(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信方法において、
前記複数の無線通信装置の各々が、各タイムスロット期間に、前記複数のタイムスロットの各々において他の無線通信装置から受信したフレームの受信応答情報のフィールドを含むフレームを送信するステップと、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前のスーパーフレーム期間内の前記受信応答情報のフィールドにおける各受信応答情報に基づいて、次のスーパーフレーム期間における自装置の使用タイムスロットの数を増減するステップとを、
有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記複数の無線通信装置の各々がさらに、自装置がフレームを送信できなかった場合にその旨を示すフラグを、次に送信するフレームで送信し、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前記フレーム内の前記フラグの数だけ前記自装置の使用タイムスロットの数を増加させることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信システムにおいて、
前記複数の無線通信装置の各々が、各タイムスロット期間に、前記複数のタイムスロットの各々において他の無線通信装置から受信したフレームの受信応答情報のフィールドを含むフレームを送信する手段と、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前のスーパーフレーム期間内の前記受信応答情報のフィールドにおける各受信応答情報に基づいて、次のスーパーフレーム期間における自装置の使用タイムスロットの数を増減する手段とを、
有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記複数の無線通信装置の各々がさらに、自装置がフレームを送信できなかった場合にその旨を示すフラグを、次に送信するフレームで送信し、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前記フレーム内の前記フラグの数だけ前記自装置の使用タイムスロットの数を増加させることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信システムにおける前記無線通信装置であって、
各タイムスロット期間に、前記複数のタイムスロットの各々において他の無線通信装置から受信したフレームの受信応答情報のフィールドを含むフレームを送信する手段と、
前記フレームを受信した場合に、前のスーパーフレーム期間内の前記受信応答情報のフィールドにおける各受信応答情報に基づいて、次のスーパーフレーム期間における自装置の使用タイムスロットの数を増減する手段とを、
有する無線通信装置。
【請求項６】
自装置がフレームを送信できなかった場合にその旨を示すフラグを、次に送信するフレームで送信する手段と、
前記フレームを受信した場合に、前記フレーム内の前記フラグの数だけ前記自装置の使用タイムスロットの数を増加させる手段とを、
さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
受信応答情報でエラー情報がある場合、エラー情報の数だけ使用タイムスロットの数を増加させることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義してアクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近距離無線通信規格として下記の非特許文献１に示されるようなZigBee（登録商標）では、ビーコン信号を同期信号として一定周期内の所定期間をアクティブ期間（スーパーフレーム期間）、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う。また、他の従来例として下記の特許文献１には、多数の無線通信ノードが基地局や制御局などの他のノードを介することなく直接非同期の無線通信を行うアドホック通信システムとして、各無線通信ノードが送信するビーコン信号の直後に受信区間を設け、残りを未使用期間とする方法が提案されている。また、下記の特許文献２には、各無線通信ノードが送信するビーコン信号を同期信号として一定周期のスーパーフレーム期間を設定する場合に、ビーコン信号を送信するタイムスロットを決定する方法が提案されている。
【０００３】
また、各タイムスロットをノードに割り当てる方法において、自律的に空きスロットに対して自身のスロット使用を広告する方法が、特許文献２に開示されている。この方法によると、各ノードが規定のタイムスロット時間をスキャンして使用タイムスロットと空きタイムスロットを判断してテーブルを構成することで、タイムスロットの空きを順次使用し、効率的にタイムスロットを利用することが可能である。例えばタイムスロットを使用しなくなったノードがあれば、そのタイムスロットは空きタイムスロットとしてスキャンされ、他のノードが使用することになる。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１５．４
【特許文献１】特開２００４−２２８９２６号公報（図２）
【特許文献２】特開２００６−１２１３３２号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、タイムスロット同期型のＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）による時分割多重双方向通信において、規定のタイムスロットによりスーパーフレームを構成し、スーパーフレーム単位で同期することでスーパーフレーム期間にスリープ期間を設けて、電池を内蔵するノードの省電力化を実現するような方法を用いる場合、規定のスーパーフレーム中のタイムスロット数に対して、通信範囲に存在するノードが少ない場合、本来スリープしてもかまわない空きタイムスロットに対しても無線を受信状態にしておく必要があり、省電力化に課題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載されるような、自律的な空きスロット管理を行う方法を用いた場合でも、通信ノードが移動を伴い、使用するタイムスロットが頻繁に変更になるような場合では、規定の全タイムスロットをスキャンして使用状況を把握する必要があるため、タイムスロットを頻繁にスキャンすることが必要となり、省電力化が困難である。
【０００６】
本発明では、このような移動を伴う不特定多数の無線通信装置に自身の情報を広告するような無線通信において、適切なタイムスロット数での動作を行うことができ、ひいては省電力化を実現することができる無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置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】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信方法において、
前記複数の無線通信装置の各々が、各タイムスロット期間に、前記複数のタイムスロットの各々において他の無線通信装置から受信したフレームの受信応答情報のフィールドを含むフレームを送信するステップと、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前のスーパーフレーム期間内の前記受信応答情報のフィールドにおける各受信応答情報に基づいて、次のスーパーフレーム期間における自装置の使用タイムスロットの数を増減するステップとを、
有することを特徴とする。
この構成により、適切なタイムスロット数での動作を行うことができ、ひいては省電力化を実現することができる。
【０００８】
また、前記複数の無線通信装置の各々がさらに、自装置がフレームを送信できなかった場合にその旨を示すフラグを、次に送信するフレームで送信し、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前記フレーム内の前記フラグの数だけ前記自装置の使用タイムスロットの数を増加させることを特徴とする。
また、受信応答情報でエラー情報がある場合、エラー情報の数だけ使用タイムスロットの数を増加させることを特徴とする。
この構成により、足りない数のタイムスロットを一気に増加させることができる。
【０００９】
また本発明は上記目的を達成するために、一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信システムにおいて、
前記複数の無線通信装置の各々が、各タイムスロット期間に、前記複数のタイムスロットの各々において他の無線通信装置から受信したフレームの受信応答情報のフィールドを含むフレームを送信する手段と、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前のスーパーフレーム期間内の前記受信応答情報のフィールドにおける各受信応答情報に基づいて、次のスーパーフレーム期間における自装置の使用タイムスロットの数を増減する手段とを、
有することを特徴とする。
この構成により、適切なタイムスロット数での動作を行うことができ、ひいては省電力化を実現することができる。
【００１０】
また、前記複数の無線通信装置の各々がさらに、自装置がフレームを送信できなかった場合にその旨を示すフラグを、次に送信するフレームで送信し、
前記フレームを受信した前記複数の無線通信装置の各々が、前記フレーム内の前記フラグの数だけ前記自装置の使用タイムスロットの数を増加させることを特徴とする。
この構成により、足りない数のタイムスロットを一気に増加させることができる。
【００１１】
また本発明は上記目的を達成するために、一定周期のスーパーフレーム期間内の任意の期間をアクティブ期間、残りをスリープ期間と定義して前記アクティブ期間を複数のタイムスロットに分割し、複数の無線通信装置の各々が各タイムスロットを使用して時分割で双方向通信を行う無線通信システムにおける前記無線通信装置であって、
各タイムスロット期間に、前記複数のタイムスロットの各々において他の無線通信装置から受信したフレームの受信応答情報のフィールドを含むフレームを送信する手段と、
前記フレームを受信した場合に、前のスーパーフレーム期間内の前記受信応答情報のフィールドにおける各受信応答情報に基づいて、次のスーパーフレーム期間における自装置の使用タイムスロットの数を増減する手段とを、
有する構成とした。
この構成により、適切なタイムスロット数での動作を行うことができ、ひいては省電力化を実現することができる。
【００１２】
また、自装置がフレームを送信できなかった場合にその旨を示すフラグを、次に送信するフレームで送信する手段と、
前記フレームを受信した場合に、前記フレーム内の前記フラグの数だけ前記自装置の使用タイムスロットの数を増加させる手段とを、
さらに備えた構成とした。
この構成により、足りない数のタイムスロットを一気に増加させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、不特定多数の無線通信装置（ノード）に自身の情報を広告するような無線通信において、複数のノードからの効率的な受信応答情報を用いて、自身の周りに存在するノードの数を推測し、必要なタイムスロットを限定して動作することで、少ないノード間で通信を行っている場合に不必要なタイムスロットを使用せず、消費電力の低減が可能となる。また、受信応答フィールド中に、自身が送信できなかったことを示すフラグビットを設けることで、通信相手が増加した場合にどれくらいタイムスロットが足りないかを知ることもできるため、効率的にタイムスロット数を増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に本実施の形態における無線ノード種別とシステムの構成を示す。本システムは、有線／無線を問わない外部ネットワーク１（例えばインターネット）に接続され、外部ネットワーク１と通信可能であって商用電源などの供給が可能なゲートウェイ（ＧＷ）２と、無線通信ノード３として電池で駆動する小型の無線タグ３ａ、３ｂで構成される。無線タグ３ａ、３ｂは送受信が可能で、双方向にデータをやり取りすることが可能であり、以降Ｐ２Ｐ（Point to Point）タグとも呼ぶ。このＰ２Ｐタグ３ａ、３ｂには、設置後移動を想定しない（Stationary）Ｐ２ＰタグであるＰ２Ｐ−Ｓタグ３ａと、例えば人が保持して移動を行う（Mobile）Ｐ２ＰタグであるＰ２Ｐ−Ｍタグ３ｂの２種類がある。
【００１５】
図１に示すように、各Ｐ２Ｐタグ３ａ、３ｂはアドホックに、自身の通信可能範囲にあるＰ２Ｐタグ３ａ、３ｂと自身のＩＤを交換する。このように、移動するＰ２Ｐ−Ｍタグ３ｂによってＰ２Ｐタグ３ａ、３ｂが相互にＩＤを交換・蓄積することで、お互いの接触履歴を保持することになる。これによりＰ２Ｐ−Ｍタグ３ｂにはある人の行動履歴が、またＰ２Ｐ−Ｓタグ３ａには、ある地点における人の通過履歴が蓄積可能となる。例えば具体的なアプリケーションの一例としては、街中での人の行動、接触履歴の取得といったことが考えられる。この場合、商用電源の確保できる場所にＧＷ２を、それ以外の場所に多数のＰ２Ｐ−Ｓタグ３ａを配置することで、Ｐ２Ｐ−Ｍタグ３ｂを持った人の行動、接触履歴を取得することが可能となる。
【００１６】
また、このような、無線ノード３により単に自身のＩＤを交換して、接触履歴を残していくというアプリケーションにおいては、情報の送信側が受信側を特定する必要はなく、それぞれのタグ３ａ、３ｂが自身のＩＤをブロードキャストして、受信したタグ３ａ、３ｂがこれを蓄積しておけばよい。
【００１７】
次に、図２に本実施の形態におけるスーパーフレーム期間Ｔ_pの構成を示す。本発明では、スーパーフレーム期間Ｔ_pは図２（ａ）に示すように、無線通信ノード３であるタグ３ａ、３ｂがフレームの送受信を行うアクティブ期間Ｔactと、タグ３ａ、３ｂの無線部（図４で後述）が動作を停止するスリープ期間 （＝Ｔ_p−Ｔact）を有する。アクティブ期間Ｔactは図２（ｂ）に示すような可変数のタイムスロットＴＳ（図ではタイムスロット数＝１６）による構成で、移動する各タグ３ｂは定期的にアクティブ期間Ｔact内の各タイムスロットＴＳをランダムに選択し、選択したタイムスロットＴＳ内に自身の情報をフレームで送信する。
【００１８】
各ノード３はフレームの送受信を行うアクティブ期間Ｔactと無線部の動作を停止するスリープ期間（＝Ｔ_p−Ｔact）を有することで第一の省電力化をおこなう。アクティブ期間Ｔactは可変数のタイムスロットによる構成で、移動する各ノード3は、定期的にアクティブ期間Ｔact内のタイムスロットに対して、先頭のタイムスロットから順にＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）により自身の情報の送信を試みる。このため、タイムスロットは先頭から順に使用される形となる。
【００１９】
また、図３には、本発明での応答確認（ＡＣＫ）のシーケンスを示す。図３では、３つのノードＡ、ノードＢ、ノードＣがそれぞれ自身のフレームＦ[A]、Ｆ[B]、Ｆ[C]をブロードキャストしている状態を示す。本発明においては、すれ違い時に各ノードＡ〜Ｃが情報を交換、蓄積し、特定のノード（図１のＧＷ２）にのみ、蓄積した情報を送信する。このため、あるノードから受信したフレームを他のノードに転送することはない。このためブロードキャストされるフレームＦ[A]、Ｆ[B]、Ｆ[C]は、お互い通信範囲にいるノードＡ〜Ｃ間でのみ送受信されることになる。
【００２０】
図３にはあるスーパーフレーム期間Ｎ−１において各ノードＡ〜Ｃがランダムに選択したタイムスロットＴＳに対して自身の情報をフレームＦ[A]、Ｆ[B]、Ｆ[C]で送信している状態を示す。ただしノードＡとノードＣは直接通信できない場所にある場合の例である。このとき、ノードＡの送信したフレームＦ[A]はノードＢに、ノードＢが送信したフレームＦ[B]はノードＡとノードＣに、ノードＣが送信したフレームＦ[C]はノードＢでどれも正常に受信されたとする。
【００２１】
次のスーパーフレーム期間Ｎにおいて、ノードＡ、Ｂ、Ｃがそれぞれ自身のフレームＦ[Ａ:b]、Ｆ[Ｂ:a,c]、Ｆ[Ｃ:b]を送信する時、それぞれのフレームＦ[Ａ:b]、Ｆ[Ｂ:a,c]、Ｆ[Ｃ:b]中で自身が前スーパーフレーム期間Ｎ−１で受信したノードの情報（[]内のa,b,c）を付加して送信する。これにより、各ノードＡ、Ｂ、Ｃは他ノードのフレーム中に一緒に付加されて来るＡＣＫ情報により、前のスーパーフレーム期間Ｎ−１で送信した自身のフレームＦ[A]、Ｆ[B]、Ｆ[C]が受信されたことを認識することができる。また同時にノードＢに 関しては、ノードＡとノードＣからのＡＣＫ情報を受信することで、複数ノードＡ、Ｃでの受信を確認することもできる。
【００２２】
このようなＡＣＫ情報を用いることで、実際に自身のフレームが受信されたことを確認するとともに、他のノードがどれくらいのノードと通信を行っているかを間接的に把握することができる。これにより移動するノードは、現在通信した相手ノードの周辺にどれくらいの通信可能なノードが存在するかを知ることができる。本発明ではこのようなＡＣＫの情報を用いて実際に自身がスーパーフレーム期間において受信したタイムスロット数と、受信したフレームから想定されるノード数より、次スーパーフレーム期間の使用タイムスロット数の設定を行う。
【００２３】
次に図４を用いて本発明のノード３の構成について説明する。本発明のノード３は、送信部１１ａ及び受信部１１ｂを有する無線部１１と、制御部１２と、ＩＤ蓄積部１３と、クロック１４と給電部１５により構成されている。送信部１１ａは無線を介して自身のＩＤを含むフレームＦを外部に送信する機能を有している。なお本発明のノード３においては、送信部１１ａにおけるフレーム送信は、自身のＩＤを定期的にブロードキャストすることで行われる。また受信部１１ｂは、他のノード３が同様に送信しているＩＤを含むフレームを受信する機能を有している。
【００２４】
また、制御部１２はこのノード３の動作を制御する機能を有している。制御部１２の機能については図５を用いて詳細に説明する。また、ＩＤ蓄積部１３は、受信部１１ｂで受信した他のノード３のＩＤを蓄積する機能を有している。なおＩＤ蓄積部１３にＩＤが蓄積される場合は、その時点における時刻情報がＩＤとともに記録されてもよい。また自身のＩＤ情報も同様に記録されている。またクロック１４は、送信部１１ａにおけるフレーム送信や、受信部１１ｂにおけるフレーム受信のタイミングを把握するためのクロック信号を出力する機能を有している。また給電部１５はノード３が任意の場所に移動しても通信可能なようにノード３内に内蔵されている電源であり、例えばノード３の筐体内に実装されている電池である。
【００２５】
次に図５を用いて、本発明の実施の形態における制御部１２の機能について説明する。制御部１２は詳しくは、タイムスロット調整部２１と、フレーム解析部２２と、フレーム生成部２３と、ＡＣＫ生成部２４と、スロット数制御部２５により構成されている。タイムスロット調整部２１は、スーパーフレーム期間の同期を含むタイムスロットの同期調整を行うとともに、フレームＦの受信や、ＣＳＭＡによる可能なタイムスロットＴＳに対し生成されたフレームＦを送信する機能を有している。フレーム解析部２２は、各タイムスロットＴＳでの受信状態を解析し、ＡＣＫ生成部２４と輻輳制御部２５に通知する機能や、受信したフレームＦからＩＤ情報を取得しＩＤ蓄積部１３に通知する機能を有する。
【００２６】
ＡＣＫ生成部２４はフレーム解析部２２からの情報に基づき、次回に自身が送信するフレームＦに付加するＡＣＫフィールドを生成する。スロット数制御部２５は、フレーム解析部２２からの情報に基づき次スーパーフレーム期間で自ノードに設定するタイムスロット数の決定を行う。具体的には後述するフローチャートに記載の処理を行う。フレーム生成部２３は自身のＩＤと、送信するタイムスロット情報と、ＡＣＫ生成部２４より通知されＡＣＫフィールド情報からフレームＦを生成する。
【００２７】
次に各タグ（ノード３）で交換されるフレームＦの構成を図６に示す。各ノード３は１つのタイムスロットＴＳ内で送信可能な固定長のフレームＦを生成する。具体的には、自身が送信するタイムスロットＴＳの番号（Slot Number）、ノード３のタイプ（Type）及び自身のＩＤ番号（ＩＤ）の各フィールド、そして他のノードからのフレームＦの受信に応答して送信側ノードに受信状態を通知するＡＣＫフィールドより構成される。本発明においては、自身の情報を送信するフレームＦ中に、他のタイムスロットＴＳで他のノード３から受信したフレームの受信応答情報を含んでいることが特徴である。ＡＣＫフィールドは具体的には、システムで規定されるスーパーフレームＳＦの各タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ１６を示すフィールドで構成されており、各タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ１６での受信状況がＡＣＫ情報として格納される。
【００２８】
本発明においては、受信側ノードのＩＤを用いた個別の応答や、受信側ノードのフレームを送信することで受信を通知するパッシブＡＣＫといった方法と異なり、規定のタイムスロット分の固定長のＡＣＫフィールドにより、前回のスーパーフレーム期間Ｎ−１において受信した他の全ての送信元のノードに対して一度に自身の受信情報を提供する。したがって、１つのスーパーフレーム期間Ｔ_pでは、１６×１６個の受信状況が提供される。また各タイムスロットに対するＡＣＫフィールド内の個々の情報は２ビットで構成され、状態は以下のように示される。
００：受信無し、
１０：エラー状態で受信、
１１：正常状態で受信、
【００２９】
「１０：エラー状態で受信」には、受信したフレームＦがビットエラー、フレームエラーで廃棄された場合や、衝突により正しくフレームＦを受信できなかった場合を含んでいる。このような形で個別のノードに対するＡＣＫでは無く、固定タイムスロットに対する受信状態を通知することで、個別のノードのＩＤなどを用いて複数のノードに対して応答確認をする場合と比較して、ＡＣＫの量に対してフレーム長を固定長に保てると同時に、非常に少ない情報量で通知することが可能となる。
【００３０】
さらにこのＡＣＫフィールドには、各タイムスロットに対応したＴＳフィールドＴＳ１〜ＴＳ１６以外に特別な１ビットのフラグのフィールド（ＳＰフィールド）が付加されている。これは詳細は後述するが、設定したタイムスロット数において自身のフレームを送信できなかった場合に、ＯＮ（ビット＝１）に設定されるフィールドである。
【００３１】
次に、図７を用いてＡＣＫ生成部２４でのＡＣＫフィールドの生成方法について説明する。ＡＣＫ生成部２４では、フレーム解析部２２からの情報に基づき、スーパーフレーム期間での受信のあった各タイムスロットＴＳに対して、前述の２ビット構成のＴＳフィールドＴＳ１〜ＴＳ１６への設定を行う（ステップＳ１）。これにより、送受信のあったタイムスロットＴＳは衝突などによるエラーを含めて全て該当のＴＳフィールドＴＳ１〜ＴＳ１６に記述されることになる。
【００３２】
また、設定されていたスーパーフレーム期間中の各タイムスロット内でＣＳＭＡの結果、自身の送信機会が最後までなく、送信できなかった場合（ステップＳ２でNo）、これを示すためにＳＰフィールドをＯＮにする（ステップＳ３）。これは、移動によりこれまでより多くのノード３と通信する環境に変化した場合に、スーパーフレーム期間に設定していたタイムスロット数Ｎよりもノード数が多くなり、自身の送信機会がなくなったような場合が該当する。このような場合、自身のフレームＦに挿入されるＡＣＫフィールドにおいて、自身が送受信したことを示すＴＳフィールドだけでなく。足りないタイムスロットがあることを他のノードに示すことになる。例えば、フレーム受信時にＳＰフィールドがＯＮのフレームＦが多い場合は、それだけの数のノード３で通信機会がなく送信できなかったことを示している。
【００３３】
次にスロット数制御部２５での動作について説明する。多数のノード３との通信可能な環境から、あまり周りに多数のノード３がいない環境に移動等により変化した場合、スーパーフレーム期間中の受信タイムスロット数Ｎを減少させることは省電力の観点で重要である。また逆に、少数のノード３との通信時環境から多数のノード３が存在する環境に移動等により変化した場合は、適切なタイムスロット数Ｎまでタイムスロット数を増加させていくことは、より多くのノード３とデータを交換する意味において重要である。このようなスーパーフレーム期間内のタイムスロット数Ｎを自律的に設定するのがスロット数制御部２５の機能である。
【００３４】
図８にスロット数制御部２５における処理をフローチャートで示す。ＡＣＫ生成部２４からの情報により、該スーパーフレーム期間における自ノード３の受信情報を把握し、該スーパーフレーム期間における使用タイムスロット状況を確認する。この情報より次スーパーフレーム期間のタイムスロット数Ｎの候補を求める。これは自身の送信および、正常受信（＝１１）したフレームを１として加算していき、さらに衝突などによるエラー受信（＝１０）の状態を２として加算したものである。エラー受信（＝１０）の状態を２とするのは、衝突による複数ノードの存在を考慮するものである。ただし、受信したフレームが１つもない場合、つまりＡＣＫ生成部２４が自身の送信したフレーム情報しか持っていない場合は、次スーパーフレーム期間におけるタイムスロット数Ｎは、自身の送信するタイムスロットに他のノードからの受信を考慮して２スロットで設定する。
【００３５】
フレーム受信があった場合、フレーム解析部２２からの情報により、正常受信（＝１１）したフレームＦ中のＡＣＫフィールドからも同様にタイムスロット数を加算して次スーパーフレーム期間のタイムスロット数Ｎの候補を求める。このようにして導出したタイムスロット数の候補のうち最大値を次スーパーフレーム期間の基本タイムスロット数Ｎとする（ステップＳ１１）。
【００３６】
次に、正常受信フレームのＡＣＫフィールドのうちＳＰフィールドがセットされていたフレーム数Ａを基本タイムスロット数Ｎに加算する（ステップＳ１２）。これで次スーパーフレーム期間のタイムスロット数ＮはＮ＋Ａとなる。このように、ＳＰフィールドがセットされているフレーム数Ａを基本タイムスロット数Ｎに加算して次スーパーフレーム期間のタイムスロット数Ｎ＝Ｎ＋Ａとすることで、送信できなかったノード３の数Ａだけ使用タイムスロット数Ｎを増加させる。これには自ノード３が生成したＡＣＫフィールドのＳＰフィールドの状態も含める（ステップＳ１３→Ｓ１４）。このように、多数のノード３がいる環境に変化したノード３に関して、送信できなかったノード３の数だけ他のノード３にも、タイムスロット数Ｎを増加させることで、受信される可能性を増やしている。
【００３７】
このように、タイムスロット数Ｎを自身の受信した状態だけでなく、他ノードからのＡＣＫ情報に基づき増減していくことで、効率的にタイムスロットを使用しつつ、省電力化を実現できる。さらにＡＣＫフィールドにＳＰフィールドを設けたことで、前スーパーフレーム期間で送信できなかったノード数を把握することで、不足するタイムスロット数を把握し、まとめて増加させることが可能となる。
【００３８】
なお、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブ ル・プロセッサーを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用などが可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、移動を伴う不特定多数の無線通信装置に自身の情報を広告するような無線通信において、適切なタイムスロット数での動作を行うことができ、ひいては省電力化を実現することができるという効果を有し、無線通信ネットワークの小型の電池式ノード、特に交換するデータの小さい電子タグシステムのほか、他のネットワーク機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態における無線ノード種別とシステム構成について説明する図
【図２】本発明の実施の形態におけるスーパーフレーム期間及びタイムスロットの構成を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態における応答確認の動作シーケンスを示す説明図
【図４】本発明の実施の形態における無線通信ノードの構成を示すブロック図
【図５】図４の制御部の構成を詳しく示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態におけるフレームの構成を示す説明図
【図７】本発明の実施の形態におけるＡＣＫ生成部の動作を説明するフロー図
【図８】図５のスロット数制御部の動作を説明するフロー図
【符号の説明】
【００４１】
３  ノード
２１  タイムスロット調整部
２２  フレーム解析部
２３  フレーム生成部
２４  ＡＣＫ生成部
２５  スロット数制御部
【図１】
0004988474.tif 000002
【図２】
0004988474.tif 000003
【図３】
0004988474.tif 000004
【図４】
0004988474.tif 000005
【図５】
0004988474.tif 000006
【図６】
0004988474.tif 000007
【図７】
0004988474.tif 000008
【図８】
0004988474.tif 000009