無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システム
【課題】無線通信システム全体として効率的に電波干渉を回避し、電波干渉の影響を防止できるようにする。
【解決手段】本発明の無線アクセスポイント装置は、複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に送信区域を割り当てる。無線アクセスポイント装置は、それぞれ割り当てられた送信区域の周波数帯域を利用して各無線通信装置が無線通信した受信信号に基づいて、各無線通信装置からの通信品質値を管理し、各無線通信装置の通信品質値に基づいて、各無線通信装置に割り当てた送信区域の割当構成を再構築する送信区域割当再構築手段とを備える。
【解決手段】本発明の無線アクセスポイント装置は、複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に送信区域を割り当てる。無線アクセスポイント装置は、それぞれ割り当てられた送信区域の周波数帯域を利用して各無線通信装置が無線通信した受信信号に基づいて、各無線通信装置からの通信品質値を管理し、各無線通信装置の通信品質値に基づいて、各無線通信装置に割り当てた送信区域の割当構成を再構築する送信区域割当再構築手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システムに関するものである。例えば、本発明は、特定の位置に固定された複数の無線端末を有して構成される集中制御型の無線通信システムにおいて、電波干渉を軽減させる無線アクセスポイント装置、無線通信装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電波干渉を回避する技術の１つにキャリアセンス方式がある。キャリアセンス方式は、通信開始前に、無線通信装置が、自己の無線通信システムと同一周波数帯域が空いているか否かを確認するものである。
【０００３】
キャリアセンス方式は、キャリセンス期間中にのみ無線通信装置がキャリアセンスを行ない、それ以外の他の期間で、無線通信装置はキャリアセンスを行なわない。
【０００４】
そのため、自己の無線通信システムが、通信可能状態にあり、かつ、実際に通信を行なっていない期間に、他の無線通信システムがキャリアセンスを行なうと、自己の無線通信システムで使用すべき周波数帯域が空いていると判断されてしまうことがある。
【０００５】
その結果、他の無線通信システムは、自己の無線通信システムの周波数帯域を利用して通信を開始し、電波干渉が生じ得る。このとき、電波干渉が生じてしまうと、伝送効率が著しく低下するという問題がある。
【０００６】
特に、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式を採用する無線通信システムは、電波干渉の影響を顕著に受ける。これは、ＴＤＭＡ方式を採用した無線通信システムは、あらかじめタイムスロットと呼ばれる論理的な送信区間が、無線通信装置（以下、ＳＴ（ステーションターミナル）ともいう）に割り当てられており、各ＳＴは、自己のタイムスロット期間にデータ送信を行なう。しかし、自己のタイムスロット期間以外（すなわち、空タイムスロット）で、各ＳＴはデータ送信を行なわないため、空タイムスロット期間に、その周波数帯域について、他の無線通信システムによる割り込みが発生し、電波干渉が発生してしまうからである（図１参照）。
【０００７】
このような問題に対して、特許文献１には、自己の通信システムにおける空タイムスロット区間において、管理端末（ＡＰ（アクセスポイント）ともいう）がダミー信号を送信することで、擬似的な電波が送信され、他の無線通信システムのキャリアセンスによる割り込みをさせないという方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５８７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の記載技術は、同一周波数帯域を使用する他の無線通信システムとの間の電波干渉を防止することを主眼においており、複数周波数帯域（チャネル）を利用する無線通信システムに対応した方法としては技術的に十分とはいえない。
【００１０】
つまり、複数の周波数帯域を利用する無線通信システムでは、ある周波数帯域に生じ得る電波干渉を回避するだけでなく、複数の周波数帯域のそれぞれの利用状況を把握しながら、システム全体で電波干渉の回避を考慮する必要がある。
【００１１】
そのため、複数の周波数帯域を利用して無線通信を行なう無線通信システムにおいて、システム全体として効率的に電波干渉を回避し、電波干渉の影響を防止できるようにする無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、（１）複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に送信区域を割り当てる送信区域割当手段と、（２）それぞれ割り当てられた送信区域の周波数帯域を利用して各無線通信装置が無線通信した受信信号に基づいて、各無線通信装置からの通信品質値を管理する通信品質管理手段と、（３）通信品質管理手段の各無線通信装置の通信品質値に基づいて、各無線通信装置に割り当てた送信区域の割当構成を再構築する送信区域割当再構築手段とを備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置である。
【００１３】
第２の本発明は、複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に送信区域を割り当てる無線アクセスポイント装置と無線通信する無線通信装置において、無線アクセスポイント装置により割り当てられた送信区間に指示された通信チャネルを用いてデータ通信を行なうデータ通信手段を備えることを特徴とする無線通信装置である。
【００１４】
第３の本発明は、複数の無線通信装置と、１又は複数の無線アクセスポイント装置とを備える無線通信システムにおいて、各無線アクセスポイント装置が、第１の本発明の無線アクセスポイント装置に相当するものであり、各無線通信装置が、第２の本発明の無線通信装置に相当するものであることを特徴とする無線通信システムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の周波数帯域を利用して無線通信を行なう無線通信システムにおいて、システム全体として効率的に電波干渉を回避し、電波干渉の影響を防止できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】複数のＳＴに対してスロットを割り当てた状況を説明する説明図である。
【図２】実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態の無線通信システムが採用する多元接続方式を説明する説明図である。
【図４】実施形態のＡＰの内部構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態のＳＴの内部構成を示すブロック図である。
【図６】通信チャネル指示制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図７】通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図８】電池残量確認指示制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図９】電池残量確認制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図１０】ＳＴデータパケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図１１】実施形態の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図１２】実施形態の無線通信システムの基本的な通信手順を説明する説明図である。
【図１３】実施形態の占有時間拡張処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態の通信品質管理テーブルの構成を説明する説明図である。
【図１５】実施形態のＳＴ管理テーブルの構成を説明する説明図である。
【図１６】実施形態の各ＳＴの電池残量値テーブルの構成を説明する説明図である。
【図１７】実施形態の順位付け後の並び替えたテーブルを説明する説明図である。
【図１８】実施形態の占有時間拡張処理を説明する説明図である。
【図１９】実施形態の占有周波数拡張処理を示すフローチャートである。
【図２０】実施形態の占有周波数拡張処理を説明する説明図である。
【図２１】実施形態のスロット位置変更処理を示すフローチャートである。
【図２２】実施形態のスロット位置変更処理を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明の無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システムの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
この実施形態は、例えばＩＣＴ（Information and Communication Technology）機器内等のように狭小かつ複雑な空間に、１又は複数の無線通信装置（以下「ＳＴ」ともいう）を固定的に配置させ、これら無線通信装置と無線アクセスポイント装置（以下、「ＡＰ」ともいう）との間でなされる無線通信システムに、本発明を適用した実施形態を例示する。
【００１９】
（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、実施形態に係る無線通信システム１の全体構成を示すブロック図である。図２において、この実施形態の無線通信システム１は、ＡＰ１０と、複数のＳＴ２０（２０−１〜２０−ｎ：ｎは正の整数）とを有して構成される。
【００２０】
ＡＰ１０は、それぞれのＳＴ２０との間で無線通信を行なう無線アクセスポイント装置である。ＡＰ１０は、各ＳＴ２０との間で無線通信を行なうことができれば、例えば、ＩＣＴ機器内に配置されるようにしてもよいし、ＩＣＴ機器付近に配置されないようにしてもよい。この実施形態では、ＩＣＴ機器内にＡＰ１０が固定的に配置されている場合を想定して説明する。
【００２１】
ＡＰ１０は、各ＳＴ２０に対して通信チャネルを割り当て、その割り当てた通信チャネルを各ＳＴ２０に指示すると共に、各ＳＴ２０に対して送信タイミングを指示するものである。ＡＰ１０は、１台のＳＴ２０に対して複数の通信チャネルを割り当てるようにしてもよい。例えば、通信チャネルには、通信チャネル識別情報（例えば、番号等）で付されており、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０に割り当てた通信チャネルを管理する。なお、図２では、ＡＰ１０が、複数のＳＴ２０を管理する場合を例示するが、単一のＳＴ２０を管理するようにしてもよい。
【００２２】
ＳＴ２０は、ＡＰ１０により割り当てられた１又は複数の通信チャネルを利用し、ＡＰ１０から指示されたタイミングで送信すべきデータを無線通信する無線通信装置である。例えば、ＳＴ２０は、ＩＣＴ機器内に固定的に配置され、ＩＣＴ機器内にある装置やセンサ等からのデータを無線通信するものである。また、ＳＴ２０は、ＡＰ１０から複数の通信チャネルの割り当てを受け、それぞれの通信チャネルを用いて、それぞれ指示されたタイミングで無線通信を行なう。
【００２３】
なお、図２では、記載の便宜上、ＳＴ２０が、１台のＡＰ１０と接続する場合を例示するが、複数のＡＰ１０と接続するようにしてもよい。また、ＳＴ２０は、１又は複数の他のＳＴ２０との間で無線通信を行なうようしてもよい。
【００２４】
図３は、この実施形態の無線通信システム１が採用する多元接続方式を説明する説明図である。
【００２５】
無線通信システム１は、ＡＰ１０と各ＳＴ２０との間の通信について、ＦＴＤＭＡ（Frequency and Time Division Multiple Access）方式を採用する。ＦＴＤＭＡ方式とは、周波数帯域と時間領域を分割して、各ユーザに割り当てることで実現する多元接続方式である。
【００２６】
無線通信システム１が採用する多元接続方式は、通信媒体である周波数帯域及び時間領域をスロットと呼ばれる領域に分け、それぞれのスロットをいずれかのＳＴ２０に割り当て、各ＳＴ２０は、割り当てられたスロットを利用して通信を行なう方式である。
【００２７】
例えば、図３に示すように、無線通信システム１が、４個の周波数帯域を通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４とするとき、それぞれの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４を時間領域で区分し、この区分された領域をスロットとする。
【００２８】
例えば、通信チャネルＣＨ１を所定時間毎に区分して、４個のスロット「Ｓｌｏｔ１」、「Ｓｌｏｔ２」、「Ｓｌｏｔ３」、「Ｓｌｏｔ４」を形成する。１個のスロットは１台のＳＴ２０の送信区間として割り当てられる。従って、例えば、通信チャネルＣＨ１の「Ｓｌｏｔ１」がＳＴ２０に割り当てられると、当該ＳＴ２０は、通信チャネルＣＨ１の周波数帯域を利用して、「Ｓｌｏｔ１」の時間領域でデータ送信を行なう。
【００２９】
図３の例では、各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４について区分した４個のスロットを１サイクルとする。１サイクル経過後、各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の各スロットが繰り返し利用される。
【００３０】
なお、通信チャネル数及び１スロットを区分する時間は、特に限定されるものではない。また、１サイクルとするスロット数も、特に限定されるものではない。
【００３１】
図４は、ＡＰ１０の内部構成を示すブロック図である。例えば、ＡＰ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース等を有する回路装置からなり、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納された通信プログラムを実行することで、ＡＰ１０の各種機能が実現される。なお、ＡＰ１０が実行する通信プログラムは、外部からインストールされるものであってもよい。
【００３２】
図４において、ＡＰ１０は、送信部１１、受信部１２、送受信制御部１３、チャネル制御部１４、メモリ部１５、電源１６、外部インタフェース部１７を有する。
【００３３】
ここで、送信部１１、受信部１２及び送受信制御部１３は、ＡＰ１０における無線通信インタフェースの機能を担っている。送信部１１、受信部１２及び送受信制御部１３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている無線通信フォーマットのフレーム送受信を行なう送受信装置と同等のものを適用することができる。
【００３４】
送信部１１は、送受信制御部１３からデータあるいは指示を受けて、該当するパケットを生成し、送信信号を変調し、空中に電波を送信するものである。
【００３５】
受信部１２は、空中から電波を受信し、所定方式により電波を復調し、復調信号に基づいてパケットを復元し、送受信制御部１３にデータを与えるものである。
【００３６】
送受信制御部１３は、外部インタフェース部１７から受け取ったデータを送信部１１に与えたり、受信部１２から受け取ったデータを外部インタフェース部１７に与えたりするものである。
【００３７】
また、送受信制御部１３は、チャネル制御部１４から制御パケットの送信指示が与えられると、当該制御パケットの送信指示を送信部１１に与えるものである。さらに、送受信部制御部１３は、受信部１２が制御パケットを受信した場合には、その制御パケットに含まれる情報をチャネル制御部１４に与えるものである。
【００３８】
チャネル制御部１４は、各ＳＴ２０に割り当てる通信チャネル（スロット）の選定を行なうものである。チャネル制御部１４は、各ＳＴ２０の通信チャネル（スロット）を管理するものである。
【００３９】
ここで、チャネル制御部１４が各ＳＴ２０に対して割り当てる通信チャネルの選定方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を適用することができる。
【００４０】
例えば、チャネル制御部１４は、全ての通信チャネルについて各ＳＴ２０との間の通信品質を測定し、メモリ部１５の通信品質管理テーブル１５１に、測定した全ての通信チャネルの通信品質の情報をＳＴ２０毎に格納する。通信品質管理テーブル１５１には、最新の通信品質の情報が格納されるようにする。チャネル制御部１４は、通信品質管理テーブル１５１に格納される各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質の情報に基づいて、各ＳＴ２０との間の無線通信の通信品質が良好となる通信チャネルを評価する。チャネル制御部１４は、通信品質の評価の高い順に、各ＳＴ２０の通信チャネルを決定する方法を適用することができる。また、チャネル制御部１４は、通信品質管理テーブル１５１に格納されたＳＴ２０毎の通信チャネルの通信品質の情報に基づいて、各ＳＴ２０に割り当てた通信チャネル（スロット）をＳＴ管理テーブル１５２に格納する。そして、チャネル制御部１４は、ＳＴ管理テーブル１５２に格納された各ＳＴ２０の通信チャネル（スロット）に基づいて、送受信制御部１３に送信すべきことを指示する。
【００４１】
また、チャネル制御部１４は、各ＳＴ２０に対して割り当てる通信チャネルの再構築を行なうものである。
【００４２】
ここで、通信チャネル再構築の方法は、後述する動作の項で詳細に説明するが、チャネル制御部１４は、例えば、各通信チャネルの周波数帯域及び時間領域で形成されるスロット群全体で、空きスロットが減少するように、スロットの割り当てを行なう方法を適用することができる。これにより、全体的にスロットの空き時間が減少するので、他の無線通信システムによる割り込みが減少し、システム全体で電波干渉を回避することができる。
【００４３】
メモリ部１５は、チャネル制御部１４の処理で使用される情報等を格納する記憶手段である。メモリ部１５は、通信品質管理テーブル１５１、ＳＴ管理テーブル１５２を記憶する。
【００４４】
通信品質管理テーブル１５１は、全ての通信チャネルの通信品質を示す情報を、ＳＴ２０毎に格納した管理テーブルである。
【００４５】
ＳＴ管理テーブル１５２は、各ＳＴ２０に割り当てた通信チャネルの番号、送信電力値等を格納した管理テーブルである。
【００４６】
外部インタフェース部１７は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やセンサ等の外部装置３０と接続する接続インタフェース部である。外部インタフェース部１７は、外部装置３０から受け取ったデータを送受信制御部１３に与えたり、又送受信制御部１３から受け取ったデータを外部装置３０に与えたりするものである。
【００４７】
電源部１６は、ＡＰ１０の各モジュール（各構成要素）に電源電力を供給するものである。電源部１６は、例えばＡＣアダプタ等を適用することができる。また、電源部１６は、各モジュールに電力を供給することができれば、例えば、１次電池、２次電池、燃料電池等の電池であってもよい。
【００４８】
図５は、ＳＴ２０の内部構成を示すブロック図である。例えば、ＳＴ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース等を有する回路装置からなり、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納された通信プログラムを実行することで、ＳＴ２０の各種機能が実現される。なお、ＳＴ２０が実行する通信プログラムは、外部からインストールされるものであってもよい。
【００４９】
図５において、ＳＴ２０は、送信部２１、受信部２２、送受信制御部２３、チャネル制御部２４、メモリ部２５、電源部２６、電池残量確認部２７、外部インタフェース部２８を有する。
【００５０】
送信部２１、受信部２２及び送受信制御部２３は、ＳＴ２０における無線通信インタフェースの機能を担っている。送信部２１、受信部２２及び送受信制御部２３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている無線通信フォーマットのフレーム送受信を行なう送受信装置と同等のものを適用することができる。
【００５１】
送信部２１は、送受信制御部２３からデータあるいは指示を受けて、該当するパケットを生成し、送信信号を変調し、空中に電波を送信するものである。
【００５２】
受信部２２は、空中から電波を受信し、所定方式により電波を復調し、復調信号に基づいてパケットを復元し、送受信制御部２３にデータを与えるものである。
【００５３】
送受信制御部２３は、外部インタフェース部２８から受け取ったデータを送信部２１に与えたり、受信部２２から受け取ったデータを外部インタフェース部２８に与えたりするものである。
【００５４】
送受信制御部２３は、後述するチャネル制御部２４の制御の下、自身に割り当てられた通信チャネル（スロット）の割当態様に応じて、誤り訂正の強度を制御するものである。誤り訂正の強度制御については、動作の項で詳細に説明するが、スロットの割当態様によっては、１サイクルにおけるスロットの占有度が比較的多くなる場合もある。その場合には、通信品質を維持するため、送受信制御部２３は、誤り訂正の強度が強くなるように制御する。
【００５５】
また、送受信制御部２３は、チャネル制御部２４から制御パケットの送信指示が与えられると、当該制御パケットの送信指示を送信部１１に与えるものである。さらに、送受信部制御部２３は、受信部２２が制御パケットを受信した場合には、その制御パケットに含まれる情報をチャネル制御部２４に与えるものである。
【００５６】
また、送信制御部２３は、送信電力制御部２３１を有する。送信電力制御部２３１は、パケット送信電力値がＡＰ１０から指示された送信電力値となるように調整するものである。
【００５７】
チャネル制御部２４は、送受信制御部２３に対して、パケットの通信チャネル等を制御するものである。チャネル制御部２４は、ＡＰ１０から受信した制御パケットに含まれている通信チャネル等を保持し、この通信チャネル等を利用してパケット送信させる。
【００５８】
メモリ部２５は、自己に割り当てられた通信チャネルの識別情報、送信電力値、電池残量確認部２７により確認された最新の電池残量等を記憶するものである。
【００５９】
電源部２６は、ＳＴ２０の各モジュール（各構成要素）に対して電源電力を供給するものである。例えば、電源部２６は、１次電池、２次電池、燃料電池等の電池や、ＡＣアダプタ等を適用することができる。この実施形態では、電源部２６が電池である場合を想定して説明する。
【００６０】
電池残量確認部２７は、電源部２６である電池の残量を確認し、メモリ部２５の電池残量の欄に情報を格納するものである。また、電池残量確認部２７は、ＡＰ１０から電池残量確認指示制御パケットを受けると、メモリ部２５から電池残量の情報を取得し、電池残量確認ＡＣＫ制御パケットのペイロードに該情報を格納し、送受信制御部２３にパケット送信の指示をする。
【００６１】
外部インタエース部２８は、例えばＰＣやセンサ等の外部装置４０と接続する接続インタフェース部である。外部インタフェース部２８は、外部装置４０から受け取ったデータを送受信制御部２３に与えたり、又、送受信部２３から受け取ったデータを外部装置４０に与えたりするものである。
【００６２】
図６〜図１０は、この実施形態で利用される各制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【００６３】
図６は、ＡＰ１０から各ＳＴ２０に対して送信される通信チャネル指示制御パケットの構成を説明する説明図である。
【００６４】
通信チャネル指示制御パケットは、ＡＰ１０から各ＳＴ２０に送信されるものである。通信チャネル指示制御パケットは、ＡＰ１０が最初に割り当てた通信チャネルを指示するときだけでなく、ＡＰ１０が通信チャネル再構築を行なったときにも送信されるものである。
【００６５】
通信チャネル指示制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＡＰアドレス」、「ＳＴアドレス」、「通信チャネル番号」を有して構成される。
【００６６】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。
【００６７】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものであう。例えば、ここでは、通信チャネル指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝１」であるとする。
【００６８】
「ＡＰアドレス」は、ＡＰ１０のアドレス情報（例えば、ＭＡＣアドレス等）が設定されるものである。
【００６９】
「ＳＴアドレス」は、送信先のＳＴ２０のアドレス情報（例えば、ＭＡＣアドレス等）が設定されるものである。
【００７０】
「通信チャネル番号」は、ＡＰ１０が送信先のＳＴ２０に対して割り当てた１又は複数の通信チャネルの識別情報が設定されるものである。例えば、ＡＰ１０が送信先のＳＴ２０に対して通信チャネルＣＨ１を割り当てる場合、「１」が「通信チャネル番号」に設定される。
【００７１】
また、「通信チャネル番号」は、ＡＰ１０がスロット変更により通信チャネルを変更した場合に、その変更後の通信チャネル番号が設定される。
【００７２】
図７は、ＳＴ２０からＡＰ１０に対して送信される通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【００７３】
通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットは、通信チャネル指示制御パケットを受信したＳＴ２０がＡＰ１０に対して送信するものであり、通信チャネル指示制御パケットのＡＣＫパケットとして利用されるものである。
【００７４】
通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＳＴアドレス」、「ＡＰアドレス」を有して構成される。
【００７５】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信元のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、送信先のＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。
【００７６】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝２」であるとする。
【００７７】
図８は、電池残量確認指示制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。電池残量確認指示制御パケットは、ＡＰ１０がＳＴ２０に対して送信するものである。
【００７８】
電池残量確認指示制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＡＰアドレス」、「ＳＴアドレス」を有して構成される。
【００７９】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、ＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信先のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。
【００８０】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、電池残量確認指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝３」であるとする。
【００８１】
図９は、電池残量確認制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。電池残量確認制御パケットは、電池残量確認指示制御パケットを受信したＳＴ２０からＡＰ１０に送信されるものであり、電池残量確認指示制御パケットのＡＣＫパケットとして利用されるものである。
【００８２】
電池残量確認制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＳＴアドレス」、「ＡＰアドレス」、「電池残量」を有して構成される。
【００８３】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信元のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、送信先のＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。
【００８４】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、電池残量確認指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝４」であるとする。
【００８５】
「電池残量」は、自身のメモリ部２５に格納されている電池残量の情報が設定されるものである。上述したように、電源部２６の電池残量は、電池残量確認部２７により確認されたものである。
【００８６】
図１０は、ＳＴデータパケットのフォーマットを説明する説明図である。ＳＴデータパケットは、送信すべきデータを有するＳＴ２０がＡＰ１０に対してデータを送信する際に利用されるものである。
【００８７】
ＳＴパケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＳＴアドレス」、「ＡＰアドレス」、「データ」から構成される。
【００８８】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信元のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、送信先のＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。
【００８９】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、電池残量確認指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝５」であるとする。
【００９０】
「データ」は、ＳＴ２０が送信すべきデータが設定されるものである。例えば、ＳＴ２０が送信するデータとしては、外部装置４０から受け取ったデータ（例えば、センサデータ等）である。
【００９１】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、この実施形態のＡＰ１０における処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
【００９２】
（Ａ−２−１）通信手順
図１１は、この実施形態の無線通信システム１の構成例を示す図である。図１１に示すように、無線通信システム１は、１台のＡＰ１０と、６台のＳＴ２０−１〜２０−６とが無線通信を行なう場合を例示する。
【００９３】
図１２は、無線通信システム１における通信手順を説明する説明図である。
【００９４】
図１２において、無線通信システム１は、各ＳＴ２０が、間欠的に、データ送信を行なうものとする。例えば、図１２に示すように、無線通信システム１は、「準備期間」と「タスク実行中」のフェーズを繰り返し有しており、各ＳＴ２０は、「タスク実行中」のフェーズ期間に、指定された通信チャネルを利用してデータ送信を行なう。
【００９５】
また、ＡＰ１０は、「準備期間」、「タスク実行中」に、各ＳＴ２０から受信したパケットに基づいて通信チャネルの通信品質を測定し、最新の測定結果を管理している。
【００９６】
図１２において、まず、ＡＰ１０は、各ＳＴに対して、通信チャネルを割り当て、各ＳＴ２０に対して通信チャネルの指示を行なう（Ｓ１０１）。
【００９７】
このとき、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０に対して割り当てた通信チャネルの番号を乗せた通信チャネル指示制御パケットを、各ＳＴ２０に送信する。一方、各ＳＴ２０は、通信チャネル指示制御パケットを受信し、指示された通信チャネルを設定する。ここで、通信チャネル指示制御パケットが正常に受信された場合、各ＳＴ２０は、確認応答として通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットをＡＰ１０に返信する。
【００９８】
また、この「準備期間」のフェーズにおいて、ＡＰ１０は、電池残量確認指示制御パケットを各ＳＴ２０に送信する。そして、各ＳＴ２０は、自身の電池残量値を含む電池残量確認制御パケットをＡＰ１０に返信する。
【００９９】
ＡＰ１０では、各ＳＴ２０から電池残量確認制御パケットを受信すると、各ＳＴ２０の電池残量値をメモリ部１５に記憶する。
【０１００】
なお、各ＳＴ２０では、電池残量確認部２７が、最新の電源部２６である電池の残量をメモリ部２５に格納している。従って、電池残量確認制御パケットによりＡＰ１０に通知される電池残量値は、最新のものである。これにより、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の最新の電池残量を認識することができる。
【０１０１】
各ＳＴ２０では、ＡＰ１０から指示された通信チャネルを利用して、ＳＴデータパケットでデータ送信を開始する（Ｓ１０２）。
【０１０２】
ここで、各ＳＴ２０は、ＳＴデータパケットを連続的に送信する。また、ＡＰ１０から指示された送信電力値に基づいて、各ＳＴ２０はデータ送信する。
【０１０３】
なお、ＳＴデータパケットの連続送信数や送信間隔は、特に限定されるものではなく、予め各ＳＴ２０で設定された送信数、送信間隔とすることができる。また、通信チャネル指示制御パケットに送信数や送信間隔が設定できるようにし、各ＳＴ２０に通知するようにしてもよい。
【０１０４】
ＡＰ１０は、「タスク実行中」のフェーズで、各ＳＴ２０からＳＴデータパケットを受信すると、ＳＴデータパケット受信時の通信品質値を測定し、その測定結果をＳＴ２０毎に通信品質管理テーブル１５１に格納する。
【０１０５】
ここで、ＡＰ１０は、例えば、各ＳＴ２０からのＳＴデータパケットの受信成功率や受信強度等に基づいて通信品質値を測定するようにしてもよい。
【０１０６】
また、通信品質管理テーブル１５１は、ＳＴデータパケットが到達するたびに、当該ＳＴデータパケットの通信品質値を次々と更新する。これにより、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０との間の最新の通信品質を保持、確認することができる。
【０１０７】
ＡＰ１０は、通信品質管理テーブル１５１を利用して、全てのＳＴ２０が利用している通信チャネルの通信品質を確認し、システム全体の通信品質を上げるために良好な通信チャネルをＳＴ２０毎に決定する。
【０１０８】
そして、通信チャネルの変更が必要な場合、ＡＰ１０は、変更後の通信チャネル番号を含む通信チャネル指示制御パケットを各ＳＴ２０に送信して通信チャネルの変更を指示する。各ＳＴ２０は、通信チャネル指示制御パケットで指示された通信チャネルを設定し、通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットをＡＰ１０に返信する（Ｓ１０３）。例えば、図１２のＳ１０３では、ＡＰ１０が、ＳＴ２０−２及びＳＴ２０−６に対して通信チャネルの変更を指示した場合を例示する。
【０１０９】
ここで、通信チャネルの決定方法は、各周波数チャネルに収容することができるＳＴの数には限りがあるので、システム全体で通信品質を上げるために良好な通信チャネルを決定することができれば、種々のアルゴリズムを広く適用することができる。
【０１１０】
その後、各ＳＴ２０は、指示された通信チャネルを利用して、ＳＴデータパケットでデータ送信を行なう（Ｓ１０４）。例えば、ＳＴ２０−２及びＳＴ２０−６は、通信チャネルの変更指示を受けたので、その後は、変更後の通信チャネルを用いてデータ送信を行なう。
【０１１１】
（Ａ−２−２）通信チャネル再構築処理
次に、ＡＰ１０による通信チャネル再構築処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
【０１１２】
例えば、ＩＣＴ機器では装置を利用しない期間がある。ＩＣＴ機器内にある各ＳＴ２０は、その期間にＳＴデータパケットの送信を行なわない。そこで、ＡＰ１０は、上記のようなＳＴデータパケットを送信しない期間（非送信期間）をメンテナンス期間として、通信チャネル再構築処理を行なう。
【０１１３】
ＡＰ１０が行なう通信チャネル再構築処理として、各通信チャネルの時間領域方向にスロットを拡張する「占有時間拡張処理」、同一時間領域の周波数帯域方向にスロットを拡張する「占有帯域幅拡張処理」、ＳＴ２０に割り当てたある通信チャネルのスロット位置を時間軸上で変更する「スロット位置変更処理」がある。
【０１１４】
この通信チャネル再構築処理により、各ＳＴ２０に割り当てる通信チャネルが変更すると、ＡＰ１０は、通信チャネル指示制御パケットを用いて、各ＳＴ２０に対して通信チャネルの変更を指示する。
【０１１５】
以下では、通信チャネル再構築処理である「占有時間拡張処理」、「占有帯域幅拡張処理」、「スロット位置変更処理」を順に説明する。
【０１１６】
まず、占有時間を拡張する処理を説明する。図１３は、占有時間拡張処理を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１３において、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０が利用する通信チャネルを決定する（Ｓ２０１）。
【０１１８】
各ＳＴ１０に割り当てる通信チャネルの割り当て方法は、上述したように種々の方法を適用することができるが、例えば次に示すような方法を適用することができる。
【０１１９】
例えば、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の通信チャネル毎の通信品質値を測定し、その測定結果を通信品質管理テーブル１５１に格納する。通信品質管理テーブル１５１には、最新の通信品質の情報が格納されるようにする。ＡＰ１０は、通信品質管理テーブル１５１に格納される各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質の情報に基づいて、各ＳＴ２０との間の無線通信の通信品質が良好となる通信チャネルを評価する。
【０１２０】
ここで、各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質の評価は、ある通信チャネルでしか通信品質が高くならないＳＴ２０がある場合、そのＳＴ２０から優先的に通信チャネルを割り当てるための評価を行なう。すなわち、ある通信チャネルを利用するときは通信品質が良好であるが、それ以外の通信チャネルを利用すると通信品質が劣るＳＴ２０がある場合には、そのＳＴ２０から優先的に通信チャネルを割り当てるための評価値を求める。
【０１２１】
そして、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の通信品質の評価の高い順に、各ＳＴ２０が利用する通信チャネルを決定し、各ＳＴ２０の通信チャネルをＳＴ管理テーブル１５２に格納する。
【０１２２】
図１４は、通信品質管理テーブル１５１の構成を説明する説明図である。図１４に示すように、通信品質管理テーブル１５１は、「ＳＴ名」、各通信チャネルの「通信品質値」を項目として有する。
【０１２３】
「ＳＴ名」は、各ＳＴ２０の識別番号である。図１４において、例えば「ＳＴ１」はＳＴ２０−１を識別する識別情報である。
【０１２４】
「通信品質値」は、各ＳＴ２０が利用した各通信チャネルを用いて通信したときのＡＰ１０における通信品質の情報を示す。図１４において、通信品質値は、通信品質の値を０〜１００の数値で示し、１００が最も通信品質が良いものとする。通信品質値は、例えば、ＳＴ２０から連続送信されたパケットを正常に受信できたパケット数や、ＡＰ１０における受信電力値等に基づいて、ＡＰ１０が生成する。
【０１２５】
図１５は、ＳＴ管理テーブル１５２の構成を説明する説明図である。図１５に示すように、ＳＴ管理テーブル１５２は、「ＳＴ名」、「通信チャネル」、「通信品質値」を項目とする。なお、図１５には、図示しないが、各ＳＴ２０が送信する送信電力値を項目としてもよい。
【０１２６】
「ＳＴ名」は、各ＳＴ２０の識別番号が設定される。「通信チャネル」は、ＡＰ１０が決定した各ＳＴ２０が利用する通信チャネルの番号が設定される。「通信品質値」は、各ＳＴ２０が各通信チャネルを利用したときの通信品質値が設定される。
【０１２７】
ＡＰ１０は、図１５に例示するＳＴ管理テーブル１５２を保持し、また図１に例示するように、各ＳＴ２０−１〜２０−６のスロットを管理している。
【０１２８】
図１において、無線通信システム１は、５個の周波数チャネルＣＨ１〜ＣＨ５を備え、各周波数チャネルについて第１スロット〜第４スロットが１サイクルとして区分されているものとする。
【０１２９】
また、図１において、ＳＴ２０−１は「ＣＨ５」の「第１スロット」、ＳＴ２０−２は「ＣＨ５」の「第２スロット」、ＳＴ２０−３は「ＣＨ５」の「第３スロット」、ＳＴ２０−４は「ＣＨ２」の「第１スロット」、ＳＴ２０−５は「ＣＨ１」の「第３スロット」、ＳＴ２０−６は「ＣＨ４」の「第２スロット」が割り当てられているものとする。
【０１３０】
次に、ＡＰ１０は、全ての周波数帯域のそれぞれについて、空いているスロット位置があるか否かを判断する（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。そして、空いているスロット位置がある場合、ＡＰ１０は処理をＳ２０４に移行し、空いているスロット位置がない場合、ＡＰ１０は処理をＳ２０９に移行する。
【０１３１】
例えば、図１の「ＣＨ１」については、ＡＰ１０は、空きスロットとして、「第１スロット」、「第２スロット」、「第４スロット」を検索する。他の通信チャネルについても同様に、ＡＰ１０は空きスロットを検索する。
【０１３２】
Ｓ２０４では、ＡＰ１０が、各ＳＴ２０の各通信チャネルの通信品質と各ＳＴ２０の電池残量値とを考慮して、各ＳＴ２０の順位付けを行なう（Ｓ２０４）。
【０１３３】
図１６は、各ＳＴ２０の最新の電池残量値を記憶するテーブルである。図１６において、「電池残量値」は、各ＳＴ２０から取得した電池残量値を示している。ここでは、説明便宜上、電池残量値を０〜１００の数値で示しており、１００は電池残量が最も多いものとしているが、ＳＴ２０の電池残量値そのものであってもよい。
【０１３４】
例えば、ＡＰ１０は、図１６に示す各ＳＴ２０の電池残量値のテーブルと、図１５に示すＳＴ管理テーブル１５２とに基づいて、通信品質値の高いものから順にＳＴ２０の順位付けを行なう。
【０１３５】
なお、ここでは、各ＳＴ２０に割り当てられた通信チャネルの通信品質値の高いものから順に順位付けを行なう場合を例示するが、各ＳＴ２０の電池残量値が多いものから順に順位付けを行なうようにしてもよい。また別の方法として、各ＳＴの通信チャネルの通信品質値及び電池残量値を用いて、所定の演算式に従って所定の評価値を求め、その評価値に基づいて順位付けを行なうようにしてもよい。
【０１３６】
図１７は、順位付け後の並び替えたテーブルである。図１７に示すように、順位付け後のテーブルは、「ＳＴ名」、「通信品質値」、「通信チャネル」、「電池残量値」を対応付けて、各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質値が高いものから順に並び替えたものである。
【０１３７】
ＡＰ１０は、順位付けしたＳＴ２０のうち最も高い順位のＳＴ２０から順位全てのＳＴの通信チャネルを確認し、各ＳＴ２０の各通信チャネルの通信品質値と各ＳＴ２０の電池残量値とを考慮しながら、各通信チャネルの時間領域方向について空いているスロットがあれば占有時間を拡張し（Ｓ２０５、Ｓ２０６、Ｓ２０７、Ｓ２０８）、そうでないときは、Ｓ２０９に移行する。
【０１３８】
図１８は、占有時間拡張処理を説明する説明図である。
【０１３９】
例えば、図１７において、最も順位が高いのは「ＳＴ５」であるから、ＡＰ１０は「ＳＴ５」の通信チャネル及びスロットを確認する。
【０１４０】
図１において、「ＳＴ５」は「通信チャネル：ＣＨ１」を利用している。「ＣＨ１」は「ＳＴ５」のみが利用しているので、「ＳＴ５」が「ＣＨ１」の全てのスロットを占有して送信することができる。つまり、１サイクルが４スロットであるから、「ＳＴ５」は最大で４個のスロットを利用して送信することができる。
【０１４１】
このとき、スロット数を増やすと、一般的にデータ送信に係る消費電力も大きくなる。そこで、ＡＰ１０は、当該ＳＴ２０の電池残量値を考慮して、占有時間（すなわちスロット数）を決定する。
【０１４２】
例えば、ＡＰ１０は、１スロット当たりのパケット送信に係る消費電力値を保持しておく。そして、ＡＰ１０は、図１７に示す「ＳＴ５」の電池残量値から、増加させるスロット数に応じた消費電力値を差し引き、占有時間拡張後の「ＳＴ５」の電池残量値を予測する。そして、占有時間拡張後の「ＳＴ５」の電池残量値が所定値以下とならないようにして、「ＳＴ５」のスロット数を決定するようにしてもよい。例えば、図１８の例の場合、「ＳＴ５」には３スロットとする場合を示す。
【０１４３】
ここで、占有時間拡張において、ＳＴ２０に割り当てるスロット数を増やすと、当該ＳＴは長い時間連続してパケットを送信することになるので、当該ＳＴは、スロットの占有時間に応じて誤り訂正の強度を強くするようにする。例えば、図１８の例の場合、「ＳＴ５」は、スロットの占有時間が３倍となったので、誤り訂正の強度も３倍となるようにする。これにより、通信品質を良好にすることができる。
【０１４４】
このように、各通信チャネルにある空きスロットをＳＴ２０に割り当てるようにして、空きスロット数が減少するように、ＡＰ１０はスロットの再構築を行なう。
【０１４５】
次に、占有周波数を拡張する処理を説明する。図１９は、占有時周波数拡張処理を示すフローチャートである。図２０は、占有周波数拡張処理を説明する説明図である。
【０１４６】
図１９において、ＡＰ１０は、全てのＳＴ２０について占有時間拡張処理を行なった後に、同一時間領域における各通信チャネルの周波数帯域方向にスロットを拡張する占有周波数拡張処理を行なう。
【０１４７】
まず、ＡＰ１０は、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第１スロットにおいて、空いているスロットがあるか否かを判断する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。
【０１４８】
例えば、図２０は、説明便宜上、図１８の状態から占有周波数拡張処理を行なう場合を示す。図１８において、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第１スロットでは、「ＣＨ１」、「ＣＨ３」、「ＣＨ４」が空きスロットである。
【０１４９】
ＡＰ１０は、空きスロットの周波数チャネル方向に隣接するＳＴ２０が割り当てられているか否かを判断し、予め設定された閾値を用いて、その隣接するＳＴ２０の電池残量値が十分ある否かを判断する（Ｓ３０３）。そして、電池残量値が十分ある場合、当該ＳＴの占有周波数帯域を拡張し（Ｓ３０５）、そうでない場合、処理をＳ３０５に移行する。
【０１５０】
例えば、図１８において、第１スロットについて、空きスロット「ＣＨ１」、「ＣＨ３」、「ＣＨ４」に隣接するＳＴ２０として、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」が「ＣＨ２」を利用し、「ＳＴ１」が「ＣＨ５」を利用していることを検索する。
【０１５１】
ＡＰ１０は、図１７に示す各ＳＴ２０の電池残量値を参照して、第１スロットにおける「ＳＴ４」と「ＳＴ１」の電池残量値を確認する。例えば、閾値が「５０」と設定すると、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」の電池残量値「７０」は閾値を越えるので十分であると判断するが、「ＳＴ１」の電池残量値「２０」は閾値以下であると判断する。従って、この場合、ＡＰ１０は「ＳＴ４」に注目して占有周波数帯域を拡張する。
【０１５２】
この場合も、スロット数を増やすと、一般的にデータ送信に係る消費電力も大きくなるので、ＡＰ１０は、当該ＳＴ２０の電池残量値を考慮して、占有時間（すなわちスロット数）を決定する。
【０１５３】
例えば、ＡＰ１０は、１スロット当たりのパケット送信に係る消費電力値を保持しておく。そして、ＡＰ１０は、図１７に示す「ＳＴ４」の電池残量値から、増加させるスロット数に応じた消費電力値を差し引き、占有時間拡張後の「ＳＴ４」の電池残量値を予測する。そして、占有時間拡張後の「ＳＴ４」の電池残量値が所定値以下とならないようにして、「ＳＴ４」のスロット数を決定するようにしてもよい。例えば、図２０の例の場合、「ＳＴ４」には３スロットとする場合を示す。
【０１５４】
また、占有周波数帯域拡張において、ＳＴ２０に割り当てるスロット数を増やすと、パケットの伝送速度を速くすることができる。占有時間が変わっていなくても、高速通信が可能となり、より長いパケットを送信することができるので、当該ＳＴ２０は、誤り訂正の強度を強くするようにする。
【０１５５】
ここで、占有周波数帯域拡張処理において、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の通信品質を考慮する。例えば、ＡＰ１０は、図１４の通信品質管理テーブル１５１を参照し、「ＳＴ４」の各通信チャネルの通信品質を確認すると、「ＳＴ４」は、「ＣＨ１」〜「ＣＨ３」を利用するときの通信品質は良好であるが（例えば、通信品質値「７０」以上が良好とする）、それ以外の「ＣＨ４」、「ＣＨ５」を利用するときの通信品質は悪い。このような場合、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」の電池残量値が多い場合でも、「ＳＴ４」について「ＣＨ４」、「ＣＨ５」まで占有周波数帯域の拡張を行なわないようにすることができる。なぜなら、「ＳＴ４」について占有周波数帯域を拡張すると、システム全体としての通信品質が悪くなるからである。
【０１５６】
また、占有周波数帯域の拡張の仕方として、図２０の例では、ＡＰ１０が、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」が連続するスロットの周波数帯域を拡張する場合を例示しているが、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」の通信チャネルの通信品質値を考慮して、不連続のスロットの周波数帯域を拡張するようにしてもよい。
【０１５７】
その後、ＡＰ１０は、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の周波数帯域方向の第２スロット〜第４スロットについても順に行なう。これは、１サイクルが４スロットであるため、ＡＰ１０は、１サイクルを形成する、各通信チャネルの分割時間領域について繰り返し行なう。
【０１５８】
次に、スロット位置の変更処理を説明する。図２１は、スロット位置の変更処理を示すフローチャートである。図２２は、スロット位置の変更処理を説明する説明図である。
【０１５９】
図２１において、ＡＰ１０は、各通信チャネルの周波数帯域方向の占有周波数帯域拡張処理を行なった後に、各通信チャネルの周波数帯域方向のスロット位置の変更処理を行なう。
【０１６０】
まず、ＡＰ１０は、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の周波数帯域方向のスロットについて、全てのスロット位置が空いているものがあるか否かを判断する（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。周波数帯域方向のスロットのすべてが空いている場合、処理をＳ４０３に移行し、そうでない場合、処理をＳ４０５に移行して終了する。
【０１６１】
例えば、図２２は、説明便宜上、図１の状態から占有周波数拡張処理を行なう場合を示す。図１において、各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第１〜第３スロットは、いずれかのＳＴ２０に対して割り当てられているが、第４スロットについては、いずれの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５もＳＴ２０が割り当てられていない。そこで、ＡＰ１０は第４スロットに注目する。
【０１６２】
次に、ＡＰ１０は、他のスロット位置を時間軸方向に移動することができるものがあるか否かを判断する（Ｓ４０３）。そして、時間軸方向に移動することができるものがある場合、ＡＰ１０は、当該ＳＴ２０のスロットを時間軸方向に移動する（Ｓ４０４）。時間軸方向に移動できるスロットがない場合、Ｓ４０５に移行し、処理を終了する。
【０１６３】
例えば、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第４スロットについて、ＡＰ１０は「ＳＴ６」に注目する。「ＣＨ４」は「ＳＴ６」しか利用していない。この場合、占有時間の拡張も可能であるが、図１６に示すように「ＳＴ６」の電池残量値は「５０」であり、占有時間を拡張すると消費電力が大きくなるため、占有期間の拡張ができない。
【０１６４】
第４スロットの時間領域では、いずれのＳＴ２０も通信チャネルを利用していないため、他の無線ＬＡＮの機器に割り込まれてしまう可能性が高くなる。
【０１６５】
そこで、ＡＰ１０は、「ＳＴ６」のスロットの位置（「ＣＨ４」の第２スロット）だけを、時間軸方向に移動して、第４スロットの位置になるように変更する。
【０１６６】
これにより、「ＳＴ６」が第４スロットのタイミングでデータ送信することができるようになるため、他の無線ＬＡＮによるキャリアセンスにより割り込まれる可能性が低くなる。「ＳＴ６」のスロット位置の移動により、もともと利用していたスロットは空くことになるが、第２スロットにおける隣接チャネルのスロットには「ＳＴ２」が送信するため、送信しない時間帯をなくすることができ、他の無線ＬＡＮの機器によるキャリアセンスによる電力の検知に反応するため、割り込みの可能は低くなる。
【０１６７】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、ＡＰが、各ＳＴの通信品質および電池残量を考慮しながら、「占有時間の拡大」、「占有周波数帯域の拡大」、「スロット位置の変更」の順で、空いているスロットを埋めていく、あるいはスロット位置を変更していくことにより、スロットの空き時間が全体的に減少し、無線ＬＡＮのキャリアセンスによる空き時間の割り込みが減少するため、干渉による影響を低減することができる。
【０１６８】
（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）上述した実施形態では、例えばＩＣＴ機器内に複数のＳＴが配置された集中制御型の無線通信システムに適用する場合を例示したが、集中制御型の無線通信システムであれば、ＳＴがＩＣＴ機器内に配置されていない無線通信システムにも適用することができる。
【０１６９】
（Ｂ−２）上述した実施形態の無線通信システムは、周波数領域及び時間領域を分割したスロットを各ＳＴに割り当てる通信方式（ＦＴＤＭＡ方式）を採用した場合を例示したが、既存の無線ＬＡＮと同様に、周波数領域だけで分割し、各通信チャネルを１又は複数のＳＴに割り当てるようにしてもよい。
【０１７０】
（Ｂ−３）上述した実施形態では、ＳＴがＡＰと通信するものとして説明したが、ＳＴ自体をアクセスポイントとして機能させてもよい。また、ＡＰが、ＳＴとして機能するようにしてもよい。
【０１７１】
（Ｂ−４）上述した実施形態において、各ＳＴの電源部は電池である場合を想定した。しかし、ＳＴの電源部をＡＣアダプタとしてもよく、その場合の電池残量値は最も大きい値としてＡＰは管理するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
１…無線通信システム、
１０…無線アクセスポイント装置（ＡＰ）、
１１…送信部、１２…受信部、１３…送受信制御部、
１４…チャネル制御部、１５…メモリ部、
１５１…通信品質管理テーブル、１５２…ＳＴ管理テーブル、
１６…電源部、１７…外部インタフェース部、
２０（２０−１〜２０−６）…無線通信装置（ＳＴ）、
２１…送信部、２２…受信部、２３…送受信制御部、
２３１…送信電力制御部、２４…チャネル制御部、２５…メモリ部、
２６…電源部、２７…電池残量確認部、２８…外部インタフェース部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システムに関するものである。例えば、本発明は、特定の位置に固定された複数の無線端末を有して構成される集中制御型の無線通信システムにおいて、電波干渉を軽減させる無線アクセスポイント装置、無線通信装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電波干渉を回避する技術の１つにキャリアセンス方式がある。キャリアセンス方式は、通信開始前に、無線通信装置が、自己の無線通信システムと同一周波数帯域が空いているか否かを確認するものである。
【０００３】
キャリアセンス方式は、キャリセンス期間中にのみ無線通信装置がキャリアセンスを行ない、それ以外の他の期間で、無線通信装置はキャリアセンスを行なわない。
【０００４】
そのため、自己の無線通信システムが、通信可能状態にあり、かつ、実際に通信を行なっていない期間に、他の無線通信システムがキャリアセンスを行なうと、自己の無線通信システムで使用すべき周波数帯域が空いていると判断されてしまうことがある。
【０００５】
その結果、他の無線通信システムは、自己の無線通信システムの周波数帯域を利用して通信を開始し、電波干渉が生じ得る。このとき、電波干渉が生じてしまうと、伝送効率が著しく低下するという問題がある。
【０００６】
特に、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式を採用する無線通信システムは、電波干渉の影響を顕著に受ける。これは、ＴＤＭＡ方式を採用した無線通信システムは、あらかじめタイムスロットと呼ばれる論理的な送信区間が、無線通信装置（以下、ＳＴ（ステーションターミナル）ともいう）に割り当てられており、各ＳＴは、自己のタイムスロット期間にデータ送信を行なう。しかし、自己のタイムスロット期間以外（すなわち、空タイムスロット）で、各ＳＴはデータ送信を行なわないため、空タイムスロット期間に、その周波数帯域について、他の無線通信システムによる割り込みが発生し、電波干渉が発生してしまうからである（図１参照）。
【０００７】
このような問題に対して、特許文献１には、自己の通信システムにおける空タイムスロット区間において、管理端末（ＡＰ（アクセスポイント）ともいう）がダミー信号を送信することで、擬似的な電波が送信され、他の無線通信システムのキャリアセンスによる割り込みをさせないという方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５８７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の記載技術は、同一周波数帯域を使用する他の無線通信システムとの間の電波干渉を防止することを主眼においており、複数周波数帯域（チャネル）を利用する無線通信システムに対応した方法としては技術的に十分とはいえない。
【００１０】
つまり、複数の周波数帯域を利用する無線通信システムでは、ある周波数帯域に生じ得る電波干渉を回避するだけでなく、複数の周波数帯域のそれぞれの利用状況を把握しながら、システム全体で電波干渉の回避を考慮する必要がある。
【００１１】
そのため、複数の周波数帯域を利用して無線通信を行なう無線通信システムにおいて、システム全体として効率的に電波干渉を回避し、電波干渉の影響を防止できるようにする無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、（１）複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に送信区域を割り当てる送信区域割当手段と、（２）それぞれ割り当てられた送信区域の周波数帯域を利用して各無線通信装置が無線通信した受信信号に基づいて、各無線通信装置からの通信品質値を管理する通信品質管理手段と、（３）通信品質管理手段の各無線通信装置の通信品質値に基づいて、各無線通信装置に割り当てた送信区域の割当構成を再構築する送信区域割当再構築手段とを備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置である。
【００１３】
第２の本発明は、複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に送信区域を割り当てる無線アクセスポイント装置と無線通信する無線通信装置において、無線アクセスポイント装置により割り当てられた送信区間に指示された通信チャネルを用いてデータ通信を行なうデータ通信手段を備えることを特徴とする無線通信装置である。
【００１４】
第３の本発明は、複数の無線通信装置と、１又は複数の無線アクセスポイント装置とを備える無線通信システムにおいて、各無線アクセスポイント装置が、第１の本発明の無線アクセスポイント装置に相当するものであり、各無線通信装置が、第２の本発明の無線通信装置に相当するものであることを特徴とする無線通信システムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の周波数帯域を利用して無線通信を行なう無線通信システムにおいて、システム全体として効率的に電波干渉を回避し、電波干渉の影響を防止できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】複数のＳＴに対してスロットを割り当てた状況を説明する説明図である。
【図２】実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態の無線通信システムが採用する多元接続方式を説明する説明図である。
【図４】実施形態のＡＰの内部構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態のＳＴの内部構成を示すブロック図である。
【図６】通信チャネル指示制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図７】通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図８】電池残量確認指示制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図９】電池残量確認制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図１０】ＳＴデータパケットのフォーマットを説明する説明図である。
【図１１】実施形態の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図１２】実施形態の無線通信システムの基本的な通信手順を説明する説明図である。
【図１３】実施形態の占有時間拡張処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態の通信品質管理テーブルの構成を説明する説明図である。
【図１５】実施形態のＳＴ管理テーブルの構成を説明する説明図である。
【図１６】実施形態の各ＳＴの電池残量値テーブルの構成を説明する説明図である。
【図１７】実施形態の順位付け後の並び替えたテーブルを説明する説明図である。
【図１８】実施形態の占有時間拡張処理を説明する説明図である。
【図１９】実施形態の占有周波数拡張処理を示すフローチャートである。
【図２０】実施形態の占有周波数拡張処理を説明する説明図である。
【図２１】実施形態のスロット位置変更処理を示すフローチャートである。
【図２２】実施形態のスロット位置変更処理を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明の無線アクセスポイント装置、無線通信装置及び無線通信システムの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
この実施形態は、例えばＩＣＴ（Information and Communication Technology）機器内等のように狭小かつ複雑な空間に、１又は複数の無線通信装置（以下「ＳＴ」ともいう）を固定的に配置させ、これら無線通信装置と無線アクセスポイント装置（以下、「ＡＰ」ともいう）との間でなされる無線通信システムに、本発明を適用した実施形態を例示する。
【００１９】
（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、実施形態に係る無線通信システム１の全体構成を示すブロック図である。図２において、この実施形態の無線通信システム１は、ＡＰ１０と、複数のＳＴ２０（２０−１〜２０−ｎ：ｎは正の整数）とを有して構成される。
【００２０】
ＡＰ１０は、それぞれのＳＴ２０との間で無線通信を行なう無線アクセスポイント装置である。ＡＰ１０は、各ＳＴ２０との間で無線通信を行なうことができれば、例えば、ＩＣＴ機器内に配置されるようにしてもよいし、ＩＣＴ機器付近に配置されないようにしてもよい。この実施形態では、ＩＣＴ機器内にＡＰ１０が固定的に配置されている場合を想定して説明する。
【００２１】
ＡＰ１０は、各ＳＴ２０に対して通信チャネルを割り当て、その割り当てた通信チャネルを各ＳＴ２０に指示すると共に、各ＳＴ２０に対して送信タイミングを指示するものである。ＡＰ１０は、１台のＳＴ２０に対して複数の通信チャネルを割り当てるようにしてもよい。例えば、通信チャネルには、通信チャネル識別情報（例えば、番号等）で付されており、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０に割り当てた通信チャネルを管理する。なお、図２では、ＡＰ１０が、複数のＳＴ２０を管理する場合を例示するが、単一のＳＴ２０を管理するようにしてもよい。
【００２２】
ＳＴ２０は、ＡＰ１０により割り当てられた１又は複数の通信チャネルを利用し、ＡＰ１０から指示されたタイミングで送信すべきデータを無線通信する無線通信装置である。例えば、ＳＴ２０は、ＩＣＴ機器内に固定的に配置され、ＩＣＴ機器内にある装置やセンサ等からのデータを無線通信するものである。また、ＳＴ２０は、ＡＰ１０から複数の通信チャネルの割り当てを受け、それぞれの通信チャネルを用いて、それぞれ指示されたタイミングで無線通信を行なう。
【００２３】
なお、図２では、記載の便宜上、ＳＴ２０が、１台のＡＰ１０と接続する場合を例示するが、複数のＡＰ１０と接続するようにしてもよい。また、ＳＴ２０は、１又は複数の他のＳＴ２０との間で無線通信を行なうようしてもよい。
【００２４】
図３は、この実施形態の無線通信システム１が採用する多元接続方式を説明する説明図である。
【００２５】
無線通信システム１は、ＡＰ１０と各ＳＴ２０との間の通信について、ＦＴＤＭＡ（Frequency and Time Division Multiple Access）方式を採用する。ＦＴＤＭＡ方式とは、周波数帯域と時間領域を分割して、各ユーザに割り当てることで実現する多元接続方式である。
【００２６】
無線通信システム１が採用する多元接続方式は、通信媒体である周波数帯域及び時間領域をスロットと呼ばれる領域に分け、それぞれのスロットをいずれかのＳＴ２０に割り当て、各ＳＴ２０は、割り当てられたスロットを利用して通信を行なう方式である。
【００２７】
例えば、図３に示すように、無線通信システム１が、４個の周波数帯域を通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４とするとき、それぞれの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４を時間領域で区分し、この区分された領域をスロットとする。
【００２８】
例えば、通信チャネルＣＨ１を所定時間毎に区分して、４個のスロット「Ｓｌｏｔ１」、「Ｓｌｏｔ２」、「Ｓｌｏｔ３」、「Ｓｌｏｔ４」を形成する。１個のスロットは１台のＳＴ２０の送信区間として割り当てられる。従って、例えば、通信チャネルＣＨ１の「Ｓｌｏｔ１」がＳＴ２０に割り当てられると、当該ＳＴ２０は、通信チャネルＣＨ１の周波数帯域を利用して、「Ｓｌｏｔ１」の時間領域でデータ送信を行なう。
【００２９】
図３の例では、各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４について区分した４個のスロットを１サイクルとする。１サイクル経過後、各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の各スロットが繰り返し利用される。
【００３０】
なお、通信チャネル数及び１スロットを区分する時間は、特に限定されるものではない。また、１サイクルとするスロット数も、特に限定されるものではない。
【００３１】
図４は、ＡＰ１０の内部構成を示すブロック図である。例えば、ＡＰ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース等を有する回路装置からなり、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納された通信プログラムを実行することで、ＡＰ１０の各種機能が実現される。なお、ＡＰ１０が実行する通信プログラムは、外部からインストールされるものであってもよい。
【００３２】
図４において、ＡＰ１０は、送信部１１、受信部１２、送受信制御部１３、チャネル制御部１４、メモリ部１５、電源１６、外部インタフェース部１７を有する。
【００３３】
ここで、送信部１１、受信部１２及び送受信制御部１３は、ＡＰ１０における無線通信インタフェースの機能を担っている。送信部１１、受信部１２及び送受信制御部１３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている無線通信フォーマットのフレーム送受信を行なう送受信装置と同等のものを適用することができる。
【００３４】
送信部１１は、送受信制御部１３からデータあるいは指示を受けて、該当するパケットを生成し、送信信号を変調し、空中に電波を送信するものである。
【００３５】
受信部１２は、空中から電波を受信し、所定方式により電波を復調し、復調信号に基づいてパケットを復元し、送受信制御部１３にデータを与えるものである。
【００３６】
送受信制御部１３は、外部インタフェース部１７から受け取ったデータを送信部１１に与えたり、受信部１２から受け取ったデータを外部インタフェース部１７に与えたりするものである。
【００３７】
また、送受信制御部１３は、チャネル制御部１４から制御パケットの送信指示が与えられると、当該制御パケットの送信指示を送信部１１に与えるものである。さらに、送受信部制御部１３は、受信部１２が制御パケットを受信した場合には、その制御パケットに含まれる情報をチャネル制御部１４に与えるものである。
【００３８】
チャネル制御部１４は、各ＳＴ２０に割り当てる通信チャネル（スロット）の選定を行なうものである。チャネル制御部１４は、各ＳＴ２０の通信チャネル（スロット）を管理するものである。
【００３９】
ここで、チャネル制御部１４が各ＳＴ２０に対して割り当てる通信チャネルの選定方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を適用することができる。
【００４０】
例えば、チャネル制御部１４は、全ての通信チャネルについて各ＳＴ２０との間の通信品質を測定し、メモリ部１５の通信品質管理テーブル１５１に、測定した全ての通信チャネルの通信品質の情報をＳＴ２０毎に格納する。通信品質管理テーブル１５１には、最新の通信品質の情報が格納されるようにする。チャネル制御部１４は、通信品質管理テーブル１５１に格納される各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質の情報に基づいて、各ＳＴ２０との間の無線通信の通信品質が良好となる通信チャネルを評価する。チャネル制御部１４は、通信品質の評価の高い順に、各ＳＴ２０の通信チャネルを決定する方法を適用することができる。また、チャネル制御部１４は、通信品質管理テーブル１５１に格納されたＳＴ２０毎の通信チャネルの通信品質の情報に基づいて、各ＳＴ２０に割り当てた通信チャネル（スロット）をＳＴ管理テーブル１５２に格納する。そして、チャネル制御部１４は、ＳＴ管理テーブル１５２に格納された各ＳＴ２０の通信チャネル（スロット）に基づいて、送受信制御部１３に送信すべきことを指示する。
【００４１】
また、チャネル制御部１４は、各ＳＴ２０に対して割り当てる通信チャネルの再構築を行なうものである。
【００４２】
ここで、通信チャネル再構築の方法は、後述する動作の項で詳細に説明するが、チャネル制御部１４は、例えば、各通信チャネルの周波数帯域及び時間領域で形成されるスロット群全体で、空きスロットが減少するように、スロットの割り当てを行なう方法を適用することができる。これにより、全体的にスロットの空き時間が減少するので、他の無線通信システムによる割り込みが減少し、システム全体で電波干渉を回避することができる。
【００４３】
メモリ部１５は、チャネル制御部１４の処理で使用される情報等を格納する記憶手段である。メモリ部１５は、通信品質管理テーブル１５１、ＳＴ管理テーブル１５２を記憶する。
【００４４】
通信品質管理テーブル１５１は、全ての通信チャネルの通信品質を示す情報を、ＳＴ２０毎に格納した管理テーブルである。
【００４５】
ＳＴ管理テーブル１５２は、各ＳＴ２０に割り当てた通信チャネルの番号、送信電力値等を格納した管理テーブルである。
【００４６】
外部インタフェース部１７は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やセンサ等の外部装置３０と接続する接続インタフェース部である。外部インタフェース部１７は、外部装置３０から受け取ったデータを送受信制御部１３に与えたり、又送受信制御部１３から受け取ったデータを外部装置３０に与えたりするものである。
【００４７】
電源部１６は、ＡＰ１０の各モジュール（各構成要素）に電源電力を供給するものである。電源部１６は、例えばＡＣアダプタ等を適用することができる。また、電源部１６は、各モジュールに電力を供給することができれば、例えば、１次電池、２次電池、燃料電池等の電池であってもよい。
【００４８】
図５は、ＳＴ２０の内部構成を示すブロック図である。例えば、ＳＴ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース等を有する回路装置からなり、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納された通信プログラムを実行することで、ＳＴ２０の各種機能が実現される。なお、ＳＴ２０が実行する通信プログラムは、外部からインストールされるものであってもよい。
【００４９】
図５において、ＳＴ２０は、送信部２１、受信部２２、送受信制御部２３、チャネル制御部２４、メモリ部２５、電源部２６、電池残量確認部２７、外部インタフェース部２８を有する。
【００５０】
送信部２１、受信部２２及び送受信制御部２３は、ＳＴ２０における無線通信インタフェースの機能を担っている。送信部２１、受信部２２及び送受信制御部２３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されている無線通信フォーマットのフレーム送受信を行なう送受信装置と同等のものを適用することができる。
【００５１】
送信部２１は、送受信制御部２３からデータあるいは指示を受けて、該当するパケットを生成し、送信信号を変調し、空中に電波を送信するものである。
【００５２】
受信部２２は、空中から電波を受信し、所定方式により電波を復調し、復調信号に基づいてパケットを復元し、送受信制御部２３にデータを与えるものである。
【００５３】
送受信制御部２３は、外部インタフェース部２８から受け取ったデータを送信部２１に与えたり、受信部２２から受け取ったデータを外部インタフェース部２８に与えたりするものである。
【００５４】
送受信制御部２３は、後述するチャネル制御部２４の制御の下、自身に割り当てられた通信チャネル（スロット）の割当態様に応じて、誤り訂正の強度を制御するものである。誤り訂正の強度制御については、動作の項で詳細に説明するが、スロットの割当態様によっては、１サイクルにおけるスロットの占有度が比較的多くなる場合もある。その場合には、通信品質を維持するため、送受信制御部２３は、誤り訂正の強度が強くなるように制御する。
【００５５】
また、送受信制御部２３は、チャネル制御部２４から制御パケットの送信指示が与えられると、当該制御パケットの送信指示を送信部１１に与えるものである。さらに、送受信部制御部２３は、受信部２２が制御パケットを受信した場合には、その制御パケットに含まれる情報をチャネル制御部２４に与えるものである。
【００５６】
また、送信制御部２３は、送信電力制御部２３１を有する。送信電力制御部２３１は、パケット送信電力値がＡＰ１０から指示された送信電力値となるように調整するものである。
【００５７】
チャネル制御部２４は、送受信制御部２３に対して、パケットの通信チャネル等を制御するものである。チャネル制御部２４は、ＡＰ１０から受信した制御パケットに含まれている通信チャネル等を保持し、この通信チャネル等を利用してパケット送信させる。
【００５８】
メモリ部２５は、自己に割り当てられた通信チャネルの識別情報、送信電力値、電池残量確認部２７により確認された最新の電池残量等を記憶するものである。
【００５９】
電源部２６は、ＳＴ２０の各モジュール（各構成要素）に対して電源電力を供給するものである。例えば、電源部２６は、１次電池、２次電池、燃料電池等の電池や、ＡＣアダプタ等を適用することができる。この実施形態では、電源部２６が電池である場合を想定して説明する。
【００６０】
電池残量確認部２７は、電源部２６である電池の残量を確認し、メモリ部２５の電池残量の欄に情報を格納するものである。また、電池残量確認部２７は、ＡＰ１０から電池残量確認指示制御パケットを受けると、メモリ部２５から電池残量の情報を取得し、電池残量確認ＡＣＫ制御パケットのペイロードに該情報を格納し、送受信制御部２３にパケット送信の指示をする。
【００６１】
外部インタエース部２８は、例えばＰＣやセンサ等の外部装置４０と接続する接続インタフェース部である。外部インタフェース部２８は、外部装置４０から受け取ったデータを送受信制御部２３に与えたり、又、送受信部２３から受け取ったデータを外部装置４０に与えたりするものである。
【００６２】
図６〜図１０は、この実施形態で利用される各制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【００６３】
図６は、ＡＰ１０から各ＳＴ２０に対して送信される通信チャネル指示制御パケットの構成を説明する説明図である。
【００６４】
通信チャネル指示制御パケットは、ＡＰ１０から各ＳＴ２０に送信されるものである。通信チャネル指示制御パケットは、ＡＰ１０が最初に割り当てた通信チャネルを指示するときだけでなく、ＡＰ１０が通信チャネル再構築を行なったときにも送信されるものである。
【００６５】
通信チャネル指示制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＡＰアドレス」、「ＳＴアドレス」、「通信チャネル番号」を有して構成される。
【００６６】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。
【００６７】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものであう。例えば、ここでは、通信チャネル指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝１」であるとする。
【００６８】
「ＡＰアドレス」は、ＡＰ１０のアドレス情報（例えば、ＭＡＣアドレス等）が設定されるものである。
【００６９】
「ＳＴアドレス」は、送信先のＳＴ２０のアドレス情報（例えば、ＭＡＣアドレス等）が設定されるものである。
【００７０】
「通信チャネル番号」は、ＡＰ１０が送信先のＳＴ２０に対して割り当てた１又は複数の通信チャネルの識別情報が設定されるものである。例えば、ＡＰ１０が送信先のＳＴ２０に対して通信チャネルＣＨ１を割り当てる場合、「１」が「通信チャネル番号」に設定される。
【００７１】
また、「通信チャネル番号」は、ＡＰ１０がスロット変更により通信チャネルを変更した場合に、その変更後の通信チャネル番号が設定される。
【００７２】
図７は、ＳＴ２０からＡＰ１０に対して送信される通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。
【００７３】
通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットは、通信チャネル指示制御パケットを受信したＳＴ２０がＡＰ１０に対して送信するものであり、通信チャネル指示制御パケットのＡＣＫパケットとして利用されるものである。
【００７４】
通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＳＴアドレス」、「ＡＰアドレス」を有して構成される。
【００７５】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信元のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、送信先のＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。
【００７６】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝２」であるとする。
【００７７】
図８は、電池残量確認指示制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。電池残量確認指示制御パケットは、ＡＰ１０がＳＴ２０に対して送信するものである。
【００７８】
電池残量確認指示制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＡＰアドレス」、「ＳＴアドレス」を有して構成される。
【００７９】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、ＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信先のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。
【００８０】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、電池残量確認指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝３」であるとする。
【００８１】
図９は、電池残量確認制御パケットのフォーマットを説明する説明図である。電池残量確認制御パケットは、電池残量確認指示制御パケットを受信したＳＴ２０からＡＰ１０に送信されるものであり、電池残量確認指示制御パケットのＡＣＫパケットとして利用されるものである。
【００８２】
電池残量確認制御パケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＳＴアドレス」、「ＡＰアドレス」、「電池残量」を有して構成される。
【００８３】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信元のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、送信先のＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。
【００８４】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、電池残量確認指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝４」であるとする。
【００８５】
「電池残量」は、自身のメモリ部２５に格納されている電池残量の情報が設定されるものである。上述したように、電源部２６の電池残量は、電池残量確認部２７により確認されたものである。
【００８６】
図１０は、ＳＴデータパケットのフォーマットを説明する説明図である。ＳＴデータパケットは、送信すべきデータを有するＳＴ２０がＡＰ１０に対してデータを送信する際に利用されるものである。
【００８７】
ＳＴパケットは、「制御フィールド」、「パケットタイプ」、「ＳＴアドレス」、「ＡＰアドレス」、「データ」から構成される。
【００８８】
「制御フィールド」は、一般の無線通信に必要な各種制御フィールドが設定されるものである。「ＳＴアドレス」は、送信元のＳＴ２０のアドレス情報が設定されるものである。「ＡＰアドレス」は、送信先のＡＰ１０のアドレス情報が設定されるものである。
【００８９】
「パケットタイプ」は、パケット種類を識別する番号が設定されるものである。例えば、ここでは、電池残量確認指示制御パケットのパケットタイプが「パケットタイプ＝５」であるとする。
【００９０】
「データ」は、ＳＴ２０が送信すべきデータが設定されるものである。例えば、ＳＴ２０が送信するデータとしては、外部装置４０から受け取ったデータ（例えば、センサデータ等）である。
【００９１】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、この実施形態のＡＰ１０における処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
【００９２】
（Ａ−２−１）通信手順
図１１は、この実施形態の無線通信システム１の構成例を示す図である。図１１に示すように、無線通信システム１は、１台のＡＰ１０と、６台のＳＴ２０−１〜２０−６とが無線通信を行なう場合を例示する。
【００９３】
図１２は、無線通信システム１における通信手順を説明する説明図である。
【００９４】
図１２において、無線通信システム１は、各ＳＴ２０が、間欠的に、データ送信を行なうものとする。例えば、図１２に示すように、無線通信システム１は、「準備期間」と「タスク実行中」のフェーズを繰り返し有しており、各ＳＴ２０は、「タスク実行中」のフェーズ期間に、指定された通信チャネルを利用してデータ送信を行なう。
【００９５】
また、ＡＰ１０は、「準備期間」、「タスク実行中」に、各ＳＴ２０から受信したパケットに基づいて通信チャネルの通信品質を測定し、最新の測定結果を管理している。
【００９６】
図１２において、まず、ＡＰ１０は、各ＳＴに対して、通信チャネルを割り当て、各ＳＴ２０に対して通信チャネルの指示を行なう（Ｓ１０１）。
【００９７】
このとき、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０に対して割り当てた通信チャネルの番号を乗せた通信チャネル指示制御パケットを、各ＳＴ２０に送信する。一方、各ＳＴ２０は、通信チャネル指示制御パケットを受信し、指示された通信チャネルを設定する。ここで、通信チャネル指示制御パケットが正常に受信された場合、各ＳＴ２０は、確認応答として通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットをＡＰ１０に返信する。
【００９８】
また、この「準備期間」のフェーズにおいて、ＡＰ１０は、電池残量確認指示制御パケットを各ＳＴ２０に送信する。そして、各ＳＴ２０は、自身の電池残量値を含む電池残量確認制御パケットをＡＰ１０に返信する。
【００９９】
ＡＰ１０では、各ＳＴ２０から電池残量確認制御パケットを受信すると、各ＳＴ２０の電池残量値をメモリ部１５に記憶する。
【０１００】
なお、各ＳＴ２０では、電池残量確認部２７が、最新の電源部２６である電池の残量をメモリ部２５に格納している。従って、電池残量確認制御パケットによりＡＰ１０に通知される電池残量値は、最新のものである。これにより、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の最新の電池残量を認識することができる。
【０１０１】
各ＳＴ２０では、ＡＰ１０から指示された通信チャネルを利用して、ＳＴデータパケットでデータ送信を開始する（Ｓ１０２）。
【０１０２】
ここで、各ＳＴ２０は、ＳＴデータパケットを連続的に送信する。また、ＡＰ１０から指示された送信電力値に基づいて、各ＳＴ２０はデータ送信する。
【０１０３】
なお、ＳＴデータパケットの連続送信数や送信間隔は、特に限定されるものではなく、予め各ＳＴ２０で設定された送信数、送信間隔とすることができる。また、通信チャネル指示制御パケットに送信数や送信間隔が設定できるようにし、各ＳＴ２０に通知するようにしてもよい。
【０１０４】
ＡＰ１０は、「タスク実行中」のフェーズで、各ＳＴ２０からＳＴデータパケットを受信すると、ＳＴデータパケット受信時の通信品質値を測定し、その測定結果をＳＴ２０毎に通信品質管理テーブル１５１に格納する。
【０１０５】
ここで、ＡＰ１０は、例えば、各ＳＴ２０からのＳＴデータパケットの受信成功率や受信強度等に基づいて通信品質値を測定するようにしてもよい。
【０１０６】
また、通信品質管理テーブル１５１は、ＳＴデータパケットが到達するたびに、当該ＳＴデータパケットの通信品質値を次々と更新する。これにより、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０との間の最新の通信品質を保持、確認することができる。
【０１０７】
ＡＰ１０は、通信品質管理テーブル１５１を利用して、全てのＳＴ２０が利用している通信チャネルの通信品質を確認し、システム全体の通信品質を上げるために良好な通信チャネルをＳＴ２０毎に決定する。
【０１０８】
そして、通信チャネルの変更が必要な場合、ＡＰ１０は、変更後の通信チャネル番号を含む通信チャネル指示制御パケットを各ＳＴ２０に送信して通信チャネルの変更を指示する。各ＳＴ２０は、通信チャネル指示制御パケットで指示された通信チャネルを設定し、通信チャネル指示ＡＣＫ制御パケットをＡＰ１０に返信する（Ｓ１０３）。例えば、図１２のＳ１０３では、ＡＰ１０が、ＳＴ２０−２及びＳＴ２０−６に対して通信チャネルの変更を指示した場合を例示する。
【０１０９】
ここで、通信チャネルの決定方法は、各周波数チャネルに収容することができるＳＴの数には限りがあるので、システム全体で通信品質を上げるために良好な通信チャネルを決定することができれば、種々のアルゴリズムを広く適用することができる。
【０１１０】
その後、各ＳＴ２０は、指示された通信チャネルを利用して、ＳＴデータパケットでデータ送信を行なう（Ｓ１０４）。例えば、ＳＴ２０−２及びＳＴ２０−６は、通信チャネルの変更指示を受けたので、その後は、変更後の通信チャネルを用いてデータ送信を行なう。
【０１１１】
（Ａ−２−２）通信チャネル再構築処理
次に、ＡＰ１０による通信チャネル再構築処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
【０１１２】
例えば、ＩＣＴ機器では装置を利用しない期間がある。ＩＣＴ機器内にある各ＳＴ２０は、その期間にＳＴデータパケットの送信を行なわない。そこで、ＡＰ１０は、上記のようなＳＴデータパケットを送信しない期間（非送信期間）をメンテナンス期間として、通信チャネル再構築処理を行なう。
【０１１３】
ＡＰ１０が行なう通信チャネル再構築処理として、各通信チャネルの時間領域方向にスロットを拡張する「占有時間拡張処理」、同一時間領域の周波数帯域方向にスロットを拡張する「占有帯域幅拡張処理」、ＳＴ２０に割り当てたある通信チャネルのスロット位置を時間軸上で変更する「スロット位置変更処理」がある。
【０１１４】
この通信チャネル再構築処理により、各ＳＴ２０に割り当てる通信チャネルが変更すると、ＡＰ１０は、通信チャネル指示制御パケットを用いて、各ＳＴ２０に対して通信チャネルの変更を指示する。
【０１１５】
以下では、通信チャネル再構築処理である「占有時間拡張処理」、「占有帯域幅拡張処理」、「スロット位置変更処理」を順に説明する。
【０１１６】
まず、占有時間を拡張する処理を説明する。図１３は、占有時間拡張処理を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１３において、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０が利用する通信チャネルを決定する（Ｓ２０１）。
【０１１８】
各ＳＴ１０に割り当てる通信チャネルの割り当て方法は、上述したように種々の方法を適用することができるが、例えば次に示すような方法を適用することができる。
【０１１９】
例えば、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の通信チャネル毎の通信品質値を測定し、その測定結果を通信品質管理テーブル１５１に格納する。通信品質管理テーブル１５１には、最新の通信品質の情報が格納されるようにする。ＡＰ１０は、通信品質管理テーブル１５１に格納される各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質の情報に基づいて、各ＳＴ２０との間の無線通信の通信品質が良好となる通信チャネルを評価する。
【０１２０】
ここで、各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質の評価は、ある通信チャネルでしか通信品質が高くならないＳＴ２０がある場合、そのＳＴ２０から優先的に通信チャネルを割り当てるための評価を行なう。すなわち、ある通信チャネルを利用するときは通信品質が良好であるが、それ以外の通信チャネルを利用すると通信品質が劣るＳＴ２０がある場合には、そのＳＴ２０から優先的に通信チャネルを割り当てるための評価値を求める。
【０１２１】
そして、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の通信品質の評価の高い順に、各ＳＴ２０が利用する通信チャネルを決定し、各ＳＴ２０の通信チャネルをＳＴ管理テーブル１５２に格納する。
【０１２２】
図１４は、通信品質管理テーブル１５１の構成を説明する説明図である。図１４に示すように、通信品質管理テーブル１５１は、「ＳＴ名」、各通信チャネルの「通信品質値」を項目として有する。
【０１２３】
「ＳＴ名」は、各ＳＴ２０の識別番号である。図１４において、例えば「ＳＴ１」はＳＴ２０−１を識別する識別情報である。
【０１２４】
「通信品質値」は、各ＳＴ２０が利用した各通信チャネルを用いて通信したときのＡＰ１０における通信品質の情報を示す。図１４において、通信品質値は、通信品質の値を０〜１００の数値で示し、１００が最も通信品質が良いものとする。通信品質値は、例えば、ＳＴ２０から連続送信されたパケットを正常に受信できたパケット数や、ＡＰ１０における受信電力値等に基づいて、ＡＰ１０が生成する。
【０１２５】
図１５は、ＳＴ管理テーブル１５２の構成を説明する説明図である。図１５に示すように、ＳＴ管理テーブル１５２は、「ＳＴ名」、「通信チャネル」、「通信品質値」を項目とする。なお、図１５には、図示しないが、各ＳＴ２０が送信する送信電力値を項目としてもよい。
【０１２６】
「ＳＴ名」は、各ＳＴ２０の識別番号が設定される。「通信チャネル」は、ＡＰ１０が決定した各ＳＴ２０が利用する通信チャネルの番号が設定される。「通信品質値」は、各ＳＴ２０が各通信チャネルを利用したときの通信品質値が設定される。
【０１２７】
ＡＰ１０は、図１５に例示するＳＴ管理テーブル１５２を保持し、また図１に例示するように、各ＳＴ２０−１〜２０−６のスロットを管理している。
【０１２８】
図１において、無線通信システム１は、５個の周波数チャネルＣＨ１〜ＣＨ５を備え、各周波数チャネルについて第１スロット〜第４スロットが１サイクルとして区分されているものとする。
【０１２９】
また、図１において、ＳＴ２０−１は「ＣＨ５」の「第１スロット」、ＳＴ２０−２は「ＣＨ５」の「第２スロット」、ＳＴ２０−３は「ＣＨ５」の「第３スロット」、ＳＴ２０−４は「ＣＨ２」の「第１スロット」、ＳＴ２０−５は「ＣＨ１」の「第３スロット」、ＳＴ２０−６は「ＣＨ４」の「第２スロット」が割り当てられているものとする。
【０１３０】
次に、ＡＰ１０は、全ての周波数帯域のそれぞれについて、空いているスロット位置があるか否かを判断する（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。そして、空いているスロット位置がある場合、ＡＰ１０は処理をＳ２０４に移行し、空いているスロット位置がない場合、ＡＰ１０は処理をＳ２０９に移行する。
【０１３１】
例えば、図１の「ＣＨ１」については、ＡＰ１０は、空きスロットとして、「第１スロット」、「第２スロット」、「第４スロット」を検索する。他の通信チャネルについても同様に、ＡＰ１０は空きスロットを検索する。
【０１３２】
Ｓ２０４では、ＡＰ１０が、各ＳＴ２０の各通信チャネルの通信品質と各ＳＴ２０の電池残量値とを考慮して、各ＳＴ２０の順位付けを行なう（Ｓ２０４）。
【０１３３】
図１６は、各ＳＴ２０の最新の電池残量値を記憶するテーブルである。図１６において、「電池残量値」は、各ＳＴ２０から取得した電池残量値を示している。ここでは、説明便宜上、電池残量値を０〜１００の数値で示しており、１００は電池残量が最も多いものとしているが、ＳＴ２０の電池残量値そのものであってもよい。
【０１３４】
例えば、ＡＰ１０は、図１６に示す各ＳＴ２０の電池残量値のテーブルと、図１５に示すＳＴ管理テーブル１５２とに基づいて、通信品質値の高いものから順にＳＴ２０の順位付けを行なう。
【０１３５】
なお、ここでは、各ＳＴ２０に割り当てられた通信チャネルの通信品質値の高いものから順に順位付けを行なう場合を例示するが、各ＳＴ２０の電池残量値が多いものから順に順位付けを行なうようにしてもよい。また別の方法として、各ＳＴの通信チャネルの通信品質値及び電池残量値を用いて、所定の演算式に従って所定の評価値を求め、その評価値に基づいて順位付けを行なうようにしてもよい。
【０１３６】
図１７は、順位付け後の並び替えたテーブルである。図１７に示すように、順位付け後のテーブルは、「ＳＴ名」、「通信品質値」、「通信チャネル」、「電池残量値」を対応付けて、各ＳＴ２０の通信チャネルの通信品質値が高いものから順に並び替えたものである。
【０１３７】
ＡＰ１０は、順位付けしたＳＴ２０のうち最も高い順位のＳＴ２０から順位全てのＳＴの通信チャネルを確認し、各ＳＴ２０の各通信チャネルの通信品質値と各ＳＴ２０の電池残量値とを考慮しながら、各通信チャネルの時間領域方向について空いているスロットがあれば占有時間を拡張し（Ｓ２０５、Ｓ２０６、Ｓ２０７、Ｓ２０８）、そうでないときは、Ｓ２０９に移行する。
【０１３８】
図１８は、占有時間拡張処理を説明する説明図である。
【０１３９】
例えば、図１７において、最も順位が高いのは「ＳＴ５」であるから、ＡＰ１０は「ＳＴ５」の通信チャネル及びスロットを確認する。
【０１４０】
図１において、「ＳＴ５」は「通信チャネル：ＣＨ１」を利用している。「ＣＨ１」は「ＳＴ５」のみが利用しているので、「ＳＴ５」が「ＣＨ１」の全てのスロットを占有して送信することができる。つまり、１サイクルが４スロットであるから、「ＳＴ５」は最大で４個のスロットを利用して送信することができる。
【０１４１】
このとき、スロット数を増やすと、一般的にデータ送信に係る消費電力も大きくなる。そこで、ＡＰ１０は、当該ＳＴ２０の電池残量値を考慮して、占有時間（すなわちスロット数）を決定する。
【０１４２】
例えば、ＡＰ１０は、１スロット当たりのパケット送信に係る消費電力値を保持しておく。そして、ＡＰ１０は、図１７に示す「ＳＴ５」の電池残量値から、増加させるスロット数に応じた消費電力値を差し引き、占有時間拡張後の「ＳＴ５」の電池残量値を予測する。そして、占有時間拡張後の「ＳＴ５」の電池残量値が所定値以下とならないようにして、「ＳＴ５」のスロット数を決定するようにしてもよい。例えば、図１８の例の場合、「ＳＴ５」には３スロットとする場合を示す。
【０１４３】
ここで、占有時間拡張において、ＳＴ２０に割り当てるスロット数を増やすと、当該ＳＴは長い時間連続してパケットを送信することになるので、当該ＳＴは、スロットの占有時間に応じて誤り訂正の強度を強くするようにする。例えば、図１８の例の場合、「ＳＴ５」は、スロットの占有時間が３倍となったので、誤り訂正の強度も３倍となるようにする。これにより、通信品質を良好にすることができる。
【０１４４】
このように、各通信チャネルにある空きスロットをＳＴ２０に割り当てるようにして、空きスロット数が減少するように、ＡＰ１０はスロットの再構築を行なう。
【０１４５】
次に、占有周波数を拡張する処理を説明する。図１９は、占有時周波数拡張処理を示すフローチャートである。図２０は、占有周波数拡張処理を説明する説明図である。
【０１４６】
図１９において、ＡＰ１０は、全てのＳＴ２０について占有時間拡張処理を行なった後に、同一時間領域における各通信チャネルの周波数帯域方向にスロットを拡張する占有周波数拡張処理を行なう。
【０１４７】
まず、ＡＰ１０は、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第１スロットにおいて、空いているスロットがあるか否かを判断する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。
【０１４８】
例えば、図２０は、説明便宜上、図１８の状態から占有周波数拡張処理を行なう場合を示す。図１８において、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第１スロットでは、「ＣＨ１」、「ＣＨ３」、「ＣＨ４」が空きスロットである。
【０１４９】
ＡＰ１０は、空きスロットの周波数チャネル方向に隣接するＳＴ２０が割り当てられているか否かを判断し、予め設定された閾値を用いて、その隣接するＳＴ２０の電池残量値が十分ある否かを判断する（Ｓ３０３）。そして、電池残量値が十分ある場合、当該ＳＴの占有周波数帯域を拡張し（Ｓ３０５）、そうでない場合、処理をＳ３０５に移行する。
【０１５０】
例えば、図１８において、第１スロットについて、空きスロット「ＣＨ１」、「ＣＨ３」、「ＣＨ４」に隣接するＳＴ２０として、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」が「ＣＨ２」を利用し、「ＳＴ１」が「ＣＨ５」を利用していることを検索する。
【０１５１】
ＡＰ１０は、図１７に示す各ＳＴ２０の電池残量値を参照して、第１スロットにおける「ＳＴ４」と「ＳＴ１」の電池残量値を確認する。例えば、閾値が「５０」と設定すると、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」の電池残量値「７０」は閾値を越えるので十分であると判断するが、「ＳＴ１」の電池残量値「２０」は閾値以下であると判断する。従って、この場合、ＡＰ１０は「ＳＴ４」に注目して占有周波数帯域を拡張する。
【０１５２】
この場合も、スロット数を増やすと、一般的にデータ送信に係る消費電力も大きくなるので、ＡＰ１０は、当該ＳＴ２０の電池残量値を考慮して、占有時間（すなわちスロット数）を決定する。
【０１５３】
例えば、ＡＰ１０は、１スロット当たりのパケット送信に係る消費電力値を保持しておく。そして、ＡＰ１０は、図１７に示す「ＳＴ４」の電池残量値から、増加させるスロット数に応じた消費電力値を差し引き、占有時間拡張後の「ＳＴ４」の電池残量値を予測する。そして、占有時間拡張後の「ＳＴ４」の電池残量値が所定値以下とならないようにして、「ＳＴ４」のスロット数を決定するようにしてもよい。例えば、図２０の例の場合、「ＳＴ４」には３スロットとする場合を示す。
【０１５４】
また、占有周波数帯域拡張において、ＳＴ２０に割り当てるスロット数を増やすと、パケットの伝送速度を速くすることができる。占有時間が変わっていなくても、高速通信が可能となり、より長いパケットを送信することができるので、当該ＳＴ２０は、誤り訂正の強度を強くするようにする。
【０１５５】
ここで、占有周波数帯域拡張処理において、ＡＰ１０は、各ＳＴ２０の通信品質を考慮する。例えば、ＡＰ１０は、図１４の通信品質管理テーブル１５１を参照し、「ＳＴ４」の各通信チャネルの通信品質を確認すると、「ＳＴ４」は、「ＣＨ１」〜「ＣＨ３」を利用するときの通信品質は良好であるが（例えば、通信品質値「７０」以上が良好とする）、それ以外の「ＣＨ４」、「ＣＨ５」を利用するときの通信品質は悪い。このような場合、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」の電池残量値が多い場合でも、「ＳＴ４」について「ＣＨ４」、「ＣＨ５」まで占有周波数帯域の拡張を行なわないようにすることができる。なぜなら、「ＳＴ４」について占有周波数帯域を拡張すると、システム全体としての通信品質が悪くなるからである。
【０１５６】
また、占有周波数帯域の拡張の仕方として、図２０の例では、ＡＰ１０が、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」が連続するスロットの周波数帯域を拡張する場合を例示しているが、ＡＰ１０は、「ＳＴ４」の通信チャネルの通信品質値を考慮して、不連続のスロットの周波数帯域を拡張するようにしてもよい。
【０１５７】
その後、ＡＰ１０は、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の周波数帯域方向の第２スロット〜第４スロットについても順に行なう。これは、１サイクルが４スロットであるため、ＡＰ１０は、１サイクルを形成する、各通信チャネルの分割時間領域について繰り返し行なう。
【０１５８】
次に、スロット位置の変更処理を説明する。図２１は、スロット位置の変更処理を示すフローチャートである。図２２は、スロット位置の変更処理を説明する説明図である。
【０１５９】
図２１において、ＡＰ１０は、各通信チャネルの周波数帯域方向の占有周波数帯域拡張処理を行なった後に、各通信チャネルの周波数帯域方向のスロット位置の変更処理を行なう。
【０１６０】
まず、ＡＰ１０は、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の周波数帯域方向のスロットについて、全てのスロット位置が空いているものがあるか否かを判断する（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。周波数帯域方向のスロットのすべてが空いている場合、処理をＳ４０３に移行し、そうでない場合、処理をＳ４０５に移行して終了する。
【０１６１】
例えば、図２２は、説明便宜上、図１の状態から占有周波数拡張処理を行なう場合を示す。図１において、各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第１〜第３スロットは、いずれかのＳＴ２０に対して割り当てられているが、第４スロットについては、いずれの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５もＳＴ２０が割り当てられていない。そこで、ＡＰ１０は第４スロットに注目する。
【０１６２】
次に、ＡＰ１０は、他のスロット位置を時間軸方向に移動することができるものがあるか否かを判断する（Ｓ４０３）。そして、時間軸方向に移動することができるものがある場合、ＡＰ１０は、当該ＳＴ２０のスロットを時間軸方向に移動する（Ｓ４０４）。時間軸方向に移動できるスロットがない場合、Ｓ４０５に移行し、処理を終了する。
【０１６３】
例えば、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の第４スロットについて、ＡＰ１０は「ＳＴ６」に注目する。「ＣＨ４」は「ＳＴ６」しか利用していない。この場合、占有時間の拡張も可能であるが、図１６に示すように「ＳＴ６」の電池残量値は「５０」であり、占有時間を拡張すると消費電力が大きくなるため、占有期間の拡張ができない。
【０１６４】
第４スロットの時間領域では、いずれのＳＴ２０も通信チャネルを利用していないため、他の無線ＬＡＮの機器に割り込まれてしまう可能性が高くなる。
【０１６５】
そこで、ＡＰ１０は、「ＳＴ６」のスロットの位置（「ＣＨ４」の第２スロット）だけを、時間軸方向に移動して、第４スロットの位置になるように変更する。
【０１６６】
これにより、「ＳＴ６」が第４スロットのタイミングでデータ送信することができるようになるため、他の無線ＬＡＮによるキャリアセンスにより割り込まれる可能性が低くなる。「ＳＴ６」のスロット位置の移動により、もともと利用していたスロットは空くことになるが、第２スロットにおける隣接チャネルのスロットには「ＳＴ２」が送信するため、送信しない時間帯をなくすることができ、他の無線ＬＡＮの機器によるキャリアセンスによる電力の検知に反応するため、割り込みの可能は低くなる。
【０１６７】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、ＡＰが、各ＳＴの通信品質および電池残量を考慮しながら、「占有時間の拡大」、「占有周波数帯域の拡大」、「スロット位置の変更」の順で、空いているスロットを埋めていく、あるいはスロット位置を変更していくことにより、スロットの空き時間が全体的に減少し、無線ＬＡＮのキャリアセンスによる空き時間の割り込みが減少するため、干渉による影響を低減することができる。
【０１６８】
（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）上述した実施形態では、例えばＩＣＴ機器内に複数のＳＴが配置された集中制御型の無線通信システムに適用する場合を例示したが、集中制御型の無線通信システムであれば、ＳＴがＩＣＴ機器内に配置されていない無線通信システムにも適用することができる。
【０１６９】
（Ｂ−２）上述した実施形態の無線通信システムは、周波数領域及び時間領域を分割したスロットを各ＳＴに割り当てる通信方式（ＦＴＤＭＡ方式）を採用した場合を例示したが、既存の無線ＬＡＮと同様に、周波数領域だけで分割し、各通信チャネルを１又は複数のＳＴに割り当てるようにしてもよい。
【０１７０】
（Ｂ−３）上述した実施形態では、ＳＴがＡＰと通信するものとして説明したが、ＳＴ自体をアクセスポイントとして機能させてもよい。また、ＡＰが、ＳＴとして機能するようにしてもよい。
【０１７１】
（Ｂ−４）上述した実施形態において、各ＳＴの電源部は電池である場合を想定した。しかし、ＳＴの電源部をＡＣアダプタとしてもよく、その場合の電池残量値は最も大きい値としてＡＰは管理するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
１…無線通信システム、
１０…無線アクセスポイント装置（ＡＰ）、
１１…送信部、１２…受信部、１３…送受信制御部、
１４…チャネル制御部、１５…メモリ部、
１５１…通信品質管理テーブル、１５２…ＳＴ管理テーブル、
１６…電源部、１７…外部インタフェース部、
２０（２０−１〜２０−６）…無線通信装置（ＳＴ）、
２１…送信部、２２…受信部、２３…送受信制御部、
２３１…送信電力制御部、２４…チャネル制御部、２５…メモリ部、
２６…電源部、２７…電池残量確認部、２８…外部インタフェース部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に上記送信区域を割り当てる送信区域割当手段と、
それぞれ割り当てられた上記送信区域の周波数帯域を利用して上記各無線通信装置が無線通信した受信信号に基づいて、上記各無線通信装置からの通信品質値を管理する通信品質管理手段と、
上記通信品質管理手段の上記各無線通信装置の通信品質値に基づいて、上記各無線通信装置に割り当てた上記送信区域の割当構成を再構築する送信区域割当再構築手段と
を備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置。
【請求項２】
上記複数の無線通信装置における供給電力残量値を上記各無線通信装置から取得する供給電力残量値取得手段を備え、
上記送信区域割当再構築手段が、上記各無線通信装置の供給電力残量値に基づいて、上記送信区域の割当構成を再構築するものであることを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項３】
上記送信区域割当再構築手段が、上記通信品質値及び上記供給電力残量値が所定値以上の上記無線通信装置の上記送信区域と同一周波数帯域について、割り当てられていない空き送信区域がある場合、当該無線通信装置の上記送信区域を時間軸方向に拡張することを特徴とする請求項２に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項４】
上記送信区域割当再構築手段が、上記通信品質値及び上記供給電力残量値が所定値以上の上記無線通信装置の上記送信区域と、同一時間領域の周波数帯域方向に、上記空き送信区域がある場合、当該無線通信装置の上記送信区域を周波数帯域方向に拡張することを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項５】
上記送信区域割当再構築手段が、分割した時間領域の周波数帯域方向に、いずれの上記無線通信装置にも割り当てていない空き送信区域がある場合、上記複数の周波数帯域の送信区域のうち移動可能な送信区域を、当該時間領域に移動させることを特徴とする請求項４に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項６】
上記送信区域割当再構築手段が、複数の無線通信装置の通信品質及び電池残量に基づき、占有時間の拡張、周波数帯域方向の拡張、上位送信区域の位置の移動の順で、空き送信区域を割り当てるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項７】
複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に上記送信区域を割り当てる無線アクセスポイント装置と無線通信する無線通信装置において、
上記無線アクセスポイント装置により割り当てられた上記送信区間に指示された通信チャネルを用いてデータ通信を行なうデータ通信手段を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
複数の無線通信装置と、１又は複数の無線アクセスポイント装置とを備える無線通信システムにおいて、
上記各無線アクセスポイント装置が、請求項１〜６のいずれかに記載の無線アクセスポイント装置に相当するものであり、
上記各無線通信装置が、請求項７に記載の無線通信装置に相当するものである
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に上記送信区域を割り当てる送信区域割当手段と、
それぞれ割り当てられた上記送信区域の周波数帯域を利用して上記各無線通信装置が無線通信した受信信号に基づいて、上記各無線通信装置からの通信品質値を管理する通信品質管理手段と、
上記通信品質管理手段の上記各無線通信装置の通信品質値に基づいて、上記各無線通信装置に割り当てた上記送信区域の割当構成を再構築する送信区域割当再構築手段と
を備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置。
【請求項２】
上記複数の無線通信装置における供給電力残量値を上記各無線通信装置から取得する供給電力残量値取得手段を備え、
上記送信区域割当再構築手段が、上記各無線通信装置の供給電力残量値に基づいて、上記送信区域の割当構成を再構築するものであることを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項３】
上記送信区域割当再構築手段が、上記通信品質値及び上記供給電力残量値が所定値以上の上記無線通信装置の上記送信区域と同一周波数帯域について、割り当てられていない空き送信区域がある場合、当該無線通信装置の上記送信区域を時間軸方向に拡張することを特徴とする請求項２に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項４】
上記送信区域割当再構築手段が、上記通信品質値及び上記供給電力残量値が所定値以上の上記無線通信装置の上記送信区域と、同一時間領域の周波数帯域方向に、上記空き送信区域がある場合、当該無線通信装置の上記送信区域を周波数帯域方向に拡張することを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項５】
上記送信区域割当再構築手段が、分割した時間領域の周波数帯域方向に、いずれの上記無線通信装置にも割り当てていない空き送信区域がある場合、上記複数の周波数帯域の送信区域のうち移動可能な送信区域を、当該時間領域に移動させることを特徴とする請求項４に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項６】
上記送信区域割当再構築手段が、複数の無線通信装置の通信品質及び電池残量に基づき、占有時間の拡張、周波数帯域方向の拡張、上位送信区域の位置の移動の順で、空き送信区域を割り当てるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項７】
複数の周波数帯域のそれぞれを時分割して送信区域を形成し、複数の無線通信装置に上記送信区域を割り当てる無線アクセスポイント装置と無線通信する無線通信装置において、
上記無線アクセスポイント装置により割り当てられた上記送信区間に指示された通信チャネルを用いてデータ通信を行なうデータ通信手段を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
複数の無線通信装置と、１又は複数の無線アクセスポイント装置とを備える無線通信システムにおいて、
上記各無線アクセスポイント装置が、請求項１〜６のいずれかに記載の無線アクセスポイント装置に相当するものであり、
上記各無線通信装置が、請求項７に記載の無線通信装置に相当するものである
ことを特徴とする無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−４６２４１（Ｐ２０１３−４６２４１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２８２２（Ｐ２０１１−１８２８２２）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度総務省「ＩＣＴ機器内ハーネスのワイヤレス化の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度総務省「ＩＣＴ機器内ハーネスのワイヤレス化の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
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