JP2001257739A - 赤外線発光電力制御方法及びその装置 - Google Patents

赤外線発光電力制御方法及びその装置

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JP2001257739A
JP2001257739A JP2000065444A JP2000065444A JP2001257739A JP 2001257739 A JP2001257739 A JP 2001257739A JP 2000065444 A JP2000065444 A JP 2000065444A JP 2000065444 A JP2000065444 A JP 2000065444A JP 2001257739 A JP2001257739 A JP 2001257739A
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JP
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communication
emission power
infrared
power control
light emission
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JP2000065444A
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Toshihiko Wakahara
俊彦 若原
Mizue Watabe
瑞枝 渡部
Mitsushi Matsumoto
充司 松本
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Waseda University
Original Assignee
Waseda University
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力化が可能な赤外線発光電力制御方
法及びその装置を提供すること。 【解決手段】 通信開始前の局発見手順において相手側
装置と発光電力の制御機能の有無を折衝し(S13)、
相手側装置が発光電力の制御機能を持つ場合、赤外線送
信器の発光電力を変化させて試験通信を行い(S1
4)、誤りなく通信可能な最も低い発光電力で以後の通
信を行う(S15)ことにより、至近距離に配置された
2つの装置間の赤外線通信において発光電力が過剰とな
る無駄をなくし、低消費電力化を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報端末間もしく
は周辺機器間もしくは情報端末と周辺機器との間で行わ
れる赤外線通信における発光電力の制御方法及びその装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、コンピュータ、特にノートパ
ソコン等の携帯情報端末間もしくは周辺機器、例えばカ
メラ、プリンタ等の入出力装置間もしくは携帯情報端末
と周辺機器との間で、ケーブルを用いることなくデータ
をやりとりする通信方式として、赤外線を用いて行う赤
外線通信方式がある。
【0003】このような赤外線通信を行う場合、 (1)通常、発光(出力)電力が固定されており、図1
に示すように、赤外線(送信)ビームの広がり範囲は光
軸に対して±15度以内で、通信距離(到達距離)も1
m以内と赤外線通信規格(IrDA)で規定されてい
る。 (2)IrDA(SIR1.0)では通常、送信電力が
40mW/sr〜500mW/srと規定されている
が、低消費電力で送信する機能についても、オプション
(SIR1.2)として20cm以内の通信距離が規定
されている。
【0004】しかし、実際に用いられている装置の大半
は上記通常規格のみを実装しており、オプション規格は
ほとんど実装されていない。
【0005】なお、図1において、1,2はコンピュー
タ等の赤外線通信機能を備えた装置(A,B)、3,4
は赤外線送受信モジュールである。
【0006】図2に赤外線通信のプロトコル構成図を示
す。同図はIrDAプロトコルの構成を示すもので、レ
イヤ1の物理層SIR、レイヤ2のデータリンク層Ir
LAP、多重化機能IrLMP及びトランスポート層T
inyTP及びIrCOMMから構成される。このよう
な構成で、コンピュータ等の2つの装置間でRS−23
2Cと同等の通信が可能となる。
【0007】図3にコンピュータ等における従来の赤外
線通信部分(以下、赤外線通信装置と呼ぶ。)のハード
ウェア構成を示す。同図において、11はレイヤ2以上
の上位レイヤプロトコル処理部、12は通信コントロー
ラ(UART)、13は送信変調器、14は発光ダイオ
ード及び出力ドライバを含む赤外線送信部、15は受信
復調器、16はフォトダイオードを含む赤外線受信部で
ある。
【0008】送信側では、通信コントローラ12から出
力されたシリアルデータを送信変調器13で変調し、赤
外線送信部14で赤外線パルスに変換して、規定の発光
出力電力の赤外線ビームを送出する。一方、受信側で
は、赤外線受信部16で受信した赤外線を電気信号に変
換した後、受信復調器15で復調し、通信コントローラ
12で受信してレイヤ2以上の処理を行う。
【0009】図4に従来の接続処理のフローを示す。同
図に示すように、赤外線通信を開始する(S1)に当た
って、500ms以上の間、メディア監視を行い、他の
装置からの信号を監視する(S2)。ここで、信号を検
出すれば、相手側装置との間で通信速度等の通信パラメ
ータを折衝し(S3)、リンクを確立し(S4)、お互
いに合意したパラメータ値で通信を行う(S5)。図5
に従来の接続手順の一例を示す。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は上
位レイヤの機能から順に処理して、レイヤ1の処理で赤
外線パルスに変換し、通常、所定の規定電力(40mW
/sr〜500mW/srの範囲)で送信していた。こ
のため、1mの通信距離を確保することができたが、実
際には赤外線ビームの指向性が狭く、蛍光灯等の外部の
光源の影響を受け易いので、2つの装置を近くに持ち寄
り、赤外線送受信部同士を互いに向き合わせ、即ち装置
の赤外線送受信部同士をできるだけ近付け(マニュアル
等にもそのように記述されている)、至近距離で通信す
る場合が多かった。この際、赤外線の受信電力は通信距
離の2乗に反比例するので、至近距離で通信する場合、
発光電力は過剰となっていた。
【0011】一方、小型化・軽量化が進み、商用電源が
利用できない戸外での使用頻度が増加した携帯情報端末
においては、バッテリーによる動作時間の長時間化が重
要課題であり、低消費電力化が急務となっていた。
【0012】本発明の目的は、通信距離に対応して赤外
線の発光電力を変化させる、特に至近距離で発光電力を
低下させることにより低消費電力化を可能とする方法及
びその装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、前記目的を
達成するため、通信開始前に相手側の通信装置と赤外線
の発光電力の制御機能の有無を折衝する機能を追加する
とともに、この機能を持つ場合に発光電力を変化させ、
低出力強度で赤外線を送出させる試験機能を備えたこと
を特徴とする。
【0014】本発明では、赤外線通信を行う場合に通信
速度等のパラメータを局発見手順により折衝するだけで
なく、発光電力の制御機能を持つかどうかを折衝し、こ
れにより制御を行う場合にレイヤ2の伝送制御手順によ
り発光電力値を変化させて信号を送信し、正常動作する
最低電力を探索する試験機能を有する。即ち、相手側装
置に順次発光電力を下げてフレームを送信し、誤動作を
生じたら1ステップ発光電力を高くして再度送信し、正
常動作を確認してその電力で赤外線通信を行う。
【0015】このように、本発明によれば、赤外線の発
光電力を順次下げていき、誤りなく通信可能(例えば、
10-9の誤り率を保証可能)な最も低い発光電力で実際
のファイル転送等の赤外線通信を行うことにより、低消
費電力化を可能とする。
【0016】
【発明の実施の形態】図6は本発明の実施の形態の一例
を示す赤外線通信装置のハードウェア構成図である。同
図において、21はレイヤ2以上の上位レイヤプロトコ
ル処理部、22は通信コントローラ(UART)、23
は送信変調器、24は発光ダイオード及び出力ドライバ
を含む赤外線送信部、25は受信復調器、26はフォト
ダイオードを含む赤外線受信部である。
【0017】従来の装置と異なるのは、赤外線送信部2
4は外部からの制御信号により発光電力を調節可能であ
ること、局発見手順で送受信するXIDフレーム中に発
光電力の制御機能の有無を表示することにより相手側装
置と折衝可能であること、上位レイヤプロトコル処理部
17は局発見手順で双方の装置が発光電力の制御機能を
持つ場合に試験用のフレーム(PCTL)を、実際に発
光電力を変化させて送信し、相手が正常に受信できる場
合はAck(PCFR)、受信できない場合はNack
(PFTT)の応答を返送させることにより、誤りなく
通信可能な最も低い発光電力を探索し、この値で以後の
通信を行わせる機能、相手側装置が発光電力の制御機能
を持たない場合に規定の発光電力で以後の通信を行わせ
る機能を有することである。
【0018】図7は本発明による接続処理のフローを、
図8は本発明による接続手順の一例を示すもので、以
下、本発明による赤外線通信の動作を説明する。
【0019】赤外線通信を開始する(S11)に当たっ
て、500ms以上の間、メディア監視を行う(S1
2)。ここで、他の装置からの信号(XIDフレーム)
を赤外線受信部26で受光し、信号を検出すれば局発見
手順に移り(S13)、受信したXIDフレームからの
情報を受信復調器25で復調し、通信コントローラ22
を介して上位レイヤプロトコル処理部21で受信し、自
装置で対応する受信機能を持っているかどうかをデータ
ベース(IrIAS)でチェックする。
【0020】対応する受信機能を持っている場合は、デ
バイスアドレス等の情報からXIDレスポンスを上位レ
イヤプロトコル処理部21で作成し、通信コントローラ
22を介して送信変調器23で変調し、赤外線送信部2
4で応答する。
【0021】ここで、相手装置と通信速度等の通信パラ
メータの折衝を行い、この後、合意したパラメータ値を
用いて両装置の間で最高速度により、コネクションを設
定してIrLAPプロトコルでデータ転送する。上記折
衝は両装置の間でXIDフレームを用いて9600bp
sで行っているが、赤外線の発光電力制御が可能かどう
かについてもパラメータを追加して折衝する。
【0022】この折衝で両装置とも発光電力制御が可能
な場合、IrLAPプロトコルによりデータリンクのコ
ネクション設定を正規応答モード(SNRM)で行う
が、送信変調器23で変調して赤外線送信部24の赤外
線パルスに変換する場合に、上位レイヤプロトコル処理
部21からの指示(制御信号)に基づき、発光電力値を
変更する(S14)。
【0023】電力値を変更しても誤りなく動作するかど
うかを実際に確認するため、両装置の間で試験用のフレ
ーム(PCTL)を用いる。即ち、図8に示すように、
規定の電力値からレベルを1ステップずつ低下させ、転
送が失敗したら逆にレベルを1ステップ上昇させ、ここ
で動作を確認してOKであれば、以後、この電力値で赤
外線パルス伝送を行う。ここで確認できない場合は、さ
らにレベルを1ステップ上昇させて試験用のフレーム
(PCTL)を送信し、動作確認できたらそのレベルで
電力値を固定し、以後、この電力値でデータを伝送する
(S15)。
【0024】このようにして、赤外線送信部と受信部と
の間で局発見手順の後、実際の赤外線発光電力で試験フ
レームを送信して受信可能か否かを確認してからデータ
転送を行うので、低消費電力でかつ信頼性に優れた赤外
線通信が可能となる。
【0025】なお、いずれか一方の通信装置が発光電力
の制御機能を持たない場合は、局発見手順の際に通信パ
ラメータとして合意しないので、以後の試験手順はとら
ず、通常の規定レベルの電力値のままコネクション設定
を行い(S17)、データ転送を行う(S18)。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通信を開始する前に、相手側装置と発光電力の制御機能
の有無を折衝し、通信距離に対応して発光電力を制御
し、制御後の発光電力で誤りなく通信できるか試験して
から通信するように構成したので、端末の低消費電力化
が可能となり、バッテリーを用いた場合の動作時間を長
くすることが可能となる。特に、商用電源が得られな
い、携帯情報端末を戸外で使用する場合には、長時間動
作が可能となって好ましい。
【0027】また、発光電力の制御機能を持たない既存
のIrDA規格に準拠した赤外線モジュールを有する端
末と通信する場合には、通信開始前の折衝の際に検出可
能であり、試験手順に移行せず、通常の規定レベルの電
力値で以後の手順を続行できるため、従来の規格のまま
の装置との通信も問題なく可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】赤外線通信の概要を示す説明図
【図2】赤外線通信のプロトコル構成図
【図3】従来の赤外線通信装置のハードウェア構成図
【図4】従来の接続処理のフローチャート
【図5】従来の接続手順の一例を示すシーケンス図
【図6】本発明の実施の形態の一例を示す赤外線通信装
置のハードウェア構成図
【図7】本発明による接続処理のフローチャート
【図8】本発明による接続手順の一例を示すシーケンス
【符号の説明】
21:上位レイヤプロトコル処理部、22:通信コント
ローラ(UART)、23:送信変調器、24:赤外線
送信部、25:受信復調器、26:赤外線受信部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H04B 7/26 102 Fターム(参考) 5K002 AA02 AA04 CA09 FA03 GA07 5K033 AA04 CB01 DA20 DB05 DB09 5K034 AA15 DD01 EE01 FF05 GG06 HH01 HH09 HH11 HH63 LL01 RR02 5K067 EE02 EE25 EE37 GG01 GG08 GG09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線送信器及び受信器を備えた情報端
    末間もしくは赤外線送信器及び受信器を備えた周辺機器
    間もしくはこれらの情報端末と周辺機器との間で赤外線
    を用いて通信を行う赤外線通信機能を有する機器類にお
    いて、 通信開始前の局発見手順において相手側装置と発光電力
    の制御機能の有無を折衝し、 相手側装置が発光電力の制御機能を持つ場合、赤外線送
    信器の発光電力を変化させて試験通信を行い、 誤りなく通信可能な最も低い発光電力で以後の通信を行
    うことを特徴とする赤外線発光電力制御方法。
  2. 【請求項2】 相手側装置が発光電力の制御機能を持た
    ない場合、赤外線送信器の発光電力を所定の規定値に固
    定して以後の通信を行うことを特徴とする請求項1記載
    の赤外線発光電力制御方法。
  3. 【請求項3】 赤外線送信器及び受信器を備えた情報端
    末間もしくは赤外線送信器及び受信器を備えた周辺機器
    間もしくはこれらの情報端末と周辺機器との間で赤外線
    を用いて通信を行う赤外線通信機能を有する機器類にお
    いて、 発光電力を調節可能な赤外線送信器と、 赤外線送信器の発光電力を変化させて試験通信を行い、
    誤りなく通信可能な最も低い電力値を探索する手段と、 通信開始前の局発見手順において相手側装置の発光電力
    の制御機能の有無を折衝する手段と、 相手側装置が発光電力の制御機能を持つ場合は前記探索
    手段を動作させ、以後の通信における赤外線送信器の発
    光電力を誤りなく通信可能な最も低い値に固定する手段
    とを備えたことを特徴とする赤外線発光電力制御装置。
  4. 【請求項4】 相手側装置が発光電力の制御機能を持た
    ない場合は前記探索手段を動作させることなく、以後の
    通信における赤外線送信器の発光電力を所定の規定値に
    固定する手段を備えたことを特徴とする請求項3記載の
    赤外線発光電力制御装置。
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