JP2010109530A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リセットに続くシーケンスナンバー違反発生によるデータ廃棄を回避する。
【解決手段】受信側において同一のデータを二重に受信することを防止するために、1フレームの送信データが送信される毎に自動的にインクリメントされるシーケンスナンバーがデータと共に送信され、送信が正常になされたと判断される場合に次の処理がなされ、送信が正常になされなかったと判断される場合に上記シーケンスナンバーを変化させずにデータが再送信され、制御用のマイクロコンピュータがリセットされると、上記シーケンスナンバーが初期値に戻され、リセット直後に上記初期値と共にダミーデータが送信され、ダミーデータの送信後に、インクリメントされたシーケンスナンバーと共にデータが送信される。
【選択図】図3

Description

この発明は、例えば無線通信方式による電子機器の遠隔制御に適用される無線通信装置および無線通信方法に関する。
電子機器例えばテレビジョン受像機を遠隔制御するのに、2.4GHz帯のISM(Industrial,Scientific and Medical use) バンドは、無線通信を使用すれば、赤外線方式に比して遮蔽物の影響が少なくなり、また、到達距離が延びる利点がある。さらに、受信側がアクノリッジを返し、通信に失敗しても再送がなされるので、操作が確実に伝わる利点がある。
このような無線通信(以下、RFと適宜略す)方式による遠隔制御システムにおいては、コマンドを送信するときに、送信データがパケットに分割されて送出される。各パケットのデータを含む1フレームには、送信の度にインクリメントする番号データ(以下、シーケンスナンバーと称する)が付加される。シーケンスナンバーによってデータストリームのどこまで送信したかを判別することができる。シーケンスナンバーは、ビット数の制約から所定の値まで増加すると、初期値に戻る値である。
図1および図2は、シーケンスナンバーによる管理を行わない場合の処理の手順および通信シーケンスを示す。ステップS1において、送信側例えばリモートコントローラに設けられた送信モジュールからコマンドが送出される。送信モジュールがアクノリッジACKを待っている状態となる(ステップS2)。受信側の本体装置例えばテレビジョン受像機に設けられた受信モジュールが受信待ちの状態である(ステップS21)。ステップS22において、受信がされたか否かが判断される。ステップS23において、受信したコマンド(A)がコード出力(出力データ)としてテレビジョン受像機の制御部に供給される。そして、ステップS24において、アクノリッジACKが送信される。
ステップS3において、送信モジュールは、受信モジュールからのアクノリッジACKを受信する。若し、アクノリッジACKが受信されないと、ステップS1に処理が戻り、送信モジュールによって、コマンドが再送信される。受信モジュールから出力データとしてコマンド(A)が出力される。アクノリッジACKの送受信が正常になされると、次の処理がなされる(ステップS5,S6,S25)。
このように、シーケンスナンバーによる管理を行わない場合には、同一のコマンド(A)が複数回(図2の例では2回)受信されてしまう二重受信の問題がある。
シーケンスナンバーによる管理を行う場合には、図3および図4に示すように、送信モジュールがコマンドを送信する場合に、1つのコマンドを送信する度にカウントアップ(インクリメント)するシーケンスナンバーがコマンドと一緒に送信される。例えばステップS1において、コマンドを送信するのと一緒にシーケンスナンバー(図中で#で表す)nが送信される。受信側では、ステップS22において受信したコマンド(A)のシーケンスナンバーがステップS26において判断される。ステップS26において、シーケンスナンバーが前回の値に対して変化したか否かが判断される。
ステップS26において、シーケンスナンバーが変化したと判断されると、ステップS23において、コードが出力され、ステップS24において、アクノリッジACKが送信される。
若し、前回のコマンド送信時に送受信が失敗すると、同一のコマンドおよび同一のシーケンスナンバーが再送信される。受信モジュールは、ステップS26において、シーケンスナンバーの値nが前回の値と同一であることを判断すると、ステップS23のコード出力の処理をスキップする。すなわち、受信したコマンド(A)が前回と同一であると判断して、受信コマンドを破棄し、アクノリッジACKを送信する。
さらに、送信モジュールを制御するためのマイクロコンピュータがリセットされた場合の処理について説明する。リモートコントローラの電池を取り外すように、電源がOFFすると、マイクロコンピュータがリセットされる。特定のキー操作によってリセットがなされる場合もある。マイクロコンピュータがリセットされた場合に、シーケンスナンバーが初期値に戻る。
図5は、リセットが発生しても、問題が生じない処理の例である。図5におけるステップS11において、リセットが発生すると、ステップS12において、シーケンスナンバーが初期値に戻る。したがって、ステップS1において送信されるコマンドと一緒に送信されるシーケンスナンバーの値がnである。受信モジュールでは、前回のコマンド受信時のシーケンスナンバーに対して今回のシーケンスナンバーが変化したものと判断してステップS23において、コードを本体装置に対して出力する。
図5を参照して説明したように、送信モジュールのマイクロコンピュータのリセットRST1が発生すると、リセット直後に送信されるコマンドのシーケンスナンバーがnとされる。リセット直前のシーケンスナンバーがn以外であれば、正常に送受信がなされ、コマンド(A)が受信モジュールから出力される。受信モジュールでは、シーケンスナンバーの値nが記憶される。
しかしながら、若し、リセットRST1の直前のシーケンスナンバーが初期値nである場合には、リセット直後のシーケンスナンバーが初期値となって同一の値となるので、エラー処理がなされる。その結果、コマンド(A)を送信できない問題が生じる。
この問題を解決するために、例えば、下記の特許文献1には、リセット時の送信において、通常では使用しない特定のシーケンスナンバーを付与することが提案されている。特許文献1の方法によって、リセット時のシーケンスナンバーが初期値と異なるので、受信モジュールは、リセット直後に送信されるコマンドを正常に受信できる。
特開2003−218876号公報
図6および図7を参照して、リセットが連続的に発生した時に生じる問題について説明する。ステップS13において、ステップS11の最初のリセットRST1が発生し、コマンドとシーケンスナンバーn(初期値)とが送信され、ステップS13において、再びリセットRST2が発生した場合を想定する。このように、リセットRST1直後にコマンドが送信されてから、再びリセットRST2が生じた場合、ステップS12において、リセットRST2の直後に送信されるコマンドのシーケンスナンバーがnとなる。
受信モジュールでは、シーケンスナンバーが前回の値nと同一であるので、ステップS26において、シーケンスナンバーの変化なしと判定される。その結果、コマンド(B)が破棄される。さらに、次にコマンドを送信する場合には、シーケンスナンバーがn+1とされる。したがって、受信モジュールは、シーケンスナンバーがインクリメントしたので、異なるコマンドが受信されたものと判断して、出力データとしてコマンド(C)を出力する。
このように、送信側のマイクロコンピュータのリセット(RST1)直後にコマンドが送信され、さらに、マイクロコンピュータのリセット(RST2)が生じると、リセット直後のコマンドが破棄されてしまう問題が生じる。この問題は、リセット直後のシーケンスナンバーを通常使用しない値に設定する特許文献1に記載の方法でも解決できない。
さらに、特許文献1に記載の方法は、使用できるシーケンスナンバーの種類が1つ減少してしまう問題が生じる。例えば8ビットのデータによってシーケンスナンバーを発生する場合、256種類のシーケンスナンバーを発生することができる。しかしながら、初期値に特定の値例えば「00」を割り付けてしまうと、通常使用できるシーケンスナンバーの種類が255種類に減少する。
したがって、この発明の目的は、これらの問題を解決することができるRF方式の無線通信装置および無線通信方法を提供することにある。
上述した課題を解決するために、この発明は、受信側において同一のデータを二重に受信することを防止するために、1フレームの送信データが送信される毎に自動的にインクリメントされるシーケンスナンバーがデータと共に送信され、
送信が正常になされたと判断される場合に次の処理がなされ、送信が正常になされなかったと判断される場合にシーケンスナンバーを変化させずにデータが再送信され、
制御用のマイクロコンピュータがリセットされると、シーケンスナンバーが初期値に戻され、リセット直後に初期値と共にダミーデータが送信され、
ダミーデータの送信後に、インクリメントされたシーケンスナンバーと共にデータが送信される無線通信装置である。
送信が正常になされたか否かが受信側からのアクノリッジを受信したか否かによって判断される。
電子機器のリモートコントロール用コマンダが送信される。
この発明は、受信側において同一のデータを二重に受信することを防止するために、1フレームの送信データを送信する毎に自動的にインクリメントされるシーケンスナンバーをデータと共に送信し、
送信が正常になされたと判断される場合に次の処理に移行し、送信が正常になされなかったと判断される場合にシーケンスナンバーを変化させずにデータを再送信し、
制御部のマイクロコンピュータがリセットされると、シーケンスナンバーが初期値に戻され、リセット直後に初期値と共にダミーデータを送信し、
ダミーデータの送信後に、インクリメントされたシーケンスナンバーと共にデータを送信する無線通信方法である。
この発明によれば、制御部のマイクロコンピュータがリセットされると、シーケンスナンバーの初期値と共にダミーデータを送信している。その後、インクリメントされたシーケンスナンバーと共に、本来のデータを送信する。したがって、連続的にリセットが生じたとしても、シーケンスナンバーが前の値と同一となることを防止でき、新たなデータが破棄されることを防止することができる。さらに、シーケンスナンバーの可能な種類を全て使用することができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする)について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
1.一実施の形態
2.変形例
なお、以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
<1.一実施の形態>
「通信システムの概略」
図8に示すように、送信装置80の送信モジュール100と受信装置90の受信モジュール110とがRF無線通信を行う。101が送信アンテナであり、111が受信アンテナである。双方向通信の場合には、さらに、1組の送信モジュールおよび受信モジュールが追加される。受信モジュール110から受信装置90に対して受信された出力データが供給される。
例えば送信装置80がリモートコントローラのコマンダであり、受信装置90がテレビジョン受像機である。リモートコントローラのキーの操作に対応するコマンドがテレビジョン受像機90の制御部に供給される。コマンドの伝送は、送信モジュール100から受信モジュール110に対してなされる。但し、アクノリッジACKを受信モジュール110が送信モジュール100に送信することができる。
このようなRF方式による遠隔制御システムにおいては、隣室や、隣家に設置されているような機器を意図せずに制御してしまう問題がある。したがって、テレビジョン受像機を新たに購入して設置した際に、コマンダによるテレビジョン受像機の制御を可能とするために1対1の対応付け(ペアリングと称される)が必要とされる。ペアリングは、リモートコントローラと被制御電子機器との間で、双方のID(識別情報)を交換することを意味する。
「送信装置および受信装置の一例」
図9Aに示すように、リモートコントローラ100は、無線電波を送受信するためのアンテナ101を有する。さらに、通信機能、記憶媒体の読み書き動作、各種キー入力に対応するプログラムを動作させる制御部としてのマイクロプロセッサ(以下、CPU(Central Processing Unit) と称する)102を有する。
無線通信のための通信部103からアンテナ101を通じてリモートコントロール信号が送信される。ペアリング相手先の識別情報IDが記憶媒体104に記憶される。自身のIDおよび自身が最初にペアリングの対象とする電子機器のカテゴリーコードとが記憶媒体105に記憶される。キーを有するキー入力部106が設けられている。
記憶媒体104および105が例えば書き込み可能な不揮発性メモリによって構成されている。CPU102は、組み込みマイクロコンピュータであり、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを含み、ROMに記憶されたプログラムを実行することにより、リモートコントローラ100の各部を統括的に制御する。
図9Bに示すように、電子機器に設けられている受信モジュール110は、無線電波を送受信するためのアンテナ111を有する。通信機能、記憶媒体の読み書き動作、各種キー入力に対応するプログラムを動作させるCPU112と、無線通信のための通信部113とを備える。
自身のIDおよびカテゴリーコード(例えばテレビジョン受像機のカテゴリーを示すコード)が記憶媒体116に記憶される。例えばテレビジョン受像機との間の外部インターフェース117とを有している。CPU112は、受信モジュール110の各部を統括的に制御する。記憶媒体115および116が例えば不揮発性メモリによって構成されている。
リモートコントローラ100の通信部103および受信モジュール110の通信部113は、所定の無線通信方式で双方向通信を行う。通信方式としては、例えばIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4等を使用できる。
IEEE802.15.4は、PAN(Personal Area Network) またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。なお、外部インターフェース117が接続された電子機器例えばテレビジョン受像機に対して受信されたコマンドを出力する機能を持つようになされる。
この規格の通信レートは、数10k〜数100kbps であり、通信距離は、数10m〜数100mになる。また、通信は、フレームの単位で行われる。1フレームは、ペイロード(0〜127バイト)にヘッダ(6バイト)で、最大133バイトのサイズとされる。この通信方式では、送受信方法として複数の形態が可能である。遠隔制御システムの場合では、最も簡単な方法、すなわち、リモートコントローラ100から受信モジュール110に対してコマンドを送信し、受信モジュール110からの応答をリモートコントローラ100が受け取る方法が採用される。但し、より複雑な送受信方法を使用することができる。
「1フレームのデータ構成の概略」
送信モジュール100および受信モジュール110の間で通信される無線通信データの構成は、概略的に図10に示すものである。1フレームの先頭にヘッダが位置し、その後のコードの一部としてシーケンスナンバーが挿入され、さらに、コマンド等のデータ(ペイロード)が位置する。ヘッダによってRFシステムが識別される。コードの情報によって後続するデータの種類が示される。すなわち、データがペアリング用のデータか、コマンドのデータかが示される。
シーケンスナンバーは、送信の度にインクリメントする番号データである。シーケンスナンバーによってデータストリームのどこまで送信したかを判別することができる。受信モジュールでは、シーケンスナンバーを管理することによって同一データが二重に受信されることが防止される。シーケンスナンバーは、ビット数の制約から所定の値まで増加すると、初期値に戻る値である。例えば8ビットのシーケンスナンバーの場合には、256通りのシーケンスナンバーまでカウントアップすると、初期値に戻る値である。
「一実施の形態の処理の流れ」
図9Aに示す送信モジュール100のCPU102および受信モジュール110のCPU112によって図11のフローチャートで示す処理がなされる。図11におけるステップS11において、リセットRST1が発生すると、ステップS12において、シーケンスナンバーが初期値nとされる。初期値nは、シーケンスナンバーの一つの値である。但し、シーケンスナンバーがインクリメントして最大値に送達した後に戻る場合の値(例えばゼロ)と一致する必要はない。
次に、ステップS14において、コマンドが送信され、アクノリッジACKの受信待ちの状態(ステップS15)となる。リセット直後のステップS14において、ダミーコマンドが送信される。ダミーコマンドは、既知のデータであって、ペアリング用およびコマンド用として使用されない特定のデータとされている。
上述したフレーム構成でもって、ダミーコマンドと一緒にシーケンスナンバーnが送信される。受信モジュールは、受信待ちの状態(ステップS21)にあり、ステップS22において、ダミーコマンドおよびシーケンスナンバーnが受信される。受信されたダミーコマンドおよびシーケンスナンバーnが受信側のメモリに保持される。
ステップS26において、受信したコマンドのシーケンスナンバーがメモリに保持されている前回の値に対して変化したか否かが判断される。ステップS26において、シーケンスナンバーが変化したと判断されると、ステップS23において、ダミーコマンドが出力され、ステップS24において、アクノリッジACKが送信される。
ステップS26において、シーケンスナンバーが変化なしと判断されると、ステップS23の処理が行われずに、ステップS24において、アクノリッジACKが送信される。ダミーコマンドの場合では、出力されずに破棄されても何ら支障がない。一方、ダミーコマンドが出力された場合でも、ダミーコマンドが既知のデータであるので、受信装置においてダミーコマンドであることが判断できる。このように、ダミーコマンドが無視される。
ステップS24において送信されたアクノリッジACKが受信モジュールによって受信される(ステップS16)。正常に送受信がなされると、ステップS7において、シーケンスナンバーがインクリメントされ、n+1とされる。
次に、ステップS1において、コマンドおよびシーケンスナンバーn+1が送信され、アクノリッジACKの受信待ちの状態(ステップS2)となる。ステップS2において、コマンドが送信される。受信モジュールは、受信待ちの状態(ステップS21)にあり、ステップS22において、コマンドおよびシーケンスナンバーn+1が受信される。
ステップS26において、受信したコマンドのシーケンスナンバーが前回の値に対して変化したか否かが判断される。前回のシーケンスナンバーがnであり、今回のシーケンスナンバーがn+1である。したがって、ステップS26において、シーケンスナンバーが変化したと判断される。ステップS23において、コマンドが受信装置(例えばテレビジョン受像機)出力され、ステップS24において、アクノリッジACKが送信される。
ステップS24において送信されたアクノリッジACKが送信モジュールによって受信される(ステップS3)。その後、次の処理(ステップS5),・・・,次の処理(ステップS6)がなされる。そして、次のコマンドを送信するために、ステップS7において、シーケンスナンバーがインクリメントされ、n+2とされる。
若し、ステップS3において、アクノリッジACKを受信した後に、再度、送信側においてリセット処理が発生すると、処理がステップS11に戻り、ステップS12において、シーケンスナンバーが初期値とされる。上述したように、リセット直後にコマンドが送信される場合、ダミーコマンドが送信される。ダミーコマンドが正常に受信されると、受信モジュールからのアクノリッジACKがステップS16で受信される。
受信モジュールに記憶されているシーケンスナンバーは、最初のリセット後のダミーコマンドの送信によってn+1となる。2回目のリセット後のダミーコマンドの送信によってシーケンスナンバーがnとなる。したがって、2回目のリセットおよびダミーコマンドの送信後に、コマンドを送信する場合には、コマンドと一緒にシーケンスナンバーn+1が送信される。
したがって、ステップS26において、シーケンスナンバーがnからn+1に変化したと判断される。変化ありと判断されたので、ステップS23において、コマンドが受信装置に対して出力される。1回目のリセット後に送信されるコマンドと2回目のリセット後に送信されるコマンドとが同一であっても良いし、異なっていても良い。
このように、この発明の一実施の形態では、送信モジュールにおいて、リセット直後にダミーコマンドを送信することによって、受信モジュールに記憶されるシーケンスナンバーを初期値に一旦戻している。その結果、連続的にリセットが発生した場合でも、コマンドを支障なく送信することができる。例えばペアリング処理を行う場合では、一連のデータのやりとりによってペアリング処理が完了するので、途中でデータの送信を失敗すると、ペアリングができなくなる問題が生じる。しかしながら、この発明によれば、かかる問題を回避できる。
「一実施の形態の処理の具体例」
図12は、一実施の形態の処理の具体例の通信シーケンスを示す。ステップS11において、最初のリセットRST1が発生し、ダミーコマンドとシーケンスナンバーn(初期値)とがステップS14において送信される。ダミーコマンドは、出力データとして出力される。上述したように、ダミーコマンドが装置本体に対して出力されなくても良い。ステップS24において、アクノリッジACKが送信される。
送信モジュールは、ステップS16において、アクノリッジACKを受信し、ステップS7において、シーケンスナンバーがnからn+1とされる。ステップS1において、コマンドおよびシーケンスナンバーn+1が送信される。
受信モジュールがシーケンスナンバーの変化ありとステップS26において判断し、装置本体へ受信したコマンド(A)を出力する。そして、アクノリッジACKをステップS24において送信する。
2回目のリセットRST2が発生する。1回目のリセットRST1と同様に、ダミーコマンドおよびシーケンスナンバーnが送信される。受信側で記憶されるシーケンスナンバーが初期値nに戻る。したがって、次に、コマンドおよびシーケンスナンバーn+1を送信すると、シーケンスナンバーの変化ありと判断され、コマンド(B)が受信モジュールから出力される。アクノリッジACKが送信される。
このように、送信モジュールがリセットされたときに、リセット直前のシーケンスナンバーとリセット直後のシーケンスナンバーと異なる値となるので、新たなコマンド(フレームまたはパケット)が破棄されない。以降、コマンドおよびシーケンスナンバーn+2が送信され、コマンド(C)が受信モジュールから出力され、アクノリッジACKが送信される。さらに、別のコマンドも同様に送信される。
<2.変形例>
この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、この発明は、テレビジョン受像機とリモートコントローラからなるリモートコントロールシステム以外の無線通信機器に対しても適用できる。例えば無線通信でオーディオデータおよび/またはビデオデータを送受信する無線通信機器(例えばオーディオ再生装置とワイヤレスヘッドホン、オーディオ再生装置と携帯デジタル音楽プレーヤ)に対しても適用できる。
シーケンスナンバーによる管理を行わない場合の処理を示すフローチャートである。 シーケンスナンバーによる管理を行わない場合の通信シーケンスを示す略線図である。 シーケンスナンバーによる管理を行う場合の処理を示すフローチャートである。 シーケンスナンバーによる管理を行う場合の通信シーケンスの一例を示す略線図である。 シーケンスナンバーによる管理を行う場合で、リセットが発生した場合の処理を示すフローチャートである。 シーケンスナンバーによる管理を行う場合で、リセットが発生した場合の処理を示すフローチャートである。 シーケンスナンバーによる管理を行う場合で、リセットが発生した場合の問題点の説明に用いる通信シーケンスの一例を示す略線図である。 この発明の一実施の形態の通信システムの概略的構成を示すブロック図である。 RF方式の送信モジュールおよび受信モジュールのそれぞれの構成を示すブロック図である。 送信フレームの構成例を示す略線図である。 この発明の一実施の形態の処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の一実施の形態の通信シーケンスの一例を示す略線図である。
符号の説明
80・・・送信装置
90・・・受信装置
100・・・送信モジュール
102,112・・・CPU
110・・・受信モジュール

Claims (6)

  1. 受信側において同一のデータを二重に受信することを防止するために、1フレームの送信データが送信される毎に自動的にインクリメントされるシーケンスナンバーがデータと共に送信され、
    送信が正常になされたと判断される場合に次の処理がなされ、送信が正常になされなかったと判断される場合に上記シーケンスナンバーを変化させずにデータが再送信され、
    制御用のマイクロコンピュータがリセットされると、上記シーケンスナンバーが初期値に戻され、リセット直後に上記初期値と共にダミーデータが送信され、
    ダミーデータの送信後に、インクリメントされたシーケンスナンバーと共にデータが送信される無線通信装置。
  2. 送信が正常になされたか否かが受信側からのアクノリッジを受信したか否かによって判断される請求項1記載の無線通信装置。
  3. 電子機器のリモートコントロール用コマンダが送信される請求項1記載の無線通信装置。
  4. 受信側において同一のデータを二重に受信することを防止するために、1フレームの送信データを送信する毎に自動的にインクリメントされるシーケンスナンバーをデータと共に送信し、
    送信が正常になされたと判断される場合に次の処理に移行し、送信が正常になされなかったと判断される場合に上記シーケンスナンバーを変化させずにデータを再送信し、
    制御部のマイクロコンピュータがリセットされると、上記シーケンスナンバーが初期値に戻され、リセット直後に上記初期値と共にダミーデータを送信し、
    ダミーデータの送信後に、インクリメントされたシーケンスナンバーと共にデータを送信する無線通信方法。
  5. 送信が正常になされたか否かが受信側からのアクノリッジを受信したか否かによって判断される請求項4記載の無線通信方法。
  6. 電子機器のリモートコントロール用コマンダが送信される請求項4記載の無線通信方法。
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