CN101803446B - 控制装置、终端装置以及采用了所述装置的通信系统和通信方法 - Google Patents

Abstract

一种终端装置(102)，在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的信道与控制装置通信，包括：天线；经由天线从控制装置(101)接收包含控制信息的信标和接收数据的接收部，其中控制信息表示信道切换的顺序和定时；经由天线向控制装置发送发送数据的发送部；判断发送数据能否在规定信道使用期间内发送完成的数据量判断部；和控制接收部以在规定信道使用期间内接收信标和接收数据、并控制发送部以对发送数据进行发送的控制部，当在数据量判断部中判断为不能发送完成时，控制部根据控制信息来判断下一个所使用的频率信道，并且在规定的信道使用期间过去之后，切换为下一个的信道，并进一步控制发送部，以继续发送发送数据。

Description

控制装置、终端装置以及采用了所述装置的通信系统和通信方法

技术领域

本发明涉及控制装置、多个无线终端装置、由这些装置构成的通信系统以及该通信系统中所使用的通信方法，特别涉及传感器网络以及有源射频(RF：Radio Frequency)标签等收纳有多个终端的无线网络中的节电技术和提高传输效率的技术。

背景技术

近年来，无线个人局域网(WPAN：Wireless Personal Area Network)以及传感器网络这样的利用小型且耗电量低的无线终端装置所形成的网络受到瞩目。此外，作为与之相似的系统，有本身发送无线信号的有源RF标签这样的系统。

这种无线网络由作为基站的控制装置和作为多个无线终端的终端装置构成。控制装置将用于控制无线网络的控制信息包含在信标包中并进行周期性广播。终端装置根据该控制信息与控制装置通信。通信终端的访问方式可以采用各种形式，例如可以采用载波侦听多路访问(CSMA：Carrier Sense Multiple Access)、时分多址(TDMA：Time division multipleaccess)、频分多址(FDMA：Frequency division multiple access)、空分多址(SDMA：Space Division Multiple Access)等。

虽然这些无线网络中所使用的终端装置传输速度低(从几kbps到数百kbps)，无线信号的覆盖距离短(从几米到几十米)，但是他们的特点在于小型和低耗电量性能，可以利用电池驱动几年时间。为了降低终端装置的耗电量，人们在通信协议以及帧格式方面也进行了研究，例如，专利文献1所公开的无线网络中，其结构如下：设有在无线网络内进行通信的活跃期间、和不进行通信而能够进入休眠状态的非活跃期间。如果将非活跃期间设置得长，则由于能够延长休眠状态，故能够降低耗电量。

图24表示现有技术的无线通信系统的一个例子。无线通信系统是包括控制装置和终端装置的无线网络。在图24所示的例子中，无线网络400包括：控制无线网络400的控制装置401、和按照控制装置401的控制与控制装置401之间进行无线通信的无线终端即终端装置402～404。

图25表示作为周期性帧结构的一个例子的超帧期间。图25中，超帧期间包括活跃期间和非活跃期间。活跃期间是控制装置401与终端装置402～404进行通信的期间。非活跃期间是不进行通信的期间，在此期间，由于各终端装置402～404进入休眠状态，故能够降低耗电量。

控制装置401与终端装置402～404以共用的方式使用活跃期间。在活跃期间的开始，控制装置401使用，并广播信标帧。除此之外的活跃期间用于控制装置401与终端装置402～404之间的通信，可采用例如载波侦听多路访问(CSMA)等。此外，也可以将活跃期间分成多个时隙，并且在时隙CSMA以及TDMA中共用时隙。例如，在IEEE802.15.4协议中，将前半部分的时隙用于CSMA所进行的竞争访问，并向后半部分的每个时隙分配所使用的终端装置，来进行通信。

信标帧中包括：这些时隙的数量及其分配顺序、活跃期间的长度、非活跃期间的长度、直到发送下一个信标帧为止的时间等与通信有关的控制信息。

图26表示控制装置401和终端装置402～404之间的通信序列的一个例子。控制装置401在活跃期间451的开始对信标帧460进行广播。终端装置402～404接收信标帧460，并获取控制信息。控制信息中包含活跃期间的长度、非活跃期间的长度等信息。

在活跃期间451中，于控制装置401和终端装置402～404之间进行通信。例如，从终端装置403向控制装置401发送数据帧461，并且与之相对的确认(ACK：Acknowledgement)帧462从控制装置401被发送给终端装置403。

在非活跃期间452中，不进行控制装置401与终端装置402～404之间的通信。在由控制信息所预先通知的时间段内，控制装置401与终端装置402～404可进入休眠状态，能够降低耗电量。在非活跃期间452将结束之前，控制装置401与终端装置402～404复原成动作状态，准备在下一个活跃期间进行通信。

如果非活跃期间452结束，则控制装置401开始下一个活跃期间，并广播信标帧470。在活跃期间453中，在控制装置401与终端装置402～404之间进行通信。

在此，示出了从终端装置402向控制装置401通信失败的例子。例如，设定为：从终端装置402向控制装置401发送了数据帧471，但是在控制装置401中产生了该数据的接收失误。此时，控制装置401不向终端装置402发送针对该数据帧471的ACK帧。

终端装置402继续以规定时间等待从控制装置401发出的ACK帧。在即使经过规定时间还没有返回来ACK帧时，终端装置402判断为数据帧471的发送失败。于是，终端装置402尝试再次发送数据帧，并发送被再次发送的数据帧472。此处，设定为：再次发送的数据帧472能够由控制装置401正确接收。此时，控制装置401向终端装置402发送针对所再次发送的数据帧472的ACK帧473。

之后，重复相同的动作，在控制装置401与终端装置402～404之间进行通信。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-48365号公报

但是，在这种无线网络中，参加该无线网络的多个终端装置按照控制装置所规定的活跃期间和非活跃期间来动作。在各终端装置所发送和接收的数据量少时，在一个活跃期间内完成数据的发送和接收，但是，在从某个终端装置发送的数据量多时，在一个活跃期间不能完成发送和接收，必须等待发送和接收直到下一个活跃期间为止。因此，在要发送和接收的数据量多的情况下，存在延迟增加的问题。针对该问题，虽然可以通过延长相对于非活跃期间的活跃期间来降低通信的延迟，但是，此时所发送和接收的数据量少的无线终端装置也需要在活跃期间中动作，结果耗电量增加。在例如、平时控制装置仅以小通信量定期地认证各终端装置、但是在紧急时需要没有延迟地接收和发送语音数据等大量数据的系统中，该问题的解决变得重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制装置、终端装置、以及采用了这些装置的通信系统和通信方法，其能够解决上述问题，并能够根据所发送和接收的数据量来增减终端装置变为活跃的期间，能够更快地完成要发送和接收的数据的通信，并能够实现与所发送和接收的数据相对应的节电动作。

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种终端装置，在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，该终端装置使用多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信，该终端装置包括：天线，该天线进行无线信号的发送和接收；接收部，该接收部经由天线从控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送部，该发送部将发送数据经由天线发送给控制装置；数据量判断部，该数据量判断部判断在使用规定的频率信道的期间内能否发送完成发送数据；控制部，在使用规定的频率信道的期间内，该控制部控制接收部以接收信标以及接收数据，并且控制发送部以发送发送数据，当在数据量判断部中判断为不能发送完成时，控制部根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制发送部，以继续发送发送数据。

此外，本发明的另一个特征是，当在信标中所包含的控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中，该终端装置的识别符表示：在使用规定的频率信道的期间内、没有从控制装置向该终端装置发送完成接收数据，上述控制部根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制接收部，以继续接收接收数据。

此外，本发明的又一个特征是，上述控制部不进行向下一个所使用的频率信道的切换时，根据控制信息，判断再次使用规定的频率信道的切换定时，并将该终端装置控制成以节电模式待机，直到该切换定时为止。

此外，本发明还提供一种控制装置，在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换多个频率信道，并与分别被分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，该控制装置包括：天线，该天线进行无线信号的发送和接收；接收部，该接收部经由天线从终端装置对接收数据进行接收；信标生成部，该信标生成部生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送部，该发送部经由天线向终端装置发送信标以及发送数据；数据量判断部，该数据量判断部判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向各个终端装置发送完成发送数据；控制部，该控制部以规定的顺序定期地切换频率信道，并且控制信标生成部，以生成信标，并控制发送部，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的终端装置发送发送数据，在数据量判断部中判断为不能发送完成时，控制部将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在信标中，并控制信标生成部以生成信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，控制部还控制发送部，以继续对发送数据进行发送。

此外，本发明还提供一种通信系统，以规定的顺序定期地切换多个频率信道，并且在控制装置与至少一个终端装置之间进行通信，终端装置包括：第一天线，该第一天线进行无线信号的发送和接收；第一接收部，该第一接收部经由第一天线从控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；第一发送部，该第一发送部将发送数据经由第一天线发送给控制装置；第一数据量判断部，该第一数据量判断部判断在使用规定的频率信道的期间内能否发送完成发送数据；第一控制部，在使用规定的频率信道的期间内，该第一控制部控制第一接收部，以接收信标以及接收数据，并且控制第一发送部以对发送数据进行发送，当在第一数据量判断部中判断为不能发送完成时，第一控制部根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制第一发送部，以继续发送发送数据，当在信标中所包含的控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用规定的频率信道的期间内、没有从控制装置向该终端装置发送完成接收数据，第一控制部根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制第一接收部，以继续接收接收数据，控制装置包括：第二天线，该第二天线进行无线信号的发送和接收；第二接收部，该第二接收部经由第二天线从终端装置对接收数据进行接收；信标生成部，该信标生成部生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；第二发送部，该第二发送部经由第二天线向终端装置发送信标以及发送数据；第二数据量判断部，该第二数据量判断部判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向各个终端装置发送完成发送数据；第二控制部，该第二控制部以规定的顺序定期地切换频率信道，并且控制信标生成部，以生成信标，并控制第二发送部，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的终端装置发送发送数据，当在第二数据量判断部中判断为不能发送完成时，第二控制部将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在信标中，并控制信标生成部，以生成信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，进一步控制第二发送部，从而继续发送发送数据。

此外，本发明还提供一种集成电路，其集成有下述通信功能：在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，使用多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信，该集成电路集成有下述部分：接收部，该接收部经由天线从控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，所述控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送部，该发送部将发送数据经由天线发送给控制装置；数据量判断部，该数据量判断部判断在使用规定的频率信道的期间内能否发送完成发送数据；控制部，在使用规定的频率信道的期间内，控制接收部，以接收信标以及接收数据，并且控制发送部以发送发送数据，当在数据量判断部中判断为不能发送完成时，控制部根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并且进一步控制发送部，以继续发送发送数据，当在信标中所包含的控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用规定的频率信道的期间内、没有从控制装置向该终端装置发送完成接收数据，控制部根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制接收部，以继续接收接收数据。

此外，本发明还提供一种集成电路，其集成有下述通信功能：在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换多个频率信道，并与分别被分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，该集成电路集成有下述部分：接收部，该接收部经由天线从终端装置对接收数据进行接收；信标生成部，该信标生成部生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送部，该发送部经由天线向终端装置发送信标以及发送数据；数据量判断部，该数据量判断部判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向上述各个终端装置发送完成发送数据；控制部，该控制部以规定的顺序定期地切换频率信道，并且控制信标生成部，以生成信标，并控制发送部，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的终端装置发送发送数据，在上述数据量判断部中判断为不能发送完成时，控制部将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在信标中，并控制信标生成部，以生成信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，进一步控制发送部，从而继续发送发送数据。

此外，本发明还提供一种通信方法，在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，使用多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信，该通信方法包括：接收步骤，该接收步骤经由天线从控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，所述控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送步骤，该发送步骤将发送数据经由天线发送给控制装置；数据量判断步骤，该数据量判断步骤判断在使用规定的频率信道的期间内能否发送完成发送数据；控制步骤，在使用规定的频率信道的期间内，执行接收步骤，以接收信标以及接收数据，并且执行发送步骤，以发送发送数据，控制步骤包括下述步骤：当在上述数据量判断部中判断为不能发送完成时，根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并执行发送步骤，以继续发送发送数据；当在信标中所包含的控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用规定的频率信道的期间内、没有从控制装置向该终端装置发送完成接收数据，根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并执行接收步骤，以继续接收接收数据。

此外，本发明还提供一种通信方法，在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换多个频率信道，并与分别分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，该通信方法包括：接收步骤，该接收步骤经由天线从终端装置对接收数据进行接收；信标生成步骤，该信标生成步骤生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送步骤，该发送步骤经由天线向终端装置发送信标以及发送数据；数据量判断步骤，该数据量判断步骤判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向各个终端装置发送完成发送数据；控制步骤，该控制步骤以规定的顺序定期地切换频率信道，该控制步骤执行信标生成步骤，以生成信标，该控制步骤还执行发送步骤，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的终端装置发送发送数据，控制步骤包括下述步骤：当在数据量判断部中被判断为不能发送完成时，将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在信标中，并执行信标生成步骤，以生成信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，执行发送步骤，以继续发送发送数据。

此外，本发明还提供一种通信程序，是终端装置所执行的通信程序，在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，该终端装置使用多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信，该通信程序包括：接收步骤，该接收步骤经由天线从控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送步骤，该发送步骤将发送数据经由天线发送给控制装置；数据量判断步骤，该数据量判断步骤判断在使用规定的频率信道的期间内能否发送完成发送数据；控制步骤，在使用规定的频率信道的期间内，执行接收步骤，以接收信标以及接收数据，并且执行发送步骤，以发送发送数据，控制步骤包括下述步骤：当在数据量判断部中判断为不能发送完成时，根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并执行发送步骤，以继续发送发送数据；当在信标中所包含的控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用规定的频率信道的期间内、没有从控制装置向该终端装置发送完成接收数据，根据控制信息来判断在规定的频率信道下一个所使用的频率信道，并且在使用规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并执行接收步骤，以继续接收接收数据。

此外，本发明还提供一种通信程序，是控制装置所执行的通信程序，在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换多个频率信道，并与分别分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，该通信程序包括：接收步骤，该接收步骤经由天线从终端装置对接收数据进行接收；信标生成步骤，生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示频率信道的切换顺序和切换定时；发送步骤，经由天线向终端装置发送信标以及发送数据；数据量判断步骤，该数据量判断步骤判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向各个终端装置发送完成发送数据；控制步骤，该控制步骤以规定的顺序定期地切换频率信道，并执行信标生成步骤，以生成信标，该控制步骤还执行发送步骤，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的终端装置发送发送数据，控制步骤包括下述步骤：当在数据量判断部中被判断为不能发送完成时，将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在信标中，执行信标生成步骤，以生成信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，执行发送步骤，以继续发送发送数据。

发明效果

根据本发明，能够提供一种通信系统以及该通信系统中所使用的通信装置和通信方法，其能够依据所发送和接收的数据量来改变终端变为活跃的期间，从而能够更快地完成要发送和接收的数据的通信，并且能够实现与所发送和接收的数据量相对应的节电动作。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的包括控制装置和终端装置的通信系统的结构图；

图2是表示本发明的实施方式1中的控制装置的结构的方块图；

图3是表示本发明的实施方式1中的终端装置的结构的方块图；

图4是表示本发明的实施方式1中的超帧的结构的示意图；

图5是表示本发明实施方式1中的信标期间与频率信道的配置的示意图；

图6是表示本发明实施方式1中的信标期间的配置的示意图；

图7是表示本发明实施方式1中的无线帧格式的示意图；

图8是表示本发明实施方式1中的MAC头部格式的示意图；

图9是表示本发明实施方式1中的通信序列的一个例子的序列图；

图10是表示本发明实施方式1中的频率信道切换时的通信序列的一个例子的序列图；

图11是表示本发明实施方式1中的信标帧的有效载荷的示意图；

图12是表示本发明的实施方式1中的信标帧的有效载荷内的信道使用顺序的示意图；

图13是表示本发明实施方式1中的频率信道切换时的通信序列的一个例子的序列图；

图14是表示本发明实施方式1中的信标帧的有效载荷内的连续发送终端识别符的示意图；

图15是表示本发明实施方式1中的控制装置的处理的流程图；

图16是表示本发明实施方式1中的控制装置的初始设定处理的流程图；

图17是表示本发明实施方式1中的终端装置的处理的流程图；

图18是表示本发明实施方式1中的终端装置的信标接收处理的流程图；

图19是表示本发明实施方式1中的控制装置/终端装置的数据帧发送处理的流程图；

图20是表示本发明实施方式1中的控制装置/终端装置的数据接收处理的流程图；

图21是表示本发明实施方式1中的终端装置的信道改变处理的流程图；

图22是表示本发明实施方式1中的信标帧的有效载荷内的其他的信道使用顺序的示意图；

图23是表示本发明实施方式1中的通信序列的一个例子的序列图；

图24是现有技术的无线通信系统的结构图；

图25是表示现有技术的超帧结构的示意图；

图26是表示现有技术的通信序列的一个例子的序列图；

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的实施方式中的无线通信系统的一个例子的图。无线通信系统是包括控制装置和终端装置的网络。在图1所示的例子中，无线网络100包括：控制无线网络100的基站即控制装置101、按照控制装置101的控制与控制装置101之间进行无线通信的无线终端即终端装置102～104。本例中虽然终端装置的数量为3台，但是也可以是不同的台数。

图2是表示本发明实施方式1中的控制装置101的装置结构的一个例子的方块图。控制装置101具有：天线201、无线接收部202、接收数据解析部203、定时控制部204、信标生成部205、信道设定部206、无线发送部207、发送数据生成部208、界面209、以及数据量判断部210。由天线201所接收的无线信号被输入到无线接收部202中。无线接收部202对无线信号进行解调处理，并作为接收帧进行输出。接收数据解析部203解析接收帧，并提取接收数据进行输出。界面209向其他设备或者用户输出接收数据。此外，界面209受理来自于其他设备或者用户的发送数据的输入。发送数据生成部208根据发送数据生成发送数据帧。此外，数据量判断部210观测从界面209输入的发送数据的数据，并判断数据量。此外，定时控制部204对周期性发送的信标帧的发送定时进行控制。信标生成部205读取存储器(未图示)中所存储的控制信息和每个频率信道的质量信息(例如，通信中的数据帧等的传输错误率)等，来生成信标帧。信道设定部206对进行无线发送和接收的频率信道进行设定。无线发送部207对信标帧以及发送数据帧等实施调制并生成无线信号，经由天线201进行无线发送。

图3是表示本发明的实施方式1中的终端装置102的装置结构的一个例子的方块图。其他的终端装置103、104也具有相同的装置结构。终端装置102包括：天线221、无线接收部222、接收数据解析部223、控制部224、信道设定部225、无线发送部226、发送数据生成部227、界面228、判断数据量的数据量判断部229。由天线221所接收的无线信号输入给无线接收部222。无线接收部对无线信号进行解调处理，并作为接收帧进行输出。接收数据解析部223解析接收帧，并输出接收数据。界面228向其他的设备或者用户输出接收数据。此外，界面228从其他的设备或者用户受理发送数据的输入。发送数据生成部227根据发送数据生成数据帧。此外，控制部224根据存储在存储器(未图示)中的控制信息、从控制装置接收的信标帧中所包含的控制信息、以及频率信道的质量信息等来控制发送定时和选择频率信道。信道设定部225对所选择的频率信道进行设定。并且数据量判断部229观测从界面228所输入的发送数据的数据，并判断数据量。无线发送部226对发送数据帧等实施调制并生成无线信号，经由天线221进行无线发送。

控制装置101周期性发送包含用于控制无线网络100的控制信息的信标。图4是将发送信标的周期的一个例子示于时间系列的示意图。最大的周期是超帧期间，超帧期间包括进行无线通信的活跃期间和不进行无线通信的非活跃期间。在非活跃期间，控制装置101和终端装置102～104由于不进行无线通信并进入休眠状态，所以能够进行停止向无线通信所需要的功能块供电的处理等，将无线通信所需要的功能块的耗电量抑制在最低限度。活跃期间还被分为多个信标期间，来作为控制装置101发送信标的周期单位。在图4所示的例子中，活跃期间包括8个信标期间。

控制装置101及终端装置102～104一边以信标期间单位切换频率信道一边进行通信。图5表示示意图，该示意图示出了以信标期间单位切换频率信道进行通信时的各信标期间的信道切换的例子。

图5中，控制装置101向超帧期间内的信标期间BI1期间分配频率信道CH1，并配置无线通信期间601。同样，向信标期间BI2期间分配频率信道CH2，并配置无线通信期间602，向信标期间BI4期间分配频率信道CHn并配置无线通信期间603。如果超帧期间结束变成下一个超帧期间，则再次向信标期间BI1期间分配频率信道CH1，并配置无线通信期间611，向信标期间BI2期间分配频率信道CH2，并配置无线通信期间612。之后，重复向每个超帧期间分配相同的频率信道。

图6是表示信标期间结构的一个例子的示意图。图6中，在信标期间内，在最开始，控制装置101发送包含无线网络100的控制信息的信标，之后设置访问期间。控制装置101和终端装置102～104在该访问期间内可进行无线通信。本实施例中，在该访问期间内，各终端装置102～104利用载波侦听多路访问(CSMA)进行访问控制，并进行无线通信。另外，作为无线访问方式并不限于CSMA，也可以采用ALOHA以及TDMA等其他无线访问方式。

向终端装置102～104预先分配了终端本身通常进行通信的频率信道。例如，图5中，终端装置102利用频率信道CH1进行通信时，仅起动信标期间BI1。即，终端装置102在无线通信期间401的下一个无线通信期间411内的访问期间利用CSMA进行通信。终端装置102在无线通信期间401和无线通信期间411之间的期间不进行无线通信。该不进行无线通信的期间与非活跃期间一样，能够将无线通信所需要的功能块的耗电量抑制在最低限度。

另外，图4中，虽然将控制装置101在无线网络100中进行通信的所有期间作为活跃期间进行了说明，但是，例如，如果着眼于频率信道CH1，则无线通信期间401和411是活跃期间，也可以将无线通信期间402、403、412以及其他的使用了除CH1以外的信道的无线通信期间看成非活跃期间。此时，可以看作频率信道CH2的活跃期间被设定成频率信道CH1的非活跃期间。

图7是表示控制装置101和终端装置102～104在访问期间所发送和接收的无线帧的格式的图。无线帧500包括：由比特同步代码以及帧同步代码等无线信号解调所需要的代码形成的物理层(PHY：Physical Layer)头部501、由帧类别以及地址信息形成的介质访问控制(MAC：Media Access Control)头部502、作为向通信对象所发送的信息的有效载荷503、用于检测无线帧500是否已正常传输的错误检测代码(ECC：Error Correcting Code)504。此外，如图8所示，MAC头部502包括表示无线帧500的类别等的帧控制代码511、表示发送目的地的终端装置的发送目的地址512、表示发送方的终端装置的发送方地址513。作为无线帧500的类别，有进行数据的发送和接收的数据帧、相对于已经正常接收到数据帧等的应答的ACK帧、控制装置101向终端装置102～104发送控制信息用的信标帧等。

以下对在无线网络100中、于控制装置101与终端装置102～104之间进行无线通信的方法进行说明。

图9是表示控制装置101与终端装置102～104之间的通信序列的图。图9中，如果活跃期间开始，则控制装置101最开始将信标帧310配送给无线网络100内的终端装置102～104。图7所示的帧控制代码511中附有表示帧类别的代码，当帧类别是信标时，有效载荷503中插入如图11所示的信标帧的有效载荷520。

图11中示出了信标帧的有效载荷520的格式。信标帧的有效载荷520包括：超帧期间521、信标期间522、信标期间的数量523、信道使用顺序524、以及连续发送终端识别符525。超帧周期521以及信标期间522是表示图4及图5中所示的超帧周期以及信标期间的各长度的信息。另外，图4及图5所示的活跃期间可以通过在信标期间522上乘以信标期间的数量523而算出，此外，非活跃期间可以通过从超帧周期521减去活跃期间而算出。

这样，控制装置101通过在信标帧的有效载荷520中存储并发送下述信息：表示接着要使用相同频率信道的无线通信期间的开始时间的信息即超帧周期521、和分别表示利用其他的频率信道开始无线通信期间的时间和顺序的信息即信标期间522以及信道使用顺序524的信息，从而接收了信标帧的终端装置102～104能够获得各无线通信期间的定时以及使用信道的信息，并能够从多个无线通信期间中选择接着进行通信的期间。

图12是表示信道使用顺序524的结构的一个例子的图。图12中，在信道使用顺序的最开始配置了信标期间号码BN，之后顺序地排列着以信标期间单位所使用的频率信道。图12所示的例子中，信标期间的数量是8，按照CH1、CH2、CH8、CH6、CH3、CH7、CH4、CH5的顺序使用频率信道。其中，可知：信标期间号码BN为1时，表示在现在的信标期间所正在使用的频率信道为CH1，在下一个信标期间所使用的频率信道为CH2，在下下个信标期间所使用的频率信道为CH8。同样可知：信标期间号码BN为2时，表示在现在的信标期间所正在使用的频率信道为CH2，在下一个信标期间所使用的频率信道为CH8，在下下个信标期间所使用的频率信道为CH6。另外，关于连续发送终端识别符525，后面进行说明。

控制装置101具有存储器(图2中未图示)，并保存着无线网络100的控制信息即超帧周期、信标期间、以及信标期间的数量等，还保存着频率信道可否使用的信息。频率信道可否使用的信息通过下述方式形成：在已经开设了无线网络100的时点，控制装置101测量所有频率信道的接收功率，来判断该频率信道能否使用。另外，控制装置101利用与按信标期间所切换的信道中的终端装置的通信状态、以及通过载波侦听所获得的不能接收的状态的持续时间等信息来判断频率信道可否使用，并随时更新频率信道的可否使用信息。根据频率信道可否使用信息，控制装置101与信标期间数量相对应地选择可使用的频率信道，并从可使用的频率信道中随机地选择频率信道并确定信道使用顺序，而且保存在存储器中。控制装置101从存储器中读取超帧周期、信标期间、信标期间的数量、以及信道使用顺序，利用图11所示的有效载荷的形式形成信标帧。此时，在图9所示的例子中，控制装置101最开始发送的信标帧310内的信道使用顺序中的信标期间号码为1。所形成的信标帧由图2所示的无线发送部207调制，并经由天线201发送。

下面参照图9对各终端装置102～104所保存的发送数据为规定量以下、并且在一个信标期间内发送完成时的通信序列进行说明。设定为：终端装置102在信标期间301使用频率信道CH1与控制装置101通信，终端装置103在信标期间302使用频率信道CH2与控制装置101通信，终端装置104在信标期间303使用频率信道CH8与控制装置101通信。在信标期间301中，终端装置102由于处于起动状态，故接收控制装置101所发送的信标帧310。如果正常接收信标帧310，则终端装置102解析图7所示的有效载荷503，将包含信道使用顺序的控制信息存储到存储器中。

接着，保存发送数据的终端装置102进行载波侦听，发送数据帧311。正常接收到了数据帧311的控制装置101将ACK帧312作为正常接收应答发送给终端装置102。终端装置102保存剩余的发送数据，同样，终端装置102发送下一个数据帧313，并从控制装置101接收ACK帧314。本例子中，终端装置102通过发送两次数据帧，来完成发送数据的发送。

如果信标期间301结束，则控制装置101将频率信道切换为CH2。终端装置102设置定时器并进入休眠状态，直到下一个超帧的被分配了CH2的信标期间即将开始之前为止。

控制装置101在下一个信标期间即信标期间302的开始定时发送信标帧320。此时，信标帧320内的信道使用顺序中的信标期间号码是2。在信标期间302的期间中起动的终端装置103如果正常接收信标帧320，则终端装置103解析信标帧320内的有效载荷503，并将包含信道使用顺序的控制信息存储到存储器中。

接着，保存发送数据的终端装置103进行载波侦听，并发送数据帧321。已经正常接收了数据帧321的控制装置101将ACK帧322作为正常接收应答发送给终端装置103。本例子中，终端装置103通过发送一次数据帧来完成发送数据的发送。

如果信标期间302结束，则控制装置101将频率信道切换为CH8。终端装置103设置定时器并进入休眠状态，直到下一个超帧的被分配了CH8的信标期间即将开始之前为止。控制装置101在下一个信标期间即信标期间303的开始定时发送信标帧330。此时，信标帧330内的信道使用顺序中的信标期间号码为3。在信标期间303的期间中起动着的终端装置104如果正常接收信标帧330，则解析信标帧330内的有效载荷503，并且将包含信道使用顺序的控制信息存储到存储器中。

接着，保存发送数据的终端装置104进行载波侦听，并发送数据帧331。已经正常接收到了数据帧331的控制装置101将ACK帧332作为正常接收应答发送给终端装置104。本例子中，终端装置104通过发送一次数据帧来完成发送数据的发送。

在非活跃期间305中，控制装置101与终端装置102～104均进入休眠状态。此外，如果非活跃期间305结束，则由于进入下一个超帧，所以控制装置101将信道切换为CH1，并从终端装置102接收数据帧341，并回复ACK帧342。之后，重复同样的序列。

下面参照图10对下述情况下的通信序列进行说明：在终端装置102～104的任一个上产生规定量以上的发送数据，并且不能在一个信标期间中发送所有的发送数据。终端装置102～104分别在本终端内管理连续发送和接收标志，判断本终端所保存的数据帧的发送是否在一个信标期间内完成，并且用连续发送和接收标志来保存判断结果。其中，设定为：不能在一个信标期间内发送三个以上的数据帧。其中，作为连续发送和接收标志的设定和解除的条件设定为：所保存的发送数据量如果相当于三个数据帧以上，则设定连续发送和接收标志，当所保存的发送数据量相当于一个数据帧以下时，解除连续发送和接收标志。控制装置101发送信标帧310、终端装置102发送数据帧311和接收ACK帧312、以及发送数据帧313和接收ACK帧314与图9所示的例子的情况一样。此外，终端装置103、104的动作也与图9的情况一样。其中设定为：终端装置102除了保存数据帧311、313以外，还保存着数据帧323、333。在接收到了信标帧310时，终端装置102判断信标期间301的期间中所保存的数据帧是否均能发送。其中，由于存在相当于四个数据帧的发送数据量，所以终端装置102判断为不能发送。如果终端装置102判断为不能发送，则设定本终端所管理的连续发送和接收标志。虽然在连续发送和接收标志设定后开始数据帧的发送，但是在发送两个数据帧311、313之后，结束信标期间301。剩余的两个数据帧323、333不能在信标期间301内发送。

此时，终端装置102确认到已经设定了连续发送标志，读取存储在存储器内的控制信息的信道使用顺序，知道控制装置101在下一个信标期间使用频率信道CH2进行通信，并暂时变成休眠状态。在信标期间301即将结束之前，终端装置102再次起动并将频率信道切换为CH2，并等待控制装置101发送的信标帧320。

如果下一个信标期间即信标期间302开始，则控制装置101发送信标帧320。如果正常接收到信标帧320，则终端装置102解析信标帧320内的有效载荷，并更新包含信道使用顺序的控制信息而存储到存储器中。之后，终端装置102判断保存在信标期间302的期间中的数据帧是否均能发送。其中，终端装置102还剩余有相当于两个数据帧的发送数据量。CH2本来分配给了终端装置103，假定从终端装置103发送至少一个数据帧321。因此，当本终端的发送数据量相当于两个数据帧时，终端装置102不能完成发送的可能性大。因此，不解除连续发送接收标志，直到发送数据量相当于1个数据帧为止。其中，终端装置102维持已经设定了本终端所管理的连续发送和接收标志的状态。

接着，如果终端装置102判断为载波侦听的结果是无线介质为空载，则向控制装置101发送数据帧323。其中，无线介质是指通信所使用的规定的频率信道。

此时，在数据帧323内的如图7和图8所示的MAC头部502的帧控制代码511中记载将所使用的频率信道变更为CH2的内容，并通知给控制装置101。接收了数据帧323的控制装置101将ACK帧324作为正常接收应答发送给终端装置102。此时，控制装置101解析所接收的数据帧323的MAC头部502，并知道终端装置102已经改变了所使用的频率信道。终端装置102在存储器中存储下述内容：在频率信道CH1中没能发送完数据帧。

之后，信标期间302结束，而终端装置102没有发送剩余的数据帧333。

终端装置102确认连续发送和接收标志已经设定，并读取存储器内的信道使用顺序，知道控制装置101在下一个信标期间使用频率信道CH8进行通信，并暂时变成休眠状态。在信标期间302即将结束之前，终端装置102再次起动，并将频率信道切换为CH8，并等待控制装置101发送的信标帧330。

控制装置101将频率信道切换为CH8，如果下一个信标期间即信标期间303开始，则发送信标帧330。如果正常接收到信标帧330，则终端装置102解析信标帧330内的有效载荷503，更新包含信道使用顺序的控制信息并存储到存储器中。

如果接收到信标帧330，则终端装置102判断能否发送信标期间303的期间中所保存的数据帧。其中，由于在终端装置102中仅剩下相当于一个数据帧的发送数据量，所以判断为能够发送，并解除本终端所管理的连续发送和接收标志。

接着，如果判断为载波侦听的结果是无线介质为空载，则终端装置102向控制装置101发送数据帧333。此时，在数据帧333内的MAC头部502的帧控制代码511中记载已经将所使用的频率信道改变为CH8的内容，并通知给控制装置101。已经接收了数据帧333的控制装置101将ACK帧334作为正常接收应答发送给终端装置102。此时，控制装置101解析所接收的数据帧333的MAC头部502，并且知道终端装置102已经改变了所使用的频率信道，终端装置102在存储器中存储下述内容：在频率信道CH1和CH2中未能发送完数据帧。

其中，由于在信标期间301中不能发送的数据帧323、333在信标期间302、203中完成了发送，所以终端装置102将频率信道切换为本来所分配的CH1，并设定定时器变成休眠状态，直到下一个超帧的被分配了CH1的信标期间即将开始之前为止。

之后的控制装置101与各终端装置102～104之间的通信序列重复与图9相同的动作。

如果终端装置102未能在信标期间301发送应在信标期间301所发送的数据帧，而是先保存直到下一个CH1的信标期间305为止，则数据帧的缓冲有溢出的可能。此外，如果数据帧是声音等需要实时传输的数据，则产生传输延迟。但是，本实施例中，当在CH1的信标期间301不能发送数据帧时，终端装置102由于切换信道并继续发送，所以能够缩短传输延迟。如果是现有技术，则产生直到下一个超帧的被分配了CH1的信标期间为止的延迟。例如，如图12所示，当信道有8个时，即使不考虑非活跃期间，与现有技术相比，也能够将传输延迟最大缩短到1/8。此外，如果考虑到非活跃期间，最大能够缩短到1/8以上。

另外，本实施方式中，虽然终端装置102在切换信道时暂时休眠，但是并不限于此，也可以不休眠。

此外，本实施方式中，虽然作为连续发送和接收标志的设定和解除的条件是，如果保存的发送数据量相当于三个数据帧以上，则设定连续发送和接收标志，当保存的发送数据量相当于一个数据帧以下时，解除连续发送和接收标志，但是并不限于此，可以根据在一个信标期间能够发送的数据帧的数量等适当地进行设定。例如，终端装置102～104也可以以数据帧的合计大小和本终端能够传输的比特率为参数来算出数据帧的传输所需要的时间，并与信标帧中所包含的信标期间的时间进行比较来判断。

另外，本实施方式中，控制装置101将在信标期间302中来自于终端装置103的数据帧321、和在信标期间303中来自于终端装置104的数据帧331分别比来自于终端装置102的数据帧323、333先行发送。但是，例如也可以优先地继续接收终端装置102的数据帧。此时，由于控制装置101知道终端装置102的数据帧的发送未完成，所以可以进一步将向终端装置102以外的终端装置发送本终端的数据帧的定时的延迟指示包含在信标帧320和330中，并进行发送。此时，分别接收了信标帧320、330的终端装置103、104使发送各自的数据帧321、331的定时延迟，在终端装置102进行载波侦听时，可以先使无线介质为空载，优先地发送来自于终端装置102的数据帧323、333。

以下，用图13和图14对下述处理进行说明：在控制装置101中产生规定量以上的数据量时，控制装置101向终端装置102～104指示切换信道，并进行数据帧的发送和接收。图13是表示控制装置101与终端装置102～104之间的通信序列的图。

这里，首先参照图14对图11所示的连续发送终端识别符525进行说明。图14是表示连续发送终端识别符525的结构的一个例子的图。当控制装置101判断为不能在各信标期间中完成将本终端所保存的数据帧发送给在该信标期间进行通信的终端装置时，设定作为该数据帧的发送目的地址的终端装置的识别符。另外，识别符既可以是认证时的ID，也可以是终端的地址信息。

设定为：控制装置101向终端装置102发送的数据量为规定量以上，并且有相当于4个数据帧的数据量，在一个信标期间发送不完。在信标期间301进行通信的是终端装置102，由于被判断为向终端装置102发送不完数据帧，所以控制装置101在信标帧350的连续发送终端识别符525中设定终端装置102的识别符，并且发送信标帧350。此处的可否发送的判断方法设定为与上述的终端装置侧的数据量为规定量以上时的判断方法相同。

在信标期间301中，终端装置102由于处于起动状态，所以接收控制装置101所发送的信标帧350。如果正常接收信标帧350，则终端装置102解析信标帧350内的有效载荷503，并将包含信道使用顺序的控制信息存储到存储器中。此外，对在连续发送终端识别符中设有本终端ID进行识别。这样，当设有本终端的ID时，终端装置102设定连续发送和接收标志。

接着，控制装置101进行载波侦听，并发送数据帧351。正常接收了数据帧351的终端装置102将ACK帧352作为正常接收应答发送给控制装置101。同样，控制装置101发送下一个数据帧353，并且从终端装置102接收ACK帧354。

如果信标期间301结束，则控制装置101设定下述时间的定时器：从下一个信标期间即信标期间302的开始时间减去切换频率信道所需要的时间，并且切断对无线通信所需要的功能块的电源供给，进入休眠状态。

由于在信标帧350中记载了本终端的连续发送终端识别符，所以终端装置102读取存储器内的信道使用顺序，并且知道控制装置101在下一个信标期间使用频率信道CH2进行通信，将频率信道切换为CH2，并等待控制装置101所发送的信标帧360。控制装置101如果从休眠状态复原，则将频率信道切换为CH2。在信标期间302进行通信的是终端装置102、103。由于发送给终端装置102的数据还有两个数据帧左右没有发送，所以控制装置101判断为在信标期间302中也没有发送完成数据。此外，由于发送给终端装置103的发送数据量为一个数据帧就足够了，所以判断为在信标期间302中完成了数据发送。因此，控制装置101在信标帧360的连续发送终端识别符525中仅设定终端装置102的识别符，并且发送数据帧360。

终端装置102、终端装置103如果正常接收信标帧360，则解析信标帧内的有效载荷503，并更新包含信道使用顺序的控制信息，存储到存储器中。此外，终端装置102识别到在连续发送终端识别符525中设定有本终端的ID。由于设定有本终端的ID，所以终端装置102设定连续发送接收标志。

接着，控制装置101进行载波侦听，并发送数据帧361。正常接收到数据帧361的终端装置103将ACK帧362作为正常接收应答发送给控制装置101。同样，控制装置101向终端装置102发送数据帧363，并从终端装置102接收ACK帧364。

如果信标期间302结束，则控制装置101设定下述时间的定时器：从下一个信标期间即活跃期间303的开始时间减去切换频率信道所需要的时间，并切断对无线通信所需要的功能块的电源供给，变成休眠状态。

由于在信标帧360中记载了本终端的连续发送终端识别符，所以终端装置102读取存储器内的信道使用顺序，并知道控制装置101在下一个信标期间使用频率信道CH8进行通信，将频率信道切换为CH8，并等待控制装置101发送的信标帧370。

之后，终端装置103设定直到下一个超帧的被分配了CH2的信标期间即将开始之前的定时器，并变成休眠状态。

控制装置101如果从休眠状态复原，则将频率信道切换为CH8。在信标期间303进行通信的是终端装置102、104。控制装置101发送给终端装置102的数据量和发送给终端装置103的数据量由于分别是一个数据帧就够了，所以判断为在信标期间303中对终端装置102、104均完成了数据的发送。因此，控制装置101在信标帧370的连续发送终端识别符525中不设定任一个终端装置的识别符，而发送信标帧370。终端装置102、104如果正常接收信标帧370，则解析信标帧370内的有效载荷503，并更新包含信道使用顺序的控制信息，存储到存储器中。此外，由于没有设定本终端的ID，所以终端装置102解除连续发送和接收标志。

接着，控制装置101进行载波侦听，将数据帧371发送给终端装置104。正常接收了数据帧371的终端装置104将ACK帧372作为正常接收应答发送给控制装置101。同样，控制装置101向终端装置102发送数据帧373，并从终端装置102接收ACK帧374。

如果信标期间303结束，则控制装置101设定下述时间的定时器：从下一个信标期间即活跃期间的开始时间减去频率信道切换所需要的时间，并切断对无线通信所需要的功能块的电源供给，变成休眠状态。

终端装置102、104设置定时器并变成休眠状态，直到下一个超帧的分别被分配了CH1、CH3的信标期间即将开始之前。

之后的控制装置101与各终端装置102～104之间的通信序列重复与图9相同的动作。

如果控制装置101不能将应在信标期间301发送的数据帧在信标期间301发送、而先保存到下一个CH2的信标期间302为止，则数据帧的缓冲有可能溢出。此外，如果数据帧是声音等需要实时传输的数据，则产生传输延迟。但是，本发明中，当发送给终端装置102的数据不能在CH1的信标期间301中发送数据帧时，控制装置101预先在信标帧350中设定指示切换信道的信息，从而由于在信标期间302中继续发送，所以能够缩短传输延迟。如果是现有技术，会产生直到下一个超帧的被分配了CH1的信标期间为止的期间的延迟。例如，如图12所示，如果信道有8种，与现有技术相比，即使不考虑非活跃期间，最大也能将传输延迟缩短到八分之一。此外，如果考虑到非活跃期间，能缩短到八分之一以上。

另外，本实施方式中，虽然控制装置101将在信标期间302中发送给终端装置103的数据帧361、以及在信标期间303中发送给终端装置104的数据帧371分别比发送给终端装置102的数据帧363、373发送得早，但是并不限于此。例如，也可以优先地发送终端装置102的数据帧。

另外，本实施方式中，虽然控制装置101在信标期间的信道切换时变成了休眠状态，但是并不限于此。例如，也可以不休眠。

接着，用图15～图21对处理以上处理序列的控制装置101以及终端装置102～104的内部处理进行说明。

图15是表示控制装置101的整个处理流程的图，图16是表示控制装置101的初始化时的处理流程的图。

图15中，控制装置101最初在步骤S1001中进行初始化。初始化的细节示于图16的步骤S1021～S1024中。在步骤S1021中，通过测量功率等来扫描其他的终端装置是否依次使用可使用的所有频率信道、或者有没有干扰的影响，并获得可使用的频率信道。在步骤S1022中，将在步骤S1021中获得的可使用的频率信道信息存储到存储器中。接着，在步骤S1023中，与作为系统信息保存的信标期间数量相对应地从可使用的频率信道中随机地选择频率信道，并确定信道使用顺序。在步骤S1024中，将所确定的信道使用顺序存储到存储器中，并完成初始化设定处理。

接着，在图15的步骤S1002中，读取存储器中所存储的超帧期间、信标期间、信道使用顺序等无线网络的信道信息。在步骤S1003中，根据在步骤S1002中读取的信道信息来制作信标帧，并在步骤S1004中切换为在S1002中所读取的信道使用顺序的最开始的频率信道。在步骤S1005中，在信标期间的最开始发送信标帧时，为了判断无线介质是否为空载，进行载波侦听。当在步骤S1005中所进行的载波侦听为规定的水平以下时，在步骤S1006中判断为能够发送信标，并执行步骤S1007以后的步骤。在步骤S1005中所进行的载波侦听为规定的水平以上时，判断为频率信道正在使用而不能发送信标帧，并为再次进行载波侦听而执行步骤S1005。

当在步骤S1006中变为能够发送信标帧时，在步骤S1007中判断在信标帧发送后的信标期间所发送的数据帧能否在信标期间中发送，当不能发送时，在步骤S1008中，于信标中设定该终端装置的连续发送终端识别符。

接着，在步骤S1009中发送信标帧。之后，为了在控制装置101与终端装置102～104之间进行数据帧等的发送和接收，重复从步骤S1010到步骤S1013的数据发送处理以及数据接收处理。重复从步骤S1010到步骤S1013的各处理，直到步骤S1014中信标期间结束，如果信标期间结束，则在步骤S1015中判断信标期间的结束。当信标期间没有结束时，返回到步骤S1002。

最后，如果在步骤S1015中信标期间结束，则终端装置在步骤S1016中进入休眠模式，并再次变成休眠状态，直到步骤S1107的休眠定时器结束。休眠定时器结束后，返回到步骤S1002，并重复之后的处理。

图17是表示终端装置102的整个处理流程的图，并且图18是表示终端装置102接收信标帧时的处理流程的图，图19是表示终端装置102发送数据处理的处理流程的图，图20是表示终端装置102接收数据处理的处理流程的图，图21是表示终端装置102改变信道处理时的处理流程的图。此外，参加到无线网络100中的其他的终端装置103、104的处理流程也均与终端装置102的相同。

图17中设定为：在处理开始的时点，终端装置102在与控制装置101之间完成了加入到无线网络100中的处理，并且识别超帧期间以及信标期间的定时而处于休眠状态。

如果在步骤S1101中，休眠定时器结束，则终端装置在步骤S1102中脱离休眠状态而起动。在步骤S1103中，进行信标帧的接收处理。

用图18对信标接收处理步骤S1103的细节进行说明。如果正常接收到信标帧，则终端装置在步骤S1141中解析信标帧的有效载荷，并提取信道使用顺序存储到存储器中，从而更新信道使用顺序信息。此外，在步骤S1142中，解析信标帧的有效载荷的连续发送终端识别符，当设定有本终端的识别符时，在步骤S1143中设定连续发送和接收标志。未设定有本终端的识别符时，不设定连续发送和接收标志。通过上述处理来结束信标接收处理。

如果结束了信标帧接收处理的步骤S1103，则终端装置102在步骤S1104中调查本终端所保存的发送数据量是否超过规定量，并判断发送的数据帧能否全部在此次的信标期间中发送。

当在步骤S1104中、发送数据量超过规定量并且判断为不能发送时，在步骤S1105中设定连续发送和接收标志，进入到步骤S1106。此外，当发送数据量没有超过规定量并判断为能发送时，不设定连续发送和接收标志而进入步骤S1106中。

接着，终端装置102重复进行从步骤S1106到步骤S1108的数据帧的发送处理和接收处理，直到设定了此次信标期间结束定时的信标定时器结束为止。

此处，用图19对数据发送处理的步骤S1106进行说明。为了判断无线介质在开始发送数据帧之前是否是空载，终端装置102在步骤S1132中进行载波侦听。在步骤S1133中，当依据步骤S1132的载波侦听的结果判断为无线介质是空载状态时，进入到步骤S1134，并进行数据帧的发送处理。在步骤S1135中，等待来自于控制装置101的ACK帧应答，当正常接收到了ACK帧时，数据发送处理结束。在步骤S1133中无线介质不是空载状态、以及在步骤S1135中不能接收到来自于控制装置101的ACK帧而超时时，进入到步骤S1132，再次从载波侦听开始进行。

另外，控制装置101的数据发送处理的步骤S1011也与终端装置的数据发送处理相同。

接着，用图20说明数据接收处理的步骤S1108。

终端装置102在步骤S1037中确认所接收的帧是否为数据帧。

所接收的帧如果是除数据帧以外的帧，则在步骤S1038中进行预先所确定的其他的帧的处理。所接收的帧如果是数据帧，则进入到步骤S1039，对所接收的数据帧进行解帧处理，并读取数据，进入到步骤S1140，将数据输出给界面。之后，在步骤S1141中发送ACK而结束处理。

最后，在步骤S1109中，如果信标定时器结束，则终端装置102在步骤S1110中确认连续发送和接收标志。如果未设定有连续发送和接收标志，则在步骤S1112中进入休眠模式，并再次变成休眠状态，直到步骤S1101的休眠定时器结束。

但是，在步骤S1110中确认连续发送和接收标志，如果设定有连续发送和接收标志，则在步骤S1111中进行信道的切换。

另外，控制装置101的数据接收处理的步骤S1013也与终端装置的数据接收处理相同。

用图21对信道变更处理步骤S1111的细节进行说明。

最开始，在步骤S1121中读取存储器内的信道使用顺序。接着，在步骤S1122中，选择记载在信道使用顺序中的、目前正在使用的频率信道的下一个信标期间的频率信道，并切换为在步骤S1123中所选择的频率信道。

通过上述处理，终端装置102能够与本终端所发送的数据量、或者控制装置101所发送的数据量相对应地迅速地切换所使用的频率信道，而避免产生数据的发送延迟等影响。

另外，本实施方式中，虽然终端装置102在接收信标之后马上与本终端所保存的数据量相对应地设定了连续发送和接收标志，但是并不限于此。例如，也可以设定在各频率信道的无线通信期间结束时、或者距离结束时而预先设定的时间之前。此外，也可以构成为，不是利用所有的数据量来判断，如果未发送的数据帧以及发送失败的数据帧即使剩下一个，也设定连续发送和接收标志。

另外，本实施方式中，虽然控制装置101用图11所示的信标帧的连续发送终端识别符525来指示终端装置102切换频率信道，但是并不限于此。例如，控制装置101也可以在发送给终端装置102的数据帧中设定连续发送终端识别符。或者，当控制装置101发送数据帧时，除了该数据帧以外还保存有应发送的数据帧时，也可以将表示这种情况的标志包含在该数据帧中进行发送。还可以按下述方式进行：当终端装置102对标志进行识别并且不以相同信标期间接收下一个数据帧时，切换为分配给下一个信标期间的的信道，继续接收。

另外，在上述实施方式中，虽然采用了图12所示的那样的信标帧内的信道使用顺序524的结构，但是，作为其他结构，也可以采用图22所示的结构。图22所示的结构中，没有信标期间号码BN，取而代之的是，按使用顺序排列着频率信道，总是配置在最开始的位置的频率信道表示目前正在使用的频率信道，每当信标期间结束时，使使用顺序轮回。在这种结构中，可知在每个信标期间保持在排头位置的信道是目前正在使用的信道，而且可知保持在第二个位置的信道是在下一个信标期间所使用的频率信道。例如可知，在信标期间BI3中，在目前的信标期间中正在使用的频率信道是CH8，在下一个信标期间所使用的频率信道是CH6，在其下一个信标期间所使用的频率信道是CH3。

另外，上述实施方式中，虽然如图4所示，以设定整个无线网络100公用的非活跃期间为例进行了说明，但是也可以不设定整个无线网络100公用的非活跃期间。此时，从控制装置101来看，不存在非活跃期间，而总是作为活跃期间来进行通信，所以虽然不能获得降低耗电量的效果，但是，从终端装置102～104的每一个来看，除正在使用的频率信道的无线通信期间以外，不在其他的无线通信期间进行通信，从而能够获得降低耗电量的效果。不设定整个无线网络100公用的非活跃期间时，从无线网络100的整体来看，由于无论是在哪个时点、在任一个频率信道中都成为设定有无线通信期间的状态，所以在产生应该紧急发送数据的时点，各终端装置102～104根据信道使用顺序来切换所使用的频率信道，并接收信标，从而无论在哪个时间都可以与控制装置101通信。

另外，在上述实施方式中，如图10所示，虽然以下述情况为例进行了说明：终端装置102将未能在信标期间301发送的数据帧在紧跟着信标期间301之后的信标期间302发送，但是也可以在信标期间302不进行通信而待机，并在信标期间303开始通信。这是因为，在例如使用频率信道CH2的终端装置的数量多时，如果终端装置102在信标期间302进行通信，则数据帧冲突的可能性变高，有时会使无线网络100整体的传输效率降低。这种情况下，如图23所示，终端装置102不使用信标期间302，而从信标期间303开始通信，从而不会降低整个无线网络100的传输效率，而能够发送在信标期间301所不能发送的数据帧333。

本实施方式中，数据量少时，能够降低耗电量，数据量多时，能够提高传输速度，能够与要发送的数据量相对应地分别获得降低耗电量和提高传输速度的效果。

另外，本实施方式的控制装置101的除天线201以外的结构、以及终端装置102～104的除天线221以外的结构也可以分别通过作为集成电路的大规模集成电路(LSI：Large scale Integration)来实现。这些结构既可以形成一个芯片，也可以包含部分或者全部地形成芯片。其中所说的LSI，根据集成度的不同，虽然有时也称为集成电路(IC：Integrated Circuit)、系统LSI、超大LSI、以及甚大LSI，但是包含任意一种。此外，形成集成电路的手法，不限于LSI，也可以通过专用电路或者通用处理器形成集成电路。此外，也可以采用在LSI制造之后可编程的现场可编程门阵列(FPGA：FieldProgrammable Gate Array)、或者LSI内部的电路单元的连接及其设定是可再构建的可重构处理器。或者，这些功能块的运算也可以采用例如数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)或者CPU(Central Processing Unit)等来进行运算。而且，这些处理步骤也可以通过作为程序记录到记录介质上来执行而处理。

而且，如果因半导体技术的进步或者派生出来的其他技术而出现了取代LSI的集成电路化的技术，当然也可以采用该技术，将功能块集成化。生物技术的应用等也是有可能的。

此外，本发明还公开了实现上述那样的控制装置和终端装置的功能的方法和程序。进而，还公开了包括上述那样的控制装置和终端装置的无线网络系统。

工业实用性

本发明的通信系统以及该通信系统中所使用的通信装置和通信方法在发送和接收的数据的传输延迟以及节电性能方面优良，并且进行有效的通信等，本发明在上述方面是有用的。

附图标记说明

100、400无线网络；101、401控制装置；102、103、104、402、403、404终端装置；201天线；202无线接收部；203接收数据解析部；204定时控制部；205信标生成部；206信道设定部；207无线发送部；208发送数据生成部；209界面；210数据量判断部；221天线；222无线接收部；223接收数据解析部；224控制部；225信道设定部；226无线发送部；227发送数据生成部；228界面；229数据量判断部；500无线帧；501PHY头部；502MAC头部；503有效载荷；504错误检测代码；511帧控制代码；512发送目的地址；513发送方地址；520信标帧有效载荷；521超帧周期；522信标期间；523信标期间数量；524信道使用顺序；525连续发送终端识别符

Claims (9)

1.一种终端装置，其特征在于，在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，该终端装置使用上述多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信，

该终端装置包括：

天线，进行无线信号的发送和接收；

接收部，经由上述天线从上述控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，所述控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

发送部，将发送数据经由上述天线发送给上述控制装置；

数据量判断部，判断在使用上述规定的频率信道的期间内能否发送完成上述发送数据；

控制部，在使用上述规定的频率信道的期间内，控制上述接收部，以接收上述信标以及上述接收数据，并且控制上述发送部以发送上述发送数据，

当在上述数据量判断部中判断为不能发送完成时，上述控制部根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制上述发送部，以继续发送上述发送数据。

2.如权利要求1所述的终端装置，其特征在于，当在上述信标中所包含的上述控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中，该终端装置的识别符表示：在使用上述规定的频率信道的期间内、没有从上述控制装置向该终端装置发送完成所述接收数据，则上述控制部根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制上述接收部，以继续接收上述接收数据。

3.如权利要求1或2所述的终端装置，其特征在于，上述控制部不进行向上述下一个所使用的频率信道的切换时，根据上述控制信息，判断再次使用上述规定的频率信道的上述切换定时，并将该终端装置控制成以节电模式待机，直到该切换定时为止。

4.一种控制装置，其特征在于，在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换上述多个频率信道，并与分别被分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，

该控制装置包括：

天线，进行无线信号的发送和接收；

接收部，经由上述天线从上述终端装置对接收数据进行接收；

信标生成部，生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

发送部，经由上述天线向上述终端装置发送上述信标以及发送数据；

数据量判断部，判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向上述各个终端装置发送完成上述发送数据；

控制部，以规定的顺序定期地切换上述频率信道，并且控制上述信标生成部，以生成上述信标，并控制上述发送部，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送上述信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的上述终端装置发送上述发送数据，

在上述数据量判断部中判断为不能发送完成时，上述控制部将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在上述信标中，并控制上述信标生成部以生成上述信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，上述控制部还控制上述发送部，以继续发送上述发送数据。

5.一种通信系统，其特征在于，以规定的顺序定期地切换多个频率信道，并且在控制装置与至少一个终端装置之间进行通信，

上述终端装置包括:

第一天线，进行无线信号的发送和接收；

第一接收部，经由上述第一天线从上述控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，所述控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

第一发送部，将发送数据经由上述第一天线发送给上述控制装置；

第一数据量判断部，判断在使用上述规定的频率信道的期间内能否发送完成上述发送数据；

第一控制部，在使用上述规定的频率信道的期间内，控制上述第一接收部，以接收上述信标以及上述接收数据，并且控制上述第一发送部以发送上述发送数据，

当在上述第一数据量判断部中判断为不能发送完成时，上述第一控制部根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制上述第一发送部，以继续发送上述发送数据，

当在上述信标中所包含的上述控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用上述规定的频率信道的期间内、没有从上述控制装置向该终端装置发送完成所述接收数据，则上述第一控制部根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制上述第一接收部，以继续接收上述接收数据，

上述控制装置包括：

第二天线，进行无线信号的发送和接收；

第二接收部，经由上述第二天线从上述终端装置对接收数据进行接收；

信标生成部，生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

第二发送部，经由上述第二天线向上述终端装置发送上述信标以及发送数据；

第二数据量判断部，判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向上述各个终端装置发送完成上述发送数据；

第二控制部，以规定的顺序定期地切换上述频率信道，并且控制上述信标生成部，以生成上述信标，并控制上述第二发送部，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送上述信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的上述终端装置发送上述发送数据，

当在上述第二数据量判断部中判断为不能发送完成时，上述第二控制部将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在上述信标中，并控制上述信标生成部，以生成上述信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，进一步控制上述第二发送部，以继续发送上述发送数据。

6.一种集成电路，其特征在于，集成有在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，使用上述多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信的终端装置的通信功能，

该集成电路集成有下述部分：

接收部，经由天线从上述控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，所述控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

发送部，将发送数据经由上述天线发送给上述控制装置；

数据量判断部，判断在使用上述规定的频率信道的期间内能否发送完成上述发送数据；

控制部，在使用上述规定的频率信道的期间内，控制上述接收部，以接收上述信标以及上述接收数据，并且控制上述发送部以发送上述发送数据，

当在上述数据量判断部中判断为不能发送完成时，上述控制部根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并且进一步控制上述发送部，以继续发送上述发送数据，

当在上述信标中所包含的上述控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用上述规定的频率信道的期间内、没有从上述控制装置向该终端装置发送完成所述接收数据，则上述控制部根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并进一步控制上述接收部，以继续接收上述接收数据。

7.一种集成电路，其特征在于，集成有下述通信功能：在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换上述多个频率信道，并与分别被分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，

该集成电路集成有下述部分：

接收部，经由天线从上述终端装置对接收数据进行接收；

信标生成部，生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

发送部，经由上述天线向上述终端装置发送上述信标以及发送数据；

数据量判断部，判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向上述各个终端装置发送完成上述发送数据；

控制部，以规定的顺序定期地切换上述频率信道，并且控制上述信标生成部，以生成上述信标，并控制上述发送部，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送上述信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的上述终端装置发送上述发送数据，

在上述数据量判断部中判断为不能发送完成时，上述控制部将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在上述信标中，并控制上述信标生成部，以生成上述信标，并且进一步控制上述发送部，从而在切换为下一个所使用的频率信道之后，继续发送上述发送数据。

8.一种通信方法，其特征在于，是在以规定的顺序定期地切换多个频率信道进行通信的通信系统中，使用上述多个频率信道中的规定的频率信道与控制装置进行通信的终端装置所执行的通信方法，

该通信方法包括：

接收步骤，经由天线从上述控制装置接收包含控制信息的信标和接收数据，所述控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

发送步骤，将发送数据经由上述天线发送给上述控制装置；

数据量判断步骤，判断在使用上述规定的频率信道的期间内能否发送完成上述发送数据；

控制步骤，在使用上述规定的频率信道的期间内，执行上述接收步骤，以接收上述信标以及上述接收数据，并且执行上述发送步骤，以发送上述发送数据，

上述控制步骤包括下述步骤：

当在上述数据量判断步骤中判断为不能发送完成时，根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并执行上述发送步骤，以继续发送上述发送数据；

当在上述信标中所包含的上述控制信息中还包含该终端装置的识别符时，其中该终端装置的识别符表示：在使用上述规定的频率信道的期间内、没有从上述控制装置向该终端装置发送完成所述接收数据，则根据上述控制信息来判断在上述规定的频率信道的下一个所使用的频率信道，并且在使用上述规定的频率信道的期间过去之后，切换为该下一个所使用的频率信道，并执行上述接收步骤，以继续接收上述接收数据。

9.一种通信方法，其特征在于，在使用多个频率信道进行通信的通信系统中，以规定的顺序定期地切换上述多个频率信道，并与分别分配了规定的频率信道的至少一个终端装置进行通信，

该通信方法包括：

接收步骤，经由天线从上述终端装置对接收数据进行接收；

信标生成步骤，生成包含控制信息的信标，该控制信息至少表示上述频率信道的切换顺序和切换定时；

发送步骤，经由上述天线向上述终端装置发送上述信标以及发送数据；

数据量判断步骤，判断在使用分配给该终端装置的频率信道的期间内、能否向上述各个终端装置发送完成上述发送数据；

控制步骤，以规定的顺序定期地切换上述频率信道，该控制步骤执行上述信标生成步骤，以生成上述信标，该控制步骤还执行上述发送步骤，从而在使用该所切换的频率信道的期间内，发送上述信标，并且向已经分配了该所切换的频率信道的上述终端装置发送上述发送数据，

上述控制步骤包括下述步骤：当在上述数据量判断步骤中被判断为不能发送完成时，将表示不能发送完成的该终端装置的识别符进一步包含在上述信标中，并执行上述信标生成步骤，以生成上述信标，在切换为下一个所使用的频率信道之后，执行上述发送步骤，以继续发送上述发送数据。

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