JP2011254409A - 通信装置及び通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力化とリアルタイム性を両立させて隠れ端末問題を有効に解消する。
【解決手段】受信ブロック１０１が他ノードからのウェイクアップフレームを受信した際に、上位層処理ブロック１０５がウェイクアップフレームで指定されている時刻まで受信ブロックをスリープモードにしてフレームを受信させないようにして以降のコリジョンを発生させないようにする。また、受信開始時にコリジョンが発生していても、コリジョンが解消するまでウェイクアップフレームの受信を継続させ、最後まで送信を続けているノードからのウェイクアップフレームのみを受信し、ウェイクアップフレームで指定されている時刻まで受信ブロックをスリープモードにして以降のコリジョンを発生させないようにする。その後、ウェイクアップフレームで指定された時刻が到来した際に、受信ブロック１０１のスリープモードを解除してデータフレームを受信させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、通信システムにおける応答性能の向上に関する。特に、無線通信システムにおける、応答性能の向上に関する。

無線ネットワークを用いる監視制御システムでは、商用電源の確保が困難な場合、無線局はバッテリでの数年間稼動が要求される。
従来の無線局の低消費電力化技術は、無線局を間欠動作させて、消費電力を低減させる方法として、一般的に非特許文献１の手法が用いられている。
また、非特許文献１の手法をさらに改良して低消費電力化したＣＳＬ（Ｃｏｏｄｉｎａｔｅｄ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ）と呼ぶ手法が、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に提案されている（非特許文献２）。

"Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"， ＡＣＭ ＳｅｎＳｙｓ ２００４， ｐｐ９５−１０７． ２００４． ＩＥＥＥ Ｐ８０２．１５．４ｅ／Ｄ０．０１， （ＤＣＮ：１５−０９／６０４／ｒ６）

無線通信においては、隠れ端末問題によるコリジョンを避けるために、ランダムバックオフと呼ぶ手段を用いて送信タイミングをずらす手法がとられる。
しかしながら、非特許文献２に示される手法では、“ｕｎｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”（＝非同期送信）においては、フレーム長が非常に長いため、フレーム同士が衝突しないようにするためには、非常に長い時間に渡って送信タイミングを分散させる必要があり、“ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”（＝同期送信）においては、“ｃｈａｎｎｅｌ ｓａｍｐｌｅ”（＝検波）周期単位で送信タイミングを分散させる必要がある。
このことが、通信遅延を増大させる要因となっており、監視制御システムのような高いリアルタイム性を要求するシステムに適用できないという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決することを主な目的の一つとしており、隠れ端末問題が発生しても、上記のような、非常に長期間に渡る送信タイミングの分散を不要することで、低消費電力化とリアルタイム性を両立させる方法を実現することを主な目的とする。

本発明に係る通信装置は、
間欠に到来するキャリアセンスタイミングの到来を検出し、キャリアセンスタイミングの到来を通知するキャリアセンスタイミング検出部と、
キャリアセンスタイミングの到来を通知されるまではキャリアセンス処理及び通信フレームの受信を実施しないスリープモードで動作し、キャリアセンスタイミング検出部よりキャリアセンスタイミングの到来が通知された際にスリープモードを解除してキャリアセンス処理を開始し、キャリアセンス処理において所定レベル以上の電波を検出した際に通信フレームの受信を開始する受信部と、
所定のアクノリッジフレームを送信する送信部と、
前記受信部がキャリアセンス処理の後、実データが含まれるデータフレームに先立つ通信フレームであって前記アクノリッジフレームの送信タイミングが指定されているウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に前記受信部をスリープモードに移行させ、前記受信部がコリジョンなく受信したウェイクアップフレームで指定されている送信タイミングが到来した際に、前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記ウェイクアップフレームの送信元である通信先装置にデータフレームの送信を許可するアクノリッジフレームを前記送信部から前記通信先装置に送信させるとともに前記受信部のスリープモードを解除して前記受信部に前記通信先装置からのデータフレームを受信させる通信制御部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、受信部がウェイクアップフレームを受信した場合にウェイクアップフレームで指定されている送信タイミングまで受信部をスリープモードにしてコリジョンを発生させないようにし、ウェイクアップフレームで指定された送信タイミングが到来した際に、受信部のスリープモードを解除してデータフレームを受信させるようにしている。
このため、コリジョンなくウェイクアップフレームを受信した時点以降のコリジョンの発生を回避することができるため、長期間に渡って送信タイミングを分散させる必要がなく、低消費電力化とリアルタイム性を両立させて隠れ端末問題を有効に解消することができる。

実施の形態１〜３に係る無線通信装置の通信シーケンスの概要を示す図。 実施の形態１に係る非同期送信におけるフレーム構成例を示す図。 実施の形態１に係る同期送信におけるフレーム構成例を示す図。 実施の形態１に係るウェイクアップフレームの構成例を示す図。 実施の形態１に係る無線通信装置の構成例を示す図。 実施の形態１に係る受信ブロックの動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る受信ブロックの動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る送信ブロックの動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る送信ブロックの動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る各ノードのノード位置と電波到達範囲を示す図。 実施の形態１に係る非同期送信におけるフレーム送受信シーケンスの例を示す図。 実施の形態１に係る非同期送信におけるフレーム送受信シーケンスの例を示す図。 実施の形態１に係る同期送信におけるフレーム送受信シーケンスの例を示す図。 実施の形態１〜３に係る無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る無線通信装置間のフレーム送受信のシーケンスの概要を示す。
図１では、無線通信装置Ａが受信ノードとなり、無線通信装置Ｂが送信ノードとなる。

無線通信装置Ａは、間欠に到来するキャリアセンスタイミングが到来するまでは、スリープモード（ＳＬＥＥＰモードとも表記する）で動作する受信ブロックを有する。
ＳＬＥＥＰモードは消費電力が非常に小さい動作モードである。
そして、無線通信装置Ａは、キャリアセンスタイミング（検波タイミングともいう）が到来すると、キャリアセンス（検波）を行う。
無線通信装置Ｂは、無線通信装置Ａへのデータフレーム送信に先立ち、複数のウェイクアップフレーム（Ｗ／Ｕフレームとも表記する）を連続送信する。
なお、複数のウェイクアップフレームの集合をウェイクアップシーケンス（Ｗ／Ｕシーケンスとも表記する）という。
ウェイクアップフレームには、無線通信装置Ａが無線通信装置Ｂからのデータフレームの送信を許可するＡＣＫフレーム（アクノリッジフレーム）の送信タイミングがＲＺｔｉｍｅ（Ｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓ Ｔｉｍｅ）として指定されている。
無線通信装置Ａでは、キャリアセンスの結果ウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に受信ブロックをＳＬＥＥＰモードに移行させ、ウェイクアップフレームで指定されているＲＺｔｉｍｅの間ＳＬＥＥＰモードを維持する。
なお、受信ブロックのキャリアセンス処理時に受信ブロックが２つ以上の装置からの電波を検出しコリジョンが発生している場合は、受信ブロックに２つ以上の装置からのウェイクアップフレームの受信を開始させ、１つの装置のみがウェイクアップフレームの送信を継続し他の装置がウェイクアップフレームの送信を終了したため受信ブロックが１つの装置からのウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に受信ブロックをＳＬＥＥＰモードに移行させる。
また、ＲＺｔｉｍｅまでの間にフレーム送信の必要がない場合には、無線通信装置Ａは送信ブロックをＳＬＥＥＰモードにしている。

そして、ＲＺｔｉｍｅが到来すると、無線通信装置Ａは、送信ブロックがＳＬＥＥＰモードであればＳＬＥＥＰモードを解除し、ウェイクアップシーケンスに対する応答としてウェイクアップシーケンスの送信元である無線通信装置Ｂにデータフレームの送信を許可するＡＣＫフレームを送信ブロックから送信する。
また、無線通信装置Ａは、受信ブロックのＳＬＥＥＰモードを解除して、無線通信装置Ｂからのデータフレームを受信可能にする。
無線通信装置Ｂは、無線通信装置ＡからＡＣＫフレームを受信し、データフレームを送信する。
データフレームには実データ（ユーザデータ）が含まれる。
無線通信装置Ａでは、受信ブロックが無線通信装置Ｂからのデータフレームを受信し、データフレームの受信が完了したら、受信ブロックを再度ＳＬＥＥＰモードに移行させる。

なお、無線通信装置Ｂのウェイクアップフレームの送信方式として、非同期送信と同期送信がある。
非同期送信は、無線通信装置Ｂにおいて無線通信装置Ａのキャリアセンスタイミングが不明であり、無線通信装置Ｂがウェイクアップフレームの送信タイミングをランダムに決定してウェイクアップフレームを送信する方式である。
同期送信は、無線通信装置Ｂにおいて無線通信装置Ａのキャリアセンスタイミングを把握しており、無線通信装置Ｂがウェイクアップフレームの送信タイミングをキャリアセンスタイミングに一致させてウェイクアップフレームを送信する方式である。

図２は、本実施の形態に係る非同期送信時のフレーム構造例を示す。
非同期送信では、複数のウェイクアップフレームで構成されるウェイクアップシーケンスとデータフレームの２つに分けて送信を行う。
非同期送信におけるウェイクアップシーケンスのウェイクアップフレーム数は全ての無線通信装置で共通である。

図３は、本実施の形態に係る同期送信時のフレーム構造例を示す。
同期通信では、非特許文献２で規定されているウェイクアップフレーム数（以下、基準ウェイクアップシーケンスという）に、ランダム数のウェイクアップフレームを付加したウェイクアップシーケンスと、データフレームの２つに分けて送信を行う。
基準ウェイクアップシーケンスに付加されるウェイクアップフレームのフレーム数はランダムに決定されるので、無線通信装置ごと、ウェイクアップシーケンスの送信機会ごとに、ウェイクアップシーケンスのフレーム長は異なる。

図４は、ウェイクアップフレームの構造例を示す。
プリアンブルは、信号同期のために利用する。
ＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）は、フレームの先頭であることを示す識別子である。
シーケンス番号はフレーム固有識別子である。
宛先アドレスは、フレームの送信先ノードのアドレスである。
送信元アドレスは、送信ノードのアドレスである。
フレーム種別は、フレームの種類を示すフィールドで、本フレームがウェイクアップフレームであることが判定可能なように、ウェイクアップフレームの識別子を入れて送信する。
ＲＺｔｉｍｅ（Ｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓ ｔｉｍｅ）は、ウェイクアップシーケンスが終了するタイミングを示す時刻であり、この時刻に宛先ノードは、ＡＣＫフレームを送信する。ＲＺｔｉｍｅは、送信タイミングの例である。
ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｎｃｅ）はデータ誤り検出を行うためのフィールドである。
ＲＺｔｉｍｅ以外は、一般の無線通信でも利用されているフィールドである。

図５は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の構成例を示す。

受信ブロック１０１は、物理インタフェースの管理、伝送制御手順の管理、ネットワーク接続手順の管理等を行いながら通信フレームを受信する。
受信ブロック１０１は、消費電力が非常に小さいＳＬＥＥＰモードと、受信した信号の電波強度を測定するキャリアセンスモード、さらに、受信した信号を復調しフレーム受信が行える受信モードの３つの動作モードを持ち、図６及び図７に示すシーケンスを実行し、自分宛のデータフレームとウェイクアップフレームを受信した場合に、上位層処理ブロック１０５にデータフレーム、および、ウェイクアップフレームを出力する。
つまり、受信ブロック１０１は、後述する間欠動作制御ブロック１０４より検波タイミング（キャリアセンスタイミング）の到来を通知されるまではキャリアセンス処理及び通信フレームの受信を実施しないＳＬＥＥＰモードで動作し、間欠動作制御ブロック１０４より検波タイミングの到来が通知された際にＳＬＥＥＰモードを解除してキャリアセンス処理を開始し、キャリアセンス処理において所定レベル以上の電波強度を検出した際に受信モードに移行して通信フレーム（ウェイクアップフレーム）の受信を開始する。
また、受信ブロック１０１は、後述する上位層処理ブロック１０５によりＳＬＥＥＰモードへの移行を指示された場合は、ＳＬＥＥＰモードに移行し、更に、上位層処理ブロック１０５によりＳＬＥＥＰモードを解除して受信モードに移行するよう指示された場合は、受信モードに移行し、通信先の無線通信装置（通信先装置）からのデータフレームを受信する。
なお、上位層処理ブロック１０５からのＳＬＥＥＰモードへの移行指示は、例えばウェイクアップフレームをコリジョンなく受信できた際やデータフレームの受信が完了した際に行われ、また、上位層処理ブロック１０５からの受信モードへの移行指示は、例えばウェイクアップフレームで指定されているＲＺｔｉｍｅが到来した際に行われる。
受信ブロック１０１は、受信部の例である。

送信ブロック１０２は、物理インタフェースの管理、伝送制御手順の管理、ネットワーク接続手順の管理等を行いながら通信フレームを送信する。
送信ブロック１０２は、消費電力が非常に小さいＳＬＥＥＰモードと、ウェイクアップシーケンスやデータフレームを送信する送信モードの２つの動作状態を持ち、上位層処理ブロック１０５から、動作コマンドと送信フレームを受け取って、図８及び図９に示す動作を実行する。
つまり、送信ブロック１０２は、受信ブロック１０１がウェイクアップフレームを受信している場合（無線通信装置１００が図１の無線通信装置Ａに相当する場合）は、ウェイクアップフレームで指定されているＲＺｔｉｍｅが到来した際に上位層処理ブロック１０５からの指示に基づきＳＬＥＥＰモードから送信モードに移行してＡＣＫフレームをウェイクアップフレームの送信元である通信先装置（図１の無線通信装置Ｂに相当）に送信する。
また、上位層処理ブロック１０５において送信対象のデータが存在する場合（無線通信装置１００が図１の無線通信装置Ｂに相当する場合）は、上位層処理ブロック１０５からの指示に基づきＳＬＥＥＰモードから送信モードに移行して通信先装置（図１の無線通信装置Ａに相当）にウェイクアップフレームを送信し、また、ＲＺｔｉｍｅが到来した際に、送信対象のデータを含むデータフレームを通信先装置に送信する。
送信ブロック１０２は、送信部の例である。

スイッチ１０３は、送信ブロック１０２がフレームを出力している期間だけ、送信ブロック１０２からアンテナに信号が出力されるようになっており、それ以外は、アンテナから入力された信号を受信ブロック１０１に出力するようになっている。

間欠動作制御ブロック１０４は、検波タイミングの到来を検知し、受信ブロック１０１に検波タイミングの到来を通知する。
間欠動作制御ブロック１０４は、キャリアセンスタイミング検出部の例である。

上位層処理ブロック１０５は、無線通信装置１００が図１の無線通信装置Ａに相当する場合は、受信ブロック１０１がキャリアセンス処理の後初めてウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した時点で受信ブロック１０１をＳＬＥＥＰモードに移行させる。
なお、受信ブロック１０１のキャリアセンス処理時に受信ブロック１０１が２つ以上の装置からの電波を検出しコリジョンが発生している場合は、受信ブロック１０１に２つ以上の装置からのウェイクアップフレームの受信を開始させる。
そして、１つのノード装置のみがウェイクアップフレームの送信を継続し他のノード装置がウェイクアップフレームの送信を終了したため、受信ブロック１０１が１つのノード装置からのウェイクアップフレームのみを受信した際に受信ブロック１０１をＳＬＥＥＰモードに移行させる。
また、上位層処理ブロック１０５は、受信ブロック１０１が受信したウェイクアップフレームで指定されているＲＺｔｉｍｅが到来した際に、送信ブロック１０２をＳＬＥＥＰモードから送信モードに移行させるとともに、ウェイクアップフレームに対する応答としてウェイクアップフレームの送信元である通信先装置（図１の無線通信装置Ｂに相当）にデータフレームの送信を許可するＡＣＫフレーム（アクノリッジフレーム）を送信ブロック１０２から通信先装置に送信させる。
更に、上位層処理ブロック１０５は、無線通信装置１００が図１の無線通信装置Ｂに相当する場合は、ウェイクアップフレームの送信のために送信ブロック１０２をＳＬＥＥＰモードから送信モードに移行させてウェイクアップフレームを送信させる。
また、ウェイクアップフレームで指定しているＲＺｔｉｍｅが到来すると、上位層処理ブロック１０５は、通信先装置（図１の無線通信装置Ａに相当）からのＡＣＫフレームの受信のために、受信ブロック１０１をＳＬＥＥＰモードから受信モードに移行させてＡＣＫフレームを送信させる。
また、ＡＣＫフレームの受信後は、上位層処理ブロック１０５は、送信ブロック１０２からデータフレームを送信させる。
上位層処理ブロック１０５は、通信制御部の例である。

次に、図６及び図７を用いて受信ブロック１０１の動作（受信ステップ）を説明する。

受信ブロック１０１の初期状態は、ＳＬＥＥＰモード状態である（Ｓ６０１）。
この状態から、以下の３つの外部入力があった場合に動作を開始する（Ｓ６０２）。
（１）間欠動作制御ブロック１０４からの検波タイミング通知
（２）送信ブロック１０２からのキャリアセンス要求があった場合
（３）上位層処理ブロック１０５から受信起動要求があった場合

上記の（１）の場合は、間欠動作制御ブロック１０４が検波タイミングの到来を検出し（キャリアセンスタイミング検出ステップ）、検波タイミング通知が発行される（Ｓ６０３でＹＥＳ）と、受信ブロック１０１は、キャリアセンスモードに移行する（Ｓ６０４）。
キャリアセンスにおいて所定レベル以上の電波強度を検出しない場合（Ｓ６０５でＮＯ）は、受信ブロック１０１は、ＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ６０１）、上記（１）〜（３）の入力待ちに戻る（Ｓ６０２）。
所定以上の電波強度を検出した場合（Ｓ６０５でＹＥＳ）は、受信モードに移行し（Ｓ６０６）、ウェイクアップフレームの受信待ちをする（Ｓ６０７）。
ウェイクアップフレームを受信する前に電波が途切れた場合（Ｓ６０８でＮＯ）、自分宛でないウェイクアップフレームを受信した場合（Ｓ６０９でＮＯ）は、受信ブロック１０１は、再びＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ６０１）、外部入力待ちに戻る（Ｓ６０２）。
自分宛のウェイクアップフレームを受信した場合（Ｓ６０９でＹＥＳ）は、受信ブロック１０１は、ウェイクアップフレームを上位層処理ブロック１０５に出力する（Ｓ６１０）。
この時点で、受信ブロック１０１は、上位層処理ブロック１０５からＳＬＥＥＰモードへの移行が指示されか否かにより処理が異なる（Ｓ６１１）。
ＳＬＥＥＰモードへの移行が指示される場合はコリジョンなくウェイクアップフレームが受信できた場合であり、ＳＬＥＥＰモードへの移行が指示されない場合はウェイクアップフレーム受信においてコリジョンが発生している場合である。
上位層処理ブロック１０５からＳＬＥＥＰモードへの移行を要求された場合（Ｓ６１２でＮＯ）は、受信ブロック１０１はＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ６０１）、外部入力待ちに戻る（Ｓ６０２）。
一方、上位層処理ブロック１０５からＳＬＥＥＰモードへの移行が指示されない場合（Ｓ６１２でＹＥＳ）は、受信ブロック１０１は受信モードを継続し、受信したウェイクアップフレームを上位層処理ブロック１０５に出力する（Ｓ６１３）。

また、上記の（２）に該当する場合（Ｓ６１４でＹＥＳ）は、受信ブロック１０１は、キャリアセンスモードに移行し（Ｓ６１６）、所定レベル以上の電波強度を検出しない場合は、キャリア検出なし出力を、所定以上の電波強度を検出した場合は、キャリア検出有り出力を送信ブロック１０２に出力する（Ｓ６１７）。
その後、ＳＬＥＥＰモードに移行する。
上記（２）の場合は、送信ブロック１０２がウェイクアップフレームを送信する際に他の無線通信装置とのコリジョンを回避する目的で受信ブロック１０１がキャリアセンスを行う。

上記（３）に該当する場合（Ｓ６１４でＮＯ）は、受信ブロック１０１は、受信モードへ移行し（Ｓ６１５）、フレーム（ＡＣＫフレーム又はデータフレーム）を受信した場合は、受信したフレームを上位層処理ブロック１０５に出力する。
上位層処理ブロック１０５からＳＬＥＥＰモードへの移行を要求された場合（Ｓ６１２でＮＯ）は、受信ブロック１０１はＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ６０１）、外部入力待ちに戻る（Ｓ６０２）。
一方、上位層処理ブロック１０５からＳＬＥＥＰモードへの移行が指示されない場合（Ｓ６１２でＹＥＳ）は、受信ブロック１０１は受信モードを継続し、受信したフレーム（データフレーム）を上位層処理ブロック１０５に出力する（Ｓ６１３）。

次に、図８及び図９を用いて、送信ブロック１０２の動作（送信ステップ）について説明する。

送信ブロック１０２の初期状態は、ＳＬＥＥＰモード状態である（Ｓ８０１）。
送信ブロック１０２は、上位層処理ブロック１０５が出力する３種類のコマンドと送信フレームを受け取って動作する（Ｓ８０２）。
コマンドの種類は、以下のａ）〜ｃ）である。
ａ）非同期ウェイクアップシーケンス送信コマンド
ｂ）同期ウェイクアップシーケンス送信コマンド
ｃ）データフレーム送信コマンド

上記のａ）の非同期ウェイクアップシーケンス送信コマンドを受け取った場合（Ｓ８０３でＹＥＳ）は、送信ブロック１０２は、まず、ウェイクアップフレームの単位で送信タイミングを調整し（Ｓ８０４）、キャリアセンス要求を受信ブロック１０１に発行する（Ｓ８０５）。
受信ブロック１０１のキャリアセンスにより、他に送信しているノードがないことを確認したら（Ｓ８０６でＹＥＳ）、送信ブロック１０２は、送信モードに移行して（Ｓ８０７）、図２の非同期ウェイクアップシーケンスを送信する（Ｓ８０８）。
非同期ウェイクアップシーケンスの長さ（非同期ウェイクアップフレームのフレーム数）は、予めシステムで決められているものとする。
非同期ウェイクアップシーケンスの送信が終わったら、送信ブロック１０２は無条件に、ＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ８０１）、次のコマンド待ちを行う（Ｓ８０２）。
なお、送信ブロック１０２と受信ブロック１０１は、独立して動作し、それぞれのブロックのモードは別々に制御される。

また、上記ｂ）の同期ウェイクアップシーケンス送信コマンドを受け取った場合（Ｓ８０９でＹＥＳ）は、送信ブロック１０２は、まず、ウェイクアップシーケンス長（ウェイクアップフレームのフレーム数）を、乱数を用いて決定する（Ｓ８１０）。
次に、送信ブロック１０２は、宛先ノードの検波タイミング待ちを行い（Ｓ８１１）、検波タイミングに合わせて、キャリアセンス要求を受信ブロック１０１に発行する（Ｓ８１２）。
受信ブロック１０１のキャリアセンスにより、他に送信中のノードがいないことを確認したら（Ｓ８１３でＹＥＳ）、送信ブロック１０２は送信モードに移行して（Ｓ８１４）、同期送信用のウェイクアップシーケンスを送信する（Ｓ８１５）。
なお、宛先ノードの検波タイミングは、上位層処理ブロック１０５が送信ブロック１０２に通知する。
同期送信用のウェイクアップシーケンスの送信が終わったら、送信ブロック１０２は無条件に、ＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ８０１）、次のコマンド待ちを行う（Ｓ８０２）。

また、上記のｃ）のデータフレーム送信コマンドを受け取った場合は、送信ブロック１０２は、送信タイミングを調整し（Ｓ８１６）、キャリアセンス要求を受信ブロック１０１に発行する（Ｓ８１７）。
受信ブロック１０１のキャリアセンスにより、他に送信しているノードがないことを確認したら（Ｓ８１８でＹＥＳ）、送信ブロック１０２は送信モードに移行して（Ｓ８１９）、データフレームを送信する（Ｓ８２０）。
送信するフレームは、上位層処理ブロック１０５が出力する。
データフレームの送信が終わったら、送信ブロック１０２は無条件に、ＳＬＥＥＰモードに移行し（Ｓ８０１）、次のコマンド待ちを行う（Ｓ８０２）。
また、図８及び図９では、図が複雑になるので省略しているが、上位層処理ブロック１０５からＡＣＫフレームの送信を指示を受けた場合には、送信ブロック１０２はＡＣＫフレームを送信する。

次に、上位層処理ブロック１０５の動作（通信制御ステップ）について説明する。

上位層処理ブロック１０５は、送信要求が生じた場合に、送信データと送信モードを送信ブロック１０２に出力する。
送信モードは、宛先ノードが間欠動作していない場合（宛先ノードが常時キャリアセンスを行っている場合）は、通常モードでデータ送信する。
また、宛先ノードが間欠動作しており、宛先ノードが検波するタイミングを知らない場合（宛先ノードが間欠にキャリアセンスを行っており、当該宛先ノードのキャリアセンスのタイミングが不明な場合）は、非同期モードでウェイクアップシーケンスの送信を行う。
また、宛先ノードが間欠動作しており、宛先ノードが検波するタイミングを知っている場合（宛先ノードが間欠にキャリアセンスを行っており、当該宛先ノードのキャリアセンスのタイミングを把握している場合）は、同期モードでウェイクアップシーケンスの送信を行う。
宛先ノードの検波タイミングを知る方法については、非特許文献２に示される方法を用いることが可能である。

また、上位層処理ブロック１０５が、受信ブロック１０１よりウェイクアップフレームを受信した場合は、受信ブロック１０１にＳＬＥＥＰ要求を発行し、ＲＺｔｉｍｅフィールドに示される値に従って、ＲＺｔｉｍｅ経過後に、送信ブロック１０２に対して、ウェイクアップフレームの送信元に対するＡＣＫフレームの送信を、通常送信モードで送信指示する。
また、上位層処理ブロック１０５は、同時に、受信ブロック１０１に対しては、受信起動要求を出力する（ＳＬＥＥＰモードから受信モードへの移行を要求する）。
また、上位層処理ブロック１０５は、ウェイクアップフレームの送信元ノードからのデータフレームの受信が完了したら、受信ブロック１０１に対して、ＳＬＥＥＰ要求を発行する。

なお、上記において、ウェイクアップフレームの送信元ノードからのデータフレームが複数フレームある場合や、ウェイクアップフレームの送信元ノード以外のノードとも通信を行っている場合等、通信要求がある場合は、直ぐにＳＬＥＥＰする必要が無く、通信相手局とのネゴシエーションを行った後、ＳＬＥＥＰさせても良い。

次に、隠れ端末問題により、受信ノードでコリジョンが発生する場合の動作について説明する。
２つの送信ノードＡと送信ノードＢが、お互いに電波の届かない位置にあり、お互いに電波の届く受信ノードＣに同期送信を用いてデータ送信するケースについて説明する。
それぞれのノード位置と、電波の到達範囲を図１０に示す。
なお、ノードＡ〜Ｃのそれぞれは、図５の無線通信装置１００に相当する。

ノードＡとノードＢの両方で、同時にノードＣへの通信要求が生じたとする。
それぞれのノードの上位層処理ブロック１０５は、同時に、送信ブロック１０２に対して、非同期送信で、ウェイクアップシーケンスの送信を指示する。
ノードＡとノードＢの送信ブロック１０２は、それぞれに、ウェイクアップフレーム単位でランダムに送信タイミングを調整した後、キャリアセンスした結果所定レベル以上の電波を検出しなければ、ウェイクアップシーケンスを送信する。
ここで、ノードＡとノードＢの送信開始タイミングは乱数により、ウェイクアップフレーム長の倍数時間分送信タイミングがずれることになる。
ノードＡとノードＢは、互いの送信する電波を検出することができないので、キャリアセンスの結果、キャリア無しとなり、両方のノードが送信することになる。
従って、ノードＣの位置においては、ノードＡとノードＢが送信するウェイクアップシーケンスの一部、もしくは、全部でコリジョンが発生することになる。

ノードＣは、一定間隔で、間欠動作制御ブロック１０４からの通知により、検波動作を実施している。
図１１に示すように、検波した時点で、コリジョンが発生していないケースにおいては、ウェイクアップフレームを受信して、ＲＺｔｉｍｅで示される時間後に、ＡＣＫフレームを送信すればよい。
図１１の例では、受信ノードＣの検波タイミング時に送信ノードＡはウェイクアップシーケンスを送信しているが、送信ノードＢはウェイクアップシーケンスの送信を開始していない。
このため、受信ノードＣは、送信ノードＡからのウェイクアップフレームをコリジョンなく受信する。
また、受信ノードＣでは、上位層処理ブロック１０５が送信ノードＡからのウェイクアップフレームの受信と同時に受信ブロック１０１にＳＬＥＥＰモードへの移行を指示するため、送信ノードＢからのウェイクアップフレームは受信ノードＣでは受信されない。
そして、受信ノードＣでは、送信ノードＡからのウェイクアップフレームで指定されているＲＺｔｉｍｅが到来するまで待機し、ＲＺｔｉｍｅの到来により上位層処理ブロック１０５が送信ブロック１０２にＡＣＫフレームの送信を指示し、ＡＣＫフレームが送信ノードＡに送信される。
なお、ＡＣＫフレームの送信のタイミングで、送信ノードＢのウェイクアップシーケンスが継続している場合は、送信ノードＢのウェイクアップシーケンスが終わってからＡＣＫフレームを送信するようにする。
送信ノード側では、ウェイクアップシーケンスに対するＡＣＫフレームのタイムアウト時間を充分確保しておくことで、ＲＺｔｉｍｅの経過後にもＡＣＫフレームを受信することが可能である。
このようにして、ＡＣＫフレームを受信した送信ノードＡは、データフレームを送信することが可能となる。
また、送信ノードＡからデータフレームを受信した後の検波タイミングにおいて受信ノードＣが送信ノードＢからのウェイクアップフレーム（リトライ）をコリジョンなく受信した場合には、上記と同様にＲＺｔｉｍｅにおいて受信ノードＣからＡＣＫフレームが送信され、ＡＣＫフレームを受信した送信ノードＢがデータフレームを送信する。

また、図１２のように、受信ノードＣが検波した時点でコリジョンが発生している場合は、受信ノードＣでは受信ブロック１０１のウェイクアップフレーム受信処理で、コリジョンが解消するまで、受信を継続するので、送信ノードＡと送信ノードＢのウェイクアップシーケンスの送信タイミングが同じでなければ、送信開始が遅かったノードのウェイクアップフレームを受信することが可能である。
具体的には、送信ノードＡのウェイクアップシーケンスの送信タイミングが送信ノードＢよりも遅いので、受信ノードＣでは、送信ノードＢのウェイクアップシーケンスの送信終了後に送信ノードＡからのウェイクアップフレームをコリジョンなく受信することができる。
その後、受信ノードＣでは、ＲＺｔｉｍｅの到来までは受信ブロック１０１をＳＬＥＥＰモードにし、ＲＺｔｉｍｅの到来の際に、ＡＣＫフレームを送信することで、送信ノードＡからのデータフレームを受信する。

また、ノードＡとノードＢの送信タイミングが全く同じになってしまった場合においても、リトライすることで、送信タイミングを調整しなおすので、データ通信が可能となる。

次に、同じノードＡ、Ｂ、Ｃの関係において、同期通信を用いた場合について述べる。
同期通信を用いた場合は、図３に示すフレームを送信することになる。
同期通信用のウェイクアップシーケンスは、基準ウェイクアップシーケンスに追加する追加分のウェイクアップフレーム数がランダムに決定されるので、図６及び図７の受信ブロック１０１の処理手順により、追加分の多い送信ノードのウェイクアップフレームを受信することが可能であり、以下、非同期通信と同じ手順で、データの送受信が可能となる。
具体例を図１３に示す。
図１３の例では、受信ノードＣの検波タイミングに同期させて、送信ノードＡ及び送信ノードＢがウェイクアップシーケンスを送信するため、コリジョンが発生している。
受信ノードＣでは受信ブロック１０１がコリジョンが解消するまで、受信を継続する。
そして、追加分のウェイクアップフレーム数の少ない送信ノードＢのウェイクアップシーケンスが先に終了するため、受信ノードＣでは、送信ノードＡからのウェイクアップフレームをコリジョンなく受信する。
その後、受信ノードＣでは、ＲＺｔｉｍｅの到来までは受信ブロック１０１をＳＬＥＥＰモードにし、ＲＺｔｉｍｅの到来の際に、ＡＣＫフレームを送信することで、送信ノードＡからのデータフレームを受信する。

このように、本実施の形態では、受信ブロックがウェイクアップフレームを受信した場合にウェイクアップフレームで指定されているタイミングまで受信ブロックをスリープモードにしてコリジョンを発生させないようにし、ウェイクアップフレームで指定されたタイミングが到来した際に、受信ブロックのスリープモードを解除してデータフレームを受信させるようにしている。
このため、コリジョンなくウェイクアップフレームを受信した時点以降のコリジョンの発生を回避することができるため、長期間に渡って送信タイミングを分散させる必要がなく、低消費電力化とリアルタイム性を両立させて隠れ端末問題を有効に解消することができる。
また、キャリアセンスの際にコリジョンが発生していても、コリジョンが解消するまでウェイクアップフレームの受信を継続させ、最後まで送信を続けているノードからのウェイクアップフレームのみを受信するため、長期間に渡って送信タイミングを分散させる必要がなく、低消費電力化とリアルタイム性を両立させて隠れ端末問題を有効に解消することができる。

以上、本実施の形態では、
間欠受信機能を有する無線通信装置および、無線受信ブロックであって、一定周期で無線信号の検波処理を行い、検波した場合に、受信処理を行い、受信装置を起床させるためのウェイクアップフレームを受信した場合に起床する受信機能を備え、
ウェイクアップフレームの受信に際しては、コリジョンが発生していると予想される場合に、受信を継続して、コリジョンが解消した際に、ウェイクアップフレームを受信する無線通信装置、および、無線受信ブロックを説明した。

また、本実施の形態では、
通信要求が生じた場合に、一定期間、連続してウェイクアップフレームを送信する、ウェイクアップシーケンスを実行する無線通信装置、および、無線送信ブロックであって、
送信に際して、乱数を用いて、ウェイクアップフレーム長単位で、送信タイミングを変更する無線通信装置、および、無線送信ブロックを説明した。

また、本実施の形態では、
通信要求が生じた場合に、受信側の無線通信装置が検波処理を実施するタイミングに合わせて、ウェイクアップシーケンスを実行する無線通信装置および、無線送信ブロックであって、
乱数を用いて、ウェイクアップシーケンスを延長する、無線通信装置、および、無線送信ブロックを説明した。

また、本実施の形態では、
ウェイクアップフレームを受信した場合に、ウェイクアップフレームを送信した無線通信装置に、通信データを送信して良いことを意味するアクノリッジフレームを送信する無線通信装置と、
アクノリッジフレームを受信した場合に、通信データを送信する無線通信装置により構成される無線通信システムを説明した。

また、本実施の形態では、通信が完了したら、再び、間欠受信動作に戻る無線通信装置を説明した。

実施の形態２．
実施の形態１では、ウェイクアップシーケンスにおいて、隠れ端末問題によるコリジョンが発生した場合に、どちらか一方の送信ノードとデータ通信をする方法について述べたが、本実施の形態では、一方のノードとのデータ通信を実施した後、ウェイクアップシーケンスをリトライすることなく、他方のノードともデータ通信を行う方法について述べる。

本実施の形態に係る無線通信装置１００の構成は、図５に示したものと同様である。
但し、本実施の形態では、上位層処理ブロック１０５は、ウェイクアップフレームを受信し、ＲＺｔｉｍｅにおいて受信ブロック１０１に受信起動要求を発行して、通信相手ノードからデータフレームを受信した後、通信要求の有無の確認を自身の周辺ノードに対して実施する。
つまり、本実施の形態に係る上位層処理ブロック１０５は、受信ブロック１０１がデータフレームの受信を完了した際に、データフレームを送信したノード装置以外のノード装置にデータフレームの送信の要否を問い合わせる通信要求確認フレームを送信ブロック１０２から送信させる。
送信ブロック１０２は、通常送信モードで、通信要求確認フレームをブロードキャスト送信する。
また、上位層処理ブロック１０５は、受信ブロック１０１を受信モード状態に維持し、通信要求確認フレームに対する応答フレームを受信させる。
通信要求確認フレームに対する応答が無い場合に、上位層処理ブロック１０５は、受信ブロック１０１にＳＬＥＥＰ要求を発行する。
通信要求確認フレームに応答があった場合は、上位層処理ブロック１０５は、応答があったノードに対して、データフレームの送信を許可する通信許可フレームを送信ブロック１０２から送信させる。

一方、送信側ノードの動作は、ウェイクアップシーケンスを実施した後、ＡＣＫフレームが受信できなくても、一定期間、受信を継続する（受信ブロック１０１に対してＳＬＥＥＰ要求を行わない）。
受信継続中に、通信要求確認フレームを受信したら、上位層処理ブロック１０５は、通信要求確認フレームに対する応答フレームを送信ブロック１０２から送信し、通信許可フレームを受信したら、データフレームを送信ブロック１０２から送信する。

二つの送信ノードがウェイクアップシーケンスの送信を全く同じタイミングで開始し、終了した場合は、受信ノードから通信要求確認が送信されない。
そのため、送信ノードは、一定期間、受信を継続し、通信要求確認フレームを受信できない場合は、ウェイクアップシーケンスのリトライを実施する。

また、上記に代えて、ウェイクアップフレームの受信がコリジョンと思われる要因でできなかった場合に、受信側のノードにおいて、受信ブロック１０１がコリジョン検出を出力するようにし、コリジョン検出が出力された場合は、上位層処理ブロック１０５が、通信要求確認フレームを送信するようにしても良い。

以上、本実施の形態では、
通信が完了したら、間欠受信動作に戻る前に、他の通信装置に対して、通信要求の有無を確認して、通信要求が無い場合に、間欠動作に戻り、通信要求がある場合は、その通信装置に通信許可を与え、自身は受信を継続する無線通信装置と、
ウェイクアップシーケンスを実施した結果、アクノリッジフレームが受信できなかった場合に、継続して受信動作を行い、上記、通信要求の有無の確認の際に、通信要求があることを通知し、通信許可が与えられた場合に通信データを送信する無線通信装置を説明した。

実施の形態３．
フレームに優先度をつけることで、リアルタイム性を強化することが可能になる。
そこで、図３のウェイクアップシーケンスの追加分を、優先度が高いフレーム程長くすることで、優先的に送受信することが可能となる。
つまり、本実施の形態では、上位層処理ブロック１０５は、例えばデータフレームで送信する実データの優先度が高くなるほどウェイクアップフレームの個数が多くなるようにして送信ブロック１０２が連続送信するウェイクアップフレームの個数を決定する。
そして、送信ブロック１０２は、上位層処理ブロック１０５により決定された個数分のウェイクアップフレームを連続送信する。
なお、上位層処理ブロック１０５が、ウェイクアップフレームを出力する際に、優先度も同時に出力するものとする。
優先度は、実データの属性、システムやノードの状況やフレーム種類などによって、予めシステムで決定されているものとする。

以上、本実施の形態では、
優先度の高さに応じて、延長するウェイクアップシーケンスを長く設定する無線通信装置を説明した。

なお、本明細書では、無線通信装置を例にして説明を行っているが、適用対象は無線通信装置に限られず、有線の通信装置についても上述で説明した内容を適用することができる。

最後に、実施の形態１〜３に示した無線通信装置１００のハードウェア構成例について説明する。
図１４は、実施の形態１〜３に示す無線通信装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
なお、図１４の構成は、あくまでも無線通信装置１００のハードウェア構成の一例を示すものであり、無線通信装置１００のハードウェア構成は図１４に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。

図１４において、無線通信装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。
ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介して、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。
更に、ＣＰＵ９１１は、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、コンパクトディスク装置９０５（ＣＤＤ）と接続していてもよい。
また、無線通信装置１００は、これらのハードウェアデバイス以外に、非接触ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード、カメラ、バイブレータ、加速度センサ等を備えていてもよい。
また、磁気ディスク装置９２０の代わりに、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク装置、メモリカード（登録商標）読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４などは、入力装置の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１などは、出力装置の一例である。

例えば、通信ボード９１５は、公衆無線網通信の他、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、赤外線通信等に対応するインタフェースを有していてもよい。
また、公衆無線網通信や無線ＬＡＮ等を介して、インターネット、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、ＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）などに接続することも可能である。

磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。
プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１がオペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２を利用しながら実行する。

また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１に実行させるオペレーティングシステム９２１のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１による処理に必要な各種データが格納される。

また、ＲＯＭ９１３には、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）プログラムが格納され、磁気ディスク装置９２０にはブートプログラムが格納されている。
無線通信装置１００の起動時には、ＲＯＭ９１３のＢＩＯＳプログラム及び磁気ディスク装置９２０のブートプログラムが実行され、ＢＩＯＳプログラム及びブートプログラムによりオペレーティングシステム９２１が起動される。

上記プログラム群９２３には、実施の形態１〜３の説明において「〜ブロック」、「〜部」として説明している機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。

ファイル群９２４には、実施の形態１〜３の説明において、「〜の判断」、「〜の調整」、「〜の検出」、「〜の比較」、「〜の更新」、「〜の設定」、「〜の登録」、「〜の選択」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。
ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出される。
そして、読み出された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・編集・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。
抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・編集・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリ、レジスタ、キャッシュメモリ、バッファメモリ等に一時的に記憶される。
また、実施の形態１〜３で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。
データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記録される。
また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。

また、実施の形態１〜３の説明において「〜ブロック」、「〜部」として説明しているものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。
すなわち、実施の形態１〜３で説明したフローチャートに示すステップ、手順、処理により、本発明に係る通信方法を実現することができる。
また、「〜ブロック」、「〜部」として説明しているものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。
或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。
プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。
すなわち、プログラムは、実施の形態１〜３の「〜ブロック」、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、実施の形態１〜３の「〜ブロック」、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

このように、実施の形態１〜３に示す無線通信装置１００は、処理装置たるＣＰＵ、記憶装置たるメモリ、磁気ディスク等、入力装置たるキーボード、マウス、通信ボード等、出力装置たる表示装置、通信ボード等を備えるコンピュータである。
そして、上記したように「〜ブロック」、「〜部」として示された機能をこれら処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を用いて実現するものである。

１００ 無線通信装置、１０１ 受信ブロック、１０２ 送信ブロック、１０３ スイッチ、１０４ 間欠動作制御ブロック、１０５ 上位層処理ブロック。

Claims (16)

1. 間欠に到来するキャリアセンスタイミングの到来を検出し、キャリアセンスタイミングの到来を通知するキャリアセンスタイミング検出部と、
   キャリアセンスタイミングの到来を通知されるまではキャリアセンス処理及び通信フレームの受信を実施しないスリープモードで動作し、キャリアセンスタイミング検出部よりキャリアセンスタイミングの到来が通知された際にスリープモードを解除してキャリアセンス処理を開始し、キャリアセンス処理において所定レベル以上の電波を検出した際に通信フレームの受信を開始する受信部と、
   所定のアクノリッジフレームを送信する送信部と、
   前記受信部がキャリアセンス処理の後、実データが含まれるデータフレームに先立つ通信フレームであって前記アクノリッジフレームの送信タイミングが指定されているウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に前記受信部をスリープモードに移行させ、前記受信部がコリジョンなく受信したウェイクアップフレームで指定されている送信タイミングが到来した際に、前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記ウェイクアップフレームの送信元である通信先装置にデータフレームの送信を許可するアクノリッジフレームを前記送信部から前記通信先装置に送信させるとともに前記受信部のスリープモードを解除して前記受信部に前記通信先装置からのデータフレームを受信させる通信制御部とを有することを特徴とする通信装置。
2. 前記通信制御部は、
   前記受信部のキャリアセンス処理時に前記受信部が２つ以上の装置からの電波を検出しコリジョンが発生している場合に、前記受信部にウェイクアップフレームの受信を開始させ、１つの装置のみがウェイクアップフレームの送信を継続し他の装置がウェイクアップフレームの送信を終了したため前記受信部が前記１つの装置からのウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に前記受信部をスリープモードに移行させることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通信制御部は、
   前記受信部が１つの装置からのウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した後に他の装置からウェイクアップフレームが送信され、アクノリッジフレームの送信タイミング時にも前記他の装置からウェイクアップフレームが継続して送信されている場合に、前記他の装置からのウェイクアップフレームの送信が終了した後に、前記送信部から前記１つの装置にアクノリッジフレームを送信させることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記通信制御部は、
   連続送信された複数のウェイクアップフレームのうちの１つを前記受信部がコリジョンなく受信した時点で前記受信部をスリープモードに移行させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記通信制御部は、
   前記受信部がデータフレームの受信を完了した際に前記受信部をスリープモードに移行させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通信装置。
6. 前記通信制御部は、
   前記受信部がデータフレームの受信を完了した際に、
   前記通信先装置以外の装置にデータフレームの送信の要否を問い合わせる通信要求確認フレームを前記送信部から送信させ、
   前記受信部を通信フレームを受信可能な状態に維持し、前記通信要求確認フレームに対する応答フレームを受信させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の通信装置。
7. 前記通信制御部は、
   前記受信部が前記通信要求確認フレームに対する応答フレームを受信した場合に前記応答フレームの送信元の装置に、データフレームの送信を許可する通信許可フレームを前記送信部から送信させ、
   前記応答フレームの送信元の装置からのデータフレームを前記受信部に受信させることを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
8. 間欠にキャリアセンスを行う通信先装置に対して、実データが含まれるデータフレームを送信する通信装置であって、
   データフレームの送信に先立ち、前記通信先装置がデータフレームの送信を許可する場合に送信するアクノリッジフレームの送信タイミングを指定するウェイクアップフレームの送信を指示する通信制御部と、
   前記通信制御部からの指示に基づき、前記通信先装置に対して複数のウェイクアップフレームを連続送信し、前記通信先装置からのアクノリッジフレームが受信された際に前記通信先装置に対してデータフレームを送信する送信部と、
   前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記送信タイミング以降に前記通信先装置から送信されたアクノリッジフレームを受信する受信部とを有することを特徴とする通信装置。
9. 前記通信制御部は、
   データフレームで送信する実データの優先度が高くなるほどウェイクアップフレームの個数が多くなるようにして前記送信部が連続送信するウェイクアップフレームの個数を決定し、
   前記送信部は、
   前記通信制御部により決定された個数分のウェイクアップフレームを連続送信することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
10. 前記通信制御部は、
    乱数を用いて前記送信部が連続送信するウェイクアップフレームの個数を決定し、前記通信先装置がキャリアセンスを行うタイミングに合わせて前記送信部に決定した個数分のウェイクアップフレームの送信を指示し、
    前記送信部は、
    前記通信制御部から指示されたタイミングにて、前記通信制御部により決定された個数分のウェイクアップフレームを連続送信することを特徴とする請求項８又は９に記載の通信装置。
11. 前記通信制御部は、
    前記通信先装置がキャリアセンスを行うタイミングが不明な場合に、乱数を用いてウェイクアップフレームの送信タイミングを決定し、決定した送信タイミングにおいて前記送信部にウェイクアップフレームの送信を指示し、
    前記送信部は、
    前記通信制御部から指示されたタイミングにて、所定個数分のウェイクアップフレームを連続送信することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の通信装置。
12. 前記受信部は、
    前記通信先装置からアクノリッジフレームを受信しない場合に、データフレームの送信の要否を問い合わせる通信要求確認フレームを前記通信先装置から受信する場合があり、
    前記通信制御部は、
    前記受信部が通信要求確認フレームを受信した場合に、通信要求確認フレームに対する応答フレームを前記送信部から前記通信先装置に送信させ、前記送信部による応答フレームの送信後に前記受信部が前記通信先装置から通信許可フレームを受信した場合に、データフレームを前記送信部から前記通信先装置に送信させることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の通信装置。
13. コンピュータが、間欠に到来するキャリアセンスタイミングの到来を検出するキャリアセンスタイミング検出ステップと、
    前記コンピュータが、キャリアセンスタイミングの到来を検出するまではキャリアセンス処理及び通信フレームの受信を実施しないスリープモードを維持し、キャリアセンスタイミング検出ステップよりキャリアセンスタイミングの到来が検出された際にスリープモードを解除してキャリアセンス処理を開始し、キャリアセンス処理において所定レベル以上の電波を検出した際に通信フレームの受信を開始する受信ステップと、
    前記コンピュータが、所定のアクノリッジフレームを送信する送信ステップと、
    前記受信ステップにおけるキャリアセンス処理の後、前記コンピュータが前記受信ステップにより、実データが含まれるデータフレームに先立つ通信フレームであって前記アクノリッジフレームの送信タイミングが指定されているウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に、前記コンピュータはスリープモードに移行し、コリジョンなく受信したウェイクアップフレームで指定されている送信タイミングが到来した際に、前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記ウェイクアップフレームの送信元である通信先装置にデータフレームの送信を許可するアクノリッジフレームを前記送信ステップにより前記通信先装置に送信するとともにスリープモードを解除して前記受信ステップにより前記通信先装置からのデータフレームを受信する通信制御ステップとを有することを特徴とする通信方法。
14. 間欠にキャリアセンスを行う通信先装置に対して、実データが含まれるデータフレームを送信するコンピュータが行う通信方法であって、
    データフレームの送信に先立ち、前記コンピュータが、前記通信先装置がデータフレームの送信を許可する場合に送信するアクノリッジフレームの送信タイミングを指定するウェイクアップフレームの送信を指示する通信制御ステップと、
    前記コンピュータが、前記通信制御ステップの指示に基づき、前記通信先装置に対して複数のウェイクアップフレームを連続送信し、前記通信先装置からのアクノリッジフレームが受信された際に前記通信先装置に対してデータフレームを送信する送信ステップと、
    前記コンピュータが、前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記送信タイミング以降に前記通信先装置から送信されたアクノリッジフレームを受信する受信ステップとを有することを特徴とする通信方法。
15. 間欠に到来するキャリアセンスタイミングの到来を検出するキャリアセンスタイミング検出ステップと、
    キャリアセンスタイミングの到来を検出するまではキャリアセンス処理及び通信フレームの受信を実施しないスリープモードを維持し、キャリアセンスタイミング検出ステップよりキャリアセンスタイミングの到来が検出された際にスリープモードを解除してキャリアセンス処理を開始し、キャリアセンス処理において所定レベル以上の電波を検出した際に通信フレームの受信を開始する受信ステップと、
    所定のアクノリッジフレームを送信する送信ステップと、
    前記受信ステップにおけるキャリアセンス処理の後、実データが含まれるデータフレームに先立つ通信フレームであって前記アクノリッジフレームの送信タイミングが指定されているウェイクアップフレームをコリジョンなく受信した際に、スリープモードに移行し、コリジョンなく受信したウェイクアップフレームで指定されている送信タイミングが到来した際に、前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記ウェイクアップフレームの送信元である通信先装置にデータフレームの送信を許可するアクノリッジフレームを前記送信ステップにより前記通信先装置に送信するとともにスリープモードを解除して前記受信ステップにより前記通信先装置からのデータフレームを受信する通信制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
16. 間欠にキャリアセンスを行う通信先装置に対して、実データが含まれるデータフレームを送信するコンピュータに、
    データフレームの送信に先立ち、前記通信先装置がデータフレームの送信を許可する場合に送信するアクノリッジフレームの送信タイミングを指定するウェイクアップフレームの送信を指示する通信制御ステップと、
    前記通信制御ステップの指示に基づき、前記通信先装置に対して複数のウェイクアップフレームを連続送信し、前記通信先装置からのアクノリッジフレームが受信された際に前記通信先装置に対してデータフレームを送信する送信ステップと、
    前記ウェイクアップフレームに対する応答として前記送信タイミング以降に前記通信先装置から送信されたアクノリッジフレームを受信する受信ステップとを実行させることを特徴とするプログラム。

Images