JP7188729B2 - 無線通信方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特に、同一チャネルに複数の無線ＬＡＮシステムを割り当てることができる無線通信技術に関する。

近年、本格的なＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）時代が到来し、製造やインフラなど様々な分野でＩｏＴ技術が活用されている。例えば、工場においてロボットや機械などの製造システムにＩｏＴ機器を取り付け、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）経由で機器・機械の稼働状況把握や制御、品質管理が行われる。一方で、多くの製造システムが密に配置される工場においては、複数の無線機器が同時に通信を試みるため、パケット衝突が頻発し、パケットロスや遅延が発生する問題がある。

パケット衝突を回避する手法として、使用するチャネルの割り当てや干渉検知、干渉検知時のチャネル変更や送信電力制御がある。例えば、特許文献１に記載されている技術を用いて使用するチャネルを変更することが考えられる。

集中制御制御装置（例えば、コントローラ）を用いた制御を想定すると、制御用機器を用意し、制御対象とする無線ＬＡＮシステムのアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を、例えば、ネットワークを介して上記集中制御装置に接続する。制御用機器は、上記集中制御装置に接続されたＡＰに対して前述の制御を行うことで、パケット衝突の発生を防止することができる。

特開２０１３－９３７０８号公報

しかしながら、上記技術を用いた場合において、無線ＬＡＮシステムが多いと、周波数軸上でチャネルが重複し、システム間干渉が発生してしまう。また、無線ＬＡＮシステムが近接する環境において、他の無線ＬＡＮシステムへ与える干渉を抑えるには、無線ＬＡＮシステム内の各機器の送信電力を非常に小さくする必要がある。無線ＬＡＮシステム内の各機器の送信電力を非常に小さくした場合、各機器間の無線通信が適切に行うことができず、その結果、無線ＬＡＮシステムの通信性能の劣化を引き起こす。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、多数の無線通信端末が存在している狭空間であっても、無線通信性能の劣化を引き起こすことなく、高速かつ高精度の無線通信を行うことができる無線通信システムで実行される無線通信方法およびプログラムを実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明は、１または複数の無線端末をそれぞれ含む無線システムであって、複数の無線システムを含む無線通信システムに用いられる無線通信方法である。無線通信方法は、タイムスロット定義ステップと、タイムスロット割当情報生成ステップと、無線通信ステップと、を含む。

タイムスロット定義ステップは、複数の無線システム間で共通に使用するためのタイムスロットを定義する。そして、タイムスロット定義ステップは、タイムスロットのスロット長とスロット開始時刻とを決定する。

タイムスロット割当情報生成ステップは、無線システムおよび無線端末の少なく一方の通信関連情報に基づいて、複数の無線システムに含まれる機器のそれぞれに割り当てるタイムスロットの情報であるタイムスロット割当情報を生成する。

無線通信ステップは、タイムスロット割当情報により、割り当てられたタイムスロットで規定される期間において、タイムスロット割当情報により割り当てられた機器が無線通信システムで使用されるチャネルを用いて無線通信を行う。

この無線通信方法では、無線通信システムに含まれる全ての機器の情報（通信状況を示す情報、通信性能を示す情報等）に基づいて共通に定義したタイムスロットを用いることで、１つのチャネルを多数の無線システムが時分割で使用することができる。また、この無線通信方法では、上記のように、無線通信システムに含まれる機器の多様な条件を考慮してタイムスロットを定義することができる。したがって、この無線通信方法では、例えば、ロボット制御のような高速処理が必要な通信と、センサによる測定データを収集する処理のような高速処理が必要ではない通信とが混在する環境においても、それぞれの条件を満たしつつ、効率の良い通信を実現することができる。

つまり、この無線通信方法では、上記のようにして共通に定義したタイムスロットを用いて１つのチャネルを多数の無線システムが時分割で使用することができるので、多数の無線通信端末が存在している狭空間であっても、無線通信性能の劣化を引き起こすことなく、高速かつ高精度の無線通信を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明であって、通信関連情報は、トラフィック量、パケット生成周期、パケット生成タイミング、パケットサイズ、許容遅延、ハンドシェーク通信であるか否かの情報、トラフィック量、および、通信エラー情報の少なくとも１つを含む。

これにより、この無線通信方法では、上記情報の少なくとも１つを考慮した通信関連情報により、適切に、タイムスロット割当情報を生成することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明であって、タイムスロット割当情報生成ステップは、無線システムおよび無線端末の少なく一方から、通信関連情報を所定のタイミングで収集し、収集した通信関連情報に基づいて、タイムスロット割当情報を更新すべきか否かを判定する。そして、タイムスロット割当情報生成ステップは、タイムスロット割当情報を更新すべきであると判定された場合、収集した通信関連情報に基づいて、タイムスロット割当情報を更新し、更新したタイムスロット割当情報を、無線システムおよび無線端末に送信する。

これにより、この無線通信方法では、動的にタイムスロット割当情報を更新することができる。つまり、この無線通信方法では、無線環境の変化に応じて、タイムスロット割当情報を動的に更新することで、激変する狭空間においても、高速かつ高精度の無線通信を確保することができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明であって、タイムスロット定義ステップは、無線システムおよび無線端末の少なく一方から、通信関連情報を所定のタイミングで収集し、収集した通信関連情報に基づいて、現在、無線通信システムに含まれる機器で共通に使用しているタイムスロットを再定義すべきか否かを判定する。そして、タイムスロット定義ステップは、再定義すべきと判定した場合、収集した通信関連情報に基づいて、タイムスロットのスロット長とスロット開始時刻とを決定するタイムスロットの再定義処理を実行し、再定義処理により取得されたタイムスロットの定義情報を無線システムおよび無線端末に送信する。

これにより、この無線通信方法では、動的にタイムスロットの定義情報を更新することができる。つまり、この無線通信方法では、無線環境の変化に応じて、タイムスロットの定義情報を動的に更新することで、激変する狭空間においても、高速かつ高精度の無線通信を確保することができる。

第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明であって、タイムスロット割当情報生成ステップは、上位階層割当情報生成ステップと、下位階層割当情報生成ステップとを含む。
（１）上位階層割当情報生成ステップは、複数の無線システムのそれぞれに、無線システムの通信関連情報に基づいて、割り当てるタイムスロットの数を決定することで上位階層割当情報を取得する。
（２）下位階層割当情報生成ステップは、上位階層割当情報により割り当てられたタイムスロット数の期間において、複数の無線システムのそれぞれに含まれる機器のそれぞれに割り当てるタイムスロットを決定することで下位階層割当情報を取得する。

これにより、この無線通信方法では、階層的にタイムスロットの割当情報を生成することができる。

第６の発明は、第５の発明であって、無線通信システムは、コーディネーター装置と、各無線システムに含まれるアクセスポイント装置とを含み、コーディネーター装置が上位階層割当情報生成ステップを実行し、無線システムのアクセスポイント装置が下位階層割当情報生成ステップを実行する。

これにより、この無線通信方法では、タイムスロットの割当情報の生成処理を、複数の無線システムの各アクセスポイント装置に分散して実行させることができる。したがって、この無線通信方法では、コーディネーター装置のタイムスロットの割当情報の生成処理の処理負荷を軽減することができる。

第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明であって、タイムスロット割当情報生成ステップは、所定のタイムスロット期間において、複数の機器が通信することを許可されることを示す情報を含むタイムスロット割当情報を生成する。

これにより、所定のタイムスロット内で複数の機器が通信できるので、例えば、ハンドシェーク通信等の通信を所定のタイムスロット内で実行することができる。

第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明である無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

これにより、第１から第７のいずれかの発明である無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。

本発明によれば、多数の無線通信端末が存在している狭空間であっても、無線通信性能の劣化を引き起こすことなく、高速かつ高精度の無線通信を行うことができる無線通信システムで実行される無線通信方法およびプログラムを実現することができる。

第１実施形態に係る無線通信システム１０００の概略構成図。 第１実施形態に係るコーディネーター装置１００の概略構成図。 第１実施形態に係る第１アクセスポイントＡＰ１－１の概略構成図。 第１実施形態に係る無線端末ＳＴＡ１－１の概略構成図。 無線通信システム１０００におけるタイムスロット定義処理、タイムスロット割当処理を説明するためのシーケンス図。 タイムスロット割当情報のデータ形式（一例）と、接続機器とノードＩＤの対応表とを示す図。 タイムスロット割当情報のデータ形式（一例）を示す図。 図７のデータＤ＿ｓｌｏｔに基づいて、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャート。 図７のデータＤ＿ｓｌｏｔに基づいて、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャート。 無線通信システム１０００における動的更新処理を説明するためのシーケンス図。 １つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャート。 タイムスロット割当情報を更新した後において、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャート。 タイムスロット割当情報を更新した後において、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャート。 無線通信システム１０００における動的更新処理（機器挿入・削除の場合）を説明するためのシーケンス図。 第１変形例の無線通信システム１０００Ａの概略構成図。 第１変形例のコーディネーター装置１００Ａの概略構成図。 第１変形例の第１アクセスポイントＡＰ１Ａ－１の概略構成図。 第１変形例の無線端末ＳＴＡ１Ａ－１の概略構成図。 第１変形例の無線通信システム１０００Ａで使用される階層的タイムスロット割当情報を説明するための図。 タイムスロット割当情報のデータ形式（一例）を示す図。 図２０に示したようにデータＤ＿ｓｌｏｔが設定された場合の無線通信システムにおいて実行される通信のタイミングチャート。 タイムスロット定義情報（データＤ＿ｓｌｏｔ）により割り当てられたタイムスロットを用いて通信をソフトウェア（例えば、ファームウェア）で実装する場合を説明するための図。 ＣＰＵバス構成を示す図。

［第１実施形態］
第１実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。

＜１．１：無線通信システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０００の概略構成図である。

図２は、第１実施形態に係るコーディネーター装置１００の概略構成図である。

図３は、第１実施形態に係る第１アクセスポイントＡＰ１－１の概略構成図である。

図４は、第１実施形態に係る無線端末ＳＴＡ１－１の概略構成図である。

無線通信システム１０００は、図１に示すように、コーディネーター装置１００と、第１無線システムＳＹＳ１と、第２無線システムＳＹＳ２と、第３無線システムＳＹＳ３と、を備える。コーディネーター装置１００と、第１無線システムＳＹＳ１と、第２無線システムＳＹＳ２と、第３無線システムＳＹＳ３とは、それぞれ、図１に示すように、ネットワークＮＷ１（例えば、有線ネットワーク）に接続されており、互いに通信を行うことができる。

なお、無線通信システム１０００は、複数の無線システムを含んでおり、以下では、説明便宜のために、無線通信システム１０００に含まれる無線システムの数が「３」である場合を例に説明するが、これに限定されることはなく、無線通信システム１０００に含まれる無線システムの数が「３」以外の数であってもよい。

（１．１．１：コーディネーター装置）
コーディネーター装置１００は、図２に示すように、タイムスロット定義部１１と、タイムスロット割当情報生成部１２と、無線システム情報取得保持部１３と、第１通信処理部１４と、第１通信インターフェース１５とを備える。

タイムスロット定義部１１は、無線通信システム１０００で使用するタイムスロットを定義する処理（タイムスロット定義処理）を実行する。タイムスロット定義部１１は、無線システム情報取得保持部１３から出力される無線システム情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓを入力し、無線システム情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓに基づいて、タイムスロット定義処理を実行し、タイムスロットを規定（定義）するために必要なデータをデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆとして取得する。そして、タイムスロット定義部１１は、取得部したデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを第１通信処理部１４に出力する。また、タイムスロット定義部１１は、初期値として、例えば、無線通信システム１０００の初期状態や無線環境の定常状態に基づいて、タイムスロットを規定するために必要なデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを取得し、取得したデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを第１通信処理部１４に出力する。

タイムスロット割当情報生成部１２は、無線システム情報取得保持部１３から出力される無線システム情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓを入力する。タイムスロット割当情報生成部１２は、無線通信システム１０００で使用するタイムスロット割当情報を生成し、生成したタイムスロット割当情報をデータＤ＿ｓｌｏｔとして、第１通信処理部１４に出力する。

無線システム情報取得保持部１３は、第１通信処理部１４から出力されるデータＤ１２を入力する。無線システム情報取得保持部１３は、データＤ１２から、各無線システムの情報、各無線システムに含まれるアクセスポイントの情報、および／または、無線端末の情報を取得する。

第１通信処理部１４は、ネットワークＮＷ１にデータを送信する場合、第１通信インターフェース１５にデータＤ１１を出力する。また、第１通信処理部１４は、ネットワークＮＷ１からデータを受信する場合、第１通信インターフェース１５からデータＤ１１を入力する。また、第１通信処理部１４は、第１通信インターフェース１５から入力したデータＤ１１から、各無線システムの情報、各無線システムに含まれるアクセスポイントの情報、および／または、無線端末の情報を含むデータＤ１２を取得し、取得したデータＤ２１を無線システム情報取得保持部１３に出力する。また、第１通信処理部１４は、タイムスロット定義部１１から出力されるデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆと、タイムスロット割当情報生成部１２から出力されるデータＤ＿ｓｌｏｔをし、データＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆおよび／またはデータＤ＿ｓｌｏｔを含むデータを生成し、生成したデータをデータＤ１１（送信用データ）として、第１通信インターフェース１５に出力する。

第１通信インターフェース１５は、ネットワークＮＷ１を介して、外部の装置とデータ送受信を行うための通信インターフェースである。第１通信インターフェース１５は、第１通信処理部１４から出力されるデータＤ１１を、ネットワークＮＷ１を介して通信できる形式のデータＤ１＿ｏｕｔにして、当該データＤ１＿ｏｕｔを、ネットワークＮＷ１を介して送信する。また、第１通信インターフェース１５は、ネットワークＮＷ１を介してデータＤ１＿ｉｎを受信する。第１通信インターフェース１５は、受信したデータＤ１＿ｉｎを、第１通信処理部１４が処理できるデータＤ１１にして、当該データＤ１１を第１通信処理部１４に出力する。

（１．１．２：第１無線システム）
第１無線システムＳＹＳ１は、図１に示すように、第１アクセスポイントＡＰ１－１と、２つの無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２とを備える。なお、第１無線システムＳＹＳ１は、３つ以上の無線端末を備えるものであってもよい。

（１．１．２．１：第１アクセスポイント）
第１アクセスポイントＡＰ１－１は、図３に示すように、第２通信インターフェース２１と、第２通信処理部２２と、ＲＦ処理部２３と、タイムスロット情報記憶部２４と、無線システム情報取得保持部２５と、アンテナＡｎｔ１とを備える。

第２通信インターフェース２１は、ネットワークＮＷ１を介して、外部の装置とデータ送受信を行うための通信インターフェースである。第２通信インターフェース２１は、第２通信処理部２２から出力されるデータＤ２１を、ネットワークＮＷ１を介して通信できる形式のデータＤ２＿ｏｕｔにして、当該データＤ２＿ｏｕｔを、ネットワークＮＷ１を介して送信する。また、第２通信インターフェース２１は、ネットワークＮＷ１を介してデータＤ２＿ｉｎを受信する。第２通信インターフェース２１は、受信したデータＤ２＿ｉｎを、第２通信処理部２２が処理できるデータＤ２１にして、当該データＤ２１を第２通信処理部２２に出力する。

第２通信処理部２２は、ネットワークＮＷ１にデータを送信する場合、第２通信インターフェース２１にデータＤ２１を出力する。また、第２通信処理部２２は、ネットワークＮＷ１からデータを受信する場合、第２通信インターフェース２１からデータＤ２１を入力する。また、第２通信処理部２２は、第２通信インターフェース２１から入力したデータＤ２１から、タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔを取得し、取得したデータＤ＿ｓｌｏｔをタイムスロット情報記憶部２４に出力する。また、第２通信処理部２２は、第２通信インターフェース２１から入力したデータＤ２１から、タイムスロットを定義するための情報（タイムスロット定義情報）を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを取得し、取得したデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆをタイムスロット情報記憶部２４に出力する。また、第２通信処理部２２は、ＲＦ処理部２３から出力されるデータＤ２２から、アクセスポイントＡＰ１－１が含まれる無線システムである第１無線システムＳＹＳ１の情報を含むデータＤ２３を取得し、取得したデータＤ２３を無線システム情報取得保持部２５に出力する。また、第２通信処理部２２は、無線システム情報取得保持部２５から出力される第１無線システムの情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を入力する。

ＲＦ処理部２３は、第２通信処理部２２から出力されるデータＤ２２を入力し、入力したデータＤ２２に対して、送信用のＲＦ処理（ＲＦ変調処理等）を実行し、アンテナＡｎｔ１を介して外部へ送信することができるＲＦ信号ＲＦ２＿ｏｕｔを取得する。そして、ＲＦ処理部２３は、アンテナＡｎｔ１を介して、外部に、ＲＦ信号ＲＦ２＿ｏｕｔを送信する。また、ＲＦ処理部２３は、アンテナＡｎｔ１を介して、外部からＲＦ信号ＲＦ２＿ｉｎを受信し、受信したＲＦ信号ＲＦ２＿ｉｎに対して受信用のＲＦ処理（ＲＦ復調処理等）を実行し、第２通信処理部２２が処理できるデータＤ２２を取得し、取得したデータＤ２２を第２通信処理部２２に出力する。

タイムスロット情報記憶部２４は、第２通信処理部２２から出力されるデータＤ＿ｓｌｏｔ、および／または、データＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを入力し、入力したデータを記憶する。また、タイムスロット情報記憶部２４は、第２通信処理部２２からの指令に従い、記憶しているデータＤ＿ｓｌｏｔ、および／または、データＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを、第２通信処理部２２に出力する。

無線システム情報取得保持部２５は、第２通信処理部２２から出力されるデータＤ２３を入力し、データＤ２３から、第１無線システムＳＹＳ１の情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を取得し、取得した情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を記憶（保持）する。また、無線システム情報取得保持部２５は、第２通信処理部２２からの指令に従い、記憶（保持）している情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を第２通信処理部２２に出力する。

（１．１．２．２：無線端末）
無線端末ＳＴＡ１－１は、図４に示すように、アンテナＡｎｔ２と、ＲＦ処理部３１と、第３通信処理部３２と、タイムスロット情報記憶部３３と、無線端末情報取得保持部３４とを備える。

ＲＦ処理部３１は、アンテナＡｎｔ２を介して、外部からＲＦ信号ＲＦ３＿ｉｎを受信し、受信したＲＦ信号ＲＦ３＿ｉｎに対して受信用のＲＦ処理（ＲＦ復調処理等）を実行し、第３通信処理部３２が処理できるデータＤ３１を取得し、取得したデータＤ３１を第３通信処理部３２に出力する。また、ＲＦ処理部３１は、第３通信処理部３２から出力されるデータＤ３１を入力し、入力したデータＤ３１に対して、送信用のＲＦ処理（ＲＦ変調処理等）を実行し、アンテナＡｎｔ２を介して外部へ送信することができるＲＦ信号ＲＦ３＿ｏｕｔを取得する。そして、ＲＦ処理部３１は、アンテナＡｎｔ２を介して、外部へ、ＲＦ信号ＲＦ３＿ｏｕｔを送信する。

第３通信処理部３２は、アンテナＡｎｔ２を介して外部からデータを受信する場合、ＲＦ処理部３１からデータＤ３１を入力し、アンテナＡｎｔ２を介して外部へデータを送信する場合、ＲＦ処理部３１へデータＤ３１を出力する。第３通信処理部３２は、ＲＦ処理部３１から入力したデータＤ３１から、タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔを取得し、取得したデータＤ＿ｓｌｏｔをタイムスロット情報記憶部３３に出力する。また、第３通信処理部３２は、ＲＦ処理部３１から入力したデータＤ３１から、タイムスロットを定義するための情報（タイムスロット定義情報）を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを取得し、取得したデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆをタイムスロット情報記憶部３３に出力する。また、第３通信処理部３２は、ＲＦ処理部３１から出力されるデータＤ３１から、無線端末ＳＴＡ１－１の情報を含むデータＤ３２を取得し、取得したデータＤ３２を無線端末情報取得保持部３４に出力する。また、第３通信処理部３２は、無線端末情報取得保持部３４から出力される無線端末ＳＴＡ１－１の情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を入力する。

なお、第２無線システムＳＹＳ２、第３無線システムＳＹＳ３は、第１無線システムＳＹＳ１と同様の構成を有している。また、第２無線システムＳＹＳ２の第２アクセスポイントＡＰ２－１は、第１アクセスポイントＡＰ１－１と同様の構成を有している。

また、第１無線システムＳＹＳ１の無線端末ＳＴＡ１－２、第２無線システムＳＹＳ２の無線端末ＳＴＡ２－１および無線端末ＳＴＡ２－２、第３無線システムＳＹＳ３の無線端末ＳＴＡ３－１および無線端末ＳＴＡ３－２は、いずれも、無線端末ＳＴＡ１－１と同様の構成を有している。

＜１．２：無線通信システムの動作＞
以上のように構成された無線通信システム１０００の動作について、以下、図面を参照しながら説明する。

（１．２．１：基本動作）
まず、無線通信システム１０００の基本動作について説明する。

図５は、無線通信システム１０００におけるタイムスロット定義処理、タイムスロット割当処理を説明するためのシーケンス図である。以下、図５を参照しながら、無線通信システム１０００の動作について、説明する。

図６は、タイムスロット割当情報のデータ形式（一例）と、接続機器とノードＩＤの対応表とを示す図である。

（ステップＳ１）：
ステップＳ１において、コーディネーター装置１００のタイムスロット定義部１１は、無線通信システム１０００で使用するタイムスロットを定義する処理（タイムスロット定義処理）を実行する。

タイムスロット定義部１１は、初期値として、例えば、無線通信システム１０００の初期状態や無線環境の定常状態に基づいて、タイムスロットを規定するために必要なデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを取得する。

例えば、無線通信システム１０００が、工場等の狭空間に設置されている場合、第１無線システムＳＹＳ１、第２無線システムＳＹＳ２、および、第３無線システムＳＹＳ３の無線環境の定常状態（例えば、搬送車や人の移動がないときの無線環境の状態）を予め知ることができるので、当該定常状態に基づいて、タイムスロット定義部１１は、複数の無線システムで使用するための（１）タイムスロットのスロット長、（２）スロット開始時刻を決定する。そして、タイムスロット定義部１１は、決定した（１）スロット長、および、（２）スロット開始時刻を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを生成し、生成したデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆを第１通信処理部１４に出力する。

なお、コーディネーター装置１００は、例えば、各アクセスポイント（アクセスポイントＡＰ１－１、ＡＰ２－１、ＡＰ３－１）、各無線システムに含まれる無線端末から、機器情報、通信状況等の情報を収集し、収集した当該情報に基づいて、複数の無線システムで使用するための（１）タイムスロットのスロット長、（２）スロット開始時刻を決定してもよい。

（ステップＳ２）：
ステップＳ２において、コーディネーター装置１００は、タイムスロット割当情報生成処理を実行する。具体的には、以下のようにして処理が実行される。

コーディネーター装置１００は、第１通信処理部１４により、各無線システム、および、各無線システムに含まれる無線端末から、タイムスロット割当に必要な情報を要求するデータ（リクエストデータ）を生成し、生成したリクエストデータを第１通信インターフェース１５、ネットワークＮＷ１を介して、第１アクセスポイントＡＰ１－１、第２アクセスポイントＡＰ２－１、および、第３アクセスポイントＡＰ３－１に送信する。

第１アクセスポイントＡＰ１－１は、上記リクエストデータを、ネットワークＮＷ１、第２通信インターフェースを介して受信し、上記リクエストデータに基づいて、第１無線システムに含まれる無線端末ＳＴＡ１－１、および、無線端末ＳＴＡ１－２から、タイムスロット割当に必要な情報を要求するデータ（リクエストデータ）を生成し、生成したリクエストデータをＲＦ処理部２３、アンテナＡｎｔ１を介して、無線端末ＳＴＡ１－１、および、無線端末ＳＴＡ１－２に送信する。

無線端末ＳＴＡ１－１は、第１アクセスポイントＡＰ１－１から送信されるリクエストデータを含むＲＦ信号を受信し、当該ＲＦ信号に対して、受信用のＲＦ処理を実行することで、上記リクエストデータを取得する。そして、当該リクエストデータに基づいて、無線端末ＳＴＡ１－１の第３通信処理部３２は、無線端末情報取得保持部に保持されている無線端末情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を取得し、取得した無線端末情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）に対して送信用のＲＦ処理を施し、無線端末情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を含むＲＦ信号を生成する。そして、無線端末ＳＴＡ１－１は、生成したＲＦ信号をアンテナＡｎｔ２を介して、第１アクセスポイントＡＰ１－１に送信する。

第１アクセスポイントＡＰ１－１は、無線端末ＳＴＡ１－１から受信したＲＦ信号に対して受信用のＲＦ処理を実行し、無線端末ＳＴＡ１－１のデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を取得する。第１アクセスポイントＡＰ１－１の第２通信処理部２２は、無線端末ＳＴＡ１－１のデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を第２通信インターフェース２１、ネットワークＮＷ１を介して、コーディネーター装置１００に送信する。

コーディネーター装置１００の第１通信処理部１４は、ネットワークＮＷ１、第１通信インターフェース１５を介して、第１アクセスポイントＡＰ１－１から送信されるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を含むデータをデータＤ１２として取得する。無線システム情報取得保持部１３は、データＤ１２から、無線端末ＳＴＡ１－１のデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を取得し保持する。

このようにして、コーディネーター装置１００は、無線端末ＳＴＡ１－１のデータ（タイムスロット割当に必要な情報）Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－１）を取得する。また、無線端末ＳＴＡ１－２のデータ（タイムスロット割当に必要な情報）Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＴＡ１－２）も上記と同様の処理により取得される。

また、第１アクセスポイントＡＰ１－１は、コーディネーター装置１００からのリクエストデータに基づいて、第１無線システムのタイムスロット割当に必要な情報であるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を取得する。具体的には、第２通信処理部２２が、無線システム情報取得保持部２５から、第１無線システムのタイムスロット割当に必要な情報であるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を取得する。なお、第１無線システムのタイムスロット割当に必要な情報であるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）は、例えば、第１無線システムで用いられるパケット生成周期、パケット生成タイミング、パケットサイズ、許容遅延、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報等のデータを含んで構成される。また、第１無線システムのタイムスロット割当に必要な情報であるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）の一部または全部は、第１アクセスポイントＡＰ１－１により、データ収集処理が実行されることで取得されものであってもよい。

第１アクセスポイントＡＰ１－１は、上記のようにして取得した第１無線システムのタイムスロット割当に必要な情報であるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を含むデータを、ネットワークＮＷ１を介して、コーディネーター装置１００に送信する。

コーディネーター装置１００の第１通信処理部１４は、ネットワークＮＷ１、第１通信インターフェース１５を介して、第１アクセスポイントＡＰ１－１から送信されるデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を含むデータをデータＤ１２として取得する。無線システム情報取得保持部１３は、データＤ１２から、無線端末ＳＴＡ１－１のデータＩｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を取得し保持する。

上記と同様にして、第２無線システムＳＹＳ２、第３無線システムＳＹＳ３、および、それらに含まれる無線端末のタイムスロット割当に必要な情報が、コーディネーター装置１００により取得される。

つまり、コーディネーター装置１００は、無線通信システム１０００に含まれる全ての機器について、タイムスロット割当に必要な情報を取得し保持する。

なお、タイムスロット割当に必要な情報は、例えば、以下のものである。
（１）パケット生成周期、パケット生成タイミング
（２）パケットサイズ
（３）許容遅延
（４）ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報（ハンドシェーク通信の有無）
（５）トラフィック量
（６）通信エラー情報（通信エラー頻度、再送回数等）
次に、コーディネーター装置１００は、取得した、無線通信システム１０００に含まれる全ての機器のタイムスロット割当に必要な情報に基づいて、タイムスロット割当情報を生成する。コーディネーター装置１００は、例えば、上記（１）～（６）の情報に基づいて、各タイムスロットに割り当てる機器を決定することで、タイムスロット割当情報を生成する。例えば、許容遅延が少ない機器に先のタイムスロットを割り当てる、トラフィック量の多い無線システムに属している機器に先のタイムスロットを割り当てる等の基準により、コーディネーター装置１００は、タイムスロット割当情報を生成する。

コーディネーター装置１００は、例えば、図６に示すように、第１ヘッダＨ１とペイロードＰ１とから構成されるデータ形式により、データＤ＿ｓｌｏｔを生成する。すなわち、データＤ＿ｓｌｏｔの１バイト目が一連のタイムスロット群の送信間隔（図６の場合、２４０ｍｓ）を示しており、データＤ＿ｓｌｏｔの２バイト目がタイムスロット群の送信間隔内に含めるタイムスロット数（図６の場合、１２個）を示している。そして、３バイト目からは、ノードＩＤが１バイトで示されている。そして、図６の右図に示すような接続機器とノードＩＤとの対応表のデータを、無線通信システム１０００に含まれる全ての機器が有しており、当該対応表のデータを参照することで、所定のタイムスロットに割り当てられた機器（所定のタイムスロットにおいて通信が許可される機器）を特定することができる。

コーディネーター装置１００は、例えば、図６に示すようなデータ形式によりデータＤ＿ｓｌｏｔを生成する。

（ステップＳ３）：
ステップＳ３において、コーディネーター装置１００は、ステップＳ２で生成した、（１）タイムスロット定義情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆと、（２）タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔとを第１アクセスポイントＡＰ１－１に送信し、第１アクセスポイントＡＰ１－１は、コーディネーター装置１００から送信される当該データを受信する（ステップＳ３０１）。

第１アクセスポイントＡＰ１－１は、コーディネーター装置１００から受信したデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆとデータＤ＿ｓｌｏｔをタイムスロット情報記憶部２４で記憶するとともに、無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２にＲＦ処理を施した後、アンテナＡｎｔ１を介して送信する。

無線端末ＳＴＡ１－１は、第１アクセスポイントＡＰ１－１から送信される上記データを受信し、タイムスロット情報記憶部３３に記憶する（ステップＳ３０２）。また、無線端末ＳＴＡ１－２も、無線端末ＳＴＡ１－１と同様の処理を行い、第１アクセスポイントＡＰ１－１から送信される上記データを記憶する（ステップＳ３０３）。

第２アクセスポイントＡＰ２－１、無線端末ＳＴＡ２－１、ＳＴＡ２－２においても、上記と同様の処理が実行される（ステップＳ３０４～Ｓ３０６）。

また、第３アクセスポイントＡＰ１－３、無線端末ＳＴＡ３－１、ＳＴＡ３－２においても、上記と同様の処理が実行される（ステップＳ３０７～Ｓ３０９）。

なお、無線通信システム１０００において、データＤ＿ｓｌｏｔ（タイムスロット割当情報）は、定期的にコーディネーター装置１００から各アクセスポイントに送信され、かつ、定期的に各アクセスポイントから、当該アクセスポイントが属する無線システムの無線端末に、例えば、ビーコンにより送信される。

以上により、無線通信システム１０００の全ての機器は、（１）タイムスロット定義情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆと、（２）タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔとを記憶保持した状態となる。

一例として、コーディネーター装置１００が、収集したタイムスロット割当に必要な情報に基づいて、図７に示すデータＤ＿ｓｌｏｔを生成した場合について、以下説明する。なお、説明便宜のため、以下の条件を設定する。
（１）第１無線システムＳＹＳ１では、第１アクセスポイントＡＰ１－１から、ロボットのアーム制御を行うために、無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２に制御データを送信する。そして、第１アクセスポイントＡＰ１－１が無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２にデータ送信してから、無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２が第１アクセスポイントにレスポンスを返信するまでの許容遅延をＴ１＝８０ｍｓとする。
（２）第２無線システムＳＹＳ２では、第２アクセスポイントＡＰ２－１から、温度センサによる測定データ（温度のデータ）を収集するために、無線端末ＳＴＡ２－１および無線端末ＳＴＡ２－２に制御データを送信する。そして、第２アクセスポイントＡＰ２－１が無線端末ＳＴＡ２－１および無線端末ＳＴＡ２－２にデータ送信してから、無線端末ＳＴＡ２－１および無線端末ＳＴＡ２－２が第１アクセスポイントにレスポンスを返信するまでの許容遅延をＴ２＝２００ｍｓとする。
（３）第３無線システムＳＹＳ３では、第３アクセスポイントＡＰ３－１から、ロボットのアーム制御を行うために、無線端末ＳＴＡ３－１および無線端末ＳＴＡ３－２に制御データを送信する。そして、第３アクセスポイントＡＰ３－１が無線端末ＳＴＡ３－１および無線端末ＳＴＡ３－２にデータ送信してから、無線端末ＳＴＡ３－１および無線端末ＳＴＡ３－２が第１アクセスポイントにレスポンスを返信するまでの許容遅延をＴ３＝６０ｍｓとする。

上記条件を考慮し、コーディネーター装置１００は、図７に示すデータＤ＿ｓｌｏｔを生成する。そして、当該データＤ＿ｓｌｏｔは、無線通信システム１０００に含まれる全ての機器に送信され、無線通信システム１０００では、当該データＤ＿ｓｌｏｔに基づいて、所定のタイムスロットにおいて、通信が許可される機器が特定される。

図８は、図７のデータＤ＿ｓｌｏｔに基づいて、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャートである。

図８に示すように、第１アクセスポイントＡＰ１－１が送信したデータＲｅｑ（時刻ｔ０～ｔ１、ｔ７～ｔ８）に対して、無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２は、それぞれ、時刻ｔ２まで、時刻ｔ３までの期間内にレスポンスＲｅｓ１、Ｒｅｓ２を、第１アクセスポイントＡＰ１－１に返信している。すなわち、許容遅延Ｔ１＝８０ｍｓ内の通信が実現されている。

また、図８に示すように、第２アクセスポイントＡＰ２－１が送信したデータＲｅｑ（時刻ｔ3～ｔ４）に対して、無線端末ＳＴＡ２－１および無線端末ＳＴＡ２－２は、それぞれ、時刻ｔ１１まで、時刻ｔ１２までの期間内にレスポンスＲｅｓ１、Ｒｅｓ２を、第２アクセスポイントＡＰ２－１に返信している。すなわち、許容遅延Ｔ２＝２００ｍｓ内の通信が実現されている。

また、図８に示すように、第３アクセスポイントＡＰ３－１が送信したデータＲｅｑ（時刻ｔ４～ｔ５）に対して、無線端末ＳＴＡ３－１および無線端末ＳＴＡ３－２は、それぞれ、時刻ｔ６まで、時刻ｔ７までの期間内にレスポンスＲｅｓ１、Ｒｅｓ２を、第１アクセスポイントＡＰ１－１に返信している。すなわち、許容遅延Ｔ３＝６０ｍｓ内の通信が実現されている。

以上のように、無線通信システム１０００では、無線通信システム１０００に含まれる全ての機器の情報（通信状況を示す情報、通信性能を示す情報等）に基づいて共通に定義したタイムスロットを用いることで、１つのチャネルを多数の無線システムが時分割で使用することができる。また、無線通信システム１０００では、上記のように、多様な条件を考慮してタイムスロットを定義することができる。したがって、無線通信システム１０００では、例えば、ロボット制御のような高速処理が必要な通信と、センサによる測定データを収集する処理のような高速処理が必要ではない通信とが混在する環境においても、それぞれの条件を満たしつつ、効率の良い通信を実現することができる。

つまり、無線通信システム１０００では、上記のようにして共通に定義したタイムスロットを用いて１つのチャネルを多数の無線システムが時分割で使用することができるので、多数の無線通信端末が存在している狭空間であっても、無線通信性能の劣化を引き起こすことなく、高速かつ高精度の無線通信を行うことができる。

（１．２．２：動的更新処理（無線環境劣化の場合））
次に、無線環境が劣化した場合に、無線通信システム１０００で実行される動的更新処理について、説明する。

図９、図１０は、無線通信システム１０００における動的更新処理を説明するためのシーケンス図である。以下、図９、図１０を参照しながら、無線通信システム１０００の動作（動的更新処理）について、説明する。

（ステップＳ４～Ｓ６）：
ステップＳ４において、第１無線システムＳＹＳ１の無線環境が劣化したとする。

第１アクセスポイントＡＰ１－１は、無線端末ＳＴＡ１－１、および／または、ＳＴＡ１－２との通信エラーが頻発していることを検出し、第１無線システムＳＹＳ１の無線環境が劣化していることを検出し、当該検出結果を示すデータをコーディネーター装置１００に送信する。

コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からの上記データを受信し、第１無線環境が劣化していることを検知する（ステップＳ６）。

（ステップＳ７）：
ステップＳ７において、コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からのデータに基づいて、無線通信システム１０００で共通に使用するタイムスロットを再定義する必要があるか否かを判定する。判定の結果、再定義する必要があると判定した場合、コーディネーター装置１００は、タイムスロットを再定義する処理を行う。具体的には、ステップＳ１と同様の処理を実行し、無線環境劣化に対応できると推測される（１）タイムスロットのスロット長、（２）スロット開始時刻を決定する。

（ステップＳ８）：
ステップＳ８において、コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からのデータに基づいて、ステップＳ２と同様に、各無線システム、各無線端末から、タイムスロット割当に必要な情報を取得する。なお、無線環境劣化が発生している無線システムを特定できる場合は、当該無線システム、および当該無線システムに含まれる無線端末からのみ、タイムスロット割当に必要な情報を取得するようにしてもよい。

そして、コーディネーター装置１００は、無線環境劣化が発生した後の無線通信システム１０００に含まれる全ての機器のタイムスロット割当に必要な情報に基づいて、タイムスロット割当情報を生成する。

（ステップＳ９）：
ステップＳ９において、無線通信システム１０００では、ステップＳ３と同様の処理を実行する。これにより、無線通信システム１０００の全ての機器は、無線環境劣化が発生した後に取得（更新）された、（１）タイムスロット定義情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆと、（２）タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔとを記憶保持した状態となる。

そして、無線通信システム１０００では、更新されたタイムスロットに基づいて、通信が実行される。

一例として、第１無線システムにおいて、無線環境が劣化し、第１アクセスポイントＡＰ１－１から無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２にリクエストデータを送信し、所定の時間内に、無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２から、第１アクセスポイントＡＰ１－１にレスポンスを返信できない場合について、説明する。

図１１は、上記の場合における、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャートである。

また、図１２は、タイムスロット割当情報を更新した後において、１つのチャネルで複数の無線システムが時分割で通信を行う場合のタイミングチャートである。

図１１に示すように、時刻ｔ１からｔ２のタイムスロットと、時刻ｔ８からｔ９のタイムスロットとにおいて、無線端末ＳＴＡ１－１が無線通信システム１０００で使用しているチャネルを利用できるように設定されているが、無線端末ＳＴＡ１－１から、第１アクセスポイントＡＰ１－１にレスポンスが返信されていない。

また、時刻ｔ２からｔ３のタイムスロットと、時刻ｔ９からｔ１０のタイムスロットと、において、無線端末ＳＴＡ１－２が無線通信システム１０００で使用しているチャネルを利用できるように設定されているが、無線端末ＳＴＡ１－２から、第１アクセスポイントＡＰ１－１にレスポンスが返信されていない。

そこで、コーディネーター装置１００は、（１）上記状況、（２）第１アクセスポイントＡＰ１－１から無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２にリクエストデータを送信しレスポンスを受信するまでの許容遅延Ｔ１＝８０ｍｓであること、および、（３）第２アクセスポイントＡＰ２－１から無線端末ＳＴＡ２－１および無線端末ＳＴＡ２－２にリクエストデータを送信しレスポンスを受信するまでの許容遅延Ｔ２＝２００ｍｓであることを考慮し、連続する２つのタイムスロットを第１アクセスポイントに割り当てるように、タイムスロット割当情報を更新する。つまり、図１２の上段にＤ＿ｓｌｏｔで示したように、タイムスロットが各機器に割り当てられるように、タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔを更新する。

図１２から分かるように、２つ連続して割当られたタイムスロットにおいて、第１アクセスポイントＡＰ１－１がリクエストデータを複数回送信することができるようになり、その結果、許容遅延Ｔ１＝８０ｍｓ内に、無線端末ＳＴＡ１－１および無線端末ＳＴＡ１－２が、第１アクセスポイントＡＰ１－１に対して、正常にレスポンスを返信することができている。

また、図１２から分かるように、第２通信システムＳＹＳ２の通信、および、第３通信システムＳＹＳ３の通信も、いずれも許容遅延内に、正常に通信することができている。

以上のように、無線通信システム１０００では、無線環境が劣化した場合であっても、無線環境が劣化した原因に基づいて、（１）タイムスロット定義情報Ｄ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆ、および／または、（２）タイムスロット割当情報を更新することで、共通に定義したタイムスロットを用いて、１つのチャネルで多数の無線システムが適切に通信することができる。

なお、上記では、タイムスロット割当情報を更新（再割当）する場合について説明したが、無線環境の劣化の原因に基づいて、タイムスロット定義情報Ｄ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆ、すなわち、共通に使用するタイムスロットの開始時刻、および／または、タイムスロット長を変化（更新）させるようにしてもよい。

また、図１０において、更新処理として、ステップＳ７のタイムスロット定義処理と、ステップＳ８のタイムスロット割当情報生成処理とを両方示しているが、いずれか片方だけの処理（更新処理）を行うようにしてもよい。

（１．２．３：動的更新処理（機器挿入・削除の場合））
次に、無線環境が変化した場合に、無線通信システム１０００で実行される動的更新処理について、説明する。一例として、機器が新規に挿入され、かつ、機器が削除された場合を一例として説明する。

図１３、図１４は、無線通信システム１０００における動的更新処理（機器挿入・削除の場合）を説明するためのシーケンス図である。以下、図１３、図１４を参照しながら、無線通信システム１０００の動作（動的更新処理）について、説明する。

（ステップＳ１０～Ｓ１２）：
ステップＳ１０において、第１無線システムＳＹＳ１に、新たに無線端末ＳＴＡ１－３が挿入され、かつ、第３無線システムＳＹＳ３において、無線端末ＳＴＡ３－２が削除されたとする。

第１アクセスポイントＡＰ１－１は、新たに無線端末ＳＴＡ１－３が第１無線システムＳＹＳ１に挿入されたことを検出し（ステップＳ１１）、当該検出結果を示すデータをコーディネーター装置１００に送信する（ステップＳ１２０１）。コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からの上記データを受信する（ステップＳ１２）。

また、第３アクセスポイントＡＰ３－１は、無線端末ＳＴＡ３－２が第３無線システムＳＹＳ３から削除されたことを検出し（ステップＳ１１）、当該検出結果を示すデータをコーディネーター装置１００に送信する（ステップＳ１２０２）。コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からの上記データを受信する（ステップＳ１２）。

（ステップＳ１３）：
ステップＳ１３において、コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からのデータおよび第３アクセスポイントＡＰ３－１からのデータに基づいて、無線通信システム１０００で共通に使用するタイムスロットを再定義する必要があるか否かを判定する。判定の結果、再定義する必要があると判定した場合、コーディネーター装置１００は、タイムスロットを再定義する処理を行う。具体的には、ステップＳ１と同様の処理を実行し、無線環境劣化に対応できると推測される（１）タイムスロットのスロット長、（２）スロット開始時刻を決定する。

（ステップＳ１４）：
ステップＳ１４において、コーディネーター装置１００は、第１アクセスポイントＡＰ１－１からのデータおよび第３アクセスポイントＡＰ３－１からのデータに基づいて、ステップＳ２と同様に、各無線システム、各無線端末から、タイムスロット割当に必要な情報を取得する。なお、追加された機器、削除された機器について必要な情報のみを取得するようにしてもよい。

そして、コーディネーター装置１００は、機器挿入・削除された後の無線通信システム１０００に含まれる全ての機器のタイムスロット割当に必要な情報に基づいて、タイムスロット割当情報を生成する。

（ステップＳ１５）：
ステップＳ１５において、無線通信システム１０００では、ステップＳ３と同様の処理を実行する。これにより、無線通信システム１０００の全ての機器は、機器挿入・削除された後に取得（更新）された、（１）タイムスロット定義情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆと、（２）タイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔとを記憶保持した状態となる。

そして、無線通信システム１０００では、更新されたタイムスロットに基づいて、通信が実行される。

なお、コーディネーター装置１００は、新たに追加（挿入）された機器の許容遅延を取得し、許容遅延が小さい機器が先のタイムスロットに割り当てられるように、タイムスロット割当情報を更新するようにしてもよい。このようにすることで、高速処理（許容遅延が少ない処理）が要求される通信を優先的に確保することができる。

以上のように、無線通信システム１０００では、機器の挿入・削除がされた場合であっても、それに応じて（１）タイムスロット定義情報Ｄ＿ｓｌｏｔ＿ｄｅｆ、および／または、（２）タイムスロット割当情報を更新することで、共通に定義したタイムスロットを用いて、１つのチャネルで多数の無線システムが適切に通信することができる。

また、図１４において、更新処理として、ステップＳ１３のタイムスロット定義処理と、ステップＳ１４のタイムスロット割当情報生成処理とを両方示しているが、いずれか片方だけの処理（更新処理）を行うようにしてもよい。

≪第１変形例≫
次に、第１実施形態の第１変形例の無線通信システム１０００Ａについて説明する。なお、上記説明と同様の部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１５は、第１変形例の無線通信システム１０００Ａの概略構成図である。

図１６は、第１変形例のコーディネーター装置１００Ａの概略構成図である。

図１７は、第１変形例の第１アクセスポイントＡＰ１Ａ－１の概略構成図である。

図１８は、第１変形例の無線端末ＳＴＡ１Ａ－１の概略構成図である。

図１９は、第１変形例の無線通信システム１０００Ａで使用される階層的タイムスロット割当情報を説明するための図である。

第１変形例の無線通信システム１０００Ａは、第１実施形態の無線通信システム１０００において、コーディネーター装置１００をコーディネーター装置１００Ａに置換し、第１アクセスポイントＡＰ１－１を第１アクセスポイントＡＰ１Ａ－１に置換し、第２アクセスポイントＡＰ２－１を第２アクセスポイントＡＰ２Ａ－１に置換し、第３アクセスポイントＡＰ３－１を第３アクセスポイントＡＰ３Ａ－１に置換した構成を有している。

また、第１変形例の無線通信システム１０００Ａは、第１実施形態の無線通信システム１０００において、無線端末ＳＴＡ１－１、ＳＴＡ１－２、ＳＴＡ２－１、ＳＴＡ２－２、ＳＴＡ３－１、ＳＴＡ３－２を、それぞれ、無線端末ＳＴＡ１Ａ－１、ＳＴＡ１Ａ－２、ＳＴＡ２Ａ－１、ＳＴＡ２Ａ－２、ＳＴＡ３Ａ－１、ＳＴＡ３Ａ－２に置換した構成を有している。

コーディネーター装置１００Ａは、コーディネーター装置１００において、タイムスロット割当情報生成部１２をタイムスロット割当情報生成部１２Ａに置換した構成を有している。それ以外については、コーディネーター装置１００Ａは、コーディネーター装置１００と同様である。

タイムスロット割当情報生成部１２Ａは、第１実施形態のように、無線通信システム１０００に含まれる全ての機器についてタイムスロットを割り当てる情報を生成する代わりに、各無線システムに割り当てるスロット数のみを規定する。タイムスロット割当情報生成部１２Ａは、例えば、各無線システムのトラフィック量に応じて、各無線システムに割り当てるスロット数を決定する。例えば、図１９に示す場合、第２無線システムＳＹＳ２、第３無線システムＳＹＳ３、第１無線システムＳＹＳ１の順にトラフィック量が多いとすると、トラフィック量が多い無線システムに多くのスロット数が割り当てられるようにする。図１９に示す場合では、第１無線システムＳＹＳ１に５個のタイムスロットが割り当てられ、第２無線システムＳＹＳ２に３個のタイムスロットが割り当てられ、第３無線システムＳＹＳ３に４個のタイムスロットが割り当てられている。

そして、タイムスロット割当情報生成部１２Ａは、決定した各無線システムに割り当てるスロット数の情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ１（上位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ１）を第１通信処理部１４に出力する。第１通信処理部１４は、データＤ＿ｓｌｏｔ１を、第１通信インターフェース１５、ネットワークＮＷ１を介して、第１アクセスポイントＡＰ１Ａ－１、第２アクセスポイントＡＰ２Ａ－１および第３アクセスポイントＡＰ３Ａ－１に送信する。

第１アクセスポイントＡＰ１Ａ－１は、図１７に示すように、無線システム情報取得保持部２５と第２通信処理部２２との間に、階層的割当情報生成部２６を追加した構成を有している。

階層的割当情報生成部２６は、第１無線システムＳＹＳ１内の機器の情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）を入力し、当該情報Ｉｎｆｏ＿ｓｙｓ（ＳＹＳ１）に基づいて、第１無線システムＳＹＳ１内の機器（アクセスポイントＡＰ１Ａ－１、無線端末ＳＴＡ１－１、無線端末ＳＴＡ１－２）へのタイムスロットの割り当てを決定する。そして、決定したタイムスロット割当情報を含むデータＤ＿ｓｌｏｔ２（下位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ２）を第２通信処理部２２に出力する。

第２通信処理部２２は、コーディネーター装置１００Ａから上位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ１を取得し、階層的割当情報生成部２６から下位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ２を取得する。そして、第２通信処理部２２は、取得した上位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ１および下位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ２をタイムスロット情報記憶部２４に記憶する。

なお、第２無線システムＳＹＳ２の第２アクセスポイントＡＰ２－１、第３無線システムＳＹＳ３の第３アクセスポイントＡＰ３－１は、第１無線システムＳＹＳ１の第１アクセスポイントＡＰ１－１と同様の構成を有している。

無線端末ＳＴＡ１Ａ－１において、第３通信処理部３２は、図１８に示すように、コーディネーター装置１００Ａが生成した上位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ１、および、第１アクセスポイントＡＰ１Ａ－１が生成した下位階層割当情報データＤ＿ｓｌｏｔ２を取得し、タイムスロット情報記憶部３３に記憶する。

なお、他の無線端末ＳＴＡ１Ａ－２、ＳＴＡ２Ａ－１、ＳＴＡ２Ａ－２、ＳＴＡ３Ａ－１、ＳＴＡ３Ａ－２も、無線端末ＳＴＡ１Ａ－１と同様の構成を有している。

第１変形例の無線通信システム１０００Ａでは、図１９に示すように、階層的なタイムスロット割当処理を実行する。つまり、第１変形例の無線通信システム１０００Ａでは、コーディネーター装置１００Ａは、各無線システムに割り当てるスロット数だけを決定し、各無線システムのアクセスポイントが、自らが属する無線システム内の機器にタイムスロットを割り当てる処理を行う。第１変形例の無線通信システム１０００Ａでは、タイムスロットを割り当てる処理を各無線システムのアクセスポイントに分散して実行させることができるため、コーディネーター装置１００Ａのタイムスロット割当処理の負荷を低減させることができる。

≪第２変形例≫
次に、第１実施形態の第２変形例について説明する。なお、上記説明と同様の部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

第２変形例の無線通信システムでは、図２０に示す形式のデータＤ＿ｓｌｏｔを用いる。第２変形例のデータＤ＿ｓｌｏｔは、図２０に示すように、図６、図７に示したデータ形式に対して、第２ヘッダＨ２を追加したデータ形式を有している。第２変形例の無線通信システムでは、第２ヘッダＨ２を追加したデータ形式を有するデータＤ＿ｓｌｏｔを用いる点が、第１実施形態の無線通信システム１０００と相違する。

そして、第２ヘッダＨ２には、図２０に示すように、
（１）Ｎ番目のスロット（１バイト）
（２）ノード数（１バイト）
（３）ノードＩＤ（ノード数分バイト）
を単位とするデータを１または複数個含めることができる。

例えば、図２０に示した第２ヘッダＨ２では、
（１）１番目のスロットにおいて、ノードＩＤが「１」の機器とノードＩＤが「２」の機器とが無線通信システムが使用するチャネルを使用して通信でき、
（２）２番目のスロットにおいて、ノードＩＤが「２」の機器とノードＩＤが「１」の機器とが無線通信システムが使用するチャネルを使用して通信でき、
（３）８番目のスロットにおいて、ノードＩＤが「１」の機器とノードＩＤが「２」の機器とが無線通信システムが使用するチャネルを使用して通信でき、
（４）９番目のスロットにおいて、ノードＩＤが「２」の機器とノードＩＤが「１」の機器とが無線通信システムが使用するチャネルを使用して通信できる
ことを意味している。

第２変形例の無線通信システムでは、上記のように規定されたデータ形式を有するデータＤ＿ｓｌｏｔを用いることで、１つのタイムスロットにおいて、複数の機器が同一チャネルを使用して通信を行うことができる。なお、上記では、１つのタイムスロットに割り当てられている機器の数が「２」である場合のみを例示しているが、これに限定されることはなく、１つのタイムスロットに３以上の機器が通信できるように、第２ヘッダＨ２にデータを設定してもよい。

図２１は、図２０に示したようにデータＤ＿ｓｌｏｔが設定された場合の無線通信システムにおいて実行される通信のタイミングチャートである。

図２１から分かるように、時刻ｔ０～ｔ１のタイムスロットにおいて、第１アクセスポイントＡＰ１－１と無線端末ＳＴＡ１－１とが無線通信システムで使用するチャネルを利用して通信できる。このため、時刻ｔ０～ｔ１のタイムスロットにおいて、第１アクセスポイントＡＰ１－１が無線端末ＳＴＡ１－１に対して送信したリクエスト信号に対して、無線端末ＳＴＡ１－１が第１アクセスポイントＡＰ１－１にＡＣＫ信号を返信することができる。時刻ｔ７～ｔ８のタイムスロットにおいても同様に処理が実行される。

また、図２１から分かるように、時刻ｔ１～ｔ２のタイムスロットにおいて、無線端末ＳＴＡ１－１と第１アクセスポイントＡＰ１－１とが無線通信システムで使用するチャネルを利用して通信できる。このため、時刻ｔ１～ｔ２のタイムスロットにおいて、無線端末ＳＴＡ１－１が第１アクセスポイントＡＰ１－１に対して送信したレスポンス信号に対して、第１アクセスポイントＡＰ１－１が無線端末ＳＴＡ１－１にＡＣＫ信号を返信することができる。時刻ｔ８～ｔ９のタイムスロットにおいても同様に処理が実行される。

上記のようにすることで、ＴＣＰを用いた通信のようなハンドシェーク通信を１つのタイムスロット内で実行することができる。

第２変形例の無線通信システムでは、上記のように１つのタイムスロットを使用できる機器を複数設定できるデータＤ＿ｓｌｏｔ（タイムスロット割当情報）を用いるので、１つのタイムスロット内において、複数の機器が無線通信システムが使用するチャネルを用いて通信を行うことができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、各無線システムにアクセスポイントが１つである場合について説明したが、これに限定されることはなく、各無線システムにアクセスポイントが複数個存在してもよい。

また、上記実施形態（変形例を含む）で説明した無線通信システムで使用される通信方法は、本願発明に含まれる。

また、上記実施形態（変形例を含む）で説明した無線通信システムにおいて、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。

なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

また、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。

また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。

上記実施形態（変形例を含む）の無線通信システムにおいて、タイムスロット定義情報（データＤ＿ｓｌｏｔ）により割り当てられたタイムスロットを用いて通信を行う場合、当該機能をソフトウェア（例えば、ファームウェア）で簡単に実装することができる。

図２２は、タイムスロット定義情報（データＤ＿ｓｌｏｔ）により割り当てられたタイムスロットを用いて通信をソフトウェア（例えば、ファームウェア）で実装する場合を説明するための図である。図２２の左図は、プロトコルスタック（プロトコル階層）を模式的に示した図であり、図２２の右図は、仮想ＴＤＭＡモジュールＭ１の構成を模式的に示した図である。

図２２に示すように、ルーティング層とＭＡＣ層の間に、仮想ＴＤＭＡモジュールＭ１（例えば、ファームウェアにより実装）を挿入することで、スロット定義情報（データＤ＿ｓｌｏｔ）により割り当てられたタイムスロットを用いる通信を簡単に実装することができる。

図２２の右図に示すように、仮想ＴＤＭＡモジュールＭ１は、ルーティング層の送信キューからのパケットを入力するキューメモリＦＩＦＯ１と、キューメモリＦＩＦＯ１から出力されるパケットを制御信号ｃｔｌ１により出力するタイミングを制御するスイッチＳＷ１とを備える。

スイッチＳＷ１は、タイムスロット定義情報（データＤ＿ｓｌｏｔあるいはデータＤ＿ｓｌｏｔ１およびＤ＿ｓｌｏｔ２）に基づいて、送信するタイミングを決定された制御信号ｃｔｌ１に基づいて、入力されたパケットの出力タイミングを制御する。

つまり、図２２の右図の構成に相当する仮想ＴＤＭＡモジュールＭ１（例えば、ファームウェアで実装）をルーティング層とＭＡＣ層の間に設けることで、他の部分を変更することなく、簡単に、本発明の通信方法を実装することができる。

また、例えば、上記実施形態（変形例を含む）の各機能部を、ソフトウェアにより実現する場合、図２３に示したハードウェア構成（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力部、出力部等をバスＢｕｓにより接続したハードウェア構成）を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。

また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。

前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。

上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。

なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。

１０００ 無線通信システム
１００ コーディネーター装置
ＳＹＳ１ 第１無線システム
ＳＹＳ２ 第２無線システム
ＳＹＳ３ 第３無線システム
ＡＰ１－１ 第１アクセスポイント
ＡＰ２－１ 第２アクセスポイント
ＡＰ３－１ 第３アクセスポイント
ＳＴＡ１－１、ＳＴＡ１－２、ＳＴＡ２－１、ＳＴＡ２－２、ＳＴＡ３－１、ＳＴＡ３－２ 無線端末
１１ タイムスロット定義部
１２ タイムスロット割当情報生成部

Claims (8)

1. １または複数の無線端末と、前記無線端末と無線通信可能なアクセスポイント装置とをそれぞれ含む無線システムであって、複数の前記無線システムと、前記無線システムと通信可能なコーディネーター装置とを含む無線通信システムに用いられる無線通信方法であって、
   前記コーディネーター装置が前記複数の無線システム間で共通に使用するためのタイムスロットを定義するタイムスロット定義ステップであって、前記タイムスロットのスロット長とスロット開始時刻とを決定する前記タイムスロット定義ステップと、
   前記コーディネーター装置が前記無線システムおよび前記無線端末の少なく一方の通信関連情報に基づいて、前記複数の無線システムに含まれる前記無線端末および／または前記アクセスポイント装置のそれぞれに割り当てるタイムスロットの情報であるタイムスロット割当情報を生成するタイムスロット割当情報生成ステップと、
   前記タイムスロット割当情報により、割り当てられたタイムスロットで規定される期間において、前記タイムスロット割当情報により割り当てられた前記無線端末および／または前記アクセスポイント装置である送信元が、前記無線通信システムで使用されるチャネルを用いて、前記送信元と同一の前記無線システムに含まれている機器を送信先として、無線通信を行う無線通信ステップと、
   を備え、
   前記タイムスロット割当情報は、
   （１）送信間隔と送信間隔内のスロット数とを含むヘッダと、（２）前記ヘッダで設定されたスロット数分の送信可能情報であって、前記無線通信システムに含まれる前記無線端末および前記アクセスポイント装置を通信主体として指定することが可能な前記送信可能情報を含むペイロードと、を含むデータである、
   無線通信方法。
2. 前記通信関連情報は、
   トラフィック量、パケット生成周期、パケット生成タイミング、パケットサイズ、許容遅延、ハンドシェーク通信であるか否かの情報、トラフィック量、および、通信エラー情報の少なくとも１つを含む、
   請求項１に記載の無線通信方法。
3. 前記タイムスロット割当情報生成ステップは、
   前記無線システムおよび前記無線端末の少なく一方から、前記通信関連情報を所定のタイミングで収集し、収集した前記通信関連情報に基づいて、前記タイムスロット割当情報を更新すべきか否かを判定し、前記タイムスロット割当情報を更新すべきであると判定された場合、収集した前記通信関連情報に基づいて、前記タイムスロット割当情報を更新し、更新した前記タイムスロット割当情報を、前記無線システムおよび前記無線端末に送信する、
   請求項１または２に記載の無線通信方法。
4. 前記タイムスロット定義ステップは、
   前記無線システムおよび前記無線端末の少なく一方から、前記通信関連情報を所定のタイミングで収集し、収集した前記通信関連情報に基づいて、現在、前記無線通信システムに含まれる機器である前記無線端末および／または前記アクセスポイント装置で共通に使用している前記タイムスロットを再定義すべきか否かを判定し、再定義すべきと判定した場合、収集した前記通信関連情報に基づいて、前記タイムスロットのスロット長とスロット開始時刻とを決定するタイムスロットの再定義処理を実行し、前記再定義処理により取得された前記タイムスロットの定義情報を前記無線システムおよび前記無線端末に送信する、
   請求項１から３のいずれかに記載の無線通信方法。
5. 前記タイムスロット割当情報生成ステップは、
   （１）前記コーディネーター装置が、前記複数の無線システムのそれぞれに、前記無線システムの前記通信関連情報に基づいて、割り当てるタイムスロットの数を決定することで上位階層割当情報を取得する上位階層割当情報生成ステップと、
   （２）前記コーディネーター装置が、前記上位階層割当情報により割り当てられたタイムスロット数の期間において、前記複数の無線システムのそれぞれに含まれる機器である前記無線端末および／または前記アクセスポイント装置のそれぞれに割り当てるタイムスロットを決定することで下位階層割当情報を取得する下位階層割当情報生成ステップと、
   を含む、
   請求項１から４のいずれかに記載の無線通信方法。
6. 前記無線通信システムは、コーディネーター装置と、各無線システムに含まれるアクセスポイント装置とを含み、
   前記コーディネーター装置が前記上位階層割当情報生成ステップを実行し、
   前記無線システムのアクセスポイント装置が前記下位階層割当情報生成ステップを実行する、
   請求項５に記載の無線通信方法。
7. タイムスロット割当情報生成ステップは、
   所定のタイムスロット期間において、前記無線端末および／または前記アクセスポイント装置の複数が通信することを許可されることを示す情報を含む前記タイムスロット割当情報を生成する、
   請求項１から６のいずれかに記載の無線通信方法。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
   
   

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