JP2010050921A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の送信端末装置と一つの受信端末装置とを有する無線通信システムであって、キャリアセンスによる電波検出作業を行うことなく、通信の衝突を防止する無線通信システムを提供すること。
【解決手段】無線通信システムを、所定の周期で信号を無線送信する移動型送信機３と、所定の無線送信指示に基づいて信号を無線送信する固定型送信機４と、前記移動型送信機３から無線送信された信号の受信、及び、前記固定型送信機４への前記無線送信指示及び前記無線送信指示を受けた前記固定型送信機４から無線送信された信号の受信、を実行する受信機５と、を具備させる。ここで、前記受信機５は、前記固定型送信機４へ前記無線送信指示を行なうタイミングを、前記移動型送信機３により行なわれる無線送信のタイミングに応じて決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の送信端末装置と一つの受信端末装置とを有する無線通信システムに関する。

同一空間内で複数の装置が無線通信を行う場合に、それら無線通信同士が衝突してしまうことを防ぐ為の技術が、従来より提案されている。

このような技術として、例えば、無線ＬＡＮに於いて行われているＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）制御という技術を挙げることができる。この技術によれば、データ送信を行なう端末装置が、データ送信に先立って、他の無線端末装置が発生する電波の検出作業をキャリアセンス（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ）によって行なう。そして、端末装置は、この検出作業によって電波が検出されなかった場合に、“送信可能である”と判断して無線送信を行う。

なお、キャリアとは、無線通信の為に信号を搬送する高周波の電波信号を意味し、キャリアセンスとは、既に他の通信機器によって使用されているキャリアの有無を検出して、キャリアが検出されない使用可能なチャネルを見つけ出すことをいう。

ここでチャネルとは、双方向同時通信を行うために、通信機器で使用が許可されている親機発信用キャリアの周波数（親機チャネル）、または子機発信用キャリアの周波数（子機チャネル）、または対として同時使用が義務付けられている親機チャネル及び子機チャネルの一組のことである。

上述したようなＣＳＭＡ／ＣＡ制御に関連する技術として、例えば特許文献１に以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献１には、無線通信システムの電波干渉の発生状況に応じて、送信者始動型アクセス制御方式と、受信者始動型アクセス制御方式と、を適用する送信端末を無線通信の状況に応じて切り替えることによって、「無線通信帯域低下」と、「非効率的な電力消費」と、を防止できる電波干渉回避方法、電波干渉回避装置、電波干渉回避プログラム及び無線通信システムが開示されている。
特開２００７−２９５２７８号公報

ところで、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御では、上述したようにキャリアセンスによって電波の検出作業を行う必要がある。従って、データを無線送信する全ての端末装置に、電波の検出機能を設ける必要がある。

また、或る無線端末装置が、上述したＣＳＭＡ／ＣＡ制御によって“送信可能である”と判断した後にデータの無線送信を開始しても、同時に他の無線端末装置が無線送信を開始してしまえば、それら無線通信同士が衝突してしまう可能性が有る。

さらに言えば、前記キャリアセンスを用いることで、次のようなデメリットが生じる。すなわち、第１のデメリットとして通信効率が低下してしまう点、第２のデメリットとして送信端末装置にも受信機能を設けなくてはならない点、及び第３のデメリットとして端末装置の大型化を招く点、を挙げることができる。

本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、複数の送信端末装置と一つの受信端末装置とを有する無線通信システムであって、キャリアセンスによる電波検出作業を行うことなく、通信の衝突を防止する無線通信システムを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による無線通信システムは、
所定の周期で信号を無線送信する第１の送信端末装置と、
所定の無線送信指示に基づいて信号を無線送信する第２の送信端末装置と、
前記第１の送信端末装置から無線送信された信号の受信、及び、前記第２の送信端末装置への前記無線送信指示及び前記無線送信指示を受けた前記第２の送信端末装置から無線送信された信号の受信、を実行する受信端末装置と、
を具備し、
前記受信端末装置は、前記第２の送信端末装置へ前記無線送信指示を行なうタイミングを、前記第１の送信端末装置により行なわれる無線送信のタイミングに応じて決定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の送信端末装置と一つの受信端末装置とを有する無線通信システムであって、キャリアセンスによる電波検出作業を行うことなく、通信の衝突を防止する無線通信システムを提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る無線通信システムについて、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを、非破壊検査システムに適用した場合のシステム構成の一例を示す図である。図１に示すように、本第１実施形態に係る無線通信システムは、移動型送信機３と、固定型送信機４と、受信機５と、を具備する。

前記移動型送信機３は、自律しての移動が可能な送信端末装置であり、検査対象（図１に示す例では検査対象部位１ａ及び検査対象部位１ｂ）を撮影し、該撮影により取得した画像データを受信機５に無線送信する。

すなわち本例においては、前記移動型送信機３は、検査対象部位１ａ及び検査対象部位１ｂの周囲を自律的に移動し、且つ所定の周期で検査対象部位１ａ及び検査対象部位１ｂの撮影を行い、該撮影により取得した画像データを受信機５に無線で送信する。ここで、移動型送信機３の撮影周期及び画像データ送信周期は、当該検査の検査状況及び経過時間等の要因に応じて、当該移動型送信機３が適宜変更を行う。

なお、前記移動型送信機３は所定の電源（不図示）を内蔵しており、該電源から供給される電力によって上述の各種動作を行う。

前記固定型送信機４は、所定の位置に固定された送信端末装置であり、検査対象（図１に示す例では検査対象部位１ａ及び検査対象部位１ｂ）及び前記移動型送信機３の移動範囲全体を俯瞰して撮影し、該撮影により取得したデータを受信機５に無線送信する。また、前記固定型送信機４は、後述する受信機５が有する電力送信アンテナ５ｂからの電波を受けて該電波から取り出した電力によって動作する。換言すれば、前記固定型送信機４は、前記電力送信アンテナ５ｂによる無接点電力供給によって供給された電力で動作する。

詳細は後述するが、固定型送信機４の動作内容は、上述した無接点電力供給により供給された電力量によって制御されている。なお、無接点電力供給技術に関しては公知技術であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ところで、前記移動型送信機３及び前記固定型送信機４は、画像データの送信に関しては各送信毎に一定データ量の画像データを送信する為、当該送信に要する時間（以降、送信期間と称する）は各々決まった時間となっている。

前記受信機５は、前記移動型送信機３及び前記固定型送信機４から無線送信により送信されたデータを受信して記録する。詳細には、受信機５は、前記移動型送信機３及び前記固定型送信機４から無線送信されたデータを受信し、各々の画像データのそれぞれの送信元である送信機に応じた復調処理及び再生処理を行って取得した画像データをファイル化して記録する。以下、この受信機５の詳細な構成について、図２を参照して説明する。

図２は、受信機５の一構成例を示す図である。受信機５は、アンテナレイ５ａと、電力送信アンテナ５ｂと、ＡＤ演算回路５ｃと、指向性制御回路５ｄと、高周波処理回路５ｅと、再生処理回路５ｆと、メモリ５ｇと、ハードディスク（以降、ＨＤと称する）５ｈと、ＣＰＵ５ｉと、高周波生成回路５ｋと、電力伝送制御回路５ｍと、を有する。

前記アンテナレイ５ａ、前記ＡＤ演算回路５ｃ、及び前記指向性制御回路５ｄは、所謂アダプティブアレーアンテナを構成している。このアダプティブアレーアンテナは、移動型送信機３を追尾する為の可変指向性のアンテナである。

前記ＣＰＵ５ｉは、前記アダプティブアレーアンテナの指向性を、移動型送信機３の追尾を行なうように制御する。

ここで、前記アダプティブアレーアンテナの指向性は、次のように決定される。すなわち、まずＣＰＵ５ｉからの指示が指向性制御回路５ｄによって受信される。続いて、この指向性制御回路５ｄによる指向性制御に基づいて、ＡＤ演算回路５ｃによって“アンテナレイ５ａにおける受信信号に対する演算アルゴリズム”の変更が行われる。このようにして、前記アダプティブアレーアンテナの指向性が決定される。なお、アダプティブアレーアンテナに関する技術は公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

ところで、前記ＡＤ演算回路５ｃからの出力信号は、前記高周波処理回路５ｅに入力される。この高周波処理回路５ｅは、デジタル演算処理で復調処理を行ない、ベースバンド信号を作成して前記再生処理回路５ｆに入力する。このようにして再生処理回路５ｆに入力されたベースバンド信号は、当該再生処理回路５ｆによって再生処理が施される。この再生処理では、例えばベースバンド信号からビットデータを作成し、該ビットデータをワードデータに纏めた後、該ワードデータをブロック単位のデータに纏めて出力する処理が行われる。

このようにブロック単位のデータに纏められた画像データは、データバス５ｐを介してメモリ５ｇに順次格納され、1フレーム分纏めてファイル化されＨＤ５ｈに格納される。このファイル化してＨＤ５ｈに格納された画像データは、別途ＣＰＵ５ｉにより画像処理され、検査対象部位１ａ及び検査対象部位１ｂに対する検査処理に用いられる。

なお、移動型送信機３の変調方式と固定型送信機４の変調方式とは互いに異なる。従って、前記高周波処理回路５ｅは、移動型送信機３の画像データ送信タイミングと固定型送信機４の画像データ送信タイミングとに合わせて、そのデジタル演算処理内容を切り替えて復調処理を行う。このデジタル演算処理内容の切り替えは、ＣＰＵ５ｉからの指示がデータバス５ｐを通して高周波処理回路５ｅに伝達されて実行される。

ここで、移動型送信機３に対するアダプティブアレーアンテナの指向方向の設定は、次のように行われる。すなわち、１フレーム分の送信期間の先頭に配されているプリアンブル信号期間の無線信号を、アダプティブアレーアンテナの指向を変化させて受信し、各方向における受信強度を比較することにより、当該アダプティブアレーアンテナの最適指向方向を決定する。

以下、前記移動型送信機３の送信プロトコルを、図３を参照して説明する。図３は、移動型送信機３の送信プロトコルの概念を示す図である。図３に示すように、移動型送信機３による画像データの送信は、1フレーム単位で周期的に行なわれる。なお、当然ながら“休止期間”が変化することにより送信フレームレートは変化する。

図３において“送信期間”の拡大部に示すように、ベースバンド信号の構成は、次のような構成である。すなわち、ベースバンド信号の１フレームは、フレームの先頭にクロック同期処理を行う為のプリアンブル信号１０１が配置され、続いて送信データ中の他の場所には出現しない第１同期パターン（ＵＷ１：ユニークワード１）１０３が配置され、そして移動型送信機３の固有情報である端末固有情報１０５が配置されて最初のブロックが構成されている。このような構成に続いて、さらに第２同期パターン（ＵＷ２：ユニークワード２）１０７と画像データ１０９とから成るブロックが複数配置されて構成されている。

なお、本第１実施形態に係る無線通信システムでは、前記プリアンブル期間に、上述したアダプティブアレーアンテナの指向方向の設定を行っている。

以下、図４及び図５を参照して、受信機５によって行なわれる固定型送信機４の同期送信動作について説明する。図４は、固定型送信機による同期送信動作のタイミングチャートを示す図である。図５は、無接点電力供給による給電電力量と、固定型送信機４の動作と、の関係の一例を示す図である。

受信機５は、固定型送信機４による同期送信動作を、次のように制御する。すなわち、受信機５は、固定型送信機４による画像データの送信周期を、移動型送信機３による送信周期の整数倍の周期とし、且つ移動型送信機３の送信が行なわれていない期間に送信を行なうように制御する。

このように、固定型送信機４の同期送信動作は、移動型送信機３による送信が行なわれていない期間を利用し、且つ当該固定型送信機４の送信レートを高く保つように、受信機５によって制御される。以下、より詳細に説明する。

まず、受信機５が、移動型送信機３の送信開始（図３に示す第１同期パターン（ＵＷ１）１０３開始）時点を検出し（図４に示す（ａ）時点）、且つ“待ち時間（１）”が経過した後（図４に示す（ｂ）時点）において、固定型送信機４への無接点電力供給を開始する。

なお、“待ち時間（１）”とは、固定型送信機４の送信期間（図４に示す（ｃ）時点〜（ｄ）時点）が移動型送信機３の送信期間と重ならないように、固定型送信機４の送信タイミングの時間調整の為に設定されている時間である。

続いて、固定型送信機４は、無接点電力供給開始直後（（ｂ）時点）から撮像動作を開始し、当該撮像動作の終了後に、当該撮像動作により取得した画像データの送信を開始（（ｃ）時点）する。

なお、図４に示す例では、固定型送信機４の送信周期を、移動型送信機３の送信周期の２倍の周期とする例を示している。

ところで、受信機５は、固定型送信機４の送信終了時点（図４に示す（ｄ）時点）から、“待ち時間（２）”が経過した時点で、移動型送信機３の送信開始（図４に示す（ｅ）時点）を検出する。そして、この検出後、受信機５は、“待ち時間（１）”だけ経過するのを待ち（図４に示す（ｆ）時点において）、固定型送信機４への無接点電力供給を開始する。受信機５は、以上説明した動作を繰り返す。

なお、“待ち時間（２）”とは、固定型送信機４の送信周期に応じて設定される時間である。

以下、無接点電力供給による給電電力量と、固定型送信機４の動作と、の関係を詳細に説明する。図５に示すように、“撮像開始レベル”で示す給電電力量は、固定型送信機４が当該“撮像開始レベル”を超えた電力供給を受けた時点から撮像動作を開始する電力量である。同様に、“送信開始レベル”で示す給電電力量は、固定型送信機４が撮像動作終了後に、当該“送信開始レベル”を超えた電力供給を受けた時点から画像データの送信動作を開始する電力量である。

なお、本第１実施形態においては、図５に示すように“送信開始レベル”で示す給電電力量は、“撮像開始レベル”で示す給電電力量よりも大きい値であるとする。

ここで図５に示す例の場合、受信機５から固定型送信機４へ、最初から“送信開始レベル”を超えた量の給電が行なわれているので、当該給電終了直後から撮像動作を開始し、且つ撮像動作終了後直ちに、撮像で取得した画像データの送信動作が行なわれることになる。

以下、図６乃至図８を参照して、受信機５の制御による固定型送信機４の間隔可変送信動作について説明する。

間隔可変送信動作とは、固定型送信機４が所定の周期を保って撮像動作を行い、且つ該撮像により取得した画像データの送信期間と移動型送信機３の送信期間とが重ならないように、固定型送信機４の送信期間の開始時刻を調節して送信を行わせる、受信機５による制御動作である。

図６に示すように、受信機５による上述した給電は所定の撮像周期（図６に示す（ｈ）時点〜（ｌ）時点）を保つように行なわれる。ここで、固定型送信機４は、当該給電の開始直後から撮像動作を開始する。

図６に示す（ｈ）時点において受信機５による給電が開始した時点で、受信機５におけるＣＰＵ５ｉは、その直前の移動型送信機３の送信開始からの経過時間（図６に示す経過時間（１）；（ｇ）時点〜（ｈ）時点の期間）を参照して、『固定型送信機４が“送信待ち”をせずに通常の“撮像／送信シーケンス”で送信を行った場合であっても、当該固定型送信機４の送信期間（図６に示す（ｉ）時点〜（ｊ）時点の期間）が移動型送信機３の送信期間に重ならないこと』を判定している。

従って、この場合には受信機５は、図７に示す電力量の給電を固定型送信機４に対して行なう。図７は、図５と同様、無接点電力供給による給電電力量と、固定型送信機４の動作と、の関係の一例を示す図である。

そして、撮像周期終了時点（図６に示す（ｌ）時点）において、受信機５は、固定型送信機４に対して再度給電を開始する。この時点において、受信機５におけるＣＰＵ５ｉは、直前の移動型送信機３の送信開始時点（図６に示す（ｋ）時点）からの経過時間（図６に示す経過時間（２）:（ｋ）時点〜（ｌ）時点の期間）を参照して、“固定型送信機４が通常の撮像/送信シーケンスを採った場合、移動型送信機３の送信期間と当該固定型送信機４の送信期間とが重なること”を検出する。

従って、受信機５におけるＣＰＵ５ｉは、“送信待ち”の制御を行なう“撮像／待ち／送信シーケンス”によって固定型送信機４に給電を行なうことを決定する。

以下、この“撮像／待ち／送信シーケンス”による給電動作に係る処理について詳細に説明する。図８は、“撮像／待ち／送信シーケンス”による給電動作に係る処理の一例を示す図である。

図８に示すように、まず給電開始直後（図６及び図８に示す（ｌ）時点）の給電電力量は、“撮像開始レベル以上”且つ“送信開始レベル未満”のレベルに設定されている。そして、この“撮像開始レベル以上”且つ“送信開始レベル未満”のレベルの給電電力量は、固定型送信機４の撮像期間（図６及び図８に示す（ｌ）時点〜（ｍ）時点の期間）、送信待ち期間（図６及び図８に示す（ｍ）時点〜（ｎ）時点の期間）の間維持される。その後、固定型送信機４の送信期間（図６及び図８に示す（ｎ）時点〜（ｏ）時点の期間）に、給電電力量は“送信開始レベル”に設定される。

受信機５のＣＰＵ５ｉは、給電開始時点（図６及び図８に示す（ｌ）時点）において、“経過時間（２）”の値を参照して“送信待ち期間”を検出し、“撮像開始レベル以上”且つ“送信開始レベル未満”の給電電力量を保つ期間を算出する。詳細には、ＣＰＵ５ｉは、移動型送信機３の送信が行われていない期間に固定型送信機４が送信を行うように、“経過時間（２）”の値を参照して“送信待ち期間”を決定し、該決定した“送信待ち時間”に基づいて、固定型送信機４の送信期間を調整して制御する。

以下、図９を参照して、移動型送信機３の送信フレームレートが高くなった場合の固定型送信機４の動作について説明する。ここでは、移動型送信機３の送信フレームレートが、検査対象部位１ａの検査期間と検査対象部位１ｂの検査期間とで異なる場合を例に説明する。

≪検査対象部位１ａ検査期間について≫
図９において“検査対象部位１ａ検査期間”として示す期間は、移動型送信機３によって検査対象部位１ａを検査する期間である。この“検査対象部位１ａ検査期間”では、移動型送信機３による送信は低いフレームレートで行われる。従って、図９に示すように移動型送信機３の送信期間と送信期間との間（図９に示す（ｐ）時点〜（ｑ）時点）に固定型送信機４の送信を行うことが可能となる。このような場合には、上述した方法によって固定型送信機４の送信を行なうことができる。

≪検査対象部位１ｂ検査期間について≫
他方、図９において、“検査対象部位１ｂ検査期間”として示す期間は、移動型送信機３によって検査対象部位１ｂを検査する期間である。この“検査対象部位１ｂ検査期間”では、移動型送信機３の送信は高いフレームレートで行われる。従って、図９に示すように、移動型送信機３による各々の“送信期間”同士の間の期間（図９に示す（ｒ）時点〜（ｓ）時点の期間）に、固定型送信機４の送信を行うことは不可能である。このような場合、受信機５は、固定型送信機４への給電を中断し、固定型送信機４に送信を行なわせない制御を行う。つまり、“検査対象部位１ｂ検査期間”においては、移動型送信機３のみ送信を行うこととなる。

以上説明したように、本第１実施形態によれば、複数の送信端末装置と一つの受信端末装置とを有する無線通信システムであって、キャリアセンスによる電波検出作業を行うことなく、通信の衝突を防止する無線通信システムを提供することができる。

すなわち、本第１実施形態に係る無線通信システムは、受信端末装置として受信機５と、受信機５からの電力供給タイミングに応じて無線送信を行なう従属送信端末装置である固定型送信機４と、自律して周期的な無線送信を行う独立送信端末装置である移動型送信機３と、を具備する。そして、従属送信端末装置である固定型送信機４は、受信機５による電力供給を介した送信制御で、独立送信端末装置である移動型送信機３の送信タイミングと重なることを避けて無線送信を行う。このようにして、本第１実施形態に係る無線通信システムでは、通信の衝突を防止し、通信効率を向上させている。

また、本第１実施形態に係る無線通信システムでは、通信の衝突を防止する為にキャリアセンスを用いていない。従って、キャリアセンスを用いるデメリットである“通信効率の低下”を防止することができる。さらに、本第１実施形態に係る無線通信システムでは、送信端末装置にキャリアセンスの為の受信回路を設ける必要がない為、送信端末の小型化が可能となる。

さらには、移動型送信機３の通信状況に応じて固定型送信機４の送信タイミングを変更することが可能である為、通信状況を受信機５で制御することが可能となり、受信機５の性能に応じた通信状況を設定できる。従って、通信効率を向上させることができる。

また、固定型送信機４の送信タイミングの変更を、無接点電力伝送の電力供給状態を変更することで行える。従って、受信機５と有線接続されていない固定型送信機４に対して、無線送信状況に影響を与えずに変更指示を行うことが可能である。

さらには、移動型送信機３に、例えば撮像フレームレートの変更等の無線送信に係るデータ量を増減させる機能を有させることで、通信時間の空きが無くなってしまう通信であっても、エラーの無い通信を行うことが可能となる。

[第２実施形態]
以下、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムについて説明する。なお、説明の重複を避ける為に第１実施形態に係る無線通信システムとの相違点について説明する。本第２実施形態に係る無線通信システムにおいては、移動型送信機３が高フレームレートの送信を行なっている状態で固定型送信機４からの送信を受信可能な受信機５０を用いて無線通信システムを構成している。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの一構成例を示す図である。図１０に示すように、本第２実施形態に係る無線通信システムは、移動型送信機３と、固定型送信機４と、受信機５０と、を具備する。

前記第１実施形態に係る無線通信システムが具備する受信機５と、本第２実施形態に係る無線通信システムが具備する受信機５０との相違点を説明する。図１１は、受信機５０の一構成例を示す図である。

前記受信機５０は、５個の単一指向性アンテナ５０ａ１乃至５０ａ５を組み合わせて構成したアンテナユニット５０ａと、第１高周波処理回路５０ｅ１と、第１再生処理回路５０ｆ１と、第２高周波処理回路５０ｅ２と、第２再生処理回路５０ｆ２と、電力送信アンテナ５ｂと、ＡＤ演算回路５ｃと、指向性制御回路５ｄと、メモリ５ｇと、ＨＤ５ｈと、ＣＰＵ５ｉと、高周波生成回路５ｋと、電力伝送制御回路５ｍと、を有する。

ここで、アンテナユニット５０ａ、第１高周波処理回路５０ｅ１、第１再生処理回路５０ｆ１、第２高周波処理回路５０ｅ２、及び第２再生処理回路５０ｆ２は、受信機５０に特有の部材である。

前記アンテナユニット５０ａは、移動型送信機３を追尾する為のアンテナユニットであり、単一指向性アンテナ５０ａ１乃至５０ａ５と、アンテナ選択回路５０ａ６と、切り替え制御回路５０ａ７と、を備える。

前記アンテナ選択回路５０ａ６は、５個の単一指向性アンテナ５０ａ１乃至５０ａ５から例えば２個の単一指向性アンテナを選択し、それらのアンテナの出力が前記第１高周波処理回路５０ｅ１及び前記第２高周波処理回路５０ｅ２にそれぞれ入力されるように設定する。

前記切り替え制御回路５０ａ７は、アンテナ選択回路５０ａ６の動作を、ＣＰＵ５ｉの指示に基づいて制御する。

前記第１高周波処理回路５０ｅ１及び前記第２高周波処理回路５０ｅ２は、共にアンテナユニット５０ａからの高周波信号を復調処理する回路である。詳細には、前記第１高周波処理回路５０ｅ１及び前記第２高周波処理回路５０ｅ２の機能は、基本的には第1実施形態における高周波処理回路５ｅと同様の機能である。しかしながら、本第２実施形態における前記第１高周波処理回路５０ｅ１及び前記第２高周波処理回路５０ｅ２は、入力がアンテナユニット５０ａからの高周波信号である為、入力信号に対して最初にＡＤ変換を行ってデジタル信号に変換する機能を有する。この点が、第１実施形態における第１高周波処理回路５ｅと異なる。

なお、デジタル信号に変換した後に行うデジタル演算処理による復調処理については、前記第１高周波処理回路５０ｅ１及び前記第２高周波処理回路５０ｅ２による処理と、前記高周波処理回路５ｅによる処理とは同様の処理である。また、前記第１再生処理回路５０ｆ１が有する機能及び前記第２再生処理回路５０ｆ２が有する機能は、第1実施形態における前記再生処理回路５ｆが有する機能と同様の機能である。

以下、受信機５０、移動型送信機３、及び固定型送信機４による各種動作について詳細に説明する。

まず、図１０に示すような位置関係の場合、すなわち移動型送信機３が位置１００（固定型送信機４から或る程度（混信が生じない程度）離れた位置）に在る場合、移動型送信機３からの送信信号の受信に適している（最も強く受信する）のはアンテナユニット５０ａにおける単一指向性アンテナ５０ａ１である。他方、固定型送信機４からの送信信号の受信に適している（最も強く受信する）のは、単一指向性アンテナ５０ａ５である。

詳細には、アンテナユニット５０ａにおける単一指向性アンテナ５０ａ１乃至５０ａ５から受信に用いるアンテナを選択する方法としては、例えば次の２通りの方法を挙げることができる。

≪アンテナ選択方法例１≫
ＣＰＵ５ｉが、固定型送信機４から送信された画像データを画像処理し、該画像処理結果に基づいて移動型送信機３の位置を検出し、該検出結果に基づいて受信に用いる単一指向性アンテナを選択する。

≪アンテナ選択方法例２≫
例えば固定型送信機４からの送信が行なわれない場合、第１実施形態と同様に、移動型送信機３からの送信信号中のプリアンブル信号期間における電波強度を、アンテナユニット５０ａ中の単一指向性アンテナを切り替えて受信することにより、最適指向方向を決定する。

図１０に示す位置関係の例では、移動型送信機３が位置１００に在る場合、アンテナ選択回路５０ａ６は、切り替え制御回路５０ａ７を介したＣＰＵ５ｉからの指示で、単一指向性アンテナ５０ａ１及び単一指向性アンテナ５０ａ５の出力が、それぞれ第１高周波処理回路５０ｅ１、第２高周波処理回路５０ｅ２に入力されるように接続する。

そして、第１高周波処理回路５０ｅ１の出力は第１再生処理回路５０ｆ１に出力され、第２高周波処理回路５０ｅ２の出力は第２再生処理回路５０ｆ２に出力されて、それぞれにおいて再生処理が行われる。なお、この再生処理の詳細は、上述した第１実施形態における再生処理回路５ｆによる処理と同様の処理である。

本第２実施形態では、受信機５０が、上述したように高周波処理回路及び再生処理回路を２系統有している。従って、例えば移動型送信機３が固定型送信機４に接近（図１０に示す位置１１０に移動）してしまう等によってアンテナユニット５０ａでの受信時に混信が生じない限り、受信機５０は、移動型送信機３の送信フレームレートに関係なく、各送信機からの送信信号を受信することが可能となる。

なお、たとえ移動型送信機３が固定型送信機４に接近した場合であっても、移動型送信機３の送信フレームレートが低い場合には、第１実施形態で説明した方法を用いることで固定型送信機４の送信タイミングを変更し、両送信機からの送信信号を受信することが可能となる。

以下、移動型送信機３の送信フレームレートの高低に応じた移動型送信機３及び固定型送信機４の各種動作タイミングを説明する。

≪移動型送信機３が高いフレームレートで上述した送信処理を行なう場合≫
以下、移動型送信機３が高いフレームレートで上述した送信処理を行なう場合における、移動型送信機３及び固定型送信機４の各種動作タイミングを説明する。図１２は、移動型送信機３が高いフレームレートで送信を行なう場合における、移動型送信機３の送信動作、固定型送信機４の送信動作、及び固定型送信機４の給電動作のタイミングチャートを示す図である。

＜移動型送信機３が位置１００に位置する場合＞
前記アンテナ選択回路５０ａ６によって、アンテナユニット５０ａ中のアンテナ５０ａ１及びアンテナ５０ａ５が選択される為、混信が発生しない。なお、固定型送信機４の給電タイミングは任意の期間に行うことが可能である。

＜移動型送信機３が位置１１０に位置する場合＞
前記アンテナ選択回路５０ａ６によって、アンテナユニット５０ａ中のアンテナ５０ａ１のみが選択される為、混信が発生する。移動型送信機３の送信の空き時間に、固定型送信機４の送信を行うことができない。従って、固定型送信機４への給電は中断される。

≪移動型送信機３が低いフレームレートで上述した送信処理を行なう場合≫
以下、移動型送信機３が低いフレームレートで上述した送信処理を行なう場合における、移動型送信機３及び固定型送信機４の各種動作タイミングを説明する。図１３は、移動型送信機３が高いフレームレートで送信を行なう場合における、移動型送信機３の送信動作、固定型送信機４の送信動作、及び固定型送信機４の給電動作のタイミングチャートを示す図である。

＜移動型送信機３が位置１１０に位置する場合＞
前記アンテナ選択回路５０ａ６によって、アンテナユニット５０ａ中のアンテナ５０ａ１及びアンテナ５０ａ５が選択される為、混信が発生しない。なお、固定型送信機４の給電タイミングは任意の期間に行うことが可能である。

＜移動型送信機３が位置１１０に位置する場合＞
前記アンテナ選択回路５０ａによって、アンテナユニット５０ａ中のアンテナ５０ａ１のみが選択される。本例では、上述した移動型送信機３が高いフレームレートで送信処理を行なう場合とは異なり、移動型送信機３による送信の空き時間（図１３に示す（ｅ´）時点〜（ｆ´）時点の期間）より固定型送信機４による送信期間（図１３に示す（ｇ´）時点〜（ｈ´）時点の期間）の方が短い。

従って、受信機５０は、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、固定型送信機４の送信タイミングを調整して、移動型送信機３からの送信信号と、固定型送信機４からの送信信号と、の両方の送信信号を受信することが可能である。なお、図１３に示す例では、移動型送信機３が位置１００に位置する場合の固定型送信機４の送信タイミングは、第１実施形態で説明した同期送信動作処理と同様の処理である。

図１３に示すように、受信機５０は、移動型送信機３の送信開始を検出し（図１３に示す（ｉ´）時点）、移動型送信機３の送信期間との重複を避ける為に、“待ち時間（１）”経過後（図１３に示す（ｊ´）時点）から固定型送信機４に無接点電力供給を開始する。なお、“待ち時間（１）”とは、第１実施形態において説明したように、固定型送信機４の送信期間が移動型送信機３の送信期間と重ならないように設定されている待ち時間である。すなわち、“待ち時間（１）”は、固定型送信機４の送信期間（図１３に示す（ｋ´）時点〜（ｌ´）時点の期間）が移動型送信機３の送信期間と重ならないように設定されている。

固定型送信機４は、受信機５０による無接点給電開始直後から撮像動作を開始し、撮像終了後に送信を開始する（図１３に示す（ｋ´）時点）。図１３に示す例は、固定型送信機４の送信周期を移動型送信機３の送信周期の略２倍の周期とする例である。

受信機５は、固定型送信機４の送信終了時点（図１３に示す（ｌ´）時点）から、 “待ち時間（２）”経過後における移動型送信機３の送信開始時点（図１３に示す（ｍ´）時点）を検出し、さらに“待ち時間（１）”経過時点（図１３に示す（ｎ´）時点）に無接点電力供給を開始する。受信機５は、このような動作を繰り返す。なお、“待ち時間（２）”とは、第１実施形態において説明したように、固定型送信機４の送信周期に応じて設定されている時間である。

以上説明したように、本第２実施形態によれば、第１実施形態に係る無線通信システムと同様の効果を奏する上に、移動型送信機３が高フレームレートの送信を行なっている状態であっても、受信機５０が固定型送信機４からの送信を受信可能な無線通信システムを提供することができる。

すなわち、本第２実施形態に係る無線通信システムによれば、上述したような受信機５０の構成を採ることで、もし或る指向性アンテナによる受信において混信が生じ得る場合であっても、上述したような送信タイミングの制御を行うことで、移動型送信機３からの送信信号及び固定型送信機４からの送信信号の双方を受信することが可能となる。

また、前記固定型送信機４が一連の動作として速度測定等周期を守って行うことが必要な動作と送信動作を行なう場合、周期を守る必要が有る動作を定められた周期で行ない、その結果の送信を移動型送信機３とぶつからないタイミングで行うことが可能となる。

受信機５０を上述したような構成とすることにより、複数の無線送信端末装置からの電波をアンテナユニットで分離可能な場合、同時に複数の無線送信端末装置からの無線送信に対応が可能となる。

また、アンテナユニットで分離不可能な場合(混信発生時)には指定時送信端末装置の送信タイミングを変更する事により混信を防止し、複数の無線端末装置からの無線送信の受信が可能と成る。

移動型送信機３からの送信データ量が多く通信時間の空きが無い場合、移動型送信機３が固定型送信機４に接近した場合にのみ、固定型送信機４からの送信を中断することが可能となり、移動型送信機３が固定型送信機４に接近していない場合には両方の通信を処理することが可能である。この為、送信データ量の多い無線送信端末装置を含んだ無線通信システムの適用が可能となる。

以上、第１実施形態乃至第２実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを、非破壊検査システムに適用した場合のシステム構成の一例を示す図。 受信機の一構成例を示す図。 移動型送信機の送信プロトコルの概念を示す図。 固定型送信機による同期送信動作のタイミングチャートを示す図。 無接点電力供給による給電電力量と、固定型送信機の動作と、の関係の一例を示す図。 移動型送信機及び固定型送信機の送信期間と、受信機による給電期間と、のタイミングチャートを示す図。 無接点電力供給による給電電力量と、固定型送信機の動作と、の関係の一例を示す図。 無接点電力供給による給電電力量と、固定型送信機の動作と、の関係の一例を示す図。 移動型送信機の送信フレームレートが高くなった場合の固定型送信機の動作を説明する図。 本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの一構成例を示す図。 受信機の一構成例を示す図。 移動型送信機が高いフレームレートで送信を行なう場合における、移動型送信機の送信動作、固定型送信機の送信動作、及び固定型送信機の給電動作のタイミングチャートを示す図。 移動型送信機が高いフレームレートで送信を行なう場合における、移動型送信機の送信動作、固定型送信機の送信動作、及び固定型送信機の給電動作のタイミングチャートを示す図。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ…検査対象部位、 ３…移動型送信機、 ４…固定型送信機、 ５…受信機、 ５ａ…アンテナレイ、 ５ｂ…電力送信アンテナ、 ５ｃ…ＡＤ演算回路、 ５ｄ…指向性制御回路、 ５ｅ…高周波処理回路、 ５ｆ…再生処理回路、 ５ｇ…メモリ、 ５ｈ…ハードディスク、 ５ｉ…ＣＰＵ、 ５ｋ…高周波生成回路、 ５ｍ…電力伝送制御回路、 ５ｐ…データバス、 ５０…受信機、 ５０ａ…アンテナユニット、 ５０ａ１〜５０ａ５…単一指向性アンテナ、 ５０ａ６…アンテナ選択回路、 ５０ａ７…切り替え制御回路、 ５０ｅ１…高周波処理回路、 ５０ｅ２…高周波処理回路、 ５０ｆ１…再生処理回路、 ５０ｆ２…再生処理回路。

Claims (8)

1. 所定の周期で信号を無線送信する第１の送信端末装置と、
   所定の無線送信指示に基づいて信号を無線送信する第２の送信端末装置と、
   前記第１の送信端末装置から無線送信された信号の受信、及び、前記第２の送信端末装置への前記無線送信指示及び前記無線送信指示を受けた前記第２の送信端末装置から無線送信された信号の受信、を実行する受信端末装置と、
   を具備し、
   前記受信端末装置は、前記第２の送信端末装置へ前記無線送信指示を行なうタイミングを、前記第１の送信端末装置により行なわれる無線送信のタイミングに応じて決定することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記受信端末装置による前記第２の送信端末装置への前記無線送信指示は、前記第２の送信端末装置に対する無接点電力伝送により行われ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. 前記第１の送信端末装置は、移動可能に構成され且つ所定の内蔵電源から供給される電力によって動作し、
   前記第２の送信端末装置は、所定の位置に固定され且つ前記受信端末装置からの前記無接点電力伝送によって供給された電力によって動作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. 前記受信端末装置は、
   前記第１の送信端末装置により行なわれる無線送信のタイミングを検出する検出部と、
   前記第２の送信端末装置により無線送信が行われる期間が、前記第１の送信端末装置により無線送信が行われる期間と重複する期間を有しないように、前記検出部による検出結果を参照して、前記無接点電力伝送を実行するタイミングを制御する制御部と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記第２の送信端末装置は、前記受信端末装置からの前記無接点電力伝送による電力供給量が所定値以上となった時点で前記無線送信を開始し、
   前記制御部は、前記第２の送信端末装置により行なわれる無線送信の期間が前記第１の送信端末装置により行なわれる無線送信の期間と重複する期間を有しないように、前記検出部によって検出された前記第１の送信端末装置により行なわれる無線送信のタイミングに基づいて、前記所定量以上の電力供給を開始する時点を決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記第１の送信端末装置により行なわれる無線送信の前記所定の周期は可変であり、
   前記検出部によって検出された周期が所定の閾値よりも小さい場合、前記制御部は、前記第２の送信端末装置に前記無線送信を行なわせない制御をすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記受信端末装置は、
   前記第１の送信端末装置及び前記第２の送信端末装置から無線送信された信号を同時に受信する為の複数のアンテナと、前記複数のアンテナから所定数のアンテナを選択するアンテナ選択回路と、前記アンテナ選択回路の動作を切り替えるアンテナ切り替え制御回路と、を備えるアンテナユニットと、
   前記アンテナユニットから出力された信号を処理する複数の受信処理回路と、
   を含み、
   前記制御部は、前記アンテナユニットが受信した複数の信号について指向性を用いた選別ができない場合、前記第２の送信端末装置による無線送信の期間と前記第１の送信端末装置による無線送信の期間とが重複する期間を有しないように、前記検出部によって検出された前記第１の送信端末装置による無線送信のタイミングに基づいて、前記無接点電力伝送を実行するタイミングを制御することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
8. 前記受信端末装置は、
   前記第１の送信端末装置及び前記第２の送信端末装置から無線送信された信号を同時に受信する為の複数のアンテナと、前記複数のアンテナから所定数のアンテナを選択するアンテナ選択回路と、前記アンテナ選択回路の動作を切り替えるアンテナ切り替え制御回路と、を備えるアンテナユニットと、
   前記アンテナユニットから出力された信号を処理する複数の受信処理回路と、
   を含み、
   前記アンテナユニットが、受信した複数の信号について指向性を用いた選別ができない場合であって、前記第１の送信端末装置による無線送信が行なわれていない期間内に前記第２の送信端末装置による無線送信を完了させることができない場合、前記制御部は、前記第２の送信端末装置による無線送信を中断させる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。

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