JP2010219954A - 無線システム、送信機、受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を効果的に低減できる無線システム、送信機および受信機を得る。
【解決手段】無線システムは、接続要求信号の送信間隔と接続要求信号以外の信号の送信間隔とを互いに異なる間隔で送信する送信部４１と、送信機からの信号を送信し、また他の無線局から送信された信号を受信するアンテナ６０と、アンテナ６０で受信した信号を処理する受信部４２を具備する送受信部４０と、更に電源制御部２０と、電源制御部２０の具備するアンテナ５０で受信した信号の受信間隔により、受信した信号が接続要求信号であるか否かを判定し、該判定結果に応じて受信部４２を起動する起動判断部３０とを有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、近距離通信に用いられる無線システム、送信機および受信機に関する。

従来の無線システムでは、消費電力を低減するために、送信機がウェイクアップ信号を送信し、受信機は、スリープモードから一定期間毎に起動してウェイクアップ信号の送信有無を確認している。そして、自己宛のウェイクアップ信号の送信が無ければ再度スリープモードに入る方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１４８９０６号公報

しかしながら、上記の方法では、受信機が起動した際に、送信機からウェイクアップ信号が送信されていない場合、必要のない受信機の起動を行うことになり消費電力を効果的に低減できない。
上記に鑑み、本発明は、消費電力を効果的に低減できる無線システム、送信機および受信機を得ることを目的をとする。

本発明の一態様に係る無線システムは、接続要求信号の送信間隔と接続要求信号以外の信号の送信間隔とを互いに異なる間隔で、接続要求信号および接続要求信号以外の信号を送信する送信部を具備する送信機と、送信機から送信される信号を受信するアンテナと、アンテナで受信した信号を処理する受信部と、アンテナでの信号の受信間隔から受信した信号が接続要求信号であるか否かを判定し、該判定結果に応じて受信部を起動する起動判断部と、を具備する受信機と、を有する。

本発明の一態様に係る送信機は、接続要求信号の送信間隔と接続要求信号以外の信号の送信間隔とを互いに異なる間隔で、接続要求信号および接続要求信号以外の信号を送信する送信部を具備する。

本発明の一態様に係る受信機は、信号を受信するアンテナと、アンテナで受信した信号を処理する受信部と、アンテナでの信号の受信間隔から受信した信号が接続要求信号であるかどうかを判定し、該判定結果に応じて受信部を起動する起動判断部と、を具備する。

本発明によれば、消費電力を効果的に低減できる無線システム、送信機および受信機を得ることができる。

第１の実施形態に係る無線システムを示した図である。 第１の実施形態に係る無線機の構成の一例を示した図である。 第１の実施形態に係る整流器の構成の一例を示した図である。 第１の実施形態に係る整流器の入力信号の一例を示した図である。 第１の実施形態に係る整流器の出力信号の一例を示した図である。 データの送信間隔および接続要求信号の送信間隔を示した図である。 整流器から電源制御部へ入力される信号を示した図である。 第１の実施形態に係る無線システムの動作を示したシーケンス図である。 第２の実施形態に係る無線機の構成の一例を示した図である。 チャンネルＡにおける接続要求信号の送信間隔を示した図である。 チャンネルＢにおける接続要求信号の送信間隔を示した図である。 チャンネルＣにおける接続要求信号の送信間隔を示した図である。 第２の実施形態に係る無線システムの動作を示したシーケンス図である。 第３の実施形態に係る無線機の構成の一例を示した図である。 接続要求信号の送信間隔を示した図である。 接続要求信号の送信電力の変化を示した図である。 電源制御部の受信感度の変化を示した図である。 第３の実施形態に係る無線システムの動作を示したシーケンス図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線システム１００を示した図である。図２は、第１の実施形態に係る無線システム１００が具備する無線機１Ａないし１Ｃの構成の一例を示した図である。図３Ａは、整流器２１の構成の一例を示した図である。図３Ｂは、整流器２１への入力信号の一例を示した図である。図３Ｃは、整流器２１からの出力信号の一例を示した図である。なお、無線機１Ａないし１Ｃは、送信機および受信機をそれぞれ構成する。

図１に示すように、第１の実施形態に係る無線システム１００は、複数の無線機１Ａないし１Ｃを具備する。この無線システム１００では、各無線機１Ａないし１Ｃの通信距離が数１０ｃｍ程度の近距離通信を想定している。このため、一つの無線機に接続される他の無線機は数個程度である。この範囲内であれば、無線システム１００を構成する無線機の数は、図１に示した３個に限られない。

この第１の実施形態に係る無線システム１００では、アクセスポイントを設けずにデータを送受信している。データの送受信は、はじめに接続要求信号、接続応答信号といった接続を確立する信号のやり取りを行った後、開始する。この時、上記の接続を確立する信号は一定期間毎に送信しても、キャリアセンス（ＣＳ）により空チャンネル（周波数帯域）を検出した場合にランダムな時間さらに待機したのちデータを送信するランダムバックオフを行ってもよい。なお、ランダムバックオフを行う場合には、無線機１Ａないし１Ｃに、コンテンションウィンドウ（Contention Window）が設定される。

このため、第１の実施形態に係る無線機１Ａないし１Ｃには、コンテンションウィンドウ（Contention Window）が設定されている。コンテンションウィンドウを設定すると、空チャネルを検出した後、コンテンションウィンドウで設定したスロット数だけ送信を待機した後、データを送信する。このコンテンションウィンドウには、最大値ＣＷ_ｍａｘと最小値ＣＷ_ｍｉｎが設定される。スロット数は、設定された最大値ＣＷ_ｍａｘと最小値ＣＷ_ｍｉｎの間でランダムに選択される。

また、通信接続が確立した後のデータの送信間隔Ｔ_１は、ＳＩＦＳ（short inter frame space）に設定されている。ＳＩＦＳとは、無線ＬＡＮ標準であるＩＥＥＥ８０２．１１で定義されている最短のフレーム送信間隔(待ち時間)である。なお、ＳＩＦＳは、一例であり、送信間隔Ｔ_１の設定は、必ずしもＳＩＦＳに限られない。また、データの送信間隔Ｔ_１は、データとその応答信号（Acknowledge）の送信間隔のことである。

図２に示すように、各無線機１Ａないし１Ｃは、それぞれ電源制御部２０、起動判定部３０、送受信部４０、アンテナ５０およびアンテナ６０を具備する。電源制御部２０は、整流器２１、出力判定部２２および電源監視部２３を具備する。送受信部４０は、送信部４１、受信部４２およびＲＦ部４３を具備する。

ここで、データの送受信が発生しない期間においても、無線機１Ａないし１Ｃを無線チャネルの空き状況と信号の有無を判断し、信号を受信した場合には該信号が自己宛かを判断する状態（以下、待ち受け状態と称する）としておくと、無線システム１００の消費電力が増大する。特に、無線システムの小型機器への搭載やデータの送受信が散発的に発生するような低トラヒックの無線システムを考えた場合、消費電力の増大は問題となる。

そこで、この第１の実施形態に係る無線機１Ａないし１Ｃでは、消費電力を低減するため以下の制御を行っている。
１.データを送受信する送受信部４０は、消費電力が大きい。このため、送受信部４０は、電力消費を抑えるために一時的に動作を停止した状態（以下、スリープモードと称する）としておく。
２．信号の有無のみしか検出できないが、消費電力の低い電源制御部２０を用いて、信号の有無を監視する。
３．所定の条件下で、電源制御部２０で信号の受信が確認された場合に、送受信部４０をスリープモードから起動して、待ち受け状態へ移行する。

データを送受信する送受信部４０の消費電力は、通常数ｍＷ（ミリワット）以上となる。一方、信号の有無しか検出しない電源制御部２０の消費電力は、送受信部４０の消費電力の数分の一程度に抑制される。このため、上記制御を行うことにより、無線システム１００の消費電力を効果的に低減できる。

以下、第１の実施形態に係る無線システム１００を構成する無線機１Ａないし１Ｃの詳細構成について説明する。なお、以下では、無線機１Ａを例に構成を説明するが、無線機１Ｂおよび１Ｃの構成は、無線機１Ａの構成と同じである。

アンテナ５０、６０は、他の無線機１Ｂまたは１Ｃから送信される信号を受信する。アンテナ５０で受信した信号は、整流器２１へ入力される。整流器２１は、アンテナ５０から入力される受信した信号を整流して出力する。アンテナ５０からの信号は、図３Ａに示す入力端子Ｉへ入力され、出力端子Ｏから出力される。すなわち、図３Ｂに示す入力信号は、入力端子Ｉへ入力され、図３Ｃに示す出力信号が出力端子Ｏから出力される。

出力判定部２２は、整流器２１から入力される信号の電力レベルを予め自己に記憶されている閾値と比較する。上記電力レベルが記憶されている閾値よりも大きい場合、出力判定部２２は、整流器２１から入力される信号の電力レベルを監視する。そして、出力判定部２２は、上記電力レベルが閾値以下となった時点、すなわち信号が立ち下がった時点で信号を電源監視部２３へ入力する。

電源監視部２３は、出力判定部２２から信号が入力されると、送受信部４０がスリープモードかどうかを判定する。送受信部４０がスリープモードである場合、電源監視部２３は、起動判定部３０へ信号を入力する。

起動判定部３０は、所定の時間をカウントするタイマ３０ａと、無線機１Ａないし１Ｃ間におけるデータとその応答信号の送受信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）が記憶されている記憶部３０ｂを具備する。タイマ３０ａは時間を計測する。起動判定部３０は、電源監視部２３から信号が入力される間隔をタイマ３０ａでカウントする。そして、タイマ３０ａでカウントされた時間が、記憶部３０ｂに記憶されているデータとその応答信号の送受信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えているか否かにより、アンテナ５０で受信した信号が接続要求信号かどうかを判定する。アンテナ５０で受信した信号が接続要求信号である場合には、送受信部４０の受信部４２へ起動信号を入力する。

受信部４２は、通常はスリープモード状態である。受信部４２は、起動判定部３０から起動信号が入力されると、スリープモードから起動して待ち受け状態へ移行する。

ＲＦ部４３は、アンテナ６０で受信した信号の周波数帯域を変換して受信部４２へ入力する。受信部４２は、ＲＦ部４３から入力される信号を処理する。受信部４２は、アンテナ６０で受信した信号が自己宛の接続要求信号である場合、送信部４１へ起動信号を入力する。送信部４１は、通常はスリープモード状態である。しかし、受信部４２から起動信号が入力されると、送信部４１は、スリープモードから起動して通常の動作状態へ移行する。

送信部４１は、起動後、接続要求信号に対する接続応答信号を生成してＲＦ部４３へ入力する。ＲＦ部４３は、送信部４１から入力された送信信号を送信周波数帯域の信号に変換してアンテナ６０へ入力する。

なお、送信部４１および受信部４２は、上位層処理部（図示せず）と接続され、送信信号及び受信信号の処理を行っている。また、電源制御部２０に接続されているアンテナ５０と、送受信部４０に接続されるアンテナ６０とを一つのアンテナとしてもよい。また、電源監視部２３を起動判定部３０の内部に配置してもよい。

図４Ａは、データの送信間隔および接続要求信号の送信間隔を示した図である。図４Ｂは、整流器から電源制御部へ入力される信号を示した図である。以下、図４Ａ、図４Ｂを用いて、第１の実施形態に係る無線システム１００におけるデータの送信間隔および接続要求信号の送信間隔について説明する。なお、以下の説明では、無線機１Ａは無線機１Ｃとの通信後、無線機１Ｂに対して通信接続を要求する場合について説明する。

図４Ａに示すように、初め、無線機１Ａは、無線機１Ｃとデータの送受信をしている。無線機１Ｃは、データ１０１を無線機１Ｂへ送信する。無線機１Ａは、データ１０１を受信すると一定時間Ｔ_１経過後、無線機１ＣへＡｃｋ１０２を返信する。

次に、無線機１Ａは、無線機１Ｂと通信の接続を確立するため、接続要求信号１０３を無線機１Ｂへ送信する。ここで無線機１Ａは、Ａｃｋ１０２の返信から送信間隔Ｔ_２（例えば、ＣＩＦＳ：control inter frame space）経過後、無線機１Ｂへ接続要求信号１０３を送信する。

上述したように、第１の実施形態では、接続要求信号の送信前に信号の衝突を回避する目的でランダムバックオフを行っている。このため、無線機１Ａないし１Ｃには、Contention Window(CW)が設定されている。しかし、ランダムバックオフを行わない場合には、送信間隔Ｔ_２の設定を固定値としてもよい。

その後、無線機１Ａは、無線機１Ｂから接続要求信号１０３に対する接続応答信号を受信するまで無線機１Ｂに対して、間隔Ｔ_２で接続要求信号１０４を送信する。この図４Ａでの信号の送受信に対応して、アンテナ５０で受信された信号が図４Ｂに示すように無線機１Ｂの電源制御部２０へ入力される。

図５は、第１の実施形態に係る無線システムの動作を示したシーケンス図である。以下、図５を用いて第１の実施形態に係る無線システム１００の動作について説明する。なお、以下の説明では、無線機１Ａが無線機１ＣへＡｃｋ信号（図４のＡｃｋ１０２に対応）を送信した後からの動作について説明する。なお、この無線機１Ｃへの応答信号は、無線機１Ａから無線機１Ｂへの接続要求信号であってもよい。

図５に示すように、無線機１Ａは、無線機１Ｃに対して応答信号（図４のＡｃｋ１０２に対応）を送信する（ステップＳ２０１）。この無線機１Ｃに対する応答信号は、無線機１Ｂのアンテナ５０で受信され整流器２１へ入力される。整流器２１は、アンテナ５０からの入力信号を整流した後、出力判定部２２へ入力する。

出力判定部２２は、整流器２１からの出力信号の電力レベルが予め記憶されている閾値を超えていることから、整流器２１から入力される信号の電力レベルを監視する。そして、出力判定部２２は、整流器２１から入力される信号が立ち下がった時点で、信号有を示す信号を電源監視部２３へ入力する（ステップＳ２０２）。

電源監視部２３は、出力判定部２２から信号が入力されると、送受信部４０がスリープモードかどうかを判定する。ここでは、送受信部４０がスリープモードであるため、電源監視部２３は、起動判定部３０へ信号を入力する。

電源監視部２３から信号が入力されると、起動判定部３０は、タイマ３０ａを起動する（ステップＳ２０３）。タイマ３０ａは、起動後、カウントを開始する。

無線機１Ａは、無線機１Ｃに対して応答信号を送信した後、送信間隔Ｔ_２（ＣＩＦＳ）経過後に無線機１Ｂへ接続要求信号（図４の接続要求信号１０３に対応）を送信する（ステップＳ２０４）。この接続要求信号は、無線機１Ｂのアンテナ５０で受信される。そして、電源制御部２０から起動判定部３０へ信号が入力される（ステップＳ２０５）。

起動判定部３０は、電源監視部２３から信号が入力された時点で、タイマ３０ａでのカウントが、記憶部３０ｂに予め記憶されている時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えているか否かを判定する。ここでは、接続要求信号の送信間隔Ｔ_２（ＣＩＦＳ）が、送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）よりも長い。このため、起動判定部３０は、タイマ３０ａでのカウントが時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えていると判定する。

そして、起動判定部３０は、アンテナ５０で受信した信号は、接続要求信号である可能性が高いと判断し、起動信号を受信部４２へ入力する（ステップＳ２０６）。受信部４２は、起動判定部３０から起動信号が入力されると、スリープモードから起動して待ち受け状態へ移行する（ステップＳ２０７）。

無線機１Ａは、無線機１Ｂから接続要求信号に対する接続応答信号がないことから、無線機１Ｂへ接続要求信号（図４の接続要求信号１０４に対応）を再度送信する（ステップＳ２０８）。この時、無線機１Ｂの受信部４２は、すでに待ち受け状態にある。このため、受信部４２は、アンテナ６０で受信した接続要求信号を処理して、該接続要求信号が無線機１Ｂ宛であることを確認する（ステップＳ２０９）。

受信部４２は、無線機１Ｂ宛の接続要求信号であることを認識すると、送信部４１へ起動信号を入力する。送信部４１は、受信部４２から起動信号が入力されると、スリープモードから起動して通常の動作状態へ移行する。そして、送信部４１は、無線機１Ａからの接続要求信号に対する接続応答信号を作成し、アンテナ６０を介して無線機１Ａへ送信する（ステップＳ２１０）。無線機１Ａと無線機１Ｂは、その後、認証情報や所望のデータの送受信を送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）で行う。

なお、ステップＳ２０３でタイマ３０ａを起動した後、送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）以内に電源監視部２３から次の起動信号が入力された場合、起動判定部３０は、該信号は接続要求信号ではないと判断し、タイマ３０ａのカウントをクリアする。また、ステップＳ２０９において、受信信号が無線機１Ｂ宛の接続要求信号でない場合は、受信部４２は、再度スリープモードとなる。

また、上記説明では、起動判定部３０から起動信号が入力されると受信部４２を起動し、アンテナ６０で受信した信号が自己宛の接続要求信号であることを確認した後に送信部４１を起動する形態について説明した。しかし、起動判定部３０から起動信号が入力されると送信部４１および受信部４２を起動するようにしてもよい。

以上のように、第１の実施形態に係る無線システム１００では、通信接続が確立した後のデータとその応答信号の送受間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）と、接続要求信号の送信間隔Ｔ_２（ＣＩＦＳ）を互いに異なる間隔としている。そして、信号の受信間隔から接続要求信号を判定し、接続要求信号が確認された時点で、送受信部４０の状態をスリープモードから待ち受け状態へ移行させる。

このため、接続要求信号があった場合に送受信部４０をスリープモードから起動して待ち受け状態へ移行することができる。その結果、送受信部４０を無駄に起動することを効果的に抑制でき、消費電力を効果的に低減できる。

なお、上記説明では、タイマ３０ａでのカウントを開始後、電源監視部２３から起動判定部３０へ信号が入力された時点で、タイマ３０ａでのカウントが時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えているか否かを判定し、時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）よりも長い場合に、受信部４２を起動する場合について説明した。しかし、タイマ３０ａでのカウントを開始後、タイマ３０ａでのカウントが時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えた時点で、アンテナ５０で受信した信号は、接続要求信号である可能性が高いと判断して受信部４２を起動する構成としてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る無線システム１００では、接続要求信号の送信間隔が一つであるため、使用するチャンネル（通信帯域）が複数ある場合に、受信した接続要求信号がどのチャンネルのものであるかまでは判定できない。

この第２の実施形態に係る無線システム２００では、チャンネルごとに接続要求信号の送信間隔を互いに異なる間隔とすることで、受信した接続要求信号がどのチャンネルのものであるかを判定する実施形態について説明する。

図６は、第２の実施形態に係る無線システム２００が具備する無線機２Ａないし２Ｃの構成の一例を示した図である。図７Ａは、チャンネルＡにおける接続要求信号の送信間隔を示した図である。図７Ｂは、チャンネルＢにおける接続要求信号の送信間隔を示した図である。図７Ｃは、チャンネルＣにおける接続要求信号の送信間隔を示した図である。以下、図６および図７を用いて無線機２Ａないし２Ｃの構成について説明する。

なお、この第２の実施形態に係る無線システム２００は、チャンネルＡないしチャンネルＣを使用してデータを送受信するが、チャンネル数は、３チャンネルに限られない。また、図２で説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、無線機２Ａないし２Ｃは、送信機および受信機をそれぞれ構成する。

図６に示すように、各無線機２Ａないし２Ｃは、それぞれ電源制御部２０、起動判定部３０Ａ、送受信部４０Ａ、アンテナ５０およびアンテナ６０を具備する。電源制御部２０は、整流器２１、出力判定部２２および電源監視部２３を具備する。送受信部４０Ａは、送信部４１Ａ、受信部４２ＡおよびＲＦ部４３を具備する。

起動判定部３０Ａは、時間をカウントするタイマ３０ａと、無線機１Ａないし１Ｃ間におけるデータとその応答信号の送受信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）、および各チャンネルの接続要求信号の送信間隔Ｔ_ＡないしＴ_ｃが記憶されている記憶部３０ｂを具備する。起動判定部３０Ａは、電源監視部２３から入力される信号間隔をタイマ３０ａでカウントする。そして、タイマ３０ａでカウントされた時間を、記憶部３０ｂに記憶されている各送信間隔と比較することにより、アンテナ５０で受信した信号が接続要求信号であるかどうか、およびどのチャンネルの接続要求信号であるかを判定する。

図７Ａないし７Ｃに示すように、この第２の実施形態では、チャンネルＡの接続要求信号の送信間隔Ｔ_Ａが最も短く、チャンネルＢの接続要求信号の送信間隔Ｔ_Ｂ、チャンネルＣの接続要求信号の送信間隔Ｔ_Ｃの順に送信間隔が長くなるように設定されている。なお、各チャンネルの送信間隔の設定は任意であり、チャンネルＢまたはＣの送信間隔が最も短くなるように設定してもかまわない。

電源監視部２３から入力される信号間隔が、データの送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）より長く、送信間隔Ｔ_Ａ以下である場合、起動判定部３０Ａは、アンテナ５０で受信した信号はチャンネルＡの接続要求信号であると判定する。

また、電源監視部２３から入力される信号間隔が、送信間隔Ｔ_Ａより長く、送信間隔Ｔ_Ｂ以下である場合、起動判定部３０Ａは、アンテナ５０で受信した信号はチャンネルＢの接続要求信号であると判定する。

また、電源監視部２３から入力される信号間隔が、送信間隔Ｔ_Ｂより長く、送信間隔Ｔ_Ｃ以下である場合、起動判定部３０Ａは、アンテナ５０で受信した信号はチャンネルＣの接続要求信号であると判定する。

以上のようにして、起動判定部３０Ａは、アンテナ５０で受信した信号がどのチャンネルにおける接続要求信号であるかを判定する。そして起動判定部３０は、起動信号とともに判定したチャンネル番号（以下、チャンネル情報と称する）を受信部４２Ａへ入力する。

受信部４２Ａは、起動判定部３０から起動信号およびチャンネル情報が入力されると、スリープモードから起動して待ち受け状態へ移行する。この際、受信部４２Ａは、起動信号と共に入力されるチャンネル情報から、チャンネルＡないしチャンネルＣのうちどのチャンネルにおける接続要求信号を受信したかを認識し、対応するチャンネルを待ち受け状態とする。

受信部４２Ａは、アンテナ６０で受信した信号を処理する。受信部４２Ａは、受信した信号が自己宛の接続要求信号である場合、起動信号とともにチャンネル情報を送信部４１Ａへ入力する。

送信部４１Ａは、受信部４２Ａから起動信号および判定結果が入力されると、スリープモードから起動して待ち受け状態へ移行する。この際、送信部４１Ａは、起動信号と共に入力されるチャンネル情報から、チャンネルＡないしチャンネルＣのうちどのチャンネルにおける接続要求信号を受信したかを認識し、対応するチャンネルを起動する。

送信部４１Ａは、起動後、接続要求信号に対する接続応答信号を生成してＲＦ部４３へ入力する。なお、送信部４１Ａおよび受信部４２Ａは、上位層処理部（図示せず）と接続され、送信信号及び受信信号の処理を行っている。

また、チャネルＡないしチャンネルＣの送信間隔Ｔ_ＡないしＴ_Ｃは、固定値としてもよく、第１の実施形態のようにランダムバックオフを行う目的でコンテンションウィンドウ（Contention Window）を設定してもよい。各チャンネルのコンテンションウィンドウは、例えば、以下のように設定すればよい。

チャンネルＡ：（ＣＷ_ｍａｘ、ＣＷ_ｍｉｎ）を（０、５）と設定。
チャンネルＢ：（ＣＷ_ｍａｘ、ＣＷ_ｍｉｎ）を（６、１０）と設定。
チャンネルＣ：（ＣＷ_ｍａｘ、ＣＷ_ｍｉｎ）を（１１、１５）と設定。
ＣＷ_ｍａｘは、コンテンションウィンドウの最大値、ＣＷ_ｍｉｎは、コンテンションウィンドウの最小値である。ランダムバックオフは、設定した最大値ＣＷ_ｍａｘと最小値ＣＷ_ｍｉｎの間の間隔で行われる。

図８は、第２の実施形態に係る無線システム２００の動作を示したシーケンス図である。以下、図８を用いて、第２の実施形態に係る無線システム２００の動作について説明する。なお、以下の説明では、図４、図５での説明と同様に、無線機２Ａは無線機２Ｃとの通信後、無線機２Ｂに対して通信接続を要求する場合を例に、無線システム２００の動作について説明する。

図８に示すように、無線機２Ａは、無線機２Ｃに対して応答信号（Ａｃｋ）を送信する（ステップＳ３０１）。この応答信号（Ａｃｋ）は、無線機２Ｂのアンテナ５０で受信され整流器２１へ入力される。整流器２１は、アンテナ５０からの入力信号を整流した後、出力判定部２２へ入力する。

出力判定部２２は、整流器２１からの出力信号の電力レベルが予め記憶されている閾値を超えていることから、整流器２１から入力される信号の電力レベルを監視する。そして、出力判定部２２は、整流器２１から入力される信号が立ち下がった時点で、信号有を示す信号を電源監視部２３へ入力する（ステップＳ３０２）。

電源監視部２３は、出力判定部２２から信号が入力されると、送受信部４０がスリープモードかどうかを判定する。ここでは、送受信部４０がスリープモードであるため、電源監視部２３は、起動判定部３０Ａへ信号を入力する。

電源監視部２３から信号が入力されると、起動判定部３０Ａは、タイマ３０ａを起動する（ステップＳ３０３）。タイマ３０ａは、起動後、カウントを開始する。

無線機２Ａは、無線機２Ｃに対して応答信号（Ａｃｋ）を送信した後、使用するチャンネルの送信間隔が経過した後に無線機２Ｂへ接続要求信号を送信する（ステップＳ３０４）。この接続要求信号は、無線機２Ｂのアンテナ５０で受信される。そして、電源制御部２０から起動判定部３０Ａへ起動信号が入力される（ステップＳ３０５）。

起動判定部３０Ａは、電源監視部２３から信号が入力された時点で、タイマ３０ａのカウントをストップする。そして、タイマ３０ａのカウントを記憶部３０ｂに記憶されている各送信間隔と比較し、接続要求信号がどのチャンネルを使用して送信されたかを判定する。

起動判定部３０Ａは、起動信号と共に判定したチャンネル情報を受信部４２Ａへ入力する（ステップＳ３０６、Ｓ３０７）。

受信部４２Ａは、起動判定部３０Ａから起動信号およびチャンネル情報が入力されると、チャンネル情報に対応するチャンネルをスリープモードから起動して待ち受け状態へ移行する（ステップＳ３０８）。

無線機２Ａは、無線機２Ｂから接続要求信号に対する接続応答信号がないことから、無線機２Ｂへ接続要求信号を再度送信する（ステップＳ３０９）。この時、無線機２Ｂの受信部４２Ａは、すでに待ち受け状態にある。このため、受信部４２Ａは、アンテナ６０で受信した信号を処理して、該信号が無線機２Ｂ宛の接続要求信号であることを認識する（ステップＳ３１０）。

受信部４２は、アンテナ６０で受信した信号が無線機２Ｂ宛の接続要求信号であることを認識すると、送信部４１Ａへ起動信号とともにチャンネル情報を入力する。受信部４２Ａから起動信号およびチャンネル情報が入力されると、送信部４１Ａは、チャンネル情報に対応するチャンネルをスリープモードから起動する。そして、送信部４１Ａは、無線機２Ａからの接続要求信号に対する接続応答信号を生成し、アンテナ６０を介して無線機２Ａへ送信する（ステップＳ３１１）。無線機２Ａと無線機２Ｂは、その後、認証情報や所望のデータを送受信する。

なお、ステップＳ３０３でタイマ３０ａを起動した後、送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）以内に電源監視部２３から次の信号が入力された場合、起動判定部３０Ａは、アンテナ５０で受信した信号は接続要求信号ではないと判断し、タイマ３０ａのカウントをクリアする。また、ステップＳ３１０において、受信信号が無線機２Ｂ宛の接続要求信号でない場合は、受信部４２Ａは、再度スリープモードとなる。

また、上記説明では、起動判定部３０Ａから起動信号が入力されると受信部４２を起動し、アンテナ６０で受信した信号が自己宛の接続要求信号であることを確認した後に送信部４１Ａを起動する形態について説明した。しかし、起動判定部３０Ａから起動信号が入力されると送信部４１Ａおよび受信部４２Ａを起動するようにしてもよい。

以上のように、この第２の実施形態に係る無線システム２００では、チャンネルごとに接続要求信号の送信間隔を互いに異なる間隔とした。そして、受信した接続要求信号の送信間隔から、該接続要求信号がどのチャンネルのものであるかを判定している。

このため、無線送受信部４０Ａは、起動後にチャンネルＡないしＣを切り替えて、どのチャンネルが使用されるかをサーチする必要がない。その結果、効果的に無線システム２００の消費電力を抑制できる。その他の効果は、第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
第１の実施形態に係る無線システム１００では、電源制御部２０で信号の有無を判定しているが、電源制御部２０がノイズ等を誤検出する可能性が考えられる。この場合、ノイズを受信するタイミングによっては、誤って送受信部４０を起動してしまう恐れがある。

この第３の実施形態に係る無線システム３００では、誤って送受信部４０を起動することを低減するために、接続要求信号を送信する側では、接続要求信号の送信電力の強弱を交互に変化させて接続要求信号を送信し、接続要求信号を受信する側では、受信感度の強弱を変化させて接続要求信号を受信している。

つまり、受信側では、受信感度が高い状態で接続要求信号を受信した場合、受信感度を低くして次の接続要求信号の受信に備える。また、受信感度が低い状態で接続要求信号を受信した場合、受信感度を高くして次の接続要求信号の受信に備える。

そして、受信感度が高い状態と受信感度が低い状態の両状態で接続要求信号を受信した場合に、送受信部を起動するように構成している。このように、第３の実施形態に係る無線システム３００では、電力レベルが互いに異なる2つの接続要求信号を受信出来た場合にのみ送受信部を起動することにより、誤って送受信部を起動することを低減する。

図９は、第３の実施形態に係る無線システム３００が具備する無線機３Ａないし３Ｃの構成の一例を示した図である。図１０Ａは、接続要求信号の送信間隔を示した図である。図１０Ｂは、接続要求信号を送信する電力レベルを示した図である。図１０Ｃは、電源制御部２０の受信感度を示した図である。以下、図９、図１０Ａないし１０Ｃを用いて無線機３Ａないし３Ｃの構成について説明する。なお、図２で説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図９に示すように、各無線機３Ａないし３Ｃは、それぞれ電源制御部２０Ａ、起動判定部３０、送受信部４０Ｂ、アンテナ５０およびアンテナ６０を具備する。電源制御部２０Ａは、整流器２１、出力判定部２２Ａおよび電源監視部２３を具備する。送受信部４０Ｂは、送信部４１Ｂ、受信部４２およびＲＦ部４３を具備する。なお、無線機３Ａないし３Ｃは、送信機および受信機をそれぞれ構成する。

送信部４１Ｂは、接続要求信号を送信する場合、図１０Ａに示すように、接続要求信号を送信間隔Ｔ_２（ＣＩＦＳ）で送信する。この際、送信部４１Ｂは、図１０Ｂに示すように、接続要求信号を送信する電力レベルの強弱を交互に変化させる。

また、出力判定部２２Ａは、接続要求信号を受信する場合、図１０Ｃに示すように、接続要求信号を受信毎に、受信感度の強弱を交互に変化させる。つまり、受信感度が高い状態で、接続要求信号を受信した場合、出力判定部２２Ａは、受信感度を低くして、次の接続要求信号の受信に備える。また、受信感度が低い状態で、接続要求信号を受信した場合、出力判定部２２Ａは、受信感度を高くして、次の接続要求信号の受信に備える。

出力判定部２２Ａは、第１の実施形態に係る出力判定部２２と同様に、整流器２１から入力される信号の電力レベルを予め記憶されている閾値と比較する。上記電力レベルが閾値よりも大きい場合、出力判定部２２Ａは、整流器２１から入力される出力信号の電力レベルを監視し、上記電力レベルが閾値以下となった時点、すなわち信号が立ち下がった時点で、信号有を示す信号を電源監視部２３へ入力する。

なお、この第３の実施形態に係る出力判定部２２Ａでは、高低２つの閾値を予め記憶しておき、接続要求信号を受信する毎に使用する閾値を切り替えることにより、信号の受信感度を変化させている。なお、以下の説明では、受信感度が低い時の閾値を第１の閾値、受信感度が高い時の閾値を第２の閾値と称する。

図１１は、第３の実施形態に係る無線システムの動作を示したシーケンス図である。以下、図１１を用いて、第３の実施形態に係る無線システム３００の動作について説明する。なお、以下の説明では、無線機３Ａが無線機３Ｂに対して接続要求信号を送信する場合を例に、無線システム３００の動作について説明する。

図１１に示すように、無線機３Ａは、接続要求信号の送信電力を低く設定する（ステップＳ４０１）。また、無線機３Ｂの出力判定部２２Ａは、信号の受信感度を高く設定する（ステップＳ４０２）。すなわち出力判定部２２Ａは、使用する閾値として第２の閾値を設定する。次に、無線機３Ａは、無線機３Ｂに対して接続要求信号を送信する（ステップＳ４０３）。

無線機３Ａから送信された接続要求信号は、無線機２Ｂのアンテナ５０で受信される。
アンテナ５０で受信された接続要求信号は、整流器２１で整流されて出力判定部２２Ａへ入力される。出力判定部２２Ａは、整流器２１からの出力信号の電力レベルを第１の閾値と比較して信号の有無を判定する（ステップＳ４０４）。

ここでは、出力判定部２２Ａは、信号有と判定する。そして、電源制御部２０Ａは、整流器２１から入力される信号の電力レベルを監視する。そして、出力判定部２２Ａは、整流器２１から入力される信号が立ち下がった時点で、信号有を示す信号を電源監視部２３へ入力する。

電源監視部２３は、出力判定部２２Ａから信号が入力されると、送受信部４０がスリープモードかどうかを判定する。ここでは、送受信部４０がスリープモードであるため、電源監視部２３は、起動判定部３０へ信号を入力する。

電源監視部２３から信号が入力されると、起動判定部３０は、タイマ３０ａを起動する（ステップＳ４０５）。タイマ３０ａは、起動後、カウントを開始する。

次に、無線機３Ａは、接続要求信号の送信電力を高く設定する（ステップＳ４０６）。また、無線機３Ｂの出力判定部２２Ａは、信号の受信感度を低く設定する（ステップＳ４０７）。すなわち出力判定部２２Ａは、使用する閾値として第１の閾値を設定する。次に、無線機３Ａは、無線機３Ｂに対して接続要求信号を送信する（ステップＳ４０８）。

無線機３Ａから送信された接続要求信号は、無線機２Ｂのアンテナ５０で受信される。
アンテナ５０で受信された接続要求信号は、整流器２１で整流されて出力判定部２２Ａへ入力される。出力判定部２２Ａは、整流器２１からの出力信号の電力レベルを第２の閾値と比較して信号の有無を判定する（ステップＳ４０９）。

ここでは、出力判定部２２Ａは、信号有と判定する。そして、電源制御部２０Ａは、整流器２１から入力される信号の電力レベルを監視する。そして、出力判定部２２Ａは、整流器２１から入力される信号が立ち下がった時点で、信号有を示す信号を電源監視部２３へ入力する。

電源監視部２３は、出力判定部２２Ａから信号が入力されると、送受信部４０Ｂがスリープモードかどうかを判定する。ここでは、送受信部４０Ｂがスリープモードであるため、電源監視部２３は、起動判定部３０へ信号を入力する。

起動判定部３０は、電源監視部２３から信号が入力された時点で、タイマ３０ａでのカウントが、記憶部３０ｂに予め記憶されている時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えているか否かを判定する。ここでは、接続要求信号の送信間隔Ｔ_２（ＣＩＦＳ）が、送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）よりも長いため、起動判定部３０は、タイマ３０ａでのカウントが時間Ｔ_１（ＳＩＦＳ）を超えていると判定する。

そして、起動判定部３０は、アンテナ５０で受信した信号は、接続要求信号である可能性が高いと判断し、起動信号を受信部４２へ入力する（ステップＳ４１０）。受信部４２は、起動判定部３０から起動信号が入力されると、スリープモードから起動して待ち受け状態へ移行する（ステップＳ４１１）。

無線機３Ａは、無線機３Ｂから接続要求信号に対する応答信号がないことから、接続要求信号の送信電力を低く設定した後（ステップＳ４１２）、無線機３Ｂに対して接続要求信号を送信する（ステップＳ４１３）。

この時、無線機３Ｂの受信部４２は、すでに待ち受け状態にある。このため、受信部４２は、アンテナ６０で受信した信号を処理して、該信号が無線機３Ｂ宛の接続要求信号であることを認識する（ステップＳ４１４）。

受信部４２は、無線機３Ｂ宛の接続要求信号であることを認識すると、送信部４１Ｂへ起動信号を入力する。送信部４１Ｂは、受信部４２から起動信号が入力されると、スリープモードから起動して通常の動作状態へ移行する。そして、送信部４１Ｂは、無線機３Ａからの接続要求信号に対する応答信号を作成し、アンテナ６０を介して無線機３Ａへ送信する（ステップＳ４１５）。無線機３Ａと無線機３Ｂは、その後、認証情報や所望のデータの送受信を行う。

なお、ステップＳ４０５でタイマ３０ａを起動した後、送信間隔Ｔ_１（ＳＩＦＳ）以内に電源監視部２３から次の起動信号が入力された場合、起動判定部３０は、該受信信号は接続要求信号ではないと判断し、タイマ３０ａのカウントをクリアする。また、ステップＳ４１４において、受信信号が無線機３Ｂへの接続要求信号でない場合は、受信部４２は、再度スリープモードとなる。

また、上記説明では、起動判定部３０から起動信号が入力されると受信部４２を起動し、アンテナ６０で受信した信号が自己宛の接続要求信号であることを確認した後に送信部４１Ｂを起動する形態について説明した。しかし、起動判定部３０から起動信号が入力されると送受信部４０Ｂを起動するようにしてもよい。

また、上記説明では、無線システム１００で使用するチャンネル（通信帯域）が一つの場合について説明したが、複数のチャンネルを使用するようにしてもよい。この際、第２の実施形態で説明したように、チャンネルごとに接続要求信号の送信間隔を互いに異なる間隔とし、受信した接続要求信号がどのチャンネルのものであるかを判定するようにしてもよい。

以上のように、第３の実施形態に係る無線システム３００では、電力レベルが互いに異なる2つの接続要求信号を受信出来た場合にのみ送受信部４０Ｂを起動している。このため、電源制御部２０Ａでの接続要求信号の誤検出を効果的に防止できる。その結果、無駄に送受信部４０Ａを起動する状況を低減でき、その分消費電力を抑制できる。その他の効果は、第１の実施形態と同様である。

なお、上記説明では、送信電力の互いに異なる接続要求信号を交互に送信する実施形態について説明したが、3度目以降に送信する接続要求信号は、２度目の設定と同じ設定で送信するようにしてもよい。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、第１ないし第３の実施形態では、使用チャンネル（通信帯域）が一つの場合について説明したが、複数のチャンネルを同時に使用するようにしてもよい。

なお、複数のチャンネルを同時使用する場合、他のチャネルの使用の影響を考える必要がある。基本的に他のチャネルの使用の影響は、無線機３Ａが無線機１Ａと接続したい場合を基に考えると、他のチャネルを他の2つの無線機（例えば、無線機２Ａと無線機４Ａ）が使用していた場合、もしくは片方の無線機は相手の無線機(例えば、無線機１Ａと無線機２Ａ)の場合がある。

どちらの場合も、最初の接続時は近接して接続要求信号等を送受信し、その後は少し離した状態でデータの送受信を行っている場合には、無線機３Ａと無線機１Ａが近接した状態になると相対的に他のチャネルの影響が小さくなる。この場合、無線機の受信感度を両者の受信信号の電力値の中間となるよう設定することで問題を解決できる。ただし、特に相手の無線機１Ａが他の端末（無線機）ともデータを送受信している場合には、距離の違いによる受信電力の差が十分でないことも考えられる。この場合、電源制御部２０は、すべてのチャンネルにおける信号に反応する。

このため、電源制御部２０は、チャンネルＡを使用したデータの送受信により、チャンネルＢを使用して送信される接続要求信号を認識できない場合が生ずる。この場合には、接続要求信号を送信する電力レベルを、他のデータを送信する電力レベルよりも高く設定し、接続要求信号だけを受信するように電源制御部２０の受信感度を調整しておくことで対応できる。また、接続要求信号を一定時間受信できない場合は、起動判断部２０の受信感度を徐々に下げるようにしてもよい。

また、接続要求信号に宛先情報が含まれていない場合、例えば、ブロードキャスト（一斉同報）を用いて接続要求信号を送信するシステムでは、送受信部４０の起動後に、接続要求信号を受信して、自己宛であるかどうかの確認を行う必要がない。この場合、送受信部４０の起動後に、接続要求信号を受信することなく、送信部４１で接続応答信号を生成してアンテナ６０から送信するようにしてもよい。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成してもよい。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１，２，３…無線機、２０…電源制御部、２１…整流器、２２…出力判定部、２３…電源監視部、３０…起動判定部、４０…送受信部、４１…送信部、４２…受信部４２、４３…ＲＦ部、５０，６０…アンテナ、１００，２００，３００…無線システム

Claims (9)

1. 接続要求信号の送信間隔と前記接続要求信号以外の信号の送信間隔とを互いに異なる間隔で、前記接続要求信号および前記接続要求信号以外の信号を送信する送信部を具備する送信機と、
   前記送信機から送信される信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した信号を処理する受信部と、前記アンテナでの信号の受信間隔から前記受信した信号が接続要求信号であるか否かを判定し、該判定結果に応じて前記受信部を起動する起動判断部と、を具備する受信機と、
   を有することを特徴とする無線システム。
2. 前記接続要求信号の送信間隔は、前記接続要求信号以外の信号の送信間隔よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
3. 前記送信機の送信部は、前記接続要求信号を周波数帯域毎に異なる間隔で送信することを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
4. 前記送信機の送信部は、前記接続要求信号と前記接続要求信号以外の信号を互いに異なる電力レベルで送信することを特徴する請求項１に記載の無線システム。
5. 前記受信機の起動判断部は、前記信号の送信間隔が予め記憶されている記憶部を具備し、前記アンテナでの信号の受信間隔と、前記記憶部に記憶されている送信間隔とを比較することにより、前記アンテナで受信した信号が接続要求信号であるかどうかを判定することを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
6. 前記受信機は、前記受信部が起動されているかどうかを監視し、前記受信部の起動状態に応じて前記アンテナで受信した信号を前記起動判断部へ入力する監視部をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
7. 前記送信機は、前記接続要求信号を互いに異なる電力レベルで交互に送信し、
   前記受信機は、前記アンテナで信号を受信する度に、前記信号の受信感度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
8. 接続要求信号の送信間隔と前記接続要求信号以外の信号の送信間隔とを互いに異なる間隔で、前記接続要求信号および前記接続要求信号以外の信号を送信する送信部を具備したことを特徴とする送信機。
9. 信号を受信するアンテナと、
   前記アンテナで受信した信号を処理する受信部と、
   前記アンテナでの信号の受信間隔から前記受信した信号が接続要求信号であるかどうかを判定し、該判定結果に応じて前記受信部を起動する起動判断部と、
   を具備することを特徴とする受信機。

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