JP2902959B2 - 低速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線ゾーンに１台の親
機と１台以上の子機を配置し、親機と子機との間で低速
周波数ホッピング方式で無線通信を行う低速周波数ホッ
ピング方式を使用した無線通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭６４−７１３４４号公報
は、図１４の(a) に示すように、制御モジュール１と複
数の親機２，２からなる中央局と、各親機２，２に無線
接続される子機３，３からなる無線システムにおいて、
図１４の(b) に示すように、占有周波数帯域を分割し、
各子機３毎に異なる開始周波数割当用の開始周波数グル
ープと、複数の無線機で共通の通信用の通信周波数グル
ープに割当て、各子機３毎に異なる開始周波数グループ
の周波数において、図１４の(c) に示す開始メッセージ
を通信し、子機３が通信周波数グループ内のどの周波数
においてホッピングするか、また、どの周波数からホッ
ピングするかを通信する。そして同一のホッピング周波
数が割当てられた無線機間は、それぞれ開始周波数が異
なり、同一時間においては同一周波数が出力されていな
いように通信を行なう。

【０００３】図１４の(b) に示すものは、左側の周波数
チャンネル集合が開始周波数グループ、右側の周波数チ
ャンネル集合がいくつかの無線機で共通に使用する通信
周波数グループに割当て、通信周波数グループはさらに
いくつかのホッピング周波数グループに分けられてい
る。そして同一ホッピング周波数グループが割当てられ
た無線機間では開始周波数が異なっており、同一タイミ
ングでホッピングすることにより、同一時間では同一周
波数が発生せず、衝突が起こらずに多重通信が可能とな
る。

【０００４】また、特開平５−１９１３７８号公報は、
１つのパケットが１つの周波数で送出され、このパケッ
ト内にこのパケットに引続いて送出されるパケットの周
波数のチャネル番号の順序を示す番号列を含ませること
でホッピング同期を容易にするというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６４−
７１３４４号公報のものは、子機毎に異なる開始周波数
を割当てる設定周波数を設けて、通信開始前に開始メッ
セージを送信する必要があり、大規模なシステムに対応
することはできるが、制御が複雑化する。また、途中立
上げ局があった場合には制御が困難となる。

【０００６】また、特開平５−１９１３７８号公報のも
のは、１台の親機に対して複数台の子機がある場合に適
用することが困難となる。また、送信する端末は全て対
等であり、送信する前にキャリアセンス等が必要とな
り、送信までに時間がかかる。また、パケット毎にチャ
ネルを変えてホッピングするため周波数占有時間を所定
値以内に抑えるためにはパケット長に制限が生じる。さ
らに、パケットにエラーが発生した場合に引続くパケッ
トの送信が困難になる。

【０００７】請求項１対応の発明は、容易に同期を確立
でき、また、途中立上げの子機があっても容易にシステ
ムに入り込むことができ、さらに、エラーが発生しても
引続くデータ通信に影響を与えない低速周波数ホッピン
グ方式を使用した無線通信方法を提供する。

【０００８】請求項２対応の発明は、無線ゾーン内では
容易に同期を確立でき、また、途中立上げの子機があっ
ても容易にシステムに入り込むことができ、さらに、エ
ラーが発生しても引続くデータ通信に影響を与えること
がなく、また、隣接した無線ゾーン間でポーリング用チ
ャネルの衝突が発生せず、多重通信が可能な低速周波数
ホッピング方式を使用した無線通信方法を提供する。

【０００９】請求項３対応の発明は、さらに、特定の子
機に対して送信要求があるときにはポーリング用チャネ
ルを使用してデータ送信を行うことにより送信までの時
間を短縮できる低速周波数ホッピング方式を使用した無
線通信方法を提供する。

【００１０】請求項４対応の発明は、さらに、特定の子
機に対してポーリング用チャネルを使用してデータ送信
を行う場合に送信データ長を任意に設定でき、しかもポ
ーリング用チャネルの時間占有率を規格を満足する所定
値以内に抑えることができる低速周波数ホッピング方式
を使用した無線通信方法を提供する。

【００１１】請求項５対応の発明は、さらに、コンテン
ション用チャネルを使用したパケット通信のエラー発生
率を低減できる低速周波数ホッピング方式を使用した無
線通信方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段と作用】請求項１対応の発
明は、無線ゾーンに１台の親機と１台以上の子機を配置
し、親機と子機との間でデータ複数ビット毎に周波数を
ホッピングさせる低速周波数ホッピング方式で無線通信
を行う低速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方
法において、無線ゾーンにポーリング用チャネルを割当
てると共に親機に所定のホッピングパターンに基づいて
ホッピングする、ポーリング用チャネル以外のチャネル
からなるコンテンション用チャネルを設定する手段を設
け、親機は、ポーリング用チャネルのキャリアセンスで
センスが無いことを確認した後、無線ゾーン内の全ての
子機に対してポーリング用チャネルを使用して通信可能
なコンテンション用チャネルとこのチャネルの使用可能
時間を送信し、無線ゾーン内の全ての子機は、ポーリン
グ用チャネルのキャリアセンスでセンスが有ることを確
認した後、親機からのコンテンション用チャネルとこの
チャネルの使用可能時間を受信し、親機及び子機は、コ
ンテンション用チャネルのキャリアセンスでセンスが無
いことを確認した後、使用可能時間内でパケット通信を
行い、使用可能時間が経過するとチャネルを前記ポーリ
ング用チャネルに戻し、親機は、再びポーリング用チャ
ネルのキャリアセンスでセンスが無いことを確認した
後、無線ゾーン内の全ての子機に対してポーリング用チ
ャネルを使用して次にホッピングする通信可能なコンテ
ンション用チャネルとこのチャネルの使用可能時間を送
信し、無線ゾーン内の全ての子機は、ポーリング用チャ
ネルのキャリアセンスでセンスが有ることを確認した
後、親機からのコンテンション用チャネルとこのチャネ
ルの使用可能時間を受信し、親機及び子機は、コンテン
ション用チャネルのキャリアセンスでセンスが無いこと
を確認した後、再び使用可能時間内でパケット通信を行
い、以上の制御を繰返しつつ親機と子機とが無線通信を
行うことにある。

【００１３】従って、子機は通常ポーリング用チャネル
で待ち受け、親機からコンテンション用チャネルとこの
チャネルの使用可能時間を受信したときに、使用可能時
間内でパケット通信を行えばよく、簡単にホッピング同
期を確立できる。

【００１４】請求項２対応の発明は、複数の無線ゾーン
からなり、各無線ゾーンは、１台の親機と１台以上の子
機を配置し、親機と子機との間でデータ複数ビット毎に
周波数をホッピングさせる低速周波数ホッピング方式で
無線通信を行う低速周波数ホッピング方式を使用した無
線通信方法において、各無線ゾーンに、少なくとも隣接
した無線ゾーン間では異なるチャネルのポーリング用チ
ャネルを割当てると共に各無線ゾーンの親機に所定のホ
ッピングパターンに基づいてホッピングする、自己の属
する無線ゾーン及び隣接する無線ゾーンに割当てたポー
リング用チャネルを除くチャネルからなるコンテンショ
ン用チャネルを設定する手段を設け、各無線ゾーンの親
機は、割当てられたポーリング用チャネルのキャリアセ
ンスでセンスが無いことを確認した後、無線ゾーン内の
全ての子機に対してそのポーリング用チャネルを使用し
て通信可能なコンテンション用チャネルとこのチャネル
の使用可能時間を送信し、無線ゾーン内の全ての子機
は、割当てられたポーリング用チャネルのキャリアセン
スでセンスが有ることを確認した後、同一無線ゾーン内
の親機からのコンテンション用チャネルとこのチャネル
の使用可能時間を受信し、同一無線ゾーン内の親機及び
子機は、コンテンション用チャネルのキャリアセンスで
センスが無いことを確認した後、使用可能時間内でパケ
ット通信を行い、使用可能時間が経過するとチャネルを
割当てられたポーリング用チャネルに戻し、各無線ゾー
ンの親機は、再び割当てられたポーリング用チャネルの
キャリアセンスでセンスが無いことを確認した後、無線
ゾーン内の全ての子機に対してそのポーリング用チャネ
ルを使用して次にホッピングする通信可能なコンテンシ
ョン用チャネルとこのチャネルの使用可能時間を送信
し、無線ゾーン内の全ての子機は、割当てられたポーリ
ング用チャネルのキャリアセンスでセンスが有ることを
確認した後、同一無線ゾーン内の親機からのコンテンシ
ョン用チャネルとこのチャネルの使用可能時間を受信
し、同一無線ゾーン内の親機及び子機は、コンテンショ
ン用チャネルのキャリアセンスでセンスが無いことを確
認した後、再び使用可能時間内でパケット通信を行い、
以上の制御を繰返しつつ各無線ゾーンの親機と子機とが
無線通信を行うことにある。

【００１５】従って、隣接する無線ゾーン間でチャネル
が衝突するのを回避でき、多重通信が可能となる。

【００１６】請求項３対応の発明は、請求項１又は２記
載の低速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方法
において、さらに、親機は、ポーリング用チャネルを使
用して通信可能なコンテンション用チャネルとこのチャ
ネルの使用可能時間を送信するとき、特定の子機に対し
てデータ送信要求があるときには、チャネルの使用可能
時間に引き続いて特定の子機を指定する子機識別番号と
データを送信することにある。

【００１７】従って、親機から子機へのデータ送信はポ
ーリング用チャネルを使用してでき、送信までの時間短
縮を図ることができる。

【００１８】請求項４対応の発明は、請求項３記載の低
速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方法におい
て、さらに、親機は、ポーリング用チャネルを使用して
コンテンション用チャネルの使用可能時間に引き続いて
特定の子機を指定する子機識別番号とデータを送信する
ときに、ポーリング用チャネルの使用時間が予め決めら
れた所定時間を越える場合には、次にポーリング用チャ
ネルを使用して通信可能なコンテンション用チャネルと
このチャネルの使用可能時間を送信するまでの時間間隔
を延ばし、ポーリング用チャネルの時間使用率を所定値
以内に調整することにある。

【００１９】従って、親機から子機へデータを送信する
ときにパケット長を任意に設定でき、しかも常に小電力
データ通信システムの無線局の規格を満足する。

【００２０】請求項５対応の発明は、請求項１又は２記
載の低速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方法
において、さらに、親機は、各コンテンション用チャネ
ル毎のパケットエラー数を計数する手段、又はパケット
エラー率を算出する手段を設け、パケットエラー数又は
パケットエラー率が所定値を越えた場合には該当するコ
ンテンション用チャネルを通信可能なコンテンション用
チャネルとして設定しないことにある。

【００２１】従って、パケットエラーが発生しても以降
の通信を容易に継続でき、しかもエラー発生率を低減で
きる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２３】（第１の実施例）この実施例は請求項１に
対応した実施例で、無線ゾーンに１台の親機と１台以上
の子機を配置した構内無線システムに適用したものであ
る。

【００２４】親機及び子機は、図１に示すように制御部
１１と無線部１２からなり、前記無線部１２にはアンテ
ナ１３を接続している。

【００２５】前記制御部１１は無線部１２に対してチャ
ネルの設定を行うと共に、無線部１２が受信した受信デ
ータ及び受信レベルの取込み、前記無線部１２への送信
データの送出を行う。

【００２６】前記制御部１１は、図２に示すように、無
線部１２に対してチャネルの設定を行うコンテンション
用チャネル設定手段１１ａ及びこのチャネル設定手段１
１ａが設定するコンテンション用チャネルを複数記憶し
たコンテンション用チャネル集合部１１ｂを設けてい
る。前記親機はコンテンション用チャネル集合部１１ｂ
から適当なチャネルを選択してコンテンション用チャネ
ルのホッピングパターンを設定する。ホッピングパター
ンは少なくとも１０種類以上の異なるチャネルで構成し
ている。

【００２７】例えば無線ゾーンにポーリング用チャネル
ｆ1 が割り当てられ、コンテンション用チャネル集合部
１１ｂから選択したチャネルをコンテンション用チャネ
ルｆ7 ，ｆ8 ，…とすると、親機は図３に示す無線通信
制御を行う。

【００２８】すなわち、親機は先ずＳ1 にてポーリング
用チャネルｆ1 のキャリアセンスを行い、センスが無け
ればＳ2 にて通信可能なコンテンション用チャネルｆ7
とこのチャネルの使用可能時間を無線ゾーン内の全ての
子機に対してポーリング用チャネルｆ1 で送信する。そ
してＳ3 にてコンテンション用チャネルｆ7 をセットす
る。

【００２９】この状態でＳ4 にて使用可能時間の経過を
判定しつつＳ5 にてコンテンション用チャネルｆ7 のキ
ャリアセンスを行い、コンテンション用チャネルｆ7 の
キャリアセンスがあると、Ｓ6 にて子機からのパケット
データを受信する。

【００３０】そしてＳ4 にて使用可能時間の経過を検出
すると、Ｓ7 にてチャンネルをコンテンション用チャネ
ルｆ7 からポーリング用チャネルｆ1 に戻し、Ｓ8 にて
再びポーリング用チャネルｆ1 のキャリアセンスを行
う。

【００３１】そしてポーリング用チャネルｆ1 のキャリ
アセンスが無ければホッピングパターンに基づいてコン
テンション用チャネルをｆ7 からｆ8 に切替えて通信可
能なコンテンション用チャネルｆ8 とこのチャネルの使
用可能時間を無線ゾーン内の全ての子機に対してポーリ
ング用チャネルｆ1 で送信する。そしてコンテンション
用チャネルｆ8 をセットする。

【００３２】こうして親機は、コンテンション用チャネ
ルの使用可能時間が経過する毎にポーリング用チャネル
ｆ1 のキャリアセンスを行いつつ、ホッピングパターン
に基づいてコンテンション用チャネルを順次切替えて各
子機とパケット通信を行う。

【００３３】この親機の通信制御に対して無線ゾーン内
の各子機は、図４に示す無線通信制御を行う。各子機は
常に無線ゾーンに割り当てられたポーリング用チャネル
ｆ1で待機する。

【００３４】各子機は、Ｓ11にてポーリング用チャネル
ｆ1 のキャリアセンスを行い、センスが有ればＳ12にて
親機から通信可能なコンテンション用チャネルｆ7 とこ
のチャネルの使用可能時間を受信し、Ｓ13にてコンテン
ション用チャネルｆ7 をセットする。

【００３５】この状態でＳ14にて使用可能時間の経過を
判定しつつＳ15にて他の子機がコンテンション用チャネ
ルｆ7 を使用しているか否かを判定する。そして他の子
機がコンテンション用チャネルｆ7 を使用していない、
すなわちコンテンション用チャネルｆ7 のキャリアセン
スが無いことを検出してからＳ16にて親機に対してパケ
ットデータを送信する。

【００３６】そしてＳ14にて使用可能時間の経過を検出
すると、Ｓ17にてチャンネルをコンテンション用チャネ
ルｆ7 からポーリング用チャネルｆ1 に戻し、Ｓ18にて
再びポーリング用チャネルｆ1 のキャリアセンスを行
う。

【００３７】そしてポーリング用チャネルｆ1 のキャリ
アセンスが有れば親機から次のコンテンション用チャネ
ルｆ8 とこのチャネルの使用可能時間を受信する。

【００３８】こうして各子機は、コンテンション用チャ
ネルの使用可能時間が経過する毎にポーリング用チャネ
ルｆ1 のキャリアセンスを行いつつ、親機からコンテン
ション用チャネルと使用可能時間を受信して親機とパケ
ット通信を行う。

【００３９】このような構成の実施例においては、図５
に示すように、親機がポーリング用チャネルｆ1 のキャ
リアセンスＣＳを行い、他の無線局がポーリング用チャ
ネルｆ1 を使用していなければセンスが無いので、ポー
リング用チャネルｆ1 を使用して各子機に通信可能なコ
ンテンション用チャネルｆ7 とこのチャネルの使用可能
時間を送信する。

【００４０】これにより親機及び各子機はコンテンショ
ン用チャネルｆ7 をセットする。そしてチャンネル切替
えのためのガードタイムが経過した後親機及び各子機は
コンテンション用チャネルｆ7 のイネーブル状態とな
る。

【００４１】例えば、子機としてＡ，Ｂ，Ｃの３台配置
し、先ず子機Ａが親機に対して送信要求があると、子機
Ａはコンテンション用チャネルｆ7 のキャリアセンスＣ
Ｓを行い、他の子機がコンテンション用チャネルｆ7 を
使用していないことを確認してから親機に対して上りの
パケット通信を行う。

【００４２】この通信中に例えば子機Ｂ，Ｃがデータ送
信のためにコンテンション用チャネルｆ7 のキャリアセ
ンスＣＳを行うことがあると、このときにはキャリアセ
ンス有りとなって通信はできない。

【００４３】そして子機Ａから親機へのパケット通信が
終了すると親機は子機Ａに対してＡＣＫを返送する。そ
の後、子機Ｂが再びコンテンション用チャネルｆ7 のキ
ャリアセンスＣＳを行うことがあると、今度は他の子機
がコンテンション用チャネルｆ7 を使用していないので
子機Ｂは親機に対して上りのパケット通信を行う。

【００４４】この通信中に子機Ｃが再度コンテンション
用チャネルｆ7 のキャリアセンスＣＳを行うことがある
と、このときもキャリアセンス有りとなって通信はでき
ない。

【００４５】そして子機Ｂから親機へのパケット通信が
終了すると親機は子機Ｂに対してＡＣＫを返送する。そ
の後、子機Ｃが再々度コンテンション用チャネルｆ7 の
キャリアセンスＣＳを行うことがあると、今度は他の子
機がコンテンション用チャネルｆ7 を使用していないの
で子機Ｃは親機に対して上りのパケット通信を行う。

【００４６】そして子機Ｃから親機へのパケット通信が
終了すると親機は子機Ｃに対してＡＣＫを返送する。そ
の後、親機が子機Ｂに対して送信要求があると、親機は
コンテンション用チャネルｆ7 のキャリアセンスＣＳを
行い、キャリアセンスが無いことを確認して子機Ｂに対
して下りのパケット通信を行う。そして親機から子機Ｂ
へのパケット通信が終了すると子機Ｂは親機に対してＡ
ＣＫを返送する。

【００４７】このようなパケット通信を行い、その後使
用可能時間が経過すると、親機は再びポーリング用チャ
ネルｆ1 のキャリアセンスＣＳを行い、他の無線局がポ
ーリング用チャネルｆ1 を使用していなければセンスが
無いので、ポーリング用チャネルｆ1 を使用して各子機
に通信可能なコンテンション用チャネルｆ8 とこのチャ
ネルの使用可能時間を送信する。すなわち、通信可能な
コンテンション用チャネルをホッピングパターンに基づ
いてｆ7 からｆ8 に切替える。

【００４８】このように複雑な制御を伴うこと無しに、
各子機は単にポーリング用チャネルｆ1 で待機していれ
ば親機と容易に同期が取れることになる。しかも、子機
が途中で立ち上がってもポーリング用チャネルｆ1 で待
機していれば親機と容易に同期が取れることになる。す
なわち、無線システムに容易に入り込むことができる。

【００４９】（第２の実施例）この実施例は請求項２、
請求項３及び請求項４に対応した実施例で、１台の親機
と１台以上の子機を配置した無線ゾーンを複数有る場合
の構内無線システムに適用したものである。

【００５０】複数の無線ゾーンＺ１〜Ｚ１３を図６に示
すように配置している。なお、各無線ゾーンＺ１〜Ｚ１
３に配置している親機及び子機の構成は図１及び図２と
同様である。

【００５１】図７はホッピングチャネルを示し、例えば
ＣＨ１〜ＣＨ２６の２６個のホッピングチャネルを有
し、それぞれ周波数ｆ1 〜ｆ26が設定されている。

【００５２】各無線ゾーンＺ１〜Ｚ１３に対して少なく
とも隣接する無線ゾーン間では異なるポーリング用チャ
ネルＣＩＦを割り当てている。

【００５３】例えば無線ゾーンＺ５は無線ゾーンＺ１，
Ｚ２，Ｚ６，Ｚ９，Ｚ８，Ｚ４に囲まれており、無線ゾ
ーンＺ５の親機は、無線ゾーンＺ５のポーリング用チャ
ネルｆ5 及び隣接する無線ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ６，Ｚ
９，Ｚ８，Ｚ４のポーリング用チャネルｆ1 ，ｆ2 ，ｆ
6 ，ｆ9 ，ｆ8 ，ｆ4 を除く残り１９個のチャネルをコ
ンテンション用チャネル集合としてコンテンション用チ
ャネル集合部１１ｂに設定し、このコンテンション用チ
ャネル集合部１１ｂから適当なチャネルを選択してコン
テンション用チャネルのホッピングパターンを設定す
る。

【００５４】また、例えば無線ゾーンＺ１０は無線ゾー
ンＺ６，Ｚ７，Ｚ１１，Ｚ１３，Ｚ１２，Ｚ９に囲まれ
ており、無線ゾーンＺ１０の親機は、無線ゾーンＺ１０
のポーリング用チャネルｆ10及び隣接する無線ゾーンＺ
６，Ｚ７，Ｚ１１，Ｚ１３，Ｚ１２，Ｚ９のポーリング
用チャネルｆ6 ，ｆ7 ，ｆ11，ｆ13，ｆ12，ｆ9 を除く
残り１９個のチャネルをコンテンション用チャネル集合
としてコンテンション用チャネル集合部１１ｂに設定
し、このコンテンション用チャネル集合部１１ｂから適
当なチャネルを選択してコンテンション用チャネルのホ
ッピングパターンを設定する。

【００５５】このように隣接した無線ゾーン間ではポー
リング用チャネルを異ならせ、しかも２６個のホッピン
グチャネルからポーリング用チャネルを除く残り１９個
のチャネルをコンテンション用チャネルに割り当てるよ
うにしているので、隣接した無線ゾーン間でチャネルが
衝突することはなく、安定した多重通信ができる。

【００５６】このシステムでは図８に示すように、各無
線ゾーンの親機、例えば無線ゾーンＺ５の親機は、ポー
リング用チャネルｆ5 のキャリアセンスＣＳを行い、他
の無線局がポーリング用チャネルｆ5 を使用していなけ
ればセンスが無いので、ポーリング用チャネルｆ5 を使
用して各子機に通信可能なコンテンション用チャネルｆ
14とこのチャネルの使用可能時間を送信する。このとき
親機から特定の子機への送信データが有るか否かを指定
するフラグＰを付加する。例えば送信データが無い場合
はフラグＰを「０」とし、送信データが有る場合はフラ
グＰを「１」とする。今回は送信データが無いのでフラ
グＰに「０」をセットして送信する。

【００５７】その後、親機及び各子機はコンテンション
用チャネルｆ14をセットし、チャンネル切替えのための
ガードタイムが経過した後親機及び各子機はコンテンシ
ョン用チャネルｆ14のイネーブル状態となる。

【００５８】こうして、コンテンション用チャネルｆ14
を使用して親機と各子機はパケット通信が可能となる。

【００５９】そしてコンテンション用チャネルｆ14の使
用可能時間が経過すると、無線ゾーンＺ５の親機は、再
度ポーリング用チャネルｆ5 のキャリアセンスＣＳを行
い、他の無線局がポーリング用チャネルｆ5 を使用して
いなければセンスが無いので、ポーリング用チャネルｆ
5 を使用して各子機にホッピングパターンに基づいた次
の通信可能なコンテンション用チャネルｆ15とこのチャ
ネルの使用可能時間を送信する。このときも親機から特
定の子機への送信データが無いのでフラグＰに「０」を
セットして送信する。

【００６０】その後、親機及び各子機はコンテンション
用チャネルｆ15をセットし、チャンネル切替えのための
ガードタイムが経過した後親機及び各子機はコンテンシ
ョン用チャネルｆ15のイネーブル状態となる。

【００６１】こうして、コンテンション用チャネルｆ15
を使用して親機と各子機はパケット通信が可能となる。

【００６２】そしてコンテンション用チャネルｆ15の使
用可能時間が経過すると、無線ゾーンＺ５の親機は、再
々度ポーリング用チャネルｆ5 のキャリアセンスＣＳを
行い、他の無線局がポーリング用チャネルｆ5 を使用し
ていなければセンスが無いので、ポーリング用チャネル
ｆ5 を使用して各子機にホッピングパターンに基づいた
次の通信可能なコンテンション用チャネルｆ16とこのチ
ャネルの使用可能時間を送信する。このとき親機から特
定の子機への送信データが有るとフラグＰに「１」をセ
ットすると共に特定の子機の識別番号である子機アドレ
スと送信データを付加して送信する。

【００６３】これにより特定の子機はアドレスを検出し
て親機からのデータを受信することになる。

【００６４】その後、親機及び各子機はコンテンション
用チャネルｆ16をセットし、チャンネル切替えのための
ガードタイムが経過した後親機及び各子機はコンテンシ
ョン用チャネルｆ16のイネーブル状態となる。

【００６５】こうして、コンテンション用チャネルｆ16
を使用して親機と各子機はパケット通信が可能となる。

【００６６】このように、親機は特定の子機に対してデ
ータ送信を行う場合に、ポーリング用チャネルを使用し
て簡単にデータ送信ができるので、データ送信までに要
する時間を短縮できる。

【００６７】また、子機はポーリング用チャネルで受信
したデータのフラグＰにより親機からの送信データが有
るか否かを判定できるので、子機でのデータ受信処理が
容易となる。

【００６８】ところで、特定の子機に対する送信データ
が無い場合にポーリング用チャネルｆ5 でコンテンショ
ン用チャネルとこのチャネルの使用可能時間のデータを
送信するに要する時間、すなわちポーリング用チャネル
ｆ5 の使用時間をｔ0 、コンテンション用チャネルの使
用可能時間をｔ1 とし、親機がキャリアセンスＣＳして
からコンテンション用チャネルの使用可能時間が経過す
るまでの時間を９１×ｔ0 にすると、ポーリング用チャ
ネルｆ5 の時間使用率は約１％となる。

【００６９】また、特定の子機に対する送信データが有
る場合には、コンテンション用チャネルの使用可能時間
を一定とすると、ポーリング用チャネルｆ5 の時間使用
率は増加する。

【００７０】そこで親機は、予め送信データ数からポー
リング用チャネルｆ5 の時間使用率を算出しておき、所
定値を越える場合には、次にポーリング用チャネルｆ5
を使用してコンテンションチャネル及びこのチャネルの
使用可能時間を送信するまでの時間を延ばして所定の使
用率を満足するように調整する。例えば、所定の使用率
を１０％以内とすれば、ポーリング用チャネルｆ5 の使
用時間ｔ2 （＝ｔ0 ＋ｔ01）が（９１×ｔ0 ＋ｔ01）の
１０％以内、すなわち、ｔ01＜９×ｔ0 であれば通常の
ガード時間以外に時間を延ばす必要はないが、ｔ01＞９
×ｔ0 の場合には、ポーリング用チャネルｆ5 を使用し
てから次にポーリング用チャネルｆ5 を使用するまでの
時間間隔を１０×ｔ2 になるように延ばす。

【００７１】例えば、ｔ01が１９ｔ0 になると、時間を
延ばさないとすると、ｔ2 ＝２０ｔ0 、時間間隔は９１
ｔ0 ＋１９ｔ0 で１１０ｔ0 となり、使用率が２０ｔ0
／１１０ｔ0 で約１８％となってしまい所定の使用率を
満足できないことになる。従って、この場合は、時間間
隔を１０×ｔ2 、すなわち２００ｔ0 とすることで使用
率を１０％にできる。

【００７２】このように、親機は特定の子機に対してデ
ータを送信する場合にデータ長を任意に設定でき、しか
もポーリング用チャンネルの使用率を所定値以内に調整
でき、例えば小電力データ通信システムの無線局の規格
を満足することができる。

【００７３】（第３の実施例）この実施例は請求項２及
び請求項５に対応した実施例で、１台の親機と１台以上
の子機を配置した無線ゾーンを複数有る場合の構内無線
システムに適用したものである。

【００７４】図９に示すように、複数の無線ゾーンＺ
１，Ｚ２，Ｚ３，…を形成し、各無線ゾーンＺ１，Ｚ
２，Ｚ３，…に１台の親機２１１，２１２，２１３，…
を配置すると共に、ｎ台の子機２２１，２２１２，…２
２ｎ、２３１，２３２，…２３ｎ、２４１，２４２，…
２４ｎ、…を配置している。

【００７５】前記各無線ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の
親機２１１，２１２，２１３，…は有線ケーブル２５に
接続している。この有線ケーブル２５にはまた、複数の
ホストコンピュータ２６１，２６２，…を接続してい
る。

【００７６】各親機２１１，２１２，２１３，…は無線
ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…内の各子機２２１，２２
２，…２２ｎ、２３１，２３２，…２３ｎ、２４１，２
４２，…２４ｎと低速周波数ホッピング方式を使用した
無線通信によりデータの送受信を行うと共に前記各ホス
トコンピュータ２６１，２６２，…と有線ケーブル２５
を介してデータの送受信を行うようになっている。

【００７７】前記各無線ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…に
おいて隣接する無線ゾーン間では異なるポーリング用チ
ャネルを割り当てている。

【００７８】前記各親機、各子機及び各ホストコンピュ
ータには独立したアドレスを割り当てている。無線ゾー
ン内の親機と子機間では所定時間経過毎に通信周波数が
変化する。従って、ある特定の周波数に着目すれば所定
の時間間隔でしか使用されないことになる。小電力デー
タ通信システムの無線局では、使用している周波数の中
で最も使用率の高い周波数に関し、平均パワーが１０ｍ
Ｗ以下という規定がある。従って、使用するホッピング
周波数の符号長が決まり、送信出力が各周波数に関わら
ず一定の場合には各周波数の使用時間率が制限を受ける
ことになる。

【００７９】無線ゾーン内の親機と子機はある周波数、
すなわちコンテンション用チャネルに滞留している間に
パケット通信を行う。パケット通信のフォーマットは、
図１０に示すように、受信側がクロック再生等の受信の
準備を行うための同期信号、データの先頭を示す開始符
号、送信元アドレス、送信先アドレス、データ、パケッ
トの終了を示す終了符号及び送信元アドレスから終了符
号までに関する誤りを検出するためのＣＲＣからなる。

【００８０】例えば、無線ゾーンＺ１の子機２２２がホ
ストコンピュータ２６２にデータを送信する場合、子機
２２２は、送信元アドレスに自己のアドレス、送信先ア
ドレスにホストコンピュータ２６２のアドレスを設定
し、親機２１１に対して無線送信する。

【００８１】親機２１１はキャリアセンスを受け、ビッ
ト同期確立、開始符号識別、終了符号識別と受信動作を
行い、ＣＲＣによりエラーが無いことを確認すると、送
信元アドレスが子機２２２であることを識別し、子機２
２２に対して正しく受信したことを知らせるためにＡＣ
Ｋを子機２２２に無線送信する。

【００８２】ＡＣＫのフォーマットは、図１１に示すよ
うに、受信側がクロック再生等の受信の準備を行うため
の同期信号、データの先頭を示す開始符号、送信元アド
レス、送信先アドレス、ＡＣＫ信号、信号の終了を示す
終了符号及び送信元アドレスから終了符号までに関する
誤りを検出するためのＣＲＣからなる。

【００８３】親機２１１が子機２２２に対してＡＣＫを
送信する場合には、送信元アドレスに自己のアドレス、
送信先アドレスに子機２２２のアドレスを設定して送信
する。また、子機２２２から送信元アドレスは受信でき
たがＣＲＣによりエラーを検出した場合には子機２２２
に対してＮＡＫを送信する。なお、ＡＣＫ及びＮＡＫを
送信する場合にはキャリアセンスは行わない。

【００８４】また、子機２２２から送信元アドレス自体
正しく受信できなかったときには何も送信しない。子機
２２２は親機２１１からのＮＡＫを受信したとき、又は
所定時間内に返答が無い場合は再送を行う。

【００８５】親機２１１が子機２２２からのパケット通
信を正しく受信し、子機２２２に対してＡＣＫを返送し
たときには、親機２１１は、ホストコンピュータ２６２
に対して開始符号からＣＲＣまでを有線ケーブル２５を
介して送信する。

【００８６】このようにして任意の端末間の通信が可能
になる。なお、開始符号と終了符号は１６進８ビットで
「７Ｅ」、ＣＲＣ生成多項式はＣＣＩＴＴで規定されて
いるＸ¹⁶＋Ｘ¹²＋Ｘ⁵ ＋１、ＡＣＫは「Ａ」「Ｃ」
「Ｋ」に対応したアスキーコード、ＮＡＫも同様アスキ
ーコードである。

【００８７】前記各親機及び各子機は、図１と同様の構
成であり、特に各親機の制御部１１は、図１２に示すよ
うに、無線部１２に対してチャネルの設定を行うコンテ
ンション用チャネル設定手段１１ａ及びこのチャネル設
定手段１１ａが設定するコンテンション用チャネルを複
数記憶したコンテンション用チャネル集合部１１ｂの
他、各コンテンション用チャンネル毎に通信パケット総
数、エラーパケット数、エラーパケット数／通信パケッ
ト総数の演算により求めたパケットエラー率各データを
保持するパケットエラー保持手段１１ｃを設けている。

【００８８】例えば無線ゾーンＺ１にポーリング用チャ
ネルｆ1 が割り当てられ、コンテンション用チャネル集
合部１１ｂから選択したチャネルをコンテンション用チ
ャネルｆ7 ，ｆ8 ，…とすると、無線ゾーンＺ１の親機
２１１は図１３に示す無線通信制御を行う。

【００８９】すなわち、親機２１１は先ずＳ21にてポー
リング用チャネルｆ1 を無線部１２にセットしてから、
Ｓ22にてポーリング用チャネルｆ1 のキャリアセンスを
行い、センスが無ければＳ23にて通信可能なコンテンシ
ョン用チャネルｆ7 とこのチャネルの使用可能時間を無
線ゾーンＺ１内の全ての子機２２１〜２２ｎに対してポ
ーリング用チャネルｆ1 で送信する。そしてＳ24にてコ
ンテンション用チャネルｆ7 を無線部１２にセットす
る。

【００９０】この状態でＳ25にて使用可能時間の経過を
判定しつつＳ26にてコンテンション用チャネルｆ7 のキ
ャリアセンスを行い、コンテンション用チャネルｆ7 の
キャリアセンスがあると、Ｓ27にて子機２２１〜２２ｎ
のいずれかからのパケットデータを受信する。

【００９１】そしてＳ28にてチャンネルｆ7 での受信パ
ケット数を＋１する。すなわち、受信パケット数をカウ
ントするカウンタをインクリメントする。続いて、Ｓ29
にて受信したパケットデータのＣＲＣエラーをチェック
する。ここで、もしＣＲＣエラーがあると、Ｓ30にてチ
ャンネルｆ7 のエラーパケット数を＋１する。すなわ
ち、チャンネルｆ7 のエラーパケット数をカウントする
カウンタをインクリメントする。

【００９２】以上の制御を使用可能時間が経過するまで
繰り返し行い、Ｓ25にて使用可能時間の経過を検出する
と、Ｓ31にてチャンネルｆ7 におけるパケットエラー率
ＥＲ7 を算出する。すなわち、ＥＲ7 ＝（チャンネルｆ
7 のエラーパケット数）／（チャンネルｆ7 の受信パケ
ット数）の演算を行い、結果を制御部１１内のメモリに
格納する。

【００９３】続いて、Ｓ32にてパケットエラー率ＥＲ7
が予め設定した所定値よりも大きいか否かを判定する。
所定値としては、例えば許容エラー率が２５％であれば
０．２５となる。

【００９４】そして、もしパケットエラー率ＥＲ7 が所
定値よりも大きければ、続いてＳ33にてパケットエラー
率ＥＲ7 が他のコンテンション用チャネルのパケットエ
ラー率ＥＲx も含めて最大か否かを判定する。そして、
もしパケットエラー率ＥＲ7が最大であればＳ34にてコ
ンテンション用チャネル集合部１１ｂにあるコンテンシ
ョン用チャネル集合の中でチャネルｆ7 をディゼーブル
にし、他のチャネルをイネーブルにする。このチャネル
ｆ7 のディゼーブル状態は他の周波数のコンテンション
用チャネルのパケットエラー率ＥＲx がパケットエラー
率ＥＲ7 よりも大きくなるまで継続し、この間チャネル
ｆ7 のコンテンション用チャネルとしての使用を禁止す
る。

【００９５】なお、パケットエラー率ＥＲ7 が所定値以
下であったり、また、所定値を越えていても他のチャネ
ルのパケットエラー率ＥＲx も含めて最大でなければ、
チャネルｆ7 はディゼーブルにはならない。

【００９６】なお、ここではパケットエラー率ＥＲが最
大のものをディゼーブルにしたが、使用するチャネル数
が多い場合には例えばパケットエラー率ＥＲが大きい方
から５番目までをディゼーブルにすることもできる。

【００９７】続いて、Ｓ35にてチャンネルをチャネルｆ
7 からポーリング用チャネルｆ1 に戻し、すなわち、無
線部１２にポーリング用チャネルｆ1 をセットし、Ｓ36
にて再びポーリング用チャネルｆ1 のキャリアセンスを
行う。

【００９８】そしてポーリング用チャネルｆ1 のキャリ
アセンスが無ければＳ37にてホッピングパターンに基づ
いてコンテンション用チャネル集合部１１ｂのイネーブ
ル状態にあるコンテンション用チャネル集合から次のコ
ンテンション用チャネルを選択する。そして選択したコ
ンテンション用チャネルとこのチャネルの使用可能時間
を無線ゾーンＺ１内の全ての子機２２１〜２２ｎに対し
てポーリング用チャネルｆ1 で送信する。

【００９９】こうして無線ゾーンＺ１の親機２１１は、
コンテンション用チャネルの使用可能時間が経過する毎
にポーリング用チャネルｆ1 のキャリアセンスを行いつ
つ、ホッピングパターンに基づいてコンテンション用チ
ャネルを順次切替えて各子機２２１〜２２ｎとパケット
通信を行う。

【０１００】以上は無線ゾーンＺ１の親機２１１の通信
制御について述べたが、他の無線ゾーンＺ２，Ｚ３，…
の親機２１２，２１３，…についても同様である。

【０１０１】なお、受信パケット数やエラーパケット数
をカウントするカウンタは常にカウントアップしていく
とやがてオーバフローすることになるが、これに対して
は例えば受信パケット数が一定数を越えると両カウンタ
とも桁を右シフトするなどの対策を講じることでオーバ
フローを回避することができる。さらには、通信環境変
化を考慮し、一定時間経過後に受信パケット数、エラー
パケット数及びパケットエラー率ＥＲをクリアしてもよ
い。

【０１０２】このような通信制御を行うことにより、通
信状態の悪いチャネルをコンテンション用チャネルとし
て使用することはなく、従って、コンテンション用チャ
ネルを使用したパケット通信のエラー発生率を低減で
き、安定した通信を確保することができる。

【０１０３】なお、この実施例においても前記実施例と
同様の効果が得られるものである。すなわち、各無線ゾ
ーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…内では容易に同期を確立で
き、また、途中立上げの子機があっても容易にシステム
に入り込むことができる。また、エラーが発生しても再
びポーリング用チャネルで待って送信を行うことができ
るので、引続くデータ通信に影響を与えることはない。
さらに、隣接した無線ゾーン間でポーリング用チャネル
の衝突が発生せず、多重通信が可能となる。

【０１０４】

【発明の効果】請求項１対応の発明によれば、容易に同
期を確立でき、また、途中立上げの子機があっても容易
にシステムに入り込むことができ、さらに、エラーが発
生しても引続くデータ通信に影響を与えることなく通信
を継続できる。

【０１０５】請求項２対応の発明によれば、無線ゾーン
内では容易に同期を確立でき、また、途中立上げの子機
があっても容易にシステムに入り込むことができ、さら
に、エラーが発生しても引続くデータ通信に影響を与え
ることなく通信を継続でき、また、隣接した無線ゾーン
間でポーリング用チャネルの衝突が発生せず、多重通信
が可能となる。

【０１０６】請求項３対応の発明によれば、さらに、特
定の子機に対して送信要求があるときにはポーリング用
チャネルを使用してデータ送信を行うことにより送信ま
での時間を短縮できる。

【０１０７】請求項４対応の発明によれば、さらに、特
定の子機に対してポーリング用チャネルを使用してデー
タ送信を行う場合に送信データ長を任意に設定でき、し
かもポーリング用チャネルの時間占有率を規格を満足す
る所定値以内に抑えることができる。

【０１０８】請求項５対応の発明によれば、さらに、コ
ンテンション用チャネルを使用したパケット通信のエラ
ー発生率を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における親機及び子機の
構成を示すブロック図。

【図２】同実施例の親機の制御部の要部構成を示す図。

【図３】同実施例の親機の通信制御を示す流れ図。

【図４】同実施例の子機の通信制御を示す流れ図。

【図５】同実施例の親機と子機との通信タイミングを示
す図。

【図６】本発明の第２の実施例における無線ゾーンの構
成を示す図。

【図７】同実施例で使用するホッピングチャンネル例を
示す図。

【図８】同実施例の親機と子機との通信タイミングを示
す図。

【図９】本発明の第３の実施例におけるシステムの構成
を示すブロック図。

【図１０】同実施例のパケットデータの構成例を示す
図。

【図１１】同実施例のＡＣＫデータの構成例を示す図。

【図１２】同実施例の親機の制御部の要部構成を示す
図。

【図１３】同実施例の親機の通信制御を示す流れ図。

【図１４】従来例を説明するための図。

【符号の説明】

１１…制御部 １１ａ…コンテンション用チャネル設定手段 １１ｂ…コンテンション用チャネル集合部 １２…無線部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 1/713 H04J 13/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線ゾーンに１台の親機と１台以上の子
   機を配置し、親機と子機との間でデータ複数ビット毎に
   周波数をホッピングさせる低速周波数ホッピング方式で
   無線通信を行う低速周波数ホッピング方式を使用した無
   線通信方法において、 無線ゾーンにポーリング用チャネルを割当てると共に前
   記親機に所定のホッピングパターンに基づいてホッピン
   グする、ポーリング用チャネル以外のチャネルからなる
   コンテンション用チャネルを設定する手段を設け、 前記親機は、前記ポーリング用チャネルのキャリアセン
   スでセンスが無いことを確認した後、無線ゾーン内の全
   ての子機に対して前記ポーリング用チャネルを使用して
   通信可能なコンテンション用チャネルとこのチャネルの
   使用可能時間を送信し、 無線ゾーン内の全ての子機は、前記ポーリング用チャネ
   ルのキャリアセンスでセンスが有ることを確認した後、
   前記親機からのコンテンション用チャネルとこのチャネ
   ルの使用可能時間を受信し、 前記親機及び子機は、コンテンション用チャネルのキャ
   リアセンスでセンスが無いことを確認した後、使用可能
   時間内でパケット通信を行い、使用可能時間が経過する
   とチャネルを前記ポーリング用チャネルに戻し、 前記親機は、再び前記ポーリング用チャネルのキャリア
   センスでセンスが無いことを確認した後、無線ゾーン内
   の全ての子機に対して前記ポーリング用チャネルを使用
   して次にホッピングする通信可能なコンテンション用チ
   ャネルとこのチャネルの使用可能時間を送信し、 無線ゾーン内の全ての子機は、前記ポーリング用チャネ
   ルのキャリアセンスでセンスが有ることを確認した後、
   前記親機からのコンテンション用チャネルとこのチャネ
   ルの使用可能時間を受信し、 前記親機及び子機は、コンテンション用チャネルのキャ
   リアセンスでセンスが無いことを確認した後、再び使用
   可能時間内でパケット通信を行い、 以上の制御を繰返しつつ前記親機と子機とが無線通信を
   行うことを特徴とする低速周波数ホッピング方式を使用
   した無線通信方法。
2. 【請求項２】 複数の無線ゾーンからなり、各無線ゾー
   ンは、１台の親機と１台以上の子機を配置し、親機と子
   機との間でデータ複数ビット毎に周波数をホッピングさ
   せる低速周波数ホッピング方式で無線通信を行う低速周
   波数ホッピング方式を使用した無線通信方法において、 各無線ゾーンに、少なくとも隣接した無線ゾーン間では
   異なるチャネルのポーリング用チャネルを割当てると共
   に各無線ゾーンの親機に所定のホッピングパターンに基
   づいてホッピングする、自己の属する無線ゾーン及び隣
   接する無線ゾーンに割当てたポーリング用チャネルを除
   くチャネルからなるコンテンション用チャネルを設定す
   る手段を設け、 各無線ゾーンの親機は、割当てられたポーリング用チャ
   ネルのキャリアセンスでセンスが無いことを確認した
   後、無線ゾーン内の全ての子機に対してそのポーリング
   用チャネルを使用して通信可能なコンテンション用チャ
   ネルとこのチャネルの使用可能時間を送信し、 無線ゾーン内の全ての子機は、割当てられたポーリング
   用チャネルのキャリアセンスでセンスが有ることを確認
   した後、同一無線ゾーン内の親機からのコンテンション
   用チャネルとこのチャネルの使用可能時間を受信し、 同一無線ゾーン内の親機及び子機は、コンテンション用
   チャネルのキャリアセンスでセンスが無いことを確認し
   た後、使用可能時間内でパケット通信を行い、使用可能
   時間が経過するとチャネルを割当てられたポーリング用
   チャネルに戻し、 各無線ゾーンの親機は、再び割当てられたポーリング用
   チャネルのキャリアセンスでセンスが無いことを確認し
   た後、無線ゾーン内の全ての子機に対してそのポーリン
   グ用チャネルを使用して次にホッピングする通信可能な
   コンテンション用チャネルとこのチャネルの使用可能時
   間を送信し、 無線ゾーン内の全ての子機は、割当てられたポーリング
   用チャネルのキャリアセンスでセンスが有ることを確認
   した後、同一無線ゾーン内の親機からのコンテンション
   用チャネルとこのチャネルの使用可能時間を受信し、 同一無線ゾーン内の親機及び子機は、コンテンション用
   チャネルのキャリアセンスでセンスが無いことを確認し
   た後、再び使用可能時間内でパケット通信を行い、 以上の制御を繰返しつつ各無線ゾーンの親機と子機とが
   無線通信を行うことを特徴とする低速周波数ホッピング
   方式を使用した無線通信方法。
3. 【請求項３】 親機は、ポーリング用チャネルを使用し
   て通信可能なコンテンション用チャネルとこのチャネル
   の使用可能時間を送信するとき、特定の子機に対してデ
   ータ送信要求があるときには、チャネルの使用可能時間
   に引き続いて特定の子機を指定する子機識別番号とデー
   タを送信することを特徴とする請求項１又は２記載の低
   速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方法。
4. 【請求項４】 親機は、ポーリング用チャネルを使用し
   てコンテンション用チャネルの使用可能時間に引き続い
   て特定の子機を指定する子機識別番号とデータを送信す
   るときに、ポーリング用チャネルの使用時間が予め決め
   られた所定時間を越える場合には、次にポーリング用チ
   ャネルを使用して通信可能なコンテンション用チャネル
   とこのチャネルの使用可能時間を送信するまでの時間間
   隔を延ばし、ポーリング用チャネルの時間使用率を所定
   値以内に調整することを特徴とする請求項３記載の低速
   周波数ホッピング方式を使用した無線通信方法。
5. 【請求項５】 親機は、各コンテンション用チャネル毎
   のパケットエラー数を計数する手段、又はパケットエラ
   ー率を算出する手段を設け、パケットエラー数又はパケ
   ットエラー率が所定値を越えた場合には該当するコンテ
   ンション用チャネルを通信可能なコンテンション用チャ
   ネルとして設定しないことを特徴とする請求項１又は２
   記載の低速周波数ホッピング方式を使用した無線通信方
   法。