JP2009177243A - 通信システムおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】間欠受信のタイミングを規定する信号を送信する装置、および間欠受信のタイミングを送信側通信装置の送信タイミングに同期させる回路を用いることなく間欠受信を行って消費電力を低減すること。
【解決手段】受信停止期間Ｔ１と受信待ち期間Ｔ２とを繰り返す間欠受信動作を制御するとともに、受信待ち期間Ｔ１の間に起動信号を受信した場合には、間欠受信動作から通常受信動作に切り替える制御部を備え、前記通信装置のなかで前記起動信号を送信する通信装置の制御部は、所定の送信期間Ｔ３を有する前記起動信号を、所定の送信間隔Ｔ４毎にＮ回送信する機能をさらに備え、他の通信装置が受信待ち期間Ｔ２中に起動信号を受信することができるように、受信停止期間Ｔ１、受信待ち期間Ｔ２、起動信号の送信期間Ｔ３、起動信号の送信間隔Ｔ４および起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つを決定する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、通信システムに関するものであり、特に、受信回路の停止とキャリアセンスを定期的に繰り返す間欠受信に関するものである。

バッテリーを電源として動作する通信装置の電力の消費を抑制するための技術として、間欠受信がある。間欠受信は、無線信号の受信に関わる回路の停止（休止）と、無線信号の受信に関わる回路を動作させてキャリアセンスを行う動作とを定期的に繰り返すものである。この間欠受信に関する従来技術として、たとえば、非特許文献１および特許文献１がある。

非特許文献１には、基地局が定期的に制御信号を送信し、ポケットベルや携帯電話などの通信装置は、自己の属するグループへの着信の有無を示す制御信号が送信されている期間のみ電源をＯＮにして制御信号を受信することで電力の消費を低減し、電池の消耗を抑制する技術が開示されている。

また、特許文献１には、通信装置の無線部による間欠受信の制御において、プリアンブル信号検出までの間欠受信中のトラヒックの疎、密に対して間欠受信のオン時間および周期を制御することで、間欠受信中の電力の消費を低減し、電池の消耗を抑制する技術が開示されている。

具体的には、キャリアセンス状態で中間周波数の信号を検出（キャリア受信）すると、第一の動作間隔で間欠受信動作を行うプリアンブルサーチモードに移行する。プリアンブルサーチモードにおいて通信フレームのプリアンブルを検出すると、アドレスサーチモードに移行してアドレス受信を行う。送信局からの送信が無く、キャリアを受信しない場合には、プリアンブルサーチモードより動作間隔の短い第二の動作間隔で間欠受信動作を行う電界サーチモードに移行する。電界サーチモードに移行した後もキャリア受信をしない場合には、動作間隔の長い第三の動作間隔で間欠受信を行う電界サーチ周期変更モードに移行し、中間周波数信号の検出を行う。電界サーチ周期変更モードでは、動作間隔が長いため、送信局からのプリアンブル信号を検出できない可能性が生じる。これを防止するため、送信局は、動作間隔より長い期間信号を送信することにより、受信機が通常のプリアンブルサーチモードにした後、正規の信号を送信する。

特許第３１１０１７３号公報 第２頁〜第３頁、図２ 水澤純一 他著「パーソナル・マルチメディア通信絵とき読本」株式会社オーム社 平成７年６月２０日 ｐ１２１

しかしながら、上記非特許文献１および特許文献１に記載の従来技術では、受信側の通信装置が、送信側の通信装置が送信した送信信号に同期して受信動作を行うように、送信側の通信装置から一定の間隔で信号を送信する必要がある。そのため、送信側の通信装置は送信すべきデータが存在しない場合でも、受信側の通信装置と同期を取るための信号を送信しなければならず、無駄な電力を消費してしまうという問題があった。

また、上記非特許文献１および特許文献１に記載の従来技術では、受信側の通信装置は、送信側の通信装置が送信する信号に同期して受信動作を行うため、同期を取るための同期回路が必要となり、回路が複雑になるという問題があった。

さらに、上記非特許文献１および特許文献１に記載の従来技術は、信号を送信する送信側の通信装置と、間欠動作を行う受信側の通信装置の役割が明確に区別可能な無線通信システム、所謂マスター・スレーブ形状のネットワークを構成する無線通信システムに適用することは可能であるが、複数の通信装置が同等の機能を果たすメッシュ型のネットワークを構成する無線通信システムに適用することはできないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、間欠受信のタイミングを規定する信号を送信する装置、および間欠受信のタイミングを送信側通信装置の送信タイミングに同期させる回路を用いることなく間欠受信を行って消費電力を低減することができる通信システムおよび通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の通信装置が非同期で相互通信を行う通信システムにおいて、前記通信装置は、受信機能を停止させて通信信号の受信を不可とする受信停止期間と、前記受信機能を動作させて通信信号の受信を可能とする受信待ち期間とを繰り返す間欠受信動作を制御するとともに、前記受信待ち期間の間に起動信号を受信した場合には、前記間欠受信動作から受信機能を停止させることなく通信信号を受信待ちする通常受信動作に切り替える制御部を備え、前記通信装置のなかで他の通信装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、所定の送信期間を有し、前記間欠受信動作から前記通常受信動作に切り替えるための前記起動信号を、所定の送信間隔毎にＮ回送信する機能をさらに備え、他の通信装置が前記受信待ち期間中に前記起動信号を受信することができるように、前記受信停止期間、前記受信待ち期間、前記起動信号の送信期間、起動信号の送信間隔および前記起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つを決定することを特徴とする。

この発明によれば、他の通信装置が受信待ち期間中に起動信号を受信することができるように、受信停止期間、受信待ち期間、起動信号の送信期間、起動信号の送信間隔および起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つを決定するようにしているので、複数の通信装置のなかで他の通信装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置が間欠受信のタイミングを規定する信号を送信することなく、各通信装置に同期回路を搭載することなく間欠受信機能を実行することができ、また消費電力を低減することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信システムおよび通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１〜図７を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。図１は、この発明を適用した無線通信システムの一例を示す図である。図１において、無線通信システムは、通常電力状態または省電力状態で動作する複数（この場合は４台）の通信装置１（１−１〜１−４を示す）を備え、無線通信によって相互通信を行うメッシュ型のネットワークを構成している。通常電力状態とは、受信機能を停止させることなく常にキャリアセンスを行って無線信号を受信待ちする通常受信動作を行う状態である。省電力状態とは、受信機能を停止させて無線信号の受信を不可とする受信停止期間と、受信機能を動作させて無線信号の受信を可能とする受信待ち期間とを繰り返す間欠受信動作を行う状態である。なお、図１においては、無線通信システムのネットワーク構成をメッシュ型としたが、ネットワークの構成はこれに限るものではない。

図２は、通信装置１が用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。図２に示すように、通信フレームには、間欠受信を行う省電力状態の通信装置１を常にキャリアセンスを行う通常電力状態に切り替えるための起動フレームと、データ転送に用いるデータフレームとがある。起動フレームは、プリアンブルフィールドと、同期コードフィールドと、フレームコードフィールドとで構成され、データフレームは、プリアンブルフィールド、同期コードフィールド、フレームコードフィールド、ヘッダフィールド、およびデータフィールドで構成される。すなわち、データフレームは、起動フレームにヘッダフィールドとデータフィールドとが追加された構成となっている。

プリアンブルフィールドには、通信装置１がキャリアセンス時にキャリアの有無の判定に用いるプリアンブルが格納される。同期コードフィールドには、通信フレームの復調処理のタイミングと通信シンボルとの同期をとるための同期コードが格納される。フレームコードフィールドには、当該通信フレームの種別を示すフレームコードが格納される。たとえば、起動フレームの場合、フレームコードフィールドには起動フレームであることを示すフレームコード「０１」が格納され、データフレームの場合、フレームコードにはデータフレームであることを示すフレームコード「００」が格納される。ヘッダフィールドには、データフレームの送信元や送信先、データ長などの情報が格納される。データフィールドには、送信すべきデータが格納される。

図３は、図１に示した通信装置１の構成を示すブロック図である。図３において、通信装置１は、アンテナ２、受信アンプ１０１と受信フィルタ１０２とＡＤコンバータ１０３と復調器１０４とを有する受信回路１０、フレーム解析部１１、上位インターフェース部１２、フレーム生成部１３、変調器１４１とＤＡコンバータ１４２と送信フィルタ１４３と送信アンプ１４４とを有する送信回路１４、受信停止時間計測タイマ１５、受信待ち期間計測タイマ１６、起動信号送信間隔計測タイマ１７、起動信号送信リトライカウンタ１８、制御部１９、および電源回路２０を備えている。

アンテナ２は、他の通信装置１が送信した無線信号を受信するとともに、他の通信装置１に送信する無線信号を送信する。受信アンプ１０１は、アンテナ２が受信した無線信号（受信信号）を増幅する。受信フィルタ１０２は、受信アンプ１０１によって増幅された受信信号から不要な周波数成分を除去する。ＡＤコンバータ１０３は、受信フィルタ１０２によって不要な周波数成分が除去された受信信号を予め定められた間隔でサンプリングして振幅情報に変換する。復調器１０４は、ＡＤコンバータ１０３によって変換されたデジタル信号に復調処理を施して振幅情報をビット列（通信フレーム）に変換する。

フレーム解析部１１は、復調器１０４によって変換された通信フレームを解析する。具体的には、フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードに基づいて受信した通信フレームの種別（起動フレームであるのかデータフレームであるのか）を識別する。上位インターフェース部１２は、図示しない上位レイヤ処理部とのインターフェース機能を有し、フレーム解析部１１によってデータフレームであると識別されたデータフレームを上位レイヤ処理部に出力するとともに、上位レイヤ処理部から入力される送信データ情報をフレーム生成部１３に出力する。

フレーム生成部１３は、上位インターフェース部１２または制御部１９からの指示により他の通信装置１に送信する通信フレームを生成する。変調器１４１は、フレーム生成部１３によって生成された通信フレームに予め定められた変調処理を施す。ＤＡコンバータ１４２は、変調器１４１によって変調処理が施された通信フレームをアナログ信号に変換する。送信フィルタ１４３は、ＤＡコンバータ１４２によってアナログ信号に変換された通信フレームから不要な周波数成分を除去する。送信アンプ１４４は、送信フィルタ１４３によって不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅する。

受信停止時間計測タイマ１５は、制御部１９からの指示によって省電力状態における受信機能を停止する受信停止時間を計測する。受信待ち期間計測タイマ１６は、制御部１９からの指示によって省電力状態においてキャリアセンスを行う受信待ち期間を計測する。起動信号送信間隔計測タイマ１７は、起動フレームを送信する時間間隔である起動信号送信間隔を計測する。起動信号送信リトライカウンタ１８は、起動フレームの送信のリトライ回数をカウントする。

電源回路２０は、装置内に電源を供給する。制御部１９は、装置内の各構成要素を統括的に制御するとともに、電源回路２０を制御して省電力状態においては一定の間隔で受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関する構成要素への電力の供給を停止させて間欠受信を実行させる。

つぎに、この実施の形態１の通信装置１の動作について説明する。なお、起動フレームの無線信号を起動信号と呼び、データフレームの無線信号をデータ信号と呼ぶことがある。通信装置１が行なう処理には、通常電力状態においてデータフレームを送信するデータフレーム送信処理と、通常電力状態において通信フレームを受信する通常電力状態通信フレーム受信処理と、起動フレームを送信して省電力状態の他の通信装置１を通常電力状態に切り替える通信装置起動処理と、省電力状態で動作する省電力処理とがある。まず、データフレーム送信処理の動作について説明する。

上位インターフェース部１２は、上位レイヤ処理部から入力された送信すべきデータ(送信データ）と付加情報とを含む送信データ情報をフレーム生成部１３に出力する。ここで、付加情報とは、データの送信先となる通信装置１のアドレスや送信元となる自装置のアドレス、データ長などの情報である。また、上位インターフェース部１２は、データを送信する旨を制御部１９に通知する。この通知によって、制御部１９は、他の通信装置１と通信を開始すること認識して、自装置が省電力状態である場合には、電源回路２０を制御して送信回路１４および受信回路１０に電源の供給を開始させる。

フレーム生成部１３は、送信データ情報に基づいてデータフレームを生成する。具体的には、フレーム生成部１３は、先の図２に示したデータフレームのプリアンブルフィールドに予め定められたプリアンブルパタンを格納し、同期コードフィールドに予め定められた同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに当該通信フレームがデータフレームであることを示すフレームコード「００」を格納する。また、フレーム生成部１３は、ヘッダフィールドに送信データ情報に含まれる付加情報を格納し、データフィールドに送信データ情報に含まれる送信データを格納する。フレーム生成部１３は、生成した通信フレームを変調器１４１に出力する。

変調器１４１は、データフレームに予め定められた変調処理を施す。変調処理は、たとえば、ＱＰＳＫ（Quadrate Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrate Amplitude Modulation）などの変調処理である。変調器１４１は、変調処理を施したデータフレームをＤＡコンバータ１４２に出力する。

ＤＡコンバータ１４２は、変調処理が施されたデータフレームをアナログ信号に変換して送信フィルタ１４３に出力する。送信フィルタ１４３は、アナログ信号に変換されたデータフレームから不要な周波数成分を除去して送信アンプ１４４に出力する。送信アンプ１４４は、不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅してアンテナ２を介してデータ信号として送信する。

つぎに、通常電力状態通信フレーム受信処理の動作について説明する。受信アンプ１０１は、アンテナ２が受信した受信信号を増幅して受信フィルタ１０２に出力する。受信フィルタ１０２は、増幅された受信信号から不要な周波数成分を除去してＡＤコンバータ１０３に出力する。ＡＤコンバータ１０３は、不要な周波数成分が除去された受信信号を予め定められた間隔でサンプリングして振幅情報に変換する。

復調器１０４は、デジタル信号に変換された通信フレームに復調処理を施して振幅情報をビット列（通信フレーム）に変換する。具体的には、復調器１０４は、デジタル信号に変換された通信フレームの同期コードフィールドに格納された同期コードに基づいてタイミングと通信シンボルとの同期をとって、通信フレームに予め定められた復調処理を施す。復調処理は、送信元である通信装置１の変調器１４１によって変調された方式に対応する処理であり、たとえば、ＱＰＳＫやＱＡＭなどの復調処理である。復調器１０４は、復調処理を施した通信フレームをフレーム解析部１１に出力する。

フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに基づいて、通信フレームがデータフレームであるのか起動フレームであるのかを識別する。フレームコードがデータフレームであることを示す「００」の場合、フレーム解析部１１は、データフレームを上位インターフェース部１２を介して上位レイヤ処理部に出力する。上位レイヤ処理部は、データフレームのヘッダフィールドに格納された付加情報に基づいてデータフレームが自装置宛てであるか否かを判定し、自装置宛のデータフレームの場合には所定のデータ処理を実行する。

フレームコードが起動フレームであることを示す「０１」の場合、フレーム解析部１１は、起動フレームを制御部１９に出力する。制御部１９は、自装置が通常電力状態であるのか省電力状態であるのかを識別する。ここでは、自装置は通常電力状態である。よって、状態を切り替える必要がないため、制御部１９は、起動フレームによる処理を行なわない。

つぎに、図４のフローチャートを参照して、通信装置起動処理の動作について説明する。この通信装置起動処理は、省電力状態の通信装置１を通常電力状態に切り替える親通信装置１として動作する通信装置１が行う処理である。この通信装置起動処理は、たとえば、最後に通信を行ってから（データフレームの受信または送信してから）予め定められた時間が経過した後にデータフレームを送信する前に実行する。なお、実行タイミングはこれに限るものではない。

制御部１９は、起動信号送信リトライカウンタ１８をリセット（カウント値ｎを０に）する（ステップＳ１００）。制御部１９は、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して起動信号を送信する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１９は、起動フレームを送信する旨をフレーム生成部１３に通知する。フレーム生成部１３は、プリアンブルフィールドに予め定められたプリアンブルパタンを格納し、同期コードフィールドに予め定められた同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに当該通信フレームが起動フレームであることを示すフレームコード「０１」を格納して起動フレームを生成する。フレーム生成部１３は、生成した起動フレームを送信回路１４に出力する。

送信回路１４は、上述したデータフレーム送信処理の動作と同様に、変調器１４１が、起動フレームに変調処理を施し、ＤＡコンバータ１４２が、変調処理が施された起動フレームをアナログ信号に変換し、送信フィルタ１４３が、アナログ信号に変換されたデータフレームから不要な周波数成分を除去し、送信アンプ１４４が、不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅してアンテナ２を介して送信する。これにより、起動信号が送信される。

一方、制御部１９は、フレーム生成部１３に起動フレームを送信する旨を通知した後、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップ（ｎ＝ｎ＋１）する。制御部１９は、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎと予め定められたリトライ回数閾値Ｎとを比較する（ステップＳ１０３）。

起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎより小さい場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、制御部１９は、起動信号送信間隔計測タイマ１７を起動して、起動フレームを送信する時間間隔である起動信号送信間隔Ｔ４の計測を開始させる（ステップＳ１０４）。起動信号送信間隔計測タイマ１７による起動信号送信間隔Ｔ４の計測が完了すると（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、制御部１９は、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して起動信号を送信し、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップし、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎとリトライ回数閾値Ｎとを比較し、起動信号送信間隔計測タイマ１７を起動する動作を、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎ以上になるまで繰り返す（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）。これにより、親通信装置として動作する通信装置１は、起動信号（起動フレーム）を起動信号送信間隔Ｔ４毎にリトライ回数閾値Ｎ回送信する。

つぎに、図５のフローチャートを参照して、省電力処理の動作について説明する。制御部１９は、通常電力状態から省電力状態に移行することを決定すると、電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する（ステップＳ２００）。これにより、通信装置１は、他の通信装置１が送信した信号を受信不可となる受信停止期間となる。

なお、通常電力状態から省電力状態への移行の決定は、たとえば、データフレーム送信処理または通常電力状態通信フレーム受信処理が終了してから、一定期間データフレーム送信処理または通常電力状態通信フレーム受信処理が発生しなかった場合などに行われるが、移行の条件はこれに限るものではない。

制御部１９は、受信停止時間計測タイマ１５を起動して、受信停止期間となる受信停止時間Ｔ１の計測を開始させる（ステップＳ２０１）。受信停止時間計測タイマ１５による受信停止時間Ｔ１の計測が完了すると（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、制御部１９は、電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給を開始する（ステップＳ２０３）。制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を起動して、省電力状態においてキャリアセンスを行う受信待ち期間となる受信待ち時間Ｔ２の計測を開始させる（ステップＳ２０４）。

一方、受信回路１０は、先のステップＳ２０３において電力が供給されたので、キャリアセンスを行い（ステップＳ２０５）、キャリアを検出した際には上述した通信フレーム受信処理の動作と同様の処理を行なう。すなわち、受信アンプ１０１が、アンテナ２が受信した受信信号を増幅し、受信フィルタ１０２が、増幅された受信信号から不要な周波数成分を除去してＡＤコンバータ１０３に出力し、ＡＤコンバータ１０３が、不要な周波数成分が除去された受信信号を予め定められた間隔でサンプリングして振幅情報に変換し、復調器１０４が、デジタル信号に変換された通信フレームに復調処理を施して振幅情報をビット列(通信フレーム）に変換してフレーム解析部１１に出力する。

フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに基づいて、通信フレームがデータフレームであるのか起動フレームであるのかを識別する。フレームコードがデータフレームであることを示す「００」の場合、フレーム解析部１１は、データフレームを上位インターフェース部１２を介して上位レイヤ処理部に出力する。

フレームコードが起動フレームであることを示す「０１」の場合、フレーム解析部１１は、起動フレームを制御部１９に出力する。起動フレームを受けると、すなわち起動信号を受信すると（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち時間の計測を停止し、自己の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

一方、キャリアを検出したが受信した通信フレームが起動フレームではなかった場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、または受信待ち期間計測タイマ１６によって受信待ち期間Ｔ２の計測が完了した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ２００の電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する動作に戻って、受信停止時間計測タイマ１５を起動して受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ、受信停止時間Ｔ１が経過した後に電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給を開始し、受信待ち期間計測タイマ１６に受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる動作を、起動フレームを受信するまで繰り返す（ステップＳ２００〜Ｓ２０７）。

つぎに、図６および図７を用いてこの実施の形態１の通信装置１を適用した無線通信システムの動作について説明する。まず、図６は、この実施の形態１の通信装置１を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。図６においては、通信装置１−１は、先の図５のフローチャートを参照して説明した省電力状態処理によって受信待ち時間Ｔ２と受信停止時間Ｔ１とを繰り返して間欠受信を行っている。一方、通信装置１−２は、親通信装置であり先の図４のフローチャートを参照して説明した通信装置起動処理によって、起動信号を起動信号送信間隔Ｔ４でＮ回送信している。

ここで、起動信号の送信にかかる時間（起動信号の送信期間となる送信時間）をＴ３とし、リトライ回数閾値（リトライ回数）をＮ、起動信号送信間隔をＴ４とする。この通信システムにおいては、Ｎ回のレトライ中に、親通信装置以外の他の通信装置が受信待ち期間Ｔ２中に起動信号を受信することができるように、受信停止期間Ｔ１、受信待ち期間Ｔ２、起動信号の送信時間Ｔ３、起動信号の送信間隔Ｔ４および起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つのパラメータを決定するようにしている。
具体的には、リトライ回数閾値（リトライ回数）Ｎ、受信停止時間Ｔ１、受信待ち時間Ｔ２、起動信号の送信時間Ｔ３、および起動信号送信間隔Ｔ４との関係を、下記の（式１）〜（式３）すべてが成り立つように設定する。
Ｎ≧（Ｔ１＋Ｔ２）／｜（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）｜ ・・・ （式１）
Ｔ２≧｜（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）｜ ・・・ （式２）
Ｔ２≧Ｔ３ ・・・ （式３）

通信装置１−２が時間Ｔ３の起動信号を１回送信するごとに、通信装置１−１の受信待ち期間Ｔ２の開始時刻と、通信装置１−２による起動信号の送信開始時刻との時間差ΔＴ（１回目の送信による通信装置１−１の受信待ち期間Ｔ２の開始時刻と通信装置１−２による起動信号の送信開始時刻との時間差ΔＴ１〜Ｎ回目の送信による通信装置１−１の受信待ち期間Ｔ２の開始時刻と通信装置１−２による起動信号の送信開始時刻との時間差ΔＴＮを示す）は、「（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）」ずつ増加、または減少する。したがって、通信装置１−１と通信装置１−２とが非同期で動作しているため、通信装置１−２による１回目の起動信号送信時点における通信装置１−１の受信待ち開始との時間差はランダムであるが、通信装置１−２が起動信号を「（Ｔ１＋Ｔ２）／｜（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）｜」回送信する間に、必ず通信装置１−１の受信待ち時間Ｔ２内に起動信号が送信されることになる。

図６においては、通信装置１−２が１回目と２回目に送信した起動信号は、通信装置１−１の受信停止時間Ｔ１ないであり通信装置１−１は起動信号を受信することはできないが、通信装置１−２が３回目に送信した起動信号は、通信装置１−１の受信待ち時間Ｔ２ないとなるので、通信装置１−１はこの３回目に送信された起動信号を受信して省電力状態から通常電力状態に切り替わる。

図７は、この実施の形態１の通信装置１を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図であり、複数の通信装置１が省電力状態で間欠受信を行っている例を示している。図７においては、通信装置１−１〜１−３が省電力状態による間欠受信で動作しており、通信装置１−４が親通信装置として動作している。通信装置１−１〜１−３は、それぞれ非同期に間欠受信を行っているため、異なるタイミングで受信待ちとなる。このような場合も、先の図５を参照して説明した間欠受信を行っている通信装置１が１台の場合と同様に、通信装置１−１〜１−３の受信待ち期間Ｔ２の開始時刻と、通信装置１−３による起動信号の送信開始時刻との時間差は、「（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）」ずつ増加、または減少する。したがって、通信装置１−４が、Ｎ回起動信号を送信する間に、通信装置１−１〜１−３は必ず起動信号を受信可能となる。

図７においては、通信装置１ー４が１回目に送信した起動信号は、通信装置１ー１〜１−３の受信停止時間Ｔ１内であるため、通信装置１−１〜１−３は起動信号を受信することはできないが、通信装置１−４が２回目に送信した起動信号は、通信装置１ー２の受信待ち時間Ｔ２内であるため、通信装置１−２は、２回目の起動信号によって省電力状態から通常電力状態に切り替わる。また、通信装置１−４が３回目に送信した起動信号は、通信装置１−１の受信待ち時間Ｔ２内であるため、通信装置１−１は、３回目の起動信号によって省電力状態から通常電力状態に切り替わる。そして、通信装置１−４がＮ回目に送信した起動信号は、通信装置１−３の受信待ち時間Ｔ２内であるため、通信装置１−３は、Ｎ回目の起動信号によって省電力状態から通常電力状態に切り替わる。

以上説明したように、この実施の形態１においては、Ｎ回のレトライ中に、親通信装置以外の他の通信装置が受信待ち期間Ｔ２中に起動信号を受信することができるように、受信停止期間Ｔ１、受信待ち期間Ｔ２、起動信号の送信時間Ｔ３、起動信号の送信間隔Ｔ４および起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つのパラメータを決定するようにしているので、送信する親通信装置として動作する通信装置１が間欠受信のタイミングを規定する信号を送信することなく、かつ間欠受信を行っている通信装置１の受信タイミングを親通信装置として動作する通信装置１が送信する起動信号の送信タイミングに同期させる回路を用いることなく間欠受信を行って消費電力を低減することができる。具体的には、通信装置１の制御部１９は、電源回路２０から受信部５を含む受信処理に関する構成要素への電力の供給を停止させて無線信号の受信を不可とする受信停止期間Ｔ１と、電源回路２０から受信部５を含む受信処理に関する構成要素へ電力を供給させて無線信号の受信を可能とする受信待ち期間Ｔ２とを繰り返す間欠受信動作を制御するとともに、受信待ち期間Ｔ２の間に起動信号を受信した場合には、間欠受信を行う省電力状態から常にキャリアセンスを行って無線信号を受信待ちする通常受信を行う通常電力状態に切り替える。一方、通信装置１のなかで親通信装置として動作する通信装置１の制御部１９は、間欠受信を行う省電力状態から通常受信を行う通常電力状態に切り替えるための送信時間Ｔ３の起動信号を、起動信号送信間隔Ｔ４間隔毎にＮ回送信するさいに、間欠受信動作から通常受信動作に切り替えるための送信時間Ｔ３の起動信号を、起動信号送信間隔Ｔ４間隔毎にＮ回送信する機能をさらに備え、
Ｎ≧（Ｔ１＋Ｔ２）／｜（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）｜
Ｔ２≧｜（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）
Ｔ２≧Ｔ３
の３つの条件がすべて成立する起動信号送信間隔Ｔ４で起動信号をＮ回送信するようにしているため、送信する親通信装置として動作する通信装置１が間欠受信のタイミングを規定する信号を送信することなく、かつ間欠受信を行っている通信装置１の受信タイミングを親通信装置として動作する通信装置１が送信する起動信号の送信タイミングに同期させる回路を用いることなく間欠受信を行って消費電力を低減することができる。

実施の形態２．
図８および図９を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。先の実施の形態１では、起動信号を一定の間隔でＮ回繰り返して送信するようにした場合について説明したが、この実施の形態２では、起動信号をＮ回繰り返して送信する間に、他の通信装置１からの通信フレームを受信した際にはそれまでの送信回数に依存することなく、再度起動信号をＮ回送信するものである。

この実施の形態２の無線通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の無線通信システムと同じであるので、ここではその説明を省略する。また、この実施の形態２の無線通信システムの通信装置１は、先の図３に示した通信装置１の構成と同じであるが、親通信装置１として動作する際の通信装置起動処理の動作が異なる。その他のデータフレーム送信処理、通常電力状態通信フレーム受信処理、および省電力処理は、先の実施の形態１で説明した動作と同じであるので、ここではその説明を省略し、図８のフローチャートを参照して、通信装置起動処理の動作のみを説明する。なお、先の図４のフローチャートを参照して説明した実施の形態１の通信装置１の通信装置起動処理と同じ動作には同一ステップを付し、その詳細な説明は省略する。

制御部１９は、起動信号送信リトライカウンタ１８をリセットし（ステップＳ１００）、起動信号を送信した後に（ステップＳ１０１）、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップする（ステップＳ１０２）。制御部１９は、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎと予め定められたリトライ回数閾値Ｎとを比較し（ステップＳ１０３）、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎより小さい場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、起動信号送信間隔計測タイマ１７に起動信号送信間隔Ｔ４の計測を開始させる（ステップＳ１０４）。

一方、受信回路１０は、この通信装置起動処理を実行中もキャリアセンスを行い、キャリアを検出した際には通信フレームを受信する。制御部１９は、起動信号送信間隔Ｔ４の間、すなわち起動信号送信間隔計測タイマ１７による起動信号送信間隔Ｔ４の計測が完了するまでの間に、他の通信装置１が送信した通信フレームを受信したか、すなわち受信回路１０が信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ３００）。

具体的には、フレーム解析部１１は、復調器１０４から入力される通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに依存することなく、通信フレームを受信した旨を制御部１９に通知する。制御部１９は、この通知によって信号を受信したことを認識し、起動信号送信間隔計測タイマ１７が起動信号送信間隔Ｔ４の計測中に通知を受けた場合には他の通信装置１からの信号を受信したと判定する。

他の通信装置１からの信号を受信することなく（ステップＳ３００，Ｎｏ）起動信号送信間隔Ｔ４の計測が完了した場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ１０１に戻って起動信号を送信し、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップし、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎとリトライ回数閾値Ｎとを比較し、起動信号送信間隔計測タイマ１７を起動する動作を、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎ以上になるか、起動信号送信間隔Ｔ４の間に他の通信装置１からの信号を受信するまで繰り返す。

一方、起動信号送信間隔Ｔ４の計測中に他の通信装置１からの信号を受信した場合（ステップＳ３００，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ１００に戻って起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値をリセットし、起動信号を送信し、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップし、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎとリトライ回数閾値Ｎとを比較し、起動信号送信間隔計測タイマ１７を起動する動作を、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎ以上になるか、起動信号送信間隔Ｔ４の間に他の通信装置１からの信号を受信するまで繰り返す。

このように、この実施の形態２の通信装置１の通信装置起動処理では、起動信号送信間隔Ｔ４の間に他の通信装置１からの信号を受信した場合には、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをリセットして、通信装置起動処理を最初からやり直す。

つぎに、図９を用いてこの実施の形態２の通信装置１を適用した無線通信システムの動作について説明する。図９は、この実施の形態２の通信装置１を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。図９においては、通信装置１−１が省電力状態による間欠受信で動作しており、通信装置１−２が親通信装置として動作しており、通信装置１−３と通信装置１−４とは通常電力状態であり、通信装置１−４がデータフレームを送信し、通信装置１−３がデータフレームを受信している。

親通信装置として動作する通信装置１−２は、起動信号をＮ回送信し終える前（この場合は２回目の送信を終了し３回目の送信までの起動信号送信間隔Ｔ４の計測中）に通信装置１−４が送信したデータ信号を受信したため、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをリセットして、通信装置１−４が送信したデータ信号を受信する前に送信した起動信号の回数に関わらず、通信装置１−４が送信したデータ信号を受信した後に最初に送信した起動信号を１回目として再度Ｎ回起動信号を起動信号送信間隔Ｔ４毎に送信する。

以上説明したように、この実施の形態２においては、親通信装置として動作する通信装置１の制御部１９は、起動信号送信間隔Ｔ４の間に、他の通信装置１が送信した無線信号を検出した場合には、他の通信装置１が送信した無線信号を検出した後に最初に送信する起動信号を１回目として、他の通信装置が送信した無線信号を検出した後に起動信号をＮ回送信するようにしているため、メッシュ型のネットワークのように無線通信システム内の通信装置１が相互に独立した通信を行う無線通信システムであっても、他の通信装置１の通信により阻害されることなく起動信号によって間欠受信中の通信装置１の間欠受信を終了させ、省電力状態から通常電力状態に切り替えることができる。

また、親通信装置としで動作する通信装置１が、起動信号送信間隔Ｔ４の間に他の通信装置１からの無線信号を受信可能にしているため、Ｎ回の起動信号の送信動作中であっても、起動信号送信間隔Ｔ４においては他の通信装置１との通信が可能となり、起動信号の送信動作によるスループットの低下を抑制することができる。

実施の形態３．
図１０〜図１２を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。先の実施の形態１および実施の形態２では、他の通信装置１を省電力状態から通常電力状態に切り替える場合には、必ず起動信号を一定の間隔でＮ回送信するようにしたが、他の通信装置１が起動信号を受信して省電力状態から通常電力状態に切り替えた場合には、起動信号をＮ回の送信することなく通信装置起動処理を終了するものである。

この実施の形態３の無線通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の無線通信システムと同じであるので、ここではその説明を省略する。また、この実施の形態２の無線通信システムの通信装置１は、先の図３に示した通信装置１の構成と同じであるが、通信フレームとして、応答フレームが追加される。ここで、応答フレームとは、起動信号を受信して省電力状態から通常電力状態に切り替えた通信装置１が、その旨を親通信装置として動作する通信装置１に通知するフレームである。応答フレームは、先の図２に示した起動フレームと同様に、プリアンブルフィールドと、同期コードフィールドと、フレームコードフィールドとで構成され、応答フレームであることを示すフレームコードは「１０」である。

フレーム解析部１１は、先の実施の形態１のフレーム解析部１１の機能に加えて、通信フレームのフレームコードフィールドにフレームコード「１０」が格納されている場合には、応答フレームを受信した旨を制御部１９に通知する機能を有する。

フレーム生成部１３は、先の実施の形態１のフレーム生成部１３の機能に加えて、制御部１９から応答フレームを送信する指示を受けると、プリアンブルフィールドにプリアンブルコードを格納し、同期コードフィールドに同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに応答フレームであることを示すフレームコード「１０」を格納する機能を有する。

つぎに、この実施の形態３の通信装置１の動作を説明する。なお、親通信装置１として動作する際の通信装置起動処理の動作と、省電力状態時の省電力処理の動作が異なる。データフレーム送信処理、および通常電力状態通信フレーム受信処理は、先の実施の形態１で説明した動作と同じであるので、ここではその説明を省略する。

まず、図１０のフローチャートを参照して、この実施の形態３の通信装置１の省電力処理の動作を説明する。なお、先の図５のフローチャートを参照して説明した実施の形態１の通信装置１の省電力処理と同じ動作には同一ステップを付し、その詳細な説明は省略する。

制御部１９は、通常電力状態から省電力状態に移行することを決定すると、電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する（ステップＳ２００）。制御部１９は、受信停止時間計測タイマ１５を起動して、受信停止期間となる受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ（ステップＳ２０１）、受信停止時間計測タイマ１５による受信停止時間Ｔ１の計測が完了すると（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素へ電力を供給し（ステップＳ２０３）、受信待ち期間計測タイマ１６を起動して、省電力状態においてキャリアセンスを行う受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる（ステップＳ２０４）。

一方、受信回路１０は、先のステップＳ２０３において電力が供給されたので、キャリアセンスを行い（ステップＳ２０５）、キャリアを検出した際には上述した通信フレーム受信処理の動作と同様の処理を行なう。

フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに基づいて、通信フレームがデータフレームであるのか起動フレームであるのかを識別して、通信フレームがデータフレームであると識別した場合にはデータフレームを上位インターフェース部１２を介して上位レイヤ処理部に出力し、通信フレームが起動フレームであると識別した場合には起動フレームを制御部１９に出力する。

起動フレームを受けると、すなわち自装置が起動信号を受信すると（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、制御部１９は、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して応答信号を送信する（ステップＳ４００）。具体的には、制御部１９は、応答フレームを送信する旨をフレーム生成部１３に通知する。フレーム生成部１３は、プリアンブルフィールドにプリアンブルパタンを格納し、同期コードフィールドに同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに当該通信フレームが応答フレームであることを示すフレームコード「１０」を格納して送信回路１４に出力する。

送信回路１４は、上述したデータフレームの送信処理の動作と同様に、変調器１４１が、起動フレームに変調処理を施し、ＤＡコンバータ１４２が、変調処理が施された起動フレームをアナログ信号に変換し、送信フィルタ１４３が、アナログ信号に変換されたデータフレームから不要な周波数成分を除去し、送信アンプ１４４が、不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅してアンテナ２を介して送信する。これにより、無線によって応答信号が送信される。

フレーム生成部１３に応答フレームを送信する旨を通知した後、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、自装置の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

このように、この実施の形態３の通信装置１の省電力処理では、起動信号を受信して省電力状態から通常電力状態に状態を切り替える際に、起動信号を受信したこと、すなわち省電力状態から通常電力状態に状態を切り替えることを示す応答信号を送信する。

つぎに、図１１のフローチャートを参照して、この実施の形態３の通信装置１の通信装置起動処理の動作を説明する。なお、先の図４のフローチャートを参照して説明した実施の形態１の通信装置１の通信装置起動処理と同じ動作には同一ステップを付し、その詳細な説明は省略する。

制御部１９は、起動信号送信リトライカウンタ１８をリセットし（ステップＳ１００）、起動信号を送信した後に（ステップＳ１０１）、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップする（ステップＳ１０２）。制御部１９は、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎと予め定められたリトライ回数閾値Ｎとを比較し（ステップＳ１０３）、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎより小さい場合には、起動信号送信間隔計測タイマ１７に起動信号送信間隔Ｔ４の計測を開始させる（ステップＳ１０４）。

一方、受信回路１０は、この通信装置起動処理を実行中もキャリアセンスを行い、キャリアを検出した際には無線信号(通信フレーム）を受信する。制御部１９は、起動信号送信間隔Ｔ４の間、すなわち起動信号送信間隔計測タイマ１７による起動信号送信間隔Ｔ４の計測が完了するまでの間に、他の通信装置１が送信した応答信号を受信したかを判定する（ステップＳ５００）。

具体的には、フレーム解析部１１は、復調器１０４から入力される通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに基づいて応答フレームであるか否かを判定する。フレームコードが応答フレームであると判定した場合、フレーム解析部１１は、制御部１９に応答フレームを受信した旨を制御部１９に通知する。起動信号送信間隔計測タイマ１７が起動信号送信間隔Ｔ４の計測中に応答フレームを受信した旨の通知を受けた場合に、制御部１９は、応答信号を受信したと判定する。

応答信号を受信することなく（ステップＳ５００，Ｎｏ）起動信号送信間隔Ｔ４の計測が完了した場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ１０１に戻って起動信号を送信し、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎをカウントアップし、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎとリトライ回数閾値Ｎとを比較し、起動信号送信間隔計測タイマ１７を起動する動作を、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎ以上になるか、起動信号送信間隔Ｔ４の間に応答信号を受信するまで繰り返す。

一方、起動信号送信リトライカウンタ１８のカウント値ｎがリトライ回数閾値Ｎ以上になった場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、または起動信号送信間隔Ｔ４の計測中に応答信号を受信した場合（ステップＳ５００，Ｙｅｓ）、制御部１９は、起動信号送信間隔計測タイマ１７を停止して通信装置起動処理を終了する。

このように、実施の形態３の通信装置１の通信装置起動処理では、起動信号を受信したことを示す応答信号を受信した時点で起動信号の送信回数に依存することなく通信装置起動処理を終了する。

図１２は、この実施の形態３の通信装置１を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。図１２においては、通信装置１−１は、先の図１０のフローチャートを参照して説明した省電力状態処理によって受信待ち期間Ｔ２と受信停止時間Ｔ１とを繰り返して間欠受信を行っている。一方、通信装置１−２は、親通信装置であり先の図１２のフローチャートを参照して説明した通信装置起動処理によって、起動フレーム（起動信号）を起動信号送信間隔Ｔ４で送信している。

図１２においては、通信装置１−１は、通信装置１−２が３回目に送信した起動信号を受信して、応答信号を送信する。通信装置１−２は、通信装置１−１が送信した応答信号を受信して起動信号の送信を停止している。

以上説明したように、この実施の形態３においては、間欠受信動作を行っている低電力状態の通信装置１の制御部１９は、受信待ち期間Ｔ２の間に起動信号を受信した場合には間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替えたことを通知する応答信号を送信し、親通信装置として動作する通信装置１の制御部１９は、応答信号を受信した場合には、起動信号の送信回数に依存することなく起動信号の送信を停止すようにしているため、不要な起動信号の送受信を行うことがなくなり、消費電力を抑制するとともに、起動信号によるスループットの低下を抑制することができる。

実施の形態４．
図１３〜図１６を用いてこの発明の実施の形態４を説明する。先の実施の形態１〜３では、起動信号を受信すると、すべての省電力状態の通信装置１が省電力状態から通常電力状態に切り替わったが、この実施の形態４では、省電力状態から通常電力状態に切り替わる通信装置１の種別を限定するものである。

この実施の形態４の無線通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の通信装置１の代わりに通信装置１ａを備えている。

図１３は、この実施の形態４の通信装置１ａの構成を示すブロック図である。図１３に示したこの実施の形態４の通信装置１ａは、先の図３に示した実施の形態１の通信装置１に装置種別コード記憶部２１が追加されている。先の図３に示した実施の形態１の通信装置１と同じ機能を持つ構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

装置種別コード記憶部２１は、自己の装置種別を識別するための識別子である装置種別コードを記憶する。装置種別コードは、予め設定されており、たとえば、センサや照明、空調機、携帯端末などの装置種別を識別するための識別子である。ここでは、通信装置１ａがセンサの場合には装置種別コード記憶部２１はセンサを示す装置種別コード「００」を記憶し、通信装置１ａが照明の場合には装置種別コード記憶部２１は照明を示す装置種別コード「０１」を記憶し、通信装置１ａが空調機の場合には装置種別コード記憶部２１は空調機を示す装置種別コード「１０」を記憶し、通信装置１ａが携帯端末の場合には装置種別コード記憶部２１は携帯端末を示す装置種別コード「１１」を記憶する。なお、装置種別コードはこれに限るものではない。

図１４は、通信装置１ａが用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。図１４に示した通信フレームは、先の図２に示した通信装置１が用いる通信フレームのフレームコードフィールドの後ろに、装置種別コードフィールドを備えている。

すなわち、通信装置１ａが用いる起動フレームは、プリアンブルフィールド、同期コードフィールド、フレームコードフィールド、および装置種別コードフィールドで構成され、データフレームは、プリアンブルフィールド、同期コードフィールド、フレームコードフィールド、装置種別コードフィールド、ヘッダフィールド、およびデータフィールドで構成される。装置種別コードフィールドには、起動フレームによって省電力状態から通常電力状態に切り替える通信装置１ａの装置種別を示す装置種別コードが格納される。

つぎに、この実施の形態４の通信装置１ａの動作について説明する。なお、この実施の形態４の通信装置１ａのデータフレーム送信処理、および通常電力状態通信フレーム受信処理は、先の実施の形態１とほぼ同じである。相違点は、データフレーム送信処理においては、フレーム生成部１３がデータフレームを生成する際に装置種別コードフィールドに所定のコードを格納し、通常電力状態通信フレーム受信処理においては、フレーム解析部１１が通信フレームに装置種別コードフィールドが存在することを認識して通信フレームの解析を行うことであるが、装置種別コードフィールドに格納される装置種別コードは、データフレームの送受信時には特に意識する必要がないため、ここではその説明を省略する。

つぎに、この実施の形態４の通信装置１ａの通信装置起動処理の動作について説明する。この実施の形態４の通信装置１ａの通信装置起動処理の動作は、先の図４のフローチャートを参照して説明した実施の形態１の通信装置１の通信装置起動処理の動作と同じであるが、起動フレームのフォーマットが異なるため、図４のフローチャートのステップＳ１０１の起動信号送信処理、すなわち、制御部１９が、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して起動信号を送信する動作における起動フレームの生成の処理のみが異なる。

この実施の形態４の通信装置１ａの起動信号送信処理では、制御部１９は、起動フレームを送信する旨をフレーム生成部１３に通知する際に、対象となる（省電力状態から通常電力状態に切り替えるべき）通信装置１ａの装置種別を示す装置種別コードも通知する。

フレーム生成部１３は、プリアンブルにプリアンブルパタンを格納し、同期コードフィールドに同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに起動フレームであることを示すフレームコード「０１」を格納し、装置種別コードフィールドに制御部１９から通知された装置種別コードを格納して起動フレームを生成する。フレーム生成部１３は、生成した起動フレームを送信回路１４に出力する。

送信回路１４は、上述したデータフレーム送信処理の動作と同様に、変調器１４１が、起動フレームに変調処理を施し、ＤＡコンバータ１４２が、変調処理が施された起動フレームをアナログ信号に変換し、送信フィルタ１４３が、アナログ信号に変換されたデータフレームから不要な周波数成分を除去し、送信アンプ１４４が、不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅してアンテナ２を介して送信する。これにより、無線によって起動フレームが送信される。

つぎに、図１５のフローチャートを参照して、この実施の形態４の通信装置１ａの省電力処理の動作を説明する。なお、先の図５のフローチャートを参照して説明した実施の形態１の通信装置１の省電力処理と同じ動作には同一ステップを付し、その詳細な説明は省略する。

制御部１９は、通常電力状態から省電力状態に移行することを決定すると、電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する（ステップＳ２００）。制御部１９は、受信停止時間計測タイマ１５を起動して、受信停止期間となる受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ（ステップＳ２０１）、受信停止時間計測タイマ１５による受信停止時間Ｔ１の計測が完了すると（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給し（ステップＳ２０３）、受信待ち期間計測タイマ１６を起動して、省電力状態においてキャリアセンスを行う受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる（ステップＳ２０４）。

一方、受信回路１０は、先のステップＳ２０３において電力が供給されたので、キャリアセンスを行ってキャリアを検出した際には上述した通信フレーム受信処理の動作と同様の処理を行なう。

フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに基づいて、通信フレームがデータフレームであるのか起動フレームであるのかを識別して、通信フレームがデータフレームであると識別した場合にはデータフレームを上位インターフェース部１２を介して上位レイヤ処理部に出力し、通信フレームが起動フレームであると識別した場合には起動フレームを制御部１９に出力する。

起動フレームを受けると、すなわち自己が起動信号を受信すると（ステップＳ５００，Ｙｅｓ）、制御部１９は、起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致するか否かを判定する（ステップ５０１）。具体的には、制御部１９は、起動フレームの装置種別コードフィールドに格納された装置種別コードを抽出する。制御部１９は、装置種別コード記憶部２１に記憶された装置種別コードを読み出す。制御部１９は、起動フレームから抽出した装置種別コードと、装置種別コード記憶部２１から読み出した装置種別コードとが一致するか否かを判定する。

起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致した場合（ステップＳ５０１，Ｙｅｓ）、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、自装置の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが不一致の場合ステップＳ５０１，ＮＯ）、または、受信待ち期間計測タイマ１６によって受信待ち期間Ｔ２の計測が完了した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ２００の電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する動作に戻って、受信停止時間計測タイマ１５を起動して受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ、受信停止時間Ｔ１が経過した後に電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給を開始し、受信待ち期間計測タイマ１６に受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる動作を、起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致する起動フレームを受信するまで繰り返す（ステップＳ２００〜Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ５００，Ｓ５０１）。

このように、この実施の形態４の通信装置１ａの省電力処理では、自己の装置種別コードと一致する装置種別コードを含む起動フレームを受信した場合のみ、省電力状態から通常電力状態に切り替える。

つぎに、図１６を用いてこの実施の形態４の通信装置１ａを適用した無線通信システムの動作について説明する。図１６は、この実施の形態４の通信装置１ａを適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。図１６においては、通信装置１−１〜１−３が先の図１５のフローチャートを参照して説明した省電力処理による間欠受信で動作しており、通信装置１−４が親通信装置として動作している。

通信装置１−２は、通信装置１−４が２回目に送信した起動信号を受信し、受信した起動信号に含まれる装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致したために省電力状態から通常電力状態に切り替わり、省電力状態が終了する。

通信装置１−１と通信装置１−３は、通信装置１−４が３回目に送信した起動信号を受信する。通信装置１−１は、受信した起動信号に含まれる装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致したために省電力状態から通常電力状態に切り替わり、省電力状態が終了する。

一方、通信装置１−３は、受信した起動信号に含まれる装置種別コードと自己の装置種別コードとが不一致であるので省電力状態から通常電力状態に切り替わることなく、省電力状態が継続する。

以上説明したように、この実施の形態４においては、親通信装置として動作する通信装置１ａの制御部１９が、間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替える対象となる通信装置１ａの種別を示す識別子である装置種別コードを含んだ起動信号を送信し、省電力状態の通信装置１ａの制御部１９は、受信した起動信号に含まれる装置種別コードと予め装置種別コード記憶部２１が記憶している自己の装置種別コードとが一致した場合に、間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替えるようにしているため、起動信号によって通常電力状態に切り替える通信装置１ａを装置種別で限定することが可能となり、通常電力状態に切り替わる必要のない通信装置１ａについては省電力状態を継続させて不要な電力の消費を抑制することができる。

なお、この実施の形態４では、先の実施の形態１の通信装置１の省電力処理の動作において、受信した起動信号に含まれる装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致した場合に省電力所帯から通常電力状態に切り替わる場合を例に挙げて説明したが、先の実施の形態２の通信装置１のように親通信装置として動作する通信装置１ａが他の通信装置１ａの信号を受信するようにしてもよいし、先の実施の形態３の通信装置１のように親通信装置として動作する通信装置１ａが応答信号を受信すると起動信号の再送を停止するようにしてもよい。

具体的には、先の実施の形態２のように親通信装置として動作する通信装置１ａが他の通信装置１ａを受信する場合には、先の図８のフローチャートを参照して説明した実施の形態２の通信装置起動処理のステップＳ１０１の起動信号送信処理の代わりに、この実施の形態４の通信装置起動処理の起動信号送信処理を実行すればよい。

これにより、起動信号によって通常電力状態に切り替える通信装置１ａを装置種別で限定することが可能となり、通常電力状態に切り替わる必要のない通信装置１ａについては省電力状態を継続させて不要な電力の消費を抑制するとともに、メッシュ型のネットワークのように無線通信システム内の通信装置１ａが相互に独立した通信を行う無線通信システムであっても、他の通信装置１ａの通信により阻害されることなく起動信号によって間欠受信中の通信装置１ａの間欠受信を終了させ、省電力状態から通常電力状態に切り替えることができる。

また、Ｎ回の起動信号の送信動作中であっても、起動信号送信間隔Ｔ４においては他の通信装置１ａとの通信が可能となり、起動信号の送信動作によるスループットの低下を抑制することができる。

また、先の実施の形態３のように親通信装置として動作する通信装置１ａが応答信号を受信すると起動信号の再送を停止する場合には、親通信装置として動作する通信装置１ａは、先の図１１のフローチャートを参照して説明した実施の形態３の通信装置起動処理のステップＳ１０１の起動信号送信処理の代わりに、この実施の形態４の通信装置起動処理の起動信号送信処理を実行すればよい。

一方、省電力状態で動作する通信装置１ａは、先の図１０のフローチャートを参照して説明した実施の形態３の省電力処理において、ステップＳ２０７の起動信号を受信したか否かの判定と、ステップＳ４００の応答信号送信処理との間に、先の図１５のフローチャートを参照して説明したステップＳ５０１の装置種別コード識別処理を行なえばよい。

より具体的には、起動信号を受信したと判定すると(図１０のステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、制御部１９は、起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致するか否かを判定する。起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが一致した場合、制御部１９は、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して応答信号を送信し、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、自装置の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

一方、起動フレームが示す装置種別コードと自己の装置種別コードとが不一致の場合、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、図１０のステップＳ２００の電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する動作に戻る。

これにより、不要な起動信号の送受信を行うことがなくなり、消費電力を抑制するとともに、起動信号によるスループットの低下を抑制することができる。

実施の形態５．
図１７〜図１９を用いてこの発明の実施の形態５を説明する。先の実施の形態４では、省電力状態から通常電力状態に切り替わる通信装置１ａの装置種別を限定して、必要な通信装置１ａのみを省電力状態から通常電力状態に切り替えるようにしたが、この実施の形態５では、予め通信装置をグループ化しておき、省電力状態から通常電力状態に切り替える通信装置１をグループで限定するものである。

この実施の形態５の無線通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の通信装置１の代わりに通信装置１ｂを備えている。図１７は、この実施の形態５の通信装置１ｂの構成を示すブロック図である。図１７に示したこの実施の形態５の通信装置１ｂは、先の図１３に示した実施の形態４の通信装置１ａの装置種別コード記憶部２１の代わりにグループコード記憶部２２を備えている。先の図１３に示した実施の形態４の通信装置１ａと同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

グループコード記憶部２２は、自己が属するグループを識別するための識別子であるグループコードを記憶する。グループコードは、予め定められており、たとえば、全グループを示すグループコードを「００」とし、自己がグループ１に属する場合にはグループコード記憶部２２はグループコード「０１」を記憶し、自己がグループ２に属する場合にはグループコード記憶部２２はグループコード「１０」を記憶し、自己がグループ３に属する場合にはグループコード記憶部２２はグループコード「１１」を記憶する。なお、グループコードはこれに限るものではない。

図１８は、通信装置１ｂが用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。図１８に示した通信フレームは、先の図１４に示した実施の形態４の通信装置１ａが用いる通信フレームの装置種別コードフィールドの代わりに、起動フレームによって省電力状態から通常電力状態に切り替える通信装置１ｂの装置種別を示すグループコードが格納されるグループコードフィールドを備えている。

つぎに、この実施の形態５の通信装置１ｂの動作について説明する。なお、この実施の形態５の通信装置１ｂのデータフレーム送信処理、および通常電力状態通信フレーム受信処理は、先の実施の形態１とほぼ同じである。相違点は、データフレーム送信処理においては、フレーム生成部１３がデータフレームを生成する際にグループコードフィールドに所定のコードを格納し、通常電力状態通信フレーム受信処理においては、フレーム解析部１１が通信フレームにグループコードフィールドが存在することを認識して通信フレームの解析を行うことであるが、グループコードフィールドに格納されるグループコードは、データフレームの送受信時には特に意識する必要がないため、ここではその説明を省略する。

つぎに、この実施の形態５の通信装置１ｂの通信装置起動処理の動作について説明する。この実施の形態５の通信装置１ｂの通信装置起動処理の動作は、先の実施の形態４の通信装置１ａとほぼ同じであり、相違点は、先の実施の形態４の通信装置１ａが起動フレームの装置種別コードフィールドに対象となる装置種別コードを格納したのに対して、この実施の形態５の通信装置１ａでは起動フレームのグループコードフィールドに対象となるグループコードを格納することであるので、ここではその説明を省略する。

つぎに、図１９のフローチャートを参照して、この実施の形態５の通信装置１ｂの省電力処理の動作を説明する。なお、先の図５のフローチャートを参照して説明した実施の形態１の通信装置１の省電力処理と同じ動作には同一ステップを付し、その詳細な説明は省略する。

制御部１９は、通常電力状態から省電力状態に移行することを決定すると、電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する（ステップＳ２００）。制御部１９は、受信停止時間計測タイマ１５を起動して、受信停止期間となる受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ（ステップＳ２０１）、受信停止時間計測タイマ１５による受信停止時間Ｔ１の計測が完了すると（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給し（ステップＳ２０３）、受信待ち期間計測タイマ１６を起動して、省電力状態においてキャリアセンスを行う受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる（ステップＳ２０４）。

一方、受信回路１０は、先のステップＳ２０３において電力が供給されたので、キャリアセンスを行ってキャリアを検出した際には上述した通信フレーム受信処理の動作と同様の処理を行なう。

フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードフィールドに格納されたフレームコードに基づいて、通信フレームがデータフレームであるのか起動フレームであるのかを識別して、通信フレームがデータフレームであると識別した場合にはデータフレームを上位インターフェース部１２を介して上位レイヤ処理部に出力し、通信フレームが起動フレームであると識別した場合には起動フレームを制御部１９に出力する。

起動フレームを受けると、すなわち自装置が起動信号を受信すると（ステップＳ６００，Ｙｅｓ）、制御部１９は、起動フレームが示すグループコードと自己の装置種別コードとが一致するか否かを判定する（ステップ６０１）。具体的には、制御部１９は、起動フレームのグループコードフィールドに格納されたグループコードを抽出する。制御部１９は、グループコード記憶部２２に記憶された装置種別コードを読み出す。制御部１９は、起動フレームから抽出した装置種別コードと、グループコード記憶部２２から読み出したグループコードとが一致するか否かを判定する。

起動フレームが示すグループコードと自己のグループコードとが一致した場合（ステップＳ６０１，Ｙｅｓ）、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、自装置の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

起動フレームが示すグループコードと自己のグループコードとが不一致の場合ステップＳ６０１，Ｎｏ）、または、受信待ち期間計測タイマ１６によって受信待ち期間Ｔ２の計測が完了した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ２００の電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する動作に戻って、受信停止時間計測タイマ１５を起動して受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ、受信停止時間Ｔ１が経過した後に電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給を開始し、受信待ち期間計測タイマ１６に受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる動作を、起動フレームが示すグループコードと自己のグループコードとが一致する起動フレームを受信するまで繰り返す（ステップＳ２００〜Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ６００，Ｓ６０１）。

このように、この実施の形態５の通信装置１ｂの省電力処理では、自己のグループコードと一致するグループコードを含む起動フレームを受信した場合のみ、省電力状態から通常電力状態に切り替える。

以上説明したように、この実施の形態５においては、親通信装置として動作する通信装置１ｂの制御部１９が、間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替える対象となる通信装置１ｂが属するグループを示す識別子であるグループコードを含んだ起動信号を送信し、省電力状態の通信装置１ｂの制御部１９は、受信した起動信号に含まれるグループコードと予めグループコード記憶部２２が記憶している自己のグループコードとが一致した場合に、間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替えるようにしているため、起動信号によって通常電力状態に切り替える通信装置１ｂをグループで限定することが可能となり、通常電力状態に切り替わる必要のない通信装置１ｂについては省電力状態を継続させて不要な電力の消費を抑制することができる。

なお、この実施の形態５では、先の実施の形態１の通信装置１の省電力処理の動作において、受信した起動信号に含まれるグループコードと自己のグループコードとが一致した場合に省電力所帯から通常電力状態に切り替わる場合を例に挙げて説明したが、先の実施の形態２の通信装置１のように親通信装置として動作する通信装置１ｂが他の通信装置１ｂの信号を受信するようにしてもよいし、先の実施の形態３の通信装置１のように親通信装置として動作する通信装置１ｂが応答信号を受信すると起動信号の再送を停止するようにしてもよい。

具体的には、先の実施の形態２のように親通信装置として動作する通信装置１ｂが他の通信装置１ｂを受信する場合には、先の図８のフローチャートを参照して説明した実施の形態２の通信装置起動処理のステップＳ１０１の起動信号送信処理の代わりに、この実施の形態５の通信装置起動処理の起動信号送信処理を実行すればよい。

これにより、起動信号によって通常電力状態に切り替える通信装置１ｂを装置種別で限定することが可能となり、通常電力状態に切り替わる必要のない通信装置１ｂについては省電力状態を継続させて不要な電力の消費を抑制するとともに、メッシュ型のネットワークのように無線通信システム内の通信装置１ｂが相互に独立した通信を行う無線通信システムであっても、他の通信装置１ｂの通信により阻害されることなく起動信号によって間欠受信中の通信装置１ｂの間欠受信を終了させ、省電力状態から通常電力状態に切り替えることができる。

また、先の実施の形態３のように親通信装置として動作する通信装置１ｂが応答信号を受信すると起動信号の再送を停止する場合には、親通信装置として動作する通信装置１ｂは、先の図１１のフローチャートを参照して説明した実施の形態３の通信装置起動処理のステップＳ１０１の起動信号送信処理の代わりに、この実施の形態５の通信装置起動処理の起動信号送信処理を実行すればよい。

一方、省電力状態で動作する通信装置１ｂは、先の図１０のフローチャートを参照して説明した実施の形態３の省電力処理において、ステップＳ２０７の起動信号を受信したか否かの判定と、ステップＳ４００の応答信号送信処理との間に、先の図１５のフローチャートを参照して説明したステップＳ６０１のグループコード識別処理を行なえばよい。

より具体的には、起動信号を受信したと判定すると(図１０のステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、制御部１９は、起動フレームが示すグループコードと自己のグループコードとが一致するか否かを判定する。起動フレームが示すグループコードと自己のグループコードとが一致した場合、制御部１９は、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して応答信号を送信し、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、自装置の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

一方、起動フレームが示すグループコードと自己のグループコードとが不一致の場合、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、図１０のステップＳ２００の電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する動作に戻る。

これにより、不要な起動信号の送受信を行うことがなくなり、消費電力を抑制するとともに、起動信号によるスループットの低下を抑制することができる。

実施の形態６．
図２０〜図２２を用いてこの発明の実施の形態６を説明する。先の実施の形態４では、省電力状態から通常電力状態に切り替わる通信装置の装置種別を限定し、先の実施の形態５では、省電力状態から通常電力状態に切り替わる通信装置のグループを限定することで、必要な通信装置のみを省電力状態から通常電力状態に切り替えるようにしたが、この実施の形態６では、通信装置を特定するものである。

この実施の形態６の無線通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の通信装置１の代わりに通信装置１ｃを備えている。図２０は、この実施の形態６の通信装置１ｃの構成を示すブロック図である。図２０に示したこの実施の形態６の通信装置１ｃは、先の図１３に示した実施の形態４の通信装置１ａの装置種別コード記憶部２１の代わりに装置コード記憶部２３を備えている。先の図１３に示した実施の形態４の通信装置１ａと同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

装置コード記憶部２３は、装置を識別するための識別子である装置コードを記憶する。装置コードは、たとえば、通信フレームの宛先や送信元を識別するために用いられる装置固有の識別子である。

図２１は、通信装置１ｃが用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。図２１に示した通信フレームは、先の図２に示した実施の形態１の通信フレームのフォーマットとほぼ同じであるが、当該通信フレームの宛先となる通信装置１ｃの装置コードが格納される宛先識別子フィールド、当該通信フレームの送信元となる通信装置１ｃの装置コードが格納される送信元識別子フィールド、および当該フレームのデータ長が登録されるデータ長からなるヘッダまでを起動フレームとする点が異なる。すなわち、通信装置１ｃが用いる起動フレームは、プリアンブルフィールド、同期コードフィールド、フレームコードフィールド、およびヘッダフィールドで構成される。

つぎに、この実施の形態６の通信装置１ｃの動作について説明する。なお、この実施の形態６の通信装置１ｃのデータフレーム送信処理、および通常電力状態通信フレーム受信処理は、先の実施の形態１とほぼ同じであるので、ここではその説明を省略する。

つぎに、この実施の形態６の通信装置１ｃの通信装置起動処理の動作について説明する。この実施の形態６の通信装置１ｃの通信装置起動処理の動作は、先の図１１のフローチャートを参照して説明した実施の形態３の通信装置１の通信装置起動処理の動作と同じであるが、起動フレームのフォーマットが異なるため、図１１のフローチャートのステップＳ１０１の起動信号送信処理、すなわち、制御部１９が、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して起動信号を送信する動作における起動フレームの生成の処理のみが異なる。

この実施の形態６の通信装置１ｃの起動信号送信処理では、制御部１９は、起動フレームを送信する旨をフレーム生成部１３に通知する際に、対象となる通信装置１ｃの装置を特定するための装置コードも通知する。

フレーム生成部１３は、プリアンブルにプリアンブルパタンを格納し、同期コードフィールドに同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに起動フレームであることを示すフレームコード「０１」を格納し、宛先識別子フィールドに制御部１９から通知された対象となる通信装置１ｃの装置コードを格納し、送信元識別子フィールドに自己に付与された装置コードを格納し、データ長フィールドに当該起動フレームのデータ長を格納して起動フレームを生成する。フレーム生成部１３は、生成した起動フレームを送信回路１４に出力する。

送信回路１４は、上述したデータフレーム送信処理の動作と同様に、変調器１４１が、起動フレームに変調処理を施し、ＤＡコンバータ１４２が、変調処理が施された起動フレームをアナログ信号に変換し、送信フィルタ１４３が、アナログ信号に変換されたデータフレームから不要な周波数成分を除去し、送信アンプ１４４が、不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅してアンテナ２を介して送信する。これにより、無線によって起動フレームが送信される。

つぎに、図２２のフローチャートを参照して、この実施の形態６の通信装置１ｃの省電力処理の動作を説明する。なお、先の図１０のフローチャートを参照して説明した実施の形態３の通信装置１の省電力処理と同じ動作には同一ステップを付し、その詳細な説明は省略する。

制御部１９は、通常電力状態から省電力状態に移行することを決定すると、電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する（ステップＳ２００）。制御部１９は、受信停止時間計測タイマ１５を起動して、受信停止期間となる受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ（ステップＳ２０１）、受信停止時間計測タイマ１５による受信停止時間Ｔ１の計測が完了すると（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給し（ステップＳ２０３）、受信待ち期間計測タイマ１６を起動して、省電力状態においてキャリアセンスを行う受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる（ステップＳ２０４）。

一方、受信回路１０は、先のステップＳ２０３において電力が供給されたので、キャリアセンスを行ってキャリアを検出した際には上述した通信フレーム受信処理の動作と同様の処理を行なう。

フレーム解析部１１は、通信フレームのフレームコードに格納されたフレームコードに基づいて、通信フレームがデータフレームであるのか起動フレームであるのかを識別して、通信フレームがデータフレームであると識別した場合にはデータフレームを上位インターフェース部１２を介して上位レイヤ処理部に出力し、通信フレームであると識別した場合には起動フレームを制御部１９に出力する。

起動フレームを受けると、すなわち自己が起動信号を受信すると（ステップＳ７００，Ｙｅｓ）、制御部１９は、起動フレームが示す装置コードと自己の装置コードとが一致するか否かを判定する（ステップＳ７０１）。具体的には、制御部１９は、起動フレームの装置コードフィールドに格納された装置コードを抽出する。制御部１９は、装置コード記憶部２３に記憶された装置コードを読み出す。制御部１９は、起動フレームから抽出した装置コードと、装置コード記憶部２３から読み出した装置コードとが一致するか否かを判定する。

起動フレームが示す装置コードと自己の装置コードとが一致した場合（ステップＳ７０１，Ｙｅｓ）、制御部１９は、フレーム生成部１３および送信回路１４を制御して応答信号を送信する（ステップＳ４００）。具体的には、制御部１９は、応答フレームを送信する旨をフレーム生成部１３に通知する。フレーム生成部１３は、プリアンブルフィーフィールドにプリアンブルパタンを格納し、同期コードフィールドに同期コードパタンを格納し、フレームコードフィールドに当該通信フレームが応答フレームであることを示すフレームコード「１０」を格納し、宛先識別子フィールドに起動フレームの送信元の通信装置１ｃの装置コードを格納し、送信元識別子フィールドに自己の装置コードを格納し、データ長フィールドに応答フレームのデータ長を格納して送信回路１４に出力する。

送信回路１４は、上述したデータフレームの送信処理の動作と同様に、変調器１４１が、起動フレームに変調処理を施し、ＤＡコンバータ１４２が、変調処理が施された起動フレームをアナログ信号に変換し、送信フィルタ１４３が、アナログ信号に変換されたデータフレームから不要な周波数成分を除去し、送信アンプ１４４が、不要な周波数成分が除去されたアナログ信号を増幅してアンテナ２を介して送信する。これにより、無線によって応答信号が送信される。

フレーム生成部１３に応答フレームを送信する旨を通知した後、制御部１９は、受信待ち期間計測タイマ１６を停止させて受信待ち期間の計測を停止し、自装置の状態を省電力状態から通常電力状態に移行して処理を終了する。

一方、起動フレームが示す装置コードと自己の装置コードとが不一致の場合（ステップＳ７０１，Ｎｏ）、または受信待ち期間計測タイマ１６によって受信待ち期間Ｔ２の計測が完了した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、制御部１９は、ステップＳ２００の電源回路２０を制御して受信回路１０や送信回路１４など通信フレームの送受信に関わる構成要素への電力の供給を停止する動作に戻って、受信停止時間計測タイマ１５を起動して受信停止時間Ｔ１の計測を開始させ、受信停止時間Ｔ１が経過した後に電源回路２０を制御して、受信回路１０など通信フレームの受信に関する構成要素への電力の供給を開始し、受信待ち期間計測タイマ１６に受信待ち期間Ｔ２の計測を開始させる動作を、起動フレームが示す装置コードと自己の装置コードとが一致する起動フレームを受信するまで繰り返す（ステップＳ２００〜Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ７００，Ｓ７０１，Ｓ４００）。

以上説明したように、この実施の形態６においては、親通信装置として動作する通信装置１ｃの制御部１９が、間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替える対象となる通信装置１ｃを示す識別子である装置コードを含んだ起動信号を送信し、省電力状態の通信装置１ｃの制御部１９は、受信した起動信号に含まれる装置コードと予め装置コード記憶部２３が記憶している自己の装置コードとが一致した場合に、間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替えるようにしているため、起動信号によって通常電力状態に切り替える通信装置１ｃを指定することが可能となり、通常電力状態に切り替わる必要のない通信装置１ｃについては省電力状態を継続させて不要な電力の消費を抑制することができる。

また、この実施の形態６においては、間欠受信動作を行っている低電力状態の通信装置１ｃの制御部１９は、受信待ち期間Ｔ２の間に起動信号を受信した場合には間欠受信動作を行う省電力状態から通常受信動作を行う通常電力状態に切り替えたことを通知する応答信号を送信し、親通信装置として動作する通信装置１ｃの制御部１９は、応答信号を受信した場合には、起動信号の送信回数に依存することなく起動信号の送信を停止すようにしているため、不要な起動信号の送受信を行うことがなくなり、消費電力を抑制するとともに、起動信号によるスループットの低下を抑制することができる。

なお、通信装置１ｃの制御部１９は、通信装置起動処理において起動信号送信間隔Ｔ４の期間中に他の通信装置１ｃからの無線信号を受信した場合、起動信号送信リトライカウンタ１８をリセットして再度Ｎ回起動信号を送信するようにしてもよい。これにより、Ｎ回の起動信号の送信動作中であっても、起動信号送信間隔Ｔ４においては他の通信装置１ａとの通信が可能となり、起動信号の送信動作によるスループットの低下を抑制することができる。

なお、先の実施の形態１〜６の起動信号送信処理を実行する機能は、無線通信システム内のすべての通信装置が備えてもよいし、親通信装置として指定された通信装置のみが備えるようにしてもよい。

また、先の実施の形態１〜６では、起動信号として起動フレームを送信するようにしたが、起動信号はこれに限るものではなく、特定のパターンの無線信号であってもよい。

以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、間欠受信を行う通信装置を用いるシステムに有用であり、特に、バッテリーで動作する通信装置を用いるシステムに適している。

この発明の無線通信システムの構成の一例を示す図である。 この実施の形態１の通信装置が用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。 この実施の形態１の通信装置の構成を示すブロック図である。 この実施の形態１の通信装置の通信装置起動処理の動作について説明するためのフローチャートである。 この実施の形態１の通信装置の省電力処理の動作について説明するためのフローチャートである。 この実施の形態１の通信装置を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。 この実施の形態１の通信装置を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。 この実施の形態２の通信装置の通信装置起動処理の動作を説明するためのフローチャートである。 この実施の形態２の通信装置を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。 この実施の形態３の通信装置の省電力処理の動作を説明するためのフローチャートである。 この実施の形態３の通信装置の通信装置起動処理の動作を説明するためのフローチャートである。 この実施の形態３の通信装置を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。 この実施の形態４の通信装置の構成を示すブロック図である。 この実施の形態４の通信装置が用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。 この実施の形態４の通信装置の省電力処理の動作を説明するためのフローチャートである。 この実施の形態４の通信装置を適用した無線通信システムにおける間欠受信と起動信号送信とのタイミングを示す図である。 この実施の形態５の通信装置の構成を示すブロック図である。 この実施の形態５の通信装置が用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。 この実施の形態５の通信装置の省電力処理の動作を説明する図である。 この実施の形態６の通信装置の構成を示すブロック図である。 この実施の形態６の通信装置が用いる通信フレームのフォーマットを示す図である。 の実施の形態６の通信装置の省電力処理の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１−１，１−２，１−３，１−４，１ａ，１ｂ，１ｃ 通信装置
２ アンテナ
１０ 受信回路
１１ フレーム解析部
１２ 上位インターフェース部
１３ フレーム生成部
１４ 送信回路
１５ 受信停止時間計測タイマ
１６ 受信待ち期間計測タイマ
１７ 起動信号送信間隔計測タイマ
１８ 起動信号送信リトライカウンタ
１９ 制御部
２０ 電源回路
２１ 装置種別コード記憶部
２２ グループコード記憶部
２３ 装置コード記憶部

Claims (7)

1. 複数の通信装置が非同期で相互通信を行う通信システムにおいて、
   前記通信装置は、
   受信機能を停止させて通信信号の受信を不可とする受信停止期間と、前記受信機能を動作させて通信信号の受信を可能とする受信待ち期間とを繰り返す間欠受信動作を制御するとともに、前記受信待ち期間の間に起動信号を受信した場合には、前記間欠受信動作から受信機能を停止させることなく通信信号を受信待ちする通常受信動作に切り替える制御部を備え、
   前記通信装置のなかで他の通信装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、
   所定の送信期間を有し、前記間欠受信動作から前記通常受信動作に切り替えるための前記起動信号を、所定の送信間隔毎にＮ回送信する機能をさらに備え、他の通信装置が前記受信待ち期間中に前記起動信号を受信することができるように、前記受信停止期間、前記受信待ち期間、前記起動信号の送信期間、起動信号の送信間隔および前記起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つを決定することを特徴とする通信システム。
2. 前記通信装置のなかで他の装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、
   前記起動信号の送信間隔の間に、他の通信装置が送信した通信信号を検出した場合には、他の通信装置が送信した通信信号を検出した後に最初に送信する起動信号を１回目として、他の通信装置が送信した通信信号を検出した後に起動信号をＮ回送信すること、
   を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記通信装置の制御部は、
   前記間欠受信動作時の受信待ち期間の間に前記起動信号を受信した場合、間欠受信動作から通常受信動作に切り替えたことを通知する応答信号を送信し、
   前記通信装置のなかで他の通信装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、
   前記応答信号を受信した場合、前記起動信号の送信回数に依存することなく起動信号の送信を停止すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記通信装置のなかで他の通信装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、
   前記間欠受信動作から通常受信動作に切り替える対象となる通信装置の種別を示す識別子である装置種別コードを含んだ起動信号を送信し、
   前記通信装置の制御部は、
   受信した起動信号に含まれる装置種別コードと自己に予め設定された装置種別コードとが一致した場合に、前記間欠受信動作から通常受信動作に切り替えること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の通信システム。
5. 前記通信装置のなかで他の装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、
   前記間欠受信動作から通常受信動作に切り替える対象となる通信装置が属するグループを示す識別子であるグループコードを含んだ起動信号を送信し、
   前記通信装置の制御部は、
   受信した起動信号に含まれるグループコードと自己が属するグループを示すグループコードとが一致した場合に、前記間欠受信動作から通常受信動作に切り替えること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の通信システム。
6. 前記通信装置のなかで他の装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置の制御部は、
   前記間欠受信動作から通常受信動作に切り替える対象となる通信装置を示す識別子である装置コードを含んだ起動信号を送信し、
   前記通信装置の制御部は、
   受信した起動信号に含まれる装置コードと自己の装置コードとが一致した場合に、前記間欠受信動作から通常受信動作に切り替えること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の通信システム。
7. 非同期で相互通信を行う通信システムに用いられる通信装置において、
   受信機能を停止させて通信信号の受信を不可とする受信停止期間と、前記受信機能を動作させて通信信号の受信を可能とする受信待ち期間とを繰り返す間欠受信動作を制御するとともに、前記受信待ち期間の間に起動信号を受信した場合には、前記間欠受信動作から受信機能を停止させることなく通信信号を受信待ちする通常受信動作に切り替えるとともに、
   他の装置を間欠受信動作から通常受信動作に切り替えさせるよう動作する通信装置として動作する場合には、所定の送信期間を有し、前記間欠受信動作から前記通常受信動作に切り替えるための前記起動信号を、所定の送信間隔毎にＮ回送信する機能をさらに備え、他の通信装置が前記受信待ち期間中に前記起動信号を受信することができるように、前記受信停止期間、前記受信待ち期間、前記起動信号の送信期間、起動信号の送信間隔および前記起動信号の送信回数Ｎのうちの少なくとも一つを決定することを特徴とする通信装置。

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