JP2008102596A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信技術において消費電力の低減する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグは、ユーザのボタン操作を契機としてペアリング登録の開始を要求する「ｓｔａｒｔ」を携帯端末に送信する（Ｓ１２）。携帯端末は、ＲＦＩＤタグから「ｓｔａｒｔ」を受信すると、その応答として「ａｃｋ」をＲＦＩＤタグに送信する（Ｓ１４）。この「ａｃｋ」には、携帯端末が「ｓｔａｒｔ」を処理するのに要する予想期間が含まれる。ＲＦＩＤタグは、携帯端末から「ａｃｋ」を受信すると、そこに含まれた予想期間だけ省電モードとなる。ＲＦＩＤタグはその後、省電モードから復帰し、携帯端末における「ｓｔａｒｔ」の処理結果を要求する「ｒｅｑｕｅｓｔ」を携帯端末に送信する（Ｓ１６）。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば無線通信装置同士のペアリング登録などに使用して好適な無線通信技術に関する。

固有のＩＤ（Identification Data）が割り当てられた複数の無線通信機間で無線によるデータ通信を行うシステムにおいて、各無線通信機が通信相手のＩＤを認識して登録する処理を実行するための技術が知られている。特許文献１は、子機ＩＤを親機に確実に登録するための技術を開示している。
特開２００５−３２８２９５号公報

近年、ユビキタス社会を牽引する物としてＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグが注目されている。ＲＦＩＤタグは、例えば商品の識別・管理に用いられることから、その小型化が重要である。このような背景からＲＦＩＤタグはボタン電池などの小容量の電池で駆動されることが多い。ボタン電池交換の手間やコストを考えると、無駄な電力消費はなるべく少ないことが望ましい。特許文献１の技術は、ＩＤ登録の確実化に一定の成果を上げているものの、消費電力の低減の観点からは改善の余地がある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、無線通信技術において消費電力の低減を図ることにある。

本発明のある態様は、無線通信装置である。この無線通信装置は、他の無線通信装置との間で無線通信を実行する無線通信部と、無線通信部の動作モードを制御するモード制御部とを備える。無線通信部は、他の無線通信装置に第１信号を送信し、第１信号に対する応答信号として、他の無線通信装置が第１信号の処理に要する予想期間を含む第２信号を他の無線通信装置から受信する。モード制御部は、無線通信部が第２信号を受信したとき、無線通信部を省電モードに移行させ、その後、第２信号に含まれる予想期間に応じた期間が経過したとき、無線通信部を省電モードから復帰させる。

この態様によると、無線通信部は、他の無線通信装置が第１信号の処理に要する予想期間はモード制御部の制御により省電モードとなるので、それをしない場合と比較して消費電力の面で有利である。

無線通信部は、省電モードから復帰後、他の無線通信装置が第１信号を処理した結果を要求する要求信号を他の無線通信装置に送信してもよい。
この場合、無線通信部が要求信号を送信したときには他の無線通信装置において第１信号の処理が終了していることが期待されるので、他の無線通信装置における第１信号の処理終了前に無線通信部が要求信号を送信する可能性が低減される。

モード制御部は、無線通信部が要求信号の送信後それに対する応答信号を所定の第１期間受信しなかったとき、無線通信部を省電モードに移行させ、所定の第２期間が経過したとき、無線通信部を省電モードから復帰させてもよい。無線通信部は、第２期間が経過して省電モードから復帰した後、要求信号を他の無線通信装置に再度送信してもよい。
これによれば、無線通信部は、要求信号の再送前に一時的に省電モードとなるので、それをせずに要求信号の再送を繰り返す場合と比較して、消費電力の面で有利である。

モード制御部は、無線通信部が要求信号に対する応答信号を第１期間受信しなかったことにより無線通信部を省電モードに移行させた回数が所定回数を超えたとき、無線通信部における他の無線通信装置との間の無線通信を中止させてもよい。
この場合、要求信号の送信回数に上限を設けることで、無線通信部が回数無制限に要求信号を送信する不都合が防止される。

無線通信部は、他の無線通信装置との間で近距離通信方式による無線通信を実行してもよい。第１信号は、本無線通信装置の識別情報を含み、この識別情報の登録を要求する信号であってもよい。要求信号は、他の無線通信装置において識別情報の登録がされたか否かの結果を要求する信号であってもよい。
この場合、無線通信装置の識別情報を他の無線通信装置に登録させる際に無線通信装置の消費電力が低減される。

無線通信部は、省電モードから復帰後、第１信号の処理結果を受信すべく受信モードで待機してもよい。
これによれば、無線通信部の方から他の無線通信装置に第１信号の処理結果を要求する場合と比較して、第１信号の処理終了後の他の無線通信装置の動作モードに自由度を与えることができ、それを利用して他の無線通信装置の省電力化を実現させうる。

本発明の別の態様もまた、無線通信装置である。この装置は、他の無線通信装置との間で無線通信を実行する無線通信部と、無線通信部が受信した信号を処理する信号処理部と、無線通信部が受信した信号を信号処理部が処理するのに要する予想期間を導出する予想期間導出部とを備える。無線通信部は、他の無線通信装置から信号を受信したとき、信号処理部における処理に先立って、予想期間を含む信号を他の無線通信装置に送信する。

この態様によると、他の無線通信装置は、本無線通信装置における信号の処理に要する予想期間を知ることができ、その予想期間を利用して柔軟な動作モードの設定をすることができる。

本発明のさらに別の態様は、無線通信方法である。この方法は、第１無線通信装置が第２無線通信装置に第１信号を送信するステップと、第２無線通信装置が第１信号を受信するステップと、第２無線通信装置が第１信号の処理に要する予想期間を導出するステップと、第２無線通信装置が予想期間を含む第２信号を第１無線通信装置に送信するステップと、第１無線通信装置が第２信号を受信するステップと、第１無線通信装置が省電モードに移行するステップと、第１無線通信装置が、第２信号に含まれる予想期間に応じた期間が経過するまで省電モードを継続するステップと、第１無線通信装置が予想期間に応じた期間の経過後に省電モードから復帰するステップと、を含む。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、無線通信技術において消費電力の低減することができる。

図１は、実施の形態にかかる無線通信装置としてのＲＦＩＤタグ１００および携帯端末２００の構成を示す機能ブロック図である。ＲＦＩＤタグ１００と携帯端末２００は近距離無線通信方式で通信する。近距離無線通信方式としては、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）やＵＷＢ（Ultra Wide Band）、特定小電力無線などを利用できるが、ここでは特に限定しない。なお、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）は、通信機能の起動・終了が短時間で実行できる点で好ましいといえる。

携帯端末２００は、通常の携帯電話としての機能に加えてＲＦＩＤタグ１００と通信するための近距離無線通信の機能を備えたものである。ＲＦＩＤタグ１００は、例えばキーケース等のように常時携行する物に取り付けられ、携帯端末２００との近距離通信が途切れたとき、音声を発するあるいは振動する等により使用者に注意を促す。これにより携帯端末２００を外出先に置き忘れてしまうことが防止される。なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ１００は小型化のためにボタン電池により駆動されるものとする。

一般に、携帯電話には友人や仕事関係者の電話番号をはじめとする様々な個人情報がメモリに登録される。また、最近では例えば電子マネーによる決済に携帯電話を利用すること等が行われている。携帯電話の多機能化は今後ますます進行することが予想され、それに伴い携帯電話を外出先に置き忘れた場合の不利益も大きくなると考えられる。このような背景の中、携帯電話の置き忘れを防止する上述のような技術（以下、必要に応じて「忘れ物通知技術」と表記）の利用価値は高いといえる。本実施の形態は、ＲＦＩＤタグ１００および携帯端末２００の省電力化、特にＲＦＩＤタグ１００の省電力化を実現し、上述した忘れ物通知技術をより利用しやすくするものである。

ＲＦＩＤタグ１００は、無線通信部１１２と、モード制御部１１４と、受信信号処理部１１６と、送信信号生成部１１８と、バッファ１２２と、予想期間導出部１２４と、入力部１２８と、登録情報保持部１３２とを備える。

無線通信部１１２は、近距離無線通信方式により携帯端末２００と信号を送受信するとともに、無線周波数の信号とベースバンド信号との間の変換処理などの公知の通信処理を実行する。モード制御部１１４は、無線通信部１１２の動作モードを送信モード・受信モード・省電モードのいずれかとするように制御する。ここで、省電モードとは、信号を送信せず、かつ信号を受信しないモードである。あるいは、任意の期間を仮定したとき、その期間を通して受信モードあるいは送信モードを継続するよりも消費電力が小さくなるモードを省電モードとしてもよい。要するに省電モードとは送信モードおよび受信モードよりも消費電力が小さいモードである。

受信信号処理部１１６は、無線通信部１１２が受信した信号を処理をする。この処理には、後述するメッセージタイプの特定や、携帯端末２００のＩＤあるいは後述する予想期間の抽出が含まれる。送信信号生成部１１８は、無線通信部１１２から携帯端末２００に送信すべき信号を生成する。無線通信部１１２において送受信される信号のフォーマットについては後述する。バッファ１２２は、無線通信部１１２における送受信信号を一時的にバッファリングする。

予想期間導出部１２４は、受信信号処理部１１６が無線通信部１１２の受信信号を処理するのに要する予想期間を導出する。予想期間は、受信信号のメッセージタイプや暗号化の種類、あるいはＲＦＩＤタグ１００の内部における他のタスクの実行状態などに基づいて導出される。入力部１２８は、例えば登録開始ボタンであり、後述するペアリング登録の開始の契機を与えるための構成である。なお、ペアリング登録とは、２つの無線通信装置がそれぞれ相手のＩＤを登録する処理をいう。登録情報保持部１３２は、初期状態ではＲＦＩＤタグ１００の固有のＩＤを記憶している。他の無線通信装置のＩＤがペアリング登録されると当該他の無線通信装置の固有のＩＤも合わせて記憶する。

携帯端末２００は、通常の携帯電話としての機能を実現する携帯通信部２３６に加え、ＲＦＩＤタグ１００と同様の機能ブロックを備える。携帯通信部２３６については公知技術なのでここでは説明を省略する。
携帯端末２００の無線通信部２１２は、ＲＦＩＤタグ１００の無線通信部１１２と対応する。携帯端末２００のモード制御部２１４は、ＲＦＩＤタグ１００のモード制御部１１４と対応する。携帯端末２００の受信信号処理部２１６は、ＲＦＩＤタグ１００の受信信号処理部１１６と対応する。携帯端末２００の送信信号生成部２１８は、ＲＦＩＤタグ１００の送信信号生成部１１８と対応する。携帯端末２００のバッファ２２２は、ＲＦＩＤタグ１００のバッファ１２２と対応する。携帯端末２００の予想期間導出部２２４は、ＲＦＩＤタグ１００の予想期間導出部１２４と対応する。携帯端末２００の入力部２２８は、ＲＦＩＤタグ１００の入力部１２８と対応する。携帯端末２００の登録情報保持部２３２は、ＲＦＩＤタグ１００の登録情報保持部１３２と対応する。なお、各ブロックの機能はＲＦＩＤタグ１００のものと同様なのでここでは説明を省略する。

図２は、ＲＦＩＤタグ１００および携帯端末２００の間で送受信される信号のメッセージフォーマット例を示す。このフォーマット例では、以下の５の情報が送受信される。
メッセージタイプ：図３に示されるメッセージＩＤでメッセージタイプを示す。
Ｌｅｎｇｔｈ：信号の全長をバイト単位で示す。
親機ＩＤ：携帯端末２００の固有のＩＤを示す。
子機ＩＤ：ＲＦＩＤタグ１００の固有のＩＤを示す。
オプション：暗号化の種類や同期の方法、後述の予想期間を示す。
親機ＩＤ・子機ＩＤは、例えば製造番号やＭＡＣ（Media Access Control）等のユニークな番号であるとよい。また、携帯端末２００あるいはＲＦＩＤタグ１００のＩＤが特定されていない段階では、フォーマット例の親機ＩＤ・子機ＩＤの部分は「Ｎｕｌｌ」としてもよい。あるいは、「Ｎｕｌｌ」に代えてダミーのＩＤや暗号用のＩＤを入れてもよい。

図３は、図２に示されるメッセージタイプを種類ごとに説明する図である。ここに示される６つのメッセージタイプのうち、「ａｃｋ」は、親機・子機ともに使用し、「ｓｔａｒｔ」と「ｒｅｑｕｅｓｔ」、「ｅｎｄ」は子機のみが使用し、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」と「ｄｅｃｌｉｎｅ」は親機のみが使用する。なお、「ｓｔａｒｔ」および「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」は、それぞれ本発明の「第１信号」の例示であり、「ａｃｋ」は本発明の「第２信号」の例示である。

（シーケンス１：基本メッセージシーケンス）
図４は、図１に示されるＲＦＩＤタグ１００と携帯端末２００との間におけるペアリング登録の基本的な通信の流れを示すシーケンス図である。この図において、「ＴＸ」・「ＲＸ」・「省電モード」は、それぞれＲＦＩＤタグ１００の無線通信部１１２および携帯端末２００の無線通信部２１２の動作モードを示す。「ＴＸ」は送信モード、「ＲＸ」は受信モード、「省電モード」は送信モードおよび受信モードよりも消費電力が小さいモードである。ＲＦＩＤタグ１００のモード制御部１１４および携帯端末２００のモード制御部２１４がそれぞれ上述の動作モードを制御する。

ここで、ＲＦＩＤタグ１００および携帯端末２００による信号の送信は、近距離無線通信方式によるブロードキャストである。したがって、ペアリング登録の際にはＲＦＩＤタグ１００および携帯端末２００を十分に近づけるとよい。また、ペアリング登録の際には登録後よりも通信可能範囲を狭めた状態として、他の無線通信装置からの影響を受けにくくするとよい。

ＲＦＩＤタグ１００は、ユーザのボタン操作を契機としてペアリング登録の開始を要求する「ｓｔａｒｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１２）。この「ｓｔａｒｔ」には、ＲＦＩＤタグ１００のＩＤが暗号化された状態で含まれてもよい。暗号化の種類は公知のもので足りる。

携帯端末２００は、ＲＦＩＤタグ１００から「ｓｔａｒｔ」を受信すると、その応答として「ａｃｋ」をＲＦＩＤタグ１００に送信する（Ｓ１４）。この「ａｃｋ」には、携帯端末２００が「ｓｔａｒｔ」を処理する、すなわち「ｓｔａｒｔ」からＲＦＩＤタグ１００のＩＤを抽出して内容を検証するのに要する予想期間が含まれる。ここで、検証とは、親機に表示された子機のＩＤが正しいことをユーザが確認することであってもよいし、予め親機側に登録可能な子機ＩＤを入力しておき、それとのマッチングを行うことであってもよい。

ＲＦＩＤタグ１００は、携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信すると、そこに含まれた予想期間だけ省電モードとなる。ＲＦＩＤタグ１００はその後、省電モードから復帰し、携帯端末２００における「ｓｔａｒｔ」の処理結果、すなわちＲＦＩＤタグ１００のＩＤの検証の結果を要求する「ｒｅｑｕｅｓｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１６）。

携帯端末２００は、ＲＦＩＤタグ１００から「ｒｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、検証結果の内容をＲＦＩＤタグ１００に送信する（Ｓ１８）。検証結果の内容としては、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」あるいは「ｄｅｃｌｉｎｅ」がある。なお、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」にはＲＦＩＤタグ１００のＩＤとともに携帯端末２００のＩＤが暗号化された状態で含まれてもよい。

ＲＦＩＤタグ１００は、携帯端末２００から「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」を受信すると、その応答として「ａｃｋ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ２２）。この「ａｃｋ」には、ＲＦＩＤタグ１００が「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」を処理する、すなわち「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」から携帯端末２００のＩＤを抽出して検証するのに要する予想期間が含まれる。

携帯端末２００は、ＲＦＩＤタグ１００から「ａｃｋ」を受信すると、そこに含まれた予想期間だけ省電モードとなり、その期間が経過した後、ＲＦＩＤタグ１００から「ｅｎｄ」を受信すべく受信モードで待機する。
ＲＦＩＤタグ１００は、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が完了すると、ペアリング登録フェーズの終了を示す「ｅｎｄ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ２６）。その後、携帯端末２００とＲＦＩＤタグ１００が「ａｃｋ」を交換して双方のＩＤを登録し、ペアリング登録が完了する。

（シーケンス２：登録開始時期のずれ）
図５は、図４に示されるシーケンス図において、携帯端末２００が登録可能状態になるのが遅れた場合の通信の流れを示すシーケンス図である。携帯端末２００が電源オフあるいは通話機能実行中などの場合には携帯端末２００が登録可能状態となっていない。ここではそういった場合の通信の流れを説明する。

ＲＦＩＤタグ１００は、ユーザのボタン操作を契機として「ｓｔａｒｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１２Ａ）。ＲＦＩＤタグ１００は、その後、携帯端末２００からの「ａｃｋ」を受信すべく受信モードで待機するものの、携帯端末２００からＲＦＩＤタグ１００に「ａｃｋ」は送信されない。そこで、ＲＦＩＤタグ１００は、所定期間Δｔ１だけ受信モードで待機した後、所定期間ｔａだけ省電モードとなり、省電モードから復帰後、再度「ｓｔａｒｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１２Ｂ）。ＲＦＩＤタグ１００は、携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信するまで、このような間欠動作を繰り返す。あるいは、間欠動作を所定回数繰り返しても携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信しなかったとき、ペアリング登録の動作を中止する。なお、図５は、３回目の「ｓｔａｒｔ」（Ｓ１２Ｃ）に対して携帯端末２００から「ａｃｋ」が送信された場合を例示している。その「ａｃｋ」が送信された後は、図４と同様にメッセージの送受信が実行される。なお、所定期間Δｔ１，ｔａの長さは、ＲＦＩＤタグ１００の省電力化およびペアリング登録の迅速化のバランスを考慮して、その最適値を実験やシミュレーションで決めればよい。後述のΔｔ２，ｔｂおよびΔｔ３，ｔｃについても同様である。

（シーケンス３：携帯端末２００における処理時間のずれ）
図６は、図４に示されるシーケンス図において、携帯端末２００における「ｓｔａｒｔ」の処理が予想期間内に終了しなかった場合の通信の流れを示すシーケンス図である。携帯端末２００が「ｓｔａｒｔ」を処理中にメールの送受信あるいは通話機能を実行した等の場合には、携帯端末２００における「ｓｔａｒｔ」の処理が予想期間内に終了しないことが考えられる。ここではそういった場合の通信の流れを説明する。

ＲＦＩＤタグ１００は、ユーザのボタン操作を契機として「ｓｔａｒｔ」を携帯端末２００に送信し（Ｓ１２）、携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信すると（Ｓ１４）、そこに含まれた予想期間だけ省電モードとなる。ＲＦＩＤタグ１００はその後、省電モードから復帰し、「ｒｅｑｕｅｓｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１６Ａ）。その後、携帯端末２００からの検証結果を受信すべく受信モードで待機するものの、携帯端末２００からＲＦＩＤタグ１００に検証結果は送信されない。そこで、ＲＦＩＤタグ１００は、所定期間Δｔ２だけ受信モードで待機した後、所定期間ｔｂだけ省電モードとなり、省電モードから復帰後、再度「ｒｅｑｕｅｓｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１６Ｂ）。ＲＦＩＤタグ１００は、携帯端末２００から検証結果を受信するまで、このような間欠動作を繰り返す。あるいは、間欠動作を所定回数繰り返しても携帯端末２００から検証結果を受信しなかったとき、ペアリング登録の動作を中止する。なお、図６は、３回目の「ｒｅｑｕｅｓｔ」（Ｓ１６Ｃ）に対して携帯端末２００から検証結果として「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」が送信された場合を例示している。その「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」が送信された後は、図４と同様にメッセージの送受信が実行される。

（シーケンス４：ＲＦＩＤタグ１００における処理時間のずれ１）
図７は、図４に示されるシーケンス図において、ＲＦＩＤタグ１００における「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が予想期間内に終了しなかった場合の通信の流れを示すシーケンス図である。図７において、携帯端末２００がＲＦＩＤタグ１００から「ａｃｋ」を受信する（Ｓ２２）までの流れは図４と同様である。

携帯端末２００は、ＲＦＩＤタグ１００から「ａｃｋ」を受信すると、そこに含まれた予想期間だけ省電モードとなり、その後、ＲＦＩＤタグ１００から「ｅｎｄ」を受信すべく受信モードで待機する。ＲＦＩＤタグ１００における「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理は予想期間内に終了しないが、携帯端末２００は「ｅｎｄ」を受信するまで一貫して受信モードを継続する。ここで、図５あるいは図６におけるＲＦＩＤタグ１００の間欠動作と同様の動作を携帯端末２００も実行した方が携帯端末２００の省電力化には有利であるが、図７のシーケンスではそれを実行せず、携帯端末２００は一貫して受信モードを継続する。このことは後述のようにＲＦＩＤタグ１００の省電力化を優先する趣旨である。

（シーケンス５：ＲＦＩＤタグ１００における処理時間のずれ２）
図８は、図４に示されるシーケンス図において、ＲＦＩＤタグ１００における「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が予想期間よりも早く終了した場合の通信の流れを示すシーケンス図である。図７において、携帯端末２００がＲＦＩＤタグ１００から「ａｃｋ」を受信する（Ｓ２２）までの流れは図４と同様である。

ＲＦＩＤタグ１００は、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が完了すると「ｅｎｄ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ２６Ａ）。その後、携帯端末２００からの「ａｃｋ」を受信すべく受信モードで待機するものの、携帯端末２００は依然として省電モードであるため、携帯端末２００からＲＦＩＤタグ１００に「ａｃｋ」は送信されない。そこで、ＲＦＩＤタグ１００は、所定期間Δｔ３だけ受信モードで待機した後、所定期間ｔｃだけ省電モードとなり、省電モードから復帰後、再度「ｅｎｄ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ２６Ｂ）。ＲＦＩＤタグ１００は、携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信するまで、このような間欠動作を繰り返す。あるいは、間欠動作を所定回数繰り返しても携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信しなかったとき、ペアリング登録の動作を中止する。なお、図８は、３回目の「ｅｎｄ」（Ｓ２６Ｃ）に対して携帯端末２００から「ａｃｋ」が送信された場合を例示している。携帯端末２００からの「ａｃｋ」に対してＲＦＩＤタグ１００も「ａｃｋ」を返すことで、ペアリング登録が完了する。

（ＲＦＩＤタグ１００の動作）
図９および図１０は、図１に示されるＲＦＩＤタグ１００におけるペアリング登録の動作を示すフローチャートである。ＲＦＩＤタグ１００の動作は、ユーザからの指示を契機として開始される。つまり、ＲＦＩＤタグ１００と携帯端末２００とのペアリング登録を実行したいユーザは、ＲＦＩＤタグ１００の入力部１２８を操作してペアリング登録の動作の開始を指示する。

ＲＦＩＤタグ１００の送信信号生成部１１８は、ユーザによる操作を契機として、ペアリング登録の開始を要求する「ｓｔａｒｔ」を生成し、無線通信部１１２がそれをブロードキャストする（Ｓ１５４）。「ｓｔａｒｔ」の送信後、無線通信部１１２が所定期間Δｔ１内に携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信せず（Ｓ１５６：Ｎｏ）、かつ「ｓｔａｒｔ」の送信回数が所定回数（図９では「Ｎ回」と表記）未満であれば（Ｓ１５８：Ｎｏ）、モード制御部１１４は、無線通信部１１２の動作モードを省電モードに移行させ、所定期間ｔａが経過したときに省電モードから復帰させる（Ｓ１６２）。無線通信部１１２は、省電モードから復帰後、再度「ｓｔａｒｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１５４）。「ｓｔａｒｔ」を所定回数送信しても無線通信部１１２が「ａｃｋ」を受信しないとき（Ｓ１５８：Ｙｅｓ）、モード制御部１１４は、無線通信部１１２における無線通信を中止、すなわちペアリング登録を中止する（Ｓ１６４）。

無線通信部１１２が携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信すると（Ｓ１５６：Ｙｅｓ）、受信信号処理部１１６はそれを処理し、モード制御部１１４は、無線通信部１１２を省電モードに移行させ、「ａｃｋ」に含まれた予想期間すなわち携帯端末２００が「ｓｔａｒｔ」の処理に要する予想期間が経過したときに省電モードから復帰させる（Ｓ１５４）。その後、送信信号生成部１１８は、携帯端末２００における「ｓｔａｒｔ」の処理結果を要求する「ｒｅｑｕｅｓｔ」を生成し、無線通信部１１２がそれを携帯端末２００に送信する（Ｓ１６６）。「ｒｅｑｕｅｓｔ」の送信後、無線通信部１１２が所定期間Δｔ２内に携帯端末２００から応答を受信せず（Ｓ１６８：Ｎｏ）、かつ「ｒｅｑｕｅｓｔ」の送信回数が所定回数（図９では「Ｍ回」と表記）未満であれば（Ｓ１７２：Ｎｏ）、モード制御部１１４は、無線通信部１１２の動作モードを省電モードに移行させ、所定期間ｔｂが経過したときに省電モードから復帰させる（Ｓ１７４）。無線通信部１１２は、省電モードから復帰後、再度「ｒｅｑｕｅｓｔ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１６６）。「ｒｅｑｕｅｓｔ」を所定回数送信しても無線通信部１１２が携帯端末２００からの応答を受信しないとき（Ｓ１７２：Ｙｅｓ）、モード制御部１１４は、無線通信部１１２における無線通信を中止、すなわちペアリング登録を中止する（Ｓ１７６）。

無線通信部１１２が携帯端末２００からペアリング登録の拒否を示す「ｄｅｃｌｉｎｅ」を受信すると（Ｓ１７８：[decline]）、受信信号処理部１１６はそれを処理し、モード制御部１１４は、無線通信部１１２における無線通信を中止、すなわちペアリング登録を中止する（Ｓ１８２）。無線通信部１１２が携帯端末２００から検証結果が正当である旨を示す「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」を受信すると（Ｓ１７８：[complete]）、予想期間導出部１２４は、受信信号処理部１１６がそれを処理するのに要する予想期間を導出する（Ｓ１８４）。送信信号生成部１１８は、その予想期間を含めた「ａｃｋ」を生成し、無線通信部１１２がそれを携帯端末２００に送信する（Ｓ１８６）。受信信号処理部１１６は、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」を処理する（Ｓ１８８）。これにより、暗号化された状態で「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」に含まれている携帯端末２００のＩＤを復号・抽出し、その内容を検証する。

送信信号生成部１１８は、受信信号処理部１１６における処理が完了すると、ペアリング登録フェーズの終了を示す「ｅｎｄ」を生成し、無線通信部１１２がそれを携帯端末２００に送信する（Ｓ１９２）。「ｅｎｄ」の送信後、無線通信部１１２が所定期間Δｔ３内に携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信せず（Ｓ１９４：Ｎｏ）、かつ「ｅｎｄ」の送信回数が所定回数（図１０では「Ｌ回」と表記）未満であれば（Ｓ１９６：Ｎｏ）、モード制御部１１４は、無線通信部１１２の動作モードを省電モードに移行させ、所定期間ｔｃが経過したときに省電モードから復帰させる（Ｓ１９８）。無線通信部１１２は、省電モードから復帰後、再度「ｅｎｄ」を携帯端末２００に送信する（Ｓ１９２）。「ｅｎｄ」を所定回数送信しても無線通信部１１２が「ａｃｋ」を受信しないとき（Ｓ１９６：Ｙｅｓ）、モード制御部１１４は、無線通信部１１２における無線通信を中止、すなわちペアリング登録を中止する（Ｓ２０２）。

無線通信部１１２が携帯端末２００から「ａｃｋ」を受信すると（Ｓ１９４：Ｙｅｓ）、受信信号処理部１１６はそれを処理し、送信信号生成部１１８は応答用の「ａｃｋ」を生成し、無線通信部１１２がそれを携帯端末２００に送信する（Ｓ２０４）。その後、登録情報保持部１３２は、受信信号処理部１１６が「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」から復号・抽出した携帯端末２００のＩＤを正式に登録する（Ｓ２０６）。これにより一連のペアリング登録が終了する。

（携帯端末２００の動作）
図１１および図１２は、図１に示される携帯端末２００におけるペアリング登録の動作を示すフローチャートである。携帯端末２００は、ＲＦＩＤタグ１００から「ｓｔａｒｔ」を受信するまで待機し（Ｓ２５２、Ｓ２５４：Ｎｏ、Ｓ２５５：Ｎｏ）、一定時間受信しなければ登録処理を終了する（Ｓ２５５：Ｙｅｓ、Ｓ２５６）。携帯端末２００の無線通信部２１２がＲＦＩＤタグ１００から「ｓｔａｒｔ」を受信すると（Ｓ２５４：Ｙｅｓ）、予想期間導出部２２４は、受信信号処理部２１６がそれを処理するのに要する予想期間を導出する（Ｓ２５７）。送信信号生成部２１８は、その予想期間を含めた「ａｃｋ」を生成し、無線通信部２１２がそれをＲＦＩＤタグ１００に送信する（Ｓ２５８）。受信信号処理部２１６は、「ｓｔａｒｔ」を処理する（Ｓ２６２）。これにより、暗号化された状態で「ｓｔａｒｔ」に含まれているＲＦＩＤタグ１００のＩＤを復号・抽出し、その内容を検証する。携帯端末２００は、その後、ＲＦＩＤタグ１００から「ｒｅｑｕｅｓｔ」を受信するまで待機し（Ｓ２６４：Ｎｏ、Ｓ２６５：Ｎｏ）、一定時間受信しなければ登録処理を終了する（Ｓ２６５：Ｙｅｓ、Ｓ２６６）。

無線通信部２１２は、ＲＦＩＤタグ１００から「ｒｅｑｕｅｓｔ」を受信すると（Ｓ２６４：Ｙｅｓ）、それに対する応答メッセージを送信する。応答メッセージは、「ｓｔａｒｔ」に含まれるＲＦＩＤタグ１００のＩＤが正当であれば「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」（Ｓ２６７：ＯＫ、Ｓ２６８）、登録拒否あるいは登録失敗の場合には「ｄｅｃｌｉｎｅ」（Ｓ２６７：ＮＧ、Ｓ２７２）である。無線通信部２１２が「ｄｅｃｌｉｎｅ」を送信すると、携帯端末２００におけるペアリング登録は中止される（Ｓ２７４）。

無線通信部２１２は、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の送信後、それに対する「ａｃｋ」をＲＦＩＤタグ１００から受信する（Ｓ２７６）。受信信号処理部２１６は「ａｃｋ」を処理し、モード制御部２１４は、無線通信部２１２を省電モードに移行させ、「ａｃｋ」に含まれた予想期間すなわちＲＦＩＤタグ１００が「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理に要する予想期間が経過したときに省電モードから復帰させる（Ｓ２８６）。携帯端末２００は、その後、ＲＦＩＤタグ１００から「ｅｎｄ」を受信するまで待機し（Ｓ２８８：Ｎｏ、Ｓ２８９：Ｎｏ）、一定時間受信しなければ登録処理を終了する（Ｓ２８９：Ｙｅｓ、Ｓ２９１）。

無線通信部２１２は、ＲＦＩＤタグ１００から「ｅｎｄ」を受信すると（Ｓ２８８：Ｙｅｓ）、それに対する「ａｃｋ」を送信し（Ｓ２９２）、その後ＲＦＩＤタグ１００から「ａｃｋ」を受信する（Ｓ２９４）。その後、登録情報保持部２３２は、受信信号処理部２１６が「ｓｔａｒｔ」から復号・抽出したＲＦＩＤタグ１００のＩＤを正式に登録する（Ｓ２９６）。これにより一連のペアリング登録が終了する。

本実施の形態によれば、ＲＦＩＤタグ１００の無線通信部１１２は、「ｓｔａｒｔ」あるいは「ｒｅｑｕｅｓｔ」、「ｅｎｄ」（以下、「第１信号」と表記）を送信後、所定期間内に携帯端末２００から応答を受信しなかったとき、モード制御部１１４の制御により一時的に省電モードとなり、その後、再度第１信号を携帯端末２００に送信する。このため、省電モードに移行することなく第１信号を送信し続ける場合と比較してＲＦＩＤタグ１００の消費電力が低減される。また、第１信号を送信回数に上限が設けられているので、無期限に送信し続けることによる電力の無駄が防止される。

さらに、携帯端末２００の無線通信部２１２が「ｓｔａｒｔ」を受信すると、予想期間導出部２２４は、受信信号処理部２１６がそれを処理するのに要する予想期間を導出し、送信信号生成部２１８はその予想期間を含む「ａｃｋ」を生成し、無線通信部２１２がそれをＲＦＩＤタグ１００に送信する。そしてＲＦＩＤタグ１００のモード制御部１１４はその予想期間は無線通信部１１２を省電モードとする。これにより、信号の受信がないであろう予想期間に無線通信部１１２が受信モードで待機し続ける場合と比較して、ＲＦＩＤタグ１００の消費電力が低減される。
同様にして、携帯端末２００のモード制御部２１４は、無線通信部２１２がＲＦＩＤタグ１００に送信した「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」をＲＦＩＤタグ１００の受信信号処理部１１６が処理するのに要する予想期間においては無線通信部２１２を省電モードとするので、携帯端末２００の消費電力が低減される。

さらに、携帯端末２００の無線通信部２１２は、ＲＦＩＤタグ１００の受信信号処理部１１６における「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が予想期間内に終了しなくても、ＲＦＩＤタグ１００から「ｅｎｄ」を受信すべく一貫して受信モードで待機する。ここで、省電モードから復帰後に「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理結果を携帯端末２００からＲＦＩＤタグ１００に要求する方式を採用し、間欠的にその要求を繰り返すことも考えられる。しかしそうすると、ＲＦＩＤタグ１００の受信信号処理部１１６における「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が予想期間よりも早く終了した場合に、ＲＦＩＤタグ１００の無線通信部１１２は、「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理結果のリクエストが携帯端末２００から送信されるのを待つために受信モードで待機しなければならない。すなわち、無線通信部１１２は携帯端末２００が省電モードから復帰するまで無駄に受信モードで待つことになり、ＲＦＩＤタグ１００の電力消費の面で好ましくない。したがって、本実施の形態では上述のように、ＲＦＩＤタグ１００の受信信号処理部１１６における「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理終了後、ＲＦＩＤタグ１００の無線通信部１１２に「ｅｎｄ」の間欠送信をさせることで、ＲＦＩＤタグ１００の省電力化を優先的に実現している。充電可能なバッテリにより駆動される携帯端末２００よりもボタン電池により駆動されるＲＦＩＤタグ１００の省電力化を重要視してのことである。

上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では特に説明しなかったが、ペアリング登録が終了あるいは中止されたときにユーザにそれを通知するユーザ通知部をＲＦＩＤタグ１００に設けてもよい。通知の方法としては、スピーカからの音声・ディスプレイによる画面表示・バイブレータの振動などが考えられる。これによれば、ユーザの利便性が高められる。
また、実施の形態ではＲＦＩＤタグ１００に対して１つの無線通信装置すなわち携帯端末２００をペアリング登録したが、当然ながら複数の無線通信装置を登録することもできる。また、無線通信装置の例示としてのＲＦＩＤタグ１００を説明したが、これにも当然変更の余地があり、ＲＦＩＤタグに代えて携帯端末としてもよい。
また、実施の形態では携帯端末２００として通常の携帯電話に近距離無線通信方式による通信機能を付加したものを説明したが、それに代えてＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯用コンピュータを利用してもよい。
また、実施の形態では近距離無線通信方式としては、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）やＵＷＢ、特定小電力無線を例示したが、これに代えて無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を利用することも考えられる。
さらに、近距離無線通信方式に限定されず、無線通信一般に本実施の形態の技術を適用してもよい。

実施の形態にかかる無線通信装置としてのＲＦＩＤタグおよび携帯端末の構成を示す機能ブロック図である。 ＲＦＩＤタグおよび携帯端末の間で送受信される信号のメッセージフォーマット例を示す図である。 図２に示されるメッセージタイプを種類ごとに説明する図である。 図１に示されるＲＦＩＤタグと携帯端末との間におけるペアリング登録の基本的な通信の流れを示すシーケンス図である。 図４に示されるシーケンス図において、携帯端末が登録可能状態になるのが遅れた場合の通信の流れを示すシーケンス図である。 図４に示されるシーケンス図において、携帯端末における「ｓｔａｒｔ」の処理が予想期間内に終了しなかった場合の通信の流れを示すシーケンス図である。 図４に示されるシーケンス図において、ＲＦＩＤタグにおける「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が予想期間内に終了しなかった場合の通信の流れを示すシーケンス図である。 図４に示されるシーケンス図において、ＲＦＩＤタグにおける「ｃｏｍｐｌｅｔｅ」の処理が予想期間よりも早く終了した場合の通信の流れを示すシーケンス図である。 図１に示されるＲＦＩＤタグにおけるペアリング登録の動作（前半）を示すフローチャートである。 図１に示されるＲＦＩＤタグにおけるペアリング登録の動作（後半）を示すフローチャートである。 図１に示される携帯端末におけるペアリング登録の動作（前半）を示すフローチャートである。 図１に示される携帯端末におけるペアリング登録の動作（後半）を示すフローチャートである。

符号の説明

１００・・・ＲＦＩＤタグ、１１２・・・無線通信部、１１４・・・モード制御部、１１６・・・受信信号処理部、１１８・・・送信信号生成部、１２４・・・予想期間導出部、１３２・・・登録情報保持部、２００・・・携帯端末、２１２・・・無線通信部、２１４・・・モード制御部、２１６・・・受信信号処理部、２１８・・・送信信号生成部、２２４・・・予想期間導出部、２３２・・・登録情報保持部。

Claims (8)

1. 他の無線通信装置との間で無線通信を実行する無線通信部と、前記無線通信部の動作モードを制御するモード制御部とを備え、
   前記無線通信部は、他の無線通信装置に第１信号を送信し、前記第１信号に対する応答信号として、前記他の無線通信装置が前記第１信号の処理に要する予想期間を含む第２信号を前記他の無線通信装置から受信し、
   前記モード制御部は、前記無線通信部が前記第２信号を受信したとき、前記無線通信部を省電モードに移行させ、その後、前記第２信号に含まれる前記予想期間に応じた期間が経過したとき、前記無線通信部を前記省電モードから復帰させることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記無線通信部は、前記省電モードから復帰後、前記他の無線通信装置が前記第１信号を処理した結果を要求する要求信号を前記他の無線通信装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記モード制御部は、前記無線通信部が前記要求信号の送信後それに対する応答信号を所定の第１期間受信しなかったとき、前記無線通信部を省電モードに移行させ、所定の第２期間が経過したとき、前記無線通信部を前記省電モードから復帰させ、
   前記無線通信部は、前記第２期間が経過して前記省電モードから復帰した後、前記要求信号を前記他の無線通信装置に再度送信することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記モード制御部は、前記無線通信部が前記要求信号に対する応答信号を前記第１期間受信しなかったことにより前記無線通信部を前記省電モードに移行させた回数が所定回数を超えたとき、前記無線通信部における前記他の無線通信装置との間の無線通信を中止させることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記無線通信部は、前記他の無線通信装置との間で近距離通信方式による無線通信を実行し、
   前記第１信号は、本無線通信装置の識別情報を含み、この識別情報の登録を要求する信号であり、
   前記要求信号は、前記他の無線通信装置において前記識別情報の登録がされたか否かの結果を要求する信号であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. 前記無線通信部は、前記省電モードから復帰後、前記第１信号の処理結果を受信すべく受信モードで待機することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
7. 他の無線通信装置との間で無線通信を実行する無線通信部と、
   前記無線通信部が受信した信号を処理する信号処理部と、
   前記無線通信部が受信した信号を前記信号処理部が処理するのに要する予想期間を導出する予想期間導出部とを備え、
   前記無線通信部は、前記他の無線通信装置から信号を受信したとき、前記信号処理部における処理に先立って、前記予想期間を含む信号を前記他の無線通信装置に送信することを特徴とする無線通信装置。
8. 第１無線通信装置が第２無線通信装置に第１信号を送信するステップと、
   前記第２無線通信装置が前記第１信号を受信するステップと、
   前記第２無線通信装置が前記第１信号の処理に要する予想期間を導出するステップと、
   前記第２無線通信装置が前記予想期間を含む第２信号を前記第１無線通信装置に送信するステップと、
   前記第１無線通信装置が前記第２信号を受信するステップと、
   前記第１無線通信装置が省電モードに移行するステップと、
   前記第１無線通信装置が、前記第２信号に含まれる前記予想期間に応じた期間が経過するまで前記省電モードを継続するステップと、
   前記第１無線通信装置が前記予想期間に応じた期間の経過後に前記省電モードから復帰するステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。

Images