JP2004228926A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ランダム・アクセスを行なう通信端末同士がネットワークを跨いで干渉し合うことなく適当な無線アドホック・ネットワークを形成する。
【解決手段】無線通信装置は、所定の方法で周囲の無線通信装置の存在を把握し、新たな無線通信装置が存在した場合に、その無線通信装置との間で認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を近隣接続リストに登録し、認証が得られない場合には近隣非接続リストに登録することで、同一空間に存在する無線通信装置の中から互いに干渉し合うことなく無線アドホック・ネットワークを構築することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、端末同士が非同期で直接通信を行なうことにより無線ネットワークが運営される無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、制御局となる装置を特に配置せずにアドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信により無線ネットワークが構築される無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、複数のアドホック・ネットワークが隣接するような通信環境下において、ランダム・アクセスを行なう通信端末同士がネットワークを跨いで干渉し合うことなく適当な無線ネットワークを形成する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。
【０００４】
近年では、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なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の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。
【０００５】
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ために、エリア内に「アクセス・ポイント」と呼ばれる制御局となる装置を１台設けて、この制御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が一般的に用いられている。
【０００６】
アクセス・ポイントを配置した無線ネットワークでは、ある通信装置から情報伝送を行なう場合に、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約して、他の通信装置における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約に基づくアクセス制御方法が広く採用されている。すなわち、アクセス・ポイントを配置することによって、無線ネットワーク内の通信装置が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。
【０００７】
ところが、アクセス・ポイントが存在する無線通信システムで、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合には、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。
【０００８】
これに対し、無線ネットワークを構成する他の方法として、端末同士が直接非同期的に無線通信を行なう「アドホック（Ａｄ−ｈｏｃ）通信」が考案されている。とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構成される小規模無線ネットワークにおいては、特定のアクセス・ポイントを利用せずに、任意の端末同士が直接非同期の無線通信を行なうことができるアドホック通信が適当であると思料される。
【０００９】
他方、最近では、「ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）通信」と呼ばれる、きわめて微弱なインパルス列に情報を載せて無線通信を行なう方式が、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして注目され、その実用化が期待されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【００１０】
ＵＷＢ伝送方式には、ＤＳの情報信号の拡散速度を極限まで高くしたＤＳ−ＵＷＢ方式と、数１００ピコ秒程度の非常に短い周期のインパルス信号列を用いて情報信号を構成して、この信号列の送受信を行なうインパルス−ＵＷＢ方式の２種類がある。どちらの方式も例えば３ＧＨｚから１０ＧＨｚという超高帯域な周波数帯域に拡散して送受信を行なうことにより高速データ伝送を実現する。その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数（例えば１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）で割った値がほぼ１になるようなＧＨｚオーダの帯域であり、いわゆるＷ−ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００方式、並びにＳＳ（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）やＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いた無線ＬＡＮにおいて通常使用される帯域幅と比較しても超広帯域なものとなっている。
【００１１】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３の標準化作業において、例えばウルトラワイドバンド無線通信を行なう無線通信装置の間でピコネットを形成して通信を行なう方法が規格化されつつある。
【００１２】
ところで、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの情報機器が普及し、オフィス内に多数の機器が混在するとともに、各機器どうしが無線ネットワークで接続されているような通信環境を考察した場合、２以上の無線ネットワークが狭い作業環境にひしめき、互いの通信可能範囲が重なり合うという状況が想定される。
【００１３】
このような無線通信環境下では、１つの無線ネットワークがある周波数チャネルを利用するとともに、他の無線ネットワークが異なる周波数チャネルを利用することによって、互いに空間的な重なり合ってもネットワークが共存することが可能である。
【００１４】
ところが、無線アドホック・ネットワーク・システムでは、同じ周波数チャネル内に自己と通信可能な範囲（距離）にある他の無線通信装置との間で簡易に（すなわち、制御局の介在なしに）ネットワークを形成するため、周波数チャネルの相違による共存は困難である。例えば、無線アドホック・ネットワークを所定の空間的な範囲内で展開しようとする場合、隣接する無線アドホック・ネットワークと重なり合う領域に設置された無線通信装置は、他のアドホック・ネットワークに組み込まれた無線通信装置と通信を行なうことができる。このため、無線通信装置は、自己のネットワーク外の無線通信装置と不要な認証処理を繰り返し実行するという可能性がある。
【００１５】
また、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして期待されているＵＷＢ伝送方式（前述）は、送信データを極めて広い周波数帯に拡散することにより高速データ伝送を行なうため、隣接する無線通信ネットワークと競合してしまう可能性が高く、周波数チャネルの相違による共存は困難である。
【００１６】
あるいは、複数の無線ネットワークが１つの周波数チャネル内を時分割多重して利用することによって、互いに空間的な重なり合ってもネットワークが共存することが可能である。
【００１７】
例えば、複数の無線通信装置をグループ化し、各グループで代表無線通信端末を設け、代表無線通信端末がグループ内で使用する時間を指定し、ビーコン信号を送信してグループ内の他の端末並びに隣接する他のグループの代表無線通信端末に通知するという通信システムが考えられる（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【００１８】
しかしながら、このように代表無線通信端末がグループ内で使用する時間を指定する方法を用いる場合、あらかじめグループ内の代表無線通信端末を指定し、それをグループ内にあるすべての無線通信端末に通知しておかなければならないという問題がある。このため、各無線通信端末が互いに対等に動作し、通信範囲内にある端末同士が非同期で直接接続を行なうというアドホック・ネットワークに適用することはできない。
【００１９】
また、隣接するエリアに他のグループが近づいてきた場合に、周辺に存在するグループ同士で同期関係を得るための処理が必要とされていたため、多数のグループが存在する環境では動作が煩雑になるという問題がある。
【００２０】
他方、伝送フレームを複数のスロットに分割し、このうち少なくとも１つを制御スロットに割り当てることにより、ネットワークの状態や伝送する情報の内容に適した情報の伝送を行なうようにするネットワーク・システムについて提案されている（例えば、特許文献２を参照のこと）。各端末局は干渉を受けている伝送スロットを制御局に報告して、制御局がその伝送スロットを避けて利用する。
【００２１】
しかしながら、この場合も、各ネットワークに特定の制御局を設け、制御局の介在によりネットワーク間で同期が取れていなければ、スロットを避けて継続的に利用することができない。言い換えれば、特定の制御局を設けないアドホック・ネットワーク・システムに適用することはできない。
【００２２】
また、上述したＵＷＢ伝送方式の場合、利用されるインパルス信号列は、特定の周波数キャリアを持たないので、キャリア・センスを行なうのが難しい。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１５．３のＰＨＹ層としてＵＷＢ無線通信方式を適用した場合、特定のキャリア信号が存在しないことから、同セクションで規格化されたキャリア・センスを利用してアクセス制御を行なうことができず、時分割多重方式によるアクセス制御に頼る他ないとされている。
【００２３】
ＩＥＥＥ８０２．１５．３における規格では、時分割多重処理の工夫によって、近隣のピコネットを共存させるメカニズムが提案されている。ＩＥＥＥ８０２．１５．３における規格として、例えば、複数のネットワークで同期をとって時分割多重化する構成が想定されている（例えば、非特許文献２を参照のこと）。
【００２４】
この場合、各無線ネットワークは、制御局（コーディネータ）によって所定の伝送フレーム周期毎に帯域割当てが行われる。そして、ネットワークの制御局は、他のネットワークのビーコン情報を受信すると、これを復号し、そこに記載された帯域割当て情報に基づいて、その帯域割当て領域（時間領域）を自らのネットワークにおける未使用領域として設定する。さらに、他のネットワークで利用されている帯域割当て領域（時間領域）を排除して、自らのネットワークで利用する帯域割り当て領域（時間領域）を再設定することができる。この結果、各無線ネットワークは、互いに対等にネットワーク動作を行ないながら、他のネットワークとの衝突を回避して、同じ周波数チャネル上での共存を実現することができる。
【００２５】
しかしながら、この場合も、同一周波数チャネル上にネットワークが共存するため、各ネットワーク間で時間的な同期がとられている必要がある。すなわち、制御局の介在によりネットワーク間で同期が取れていなければシステムを運営することができないことから、特定の制御局を設けないアドホック・ネットワーク・システムに適用することはできない。
【００２６】
【特許文献１】
特開２０００−１６５９３０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９９６７０号公報
【非特許文献１】
日経エレクトロニクス２００２年３月１１日号「産声を上げる無線の革命児Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ」 Ｐ．５５−６６
【非特許文献２】
特願２００２−１１５０６３号
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、端末同士が非同期で直接通信を行なうことにより無線ネットワークが好適に運営される、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２８】
本発明のさらなる目的は、制御局となる装置を特に配置せずにアドホック通信により構築される複数の無線ネットワークが好適に共存することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２９】
本発明のさらなる目的は、複数のアドホック・ネットワークが隣接するような通信環境下において、ランダム・アクセスを行なう通信端末同士がネットワークを跨いで干渉し合うことなく適当な無線ネットワークを形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、複数の無線ネットワークが隣接し通信可能な範囲が重なり合う無線通信システムであって、
各無線通信装置は、自己が接続を行なう通信装置を登録する接続リストと、逆に接続を行なわない通信装置を登録する非接続リストを備え、
無線通信装置は、所定の方法で周囲の無線通信装置の存在を把握し、新たな無線通信装置が存在した場合に、その無線通信装置との間で認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を接続リストに登録し、認証が得られない場合には非接続リストに登録する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００３１】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００３２】
また、ここで扱われる無線通信環境では、制御局となる装置を特に配置せずにアドホック通信により各無線通信装置が非同期的に直接通信を行なう無線アドホック・ネットワークが隣接している。
【００３３】
本発明の第１の側面に係る無線通信システムでは、１つの周波数チャネル内を時分割多重して無線アドホック・ネットワーク・システムを構築するために、そのネットワークを構築する無線通信装置の間で、所定の認証手順によって通信が許可された無線通信装置同士を同じグループとして接続リストに登録して、通信可能な無線通信装置を識別し、通信が許可されなかった無線通信装置を異なるグループとして非接続リストに登録し、これらのリストを参照しながら、無線通信ネットワークの維持管理を行なう。
【００３４】
具体的には、所定の認証手順の前に、無線通信装置は、自己が通信可能な範囲に存在する無線通信装置を把握するため、自己のフレーム周期の先頭にビーコン信号の送信を行なう。さらに所定の周期にフレーム周期の連続受信処理を行ない周囲の無線通信装置を把握する。
【００３５】
そして、認証処理によって、同じグループに含まれる無線通信装置を接続リストに登録し、それらの無線通信装置との間では、互いのビーコン信号に基づいてアクセス制御が行なわれてデータ通信が行なわれる。また、同じグループに含まれていない無線通信装置を非接続リストに登録し、それらの無線通信装置とは、前記ビーコン信号を互いに受信をしてアクセス制御の妨害は回避するが、データ通信や再度の認証処理を行なわないようにする。
【００３６】
つまり、同一グループ内の無線通信装置同士は、お互いを認識して通信を行なえる状態にあるが、異なるグループの無線通信装置同士は、お互いを認識しても通信を行なわないこととし、異なる無線アドホック・ネットワーク間での互いの干渉を避けることができる。
【００３７】
本発明の第１の側面に係る無線通信システムにおいて動作する無線通信装置は、 無線データを送受信する通信手段と、前記通信手段による無線データの送受信動作を制御する制御手段と、前記通信手段による通信範囲内において自己の存在を通知する通知手段と、前記通信手段による通信範囲内における他の無線通信装置の存在を把握する端末検出手段と、通信可能な範囲において存在が把握された他の無線通信装置の接続・非接続を管理する接続管理手段とを備えている。
【００３８】
前記通知手段は、前記通信手段により所定のフレーム周期でビーコン信号を送信することにより自己の存在を通知することができる。また、前記端末検出手段は、前記通信手段によるビーコン信号の受信により他の無線通信装置の存在を把握することができる。
【００３９】
このように、無線通信装置からのビーコン信号を受信することで、接続可能な無線通信装置とのアクセス制御情報の交換が容易にできる。
【００４０】
また、前記接続管理手段は、前記端末検出手段により新たに存在が把握された無線通信装置に対し認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を接続リストに登録し、認証が得られない場合には非接続リストに登録するようにする。
【００４１】
ここで、前記接続管理手段は、前記端末検出手段により存在が把握された無線通信装置のうち接続リスト及び非接続リストのいずれにも登録されていないものに対して認証確認動作を行なうが、非接続リストに登録されているものに対して認証確認動作を行なわない。このように不要な認証動作を省略することができるので、装置の駆動消費電力を削減することができるとともに、通信範囲が重なり合う隣接アドホック・ネットワーク間で互いの干渉を避けることができる。
【００４２】
認証確認動作は、ビーコン信号を受信し新たな装置を発見した側の無線通信装置が認証要求コマンドを送信し、これに対し発見された（ビーコン信号の送信元）無線通信装置が認証完了コマンドを返信することによって行なうことができる。すなわち、前記接続管理手段は、接続したい無線通信装置に対して認証要求コマンドを送信するとともに、他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信し認証を承認するときには該他の無線通信装置を接続リストに登録するとともに認証完了コマンドを返信するようにすればよい。
【００４３】
また、前記接続管理手段は、他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信したとき、装置ユーザの確認動作を経て認証承認の有無を決定するようにしてもよい。すなわち、無線通信装置は、認証要求コマンドの到来などにより周囲の無線通信装置の存在を把握したとき、例えば、ディスプレイ・スクリーン上で入力ウィンドウをポップアップ表示させて、この装置と接続すべきかどうか、ユーザの判断を仰ぐようにしてもよい。
【００４４】
前記接続管理手段は、接続リストに登録されている無線通信装置のうち前記端末検出手段により所定時間以上存在が把握されなくなったものを接続リストから抹消するようにしてもよい。また、非接続リストに登録されている無線通信装置のうち前記端末検出手段により所定時間以上存在が把握されなくなったものを非接続リストから抹消するようにしてもよい。
【００４５】
このように、既存の無線通信装置が通信範囲から存在しなくなった場合に、前記接続リスト並びに前記非接続リストから削除することで接続管理を容易に行なうことができる。あるいは、既存の無線通信装置が存在しなくなった場合に、接続リストからのみ削除することで、非接続リストに記載された無線通信装置とは再度認証処理を行なわずに済むようにしてもよい。
【００４６】
また、無線通信装置は、ビーコン信号の送信により自己の存在を通知した直後に受信領域を設け、ビーコン信号を発見した他の無線通信装置からの認証要求を待機する。一方、ビーコン信号を受信した他の無線通信装置は、即座に認証要求を行なえばよい。このような場合、無線通信装置は、常に待ち受け動作をすることなく非同期通信を行なうことができるので、受信機能を低消費電力で動作させることが可能となる。
【００４７】
また、本発明の第２の側面は、複数の無線ネットワークが隣接し通信可能な範囲が重なり合う無線通信環境下で無線通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自己の通信範囲内において自己の存在を通知する通知ステップと、
自己の通信範囲内における他の無線通信装置の存在を把握する端末検出ステップと、
通信可能な範囲において存在が把握された他の無線通信装置の接続・非接続を管理する接続管理ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４８】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る無線通信システムにおいて好適に動作し、同一空間に存在する無線通信装置の中から無線アドホック・ネットワークを構築することができるという同様の作用効果を得ることができる。この場合、隣接する各アドホック・ネットワークは、同一周波数チャネル上に同期を取らずに共存可能である。
【００４９】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５１】
図１には、本発明の一実施形態に係るアドホック・ネットワークの構成を模式的に示している。本実施形態では、７台の無線通信装置は、それぞれ周囲にある無線通信装置との間でネットワークを形成することができる。
【００５２】
図示の例では、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃２、＃３、＃７と直接通信できる状態にある。また、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃２は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１、＃３と直接通信できる状態にある。また、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃３は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１、＃２、＃５と直接通信できる状態にある。また、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃４は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃５とのみ直接通信できる状態にある。また、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃５は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃３、＃４、＃６と直接通信できる状態にある。また、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃６は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃５とのみ直接通信できる状態にある。また、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃７は、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１とのみ直接通信できる状態にある。
【００５３】
図示の例では、グループＡ（白丸）として示されている各無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１、＃２、＃３、＃７は、互いに認証処理を経て、直接通信できる設定になっている。同様に、グループＢ（黒丸）として示されている各無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃４、＃５、＃６は、互いに認証処理を経て、直接通信できる設定になっている。
【００５４】
図２には、本実施形態に係る無線通信システムにおいて動作する無線通信装置が使用する通信フレーム構成例を模式的に示している。
【００５５】
図示の通り、すべての無線通信装置で共通となるフレーム周期を持ち、そのフレーム周期の先頭にあるビーコン信号を送信することで、自己のフレーム周期のタイミングを設定する。
【００５６】
また、このフレーム周期には、その無線通信装置が受信動作を行なう受信領域が設定されている。さらに、ビーコン信号に記載されたアクセス制御手順に従って、この受信領域、あるいは未使用領域でのアクセス制御が行なわれる構成になっている。
【００５７】
図示の例では、フレーム周期のうち、ビーコン信号の直後に所定期間の受信領域を設け、それ以外の期間を未使用領域とする構成になっている。したがって、無線通信装置は、ビーコン信号の送信により自己の存在を通知した直後に受信領域を設け、ビーコン信号を発見した他の無線通信装置からの認証要求を待機することができる。一方、ビーコン信号を受信した他の無線通信装置は、即座に認証要求を行なえばよい。このような場合、無線通信装置は、常に待ち受け動作をすることなく非同期通信を行なうことができるので、受信機能を低消費電力で動作させることが可能となる。
【００５８】
本実施形態に係る無線通信システムでは、すべての無線通信装置が図２に示すフレーム構成を使用している。そして、それぞれの無線通信装置が周囲の無線通信装置とビーコン送信タイミングが重ならないように設定することで、アドホック・ネットワークを好適に構築することができる。
【００５９】
また、ある無線通信装置において、フレーム周期にわたって連続受信を行ない、ビーコン信号が受信できたことで、周囲に存在するすべての無線通信装置の存在を把握することが可能である。
【００６０】
図３には、図１に示した無線ネットワーク・システムにおいて、新規の無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）が参入してきた様子を示している。図示の例では、新たな無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ ＃８）がグループＡ（白丸）と、グループＢ（黒丸）の間に存在する場合を想定している
【００６１】
このとき、新たな無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ ＃８）は、所定のフレーム周期にわたり連続受信動作を行なうことで、自己の周囲に存在する無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１、＃３、＃５、＃６、＃７からのビーコン信号を受信することになる。
【００６２】
ここで、新たな無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ ＃８）は、これら周囲に存在する無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）のビーコン信号を避けたタイミングで自らのフレーム周期を設定し無線ネットワークを運営する。
【００６３】
そして、無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ ＃８）は、これら周囲に存在する無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）との間で所定の認証処理を行ない、例えば、グループＢ（黒丸）に属する場合には、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃５、＃６を接続リストに記載（登録）するとともに、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１、＃３、＃７を非接続リストに記載（登録）する。
【００６４】
図４には、図３に示した無線通信システムにおいて、新たな無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ ＃８）が周囲の無線通信装置＃１、＃３、＃５、＃６、＃７からビーコン信号を受信する動作例を示している。
【００６５】
図示の例では、新規参入無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）が、所定のフレーム周期にわたって受信動作を行なうことで、周囲に存在する既存の無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）からのビーコン信号を受信する様子として表わされている。
【００６６】
まず、新規参入無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）が設定したフレーム周期のタイミングの先頭（破線の四角）から、フレーム周期の時間を連続受信時間として設定する。
【００６７】
新規参入無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）は、その受信動作中に、最初に無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃５からのビーコン信号を受信する。次いで、無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃７からのビーコン信号を受信し、さらに無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃３からのビーコン信号を受信し、さらに無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃６からのビーコン信号を受信し、最後に無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）＃１からのビーコン信号を受信する。
【００６８】
新規参入無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）は、このような動作手順により、周囲に存在する無線通信装置（Ｄｅｖｉｃｅ）は、＃１、＃３、＃５、＃６、＃７であること、並びに、それぞれのビーコン送信タイミングを把握することができる。
【００６９】
本実施形態では、新規参入無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）は、自己のフレーム周期を設定し、ビーコンの送信を行なうことで無線通信装置としての動作を開始する構成になっている。
【００７０】
図４に示したようなビーコン信号の連続受信（スキャン）動作を、例えば数秒周期で行なうことで周囲に存在する無線通信装置が移動したことを検出することができる。
【００７１】
図５には、本実施形態に係る無線通信システムにおいて好適に動作することができる無線通信装置１００の機能構成を模式的に示している。同図に示すように、無線通信装置１００は、時間計測部１０１と、フレーム管理部１０２と、情報記憶部１０３と、インターフェース１０４と、送信バッファ１０５と、制御部１０６と、受信バッファ１０７と、ビーコン生成部１０８と、ビーコン解析部１０９と、無線送信部１１０と、タイミング制御部１１１と、無線受信部１１２と、アンテナ１１３とで構成される。
【００７２】
通信装置１００は、制御部１０６の統括的なコントロールの下で、他の無線装置との間で非同期無線通信を実現することができる。中央制御部１０６は、例えば、マイクロプロセッサで構成され、情報記憶部１０３に格納されている動作手順命令（プログラム・コード）を実行するという形態で本発明に係る無線アドホック・ネットワークに関する装置動作を制御する。
【００７３】
時間計測部１０１は、フレーム周期やスキャン周期などの装置動作の開始タイミングの基準となる時間を計時する。本実施形態に係る無線ネットワーク・システムでは、すべての無線通信装置が共通のフレーム周期やスキャン周期を使用するものとする。
【００７４】
フレーム管理部１０２は、時間計測部において計測される時間に基づいて、この無線通信装置が設定したフレーム周期とその開始時間、スキャン周期を設定する。
【００７５】
情報記憶部１０３は、制御部において実行される動作手順命令（プログラム・コード）を格納する他、本実施形態に係る無線アドホック・ネットワークにおいて動作した結果として得られる、周辺に存在する他の無線通信装置の情報やビーコン送信タイミングなどの情報を格納するために使用される。また、本実施形態では、自己の通信可能範囲内にある他の無線通信装置と接続すべきか又は接続すべきでないかを記述した接続リスト並びに非接続リストを保管する。
【００７６】
インターフェース１０４は、この無線通信装置に接続されるアプリケーション機器（図示しない）との間の入出力端子である。インターフェース１０４を介して接続される機器は、例えば、パーソナル・コンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの情報処理機器である。この種の情報処理機器は、本来は無線通信機能を装備していないが、図５に示すような無線通信装置と接続することにより、機器本体で処理したデータを無線伝送したり、他の装置からの伝送情報を受信したりすることができるようになる。
【００７７】
送信バッファ１０５は、送信データを一時的に蓄積するためのメモリである。インターフェース１０４を介して接続されるアプリケーション機器からの情報があれば、無線伝送を行なうために、その伝送用情報を送信バッファ１０５に格納するとともに、制御部１０６に通知する。
【００７８】
制御部１０６は、無線通信装置１００のメイン・コントローラに相当し、管理部ビーコン信号を送信・受信する指示や、データ情報を送信・受信する指示を一元的に行なう。
【００７９】
タイミング制御部１１１は、制御部１０６からの指示に従って送信タイミングや受信を行なうタイミングを指定する。
【００８０】
無線送信部１１０は、送信するビーコンや送信データなどの送信情報を送信バッファ１０５から取り出して、これらに変調処理を施すことにより無線送信信号に変換し、タイミング制御部１１１により指定された所定の送信タイミングでアンテナ１１３から送出する。
【００８１】
アンテナ１１３は、無線信号を伝送媒体（空気中）に放出し、あるいは無線信号を伝送媒体（空気中）から受け取る。
【００８２】
無線受信部１１２は、アンテナ１３を介して他の無線通信装置から送られてくるビーコンやデータ信号を、タイミング制御部１１１により指定された所定の受信タイミングで受信し、これらに復調処理を施すことにより受信データに変換し、受信バッファ１０７に一時格納する。
【００８３】
無線受信した情報が接続されるアプリケーション機器宛ての情報である場合には、受信バッファ１０７から取り出され、インターフェース１０４経由でアプリケーション機器に渡される。
【００８４】
ビーコン生成部１０８は、無線通信装置に固有の識別子やアクセス制御情報を記したビーコン信号を生成する。生成されたビーコン信号は、タイミング制御部１１１によって指定された所定のビーコン送信タイミングで、無線送信部１１０及びアンテナ１１３から送出される。
【００８５】
ビーコン解析部１１２は、タイミング制御部によって指定された所定の受信タイミングでアンテナ１１３及び無線受信部１１２で受信されたビーコン信号から、その送信元の無線通信装置の識別子やタイミングを解析する。
【００８６】
本実施形態では、制御部１０６は、フレーム管理部１０２において設定されたフレーム周期とその開始時間、スキャン周期に基づいて、自己のビーコン信号や送信データの送信タイミングや、他の無線通信装置からのビーコン信号や送信データの受信タイミングなどを決定し、タイミング制御部１１１に送受信タイミングの制御を指示する。
【００８７】
また、制御部１０６は、ビーコン生成部１０８に対してビーコンの生成を指示する他、スキャン処理により通信範囲内で他の無線通信装置から受信されたビーコン信号の解析処理を指示する。
【００８８】
また、制御部１０６は、ビーコン解析結果に基づいて、自己のアドホック・ネットワークにおける接続管理を行なう。本実施形態に係る接続管理とは、所定の認証手順によって通信が許可された無線通信装置同士を同じグループとして接続リストに登録して、通信可能な無線通信装置を識別し、通信が許可されなかった無線通信装置を異なるグループとして非接続リストに登録することを指す。これら接続リスト及び非接続リストは、情報記憶部１０３に書き込まれる。
【００８９】
また、制御部１０６は、これら接続リスト及び非接続リストを参照しながら、無線通信ネットワークの維持管理を行なう。具体的には、所定の認証手順の前に、無線通信装置は、自己が通信可能な範囲に存在する無線通信装置を把握するため、自己のフレーム周期の先頭にビーコン信号の送信を行なう。さらに所定の周期にフレーム周期の連続受信処理を行ない周囲の無線通信装置を把握する。そして、接続リストに登録されている同一グループ内の無線通信装置との間では、互いのビーコン信号に基づいてアクセス制御が行なわれ、データ通信が行なわれる。他方、非接続リストに登録されている無線通信装置との間では、ビーコン信号を互いに受信をしてアクセス制御の妨害は回避するが、データ通信や再度の認証処理を行なわないようにする。
【００９０】
図５に示した無線通信装置１００の本実施形態に係る無線アドホック・ネットワーク・システムにおいて行なう動作について説明する。
【００９１】
無線アドホック・ネットワーク・システムに参入し動作を開始したときや、その後の所定の周期で設定した連続受信動作のスキャン周期が到来したとき、フレーム管理部１０２は、時間計測部１０１からの通知を受けて、フレーム全域の受信を制御部１０６に通知する。制御部１０６は、さらにタイミング制御部１１１に指示を発行して所定の時間にわたって無線受信部１１２を動作させる。
【００９２】
無線受信部１１２で受信できたビーコン信号は、ビーコン解析部１０９において解析され、その無線通信装置の識別子や、ビーコンの受信タイミングなどをその情報として制御部１０６に通知される。
【００９３】
制御部１０６では、それら個々の通信装置からのタイミング情報を自己のフレーム周期に当て嵌め、自己の周囲に存在する通信装置のタイミング情報として情報記憶部１０３に格納しておく。
【００９４】
また、新規に参入した通信装置からのビーコンであった場合には、制御部１０６では、所定の認証要求コマンドを送信するように指示する。そして、所定の時間内に、当該新規参入装置から認証完了コマンドを受信した場合には、その通信装置を接続リストとして情報記憶部１０３に登録する。認証完了コマンドを受信しなければ、同一ネットワークに組み込む旨の認証が得られなかったものとしてその通信装置を非接続リストとして情報記憶部１０３に登録する。
【００９５】
制御部１０６は、上述のようにして収集できた情報を基にして、まず自己のフレーム周期の設定を併せて行なう。
【００９６】
フレーム周期に合せてビーコンを送信する場合には、ビーコン生成部１０８では、制御部１０６の指示に従い、自己のビーコンに記載する無線通信装置の識別子やアクセス制御に関する情報をビーコン信号として生成する。そして、フレームの先頭のタイミングが到来した場合に、タイミング制御部１１１は、制御部１０６から無線送信を行なう指示を無線送信部１１０に伝える。これに応答して、無線送信部１１０からアンテナ１１３を介してビーコン信号が送信される。
【００９７】
データ送信を行なう場合には、まずインターフェース１０４を介して送信バッファ１０５にデータ送信要求が受理され、そのデータの届け先情報を含んで制御部１０６に通知が行なわれる。
【００９８】
制御部１０６では、その届け先となる無線通信装置から受信したビーコン情報の有無を情報記憶部１０３に参照し、さらに、そのビーコン情報から届け先となる無線通信装置が受信するタイミングの設定を参照して、そのタイミング設定をタイミング制御部１１１に送る。
【００９９】
そして、設定された所定のタイミングが到来した場合に、タイミング制御部１１１は、無線送信を行なう指示を無線送信部１１０に伝える。これに応答して、無線送信部１１０からアンテナ１１３を介してデータが送信される。
【０１００】
また、データ受信を行なう場合には、無線通信装置が設定した受信タイミングが到来したとき、制御部１０６からタイミング制御部１１１に通知され、その受信タイミングで無線受信部１１２を動作させる。
【０１０１】
この受信タイミングに無線受信部１１２で受信できたデータ信号は、受信バッファ１０７に一旦格納される。そして、一定のデータが正しく収集できた場合に、所定のタイミングにてインターフェース１０４を介して無線通信装置１００に接続されたアプリケーション機器にデータが届けられる。
【０１０２】
また、新たなにネットワークに参入して、他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信した場合には、その旨が受信バッファ１０７から制御部１０６に通知される。そして、制御部１０６からインターフェース１０４を介してアプリケーション機器に通知される。アプリケーション機器上では、認証要求された旨の画面表示を行ない、ユーザに認証の有無を確認する。その後、ユーザによる指示結果が、インターフェース１０４を介して制御部１０６に認証完了のための入力が通知される。
【０１０３】
ここで、アプリケーション機器上で、認証完了のためのユーザ入力が行なわれた場合には、制御部１０６は、認証完了コマンドを送信バッファ１０５に設定する。そして、所定のアクセス制御を行なって、認証要求の送信元となる無線通信装置に返信を行なう。
【０１０４】
図６には、図５に示した無線通信装置１００上で実行される動作手順をフローチャートの形式で示している。
【０１０５】
まず、装置１００の電源投入した後、自己のＭＡＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス情報などを読み出したり、スキャン処理の動作時間を設定したり、スキャン処理周期を設定したり、いわゆる初期動作パラメータの設定を行なう（ステップＳ１）。
【０１０６】
その後、自己の通信範囲内に存在する他の無線通信装置から送信されるビーコン信号を取得するためのスキャン処理を行なう（ステップＳ２）。スキャン処理の詳細については後述に譲る。
【０１０７】
次いで、スキャン処理の結果に基づいて、周囲に存在する無線通信装置のビーコン送信タイミングと異なる位置で、自装置のビーコンを送信するようにフレーム周期の設定を行ない（ステップＳ３）、無線アドホック・ネットワークの無線通信装置として動作する。
【０１０８】
これ以降、設定したビーコン送信タイミングが到来した場合（ステップＳ４）には、ビーコン信号の送信処理を行ない（ステップＳ５）、以降ステップＳ４に戻り、一連の動作を継続する。
【０１０９】
また、ビーコン送信タイミングが到来していない場合には（ステップＳ４）、次いでスキャン処理周期が到来した場合には（ステップＳ６）、スキャン処理を行なう（ステップＳ７）。スキャン処理後は、取得された周囲の無線通信装置からのビーコン信号に従い、ネットワークとしての接続管理処理を行なう（ステップＳ８）。以降、ステップＳ４に戻り、一連の動作を継続する。
【０１１０】
また、スキャン処理タイミングが到来していない場合には（ステップＳ６）、さらに、インターフェース１０１経由でアプリケーション機器から無線送信情報を受理したかどうかをチェックする（ステップＳ９）。無線送信情報を受理した場合には、接続リストにその情報の届け先となる無線通信装置が登録されているかどうかを確認する（ステップＳ１０）。そして、接続リストに登録がある場合には、その無線通信装置宛の送信タイミングの設定を行なう（ステップＳ１１）。より具体的には、図２に示したフレーム構成からも判るように、ビーコン信号送信後に受信領域が存在するので、その領域で送信が行なえるように設定をする。そしてその送信タイミングが到来した場合に（ステップＳ１２）、情報の送信処理を行なう（ステップＳ１３）。その後、ステップＳ４に戻り、上述した一連の動作を継続する。
【０１１１】
また、接続リストにその情報の届け先となる無線通信装置が登録されていない場合には（ステップＳ１０）、さらに非接続リストに情報の届け先となる無線通信装置が登録されているかどうかを確認する（ステップＳ１４）。そして、非接続リストに登録がある場合には、アプリケーション機器が無線送信情報への送信（すなわち接続）を要求していることから、当該無線通信装置を非接続リストから削除する（ステップＳ１５）。その後、ステップＳ４に戻り一連の動作を継続する。また、非接続リストに登録がなければ、その処理を抜け、以降ステップＳ４に戻り、上述した一連の動作を継続する。
【０１１２】
また、接続リストに記載されているビーコン受信領域が到来した場合には（ステップＳ１６）、そのビーコン受信処理を行なう（ステップＳ１７）。そして、自装置宛のアクセス制御情報の記載があった場合には（ステップＳ１８）、情報受信領域の設定を行なう（ステップＳ１９）。
【０１１３】
あるいは、ビーコン受信領域でない場合（ステップＳ１６）、並びに、アクセス制御情報の記載がない場合には（ステップＳ１８）、ステップＳ２０に移行する。
【０１１４】
そして、自装置が設定した受信領域が到来した場合には（ステップＳ２０）、信号受信処理を行なう（ステップＳ２１）。その後、ステップＳ４に戻り、上述した一連の動作を継続する。
【０１１５】
図７には、図６に示したフローチャート中のステップＳ２並びにステップＳ７において実行される、自己の通信範囲内に存在する他の無線通信装置から送信されるビーコン信号を取得するためのスキャン処理の手順をフローチャートの形式で示している。
【０１１６】
まず、スキャン時間の設定を行なう（ステップＳ２２）。このスキャン時間は、フレーム周期の時間と同じとして設定をしても良い。
【０１１７】
次いで、無線受信部１１２を起動し（ステップＳ２３）、無線信号の受信処理を行なう。このとき、ビーコン信号の受信があれば（ステップＳ２４）、その受信タイミングを記憶する（ステップＳ２５）。そして、ビーコン解析部１０９がビーコン情報を解析し、そのビーコン信号送信元の無線通信装置に固有の情報を記憶する（ステップＳ２６）。
【０１１８】
その後、スキャン時間が完了したか否かを判断し（ステップＳ２７）、スキャン時間が経過していなければステップＳ２３に戻り、次のビーコン受信処理を行なう。また、スキャン時間が経過した場合には、一連の処理を終了する。
【０１１９】
また、ステップＳ２４において、ビーコン信号以外の信号を受信した場合には（ステップＳ２８）、その信号の信号受信処理を行なう（ステップＳ２９）。その後、スキャン時間が完了したか否かを判断し（ステップＳ２７）、スキャン時間が経過していなければステップＳ２３に戻り、次のビーコン受信処理を行なう。また、スキャン時間が経過した場合には、一連の処理を終了する。
【０１２０】
無線通信装置は、スキャン処理の結果に基づいて、周囲に存在する無線通信装置のビーコン送信タイミングと異なる位置で、自装置のビーコンを送信するようにフレーム周期の設定を行なう。また、取得された周囲の無線通信装置からのビーコン信号に従い、ネットワークとしての接続管理処理を行なう。
【０１２１】
図８には、図６に示したフローチャート中のステップＳ８において実行される、ネットワークの接続管理処理の手順をフローチャートの形式で示している。
【０１２２】
まず、最新のスキャン処理の結果を獲得するとともに（ステップＳ３１）、接続リストを参照する（ステップＳ３２）。
【０１２３】
次いで、これらの情報を比較し、スキャン結果に新たな通信装置を認識したかどうかをチェックする（ステップＳ３３）。ここで、接続リストに未登録の新たな通信装置を認識した場合には、さらに非接続リストを参照し（ステップＳ３４）、非接続リストに登録があるかどうかをチェックする（ステップＳ３５）。
【０１２４】
ここで、新たな通信装置が接続リストに登録されていないが非接続リストに登録されている場合には、認証動作を行なわずに、この処理を抜ける。
【０１２５】
したがって、非接続リストに登録されている他のグループとの間では、ビーコン信号を互いに受信をしてアクセス制御の妨害は回避するが、データ通信や再度の認証処理を行なわないようにする。異なるグループの無線通信装置同士は、お互いを認識しても通信を行なわないこととし、異なる無線アドホック・ネットワーク間での互いの干渉を避けることができる。
【０１２６】
一方、新たに認識された通信装置が接続リストにも非接続リストに存在しなければ（ステップＳ３５）、その通信装置に対して認証要求コマンドの送信を行なう（ステップＳ３６）。
【０１２７】
その後、新たな無線通信装置から認証完了コマンドを所定の時間内に正常に受信したならば（ステップＳ３７）、その無線通信装置からは同じグループに属する旨の認証が得られたとして、これを接続リストに登録して（ステップＳ３９）、接続管理処理を終了する。
【０１２８】
一方、認証完了コマンドを所定の時間内に正常に受信することができなければ（ステップＳ３８）、その無線通信装置からは同じグループに属する旨の認証が得られなかったとして、これを非接続リストに登録して（ステップＳ４０）、接続管理処理を終了する。
【０１２９】
また、ステップＳ３３において、スキャン結果に新たな通信装置を認識しないと判断された場合には、さらに、既存の接続リストにあった通信装置の中で消滅した通信装置の有無を判断する（ステップＳ４１）、そして、消滅した通信装置があれば、その無線通信装置を接続リストから抹消する（ステップＳ４２）。
【０１３０】
さらに、非接続リストの更新も必要か判断する（ステップＳ４３）。そして、非接続リストの更新が必要であれば、非接続リストを参照し（ステップＳ４４）、既存の非接続リストにあった通信装置の中で消滅した通信装置の有無を判断する（ステップＳ４５）、そして、消滅した通信装置があれば、その無線通信装置を非接続リストから抹消する（ステップＳ４６）。
【０１３１】
このように、既存の無線通信装置が通信範囲から存在しなくなった場合に、前記接続リスト並びに前記非接続リストから削除することで接続管理を容易に行なうことができる。
【０１３２】
一方、非接続リストの更新が必要ない場合には（ステップＳ４３）、非接続リスト中の通信装置が消滅していていても、そのまま接続管理処理を終了することとしても良い。既存の無線通信装置が存在しなくなった場合に、接続リストからのみ削除することで、非接続リストに記載された無線通信装置とは再度認証処理を行なわずに済む。
【０１３３】
図９には、図６に示したフローチャート中のステップＳ２１、並びに図７に示したフローチャート中のステップＳ２９において実行される、信号受信処理の手順をフローチャートの形式で示している。
【０１３４】
無線通信装置は、自己のフレーム周期中の受信領域（図２を参照のこと）で受信処理を行なう。このとき、自装置宛の情報受信があった場合には（ステップＳ５１）、その受信した情報を獲得する（ステップＳ５２）。
【０１３５】
ここで、受信した情報が認証要求コマンドであった場合には（ステップＳ５３）、インターフェース１０４を介してアプリケーション機器に通知される。アプリケーション機器上では、その認証する無線通信装置の表示を行ない、ユーザに対し要求元の無線通信装置の認証の有無を確認する（ステップＳ５４）。そして、所定の時間内にユーザから認証を認める旨の入力操作があった場合には（ステップＳ５５）、認証完了コマンドが送信情報として設定される（ステップＳ５７）。認証完了コマンドは、例えば認証要求元の無線通信装置の受信領域を利用して送信処理される。次いで、その無線通信装置を接続リストに登録して（ステップＳ５８）、一連の処理を終了する。
【０１３６】
また、所定の時間内にユーザから認証を認める旨の入力操作がない場合あるいは認証を拒絶する入力操作があった場合には（ステップＳ５６）、その無線通信装置を非接続リストに登録して（Ｓ５９）、一連の処理を終了する。
【０１３７】
また、認証要求コマンド以外のコマンドを受信した場合には（ステップＳ６０）、そのコマンドとして規定された処理を行ない（ステップＳ６１）一連の処理を終了する。
【０１３８】
また、データ情報を受信した場合には（ステップＳ６２）、その情報を無線通信装置のインターフェース１０４経由でアプリケーション機器へ出力し（ステップＳ６３）、一連の処理を終了する。
【０１３９】
また、信号受信処理として規定された時間内に、自装置宛ての受信がない場合（ステップＳ５１）、並びにデータ情報の受信でない場合（ステップＳ６２）も、一連の処理を終了する
【０１４０】
図１０には、本実施形態に係る無線アドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置の間で接続リスト・非接続リストへの登録を行なうための動作シーケンスを示している。
【０１４１】
同図に示す例では、グループＡに属する既存の通信装置＃１と、グループＢに属する既存の通信装置＃２が存在している無線通信環境下で、双方のグループに登録されていない新たな通信装置＃３が動作を開始した場合のシーケンスを示している。
【０１４２】
新たな通信装置＃３は、自己のビーコン＃３を送信する前に、受信動作を行なう。この結果、既存の通信装置＃１及び通信装置＃２の双方からビーコンを受信し、これらのビーコン情報から衝突しないようなタイミングで自己のビーコン送信タイミングを設定し、通信装置＃３のビーコンを送信する。
【０１４３】
通信装置＃２では、通信装置＃３のビーコンを認識することができると、通信装置＃３宛てに認証要求を送信する。これに対し、通信装置＃３では、その認証要求を受信できると、その認証要求の表示を行ない、通信装置＃２を認証すべきかどうかの判断をユーザに促す。
【０１４４】
ここで、通信装置＃３に所定の時間が経過するまでに、認証の承認を行なう旨のユーザ入力動作がなければ、通信装置＃２の認証要求はタイムアウトする。この結果、通信装置＃２と通信装置＃３の関係は認証されず、互いの通信装置において相手を非接続リストに登録する。
【０１４５】
その後、一連のビーコン送受信動作が繰り返された後、通信装置＃１でも、通信装置＃３のビーコンを認識することができたとする。通信装置＃１は、通信装置＃３宛てに認証要求コマンドを送信する。これに対し、通信装置＃３では、その認証要求を受信できると、その認証要求の表示を行ない、通信装置＃１を認証すべきかどうかの判断をユーザに促す。
【０１４６】
ここで、通信装置＃３に所定の時間が経過するまでに、認証の承認を行なう旨のユーザ入力動作があれば、通信装置＃３は通信装置＃１へ認証完了コマンドの返送を行なうとともに、通信装置＃１を自己の接続リストに登録する。また、認証完了コマンドを受信した通信装置＃１側でも、通信装置＃３を自己の接続リストに登録する。
【０１４７】
上述したような動作シーケンスにより、通信装置＃１と通信装置＃３は接続関係にあり、通信装置＃２と通信装置＃３は非接続の関係にあることがそれぞれの通信装置において登録される。その後、一連のビーコン送受信動作が繰り返されるものの、非接続の関係にある通信装置＃２と通信装置＃３の間では、ビーコン信号を互いに受信をしてアクセス制御の妨害は回避するが、データ通信や再度の認証処理を行なわないこととし、異なる無線アドホック・ネットワーク間での互いの干渉を避けることができる。
【０１４８】
なお、図１０に示す例では、通信装置＃３が新規参入する場合を示しているが、既存の通信装置＃１と＃２の間に、既存の通信装置＃３が移動してきた場合も同様のシーケンスを取ることができる。
【０１４９】
また、図１１には、本実施形態に係る無線アドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置の間で接続リスト・非接続リストからの削除を行なうための動作シーケンスを示している。
【０１５０】
同図に示す例では、グループＡに属する既存の通信装置＃１と、グループＢに属する既存の通信装置＃２が存在し、その間にグループＡに登録されている通信装置＃３が移動して、その場所を去った場合のシーケンスを示している。
【０１５１】
まず、通信装置＃１、通信装置＃２、通信装置＃３は、それぞれ所定のタイミングでビーコンを送信し、アドホック・ネットワークを運用している状態にあったとする。このとき、例えば通信装置＃３が移動してしまい、通信装置＃１と通信装置＃２の双方のビーコンを認識できなくなってしまったとする。
【０１５２】
通信装置＃３では、通信装置＃１のビーコンを検出できなくなったことに応答して、接続リンクとして登録されていた通信装置＃１をリストから削除する。また、通信装置＃３のビーコンを検出できなくなった通信装置＃１では、接続リンクとして登録されていた通信装置＃３をリストから削除する。
【０１５３】
さらに、通信装置＃３は、通信装置＃２のビーコンを検出できなくなったことに応答して、非接続リンクとして登録されていた通信装置＃２をリストから削除する。但し、非接続リンク情報の更新も必要な場合に限る。そして、通信装置＃３のビーコンを検出できなくなった通信装置＃２でも、非接続リンク情報の更新も必要な場合に限って、非接続リンクとして登録されていた通信装置＃３をリストから削除する。
【０１５４】
周期的なビーコン受信動作によって、ビーコンを受信できなくなったことを検出した場合に、適宜上述した動作シーケンスが起動されるように構成してもよい。
【０１５５】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１５６】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、複数のアドホック・ネットワークが隣接するような通信環境下において、ランダム・アクセスを行なう通信端末同士がネットワークを跨いで干渉し合うことなく適当な無線ネットワークを形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【０１５７】
本発明に係る無線アドホック・ネットワーク・システムでは、各無線通信装置は、自己が接続を行なう通信装置を登録する接続リストと、逆に接続を行なわない通信装置を登録する非接続リストを備えている。無線通信装置は、所定の方法で周囲の無線通信装置の存在を把握し、新たな無線通信装置が存在した場合に、その無線通信装置との間で認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を近隣接続リストに登録し、認証が得られない場合には近隣非接続リストに登録することで、同一空間に存在する無線通信装置の中から無線アドホックネットワークを構築することができる。
【０１５８】
また、既存の無線通信装置が存在しなくなった場合に、前記近隣接続リストならびに前記近隣非接続リストから削除することで接続管理を容易に行なうことができる。
【０１５９】
あるいは、既存の無線通信装置が存在しなくなった場合に、接続リストからのみ削除することで、非接続リストに記載された無線通信装置とは再度認証処理を行なわずに済むようにしてもよい。
【０１６０】
また、接続リストに登録された無線通信装置からのビーコン信号を受信することで、接続可能な無線通信装置とのアクセス制御情報の交換が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るアドホック・ネットワークの構成を模式的に示した図である。
【図２】本実施形態に係る無線通信システムにおいて動作する無線通信装置が使用する通信フレーム構成例を模式的に示した図である。
【図３】図１に示した無線ネットワーク・システムにおいて、新規の無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ）が参入してきた様子を示した図である。
【図４】図３に示した無線通信システムにおいて、新たな無線通信装置（Ｎｅｗ Ｄｅｖｉｃｅ ＃８）が周囲の無線通信装置＃１、＃３、＃５、＃６、＃７からビーコン信号を受信する動作例を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて好適に動作することができる無線通信装置の機能構成を模式的に示した図である。
【図６】図５に示した無線通信装置１００上で実行される動作手順を示したフローチャートである。
【図７】自己の通信範囲内に存在する他の無線通信装置から送信されるビーコン信号を取得するためのスキャン処理の手順を示したフローチャートである。
【図８】図６に示したフローチャート中のステップＳ８において実行される、ネットワークの接続管理処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】信号受信処理の手順を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る無線アドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置の間で接続リスト・非接続リストへの登録を行なうための動作シーケンスを示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る無線アドホック・ネットワークにおいて、無線通信装置の間で接続リスト・非接続リストからの削除を行なうための動作シーケンスを示した図である。
【符号の説明】
１００…無線通信装置
１０１…時間計測部
１０２…フレーム管理部
１０３…情報記憶部
１０４…インターフェース
１０５…送信バッファ
１０６…制御部
１０７…受信バッファ
１０８…ビーコン生成部
１０９…ビーコン解析部
１１０…無線送信部
１１１…タイミング制御部
１１２…無線受信部
１１３…アンテナ

Claims (20)

1. 複数の無線ネットワークが隣接し通信可能な範囲が重なり合う無線通信システムであって、
   各無線通信装置は、自己が接続を行なう通信装置を登録する接続リストと、逆に接続を行なわない通信装置を登録する非接続リストを備え、
   無線通信装置は、所定の方法で周囲の無線通信装置の存在を把握し、新たな無線通信装置が存在した場合に、その無線通信装置との間で認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を接続リストに登録し、認証が得られない場合には非接続リストに登録する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 複数の無線ネットワークが隣接し通信可能な範囲が重なり合う無線通信環境下で動作する無線通信装置であって、
   無線データを送受信する通信手段と、
   前記通信手段による無線データの送受信動作を制御する制御手段と、
   前記通信手段による通信範囲内において自己の存在を通知する通知手段と、
   前記通信手段による通信範囲内における他の無線通信装置の存在を把握する端末検出手段と、
   通信可能な範囲において存在が把握された他の無線通信装置の接続・非接続を管理する接続管理手段と、
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
3. 前記無線通信環境では、制御局となる装置を特に配置せずにアドホック通信により各無線通信装置が非同期的に直接通信を行なう無線アドホック・ネットワークが隣接している、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記通知手段は、前記通信手段により所定のフレーム周期でビーコン信号を送信することにより自己の存在を通知し、
   前記端末検出手段は、前記通信手段によるビーコン信号の受信により他の無線通信装置の存在を把握する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
5. 前記接続管理手段は、前記端末検出手段により新たに存在が把握された無線通信装置に対し認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を接続リストに登録し、認証が得られない場合には非接続リストに登録する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
6. 前記接続管理手段は、前記端末検出手段により存在が把握された無線通信装置のうち接続リスト及び非接続リストのいずれにも登録されていないものに対して認証確認動作を行なうが、非接続リストに登録されているものに対して認証確認動作を行なわない、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記接続管理手段は、接続リストに登録したい他の無線通信装置に対して認証要求コマンドを送信するとともに、他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信し認証を承認するときに該他の無線通信装置を接続リストに登録するとともに認証完了コマンドを返信する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
8. 前記接続管理手段は、他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信したとき、装置ユーザの確認動作を経て認証承認の有無を決定する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
9. 前記接続管理手段は、接続リストに登録されている無線通信装置のうち前記端末検出手段により所定時間以上存在が把握されなくなったものを接続リストから抹消する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
10. 前記接続管理手段は、非接続リストに登録されている無線通信装置のうち前記端末検出手段により所定時間以上存在が把握されなくなったものを非接続リストから抹消する、
    ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
11. 前記制御手段は、フレーム周期のうち、ビーコン信号の直後に所定期間の受信領域を設け、それ以外の期間を未使用領域とする、
    ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
12. 複数の無線ネットワークが隣接し通信可能な範囲が重なり合う無線通信環境下で無線通信を行なうための無線通信方法であって、
    自己の通信範囲内において自己の存在を通知する通知ステップと、
    自己の通信範囲内における他の無線通信装置の存在を把握する端末検出ステップと、
    通信可能な範囲において存在が把握された他の無線通信装置の接続・非接続を管理する接続管理ステップと、
    を具備することを特徴とする無線通信方法。
13. 前記通知ステップでは、所定のフレーム周期でビーコン信号を送信することにより自己の存在を通知し、
    前記端末検出ステップでは、ビーコン信号の受信により他の無線通信装置の存在を把握する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
14. 前記接続管理ステップでは、前記端末検出ステップにより新たに存在が把握された無線通信装置に対し認証確認動作を行ない、認証が得られた場合にその無線通信装置を接続リストに登録し、認証が得られない場合には非接続リストに登録する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
15. 前記接続管理ステップでは、前記端末検出ステップにより存在が把握された無線通信装置のうち接続リスト及び非接続リストのいずれにも登録されていないものに対して認証確認動作を行なうが、非接続リストに登録されているものに対して認証確認動作を行なわない、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
16. 前記接続管理ステップは、
    接続リストに登録したい他の無線通信装置に対して認証要求コマンドを送信するサブステップと、
    他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信し認証を承認するときに該他の無線通信装置を接続リストに登録するとともに認証完了コマンドを返信するサブステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
17. 前記接続管理ステップでは、他の無線通信装置から認証要求コマンドを受信したとき、装置ユーザの確認動作を経て認証承認の有無を決定する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
18. 前記接続管理ステップでは、接続リストに登録されている無線通信装置のうち前記端末検出手段により所定時間以上存在が把握されなくなったものを接続リストから抹消する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
19. 前記接続管理ステップでは、非接続リストに登録されている無線通信装置のうち前記端末検出手段により所定時間以上存在が把握されなくなったものを非接続リストから抹消する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
20. 複数の無線ネットワークが隣接し通信可能な範囲が重なり合う無線通信環境下で無線通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
    自己の通信範囲内において自己の存在を通知する通知ステップと、
    自己の通信範囲内における他の無線通信装置の存在を把握する端末検出ステップと、
    通信可能な範囲において存在が把握された他の無線通信装置の接続・非接続を管理する接続管理ステップと、
    を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。

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