JP2011199730A - 無線通信装置、無線通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】親無線端末からのビーコン信号を捕捉して子無線端末が時計あわせを行い、同期を取って通信を行うシステムにおいて、電力削減のため子無線端末がビーコンを捕捉する時間を長くすると時計誤差が大きくなるという課題があった。
【解決手段】通信相手が送受信タイミングの同期を取るためのビーコン信号を定期的に送信し、送信すべき情報が発生したときには前記通信相手の受信タイミングで識別符号を含む繰返しフレームを複数回送信した後、データ信号を含む本フレームを送信するように構成した無線通信装置において、前記送信すべき情報が発生したタイミングと前記通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビーコン信号を送信する親無線端末と前記ビーコン信号を受信し親無線端末と時間同期を取る１つないし複数の子無線端末から構成される無線システムに利用できる無線通信装置であって、無線通信の時間を最適化して通信にかかる消費電力を削減できる無線通信装置に関するものである。

親無線端末と子無線端末がそれぞれの時計を同期させずに非同期でそれぞれ間欠受信動作を行う通信システムがある。このような非同期で間欠受信を行う通信システムにおいては、通信相手がどのタイミングで受信待ちを行っているかわからないため通信相手の間欠受信周期以上のプリアンブル信号を送信する必要がある。例えば受信間欠周期が２秒の場合には前記プリアンブル信号は２秒以上の長さが必要である。このような通信相手と非同期で間欠受信を行う無線通信システム例として特許文献１がある。

特許文献１によれば、通信相手が連続受信している場合にはプリアンブル信号の短い信号を送信し、通信相手が間欠受信している場合には通信相手の間欠受信よりも長いプリアンブル信号を送信することが記載されている。そしてプリアンブル信号を単純に長くするのではなく、プリアンブル信号、フレーム同期信号及び制御信号からなる信号フレームを複数回繰返し間欠受信周期よりも前記繰返し信号フレームが長くなるようにすることが記載されている。すなわち通信相手が連続受信の時には前記信号フレームの繰り返しはなく、通信相手が間欠受信の時には前記繰返し回数を多くすることが記載されている。

一方ビーコンを送信する親無線端末からなる通信システムは、無線ＬＡＮや固定無線アクセス（ＦＷＡ：Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）事業者が提供する無線ネットワークシステム等で用いられている。前記無線ネットワークでは親無線端末から送信されるビーコン信号を子無線端末は定期的に受信して自局の時計を親無線端末の時計に同期させる。そしてビーコン信号を基準としてデータの送受信を行う時間位置が決まっており、前記決まった時間位置で親無線端末と子無線端末は通信を行う。

前記子無線端末が前記ビーコン信号を定期的に受信する間隔は長くてもせいぜい数秒程度である。すなわち数秒程度で親無線端末と子無線端末の時計同期を行っているため子無線端末がビーコン信号を受信に行くタイミングと親無線端末がビーコン信号を送信するタイミングの間の時間誤差は非常に小さい。例えば子無線端末の前記ビーコン受信間隔を２秒、子無線端末の時計と親無線端末の時計誤差を１００ｐｐｍとすると、前記受信間隔２秒間における時計誤差時間は０．２ｍ秒と非常に小さい。そして２秒毎に必ず親無線端末と子無線端末の時計は同期を合わせるため、親無線端末と子無線端末間の最大時計誤差時間は０．２ｍ秒である。よって親無線端末と子無線端末がデータの通信を行う前記時間位置の相対誤差も最大０．２ｍ秒と小さい。すなわち送信側の送信タイミングと受信側の受信タイミングの最大誤差は０．２ｍ秒と小さいため、送信信号のプリアンブルを０．２ｍ秒程度長くしておけば受信側で必ず送信信号のプリアンブルを受信できるため通信に問題が生じることはない。よって特許文献１に記載されているような信号フレームを繰返し送信することは行われていない。

特開２００７−２０８４４２号公報

しかしながら、ビーコンを送信する親無線端末からなる通信システムにおいて、電力消費を極限まで少なくしたい要望より、ビーコン信号を送信する間隔を長くしたり、或いはビーコン信号の送信間隔は短いが、子無線端末がビーコン信号を受信して親無線端末に時計を合わせるビーコン受信を長くするということが考えられる。例えば子無線端末のビーコン受信間隔は５１２秒毎に行い、前記５１２秒を１２８分割した４秒毎に親無線端末からのデータを受信するための間欠受信を行っているシステムを考える。このようなシステムでは５１２秒毎に子無線端末は親無線端末からのビーコン信号を捕捉して時計あわせを行う。よって子無線端末の時計と親無線端末の時計誤差を１００ｐｐｍとすると、前記受信間隔５１２秒間における最大時計誤差時間は５１．２ｍ秒と非常に大きくなる。そして親無線端末は子無線端末に対してデータ通信を行う場合、子無線端末が受信待ち受けしている４秒毎のタイミングにおいて前記最大時計誤差時間５１．２ｍ秒を吸収するために、特許文献１に記載の方法で５１．２ｍ秒以上の時間にわたり、プリアンブル信号、フレーム同期信号及び制御信号からなる信号フレームを繰返し送信する方法が考えられるが、前記信号フレームの繰返し時間が長く消費電力が増大するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成、方法によりビーコン受信間隔を長くしても消費電力の増加を抑えることのできる無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

通信相手が送受信タイミングの同期を取るためのビーコン信号を定期的に送信し、送信すべき情報が発生したときには前記通信相手の受信タイミングで識別符号を含む繰返しフレームを複数回送信した後、データ信号を含む本フレームを送信するように構成した無線通信装置において、前記送信すべき情報が発生したタイミングと前記通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするように構成した無線通信装置である。

そして、通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするため、最適な繰返しフレームの送信回数を設定でき消費電力の増加を抑えることができることとなる。

本発明の無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムを用いることにより、ビーコンを送信する親無線端末からなる通信システムにおいて、子無線端末が前記ビーコンを受信し親無線端末の時計に同期を取る時間間隔が長くなっても、消費電力の増加を抑えることができる。

本発明の第一の実施の形態における無線通信装置の構成図 本発明の第一の実施の形態における無線通信装置を用いた無線通信システムの構成図 本発明の第一の実施の形態におけるスロット構成を示す図 本発明の第一の実施の形態における各無線端末間のスロット関係を示す図 本発明の第一の実施の形態におけるリンク接続信号の信号フォーマットを示す図 本発明の第一の実施の形態における子無線端末の受信キャリアセンスタイミングを示す図

第１の発明は、通信相手が送受信タイミングの同期を取るためのビーコン信号を定期的に送信し、送信すべき情報が発生したときには前記通信相手の受信タイミングで識別符号を含む繰返しフレームを複数回送信した後、データ信号を含む本フレームを送信するように構成した無線通信装置において、前記送信すべき情報が発生したタイミングと前記通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするように構成した無線通信装置である。

そして、通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするため、最適な繰返しフレームの送信回数を設定でき消費電力の増加を抑えることができる。

第２の発明は、前記繰返しフレームの送信を開始するタイミングを送信回数に応じて変更するように構成した無線通信装置である。

そして、送信回数に応じて繰返しフレームの送信を開始するタイミングを変更することができ、送信側と受信側の時計誤差があっても通信相手の間欠受信タイミングが必ず繰返しフレームのどこかに来るように最適化することができる。

第３の発明は、第１の発明の無線通信装置より送信されるビーコン信号を定期的に受信し受信タイミング補正を行いかつ前記ビーコン信号を定期的に受信する受信間隔の１／ｍの間隔で受信動作を行う無線通信装置であって、前記ビーコン信号を定期的に受信するタイミングと前記１／ｍの間隔で受信動作を行うタイミングの時間差に応じて前記１／ｍの間隔で受信動作を行うタイミング位置を変更するように構成した無線通信装置である。

そして、前記１／ｍの間隔で受信動作を行うタイミング位置を変更することにより、送信側と受信側の時計誤差があっても必ず繰返しフレームのどこかを受信することができる。

第４の発明は、通信相手が送受信タイミングの同期を取るためのビーコン信号を定期的に送信するステップと、送信すべき情報が発生したときには前記通信相手の受信タイミングで識別符号を含む繰返しフレームを複数回送信するステップと、前記複数回送信するステップを実行した後、データ信号を含む本フレームを送信するステップを有する無線通信方法において、前記送信すべき情報が発生したタイミングと前記通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするステップにより前記複数回送信するステップでの前記繰返しフレームの送信回数を制御するようにした無線通信方法である。

そして、通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするため、最適な繰返しフレームの送信回数を設定でき消費電力の増加を抑えることができる。

第５の発明は、前記繰返しフレームを送信するタイミングを送信回数に応じて変更するように構成した請求項４記載の無線通信方法である。

そして、送信回数に応じて繰返しフレームの送信を開始するタイミングを変更することができ、送信側と受信側の時計誤差があっても通信相手の間欠受信タイミングが必ず繰返しフレームのどこかに来るように最適化することができる。

第６の発明は、第４の発明の無線通信方法より送信されるビーコン信号を定期的に受信し受信タイミング補正を行いかつ前記ビーコン信号を定期的に受信する受信間隔の１／ｍの間隔で受信動作を行う無線通信方法であって、前記ビーコン信号を定期的に受信するタイミングと前記１／ｍの間隔で受信動作を行うタイミングの時間差に応じて前記１／ｍの間隔で受信動作を行うタイミング位置を変更するように構成した無線通信方法である。

そして、通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするため、最適な繰返しフレームの送信回数を設定でき消費電力の増加を抑えることができる。

第７の発明は、本発明１〜６のいずれか１の発明に記載の無線通信装置或いは無線通信方法の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、等のハードリソースを協働させて本発明の少なくとも一部を簡単なハードウェアで実現できる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第一の実施の形態について説明する。図１は本発明の無線通信装置の一例である。図１（ａ）は親無線端末のブロック図であり、図１（ｂ）は子無線端末のブロック図である。

まず図１（ａ）を参照しながら、親無線端末の構成の概略について説明する。１はアンテナ、２は送受信手段、３はビーコン送信手段、４はビーコン送信制御手段、５はリンク接続手段、６は繰返しフレーム回数設定手段、７は制御手段である。制御手段７は無線通信装置全体の時間管理や各手段の制御を行う。送受信手段２はアンテナ１を介して無線通信を行うための無線送受信回路で構成されている。

次に図１（ｂ）を参照しながら、子無線端末の構成の概略について説明する。１１はアンテナ、１２は送受信手段、１３はビーコン受信手段、１４はビーコン受信制御手段、１５はキャリアセンス手段、１６はリンク接続手段、１７は制御手段である。制御手段１７は無線通信装置全体の時間管理や各手段の制御を行う。送受信手段１２はアンテナ１１を介して無線通信を行うための無線送受信回路で構成されている。

図２は図１に示す無線通信装置を用いた無線通信システムを示す図である。親無線端末１０１が図１（ａ）に示す無線通信装置であり、子無線端末１０２、１０３、１０４、２０２、２０３、２０４、３０２、３０３、３０４が図１（ｂ）に示す無線通信装置である。中継無線端末２０１、３０１、４０１は図１（ａ）と図１（ｂ）の両方の機能を有している。

図２を参照しながら、図１の無線通信装置を用いた通信システムの動作の概要について説明する。親無線端末１０１は子無線端末１０２、１０３、１０４とは直接通信を行うことができるが、子無線端末２０２等とは電波状況が悪く直接通信を行うことができない。そこで中継端末２０１を介して子無線端末２０２、２０３、２０４と通信を行う。さらに子無線端末３０２、３０３、３０４とは、中継無線端末２０１を経由し、さらに中継無線端末３０１を経由して通信を行う。そして親無線端末１０１からはビーコン信号と呼ばれる時計あわせのための信号が定期的に送信され、親無線端末に直接つながる子無線端末１０２や中継無線端末２０１等は前記ビーコン信号を定期的に捕捉し、親無線端末１０１の時計と同期を取る。ここで親無線端末１０１を上位機器、上位機器である親無線端末１０１に直接つながる子無線端末１０２や中継無線端末２０１を下位機器と定義する。

以下同様に、子無線端末２０２等に対しては、中継無線端末２０１が親無線端末として働き中継無線端末２０１が時計あわせのためのビーコン信号を定期的に送信し、中継無線端末２０１に直接つながる子無線端末２０２や中継無線端末３０１等は前記ビーコン信号を定期的に捕捉し、中継無線端末２０１の時計と同期を取る。上位機器は中継無線端末２０１であり、下位機器は中継無線端末２０１に直接つながる子無線端末２０２や中継無線端末３０１等である。

図１に示す本発明の無線通信装置は、時間軸上を複数のスロットに分割して通信を行う構成である。図３（ａ）は図１の無線通信装置が管理する基本スロット構成を示す。基本スロットはＴ１秒で構成され、この基本スロットが時間軸上で繰返される。基本スロット長Ｔ１は例えば２秒である。基本スロットはさらに下位スロットと上位スロットの２つのスロットで構成されている。下位スロット長と上位スロット長はそれぞれＴ１の半分の時間である。下位スロットは下位機器と通信を行うためのスロット、上位スロットは上位機器と通信を行うためのスロットである。下位スロットがさらにスロット２１とスロット２２とスロット２３の３つのスロットに分割されている。スロット２１はビーコン送信用スロット（ＢＴ）、スロット２２はリンク接続用スロット（Ｌ）、スロット２３はデータ通信用スロット（Ｄ）である。同様に上位スロットもさらにスロット２４とスロット２５とスロット２６の３つのスロットに分割されている。スロット２４はビーコン受信用スロット（ＢＲ）、スロット２５はリンク接続用スロット（Ｌ）、スロット２６はデータ通信用スロット（Ｄ）である。

上位機器はスロット２１のビーコン送信用スロット（ＢＴ）を用いて定期的にビーコン信号を送信する。ビーコン信号はビーコン送信用スロット（ＢＴ）で必ず送信するようにしてもよいし、複数スロットごとに送信するようにしても良い。ビーコン信号をビーコン送信用スロット（ＢＴ）が２つ毎に送信するように設定すれば、Ｔ１＝２秒としてビーコン送信間隔は４秒となる。

下位機器はスロット２４のビーコン受信用スロット（ＢＲ）において定期的に上位機器からのビーコン信号を受信する。ビーコン信号を受信する間隔はビーコン信号の送信間隔の整数倍に設定することができる。例えばビーコン送信間隔２秒の２５６倍に設定すれば、ビーコン受信間隔＝８分３２秒である。

スロット２２とスロット２５のリンク接続用スロット（Ｌ）は、上位機器と下位機器がリンク接続のための通信を行うスロットである。スロット２３とスロット２６のデータ通信用スロット（Ｄ）は、上位機器と下位機器がリンク接続後にデータのやり取りを行うための通信を行うスロットである。

スロット２２及びスロット２５のリンク接続用スロット（Ｌ）は図３（ｂ）に示すようにスロット２７とスロット２８の２つのスロットから構成されている。スロット２７は下位発呼用スロット、スロット２８は上位応答／上位発呼用スロットである。下位発呼用スロットとは、下位機器からリンク接続を行いたいときに下位機器がリンク接続要求信号を送信するためのスロットである。上位応答／上位発呼用スロットとは、下位機器からのリンク接続要求信号に対して上位機器が応答を返すためのスロット、あるいは上位機器からリンク接続を行いたいときに上位機器がリンク接続要求信号を送信するためのスロットである。Ｔ２は下位発呼用スロット２７のスロット長、Ｔ３は上位応答／上位発呼用スロット２８のスロット長である。

図４は親無線端末１０１と中継無線端末２０１と中継無線端末３０１と子無線端末３０２の間のスロット位置関係を示す図である。同図（ａ）は親無線端末１０１の管理するスロット、（ｂ）は中継無線端末２０１が管理するスロット、（ｃ）は中継無線端末３０１が管理するスロット、（ｄ）は子無線端末３０２が管理するスロットを示す。図４のスロットにおいてスロット３３に示すように「下」という表記は図３（ａ）の下位スロットをさしている。同様にスロット３４に示すように「上」という表記は図３（ａ）の上位スロットをさしている。スロット３２はスロット３３及びスロット３４で構成される基本スロット示している。そして基本スロットには１から２５６までのスロット番号が順番に付与され、スロット番号２５６の次にはスロット番号１に戻る。

図４において３１はビーコン信号を示している。図４においてビーコン信号は１つ置きの基本スロットの下位スロット中のビーコン送信用スロットから送信される。従ってビーコン送信間隔Ｔ５＝２×Ｔ１である。Ｔ１＝２秒とすれば、Ｔ５＝４秒である。親無線端末１０１より送信されるビーコン信号は中継無線端末２０１で定期的に受信される。中継無線端末２０１では親無線端末１０１のスロット番号１から送信されるビーコン信号３１を受信するように構成されている。ビーコン信号３１にはスロット番号１に対応したビーコン番号１が乗っている。そして中継無線端末２０１でビーコン番号１のビーコン信号３１を受信すると親無線端末１０１の基本スロット番号１の下位スロットの先頭位置を中継無線端末２０１の基本スロット番号２５５の上位スロットの先頭位置となるようにスロットを構成しなおす。そして中継無線端末２０１は親無線端末１０１と同様に奇数番目の基本スロット番号のところでビーコン信号を送信する。以下同様の動作で下位機器は上位機器の基本スロット番号１から送信されるビーコン信号を受信し、上位機器のタイミングに同期して自局のスロットを構成しなおす。上位機器のビーコン信号を受信する間隔Ｔ４は基本スロット２５６個ごとであるので、Ｔ４＝８分３２秒である。図４においてスロットを黒く塗っている上位スロットの中のビーコン受信用スロット（ＢＲ）でビーコン受信を行っている。なお子無線端末３０２につながる下位機器はないためビーコン信号の送信は行わない。

親無線端末１０１が子無線端末３０２にデータを送りたい場合について説明する。中継無線端末２０１及び３０１はすべての上位スロット中の上位発呼用スロット２８（図３参照）で受信キャリアセンス動作を行っている。受信キャリアセンス動作とは、受信レベルが所定のレベル以上であるかどうかを検出し、前記所定のレベル以下であれば受信キャリアセンス動作を中止し待機状態に移行する。前記所定レベル以上であれば上位機器からのリンク接続信号の受信を行う。従って親無線端末１０１は子無線端末３０２宛のデータ送信要求が例えばスロット番号５の時間で発生した場合、スロット番号６の下位スロット中の上位発呼用スロット２８でリンク接続用信号を送信する。

中継器２０１はスロット番号４の上位スロット中の上位発呼用スロット２８で受信キャリアセンスを行っており、親無線端末１０１からの前記リンク接続信号をキャリアセンスした後受信することとなる。

前記リンク接続信号の電文フォーマットを図５（ａ）に示す。リンク接続信号はｎ個の繰返しフレーム４１〜４６と本体フレームより構成されている。図５（ｂ）は前記繰返しフレームの構成を示す。繰返しフレームは、ビットのサンプリング位置を決めるためのビット同期信号４８、フレームに含まれるデータの先頭を検出するためのフレーム同期信号４９、各種制御情報が乗っている制御信号５０と機器を識別するための識別符号（以下ＩＤと呼ぶ）を短縮した簡易ＩＤから構成されている。ＩＤは例えば６４ビットであり、簡易ＩＤは前記ＩＤを４分割した１６ビットである。そして前記ＩＤを４分割したうちのどの１６ビットを簡易ＩＤ５１としたかという情報は制御信号５０に乗っている。繰返しフレーム長はＴ６である。従ってｎ個の繰返しフレーム長Ｔ７は、Ｔ７＝ｎ×Ｔ６である。そして繰返しフレーム４１〜４６には繰返しフレーム番号が１〜ｎまで付与され、制御信号５０に前記繰返しフレーム番号が乗っている。繰返しフレームは図（ａ）に示すように大きな繰返し番号の繰返しフレームから送信され、１つづつ繰返しフレーム番号がディクリメントしていき、本体フレームの直前の繰返しフレーム番号は１である。

図６は受信キャリアセンスタイミングを説明するための図である。図６（ａ）は上位機器から送信されるリンク接続信号である。図６（ｂ）は上位機器から送信されるリンク接続信号を受信キャリアセンスする下位機器のキャリアセンスタイミングを示す図である。図６（ｂ）の（ｂ−１）は上位機器と下位機器の時計がずれていない場合、図６（ｂ）（ｂ−２）は上位機器の時計に対して下位機器の時計が進んでいる場合、図６（ｂ）（ｂ−３）は上位機器の時計に対して下位機器の時計が遅れている場合を示している。５０は下位機器の上位発呼用スロットの先頭位置を示す。５１は下位機器の受信キャリアセンスタイミングを示す。受信キャリアセンスタイミングは上位発呼用スロットの先頭位置５０からＴ８＝Ｔ７／２に設定される。このように設定すれば上位機器と下位機器の時計ずれΔＴが−Ｔ８＜＝ΔＴ＜＝Ｔ８の範囲であれば、図６（ｂ）に示すようにリンク接続信号の繰返しフレーム１〜ｎまでのどこかで受信キャリアセンスを行い、本体フレームを受信することができる。

上位機器と下位機器の時計の最大相対誤差を±１００ｐｐｍとし、下位機器が図４に示すようにＴ４＝５１２秒ごとに時計あわせを行うとすると最大±５１．２ｍｓ、お互いの時計がずれることになる。従ってＴ８＞＝５１．２ｍｓになるようにリンク接続信号の繰返しフレーム送信回数ｎを設定すれば受信失敗になることはない。しかしながら図４において親無線端末１０１で子無線端末３０２宛のデータ送信要求が例えばスロット番号５の時間に発生した場合、スロット番号６の下位スロット中の上位発呼用スロット２８でリンク接続用信号を送信する。中継器２０１はスロット番号４の上位スロット中の上位発呼用スロット２８で受信キャリアセンスを行っており、親無線端末１０１からの前記リンク接続信号をキャリアセンスした後受信することとなるが、下位機器である中継無線端末２０１はビーコン信号３１のタイミングで時計あわせを行っているため 、スロット番号４の位置では時計誤差はほとんどない。従ってリンク接続信号の繰返しフレームの送信回数が５１．２ｍｓを考慮した回数送信することは無駄が多く、消費電力を増大させてしまう。そこでビーコン信号３１で時計あわせを行った時間から計測して受信キャリアセンスを行うタイミングまでの時間に応じてリンク接続信号中の繰返しフレームの送信回数を可変にする。例えばビーコン信号３１で時計あわせを行った時間から計測して受信キャリアセンスを行うタイミングまでの時間はスロット番号と相関があるため、スロット番号によってリンク接続信号中の繰返しフレームの送信回数を可変にする。親無線端末１０１がスロット番号ｘでリンク接続信号を送信する場合は、親無線端末１０１はＴ７＞＝ｘ／２５６×（±５１．２ｍｓ）となるように繰返しフレーム送信回数を設定する。スロット番号４の位置でリンク接続信号を送信する場合は、Ｔ７＞＝±０．８ｍｓであるので、繰返しフレーム長Ｔ６が０．８ｍｓより長い場合は、繰返し送信回数は１回以上でよい。

繰返しフレームの送信回数を可変にした場合、図６における時間Ｔ７も可変になる。従って受信キャリアセンスタイミングであるＴ８が固定であると親無線端末１０１と中継無線端末２０１との間の時計誤差ΔＴ＝０の場合にＴ７のセンターにキャリアセンスタイミング５１がこないこととなる。これは時計誤差ΔＴが正の場合と負の場合で誤差範囲の許容に差があることを意味しており好ましくない。そこで時計誤差ΔＴ＝０の場合にキャリアセンスタイミング５１がＴ７のセンターに来るように受信キャリアセンスタイミング時間Ｔ８が、Ｔ８＝Ｔ７／２となるようにＴ７に連動してＴ８を可変にする。Ｔ７はスロット番号より知ることができる。すなわち受信キャリアセンスを行うスロット番号位置が親無線端末１０１のスロット番号に換算した場合にｘであったとする。この場合リンク接続信号のＴ７はＴ７＞＝ｘ／２５６×（±５１．２ｍｓ）であることが分かる。

上記においてＴ８をスロット番号により可変する例を説明した。Ｔ８を固定値にし、代わりに図６（ａ）に示すリンク接続信号の送信開始位置を可変にすることができる。上位機器からのリンク接続信号は図３（ａ）のスロット２２の中の上位発呼用スロット２８の中で送信されるが、リンク接続信号の送信を開始するタイミングをスロット番号によって可変にする。スロット番号が大きくなるとＴ７が大きくなるのでリンク接続信号の送信を開始するタイミングを早くしてＴ７のセンターが受信キャリアセンスタイミング５１の位置に来るようにする。

上記説明した動作により親無線端末１０１のスロット番号５で発生したデータ通信要求は、親無線端末１０１のスロット番号６で中継無線端末２０１とリンク接続及びデータ通信を行い中継無線端末２０１にデータを伝送する。中継無線端末２０１は同様の動作で中継無線端末２０１のスロット４で親無線端末１０１より受信したデータをスロット５で中継無線端末３０１に伝送する。中継無線端末３０１はスロット３で中継無線端末２０１からのデータを受信する。子無線端末３０２は電力削減のため４スロット毎に受信キャリアセンスを行っている。子無線端末３０２が受信キャリアセンスを行っているスロット番号は１、５、９・・・・である。従って中継無線端末３０１は子無線端末３０２が受信キャリアセンスで待ち受けている子無線端末３０２のスロット番号５に対応する中継無線端末３０１のスロット番号７の下位スロットでリンク接続信号及びデータを送信する。中継無線端末３０１が子無線端末３０２とリンク接続を行う動作も図６で説明した動作と同じである。

次に子無線端末３０２より親無線端末１０１にデータを送りたい場合について説明する。子無線端末３０２は中継無線端末３０１のビーコン信号を受信する動作を行う。中継無線端末３０１からのビーコン信号は２スロット毎＝４秒毎に送信されているので、子無線端末３０２はデータ送信の要求が発生してから４秒以内に中継無線端末３０１のビーコン信号を受信することができる。例えば子無線端末３０２のスロット番号２５２のところでデータ送信要求が発生した場合、中継無線端末３０１からのビーコン番号２５５のビーコン信号を子無線端末３０２のスロット番号２５３で受信し、受信したビーコン番号２５５のビーコン信号で時計あわせを行い、図３に示すリンク接続用スロット２５の位置を補正してリンク接続信号を中継無線端末３０１に送信する。子無線端末３０２から中継無線端末３０１へのリンク接続信号の送受信動作についても図６で説明した動作と同じである。そしてリンク接続信号の構成は図６（ａ）に示す信号と同じであるが時計誤差がほとんどないため繰返しフレームの送信回数は少なくてよい。同様な動作により、子無線端末３０２からのデータは親無線端末１０１に伝えられる。

以上のように本発明にかかる無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムは、通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするため、最適な繰返しフレームの送信回数を設定でき消費電力の増加を抑えることができる。

１ アンテナ
２ 送受信手段
３ ビーコン送信手段
４ ビーコン送信制御手段
５ リンク接続手段
６ 繰返しフレーム回数設定手段
７ 制御手段
１１ アンテナ
１２ 送受信手段
１３ ビーコン受信手段
１４ ビーコン受信制御手段
１５ キャリアセンス手段
１６ リンク接続手段
１７ 制御手段
１０１ 親無線端末
１０２〜１０４、２０２〜２０４、３０２〜３０４ 子無線端末
２０１、３０１、４０１ 中継無線端末

Claims (7)

1. 通信相手が送受信タイミングの同期を取るためのビーコン信号を定期的に送信し、送信すべき情報が発生したときには前記通信相手の受信タイミングで識別符号を含む繰返しフレームを複数回送信した後、データ信号を含む本フレームを送信するように構成した無線通信装置において、前記送信すべき情報が発生したタイミングと前記通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするように構成した無線通信装置。
2. 前記繰返しフレームの送信を開始するタイミングを送信回数に応じて変更するように構成した請求項１記載の無線通信装置。
3. 請求項１記載の無線通信装置より送信されるビーコン信号を定期的に受信し受信タイミング補正を行いかつ前記ビーコン信号を定期的に受信する受信間隔の（１／整数）の間隔で受信動作を行う無線通信装置であって、前記ビーコン信号を定期的に受信するタイミングと前記（１／整数）の間隔で受信動作を行うタイミングの時間差に応じて前記（１／整数）の間隔で受信動作を行うタイミング位置を変更するように構成した無線通信装置。
4. 通信相手が送受信タイミングの同期を取るためのビーコン信号を定期的に送信するステップと、送信すべき情報が発生したときには前記通信相手の受信タイミングで識別符号を含む繰返しフレームを複数回送信するステップと、前記複数回送信するステップを実行した後、データ信号を含む本フレームを送信するステップを有する無線通信方法において、前記送信すべき情報が発生したタイミングと前記通信相手が同期補正を行うために前記ビーコン信号を受信するタイミングとの時間差に応じて前記繰返しフレームの送信回数を可変にするステップにより前記複数回送信するステップでの前記繰返しフレームの送信回数を制御するようにした無線通信方法。
5. 前記繰返しフレームを送信するタイミングを送信回数に応じて変更するように構成した請求項４記載の無線通信方法。
6. 請求項４記載の無線通信方法より送信されるビーコン信号を定期的に受信し受信タイミング補正を行いかつ前記ビーコン信号を定期的に受信する受信間隔の（１／整数）の間隔で受信動作を行う無線通信方法であって、前記ビーコン信号を定期的に受信するタイミングと前記（１／整数）の間隔で受信動作を行うタイミングの時間差に応じて前記（１／整数）の間隔で受信動作を行うタイミング位置を変更するように構成した無線通信方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の無線通信装置或いは無線通信方法の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラム。

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