JP2006325055A

JP2006325055A - 送信機、受信機、送受信機、および送受信機の送受信方法

Info

Publication number: JP2006325055A
Application number: JP2005147620A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Ishikawa; 裕哉石川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】通信可能な同一エリア内に複数の機器が存在するような場合に、その複数の機器の存在などに応じて通信の高速応答性と低消費化の両立できる送受信機などの提供。
【解決手段】送信機１は、所定形式のフレームからなる送信データを生成して無線で送信し、かつ、その送信データの生成の際に、そのフレームのヘッダであるビット同期信号の転送量を必要に応じて可変させる。受信機２は、送信機１からの送信データを間欠受信し、その受信した送信データに基づいてビット同期信号の転送量が必要に応じて可変された場合には、その可変に応じて次の送信データの間欠受信の周期を可変させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信における高速応答性と低消費化を実現できるようにした送信機、受信機、送受信機、および送受信機の送受信方法に関するものである。

従来、送信機との間で間欠受信動作を行う受信機において、受信待機時間を計測する待機時間計測タイマを備え、そのタイマの計測する受信待機時間が短いうちは、送信機から信号を受ける可能性が高いので、その期間には間欠周期を短くして応答性を優先し、逆に、そのタイマの計測する受信待機時間が長くなるにつれて、送信機から信号を受ける可能性が減るので、そのような長時間放置の場合には間欠周期を長くして省電力化を優先するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような受信機では、消費電流を抑制するとともに送受信機間における応答性の低下をできるだけ小さくするように、受信待機状態に応じて間欠周期を自動的に調整し、受信待機状態の最適化を図ることができる。
一方、送信側との間で間欠受信動作を行う通信機器において、送信側の機器に、両機器間の通信路を利用するためのスタンバイ要求信号を送出する手段を設けを、送信側の機器からスタンバイ要求信号を送信することにより、間欠受信動作を行う通信機器を、予め常時受信動作状態にするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような通信機によれば、間欠受信動作による電力の節減を実現するとともに、反応レスポンスの時間的な遅延も生じなくすることができる。
しかしながら、特許文献１、２に記載の発明では、例えば、通信可能な同一エリア内で１台の送信機と複数台の受信機が存在するような場合において、その送信機が複数台の受信機と通信が必要な場合には、通信の高速応答性と低消費化の両立の実現を図ることがきわめて難しい。
特開平１０−３３６７６０号公報特開２０００−５９２４６号公報

そこで、本発明の目的は、通信可能な同一エリア内に複数の機器が存在するような場合に、その複数の機器の存在などに応じて通信の高速応答性と低消費化の両立が図ることができるようにした送信機、受信機、送受信機、および送受信機の送受信方法を提供することにある。

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
すなわち、第１の発明は、所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとして所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、かつ、前記ビット同期信号の転送量を必要に応じて可変するようにした。

第２の発明は、所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとしてビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、前記所定データは次回のビット同期信号の転送量を示すための転送量データを含み、かつ、前記送信データ生成手段は、前記所定のデータを次回に生成する場合には、前記転送量データに従う転送量からなるビット同期信号を生成するようにした。

第３の発明は、第２の発明において、前記送信データ生成手段は、通信可能な同一のエリア内に存在する受信機の台数の大小に応じて、前記転送量データの値を可変するようにした。
第４の発明は、送信機からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、前記送信機からの所定の送信データは、所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとからなり、かつ、前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されるものであり、前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データに基づいて前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、検出された場合にはその可変に応じて前記受信周期を可変するようになっている。

第５の発明は、送信機からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、前記送信機からの所定の送信データは、前記所定の送信データとしてビット同期信号とこれに連続する所定データとからなり、前記所定データは次回のビット同期信号の転送量を示すための転送量データを含み、前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データ中から前記転送量データを検出し、この検出した転送量データの値に応じて前記受信周期を可変するようになっている。

第６の発明は、送信機と受信機とを備えた送受信機であって、前記送信機は、所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとして所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、かつ、前記ビット同期信号の転送量を必要に応じて可変するように構成し、前記受信機は、前記送信手段からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データに基づいて前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、検出された場合にはその可変に応じて前記受信周期を可変するように構成した。

第７の発明は、送信機と受信機とを備えた送受信機であって、前記送信機は、所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとしてビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、前記所定データは次回のビット同期信号の転送量を示すための転送量データを含み、かつ、前記送信データ生成手段は、前記所定のデータを次回に生成する場合には、前記転送量データに従う転送量からなるビット同期信号を生成するように構成し、前記受信機は、前記送信手段からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データ中から前記転送量データを検出し、この検出した転送量データの値に応じて前記受信周期を可変するように構成した。

第８の発明は、第７の発明において、前記送信データ生成手段は、通信可能な同一のエリア内に存在する受信機の台数の大小に応じて、前記転送量データの値を可変するようにした。
第９の発明は、送信機と受信機とを備えた送受信機の送受信方法であって、前記送信機は、所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとからなる送信データを生成して無線で送信し、かつ、前記送信データの生成の際に前記ビット同期信号の転送量を必要に応じて可変させるようにし、前記受信機は、前記送信機からの送信データを受信したときには、その受信した送信データに基づいて前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、検出された場合にはその可変に応じて前記送信データの受信周期を可変させるようにした。

以上のような構成からなる本発明によれば、例えば、通信可能な同一エリア内に複数の機器が存在するような場合に、その複数の機器の存在などに応じて通信の高速応答性と低消費化の両立を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の送受信機の実施形態の構成を示すブロック図である。この実施形態に係る送受信機は、送信機１と受信機２とからなり、概略、以下のような送受信の機能を有するものである。
すなわち、送信機１は、図２に示すようなフレームからなる送信データを生成して無線で送信し、かつ、その送信データの生成の際に、そのフレームのヘッダであるビット同期信号３の転送量を必要に応じて可変させるようにした。

また、受信機２は、送信機１からの送信データを間欠受信し、その受信した送信データに基づいてビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、それが検出された場合にはその可変に応じて次の送信データの間欠受信の周期を可変させるようにした。
次に、この送受信機の各部の構成について、図１を参照して具体的に説明する。

送信機１は、図１に示すように、入力部１１と、ＣＰＵ１２と、メモリ１３と、送信回路１４と、送信アンテナ１５と、を備えている。
入力部１１は、送信の要求の指示などを行うためのものであり、例えば送信要求ボタンなどを備えている。
ＣＰＵ１２は、入力部１１からの送信要求の指示があると、その指示に応じて後述のような手順により所定形式のフレームからなる送信データ（送信情報）を生成し、その生成した送信データを送信回路１４に出力するようになっている。

メモリ１３は、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）とＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）とからなる。ＲＡＭは、後述のようにデータ処理をする際の作業用のメモリとして使用される。ＲＯＭには、ＣＰＵ１２が後述のような処理を行う場合の手順が予め格納されている。
送信回路１４は、ＣＰＵ１２で生成された送信データを受信機２側に無線で送信するためのものであり、送信アンテナ１５と接続されている。

受信機２は、図１に示すように、受信アンテナ２５と、受信回路２１と、ＣＰＵ２２と、メモリ２３と、出力部２４と、を備えている。
受信回路２１は、送信機１の送信回路１４から送信される送信データを受信するためのものであり、受信アンテナ２５と接続されている。また、受信回路２１は、ＣＰＵ２２からの制御により、間欠的な受信を行う間欠受信動作を基本とし、必要に応じて常に受信を行う常時受信動作ができるようになっている。

ＣＰＵ２２は、受信回路２１が間欠受信動作などの動作する際の制御を行うようになっている。また、ＣＰＵ２２は、受信回路２１が受信した送信データの内容を後述のように処理し、その処理結果に応じて受信回路２１が間欠受信動作する際の周期を変更する制御を行うようになっている。さらに、ＣＰＵ２２は、受信回路２１が受信した送信データに基づいて得られるデータなどを出力部２４に出力するようになっている。

出力部２４は表示器などからなり、その表示器にはＣＰＵ２２からのデータを表示されるようになっている。
次に、図１に示す送信機１のＣＰＵ１２で生成される送信データの構成（形式）について、図２を参照して説明する。
その送信データは、図２に示すようなデータ・ブロック（フレーム）からなり、フレームの先頭に置かれるビット同期信号３と、このビット同期信号３以外の所定データ（伝達情報）４とからなる。

所定データ４は、図２に示すように、フレーム同期信号４１と、ＩＤ情報４２と、転送量情報（転送量データ）４３と、制御、管理データ等の各種情報４４とから構成されている。
ビット同期信号３は、フレームの先頭に置かれる固定のパターン（例えば「１」と「０」の繰り返し）である。

フレーム同期信号４１は、ビット同期信号３の終りを示し、次から意味のあるデータが始まることを示すものである。
ＩＤ情報４２は、フレームを送る側のＩＤとそのフレームを送る相手のＩＤとを示すデータである。
転送量情報４３は、次回に送信すべきフレーム（送信データ）を作成する際に、その先頭に置かれるビット同期信号３の転送量を示すためのデータであり、具体的にはビット同期信号３の転送量を示すバイト数である。従って、ビット同期信号３は後述のように必要に応じて可変されるようになっている。

制御、管理データ等の各種情報４４は、通信の制御や管理に使用されるデータである。また、この各種情報４４には本来のデータが含まれる。
次に、このような構成からなる送信機１の送信動作と、その受信機２の受信動作の概要について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、いま、受信機２が常時受信状態にあるとし、送信機１から送信データが送信されてくると、その送信データを受信機２が受信してその電文解釈を行う。その解釈に応じて、以後、受信機２は周期Ｔ１ごとに間欠受信を行う動作に移行する。

その後、受信機２は周期Ｔ１で間欠受信を行い、送信機１から次の送信データが送信されてくると、その送信データを受信機２が受信してその電文解釈を行う。その解釈に応じて、以後、受信機２は周期Ｔ２ごとに間欠受信を行う動作に移行する。
このように、この実施形態では、送信機１から送信されてくる送信データを受信した受信機２は、その送信データ中に含まれる転送量情報４３の値に応じて、その間欠受信の周期を変更するようにした。

次に、送信データのビット同期信号（図２参照）と受信機の間欠受信との関係について、図４を参照して説明する。
図４（ａ）は、送信機からの送信データのビット同期信号３を、受信機が間欠受信によって受信して通信に成功した場合である。一方、図４（ｂ）は、その通信が失敗した場合である。

このように通信に成功するには、ビット同期信号の送信時間ｔ３と、受信回路２１の間欠受信の周期ｔ１と、受信回路２１の受信動作時間ｔ２との関係は、ｔ３≧（ｔ１＋ｔ２）の関係を満たす必要がある（図４（ａ）参照）。一方、通信に失敗するのは、ｔ３＜（ｔ１＋ｔ２）の場合である（図４（ｂ）参照）。
次に、送信機１の送信動作と、その受信機２の受信動作の詳細について、図１、図５、および図６を参照して説明する。

まず、図１に示す送信機１の送信動作の詳細について、図５のフローチャートを参照して説明する。
入力部１１の操作に基づいて送信機１の送信要求がなされると（ステップＳ１）、ＣＰＵ１２は、通信可能な同一エリア内に登録されている受信機などの登録台数を確認する（ステップＳ２）。ここで、その登録台数の確認は、例えば、あらかじめメモリ１３に格納されているデータを使用し、このデータは最新のものに更新されている。

次に、ＣＰＵ１２は、その取得した登録台数が所定値以上か否かを判定する（ステップＳ３）。
その判定の結果、その登録台数が所定値以上の場合には、次回に生成する際の送信データ中のビット同期信号３のバイト数を所定値よりも短く（小さく）設定する（ステップＳ４）。一方、その登録台数が所定値以下の場合には、次回に生成する際の送信データ中のビット同期信号３のバイト数を所定値よりも長く（大きく）設定する（ステップＳ５）。

ここで、その登録台数が所定値の場合には、次回に生成する際の送信データ中のビット同期信号のバイト数は所定値に設定される。
次のステップＳ６では、ＣＰＵ１２は図２に示す形式のフレームからなる今回の送信データを生成するが、その生成の際にはビット同期信号３のバイト数は所定値となり、転送量情報４３はステップＳ４、Ｓ５で設定された設定値となる。

そして、その生成された送信データはＣＰＵ１２から送信回路１４に出力され、送信回路１４は無線により送信を開始し、その送信が終了すると（ステップＳ７）、送信回路１４の送信動作は終了する。
その後、ＣＰＵ１２は上記と同様の手順で次回の送信データを生成するが、その際には、送信データ中のビット同期信号３のバイト数は（図２参照）、上記のステップＳ４、Ｓ５で上記のように設定されたビット同期信号３のバイト数となる。

次に、図１に示す受信機２の受信動作の詳細について、図６のフローチャートを参照して説明する。
受信機２は、間欠受信動作を行う（ステップＳ１１）。このときには、受信回路２１が送信機１からの送信データ（図２参照）の受信を間欠的に行う。
その結果、受信回路２１がその送信データを受信すると、その受信した送信データがＣＰＵ２２に出力される。ＣＰＵ２２は、その送信データに基づいてビット同期信号３とフレーム同期信号４１の検出をそれぞれ行うとともに（ステップＳ１２、Ｓ１３）、ＩＤ情報４２の一致を有無を判定する（ステップＳ１４）。

この結果、ビット同期信号３とフレーム同期信号４１がいずれも検出され、ＩＤ情報４２が一致したことが判定された場合には、ＩＤ情報４２に続く転送量情報４３と各種情報４４をそれぞれ取得する（ステップＳ１５）。
そして、その取得した各種情報４４の処理をする（ステップＳ１６）。次に、その取得した転送量情報４３の値、すなわち、取得した次回のビット同期信号のバイト数を前回のビット同期信号のバイト数と比較する（ステップＳ１７）。

その比較の結果、それに差異がない場合には、受信回路２１による次の間欠受信の動作に戻る。この場合には、次の間欠受信動作は、前回と同じ周期で行う。
一方、その比較の結果、それに差異がある場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、その差異に応じて受信回路２１が間欠受信する際の周期値を変更し（ステップＳ１９）、受信回路２１による次の間欠受信動作に戻る。この場合には、次の間欠受信動作は、その変更された周期で行う。

以上説明したように、この実施形態では、送信機側では、送信データの生成の際にビット同期信号の転送量を必要に応じて可変させるようにした。一方、受信機側ではその受信した送信データに基づいてビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、それが検出された場合にはその可変に応じて次の送信データの間欠受信の周期を可変させるようにした。

このため、この実施形態によれば、例えば、通信可能な同一エリア内で１台の送信機と複数台の受信機が存在するような場合において、その送信機が複数台の受信機と通信が必要な場合には、通信の高速応答性と低消費化の両立の実現を図ることができる。
また、この実施形態によれば、各種の処理はＣＰＵで実現できるので、既存の無線システムに適用する場合に、ハードウエアを変更する必要がないので、その適用がきわめて容易である。

さらに、この実施形態では、送信機側において、図２に示すようなフレームからなる送信データの生成の際に、ビット同期信号３の転送量を必要に応じて可変させるようにした。従って、送信データの全体に占めるビット同期信号３のデータが大きな場合には（図２参照）、そのビット同期信号の転送量を可変することにより、送信データ全体の転送量を大幅に可変できるので、より効果である。

なお、この実施形態の説明では、図２に示すようなフレームからなる送信データの生成の際に、ビット同期信号３の転送量を可変させる条件として、通信可能な同一エリア内に存在する機器の登録台数の大小とした。しかし、その条件は、各種の条件により必要に応じて可変させるようにすれば良い。
また、この実施形態では、図１に示すように、送信機１と受信機２とからなり、これらが一方向で通信を行う場合について説明した。しかし、これに代えて、送信機１と受信機２とを１つにまとめてトランシーバとし、このトランシーバ同士で双方向通信を行うようにしても良い。

本発明の送受信機の実施形態の構成を示すブロック図である。送信機で生成される送信データのフレームの構成例を示す図である。送信機と受信機の各動作の概略を時間軸上で説明する図である。送信機と受信機の通信の成功例を失敗例を説明する図である。送信機の送信動作の処理手順を説明するフローチャートである。受信機の受信動作の処理手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１・・・送信機、２・・・受信機、３・・・ビット同期信号、４・・・所定データ、１１・・・入力部、１２、２２・・・ＣＰＵ、１３、２３・・・メモリ、２１・・・受信回路、２４・・・出力部

Claims

所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、
前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、
前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとして所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、かつ、前記ビット同期信号の転送量を必要に応じて可変するようにしたことを特徴とする送信機。
所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、
前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、
前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとしてビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、前記所定データは次回のビット同期信号の転送量を示すための転送量データを含み、
かつ、前記送信データ生成手段は、前記所定のデータを次回に生成する場合には、前記転送量データに従う転送量からなるビット同期信号を生成するようにしたことを特徴とする送信機。
前記送信データ生成手段は、通信可能な同一のエリア内に存在する受信機の台数の大小に応じて、前記転送量データの値を可変するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の送信機。
送信機からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、
前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、
前記送信機からの所定の送信データは、所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとからなり、かつ、前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されるものであり、
前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データに基づいて前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、検出された場合にはその可変に応じて前記受信周期を可変するようになっていることを特徴とする受信機。
送信機からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、
前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、
前記送信機からの所定の送信データは、前記所定の送信データとしてビット同期信号とこれに連続する所定データとからなり、前記所定データは次回のビット同期信号の転送量を示すための転送量データを含み、
前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データ中から前記転送量データを検出し、この検出した転送量データの値に応じて前記受信周期を可変するようになっていることを特徴とする受信機。
送信機と受信機とを備えた送受信機であって、
前記送信機は、
所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、
前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、
前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとして所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、かつ、前記ビット同期信号の転送量を必要に応じて可変するように構成し、
前記受信機は、
前記送信手段からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、
前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、
前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データに基づいて前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、検出された場合にはその可変に応じて前記受信周期を可変するように構成したことを特徴とする送受信機。
送信機と受信機とを備えた送受信機であって、
前記送信機は、
所定の送信データを生成する送信データ生成手段と、
前記送信データ生成手段が作成する所定の送信データを無線で送信する送信手段と、を備え、
前記送信データ生成手段は、前記所定の送信データとしてビット同期信号とこれに連続する所定データとを生成し、前記所定データは次回のビット同期信号の転送量を示すための転送量データを含み、
かつ、前記送信データ生成手段は、前記所定のデータを次回に生成する場合には、前記転送量データに従う転送量からなるビット同期信号を生成するように構成し、
前記受信機は、
前記送信手段からの所定の送信データを間欠的に受信できる受信手段と、
前記受信手段が前記所定の送信データを間欠的に受信する周期を可変する受信周期可変手段と、を備え、
前記受信周期可変手段は、受信手段が受信した所定の送信データ中から前記転送量データを検出し、この検出した転送量データの値に応じて前記受信周期を可変するように構成したことを特徴とする送受信機。
前記送信データ生成手段は、通信可能な同一のエリア内に存在する受信機の台数の大小に応じて、前記転送量データの値を可変するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の送受信機。
送信機と受信機とを備えた送受信機の送受信方法であって、
前記送信機は、所定のビット同期信号とこれに連続する所定データとからなる送信データを生成して無線で送信し、かつ、前記送信データの生成の際に前記ビット同期信号の転送量を必要に応じて可変させるようにし、
前記受信機は、前記送信機からの送信データを受信したときには、その受信した送信データに基づいて前記ビット同期信号の転送量が必要に応じて可変されたか否かを検出し、検出された場合にはその可変に応じて前記送信データの受信周期を可変させるようにしたことを特徴とする送受信機の送受信方法。