JP4889290B2 - 無線通信端末及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等による無線通信を行う無線通信端末、及びその通信方法に関する。

近年、コンピュータ通信ネットワークの一つとして、無線ＬＡＮが普及し、オフィス、家庭、市街地（例えば、駅、空港、ファーストフード店）等において、盛んに利用されている。周知のように、このような無線ＬＡＮでは、ＡＰ（Access Point）と呼ばれる中継装置と無線通信端末間で無線通信を行う。

この無線ＬＡＮは、一般的に、データ類リンク層のプロトコルとして、国際標準の一つであるIEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.11に準拠し、ネットワーク層のプロトコルとして、IP（Internet Protocol）に準拠している。なお、IEEE802.11に関しては、以下の非特許文献１に記載されている。

無線通信端末は、移動を容易とするために、電池で動作する場合が多い。電池の消費を節減するために、上記IEEE802.11では節電モードを定めている。この節電モードでは、データや音声（以降データ類と称す）を無線で送受信しない時は無線送受信機能を停止して節電するスリープ状態と、無線で送受信する時のみ無線送受信機能を動作させるアクティブ状態とに、無線送受信機能を切替える。

ここで、ＡＰと複数の無線通信端末との無線通信手順について、図９に示すシーケンスに従って説明する。なお、ここでは、中継装置の管理下には、３台の無線通信端末ａ，ｂ,ｃが存在するとする。

節電モードの各端末ａ，ｂ,ｃは、ＡＰからのビーコン信号の受信予定時刻直前まで、スリープ状態を維持し（Ｓ１）、ビーコン信号の受信予定時刻直前になると、アクティブ状態に移行する（Ｓ２）。一方、ＡＰは、ビーコン信号の送信時刻になると、ビーコン信号を無線送信し（Ｓ３）、この時点からＤＩＦＳ(DCF Inter Frame Space)＋乱数（乱数は装置毎に異なる値）の時間、信号の送出を待つ。

アクティブ状態の各端末ａ，ｂ，ｃは、ＡＰからビーコン信号を受信すると、このビーコン信号を解析して、自端末宛のデータの有無を把握する。自端末宛のデータがある場合、各端末ａ，ｂ，ｃは、ビーコン信号の受信から（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待ってから、ＡＰに対して自端末宛にデータを送信することを求めるＰＳ Ｐｏｌｌ信号を送信しようとする。すなわち、中継装置及び各端末ａ，ｂ，ｃは、各装置からの信号送出が競合しないよう、各装置毎に異なる（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待ってから、信号の送出を行おうとする。仮に、端末ａの乱数が最も小さい場合、端末ａが送信権を取得し、ＰＳ Ｐｏｌｌ信号ａを送出する（Ｓ４）。

ＡＰは、端末ａからのＰＳ Ｐｏｌｌ信号ａを受信すると、ＤＩＦＳ時間より短いＳＩＦＳ(Short Inter Frame Space)時間後に端末ａ宛のデータＡａを送出する（Ｓ５）。

端末ａは、ＡＰからのデータＡａを正常に受信すると、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫａを送出して、ＡＰに正常受信した旨を通知し（Ｓ６）、再び、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。また、ＡＰや各端末ｂ，ｃも、このＡＣＫａを受信すると、各々の（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。そして、各々の（ＤＩＦＳ＋乱数）時間中に他の装置から無線信号を受信しない装置のみが送信権を取得する。ここでは、端末ａが送信権を取得し、端末ａがＡＰ宛にデータＴａを送出する（Ｓ７）。

ＡＰは、端末ａからのデータＴａを正常に受信すると、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫを返送し（Ｓ８）、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。端末ａは、ＡＰからのＡＣＫを受信すると、ＡＰとの間の送受信を終了したと判定し、次のビーコン受信予定時刻までスリープ状態に移行する（Ｓ９）。

端末ａを除く端末ｂ，ｃは、ＡＰからのＡＣＫを受信すると、各々の（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。そして、各々の（ＤＩＦＳ＋乱数）時間中に他の装置から無線信号を受信しない装置のみが送信権を取得する。ここでは、ＡＰが送信権を取得し、ＡＰがデータＡＤを送出して（Ｓ１０）、それから（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。

端末ａを除く端末ｂ，ｃは、ＡＰからデータＡＤを受信すると、各々の（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。そして、各々の（ＤＩＦＳ＋乱数）時間中に他の装置から無線信号を受信しない装置のみが送信権を取得する。ここでは、端末ｂが送信権を取得し、ＡＰ宛にＰＳ Ｐｏｌｌ信号ｂを送出する（Ｓ１１）。

以下は、以上と同様に、ＡＰから端末ｂ宛にデータＡｂの送出（Ｓ１２）、端末ｂからＡＰ宛にＡＣＫｂ送出（Ｓ１３）、端末ｃからＡＰ宛にＰＳ Ｐｏｌｌ信号ｃ送出（Ｓ１４）、ＡＰから端末ｃ宛にデータＡｃ送出（Ｓ１５）、端末ｃからＡＰ宛にＡＣＫｃ送出（Ｓ１６）、端末ｂからＡＰ宛にデータＴｂ送出（Ｓ１７）、 ＡＰから端末ｂ宛にＡＣＫ送出（Ｓ１８）、端末ｂのスリーブ状態へ移行（Ｓ１９）、端末ｃからＡＰ宛にデータＴｃ送出（Ｓ２０）、ＡＰから端末ｃ宛にＡＣＫ送出（Ｓ２１）、端末ｃのスリーブ状態への移行（Ｓ２２）、が実行される。

なお、ＡＰの管理下にある端末が端末ａの一台のみの場合、端末ａがＡＰからのビーコン信号の受信後にＰＳ Ｐｏｌｌ信号ａを送出するまでの待ち時間、及び、端末ａがＡＣＫａを送出してからデータＴａを送出するまでの待ち時間は、いずれもＳＩＦＳ時間となる。

「Wireless LAN Medium Control（MAC） and Physical Layer（PHY） Specifications」 ANSI/IEEE Std 802．11，1999 Edition

上記従来技術では、節電モードで且つＡＰがデータ送信すべき端末（以下、節電端末とする）が１台しかない場合には、極めて良好にＡＰと端末との間で通信を行うことができるものの、節電端末が複数存在する場合には、節電端末間での競合を回避するために送信権制御が必要になり、伝送効率が低下するという問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、伝送効率を向上させることができる無線通信端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。

前記問題点を解決するための無線通信端末に係る発明は、
各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含むビーコン信号を送信する中継装置を介して、他の通信端末と通信する無線通信端末において、
前記中継装置との間で各種信号を送受信する送受信手段と、
前記送受信手段で受信した前記中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている制御データを解析して、自端末が受信すべき通信データがあると判断した場合に、該制御データに基づいて、前記中継装置の管理下にある１以上の無線通信端末中での通信順番を定める信号解析手段と、
前記信号解析手段により定められた自端末の通信順番に応じて、該自端末と前記無線中継装置との間で通信時間帯のタイミングを定め、該通信時間帯中に前記中継装置との間で前記通信データの信号を前記送受信手段で送受信させ、該通信時間帯を除く時間帯での該中継装置への該通信データの信号の送信を控えさせる通信制御手段と、
を備えていることを特徴とする。

ここで、以上の無線通信端末は、
前記送受信手段の少なくとも一部への供給電力を制御して、該送受信手段を送受信動作可能なアクティブ状態と送受信動作不能なスリープ状態とに状態変化させる電力供給制御手段を備え、前記通信制御手段は、前記電力供給制御手段に対して、前記ビーコン信号を受信する時間帯及び自端末の前記通信時間帯に、前記電力供給制御手段で前記送受信手段を前記アクティブ状態にさせ、該ビーコン信号を受信する時間帯及び自端末の該通信時間帯を除く時間帯に、前記電力供給制御手段で前記スリープ状態にさせる、ものであってもよい。

また、前記目的を達成するための無線通信方法は、
無線通信端末と、各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含む制御信号を送信すると共に無線通信端末と他の通信端末との間を中継する中継装置とを備えている無線通信システムの無線通信方法において、
前記無線通信端末は、
前記中継装置からの前記制御信号を受信する制御信号受信工程と、
前記制御信号受信工程で受信した前記制御信号に含まれている前記制御データを解析して、自端末が受信すべき通信データがあると判断した場合に、該制御データに基づいて、前記中継装置から送信すべき通信データがある１以上の無線通信端末中での通信順番を定める信号解析工程と、
前記信号解析手段により定められた自端末の通信順番に応じて、該自端末と前記無線中継装置との間で通信時間帯のタイミングを定める通信時間設定工程と、
自端末の前記通信時間帯中に前記中継装置との間で前記通信データの信号を送受信させ、該通信時間を除く時間帯での該中継装置への前記通信データの信号の送信を控えさせる通信制御工程と、
を実行することを特徴とする。

本発明によれば、中継装置から送出すべきデータがある無線通信端末が複数存在する場合、中継装置からのビーコン信号等に含まれる制御データに基づいて、各端末が自端末の通信時間帯を定め、この通信時間帯で中継装置と通信データを送受信するので、伝送効率を向上させることができる。

以下、本発明に係る無線通信システムの各種実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

まず、図１〜図５，図８を用いて、無線通信システムの第一の実施形態について説明する。

本実施形態の無線通信システムは、図１に示すように、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）にルータ２Ａ，２Ｂを介して接続されている複数のＡＰ３０及び複数のコンピュータ３と、ＡＰ１０を介して他の端末と通信する無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとを備えている。ＬＡＮ（Ａ）とＬＡＮ（Ｂ）とはＩＰ（Internet Protocol）網１によって接続されている。各無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、IEEE802.11に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能を有する情報通信端末で、例えば、無線ＩＰ電話機等の電話端末、又はパソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の情報端末に接続される無線ＬＡＮカード等である。

各ＡＰ３０は、IEEE802.11に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能と、IEEE802.3に準拠して動作するイーサネット（登録商標）等の有線LAN通信機能とを有し、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で無線ＬＡＮ通信を行い、ＬＡＮ（Ａ）又は（Ｂ）に接続されている他の装置（コンピュータ３及びルータ２Ａ又は２Ｂ等）と有線ＬＡＮ通信を行う。

ルータ２Ａ，２Ｂは、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）とＩＰ網１との間に介在し、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）上に流れるＩＰパケット及びＩＰ網１から得たＩＰパケットを監視し、このＩＰパケットのＩＰヘッダ情報（宛先ＩＰアドレス情報やポート番号情報など）に基づきＩＰパケットをルーティングする通信装置であり、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）上に流れるＩＰパケットがＩＰ網１側にルーティングすべきものであると判断した場合は、これをＩＰ網１側に送出し、また、ＩＰ網１から得たＩＰパケットがＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）側にルーティングすべきものであると判断した場合には、これをＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）側に送出する。

各コンピュータ３は、通常の有線用ＬＡＮボードを有するものであり、ＬＡＮ（Ａ），（Ｂ）に接続されてＩＰパケットの送受信を行い、ＩＰ通信（ＬＡＮ通信）を行う。

以上の構成により、ＬＡＮ（Ａ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０を介して、ＬＡＮ（Ａ）側の他の無線通信端末やコンピュータ３とＩＰ通信を行い、また、ルータ２Ａ、ＩＰ網１、及びルータ２Ｂを経由して、ＬＡＮ（Ｂ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃやコンピュータ３とＩＰ通信を行うことが可能である。また、同様に、ＬＡＮ（Ｂ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０を介して、ＬＡＮ（Ｂ）側の他の無線通信端末やコンピュータ３とＩＰ通信を行い、また、ルータ２Ｂ、ＩＰ網１、及びルータ２Ａを経由して、ＬＡＮ（Ａ）側の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃやコンピュータ３とＩＰ通信を行うことが可能である。

各ＡＰ３０は、いずれも、図２に示すように、アンテナ３１と、ＲＦ（Radio Frequency）部３２と、ベースバンド部３３と、ＭＡＣ（Media Access Controller）層処理部３４と、ルータ部３５と、通信処理部４０と、プログラムメモリ４４と、ワークメモリ４５とを備えている。ＲＦ部３２とベースバンド部３３とＭＡＣ層処理部３４は、バス３８を介して通信処理部４０に接続される。

通信処理部４０は、プログラムメモリ４４内の制御プログラムや設定データに従い、ワークメモリ４５を使用しつつ、ＲＦ部３２とベースバンド部３３とＭＡＣ層処理部３４とを制御する。この通信処理部４０は、ビーコン信号に含ませるビーコンデータを生成するビーコンデータ生成部４１と、アンテナ３１又はルータ部３５から入力した信号を解析する解析部４２と、この解析部４２での解析結果等に応じてＲＦ部３２とベースバンド部３３とＭＡＣ層処理部３４とを制御する制御部４３とを有している。

ルータ部３５は、ネットワーク（ＬＡＮ（Ａ）又は（Ｂ））から受信したＩＰパケットのＩＰアドレスや、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）ポート番号又はＵＤＰ（User Datagram Protocol）ポート番号を含むＩＰヘッダを参照して、予め設定された規則に基づいて当該ＩＰパケットをルーティングする。

ＭＡＣ層処理部３４は、イーサネット（登録商標）規格であるIEEE802.3のデータリンク層と無線ＬＡＮ規格であるIEEE802.11のデータリンク層との間で、ＩＰパケットのＭＡＣ層の変換処理を行う。ベースバンド部３３は、IEEE802.11用にＭＡＣ処理されたＩＰパケットをベースバンド信号に変調し、又は、ベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元する。ＲＦ部３２は、ベースバンド部３３から受け取ったベースバンド信号をIEEE802.11に従って、例えば、ＤＳ−ＳＳ（Direct Sequence Spread Spectrum）方式やＦＨ−ＳＳ方式（Frequency Hopping Spread Spectrum）により規定される搬送無線周波数に載せてアンテナ３１から無線信号として送出する。逆に、アンテナ３１から受信した無線信号から搬送無線周波数を除去して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部３３に送出する。

次に、以下、ＩＰパケットをネットワーク（ＬＡＮ（Ａ）又はＬＡＮ（Ｂ））からアンテナ３１経由で送出する場合のＡＰ３０の基本的な動作を説明する。

ＭＡＣ層処理部３４は、ネットワーク（ＬＡＮ（Ａ）又はＬＡＮ（Ｂ））からルータ部３５を介して受信したＩＰパケットのＭＡＣ層を、イーサネット（登録商標）用のIEEE802.3から無線ＬＡＮ用のIEEE802.11に変換処理し、ベースバンド部３３に送出する。ベースバンド部３３は、受信したＩＰパケットを無線ＬＡＮ用のIEEE802.11に従って変調してベースバンド信号を生成し、ＲＦ部３２に送出する。ＲＦ部３２は、ベースバンド部３３からのベースバンド信号を搬送無線周波数に載せ、アンテナ３１から無線信号として無線端末１０ａ,１０ｂ,１０ｃへ送出する。

次に、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃから無線信号を受信した場合のＡＰ３０の基本的な動作を説明する。

アンテナ３１は、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃからの無線信号を受信すると、ＲＦ部３２に送出する。ＲＦ部３２は、アンテナ３１が受信した無線信号から搬送無線周波数を除去して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部３３に送出する。ベースバンド部３３は、ベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元し、ＭＡＣ層処理部３４に送出する。ＭＡＣ層処理部３４は、ＩＰパケットのＭＡＣ層を、無線用のＩＥＥＥ８０２．１１からイーサネット（登録商標）用のＩＥＥＥ８０２．３に変換処理し、ルータ部３４へ送る。ルータ部３４は、受け取ったＩＰパケットのＩＰアドレスなどを用いて、ＬＡＮなどに転送する。

無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、いずれも、図３に示すように、アンテナ１１と、ＲＦ部１２と、ベースバンド部１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、入出力インタフェース部１６と、入出力部１７と、通信処理部２０と、プログラムメモリ２４と、ワークメモリ２５と、電源２６と、電力供給制御部２７とを備えている。

ＲＦ部１２と、ベースバンド１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、入出力インタフェース部１６は、いずれも、バス１８を介して通信処理部２０に接続されている。なお、請求項に記載した“送受信手段”は、当該実施形態においては、アンテナ１１とＲＦ部１２とベースバンド部１３とを有して構成される。

通信処理部２０は、プログラムメモリ２４内の制御プログラムや設定データに従い、ワークメモリ２５を使用しつつ、ＲＦ部１２と、ベースバンド処理部１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、入出力インタフェース部１６とを制御する。通信制御部２０は、入出力部１７又はアンテナ１１が受信した信号の内容を解析する解析部２１と、この解析部２１での解析結果等に応じて、ＲＦ部１２とベースバンド処理部１３とＭＡＣ層処理部１４と上位層処理部１５と電力供給制御部２７を制御する制御部２２とを有している。

電力供給制御部２７は、電源２６からの電力を適正電圧に変換して、各部へ電力を供給する。また、電力供給制御部２７は、通信処理部２０の制御部２２からの指示に従って、ＲＦ部１２への電力供給をオン／オフする。すなわち、電力供給制御部２７は、無線送受信機能を動作させるアクティブ状態と無線送受信機能を停止してスリープ状態とに、同機能を状態変化させる節電モードの実行部位である。

入出力部１７は、例えば、当該無線通信端末が無線ＩＰ電話機である場合には、音声やデータの入出力部、具体的には、スピーカー、マイク、入力キー等である。また、当該無線通信端末が無線ＬＡＮカードである場合には、この入出力部１７は、コンピュータからのデータ信号や音声信号等の入出力部である。

入出力インタフェース部１６は、入出力部１７から上位層処理部１５へ、又は上位層処理部１５から入出力部１７へデータ信号や音声符号化信号を転送するためのインタフェースに係る処理を行う。上位層処理部１５は、ネットワーク層／トランスポート層に係るＩＰパケット処理を行う。具体的には、ＩＰアドレスやＴＣＰポート番号又はＵＤＰポート番号を含むＩＰヘッダの付与・削除の処理を行う。ＭＡＣ層処理部１４は、データリンク層に係るＩＰパケット処理を行う。具体的には、IEEE802.11に従って、データや音声バケットデータが格納されたＩＰパケットを組立て又は分解し、データリンク層間を伝送させるためにＭＡＣアドレスの付与・削除の処理を行う。ベースバンド部１３は、ＩＰパケットを変調してベースバンド信号を生成し、又は、ベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元する。ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３から受信したベースバンド信号をIEEE802.11に従って搬送無線周波数に載せ、アンテナ１１から無線信号として送出させる。逆に、アンテナ１１から受信した無線信号から搬送無線周波数を除去してベースバンド信号に復元し、ベースバンド部１３に送出する。

次に、入出力部１７が受け付けた又は生成したデータ信号や音声符号化信号をアンテナ１１から無線信号として送出する場合の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの基本的な動作を説明する。

入出力インタフェース部１６は、入出力部１７からのデータ信号や音声符号化信号を上位層処理部１５に送る。上位層処理部１５は、ＩＰアドレス付与・ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の付与等のＩＰヘッダ処理を施して、ＩＰパケットを生成した後、このＩＰパケットをＭＡＣ層処理部１４に送出する。ＭＡＣ層処理部１４は、上位層処理部１５からのＩＰパケットにIEEE802.11に準拠したＭＡＣアドレス付与等のＭＡＣ処理を施し、このＩＰパケットをベースバンド部１３に送出する。ベースバンド部１３は、このＩＰパケットをIEEE802.11に従って変調してベースバンド信号を生成し、ＲＦ部１２に送出する。ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３からのベースバンド信号をIEEE802.11に従って搬送無線周波数に載せ、アンテナ１１から無線信号としてＡＰ３０へ送出する。

次に、ＡＰ３０から伝送された無線信号を受信し、入出力部１７へ信号を出力する場合の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの基本的な動作を説明する。

アンテナ１１は、ＡＰ３０からの無線信号を受信し、これをＲＦ部１２に送出する。ＲＦ部１２は、この無線信号から搬送無線周波数を除去して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部１３に送出する。ベースバンド部１３は、このベースバンド信号を復調して元のＩＰパケットに復元し、ＭＡＣ層処理部１４に送出する。ＭＡＣ層処理部１４は、このＩＰパケットからIEEE802.11に従ってＭＡＣアドレスを削除し、上位層処理部１５に送出する。上位層処理部１５は、ＭＡＣ層処理部１４からのＩＰパケットから設定データに基づきＴＣＰ・ＵＤＰヘッダやＩＰヘッダの削除し、得られたデータや音声符号化信号を入出力インタフェース部１６を介して入出力部１７に送る。

次に、ＡＰ３０から送出されるビーコン信号のデータ構成について、図８を用いて説明する。

ＡＰ３０は、節電モードの無線通信端末へ送出するデータ類があるか否か等を、各無線通信端末へ通知するために、一定周期でビーコン信号を送出する。この周期は例えば100ms程度である場合が多い。

このビーコン信号は、IEEE802.11で規定されており、ビーコン信号であることを示すための信号種別のデータが入るフレーム制御部６１と、無線の通信時間のデータが入るデュレーション／ＩＤ部６２と、送信先のアドレスが入るＤＡ部６３と、送信元のアドレスが入るＳＡ部６４と、ＡＰ３０のアドレスが入るBSSID部６５と、一連のシーケンス中のシーケンス番号が入るシーケンス制御部６６と、実際に通知すべきデータが入るデータ本体部６７と、伝送誤り検出用のデータが入るＦＣＳ部６８とを有している。

本体データ部６７は、予め定められた長さの管理・制御用のデータが入る固定長フィールド６９と、可変長の管理・制御用のデータが入る可変長フィールド７０がある。

可変長フィールド７０は、エレメントのＩＤが入るエレメントＩＤ部７１と、このエレメントの長さのデータが入るエレメント長部７２と、節電モード中の端末宛にブロードキャストやマルチキャストで通知するデータの有無を示すDTIM（Ｄトラフィック通知マップ）を含むビーコンが送出されるまでに、一般のビーコン（TIMを含むビーコン）が送出される個数が入るDTIMカウント部７２と、上記のDTIMと次のDTIM間に送出される一般ビーコンの個数が入るDTIM間隔部７３と、後述のビットマップ制御部７５及び部分仮想ビットマップ部７６（これらの部分７５，７６に入るデータが請求項に記載した制御データとなる）とを有する。

エレメントＩＤ部７１には、このエレメントがTIM（トラフィック通知マップ）であることを示す“５”が入る。ビットマップ制御部７５及び部分仮想ビットマップ部７６には、ＡＰから節電モード中の端末宛にユニキャストアドレスで通知するデータの有無を示すためのデータが入る。

このデータの有無を示すデータは、各端末に割当てられたＡＩＤと呼ばれる端末識別用のＩＤ毎に、データがある場合に“１”が設定され、データが無い場合に“０”が設定される。このデータが入る部分仮想ビットマップ部７６は、１〜２５１バイトの可変長で、例えば、同図に示すように、端末ｃ及び端末ｈに関して“１”が設定され、つまり、端末ｃ及び端末ｈ宛てに送信データがあり、他の端末には送信データがない場合、全仮想ビットマップデータ中、有意なデータが入っているビット、つまり３ビット目の端末ｃから、予め定めたビット数、例えば、端末ｊまでの８ビット分の部分仮想ビットマップのデータのみが入る。ビットマップ制御部７５には、全仮想ビットマップ中で部分仮想ビットマップの開始ビット（ビットマップオフセット）と、この部分仮想ビットマップのビット数（ビットマップ長）とが入る。

以上のビーコン信号内に含まれる各データは、各端末から受信したデータや予め設定されているデータに基づいて、ＡＰ３０のビーコンデータ生成部４１が生成する。

次に、ＡＰ３０と複数の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの無線通信手順について、図５に示すタイミングチャートに従って説明する。なお、以下の説明でＡＰ３０と複数の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で送受信するデータ類の信号は、いずれも音声信号であるとする。

各無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、節電モードになるときに、ＡＰ３０に対してその旨を通知する。ＡＰ３０は、この通知により、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃ毎に上記ＡＩＤを割り当て、このＡＩＤを端末識別用のＩＤとし、節電モードの無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃを管理する。そして、いずれかの無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対して、他の端末等からデータ等が送信されてきた場合、この節電モードの端末宛に送信すべきデータ等がある旨を、この端末のＩＤに対応させて記憶しておく。この記憶内容が、図８を用いて前述したビーコン信号のビットマップ制御部７５及び部分仮想ビットマップ部７６に格納される。

節電モードの各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０からのビーコン信号の受信予定時刻直前まで、スリープ状態を維持し（Ｓ１）、ビーコン信号の受信予定時刻直前になると、アクティブ状態に移行する（Ｓ２）。一方、ＡＰ３０は、ビーコン信号の送信時刻になると、ビーコン信号を無線送信し（Ｓ３）、この時点から（ＤＩＦＳ＋乱数）時間、信号の送出を待つ。

アクティブ状態の各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰからビーコン信号を受信すると、このビーコン信号を解析する。仮に、図８を用いて前述したビーコン信号中のビットマップ制御部７５には、開始ビットとして「第１番目のビット」が示されており、部分仮想ビットマップのビット数として「８」が示されており、部分仮想ビットマップ部７６に“１１１０００００”のデータが入っていた場合、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自端末宛の通信データがあること、ＡＰ３０から受信すべきデータがある端末が全部で３台あること、さらに、ＡＰ３０に対する自端末の通信順番を把握する。

ここで、重要なことは、従来技術において、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータは、自端末宛の通信データが有るか否かの判断データのみにしか利用されていないことである。本実施形態では、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータの“１（データ有り）”の数量から、前述したように、ＡＰ３０から受信すべきデータがある端末が全部で３台あることを把握する。さらに、本実施形態では、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータで“１”が設定されている端末のうち、自身の端末ＩＤに基づいて自端末が何番目であるかを把握し、このＸ番目を、ＡＰ３０に対する自端末の通信順番Ｘとする。具体的には、端末１０ａの場合、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータで自身の端末ＩＤに対応する第１番目に“１”が設定されているので、自端末の通信順番が第１番目であることを認識し、端末１０ｃの場合、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータで自身の端末ＩＤに対応する第三番目に“１”が設定されており、その前の第１番目及び第二番目にそれぞれ“１”が設定されているので、自端末の通信順番が第３番目であることを認識する。なお、ここでは、部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータで何番目に“１”が設定されているかにより、このＸ番目をそのまま、自端末の通信順番としているが、予め定められた関数等に、このＸ番目のＸを代入して、自端末の通信順番を定めるようにしてもよい。つまり、ビットマップ制御部７５及び部分仮想ビットマップ部７６に格納されているデータを用いて、予め定められたルールに従って自端末の通信順番を定めるようにしてもよい。

仮に、前述したように、ビーコン信号中の部分仮想ビットマップ部７６に“１１１０００００”が入っている場合、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、データ有りの全端末数が３台で、通信順番が端末１０ａ、端末１０ｂ、端末１０ｃの順であると認識する。

この場合、通信順番が第１番目の端末１０ａは、ビーコン信号を受信してからＳＩＦＳ時間後に、ＡＰ３０に対して自端末宛のデータを送信することを求めるＰＳ Ｐｏｌｌ信号ａを送信する（Ｓ４ａ）。

ＡＰ３０は、端末１０ａからのＰＳ Ｐｏｌｌ信号ａを受信すると、ＳＩＦＳ時間後に端末ａ宛のデータＡａを送出する（Ｓ５）。端末１０ａは、ＡＰ３０からのデータＡａを正常に受信すると、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫａを送出して、ＡＰに正常受信した旨を通知する（Ｓ６）。そして、端末１０ａは、自端末からＡＰ３０へ送るデータが有る場合には、ＳＩＦＳ時間後に、ＡＰ３０宛にデータＴａを送出する（Ｓ７ａ）。

ＡＰ３０は、端末１０ａからのデータＴａを正常に受信すると、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫを返送し（Ｓ８）、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待つ。端末１０ａは、ＡＰ３０からのＡＣＫを受信すると、ＡＰ３０との間の送受信を終了したと判定し、次のビーコン受信予定時刻までスリープ状態に移行する（Ｓ９）。

以上の端末１０ａとＡＰ３０との間の無線通信で重要なことは、端末１０ａが、ビーコン信号を受信してからＳＩＦＳ時間後に、ＰＳ Ｐｏｌｌ信号ａを送信（Ｓ４ａ）している点と、端末１０ａが、ＡＣＫａを送出してからＳＩＦＳ時間後に、ＡＰ３０宛にデータＴａを送出（Ｓ７ａ）している点である。これに対して、図９に示す従来技術では、いずれの場合（Ｓ４，Ｓ７）も、他装置との競合を避けるために（ＤＩＦＳ＋乱数）時間に信号を送出している。本実施形態において、いずれの場合（Ｓ４ａ，Ｓ７ａ）も、ＳＩＦＳ時間後に信号を送出しているのは、全端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃが、端末１０ａとＡＰ３０との間で無線通信している通信時間帯が端末１０ａとＡＰ３０との間の専用無線通信時間帯であることを認識しており、他装置との間で競合が生じず、他の無線通信端末が存在しないものとして扱えるからである。

一方、通信順番が第２，３番目の端末１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０からのビーコン信号受信後（Ｓ３）、自端末の通信時間帯タイマの値を（ｎ−１）Ｔにセットしてタイマを起動すると共に、スリーブ状態に移行する（Ｓ２３）。なお、以上でｎは通信順番である。また、Ｔは、ビーコン信号間隔ｐより短い固定時間で、例えば、ビーコン信号間隔ｐをＡＰ３０が収容できる最大端末数で割った時間であり、自端末の通信時間帯の時間である。

通信順番が第２，３番目の端末１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０からのビーコン信号受信後（Ｓ３）、自端末の通信時間帯タイマ値が０になると、自端末の通信時間帯になったとしてアクティブ状態に移行し（Ｓ２４，Ｓ２５）、それからさらに（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待ってから、ＡＰ３０に対してＰＳ Ｐｏｌｌ信号ｂ，ＰＳ Ｐｏｌｌ信号ｃを送出する（Ｓ１１ａ，Ｓ１４ａ）。なお、通信順番が第２番目の端末１０ｂは、ビーコン信号を受信してから（Ｓ３）通信順番が第１番目の端末１０ａの通信時間帯が終了したＴ（＝（２−１）Ｔ）時間後に自端末の通信時間帯になり、通信順番が第３番目の端末１０ｂは、ビーコン信号を受信してから（Ｓ３）通信順番が第２番目の端末１０ｂの通信時間帯が終了した２Ｔ（＝（３−１）Ｔ）時間後に自端末の通信時間帯になる。

ＡＰ３０は、端末１０ｂ，１０ｃからのＰＳ Ｐｏｌｌ信号ｂ，ＰＳ Ｐｏｌｌ信号ｃを受信すると、ＳＩＦＳ時間後に端末１０ｂ，１０ｃ宛のデータＡｂ，Ａｃを送出する（Ｓ１２，Ｓ１５ａ）。端末１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０からのデータＡｂ，Ａｃを正常に受信すると、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫｂ、ＡＣＫｃを送出して、ＡＰ３０に正常受信した旨を通知する（Ｓ１３，S１６）。そして、端末１０ｂ，１０ｃは、自端末からＡＰ３０へ送るデータが有る場合には、ＡＣＫｂ、ＡＣＫｃを送出してからＳＩＦＳ時間後に、ＡＰ３０宛にデータＴｂ，Ｔｃを送出する（Ｓ１７ａ，Ｓ２０ａ）。なお、この場合も、ＡＣＫｂ、ＡＣＫｃを送出してから（ＤＩＦＳ＋乱数）時間後ではなく、ＳＩＦＳ時間後にＡＰ３０宛にデータＴｂ，Ｔｃを送出しているのは、他の装置との無線競合が生じないからである。

ＡＰ３０は、端末１０ｂ，１０ｃからのデータＴｂ，Ｔｃを正常に受信すると、ＳＩＦＳ時間後にＡＣＫを返送する（Ｓ１８ａ，Ｓ２１）。端末１０ｂ，１０ｃは、ＡＰ３０からのＡＣＫを受信すると、ＡＰ３０との間の送受信を終了したと判定し、次のビーコン受信予定時刻までスリープ状態に移行する（Ｓ１９ａ，Ｓ２２）。

次に、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃのみに着目し、この無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの動作について、図５に示すフローチャートに従って説明する。なお、同図中、引出し線で示す符号のうち（ ）内の符号は、図５中の対応処理の符号である。

無線通信端末の制御部２２は、ビーコン信号の受信時刻を認識するためのビーコンタイマがセットされているか否かを判断し（Ｓ３０）、ビーコンタイマがセットされていなければ次のビーコン信号の受信時刻までの時間をセットして、このビーコンタイマを起動させる（Ｓ３１）。ビーコンタイマが既にセットされている場合、及びビーコンタイマをセットしてこれを起動させた場合（Ｓ３１）、制御部２２は、電力供給制御部２７に対して、ＲＦ部１２への電力供給を断つよう指示し、送受信機能をスリーブ状態にさせる（Ｓ３２）。

制御部２２は、ビーコンタイマが０になったか否か、つまりビーコン信号の受信予定時刻直前になったか否かを判断し（Ｓ３３）、ビーコン受信予定時刻直前になるまで待ち、ビーコン予定時刻直前になると、電力供給制御部２７に対してＲＦ部１２への電力供給を開始するように指示し、送受信機能をアクティブ状態にさせる（Ｓ３４）。無線通信端末の送受信機能がアクティブ状態になり、アンテナ１１がＡＰ３０からのビーコン信号を受信すると（Ｓ３５）、制御部２２がビーコンタイマをセットしてこれを起動させた後（Ｓ３６）、解析部２１がビーコン信号を正常に受信したか否かを判断し（Ｓ３７）、ビーコン信号を正常に受信していなければステップ３０に戻り、ビーコン信号を正常に受信していれば、このビーコン信号をさらに解析して、
ａ.自端末宛のデータ等があるか否か
ｂ.自端末宛のデータ等がある場合に、受信すべきデータ等がある全端末数Ｎ
ｃ.全端末Ｎ中の自端末の通信順番ｎ
について、前述した方法で把握する（Ｓ３８）。

続いて、制御部２２は、自端末の通信順序ｎが第1番目であるか否かを判断し（Ｓ３９）、自端末の通信順番ｎが第1番目である場合には、送信待ち時間タイマをＳＩＦＳ時間にセットし、これを起動させ（Ｓ４０）、ステップ４６に進む。また、自端末の通信順番ｎが第1番目でない場合には、自通信時間帯タイマを前述の（ｎ−1）Ｔ（ｎは通信順番、Ｔは固定時間）にセットし、これを起動してから、送受信機能をスリーブ状態に移行させる（Ｓ４１）。

制御部２２は、自通信時間帯タイマを起動させると、このタイマが０になったか否か、つまり自端末の通信時間帯になったか否かを判断し（Ｓ４２）、自端末の通信時間帯になったと判断した場合には、送受信機能をアクティブ状態に移行させる（Ｓ４３）。そして、現在、無線受信中でなければ（Ｓ４４）、送信待ち時間タイマを（ＤＩＦＳ＋乱数）時間にセットし、これを起動させる（Ｓ４５）。

制御部２２は、送信待ち時間タイマを起動させると（Ｓ４０，Ｓ４５）、無線信号の受信中か否かを判断し、受信中であればステップ４５に戻り、受信中でなければ送信待ち時間タイマの終了までまって、ＰＳ Ｐｏｌｌ信号を送出させ、ＡＰ３０からのデータ類の送出を要求する（Ｓ４８）。解析部２１は、このＰＳ Ｐｏｌｌ信号に対する無線信号を正常に受信したか否かを判断し（Ｓ４９）、正常に受信していれば、制御部２２がＡＣＫを送出させると共に、本実施形態の特徴である、送信待ち時間タイマをＳＩＦＳ時間にセットし、これを起動させる（Ｓ５０）。ＳＩＦＳ時間経過後、つまり待ち時間タイマが０になった時点では、本実施形態の各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち、ステップ５０でＡＣＫを送出した端末は自通信時間帯であり、残りの端末は自通信時間帯ではないので、無線信号を送出しない。また、ＡＰ３０や本実施形態ではない端末（例えば、従来技術で説明した端末）は、ＡＣＫを受信してから、ＳＩＦＳ時間よりも長い（ＤＩＦＳ＋乱数時間）待つので、ステップ５０でＡＣＫを送出した端末は、必ず次の送信権を確保する。

送信待ち時間タイマが０になると（Ｓ５１）、前述したように、当該端末は送信権を確保しているので、制御部２２は、必要に応じてＡＰ３０宛てにデータ類を送出させると共に、送信待ち時間タイマをＳＩＦＳ時間にセットし、これを起動させる（Ｓ５２）。

そして、解析部２１はＡＰ３０からのＡＣＫを受信したか否かを判断し、受信していればステップ３０に戻る。この場合、ステップ３６でビーコンタイマを既にセットしているので、直ちに、制御部２２は、送受信機能を直ちにスリーブ状態に移行させる（Ｓ３２）。ＡＣＫを受信しなければ、送信待ち時間タイマが終了するまで待って、ステップ５２に戻る。

以上、本実施形態では、図９に示す従来技術と比較して、複数の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃがある場合、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自端末の通信時間帯及びビーコン信号を受信するときのみ、送受信機能をアクティブ状態にしているので、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの消費電力を削減することができる。さらに、本実施形態では、複数の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃがある場合、自端末に割り与えられた通信時間帯でのみ、ＡＰ３０との間でデータ類の送受信を行うので、他の端末等と競合することが極めて少なく、伝送効率が向上する。

具体的には、以下の2つの理由で伝送効率が向上する。

（1）第１の理由
複数の無線通信端末やＡＰが同時に無線を送出して混信しないように、IEEE802.11では、無線信号を受信しなくなってから（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待ってから無線信号の送出を開始するように規定している。この乱数が各無線通信端末やＡＰでは一般に異なるので、同時に送受信を開始して混信する危険性を軽減している。ある無線通信端末において、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間が終了する前に、他の無線通信端末やＡＰが無線送信を開始すると、無線伝送路が混雑しているとして、この無線通信端末は次に発生する乱数を先に発生させた乱数より大きな値とし、同時に無線を送信する危険性を軽減する。そして、次に無線信号を受信してから（ＤＩＦＳ＋乱数）時間が終了する前に、再び、他の無線通信端末やＡＰからの無線信号を受信すると、上記の乱数をさらに大きくしている。すなわち、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間が終了する前に、他の無線通信端末やＡＰからの無線信号の受信を繰り返すと、乱数が次第に大きくなり、当該無線通信端末の送出待ち時間が長くなる。

一方、本実施形態では、各無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃ毎に専用の通信時間帯が定められるので、各無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、待ち時間中に他の無線通信端末からの無線信号を受信することが基本的に無くなり、乱数待ち時間が長くなるケースが極めて少なくなる。しかも、本実施形態では、送出待ち時間として、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間を設定する回数が従来技術より少なくなるので、無線通信システム全体として送出待ち時間を短くすることができる。

ところで、仮に、ＡＰ３０の管理下に、本実施形態の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの他に、従来技術の無線通信端末が存在していると、この無線通信端末と本実施形態の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかと競合するおそれが生じる。しかしながら、このような場合でも、この無線通信端末と本実施形態の無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれか１台とが競合し合うだけで、競合する台数が少なく、全てが従来技術の端末である場合よりも、先に述べた送出待ち時間が長くなることによる伝送効率の低下を抑えることができる。

すなわち、本実施形態では、送出待ち時間を短くすることができるという観点から、伝送効率を向上させることができる。

（2）第２の理由
無線通信端末は、他の無線通信端末の送信を検知できない場合がある。これは、ＡＰが一般的に見通しの良い天井近くに設置されるのに対し、端末は、机上等に置かれたり、柱や壁傍等に置かれることがあるため、各無線端末は、ＡＰの送信は検知できるものの、他の無線通信端末の送信を受信できない場合があるからである。一般に、このような場合の他の無線通信端末を隠れ端末と呼ぶ。

隠れ端末相互間は、前述したように、他方の無線通信端末の送信を検知できないことから、2台の無線通信端末がＡＰ宛に同時に送信して混信する場合がある。ＡＰは、混信した信号を正常には受信できないので、両者に対する受信確認信号ＡＣＫを返送しない。すると、両無線通信端末はＡＣＫを受信できないので無線信号を再送する。以下、混信が解消するまで、両無線通信端末の無線信号の送信が繰り返される。この結果、従来技術のような無線通信端末では、伝送効率が低下する。

一方、本実施形態では、一般的に見通しのよい場所に設置されるＡＰからのビーコン信号に基づいて、このビーコン信号中の部分仮想ビットマップから自身に割当てられた通信時間帯を把握し、各無線通信端末が自通信時間帯にのみＡＰと無線通信するので、仮に、隠れ端末があったとしても、2台の無線通信端末がＡＰ宛に同時に送信してしまう確率を大幅に軽減できる。

すなわち、本実施形態では、隠れ端末による混信を軽減できるという観点から、伝送効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、ＡＰ３０の仕様を一切変えることなく、ＡＰ３０と各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間の伝送効率を高めているので、本実施形態の実施にあたり、設備コストを抑えることができる。

次に、図６を用いて、本発明に係る第二の実施形態としての無線通信システムについて説明する。なお、本実施形態では、基本的なシステム構成は図１に示す第一の実施形態のシステム構成と同じであり、また、ＡＰ３０の構成も図２に示す第一の実施形態のＡＰ３０と同一であり、異なる点は、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの制御部２２が設定する自端末の通信時間帯の時間のみである。

すなわち、第一の実施形態では、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの通信時間帯を固定時間Ｔとしたが、本実施形態では、ＡＰ３０によるビーコン信号の送信間隔ｐを、ＡＰ３０がビーコン信号を送信する際に把握しているデータ有りの全端末数Ｎで割った時間（ｐ／Ｎ）を自端末の通信時間帯の時間としている。従って、ＡＰ３０がビーコン信号を送信する際に把握しているデータ有りの全端末数Ｎが変化すれば、自端末の通信時間帯の時間も変化する。なお、ＡＰ３０から送信すべきデータ等が有る端末の数は、前述したように、ビーコン信号中の部分仮想ビットマップ部７６に入っているデータの“１（データ有り）”の数量から、解析部２１が求める。

具体的に、図６に示すように、ＡＰ３０から送信すべきデータ等が有る端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの数が３の場合、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの通信時間帯は、ｐ／３となる。このため、通信順番が第２番目の端末１０ｂに関して、ビーコン信号を受信した後に再び送受信機能がアクティブ状態（Ｓ２４ｂ）になるタイミングは、ビーコン信号を受信してからｐ／３時間後になり、通信順番が第３番目の端末１０ｃに関して、ビーコン信号を受信した後に再び送受信機能がアクティブ状態（Ｓ２５ｂ）になるタイミングは、ビーコン信号を受信してから２ｐ／３時間後になる。なお、図６に示すタイミングチャートは、以上で説明したアクティブ状態（２４ｂ，２５ｂ）になるタイミング、及び通信時間帯の時間以外、図５のタイミングチャートと基本的に同じである。

本実施形態では、ＡＰ３０から送信すべきデータがある端末の数に応じて、各端末の通信時間帯の間隔が定められるので、端末数が多くなった場合でも、各端末の通信時間帯を確保することができる。また、逆に、端末数が少ない場合には、各端末の通信時間帯の時間が長くなるので、第一の実施形態よりも、各端末からのＰＳ Ｐｏｌｌやデータ類が互いに離れた間隔で送出されるので、混信する確率が低くなり、伝送効率を高めることができる。

次に、図７を用いて、本発明に係る第三の実施形態としての無線通信システムについて説明する。なお、本実施形態でも、基本的なシステム構成は図１に示す第一の実施形態のシステム構成と同じであり、また、ＡＰ３０の構成も図２に示す第一の実施形態のＡＰ３０と同一であり、異なる点は、無線通信端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの制御部２２が設定する自端末の通信時間帯の開始タイミングのみである。

以上の各実施形態は、いずれも、ビーコン受信時刻を基準にして各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの通信時間帯の開始タイミングを定めているが、本実施形態では、ビーコン信号に含まれているタイムスタンプに同期する時計の時刻を基準にして、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの通信時間帯の開始タイミングを定めている。

ビーコン信号中には、IEEE802.11の規定により、図８で示す固定長フィールド６９中に６４ビットのタイムスタンプが常に含まれている。このタイムスタンプは1マイクロ秒の整数倍の時刻を表している。ビーコン信号は、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃが共通に受信可能なので、端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃがこのタイムスタンプに同期する時計を生成すれば、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの時計は互いにほぼ同等の時刻を示すことになる。

そこで、例えば、通信順番が第１番目の端末１０aの通信時間帯の開始タイミングを、
時計の時刻＝２０ｍｓ×ｍ （ｍは任意の整数）
となる時刻にする。なお、この端末１０ａの通信時間帯の開始タイミングが他の端末１０ｂ，１０ｃの通信時間帯開始タイミングの基準時刻となる。

また、通信順番が第２番目の端末１０ｂの通信時間帯の開始タイミングを、
時計の時刻＝２０ｍｓ×ｍ＋Ｔ
（Ｔは第一の実施形態における通信時間帯の時間と同じ値）
となる時刻にする。

通信順番が第３番目の端末１０ｃの通信時間帯の開始タイミングを、
時計の時刻＝２０ｍｓ×ｍ＋２Ｔ
となる時刻にする。すなわち、通信順番が第２番目及び第３番目の端末１０ｂ，１０ｃの各通信時間帯開始タイミングは、それぞれ、前述の基準時刻に＋Ｔ、＋２Ｔ加えた時刻になる。また、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃの通信時間帯の時間は、第一の実施形態と同じＴである。

以上のように、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃが自端末の通信時間帯を設定すると、以下のように動作することになる。

各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、以上の実施形態と同様に、ＡＰ３０からのビーコン信号の受信予定時刻直前まで、スリープ状態を維持し（Ｓ１）、ビーコン信号の受信予定時刻直前になると、アクティブ状態に移行する（Ｓ２）。一方、ＡＰ３０は、ビーコン信号の送信時刻になると、ビーコン信号を無線送信し（Ｓ３）、この時点から（ＤＩＦＳ＋乱数）時間、信号の送出を待つ。アクティブ状態の各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ＡＰからビーコン信号を受信すると、このビーコン信号を解析し、前述したように、タイムスタンプから生成した時計に基づいて定めた自端末の通信時間帯を把握すると共に、スリープ状態に移行する（Ｓ２３）。

そして、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、自端末の通信時間帯の開始タイミングになると、それぞれ、アクティブ状態に移行する（Ｓ２ｃ，Ｓ２４ｃ，Ｓ２５ｃ）。通信順序が第１番目の端末１０ａは、アクティブ状態になったとき、この例では、ＡＰ３０がデータ類ＡＤを送信中なので（Ｓ１０ｃ）、その送信終了を待ち、送信が終了したら、（ＤＩＦＳ＋乱数）時間待ち、その間に他からの無線信号を受信しない場合はＰＳ Ｐｏｌｌａを送出する（Ｓ４ｃ）。これ以降、各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、基本的に、以上の実施形態と同様の動作を行う。但し、繰り返すことになるが、端末１０ｂは、基準時刻（２０ｍｓ×ｍ）に＋Ｔを加えた時刻にアクティブ状態に移行し（Ｓ２４ｃ）、端末１０ｃは、基準時刻＋２Ｔ加えた時刻にアクティブ状態に移行する（Ｓ２５ｃ）。

ビーコン信号の受信予定時刻は、他の信号との干渉により、正確な周期のタイミングで受信できない場合がある。このため、ＡＰ３０と各端末１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で送受信するデータ類信号が音声信号である場合、ジッタが生じて音声信号に遅延が生じ、またはパケットが消失することもある。そこで、本実施形態では、ビーコン信号に含まれるタイムスタンプから基準時刻を生成し、この基準時刻に基づいて通信時間帯を定めるようにしている。

以上、本発明に係る各種実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限られるものではなく、例えば、以下の（１）〜（６）の変形例も含まれる。
（１）以上の実施形態では、いずれも、節電モード中で且つＡＰ３０から送出すべきデータ類がある端末数Ｎや各端末の通信順番は、ＡＰ３０から受信したビーコン信号の部分仮想ビットマップ中のデータから把握しているが、ＡＰが独自の手順で以上の情報を各端末に通知するようにしてもよい。この場合も、基本的には、ビーコン信号中のいずれかの箇所に以上の情報を含ませることが好ましい。
（２）以上の実施形態では、アクティブ状態の際に、送信機能及び受信機能をアクティブにしているが、場合により、送信機能のみ又は受信機能のみをアクティブにして、より節電を図るようにしてもよい。例えば、ビーコン信号の受信予定時刻では、受信機能のみをアクティブにしてもよい。
（３）データ類の信号が音声信号である場合には、以下のａ）〜ｄ）の工夫をしてもよい。

音声信号は、遅延時間を短くするため、言い換えると、リアルタイム性を有る程度確保するために、通常は20〜40ms程度の短い周期で音声パケットを伝送する。これに対してビーコン信号は、前述したように、通常100ms程度の周期で伝送する。このため、１周期のビーコン信号の間に複数の音声パケットを伝送することができる。

そこで、
ａ）音声信号を伝送する複数のパケットを統合して、例えば、20ms周期の音声パケット５個を統合して１つの大パケットとし、それを１周期のビーコン信号の間に１個送出しても良い。

大パケットへの統合の方法としては、複数のパケットのＭＡＣ層を１つとし、ＩＰ層のＩＰヘッダ類はそのままにして統合しても良いし、ＩＰ層やＵＤＰ層のＩＰヘッダやＵＤＰヘッダまで統合して音声信号のみをそのままとして統合しても良い。

ｂ) ビーコン信号の周期と、音声パケットの周期を双方とも40msに統一して、１ビーコン周期に１個の音声パケットを伝送しても良い。
ｃ) ビーコン信号の周期と音声パケットの周期は異なるので、1つのビーコン周期の中でＡＰが各無線端末宛に送出すべき音声パケットの個数が０個の場合、1個の場合、２個以上の場合が有り得る。それに対しては、以下のようにしても良い。

0個の場合：ビーコン信号には自無線端末宛のデータ類が無いと表示されるので、このビーコン周期には、ＰＳ Ｐｏｌｌを送出せず、また、自身の音声信号もＡＰ宛に送出しない。

1個の場合：ビーコン信号には自無線端末宛のデータ類が有りと表示されるので、ＰＳ Ｐｏｌｌを送出して、ＡＰからデータ類を受信し、自身の音声信号もＡＰ宛に送出する。自無線端末から送出すべき音声パケットが2個以上ある場合は、ＳＩＦＳ時間の待ち時間で送出することにより、2個とも優先して送出する。

2個以上の場合：ビーコン信号には自無線端末宛のデータ類が有りと表示されるので、ＰＳ Ｐｏｌｌを送出して、ＡＰからデータ類を受信する。2個以上ある場合は、８０２．１１の規格に従い、ＡＰから送出されるデータ類のパケットヘッダのフレーム制御信号にある「モアデータ」ビットが“１”となるので、最初のデータ類を読み取り、ＡＣＫを返答した後に、ＳＩＦＳ時間の待ち時間で再びＰＳ Ｐｏｌｌを送出する事により、2個目以降のデータ類をＡＰから優先的に送出させる。ＡＰからのデータ類の受信が完了したら、1個の場合と同様に、自身の音声信号をＡＰ宛に送出する。

ｄ) 上記のモアデータを見ずに自身宛のデータが有ると予測し、ビーコン信号の受信時刻を基準とし、節電通信無線端末間で互いに異なる位相にて、例えば音声パケットの一般的な周期である20ms毎にＰＳ ＰｏｌｌをＡＰに送出し、データ類の送出を要求しても良い。
(４）無線では、伝送誤りなどにより、無線信号の受信をしばしば失敗する。ビーコン信号も無線信号の1つなので、伝送誤りにより、無線端末が受信できない場合がある。この場合、つまり、ビーコン信号の受信予定時刻にビーコン信号を正常に受信できない場合、以上の実施形態では、次のビーコン信号を正常に受信するまで、自身宛のデータをＰＳ Ｐｏｌｌ信号によりＡＰに要求することができず、遅延が発生する。そこで、ビーコン信号の受信予定時刻にビーコン信号を正常に受信できない場合、前回受信したビーコン信号の部分仮想ビットマップの内容にしたがい、全端末数や自端末の通信順番を定め、これにより自端末の通信時間帯を定めてもよい。具体的には、図４のフローチャート中のステップＳ３８で把握した全端末数や自端末の通信順番を一旦記憶しておき、その後のビーコン受信予定時刻に、ビーコン信号を正常受信できなかったと判断された場合（ステップ３７）、ステップ３０に戻らず、先に記憶しておいた全端末数や自端末の通信順番を呼び出して、ステップ３９に移動する。
(５)以上の実施形態では、いずれも、ビーコン信号の受信予定時刻を含む時間帯及び自端末の通信時間帯のみをアクティブ状態にしているが、ビーコン信号の受信予定時刻から自端末の通信時間帯が終了するまでの間、アクティブ状態にしていてもよい。すなわち、アクティブ状態の維持時間を従来技術と実質的に同じにしてもよい。但し、以上の実施形態のように、ビーコン信号の受信予定時刻を含む時間帯及び自端末の通信時間帯のみをアクティブ状態にした方が消費電力を抑えることができることは言うまでもない。
(６)以上の実施形態は、ＡＰと各端末との間で送受信するデータ類の信号を音声信号としたが、音声信号以外の信号、例えば、画像データ、文字データ等のデータを扱ってもよい。この場合、これらのデータは、音声信号のようにデータ長が一定でないため、自通信時間帯に通信できない可能性がある。このため、このようなデータを扱う際には、ＡＰと各端末との間で、端末とＡＰとの間で送受信するデータの長さを予め定めておくことが好ましい。

本発明に係る第一の実施形態における無線通信システムの構成を示す説明図である。 本発明に係る第一の実施形態におけるＡＰの機能ブロック図である。 本発明に係る第一の実施形態における無線通信端末の機能ブロック図である。 本発明に係る第一の実施形態における無線通信端末の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る第一の実施形態におけるＡＰと各無線通信端末との間の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明に係る第二の実施形態におけるＡＰと各無線通信端末との間の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明に係る第三の実施形態におけるＡＰと各無線通信端末との間の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。 ビーコン信号内のデータ構成を示す説明図である。 従来技術におけるＡＰと各無線通信端末との間の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：無線通信端末、１１：アンテナ、１２：ＲＦ部、１３：ベースバンド部、１４：ＭＡＣ層処理部、１５：上位層処理部、１６：入出力インタフェース部、１７：入出力部、２０：通信処理部、２１：解析部、２２：制御部、２６：電源、２７：電力供給制御部、３０：ＡＰ（中継装置）、３１：アンテナ、３２：ＲＦ部、３３：ベースバンド部、３４：ＭＡＣ層処理部、３５：ルータ部、４０：通信処理部、４１：ビーコンデータ生成部、４２：解析部、４３：制御部

Claims (9)

1. 各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含むビーコン信号を送信する中継装置を介して、他の通信端末と通信する無線通信端末において、
   前記中継装置との間で各種信号を送受信する送受信手段と、
   前記送受信手段で受信した前記中継装置からの前記ビーコン信号に含まれている制御データを解析して、自端末が受信すべき通信データがあると判断した場合に、該制御データに基づいて、前記中継装置の管理下にある１以上の無線通信端末中での通信順番を定める信号解析手段と、
   前記信号解析手段により定められた自端末の通信順番に応じて、該自端末と前記無線中継装置との間で通信時間帯のタイミングを定め、該通信時間帯中に前記中継装置との間で前記通信データの信号を前記送受信手段で送受信させ、該通信時間帯を除く時間帯での該中継装置への該通信データの信号の送信を控えさせる通信制御手段と、
   を備え、
   前記中継装置と無線通信端末間の通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して行われるものであり、
   前記制御データは、ＩＥＥＥ８０２．１１にて規定されるビーコン信号の可変長フィールドの部分仮想ビットマップに、端末識別用ＩＤ毎に通信データがあるか否かを示す情報が２値情報で設定されており、
   前記信号解析手段は、
   あらかじめ自無線通信端末に割り当てられた端末識別用のＩＤに基づいて、当該端末識別用のＩＤに対応する前記２値情報により通信データがあるか否かを把握するとともに、前記部分仮想ビットマップに、自無線通信端末の端末識別用のＩＤより前に設定された通信データありを示す情報の数量を解析することにより通信順番を定める、
   ことを特徴とする無線通信端末。
2. 請求項１に記載の無線通信端末において、
   前記通信制御手段は、自端末の前記通信時間帯になったら、前記中継装置へ前記通信データの送信を要求する要求信号を前記送受信手段から送信させる、
   ことを特徴とする無線通信端末。
3. 請求項１及び２のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
   前記通信制御手段は、自端末から前記中継装置へ送信する通信データがある場合、自端末の前記通信時間帯中に、他の無線通信端末が存在しないものとして、該通信データを含む信号を該他の無線通信端末からの送信に優先して前記送受信手段で送信させる、
   ことを特徴とする無線通信端末。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
   前記通信制御手段は、前記ビーコン信号の受信時刻を基準にして、前記通信時間帯のタイミングを定める、
   ことを特徴とする無線通信端末。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
   前記送受信手段の少なくとも一部への供給電力を制御して、該送受信手段を送受信動作可能なアクティブ状態と送受信動作不能なスリープ状態とに状態変化させる電力供給制御手段を備え、
   前記通信制御手段は、前記電力供給制御手段に対して、前記ビーコン信号を受信する時間帯及び自端末の前記通信時間帯に、前記電力供給制御手段で前記送受信手段を前記アクティブ状態にさせ、該ビーコン信号を受信する時間帯及び自端末の該通信時間帯を除く時間帯に、前記電力供給制御手段で前記スリープ状態にさせる、
   ことを特徴とする無線通信端末。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
   前記通信制御手段は、前記中継装置による前記ビーコン信号の送信間隔を予め定められた固定数で割った時間を前記通信時間帯の時間とする、
   ことを特徴とする無線通信端末。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
   前記信号解析手段は、前記ビーコン信号に含まれている前記制御データを解析して、現時点で、前記中継装置から送信すべき通信データがある無線通信端末の数を求め、
   前記通信制御手段は、前記中継装置による前記ビーコン信号の送信間隔を、前記信号解析手段により求められた前記無線通信端末の数で定まる値で割った時間を前記通信時間帯の時間とする、
   ことを特徴とする無線通信端末。
8. 無線通信端末と、各無線通信端末毎に該無線通信端末宛の通信データがあるか否かを示す制御データを含む制御信号を送信すると共に無線通信端末と他の通信端末との間を中継する中継装置とを備えている無線通信システムの無線通信方法において、
   前記無線通信端末は、
   前記中継装置からの前記制御信号を受信する制御信号受信工程と、
   前記制御信号受信工程で受信した前記制御信号に含まれている前記制御データを解析して、自端末が受信すべき通信データがあると判断した場合に、該制御データに基づいて、前記中継装置から送信すべき通信データがある１以上の無線通信端末中での通信順番を定める信号解析工程と、
   前記信号解析手段により定められた自端末の通信順番に応じて、該自端末と前記無線中継装置との間で通信時間帯のタイミングを定める通信時間設定工程と、
   自端末の前記通信時間帯中に前記中継装置との間で前記通信データの信号を送受信させ、該通信時間を除く時間帯での該中継装置への前記通信データの信号の送信を控えさせる通信制御工程と、
   を実行し、
   前記中継装置と無線通信端末間の通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して行われるものであり、
   前記制御データは、ＩＥＥＥ８０２．１１にて規定されるビーコン信号の可変長フィールドの部分仮想ビットマップに、端末識別用ＩＤ毎に通信データがあるか否かを示す情報が２値情報で設定されており、
   前記信号解析工程において、
   あらかじめ自無線通信端末に割り当てられた端末識別用のＩＤに基づいて、当該端末識別用のＩＤに対応する前記２値情報により通信データがあるか否かを把握するとともに、前記部分仮想ビットマップに、自無線通信端末の端末識別用のＩＤより前に設定された通信データありを示す情報の数量を解析することにより通信順番を定める、
   ことを特徴とする無線通信方法。
9. 請求項８に記載の無線通信方法において、
   前記無線通信端末は、前記中継装置との間で各種信号を送受信する送受信手段と、該送受信手段への供給電力を制御して、該送受信手段を送受信動作可能なアクティブ状態と送受信動作不能なスリープ状態とに状態変化させる電力供給制御手段と、を備え、
   前記電力供給制御手段に対して、前記ビーコン信号を受信する時間帯及び自端末の前記通信時間帯に、前記電力供給制御手段で前記送受信手段を前記アクティブ状態にさせ、該ビーコン信号を受信する時間帯及び自端末の該通信時間帯を除く時間帯に、前記電力供給制御手段で前記スリープ状態にさせる節電モード制御工程を実行する、
   ことを特徴とする無線通信方法。

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