JP2010098438A

JP2010098438A - 無線通信装置と無線通信システム

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Publication number: JP2010098438A
Application number: JP2008266433A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Nishiyama; 公一朗西山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】車内に配置されたＵＷＢ装置は、アクティブ状態になった時、ユーザが意図しない隣接するビーコングループからの影響を低減することでビーコングループの構築を迅速に行なうと共に、ビーコングループ構築後も隣接するビーコングループからの影響を低減して安定した通信が確保できる無線通信システムを提供する。
【解決手段】ＵＷＢ装置１０は、電源が供給される度に、制御部５から与えられる任意のタイミングでリセット制御部４がＵＷＢ送受信処理部３をリセットするように構成し、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを任意に変更できるようにする。また、このＵＷＢ装置１０を車内に複数設置し、特定のＵＷＢ装置１０の制御部５が、残りの各ＵＷＢ装置１０の制御部５より早くタイミングを発生させて、ビーコンスキャンとビーコン出力を早く開始させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅで標準化されているＭＢ−ＯＦＤＭ（ＭｕｌｔｉｂａｎｄＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）で利用するアクセス制御方法を用いる無線通信装置、およびこの無線通信装置間で通信を行なう無線通信システムに関するものである。

ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅで標準化されているＭＢ−ＯＦＤＭは、１０ｍ以内程度の近距離内での実効的な通信を行なう近距離無線通信方式である。そこで利用されるアクセス制御方法では、自律分散型のメディアアクセス制御方法が規定されている。
また、ＭＢ−ＯＦＤＭに対応するＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）装置は、６５．５３６ｍｓｅｃ単位のスーパーフレーム毎に動作が規定されている。スーパーフレームは、ＵＷＢ装置がビーコン信号を送信するためのビーコン期間と、ＵＷＢ装置間でデータ通信を行なうためのデータ送受信可能期間からなる。

ＵＷＢ装置はビーコン期間のうちの固有のＢＳ（ＢｅａｃｏｎＳｌｏｔ）のタイミングでビーコン信号を送信し、周囲に存在するＵＷＢ装置との間で各種パラメータを交換する。互いにビーコン信号を受信できる範囲に存在するＵＷＢ装置は、スーパーフレームのための同一のビーコン開始時間で同期確立されており、相互に情報を共有してネットワークを構築する。このように周辺のＵＷＢ装置が同一のスーパーフレーム期間によって同期確立されているネットワークをビーコングループと呼ぶ。このような無線通信システムが非特許文献１に記載されている。

ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅにはスキャン時間についての具体的な規定はないため、一般的にＵＷＢ装置はアクティブ状態（動作可能状態）になった時に、周辺にＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに規定されたビーコンが存在するかどうか、任意のスキャンタイミングで任意の期間、ビーコンスキャンを行なって確認していた。
ＵＷＢ装置は、ビーコンの存在を確認すると、そのビーコングループが共有するスーパーフレームの同期タイミングに対して、自機も同期するように同期処理を行なう。即ち、ＵＷＢ装置は、存在確認したビーコングループが共有するスーパーフレームの空きＢＳから自機用の固有ＢＳを決定してビーコン信号を送信し、そのビーコングループに加入する。
他方、ビーコンの存在が確認できない場合には、自機がビーコンを送信してスーパーフレームタイミングを発生させ、ビーコングループを確立して、他のＵＷＢ装置からビーコン信号が送信されるのを待つ。

これに対して、従来の無線通信装置は、複数の無線ネットワークが隣接し、互いの通信可能範囲が重なりあう無線通信システムにおいて、通信可能な無線通信装置間で認証確認動作を行ない、自機が通信すべき無線通信装置を登録する接続リストと、通信すべきでない無線通信装置を登録する非接続リストを作成保存していた。無線通信の際、無線通信装置がこれらのリストを参照することで、無線通信ネットワークを適切に維持していた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の無線通信装置は、基本的には無線ＬＡＮシステムを対象にしており、互いのビーコン信号を受信することでアクセス制御の衝突を回避しながら、保存された接続リストと非接続リストを参照することで同一無線ネットワーク内では互いを認識してデータ通信を行ない、異なる無線ネットワーク内では互いの存在をビーコンで認識してもデータ通信を行なわないことで、干渉を避けるようにしていた。

ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅ特開２００４―２２８９２６号公報（第３図）

このような従来のＵＷＢ装置を例えば車内に配置した場合には、頻繁にアクティブ状態と非アクティブ状態（動作不可能状態）が繰り返されることが想定される。例として普通自動車の場合、エンジンが動作しているアクセサリスイッチ・オン状態では車内の全てのＵＷＢ装置に電源が供給され、エンジンが停止しているアクセサリスイッチ・オフ状態では車内の全てのＵＷＢ装置への電源供給は遮断される。頻繁にアクティブ／非アクティブが繰り返された場合、ＵＷＢ装置はアクティブ状態になる度にビーコンスキャンを行ってビーコングループを構築する動作を行なう。

複数のＵＷＢ装置により構築されるビーコングループと同じ周波数帯域内に、他のビーコングループが存在した時、即ち、異なるビーコングループのＵＷＢ装置同士が通信可能な範囲に複数のビーコングループが存在した時、自機が所属するビーコングループ以外のビーコングループからビーコン信号を受信してしまうことで通信が可能となり、意図していないビーコングループ内の通信と、自機の所属するビーコングループ内の通信とが競合してしまった。

図１５は、車内に配置されたＵＷＢ装置８１，８２，８３により構築されたビーコングループＢＧ８と、別の車内に配置され、同じ周波数帯域内に存在するＵＷＢ装置９１，９２により構築されたビーコングループＢＧ９の位置関係を示す説明図であり、この図を用いて上記課題をより詳細に説明する。
図において、ビーコングループＢＧ８がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループＢＧ９がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示す。ビーコングループＢＧ８に別の車両のビーコングループＢＧ９が接近し、ＵＷＢ装置８３，９１が互いのビーコングループのビーコン信号を受信できる状態となっている。
ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに準拠したＵＷＢ装置は、アクティブ状態かつビーコングループが構築された状態では、同期がとれたビーコングループ単位でこのビーコングループに含まれる全ＵＷＢ装置の再同期が行なわれる。
そのため、ビーコングループＢＧ９を中心として考えた場合、ビーコングループＢＧ９のビーコン信号を受信できるＵＷＢ装置８３を通して、ＵＷＢ装置８１，８２共にビーコングループＢＧ９のスーパーフレームの固有ＢＳに割り当てられ、ビーコングループＢＧ８はビーコングループＢＧ９に再同期されることになる。同様に、ビーコングループＢＧ９がビーコングループＢＧ８に再同期される場合は、ＵＷＢ装置９１を通してＵＷＢ装置９２がビーコングループＢＧ８のスーパーフレームの固有ＢＳに割り当てられることで、ビーコングループＢＧ９がビーコングループＢＧ８に取り込まれることになる。
ビーコングループ単位での再同期による上述のようなビーコングループの取り込まれ方について、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに明確な規定がない。そのため、自機の属するビーコングループの近傍に、ユーザの意図しない別のビーコングループが存在する場合には、この別ビーコングループの影響が排除できなかった。

従って、再同期の結果、隣接するビーコングループ同士がひとつのビーコングループに統合された場合は、ユーザが意図しないＵＷＢ装置からのアクセスが発生することで、伝送帯域の一部が使用されてしまう。
また、統合されない場合でも、隣接ビーコングループ間で同じ周波数帯域を使用しているため、ビーコン信号を送受信できる関係となってしまう。このため、２つのビーコングループは、非同期な関係にあるスーパーフレームタイミングで通信を行ない、場合によっては排除すべきビーコングループからのアクセスによって通信衝突が発生し、ユーザが意図するビーコングループ内のアクセスに影響を及ぼしてしまった。

また、特許文献１のような従来の無線通信システムでは、接続／非接続リストが作成されていない最初のネットワークを構築する場合、その具体的手順がないため、各無線通信装置からのビーコン信号の送信タイミングは制御されておらず、任意の無線通信装置からビーコンが送信開始し、その他の無線通信装置は、このビーコンに対して、同期するようにネットワークを構築していた。このため、最初にビーコンを送信する無線通信装置（例えばユーザが接続を意図していない非接続リスト候補の無線通信装置からビーコン送信を開始した場合等）によっては、ユーザが意図するネットワークが迅速に構築できない場合があった。

図１６は、車内に配置されたＵＷＢ装置８１，８２，８３と、その近傍の別の車内に配置され、ビーコングループＢＧ９を構築しているＵＷＢ装置９１，９２の位置関係を示す説明図である。図において、ＵＷＢ装置８１，８２，８３は非アクティブ状態であり動作していない。また、ＵＷＢ装置８３は、ビーコングループＢＧ９のＵＷＢ装置９１から送信されるビーコン信号を弱く受信できる位置にあると仮定する。
この状態のとき、ＵＷＢ装置８１，８２，８３が配置された車両がエンジンスタートまたはアクセサリスイッチ・オン状態となることで、ＵＷＢ装置８１，８２，８３はビーコンスキャンを開始し、周辺のビーコン信号を探索する。ＵＷＢ装置８３は、受信電力が低いながらもビーコングループＢＧ９のビーコン信号を受信できるため、この他にビーコン信号が受信できなければ、ビーコングループＢＧ９に同期する処理を行なう。また、ＵＷＢ装置８１，８２は、ＵＷＢ装置８３が先にビーコングループＢＧ９に同期したビーコン信号を送信した場合には、このビーコン信号を受信することによりＵＷＢ装置８３を介してビーコングループＢＧ９に加入することになってしまう。

さらに、ＵＷＢ装置８１，８２，８３がビーコングループＢＧ９に同期した後で、ビーコングループＢＧ９の車両が移動すると、車両間の距離が大きくなり、ビーコン信号の送受信が不可能になってしまう。すると、ＵＷＢ装置８１，８２，８３はビーコンスキャンから処理をやり直し、ＵＷＢ装置８１，８２，８３のみで新たなビーコングループを再構築する。再構築前に、ＵＷＢ装置８１，８２，８３のうちの任意の装置間で大容量のデータ通信を行なっていた場合には、再構築時に一時的にデータ通信ができなくなる場合があった。

このように、従来のＵＷＢ装置はビーコンスキャン期間が任意に設定されているため、車内のＵＷＢ装置が車外のＵＷＢ装置のビーコン信号を受信できる場合には、車外のＵＷＢ装置を基準にしてビーコングループを構築してしまう場合が想定される。

また、特許文献１のような従来の無線通信システムも同様に、外部に異なったネットワークが既に存在してビーコンを送信している場合、最初のネットワーク構築時は、外部の異なったネットワークからのビーコンを先に受信してしまうため、受信した外部の異なったビーコンを基準にした構築を行ない、ユーザが意図したネットワークが迅速に構築できない場合があった。

以上のことから、ＵＷＢ装置が車内に配置された場合、アクティブ／非アクティブ状態が繰り返される度に新たに構築されるビーコングループが、ユーザの意図していない隣接するビーコングループからの影響を受けてしまうという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車内に配置されたＵＷＢ装置は、アクティブ状態になった時、ユーザが意図しない隣接するビーコングループからの影響を低減することでビーコングループの構築を迅速に行なうと共に、ビーコングループ構築後も隣接するビーコングループからの影響を低減して安定した通信が確保できる無線通信システムを提供することを目的とする。

この発明に係る無線通信装置は、ベースバンド処理およびメディアアクセス制御を行なうＵＷＢ送受信処理部と、任意のタイミングを発生させる制御部と、制御部の発生させたタイミングでＵＷＢ送受信処理部をリセットすることにより、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御するリセット制御部とを備えるものである。
また、この発明に係る無線通信システムは、上記無線通信装置を移動体に複数搭載してネットワークを構成し、特定の無線通信装置の制御部は、当該特定の無線通信装置以外の無線通信装置より早くタイミングを発生させるものである。

この発明によれば、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを任意にしたので、移動体に搭載された各無線通信装置の配置を考慮したタイミング制御を行なうことによって、ビーコン信号を出力する無線通信装置を任意に指定することができる。この結果、移動体外部のネットワークからの影響をできるだけ少なくして、移動体内部の無線通信装置のネットワークを迅速かつ確実に構築することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るＵＷＢ装置１０の構成を示すブロック図である。無線通信装置として用いられるＵＷＢ装置１０は、データを送受信するための無線通信用のアンテナ１、受信した高周波信号を増幅してベースバンド信号に変換すると共に送信するベースバンド信号を高周波信号に変換する高周波無線処理部２、ＷｉＭｅｄｉａに準拠したＰＨＹ処理（ベースバンド処理）およびＭＡＣ処理（メディアアクセス制御）を行なうＵＷＢ送受信処理部３、ＵＷＢ送受信処理部３のアクティブ／非アクティブ状態を制御するリセット制御部４、リセット制御部４に任意のタイミングを与える制御部５、タイミング情報を保持するメモリ６を備える。

図２は、ＷｉＭｅｄｉａに準拠したＵＷＢ通信のスーパーフレームの構成を示す説明図である。無線通信を行なうためのＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、図２に示す６５．５３６ｍｓｅｃ単位のスーパーフレーム毎に動作が規定されている。１つのスーパーフレームは２５６個のＭＡＳ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＳｌｏｔ）に細分化されるため、１ＭＡＳは２５６μｓｅｃとなる。この２５６ＭＡＳのスロットの中で、ビーコン期間で規定される前半のスロットは、各ＵＷＢ装置がビーコン信号を送出するタイミングとして使用される。
ビーコン信号以外のスロットはデータの送受信に使用され、データ送受信可能期間となる。このデータ送受信可能期間のスロットでは、ＵＷＢ装置がデータ送信方法として予め任意の個数のＭＡＳを予約して、予約ＭＡＳのみで送信可能なＤＲＰ（ＤｉｓｄｔｒｉｂｕｔｅｄＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）方式と、ＤＲＰで確保されていないＭＡＳを使用して自由に送信できるＰＣＡ（ＰｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎＡｃｃｅｓｓ）方式を使用できる構成となっている。

各ＵＷＢ装置から出力するビーコン信号を送出するための割り当て期間であるＢＳは、８５μｓｅｃ期間と規定されており、１ＭＡＳには３ＢＳが割り当てられることになる。また、ビーコン期間は、構築されたネットワーク内周囲に存在するＵＷＢ装置数に依存して必要な期間が決定され、最大９６ＢＳまで設定可能である。即ち、スーパーフレームの２５６ＭＡＳのうち、最大３２ＭＡＳまでがＢＳとして使用可能となる。

図３は、ＷｉＭｅｄｉａに準拠したＵＷＢ通信のＰＨＹフレーム構造を示す説明図である。ＵＷＢ装置が送受信するＰＨＹフレーム構造のデータは、固定長のＰＬＣＰ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）プリアンブルおよびＰＬＣＰヘッダ、ならびに可変長のＰＳＤＵ（ＰＨＹＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ）から構成される。ビーコン信号はビーコンペイロードに示すフレーム構造となっている。
ＰＬＣＰヘッダ内にあるＭＡＣヘッダのフレームタイプデータにビーコンフレーム情報が書かれている場合、フレームペーロードはビーコンフレーム、即ちビーコンペイロードとなり、データフレーム情報が書かれている場合にはデータペイロードとなる。

ビーコンペイロードには、ビーコン信号を送信した装置の固有情報、使用するＢＳ番号、ＢＳの利用情報、ＰＣＡの利用情報が含まれており、これらの情報は周辺にブロードキャストされる。図３の例では、ビーコンペイロードとしてＢｅａｃｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒ、ＢＰＯ（ＢｅａｃｏｎＰｅｒｉｏｄＯｃｃｕｐａｎｃｙ）＿ＩＥ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｌｅｍｅｎｔｓ）、ＰＣＡＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ＿ＩＥだけ示したが、それ以外の情報要素（ＩＥ）を任意に追加／削除することも可能である。

次に、ＵＷＢ装置１０の動作を説明する。ＵＷＢ装置１０において、メモリ６は予めユーザが意図したタイミングをタイミング情報として保持する。制御部５はメモリ６に保持されたタイミング情報に基づいてユーザの意図するタイミングを発生させて、リセット制御部４に与える。リセット制御部４は、そのタイミングに従ってＵＷＢ送受信処理部３のリセットを解除し、アクティブ状態にする。
ＵＷＢ送受信処理部３がアクティブ状態になると、先ずビーコンスキャンを行なう。ビーコンスキャンを行なう場合、アンテナ１でビーコン信号を受信して高周波無線処理部２で変換し、ＵＷＢ送受信処理部３へ出力する。ＵＷＢ送受信処理部３はリセット制御部４の制御で処理を開始し、受信したビーコン信号を解析することによって通信可能範囲のＵＷＢ装置の存在確認を行なう。

ビーコンスキャンよって自機以外のＵＷＢ装置の存在が確認された場合には、ＵＷＢ送受信処理部３はそのＵＷＢ装置のスーパーフレームと同一のビーコン開始時間で同期し、スーパーフレームの空きＢＳから自機用の固有ＢＳを決定する。ＵＷＢ送受信処理部３は、これ以降、決定した固有ＢＳでビーコン信号を出力する。ビーコン信号は、高周波無線処理部２で変換されてアンテナ１から送信される。
他方、所定期間ビーコンスキャンを行なっても自機以外のＵＷＢ装置の存在が確認されなかった場合には、ＵＷＢ送受信処理部３は自機用の固有ＢＳでビーコン信号を生成する。スーパーフレームによって同期がとられているＵＷＢ装置は、図３に示すフレーム構造のビーコンフレームをビーコン信号として送受信する。

次に、移動体に複数のＵＷＢ装置を搭載してビーコングループを構築する無線通信システムの動作を説明する。図４Ａは、この発明の実施の形態１に係るＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃが構築するビーコングループを示す説明図である。図４Ａに示すＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃはそれぞれ、図１に示すＵＷＢ装置１０と同様の内部構成とする。また、ＵＷＢ装置１０ａがビーコンを送受信できるエリアを点線で示し、ＵＷＢ装置１０ｂがビーコンを送受信できるエリアを一点鎖線で示し、ＵＷＢ装置１０ｃがビーコンを送受信できるエリアを二点鎖線で示す。これらのＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃから無線通信システムが構成される。

以下では、図４Ａに示すＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃからなる無線通信システムを自動車に搭載した例を用いて、無線通信システムの動作を説明する。
車内のＵＷＢ装置間のビーコングループの構築を確実に行なうためには、車外からの影響をできるだけ受けにくいＵＷＢ装置（例えばＵＷＢ装置１０ａ）を基準にし、車内の他のＵＷＢ装置（例えばＵＷＢ装置１０ｂ，１０ｃ）がその基準に同期するようにタイミング情報を設定すればよい。本実施の形態では、一例として、ＵＷＢ装置１０ａの制御部５が最も早くタイミングを発生させてＵＷＢ送受信処理部３に最も早く処理を開始させるようにし、続いてＵＷＢ装置１０ｂの制御部５がタイミングを発生させてＵＷＢ送受信処理部３に処理を開始させ、ＵＷＢ装置１０ｃの制御部５が最も遅くタイミングを発生させてＵＷＢ送受信処理部３に最も遅く処理を開始させるように、ユーザがＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃそれぞれのメモリ６に異なるタイミング情報を設定した場合を考える。

ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、車のエンジンスタートまたはアクセサリスイッチ・オン状態で電源が供給されると、制御部５がメモリ６に保持されたタイミング情報に基づいて、ユーザが意図したタイミングをリセット制御部４に与える。よって、先ずＵＷＢ装置１０ａのＵＷＢ送受信処理部３がアクティブ状態となり、ビーコンスキャンを行なう。ＵＷＢ装置１０ｂ，１０ｃはリセット制御部４のリセットタイミング制御によりまだビーコン信号を送信していないので、ＵＷＢ装置１０ａは所定期間ビーコンスキャンを行なっても自機以外のＵＷＢ装置の存在が確認できず、ビーコン信号の送信を開始する。

図４Ｂは、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃが構築するビーコングループが同期するスーパーフレームを示す説明図である。ＵＷＢ装置１０ａは（ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅの規定に従って）ＢＳ２でビーコン信号を送信する。
続いて、ＵＷＢ装置１０ｂのＵＷＢ送受信処理部３が処理を開始し、ビーコンスキャンを行なう。ＵＷＢ装置１０ｂはＵＷＢ装置１０ａのビーコン信号を受信すると、このビーコン信号に基づいてスーパーフレームに同期し、空きＢＳのＢＳ４でビーコン信号を送信する。他方、ＵＷＢ装置１０ａはスーパーフレーム毎にビーコン信号の送信とビーコンスキャンを継続し、ＵＷＢ装置１０ｂの存在を確認する。

続いて、ＵＷＢ装置１０ｃのＵＷＢ送受信処理部３が処理を開始し、ビーコンスキャンを行なう。ＵＷＢ装置１０ｃはＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂの各ビーコン信号を受信すると、これらのスーパーフレームに同期し、空きＢＳのＢＳ５でビーコン信号を送信する。他方、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂはビーコン信号の送信と共にビーコンスキャンを継続し、ＵＷＢ装置１０ｃの存在を確認する。

このように、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは図４Ｂに示すスーパーフレームタイミングに同期したビーコングループを構築し、ＵＷＢ装置１０ａはＢＳ２に、ＵＷＢ装置１０ｂはＢＳ４に、ＵＷＢ装置１０ｃはＢＳ５に、それぞれ自機のビーコン信号を送信することでビーコングループを維持している。また、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間のデータ通信は、全て同一のスーパーフレームに同期しており、各ＵＷＢ装置が、ＤＲＰ方式、即ちデータ送受信可能期間の任意のＭＡＳを事前に確保して転送する方式等を利用して通信を行なうことで、衝突等のアクセス不良が発生しない効率的な通信制御が行なわれる。

次に、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃのビーコングループＢＧ１に、別のビーコングループＢＧ２が接近した場合の無線通信システムの動作を説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係る無線装置システムのビーコングループＢＧ１と別のビーコングループＢＧ２の位置関係を示す説明図である。ビーコングループＢＧ１がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループＢＧ２がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示す。ビーコングループＢＧ２はＵＷＢ装置２０ａ，２０ｂで構築される。ＵＷＢ装置２０ａ，２０ｂは少なくともアンテナ、高周波無線処理部、ＵＷＢ送受信処理部を備え、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに準拠したＵＷＢ無線通信を行なう。
図５は、ビーコングループＢＧ２の車がビーコングループＢＧ１の車に接近してきて、互いのビーコングループのビーコン信号が一部のＵＷＢ装置によって受信可能となった状態を示す。

上述のように、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂは順にビーコンスキャンを行なってビーコングループＢＧ１を構築するが、続くＵＷＢ装置１０ｃは、ＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂからのビーコン信号とＵＷＢ装置２０ａ，２０ｂからのビーコン信号を受信してしまう。しかし、ＵＷＢ無線通信の特性上、各ＵＷＢ装置は近距離通信しかできないため、ＵＷＢ装置１０ｃにより近い位置のビーコングループＢＧ１内のビーコン信号の方が、遠い位置のビーコングループＢＧ２のビーコン信号より受信電力が大きくなる。そのため、ＵＷＢ装置１０ｃは、既にビーコン信号を送信しているＵＷＢ装置１０ａ，１０ｂのスーパーフレームに同期処理することで、ビーコングループＢＧ１の車内に配置されたＵＷＢ装置間で確実にビーコングループが構築できる。

以上のように、実施の形態１によれば、車内に設置されたＵＷＢ装置１０に電源が供給される度に、制御部５から与えられる任意のタイミングでＵＷＢ送受信処理部３をリセットして、メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御するリセット制御部４を備えるようにした。また、このＵＷＢ装置１０を車内に複数設置し、特定のＵＷＢ装置１０ａの制御部５が、残りのＵＷＢ装置１０ｂ，１０ｃの各制御部５より早くタイミングを発生させて、ビーコンスキャンとビーコン出力を早く開始するようにした。
そのため、車内のＵＷＢ装置の配置を考慮して最適なビーコンスキャンとビーコン出力を行なうことができ、車外からの影響を低減して車内の各ＵＷＢ装置のビーコングループを迅速かつ確実に構築することが可能となる。

なお、上記実施の形態１では、メモリ６が保持するタイミング情報に従うタイミングで、リセット制御部４がＵＷＢ送受信処理部３のリセットを解除してビーコンキャンから始まる一連の処理を行なわせる構成としたが、リセット制御部４に代えて電源制御部を備える構成であってもよい。この電源制御部は、ＵＷＢ送受信処理部３へ電源を印加するタイミングを制御する。
具体的には、ＵＷＢ装置１０に電源が供給された後、メモリ６が保持するタイミング情報に従うタイミングで制御部５が電源制御部へタイミングを与え、電源制御部がそのタイミングでＵＷＢ送受信処理部３に電源を印加することで、ＵＷＢ送受信処理部３がアクティブ状態になり、ビーコンスキャンから始まる一連の処理を行なう。

また、制御部５に代えてスイッチ等を備え、ユーザがこのスイッチを操作することによって外部からタイミング情報を与えてＵＷＢ送受信処理部３のリセットタイミングを制御する構成であってもよい。あるいは電源制御部に代えてスイッチ等を備え、ユーザがこのスイッチを操作することによって外部からタイミング情報を与えてＵＷＢ送受信処理部３へ電源を印加するタイミングを制御する構成であってもよい。

また、メモリ６に設定する情報を、タイミング情報に代えて、ビーコンスキャン回数を指定する情報にしてもよい。ユーザが移動体内の各ＵＷＢ装置の配置に応じて、ＵＷＢ装置毎に異なるビーコンスキャン回数を設定しておくことで、ビーコンスキャン回数の少ないＵＷＢ装置はビーコン信号を早く送信し始め、ビーコンスキャン回数の多いＵＷＢ装置はビーコン信号を遅く送信し始めることとなり、ビーコンスキャンやビーコン送信のタイミングを任意に制御できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、ビーコンスキャンタイミングを任意に制御可能なＵＷＢ装置で無線通信システムを構成したが、本実施の形態では、ビーコンスキャンタイミングの制御に加えて、ＵＷＢ装置のアンテナ指向性を変化させる。
図６は、この発明の実施の形態２に係るＵＷＢ装置３０の構成を示すブロック図である。ＵＷＢ装置３０は、受信するビーコン信号の受信電力が最も高くなるようにアンテナ指向性を変更する高周波無線処理部２ａを備える。図６において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。

アンテナ指向性制御可能なＵＷＢ装置３０において、電源が最初に供給された後、最初のビーコン信号が受信されるまでは、高周波無線処理部２ａがアンテナ指向性を無指向に制御し、どの方向からのビーコン信号も受信対応可能にしておく。
高周波無線処理部２ａは、ビーコン信号が受信できた後、次のスーパーフレームで受信されるはずのビーコン信号が最も強く受信できるようにアンテナ指向性を制御する。

以下、複数のＵＷＢ装置３０を備える無線通信システムを例にとり、ＵＷＢ装置３０およびその無線通信システムの動作を説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る無線通信システムのビーコングループＢＧ３と別のビーコングループＢＧ２の位置関係を示す説明図である。ビーコングループＢＧ３は、アンテナ指向性制御可能なＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂと、上記実施の形態１で説明したアンテナ指向性制御不可能なＵＷＢ装置１０ａとで構築される。図７に示すＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂはそれぞれ、図６に示すＵＷＢ装置３０と同様の内部構成とする。また、ビーコングループＢＧ２は図５に示すビーコングループＢＧ２の構成と同じである。
また、ビーコングループＢＧ３がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループＢＧ２がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示す。

ビーコングループＢＧ３において、ＵＷＢ装置１０ａが最も早くビーコンスキャンを開始し、続いてＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂがビーコンスキャンを開始するよう設定されているものとする。
ビーコンスキャンを最も早く終了したＵＷＢ装置１０ａがＢＳ２でビーコン信号を送信すると、ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂはアンテナ指向性が無指向の状態で１回目のビーコン信号受信を行なう。ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂの各高周波無線処理部２ａは、受信した１回目のビーコン信号に基づいて、受信電力が最も高くなるようにアンテナ指向性を制御する。これにより、ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂには、ＵＷＢ装置１０ａの配置方向に指向性が向いた、図７に二点鎖線で示すようなアンテナ指向性が形成される。この結果、ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂは車外の他のビーコングループＢＧ２からのビーコン信号を受信しにくくなる。また、ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂがビーコン信号を送信する場合には、ＵＷＢ装置１０ａの配置方向へ最も効率的に送信することになるので、車外へのビーコン信号送信電力は低くなる。この結果、ユーザが意図しない車外のビーコングループからの再同期も低減できる。

図８は、図７に示すＵＷＢ装置１０ａ，３０ａ，３０ｂを備える無線通信システムを普通自動車に配置した一例を示す説明図である。ＵＷＢ装置１０ａは車の中心付近となるコンソールに配置され、ＵＷＢ装置３０ａは後席（運転席および助手席以外の席）の窓側に配置され、ＵＷＢ装置３０ｂは車後部のリアガラス付近に配置される。
ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂがそれぞれの高周波無線処理部２ａによってアンテナ指向性を制御された結果、図８の二点鎖線で示すような、ＵＷＢ装置３０ａ，３０ｂから車内中心部へのアンテナ指向性が形成される。そのため、ビーコン信号の送受信時、ユーザが意図しない車外にあるビーコングループＢＧ２からの影響が低減される。
また、ビーコングループＢＧ２が車側面の窓側に移動したとしても、ＵＷＢ装置３０ａのアンテナ指向性は車内中心付近に向いているので、ビーコングループＢＧ２からの影響は低減される。

また、例えば図８のように各ＵＷＢ装置の配置が予め決まっている場合には、高周波無線処理部２ａがアンテナ指向性を制御せずとも、アンテナ１の指向性を車内中心付近になるように固定すればよい。この場合には、ＵＷＢ装置３０が高周波無線処理部２ａを備えて高度なアンテナ指向性制御を行なわず、上記実施の形態１のように安価な高周波無線処理部２を備える構成にしても同様の効果が奏される。

また、各ＵＷＢ装置がアクティブ状態となってビーコングループを構築する際、または各ＵＷＢ装置がアクティブ状態かつビーコングループが構築された際、各ＵＷＢ装置の高周波無線処理部２ａはビーコン送信電力とビーコン受信感度を制御するようにしてもよい。こうすることで、ユーザが意図しない外部のビーコングループからの影響および車内のビーコングループからのビーコン信号の漏れが低減できる。

ＵＷＢ装置がビーコン信号を送信する場合、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅでは最も遅いベースレート５３．３Ｍｂｐｓを使用することが規定されている。この場合、伝送レートは低いが、通信距離は最も長い到達距離が期待できる。このため、各ＵＷＢ装置がビーコン信号を送受信する期間、必要な車内距離に応じたビーコン信号送信出力（通常のデータ通信時よりも低出力）とビーコン受信感度（通常のデータ通信時よりも低感度）になるよう高周波無線処理部２ａを設定しておくことで、外部のビーコングループからのビーコン信号の影響と、車内から外部へのビーコン信号の漏れをより低減することができる。この結果、車内に構築されるビーコングループがより安定したものとなる。
また、予め車体周縁に近い位置に配置されたＵＷＢ装置のビーコン受信感度を小さくしておくことで、ユーザが意図しない外部のビーコングループからの影響を低減できる。

以上のように、実施の形態２によれば、ＵＷＢ装置３０の高周波無線処理部２ａが、ビーコングループ構築時、最初に受信したビーコン信号に基づいて、そのビーコン信号を送信したＵＷＢ装置に対して最大受信電力となるようにアンテナ指向性を制御するようにした。そのため、ＵＷＢ装置３０を用いて構成した車内の無線通信システムは、車外のビーコングループからのビーコンの影響と、車内から車外へのビーコンの漏れを低減できる。この結果、車内の各ＵＷＢ装置はアクティブ状態になる度に、迅速かつ確実にビーコングループを構築することが可能となる。また、車内の各ＵＷＢ装置がビーコングループを構築した後は、車外からのビーコングループの影響を排除することができる。

実施の形態３．
上記実施の形態１および２では、ＵＷＢ装置のビーコンスキャンタイミングおよびアンテナ指向性を制御することで外部のビーコングループからの影響を低減し、確実なビーコングループ構築を行なう無線通信システムを構成したが、本実施の形態では、これらの制御に加えて無線通信の周波数帯域を変更する。

図９は、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに規定されたＭＢ−ＯＦＤＭ方式の周波数構成を示す説明図である。ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに規定されたＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、１バンド幅が５２８ＭＨｚの周波数帯域を１５バンドに分割した周波数構成となっている。この周波数構成で、３バンドずつ分割したバンドグループ１〜５を構成して、バンドグループ単位でＴＦＣ（ＴｉｍｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｄｅ）が決められている。例えば、バンドグループ１のＴＦＣ＝１ならばＯＦＤＭシンボル単位でバンド＃１、バンド＃２、バンド＃３、バンド＃１の順で周波数ホッピングを行い、ＴＦＣ＝７ならばバンド＃３固定の通信となる。なお、バンドグループとＴＦＣに関する情報は、ＰＬＣＰヘッダに含まれる。

図１０は、この発明の実施の形態３に係るＵＷＢ装置４０の構成を示すブロック図である。ＵＷＢ装置４０は、自機が属するビーコングループのＴＦＣを変更するＵＷＢ送受信処理部３ａと、自機が属するビーコングループの各ＵＷＢ装置についての情報を保存するメモリ部７を備える。図１０において図１および図６と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。

ＵＷＢ送受信処理部３ａは、メモリ部７に保存された情報に基づいてビーコンスキャンおよびビーコン信号送信を行ってビーコングループを構築する。また、ＵＷＢ送受信処理部３ａは、ビーコングループ構築後、スーパーフレームのうちのビーコン期間を除いたデータ送受信可能期間で、データ通信を行っていない期間にビーコンスキャンを行なう。そして、構築後に別のビーコングループの存在を検出すると、ＵＷＢ送受信処理部３ａは検出したＴＦＣに基づいて自機のビーコングループのバンドグループおよびＴＦＣを任意に変更する。さらに、ＵＷＢ送受信処理部３ａは車内の各装置への電源供給が止まる直前に、ビーコングループを構築するために必要な情報をメモリ部７に保存させる。
メモリ部７は、ビーコングループＢＧ４を構築するために必要な情報を保持する。この情報としては、ビーコンフレーム内にあるビーコン情報、アンテナ指向性を制御する情報、ＴＦＣ情報を含むＰＬＣＰヘッダ情報、ビーコングループＢＧ４内の各ＵＷＢ装置の固有識別情報等がある。

以下、複数のＵＷＢ装置４０を備える無線通信システムを例にとり、ＵＷＢ装置４０およびその無線通信システムの動作を説明する。図１１は、この発明の実施の形態３に係る無線通信システムのビーコングループＢＧ４と別のビーコングループＢＧ２の位置関係を示す説明図である。ビーコングループＢＧ４は、図１０に示すＵＷＢ装置４０と同様の内部構成のＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃで構築される。また、ビーコングループＢＧ２は、図５に示すビーコングループＢＧ２の構成と同じである。また、ビーコングループＢＧ４がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループＢＧ２がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示し、ＵＷＢ装置４０ｂ，４０ｃのアンテナ指向性をそれぞれ二点鎖線で示す。

車内に配置されたＵＷＢ装置４０ａが最初にビーコンスキャンを開始する場合、ＵＷＢ送受信処理部３ａはメモリ部７を参照して通信の周波数に関する情報であるバンドグループとＴＦＣを取得し、この情報に従ってビーコン信号を送信する。その後、ＵＷＢ装置４０ｂ，４０ｃもビーコンスキャンを開始して、ビーコングループＢＧ４を構築する。その後、ＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各ＵＷＢ送受信処理部３ａが、自機のビーコン信号送信またはデータ送受信以外の期間に、任意のバンドグループの任意のＴＦＣのビーコンスキャンを行ない、ビーコングループＢＧ４が用いるＴＦＣ以外のビーコン信号が存在するか確認する。

図１２は、この発明の実施の形態３に係る無線通信システムのビーコングループＢＧ４のスーパーフレームを示す説明図である。図１１に示すように、ビーコングループＢＧ２とビーコングループＢＧ４が存在する場合、ビーコングループＢＧ４のＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃの間で行なわれる通信は図１２に示す状態になる。即ちＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃは図１２に示すスーパーフレームに同期し、各ＵＷＢ装置はビーコン期間の固有ＢＳにてそれぞれビーコン信号を送信している。
このとき、ビーコングループＢＧ２に属するＵＷＢ装置２０ａは、ビーコングループＢＧ４とは非同期なタイミングのビーコングループＢＧ２のスーパーフレームに同期し、そのスーパーフレームの固有ＢＳで自機のビーコン信号を送信している。図１２においては、ＵＷＢ装置２０ａのビーコン信号が、ビーコングループＢＧ４のスーパーフレームのデータ送受信可能期間に送信されている。

ＵＷＢ装置４０ｃがＵＷＢ装置２０ａとの距離が近く、ＵＷＢ装置２０ａとの間でビーコン信号を送受信可能である場合、図１２に示すように、ＵＷＢ装置４０ｃはデータ送受信可能期間にＵＷＢ装置２０ａからのビーコン信号の影響を受ける。
もし、ＵＷＢ装置４０ｃがビーコングループＢＧ４の任意のＵＷＢ装置との間でデータ通信を行っていた場合、ＵＷＢ装置２０ａからのビーコン信号の影響によってビーコングループＢＧ４内のデータ通信は最悪の場合不可能になる。
これを回避するために、ＵＷＢ装置４０ｃのＵＷＢ送受信処理部３ａは、ビーコングループＢＧ４が用いるＴＦＣ以外のビーコン信号の存在を検出すると、自機が属するビーコングループ以外の影響があると判断する。

ＵＷＢ装置４０ｃのＵＷＢ送受信処理部３ａは、任意のバンドグループの任意のＴＦＣを指定し、以降のスーパーフレームにおいて自機のＢＳ送信期間とデータ通信期間以外でビーコンスキャンを行って指定のＴＦＣを使用するビーコングループが近傍に存在しないことを確認する。そして、ＵＷＢ装置４０ｃはＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂに対してＴＦＣを変更する情報を送信し、ビーコングループＢＧ４内のＴＦＣをスーパーフレーム単位で一斉に変更させる。ＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃそれぞれのＵＷＢ送受信処理部３ａは、変更したＴＦＣ等の、ビーコングループＢＧ４を構築するために必要な情報を、車内の各装置への電源供給が止まる直前にそれぞれのメモリ部７に保存する。
ＵＷＢ送受信処理部３ａは、次回、車内の各装置へ電源が供給されてＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃがアクティブ状態になったときに、メモリ部７から取得した情報に基づくバンドグループとＴＦＣに従ってビーコングループＢＧ４を構築する。
なお、変更したＴＦＣでビーコングループＢＧ４を構築した後に、近傍にある別のビーコングループが同じ周波数帯域で通信を行なっていることが確認された場合には、ビーコングループＢＧ４の各ＵＷＢ装置は、再び任意のＴＦＣに変更してもよい。

ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅは、バンドグループ１の周波数帯をサポート必須に指定しているため、車外のビーコングループＢＧ２もサポート必須のバンドグループ１内のＴＦＣを使用している可能性が高い。
仮に、各ＵＷＢ装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃおよびＵＷＢ装置２０ａ，２０ｂが最初にビーコングループを構築する際のデフォルトの周波数設定がバンドグループ１かつＴＦＣ＝７とした場合、ビーコングループＢＧ４の各ＵＷＢ装置がアクティブ状態になる度に、同一周波数帯域を使用する車外のビーコングループＢＧ２からの影響を受けることになる。そこで、ビーコングループＢＧ４構築後、ＵＷＢ送受信処理部３ａがメモリ部７に設定されたデフォルト設定以外のＴＦＣ、例えばＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅでサポートオプションとなっているバンド＃１０、バンド＃１１、バンド＃１２を使用するバンドグループ４で、ＴＦＣ＝６（バンド＃１１で固定）に変更させるようにする。
その後、車内の各ＵＷＢ装置がアクティブ状態になる毎に、変更したＴＦＣにてビーコングループＢＧ４を構築することができるので、車外のビーコングループＢＧ２からの影響をより少なくすることができる。

以上のように、実施の形態３によれば、最初のビーコングループＢＧ４構築後、自機が属するビーコングループＢＧ４とそれ以外のビーコングループとでＴＦＣ（バンドグループを含む）が同一の場合に、ＵＷＢ装置４０のＵＷＢ送受信処理部３ａはビーコングループＢＧ４の各ＵＷＢ装置を任意のバンドグループの任意のＴＦＣに変更させるように構成した。また、ＵＷＢ装置４０は、ビーコングループＢＧ４構築のための情報およびアンテナ指向性の情報等をメモリ部７に保存するようにした。このため、ＵＷＢ装置４０が２回目以降アクティブ状態になってビーコングループＢＧ４を構築する際、近傍にあるユーザの意図しないビーコングループからの影響が少なくなり、迅速に構築できる。また、ビーコングループＢＧ４構築後も、近傍のビーコングループの影響を受けにくくなるため、安定したビーコングループが確立できる。

実施の形態４．
本実施の形態では、複数のＵＷＢ装置が設置されてビーコングループが構築された車内に、このビーコングループに追加する新たなＵＷＢ装置が持ち込まれた場合に、この新たなＵＷＢ装置と車外のビーコングループとを判別し、新たなＵＷＢ装置だけを、車内のビーコングループに加入させる。

図１３は、この発明の実施の形態４に係るＵＷＢ装置５０の構成を示すブロック図である。ＵＷＢ装置５０は、ビーコングループ構築後に新たなＵＷＢ装置が持ち込まれたことを判断して、表示部８にその情報を表示させるＵＷＢ送受信処理部３ｂ、ＵＷＢ送受信処理部３ｂの指示に従ってＵＷＢ装置が持ち込まれたことを画面表示する表示部８を備える。このＵＷＢ送受信処理部３ｂは、上記実施の形態３のＵＷＢ送受信処理部３ａと同様に、ＴＦＣ変更処理も行なうものとする。図１３において図１、図６および図１０と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。

以下、複数のＵＷＢ装置を備える無線通信システムを例にとり、ＵＷＢ装置５０およびその無線通信システムの動作を説明する。図１４は、この発明の実施の形態４に係る無線通信システムのビーコングループＢＧ５と別のビーコングループＢＧ２の位置関係を示す説明図である。ビーコングループＢＧ５は、図１３に示すＵＷＢ装置５０と、上記実施の形態３で説明したＵＷＢ装置４０ｂ，４０ｃとで構築される。また、ビーコングループＢＧ２は、図５に示すビーコングループＢＧ２の構成と同じである。また、ビーコングループＢＧ５がビーコン信号を送受信できるエリアを点線で示し、ビーコングループＢＧ２がビーコン信号を送受信できるエリアを一点鎖線で示し、ＵＷＢ装置４０ｂ，４０ｃのアンテナ指向性をそれぞれ二点鎖線で示す。

ビーコングループＢＧ５が構築されている車内に、持込みＵＷＢ装置６０が持ち込まれた場合、次の２通りが考えられる。ひとつは、車内で持込みＵＷＢ装置６０に電源が入る場合であり、もうひとつは、持込みＵＷＢ装置６０の電源が入った状態で車内に持ち込まれる場合である。なお、ＵＷＢ装置６０は、ＵＷＢ装置２０ａ，２０ｂと同様の内部構成とする。

先ず、車内で持込みＵＷＢ装置６０に電源が入る場合を考える。持込みＵＷＢ装置６０は、車内で電源が投入されると先ずビーコンスキャンを行ない、ビーコングループＢＧ５内のいずれかのＵＷＢ装置のビーコン信号を受信することにより、ビーコングループＢＧ５の存在を検出する。そして、持込みＵＷＢ装置６０は、ビーコングループＢＧ５のスーパーフレームに同期して、空きＢＳから自機の固有ＢＳを確保し、ビーコングループＢＧ５に加入する。

このとき、車内で既にビーコングループＢＧ５を構築していたＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃは、車内に存在する持込みＵＷＢ装置６０の至近距離に位置するため、ビーコン信号を直接受信できる。そのため、ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃから送信される各ビーコン信号には、持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号が直接受信できたことを示す情報が追加される。これらＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃのビーコン信号はビーコングループＢＧ５内にマルチキャストされているため、ビーコングループＢＧ５内のどのＵＷＢ装置でも全ＵＷＢ装置のビーコン信号を受信することができる。

ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃが持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号を１スーパーフレーム以内に、一斉に受信できた場合には、ＵＷＢ装置５０のＵＷＢ送受信処理部３ｂが、車内に持ち込まれた持込みＵＷＢ装置６０が電源を投入され、ビーコングループＢＧ５に入ったものと判断する。
そして、ＵＷＢ送受信処理部３ｂは、表示部８に車内に新規のＵＷＢ装置が認識されたことを表示させると共に、新規のＵＷＢ装置の処遇についての処理方法を表示させる。

表示部８の表示に従ってユーザが持込みＵＷＢ装置６０をビーコングループＢＧ５に追加させることを決定した場合には、持込みＵＷＢ装置６０およびＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃは現状通りに通信を維持する。

表示部８に従ってユーザが持込みＵＷＢ装置６０をビーコングループＢＧ５に追加しないことを決定した場合には、ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃそれぞれが、同期関係を維持したまま、持込みＵＷＢ装置６０からのデータ通信用ＤＲＰ方式のＭＡＳ確保要求を全てキャンセルする。これにより、持込みＵＷＢ装置６０は、ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃとの間でデータ通信を行なわず、かつビーコングループＢＧ５が使用するデータ通信の周波数帯域に対して影響を与えない。
別の方法として、表示部８に従ってユーザが持込みＵＷＢ装置６０をビーコングループＢＧ５に追加しないことを決定した場合に、続けてＵＷＢ送受信処理部３ｂが表示部８に、持込みＵＷＢ装置６０の電源を切ることを表示させる。表示部８に従ってユーザが持込みＵＷＢ装置６０の電源を切ることで持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号が送信されなくなるので、ビーコングループＢＧ５から持込みＵＷＢ装置６０が自動的に削除される。

次に、電源が入った状態の持込みＵＷＢ装置６０が車内に持ち込まれた場合を考える。電源が入った状態の持込みＵＷＢ装置６０はビーコン信号を出力しているので、ビーコングループＢＧ５内のＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃは持込みＵＷＢ装置６０と距離が近い順に、持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号を受信していく。即ち、持込みＵＷＢ装置６０が車外から接近するにつれて持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号を受信できるビーコングループＢＧ５のＵＷＢ装置が増え、車内に持ち込まれるとＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃ全てが持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号を受信可能となる。よって、ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃは順々に、持込みＵＷＢ装置６０のビーコン信号が直接受信できたことを示す情報が追加されたビーコン信号を送信し始める。

ＵＷＢ装置５０のＵＷＢ送受信処理部３ａは、ＵＷＢ装置４０ｂ，４０ｃのビーコン信号を解析して、任意の一定時間に、ビーコングループＢＧ５内の全ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃが連続して持込みＵＷＢ装置６０の存在を検出し、かつビーコングループＢＧ５のスーパーフレームのビーコン期間以外のタイミングにＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃとは異なったビーコン信号が受信できた場合に、車内に持込みＵＷＢ装置６０が持ち込まれたものと判断する。そして、ＵＷＢ送受信処理部３ｂは上記同様に、表示部８に車内に新規のＵＷＢ装置が認識されたことを表示させると共に、新規のＵＷＢ装置の処遇についての処理方法を表示させる。

表示部８の表示に従ってユーザが持込みＵＷＢ装置６０をビーコングループＢＧ５に追加させることを決定した場合には、続けてＵＷＢ送受信処理部３ｂが表示部８に、持込みＵＷＢ装置６０の再同期処理の手順を表示して、ユーザに持込みＵＷＢ装置６０のビーコングループＢＧ５加入操作を促す。
再同期処理としては、例えば持込みＵＷＢ装置６０にビーコンスキャンを行なわせるために、持込みＵＷＢ装置６０内のＵＷＢ送受信処理部をリセットして処理を再スタートさせる。

表示部８に従ってユーザが持込みＵＷＢ装置６０をビーコングループＢＧ５に追加しないことを決定した場合には、持込みＵＷＢ装置６０の通信がビーコングループＢＧ５内の通信に対して影響を及ぼす可能性が高いので、ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃは持込みＵＷＢ装置６０が使用しているバンドグループおよびＴＦＣとは異なるバンドグループおよびＴＦＣへスーパーフレーム単位で一斉に変更する。または、持込みＵＷＢ装置６０の電源を切ってもよい。
これにより、持込みＵＷＢ装置６０は、ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃの通信に対して影響を与えることがなくなる。

なお、ユーザが意図しない車外のビーコングループＢＧ２からのビーコン信号は、通常、車内のビーコングループＢＧ５の全ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃが直接受信できない可能性が高い。従って、ビーコングループＢＧ５のビーコン期間以外のタイミングにＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃとは異なったビーコン信号が送信されていたとしても、ビーコングループＢＧ５の全ＵＷＢ装置５０，４０ｂ，４０ｃが一定時間内に連続して、または一斉に受信できなければ、そのビーコン信号の送信元のＵＷＢ装置は車内持ち込みされた持込みＵＷＢ装置６０ではなく、ユーザの意図しない車外のビーコングループＢＧ２に属するＵＷＢ装置２０ａ，２０ｂであることが区別できる。

以上のように、実施の形態４によれば、外部から車内に持込みＵＷＢ装置６０が持ち込まれた場合に持込みＵＷＢ装置６０のビーコンを受信したことを検出し、車内に新規の持込みＵＷＢ装置６０が持ち込まれたことを判定するＵＷＢ送受信処理部３ｂと、ＵＷＢ送受信処理部３ｂから入力された判定結果に関する情報をユーザに表示する表示部８とを備えるように構成した。
そのため、車外にある別のビーコングループＢＧ２からの一時的な通信か、持込みＵＷＢ装置６０からの通信かを適切に判断して、持込みＵＷＢ装置６０の車内ビーコングループＢＧ５への加入の可否をユーザに示すことができる。この結果、車内ビーコングループＢＧ５の各ＵＷＢ装置は、持込みＵＷＢ装置６０に対してユーザが意図する処理を実行し、持込みＵＷＢ装置６０への誤った再同期処理および持込みＵＷＢ装置６０からのデータ通信帯域取得処理等が実行されることを防止して、外部ビーコングループからの影響をより低減して安定したビーコングループを実現することができる。

なお、ＵＷＢ装置５０のＵＷＢ送受信処理部３ａが車両から車速パルス信号を受け、自車両が走行中の場合には車外から持込みＵＷＢ装置が持ち込まれることはないと仮定して、新規に検出したＵＷＢ装置を持込みＵＷＢ装置でも車外のビーコングループの区別なしに全て加入を認めない構成にしてもよい。

以上のように、上記実施の形態１〜４において車内の有線ネットワークを無線化することで、各ＵＷＢ装置の配置制限がなくなり、また各ＵＷＢ装置間のデータを送受するための多数の有線がなくなるために、車全体の重量が削減できる。

この発明の実施の形態１に係るＵＷＢ装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る無線通信システムにおけるＷｉＭｅｄｉａに準拠したＵＷＢ通信のスーパーフレームの構成を示す説明図である。この発明の実施の形態１に係る無線通信システムにおけるＷｉＭｅｄｉａに準拠したＵＷＢ通信のＰＨＹフレーム構造を示す説明図である。この発明の実施の形態１に係るＵＷＢ装置が構成するビーコングループを示す説明図である。この発明の実施の形態１に係るＵＷＢ装置が構成するビーコングループのスーパーフレームタイミングを示す説明図である。この発明の実施の形態１に係る無線通信システムのビーコングループと別のビーコングループの位置関係を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係るＵＷＢ装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２に係る無線通信システムのビーコングループと別のビーコングループの位置関係を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係る無線通信システムを普通自動車に配置する一例を示す説明図である。この発明の実施の形態３に係る無線通信システムが用いるＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに規定されたＭＢ−ＯＦＤＭ方式の周波数構成を示す説明図である。この発明の実施の形態３に係るＵＷＢ装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３に係る無線通信システムのビーコングループと別のビーコングループの位置関係を示す説明図である。この発明の実施の形態３に係る無線通信システムのビーコングループのスーパーフレームを示す説明図である。この発明の実施の形態４に係るＵＷＢ装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態４に係る無線通信システムのビーコングループＢＧ５と別のビーコングループＢＧ２の位置関係を示す説明図である。従来のＵＷＢ装置により構築された複数のビーコングループの位置関係を示す説明図である。非アクティブ状態の従来のＵＷＢ装置と、その近傍でビーコングループを構築している従来のＵＷＢ装置の位置関係を示す説明図である。

符号の説明

１アンテナ、２，２ａ高周波無線処理部、３，３ａ，３ｂＵＷＢ送受信処理部、４リセット制御部、５制御部、６メモリ、７メモリ部、８表示部８、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，３０，３０ａ，３０ｂ，４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，５０ＵＷＢ装置、６０持込みＵＷＢ装置。

Claims

移動体に搭載され、当該移動体に搭載された他の無線通信装置とネットワークを構成して、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに準拠したＵＷＢ通信を行なう無線通信装置において、
ベースバンド処理およびメディアアクセス制御を行なうＵＷＢ送受信処理部と、
任意のタイミングを発生させる制御部と、
前記制御部の発生させたタイミングで前記ＵＷＢ送受信処理部をリセットすることにより、前記メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御するリセット制御部とを備えることを特徴とする無線通信装置。
移動体に搭載され、当該移動体に搭載された他の無線通信装置とネットワークを構成して、ＷｉＭｅｄｉａＡｌｌｉａｎｃｅに準拠したＵＷＢ通信を行なう無線通信装置において、
ベースバンド処理およびメディアアクセス制御を行なうＵＷＢ送受信処理部と、
任意のタイミングを発生させる制御部と、
前記制御部の発生させたタイミングで前記ＵＷＢ送受信処理部に電源供給することにより、前記メディアアクセス制御におけるビーコンスキャンのタイミングを制御する電源制御部とを備えることを特徴とする無線通信装置。
制御部は、外部から与えられたタイミング情報に従ってタイミングを発生させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線通信装置。
自装置が属するネットワークを構成している他の無線通信装置から送信されたビーコンを受信可能な方向へ、アンテナ指向性を変更する高周波無線処理部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の無線通信装置。
高周波無線処理部は、移動体の内部距離に応じて、ビーコン送信電力およびビーコン受信感度を変更することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
ＵＷＢ送受信処理部は、自装置が属するネットワークを構成している自他の無線通信装置が用いる通信の周波数帯域と、当該ネットワーク以外の無線通信装置が用いる通信の周波数帯域とが同一の場合に、前記自他の無線通信装置が用いる通信の周波数帯域を変更させることを特徴とする請求項４または請求項５記載の無線通信装置。
移動体の動力源が停止することによって自装置が属するネットワークを構成している自他の無線通信装置への電源供給が遮断される前に、前記ネットワークの構成に関する情報および自装置のアンテナ指向性に関する情報を保存するメモリ部を備えることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の無線通信装置。
ＵＷＢ送受信処理部から入力された情報を表示する表示部を備え、
前記ＵＷＢ送受信処理部は、自装置が属するネットワークを構成している全ての無線通信装置が新規のビーコンを受信したことを検出すると、移動体内に新規の無線通信装置が持ち込まれたことを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
上記請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の無線通信装置を移動体に複数搭載してネットワークを構成する無線通信システムであって、
特定の前記無線通信装置の制御部は、当該特定の無線通信装置以外の前記無線通信装置より早くビーコンスキャンのためのタイミングを発生させることを特徴とする無線通信システム。