JP2018056770A - 通信システム、通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】間欠受信を行う場合でも標準規格の規定を満たすことができる通信システム、通信装置及び通信方法を提供する。
【解決手段】第１通信装置は、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて第２通信装置へ複数送信する第１送信部を備え、第２通信装置は、周期的に間欠受信を行う受信部と、受信部でパケットを受信した場合、受信したパケット関連情報に基づいて決定した、パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を第１通信装置へ送信する第２送信部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信システム、通信装置及び通信方法に関する。

各種センサ又は各種機器を制御するアクチュエータ等が接続された複数の無線局でネットワークを構成し、ホームセキュリティ、高齢者又は子供などの安全管理や健康管理、ビルなどの設備管理、工場内の制御又は監視、水道やガスあるいは電気などの各種メータの計測管理などに利用される通信システムが知られている。

例えば、従来の無線防災システムで使用している４２６ＭＨｚ帯域をセキュリティ専用の特定小電力無線局を対象とした周波数割当帯域とし、より通信速度の速い９２０ＭＨｚ帯域をデータ用の特定小電力無線局を対象とした周波数割当帯域とすることにより、異常発生監視の信頼性向上と処理時間の短縮を可能とする無線防災システムが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−１９１４号公報

９２０ＭＨｚ帯域での無線設備の標準規格（例えば、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８）では、４２６ＭＨｚ帯域の場合に比べて、無線信号を連続して送信することができる時間が短く規定されている。一方で、無線局での電池消耗を低減して省電力化を図るため、無線信号の受信動作は常時受信よりも間欠受信の方が一般的である。このため、９２０ＭＨｚ帯域の特定小電力無線局において、間欠受信を行うためには、無線信号の送信時間をある程度は長くする必要があり、標準規格の規定を満たすことができない場合がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、間欠受信を行う場合でも標準規格の規定を満たすことができる通信システム、該通信システムを構成する通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明に係る通信システムは、第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行う通信システムであって、前記第１通信装置は、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記第２通信装置へ複数送信する第１送信部を備え、前記第２通信装置は、周期的に間欠受信を行う受信部と、該受信部でパケットを受信した場合、受信した前記パケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記第１通信装置へ送信する第２送信部と
を備えることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記所要時点は、前記第１送信部が前記最後に送信するパケットが送信された時点以降であることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記第２送信部は、前記所要時点と該所要時点よりも前の時点との間で前記応答信号を複数回送信することを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記第２通信装置は、前記第２送信部で前記応答信号を送信する前に信号の受信レベルを判定する判定部を備え、前記第２送信部は、前記判定部で判定した受信レベルが所定の閾値より大きい場合、前記応答信号を送信しないことを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記第２通信装置は、前記受信部で受信したパケットに付与された変数、前記パケット信号の長さ及び前記休止期間の長さに基づいて前記所要時点を特定する特定部を備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記他の通信装置へ複数送信する第１送信部を備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、周期的に間欠受信を行う受信部と、該受信部でパケットを受信した場合、受信したパケット関連情報に基づいて決定した、パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記他の通信装置へ送信する送信部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信方法は、第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行う通信方法であって、前記第１通信装置の第１送信部は、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記第２通信装置へ複数送信し、前記第２通信装置の受信部は、周期的に間欠受信を行い、前記第２通信装置の第２送信部は、前記受信部でパケットを受信した場合、受信した前記パケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記第１通信装置へ送信することを特徴とする。

本発明によれば、間欠受信を行う場合でも標準規格の規定を満たすことができる。

本実施の形態の通信システムの構成の一例を示す説明図である。 本実施の形態の無線親機の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の無線子機の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第１実施例を示す説明図である。 比較例としての従来の通信方法の例を示す説明図である。 本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第２実施例を示す説明図である。 本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第３実施例を示す説明図である。 本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第４実施例を示す説明図である。 本実施の無線テレメータシステムの送信側の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の無線テレメータシステムの受信側の処理手順の一例を示すフローチャートである。

［実施形態１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の通信システムの構成の一例を示す説明図である。本実施の形態では、通信システムの一例として、無線テレメータシステムについて説明するが、通信システムは、無線テレメータシステムに限定されるものではなく、無線テレコントロールシステムでもよく、あるいはデータ伝送用のシステム等であってもよい。

無線テレメータシステムは、センタ側の構成として、ホストコンピュータ１及びセンタ側網制御装置２を有し、端末側の構成として、無線親機１０、複数の無線子機２０、及び各無線子機に接続されたメータ４０を有する。

センタ側網制御装置２と無線親機１０とは、例えば、ＰＨＳ網、ＦＯＭＡ網などの広域無線網Ｎ１に接続され、広域無線網Ｎ１を介して無線通信を行う。なお、図１に示す例では、センタ側の装置と端末側の装置とを広域無線網Ｎ１により接続する構成を示すが、有線のＩＰ網や公衆網などの通信網で接続する構成であってもよい。また、図１に示す例では、広域無線網Ｎ１に接続されている無線親機１０の数を一つとしたが、複数の無線親機１０が接続されていてもよい。

センタ側網制御装置２は、例えば、通信事業者の公衆網に設けられ、広域無線網Ｎ１を介した端末側との通信を制御する機能を有する。センタ側網制御装置２は、ホストコンピュータ１から端末側へ送信すべき電文を受信した場合、広域無線網Ｎ１の通信規格に準拠した通信方式にて端末側へ送信する。また、センタ側網制御装置２は、広域無線網Ｎ１を介して端末側から送信された電文を受信した場合、受信した電文をホストコンピュータ１へ送信する。

無線親機１０は、広域無線網Ｎ１を介してセンタ側に接続されると共に、狭域無線網Ｎ２を介して複数の無線子機２０と通信可能に接続される。

無線子機２０は、狭域無線網Ｎ２を通じてセンタ側からの電文を受信した場合、その電文が自機宛の電文であるか否かを判断する。無線子機２０は、受信した電文の宛先アドレスとして自機のＩＤが指定されている場合、受信した電文が自機宛の電文であると判断し、その電文に含まれるデータの内容に基づいて各種の処理を実行する。また、センタ側と自機に接続されたメータ４０との間で通信接続が確立している場合、無線子機２０は、外部から受信した電文を自機に接続されたメータ４０へ転送する。

無線子機２０は、自機内でセンタ側へ通知すべきイベントが発生した場合、あるいは自機に接続されたメータ４０から検針値等のデータを含む電文を受信した場合、無線親機１０へ電文を送信する。無線親機１０は、無線子機２０から送信された電文を受信した場合、広域無線網Ｎ１を介した無線通信によりホストコンピュータ１へ電文を送信する。

メータ４０は、事業体から需要家に対して供給される水道、ガス、電気など供給物の使用量を計測し、計測結果（検針値）を出力する計測器である。メータ４０は、例えば８ビット系メータであり、８ビット系の電文フォーマットによりセンタ側と通信する機能を有する。

本実施の形態の無線テレメータシステムでは、メータ４０によって計測される検針値をセンタ側にて収集する際に、ホストコンピュータ１は、広域無線網Ｎ１を通じて１又は複数の無線子機２０へ検針指示を与える。各無線子機２０は、自機に接続されたメータ４０から検針値のデータを取得し、検針値を示すデータを含んだ電文を、無線親機１０を経由してホストコンピュータ１へ送信する。また、メータ４０は、センタ側へ通知すべき警報等の発呼事象（発呼要因）が発生した場合、自身が接続された無線子機２０を介してセンタ側への発呼を行う。

図２は本実施の形態の無線親機１０の構成の一例を示すブロック図である。無線親機１０は、無線親機１０全体を制御する制御部１１、表示部１２、操作部１３、広域無線通信部１４、狭域無線通信部１５、記憶部１６などを備える。無線親機１０が備えるハードウェア各部は、不図示の電池から供給される電力により動作する。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭなどを備え、ＲＯＭに予め格納された制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、無線親機１０が備えるハードウェア各部の制御を行う。

記憶部１６は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリにより構成されており、無線親機１０の動作に関する設定情報、広域無線網Ｎ１を介して通信する際に必要となる情報、狭域無線網Ｎ２を介して通信する際に必要となる情報等を記憶する。

広域無線通信部１４は、アンテナ１４１を通じて電波を発信及び受信することによって、広域無線網Ｎ１を介した無線通信を行う。無線親機１０は、例えば、狭域無線通信部１５を通じて無線子機２０からメータ４０の検針値を含む電文を受信した場合、当該電文をセンタ側のホストコンピュータ１へ送信する。広域無線通信部１４は、アンテナ１４１を駆動して電波を発信させることより、広域無線網Ｎ１の通信規格に準拠した電文を送信する処理を行う。

また、広域無線通信部１４は、アンテナ１４１にて電波を受信した場合、受信した電波をデコードすることにより電文を取得する。広域無線通信部１４は、デコードして得られる電文を制御部１１へ出力する。制御部１１は、広域無線通信部１４から出力された電文を取得した場合、その電文に応じた処理、及び狭域無線通信部１５を通じて無線子機２０へ転送する処理を行う。

狭域無線通信部１５は、アンテナ１５１を通じて電波を発信及び受信することによって、複数の無線子機２０との間で所定の無線通信方式にて通信を行う。無線通信方式としては、例えば、特定小電力無線方式が採用される。特定小電力無線方式では、周波数割当帯域として、４２６ＭＨｚ帯域の他、より通信速度の速い９２０ＭＨｚ帯域が用いられる。なお、９２０ＭＨｚ帯域では、無線設備の標準規格（例えば、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８）を満足しなければならない。

狭域無線通信部１５は、電文の送信先の無線子機２０を探索するための探索信号として、ビーコンを間欠的に送信する。このビーコンには、無線親機１０を識別するための無線機番号が含まれている。また、狭域無線通信部１５は、無線子機２０が送信したビーコンを受信した場合に、送信すべきデータを有するとき、ビーコンに含まれる無線機番号より特定される無線子機２０へ、当該データを含んだ電文を送信する。

表示部１２は、ＬＥＤ、液晶表示パネル等により構成され、制御部１１が出力する制御信号に基づいて、保守作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示することができる。

操作部１３は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタン等により構成され、例えば、保守作業を行う作業員等による各種の設定操作を受付けることができる。制御部１１は、操作部１３が出力する設定内容に基づいて所要の制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部１６に記憶すべく制御する。

図３は本実施の形態の無線子機２０の構成の一例を示すブロック図である。無線子機２０は、無線子機２０全体を制御する制御部２１、表示部２２、操作部２３、狭域無線通信部２４、接続部２５、記憶部２６などを備える。無線子機２０が備えるハードウェア各部は、不図示の電池から供給される電力により動作する。

制御部２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭなどを備え、ＲＯＭに予め格納された制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、無線子機２０が備えるハードウェア各部の制御を行う。

記憶部２６は、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリにより構成されており、無線子機２０の動作に関する設定情報、狭域無線網Ｎ２を介して通信する際に必要となる情報等を記憶する。

狭域無線通信部２４は、アンテナ２４１を通じて電波を発信及び受信することによって、無線親機１０との間で所定の無線通信方式にて通信を行う。狭域無線通信部２４は、無線親機１０における狭域無線通信部１５と同様の機能を有する。

接続部２５は、メータ４０を接続するための１又は複数のポートを備える。

表示部２２は、ＬＥＤ、液晶表示パネル等により構成され、制御部２１が出力する制御信号に基づいて、保守作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示することができる。

操作部２３は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタン等により構成され、例えば、保守作業を行う作業員等による各種の設定操作を受付けることができる。制御部２１は、操作部２３が出力する設定内容に基づいて所要の制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部２６に記憶すべく制御する。

次に、本実施の無線テレメータシステムの動作について説明する。以下では、無線親機１０を送信側とし、無線子機２０を受信側として説明する。なお、無線子機２０を送信側とし、無線親機１０を受信側とすることもできる。

図４は本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第１実施例を示す説明図である。図４において、横方向の矢印は時間の経過を示す。送信側は無線親機１０であり、第１通信装置に相当する。また、受信側は無線子機２０であり、第２通信装置に相当する。送信側及び受信側において、Ｔｘは信号の送信部を表し、Ｒｘは信号の受信部を表す。なお、送信側が無線子機２０であり、受信側が無線親機１０であってもよい。

送信側の狭域無線通信部１５は、第１送信部としての機能を有し、１又は複数の起動信号（パケットとも称する）で構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて受信側へ複数送信する。すなわち、隣り合うパケット信号の間に所定の休止期間を空けて複数のパケット信号が送信される。

一つのパケット信号においては、１又は複数の起動信号が連続的に送信される。図４の例では、一例として、４つの連続する起動信号によって一つのパケット信号が構成されている。なお、パケット信号を構成する起動信号の数は４つに限定されるものではない。また、図４の例では、各パケット信号を構成する起動信号は４つであるが、パケット信号毎に起動信号の数が異なっていてもよい。

起動信号は、送信側と受信側とで通信を確立するために用いられる信号であり、例えば、ビット同期、フレーム同期、ヘッダ、データ及びエラーチェックなどで構成される。各起動信号は同一である。

パケット関連情報は、例えば、パケット数とすることができる。例えば、狭域無線通信部１５は、最後に送信するパケット信号に含まれる起動信号のうち最後の起動信号までの起動信号の数を示す固有の変数を複数のパケット信号の各起動信号に付与する。固有の変数としては、例えば、起動信号が送信される都度、１ずつ減算されるダウンカウンタとすることができる。図４の例では、便宜上、ダウンカウンタがＸの起動信号を起動信号Ｘと表す。例えば、起動信号１は、ダウンカウンタが１である最後の起動信号である。なお、固有の変数の表し方は図４の例に限定されない。また、パケット関連情報は、パケット数に限定されるものではなく、最後のパケットを送信するまでの残り時間（時間情報）とすることもできる。

図４の例では、最後に送信されるパケット信号には、送信順にダウンカウンタ４、３、２、１が付与された４つの起動信号が含まれる。ダウンカウンタ１の起動信号が最後の起動信号である。また、休止期間Ｔｄを空けて、最後に送信されるパケット信号の前に送信されるパケット信号には、送信順にダウンカウンタ８、７、６、５が付与された４つの起動信号が含まれる。

パケット信号の長さＴ（送信時間とも称する）は、無線設備の標準規格（例えば、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８）において、その上限が定められている。例えば、送信時間Ｔは、２００ｍｓ以内でなければならない。このとき、休止期間Ｔｄは２ｍｓより長くする必要がある。

受信側の狭域無線通信部２４は、受信部としての機能を有し、周期的に間欠受信を行う。間欠受信とは、例えば、間欠受信周期をＴｒとすると、間欠受信周期Ｔｒの都度、所定の受信時間の間だけ受信動作を行うものである。

狭域無線通信部２４は、第２送信部としての機能を有し、送信側が送信した起動信号を受信した場合、受信したパケット関連情報（例えば、起動信号のダウンカウンタ）に基づいて決定した、パケット信号が送信されていない所要時点（図４の例では、符号ｔ１で示す時点）で応答信号を送信側へ送信する。所要時点は、最後の起動信号（例えば、ダウンカウンタが１）が送信された時点から所定の応答完了時間（応答の受信待ちの時間）が経過する時点までの間の時点とすることができる。また、所要時点は、パケット間の休止期間であってもよい。

図４に示すように、間欠受信を行う受信側が受信した起動信号のダウンカウンタが８とする。なお、この場合、ダウンカウンタ１０及び９の起動信号は受信側で受信されていない。最後の起動信号（ダウンカウンタが１）までには、ダウンカウンタ７〜１の７個の起動信号が送信側から送信されるので、７個の起動信号がすべて送信されるまでの時間を算出し、すべての起動信号（ダウンカウンタが７〜１）の送信が完了した時点以降であって、所定の応答完了時間内の時点ｔ１で応答信号を送信側へ送信する。

上述の構成により、標準規格の規定を満たすように、送信側が、パケット信号の長さＴを上限値以内にして、休止期間Ｔｄを空けてパケット信号を断続的に送信した場合に、受信側が、任意の起動信号（図４の例では、ダウンカウンタ８の起動信号）を受信すると、受信した起動信号のダウンカウンタ（固有の変数）に基づいて、最後の起動信号（図４の例では、ダウンカウンタ１の起動信号）が送信されるタイミングを特定することができる。そして、受信側が、特定したタイミングで応答信号を送信側へ送信することにより、送信側と受信側との間での通信を確立することができ、間欠受信を行う場合でも標準規格の規定を満たすことができる。

所要時点（図４の例では時点ｔ１）は、送信側が最後に送信する起動信号（図４の例では、ダウンカウンタ１の起動信号）が送信された時点以降である。これにより、送信側が、最後の起動信号を送信した時点以降に応答信号を待つ応答完了時間を設ける場合に、受信側は、確実に応答信号を送信側へ送信することができる。

なお、所要時点ｔ１は、以下のようにして特定することができる。

すなわち、受信側の制御部２１は、特定部としての機能を有し、受信した起動信号に付与されたダウンカウンタ、パケット信号の長さ及び休止期間の長さに基づいて所要時点を特定することができる。例えば、起動信号を受信した時点から所要時点ｔ１までの時間をＴｓとすると、Ｔｓ＝（Ｎ／Ａ）×Ｔ＋Ｂ×Ｔｄという式に基づいて所要時点を特定することができる。ここで、Ｔはパケット信号の長さ、Ｎは最後の起動信号までの起動信号の数（図４の例では７）、Ａは１つのパケット信号を構成する起動信号の数（図４の例では４）、Ｔｄは休止期間の長さ、Ｂは最後のパケット信号が送信されるまでに存在する休止期間の数（図４の例では１）である。これにより、断続的に送信されるパケット信号内の任意の起動信号を受信すれば、応答信号を送信するタイミングを求めることができる。

図５は比較例としての従来の通信方法の例を示す説明図である。図５に示すように、受信側では、無線局での電池消耗を低減して省電力化を図るため、無線信号の受信動作は、間欠受信周期Ｔｒの都度、所定時間だけ受信動作を行う間欠受信の方が一般的である。この場合、送信側では、無線信号の送信時間をある程度長く（例えば、間欠受信周期Ｔｒより長く）する必要があり、標準規格（例えば、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８）の規定を満たすことができない場合がある。これに対して、本実施の形態によれば、図４に基づいて説明したように、間欠受信を行う場合でも標準規格の規定を満たすことができる。

また、受信側では、起動信号を受信した後、応答信号を送信側へ送信するまでの間、狭域無線通信部を停止し、低消費電力状態で待機するので、省電力化を図ることができる。

［実施形態２］
図６は本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第２実施例を示す説明図である。第２実施例では、図６に示すように、受信側の狭域無線通信部２４は、所要時点と当該所要時点よりも前の時点との間で応答信号を複数回送信する。図６の例において、所要時点をｔ１３とすると、所要時点ｔ１３よりも前の時点ｔ１１、ｔ１２において、受信側の狭域無線通信部２４は、応答信号を送信側へ送信する。なお、応答信号の送信回数は３回に限定されない。また、図４に示す第１実施例と同様の箇所は説明を省略する。

第２実施例によれば、受信側が受信した起動信号のダウンカウンタ（固有の変数）に基づいて、特定した所要時点ｔ１３に誤差等がある場合でも、所要時点ｔ１３よりも前の時点から応答信号を複数回送信するので、送信側で応答信号を確実に受信することができる。

また、受信側の狭域無線通信部２４は、判定部としての機能を有し、応答信号を送信する前に信号の受信レベルを判定する。信号は、キャリア信号であり、パケット信号に限定されない。受信側の狭域無線通信部２４は、判定した受信レベルが所定の閾値より大きい場合、応答信号を送信しない。すなわち、受信側の狭域無線通信部２４は、無線送信を行う場合、他の無線局（例えば、送信側）が送信したパケット信号の受信レベルを判定し（キャリアセンスとも称する）、受信レベルが所定の閾値以上である場合（キャリアビジーとも称する）、無線送信は行わず、受信レベルが所定の閾値未満の場合には、無線送信を行う。

図６の例では、時点ｔ１１において、受信側の狭域無線通信部２４は、応答信号を送信する前にキャリアセンスを行う。送信側が起動信号２を送信中であるため、キャリアビジーとなり、受信側の狭域無線通信部２４は、時点ｔ１１では応答信号を送信しない。同様に、時点ｔ１２において、受信側の狭域無線通信部２４は、応答信号を送信する前にキャリアセンスを行う。送信側が起動信号１を送信中であるため、キャリアビジーとなり、受信側の狭域無線通信部２４は、時点ｔ１２では応答信号を送信しない。

一方、時点ｔ１３では、送信側が最後の起動信号１を送信した後においては、キャリアビジーとならないので、受信側の狭域無線通信部２４は、時点ｔ１３において応答信号を送信することができる。

上述のように、受信側が応答信号を複数回送信する場合に、狭域無線通信部２４は、各応答信号を送信する前にキャリアセンスを行う。送信側が起動信号を送信しているときには、キャリアビジーとなり、受信側は応答信号を送信しない。しかし、送信側が最後の起動信号を送信した後では、キャリアビジーとならず、受信側は応答信号を送信することができる。

すなわち、応答信号を複数回送信する際に、各送信前にキャリアセンスを行う。キャリアビジーとなる場合には、送信側が起動信号を送信中であると判定することができ、キャリアビジーの状態の後、最初にキャリアビジーとならない時点では、送信側が最後の起動信号の送信を完了したと判定することができる。従って、最初にキャリアビジーとならない時点で応答信号を送信することにより、所要時点を正確に特定することができない場合でも、応答完了時間内に応答信号を送信することができ、送信側で応答信号を確実に受信することができる。

［実施形態３］
図７は本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第３実施例を示す説明図である。第３実施例では、図７に示すように、受信側の狭域無線通信部２４は、所要時点ｔ３２よりも前の時点ｔ３１から所定時間の間、間欠受信の動作を行う。図７の例では、時点ｔ３１以降の間欠受信期間の間に、起動信号２を受信し、その後、起動信号１を受信している。受信側の狭域無線通信部２４は、起動信号１を受信した場合、応答信号を送信側へ送信する。これにより、所要時点を正確に特定することができない場合でも、応答完了時間内に応答信号を送信することができ、送信側で応答信号を確実に受信することができる。

なお、図７の例では、時点ｔ３１以降の間欠受信期間の間に二つの起動信号を受信するが、間欠受信期間の長さは、図７の例に限定されない。また、図４に示す第１実施例と同様の箇所は説明を省略する。

［実施形態４］
図８は本実施の無線テレメータシステムの通信方法の第４実施例を示す説明図である。図８では、送信側が起動信号６〜１（ダウンカウンタが６〜１の起動信号）を送信する様子を示す。送信側は、各起動信号を送信する前にキャリアセンスを行う。図８に示すように、起動信号６、５、４については、キャリアセンスの結果、キャリアビジーとならなかったので、送信側は起動信号６、５、４を受信側へ送信する。しかし、起動信号３、２、１については、キャリアビジーのため、送信側は起動信号３、２、１を送信することができなかったとする。

そして、送信側が受信側から応答信号を受信していないとすると、起動信号６〜４は、受信側で受信されていないことがわかる。すなわち、受信側の間欠受信期間は、起動信号３〜１が送信される期間（図８の例では、時点ｔ４１と時点ｔ４２との間の期間）内のどこかに存在すると考えることができる。そこで、キャリアビジーにより送信することができなかった起動信号３の送信時点ｔ４１から間欠受信周期Ｔｒだけずらした時点ｔ４３以降に起動信号３〜１を送信する。

これにより、送信側は、間欠受信期間の間に確実に起動信号３〜１のいずれかの起動信号が受信されるタイミングで起動信号を送信することができる。また、受信側は、起動信号３〜１のいずれかを受信することができ、応答信号を確実に送信側へ送信することができる。また、送信側では、起動信号６〜１を再度送信する必要がなく、通信量を低減することができる。

図９は本実施の無線テレメータシステムの送信側の処理手順の一例を示すフローチャートである。便宜上、以下では処理の主体を制御部１１として説明する。制御部１１は、起動信号のデータ中にカウンタを設定し（Ｓ１１）、起動信号を受信側へ送信する（Ｓ１２）。

制御部１１は、すべての起動信号を送信したか否かを判定し（Ｓ１３）、すべての起動信号を送信していない場合（Ｓ１３でＮＯ）、所定の送信時間Ｔが経過したか否かを判定する（Ｓ１４）。所定の送信時間Ｔが経過していない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１１は、次に送信する起動信号のカウンタを１だけ減算し（Ｓ１６）、ステップＳ１２の処理を行う。

所定の送信時間Ｔが経過した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部１１は、休止期間Ｔｄの間、起動信号の送信を停止し（Ｓ１５）、ステップＳ１６の処理を行う。すべての起動信号を送信した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部１１は、受信待ちを行い（Ｓ１７）、受信側が送信した応答信号を受信し（Ｓ１８）、処理を終了する。

図１０は本実施の無線テレメータシステムの受信側の処理手順の一例を示すフローチャートである。便宜上、以下では処理の主体を制御部２１として説明する。制御部２１は、起動信号を受信したか否かを判定し（Ｓ３１）、起動信号を受信していない場合（Ｓ３１でＮＯ）、ステップＳ３１の処理を続ける。

起動信号を受信した場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、制御部２１は、受信した起動信号のカウンタに基づいて、応答信号の送信の所要時点を算出（特定）する（Ｓ３２）。制御部２１は、算出した所要時点よりも所定時間だけ前の時点で応答信号を送信する（Ｓ３３）。

制御部２１は、応答信号を送信することができたか否かを判定する（Ｓ３４）。この場合、制御部２１は、キャリアセンスを行い、キャリアビジーである場合には、応答信号を送信しない。また、キャリアビジーでない場合には、応答信号を送信する。

応答信号を送信することができない場合（Ｓ３４でＮＯ）、制御部２１は、応答信号を再度送信し（Ｓ３５）、ステップＳ３４の処理を行う。応答信号を送信することができた場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、制御部２１は、処理を終了する。

本実施の形態の無線親機１０及び無線子機２０は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ（メモリ）などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図９及び図１０に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭ（メモリ）にロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、無線親機１０及び無線子機２０の各種処理を実現することができる。

上述の実施の形態では、無線親機１０を送信側とし、無線子機２０を受信側として説明したが、無線子機２０を送信側とし、無線親機１０を受信側とすることもできる。この場合には、無線親機１０及び無線子機２０それぞれの各部を読み替えればよい。

本実施の形態では、起動信号（パケット）の固有の変数として、カウンタ（ダウンカウンタ）を用いる構成を示したが、固有の変数はダウンカウンタに限定されるものではなく、受信した起動信号の後に、最後の起動信号まで送信される起動信号の数が分かるような数値、符号等であればいずれのものも使用することができる。

本実施の形態の通信システムは、第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行う通信システムであって、前記第１通信装置は、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記第２通信装置へ複数送信する第１送信部を備え、前記第２通信装置は、周期的に間欠受信を行う受信部と、該受信部でパケットを受信した場合、受信した前記パケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記第１通信装置へ送信する第２送信部とを備えることを特徴とする。

本実施の形態の通信装置は、他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記他の通信装置へ複数送信する第１送信部を備えることを特徴とする。

本実施の形態の通信装置は、他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、周期的に間欠受信を行う受信部と、該受信部でパケットを受信した場合、受信したパケット関連情報に基づいて決定した、パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記他の通信装置へ送信する送信部とを備えることを特徴とする。

本実施の形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、他の通信装置との間で通信を実行させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記他の通信装置へ複数送信する処理を実行させることを特徴とする。

本実施の形態のコンピュータプログラムは、コンピュータに、他の通信装置との間で通信を実行させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、周期的に間欠受信を行う処理と、パケットを受信した場合、受信したパケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記他の通信装置へ送信する処理とを実行させることを特徴とする。

本実施の形態の通信方法は、第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行う通信方法であって、前記第１通信装置の第１送信部は、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記第２通信装置へ複数送信し、前記第２通信装置の受信部は、周期的に間欠受信を行い、前記第２通信装置の第２送信部は、前記受信部でパケットを受信した場合、受信した前記パケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記第１通信装置へ送信することを特徴とする。

第１通信装置（通信装置）（１０）の第１送信部（送信部）（１５）は、１又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて第２通信装置（別の通信装置）（２０）へ複数送信する。第１通信装置を送信側とも称する。すなわち、隣り合うパケット信号の間に所定の休止期間を空けて複数のパケット信号が送信される。一つのパケット信号においては、１又は複数のパケットが連続的に送信される。パケットは、例えば、ビット同期、フレーム同期、ヘッダ、データ及びエラーチェックなどで構成され、各パケットは同一である。なお、本実施の形態では、パケットを起動信号とも称する。

パケット関連情報は、例えば、パケット数とすることができる。例えば、第１通信装置の第１送信部は、最後に送信するパケット信号に含まれるパケットのうち最後のパケットまでのパケット数を示す固有の変数を複数のパケット信号の各パケットに付与して送信することができる。例えば、８個のパケットを２個のパケット信号に分けて送信する場合、各パケット信号は、連続する４個のパケットで構成され、パケットの送信順に８から１までの数字を固有の変数として付与することができる。この場合、固有の変数は、パケットが送信される都度、１ずつ減算されるダウンカウンタの如くということができる。なお、パケット関連情報は、パケット数に限定されるものではなく、最後のパケットを送信するまでの残り時間（時間情報）とすることもできる。

第２通信装置（通信装置）の受信部（２４）は、周期的に間欠受信を行う。間欠受信とは、例えば、間欠受信周期をＴｒとすると、間欠受信周期Ｔｒの都度、所定の受信時間の間だけ受信動作を行うものである。第２通信装置を受信側とも称する。

第２通信装置の第２送信部（２４）は、受信部でパケットを受信した場合、受信したパケット関連情報に基づいて決定した、パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を第１通信装置（別の通信装置）へ送信する。所要時点は、例えば、最後のパケット（例えば、ダウンカウンタが１）が送信された時点から所定の応答完了時間（応答の受信待ちの時間）が経過する時点までの間の時点とすることができる。また、所要時点は、パケット間の休止期間であってもよい。

例えば、第１通信装置の第１送信部が、８個のパケットを２個のパケット信号に分けて送信するとする。第２通信装置の受信部が所定の受信時間の間において受信したパケットのダウンカウンタ（固有の変数）が６とする。なお、この場合、ダウンカウンタ８及び７のパケットは受信部で受信されていない。最後のパケット（ダウンカウンタが１）までには、ダウンカウンタ５〜１の５個のパケットが送信されるので、５個のパケットがすべて送信されるまでの時間を算出し、すべてのパケットの送信が完了した時点以降であって、所定の応答完了時間内の時点で応答信号を第１通信装置（別の通信装置）へ送信する。

上述の構成により、標準規格の規定を満たすように、送信側が、パケット信号の長さを上限値以内にして、休止期間を空けてパケット信号を断続的に送信した場合に、受信側が、任意のパケットを受信すると、受信したパケットのダウンカウンタ（固有の変数）に基づいて、最後のパケットが送信されるタイミングを特定することができる。そして、受信側が、特定したタイミングで応答信号を送信側へ送信することにより、送信側と受信側との間での通信を確立することができ、間欠受信を行う場合でも標準規格の規定を満たすことができる。

本実施の形態の通信システムは、前記所要時点は、前記第１送信部が前記最後に送信するパケットが送信された時点以降であることを特徴とする。

所要時点は、第１送信部が最後に送信するパケットが送信された時点以降である。これにより、送信側が、最後のパケットを送信した時点以降に応答信号を待つ応答完了時間を設ける場合に、受信側は、確実に応答信号を送信側へ送信することができる。

本実施の形態の通信システムは、前記第２送信部は、前記所要時点と該所要時点よりも前の時点との間で前記応答信号を複数回送信することを特徴とする。

第２送信部（２４）は、所要時点と当該所要時点よりも前の時点との間で応答信号を複数回送信する。これにより、受信側が受信したパケットのダウンカウンタ（固有の変数）に基づく所要時点に誤差等がある場合でも、所要時点よりも前の時点から応答信号を複数回送信するので、送信側で応答信号を確実に受信することができる。

本実施の形態の通信システムは、前記第２通信装置は、前記第２送信部で前記応答信号を送信する前に信号の受信レベルを判定する判定部を備え、前記第２送信部は、前記判定部で判定した受信レベルが所定の閾値より大きい場合、前記応答信号を送信しないことを特徴とする。

第２通信装置の判定部（２４）は、第２送信部で応答信号を送信する前に信号の受信レベルを判定する。信号は、キャリア信号であり、パケット信号に限定されない。第２送信部は、判定部で判定した受信レベルが所定の閾値より大きい場合、応答信号を送信しない。すなわち、判定部は、無線送信を行う場合、他の無線局（例えば、送信側）が送信した信号の受信レベルを判定し（キャリアセンスとも称する）、受信レベルが所定の閾値以上である場合（キャリアビジーとも称する）、無線送信は行わず、受信レベルが所定の閾値未満の場合には、無線送信を行う。

これにより、例えば、受信側が、応答信号を複数回送信する場合に、判定部は、各応答信号を送信する前にキャリアセンスを行う。送信側がパケットを送信しているときには、キャリアビジーとなり、受信側は応答信号を送信しない。しかし、送信側が最後のパケットを送信した後では、キャリアビジーとならず、受信側は応答信号を送信することができる。従って、受信側が受信したパケットのダウンカウンタに基づく所要時点に誤差等がある場合でも、送信側で応答信号を確実に受信することができる。

本実施の形態の通信システムは、前記第２通信装置は、前記受信部で受信したパケットに付与された変数、前記パケット信号の長さ及び前記休止期間の長さに基づいて前記所要時点を特定する特定部を備えることを特徴とする。

第２通信装置の特定部（２１）は、受信部で受信したパケットに付与された変数、パケット信号の長さ及び休止期間の長さに基づいて所要時点を特定する。例えば、パケットを受信した時点から所要時点までの時間をＴｓとすると、Ｔｓ＝（Ｎ／Ａ）×Ｔ＋Ｂ×Ｔｄという式に基づいて所要時点を特定することができる。ここで、Ｔはパケット信号の長さ、Ｎは最後のパケットまでの数、Ａは１つのパケット信号を構成するパケットの数、Ｔｄは休止期間の長さ、Ｂは休止期間の数である。これにより、断続的に送信されるパケット信号内の任意のパケットを受信すれば、応答信号を送信するタイミングを求めることができる。

１０ 無線親機
１１ 制御部
１２ 表示部
１３ 操作部
１４ 広域無線通信部
１５ 狭域無線通信部
１６ 記憶部
２０ 無線子機
２１ 制御部
２２ 表示部
２３ 操作部
２４ 狭域無線通信部
２５ 接続部
２６ 記憶部

Claims (8)

1. 第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行う通信システムであって、
   前記第１通信装置は、
   １又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記第２通信装置へ複数送信する第１送信部を備え、
   前記第２通信装置は、
   周期的に間欠受信を行う受信部と、
   該受信部でパケットを受信した場合、受信した前記パケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記第１通信装置へ送信する第２送信部と
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記所要時点は、
   前記第１送信部が前記最後に送信するパケットが送信された時点以降であることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第２送信部は、
   前記所要時点と該所要時点よりも前の時点との間で前記応答信号を複数回送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
4. 前記第２通信装置は、
   前記第２送信部で前記応答信号を送信する前に信号の受信レベルを判定する判定部を備え、
   前記第２送信部は、
   前記判定部で判定した受信レベルが所定の閾値より大きい場合、前記応答信号を送信しないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信システム。
5. 前記第２通信装置は、
   前記受信部で受信したパケットに付与された変数、前記パケット信号の長さ及び前記休止期間の長さに基づいて前記所要時点を特定する特定部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の通信システム。
6. 他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、
   １又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記他の通信装置へ複数送信する第１送信部を備えることを特徴とする通信装置。
7. 他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、
   周期的に間欠受信を行う受信部と、
   該受信部でパケットを受信した場合、受信したパケット関連情報に基づいて決定した、パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記他の通信装置へ送信する送信部と
   を備えることを特徴とする通信装置。
8. 第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行う通信方法であって、
   前記第１通信装置の第１送信部は、
   １又は複数のパケットで構成されるパケット信号とパケット関連情報とを所定の休止期間を空けて前記第２通信装置へ複数送信し、
   前記第２通信装置の受信部は、
   周期的に間欠受信を行い、
   前記第２通信装置の第２送信部は、
   前記受信部でパケットを受信した場合、受信した前記パケット関連情報に基づいて決定した、前記パケット信号が送信されていない所要時点で応答信号を前記第１通信装置へ送信することを特徴とする通信方法。

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