JP2016100707A - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信の停止にかかわらず連続したパケット番号を使用してパケット通信を行うパケット通信において、パケット番号の記憶にEEPROMのような不揮発性メモリを使用することなく、電源オフによる通信障害を発生させない無線通信装置を提供する。【解決手段】電源オン時に、パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケットデータを受信した場合、相手にパケット通信を開始するメッセージの送信を促し、パケット通信を開始するメッセージの送受信にあわせてパケット番号を初期化する。【選択図】図６

Description

本発明は、無線通信装置に関する。
近年、無線を利用したデータ通信の普及が著しく、通信速度の高速化、無線通信装置の小型化、低消費電力化が進められている。例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３には、デジタルコードレス電話の通信方式として広く世界に普及しているＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式の無線通信が規定されており、日本においても、ＤＥＣＴ方式の無線機器の使用が認可され、コードレス電話、無線ドアホンなどの無線通信装置が実用化されている。又、最近では、家庭内の家電機器を宅外から制御を行うシステムや家庭用の防犯システム等が普及してきており、そのようなホームオートメーションネットワークの機器間通信のための無線通信の開発が進められ、非特許文献４には、ＤＥＣＴ方式の無線通信をベースとしたホームオートメーションネットワークの機器間通信に適したパケット通信の方法が規定された（以下、非特許文献４で規定された通信をＤＥＣＴ ＵＬＥ通信と記す）。このようなパケット通信では、番号がついたパケットにデータを格納し、パケット単位でデータの送受信を行い、パケットにつけられた番号を利用して再送制御を行い、データの送受信を行う。ＤＥＣＴ ＵＬＥ通信の場合は、送受信するデータがない場合は無線通信を停止し、データの送信開始時は、簡単なシーケンスでパケット通信を再開すると共に、無線通信の停止にかかわらず連続したパケット番号を使用してパケット通信を行うことにより、低消費電力化とデータの送信遅延の短縮化を実現している。
ＤＥＣＴ ＵＬＥ通信のような、無線通信の停止にかかわらず連続したパケット番号を使用してパケット通信を行うパケット通信では、無線通信の停止中も、パケット番号を記憶しておく必要がある。商用電源で動作する無線通信機器は、停電等の電源断に備え、パケット番号をEEPROM等の不揮発性メモリで記憶する必要があった。しかしながら、EEPROM等の不揮発性メモリは、書き込み回数に制限があり、パケット番号のように頻繁に変わるデータの記憶用に使用する場合、書き込み回数が制限を越えないよう、書き込みエリア変更する制御が必要となり、実際に保存するデータ数より多くの記憶領域が必要となり、複数の従属局と通信を行う制御局（例えば、複数の窓センサーを収容する防犯システムの制御局）では、従属局ごとにパケット番号を記憶する必要があり、より多くの記憶エリアが必要となり、コストアップと制御複雑化の要因となる課題があった。
本発明の目的は、ＤＥＣＴ ＵＬＥ通信のような、無線通信の停止にかかわらず連続したパケット番号を使用してパケット通信を行うパケット通信において、パケット番号の記憶にEEPROMのような不揮発性メモリを使用することなく、電源オフによる通信障害を発生させない無線通信装置を提供することである。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、一方の無線通信装置から他方の無線通信装置にパケット番号を付したパケットを使用してデータ通信を行う無線通信装置であって、第１の無線通信装置は、パケット化されたデータを送受信するための無線通信手段と受信したパケットに付されたパケット番号を記憶するパケット番号記憶手段と動作開始後パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケット化されたデータを受信した場合、パケット通信を開始するメッセージの送信を要求するように動作する制御手段を備え、第２の無線通信装置は、パケット化されたデータを送受信するための無線通信手段と送信するパケットに付与するパケット番号を記憶するパケット番号記憶手段と第１の無線通信装置よりパケット通信を開始するメッセージの送信が要求された場合にパケット通信を開始するメッセージを送信するように動作する制御手段を備え、第２の無線通信装置は、送信するデータが発生すると第１の無線通信装置との無線通信を開始し、パケット化されたデータを送り終えると無線通信を切断するように動作し、パケットに付与するパケット番号はパケット毎に更新するように動作し、パケット通信を開始するメッセージの後の最初に送受信されるパケット番号が予め決められた値となるように動作する無線通信装置である。
これにより、第１の無線通信装置のみ電源が再投入された場合、第１の無線通信装置の電源投入後に、第２の無線通信装置からパケットを受信した際に、パケット番号を初期化し、パケット通信を再開することができる。そのため、第１の無線通信装置は、電源オフ時にパケット番号を保持しておく必要が無くなり、パケット番号の記憶用の手段としてEEPROMのような不揮発性メモリーを使用する必要性が無くなる。
又、本発明の一態様に係る無線通信装置は、動作開始後パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケット化されたデータを受信した場合、パケット通信を開始するメッセージの送信要求を含んだ切断メッセージを送信する無線通信装置である。
これにより、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になっていたことを知らずにパケットを送信した場合、パケット通信を開始するメッセージの送信要求を含んだ切断メッセージを受信することにより、パケット通信を再開するためにパケット通信を開始するメッセージの送信が必要であることを知ることができ、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になったあとのパケット通信の再開がスムーズに行える。
又、本発明の一態様に係る無線通信装置は、動作開始後パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケット化されたデータを受信した場合、該当パケットを受信したことを通知する送達確認メッセージを送信せずに無線通信の切断通知するメッセージを送信し、無線通信を切断する無線通信装置である。
これにより、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になっていたことを知らずにパケットを送信した場合、パケット通信が送達確認が行われる前に切断されたことにより、パケット通信を再開するためにパケット通信を開始するメッセージの送信が必要であることを知ることができ、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になったあとのパケット通信の再開がより簡単な制御でスムーズに行える。
又、本発明の一態様に係る無線通信装置は、第２の無線通信装置は、パケット番号記憶手段に常時電源を供給し前記無線通信手段と前記制御手段に前記第１の無線通信装置と通信するときに電源を供給するように動作する電源制御手段を有する無線通信装置である。
これにより、第２の無線通信装置は、データの送信が必要ない待機状態での消費電力が低減される。
本発明によれば、第１の無線通信装置のみ電源が再投入された場合、第１の無線通信装置の電源投入後に、第２の無線通信装置からパケットを受信した際に、パケット番号を初期化し、パケット通信を再開することができる。そのため、第１の無線通信装置は、電源オフ時にパケット番号を保持しておく必要が無くなり、パケット番号の記憶用の手段としてEEPROMのような不揮発性メモリーを使用する必要性が無くなるので、不揮発性メモリーに要求される容量の増加によるコストアップや書き込み制限回数を考慮した揮発性メモリーへの書き込み制御による処理の複雑化をなくすことできる。
又、本発明によれば、第２の無線通信装置は、パケット番号記憶手段に常時電源を供給し前記無線通信手段と前記制御手段に前記第１の無線通信装置と通信するときに電源を供給するように動作する電源制御手段を有することにより、第２の無線通信装置は、データの送信が必要ない待機状態での消費電力を低減することができ、電池駆動の無線通信装置に使用した場合、電池交換の頻度を少なくすることができ、利便性を高めることができる。
本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムの一例を示す図 本発明の実施の形態１に係る親機の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るセンサの構成の一例を示すブロック図 発明の実施の形態１に係る親機とセンサ間の無線通信で送受信される信号と動作の一例を示す図 本発明の実施の形態１に係る親機とセンサ間の親機電源再投入後の無線通信で送受信される信号と動作の一例を示す図 本発明の実施の形態１に係る親機とセンサ間の親機電源再投入後の無線通信で送受信されるパケット再送時の信号と動作の一例を示す図
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
［コードレス電話の構成］
実施の形態１に係る無線通信装置の構成例について説明する。図１は、本実施の形態に係る無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムの一例を示す図である。
図１に示す本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムは、外線通話や内線通話の電話機能、窓開閉を宅内、宅外に通知する防犯機能を実現するシステムであり、親機１、センサＡ２、センサＢ２、電話子機Ａ３、電話子機Ｂ３、ルータ４、スマートフォン５で構成される場合の例を示した。尚、以下の説明では、同一の機能を有するセンサＡ２、センサＢ２をセンサ２と、同様に、電話子機Ａ３、電話子機Ｂ３を電話子機３と記載する。
図１に示す本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムは、親機１とセンサ２間、及び、親機１と電話子機３間は、例えば、ＤＥＣＴ方式の無線通信によって通信が可能であり、親機１とルータ４間は、例えば、ＷｉＦｉ方式の無線通信によって通信が可能である。そして、親機１はルータ４を介しインターネットを経由してスマートフォン５と接続される。
図１に示す本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムを利用して、使用者は、電話子機３を使用して電話の外線通話や内線通話を行う。
図１に示す本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムは、通常モードと防犯モードで動作する。防犯モードは、窓が開いたことをアラーム等で使用者に通知するモードで、通常モードは、窓が開いたことを通知しないモードである。使用者は、外出時や就寝時に防犯モードを起動し、泥棒の侵入に備える。
ホームオートメーションネットワークシステムが、防犯モードで動作している場合、センサ２より親機１に窓が開いたことが通知されると、親機１は、電話子機３に窓が開いたことを通知し、親機１、電話子機３でアラームを鳴らし、各部屋にいる在宅者に窓が開いたことを通知する。又、親機１は、電話回線を経由して指定された電話番号に発信し、相手が応答すると、窓が開いたこと通知する音声メッセージを送信する。又、親機１は、ルータ４、インターネットを経由して、登録されたアドレスに窓が開いたこと通知する電子メールを送信し、スマートフォンの使用者に窓が開いたことを通知する。
［親機１の構成］
親機１の構成例について説明する。図２は、親機１の構成例を示すブロック図である。
図２において、親機１は、無線通信部１０１、音声処理部１０２、報知部１０３、操作部１０４、表示部１０５、ＲＡＭ（パケット番号記憶部）１０６、ＥＥＰＲＯＭ１０７、ＲＯＭ１０８、電源部１１０、制御部１２０を有する。
無線通信部１０１は、センサ２、電話子機３、ルータ４とそれぞれの機器に応じた所定の方式で、無線リンクの確立やデータ通話のための制御データやパケットの送受信を行う。なお、本明細書において「無線通信」とは、無線送信および無線受信を含むものとする。
音声処理部１０２は、電話回線から入力された音声信号をデジタル信号に変換し、電話子機３への送信用の音声データを生成すると共に、電話子機３から受信した音声データや窓が開いたことを通知する音声ガイダンスのデータをアナログ信号に変換し電話回線に出力する。
報知部１０３は、防犯モードで動作している場合、センサ２より親機１に窓が開いたことが通知されると、報知音を出力する。
操作部１０４は、ユーザの操作を受け付けるためのボタンである。ユーザの操作は、例えば、報知音を停止させる操作、防犯モードと通常モードを切り替える操作等である。
表示部１０５は、ユーザに対して情報を表示する。情報は、例えば、現在の動作状態が防犯モードか通常モードかを示す情報である。
ＲＡＭ（パケット番号記憶部）１０６は、親機１の制御プログラムを実行するために必要な情報のうち電源オフ時に保持する必要がないデータを記憶するために使用される。センサから送信されてくるパケット番号の管理用の記憶部も含まれ、以下、ＲＡＭ（パケット番号記憶部）１０６の全体を示す場合、ＲＡＭ１０６、ＲＡＭ（パケット番号記憶部）１０６のパケット番号の管理用の記憶部のみを示す場合、パケット番号記憶部１０６と記載する。
ＥＥＰＲＯＭ１０７は、親機１の制御プログラムを実行するために必要な情報のうち電源オフ時にも保持する必要があるデータを記憶するために使用される。例えば、センサ２、電話子機３と無線通信を行うのに必要な、自分や相手を識別するための識別するための識別番号や窓が開いたことを宅外に通知する場合の相手の電話番号やメールアドレス等が記憶されている。
ＲＯＭ１０８は、親機１の制御プログラムが入ったメモリである。
電源部１１０は、１００Ｖの商用電源から親機１の各部が動作するのに必要な直流の電流を作り出し、親機１の各ブロックに供給する。（各部への接続は、図示せず）
制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、上記各部と連携することで、親機１全体の動作を制御する。尚、制御部１２０の動作の詳細については、後述する。
なお、親機１が備える機能部は、図２に示す１０１〜１２０に限定されるものではなく、その他の機能部を備えてもよい。その他の機能部は、親機１の主要機能を実現するためのものであってもよいし、主要機能を補助する補助機能を実現するためのものであってもよい。
［センサ２の構成］
センサ２の構成例について説明する。図３は、センサ２の構成例を示すブロック図である。
図３において、センサ２は、無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、バッテリー２１０、電源制御部２１１、センサ部２１２、パケット番号記憶部２１３、制御部２２０を有する。
無線通信部２０１は、親機１と所定の方式で、無線リンクの確立やデータ通話のための制御データやパケットの送受信を行う。
ＲＡＭ２０２は、センサ２の制御プログラムを実行するために必要な情報のうち電源制御部によって電源の供給が停止された際に保持する必要がないデータを記憶するために使用される。
ＥＥＰＲＯＭ２０４は、センサ２の制御プログラムを実行するために必要な情報のうち電源がオフ時にも保持する必要があるデータを記憶するために使用される。例えば、親機１と無線通信を行うのに必要な、自分や相手を識別するための識別するための識別番号等が記憶されている。
ＲＯＭ２０６は、センサ２の制御プログラムが入ったメモリである。
バッテリー２１０は、センサ２の動作に必要な電力を供給する電池である。例えば、定格出力３Ｖのリチウム電池等が利用される。センサ２１２、及び、パケット番号記憶部２１３は、バッテリー２１０から直接電力が供給され、無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０は、バッテリー２１０から電源制御部２１１を介して電力が供給される。
電源制御部２１１は、センサ部２１２からの信号に応じてバッテリー２１０から供給された電源を無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０に供給し、制御部２２０からの信号に応じて無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０に供給する電力を遮断する。
センサ部２１２は、窓が開いたことを検知して電源制御２１１に無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０に供給させるための信号（電源オン信号と記す）を出力する。
制御部２２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、上記各部と連携することで、センサ２全体の動作を制御し、センサ部２１２が、窓が開いたことを検知した際、無線通信を起動し、窓が開いたことを親機１に通知し、無線通信を停止し、電源制御２１１に無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０への電源供給を遮断させるための信号（電源オフ信号と記す）を出力する。尚、制御部２２０の動作の詳細については、後述する。
なお、センサ２が備える機能部は、図３に示す２０１〜２２０に限定されるものではなく、その他の機能部を備えてもよい。その他の機能部は、センサ２の主要機能を実現するためのものであってもよいし、主要機能を補助する補助機能を実現するためのものであってもよい。
［親機１及びセンサ２の動作］
以下、上述した本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムの動作例について説明する。
図４は、窓が開いたことを検知したときの親機１とセンサ２間の無線通信で送受信される信号と動作の一例を示す図である。
センサ２は待機状態では、センサ部２１２とパケット番号記憶部２１３のみに電力が供給され、センサ部２１２は、窓が開いたことを検知するように動作する。（Ｓｔｅｐ：１００）。
一方、親機１は、待機状態では、制御部１２０が、センサが親機を認識し同期をとるための信号（以下制御信号と記す）を送信しながら、センサからの信号を受信できるよう無線通信部１０１を制御するように動作する（Ｓｔｅｐ：２００）。
センサ２のセンサ部２１２で窓が開いたことが検知されると、センサ部２１２は、電源制御部２１１に電源オン信号を出力し（Ｓｔｅｐ：１０１）、電源部制御部２１１を介し電力が制御部２２０等に供給され（Ｓｔｅｐ：１０２）、親機との無線通信を行う制御が開始される。
電源が供給され動作を開始した制御部２２０は、親機との同期を確立し、無線通信を起動するよう、無線通信部２０１を制御する（Ｓｔｅｐ：１０３）。例えば、親機１とセンサ２がＤＥＣＴ方式の無線通信で通信を行う場合、親機１はＴＤＭＡのフレーム、スロットの同期を取るための制御信号を送信し、センサ２は、制御信号を受信することにより親機１とのＴＤＭＡのフレーム、スロットの同期を確立し、ＴＤＭＡ方式で無線通信を行う。このとき、親機１は、制御信号にＥＥＰＲＯＭ１０７に格納されている識別番号を送信し、センサ２に通知することにより、センサ２は、自分が所属するホームオートメーションネットワークシステムの親機１を特定する。
親機１との同期が完了するとセンサ２の制御部２２０は、親機１にパケット無線リンク確立要求と窓が開いたことを通知するメッセージのデータをパケット化したパケットを親機１に送信し、送達確認を行うように制御をおこなう（Ｓｔｅｐ：１０４）。このとき制御部２２０は、パケットに付する送達確認用のパケット番号をパケット番号記憶部２１３より読み込み、次回のパケット送信に備えパケット番号記憶部２１３に記憶されたパケット番号を更新するように制御を行う。又、制御部２２０は、ＥＥＰＲＯＭ２０４に格納してある識別番号を読み出し、無線確立要求のメッセージの一部として読み出した識別番号を送信するように制御を行う。
一方、親機１の制御部１２０は、センサ２からのパケット無線確立要求を受信すると送られてきたセンサ２の識別番号とＥＥＰＲＯＭ１０７に記憶されたセンサ毎の識別番号を照合し、どのセンサから送られてきた信号かを判断し、登録された子機からのパケット無線確立要求であった場合は、パケット無線確立確認をセンサ２に送信しパケット通信用の無線リンクを確立する（Ｓｔｅｐ：２０１）。
そして、制御部１２０は、パケット番号記憶部１０６に記憶されたパケット番号の中から対応するセンサのパケット番号を読み出し、送られてきたパケット番号と比較し同じか否かを判断する。送られてきたパケット番号とパケット番号記憶部１０６に記憶された該当するセンサのパケット番号が等しかった場合、パケットで送られてきたメッセージ、即ち、窓が開いたことを通知するメッセージの受信処理、例えば、報知部１０３でアラームの起動や電話子機３、スマートフォン５へ窓が開いたことを通知する処理を行い、次回のパケット受信に備えパケット番号記憶部１０６に記憶された該当するセンサ２に対応するパケット番号を更新し、センサ２にパケットを受信したこと通知する送達確認（ＡＣＫ）を送るように制御を行う（Ｓｔｅｐ：２０２）。
センサ２と親機１は、送達確認（ＡＣＫ）の送受信が完了し、パケット通信停止準備が整うと双方から、パケット通信停止準備が整ったことを通知するパケット切断準備完了のメッセージを送る（Ｓｔｅｐ：１０５）（Ｓｔｅｐ：２０３）。
センサ２と親機１は、パケット切断準備完了を受信し相手がパケット通信の停止準備が整ったことを認識すると、パケット無線リンクの切断を通知するパケット無線リンク切断を送信し、パケット通信のための送受信動作を停止する（Ｓｔｅｐ：１０６）（Ｓｔｅｐ：２０４）。
パケット通信のための送受信動作を停止すると、センサ２の制御部２２０は、電源制御部２１１へ電源オフ信号を出力し、無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０への電源供給が遮断され（Ｓｔｅｐ：１０７）、窓が開いたことを検知する待機状態へ移行する（Ｓｔｅｐ：１０８）。
同様に、パケット通信のための送受信動作を停止すると、親機１もセンサ２からの通信を待ち受ける待機状態に移行する（Ｓｔｅｐ：２０５）。
尚、親機１とセンサ２がＤＥＣＴ方式の無線通信で通信を行う場合、パケット無線リンク確立要求は、ＭＡＣレイヤの制御用メッセージのｅｘｐｅｄｉｔｅｄ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｒｅｑｕｅｓｔ、パケット無線リンク確立確認は、ＭＡＣレイヤの制御用メッセージのｂｅａｒｅｒ＿ｃｏｎｆｉｒｍ、パケット切断準備完了は、 ＭＡＣレイヤの制御用メッセージのｒｅａｄｙ＿ｆｏｒ＿ｒｅｌｅａｓｅ、パケット無線リンク切断は、 ｅｘｐｅｄｉｔｅｄ＿ｒｅｌｅａｓｅと呼ばれるメッセージとなる。又、データのパケット化はＤＬＣレイヤで規定されたＦＵ１０ａのフォーマットに沿って行い、送達確認のメッセージ（ＡＣＫ）は、ＤＬＣレイヤで規定されたＦＵ１０ｄのフォーマットで構築される。
次に、上述した本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムにおいて、稼動中に親機１の電源が再投入された場合の動作例について説明する。
図５は、親機電源再投入後の親機１とセンサ間で無線通信で送受信される信号とそれぞれの動作の一例を示す図である。尚、図５において上述した図４の動作と同じ動作を行うＳｔｅｐは同じ番号を付し、ここでの説明を一部省略する。
親機１は、待機中（Ｓｔｅｐ：２００）に電源が再投入されると（Ｓｔｅｐ：４００）、制御部１２０は、制御信号を送信しながら、センサからの信号を受信できるよう無線通信部１０１を制御するように動作するパケット初期化待ち状態（Ｓｔｅｐ：４０１）へ移行する。
一方、センサ２は待機状態において親機１の制御信号の受信を行っていないため、親機１の電源が再投入されてもそれを認識することができない。即ち、センサ２では、待機中（Ｓｔｅｐ：１００）に窓が開いたことが検知されると（Ｓｔｅｐ：１０１）上述した図４の説明と同様に制御部１２０等装置全体に電力が供給され（Ｓｔｅｐ：１０２）、親機との同期を確立し（Ｓｔｅｐ：１０３）、親機１にパケット無線リンク確立要求とパケット番号記憶部２１３に記憶されたパケット番号を付したパケットを送信する（Ｓｔｅｐ：１０４）。
親機１の制御部１２０は、センサ２からのパケット無線確立要求を受信すると送られてきたセンサ２の識別番号とＥＥＰＲＯＭ１０７に記憶されたセンサ毎の識別番号を照合し、どのセンサから送られてきた信号かを判断し、登録された子機からのパケット無線確立要求であった場合は、パケット無線確立確認をセンサ２に送信しパケット通信用の無線リンクを確立する（Ｓｔｅｐ：４０２）。
引き続き、親機１の制御部１２０は、電源オン後、パケットサービス起動が完了するまえに、パケットデータを受信した場合、パケットサービス起動を促すためのメッセージを付したパケット無線リンクの切断を通知するパケット無線リンク切断を送信し、パケット通信のための送受信動作を停止し（Ｓｔｅｐ：４０３）、制御信号を送信しながら、センサからの信号を受信できるよう無線通信部１０１を制御するように動作するパケット初期化待ち状態（Ｓｔｅｐ：４０４）へ移行する。尚、このＳｔｅｐ：４０４の状態は、上述のＳｔｅｐ：４０１の状態であり、説明を割愛する。
ここで、パケットサービス起動が完了しているかを判定する動作の例について説明を行う。パケットサービス起動が完了しているか否かの管理は、ＲＡＭ１０６にパケットサービス起動が完了したか否かを管理するエリアをセンサ毎に設け、電源オン直後、それらのエリアの情報をパケットサービスが未起動であることを示すように書き込み、それぞれのセンサ２との間で、パケットサービス起動の処理がセンサ２との間で実行された場合に、該当するセンサ２に対応するパケットサービス起動が完了したか否かを管理するエリアにパケットサービスが起動済みであることを書き込み、センサからのパケットを受信した際に確認するように制御される。又、センサから受信したパケット番号とパケット番号記憶部１０６に記憶された該当するセンサのパケット番号を比較し、等しくなかった場合に、パケットサービスが起動されていないと判断する方法もある。
次にパケット無線リンク切断を受信したセンサ２の動作を説明する。センサ２は、パケット無線リンク切断を受信するとパケット無線リンク切断を親機１に送信し、パケット通信のための送受信動作を停止する（Ｓｔｅｐ：３０１）。
引き続き、センサ２の制御部２２０は、親機１に無線リンク確立要求を送信するように無線通信部２０１を制御し（Ｓｔｅｐ：３０２）親機１は、無線リンク確立要求を受信すると、親機１の制御部１２０は、センサに無線リンク確立確認を送信するように無線通信部１０１を制御し（Ｓｔｅｐ：４０５）、親機１とセンサ２の間の呼制御メッセージの通信を行うための無線リンクが起動される。
呼制御メッセージの通信を行うための無線リンクが起動されと、センサ２は、ＥＥＰＲＯＭ２０４に格納してある識別番号を読み出し、呼接続要求のメッセージの一部として読み出した識別番号を送信し（Ｓｔｅｐ：３０３）、親機１は、ＥＥＰＲＯＭ１０７に記憶されたセンサ毎の識別番号を照合し、どのセンサ２から送られてきた信号かを判断し、登録された子機からの呼接続要求であった場合は、呼接続通知を送信し、センサ２に呼接続が完了し呼制御メッセージの通信が可能になったことを通知する（Ｓｔｅｐ：４０６）。
呼制御メッセージの通信が可能になると、センサ２は、パケット通信を起動するためのパケットサービス起動要求を送信し（Ｓｔｅｐ：３０４）、親機１は、パケットサービス起動要求を受信するとパケットサービス起動受付を送信する（Ｓｔｅｐ：４０７）。
パケットサービスの起動が完了するとセンサ２の制御部２２０は、パケット番号記憶部２１３に記憶されたパケット番号を予め決められた初期値（例えば、０）に書き換え、親機１の制御部１２０は、パケット番号記憶部１０６に記憶されたパケット番号をセンサ２と同じあらかじめ決められた初期値（例えば、０）に書き換える。
又、パケットサービスの起動が完了すると、センサ２は、呼接続を解放するための呼解放要求を送信し（Ｓｔｅｐ：３０５）、親機１は、呼解放要求を受信すると呼解放確認を送信する（Ｓｔｅｐ：４０８）。
そして双方より無線リンク切断完了のメッセージを送信し、呼制御メッセージの通信を行うための送受信動作が停止し（Ｓｔｅｐ：３０６）（Ｓｔｅｐ：４０９）、センサ２の制御部２２０は、窓が開いたことを通知するパケットの再送処理を開始し（Ｓｔｅｐ：３０７）、親機１の制御部１２０は、待機中に移行する（Ｓｔｅｐ：４１０）。尚、ここでの親機１の待機中の動作は、図４を用いて説明した（Ｓｔｅｐ：２００）の動作と同じであり、説明を割愛する。
尚、親機１とセンサ２がＤＥＣＴ方式の無線通信で通信を行う場合、無線リンク確立要求は、ＭＡＣレイヤの制御用メッセージのａｃｃｅｓｓ＿ｒｅｑｕｅｓｔ、無線リンク確立確認は、ＭＡＣレイヤの制御用メッセージのｂｅａｒｅｒ＿ｃｏｎｆｉｒｍ、呼接続要求は、ＮＷＫレイヤの制御メッセージのＣＣ−ＳＥＴＵＰ、呼接続通知は、ＮＷＫレイヤの制御メッセージのＮＷＫＣＣ−ＣＡＬＬ−ＰＲＯＣ、呼解放要求は、ＮＷＫレイヤの制御メッセージのＮＷＫＣＣ−ＲＥＬＥＡＳＥ、呼解放確認は、ＮＷＫレイヤの制御メッセージのＣＣ−ＲＥＬＥＡＳＥ−ＣＯＭ、無線リンク切断は、ｒｅｌｅａｓｅと呼ばれるメッセージとなる。又、ＤＥＣＴ方式の無線通信で通信を行う場合、ＮＷＫレイヤのメッセージを送受信するためのＤＬＣレイヤの起動の手続きが無線リンクの確立後に必要となるが、この例では割愛している。
次に、上述した本発明の無線通信装置を用いたホームオートメーションネットワークシステムにおいて、稼動中に親機１の電源が再投入され、パケットサービスの起動が完了した後に、パケットの再送をする場合の動作例、即ち、図５で説明した動作の後で、パケットを再送する動作について説明を行う。
図６は、親機とセンサ間の親機電源再投入後の無線通信で送受信されるパケット再送時の信号と動作の一例を示す図である。尚、図６において上述した図４又は図５の動作と同じ動作を行うＳｔｅｐは同じ番号を付し、ここでの説明を一部省略する。
親機１は、パケットサービスの起動が完了した後、図５のＳｔｅｐ：４１０の説明のように、図４のＳｔｅｐ：２００の待機中の状態でセンサ２からのパケットを待ち受ける。このとき親機１の制御部１２０は、制御信号を送信しながら、センサ２からの信号を受信できるよう無線通信部１０１を制御するように動作する。
一方、センサ２は、パケットサービスの起動が完了した後、親機１にパケット無線リンク確立要求と窓が開いたことを通知するメッセージのデータをパケット化したパケットを親機１に送信し、送達確認を行うように制御をおこなう（Ｓｔｅｐ：５０１）。このとき制御部２２０は、パケットに付する送達確認用のパケット番号をパケット番号記憶部２１３より読み込み、次回のパケット送信に備えパケット番号記憶部２１３に記憶されたパケット番号を更新するように制御を行う。又、制御部２２０は、ＥＥＰＲＯＭ２０４に格納してある識別番号を読み出し、無線確立要求のメッセージの一部として読み出した識別番号を送信するように制御を行う。このＳｔｅｐ：５０１における動作と図４を用いて説明したＳｔｅｐ：１０４の動作との違いは、パケット番号記憶部２１３に格納してあるパケット番号である。Ｓｔｅｐ：５０１は、パケットサービスの起動後の最初のパケット送信であるため、パケット番号記憶部２１３に格納してあるパケット番号は、予め決められた初期値（例えば、０）となっており、更新後にパケット番号記憶部２１３に格納する値は、例えば、初期値が０で、パケット毎に１づつパケット番号を更新するように動作する場合であれば、１となる。
一方、親機１の制御部１２０は、図４の説明と同様に、送られてきた識別番号とＥＥＰＲＯＭ１０７に記憶されたセンサ毎の識別番号を照合し、パケット無線確立確認をセンサ２に送信しパケット通信用の無線リンクを確立する（Ｓｔｅｐ：２０１）。
そして、制御部１２０は、パケット番号記憶部１０６に記憶されたパケット番号の中から対応するセンサのパケット番号を読み出し、送られてきたパケット番号と比較し同じか否かを判断する。送られてきたパケット番号とパケット番号記憶部１０６に記憶された該当するセンサのパケット番号が等しかった場合、パケットで送られてきたメッセージ、即ち、窓が開いたことを通知するメッセージの受信処理、例えば、報知部１０３でアラームの起動や電話子機３、スマートフォン５へ窓が開いたことを通知する処理を行い、次回のパケット受信に備えパケット番号記憶部１０６に記憶された該当するセンサ２に対応するパケット番号を更新し、センサ２にパケットを受信したこと通知する送達確認（ＡＣＫ）を送るように制御を行う（Ｓｔｅｐ：６０１）。このＳｔｅｐ：６０１における動作と、図４を用いて説明したＳｔｅｐ：２０２の動作との違いは、パケット番号記憶部１０６に格納してあるパケット番号である。Ｓｔｅｐ：５０１は、パケットサービスの起動後の最初のパケット受信であるため、パケット番号記憶部１０６に格納してあるパケット番号は、予め決められた初期値（例えば、０）となっており、更新後にパケット番号記憶部１０６に格納する値は、例えば、初期値が０で、パケット毎に１づつパケット番号を更新するように動作する場合であれば、１となる。
センサ２と親機１は、送達確認（ＡＣＫ）の送受信が完了し、パケット通信停止準備が整うと上述の図４の説明と同様に、双方から、パケット通信停止準備が整ったことを通知するパケット切断準備完了のメッセージを送り（Ｓｔｅｐ：１０５）（Ｓｔｅｐ：２０３）、パケット無線リンクの切断を通知するパケット無線リンク切断を送信し、パケット通信のための送受信動作を停止する（Ｓｔｅｐ：１０６）（Ｓｔｅｐ：２０４）。
そして、センサ２は、上述の図４の説明と同様に、無線通信部２０１、ＲＡＭ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０４、ＲＯＭ２０６、及び、制御部２２０の電源をオフし（Ｓｔｅｐ：１０７）、窓が開いたことを検知する待機状態へ移行する（Ｓｔｅｐ：１０８）。
同様に、パケット通信のための送受信動作を停止すると、親機１も上述の図４の説明と同様に、センサからの通信を待ち受ける待機状態に移行する（Ｓｔｅｐ：２０５）。
以上、本発明の実施の形態について説明した。上記のように、本発明の無線通信装置は、データの送信が必要なときのみに送受信を起動しパケットを送信するので、無線通信装置の低消費電力化に有効である。
又、本発明の無線通信装置は、データの送信が必要なときのみ制御部や無線部に電源を供給して動作することが可能であるため、無線通信装置の低消費電力化に有効である。
又、パケット通信を起動しパケットを送信するために必要な制御メッセージの交換が少ないため、通信時間を短くでき、通信時の低消費電力化に有効であり、応答時間の短縮に効果的である。
又、パケット番号の記憶用の手段としてEEPROMのような不揮発性メモリを使用する必要性が無くなるので、無線通信装置に使用する不揮発性メモリの容量を小さくできコスト低減の効果を有し、また、不揮発性メモリへの書き込み制限を考慮した制御が不要となるため、システムの構築が容易となる効果がある。
又、無線通信装置の一方のみの電源が再投入され、パケット番号等のパケット通信に必要なパラメータを失った場合でも、簡単な手続きでパケット通信の再開ができるようになり、停電等の障害をシステムの構築が容易となる効果がある。
本発明に係る無線通信装置は、ホームネットワークを構築するための無線通信装置として有用である。
１ 親機
２ センサ（センサＡ、センサＢ）
３ 電話子機（電話子機Ａ、電話子機Ｂ）
４ ルータ
５ スマートフォン
１０１、２０１ 無線通信部
１０２ 音声処理部
１０３ 報知部
１０４ 操作部
１０５ 表示部
１０６ ＲＡＭ（パケット番号記憶部）
２０２ ＲＡＭ
１０７、２０４ ＥＥＰＲＯＭ
１０８、２０６ ＲＯＭ
１１０ 電源部
２１０ バッテリー
２１１ 電源制御部
２１２ センサ部
２１３ パケット番号記憶部
１２０、２２０ 制御部
本発明は、無線通信装置及び無線通信システムに関する。
本発明の目的は、ＤＥＣＴ ＵＬＥ通信のような、無線通信の停止にかかわらず連続したパケット番号を使用してパケット通信を行うパケット通信において、パケット番号の記憶にEEPROMのような不揮発性メモリを使用することなく、電源オフによる通信障害を発生させない無線通信装置及び無線通信システムを提供することである。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、パケット番号を含むデータパケットを通信相手から受信する無線通信装置であって、前記パケット番号を記憶する記憶手段と、制御手段と、前記制御手段の制御に基づいてデータパケットを送受信する無線通信手段と、を具備し、前記制御手段は、電源投入時に、前記記憶手段に記憶されたパケット番号を予め決められた初期値に書き替え、前記通信相手からの前記データパケットに含まれるパケット番号と前記記憶手段に記憶されたパケット番号との一致を確認し、前記２つのパケット番号が一致した場合、前記記憶手段に記憶されたパケット番号を含む送達確認を生成して前記無線通信手段から前記通信相手に送信させ、前記記憶手段に記憶されたパケット番号を更新し、前記２つのパケット番号が一致しない場合、パケットサービスの起動を促すメッセージを付した切断指示を生成して前記無線通信手段から前記通信相手に送信させる、無線通信装置である。又、本発明の一態様に係る無線通信システムは、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置との間で無線リンクを確立してパケット番号を含むデータパケットを送信する第２の無線通信装置と、を有し、前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置から前記データパケットを受信すると、前記データパケットに含まれるパケット番号と第１記憶手段に記憶されたパケット番号との一致を確認し、前記２つのパケット番号が一致した場合、前記第２の無線通信装置に前記第１記憶手段に記憶されたパケット番号を含む送達確認を送信し、前記第１記憶手段に記憶されたパケット番号を更新し、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から前記送達確認を受信すると第２記憶手段に記憶されたパケット番号を更新する、無線通信システムであって、前記第１の無線通信装置は、電源投入時に、前記第１記憶手段に記憶されたパケット番号を予め決められた初期値に書き替え、前記２つのパケット番号が一致しない場合、前記第２の無線通信装置に、パケットサービスの起動を促すメッセージを付した切断指示を送信し、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から前記パケットサービスの起動を促すメッセージが付された切断指示を受信すると、前記第１の無線通信装置との間でパケットサービスを起動し、前記第２記憶手段に記憶されたパケット番号を前記初期値に書き替える、無線通信システムである。
又、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になっていたことを知らずにパケットを送信した場合、パケット通信を開始するメッセージの送信要求を含んだ切断メッセージを受信することにより、パケット通信を再開するためにパケット通信を開始するメッセージの送信が必要であることを知ることができ、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になったあとのパケット通信の再開がスムーズに行える。
又、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になっていたことを知らずにパケットを送信した場合、パケット通信が送達確認が行われる前に切断されたことにより、パケット通信を再開するためにパケット通信を開始するメッセージの送信が必要であることを知ることができ、第１の無線通信装置の電源が一時的にオフ状態になったあとのパケット通信の再開がより簡単な制御でスムーズに行える。
又、第２の無線通信装置は、データの送信が必要ない待機状態での消費電力が低減される。
本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
本発明の目的は、ＤＥＣＴ ＵＬＥ通信のような、無線通信の停止にかかわらず連続したパケット番号を使用してパケット通信を行うパケット通信において、パケット番号の記憶にEEPROMのような不揮発性メモリを使用することなく、電源オフによる通信障害を発生させない無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することである。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、データパケットに含まれる連続したパケット番号を利用して通信相手とパケット通信を行う無線通信装置であって、前記パケット番号を記憶する記憶手段と、制御手段と、前記制御手段の制御に基づいて前記通信相手との間で前記パケット通信用の無線リンクを確立して前記データパケットを送受信する無線通信手段と、を具備し、前記制御手段は、電源投入時に、前記記憶手段に記憶されたパケット番号を予め決められた初期値に書き替え、前記通信相手からの前記データパケットに含まれるパケット番号と前記記憶手段に記憶されたパケット番号との一致を確認し、前記２つのパケット番号が一致した場合、前記記憶手段に記憶されたパケット番号を含む送達確認を生成して前記無線通信手段から前記通信相手に送信させ、前記記憶手段に記憶されたパケット番号を更新し、前記２つのパケット番号が一致しない場合、前記パケット通信を起動するためのメッセージの送信を要求するメッセージを付した前記パケット通信用の無線リンクの切断メッセージを生成して前記無線通信手段から前記通信相手に送信させる、無線通信装置である。又、本発明の一態様に係る無線通信システムは、第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置との間で無線リンクを確立してデータパケットに含まれる連続したパケット番号を利用してパケット通信を行う第２の無線通信装置と、を有し、前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置から前記データパケットを受信すると、前記データパケットに含まれるパケット番号と第１記憶手段に記憶されたパケット番号との一致を確認し、前記２つのパケット番号が一致した場合、前記第２の無線通信装置に前記第１記憶手段に記憶されたパケット番号を含む送達確認を送信し、前記第１記憶手段に記憶されたパケット番号を更新し、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から前記送達確認を受信すると前記第２記憶手段に記憶されたパケット番号を更新する、無線通信システムであって、前記第１の無線通信装置は、電源投入時に、前記第１記憶手段に記憶されたパケット番号を予め決められた初期値に書き替え、前記２つのパケット番号が一致しない場合、前記第２の無線通信装置に、前記パケット通信を起動するための起動メッセージの送信を要求するメッセージを付した前記無線リンクの切断メッセージを送信し、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から前記パケット通信を起動するための起動メッセージの送信を要求するメッセージを付した前記無線リンクの切断メッセージを受信すると、前記第１の無線通信装置との間でパケットサービスを起動し、前記第２記憶手段に記憶されたパケット番号を前記初期値に書き替える、無線通信システムである。

Claims (4)

  1. 一方の無線通信装置から他方の無線通信装置にパケット番号を付したパケットを使用してデータ通信を行う無線通信装置であって、
    第１の無線通信装置は、
    パケット化されたデータを送受信するための無線通信手段と
    受信したパケットに付されたパケット番号を記憶するパケット番号記憶手段と
    動作開始後パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケット化されたデータを受信した場合、パケット通信を開始するメッセージの送信を要求するように動作する制御手段を備え
    第２の無線通信装置は、
    パケット化されたデータを送受信するための無線通信手段と
    送信するパケットに付与するパケット番号を記憶するパケット番号記憶手段と
    前記第１の無線通信装置よりパケット通信を開始するメッセージの送信が要求された場合にパケット通信を開始するメッセージを送信するように動作する制御手段を備え、
    第２の無線通信装置は送信するデータが発生すると第１の無線通信装置との無線通信を開始し、パケット化されたデータを送り終えると無線通信を切断するように動作し、
    パケットに付与するパケット番号はパケット毎に更新するように動作し、パケット通信を開始するメッセージの後の最初に送受信されるパケット番号が予め決められた値となるように動作することを特徴とする無線通信装置。
  2. 動作開始後パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケット化されたデータを受信した場合、パケット通信を開始するメッセージの送信要求を含んだ切断メッセージを送信することを特徴とした請求項１記載の無線通信装置。
  3. 動作開始後パケット通信を開始するメッセージを受信する前にパケット化されたデータを受信した場合、該当パケットを受信したことを通知する送達確認メッセージを送信せずに無線通信の切断通知するメッセージを送信し、無線通信を切断することを特徴とした請求項１記載の無線通信装置。
  4. 第２の無線通信装置は、
    パケット番号記憶手段に常時電源を供給し前記無線通信手段と前記制御手段に前記第１の無線通信装置と通信するときに電源を供給するように動作する電源制御手段を有することを特徴とした請求項１ないし３記載の無線通信装置。
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