(57)【要約】  送信タイミング制御部（１１０）は、周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、オフセットをランダムに設定する。送信タイミング制御部は、再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットの経過を待つ。送信タイミング制御部は、再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過するまで周期フレームの定期送信を停止させ、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に周期フレームの定期送信を開始させる。
2020136877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、オフセットをランダムに設定するオフセット設定部と、
前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットの経過を待つオフセット待機部と、
前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過するまで周期フレームの定期送信を停止させ、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に周期フレームの定期送信を開始させる定期送信制御部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記再設定周期が周期フレームの送信周期よりも長い
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記再設定周期が、通信相手との一連の通信である通信シーケンスの完了予定時間よりも長い
請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記通信シーケンスが、コネクション確立のための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換の一連の通信である
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
通信範囲に存在する複数の無線機のそれぞれの周期フレームの情報に基づいてそれぞれの無線機の無線通信を評価し、評価結果に基づいて通信パラメータを変更する無線通信評価部を備える
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
通信相手である無線機との通信シーケンス後、あるいは、通信相手である無線機との通信シーケンス中に周期フレームの送信量を調整する定期送信抑制部を備える
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
オフセット設定部が、周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、オフセットをランダムに設定し、
オフセット待機部が、前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットの経過を待ち、
定期送信制御部が、前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過するまで周期フレームの定期送信を停止させ、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に周期フレームの定期送信を開始させる
無線通信方法。
【請求項８】
周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、オフセットをランダムに設定するオフセット設定処理と、
前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットの経過を待つオフセット待機処理と、
前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過するまで周期フレームの定期送信を停止させ、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に周期フレームの定期送信を開始させる定期送信制御処理と、
をコンピュータに実行させるための無線通信プログラム。
【請求項９】
周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に定期送信される周期フレームを、複数の無線機のそれぞれから受信する無線通信部
を備える無線通信装置。
【請求項１０】
それぞれの無線機からの周期フレームの情報に基づいてそれぞれの無線機との無線通信を評価し、評価結果に基づいて前記複数の無線機から通信相手を選択する無線通信評価部を備える
請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記無線通信評価部は、それぞれの無線機からの周期フレームの情報に基づいて、それぞれの無線機からの周期フレームの衝突状況とそれぞれの無線機との無線通信の品質との少なくともいずれかを評価する
請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
通信相手との一連の通信である通信シーケンスにおける経過時間が完了予定時間より長い場合に通信相手を変更するアプリケーション部を備える
請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記通信シーケンスが、コネクション確立のための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換の一連の通信である
請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
それぞれの無線機からの周期フレームの情報に基づいてそれぞれの無線機との無線通信を評価し、評価結果に基づいてそれぞれの無線機に対して通信パラメータの変更を指示する無線通信評価部を備える
請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
通信相手である無線機との通信シーケンス後、あるいは、通信相手である無線機との通信シーケンス中に前記通信相手に周期フレームの送信量の調整を指示する定期送信抑制部を備える
請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記定期送信抑制部は、周期フレームの送信間隔の延長、周期フレームの定期送信の一時停止、または、抑制条件を満たす場合の周期フレームの中止を指示する
請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記定期送信抑制部は、抑制条件を満たす場合の周期フレームの中止を指示し、
前記抑制条件は、中止確率、中止回または中止間隔を示し、
前記中止確率は、周期フレームの送信を中止させる確率であり、
前記中止回は、周期フレームの何回目の送信を中止するか指定するための番号であり、
前記中止間隔は、周期フレームの送信を中止する間隔である
請求項１６に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
無線通信部が、周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に定期送信される周期フレームを、複数の無線機のそれぞれから受信する
無線通信方法。
【請求項１９】
周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に定期送信される周期フレームを、複数の無線機のそれぞれから受信する無線通信処理
をコンピュータに実行させるための無線通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム衝突を回避しつつフレーム送受信を実現するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数の無線機が無線通信を行うと複数の無線機から送信された複数のフレームの衝突が発生する。
一般的に、無線機の台数およびフレームの送信数が多いほど、フレームの衝突確率が高くなる。フレームの衝突が発生すると、受信側でそのフレームを正しく受信できない。これにより、通信が成功するまでの長時間をユーザが待つこととなり、利便性が低下する。
この問題を回避するために、いくつかの方法が存在する。【０００３】
１つの方法として、ＣＳＭＡ／ＣＡのようなランダムアクセス方式が存在する。ＣＳＭＡ／ＣＡは、Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅの略称である。
この方式では、無線機は、フレームを送信する前にランダムなオフセット（待ち時間）を待機し、その後に他の無線機がフレームを送信していないかを確認する。他のフレームが送信されていなければ、無線機はフレームを送信する。他のフレームが送信されていれば、無線機は、ランダムなオフセットを設定することによって送信を控える。これにより、フレームの衝突が回避される。このような技術をキャリアセンスという。
この方式は、無線機間の同期が不要であり、無線機内で通信要求が発生したタイミングで自由に送信ができる。しかし、無線機の台数が増えた場合、および、一台あたりのフレームの送信数が増えた場合には、当然ながらフレームの衝突確率が高くなり、無線機がフレーム送信を成功させるまで時間がかかることが多い。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、フレーム送信の競合が検知されたときにオフセット値の範囲を大きくする等の対策が講じられている。
なお、ランダムなオフセット時間を待機した後にキャリアセンスをせずにフレームを送信する通信方式も存在する。【０００４】
特許文献１には、次のような方式が開示されている。
この方式では、無線機は報知フレームの送信時にキャリアセンスを用いて周囲の無線機の送信タイミングを監視する。そして、無線機は、他の無線機がフレームを送信しているタイミングとは別のタイミングで報知フレームを送信する。これにより、フレームの送信タイミングが重複することによるフレーム衝突が回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０１３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ランダムなオフセットの範囲を大きくすることによって、フレームの衝突に対処することが可能である。しかし、送受信側でオフセットの分だけ待機時間が長くなる、という課題がある。
特に、報知フレームについては、一般的に到達確認が存在しないため、フレーム衝突を検知できない。そのため、衝突を極力回避する必要がある。したがって、待機時間が長くなると考えられる。【０００７】
従来の方式では、次のような手段を備える必要がある。周囲の無線機からのフレーム送信タイミングを監視する手段（キャリアセンス）を備える必要がある。【０００８】
本発明は、周囲の無線機からのフレーム送信タイミングを監視せずにフレーム衝突を回避しつつフレーム送受信を実現可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の無線通信装置は、
周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間であるオフセットを再設定するための再設定周期の満了毎に、オフセットをランダムに設定するオフセット設定部と、
前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットの経過を待つオフセット待機部と、
前記再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過するまで周期フレームの定期送信を停止させ、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に周期フレームの定期送信を開始させる定期送信制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、再設定周期の満了毎にオフセットがランダムに設定される。これにより、周囲の無線機からのフレーム送信タイミングを監視せずに、周期フレームの衝突を回避しつつ周期フレームの通信を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における無線通信装置１００の機能構成図。
【図２】実施の形態１における送信タイミング制御部１１０の構成図。
【図３】実施の形態１における無線通信装置１００のハードウェア構成図。
【図４】実施の形態１における無線通信システム２００の構成図。
【図５】実施の形態１における無線通信方法のフローチャート。
【図６】実施の形態１における無線通信システム２００の動作の具体例を示す図。
【図７】実施の形態１におけるフレーム衝突確率の対比例を示す図。
【図８】実施の形態１におけるフレーム衝突確率の具体例を示す図。
【図９】実施の形態２における無線通信装置１００の機能構成図。
【図１０】実施の形態２における無線通信方法のフローチャート。
【図１１】実施の形態３における無線通信方法のフローチャート。
【図１２】実施の形態４における無線通信方法のフローチャート。
【図１３】実施の形態５における無線通信装置１００の機能構成図。
【図１４】実施の形態５における無線通信方法のフローチャート。
【図１５】実施の形態における無線通信装置１００のハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。図中の矢印はデータの流れ又は処理の流れを主に示している。
【００１３】
実施の形態１．
定期的に送信されるフレームの衝突が長期間継続することを防ぐための形態について、図１から図８に基づいて説明する。
【００１４】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、無線通信装置１００の機能構成を説明する。
無線通信装置１００は、無線機２１０ともいう。
【００１５】
無線通信装置１００は、送信タイミング制御部１１０と無線通信部１２０と記録部１３０とアプリケーション部１４１とデータ通信部１４２とを備える。それぞれの機能については後述する。
【００１６】
図２に基づいて、送信タイミング制御部１１０の構成を説明する。
送信タイミング制御部１１０は、初期化部１１１と再設定制御部１１２とオフセット設定部１１３とオフセット待機部１１４と定期送信制御部１１５とを備える。それぞれの機能については後述する。
【００１７】
図３に基づいて、無線通信装置１００のハードウェア構成を説明する。
無線通信装置１００は、プロセッサ１０１とメモリ１０２と無線通信機１０３と無線アンテナ１０４といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続される。
【００１８】
プロセッサ１０１は、演算処理を行うＩＣであり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ１０１はＣＰＵである。
ＩＣは、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。
ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略称である。
【００１９】
メモリ１０２は、記憶装置であり、各種データを記憶する。例えば、メモリ１０２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤまたはこれらの組み合わせである。
ＲＯＭは、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略称である。
ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙの略称である。
ＨＤＤは、Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅの略称である。
ＳＳＤは、Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅの略称である。
【００２０】
無線通信機１０３は、レシーバおよびトランスミッタであり、無線回線を介して他の無線機との間で各種フレームを無線信号で送受信する。例えば、無線通信機１０３は、通信チップまたはＮＩＣである。
ＮＩＣは、Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄの略称である。
【００２１】
無線アンテナ１０４は、無線通信用の１つ以上のアンテナである。例えば、無線アンテナ１０４は、複数のアンテナで構成されるダイバーシチアンテナである。
【００２２】
プロセッサ１０１とメモリ１０２と無線通信機１０３と無線アンテナ１０４とのハードウェアは、送信タイミング制御部１１０と無線通信部１２０と記録部１３０とアプリケーション部１４１とデータ通信部１４２とを実現する（図１参照）。
送信タイミング制御部１１０は、主に、プロセッサ１０１とメモリ１０２とによって実現される。
無線通信部１２０は、主に、プロセッサ１０１と無線通信機１０３と無線アンテナ１０４とによって実現される。
記録部１３０は、主に、プロセッサ１０１とメモリ１０２とによって実現される。
アプリケーション部１４１およびデータ通信部１４２は、主に、プロセッサ１０１とメモリ１０２とによって実現される。
【００２３】
メモリ１０２には、ＯＳおよび無線通信プログラムが予め記憶される。
プロセッサ１０１は、ＯＳを実行しながら、無線通信プログラムを実行する。
ＯＳは、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍの略称である。
【００２４】
無線通信プログラムは、送信タイミング制御部１１０と無線通信部１２０と記録部１３０とアプリケーション部１４１とデータ通信部１４２としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
無線通信プログラムは、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録（格納）することができる。
【００２５】
無線通信装置１００は、プロセッサ１０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、プロセッサ１０１の役割を分担する。
【００２６】
無線通信装置１００は、さらに、外部機器と通信するためのインタフェースを備えてもよい。例えば、無線通信装置１００は、ＵＳＢインタフェースおよびＵＡＴインタフェースなどを備えてもよい。
ＵＳＢは、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓの略称である。
ＵＡＴは、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒの略称である。
【００２７】
図４において、無線通信システム２００の構成を説明する。
無線通信システム２００は、無線通信装置１００を備えるシステム（無線通信システム）の具体例である。
【００２８】
無線通信システム２００は、３台の無線機（２１１Ａ〜２１１Ｃ）と１台の無線機２１２とを備える。但し、無線通信システム２００は、２台以上の無線機２１２を備えてもよい。
複数の無線機（２１１Ａ〜２１１Ｃ）のそれぞれを特定しない場合、それぞれを無線機２１１と称する。無線機２１１の数は２台でもよい。また、無線機２１１の数は４台以上でもよい。
【００２９】
無線機２１１と無線機２１２とのそれぞれは無線機２１０の一例である。
それぞれの無線機２１１は、周期フレームを定期的に無線機２１２へ送信する。
無線機２１２は、それぞれの無線機２１１から定期的に送信される周期フレームを受信する。無線機２１１は、送信タイミング制御部１１０を備えなくてもよい。
【００３０】
周期フレームは、定期的に送信されるフレーム、すなわち、一定周期で送信されるフレームである。
周期フレームの具体例は、無線機２１１の存在を無線機２１２に知らせるための報知フレームである。周期フレームは、ユニキャストのフレームでもよい。
【００３１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
無線通信装置１００の動作は無線通信方法に相当する。また、無線通信方法の手順は無線通信プログラムの手順に相当する。
【００３２】
図５に基づいて、無線機２１１の無線通信方法を説明する。
無線機２１１の無線通信方法は、アプリケーション部１４１が送信タイミング制御部１１０に周期フレームの定期送信の開始を指示したときに開始される。そして、無線機２１１の無線通信方法は、アプリケーション部１４１が送信タイミング制御部１１０に周期フレームの定期送信の終了を指示したときに終了する。
【００３３】
ステップＳ１１０において、初期化部１１１は、通信パラメータを初期化する。
通信パラメータは、周期フレームを定期送信するためのパラメータである。
【００３４】
例えば、初期化部１１１は、周期フレームの送信周期とオフセットの再設定周期とを通信パラメータ用の記憶領域に設定する。
周期フレームの送信周期は、周期フレームが送信される一定周期である。
オフセットの再設定周期は、オフセットが再設定される一定周期である。
オフセットは、周期フレームの定期送信が開始されるまでの待ち時間である。
【００３５】
例えば、周期フレームの送信周期およびオフセットの再設定周期は、アプリケーション部１４１によって指定される。
【００３６】
オフセットの再設定周期は、以下のような特徴を有する。
オフセットの再設定周期は、周期フレームの送信周期よりも長い。
オフセットの再設定周期は、無線機２１２との一連の通信である通信シーケンスの完了予定時間よりも長い。通信シーケンスの完了予定時間は、通信シーケンスの開始から通信シーケンスの完了までに要する時間である。通信シーケンスの具体例は、無線機２１２と無線機２１１との間でコネクションを確立するための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換である。
【００３７】
ステップＳ１２０において、オフセット設定部１１３は、オフセットをランダムに設定する。
【００３８】
例えば、オフセット設定部１１３は、オフセットを次のように設定する。
まず、オフセット設定部１１３は、乱数を生成する。
次に、オフセット設定部１１３は、生成された乱数を用いてオフセットを算出する。
そして、オフセット設定部１１３は、算出されたオフセットを通信パラメータ用の記憶領域に設定する。
【００３９】
ステップＳ１３０において、再設定制御部１１２は、再設定周期を開始する。
言い換えると、再設定制御部１１２は、再設定周期の満了を検出するための処理を開始する。
例えば、再設定制御部１１２は、再設定周期用タイマを起動する。再設定周期用タイマは、再設定周期と同じ時間が経過したときにタイムアウトする。
【００４０】
ステップＳ１４０において、オフセット待機部１１４は、ステップＳ１２０で設定されたオフセットの経過を待つ。
例えば、オフセット待機部１１４は、オフセット用タイマを起動し、オフセット用タイマがタイムアウトするまで待機する。オフセット用タイマは、オフセットと同じ時間が経過したときにタイムアウトする。
【００４１】
ステップＳ１５０において、定期送信制御部１１５は、周期フレームの定期送信を開始させる。
具体的には、定期送信制御部１１５は、周期フレームの定期送信の開始をデータ通信部１４２に指示する。その後、データ通信部１４２は、送信周期の経過毎に周期フレームを無線通信部１２０に入力する。そして、無線通信部１２０は、周期フレームの入力毎に周期フレームを無線機２１２へ送信する。
【００４２】
ステップＳ１６０において、再設定制御部１１２は、再設定周期が満了したか判定する。
例えば、再設定制御部１１２は、再設定周期用タイマのタイムアウトを検出する。再設定周期用タイマがタイムアウトしたとき、再設定周期は満了する。
再設定周期が満了するまで、ステップＳ１７０が繰り返される。
再設定周期が満了した場合、処理はステップＳ１７０に進む。
【００４３】
ステップＳ１７０において、定期送信制御部１１５は、周期フレームの定期送信を停止させる。
具体的には、定期送信制御部１１５は、周期フレームの定期送信の停止をデータ通信部１４２に指示する。その後、データ通信部１４２は、無線通信部１２０への周期フレームの入力を停止する。
ステップＳ１７０の後、処理はステップＳ１２０に進む。
【００４４】
図５の無線通信方法において、それぞれの無線機２１１は、再設定周期の満了毎にランダムなオフセットを設定する。これにより、それぞれの無線機２１１は、周期フレームの送信タイミングの変更と周期フレームの定期送信とを実現する。
【００４５】
図６に基づいて、無線通信システム２００の動作の具体例を説明する。
無線機Ｒは無線機２１２を表している。無線機Ａは無線機２１１Ａを表し、無線機Ｂは無線機２１１Ｂを表し、無線機Ｃは無線機２１１Ｃを表している。
網掛けの左右矢印は、オフセットの再設定周期を表している。
白抜きの左右矢印は、定期送信のオフセットを表している。
線状の左右矢印は、周期フレームの送信周期を表している。
四角は、周期フレームを表している。
無線機Ｒへの破線矢印は、報知フレームの送信を表している。
バツ印は、周期フレームの衝突を表している。
【００４６】
説明を簡単にするため、無線機（Ａ〜Ｃ）が一斉に起動され、無線機（Ａ〜Ｃ）において再設定周期が同期しているものと仮定する。
実際には、無線機（Ａ〜Ｃ）の同期は不要である。
【００４７】
１回目の再設定周期において、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）は、ランダムに設定されたオフセットが経過した後、周期フレームを定期的に送信した。そして、周期フレームの衝突が発生した。そのため、無線機Ｒは、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）から周期フレームを受信できなかった。
【００４８】
しかし、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）は、再設定周期の満了毎にオフセットをランダムに再設定する。
【００４９】
２回目の再設定周期において、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）は、ランダムに再設定されたオフセットが経過した後、周期フレームを定期的に送信した。そして、周期フレームの衝突が発生しなかった。そのため、無線機Ｒは、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）から周期フレームを受信できた。
【００５０】
３回目の再設定周期において、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）は、ランダムに再設定されたオフセットが経過した後、周期フレームを定期的に送信した。そして、周期フレームの衝突が発生しなかった。そのため、無線機Ｒは、それぞれの無線機（Ａ〜Ｃ）から周期フレームを受信できた。
【００５１】
なお、再設定周期の満了時の前後では、周期フレームの送信間隔が周期フレームの送信周期と必ずしも一致しない。例えば、再設定周期の満了時の前後では、周期フレームの送信間隔が周期フレームの送信周期よりも短くなる場合がある。但し、再設定されたオフセットによっては、再設定周期の満了時の前後においても、周期フレームの送信間隔が周期フレームの送信周期と一致する場合がある。
【００５２】
＊＊＊実施の形態１の補足＊＊＊
無線機２１２とそれぞれの無線機２１１との間では、周期フレームを含む各種フレームが通信される。
無線通信部１２０は、無線アンテナ１０４を介して、フレームの無線信号を送受信する。無線通信部１２０は、受信した無線信号を復調することによってフレームを得て、フレームの内容をデータ通信部１４２へ引き渡す。また、無線通信部１２０は、データ通信部１４２からデータを受け取り、受け取ったデータをフレームの無線信号に変調し、フレームの無線信号を送信する。
データ通信部１４２は、アプリケーション部１４１または送信タイミング制御部１１０からの指示に従って、無線通信部１２０にフレームの送信を指示する。また、データ通信部１４２は、無線通信部１２０からデータを受け取り、受け取ったデータをアプリケーション部１４１または送信タイミング制御部１１０へ引き渡す。さらに、データ通信部１４２は、アプリケーション部１４１とのデータのやり取りをせず、アプリケーション部１４１からの事前の指示（取り決め）に従って無線通信部１２０へフレーム送信の指示を出す場合もある。例えば、フレームの定期送信が必要な場合、あるいは、無線通信部１２０で受信されたフレームに対して即座の返信が必要な場合、データ通信部１４２は、アプリケーション部１４１によって取り決められた指示の内容に従って、フレーム送信を行う。
アプリケーション部１４１は、無線機２１１と無線機２１２との間の通信を制御する。例えば、アプリケーション部１４１は、フレームの宛先の決定、フレームの内容の決定、フレームの送信、フレームの受信、フレーム受信後の応答などを実行する。送信タイミングの制御が必要なフレーム（具体的には、周期フレーム）に関しては、アプリケーション部１４１は、送信タイミング制御部１１０へ、フレーム送信を指示する。フレームの定期送信が必要な場合、あるいは、フレームの送信元への迅速な応答が必要な場合、アプリケーション部１４１は、送信フレームの内容を取り決め、取り決めた内容をデータ通信部１４２に予め指示する。
送信タイミング制御部１１０は、アプリケーション部１４１から指示に従って、送信タイミングの制御が必要なフレーム（具体的には、周期フレーム）の送信タイミングを制御する。
記録部１３０は、通信パラメータなどを保持する。
【００５３】
無線機２１２のアプリケーション部１４１は、受信された周期フレームをデータ通信部１４２から受け取り、規定された動作を行う。この動作は、ユーザの指定またはプログラミングによって決められる。たとえば、アプリケーション部１４１は、１つ以上の無線機２１１のそれぞれの周期フレームを受け取り、１つ以上の無線機２１１から通信相手を選択する。そして、アプリケーション部１４１は、通信相手からの次の周期フレームを受け取った契機に通信相手とコネクションを確立する。コネクションの確立時に迅速な応答が求められる場合、このような機能をデータ通信部１４２が実現してもよい。アプリケーション部１４１は、選択した通信相手からの次の周期フレームを受け取った契機に通信相手とのコネクションを確立せずに、相互の通信（データ交換）を実施してもよい。
【００５４】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
実施の形態１では、ランダムなオフセットの待機と周期フレームの定期送信とが繰り返される。このような動作により、受信側において周期フレームの受信の応答性が以下のように向上する。
無線機２１２がそれぞれの無線機２１１から一定回数以上の周期フレームを受信する場合を想定する。この場合、無線機２１２が定期送信の時間帯に周期フレームを短い時間で受信できる確率を上げることが可能となる。今回の再設定周期で無線機２１１Ａからの周期フレームと他の無線機２１１からの周期フレームとの衝突が発生しても、今回の再設定周期の満了後に新しいオフセットが設定される。そのため、次の再設定周期では無線機２１１Ａからの周期フレームと他の無線機２１１からの周期フレームとの衝突の回避が期待できる。この場合では、特定のタイミングにおいては無線機２１２が１台の無線機２１１と通信が可能であればよいことに着目している。たとえば、無線機２１２が、１度目の周期フレームの受信を契機に複数の無線機２１１から通信相手を選定し、通信相手からの次の周期フレームの受信を契機にコネクションを確立する。この場合、通信相手からの周期フレームを２回連続で受信することで最も効率がよくなる。あるいは、無線機２１２が通信相手とＮ回のデータ交換を行う必要がある場合、無線機２１２が通信相手からの周期フレームをＮ回連続で受信することで最も効率がよくなる。
【００５５】
図７に基づいて、周期フレームの送信毎にランダムなオフセットが設定される場合について、無線機２１１Ａからの周期フレームの衝突確率を説明する。縦軸がフレーム衝突確率を示しており、横軸が時間を示している。フレーム衝突確率は、再設定周期と同じ時間において無線機２１１Ａからの周期フレームが他の無線機２１１からの周期フレームと衝突する確率である。
長期間で観測すると、フレーム衝突確率の平均値は、各時間帯におけるフレーム衝突確率と近い値となる。フレーム衝突確率が高くなると、無線機２１２は無線機２１１Ａからの周期フレームの受信を成功するまで待機する必要がある。
なお、図６のグラフは理想的な条件に基づくものである。図６のグラフは、無線機２１１の台数、周期フレームの送信周期、オフセットの再設定周期、システムの無線環境など、様々な要因によって変動する。
【００５６】
図８に基づいて、再設定周期の満了毎にランダムなオフセットが設定される場合について、すなわち、実施の形態１が適用される場合について、無線機２１１Ａからの周期フレームの衝突確率を説明する。
長時間で観測すると、フレーム衝突確率の平均値は、図６におけるフレーム衝突確率と同等である。しかし、時間帯毎にフレーム衝突確率は大きく異なる。これは、時間帯毎に周期フレームの衝突状況が異なるためである。例えば、ある時間帯では周期フレームの衝突が発生する状況が継続し、別の時間帯では周期フレームの衝突が発生しない状況が継続するためである。フレーム衝突確率が低い時間帯では、無線機２１２が無線機２１１Ａからの周期フレームを受信する確率が高くなる。そのため、無線機２１２が無線機２１１Ａからの周期フレームを複数回受信することを成功するまでの時間が短くなることが期待できる。フレーム衝突確率が高い時間帯では、無線機２１２が無線機２１１Ａからの周期フレームを受信する確率が低くなる。しかし、無線機２１２が他の無線機２１１からの周期フレームを受信する確率が高ければ、無線機２１２が他の無線機２１１からの周期フレームを受信することにより、その時間帯が効率的に使用される。そして、次の時間帯にはランダムなオフセットが再設定される。その結果、無線機２１２が無線機２１１Ａからの周期フレームを受信する確率が低くなれば、無線機２１２は無線機２１１Ａからの周期フレームを受信すればよい。
【００５７】
実施の形態１では、周期フレームの衝突を完全に回避するために十分な長さのオフセットが設定されるのではなく、再設定周期の満了毎にランダムなオフセットが設定される。そして、ある程度の周期フレームの衝突を許容した上で、無線機２１２の動作および要求に応じて、無線機２１２は、周期フレームの衝突が発生していない一部の無線機２１１からの周期フレームを継続的に受信する。無線機２１２の要求とは、例えば、周期フレームを複数回受信することである。周期フレームの継続的な受信によって通信タイミングが維持されることで、無線機２１２は、短時間で周期フレームの受信を成功させ、要求性能を満たす。例えば、要求性能は、応答が必要であれば応答性能に相当する。加えて、ランダムなオフセットが再設定周期の満了毎に再設定されるため、周期フレームが長期間継続して衝突することを防ぐことが可能となる。
また、送信タイミングを制御するために周囲の無線機２１１からの周期フレームの送信タイミングを正確に記録する手段、および、記録した情報を基に意図したタイミングで正確に周期フレームを送信する手段が不要である。
実施の形態１では、各無線機２１１は、再設定周期毎にランダムなオフセットを待機し、周期フレームの送信周期の範囲内で周期フレームを送信する。そのため、周囲に存在する無線機２１１が多数になった場合でも、無線機２１２が各無線機２１１からの周期フレームを受信するタイミングは、長期間で考えると均等になる。つまり、無線機２１１間の送信機会の公平性も保つことが可能となる。
【００５８】
＊＊＊他の構成＊＊＊
送信タイミング制御部１１０は、オフセットの経過後に再設定周期を開始してもよい。つまり、図５において、ステップＳ１３０とステップＳ１４０との順番が入れ替わってもよい。
【００５９】
送信タイミング制御部１１０は、今回のオフセットの経過を待っている間または今回の再設定周期の満了を待っている間に、次回のオフセットを決定してもよい。
【００６０】
＊＊＊実施の形態１の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１１）は、オフセット設定部１１３とオフセット待機部１１４と定期送信制御部１１５とを備える。
オフセット設定部１１３は、再設定周期の満了毎に、オフセットをランダムに設定する。
オフセット待機部１１４は、再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットの経過を待つ。
定期送信制御部１１５は、再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過するまで周期フレームの定期送信を停止させ、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に周期フレームの定期送信を開始させる。
【００６１】
オフセットの再設定周期は、以下のような特徴を有する。
オフセットの再設定周期は、周期フレームの送信周期よりも長い。
オフセットの再設定周期は、通信相手との一連の通信である通信シーケンスの完了予定時間よりも長い。通信シーケンスの具体例は、コネクション確立のための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換である。
【００６２】
実施の形態２．
無線機２１２が複数の無線機２１１から通信相手を選択する形態について、主に実施の形態１と異なる点を図９および図１０に基づいて説明する。
【００６３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９に基づいて、無線通信装置１００の機能構成を説明する。
無線通信装置１００は、さらに、無線通信評価部１５０を備える。
無線通信プログラムは、さらに、無線通信評価部１５０としてコンピュータを機能させる。
無線通信評価部１５０の機能については後述する。
【００６４】
無線通信装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１における構成と同じである（図３参照）。
【００６５】
無線通信システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図４参照）。
【００６６】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
無線機２１１の無線通信方法は、実施の形態１における方法と同じである（図５参照）。
【００６７】
図１０に基づいて、無線機２１２の無線通信方法を説明する。
無線機２１２の無線通信方法は、アプリケーション部１４１がそれぞれの無線機２１１との無線通信の評価を無線通信評価部１５０に指示したときに開始される。
【００６８】
ステップＳ２１０において、無線通信評価部１５０は、周期フレームが受信されたか判定する。
【００６９】
無線通信評価部１５０は、周期フレームが受信されたか以下のように判定する。
データ通信部１４２は、無線通信部１２０から周期フレームを受け取ると、受け取った周期フレームを無線通信評価部１５０に受け渡す。
無線通信評価部１５０は、無線通信評価部１５０から周期フレームを受け取ったときに、周期フレームが受信されたと判定する。
【００７０】
周期フレームが受信された場合、処理はステップＳ２２０に進む。
周期フレームが受信されていない場合、処理はステップＳ２３０に進む。
【００７１】
ステップＳ２２０において、無線通信評価部１５０は、受信された周期フレームの情報を記録する。
具体的には、無線通信評価部１５０は、受信された周期フレームの情報を記録部１３０に受け渡す。そして、記録部１３０が、受け渡された情報をメモリ１０２に記録する。
【００７２】
周期フレームの情報の具体例を以下に示す。
（１）周期フレームの送信元。周期フレームの送信元は、周期フレームに設定されている。
（２）周期フレームの受信電力。周期フレームの受信電力は、周期フレームの受信時に検出された周期フレームの無線信号の電力である。
（３）周期フレームのシーケンス番号。周期フレームのシーケンス番号は、周期フレームが送信される毎にインクリメントされる値であり、周期フレームに設定されている。同じ送信元からの１つ以上の周期フレームについてシーケンス番号の抜けを確認することにより、その送信元からの周期フレームの欠落を判定することができる。つまり、その送信元から送信されたが受信されていない周期フレームの有無を判定することができる。
（４）オフセットの再設定情報。オフセットの再設定情報は、周期フレームに設定されている。例えば、オフセットの再設定情報とは、再設定周期の満了までの残り時間、あるいは、再設定周期の満了までの周期フレーム数などである。再設定周期の満了までの周期フレーム数とは、再設定周期の満了までに送信元が送信することが可能な周期フレームの数である。この周期フレーム数は、例えば、送信元において、周期フレームが送信される毎に再設定周期における周期フレーム数をデクリメントすることによって算出される。再設定周期における周期フレーム数とは、再設定周期に送信される報知クレームの数であり、再設定周期および報知クレームの送信周期などに基づいて算出される。
（５）周期フレームの受信間隔。周期フレームの受信間隔とは、今回の周期フレームと送信元が同じである前回の周期フレームの受信時から今回の周期フレームの受信時までの時間である。
（６）周期フレームの受信タイミング。周期フレームの受信タイミングは、例えば、周期フレームが受信された時刻である。
【００７３】
ステップＳ２２０の後、処理はステップＳ２３０に進む。
【００７４】
ステップＳ２３０において、無線通信評価部１５０は、評価実行条件を満たすか判定する。
評価実行条件は、それぞれの無線機２１１との無線通信の評価を実行するための条件である。評価実行条件は、予め決定されてもよいし、無線通信評価部１５０によって決定されてもよい。
例えば、評価実行条件は、無線通信評価の指示を受けたときからの経過時間、あるいは、受信された周期フレームの数などについての条件である。例えば、経過時間についての評価実行条件は、周期フレームの送信周期と無線通信評価に必要な周期フレームの数とに基づいて決定される。周期フレームの送信周期が「Ｔ」であり、無線通信評価に必要な周期フレームの数が「Ｎ」である場合、「Ｔ×Ｎ」で求まる時間が経過時間についての評価実行条件となる。
評価実行条件を満たす場合、処理はステップＳ２４０に進む。
評価実行条件を満たさない場合、処理はステップＳ２１０に進む。
【００７５】
ステップＳ２４０において、無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１からの周期フレームの情報に基づいて、それぞれの無線機２１１との無線通信を評価する。
具体的には、無線通信評価部１５０は、周期フレームの衝突状況と無線通信の品質との少なくともいずれかを評価する。
【００７６】
評価方法の具体例を以下に示す。
（１）上記経過時間についての評価実行条件を評価時間と称する。無線通信評価部１５０は、周期フレームの送信周期に基づいて、評価時間に送信される周期フレームの数（周期フレームの送信数）を算出する。そして、無線通信評価部１５０は、周期フレームの送信数と周期フレームの受信数とに基づいて、誤り率を算出する。この誤り率は、受信に失敗した周期フレームの割合である。
（２）無線通信評価部１５０は、受信された１つ以上の周期フレームのそれぞれのシーケンス番号に基づいて、受信されなかった周期フレームの数を算出する。そして、無線通信評価部１５０は、受信された周期フレームの数と受信されなかった周期フレームの数とに基づいて、誤り率を算出する。この誤り率は、欠落した周期フレームの割合である。
（３）無線通信評価部１５０は、受信された１つ以上の周期フレームのそれぞれの受信電力に基づいて、受信電力の平均または受信電力の分散などを算出する。
（４）無線通信評価部１５０は、受信された周期フレームから得られたオフセットの再設定情報に基づいて、オフセットが再設定された時刻（再設定時刻）を算出する。そして、無線通信評価部１５０は、再設定時刻の直前の周期フレームと再設定時刻の直後の周期フレームとを選択し、選択された２つの周期フレームを対象にして評価を行う。
（５）無線通信評価部１５０は、受信された複数の周期フレームのそれぞれの受信間隔に基づいて、オフセットが再設定された時刻（再設定時刻）を算出する。例えば、無線通信評価部１５０は、受信間隔が変化した時間帯を特定し、特定した時間帯の中間の時刻を算出する。算出される時刻が再設定時刻である。そして、無線通信評価部１５０は、再設定時刻の直前の周期フレームと再設定時刻の直後の周期フレームとを選択し、選択された２つの周期フレームを対象にして評価を行う。
【００７７】
ステップＳ１５０において、無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１との無線通信の評価結果に基づいて、複数の無線機２１１から通信相手を選択する。
【００７８】
選択方法の具体例を以下に示す。
（１）無線通信評価部１５０は、誤り率が最も低い無線機２１１を選択する。
（２）無線通信評価部１５０は、オフセットの再設定時刻までに要求数以上の受信が期待できる周期フレームの送信元を選択する。
（３）無線通信評価部１５０は、周期フレームの受信電力についての評価が最も高い無線機２１１を選択する。
（４）無線通信評価部１５０は、ユーザまたはプログラムによって指定された無線機２１１を選択する。
（５）無線通信評価部１５０は、ユーザまたはプログラムによって決められた優先度に従って無線機２１１を選択する。
（６）無線通信評価部１５０は、（１）から（５）の選択方法を組み合わせて、無線機２１１を選択する。
【００７９】
ステップＳ２６０において、無線通信評価部１５０は、選択された通信相手をアプリケーション部１４１に通知する。
そして、アプリケーション部１４１は、データ通信部１４２および無線通信部１２０を介して、選択された通信相手と無線通信を行う。
これにより、無線機２１２と通信相手との間で、各種フレームが送受信される。
【００８０】
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
実施の形態２では、フレーム衝突確率が高い無線機２１１からの周期フレームを無線機２１２が待ち受けることで、周期フレームの待ち時間が長くなってしまうような状況が回避される。
【００８１】
ランダムなオフセットの再設定の前後で周期フレームの衝突状態が大きく変わる可能性がある。その場合、周期フレームの送信タイミングの変更を知らずに、送信タイミングが変更される周期フレームの送信元を通信相手に選択してしまうと、周期フレームの待ち時間が長くなる恐れがある。
実施の形態２により、このような問題を解決することが可能となる。
【００８２】
実施の形態２において、無線機２１２は、それぞれの無線機２１１からの周期フレームを監視する。そして、無線機２１２は、フレーム衝突確率が低いタイミングで、無線通信品質が高い無線機２１１を通信相手に選択する。これにより、無線機２１２において周期フレームの受信待ち時間が長くなることを回避することができる。
【００８３】
＊＊＊実施の形態２の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１２）は、無線通信部１２０を備える。
無線通信部１２０は、再設定周期の満了毎に、ランダムに設定されたオフセットが経過した後に定期送信される周期フレームを、複数の無線機２１１のそれぞれから受信する。
オフセットの再設定周期は、周期フレームの送信周期よりも長い。
オフセットの再設定周期は、通信相手との一連の通信である通信シーケンスの完了予定時間よりも長い。通信シーケンスの具体例は、コネクション確立のための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換である。
【００８４】
無線通信装置１００（無線機２１２）は、無線通信評価部１５０を備える。
無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１からの周期フレームの情報に基づいてそれぞれの無線機２１１との無線通信を評価し、評価結果に基づいて複数の無線機２１１から通信相手を選択する。
無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１からの周期フレームの情報に基づいて、それぞれの無線機２１１からの周期フレームの衝突状況とそれぞれの無線機２１１との無線通信の品質との少なくともいずれかを評価する。
【００８５】
実施の形態３．
通信相手を変更する形態について、主に実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図１１に基づいて説明する。
【００８６】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
無線通信装置１００の機能構成は、実施の形態２における構成と同じである（図９参照）。
無線通信装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１における構成と同じである（図３参照）。
無線通信システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図４参照）。
【００８７】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
無線機２１１の無線通信方法は、実施の形態１における方法と同じである（図５参照）。
【００８８】
図１１に基づいて、無線機２１２の無線通信方法を説明する。
ステップＳ３１０において、無線通信評価部１５０は、複数の無線機２１１から通信相手を選択する。選択方法は、実施の形態２における方法と同じである（図１０参照）。
但し、アプリケーション部１４１が、無線通信評価部１５０の代わりに、任意の方法で通信相手を選択しても構わない。その場合、無線通信評価部１５０は不要である。
【００８９】
ステップＳ３２０において、アプリケーション部１４１は、選択された通信相手との無線通信を開始する。
【００９０】
ステップＳ３２０の後、アプリケーション部１４１は、通信相手との一連の通信毎に経過時間を計測する。
通信相手との一連の通信を「通信シーケンス」と称する。
通信シーケンスの具体例は、コネクション確立のための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換である。
【００９１】
ステップＳ３３０において、アプリケーション部１４１は、実行中の通信シーケンスにおける経過時間を完了予定時間と比較し、実行中の通信シーケンスにおける経過時間が完了予定時間より長いか判定する。
完了予定時間は、通信シーケンスが完了するまでの時間の期待値である。
【００９２】
例えば、完了予定時間はアプリケーション部１４１によって以下のように決定される。
コネクション確立を開始するまでに周期フレームをＮ回受信する必要がある。コネクション確立後は時間Ｃが必要となる。周期フレームの送信周期は「Ｔ」である。フレーム衝突確率は「Ｐ」である。この場合、二項分布の期待値は「（Ｎ×Ｐ）×Ｔ＋Ｃ＋α」で表される。「α」はマージンである。マージンの例として、フレームの再送およびフレーム間隔などが挙げられる。アプリケーション部１４１は、この期待値を算出する。算出される期待値が完了予定時間となる。
アプリケーション部１４１は、二項分布に基づいて、Ｘ％以上の確率でコネクション確立が完了する時間を算出してもよい。算出される時間が完了予定時間となる。
例えば、実施の形態２における評価結果がフレーム衝突確率として使用される。また、システム設計者が、フレーム待ち時間が長くなる境界値に基づいて、フレーム衝突確率を予め決定してもよい。
【００９３】
実行中の通信シーケンスにおける経過時間が完了予定時間より長い場合、処理はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、現在の通信相手との無線通信が終了され、現在の通信相手とは別の通信相手が選択される。これにより、通信相手が変更される。
実行中の通信シーケンスにおける経過時間が完了予定時間以下である場合、処理はステップＳ３４０に進む。
【００９４】
ステップＳ３４０において、アプリケーション部１４１は、通信相手との無線通信が終了したか判定する。判定方法は任意である。
通信相手との無線通信が終了した場合、処理はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、現在の通信相手との無線通信が終了され、現在の通信相手とは別の通信相手が選択される。これにより、通信相手が変更される。
通信相手との無線通信が終了していない場合、処理はステップＳ３３０に進む。
【００９５】
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
それぞれの無線機２１１との無線通信の評価に基づいて選択された無線機２１１と無線通信を行っていても、各種フレームの送信タイミングが変更されることで、フレーム衝突状況が悪化する可能性がある。その場合、フレーム待ち時間が長くなる恐れがある。
実施の形態３では、フレーム衝突が発生する状況、無線通信の品質が悪化した状況またはフレーム待ち時間が長くなる状況を通信シーケンスにおける経過時間に基づいて検知することができる。そのような状況が検知された場合、つまり、通信シーケンスにおける経過時間が完了予定時間より長くなった場合には、現在の通信相手との無線通信が終了し、他の通信相手が選択される。これにより、フレーム待ち時間を短くすることが可能となる。
【００９６】
実施の形態３において、実施の形態２における選択方法よりも簡易な方法で通信相手が選択されてもよい。これにより、それぞれの無線機２１１との無線通信を評価するための時間が不要となる。
【００９７】
実施の形態３では、無線機２１２が、通信相手との通信シーケンスが完了するまでの時間の期待値に基づいて、それぞれの無線機２１１の周辺状況の変化などに伴う無線通信品質の低下を検知することが可能となる。また、オフセットの再設定に伴う周期フレームの送信タイミングの変更を検知することが可能となる。その結果、周期フレームを待機する時間が長期化するようであれば、現在の通信相手との無線通信を取りやめ、他の通信相手が探索される。これにより、フレーム衝突確率が悪化した無線機２１１との無線通信を取りやめて、周期フレームを待機する時間の長期化を回避することができる。
【００９８】
＊＊＊実施の形態３の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１２）は、アプリケーション部１４１を備える。
アプリケーション部１４１は、通信相手との一連の通信である通信シーケンスにおける経過時間が完了予定時間より長い場合に通信相手を変更する。
通信シーケンスの具体例は、コネクション確立のための一連の通信、あるいは、コネクションを確立せずに実行するデータ交換である。
【００９９】
実施の形態４．
それぞれの無線機２１１の通信パラメータを変更する形態について、主に実施の形態１から実施の形態３と異なる点を図１２に基づいて説明する。
【０１００】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
無線通信装置１００の機能構成は、実施の形態２における構成と同じである（図９参照）。
無線通信装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１における構成と同じである（図３参照）。
無線通信システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図４参照）。
【０１０１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
無線機２１１の無線通信方法は、実施の形態１における方法と同じである（図５参照）。
【０１０２】
図１４に基づいて、無線機２１２の無線通信方法を説明する。実施の形態２と実施の形態３とのそれぞれで説明した無線通信方法については説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ４１０において、無線通信評価部１５０は、周期フレームが受信されたか判定する。ステップＳ４１０は、実施の形態２のステップＳ２１０における方法と同じである（図１０参照）。
周期フレームが受信された場合、処理はステップＳ４２０に進む。
周期フレームが受信されていない場合、処理はステップＳ４３０に進む。
【０１０４】
ステップＳ４２０において、無線通信評価部１５０は、受信された周期フレームの情報を記録する。
周期フレームの情報は、実施の形態２のステップＳ２２０における情報と同じである（図１０参照）。
【０１０５】
さらに、無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１からの周期フレームの情報に基づいて、それぞれの無線機２１１との無線通信を評価する。
具体的には、無線通信評価部１５０は、実施の形態２のステップＳ２４０における方法で評価を行う。さらに、無線通信評価部１５０は、受信された周期フレームの送信元である無線機２１１の台数を算出する。また、無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１との無線通信の評価結果に基づいて、評価結果の平均および評価結果の分散などを算出する。
【０１０６】
そして、無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１との無線通信の評価結果を記録する。
【０１０７】
ステップＳ４２０の後、処理はステップＳ４３０に進む。
【０１０８】
ステップＳ４３０において、無線通信評価部１５０は、パラメータ変更条件を満たすか判定する。
パラメータ変更条件は、それぞれの無線機２１１の通信パラメータを変更する条件である。パラメータ変更条件は、予め決定されてもよいし、無線通信評価部１５０によって決定されてもよい。
例えば、パラメータ変更条件は、無線通信評価に必要な数の周期フレームを受信するための所要時間における評価結果が閾値を超えた、という条件である。所要時間は、周期フレームの送信周期に基づいて決定される。周期フレームの送信周期が「Ｔ」であり、無線通信評価に必要な周期フレームの数が「Ｎ」である場合、「Ｔ×Ｎ」で求まる時間が所要時間となる。評価結果の具体例は、所要時間の間に受信された周期フレームの送信元である無線機２１１の数、所要時間の間に受信された周期フレームの受信電力、または、所要時間における周期フレームの受信成功率である。
パラメータ変更条件を満たす場合、処理はステップＳ４４０に進む。
パラメータ変更条件を満たさない場合、処理はステップＳ４１０に進む。
【０１０９】
ステップＳ４４０において、無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１との無線通信によって、それぞれの無線機２１１に通信パラメータの変更を指示する。
【０１１０】
無線通信評価部１５０は、通信パラメータの変更を全ての無線機２１１に指示してもよいし、通信パラメータの変更をパラメータ変更条件を満たした無線機２１１にだけ指示してもよい。
【０１１１】
無線通信評価部１５０は、周期フレームの通信によって通信パラメータの変更を指示してもよいし、コネクション確立前の通信シーケンス（応答シーケンス）において通信パラメータの変更を指示してもよい。また、無線通信評価部１５０は、コネクション確立（あるいはデータ交換）時の通信シーケンスにおいて通信パラメータの変更を指示してもよい。
【０１１２】
無線通信評価部１５０は、変更後の通信パラメータをそれぞれの無線機２１１に通知してもよい。
【０１１３】
通信パラメータの具体例は、周期フレームの送信周期、オフセットの再設定周期およびオフセットの１スロットの時間などである。
【０１１４】
例えば、通信パラメータについて以下のような変更が指示される。
受信成功率が高い周期フレームの送信元である無線機２１１に対しては、それ以上の周期フレームの受信が不要であれば、周期フレームの送信周期の延長が指示される。
周期フレームの送信タイミングが近い２台以上の無線機２１１に対しては、オフセットの再設定が指示される。これにより、それぞれの無線機２１１において周期フレームの送信タイミングが変更される。この指示は、それぞれの無線機２１１からの周期フレームの送信タイミングが互いに近い場合、それぞれの周期フレームが衝突するという現象、または、それぞれの周期フレームに対する受信処理が間に合わないという現象が発生しやすいために行われる。
周期フレームの送信機会の公平性を保つため、それぞれの無線機２１１に対して周期フレームの送信周期の延長が指示される。
【０１１５】
ステップＳ４４０の後、処理はステップＳ４１０に進む。
【０１１６】
無線機２１２が周期フレームの受信を待機する場合、無線通信評価部１５０が、周期フレームを送信する無線機２１１の数、および、それぞれの無線機２１１の固有番号を知らない可能性がある。その場合、無線通信評価部１５０は、フレーム衝突などによって受信できない周期フレームの送信元を特定できない。しかし、無線通信評価部１５０は、フレーム受信待ちを継続することで、無線機２１１の台数および無線機２１１の固有番号を認識することが可能である。
固有番号の具体例はＭＡＣアドレスである。ＭＡＣはＭｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌの略称である。
【０１１７】
＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
無線機２１２の周辺環境または無線機２１１の台数によっては、通信パラメータを変更することで、フレーム待ち時間のさらなる改善が見込める。
実施の形態４では、無線機２１２が無線機２１１の台数等の周囲の状況を確認し、それぞれの無線機２１１の通信パラメータが変更される。これにより、フレーム待ち時間が短くなる。
【０１１８】
つまり、無線機２１２は、周期フレームを監視し、周囲に存在する無線機２１１の台数等の状況に応じて、それぞれの無線機２１１の通信パラメータを変更する。これにより、フレーム衝突確率の改善、および、通信シーケンスに要する時間の短縮を実現することが可能となる。
【０１１９】
＊＊＊実施の形態４の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１２）は、無線通信評価部１５０を備える。
無線通信評価部１５０は、それぞれの無線機２１１らの周期フレームの情報に基づいてそれぞれの無線機２１１との無線通信を評価し、評価結果に基づいてそれぞれの無線機２１１に対して通信パラメータの変更を指示する。
【０１２０】
＊＊＊実施の形態４の変形例＊＊＊
それぞれの無線機２１１が、無線機２１２の代わりに、通信範囲に存在するそれぞれの無線機２１１の無線通信を評価してもよい。そして、それぞれの無線機２１１は、評価結果に基づいて、自発的に通信パラメータを変更してもよい。
【０１２１】
無線機２１１の無線通信評価部１５０は、周期フレームの送信が行われない時間帯にそれぞれの無線機２１１の無線通信を評価し、評価結果に基づいて自分の通信パラメータを変更する。
【０１２２】
例えば、それぞれの無線機２１１と無線機２１２との間で１対１の無線通信が一定間隔で行われるようなルーティンがあると仮定する。そのようなルーティンが崩れた場合、周期フレームの衝突または周辺の無線環境の変化などが発生していると判断できるため、無線通信評価部１５０は、通信パラメータを自発的に変更する。
【０１２３】
例えば、無線通信評価部１５０は、適当なタイミングで、周囲のフレーム送受信状況を監視する。具体的には、無線通信評価部１５０は、図１２における監視と同様に、それぞれの無線機２１１について、一定時間当たりの周期フレームの送信数、および、周期フレームの送信タイミングなどの情報を得る。そして、無線通信評価部１５０は、得られた情報に基づいて周辺状況を評価し、評価結果に基づいて通信パラメータを自発的に変更する。
【０１２４】
＊＊＊変形例の効果＊＊＊
それぞれの無線機２１１が通信パラメータを自発的に変更することができる。その結果、それぞれの無線機２１１に通信パラメータの変更を指示するために無線機２１２が通信を行う必要がなくなる。
【０１２５】
＊＊＊変形例の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１１）は、無線通信評価部１５０を備える。
無線通信評価部１５０は、通信範囲に存在する複数の無線機２１１のそれぞれの周期フレームの情報に基づいてそれぞれの無線機２１１の無線通信を評価し、評価結果に基づいて通信パラメータを変更する。
【０１２６】
実施の形態５．
無線機２１２との通信シーケンス後、あるいは、無線機２１２との通信シーケンス中に、それぞれの無線機２１１が周期フレームの送信量を調整する形態について、主に実施の形態１から実施の形態４と異なる点を図１３および図１４に基づいて説明する。
【０１２７】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１３に基づいて、無線通信装置１００の機能構成を説明する。
無線通信装置１００は、さらに、定期送信抑制部１６０を備える。
無線通信プログラムは、さらに、定期送信抑制部１６０としてコンピュータを機能させる。
【０１２８】
無線通信装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１における構成と同じである（図３参照）。
無線通信システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図４参照）。
【０１２９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
無線機２１１の無線通信方法は、実施の形態１における方法と同じである（図５参照）。
【０１３０】
図１４に基づいて、無線機２１２の無線通信方法を説明する。実施の形態２から実施の形態４で説明した無線通信方法の説明は省略する。
【０１３１】
ステップＳ５１０において、定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１とのコネクションが確立されたか判定する。
例えば、定期送信抑制部１６０は、無線機２１１とのコネクション確立のための通信シーケンスが完了したか判定する。この通信シーケンスが完了した場合、無線機２１１とのコネクションが確立されている。
通信相手である無線機２１１とのコネクションが確立された場合、処理はステップＳ５２０に進む。
通信相手である無線機２１１とのコネクションが確立されるまで、ステップＳ５１０は繰り返される。
【０１３２】
ステップＳ５２０において、定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１と無線通信することによって、通信相手である無線機２１１に周期フレームの送信量の削減を指示する。
【０１３３】
例えば、定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１に対して以下のような指示を行う。
（１）周期フレームの送信周期の延長を指示する。
（２）周期フレームの定期送信の一時停止を指示する。
（３）抑制条件を満たす場合の周期フレームの送信中止を指示する。
抑制条件は、周期フレームの送信を中止する条件である。
例えば、抑制条件は中止確率を示す。中止確率は、周期フレームの送信を中止させる確率である。抑制条件が中止確率を示す場合、中止確率と同じ割合で周期フレームの送信が中止される。
例えば、抑制条件は中止回を示す。中止回は、周期フレームの何回目の送信を中止するか指定するための番号である。抑制条件が中止回を示す場合、中止回と同じ回の周期フレームの送信が中止される。例えば、抑制条件が「奇数回」を示す場合、周期フレームの奇数回目の送信が中止される。
例えば、抑制条件は中止間隔を示す。中止間隔は、周期フレームの送信を中止する間隔である。抑制条件が中止間隔を示す場合、中止間隔と同じ間隔で周期フレームの送信が中止される。例えば、抑制条件が「Ｎ回に１回」を示す場合、周期フレームの送信はＮ回に１回中止される。
【０１３４】
定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１との無線通信の評価結果に応じて、指示内容を変更してもよい。
【０１３５】
無線機２１２の無線通信方法の変形例を説明する。
まず、第１変形例を説明する。第１変形例では、コネクション確立の途中で周期フレームの送信量が調整される。
ステップＳ５１０において、定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１とのコネクション確立の途中であり、且つ、コネクション確立が完了間近であるか判定する。
通信相手である無線機２１１とのコネクション確立の途中であり、且つ、コネクション確立が完了間近である場合、処理はステップＳ５２０に進む。
通信相手である無線機２１１とのコネクション確立の途中であり、且つ、コネクション確立が完了間近である状態になるまで、ステップＳ５１０は繰り返される。
【０１３６】
次に、第２変形例を説明する。第２変形例では、データ交換中に周期フレームの送信量が調整される。
ステップＳ５１０において、定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１とのデータ交換中であり、且つ、データ交換が完了間近であるか判定する。
通信相手である無線機２１１とのデータ交換中であり、且つ、データ交換が完了間近である場合、処理はステップＳ５２０に進む。
通信相手である無線機２１１とのデータ交換中であり、且つ、データ交換が完了間近である状態になるまで、ステップＳ５１０は繰り返される。
【０１３７】
＊＊＊実施の形態５の効果＊＊＊
フレーム待ち時間に大きな影響を与える要素は、通信シーケンス（例えば、コネクション確立、あるいは、データ交換）を行う無線機２１１である。
実施の形態５では、通信シーケンス完了後の無線機２１１からの周期フレームの送信数が減るため、フレーム衝突確率が低下する。その結果、フレーム待ち時間が短縮される。
たとえば、コネクション確立後の無線機２１１との通信が一定時間不要であると仮定する。その場合、無線機２１１に周期フレームの送信周期を延長させる、あるいは、無線機２１１に周期フレームの定期送信を一時的に停止させることで、ネットワーク全体におけるフレーム数を減らすことができる。その結果、フレーム衝突確率が低くなり、フレーム待ち時間が短縮される。
【０１３８】
実施の形態５により、通信が不要になった無線機２１１からの周期フレームの送信量を無線機２１２の要求に悪影響を与えない範囲で削減することが可能になる。その結果、フレーム衝突確率が低くなり、フレーム待ち時間の長期化が回避される。
【０１３９】
＊＊＊実施の形態５の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１２）は、定期送信抑制部１６０を備える。
定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１１との通信シーケンス後、あるいは、通信シーケンス中に通信相手に周期フレームの送信量の調整を指示する。
定期送信抑制部１６０は、周期フレームの送信間隔の延長、周期フレームの定期送信の一時停止、または、抑制条件を満たす場合の周期フレームの中止を指示する。
抑制条件は、中止確率、中止回または中止間隔を示す。
中止確率は、周期フレームの送信を中止させる確率である。
中止回は、周期フレームの何回目の送信を中止するか指定するための番号である。
中止間隔は、周期フレームの送信を中止する間隔である。
【０１４０】
＊＊＊実施の形態５の変形例＊＊＊
それぞれの無線機２１１が、無線機２１２の代わりに、無線機２１２との通信シーケンス（例えば、コネクション確立、あるいは、データ交換）の完了を判定してもよい。あるいは、それぞれの無線機２１１が、無線機２１２の代わりに、通信シーケンス中であることを判定してもよい。無線機２１２との通信シーケンス後、あるいは、無線機２１２との通信シーケンス中、それぞれの無線機２１１は、自発的に周期フレームの送信量を調整（削減）する。
【０１４１】
＊＊＊変形例の効果＊＊＊
それぞれの無線機２１１が周期フレームの送信量を自発的に削減することができる。その結果、それぞれの無線機２１１に周期フレームの送信量の削減を指示するために無線機２１２が通信を行う必要がなくなる。
【０１４２】
＊＊＊変形例の特徴＊＊＊
無線通信装置１００（無線機２１１）は、定期送信抑制部１６０を備える。
定期送信抑制部１６０は、通信相手である無線機２１２との通信シーケンス（コネクション確立、あるいは、データ交換）の完了時、あるいは、通信シーケンス中に周期フレームの送信量を調整する。
定期送信抑制部１６０は、周期フレームの送信間隔の延長、周期フレームの定期送信の一時停止、または、抑制条件を満たす場合の周期フレームの中止を行う。
抑制条件は、中止確率、中止回または中止間隔を示す。
中止確率は、周期フレームの送信を中止させる確率である。
中止回は、周期フレームの何回目の送信を中止するか指定するための番号である。
中止間隔は、周期フレームの送信を中止する間隔である。
【０１４３】
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
図１５に基づいて、無線通信装置１００のハードウェア構成を説明する。
無線通信装置１００は処理回路１０９を備える。
処理回路１０９は、送信タイミング制御部１１０と無線通信部１２０と記録部１３０とアプリケーション部１４１とデータ通信部１４２と無線通信評価部１５０と定期送信抑制部１６０とを実現するハードウェアである。
処理回路１０９は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ１０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ１０１であってもよい。
【０１４４】
処理回路１０９が専用のハードウェアである場合、処理回路１０９は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称である。
無線通信装置１００は、処理回路１０９を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路１０９の役割を分担する。
【０１４５】
無線通信装置１００において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。
【０１４６】
このように、処理回路１０９はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
【０１４７】
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。
無線通信装置１００の要素である「部」は、「処理」または「工程」と読み替えてもよい。
【０１４８】
各実施の形態は、周期フレームを周期フレームの例にして説明した。周期フレームが通信される場合、それぞれの無線機２１１はキャリアセンスを実施しない。また、ＡＣＫフレームのような到達確認フレームを用いた到達確認ができない。
但し、各実施の形態において、周期フレームは報知クレームに限定されない。
【０１４９】
各実施の形態の機能は、初期状態では使用されずに機能条件を満たした場合に使用されてもよい。無線通信装置１００の各要素は、機能条件を満たしたか判定する。そして、機能条件を満たした場合に、無線通信装置１００の各要素は動作する。例えば、機能条件は、単位時間当たりの周期フレームの送信数についての条件である。例えば、単位時間当たりの周期フレームの送信数が閾値を超えた場合に通信パラメータが変更される。これにより、機能条件を満たした契機に、フレーム衝突を回避するための効率的な制御を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１５０】
１００  無線通信装置、１０１  プロセッサ、１０２  メモリ、１０３  無線通信機、１０４  無線アンテナ、１０９  処理回路、１１０  送信タイミング制御部、１１１  初期化部、１１２  再設定制御部、１１３  オフセット設定部、１１４  オフセット待機部、１１５  定期送信制御部、１２０  無線通信部、１３０  記録部、１４１  アプリケーション部、１４２  データ通信部、１５０  無線通信評価部、１６０  定期送信抑制部、２００  無線通信システム、２１０  無線機、２１１  無線機、２１２  無線機。
【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】
2020136877.tif 000017
【国際調査報告】
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