JP2007208586A - 無線通信システム及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射器を搭載した端末側及び反射波読取器を搭載したホストにおける無駄な送受信動作を抑制して、電力消費を軽減する。
【解決手段】端末は、送信データが存在せず、且つ、ホストからデータ・フレームを受信していない場合、しばらくの間送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始するまた、端末とホスト間で送受信停止時間情報を通達する制御フレームを定義し、次送受信タイミングを互いに相手に通知し合う。制御フレームを受信したとき、送受信停止時間情報に基づいて送受信動作を停止し、当該停止時間の経過後に送受信動作を再開する。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、反射波読取器側から送られてくる無変調搬送波に対して反射器が送信データを重畳させた変調反射波を返す無線通信システム及び無線通信装置に係り、特に、送信データが存在しない状態において、反射器及び反射波読取器における無駄な送受信動作を抑制して、電力消費を軽減する無線通信システム及び無線通信装置に関する。

局所でのみ適用可能な無線通信手段の一例として、ＲＦＩＤシステムが広く知られている。ＲＦＩＤは、本来は識別情報や読み書き可能な記憶領域を含んだデバイスとして開発されたものである。また、ＲＦＩＤシステムは通信方式が低消費電力で実現できることから、最近では、無線によるデータ通信を従来の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などからＲＦＩＤシステムに置き換えることが検討されている。

ＲＦＩＤシステムの通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。このうち電波通信方式のＲＦＩＤシステムは、受信した無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器と、反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器で構成され（例えば、特許文献１を参照のこと）、「バックスキャッタ方式」とも呼ばれる反射波伝送を行なう。

反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施してデータを重畳する。すなわち、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、低消費でデータ伝送動作を駆動することができる。アンテナの負荷インピーダンスを変化させるためのアンテナ・スイッチは一般的にガリウム砒素のＩＣで構成され、その消費電力は数１０μＷ以下である。したがって、反射波伝送では数１０μＷでデータ伝送が可能であり、これは一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると圧倒的な性能差である（例えば、特許文献２を参照のこと）。また、反射器を搭載した端末は受信したキャリアを反射する動作を行なうだけであるから、無線局とはみなされず、電波通信に課される法規制の対象外として扱われる。

反射波伝送は、反射器を搭載した端末から反射波読み取り器を搭載したホストへの一方向の送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において特に有効と考えられる。例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、携帯電話機といったバッテリ駆動のモバイル機器をデータ送信機とし、データの表示や再生、プリントアウト、保存、管理を行なうパーソナル・コンピュータなどのホスト機器をデータ受信機としたデータ通信システムについて考えてみる。この場合、モバイル機器側に反射器を搭載し、ホスト機器に接続された反射波読取器から無変調キャリアを送り出すことによって、モバイル機器のバッテリに負担を与えることなく、静止画や動画、音楽データなどの比較的大容量のデータを読み出す（アップロードする）ことができる。

また、反射波読取器を搭載したホストと反射器を搭載した端末間の反射波伝送に、フレーム長を可変とした時分割多重方式を採用した無線通信システムについて提案がなされている（例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００５−３１８４３６号明細書を参照のこと）。同システムでは、ホストと端末がそれぞれ、送信したいデータ長を示すデータ長情報とデータ長情報に応じた長さのデータ列が構成されるフレームを相手に送信する機能を備え、さらに、反射波伝送路上で誤りが発生してホストと端末間の送受信タイミングが崩れた場合であっても速やかに送受信タイミングを取り直す機能を備え、双方向データ通信を好適に実現することができる。

しかしながら、反射波伝送システムでは、反射器は、自らデータ伝送要求を行なうことはできず、反射波読取器から無変調キャリアが送られなければデータ伝送を開始することができないという問題がある。

このため、反射波読取器は、常に無変調キャリアを送出して徒に反射器からの受信を待機しなければならず、電力を浪費する。また、反射器は、反射波読取器に対し、自局の存在を認識させ、両者間の接続状態を確保するためには、送信データがない場合であっても、無変調キャリアに対して定期的に何らかの反射波信号を返す必要があり、電力を浪費する。

特に、反射波を搭載する端末がデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ、携帯電話機といったバッテリ駆動の機器であることを考慮すると、送信データが存在しない状態における通信動作に伴う消費電力は負担が大きい。

特開平０１−１８２７８２号公報 特開２００５−６４８２２号公報

本発明の目的は、反射波読取器側から送られてくる無変調搬送波に対して反射器が送信データを重畳させた変調反射波を返すことによりデータ伝送を好適に行なうことができる、反射波伝送方式の優れた無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、送信データが存在しない状態において、反射器及び反射波読取器における無駄な送受信動作を抑制して、電力消費を軽減することができる、優れた無線通信システム及び無線通信装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、無変調キャリアに対する反射波に送信データを重畳させる反射器を搭載した端末と、無変調キャリアを送出するとともに変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を搭載したホストで構成される無線通信システムであって、
端末とホスト間では、データ長を記載したヘッダ情報を含むフレームを交換する双方向通信を行ない、
ホストは、端末側の送信区間では無変調キャリアを送出するとともに端末からの変調反射波信号を受信し、ホスト側の送信区間ではデータ・フレームを載せた変調信号を送信し、
端末及びホストは、自分の送信区間で送信データが存在しないときにはデータ長として０を記載したヘッダ情報のみからなるヌル・フレームを送信し、受信区間で該制御フレームを受信したときには直ちに自分の送信動作への切り替えを行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。

本発明は、データを重畳させた反射波を反射波伝送する反射器と、反射器からの反射波からデータを読み取る反射波読取器で構成される、電波の反射技術を利用した無線通信システムに関する。この種の通信システムによれば、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、極めて低い消費電力でデータ伝送を行なうことができ、一般的な無線ＬＡＮに比べると圧倒的な性能差である。

しかしながら、反射波伝送システムでは、反射器は、自らデータ伝送要求を行なうことはできず、反射波読取器から無変調キャリアが送られなければデータ伝送を開始することができないという問題がある。このため、反射波読取器は、常に無変調キャリアを送出して徒に反射器からの受信を待機しなければならず、電力を浪費する。また、反射器は、反射波読取器に対し自局の存在を認識させ、両者間の接続状態を確保するためには、送信データがない場合であっても、無変調キャリアに対して定期的に何らかの反射波信号を返す必要があり、電力を浪費する。

これに対し、本発明に係る無線通信システムでは、端末及びホストは、自分の送信区間で送信データが存在しないときにはデータ長として０を記載したヘッダ情報のみからなる制御フレームを送信し、受信区間で該制御フレームを受信したときには直ちに自分の送信作への切り替えを行なうようにしている。

例えば、端末は、自分の送信区間において送信データが存在しない場合、所定の送信待ち時間だけ送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始する。これによって、端末は、無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

また、端末は、自分の送信区間において所定の送信待ち時間だけ待ち受けても送信すべきデータが発生しないときには、ヌル・フレームを送信するようにする。ホストは、端末から何らかの信号を受信するまでは無変調キャリアを送出して受信待機しているが、このヌル・フレームに応答して、無変調キャリアの送信動作を停止して、直ちに自分の送信動作への切り替えを行なうことができる。

また、本発明に係る無線通信システムでは、端末とホスト間では送受信停止時間情報を通達するための制御フレームを定義することができる。この制御フレームも、ヘッダ情報のみからなるデータ長が０のヌル・フレームであってもよい。

この場合、送受信停止時間情報を通達するための制御フレームを通じて次送受信タイミングを互いに相手に通知し合う仕組みを導入することができる。すなわち、端末又はホストは、自分の送信区間で送信データが存在しないときには該制御フレームを送信して該送受信停止時間だけ通信動作を停止し、該送受信停止時間が経過すると、受信に切り替えて通信動作を再開する。また、自分の受信区間で該制御フレームを受信したときには、送受信停止時間情報に基づいて通信動作を停止し、該送受信停止時間が経過すると、送信に切り替えて通信動作を再開する。

したがって、端末及びホストは、相手からこの制御フレームを受信したときに、自身にも送信データが存在しなければ、送受信停止時間情報に基づいてスリープ状態に移行し、当該停止時間が経過した後に送受信動作を再開するようにすることによって、送信データが存在しない期間における無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

本発明によれば、送信データが存在しない状態において、反射器及び反射波読取器における無駄な送受信動作を抑制して、電力消費を軽減することができる、優れた無線通信システム及び無線通信装置を提供することができる。

本発明に係る反射波伝送方式の無線通信システムによれば、反射器を搭載した端末側で送信データが存在せず、且つ、反射波読取器を搭載したホストからデータ・フレームを受信していない場合、端末は、しばらくの間送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始するようにする。これによって、送信データが存在しない場合には、端末側で無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

また、本発明に係る反射波伝送方式の無線通信システムによれば、反射器を搭載した端末と反射波読取器を搭載したホスト間では送受信停止時間情報を通達するための制御フレームが定義され、次送受信タイミングを互いに相手に通知し合う仕組みを導入することができる。したがって、この制御フレームを受信した通信局側では、例えば自局にも送信データが存在しないときには、送受信停止時間情報に基づいてスリープ状態に移行し、当該停止時間が経過した後に送受信動作を再開するようにすることによって、端末及びホストの双方で無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

本発明は、データを重畳させた反射波を反射波伝送する反射器と、反射器からの反射波からデータを読み取る反射波読取器で構成される、電波の反射技術を利用した無線通信システムに関する。反射器側からデータ伝送するときには、反射波読取器が無変調搬送波を送信し、反射器は、例えばアンテナの終端のオン／オフなどの負荷インピーダンス操作を用い、無変調搬送波に対し伝送データに応じた変調処理を施すことで、データを送出する。そして、反射波読取器側では、この反射波を受信し復調・復号処理して伝送データを取得することができる。ここで、まず無線通信システムの基本構成について説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を模式的に示している。

図１Ａには、反射波読取器を搭載したホスト１の構成を示している。ホスト１は、無変調又は変調キャリアの送信との端末２からの変調反射波信号の受信などの反射波伝送動作を行なうＲＦ機能部１１と、ＲＦ機能部１１における通信動作を制御する通信制御機能部１２と、端末２との間で交換されるデータの処理を行なうホスト機能部１３で構成される。ホスト機能部１３は、例えば、端末２としてのデジタルカメラから取得される画像データを保存、編集、管理、映像出力又はプリントアウトなどを行なうパーソナル・コンピュータである。

通信制御機能部１２は、送信データの変調処理を行なう変調機能部１２２と、端末２からの受信データの復調処理を行なう復調機能部１２３と、所定の反射波伝送プロトコルに従ってデータの送受信タイミングを制御するプロトコル制御部１２１を備えている。

また、図１Ｂには、反射器を搭載した端末２の構成を示している。端末２は、変調キャリアに載せて送られてくる送信信号の受信動作並びに無変調キャリアに対する反射波に送信データを載せた反射波伝送動作を行なうＲＦ機能部２１と、ＲＦ機能部２１における通信動作を制御する通信制御機能部２２と、ホスト１との間で交換されるデータの処理を行なう端末機能部２３で構成される。端末機能部２３は、ホスト１への伝送データを生成する、例えばデジタルカメラなどである。

通信制御機能部２２は、送信データの変調処理を行なう変調機能部２２２と、ホスト１からの受信データの復調処理を行なう復調機能部２２３と、所定の反射波伝送プロトコルに従ってデータの送受信タイミングを制御するプロトコル制御部２２１を備えている。

ホスト機能部１３から供給される送信データは、制御インターフェース１５を介してホスト通信機能部２２内の変調機能部１２１において変調処理が施される。変調信号１６は、ＲＦ機能部１１のキャリア発生源１１１によって生成されたキャリア３１に載せて端末２に送信される。

また、端末２のＲＦ機能部２１は、キャリア（無変調キャリア又はＡＳＫ変調キャリア）３１を受信して復調信号２７を得る。この復調信号２７は、通信制御機能部２２内の復調処理部２２３によってデータ復調され、制御インターフェース２５を介して端末機能部２３に受信される。

一方、端末２の端末機能部２３から供給される送信データは、通信制御機能部２２の変調機能部２２２によって変調（１次変調）される。この変調信号２６は、ＲＦ機能部２１において、ホスト１から受信したキャリア３１を検波して得られる反射波３２に載せてホスト１に送出される。

ホスト１側のＲＦ機能部１１では、反射波信号３２を受信すると、復調信号１７を得る。この復調信号１６は、通信制御機能部１２内の復調機能部１２３によってデータ復調され、制御インターフェース１５を介してホスト機能部１３に供給される。

反射波伝送では、例えば、無線電波の周波数としてＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ ｂａｎｄ）と呼ばれる２．４ＧＨｚ帯を用いる。ここで、端末２側のＲＦ機能部２１とホスト１側のＲＦ機能部１１の間で実現される反射波伝送動作の仕組みについて説明する。

端末２側のＲＦ機能部２１は、アンテナ２４と、アンテナ・スイッチ２１１と、アンテナ負荷２１２と、バンドパス・フィルタ２１３と、ＡＳＫ検波部２１４とで構成され、反射器として動作する。

アンテナ・スイッチ２１１がオンのときは、アンテナ２３は例えば５０Ωのアンテナ負荷２１２で終端され、オフのときはアンテナ２４がオープンとなる。このようなスイッチング動作により、ホスト１から到来する無変調キャリア３１に対して、オンのときは終端、オフのときは反射の振る舞いを行ない、反射波に変調処理を施すことができる。変調機能部２２２は、端末機能部２１からの送信データのビット・イメージに従ってアンテナ・スイッチ２１１のオン／オフ動作を行なう。例えば、データが１のときはアンテナ・スイッチ１０２をオンに、データが０のときオフとし、アンテナ負荷インピーダンスの変動によって無変調キャリアに対する変調反射波信号３２としてデータが送出される。

バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）２１３並びにＡＳＫ検波部２１４は、例えばホスト１側からのＡＳＫ変調信号（送達確認信号若しくはデータ）３１の受信時に用いる。その制御は、復調機能部２２３で行なわれる。但し、端末２側からの一方向通信を行なう場合には、これら３つのブロックは不要となる。

ホスト１側のＲＦ機能部１１は、２．４ＧＨｚ帯のアンテナ１４と、送受信動作に応じてアンテナ１４を択一的に接続するアンテナ・スイッチ若しくはその代替となるサーキュレータ１１７と、低雑音増幅器１１４と直交検波部１１５とＡＧＣアンプ１１６からなる受信部系統と、送信信号をアップコンバートする周波数合成部１１２と電力増幅器１１３からなる送信系統と、周波数シンセサイザ１１１を備えている。

変調機能部１２２から周波数合成部１１２に対してある直流電圧を与えることにより、無変調キャリア３１を送信することができる。無変調キャリアの周波数は、周波数シンセサイザ１１１の周波数で決まる。本実施形態では、ＩＳＭと呼ばれる２．４ＧＨｚ帯を用いている（同上）。周波数合成部１１２から出力される無変調キャリアは、電力増幅器１１２にて所定のレベルまで増幅され、サーキュレータ１１７経由でアンテナ１４より送出される。

一方、反射器としての端末２側のＲＦ機能部２１からの変調反射波信号３２は、上記の無変調キャリア３１の周波数と同じである。この変調反射波信号３２は、アンテナ１４で受信され、サーキュレータ１１７経由で上述した受信系統に入力される。直交検波部１１５には、送信時と同じローカル周波数が入力されるため、直交検波部１１５の出力には、端末２側で掛けられた変調波が現れることになる。但し、受信した信号はローカル信号と位相が異なるため、Ｉ軸信号とＱ軸信号には、その位相差に応じた変調信号が現われる。

ＡＧＣアンプ部１１６では、最適値にゲインを制御され、その出力信号は復調機能部１２３に渡される。復調機能部１２３では、Ｉ軸及びＱ軸の各信号よりデジタル・データへの復調を行ない、その後は正しいデータに復号化される。端末２に対してデータの送達確認を行なう場合、変調機能部１２２からは、受信したパケット・データが正しければ肯定応答のＡｃｋ、誤っていれば否定応答のＮａｃｋのデジタル・データを周波数合成部１１２に転送し、ＡＳＫ変調をかける。データの正誤は、画像データ・パケットに付加されたＣＲＣ符号で判断する。

そして、ホスト１側のプロトコル制御部１２１と端末２側のプロトコル制御部２２１は、このような反射波伝送路の接続や切断、送受信タイミングといったプロトコル制御を実現する。本実施形態では、送信データが存在しない場合の低消費電力化を考慮した送受信タイミング制御が行なわれるが、この点の詳細については後述に譲る。

反射波伝送に基づくデータ伝送においては、端末２側のＲＦ機能部２１ではキャリア発生源が不要であることから、低消費でデータ伝送動作を駆動することができる。ＲＦ機能部２１においてアンテナの負荷インピーダンスを変化させるためのアンテナ・スイッチ２１１は一般的にガリウム砒素のＩＣで構成され、その消費電力は数１０μＷ以下であるから、変調反射波信号による一方向伝送では、数１０μＷでデータ伝送が可能である。これは、一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると、圧倒的な性能差である。

また、端末２側のＲＦ機能部２１からのアップリンクにおいて、ＢＰＳＫやＱＰＳＫといった多値変調方式を採用することにより、高速通信を実現することができる（例えば、ＷＯ ２００５／３６７６７号公報を参照のこと）。他方、ホスト１のＲＦ機能部１１からのダウンリンクでは、端末２側のＲＦ機能部２１の検波の容易性を考慮して、ＡＳＫ変調が使用され、このためホスト１から端末２のダウンリンクは低データレートとなる。

続いて、本実施形態に係る無線通信システムにおける通信動作について説明する。

上述した無線通信システムは、基本的には、端末２とホスト１の１対１のデータ通信で構成される。この場合、各方向の送信比率が一定であるとは限らない。例えば、端末２としての携帯電話機に反射器を搭載し、その充電台に反射波読取器を取り付けて、双方向通信を行なう場合、携帯電話機内のデジタルカメラで取った画像をアップロードするときと、充電台から携帯電話機へ音楽データをダウンロードするときでは必要とする帯域は大きく異なる。

そこで、本実施形態では、送信データ量に応じた可変長の送信フレームを送信する方式を採用した。この場合、データ送信元では、送信したいデータ長を表すデータ長情報ビットを含んだ、データ長情報に応じた長さのデータ列からなる送信フレームを構成することになる。図２には、本実施形態に係る無線通信システムにおいて使用される可変長の送信フレームの構成例を示している。

１つの送信フレームは、変調の同期を取るためのプリアンブル３１０と、フレーム同期を取るためのフレーム同期ビット（ユニーク・ワード）３２０と、ヘッダ情報３３０と、ヘッダ誤り検出用ビット及び誤り訂正用ビット３４０と、データ（ペイロード）３５０と、データ誤り検出用ビット及び誤り訂正用ビット３６０で構成される。

ヘッダ情報３３０のフレーム種別３３１は、送信フレームが制御フレームであるかデータ・フレームであるかを表す。フレーム・パラメータ３３２は、フレーム種別３３１で分類されたフレームのさらに詳細情報を表す。例えば、フレーム種別３３１で送信フレームが制御フレームであることを表すときは、フレーム・パラメータ３３２によって、接続用の制御フレーム、切断用の制御フレーム、あるいは送受信動作停止を指示するための制御フレーム（後述）なのかを表す。フレーム・シーケンス番号３３３は、シーケンス制御を行なうためにフレームに付加された番号を表す。Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報４３４は、前回受信したフレームのデータ部分を正常に受け取れたか否かを相手に通達するための情報ビットである。また、ホスト１及び端末２は、データ（ペイロード）の長さをヘッダ情報に含まれるデータ長３３５で表し、通信相手へ通達する。

可変長フレームを交換するシーケンスによれば、ホスト１からのダウンリンクの送信データ量が多く端末２からのアップリンクの送信データ量が少ない場合はダウンリンクのスループットが向上し、一方、端末２からのアップリンクの送信データ量が多くダウンリンクの送信データ量が少ない場合はアップリンクのスループットが向上する。

図３には、図２に示した可変長フレームを用いた場合の無線通信システムにおけるフレーム交換シーケンス例を示している。

端末２は、ホスト１からの無変調搬送波４０５に対する反射波に載せて、データ・フレーム４００をホスト１に送信する。これに対し、ホスト１は、データ・フレーム４００を受信すると、そのヘッダ情報に含まれるデータ長から、データ受信時間４０２を算出して、その期間だけ反射波信号の受信動作を行なう。

端末２は、データ・フレーム４００の送信を完了した後、所定のガードタイム４０１が経過した後に受信動作を開始する。また、ホスト１はデータ受信時間４０２が満了すると、所定のガードタイム４０１が経過した後に、今度は自分からデータ・フレーム４０３の送信を開始する。

その後、ホスト１はデータ・フレーム４０３の送信を完了すると、所定のガードタイム４０４が経過した後に、再び無変調キャリア４０５の送出を開始するとともに、端末２からの反射波信号の受信動作を行なう。

一方、端末２は、ホスト１から受信したデータ・フレーム４０３のヘッダ情報に含まれるデータ長から、データ受信時間４０６を算出する。そして、端末２は、データ受信時間４０６が満了すると、所定のガードタイム４０４だけ待機した後、送信動作（すなわち反射波に対する変調動作）に移行する。

以上の繰り返しで、ホスト１と端末２は交互にデータ・フレームを送出して、双方向でデータ送受信を行なう。

ここで、反射波伝送による無線通信システムでは、反射器は、自らデータ伝送要求を行なうことはできず、反射波読取器から無変調キャリアが送られなければデータ伝送を開始することができないという問題がある。

ホスト１から常に無変調キャリアを送出し続けることによって、端末はいつでもデータ送信要求を行なうことができるが、ホストは徒に受信待機しなければならず、送信データが存在しない状態であっても電力を浪費する。

また、端末２は、ホスト１に対し自局の存在を認識させ、両者間の接続状態を確保するためには、送信データがない場合であっても、無変調キャリアに対して定期的に何らかの反射波信号（例えば、０のみを記載したヌル信号）を返す必要があり、データ送信以外の動作のために電力を浪費することになる。

例えば、図３に示したような可変長のフレーム交換シーケンスを行なうシステムの場合、ホスト１と端末２はそれぞれ、送信データが存在しないときにはヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まないデータ・フレーム（以下、「ヌル・フレーム」とも呼ぶ）を構成して、通信相手に送信データがないことを通知することもできる。図４には、ヌル・フレームを用いて送信データがないことを互いに通知し合う場合のフレーム交換シーケンス例を示している。

端末２は、ホスト１からの無変調搬送波５０５に対する反射波に載せて、データ・フレーム５００をホスト１に送信する。そして、端末２はデータ・フレーム５００の送信を完了した後、所定のガードタイム５０１が経過した後に受信動作を開始する。

ホスト１は、データ・フレーム５００を受信すると、そのヘッダ情報に含まれるデータ長から、データ受信時間５０２を算出する。そして、ホスト１はデータ受信時間５０２が満了すると、所定のガードタイム５０１が経過した後に、今度は自分からデータ・フレーム５０３の送信を開始する。その後、ホスト１は、所定のガードタイム５０４が経過した後に、再び無変調キャリア５０５の送出を開始するとともに、端末２からの反射波信号の受信動作を行なう。

一方、端末２は、ホスト１から受信したデータ・フレーム５０３のヘッダ情報に含まれるデータ長から、データ受信時間５０６を算出し、データ受信時間５０６が満了し、さらにガードタイム５０４だけ待機した後に送信動作を開始することができることを認識する。ここで、端末２は、送信データが存在しない場合には、ヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まないヌル・フレーム５１０を送信する。

ホスト１は、ヌル・フレーム５１０を受信すると、そのヘッダ情報の受信が終わると所定のガードタイム５０１が経過した後に、今度は自分から送信動作を開始することができることを認識する。ここで、ホスト１は、送信データが存在しない場合には、同様にヌル・フレーム５３０を送信する。

端末２は、ホスト１からヌル・フレーム５３０を受信すると、そのヘッダ情報の受信が終わると所定のガードタイム５０４だけ待機した後に送信動作を開始することができることを認識する。ここで、端末２は、送信データが存在しない場合には、ヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まないヌル・フレームを送信する。

ホスト１は、ヌル・フレーム５３０を送信してから所定のガードタイム５０４が経過した後に無変調キャリア５０５の送出を開始する。ここで、端末２からのヌル・フレームを受信すると、そのヘッダ情報の受信が終わると所定のガードタイム５０１が経過した後に自分から送信動作を開始することができることを認識する。

このように、ホスト１又は端末２のいずれか一方で送信データが生成されるまでの間は、各ガードタイム５０１又は５０４の経過後にヌル・フレームを交換し合うというシーケンスを繰り返し行なうことになる。

上述したようなフレーム交換シーケンスによれば、ホスト１と端末２は、伝送路の接続状態を保つとともに互いの送受信タイミングを整えるためには、送信データがない場合であっても、ヌル・フレームというデータを含まない信号を繰り返し送信するという無駄な通信動作を行なわなければならない。特に、端末がデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ、携帯電話機などのバッテリ駆動の機器であることを考慮すると、接続状態を保つことだけを目的とする信号送信に伴う消費電力は負担が大きい。

そこで、本実施形態に係る無線通信システムでは、端末２側で送信データが存在せず、且つ、ホスト１からデータ・フレームを受信していない場合、端末２は、しばらくの間送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始するようにする。これによって、端末２は、送信データが存在しない場合には、無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

図５〜図８には、この場合の端末２が実行する受信動作、受信から送信への動作切り替え、送信動作、送信から受信への動作切り替えの動作手順をそれぞれフローチャートの形式で示している。以下、各フローチャートを参照しながら、端末２の動作手順について説明する。

端末２は、受信を開始すると、まずフレーム同期ビットの検出を行なう（ステップＳ１）。そして、端末２は、フレーム同期ビットを検出するか検出時間をタイムアウトするまで（ステップＳ１のＮｏ）、繰り返し受信データ列の評価を行なう。

検出時間をタイムアウトした場合、端末２は、次フレームで送信するＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して（ステップＳ５）、受信を完了する。この後、端末２は受送切替動作を行なう。

また、端末２は、フレーム同期ビットが検出された場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、ヘッダ情報を取得した後、ヘッダに誤りがあるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、ヘッダに誤りがあれば（ステップＳ２のＹｅｓ）、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して（ステップＳ５）、受信を完了する。この後、端末２は受送切替動作を行なう。

一方、ヘッダに誤りがなければ（ステップＳ２のＮｏ）、端末２は、データ長情報からデータ受信時間を計算し、そのデータ受信時間にわたってデータの受信動作を行なう（ステップＳ３）。そして、端末２は、データ受信を完了すると、データに誤りがあるか否かを判定し、次の送信フレームのヘッダに載せるＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を確定して（ステップＳ４）、受信を完了する。この後、端末２は受送切替動作を行なう。

端末２は、通信相手からの送信フレームのヘッダ部に記載されているデータ長に相当するデータ受信時間だけの受信動作を完了した後、所定のガードタイムを設けてから（ステップＳ１１）、送信動作に移行する。

そして、端末２は、送信開始に際し、ホスト１に対してＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要があるかどうかをチェックする（ステップＳ２１）。図５に示した受信処理動作において、有効な受信データが存在し（データ長≠０）、データ誤り検出を行なっていた場合Ａｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要があると判断し、当該検出結果から確定したＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を含めたデータ・フレームを構成して（ステップＳ２２）、これをＲＦ機能部２１から送信する。

また、有効な受信データが存在しなかった場合や（データ長＝０）、フレーム同期ビット検出がタイムアウトした場合、ヘッダ誤りを検出した場合には、Ａｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要がないと判断し、端末２は、続いて、自身の送信データがあるかどうかをチェックする（ステップＳ２３）。

ここで、送信データがあるときには、端末２は、当該送信データを伝送するための送信フレームを構成し、これをＲＦ機能部２１からホスト１に送信する（ステップＳ２２）。

一方、送信データがないときには、端末２は、所定期間だけ送信すべきデータが発生するかどうかを待ち受ける。そして、送信データが発生すると、上述と同様に送信フレームを構成して送信する（ステップＳ２２）。しかし、所定期間が経過しても送信データが発生しないときには、ヘッダ情報のデータ長を０としてデータ及びデータ誤り検出ビットを含まないヌル・フレームを構成し、これをＲＦ機能部２１から送信する（ステップＳ２２）。

端末２は、送信フレームの送信を完了した後、受信動作を開始するまでの間、所定のガードタイムを設ける（ステップＳ３１）。そして、ガードタイムを経過すると再び受信動作を開始し、以後、同様の動作が繰り返される。

なお、端末２における送信データ待ち受け時間の値は、固定値である他、ホスト機能部２３によって設定する、あるいは、ヌル・フレームの交換が繰り返されるたびに待ち受け時間を延長していくなど動的に変化させる機能を付加することもできる。

図９には、図５〜図８に示した端末２の通信動作を状態遷移図の形式で表している。

端末２は、受信状態が完了した時点で、送信データが存在する場合には（ここでは、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報も送信データに含むものとして扱う）、所定のガードタイムを経て送信状態に移行して、送信動作を開始する。

また、端末２は、受信状態が完了した時点で、送信データがまだ存在しない場合には、所定のガードタイムを経て、所定期間だけ待機状態に移行する。

待機状態において送信データが発生すると、端末２は、送信動作を開始する。また、待機状態がタイムアウトしたときには、ヌル・フレームの送信動作を開始する。

そして、端末２は、データ・フレーム又はヌル・フレームの送信を完了すると、受信状態に復帰する。

図１０〜図１３には、上述したような通信動作を行なう端末２の通信相手となるホスト１が実行する受信動作、受信から送信への動作切り替え、送信動作、送信から受信への動作切り替えの動作手順をそれぞれフローチャートの形式で示している。以下、各フローチャートを参照しながら、ホスト１の動作手順について説明する。

ホスト１は、受信を開始すると（ステップＳ４１）、まずフレーム同期ビットの検出を行なう。そして、ホスト１は、フレーム同期ビットを検出するか検出時間をタイムアウトするまで（ステップＳ４１のＮｏ）、繰り返し受信データ列の評価を行なう。

検出時間をタイムアウトした場合、ホスト１は、次フレームで送信するＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して（ステップＳ４５）、受信を完了する。

また、ホスト１は、フレーム同期ビットが検出された場合（ステップＳ４１のＹｅｓ）、ヘッダ情報を取得した後、ヘッダに誤りがあるか否かを判定する。ここで、ヘッダに誤りがあれば（ステップＳ４２のＹｅｓ）、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して受信を完了する。

一方、ヘッダに誤りがなければ（ステップＳ４２のＮｏ）、ホスト１は、データ長情報からデータ受信時間を計算し、そのデータ受信時間にわたってデータの受信動作を行なう（ステップＳ４３）。そして、ホスト１は、データ受信を完了すると、データに誤りがあるか否かを判定し、次の送信フレームのヘッダに載せるＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を確定して（ステップＳ４４）、受信を完了する。

また、ヘッダのデータ長情報からデータ長が０であると判明した場合には、ステップＳ４３においてデータ受信で取得する有効データは存在しないため、ホスト１は、データ誤り検出は行なわず、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して（ステップＳ４４）、受信フローを終了する。

ホスト１は、通信相手からの送信フレームのヘッダ部に記載されているデータ長に相当するデータ受信時間だけの受信動作を完了した後、送信を開始するまでの間、所定のガードタイムを設ける（ステップＳ５１）。そして、ガードタイムを経過すると、今度は、送信動作を開始し、自らの送信データを送信するためのフレームを構成して（ステップＳ５２）、ＲＦ機能部１１へ送り、送信を完了する。

ホスト１は、送信フレームの送信を完了した後、受信動作を開始するまでの間、所定のガードタイムを設ける（ステップＳ５３）。そして、ガードタイムを経過すると再び受信動作を開始し、以後、同様の動作が繰り返される。

図１４には、図１０〜図１３に示したホスト１の通信動作を状態遷移図の形式で表している。

ホスト１は、受信状態が完了すると、受送切替用のガードタイムを測定した後、送信動作を開始する。また、送信状態が完了すると、今度は送受切替用のガードタイムを測定した後、受信状態に移行する。

図１５には、送信状態の端末２がしばらくの間送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始するように動作する場合の、無線通信システムにおけるフレーム交換シーケンス例を示している。

端末２は、ホスト１からの無変調搬送波６０５に対する反射波に載せて、データ・フレーム６００をホスト１に送信する。これに対し、ホスト１は、データ・フレーム６００を受信すると、そのヘッダ情報に含まれるデータ長から、データ受信時間６０２を算出して、その期間だけ反射波信号の受信動作を行なう。

端末２はデータ・フレーム６００の送信を完了した後、所定のガードタイム６０１が経過した後に受信動作を開始する。また、ホスト１はデータ受信時間６０２が満了すると、所定のガードタイム６０１が経過した後に、今度は自分からデータ・フレーム６０３の送信を開始する。端末２は、データ・フレーム６０３のヘッダ情報に含まれるデータ長からデータ受信時間６０６を算出して、その期間だけ受信動作を行なう。

その後、ホスト１はデータ・フレーム６０３の送信を完了すると、所定のガードタイム６０４が経過した後に、再び無変調キャリア６０５の送出を開始して、端末２からの反射波信号の受信動作を行なう。

端末２は、データ受信時間６０６が満了すると、さらに所定のガードタイム６０４だけ待機した後、データ・フレーム６０３に対するＡｃｋフレーム６１０を反射波伝送する。ここでは、データ・フレーム６０３の送受信動作は成功裏に行なわれるものとし、また、Ａｃｋフレーム６１０はヘッダ情報のみで構成され、ヘッダ情報のデータ長には０が記載されているものとする。

ホスト１は、Ａｃｋフレーム６１０を受信すると、そのヘッダ情報に含まれるデータ長から、当該ヘッダの受信を完了すると、直ちにガードタイム６０１の測定を開始した後、送信可能な状態となる。ここで、ホスト１は、送信データが存在しないので、ヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まないヌル・フレーム６３０を送信する。そして、ホスト１は、所定のガードタイム６０４が経過した後に、再び無変調キャリア６０５の送出を開始するとともに、端末２からの反射波信号の受信動作を行なう。

端末２は、ホスト１からヌル・フレーム６３０を受信すると、ガードタイム６０４だけ待機した後に送信動作を開始することができることを認識する。ここで、端末２は、送信データが存在しない場合には、所定の期間６０７だけ送信すべきデータの発生を待ち受ける。この期間６０７に送信データが発生すると、データ・フレームの反射波伝送動作を行なうが、送信データが発生しなければ、図示の通りヌル・フレーム６２０を送信する。

ホスト１は、端末２からのヌル・フレーム６２０を受信すると、所定のガードタイム６０１が経過した後に、今度は自分から送信動作を開始することができることを認識する。

このように、ホスト１又は端末２のいずれか一方で送信データが生成されるまでの間は、ホスト１がガードタイム６０１の経過後にヌル・フレーム６３０を送信し、端末２が自身の送信所帯で所定期間６０７だけ送信データを待ち受けた後にヌル・フレーム６２０を送信するシーケンスを繰り返し行なうことになる。

図１５に示したようなフレーム交換シーケンスによれば、端末２は、しばらくの間（同図中の送信データ待ち受け時間６０７）は送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始するので、送信データが存在しない場合には、端末２側では、図４に示したシーケンスと比較して無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

また、送信データが存在しない場合の無断送受信動作を抑制する他の方法として、端末２とホスト１間では送受信停止時間情報を通達するための制御フレームを定義し、次送受信タイミングを互いに相手に通知し合う仕組みを導入することが考えられる。この場合、制御フレームを受信した通信局側では、送受信停止時間情報に基づいて送受信動作を停止し、当該停止時間が経過した後に送受信動作を再開するようにする。これによって、送信データが存在しない場合には、端末２とホスト１の双方において無駄な送受信動作の回数を削減され、低消費電力化を図ることができる。

制御フレームは、上述したヌル・フレームと同様に、ヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まないデータ・フレームとして構成することができ、ヘッダ情報のフレーム種別やフレーム・パラメータの値によって表すことができる。

図１６〜図２０には、送受信時間情報を通知し合う場合の端末２が実行する受信動作、受信から送信への動作切り替え、送信動作、送信から受信への動作切り替え、スリープの動作手順をそれぞれフローチャートの形式で示している。以下、各フローチャートを参照しながら、端末２の動作手順について説明する。

端末２は、受信を開始すると、まずフレーム同期ビットの検出を行なう（ステップＳ６１）。そして、端末２は、フレーム同期ビットを検出するか検出時間をタイムアウトするまで（ステップＳ６１のＮｏ）、繰り返し受信データ列の評価を行なう。

検出時間をタイムアウトした場合、端末２は、次フレームで送信するＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して（ステップＳ６７）、受信を完了する。この後、端末２は受送切替動作を行なう。

また、端末２は、フレーム同期ビットが検出された場合（ステップＳ６１のＹｅｓ）、ヘッダ情報を取得した後、ヘッダに誤りがあるか否かを判定する（ステップＳ６２）。ここで、ヘッダに誤りがあれば（ステップＳ６２のＹｅｓ）、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報をＮａｃｋに確定して（ステップＳ６７）、受信を完了する。この後、端末２は受送切替動作を行なう。

一方、ヘッダに誤りがなければ（ステップＳ６２のＮｏ）、端末２は、続いて、受信したフレームがヌル・フレームであるかどうかをチェックする（ステップＳ６３）。ここで、受信したフレームがヌル・フレームであるときには、ヘッダ情報に記載されている送受信待ち時間情報を読み取って、送受信待ち時間を設定し（ステップＳ６４）、受信動作を完了する。この後、端末２は、送受信待ち時間だけスリープ状態に移行する。

また、ホスト１から受信したフレームが通常のデータ・フレームであるときには（ステップＳ６３のＮｏ）、端末２は、ヘッダ情報からデータ長情報を読み取ってデータ受信時間を計算し、そのデータ受信時間にわたってデータの受信動作を行なう（ステップＳ６５）。そして、端末２は、データ受信を完了すると、データに誤りがあるか否かを判定し、次の送信フレームのヘッダに載せるＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を確定して（ステップＳ６６）、受信を完了する。この後、端末２は受送切替動作を行なう。

端末２は、通信相手からの送信フレームのヘッダ部に記載されているデータ長に相当するデータ受信時間だけの受信動作を完了した後、所定のガードタイムを設けてから（ステップＳ７１）、送信動作に移行する。

そして、端末２は、送信開始に際し、ホスト１に対してＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要があるかどうかをチェックする（ステップＳ８１）。図１６に示した受信処理動作において、有効な受信データが存在し（データ長≠０）、データ誤り検出を行なっていた場合Ａｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要があると判断し、当該検出結果から確定したＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を含めたデータ・フレームを構成して（ステップＳ８２）、これをＲＦ機能部２１から送信する。この後、端末２は送受切替動作を行なう。

また、有効な受信データが存在しなかった場合や（データ長＝０）、フレーム同期ビット検出がタイムアウトした場合、ヘッダ誤りを検出した場合には、Ａｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要がないと判断し、端末２は、続いて、自身の送信データがあるかどうかをチェックする（ステップＳ８３）。

ここで、送信データがあるときには、端末２は、当該送信データを伝送するための送信フレームを構成し、これをＲＦ機能部２１からホスト１に送信する（ステップＳ８２）。この後、端末２は送受切替動作を行なう。

一方、送信データがないときには、端末２は、送受待ち時間の値を含めてヌル・フレームを構成し（ステップＳ８４）、これをＲＦ機能部２１からホスト１に送信する（ステップＳ８２）。この後、端末２は、送受信待ち時間だけスリープ状態に移行する。

端末２は、送信フレームの送信を完了した後、受信動作を開始するまでの間、所定のガードタイムを設ける（ステップＳ９１）。そして、ガードタイムを経過すると再び受信動作を開始し、以後、同様の動作が繰り返される。

端末２は、送信動作手順において、ヌル・フレームを送信したときは、当該ヌル・フレームに記載した送受信待ち時間だけスリープ状態に設定した後（ステップ１０１）、送受切替動作を実行してから、受信動作を開始する。また、端末２は、受信動作手順において、ホスト１からヌル・フレームを受信したときには、当該ヌル・フレームに記載されている送受信待ち時間だけスリープ状態に設定した後（ステップ１０１）、送受切替動作を実行してから、送信動作を開始する。

図２１〜図２５には、送受信時間情報を通知し合う場合のホスト１が実行する受信動作、受信から送信への動作切り替え、送信動作、送信から受信への動作切り替え、スリープの動作手順をそれぞれフローチャートの形式で示している。以下、各フローチャートを参照しながら、ホスト１の動作手順について説明する。

ホスト１は、受信を開始すると、無変調キャリアを送出してフレーム同期ビットの検出を試みる（ステップＳ１１１）。

ここで、フレーム同期ビットが検出された場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、ホスト１は、ヘッダ情報を取得した後、ヘッダに誤りがあるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ヘッダ情報に誤りがあれば、ステップＳ１１１に戻って、フレーム同期ビットの検出を繰り返す。

一方、ヘッダに誤りがなければ（ステップＳ１１２のＮｏ）、ホスト１は、続いて、受信したフレームが、送受信待ちを指示する制御フレームであるかどうかをチェックする（ステップＳ１１３）。

端末２から受信したフレームが制御フレームであるときには、ホスト２は、ヘッダ情報に記載されている送受信待ち時間情報を読み取って、ヘッダ情報内の送受信待ち時間情報を基にスリープ時間を設定し（ステップＳ１１４）、受信動作を完了する。この後、ホスト１は、送受信待ち時間だけスリープ状態に移行する。

また、端末２から受信したフレームが通常のデータ・フレームであるときには（ステップＳ１１２のＮｏ）、ホスト１は、ヘッダ情報からデータ長情報を読み取ってデータ受信時間を計算し、そのデータ受信時間にわたってデータの受信動作を行なう（ステップＳ１１５）。そして、ホスト１は、データ受信を完了すると、データに誤りがあるか否かを判定し、次の送信フレームのヘッダに載せるＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を確定して（ステップＳ１１６）、受信を完了する。この後、ホスト１は受送切替動作を行なう。

ホスト１は、通信相手からの送信フレームのヘッダ部に記載されているデータ長に相当するデータ受信時間だけの受信動作を完了した後、所定のガードタイムを設けてから（ステップＳ１２１）、送信動作に移行する。

そして、ホスト１は、送信開始に際し、端末２に対してＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要があるかどうかをチェックする（ステップＳ１３１）。図２１に示した受信処理動作において、有効な受信データが存在し（データ長≠０）、データ誤り検出を行なっていた場合はＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要があると判断し、当該検出結果から確定したＡｃｋ又はＮａｃｋ情報を含めたデータ・フレームを構成して（ステップＳ１３２）、これをＲＦ機能部１１から送信する。この後、ホスト１は送受切替動作を行なう。

また、有効な受信データが存在しなかった場合や（データ長＝０）、フレーム同期ビット検出がタイムアウトした場合、ヘッダ誤りを検出した場合には、Ａｃｋ又はＮａｃｋ情報を返す必要がないと判断し、ホスト１は、続いて、自身の送信データがあるかどうかをチェックする（ステップＳ１３３）。

ここで、送信データがあるときには、ホスト１は、当該送信データを伝送するための送信フレームを構成し、これをＲＦ機能部１１から端末２に送信する（ステップＳ１３２）。この後、ホスト１は送受切替動作を行なう。

一方、送信データがないときには、ホスト１は、送受待ち時間の値を含めてヌル・フレームを構成し（ステップＳ１３４）、これをＲＦ機能部１１から端末２に送信する（ステップＳ１３２）。この後、ホスト１は、送受信待ち時間だけスリープ状態に移行する。

ホスト１は、送信フレームの送信を完了した後、受信動作を開始するまでの間、所定のガードタイムを設ける（ステップＳ１４１）。そして、ガードタイムを経過すると再び受信動作を開始し、以後、同様の動作が繰り返される。

ホスト１は、送信動作手順において、ヌル・フレームを送信したときは、当該ヌル・フレームに記載した送受信待ち時間だけスリープ状態に設定した後（ステップ１５１）、送受切替動作を実行してから、受信動作を開始する。また、ホスト１は、受信動作手順において、端末２からヌル・フレームを受信したときには、当該ヌル・フレームに記載されている送受信待ち時間だけスリープ状態に設定した後（ステップ１５１）、送受切替動作を実行してから、送信動作を開始する。

図２６には、送受信時間情報を通知し合う場合のホスト１及び端末２の通信動作を状態遷移図の形式で示している。

ホスト１及び端末２は、送受信待ち用の制御フレーム以外（あるいは送受待ち時間を設定したヌル・フレーム）のフレームの受信を完了した時点で、所定のガードタイムを経て送信状態に移行して、送信動作を開始する。

また、ホスト１及び端末２は、送受信待ち用の制御フレーム（あるいは送受待ち時間を設定したヌル・フレーム）以外のフレームの送信を完了した時点で、所定のガードタイムを経て受信状態に移行して、受信動作を開始する。

一方、ホスト１及び端末２は、送受信待ち用の制御フレーム（あるいは送受待ち時間を設定したヌル・フレーム）を受信したときには、スリープ状態に遷移する。そして、制御フレーム（あるいはヌル・フレーム）に記載されている送受信待ち時間だけ待機した後に、送信動作に移行する。

また、ホスト１及び端末２は、送受信待ち用の制御フレーム（あるいは送受待ち時間を設定したヌル・フレーム）を送信したときには、スリープ状態に遷移する。そして、制御フレーム（あるいはヌル・フレーム）に記載した送受信待ち時間だけ待機した後に、受信動作に移行する。

図２７には、ホスト１及び端末２が送受信時間情報を通知し合う場合の、無線通信システムにおけるフレーム交換シーケンス例を示している。

端末２は、ホスト１からの無変調搬送波７０５に対する反射波に載せて、データ・フレーム７００をホスト１に送信する。これに対し、ホスト１は、データ・フレーム７００を受信すると、そのヘッダ情報に含まれるデータ長から、データ受信時間７０２を算出して、その期間だけ反射波信号の受信動作を行なう。

端末２はデータ・フレーム７００の送信を完了した後、所定のガードタイム７０１が経過した後に受信動作を開始する。また、ホスト１は、データ受信時間７０２が満了すると、所定のガードタイム７０１が経過した後に、今度は自分からデータ・フレーム７０３の送信を開始する。端末２は、データ・フレーム７０３のヘッダ情報に含まれるデータ長からデータ受信時間７０６を算出して、その期間だけ受信動作を行なう。

その後、ホスト１は、データ・フレーム７０３の送信を完了すると、所定のガードタイム７０４が経過した後に、再び無変調キャリア７０５の送出を開始して、端末２からの反射波信号の受信動作を行なう。

端末２は、データ受信時間７０６が満了すると、さらに所定のガードタイム７０４だけ待機した後、データ・フレーム７０３に対するＡｃｋフレーム７１０を反射波伝送する。ここでは、データ・フレーム７０３の送受信動作は成功裏に行なわれるものとし、また、Ａｃｋフレーム７１０はヘッダ情報のみで構成され、ヘッダ情報のデータ長には０が記載されているものとする。

ホスト１は、Ａｃｋフレーム７１０を受信すると、そのヘッダ情報に含まれるデータ長から、当該ヘッダの受信を完了すると、直ちにガードタイム７０１の測定を開始した後、送信可能な状態となる。ここで、ホスト１は、送信データが存在しないので、送受信待ち時間を設定するとともにヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まない制御フレーム７３０を送信する。また、端末２は、ホスト１から制御フレーム７３０を受信すると、ヘッダ情報に記載されている送受信待ち時間だけスリープ状態７０７を設定する。

そして、ホスト１は、設定した送受信待ち時間だけスリープ状態を設定し、所定のガードタイム６０４が経過した後に、再び無変調キャリア７０５の送出を開始するとともに、端末２からの反射波信号の受信動作を行なう。

一方、端末２は、送受信待ち時間が経過してスリープ状態を解除し、さらにガードタイム７０４だけ待機した後に送信動作を開始することができる。ここで、端末２は、送信データが存在しないので、送受信待ち時間を設定するとともにヘッダ情報のデータ長を０として、データ及びデータ誤り検出ビットを含まない制御フレーム７２０を送信する。また、ホスト１は、端末２から制御フレーム７２０を受信すると、ヘッダ情報に記載されている送受信待ち時間だけスリープ状態を設定する。

このように、ホスト１又は端末２では、送信データが生成されるまでの間は送受信待ち時間を通知するための制御フレーム７３０又は７２０を送信してスリープ状態を繰り返すというシーケンスを行なうことになる。

図２７に示したようなフレーム交換シーケンスによれば、ホスト１及び端末２は、送信データが存在しない場合には、図４に示したシーケンスと比較して無駄な送受信動作の回数を削減することにより低消費電力化を図ることができる。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書では、反射波読取器側から送られてくる無変調搬送波に対して反射器が送信データを重畳させた変調反射波を返す反射波伝送方式を採用した無線通信システムに本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。ＩＥＥＥ８０２．１１に代表される無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、あるいはその他の無線通信システムに本発明を適用することで、端末並びにホストは同様に送信データが存在しない状態における無駄な送受信動作を回避して、電力浪費を軽減することができる。

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１Ａは、反射波読取器を搭載したホスト１の構成を示した図である。 図１Ｂは、反射器を搭載した端末２の構成を示した図である。 図２は、可変長の送信フレームの構成例を示した図である。 図３は、図２に示した可変長フレームを用いた場合のフレーム交換シーケンス例を示した図である。 図４は、ヌル・フレームを用いて送信データがないことを互いに通知し合う場合のフレーム交換シーケンス例を示した図である。 図５は、端末の受信動作を示したフローチャートである。 図６は、端末が受信から送信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図７は、端末の送信動作を示したフローチャートである。 図８は、端末が送信から受信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図９は、図５〜図８に示した端末の通信動作を状態遷移図の形式で表した図である。 図１０は、ホストの受信動作を示したフローチャートである。 図１１は、ホストが受信から送信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図１２は、ホストの送信動作を示したフローチャートである。 図１３は、ホストが送信から受信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図１４は、図１０〜図１３に示したホストの通信動作を状態遷移図の形式で表した図である。 図１５は、送信状態の端末がしばらくの間送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始するように動作する場合のフレーム交換シーケンス例を示した図である。 図１６は、端末の受信動作を示したフローチャートである。 図１７は、端末が受信から送信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図１８は、端末の送信動作を示したフローチャートである。 図１９は、端末が送信から受信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図２０は、端末のスリープ動作を示したフローチャートである。 図２１は、ホストの受信動作を示したフローチャートである。 図２２は、ホストが受信から送信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図２３は、ホストの送信動作を示したフローチャートである。 図２４は、ホストが送信から受信へ動作切り替えを行なうための手順を示したフローチャートである。 図２５は、ホストのスリープ動作を示したフローチャートである。 図２６は、送受信時間情報を通知し合う場合のホスト１及び端末２の通信動作を状態遷移図を示した図である。 図２７は、ホスト１及び端末２が送受信時間情報を通知し合う場合の、無線通信システムにおけるフレーム交換シーケンス例を示した図である。

符号の説明

１…ホスト
１１…ＲＦ機能部
１２…通信制御機能部
１３…ホスト機能部
２…端末
２１…ＲＦ機能部
２２…通信制御機能部
２３…ホスト機能部

Claims (7)

1. 無変調キャリアに対する反射波に送信データを重畳させる反射器を搭載した端末と、無変調キャリアを送出するとともに変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を搭載したホストで構成される無線通信システムであって、
   端末とホスト間では、データ長を記載したヘッダ情報を含むフレームを交換する双方向通信を行ない、
   ホストは、端末側の送信区間では無変調キャリアを送出するとともに端末からの変調反射波信号を受信し、ホスト側の送信区間ではフレームを載せた変調信号を送信し、
   端末及びホストは、自分の送信区間で送信データが存在しないときにはデータ長として０を記載したヘッダ情報のみからなるヌル・フレームを送信し、自分の受信区間で該制御フレームを受信したときには自分の送信動作への切り替えを行なう、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 端末は、自分の送信区間において送信データが存在しない場合、所定の送信待ち時間だけ送信すべきデータの発生を待ち受けてからデータ送信を開始する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 端末は、自分の送信区間において所定の送信待ち時間だけ待ち受けても送信すべきデータが発生しないときには、ヌル・フレームを送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 端末とホスト間では送受信停止時間情報を通達するための制御フレームが定義され、
   端末又はホストは、自分の送信区間で送信データが存在しないときには該制御フレームを送信して該送受信停止時間だけ通信動作を停止し、自分の受信区間で該制御フレームを受信したときには送受信停止時間情報に基づいて通信動作を停止する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 反射波伝送を行なう無線通信装置であって、
   通信相手との間でデータ長を記載したヘッダ情報を含むフレームを交換する双方向通信を行ない、
   自分の送信区間で送信データが存在しないときにはデータ長として０を記載したヘッダ情報のみからなるヌル・フレームを送信し、
   自分の受信区間で該制御フレームを受信したときには自分の送信動作への切り替えを行なう、
   ことを特徴とする無線通信装置。
6. 無変調キャリアに対する反射波に送信データを重畳させる反射器機能を備え、
   自分の送信区間で送信データが存在しないときには、所定の送信待ち時間だけ送信すべきデータの発生を待ち受け、該送信待ち時間内で送信データが発生したときにはデータ・フレームを送信し、送信データが発生しなければヌル・フレームを送信する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 送受信停止時間情報を通達するための制御フレームが定義され、
   自分の送信区間で送信データが存在しないときには、該制御フレームを送信してから該送受信停止時間だけ通信動作を停止し、
   自分の受信区間で該制御フレームを受信したときには、送受信停止時間情報に基づいて通信動作を停止する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
   

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