JP2006287469A - 無線通信システム、無線通信装置、これらの装置の処理方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 受信局の受信バッファの状況を考慮して受信局に送信局が優先的にデータを送信することができる期間を制御させる。
【解決手段】 無線通信装置ＳＴＡ２は無線通信装置ＳＴＡ１に優先的にデータを送信させる優先スロットを割り当てるため代理ビーコン２００２を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。無線通信装置ＳＴＡ１は代理ビーコン２００２の直後にある優先スロットにおいてデータ１００２を無線通信装置ＳＴＡ２に送信する。無線通信装置ＳＴＡ２は自身が備える受信バッファに空きがないことを検出するとデータの送信を停止すべき旨を含んだ代理ビーコン２００４を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。受信バッファに空きができると無線通信装置ＳＴＡ２はデータの送信を許容する旨を含んだ代理ビーコン２００５を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。無線通信装置ＳＴＡ１はデータの送信を開始する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に受信局側の受信バッファの状況を考慮しながら送信側にデータの送信に用いる優先スロットを割り当てる無線通信システム、当該システムに用いる無線通信装置、および、これらにおける処理方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。

近年、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）の導入の検討が行われている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、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。

無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｂ，ｇといった拡張規格が存在する。

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方法として、「アドホック・モード」による通信方法がある。アドホック・モードによる無線通信では通信局同士が直接非同期的に無線通信を行う。アドホック・モードによる無線通信では、特定のアクセス・ポイントを利用せずに任意の通信局同士が直接非同期の無線通信を行うことができるため、例えば家庭用電気機器からなるホーム・ネットワークを構成するのに適している。アドホック・モードによれば、１台の通信局が故障し、もしくは電源オフになってもルーティングが自動的に変更されるのでネットワークが破綻しにくく、通信局間でパケットを複数回ホップさせることにより高速データレートを保ったままで比較的遠くまでデータを伝送することができるといった特徴がある。

図１２は、従来のアドホック・モードによる無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２における無線通信によるデータの流れを示す図である。なお、図１２中「Ｂ」は、ビーコンを表し、「ＡＢ」は補助ビーコンを表し、「Ｄ」はデータを表している。無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２は互いの存在を報知するためにビーコンをスーパーフレーム周期で送信する。このビーコンによって無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２は互いの存在を認識する。そして、このビーコンの送信後、優先的にデータを送信可能な期間が設けられている。

上記ビーコンのみでは優先的にデータを送信することができる期間がスーパーフレーム周期中１回しかとれないため、補助ビーコンと呼ばれる別のビーコンを想定する。補助ビーコンは、通常のビーコンと同様に優先的にデータの送信可能な期間があり、その期間の取得を目的として用いられるものである。この補助ビーコンはデータを送信する側の無線通信装置ＳＴＡ１が自身で判断して送信すべきものである。

無線通信装置ＳＴＡ２において受信バッファがオーバーフローを起こすと、無線通信装置ＳＴＡ２はデータの送信を停止してほしい旨の要求であるデータ送信停止要求を無線通信装置ＳＴＡ１に対して送信する。このデータ送信停止要求を受けた無線通信装置ＳＴＡ１はデータの送信を停止する。その後、無線通信装置ＳＴＡ２は、自身の受信バッファのオーバーフロー状態が解消されるとデータの送信を許容する旨のデータ送信要求を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。無線通信装置ＳＴＡ１は、このデータ送信要求を受信するとデータの送信を開始する。

ところでＩＥＥＥ８０２．１１規格では、データの送信に際してはデータの送信側がデータの受信側にＲＴＳ（Request to Send：送信要求）を送信し、これに対してデータの受信側がＣＴＳ（Clear to Send：受信準備完了）をデータの送信側に送信することによって始めてデータの送信が開始されるようになっている。データの送信が終了すると受信側はＡＣＫ（Acknowledgment：確認応答）をデータの送信側に送信し、これによってデータの送信が完了する。上記データ送信要求およびデータ送信停止要求もこの手順にしたがって送信されている。

また、通信機器の中には動画データや音楽データを蓄積したサーバのように自局から多くの情報を送信することが主体のものと、ディスプレイやヘッドフォンなど動画データや音楽データを受信することが主体のものがある。このような通信機器によって図１２に示すような無線ネットワークを構成する場合、受信が主体のディスプレイやヘッドフォンは優先的にデータを送るべき頻度は少ない。このようなことを考慮して、受信が主体のディスプレイやヘッドフォンがビーコンを送信した後の優先的にデータを送信することができる期間を、動画データや音楽データを蓄積したサーバのように自局から多くの情報を送信することが主体の通信機器に貸し出すシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２０１６３号公報（図１２）

上述の従来技術では、受信局の受信バッファの状況を考慮することなく、データの送信局の都合でデータの送信が行われており、受信局の受信バッファがオーバーフローしてデータ送信停止要求を受けるまでデータの送信は続けられていた。このため、受信局の受信バッファがオーバーフローして送信局がデータ送信停止要求を受けるまでに送信されたデータは消失していた。また、データ送信要求およびデータ送信停止要求などのやりとりは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で行っていたのである程度の通信帯域を占有してしまっていた。

また、従来のシステムでは、受信局において優先的にデータを送信することができる期間を送信局に貸し出すことができる回数が少ない。受信局の受信バッファの状況を知っているのは受信局自身であるから優先的にデータを送信することができる期間は受信局が通信帯域の状況に基づいて制御するのが適当である。通信帯域の状況によってはより多くの優先的にデータを送信することができる期間を送信局に貸し出すことが可能になる。

そこで、本発明は、受信局の受信バッファの状況および通信帯域の状況を考慮して、受信局において送信局が優先的にデータを送信することができる期間を制御させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、複数の無線通信装置により構成される無線通信システムであって、他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいて送信データの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定手段と、スロットの使用状況を含む通信情報を保持する通信情報保持手段と、上記通信情報に基づいて当該無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを上記スロット数決定手段によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得手段と、上記優先スロットを上記他の無線通信装置に割り当てた旨およびその優先スロットのタイミングを含む信号を送信する優先スロット割当手段とを備える第１の無線通信装置と、上記信号から上記優先スロットが割り当てられた旨を検出する優先スロット割当検出手段と、当該無線通信装置に上記優先スロットが割り当てられたか否かを判別する割当先判別手段と、上記送信データを生成するデータ生成手段と、上記信号に基づいて上記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手段と、上記優先スロットを割り当てる旨が検出されかつ当該無線通信装置に上記優先スロットが割り当てられたと判別された場合に上記送信タイミング制御手段の制御に基づいて上記送信データを送信する送信手段とを備える第２の無線通信装置とを具備することを特徴とするものである。これにより、送信側から送られてきた情報に基づいて使用されていない通信帯域を用い、受信側に送信側のデータの送信を制御させるという作用をもたらす。

また、本発明の第２の側面は、他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいてデータの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定手段と、スロットの使用状況を含む通信情報を保持する通信情報保持手段と、上記通信情報に基づいて当該無線通信装置が優先的に上記データの伝送を行うべき優先スロットを上記スロット数決定手段によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得手段と、上記優先スロットを上記他の無線通信装置に割り当てる優先スロット割当手段とを具備することを特徴とする無線通信装置である。これにより、送信側から送られてきた情報に基づいて使用されていない通信帯域を用い、受信側に送信側のデータの送信を制御させるという作用をもたらす。

また、この第２の側面において、無線通信装置は、上記優先スロット取得手段は、さらに上記優先スロットのタイミングを含む情報を上記他の無線通信装置に知らせることを特徴とするものである。これにより、優先スロットのタイミングを含む情報を受けた他の無線通信装置が動作を行うべきタイミングを知らせるという作用をもたらす。これによって他の無線通信装置における消費電力を低減させることになる。

また、この第２の側面において、上記優先スロット取得手段は、ビーコンを生成するビーコン生成手段を具備し、上記ビーコン生成手段により生成されたビーコンを送信した後の所定期間を上記優先スロットとして取得することを特徴とするものである。これにより、優先スロットの開始のタイミングを明確にさせるという作用をもたらす。

また、無線通信装置において、上記ビーコン生成手段は、一定の周期でビーコンを生成する周期的ビーコン生成手段と、上記他の無線通信装置から上記データ情報が送られてきたことを契機としてビーコンを生成する代理ビーコン生成手段とを具備し、上記ビーコン生成手段により生成されたビーコンは、上記代理ビーコン生成手段により生成されたビーコンであることを特徴とするものである。これにより、無線ネットワークにおいて互いに自己の存在を報知するビーコンとは別に送信側のデータの送信を制御できるビーコンを生成させるという作用をもたらす。

また、無線通信装置において、上記優先スロット割当手段は、上記優先スロットが上記他の無線通信装置に割り当てられる旨を上記代理ビーコン生成手段により生成されたビーコンに含めることを特徴とするものである。これにより、ビーコンを解析させることにより優先スロットが他の無線通信装置に割り当てられるものであるかどうかを認識させるという作用をもたらす。

また、無線通信装置において、上記優先スロット割当手段は、さらに上記優先スロットが割り当てられる上記他の無線通信装置を特定する情報を上記代理ビーコン生成手段により生成されたビーコンに含めることを特徴とするものである。これにより、優先スロットを割り当てられたのがそのビーコンを受信した無線通信装置かどうかビーコンを解析することによって認識させるという作用をもたらす。

また、無線通信装置において、上記他の無線通信装置から送られてきたデータを蓄積する受信バッファと、上記受信バッファに蓄積されたデータ量に応じて上記他の無線通信装置に対しデータの送信を許容する旨の要求または送信を許容しない旨の要求をする受信バッファ監視手段とをさらに具備することを特徴とするものである。これにより、受信側の受信バッファの状況によって、受信側に送信側のデータの送信を制御させるという作用をもたらす。

また、無線通信装置において、上記受信バッファ監視手段は、上記データの送信を許容する旨の要求中に上記受信バッファにおいてさらに蓄積可能なデータ量を含めることを特徴とするものである。これにより、データを送信する側に受信側の正確な受信バッファの状況を認識させるという作用をもたらす。

また、無線通信装置において、上記優先スロット割当手段は、上記データの送信を許容する旨の要求または送信を許容しない旨の要求を上記補助ビーコン生成手段により生成されたビーコンに含めることを特徴とするものである。これにより、通信におけるやりとりを減らすことができ、通信帯域の効率的な利用をさせるという作用をもたらす。

また、本発明の第３の側面は、第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨を含む優先スロットデータを受信する受信手段と、当該無線通信装置が上記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別手段と、送信データを生成するデータ生成手段と、上記優先スロットのタイミングに基づいて上記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手段と、当該無線通信装置が上記第２の無線通信装置に該当すると判別された場合に上記送信タイミング制御手段の制御に基づいて上記送信データを送信する送信手段とを具備することを特徴とする無線通信装置である。これにより、受信側から優先スロットを割り当てられた無線通信装置に優先スロットを利用させるという作用をもたらす。

また、本発明の第３の側面において、上記優先スロットデータは、上記第２の無線通信装置からの要求に応じて送られてきたビーコンに含まれることを特徴とするものである。これにより、通信におけるやりとりを減らすことができ、通信帯域の効率的な利用をさせるという作用をもたらす。

また、本発明の第３の側面において、無線通信装置は、上記第１の無線通信装置からデータの送信を許容する旨の要求を受けた場合は上記送信データを送信させ、データの送信を許容しない旨の要求を受けた場合は上記送信データを送信させない送信要求判断手段をさらに具備することを特徴とするものである。これにより、受信側の受信バッファをオーバーフローさせないという作用をもたらす。

また、上記送信要求判断手段は、上記第１の無線通信装置から上記第１の無線通信装置において受信可能なデータ量を受信すると上記データ量に相当するデータ量を送信させることを特徴とするものである。これにより、送信側に受信側の受信バッファの状況に応じたデータの送信をさせるという作用をもたらす。

また、本発明の第３の側面において、上記データ生成手段は、送信すべき送信データがない場合は割り当てられた上記優先スロットが不要な旨の要求をすることを特徴とするものである。これにより、送信側においてデータの送信が必要なくなった旨を受信側に伝えさせるという作用をもたらす。すなわち、通信帯域の効率的な利用に資する。

また、本発明の第４の側面は、第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨および上記第１の無線通信装置に対しデータの送信を許容する旨の要求または許容しない旨の要求を含むビーコンを受信する受信手段と、当該無線通信装置が上記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別手段と、送信データを生成するデータ生成手段と、上記第１の無線通信装置に対し上記データの送信を許容しない旨の要求があるか否かを判断する送信要求判断手段と、上記割当先判別手段によって当該無線通信装置が上記第２の無線通信装置に該当しないと判別されかつ上記送信要求判断手段によって上記データの送信を許容しない旨の要求があると判断された場合に上記優先スロットを獲得する優先スロット獲得手段と、上記優先スロットのタイミングに基づいて上記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手段と、上記送信タイミング制御手段の制御に基づいて上記送信データを第３の無線通信装置に送信する送信手段とを具備することを特徴とする無線通信装置である。これにより、受信側において受信バッファに空きがない状況でデータの送信ができなくてもそのデータを送信する予定だった通信帯域を他の無線通信装置間において有効に利用させるという作用をもたらす。

また、本発明の第５の側面は、スロットの使用状況を含む通信情報を保持する無線通信装置における処理方法であって、他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいてデータの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定手順と、上記通信状況に基づいて当該無線通信装置が優先的に上記データの伝送を行える優先スロットを上記スロット数決定手順によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得手順と、上記優先スロットを上記他の無線通信装置に割り当てる優先スロット割当手順とを具備することを特徴とするものである。これにより、送信側から送られてきた情報に基づいて使用されていない通信帯域を用い、受信側に送信側のデータの送信を制御させるという作用をもたらす。

また、本発明の第６の側面は、第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨を含む優先スロットデータを受信する受信手順と、当該無線通信装置が上記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別手順と、送信データを生成するデータ生成手順と、上記優先スロットのタイミングに基づいて上記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手順と、上記優先スロットを割り当てる旨が検出されかつ当該無線通信装置が上記第２の無線通信装置に該当すると判別された場合に上記送信タイミング制御手段の制御に基づいて上記送信データを送信する送信手順とを具備することを特徴とするものである。これにより、受信側から優先スロットを割り当てられた無線通信装置に優先スロットを利用させるという作用をもたらす。

本発明によれば、受信局の受信バッファの状態に応じて受信局においてデータの転送制御を行わせられるという優れた効果を奏し得る。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における無線通信装置を用いて構築した無線通信システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態における無線通信システムは、アドホック・モードからなるネットワーク構成を想定している。

また、本発明の実施の形態は、アドホック・モードの無線通信ネットワークにおいて、メディア・アクセス制御を行う際に衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス方式（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance；ＣＳＭＡ／ＣＡ）を用いて、ネットワークの媒体（空間）にデータを送信するタイミングを制御することを想定している。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は自律分散制御（ＤＣＦ：Distributed Coordination Function）による無線チャネルアクセスを行う際に、フレーム（データ）の衝突をできるだけ回避するために用いられる方式である。

また、本無線通信システムでは、無線送受信方式として、無線ＬＡＮに適用可能な比較的近距離の通信に適した各種の通信方式を適用することができる。具体的には、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）方式、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access:符号分割多元接続）方式などを採用することができる。

アドホック・モードの無線ＬＡＮは図１に示すように、アクセス・ポイントを必要とせず、移動局（無線通信装置）ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３同士が直接通信を行う。アドホック・モードでは、各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３同士でネゴシエーションを行った後に自律的にＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）を定義する。すなわち、アドホック・モードの無線ＬＡＮは、アクセス・ポイントを有しないので移動局（無線通信装置）ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３同士が互いの存在を報知する必要がある。互いの存在を報知するために、移動局（無線通信装置）ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３は、ビーコンを周期的に送信する。これにより、自律的にＩＢＳＳが定義される。

このビーコンには、次に送信するビーコンの送信時刻を各無線通信装置に報知するためのターゲットビーコン送信時刻（ＴＢＴＴ：Target Beacon Transmit Time）というパラメータが含まれている。ＩＢＳＳが定義されると、無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はネゴシエーションの末に、一定間隔毎にＴＢＴＴを定める。このため、各無線通信装置は、受信の必要がない場合等には、次回あるいは複数回先のＴＢＴＴまで送受信部の電源を落としてスリープ状態に入ることもできる。

次に図２を参照して、本発明の実施の形態における無線通信装置によるビーコンの送信手順について説明する。無線通信ネットワークに参画する各無線通信装置は、自己の存在を他の無線通信装置に報知するために、所定の間隔でビーコンを送信する。以下、ビーコンを送信する間隔（ビーコン送信周期）を８０（msec）と仮定して説明する。このビーコン送信周期のことをここではスーパーフレーム周期と定義する。なお、スーパーフレーム周期が８０（msec）に限定されるものではない。

無線通信ネットワークに参画する無線通信装置は、他の無線通信装置から送信されるビーコンを受信してビーコンに含まれる他の無線通信装置の情報を確認しながら、自己のビーコンを送信するタイミングを設定する。具体的には、スーパーフレーム周期内で既に配置されている他の無線通信装置が送信するビーコンと衝突しないように、自己が受信できる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中のタイミングでビーコンの送信を開始する。

例えば、図２（ａ）において、無線通信ネットワークに参画している無線通信装置が１台のみの場合、その無線通信装置ＳＴＡ１は適当なタイミングでビーコンＢ０１を送信し始めることができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、無線通信ネットワークに新規参画した無線通信装置ＳＴＡ２は、無線通信装置ＳＴＡ１から送信されるビーコンＢ０１を受信して無線通信装置ＳＴＡ１の存在を確認しつつ、無線通信装置ＳＴＡ１から送信されるビーコンＢ０１の送信間隔の真中のタイミングで自己のビーコンＢ０２を送信する。

さらに、図２（ｃ）に示すように、次に無線通信ネットワークに参画する無線通信装置ＳＴＡ３は、無線通信装置ＳＴＡ１と無線通信装置ＳＴＡ２から送信されるビーコンＢ０１、Ｂ０２を受信して、ビーコンＢ０１が送信されてからビーコンＢ０２が送信されるまでの時間帯のほぼ真中のタイミングで、自己のビーコンＢ０３を送信する。

このように、無線通信ネットワークに参画する無線通信装置は、スーパーフレーム周期内における既存のビーコン配置と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定することにより、ビーコンの衝突を防止することができる。また、自己の聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中で、自己のビーコンを送信することにより、各無線通信装置のビーコン送信タイミングがスーパーフレーム周期内に分散し、伝送効率を上げることができる。

次に、図３を参照して、本実施の形態におけるメディア・アクセス制御の方法について説明する。まず、図３に基づき、送信優先区間ＴＰＰ（Transmission Prioritized Period）について説明する。送信優先区間ＴＰＰは、優先送信権を有する無線通信装置が他の無線通信装置よりも短いフレーム間隔でデータを送信することが許される区間である。この送信優先区間ＴＰＰを以下、「優先スロット」と呼ぶ。図３には、スーパーフレーム周期において、ビーコンＢ０１、Ｂ０２およびＢ０３が送信された後の所定の時間だけ、そのビーコンを送信した無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３にそれぞれ優先スロットが与えられる例を示した。

図３に示すように、各優先スロットはビーコンＢ０１、Ｂ０２およびＢ０３送信直後に開始し、一定期間経過した時刻に終了する。各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３はスーパーフレーム周期の１周期毎にビーコンを送信するため、基本的には各無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３に対して同時間率の優先スロットが与えられる形となる。一の無線通信装置の優先スロット外であって、他の無線通信装置がビーコンを送信するまでの間はすべての無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３に対して公平な送信機会が与えられる競合区間（ＦＡＰ：Fairy Access Period）となる。競合区間ＦＡＰでは通常のＣＳＭＡ／ＣＡ方式等による公平なメディア・アクセス制御が行われる。

なお、図３では、各優先スロットはビーコンの送信直後から開始する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、ビーコンの送信時刻から相対位置で優先スロットを設定してもよい。例えば、優先スロットをＴＢＴＴから４８０（μsec）といった形で定義してもよい。

図３に示す例では、スーパーフレーム周期の先頭位置で無線通信装置ＳＴＡ１がビーコンＢ０１を送信しているので、ビーコンＢ０１送信直後の一定期間は無線通信装置ＳＴＡ１の優先スロットとなっている。その後、無線通信装置ＳＴＡ２からビーコンＢ０２が送信されるまでの間は競合区間ＦＡＰとなり、ビーコンＢ０２送信直後の一定期間は無線通信装置ＳＴＡ２の優先スロットとなる。そして、ビーコンＢ０３が送信されるまでの間は再び競合区間ＦＡＰとなり、ビーコンＢ０３の送信直後の一定期間が無線通信装置ＳＴＡ３の優先スロットとなる。

図４は、本発明の実施の形態におけるビーコンのフォーマットの一例を示す図である。図４（ａ）は、パケットフォーマットを示す図である。本実施の形態において、送信データはパケットにより送信される。パケットはプリアンブル、ヘディング領域、ペイロード部（ＰＳＤＵ：PHY Service Data Unit）を備えている。

プリアンブルは、パケットの存在を示すもので、ユニークワードで構成される。各無線通信装置はプリアンブルを検出することにより、無線通信経路がビジーかアイドルかを検知することができる。ヘディング領域は、このパケットの属性、長さ、送信電力、物理層のプロトコル（ＰＨＹ）がマルチ伝送レートモードならペイロード部伝送レートが格納されている。ペイロード部はＭＡＣヘッダとＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）により構成される。これが一般のデータを送信する際のパケット構成となる。

ビーコンを送信する場合、ヘディング領域において、このパケットがビーコンである旨を報知する情報が記載されており、ペイロード部ＰＳＤＵ内にビーコンで報知したい情報が記載されている。図４（ａ）に示した例では、ビーコン情報として、送信元局の無線通信装置を一意に示すアドレスであるＴＡ（Transmitter Address）フィールドと、このビーコンの種類を示すＴｙｐｅフィールドと、このビーコンを送信したスーパーフレーム周期におけるＴＢＴＴオフセット値を示す情報であるＴＯＩ（TBTT Offset Indication）フィールドと、近隣の無線通信装置から受信可能なビーコンの受信時刻情報であるＮＢＯＩ（Neighboring Beacon Offset Information）フィールドと、自局がどの時刻に送信されるビーコン信号を受信しているかを示す情報であるＮＢＡＩ（Neighboring Beacon Activity Information）と、このスーパーフレーム周期内で複数のビーコンを送信する場合に当該ビーコンに割り振られた排他的な一意のシリアル番号を示すＳｅｒｉａｌフィールドと、現在、この無線通信装置が誰宛に情報を有しているかを報知する情報であるＴＩＭ（Traffic Indication Map）フィールドと、本発明の実施の形態における代理ビーコンに特有のフィールドとして追加情報１００等が含まれている。

ここで、ビーコン情報に含まれるＮＢＯＩフィールドは、スーパーフレーム周期内において自局が受信可能な周辺局のビーコンの位置（受信時刻）を記述した情報である。例えば、１スーパーフレーム周期内で最大１６個のビーコンを配置することが可能な場合、図４（ａ）に示したように、ＮＢＯＩフィールドでは受信できたビーコンの配置に関する情報を１６ビット長のビットマップ形式で記述する。すなわち、自局の正規ビーコンの送信時刻を基準としてＮＢＯＩフィールドの先頭ビットにマッピングするとともに、自局が受信可能なビーコンの位置（受信時刻）を自局の正規ビーコンの送信時刻からの相対位置のビットにマッピングし、自局の正規または補助ビーコンの相対位置（オフセット）ならびに受信可能なビーコンの相対位置（オフセット）に対応するビットに１を書き込み、それ以外の相対位置に対応するビット位置は０のままとする。

例えば、図４（ａ）に示したように、最大１６局の無線通信装置０〜Ｆが収容されている通信環境下で、無線通信装置０が「１１０００００００１００００００」のようなＮＢＯＩフィールドを作った場合には、「無線通信装置１並び無線通信装置９からのビーコンが受信可能である」旨を伝えることになる。つまり、受信可能なビーコンの相対位置に対応するビットに関し、ビーコンが受信可能である場合には「１」がマークされ、受信されていない場合には「０」、すなわちスペースが割り当てられる。このＮＢＯＩフィールドを参照することにより、当該無線通信ネットワークに参画している無線通信装置の数を把握することができる。図４（ａ）に示す場合は、自己も含めて３つの無線通信装置が無線通信ネットワークに参画していることが分かる。

また、このＮＢＯＩフィールドを参照することによって使用されていないビーコンの位置（受信時刻）を把握することができる。この使用されていないビーコンの位置（受信時刻）のいずれかを後述する代理ビーコンの位置（受信時刻）として割り当てることになる。

本発明の実施の形態における発明において説明するビーコンには、２種類ありそれを「通常ビーコン」および「代理ビーコン」と定義する。通常ビーコンとは、例えば図４（ａ）における追加情報１００がビーコンのフォーマットに入っていないビーコンである。また、通常ビーコンは、スーパーフレーム周期内において無線ネットワークを構成する各無線通信装置から１つずつ送信されるものであり、この通常ビーコンによって、各無線通信装置は自身の存在を他の無線通信装置に報知している。

一方、代理ビーコンとは、図１２で示した従来技術中の補助ビーコンと同じ種類のビーコンであるが、他の無線通信装置が優先的にデータを送信することができる優先スロットを取得するために用いられるビーコンをいう。従来の補助ビーコンの場合、その補助ビーコンを送信した無線通信装置自身が優先スロットを取得し、自身が優先スロットにおいて優先的にデータを送信するものであったが、本発明の実施の形態における代理ビーコンの場合、その代理ビーコンを送信した無線通信装置自身が優先スロットを取得するが、その優先スロットは他の無線通信装置に割り当て、自身とは別の無線通信装置にその優先スロットにおいてデータを送信させるものである。代理ビーコンのフォーマットは、通常ビーコンのフォーマットに例えば図４（ａ）における追加情報１００を追加したものが想定される。代理ビーコンは、スーパーフレーム周期内で必要な数だけ出せる。なお、通常ビーコンも代理ビーコンも図３で説明したように、そのビーコンが送信された後に優先スロットを取得させるものである点は共通する。

図４（ｂ）は、追加情報１００の構成の一例を示す図である。追加情報１００は、代理ビーコン識別子１０１と、送信要求１０２と、割当先１０３とを含む。代理ビーコン識別子１０１は、そのビーコンが代理ビーコンであることを示す識別子である。この代理ビーコン識別子１０１により、そのビーコンが代理ビーコンであることが他の無線通信装置において認識される。

送信要求１０２には、送信データの送信を許容する旨の要求または送信データの送信を許容しない旨の要求が記述されている。送信データを受信する無線通信装置の受信バッファに空きがあれば、送信データの送信を許容する旨の要求が記述されることになるが、送信データを受信する無線通信装置の受信バッファに空きがなければ、送信データの送信を許容しない旨の要求が記述されることになる。なお、送信データの送信を許容する旨の要求または送信データの送信を許容しない旨の要求は、単に送信データの送信を許容しない場合は「０」とし、送信データの送信を許容する場合は「１」と記述してもよい。また、送信データの送信を許容するか否かを示す代わりに受信バッファの残量を示すようにしてもよい。この場合、それを受け取った無線通信装置は送信データを送信すべきか否かを判断し、送信する場合にはそのデータ量を決定することになる。

この送信要求１０２を代理ビーコンに含ませることによって、従来ＩＥＥＥ８０２．１１規格にしたがって、ＲＴＳ、ＣＴＳなどのやり取りの後に送信されていた送信要求や送信停止要求などの要求がＲＴＳ、ＣＴＳなどのやり取りなしに代理ビーコンを送信するだけで行えるので通信帯域を節約できることになる。

割当先１０３は、代理ビーコンの送信によって取得された優先スロットを使用させる無線通信装置を特定する情報が記述されている。無線通信装置を特定する情報は、ユニークＩＤにより記述されることが想定される。このユニークＩＤは、例えばＭＡＣ（Media Access Control address）アドレスを用いてもよい。

図５は、本発明の実施の形態における代理ビーコンを送信する無線通信装置２００の構成の一例を示す図である。無線通信装置２００は、アンテナ２０１と、受信部２０２と、出力要求判別部２０３と、通信情報解析部２０４と、通信情報保持部２０５と、受信バッファ２０６と、スロット数決定部２０７と、優先スロット取得部２０８と、受信バッファ監視部２０９と、代理ビーコン生成部２１０と、周期的ビーコン生成部２１１と、送信部２１２とを備える。

アンテナ２０１は、空間に電波を放射したり、空間を伝わって来た電波をとらえる役割を果たす。受信部２０２は、アンテナ２０１から受信したデータに対し主として復号および復調処理などを行うものである。出力要求判別部２０３は、他の無線通信装置から送信されてきたデータが代理ビーコンの出力を要求するものであるか否かを判別するものである。判別の結果、他の無線通信装置から送信されてきたデータが代理ビーコンの出力を要求するものである場合、出力要求判別部２０３は、データをスロット数決定部２０７に供給する。また、他の無線通信装置から送信されてきたデータが代理ビーコンの出力を要求するものでない場合、出力要求判別部２０３は、データを通信情報解析部２０４に供給する。

通信情報解析部２０４は、供給されたデータに含まれる情報を解析するものである。解析の結果供給されたデータの内容が、例えば通常ビーコンのようなネットワークにおける他の無線通信装置に関する情報である場合、通信情報解析部２０４は、その情報を通信情報保持部２０５に保持させる。一方、供給されたデータの内容が画像データなどのデータである場合、受信バッファ２０６に供給する。

通信情報保持部２０５は、通信情報解析部２０４からのデータを保持するものである。この内容には、例えば図４（ａ）で示したＮＢＯＩフィールドに記述されているようなネットワークを構成する各無線通信装置が用いているビーコンの位置（受信時刻）に関する情報などが含まれる。受信バッファ２０６は、処理速度や転送速度の差を補うために通信情報解析部２０４から供給されたデータを一時的に保存しておく記憶領域である。受信バッファ２０６に保存されたデータは順次適当な転送速度で出力される。

スロット数決定部２０７は、代理ビーコンの出力を要求する無線通信装置から送信されてきたデータ中に含まれるデータの送信において必要なデータレートおよびレイテンシなどから必要な優先スロット数を決定するものである。ここでデータレートとは、データの時間あたりの転送量をいう。また、レイテンシとは、データのリクエストを行なってから、実際にデータが転送されるまでにかかる遅延時間をいう。１つのスロットにおけるデータレートを予め決定しておけば上記の送信されてきたデータレートおよびレイテンシなどに基づいて必要なスロットの数を決定することが可能である。

優先スロット取得部２０８は、通信情報保持部２０５を参照して通信状況を把握し、スロット数決定部２０７によって決定されたスロット数だけ優先スロットを得るための前提となるビーコンの位置（受信時刻）を取得するものである。通信情報保持部２０５において、各無線通信装置において用いられているビーコンの位置（受信時刻）が保持されており、優先スロット取得部２０８は各無線通信装置において用いられていないビーコンの位置（受信時刻）を取得する。優先スロット取得部２０８は、選択したビーコンの位置（受信時刻）についての情報を代理ビーコン生成部２１０に供給する。また、優先スロット取得部２０８は、選択したビーコンの位置（受信時刻）についての情報を他の無線通信装置に送信する。

受信バッファ監視部２０９は、受信バッファを監視し、受信バッファに空きがあるか否か、空きがあるとすればどのくらいの空きがあるかを代理ビーコン生成部２１０に供給する。この受信バッファ監視部２０９によって受信バッファの状況を送信側に伝えられるので、受信バッファのオーバーフローを阻止することが可能となる。

代理ビーコン生成部２１０は、受信バッファ監視部２０９から供給された情報および代理ビーコンを要求してきた無線通信装置のＭＡＣアドレスなどの情報などから代理ビーコンを生成し、優先スロット取得部２０８から供給されたビーコンの位置（受信時刻）のタイミングで代理ビーコンを送信する。この代理ビーコンを送信した後の送信優先区間ＴＰＰは優先スロットとしてデータ送信が可能になる。すなわち、代理ビーコンを送信した後に優先スロットを取得することになる。

周期的ビーコン生成部２１１は、通常ビーコンを生成し送信する。周期的ビーコン生成部２１１で生成された通常ビーコンはスーパーフレーム周期で送信される。送信部２１２は、送信するデータを符号化および変調するものである。

図６は、代理ビーコンを受信する無線通信装置３００の構成の一例を示す図である。無線通信装置３００は、アンテナ３０１と、受信部３０２と、優先スロット割当検出部３０３と、割当先判別部３０４と、送信要求判断部３０５と、送信タイミング制御部３０６と、データ生成部３０７と、優先スロット獲得部３０８と、送信部３０９とを備える。なお、アンテナ３０１と、受信部３０２および送信部３０９については、それぞれ図５におけるアンテナ２０１と、受信部２０２および送信部２１２と同一の機能なので説明を省略する。

優先スロット割当検出部３０３は、受信したデータから代理ビーコン識別子１０１を検出するものである。すなわち、優先スロット割当検出部３０３は、受信したデータが代理ビーコンであるか否かを判断している。受信したデータから代理ビーコン識別子１０１が検出された場合、データは割当先判別部３０４に供給される。受信したデータから代理ビーコン識別子１０１が検出されなかった場合、受信したデータが代理ビーコンでないので通常ビーコンまたはデータに対する処理をする。

割当先判別部３０４は、受信した代理ビーコンにおける優先スロットを使える無線通信装置が自身なのか否かを判別するものである。この判別は、例えば図４（ｂ）で説明した割当先１０３の記述内容で判別する。割当先１０３にＭＡＣアドレスが記述されている場合、そのＭＡＣアドレスと自身のＭＡＣアドレスが一致するかどうか判別する。判別の結果、そのＭＡＣアドレスと自身のＭＡＣアドレスが一致する場合、代理ビーコンおよびアドレスが一致する旨が送信要求判断部３０５に供給される。判別の結果、そのＭＡＣアドレスと自身のＭＡＣアドレスが一致しない場合は、その代理ビーコンに付随する優先スロットを自身が優先的に使えるものでない。この場合は、代理ビーコンおよびアドレスが一致しない旨が送信要求判断部３０５に供給される。

送信要求判断部３０５は、受信した代理ビーコンに含まれる情報に基づいてデータの送信が許容されているか否か判断するものである。これは、例えば図４（ｂ）で説明した送信要求１０２の記述内容で判断する。割当先判別部３０４から上記アドレスが一致する旨が供給された場合かつデータの送信が許容されている場合、送信要求判断部３０５は、データを送信部３０９に供給するようデータ生成部３０７に指示する。なお、例えば図４（ｂ）で説明した送信要求１０２の記述内容において受信バッファの残量がある場合、その受信バッファの残量に基づいて送信すべきデータ量をデータ生成部３０７に指示する。

また、割当先判別部３０４から上記アドレスが一致する旨が供給された場合かつデータの送信が許容されていない場合、送信要求判断部３０５は、送信タイミング制御部３０６にデータの送信を停止する旨を知らせる。一方、割当先判別部３０４から上記アドレスが一致しない旨が供給された場合かつデータの送信が許容されていない場合、送信要求判断部３０５は、優先スロット獲得部３０８にその旨を知らせる。

送信タイミング制御部３０６は、データを送信するタイミング生成し制御するものである。このタイミングは、代理ビーコンを生成する側で選択したビーコンの位置（受信時刻）についての情報に基づいて生成される。なお、ビーコンの位置（受信時刻）についての情報は、代理ビーコンを生成する無線通信装置から送信されてくるものとして構成してもよい。このようにすることによって、不必要なビーコンを受信せずに済むので消費電力を低減できるメリットがある。

また無線通信装置３００自身が通常ビーコン等に含まれるＮＢＯＩフィールドなどを参照してそのビーコンの位置（受信時刻）についての情報を取得する構成にしてもよい。また、送信要求判断部３０５からデータの送信を停止する旨の知らせがあった場合は、データの送信を停止させる。

データ生成部３０７は、データを生成し、送信要求判断部３０５からの指示にしたがって送信部３０９にデータを供給する。優先スロット獲得部３０８は、割当先判別部３０４において優先スロットの割当先が自分でないと判断され、かつ、送信要求判断部３０５においてデータの送信を許容しない旨の情報があると判断された場合にその旨を知らされ、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって優先スロットの獲得を行うものである。

すなわち、優先スロットの割当先が自分でないと判断されかつデータの送信を許容しない旨の情報があると判断された場合、受信した代理ビーコンは、他の無線通信装置に当てられた代理ビーコンであり、かつ、データの受信側の無線通信装置は、受信バッファに空きがないためデータの送信が行えない状態にある。この場合優先スロットを割り当てられた無線通信装置はデータを送信できないので、この優先スロットの期間は空いている状態になる。この場合は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって、他の無線通信装置がその優先スロットを競合して取り合うことになる。このために優先スロット獲得部３０８はある。

なお、本発明の実施の形態において、優先スロットの割当先が自分でない情報を含んだ代理ビーコンに対し送信要求１０２のデコードは行われない。代理ビーコンに含まれる送信要求１０２を無線通信装置においてデコードせず、優先スロットの開始のタイミングから所定期間データの送信が行われないときにはデータの送信を許容しない旨の情報が代理ビーコンに含まれていると判断し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって他の無線通信装置がその優先スロットを競合して取り合う。このように送信要求１０２のデコードを行わないことによって消費電力の低減が図ることができる。しかしながらこれに限るものでなく、代理ビーコンに含まれる送信要求１０２を無線通信装置においてデコードして、その内容にデータの送信を許容しない旨の情報があると判断した後にＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって、他の無線通信装置がその優先スロットを競合して取り合うようにしてもよい。

図７は、本発明の実施の形態における無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２を用いて通信を行った場合のデータの流れを示す図である。無線通信装置ＳＴＡ１は図６の無線通信装置３００の機能を備えており、無線通信装置ＳＴＡ２は、図５の無線通信装置２００の機能を備えているものとする。なお、図７において「Ｂ」は通常ビーコンを表し、「ＡＢ」は、代理ビーコンを表し、「Ｄ」はデータを表すものとする。

無線通信装置ＳＴＡ１の送信側の通常ビーコン４０１から通常ビーコン４０４までの期間および無線通信装置ＳＴＡ２の送信側の通常ビーコン５１１から通常ビーコン５１５までの期間は、スーパーフレーム周期である。図２で説明したように通常ビーコンが送信されるタイミングは、なるべく他と干渉しないように隣り合う通常ビーコン間の中間に相当するタイミングである。図７においても無線通信装置ＳＴＡ１の送信側の通常ビーコン４０１と通常ビーコン４０４の中間に相当する位置に無線通信装置ＳＴＡ２の送信側の通常ビーコン５１１が位置している。

無線通信装置ＳＴＡ１の送信側の通常ビーコン４０１が送信されるとその直後の送信優先区間ＴＰＰは優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ１にデータ送信の優先権が与えられ、データ４０２が送信される。これが無線通信装置ＳＴＡ２において通常ビーコン５０１およびデータ５０２として受信される。次に所定時間経過後、無線通信装置ＳＴＡ２から通常ビーコン５１１が送信され、その直後の送信優先区間ＴＰＰは優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ２にデータ送信の優先権が与えられ、データ５１２が送信される。これが無線通信装置ＳＴＡ１において通常ビーコン４１１およびデータ４１２として受信される。その他の通常ビーコンについても同様である。すなわち、無線通信装置ＳＴＡ１から送信された通常ビーコン４０４およびデータ４０５は、それぞれ無線通信装置ＳＴＡ２で通常ビーコン５０４およびデータ５０５として受信される。また、無線通信装置ＳＴＡ２から送信された通常ビーコン５１５およびデータ５１６は、それぞれ無線通信装置ＳＴＡ１で通常ビーコン４１５およびデータ４１６として受信される。

無線通信装置ＳＴＡ１において、動画データなどを遅滞なく連続して送信すべき場合は、上記の通常ビーコンで取得される優先スロットのみでは足りなくなる。この場合、無線通信装置ＳＴＡ１は無線通信装置ＳＴＡ２に代理ビーコンを出してほしい旨の要求を出す。この要求を受けて無線通信装置ＳＴＡ２は通常ビーコンで得た情報に基づいてどの無線通信装置も使用していないビーコンの位置（受信時刻）を選択し、その中から適当なビーコンの位置（受信時刻）を選んで代理ビーコンを出す。このビーコンの位置（受信時刻）は複数選択されることもある。

なお、このビーコン位置の選択であるが、無線通信装置ＳＴＡ１から送信されてきたデータレートやレイテンシなどのデータに基づいてビーコン位置は選択される。例えば、無線通信装置ＳＴＡ１が鮮明な画像を送信しない場合は、データレートは低いのでそれほどたくさんのビーコンの位置（受信時刻）を選択する必要はない。また、時間的に遅れのないリアルタイム映像が必要ということであれば、レイテンシは小さくなるので、ビーコンの位置（受信時刻）の選択においてビーコン位置の間隔は狭くなるように選択することになる。

図７においては、無線通信装置ＳＴＡ１からの要求を受けた無線通信装置ＳＴＡ２は、代理ビーコン５１３を出し、これを無線通信装置ＳＴＡ１が代理ビーコン４１３として受信するとその直後の送信優先区間ＴＰＰは、優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ１にデータ送信の優先権が与えられ、データ４０３が送信される。そして無線通信装置ＳＴＡ２においてデータ５０３として受信される。同様に無線通信装置ＳＴＡ１からの要求を受けた無線通信装置ＳＴＡ２は、代理ビーコン５１４を出し、これを無線通信装置ＳＴＡ１が代理ビーコン４１４として受信するとその直後の送信優先区間ＴＰＰは、優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ１にデータ送信の優先権が与えられ、データ４０６が送信される。そして無線通信装置ＳＴＡ２においてデータ５０６として受信される。

なお、図示していないが、データの送信の際には、上述のＩＥＥＥ８０２．１１規格にしたがってデータは送信される。

図８は、本発明の実施の形態における無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２を用いて通信を行った場合において無線通信装置ＳＴＡ２の受信バッファに空きがなくなった場合の無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２の通信におけるデータの流れを示す図である。

無線通信装置ＳＴＡ１の送信側の通常ビーコン６０１が送信されるとその直後の送信優先区間ＴＰＰは優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ１にデータ送信の優先権が与えられ、データ６０２が送信される。これが無線通信装置ＳＴＡ２において通常ビーコン７０１およびデータ７０２として受信される。無線通信装置ＳＴＡ１からの要求にしたがって、無線通信装置ＳＴＡ２は適当なビーコンの位置（受信時刻）において代理ビーコン７１１を送信し、これを代理ビーコン６１１として受信した無線通信装置ＳＴＡ１は、その直後の送信優先区間ＴＰＰは優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ１にデータ送信の優先権が与えられ、データ６０３が送信される。それを無線通信装置ＳＴＡ２がデータ７０３として受信する。

無線通信装置ＳＴＡ２が通常ビーコン７１２およびデータ７１３を送信し、無線通信装置ＳＴＡ１がそれらを通常ビーコン６１２およびデータ６１３として受信した後に、無線通信装置ＳＴＡ２の受信バッファに空きがなくなったものと想定する。無線通信装置ＳＴＡ２は自身の受信バッファに空きがないのにデータを受信すると受信バッファがオーバーフローを起こし、データが消失してしまう。このため、無線通信装置ＳＴＡ２は、受信バッファ監視部２０９からの指示にしたがって、データの送信を許容しない旨の要求（以下、データ送信停止要求と呼ぶ。）を出すことになる。

本発明の実施の形態においては、このデータ送信停止要求を代理ビーコンに含めている。これは、例えば図４（ａ）で説明した送信要求１０２において実現できる。無線通信装置ＳＴＡ２は、自身の受信バッファに空きがなくなるとデータ送信停止要求を含んだ代理ビーコン７１４を無線通信装置ＳＴＡ１に送り、無線通信装置ＳＴＡ１はこれをデータ送信停止要求６１４として受信する。これを受信すると無線通信装置ＳＴＡ１はデータを送信しない。この様子を図８においては、符号６０４および７０４において点線で表している。

なお、この符号６０４および７０４における優先スロットは、図示しない無線通信装置同士がＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって、この優先スロットの区間を取得しデータの送信を行う。

その後、無線通信装置ＳＴＡ１において通常ビーコン６０５を送信しても送信停止要求が出ているのでデータを送信できない。無線通信装置ＳＴＡ２は、通常ビーコン７０５のみを受信する。この様子を図８においては、符号６０６および７０６において点線で表している。この符号６０６および７０６における優先スロットも図示しない無線通信装置同士がＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって、この優先スロットの区間を取得しデータの送信を行う。

無線通信装置ＳＴＡ２の受信バッファに空きができると無線通信装置ＳＴＡ２は、無線通信装置ＳＴＡ１に対してデータの送信を許容する旨の要求（以下、データ送信要求と呼ぶ。）を出す。本発明の実施の形態においては、このデータ送信要求も代理ビーコンに含めている。これは、データ送信停止要求の場合と同様に例えば図４（ａ）で説明した送信要求１０２において実現できる。

無線通信装置ＳＴＡ２は、自身の受信バッファに空きができるとデータ送信要求を含んだ代理ビーコン７１５を出す。無線通信装置ＳＴＡ１はこれを代理ビーコン６１５として受信し、その直後の送信優先区間ＴＰＰは優先スロットとして無線通信装置ＳＴＡ１にデータ送信の優先権が与えられ、データ６０７が送信される。これが無線通信装置ＳＴＡ２においてデータ７０７として受信される。

次に本発明の実施の形態における無線通信装置の動作について図面を参照して説明する。

図９は、本発明の実施の形態における無線通信装置において代理ビーコン要求された後の処理の流れを示す図である。代理ビーコンについての要求を受信すると（Ｓ９１１）、代理ビーコンについての要求に含まれる情報に基づいて送信すべきデータの伝送に必要なスロット数を決定し（Ｓ９１２）、そのスロット数だけ優先スロットを取得する前提となるビーコンの位置（受信時刻）を選択する（Ｓ９１３）。この優先スロットを取得する前提となるビーコンの位置（受信時刻）の選択は、具体的にはスーパーフレーム周期中で使用されていないビーコンの位置（受信時刻）の中から選択される。

選択された優先スロットを取得する前提となるビーコンの位置（受信時刻）のタイミングで代理ビーコンが送信される（Ｓ９１４）。代理ビーコンが他の無線通信装置において受信された直後の送信優先区間ＴＰＰ間が優先スロットに相当する。この優先スロットにおいて、代理ビーコンを要求した無線通信装置は、データを送信する（Ｓ９１５）。データを受信した無線通信装置における受信バッファが監視されている状態にあり、受信バッファに空きがあるか否か判断される（Ｓ９１６）。

受信バッファに空きがあると判断された場合、代理ビーコンの送信の解除要求があるか否か判断される（Ｓ９１７）。代理ビーコンの送信の解除要求があればそのまま処理は終了する。一方、代理ビーコンの送信の解除要求がなければステップＳ９１４に戻って処理がされる。

受信バッファに空きがないと判断された場合、データの送信を許容しない旨の要求であるデータ送信停止要求を含んだ代理ビーコンが送信され（Ｓ９１８）、データを送信していた無線通信装置はデータの送信を停止する。データ送信停止要求を含んだ代理ビーコンが送信された後も受信バッファは監視され（Ｓ９１８）、受信バッファに空きができるとステップＳ９１４に戻って処理が行われる。

図１０は、本発明の実施の形態における無線通信装置において代理ビーコンを受信した後の処理の流れを示す図である。ビーコンを受信すると（Ｓ９２１）、このビーコンが代理ビーコンであるか否か判別される（Ｓ９２２）。これは、例えばビーコンのフォーマットが図４で説明した形態である場合、追加情報１００中の代理ビーコン識別子１０１を参照すれば代理ビーコンであるか否か判別できる。

ステップＳ９２２において受信したビーコンが代理ビーコンであると判別された場合、その代理ビーコンによって優先スロットを割り当てられたのが自分かどうか判別される（Ｓ９２３）。これは、例えばビーコンのフォーマットが図４で説明した形態である場合、追加情報１００中の割当先１０３を参照すれば割当先が自分か否か判別できる。

ステップＳ９２３において優先スロットの割当先が自分であると判別された場合、データの送信が許容されているか否かが判断される（Ｓ９２４）。これは、例えばビーコンのフォーマットが図４で説明した形態である場合、追加情報１００中の送信要求１０２を参照すればデータの送信が許容されているか否か判断できる。

ステップＳ９２４においてデータの送信が許容されていると判断された場合、データを送信するタイミングが生成される（Ｓ９２５）。このデータを送信するタイミングは、具体的には優先スロットの前提となるビーコンの位置（受信時刻）に基づいて生成される。

データを送信するタイミングが決まればデータが生成されそのタイミングにしたがって送信される（Ｓ９２６）。ここで受信バッファの残量が送信要求１０２に情報として含まれている場合は、その受信バッファの残量に基づいて送信すべきデータ量が決定され、データの送信が行われることになる。なお、このデータの送信は、優先スロットに相当する上述の送信優先区間ＴＰＰの間行われる。この送信優先区間ＴＰＰが経過するとその後は、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって通信が行われる。

送信すべきデータの送信が終了するまでステップＳ９２１乃至ステップＳ９２６は繰り返され（Ｓ９２７）、送信すべきデータの送信が終了すると代理ビーコンの送信を解除する要求を送信する（Ｓ９２８）。

図１１は、本発明の実施の形態における無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２において通信を行ったときの処理の流れを示す図である。無線通信装置ＳＴＡ１は、図６の無線通信装置３００の機能を備えており、無線通信装置ＳＴＡ２は、図５の無線通信装置２００の機能を備えているものとする。

無線通信装置ＳＴＡ１は、代理ビーコンの出力を希望する旨の要求である代理ビーコン出力要求１００１を無線通信装置ＳＴＡ２に送信する。代理ビーコン出力要求１００１には、データレートやレイテンシなどの情報が含まれている。無線通信装置ＳＴＡ２は、データレートやレイテンシなどの情報に基づいて代理ビーコンをスーパーフレーム周期中のどのビーコンの位置（受信時刻）に何個立てるかを決定する。無線通信装置ＳＴＡ２は、この決定した情報を代理ビーコン出力応答２００１に含めて無線通信装置ＳＴＡ１へ送信する。

無線通信装置ＳＴＡ２は、代理ビーコンを先に決定したビーコンの位置（受信時刻）のタイミングで代理ビーコン２００２を送信する。代理ビーコンを受信した無線通信装置ＳＴＡ１は、代理ビーコンの直後の優先スロットを用いてデータ１００２を送信する。その後は、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式にしたがって通信が行われる。さらにその後、先に決定したビーコンの位置（受信時刻）のタイミングが来ると、無線通信装置ＳＴＡ２は、再び代理ビーコン２００３を送信する。これを受信した無線通信装置ＳＴＡ１は、上記と同様に再び代理ビーコン２００３の直後の優先スロットを用いてデータ１００３を送信する。

無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２において以上で述べたような通信が行われるうちに無線通信装置ＳＴＡ２における受信バッファに空きがなくなったことが検出されたと想定する。この場合、無線通信装置ＳＴＡ２はデータ送信停止要求を含んだ代理ビーコン２００４を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。この代理ビーコン２００４を受信すると無線通信装置ＳＴＡ１はこの代理ビーコン２００４を解析し、無線通信装置ＳＴＡ２においてデータの送信を許容しない旨を認識し、データの送信は行わない。

その後、無線通信装置ＳＴＡ２において受信バッファに空きができたことが検出されると、無線通信装置ＳＴＡ２は、データ送信要求を含んだ代理ビーコン２００５を無線通信装置ＳＴＡ１に送信する。代理ビーコン２００５を受信した無線通信装置ＳＴＡ１は、上記と同様に再び代理ビーコン２００５の直後の優先スロットを用いてデータ１００４を送信する。

以上のような通信を行っているうちに無線通信装置ＳＴＡ１において送信すべきデータがなくなった場合、無線通信装置ＳＴＡ１は、代理ビーコンによる通信を解除する旨の要求である代理ビーコン解除要求１００５を無線通信装置ＳＴＡ２に送信する。代理ビーコン解除要求１００５を受信した無線通信装置ＳＴＡ２は、代理ビーコン解除応答２００６を送信し代理ビーコンの送信を停止する。

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。

すなわち、請求項１において、スロット数決定手段は、例えばスロット数決定部２０７に対応する。また、通信情報保持手段は、例えば通信情報保持部２０５に対応する。また、優先スロット取得手段は、例えば優先スロット取得部２０８および代理ビーコン生成部２１０に対応する。また、優先スロット割当手段は、例えば代理ビーコン生成部２１０に対応する。また、優先スロット割当検出手段は、例えば優先スロット割当検出部３０３に対応する。また、割当先判別手段は、例えば割当先判別部３０４に対応する。また、データ生成手段は、例えばデータ生成部３０７に対応する。また、送信タイミング制御手段は、例えば送信タイミング制御部３０６に対応する。また、送信手段は、送信部３０９に対応する。

また、請求項２において、スロット数決定手段は、例えばスロット数決定部２０７に対応する。また、通信情報保持手段は、例えば通信情報保持部２０５に対応する。また、優先スロット取得手段は、例えば優先スロット取得部２０８および代理ビーコン生成部２１０に対応する。また、優先スロット割当手段は、例えば代理ビーコン生成部２１０に対応する。

また、請求項４において、ビーコン生成手段は、例えばおよび代理ビーコン生成部２１０および周期的ビーコン生成部２１１に対応する。

また、請求項５において、代理ビーコン生成手段は、例えば代理ビーコン生成部２１０に対応する。また、周期的ビーコン生成手段は、例えば周期的ビーコン生成部２１１に対応する。

また、請求項８において、受信バッファは、例えば受信バッファ２０６に対応する。また、受信バッファ監視手段は、例えば受信バッファ監視部２０９に対応する。

また、請求項１１において、受信手段は、例えば受信部３０２に対応する。また、割当先判別手段は、例えば割当先判別部３０４に対応する。また、データ生成手段は、例えばデータ生成部３０７に対応する。また、送信タイミング制御手段は、例えば送信タイミング制御部３０６に対応する。また、送信手段は、例えば送信部３０９に対応する。

また、請求項１３において、送信要求判断手段は、例えば送信要求判断部３０５に対応する。

また、請求項１６において、受信手段は、例えば受信部３０２に対応する。また、割当先判別手段は、例えば割当先判別部３０４に対応する。また、データ生成手段は、例えばデータ生成部３０７に対応する。また、送信要求判断手段は、例えば送信要求判断部３０５に対応する。また、優先スロット獲得手段は、例えば優先スロット獲得部３０８に対応する。また、送信タイミング制御手段は、例えば送信タイミング制御部３０６に対応する。また、送信手段は、例えば送信部３０９に対応する。

また、請求項１７において、スロット数決定手順は、例えばステップＳ９１２に対応する。また、優先スロット取得手順は、例えばステップＳ９１３およびステップＳ９１４に対応する。また、優先スロット割当手順は、例えばステップＳ９１４に対応する。

また、請求項１８において、受信手順は、例えばステップＳ９２１に対応する。また、割当先判別手順は、例えばステップＳ９２３に対応する。また、データ生成手順は、例えばステップＳ９２６に対応する。また、送信タイミング制御手順は、例えばステップＳ９２５およびステップＳ９２６に対応する。また、送信手順は、例えばステップＳ９２６に対応する。

また、請求項１９において、スロット数決定ステップは、例えばステップＳ９１２に対応する。また、優先スロット取得ステップは、例えばステップＳ９１３およびステップＳ９１４に対応する。また、優先スロット割当ステップは、例えばステップＳ９１４に対応する。

また、請求項２０において、受信ステップは、例えばステップＳ９２１に対応する。また、割当先判別ステップは、例えばステップＳ９２３に対応する。また、データ生成ステップは、例えばステップＳ９２６に対応する。また、送信タイミング制御ステップは、例えばステップＳ９２５およびステップＳ９２６に対応する。また、送信ステップは、例えばステップＳ９２６に対応する。

なお、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。

本発明の実施の形態における無線通信装置２００および３００を用いて構築した無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置によるビーコンの送信手順を示す図である。 本発明の実施の形態における送信優先区間（ＴＰＰ）の配置を示す図である。 本発明の実施の形態におけるビーコンのフォーマットの一例を示す図である。 本発明の実施の形態における代理ビーコンを送信する無線通信装置２００の構成の一例を示す図である。 代理ビーコンを受信する無線通信装置３００の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２を用いて通信を行った場合のデータの流れを示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２を用いて通信を行った場合において無線通信装置ＳＴＡ２の受信バッファに空きがなくなった場合の無線通信装置ＳＴＡ１およびＳＴＡ２の通信におけるデータの流れを示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置において代理ビーコン要求された後の処理の流れを示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置において代理ビーコンを受信した後の処理の流れを示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２において通信を行ったときの処理の流れを示す図である。 従来のアドホック・モードによる無線通信装置ＳＴＡ１および無線通信装置ＳＴＡ２における無線通信によるデータの流れを示す図である。

符号の説明

１００ 追加情報
１０１ 代理ビーコン識別子
１０２ 送信要求
１０３ 割当先
２００、３００ 無線通信装置
２０１、３０１ アンテナ
２０２、３０２ 受信部
２０３ 出力要求判別部
２０４ 通信情報解析部
２０５ 通信情報保持部
２０６ 受信バッファ
２０７ スロット数決定部
２０８ 優先スロット取得部
２０９ 受信バッファ監視部
２１０ 代理ビーコン生成部
２１１ 周期的ビーコン生成部
２１２、３０９ 送信部
３０３ 優先スロット割当検出部
３０４ 割当先判別部
３０５ 送信要求判断部
３０６ 送信タイミング制御部
３０７ データ生成部
３０８ 優先スロット獲得部

Claims (20)

1. 複数の無線通信装置により構成される無線通信システムであって、
   他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいて送信データの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定手段と、
   スロットの使用状況を含む通信情報を保持する通信情報保持手段と、
   前記通信情報に基づいて当該無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを前記スロット数決定手段によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得手段と、
   前記優先スロットを前記他の無線通信装置に割り当てた旨およびその優先スロットのタイミングを含む信号を送信する優先スロット割当手段と
   を備える第１の無線通信装置と、
   前記信号から前記優先スロットが割り当てられた旨を検出する優先スロット割当検出手段と、
   当該無線通信装置に前記優先スロットが割り当てられたか否かを判別する割当先判別手段と、
   前記送信データを生成するデータ生成手段と、
   前記信号に基づいて前記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手段と、
   前記優先スロットを割り当てる旨が検出されかつ当該無線通信装置に前記優先スロットが割り当てられたと判別された場合に前記送信タイミング制御手段の制御に基づいて前記送信データを送信する送信手段と
   を備える第２の無線通信装置と
   を具備することを特徴とする無線通信システム。
2. 他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいてデータの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定手段と、
   スロットの使用状況を含む通信情報を保持する通信情報保持手段と、
   前記通信情報に基づいて当該無線通信装置が優先的に前記データの伝送を行うべき優先スロットを前記スロット数決定手段によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得手段と、
   前記優先スロットを前記他の無線通信装置に割り当てる優先スロット割当手段と
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
3. 前記優先スロット取得手段は、さらに前記優先スロットのタイミングを含む情報を前記他の無線通信装置に知らせることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記優先スロット取得手段は、
   ビーコンを生成するビーコン生成手段を具備し、
   前記ビーコン生成手段により生成されたビーコンを送信した後の所定期間を前記優先スロットとして取得することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
5. 前記ビーコン生成手段は、
   一定の周期でビーコンを生成する周期的ビーコン生成手段と、
   前記他の無線通信装置から前記データ情報が送られてきたことを契機としてビーコンを生成する代理ビーコン生成手段と
   を具備し、
   前記ビーコン生成手段により生成されたビーコンは、前記代理ビーコン生成手段により生成されたビーコンであることを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記優先スロット割当手段は、前記優先スロットが前記他の無線通信装置に割り当てられる旨を前記代理ビーコン生成手段により生成されたビーコンに含めることを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
7. 前記優先スロット割当手段は、さらに前記優先スロットが割り当てられる前記他の無線通信装置を特定する情報を前記代理ビーコン生成手段により生成されたビーコンに含めることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 前記他の無線通信装置から送られてきたデータを蓄積する受信バッファと、
   前記受信バッファに蓄積されたデータ量に応じて前記他の無線通信装置に対しデータの送信を許容する旨の要求または送信を許容しない旨の要求をする受信バッファ監視手段と
   をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
9. 前記受信バッファ監視手段は、前記データの送信を許容する旨の要求中に前記受信バッファにおいてさらに蓄積可能なデータ量を含めることを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。
10. 前記優先スロット割当手段は、前記データの送信を許容する旨の要求または送信を許容しない旨の要求を前記補助ビーコン生成手段により生成されたビーコンに含めることを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。
11. 第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨を含む優先スロットデータを受信する受信手段と、
    当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別手段と、
    送信データを生成するデータ生成手段と、
    前記優先スロットのタイミングに基づいて前記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手段と、
    当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当すると判別された場合に前記送信タイミング制御手段の制御に基づいて前記送信データを送信する送信手段と
    を具備することを特徴とする無線通信装置。
12. 前記優先スロットデータは、前記第２の無線通信装置からの要求に応じて送られてきたビーコンに含まれることを特徴とする請求項１１記載の無線通信装置。
13. 前記第１の無線通信装置からデータの送信を許容する旨の要求を受けた場合は前記送信データを送信させ、データの送信を許容しない旨の要求を受けた場合は前記送信データを送信させない送信要求判断手段をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の無線通信装置。
14. 前記送信要求判断手段は、前記第１の無線通信装置から前記第１の無線通信装置において受信可能なデータ量を受信すると前記データ量に相当するデータ量を送信させることを特徴とする請求項１３記載の無線通信装置。
15. 前記データ生成手段は、送信すべき送信データがない場合は割り当てられた前記優先スロットが不要な旨の要求をすることを特徴とする請求項１１記載の無線通信装置。
16. 第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨および前記第１の無線通信装置に対しデータの送信を許容する旨の要求または許容しない旨の要求を含むビーコンを受信する受信手段と、
    当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別手段と、
    送信データを生成するデータ生成手段と、
    前記第１の無線通信装置に対し前記データの送信を許容しない旨の要求があるか否かを判断する送信要求判断手段と、
    前記割当先判別手段によって当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当しないと判別されかつ前記送信要求判断手段によって前記データの送信を許容しない旨の要求があると判断された場合に前記優先スロットを獲得する優先スロット獲得手段と、
    前記優先スロットのタイミングに基づいて前記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手段と、
    前記送信タイミング制御手段の制御に基づいて前記送信データを第３の無線通信装置に送信する送信手段と
    を具備することを特徴とする無線通信装置。
17. スロットの使用状況を含む通信情報を保持する無線通信装置における処理方法であって、
    他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいてデータの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定手順と、
    前記通信状況に基づいて当該無線通信装置が優先的に前記データの伝送を行える優先スロットを前記スロット数決定手順によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得手順と、
    前記優先スロットを前記他の無線通信装置に割り当てる優先スロット割当手順と
    を具備することを特徴とする処理方法。
18. 第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨を含む優先スロットデータを受信する受信手順と、
    当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別手順と、
    送信データを生成するデータ生成手順と、
    前記優先スロットのタイミングに基づいて前記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御手順と、
    前記優先スロットを割り当てる旨が検出されかつ当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当すると判別された場合に前記送信タイミング制御手段の制御に基づいて前記送信データを送信する送信手順と
    を具備することを特徴とする処理方法。
19. スロットの使用状況を含む通信情報を保持する無線通信装置に、
    他の無線通信装置から送られてきたデータレートを含むデータ情報に基づいてデータの伝送に必要なスロット数を決定するスロット数決定ステップと、
    前記通信状況に基づいて当該無線通信装置が優先的に前記データの伝送を行うべき優先スロットを前記スロット数決定手順によって決定されたスロット数だけ取得する優先スロット取得ステップと、
    前記優先スロットを前記他の無線通信装置に割り当てる優先スロット割当ステップと
    を実行させることを特徴とするプログラム。
20. 第１の無線通信装置が優先的にデータの伝送を行うべき優先スロットを第２の無線通信装置に割り当てる旨を含む優先スロットデータを受信する受信ステップと、
    当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当するか否かを判別する割当先判別ステップと、
    送信データを生成するデータ生成ステップと、
    前記優先スロットのタイミングに基づいて前記送信データを送信するタイミングを制御する送信タイミング制御ステップと、
    前記優先スロットを割り当てる旨が検出されかつ当該無線通信装置が前記第２の無線通信装置に該当すると判別された場合に前記送信タイミング制御手段の制御に基づいて前記送信データを送信する送信ステップと
    を実行させることを特徴とするプログラム。

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