１０４と、タイミング制御部１０５と、アンテナ１０６と、無線受信部１０７と、制御信号生成部１０８と、制御信号解析部１０９と、ビーコン生成部１１０と、ビーコン解析部１１１と、情報記憶部１１３とで構成される。
インターフェース１０１は、この無線通信装置１００に接続される外部機器（例えば、パーソナル・コンピュータ（図示しない）など）との間で各種情報の交換を行なう。
データ・バッファ１０２は、インターフェース１０１経由で接続される機器から送られてきたデータや受信したデータをインターフェース１０１経由で送出する前に一時的に格納しておくために使用される。
中央制御部１０３は、無線通信装置１００における一連の情報送信並びに受信処理の管理と伝送路のアクセス制御を一元的に行なう。
本実施形態では、無線通信装置１００は、制御局と非制御局の関係を有さずに各通信局が自律分散的にネットワークを形成するアドホック・ネットワーク環境下で予約領域又は優先利用領域（後述）を利用したアイソクロナス通信、あるいはＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：キャリア検出多重アクセス／衝突回避）に基づくランダム・アクセスなどの通信動作を行なう。各無線通信装置は、所定のフレーム周期（以下、「スーパーフレーム周期」とも呼ぶ）で（但し、フレーム長は均一であるが、制御局により統制されていないので、フレーム開始時期は通信装置間で同期がとれていない）、フレーム周期の先頭ではビーコンを送信する。
フレーム周期は複数のスロットで構成されるが、中央制御部１０３は、自己がアイソクロナス通信に利用するスロットを設定し、この設定内容を情報記憶部１１３に格納するとともに、ビーコンに記載して周囲の無線通信装置に報知する。
無線送信部１０４は、データ・バッファ１０２に一時格納されているデータやビーコンを無線送信するために、例えばウルトラ・ワイド・バンド信号として変調処理する。
タイミング制御部１０５は、ウルトラ・ワイド・バンド信号を送信・受信するためのタイミングの制御を行なう。例えば、既に獲得した予約領域や、自己のビーコン送信タイミング、他の通信装置からのビーコン受信タイミング（擬似ビーコン（後述）を含む）などを制御する。
アンテナ１０６は、他の無線通信装置宛てに信号を無線送信し、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を収集する。
無線受信部１０７は、所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報やビーコンなどの信号を受信処理する。
制御信号生成部１０８は、データ送信に先立ち、必要に応じて予約要求や確認通知、予約通知の情報を生成する。
制御信号解析部１０９は、周辺の無線通信装置から送られてきた予約要求や確認通知、予約通知の情報を解析する。
ビーコン生成部１１０は、近隣にある無線通信装置との間で周期的に交換されるビーコン信号を生成する。
ビーコン解析部１１１は、受信できた他の無線通信装置のビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在や利用スロットを解析する。
情報記憶部１１３は、中央制御部１０３において実行される一連のアクセス制御動作などの実行手順命令や、ビーコンが検出された近隣の無線通信装置のアドレスを蓄えておく。また、自己の周辺に存在する近隣無線通信装置のビーコン送信位置（タイミング）情報や、ビーコンに記載された近隣無線通信装置の予約通信に係るパラメータ（利用スロット情報、優先利用領域情報）なども情報記憶部１１３に格納される。
図３には、本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおける各無線通信装置のスーパーフレームの構成例を示している。
同図に示す例では、各通信装置は自律的にスーパーフレーム周期を決定し、周期的にビーコンを送信することで自己の存在を周囲の通信装置に知らしめるようになっている。フレーム長は均一であるが、制御局により統制されていないので、フレーム開始時期は通信装置毎にユニークに設定される。
各無線通信装置は、周囲の通信装置の（既存の）ビーコン送信位置と重なり合わないように自己のビーコンを送信することで、自律分散したアドホック・ネットワークを構築することができる。
図示の例では、通信装置＃１では、ビーコン（Ｂ１）から、次のビーコン（Ｂ１’）までの間がスーパーフレーム周期（ＳＦ１）として規定される。
さらに、通信装置＃２でも、ビーコン（Ｂ２）が送信されることで、スーパーフレーム周期（ＳＦ２）が規定され、それ以前はスーパーフレーム周期（ＳＦ２−１）として扱われる。
また、通信装置＃３でも、ビーコン（Ｂ３）が送信されることで、スーパーフレーム周期（ＳＦ３）が規定され、それ以前はスーパーフレーム周期（ＳＦ３−１）として扱われる。
このとき、通信装置＃１では、近隣にある通信装置＃２からのビーコン（Ｎ２）を受信することになる。また、通信装置＃２では、近隣にある通信装置＃１からのビーコン（Ｎ１）と、通信装置＃３からのビーコン（Ｎ３）を受信することになる。また、通信装置＃３では、近隣にある通信装置＃２からのビーコン（Ｎ２）を受信することになる。
なお、図１に示した無線ネットワーク構成では、通信装置＃１は通信装置＃０と通信装置＃４からのビーコンも受信し、通信装置＃２は通信装置＃６からのビーコンを受信していることになるが、説明の簡素化のためここでは省略する。
スーパーフレーム周期は複数のスロット（ここでは６４個）で構成され、スロットがアクセスの最小単位となる。図４には、各通信装置において自己が認識しているスロットの配置例を示している。但し、無線通信装置は、自己のスーパーフレーム周期を基準として（すなわち自己のビーコン送信タイミングを起点として）、周囲の通信装置からのビーコン信号を受信した相対位置という形式でスロットを配置している。
通信装置＃１では、自己のビーコン送信位置を０番目として、３２番目に通信装置＃２からのビーコンを受信したことを表わしている。
通信装置＃２では、自己のビーコン送信位置を０番目として、１８番目に通信装置＃３からのビーコンを受信し、３２番目に通信装置＃１からのビーコンを受信したことを表わしている。
通信装置＃３では、自己のビーコン送信位置を０番目として、４８番目に通信装置＃２からのビーコンを受信したことを表わしている。
本実施形態では、各無線通信装置は、このようなスロット配置関係を利用スロット情報のパラメータとして、周期的に送信されるビーコンに含めて周囲の通信装置に通知する。そして、無線通信装置は互いに他の通信装置の利用スロットを避けて情報送信並びに受信処理を行なうようにすることで、衝突や干渉を避け、アドホック・ネットワークを自律的に形成することができる。
送信側の無線通信装置は、受信側の無線通信装置に対し予約要求を行ない、これに対し、受信側の無線通信装置は確認通知を返す。そして、予約された利用スロットを記述したビーコンを周囲の通信装置に通知することで、その利用スロットにおいてこれら通信装置間の情報送受信のために利用することができる。
図５には、予約処理シーケンスを図解している。図示の例では、予約通信の送信元通信装置＃１に接続される機器から予約指示が出され、受信先通信装置＃２がそれに呼応して予約通信が行なわれる。
まず、送信元通信装置＃１に接続される機器から予約指示５１が出され、送信元通信装置＃１から受信先通信装置＃２に予約要求５２が出される。このとき、大体の要求予約通信量のパラメータを交換する。
そして、予約通信の受信先通信装置＃２で、この予約要求に応じて、通信に利用可能なスロットなどを確認通知５３並びにビーコン５４によって通知する。
さらに、送信元通信装置＃１では、確認通知５３あるいはビーコン５４によって予約通信に利用するスロットを決定し、利用するスロットをビーコン５５によって周囲に通知する。
その後、利用するスロットが到来した場合に、送信元通信装置＃１から受信先通信装置＃２に予約通信５６が実際に行なわれる。
また、これ以降、一連の予約通信が継続される限り、受信先通信装置＃２のビーコン５７で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれる。さらにこの通信終了後に、これら利用されるスロット情報にて通知されていた時刻が残っていた場合に、他の通信装置＃０や＃３は当該スロットを利用可能となり、例えばＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダム・アクセスが可能となる。
同様に、これ以降、一連の予約通信が継続される限り、送信元通信装置＃１のビーコン５８で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれ、予約通信５９が行なわれ、通信終了後にこれら利用されるスロット情報にて通知されていた時刻が残っていた場合に、他の通信装置＃０や＃３は当該スロットを利用可能となり、例えばＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダム・アクセスが可能となる。
通信装置＃１及び通信装置＃２は、ともに予約されたスロット情報を記述したビーコンを周囲の通信装置に通知する。ここで、通信装置＃１のビーコンは通信装置＃２からは隠れ端末となる通信装置＃０へ届き、また、通信装置＃２のビーコンは通信装置＃１からは隠れ端末となる通信装置＃３へ届く。すなわち、送信元通信装置＃１及び受信先通信装置＃２の双方の通信範囲において、予約通信が行なわれることが通知される。そして、通知を受けた他の通信装置＃０及び通信装置＃３では予約されているスロットにおいて、当初の通信動作を行なわないようにするので、衝突や干渉が回避され、帯域が保証される。
送信元通信装置＃１及び受信先通信装置＃２は、予約の意思を示したスロットを優先的に使用することができ、この予約の意思を解除するなどの特別且つ付加的な手続（本明細書中では説明しない）をとらない限り、他の通信装置は予約の意思を示されたスロットを無条件で使用することはできない。
図５に示した例では、送信側からの要求に応じて予約処理シーケンスが行なわれるが、受信側からの要求に応じて予約処理シーケンスを行なうこともできる。例えば、受信先の通信装置が送信元の通信装置に対してコンテンツの配信を要求する場合などである。図６には、受信側からの予約処理シーケンスを示している。図示の例では、予約通信の受信先通信装置＃２に接続される機器から予約指示が出され、送信元通信装置＃１がそれに呼応して予約通信が行なわれる。
まず、受信先通信装置＃２に接続される機器から、予約指示６１が出され、受信先通信装置＃２から送信元通信装置＃１に予約通知６２が出される。このとき大体の要求予約通信量のパラメータを交換する。
また、ここでは、予約通知とともに、ビーコン通知６３によって、予約通信が行なわれることを周囲の通信装置に通知するようにしてもよい。
予約通知を受けた送信元通信装置＃１では、予約通信に利用するスロットを決定し、利用するスロットをビーコン６４によって周囲に通知をする。
その後、利用するスロットが到来した場合に、送信元通信装置＃から受信先通信装置＃２に、予約通信６５が実際に行なわれる。
これ以降、一連の予約通信が継続される限り、受信先通信装置＃２のビーコン６６で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれ、通信終了後に、これら利用されるスロット情報にて通知されていた時刻が残っていた場合に、他の通信装置＃０や＃３は当該スロットを利用可能となり、例えばＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダム・アクセスが可能となる。
同様に、これ以降、一連の予約通信が継続される限り、送信元通信装置＃のビーコン６７で利用されるスロット情報の通知が継続的に行なわれ、予約通信６８が行なわれ、通信終了後にこれら利用されるスロット情報にて通知されていた時刻が残っていた場合に、他の通信装置＃０や＃３は当該スロットを利用可能となり、例えばＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダム・アクセスが可能となる。
通信装置＃１及び通信装置＃２は、ともに予約されたスロット情報を記述したビーコンを周囲の通信装置に通知する。ここで、通信装置＃１のビーコンは通信装置＃２からは隠れ端末となる通信装置＃０へ届き、また、通信装置＃２のビーコンは通信装置＃１からは隠れ端末となる通信装置＃３へ届く。すなわち、送信元通信装置＃１及び受信先通信装置＃２の双方の通信範囲において、予約通信が行なわれることが通知される。そして、通知を受けた他の通信装置＃０及び通信装置＃３では予約されているスロットにおいて、当初の通信動作を行なわないようにするので、衝突や干渉が回避され、帯域が保証される。
送信元通信装置＃１及び受信先通信装置＃２は、予約の意思を示したスロットを優先的に使用することができ、この予約の意思を解除するなどの特別且つ付加的な手続（本明細書中では説明しない）をとらない限り、他の通信装置は予約の意思の示されたスロットを無条件で使用することはできない。
本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおける各無線通信装置のスーパーフレームの構成については図３を参照しながら既に説明した。図７には、このアドホック・ネットワークにおいて予約通信を行なう場合のスーパーフレームの構成例を示している。
通信装置＃１ではビーコン（Ｂ１）から次のビーコン（Ｂ１’）（図示せず）までの間がスーパーフレーム周期（ＳＦ１）として規定される。また、通信装置＃２でも、ビーコン（Ｂ２）が送信されることで、スーパーフレーム周期（ＳＦ２）が規定され、それ以前はスーパーフレーム周期（ＳＦ２−１）（図示せず）として扱われる。また、通信装置＃３では、ビーコン（Ｂ３）が送信されることで、スーパーフレーム周期（ＳＦ３）が規定され、それ以前はスーパーフレーム周期（ＳＦ３−１）として扱われる。
このとき、通信装置＃１では、近隣にある通信装置＃２からのビーコン（Ｎ２）を受信することになる。また、通信装置＃２では、近隣にある通信装置＃１からのビーコン（Ｎ１）と、通信装置＃３からのビーコン（Ｎ３）を受信することになる。また、通信装置＃３では、近隣にある通信装置＃２からのビーコン（Ｎ２）を受信することになる。
本実施形態では、各通信装置が自律的にスーパーフレーム周期を決定した場合に、予約通信を行なう部分をビーコン信号として周期的に通知することで、予約通信の存在を周囲の通信装置に知らしめるようになっている。図７に示す例では、予約通信の送信元通信装置＃１から受信先通信装置＃２へ、予約通信（ＲＴＸ）７１が行なわれる。また、そのタイミングに同期して、受信先通信装置＃２が受信（ＲＲＸ）７２を行なう。
予約通信が行なわれる意思表示は、送信元通信装置＃１のビーコン（Ｂ１）、並びに受信先通信装置＃２のビーコン（Ｂ２）によって、周囲に通知されている。したがって、通信装置＃１からは隠れ端末となる通信装置＃３は、予約通信によるスロットの利用を事前に検出することができ、この期間７３は無条件で通信動作を行なわないので、衝突や干渉が回避され、帯域が保証される。
スーパーフレーム周期は複数のスロットで構成され、スロットがアクセスの最小単位となる。図８には、予約通信を行なう場合に各通信装置において自己が認識しているスロット配置例を示している。但し、無線通信装置は、自己のスーパーフレーム周期を基準として、周囲の通信装置からのビーコン信号を受信した相対位置という形式でスロットを配置している（同上）。
通信装置＃１では、自己のビーコン送信位置を０番目として、３２番目に通信装置＃２からのビーコンを受信したことを表わしている。また、通信装置＃２では、自己のビーコン送信位置を０番目として、１８番目に通信装置＃３からのビーコンを受信し、３２番目に通信装置＃１からのビーコンを受信したことを表わしている。また、通信装置＃３では、自己のビーコン送信位置を０番目として、４８番目に通信装置＃２からのビーコンを受信したことを表わしている。
さらに、各通信装置は、予約通信の行なわれるスロット部分を、他の通信装置からのビーコンの受信があった場合と同様に通知することで、予約通信が行なわれることを報知する。
すなわち、送信元通信装置＃１では、自己のビーコン送信位置殻の相対位置において、４番目のスロットから１３番目のスロットまでを予約通信に利用することを表わしている。
同様に、受信先通信装置＃２では、自己のビーコン送信位置からの相対位置において、３６番目のスロットから４５番目のスロットまでを予約通信に利用することを表わしている。
図示の例では、便宜上、送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように通知をする。このようにすれば、送信側の通信装置から見て隠れ端末となる領域に存在する無線通信装置に対しても、帯域保証通信が行なわれていることを知らしめることができる。また、既存のビーコン情報に記載される利用認識スロット情報（後述）を用いて予約通信に利用されるスロットを通知することができる。
送信元通信装置＃１からは隠れ端末となる位置にある通信装置＃３では、受信先通信装置＃２からのビーコンに記載される利用スロット情報を解析することで、自己のビーコン送信位置からの相対位置において、２０番目のスロットから２９番目のスロットまでを、近隣の通信装置の通信に利用される可能性があることを把握することができる。
このようなスロット配置関係を利用スロット情報のパラメータとして、周期的に送信されるビーコンで周囲の通信装置に通知することで、アドホック・ネットワークにおいて予約通信が行なわれることを通知することができる。
本実施形態では、送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように通知をする（前述）。このため、予約通信時（ＲＴＸ）には、擬似的なビーコン信号を含ませるようにする（後述）。
本実施形態では、制御局を置かないアドホック・ネットワークでＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダム・アクセスが行なわれる通信環境下において、通信品質を向上させる手段としてＲＴＳ／ＣＴＳ方式を採用している。すなわち、この場合、正味の情報の送信に先立ち、送信元通信装置はＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｔｏ  Ｓｅｎｄ：送信要求）を送信し、受信先通信装置がこのＲＴＳを受信してデータを受信可能であれば、その応答としてＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  ｔｏ  Ｓｅｎｄ：受信準備完了）を返す。そして、ＲＴＳ／ＣＴＳの情報交換により装置間でコネクションが確立した後にデータ伝送を実行する。
図９には、予約領域内における通信シーケンス例を示している。同図に示す例では、送信元通信装置＃１から受信先通信装置＃２へ予約通信が行なわれる場合のシーケンスを表わしている。但し、予約領域内では、ＲＴＳ／ＣＴＳの情報交換後にデータ伝送を実行する。
予約領域が到来したとき、送信元通信装置＃１では、他の無線通信装置の通信が行なわれていないことを確認した後に、所定のプリアンブル信号（Ｐ）９１に続き、擬似ビーコン（ＰＳＢ）９２と、送信要求（ＲＴＳ）９３を送信する。擬似ビーコンを送るのは、送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように通知をするためである。
ここでは図示しないが、他の無線通信装置の間で通信が行なわれていた場合には、その通信が完了するまで信号の送信を控える制御を行なう。
ＲＴＳでは予約通信を行なう場合の情報の受信先通信装置＃２が指定されている（後述）。受信先通信装置＃２では、ＲＴＳを受信することによって以降に通信が行なわれることを把握し、所定のプリアンブル信号（Ｐ）９４に続き、受信準備完了（ＣＴＳ）９５を返送する。
ここでは図示しないが、他の無線通信装置の間で通信が行なわれていた場合には、その通信が完了するまで信号の送信を控えるような制御を行なうようにしてもよい。
ＣＴＳ信号を受信したことに応答して、送信元通信装置＃１は、所定のプリアンブル信号（Ｐ）９６に続き、情報の受信先通信装置＃２に対するデータ（Ｄａｔａ）９７の送信を開始する。
さらに、受信先通信装置＃２では、データの受信を行なうとともに、データ受信が終了した場合に、所定のプリアンブル信号（Ｐ）９８に続き、必要に応じて受領確認（ＡＣＫ）９９を返送する。
送信元通信装置＃１では、受信先通信装置＃２からの受領確認（ＡＣＫ）９９の受領を以って、一連の情報伝送が完了したことを知ることができる。
図１０には、ビーコン信号のフレーム構成例を示している。本実施形態では、アドホック・ネットワークで動作する各通信装置が自己のスーパーフレーム周期の先頭にビーコン信号を送出する。
図示のビーコン・フレームは、送信された情報がビーコン情報であることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、送信元のアドレス情報となるＭＡＣアドレスと、送信されたタイミング情報Ｔｉｍｉｎｇと、該当する通信装置の所属するグループを示すネットワークＩＤと、この部分までの誤り検出符号ＣＲＣ（必要に応じて付加される）と、本発明による予約通信などのパラメータが通知される利用認識スロット情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣなどから構成される。
既に述べたように、利用認識スロット情報では、予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように記述される。ビーコン信号を受信し解析した通信装置は予約通信に利用されるスロットを検出することができる。そして、予約されたスロットでの通信を控えることにより、衝突や干渉が回避され、予約通信時の帯域が保証される。
図１１には、予約要求コマンド情報のフレーム構成例を示している。予約要求コマンドは、予約通信の送信元通信装置に接続される機器から予約指示が出されたときに、受信側の通信装置宛てに送出される（図５を参照のこと）。
図示のコマンド・フレームは、送信された情報が予約要求コマンドであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、当該コマンド特有のパラメータを記載するＣｏｍｍａｎｄと、必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号ＣＲＣと、さらに本発明による予約通信の要求を伝える要求スロット情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図１２には、確認通知コマンド情報のフレーム構成例を示している。確認通知コマンドは、予約通信の送信元通信装置からの予約要求に応答して受信先通信装置が送出する（図５を参照のこと）。
図示のコマンド・フレームは、送信された情報が確認通知コマンドであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、当該コマンド特有のパラメータを記載するＣｏｍｍａｎｄと、必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号ＣＲＣと、さらに本発明による予約通信に利用される位置を伝える利用スロット情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
利用スロット情報では、予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように記述される（同上）。
図１３には、予約通知コマンド情報のフレーム構成例を示している。予約通知コマンドは、受信側から予約通信を要求する場合に、受信先通信装置が送信元通信装置宛てに送出される（図６を参照のこと）。
図示のコマンド・フレームは、送信された情報が予約通知コマンドであることを示すＴｙｐｅと、このフレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、当該コマンド特有のパラメータを記載するＣｏｍｍａｎｄと、必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号ＣＲＣと、さらに本発明による予約通信に利用される位置を伝える利用スロット情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
利用スロット情報では、予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように記述される（同上）。
図１４には、擬似ビーコンのフレーム構成例を示している。擬似ビーコン信号は、予約領域が到来したときに、送信元通信装置が送出する。擬似ビーコンを送るのは、送受信側の通信装置では予約領域を他の通信装置からのビーコン信号を受信したことと同じように扱い、ビーコン信号の受信があったことと同じように通知をするためである。
図示の擬似ビーコン・フレームは、送信された情報に擬似ビーコンが含まれることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、送信元のアドレス情報となるＭＡＣアドレスと、送信されたタイミング情報Ｔｉｍｉｎｇと、該当する通信装置の所属するグループを示すネットワークＩＤと、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図１５には、ＲＴＳコマンドのフレーム構成例を示している。
図示のＲＴＳコマンド・フレームは、送信された情報がＲＴＳコマンドであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、このコマンド特有のパラメータを記載するＲＴＳパラメータと、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図１６には、ＣＴＳコマンドのフレーム構成例を示している。
図示のＣＴＳコマンド・フレームは、送信された情報がＣＴＳコマンドであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、当該コマンド特有のパラメータを記載するＣＴＳパラメータと、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図１７には、データ・フレームのフレーム構成例を示している。
図示のデータ・フレームは、送信された情報がデータであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、このデータの属性を記載するＡｔｔｒｉｂｕｔｅと、必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号ＣＲＣと、さらに実際のデータが含まれるデータ・ペイロード情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図１８には、ＡＣＫフレームのフレーム構成例を示している。
図示のＡＣＫコマンド・フレームは、送信された情報がＡＣＫコマンドであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、当該コマンド特有のパラメータを記載するＡＣＫパラメータと、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図１９には、本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおける無線通信装置の動作手順をフローチャートの形式で示している。
まず、無線通信装置にインターフェースを介して接続される機器からの予約指示を受理したか判断する（ステップＳ１）。そして、予約指示を受理していれば、予約通信に必要な通信量を算出する（ステップＳ２）。ここで、自己が送信元となるかどうかを判断し（ステップＳ３）、自己が送信元となる場合には、予約要求コマンドを情報の受信先に向けて送信する（ステップＳ４）。また、自己が送信元でなければ、利用するスロットを決定し（ステップＳ５）、予約通知コマンドを情報の送信元に向けて送信する（ステップＳ６）。その後、ビーコンにて通信の利用を通知する（ステップＳ７）。
また、ステップＳ１において予約指示を受理していなければ、予約要求コマンドを無線で受信したか判断し（ステップＳ８）、予約要求コマンドを受信した場合に、前記コマンドに記載される要求スロット情報を獲得し（ステップＳ９）、これを自己のスロット情報に変換した後（ステップＳ１０）、実際に通信に利用するスロットを決定して（ステップＳ１１）、送信元通信装置に確認通知コマンドを返信する（ステップＳ１２）。その後、ビーコンにて通信の利用を通知する（ステップＳ７）。
また、ステップＳ８において予約要求コマンドを受信していなければ、予約通知コマンドを受信したかどうか（ステップＳ１３）、あるいは、確認通知コマンドを受信したかどうかを判断する（ステップＳ１４）。そして、これらの通知コマンドを受信した場合には、当該コマンドに記載される利用スロット情報を獲得し（ステップＳ１５）、これを自己のスロット情報に変換した後（ステップＳ１６）、通信タイミングの設定を行なう（ステップＳ１７）。その後、ビーコンにて通信の利用を通知する（ステップＳ７）。
一方、予約通知コマンド及び確認通知コマンドのいずれも受信していなければ、さらに予約通信タイミングが到来したかどうかを判断する（ステップＳ１８）。そして、予約通信タイミングが到来している場合、自己が送信元であれば（ステップＳ１９）、予約通信の情報送信を行なう（ステップＳ２０）。また、自己が送信元でなければ、予約通信の情報受信を行なう（ステップＳ２１）。
また、ステップＳ１８において予約通信タイミングが到来していなければ、他の通信装置からのビーコン信号を受信したかどうかを判断する（ステップＳ２２）。そして、ビーコン信号を受信したら、そこに記載されている利用スロット情報を獲得し（ステップＳ２３）、その情報から自己が通信に利用できる部分（スロット）を、情報記憶部１０２に記憶する（ステップＳ２４）。
第２の実施形態：
上述した本発明の第１の実施形態によれば、送信元及び受信先の各通信装置において自己のスーパーフレーム中に予約領域を設定するとともに、予約領域に係るスロットの位置情報をビーコン信号にて周囲の通信装置に通知するようになっている。各通信装置は、他の通信装置が設定した予約領域では通信動作を控えることにより、通信の衝突や干渉が回避される。すなわち、アドホック・ネットワークにおいて帯域予約に基づくアイソクロナス通信を実現することができ、ＡＶコンテンツなどの等時性データの伝送時における帯域を保証することができる。
ところが、予約領域は独占された時間領域であり、特定の通信装置間で伝送路が占有されてしまう。所定の通信帯域（時間）に渡り伝送路を占有した通信を行なう方法では、一旦設定された所定の通信帯域（時間）に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合に、その満たない部分で他の通信装置間の通信に流用できないため、スループットが低下する。
一方、ＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御方法では、キャリア信号が検出されなければ通信が開始されてしまうため、伝送路を特定の通信のために占有して利用する保証ができない。
そこで、本発明の第２の実施形態では、制御局と非制御局の関係を有さずに各通信局が自律分散的にネットワークを形成するアドホック・ネットワークを構成する無線通信装置が、自己が優先的に利用可能な領域（タイミング）を設定し、必要に応じてこの優先利用領域においてアイソクロナス通信を行なうようにした。
優先利用領域は、通信装置が優先して利用することができる領域であり、予約した通信装置が伝送路を独占する予約領域とは相違する。したがって、通信装置が優先的に利用可能な領域を設定してアイソクロナス通信を行なうものの、そのアイソクロナス通信が行なわれなかった場合、あるいはアイソクロナス通信が終了した後には、他の通信装置の間で任意の通信を行なうことを許容する。
また、自己が優先的に利用可能な領域を設定していても、他の通信が行なわれている場合には、アイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから送信を行なうものとする。この場合、他の通信と共存したアイソクロナス通信を実現することができる。また、優先利用領域の開始は一時的に遅延するが、優先利用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれたときには優先利用という状態が解除、すなわち帯域の優先利用が自動的に解放されるので、システム全体としてみればスループットが向上し、一時的な遅延は回復していくことが見込まれる。
図２０には、本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおいて、各通信装置が自己のスーパーフレームに優先利用領域を配置した様子を示している。
送信元となる通信装置＃１では、インターフェース１０１経由で接続される機器のアプリケーション＃１から送られるアイソクロナス情報Ｉ１〜Ｉ５に応じて、ビーコン信号Ｂ１〜Ｂ１’で規定されるスーパーフレーム周期ＳＦ１内に、優先利用領域Ｓ１〜Ｓ５を配置する。
同図に示す例では、ほぼ周期的に到来するアイソクロナス情報に同期した周期で優先利用エリアが設定されるものの、他の通信装置からのビーコン信号を受信するタイミングを避けて、送信用の優先利用領域Ｓ１〜Ｓ５の設定を行なっているため、必ずしも等間隔に配置されていない。
一方、アイソクロナス通信の受信先となる通信装置＃２では、送信元となる通信装置＃１の優先利用領域に同期したタイミングＲ１〜Ｒ５で送られてくるデータ受信することによって、そのデータをアイソクロナス情報Ｉ１’〜Ｉ５’として、所定の伝送遅延量を加味しながら、インターフェース１０１経由で接続される機器のアプリケーション＃２に対して届ける。
このとき、通信装置＃２では、送信元となる通信装置＃１と同様に、ビーコン信号Ｂ２で規定されるスーパーフレーム周期ＳＦ２内に、受信用の優先利用領域としてＲ１〜Ｒ５の設定を行なうようにしてもよい。
優先利用領域の設定は、アイソクロナス通信が終了するまで、スーパーフレーム周期毎に継続的に行なわれる。また、新たな無線通信装置が近隣に出現した場合には、その通信装置のビーコン送信タイミングを避けて、優先利用領域をずらすなどして再配置するようにしてもよい。
図２０に示す例では、アイソクロナス情報毎に優先利用領域を配置しているが、複数のアイソクロナス情報を束ねて１つの優先利用領域を配置するようにしてもよい。図２１には、アイソクロナス情報を集合化して優先利用領域を配置した様子を示している。
送信元となる通信装置＃１では、インターフェース１０１経由で接続される機器のアプリケーション＃１から送られるアイソクロナス情報Ｉ１〜Ｉ１３に応じて、ビーコン信号Ｂ１〜Ｂ１’で規定されるスーパーフレーム周期ＳＦ１内に、送信用の優先利用領域Ｓ１１〜Ｓ１６を配置する。
図示の例では、複数のアイソクロナス情報Ｉ１並びにＩ２に対して優先利用領域Ｓ１１が配置され、以下にアイソクロナス情報Ｉ３並びにＩ４に対して優先利用領域Ｓ１２が順次配置される。
図２０に示した場合と同様に、ほぼ周期的に到来する複数のアイソクロナス情報に同期した周期で優先利用領域が設定されるものの、他の通信装置からのビーコン信号を受信するタイミングを避けて、送信用の優先利用領域Ｓ１１〜Ｓ１６の設定を行なっているため、必ずしも等間隔に配置されていない。
一方、アイソクロナス通信の受信先となる通信装置＃２では、送信元となる通信装置＃１の優先利用領域に同期したタイミングＲ１１〜Ｒ１６で送られてくるデータ受信することによって、そのデータを複数のアイソクロナス情報Ｉ１’〜Ｉ１２’として、所定の伝送遅延量を加味しながら、インターフェース１０１経由で接続される機器のアプリケーション＃２に対して届ける。
このとき、通信装置＃２では、送信元となる通信装置＃１と同様に、ビーコン信号Ｂ２で規定されるスーパーフレーム周期ＳＦ２内に、受信用の優先利用領域としてＲ１１〜Ｒ１６の設定を行なうようにしてもよい。
優先利用領域の設定は、アイソクロナス通信が終了するまで、スーパーフレーム周期毎に継続的に行なわれる。また、新たな無線通信装置が近隣に出現した場合には、その通信装置のビーコン送信タイミングを避けて、優先利用エリアをずらすなどして再配置するようにしてもよい。
図２２には、優先利用領域内における通信シーケンス例を示している。同図に示す例では、送信元通信装置＃１から受信先通信装置＃２へ優先利用領域を利用してアイソクロナス情報の送受信が行なわれる場合のシーケンスを表している。また、優先利用領域内で送信元通信装置＃１と受信先通信装置＃２間の優先利用が終了した後、近隣の通信装置＃４及び通信装置＃０間でＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく通常のランダム・アクセスが行なわれる。但し、各通信装置は、通信品質を向上させるため、ＲＴＳ／ＣＴＳの情報交換後にデータ伝送を実行するものとする。
まず、送信元となる通信装置＃１は、優先利用領域で他の通信が行なわれていない場合に、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５０１と送信要求（ＲＴＳ）５０２を、受信先となる通信装置＃２に対して送信する。ここでは、ＲＴＳの送信を以って、優先利用領域での優先利用時間が開始されることになる。
このＲＴＳを受信した通信装置＃２では、そのデータ通信が可能であれば、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５０３と受信準備完了（ＣＴＳ）５０４を、通信装置＃１に対して返送する。
そして、ＣＴＳを受信した送信元となる通信装置＃１では、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５０５と、ヘッダ情報（Ｈ）５０６、データ・ペイロード（Ｄａｔａ）５０７を、通信装置＃２に対して送信する。
さらに、通信装置＃２では、データを正しく受信できた場合に、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５０８を付けて受領確認（ＡＣＫ）５０９を返送する。ここでは、便宜上データ送信の直後にＡＣＫを受取るシーケンス構成例を示してあるが、必要な時に受領確認ＡＣＫを返送するようにしてもよい。
その後、優先利用時間の設定を行なった通信装置＃１は、他の通信装置との通信があれば、必要に応じて再度プリアンブル５１０と送信要求（ＲＴＳ）５１１を送信してデータの送受信を行なうことができる。
ここで、通信装置＃１の通信が行なわれない場合には、特別な手続を行なうことなく、優先利用時間の設定が解除されて、他の通信装置＃４と通信装置＃０同士の通信を行なうことができる。
すなわち、他の通信装置＃４では、優先利用エリアであるにもかかわらず、通信装置＃１からのプリアンブル（Ｐ）５１０とヘッダ情報（Ｈ）５１１などを受信しなけれぱ、優先利用時間が終了したと判断し、他の通信装置＃０宛ての通信を行なうために、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５１２と送信要求（ＲＴＳ）５１３を他の通信装置＃０に対して送信する。
このＲＴＳを受信した通信装置＃０では、そのデータ通信が可能であれば、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５１４と受信準備完了（ＣＴＳ）５１５を、通信装置＃４に対して返送する。
そして、ＣＴＳを受信した送信元通信装置＃４では、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）５１６と、ヘッダ情報（Ｈ）５１７、データ・ペイロード（Ｄａｔａ）５１８を、通信装置＃０に対して送信する。
優先利用領域は、通信装置が優先して利用することができる領域であり、予約した通信装置が伝送路を独占する予約領域とは相違する。したがって、通信装置が優先的に利用可能な領域を設定してアイソクロナス通信を行なうものの、そのアイソクロナス通信が行なわれなかった場合、あるいは優先的なアイソクロナス通信が優先利用領域内で終了した後には、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく通常のランダム・アクセスを行なうことを許容する。したがって、一旦設定された優先利用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれた場合であっても、その満たない残りの部分で他の通信装置間の通信に流用することができるので、スループットが向上する。
また、図２３には、優先利用領域内における通信シーケンスの他の例を示している。同図に示す例では、送信元通信装置＃１から受信先通信装置＃２へ優先利用領域を利用してアイソクロナス情報の送受信が行なわれる場合のシーケンスを表している。但し、自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信がまだ行なわれている場合に、アイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから送信を行なう。
まず、送信元となる通信装置＃１は、優先利用領域において、他の通信装置＃０からの通信（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ  Ｄａｔａ）６０１が行なわれていた場合には、その通信が終了するまでを、送信不可能時間として設定しておく。これは、通信装置＃１が優先利用エリアよりも事前に受信動作を行なっておき、Ｐｒｅｖｉｏｕｓ  Ｄａｔａ６０１の通信継続時間を事前に把握できるようにしておいてもよい。
そして、通信装置＃１は、この送信不可能時間が終了した場合に、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）６０２と送信要求（ＲＴＳ）６０３を、受信先となる通信装置＃２に対して送信する。ここでは、このＲＴＳの送信を持って、優先利用領域での優先利用時間が開始されることになる。
このＲＴＳを受信した通信装置＃２では、データ通信が可能であれば、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）６０４と受信準備完了（ＣＴＳ）６０５を、通信装置＃１に対して返送する。
そして、送信元通信装置＃１では、ＣＴＳを受信したことに応答して、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）６０６と、ヘッダ情報（Ｈ）６０７、データ・ペイロード（Ｄａｔａ）６０８を、通信装置＃２に対して送信する。
さらに、通信装置＃２では、前記データを正しく受信できた場合に、ＡＣＫを通信装置＃１へ、所定の同期信号プリアンブル（Ｐ）６０９と受領確認（ＡＣＫ）６１０を返送する。ここでは、便宜上データ送信の直後にＡＣＫを受け取るシーケンス構成例を示してあるが、必要な時に受領確認ＡＣＫを返送するようにしてもよい。
自己が設定した優先利用領域が到来した時点で他の通信が行なわれているときに、アイソクロナス通信の開始を一時的に遅らせ、他の通信が終了してから優先利用に基づく送信を行なうようにすることで、他の通信と共存したアイソクロナス通信を実現することができる。この場合、優先利用領域の開始は一時的に遅延する。但し、優先利用領域に満たないアイソクロナス通信が行なわれたときには優先利用という状態すなわち帯域が解放されるので（図２２を参照のこと）、システム全体としてみればスループットが向上し、一時的な遅延は回復していくことが見込まれる。
なお、図２２〜図２３では、便宜上、送信要求ＲＴＳと受信準備完了ＣＴＳの交換を行なった後にデータ通信を開始する手順を例として示してあるが、このＲＴＳ／ＣＴＳ交換手順を踏まないで直接データ通信を開始するように通信シーケンスを構成することも可能である。
図２４には、アイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換する通信シーケンスを示している。
図示の例では、アイソクロナス通信を行なうアプリケーション＃１から、アイソクロナス通信のためのパラメータ情報がアイソクロナス通信指示８１として、送信元となる無線通信装置＃１のインターフェース１０１を介して中央制御部１０３に通知される。
無線通信装置＃１では、アイソクロナス通信の通知に応じて、受信先となる無線通信装置＃２に対して、優先利用領域通知コマンド８２の送信を行なう。
次いで、受信先となる無線通信装置＃２では、優先利用領域通知コマンド８２に応じて、自己が利用可能である優先利用領域情報を情報記憶部１１３に記憶するとともに、その優先利用領域情報をビーコン通知８３として記載して周囲に存在する無線通信装置に向けて送信する。
ビーコン通知８３を受信した無線通信装置＃１では、アイソクロナス通信が可能になったことの通知８４をアプリケーション＃１に行ない、このアイソクロナス通信に用いる優先利用領域情報を情報記憶部１１３に記憶するとともに、その優先利用エリア情報をビーコン通知８５として記載して周囲に存在する無線通信装置に向けて送信する。
ビーコン通知８５を受信した無線通信装置＃２では、アイソクロナス通信が開始されることの通知８６を受信先となるアプリケーション＃２に行なう。この時点で、スーパーフレームにおける優先利用領域の設定が完了する。
続いて、優先利用領域を用いたアイソクロナス通信が開始される。すなわちアプリケーション＃１から、無線通信装置＃１に対して、アイソクロナス通信８７が継続的に開始される。さらに、無線通信装置＃１から無線通信装置＃２に対して、先に設定しておいた優先利用領域内で、優先利用領域通信８８が継続的に行なわれる。
そして、無線通信装置＃２からアプリケーション＃２に対して、アイソクロナス通信８９が継続的に行なわれる。
また、図２５には、アイソクロナス通信を行なう通信装置間での優先利用領域を交換する通信シーケンスの他の例を示している。ここでは、受信先通信装置は、ビーコンではなく優先利用領域通知コマンドにより優先利用領域情報の交換を行なうものとする。
図示の例では、アイソクロナス通信を行なうアプリケーション＃１から、アイソクロナス通信のためのパラメータ情報がアイソクロナス通信指示１８１として、送信元となる無線通信装置＃１のインターフェース１０１を介して中央制御部１０３に通知される。
無線通信装置＃１では、その通知に応じて、受信先となる無線通信装置＃２に対して、優先利用領域通知コマンド１８２の送信を行なう。
受信先となる無線通信装置＃２では、優先利用領域通知コマンド１８２に応じて、自己が利用可能である優先利用領域情報を情報記憶部１１３に記憶するとともに、その優先利用領域情報を送信元の無線通信装置＃１に対して、優先利用領域通知コマンド１８３として返信する。そして、アイソクロナス通信が開始されることの通知１８４を、受信先となるアプリケーション＃２に行なう。
無線通信装置＃１では、受信先となる無線通信装置からの優先利用エリア通知コマンド１８３を受信したことに応じて、アイソクロナス通信が可能になったことの通知１８５をアプリケーション＃１に行なうとともに、このアイソクロナス通信に用いる優先利用領域を情報記憶部１１３に記憶する。
そして、アプリケーション＃１から無線通信装置＃１に対して、アイソクロナス通信１８６が継続的に開始される。さらに、無線通信装置＃１から無線通信装置＃２に対して、先に設定しておいた優先利用領域内で、優先利用領域通信１８７が継続的に行なわれる。
そして、無線通信装置＃２からアプリケーション＃２に対して、アイソクロナス通信１８８が継続的に行なわれる。
図２６には、ビーコン情報のフレーム構成例を示している。
図示のビーコン・フレームは、送信された情報がビーコン情報であることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、送信元のアドレス情報となるＭＡＣアドレスと、送信されたタイミング情報Ｔｉｍｉｎｇと、該当する通信装置の所属するグループを示すネットワークＩＤと、必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号ＣＲＣと、本発明による優先利用領域通信などのパラメータが通知される優先利用領域情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
図２７には、優先利用領域通知コマンドのフレーム構成例を示している。
図示のコマンド・フレームは、送信された情報が優先利用エリア通知コマンドであることを示すＴｙｐｅと、当該フレームの情報長を示すＬｅｎｇｔｈと、受信先のアドレス情報となる受信先ＭＡＣアドレスと、送信元のアドレス情報となる送信元ＭＡＣアドレスと、このコマンド特有のパラメータを記載するＣｏｍｍａｎｄと、必要に応じて付加されるこの部分までの誤り検出符号ＣＲＣと、さらに本発明による優先利用領域通信の要求を伝える優先利用領域情報と、当該フレーム全体の誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。
なお、ＲＴＳコマンド、ＣＴＳコマンド、データ・フレーム、並びにＡＣＫのフレーム構成は、それぞれ図１５〜図１８に示したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
図２８には、本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置が優先利用領域の設定や解除を行なうための処理手順をフローチャートの形式で示している。
通信装置にインターフェース１０１経由で接続される機器のアプリケーション（図示せず）から、アイソクロナス通信指示を受理していれば（ステップＳ３１）、中央制御部１０３にて、このアイソクロナス通信指示に記載されたパラメータを解析するとともに、情報記憶部１１３に格納されている近隣通信装置情報から、周辺にある通信装置からのビーコン受信時刻情報を獲得する（ステップＳ３２）。
そして、アイソクロナス通信指示に記載されたパラメータを解析するとともに、その受信時刻と重ならないように、優先利用領域の設定を行ない（ステップＳ３３）、受信先となる通信装置宛てに優先利用領域通知コマンドを送信し（ステップＳ３４）、一連の処理を抜ける。
一方、受信したコマンドが優先利用領域通知コマンドであったならば（ステップＳ３５）、制御信号解析部１０９でこれを解析し、当該コマンドに記載された優先利用領域情報を獲得し（ステップＳ３６）、情報記憶部１１３に格納されている近隣通信装置情報から、周辺にある通信装置からのビーコン受信時刻情報を獲得する（ステップＳ３７）。
そして、優先利用領域とビーコン受信時刻と重ならないように、優先利用領域の設定を行ない（ステップＳ３８）、さらにその設定状況をビーコン情報の１つとして構築し、周囲の通信装置に対して送信して（ステップＳ３９）、一連の処理を抜ける。
また、相手先ビーコンを受信したならば（ステップＳ４０）、ビーコン解析部１１１で当該ビーコンを解析し、記載されている優先利用領域情報を獲得し（ステップＳ４１）、その通信開始タイミングをタイミング制御部１０５に設定する（ステップＳ４２）。さらに、必要に応じて、接続される機器のアプリケーションに通信が開始される旨の通知を行ない（ステップＳ４３）、一連の処理を抜ける。
あるいは、ビーコン解析部１１１で受信したビーコンを解析した結果、新規に他の通信装置からのビーコンであったならば（ステップＳ４４）、そのビーコン受信時刻情報を情報記憶部１１３の近隣通信装置情報に格納し（ステップＳ４５）、一連の処理を抜ける。
さらに、所定の時間に渡って、アイソクロナス通信が行なわれなくなったことを中央制御部１０３にて判断した場合（ステップＳ４６）、設定されていた優先利用領域の設定を解除し（ステップＳ４７）、その設定状況をビーコン情報の１つとして構築し、周囲の通信装置に対して送信して（ステップＳ４８）、一連の処理を抜ける。
図２９には、本実施形態に係るアドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置がアイソクロナス通信を行なうための処理手順をフローチャートの形式で示している。
通信装置にインターフェース１０１経由で接続される機器のアプリケーション（図示せず）からアイソクロナス情報を受理した場合（ステップＳ５１）、受理したデータをデータ・バッファ１０２に逐次格納し（ステップＳ５２）、一連の処理を抜ける。
さらに、中央制御部１０３にて、現在の時刻が優先利用領域内にあるかどうかを確認する（ステップＳ５３）。そして、優先利用領域内にあり、且つ自己が送信元通信装置であれば（ステップＳ５４）、さらにデータ・バッファ１０２中に格納済みデータの有無を判断し（ステップＳ５５）、データがなければ処理を抜けるが、データがあれば、現在、他の通信装置の通信が行なわれているかどうか判断する（ステップＳ５６）。そして、他の通信装置の通信が行なわれていない場合にのみ、制御信号生成部１０８を介して、送信要求ＲＴＳの送信処理を行なう（ステップＳ５７）。
その後、制御情報解析部１０９にて受信準備完了ＣＴＳを受信したか判断し（ステップＳ５８）、受信していなければこの処理を抜けるが、受信があれば、データ・バッファ１０２から格納済みデータを獲得し（ステップＳ５９）、所定のヘッダ情報を付加した後、データ送信処理を行なう（ステップＳ６０）。
さらに、受領確認ＡＣＫの受信があった場合には（ステップＳ６１）、一連の処理を抜ける。一方、ＡＣＫを受信していなければ、ステップＳ５６に戻り、伝送路上で通信が可能な判断した後に再送処理を行なう。
ステップＳ５４において自己が送信元通信装置でないと判断された場合には、制御信号解析部１０９で送信要求ＲＴＳを受信したかどうかを判断する（ステップＳ６２）。そして、ＲＴＳを受信した場合には、制御信号生成部１０８を介して、受信準備完了ＣＴＳの送信処理を行ない（ステップＳ６３）、その後にデータ受信処理を行なう（ステップＳ６４）。
データを正しく受信できたならば（ステップＳ６５）、受領確認情報ＡＣＫを生成して送信元に送信するとともに（ステップＳ６６）、受信データをアイソクロナス情報に分解し（ステップＳ６７）、これをデータ・バッファ１０２に格納しておく（ステップＳ６８）。
そして、所定の遅延時間を含んだアイソクロナス通信時刻が到来した場合に（ステップＳ６９）、インターフェース１０１経由で接続される機器にアイソクロナス情報がデータ・バッファ１０２に蓄積されているデータを報知し（ステップＳ７０）、一連の処理を抜ける。
ステップＳ５３において現在の時刻が優先利用領域内でないと判断された場合、ステップＳ６２において送信要求ＲＴＳの受信がないと判断された場合、並びに、ステップＳ６５においてデータを正常に受信していないと判断された場合には、ステップＳ６９に移行し、アイソクロナス通信時刻が到来した場合に、インターフェース１０１経由で接続される機器にアイソクロナス情報を報知し（ステップＳ７０）、一連の処理を抜ける。
追補
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、アドホック通信環境下において帯域を保証したデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
また、本発明によれば、アドホック通信環境下においてＡＶコンテンツなどのリアルタイム性のデータをアイソクロナス通信により効率よく伝送することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
本発明によれば、各無線通信装置は、自身が帯域予約通信に利用するタイミングをビーコン情報により通知することで、制御局を配置することなく、帯域予約通信を実現することができる。
また、情報の受信先となる無線通信装置が帯域予約通信の存在を周囲に通知することで、送信元通信装置から隠れ端末となる位置に存在する無線通信装置に対して、事前に通信が行なわれることを効果的に知らしめることができる。
また、ビーコンで帯域予約通信に利用するタイミングを報知することで、不特定多数の無線通信装置に帯域予約通信が行なわれることを事前に通知することができる。
また、受信先通信装置が帯域予約通信に利用するタイミングを、自己のビーコン送信タイミングと同じ状態を擬似的に作り出して通知することで、送信元通信装置から見て隠れ端末となる領域に存在する無線通信装置に対しても、帯域予約通信が行なわれることを知らしめることができる。
また、ビーコン周期を所定のタイミングで区切った粒度で通信に利用されるタイミングを設定することにより、空間的な繰り返し利用効率を向上させることができる。
また、本発明によれば、各無線通信装置は自己が優先的に利用可能な領域（タイミング）を設定し、そのタイミングでアイソクロナス通信を行なうことにより、制御局を置かずにアイソクロナス通信を行なうことができる。
ここで、特定のアイソクロナス通信のために周期的に決められた時間の占有を必要としない。所定のアイソクロナス通信が終了した場合には、優先的に利用可能な領域（タイミング）を一時的に解放することで、他の通信装置の間で他の通信を適宜行なえ、スループットが向上する。
また、優先的に利用可能な領域（タイミング）で、他の無線通信装置の通信が行なわれていれば、その通信が終了した後に、所定のアイソクロナス通信を開始することで、他の通信と共存したアイソクロナス通信を実現することができる。このとき若干の遅延は生じるものの、受信先のアプリケーションにリアルタイム通信を実現することができる。
また、本発明によれば、自己の周囲に存在する他の通信装置からのビーコン信号の送信を妨げないタイミングで、優先的に利用可能な領域（タイミング）を設定することで、周囲の通信装置と共存関係を維持しながら、アイソクロナス通信を行なうことができる。
また、各無線通信装置が優先的に利用可能な領域（タイミング）を互いに設定することで、アプリケーションからアイソクロナス通信の行なわれるサイクルと完全に一致した優先的に利用可能な領域（タイミング）を設定しなくても、リアルタイム性の高い通信を実現することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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