JP3996866B2 - 無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費電力の抑制が必要な携帯情報端末等の子機が、ＬＡＮなどの有線ネットワークに接続された無線ＬＡＮ基地局等の親機を経由して相手端末との間で無線データ通信を行う場合に適用される無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置に関し、特に親機と接続されていない待ち受け状態の子機における消費電力の低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末は電池を源源として動作しているので、電池の消耗を抑制する必要があり、利用しないときに通電状態にしておくことはできない。しかし、例えば無線ＬＡＮの親機などとの間で無線通信することを想定している携帯情報端末の場合には、不使用時に電源を完全に遮断した場合、無線ＬＡＮを利用するアプリケーションの起動に長時間を要するという問題がある。
【０００３】
そこで、このような携帯情報端末においては起動時間を短縮するために電力消費の少ないサスペンド状態と通常の動作状態との間で遷移できるように構成したものが多い。
また、サスペンド状態では、通信などを処理する周辺ＬＳＩへの通電を遮断する場合と通電を継続する場合とがある。
【０００４】
サスペンド状態で周辺ＬＳＩへの通電を遮断した場合、携帯情報端末が通常動作に復帰する時には、ＬＳＩの起動，初期化，無線ＬＡＮ基地局との再接続が必要になるので、通信可能な状態に戻るまでに長い時間を要する。また、サスペンド状態で周辺ＬＳＩへの通電を継続した場合には、サスペンド期間中の電力消費量が増大する。
【０００５】
一方、サスペンド状態で携帯情報端末が移動し新たな無線ＬＡＮ基地局との間で接続が必要になった場合には、携帯情報端末のＣＰＵは待機状態であり、周辺ＬＳＩが無線ＬＡＮ基地局からの無線信号を受信できたとしてもＣＰＵはその信号を処理できないので通常の動作状態に戻るまでは新たな無線ＬＡＮ基地局と接続（ローミング）することができない。従って、サスペンド中に携帯情報端末が移動すると通信可能な状態に戻るまでに長い時間を要する。
【０００６】
また、サスペンド状態で周辺ＬＳＩが無線ＬＡＮ基地局からの無線信号を受信した際に割り込み等によりＣＰＵを一時的に動作可能な状態に戻して受信処理を行わせるように制御すると、無線ＬＡＮ基地局が定期的に送信するビーコン信号を受信する度に携帯情報端末のＣＰＵが受信処理を行うので、ＣＰＵの処理が頻繁に実行され電力消費量が増大する。
【０００７】
特許文献１においては、携帯情報端末が別の親機（無線ＬＡＮ基地局）に接続し直すローミング処理において、携帯情報端末のパワーマネジメントを行う方法について提案している。
【特許文献１】
特許第３３３８８１８号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、親機が定期的にブロードキャスト送信するビーコン信号を受信するまでの間は受信回路に電力を継続して供給する必要があった。このため、待ち受け状態の子機は、実際には通信を行っていないにもかかわらず、受信回路において電力を消費し電池を消耗するという問題があった。
【０００９】
本発明は、親機に接続されていない待ち受け状態の子機における電力消費を抑制することが可能な無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムを用いた無線データ通信開始方法において、親機に対して未接続の子機が、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１１】
請求項１においては、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、周期的にパワーダウン状態に遷移して電力消費を抑制するので、子機における電池の消耗を抑制できる。また、子機が定期的に接続要求信号をブロードキャスト送信することにより、利用可能な親機が存在する場合にはその親機との間を無線回線で接続することが可能になる。
【００１２】
請求項２は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムを用いた無線データ通信開始方法において、親機に対して未接続の子機が、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返し、親機が、前記接続要求信号を受信したときに、前記接続要求信号に含まれる子機に関する情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否の情報を含む接続要求応答信号を子機に対して送信することを特徴とする。
【００１３】
請求項２においては、請求項１と同様に、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、周期的にパワーダウン状態に遷移して電力消費を抑制するので、子機における電池の消耗を抑制できる。また、子機が定期的に接続要求信号をブロードキャスト送信することにより、利用可能な親機が存在する場合にはその親機との間を無線回線で接続することが可能になる。
【００１４】
請求項３は、請求項１又は請求項２の無線データ通信開始方法において、子機が前記パワーダウン状態に遷移する度に、予め定めた最小パワーダウン時間と最大パワーダウン時間との範囲内でランダムに前記パワーダウン時間を決定することを特徴とする。
請求項３においては、子機におけるパワーダウン時間がランダムに決定されるので、子機が接続要求信号の送信を試みるタイミングもランダムになる。従って、偶然に２つの子機が同時に接続要求信号を送信し、親機への接続に失敗したとしても、子機毎にパワーダウン時間の長さが異なるので、次回の接続要求信号の送信には成功する可能性が高くなる。これにより、複数の子機からの接続要求信号が衝突する確率を低減し、安定した通信開始が可能になる。
【００１５】
請求項４は、請求項３の無線データ通信開始方法において、前記子機の状態が、親機に接続していない未接続状態と親機に接続している接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態では、子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求状態との何れか１つの状態に属し、前記接続要求状態では、無線通信が行われていないことを確認するキャリアセンス状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求送信状態と、前記接続要求信号に対する親機からの応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求応答待ち状態と、前記接続要求応答信号を受信する接続要求応答受信状態との何れか１つの状態に属し、前記子機が動作を開始したとき、又は前記接続状態で接続断を検出したとき、前記子機は前記未接続状態に属する前記パワーダウン状態もしくは前記キャリアセンス状態に遷移し、前記パワーダウン状態では前記パワーダウン時間を経過したときに前記子機は前記キャリアセンス状態に遷移し、前記キャリアセンス状態では、予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信すると前記子機は前記パワーダウン状態に遷移し、前記キャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信しなかった場合には前記子機は前記接続要求送信状態に遷移し、前記接続要求送信状態では、前記子機は前記接続要求信号を送信した後で前記接続要求応答待ち状態に遷移し、前記接続要求応答待ち状態では、前記子機は予め定めた接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信すると前記接続要求応答受信状態に遷移し、前記接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信しなかった場合には前記パワーダウン状態に遷移し、前記接続要求応答受信状態では、受信した接続要求応答信号が親機からの接続許可を示すときに前記子機は前記接続状態に遷移し、受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときに前記子機は前記パワーダウン状態に遷移することを特徴とする。
【００１６】
請求項４においては、前記子機が動作を開始したとき、接続状態で接続断を検出したとき、キャリアセンス状態で予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信したとき、前記接続要求応答待ち状態で接続要求応答待ち時間を経過するまでに接続要求応答信号を受信しなかった場合、接続要求応答受信状態で受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときのいずれにおいても子機はパワーダウン状態に遷移することができる。
【００１７】
なお、子機が動作を開始した状態は、例えば子機の電源を投入した直後の状態や、子機がサスペンド状態から復帰した直後の状態や、子機上で何れかのアプリケーションプログラムを起動した直後の状態などに相当する。
請求項５は、請求項２の無線データ通信開始方法において、前記親機の状態が無線データ通信状態と無線データ通信開始状態との何れか１つの状態に属し、前記無線データ通信状態では、前記親機は、ネットワークから接続中の子機へのデータ信号を無線で子機に送信し、接続中の子機からネットワークへのデータ信号をネットワークに送信し、未接続の子機からの接続要求信号を受信した場合には前記無線データ通信開始状態に遷移し、前記無線データ通信開始状態では、前記親機は、接続要求信号に含まれる子機の情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否情報を含む接続要求応答信号を前記子機に送信し、前記無線データ通信状態に遷移することを特徴とする。
【００１８】
請求項５においては、親機は未接続の子機からの接続要求信号を処理して接続可否の識別を行い接続要求応答信号を子機に返すことができる。
請求項６は、請求項５の無線データ通信開始方法において、前記親機は、前記無線データ通信開始状態に遷移する度に、予め定めた最小接続要求応答送信待ち時間と最大接続要求応答送信待ち時間との範囲内でランダムに接続要求応答送信待ち時間を決定し、前記無線データ通信開始状態では、接続要求信号を受信してから前記接続要求応答送信待ち時間が経過するのを待ってから前記接続要求応答信号を送信することを特徴とする。
【００１９】
請求項６においては、親機が接続要求信号を受信してから接続要求応答信号を送信するまでの待ち時間がランダムに決定される。
請求項７は、請求項６の無線データ通信開始方法において、前記親機は、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可するときに、予め定めた最小接続許可送信待ち時間と最大接続許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定し、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可しないときに、予め定めた最小接続不許可送信待ち時間と最大接続不許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定することを特徴とする。
【００２０】
請求項７においては、親機が接続要求信号を受信してから接続要求応答信号を送信するまでの待ち時間がランダムに決定される。また、待ち時間の長さは接続許可の場合と接続不許可の場合とで独立に決定することができる。
請求項８の無線データ通信装置は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムに用いられる無線データ通信装置において、前記子機に、前記子機が親機と未接続の場合に、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返す状態遷移制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８の装置を用いることにより、請求項１と同様の結果が得られる。
請求項９は、請求項８の無線データ通信装置において、前記状態遷移制御手段は、前記子機が前記パワーダウン状態に遷移する度に、予め定めた最小パワーダウン時間と最大パワーダウン時間との範囲内でランダムに前記パワーダウン時間を決定することを特徴とする。
【００２２】
請求項９の装置を用いることにより、請求項３と同様の結果が得られる。
請求項１０は、請求項９の無線データ通信装置において、前記子機の状態が、親機に接続していない未接続状態と親機に接続している接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態では、子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求状態との何れか１つの状態に属し、前記接続要求状態では、無線通信が行われていないことを確認するキャリアセンス状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求送信状態と、前記接続要求信号に対する親機からの応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求応答待ち状態と、前記接続要求応答信号を受信する接続要求応答受信状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記子機が動作を開始したとき、又は前記接続状態で接続断を検出したとき、前記子機が前記未接続状態に属する前記パワーダウン状態もしくは前記キャリアセンス状態に遷移する第１の遷移手段と、前記パワーダウン状態では前記パワーダウン時間を経過したときに前記子機が前記キャリアセンス状態に遷移する第２の遷移手段と、前記キャリアセンス状態では、予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信すると前記子機が前記パワーダウン状態に遷移し、前記キャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信しなかった場合には前記子機が前記接続要求送信状態に遷移する第３の遷移手段と、前記接続要求送信状態では、前記子機が前記接続要求信号を送信した後で前記接続要求応答待ち状態に遷移する第４の遷移手段と、前記接続要求応答待ち状態では、前記子機が予め定めた接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信すると前記接続要求応答受信状態に遷移し、前記接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信しなかった場合には前記パワーダウン状態に遷移する第５の遷移手段と、前記接続要求応答受信状態では、受信した接続要求応答信号が親機からの接続許可を示すときに前記子機が前記接続状態に遷移し、受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときに前記子機が前記パワーダウン状態に遷移する第６の遷移手段とを更に設けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の装置を用いることにより、請求項４と同様の結果が得られる。
請求項１１は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムに用いられる無線データ通信装置において、前記親機の状態が無線データ通信状態と無線データ通信開始状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記親機に、親機が子機からの接続要求信号を受信したときに、前記接続要求信号に含まれる子機に関する情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否の情報を含む接続要求応答信号を子機に対して送信する接続要求応答信号送信手段と、前記無線データ通信状態では、前記親機が、ネットワークから接続中の子機へのデータ信号を無線で子機に送信し、接続中の子機からネットワークへのデータ信号をネットワークに送信し、未接続の子機からの接続要求信号を受信した場合には前記無線データ通信開始状態に遷移する第１の遷移手段と、前記無線データ通信開始状態では、前記親機が、接続要求信号に含まれる子機の情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否情報を含む接続要求応答信号を前記子機に送信し、前記無線データ通信状態に遷移する第２の遷移手段とを設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の装置を用いることにより、請求項５と同様の結果が得られる。
請求項１２は、請求項１１の無線データ通信装置において、前記親機が、前記無線データ通信開始状態に遷移する度に、予め定めた最小接続要求応答送信待ち時間と最大接続要求応答送信待ち時間との範囲内でランダムに接続要求応答送信待ち時間を決定し、前記無線データ通信開始状態では、接続要求信号を受信してから前記接続要求応答送信待ち時間が経過するのを待ってから前記接続要求応答信号を送信することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の装置を用いることにより、請求項６と同様の結果が得られる。
請求項１３は、請求項１２の無線データ通信装置において、前記親機が、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可するときに、予め定めた最小接続許可送信待ち時間と最大接続許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定し、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可しないときに、予め定めた最小接続不許可送信待ち時間と最大接続不許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定することを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の装置を用いることにより、請求項７と同様の結果が得られる。
請求項１４は、請求項１０の無線データ通信装置において、前記子機が、無線部と無線信号処理部とを備え、前記無線部は、前記無線信号処理部から入力された送信信号を無線電波に変換するとともに到来した無線電波を受信信号に変換して前記無線信号処理部に出力し、前記無線信号処理部から入力されるパワーダウン信号に従って無線部の電力消費レベルを低減し、子機が親機に接続していない状態を表す未接続状態と、子機が親機と接続している状態を表す接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態ではパワーダウン状態と接続要求状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記無線信号処理部は、前記パワーダウン状態で前記無線部に対して前記パワーダウン信号を出力することを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の装置を用いることにより、子機の無線部における電力消費を抑制できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置の１つの実施の形態について、図１〜図１０を参照して説明する。この形態は全ての請求項に対応する。
【００２９】
図１は子機の状態遷移を示す状態遷移図である。図２は無線データ通信開始時の動作を示すタイムチャートである。図３は通信システムの構成例を示す平面図である。図４は親機の構成例を示すブロック図である。図５は子機の構成例を示すブロック図である。
図６は親機の無線信号処理部の動作を示す状態遷移図である。図７は親機の無線制御信号処理（１）を示すフローチャートである。図８は子機の無線信号処理部の動作を示すフローチャートである。図９は親機の無線制御信号処理（２）を示すフローチャートである。図１０は親機の無線制御信号処理（３）を示すフローチャートである。
【００３０】
この形態では、請求項８の子機及び状態遷移制御手段は、それぞれ子機２０及び無線信号処理部２２に対応する。また、請求項１０の第１の遷移手段，第２の遷移手段，第３の遷移手段，第４の遷移手段，第５の遷移手段及び第６の遷移手段は、それぞれステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４，Ｓ０５及びＳ０６に対応する。
【００３１】
また、請求項１１の接続要求応答信号送信手段，第１の遷移手段及び第２の遷移手段は、それぞれステップＳ２０，Ｓ００１及びＳ００２に対応する。また、請求項１４の無線部，無線信号処理部及びパワーダウン信号は、それぞれ無線部２１，無線信号処理部２２及びパワーダウン信号２７に対応する。
本発明の無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置は、例えば図３に示すように複数の親機１０(1)，１０(2)，１０(3)，・・・と複数の子機２０(1)，２０(2)，２０(3)，・・・とが存在するような通信システムに適用される。
【００３２】
例えば、無線ＬＡＮシステムを構成する場合には、各親機１０は無線ＬＡＮ基地局に相当し、各子機２０は無線ＬＡＮ基地局との間で通信可能な移動端末に相当する。
各子機２０が無線ＬＡＮを介して通信する場合には、各子機２０と何れかの親機１０との間に無線通信回線を形成する必要がある。また、各親機１０の電波が届く範囲（サービスエリア）は比較的狭いため、子機２０が移動するとそれまで通信が可能であった特定の親機１０のサービスエリアを外れる可能性がある。その場合には、子機２０は無線接続可能な他の親機１０を探して無線通信回線を接続する必要がある。
【００３３】
この例では、各親機１０は図４に示すように無線部１１，無線信号処理部１２及びネットワークインタフェース部１３を備えている。ネットワークインタフェース部１３はネットワーク１４と接続されている。
無線部１１は、各子機から送信される無線電波をアンテナで受信し、受信無線信号に変換して無線信号処理部１２に出力する。また、無線信号処理部１２から入力された送信無線信号を無線電波に変換してアンテナから送信する。
【００３４】
無線信号処理部１２は、無線部１１から入力された受信無線信号のうち無線通信を制御するための受信無線制御信号に対して無線制御信号処理（Ｓ２０）を施す。この無線制御信号処理により生成された無線通信を制御するための送信無線制御信号を、送信無線信号として無線部１１に出力する。
【００３５】
また、無線信号処理部１２は無線部１１から入力された受信無線信号のうち接続中の子機からの受信無線データ信号に対して無線データ信号処理（Ｓ１０）を施し受信データ信号としてネットワークインタフェース部１３に出力する。更に、無線信号処理部１２はネットワークインタフェース部１３から入力された接続中の子機への送信データ信号に対して無線データ信号処理を施し送信無線信号として無線部１１に出力する。
【００３６】
ネットワークインタフェース部１３は、ネットワーク１４から接続中の子機へのデータ信号を受信し、送信データ信号として無線信号処理部１２に出力する。また、ネットワークインタフェース部１３は無線信号処理部１２から受信データ信号を入力しネットワーク１４に送信する。
一方、各子機２０は図５に示すように無線部２１，無線信号処理部２２，中央処理部２３，表示部２４，操作部２５及び記憶部２６を備えている。
【００３７】
無線部２１は、親機１０から到来する無線電波をアンテナを介して受信し受信無線信号に変換して無線信号処理部２２に出力する。また、無線信号処理部２２から入力された送信無線信号を無線電波に変換してアンテナから送信する。更に、無線部２１はパワーダウン信号２７が入力されると無線電波の送受信を停止し無線部２１の消費電力を低減する。
【００３８】
無線信号処理部２２は無線信号に対する処理を行う。また、無線信号処理部２２は中央処理部２３が入出力するデータ信号を無線部２１が入出力する無線データ信号に変換する。また、無線信号処理部２２は無線制御信号（接続要求信号など）の生成及び解釈を行い、無線通信の制御（無線通信の状態遷移判断など）を行う。更に、無線信号処理部２２は無線通信の状態に応じてパワーダウン信号２７を生成し無線部２１のパワーダウン（消費電力の低減）を行う。
【００３９】
中央処理部２３は、マイクロプロセッサなどの回路を内蔵しており、アプリケーションプログラムなどを実行して携帯端末のための各種機能を実現する。
この形態においては、子機２０の動作状態は図１に示すように遷移する。図１を参照しながら子機２０の状態及び状態遷移について説明する。
子機２０は、未接続状態と接続状態との何れか一方の状態をとる。未接続状態は子機２０の無線通信回線が親機１０と接続していない状態を表し、接続状態は子機２０の無線通信回線が親機１０に接続されている状態を表す。
【００４０】
また、未接続状態は、パワーダウン状態（ＳＴ５）と接続要求状態との２種類の状態に区分される。パワーダウン状態では、無線信号処理部２２が出力するパワーダウン信号２７によって無線部２１の電力消費レベルが抑制される。接続要求状態では、子機２０は接続要求信号をブロードキャスト送信する。
この接続要求状態は、更にキャリアセンス状態（ＳＴ１）と、接続要求送信状態（ＳＴ２）と、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）と、接続要求応答受信状態（ＳＴ４）の４種類の状態の何れか１つに区分される。
【００４１】
キャリアセンス状態（ＳＴ１）では子機２０は無線通信が行われていないことを確認する。接続要求送信状態（ＳＴ２）では、接続要求信号を送信する。接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）では、接続要求信号を受け取った親機１０からの接続要求応答信号の受信を待つ。接続要求応答受信状態（ＳＴ４）では、接続要求応答信号を受信する。
【００４２】
接続要求信号は子機２０が親機１０への接続を要求する信号であり、無線信号が届く範囲内にある全ての親機１０に向けてブロードキャスト送信される。この接続要求信号には、送信元の子機２０に関する情報が子機情報として含まれている。子機情報は、親機１０が接続可否を判断するために利用される。
接続要求応答信号は、前記接続要求信号に対する親機１０からの応答であり、接続可否を表す接続許可情報を含んでいる。
【００４３】
子機２０が動作を開始したとき、又は子機２０が接続状態において接続断を検出したときには、子機２０はステップＳ０１でキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。
また、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移してからの経過時間がパワーダウン時間Ｔpdを経過するとステップＳ０２でキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。このパワーダウン時間Ｔpdの長さは、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する度に、最小値Ｔpdmin（定数）以上、最大値Ｔpdmax（定数）未満の範囲内でランダムに決定される。
【００４４】
一方、キャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に子機２０が無線信号を受信すると、ステップＳ０３でキャリアセンス状態からパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。キャリアセンス時間Ｔcsの長さは一定である。
また、キャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に子機２０が無線信号を受信しなかった場合には、ステップＳ０３でキャリアセンス状態から接続要求送信状態（ＳＴ２）に遷移する。
【００４５】
接続要求送信状態（ＳＴ２）で子機２０が接続要求信号の送信を完了すると、ステップＳ０４で接続要求送信状態から接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移する。
接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔaw（一定値）を経過するまでの間に子機２０が親機１０からの接続要求応答信号を受信した場合には、ステップＳ０５で接続要求応答待ち状態から接続要求応答受信状態（ＳＴ４）に遷移する。
【００４６】
また、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔaw（一定値）を経過するまでの間に子機２０が接続要求応答信号を受信しなかった場合には、ステップＳ０５で接続要求応答待ち状態からパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
接続要求応答受信状態（ＳＴ４）で受信した接続要求応答信号（Ａｃｋ）に含まれる接続可否情報が接続許可であった場合には、ステップＳ０６で接続要求応答受信状態から接続状態に遷移する。また、接続要求応答受信状態（ＳＴ４）で受信した接続要求応答信号（Ａｃｋ）に含まれる接続可否情報が接続不許可であった場合には、ステップＳ０６で接続要求応答受信状態からパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
【００４７】
従って、親機１０−子機２０の間で無線データ通信を開始するときには、例えば図２に示すようなタイミングで動作が行われる。図２の例では、未接続状態のパワーダウン状態（ＳＴ５）にある子機２０が親機１０に近づくように移動している場合を想定している。
この例では、子機２０は、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移してからパワーダウン時間Ｔpdを経過し、キャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。また、キャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでに子機２０が無線信号を受信しなかったため、接続要求送信状態（ＳＴ２）に遷移する。そして、接続要求信号を送信した後、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移する。
【００４８】
しかし、図２の例では最初は子機２０−親機１０間の距離が大きいため、最初に子機２０から送信された接続要求信号を親機１０は受信できない。このため、親機１０は接続要求応答信号を子機２０に返さない。
従って、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）にある子機２０は、接続要求応答待ち状態に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでに接続要求応答信号を受信しないので、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
【００４９】
パワーダウン状態に遷移した子機２０は、Ｔpdmin以上、Ｔpdmax未満の範囲内でランダムなパワーダウン時間Ｔpdを生成し、このパワーダウン時間Ｔpdに渡って子機２０の電力消費レベルを抑制する。パワーダウン時間Ｔpdが経過すると再びキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。
このとき、図２における親機１０が他の子機との間で無線データ通信中であるため、子機２０はキャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでに前記の無線データ通信を受信する。そのため子機２０は再びパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
【００５０】
この場合も、パワーダウン状態に遷移した子機２０は、Ｔpdmin以上、Ｔpdmax未満の範囲内でランダムなパワーダウン時間Ｔpdを生成し、このパワーダウン時間Ｔpdに渡って子機２０の電力消費レベルを抑制する。パワーダウン時間Ｔpdが経過すると再びキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。
今度は親機１０が他の子機と通信していないので、子機２０はキャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に無線信号を受信せず、接続要求送信状態（ＳＴ２）に遷移する。そして、接続要求信号を送信した後、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移する。
【００５１】
図２の例では、子機２０−親機１０間の距離が徐々に近づくので、２回目に子機２０から送信された接続要求信号を親機１０は受信する。ここで、親機１０は接続要求信号に基づいて接続許可と判断し、その情報を含む接続要求応答信号を子機２０に返す。
従って、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）にある子機２０は、接続要求応答待ち状態に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでに接続要求応答信号を受信し、接続要求応答受信状態（ＳＴ４）に遷移する。更に、子機２０の受信した接続要求応答信号に接続許可情報が含まれているため、子機２０は接続状態に遷移する。
【００５２】
親機１０の無線信号処理部１２は図６に示すように動作する。すなわち、最初はステップＳ１０で無線データ信号処理を実行し、所定の無線制御信号処理条件を満たす状態になるとステップＳ００１からＳ２０の無線制御信号処理に遷移する。また、無線制御信号処理が終了すると、ステップＳ００２から無線データ信号処理に遷移する。
【００５３】
図６に示す無線制御信号処理（Ｓ２０）の内容は図７に示されている。
親機１０が接続要求信号を受信するとステップＳ２１からＳ２２に進み、接続要求信号に含まれている子機情報から子機種別が接続可能な値か否かを識別する。接続可能な子機から接続要求信号を受信した場合にはステップＳ２４で接続許可を示す接続許可情報を生成し、接続不可能な子機から接続要求信号を受信した場合にはステップＳ２５で接続不許可を示す接続許可情報を生成し、次のステップＳ２６で生成された接続許可情報を含む接続要求応答信号を送信する。
【００５４】
図７に示す処理の変形例が図９及び図１０に示されている。
図９の変形例では、ステップＳ２４又はＳ２５で接続許可情報を生成した後、ステップＳ３１でランダムな接続要求応答待ち時間Ｔswを生成する。この時間Ｔswの長さは、最小時間Ｔswmin（定数）と最大時間Ｔswmax（定数）との範囲内でランダムに決定する。
【００５５】
そして、接続要求応答待ち時間Ｔswを経過するまでの間にステップＳ３４で無線信号を検出しなければステップＳ２６で接続要求応答信号を送信する。
接続要求応答待ち時間Ｔswをランダムに決定することにより、複数の親機１０が同時に接続要求応答信号を送信するのを防止して混信の発生を抑制できる。
図１０の変形例では、ステップＳ２４で子機の接続を許可する場合には次のステップＳ４１で接続要求応答待ち時間Ｔswを決定し、ステップＳ２５で子機の接続を不許可にする場合には次のステップＳ４２で接続要求応答待ち時間Ｔswを決定する。
【００５６】
ステップＳ４１では、最小時間Ｔpswmin（定数）と最大時間Ｔpswmax（定数）との範囲内で接続要求応答待ち時間Ｔswをランダムに決定する。但し（Ｔpswmax＜任意の子機のＴaw）とする。
ステップＳ４２では、最小時間Ｔnswmin（定数）と最大時間Ｔnswmax（定数）との範囲内で接続要求応答待ち時間Ｔswをランダムに決定する。但し、接続不許可の親機からの応答が不要な子機の場合は（Ｔnswmin＞子機のＴaw）とし、但し接続不許可の親機からの応答も必要な子機の場合は（Ｔnswmax＜子機のＴaw）とする。
【００５７】
これにより、接続を許可する親機と接続を許可しない親機とが存在する場合に、接続を許可する親機がより早く接続要求応答信号を送信するため、確実に接続可能な親機に対して子機が接続できる。
子機２０の無線信号処理部２２は、図８に示すように動作する。図８を参照して説明する。
【００５８】
ステップＳ５１では、接続状態値Ｖsc，パワーダウン状態値Ｖpst及びパワーダウン信号値Ｖpsgを０に初期化する。接続状態値Ｖscは、「１」の時に接続状態を表し、「０」の時に未接続状態を表す。パワーダウン状態値Ｖpstは、「１」の時にパワーダウン状態を表し、「０」の時に接続要求状態を表す。パワーダウン信号値Ｖpsgは、「１」の時にパワーダウン信号２７で無線部２１にパワーダウンを指示する。
【００５９】
子機２０は、キャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に無線信号を受信しなければ、ステップＳ５３からＳ５５に進み、その間に無線信号を受信した場合にはステップＳ５４からＳ６２に進む。
前者の場合は、ステップＳ５５で接続要求信号をブロードキャスト送信した後、接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでの間に渡って親機１０からの接続要求応答信号の受信を待つ。
【００６０】
接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでの間に子機２０が接続要求応答信号を受信した場合にはステップＳ５７からＳ５９に進み、接続要求応答信号を受信しなかった場合にはステップＳ５８からＳ６２に進む。
ステップＳ５９では、受信した接続要求応答信号の内容を参照し、接続許可されたか否かを識別する。接続許可された場合にはステップＳ６０に進み、接続不許可の場合にはステップＳ６２に進む。
【００６１】
ステップＳ６０では、接続状態値Ｖscを「１」に定め、パワーダウン状態値Ｖpstを「０」に定め、パワーダウン信号値Ｖpsgを「０」に定める。そして、接続断になるまでステップＳ６１で接続状態における各種処理を実行する。
ステップＳ６２では、接続状態値Ｖscを「０」に定め、パワーダウン状態値Ｖpstを「１」に定め、パワーダウン信号値Ｖpsgを「１」に定める。次のステップＳ６３では、最小接続許可送信待ち時間Ｔpdmin（定数）と最大接続許可送信待ち時間Ｔpdmax（定数）との範囲内でランダムな値をパワーダウン時間Ｔpdとして生成する。
【００６２】
そしてパワーダウン時間Ｔpdのタイマをスタートしその時間が経過するまでステップＳ６５で待機する。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、常時受信している必要がなく、しかも接続できる状態になれば親機と無線回線を接続することができる。このため、パワーダウン時間中には、送受信回路ともに電源の供給を停止することができる。従って子機の待ち受け状態における電力消費量を大幅に削減できる。
【００６４】
また、子機がランダムなパワーダウン時間をあけて接続要求信号を送信することにより、偶然に２つの子機が同時に接続要求信号を送信し、親機への接続に失敗したとしても、子機毎にパワーダウン時間の長さが異なるので、次回の接続要求信号の送信には成功する可能性が高くなる。これにより、複数の子機からの接続要求信号が衝突する確率を低減し、安定した通信開始が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】子機の状態遷移を示す状態遷移図である。
【図２】無線データ通信開始時の動作を示すタイムチャートである。
【図３】通信システムの構成例を示す平面図である。
【図４】親機の構成例を示すブロック図である。
【図５】子機の構成例を示すブロック図である。
【図６】親機の無線信号処理部の動作を示す状態遷移図である。
【図７】親機の無線制御信号処理（１）を示すフローチャートである。
【図８】子機の無線信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【図９】親機の無線制御信号処理（２）を示すフローチャートである。
【図１０】親機の無線制御信号処理（３）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 親機
１１ 無線部
１２ 無線信号処理部
１３ ネットワークインタフェース部
１４ ネットワーク
２０ 子機
２１ 無線部
２２ 無線信号処理部
２３ 中央処理部
２４ 表示部
２５ 操作部
２６ 記憶部
２７ パワーダウン信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費電力の抑制が必要な携帯情報端末等の子機が、ＬＡＮなどの有線ネットワークに接続された無線ＬＡＮ基地局等の親機を経由して相手端末との間で無線データ通信を行う場合に適用される無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置に関し、特に親機と接続されていない待ち受け状態の子機における消費電力の低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末は電池を源源として動作しているので、電池の消耗を抑制する必要があり、利用しないときに通電状態にしておくことはできない。しかし、例えば無線ＬＡＮの親機などとの間で無線通信することを想定している携帯情報端末の場合には、不使用時に電源を完全に遮断した場合、無線ＬＡＮを利用するアプリケーションの起動に長時間を要するという問題がある。
【０００３】
そこで、このような携帯情報端末においては起動時間を短縮するために電力消費の少ないサスペンド状態と通常の動作状態との間で遷移できるように構成したものが多い。
また、サスペンド状態では、通信などを処理する周辺ＬＳＩへの通電を遮断する場合と通電を継続する場合とがある。
【０００４】
サスペンド状態で周辺ＬＳＩへの通電を遮断した場合、携帯情報端末が通常動作に復帰する時には、ＬＳＩの起動，初期化，無線ＬＡＮ基地局との再接続が必要になるので、通信可能な状態に戻るまでに長い時間を要する。また、サスペンド状態で周辺ＬＳＩへの通電を継続した場合には、サスペンド期間中の電力消費量が増大する。
【０００５】
一方、サスペンド状態で携帯情報端末が移動し新たな無線ＬＡＮ基地局との間で接続が必要になった場合には、携帯情報端末のＣＰＵは待機状態であり、周辺ＬＳＩが無線ＬＡＮ基地局からの無線信号を受信できたとしてもＣＰＵはその信号を処理できないので通常の動作状態に戻るまでは新たな無線ＬＡＮ基地局と接続（ローミング）することができない。従って、サスペンド中に携帯情報端末が移動すると通信可能な状態に戻るまでに長い時間を要する。
【０００６】
また、サスペンド状態で周辺ＬＳＩが無線ＬＡＮ基地局からの無線信号を受信した際に割り込み等によりＣＰＵを一時的に動作可能な状態に戻して受信処理を行わせるように制御すると、無線ＬＡＮ基地局が定期的に送信するビーコン信号を受信する度に携帯情報端末のＣＰＵが受信処理を行うので、ＣＰＵの処理が頻繁に実行され電力消費量が増大する。
【０００７】
特許文献１においては、携帯情報端末が別の親機（無線ＬＡＮ基地局）に接続し直すローミング処理において、携帯情報端末のパワーマネジメントを行う方法について提案している。
【特許文献１】
特許第３３３８８１８号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、親機が定期的にブロードキャスト送信するビーコン信号を受信するまでの間は受信回路に電力を継続して供給する必要があった。このため、待ち受け状態の子機は、実際には通信を行っていないにもかかわらず、受信回路において電力を消費し電池を消耗するという問題があった。
【０００９】
本発明は、親機に接続されていない待ち受け状態の子機における電力消費を抑制することが可能な無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムを用いた無線データ通信開始方法において、親機に対して未接続の子機が、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１１】
請求項１においては、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、周期的にパワーダウン状態に遷移して電力消費を抑制するので、子機における電池の消耗を抑制できる。また、子機が定期的に接続要求信号をブロードキャスト送信することにより、利用可能な親機が存在する場合にはその親機との間を無線回線で接続することが可能になる。
【００１２】
請求項２は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムを用いた無線データ通信開始方法において、親機に対して未接続の子機が、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返し、親機が、前記接続要求信号を受信したときに、前記接続要求信号に含まれる子機に関する情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否の情報を含む接続要求応答信号を子機に対して送信することを特徴とする。
【００１３】
請求項２においては、請求項１と同様に、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、周期的にパワーダウン状態に遷移して電力消費を抑制するので、子機における電池の消耗を抑制できる。また、子機が定期的に接続要求信号をブロードキャスト送信することにより、利用可能な親機が存在する場合にはその親機との間を無線回線で接続することが可能になる。
【００１４】
請求項３は、請求項１又は請求項２の無線データ通信開始方法において、子機が前記パワーダウン状態に遷移する度に、予め定めた最小パワーダウン時間と最大パワーダウン時間との範囲内でランダムに前記パワーダウン時間を決定することを特徴とする。
請求項３においては、子機におけるパワーダウン時間がランダムに決定されるので、子機が接続要求信号の送信を試みるタイミングもランダムになる。従って、偶然に２つの子機が同時に接続要求信号を送信し、親機への接続に失敗したとしても、子機毎にパワーダウン時間の長さが異なるので、次回の接続要求信号の送信には成功する可能性が高くなる。これにより、複数の子機からの接続要求信号が衝突する確率を低減し、安定した通信開始が可能になる。
【００１５】
請求項４は、請求項３の無線データ通信開始方法において、前記子機の状態が、親機に接続していない未接続状態と親機に接続している接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態では、子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求状態との何れか１つの状態に属し、前記接続要求状態では、無線通信が行われていないことを確認するキャリアセンス状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求送信状態と、前記接続要求信号に対する親機からの応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求応答待ち状態と、前記接続要求応答信号を受信する接続要求応答受信状態との何れか１つの状態に属し、前記子機が動作を開始したとき、又は前記接続状態で接続断を検出したとき、前記子機は前記未接続状態に属する前記パワーダウン状態もしくは前記キャリアセンス状態に遷移し、前記パワーダウン状態では前記パワーダウン時間を経過したときに前記子機は前記キャリアセンス状態に遷移し、前記キャリアセンス状態では、予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信すると前記子機は前記パワーダウン状態に遷移し、前記キャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信しなかった場合には前記子機は前記接続要求送信状態に遷移し、前記接続要求送信状態では、前記子機は前記接続要求信号を送信した後で前記接続要求応答待ち状態に遷移し、前記接続要求応答待ち状態では、前記子機は予め定めた接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信すると前記接続要求応答受信状態に遷移し、前記接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信しなかった場合には前記パワーダウン状態に遷移し、前記接続要求応答受信状態では、受信した接続要求応答信号が親機からの接続許可を示すときに前記子機は前記接続状態に遷移し、受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときに前記子機は前記パワーダウン状態に遷移することを特徴とする。
【００１６】
請求項４においては、前記子機が動作を開始したとき、接続状態で接続断を検出したとき、キャリアセンス状態で予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信したとき、前記接続要求応答待ち状態で接続要求応答待ち時間を経過するまでに接続要求応答信号を受信しなかった場合、接続要求応答受信状態で受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときのいずれにおいても子機はパワーダウン状態に遷移することができる。
【００１７】
なお、子機が動作を開始した状態は、例えば子機の電源を投入した直後の状態や、子機がサスペンド状態から復帰した直後の状態や、子機上で何れかのアプリケーションプログラムを起動した直後の状態などに相当する。
請求項５は、請求項２の無線データ通信開始方法において、前記親機の状態が無線データ通信状態と無線データ通信開始状態との何れか１つの状態に属し、前記無線データ通信状態では、前記親機は、ネットワークから接続中の子機へのデータ信号を無線で子機に送信し、接続中の子機からネットワークへのデータ信号をネットワークに送信し、未接続の子機からの接続要求信号を受信した場合には前記無線データ通信開始状態に遷移し、前記無線データ通信開始状態では、前記親機は、接続要求信号に含まれる子機の情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否情報を含む接続要求応答信号を前記子機に送信し、前記無線データ通信状態に遷移することを特徴とする。
【００１８】
請求項５においては、親機は未接続の子機からの接続要求信号を処理して接続可否の識別を行い接続要求応答信号を子機に返すことができる。
請求項６は、請求項５の無線データ通信開始方法において、前記親機は、前記無線データ通信開始状態に遷移する度に、予め定めた最小接続要求応答送信待ち時間と最大接続要求応答送信待ち時間との範囲内でランダムに接続要求応答送信待ち時間を決定し、前記無線データ通信開始状態では、接続要求信号を受信してから前記接続要求応答送信待ち時間が経過するのを待ってから前記接続要求応答信号を送信することを特徴とする。
【００１９】
請求項６においては、親機が接続要求信号を受信してから接続要求応答信号を送信するまでの待ち時間がランダムに決定される。
請求項７は、請求項６の無線データ通信開始方法において、前記親機は、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可するときに、予め定めた最小接続許可送信待ち時間と最大接続許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定し、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可しないときに、予め定めた最小接続不許可送信待ち時間と最大接続不許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定することを特徴とする。
【００２０】
請求項７においては、親機が接続要求信号を受信してから接続要求応答信号を送信するまでの待ち時間がランダムに決定される。また、待ち時間の長さは接続許可の場合と接続不許可の場合とで独立に決定することができる。
請求項８の無線データ通信装置は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムに用いられる無線データ通信装置において、前記子機に、前記子機が親機と未接続の場合に、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返す状態遷移制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８の装置を用いることにより、請求項１と同様の結果が得られる。
請求項９は、請求項８の無線データ通信装置において、前記状態遷移制御手段は、前記子機が前記パワーダウン状態に遷移する度に、予め定めた最小パワーダウン時間と最大パワーダウン時間との範囲内でランダムに前記パワーダウン時間を決定することを特徴とする。
【００２２】
請求項９の装置を用いることにより、請求項３と同様の結果が得られる。
請求項１０は、請求項９の無線データ通信装置において、前記子機の状態が、親機に接続していない未接続状態と親機に接続している接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態では、子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求状態との何れか１つの状態に属し、前記接続要求状態では、無線通信が行われていないことを確認するキャリアセンス状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求送信状態と、前記接続要求信号に対する親機からの応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求応答待ち状態と、前記接続要求応答信号を受信する接続要求応答受信状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記子機が動作を開始したとき、又は前記接続状態で接続断を検出したとき、前記子機が前記未接続状態に属する前記パワーダウン状態もしくは前記キャリアセンス状態に遷移する第１の遷移手段と、前記パワーダウン状態では前記パワーダウン時間を経過したときに前記子機が前記キャリアセンス状態に遷移する第２の遷移手段と、前記キャリアセンス状態では、予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信すると前記子機が前記パワーダウン状態に遷移し、前記キャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信しなかった場合には前記子機が前記接続要求送信状態に遷移する第３の遷移手段と、前記接続要求送信状態では、前記子機が前記接続要求信号を送信した後で前記接続要求応答待ち状態に遷移する第４の遷移手段と、前記接続要求応答待ち状態では、前記子機が予め定めた接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信すると前記接続要求応答受信状態に遷移し、前記接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信しなかった場合には前記パワーダウン状態に遷移する第５の遷移手段と、前記接続要求応答受信状態では、受信した接続要求応答信号が親機からの接続許可を示すときに前記子機が前記接続状態に遷移し、受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときに前記子機が前記パワーダウン状態に遷移する第６の遷移手段とを更に設けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の装置を用いることにより、請求項４と同様の結果が得られる。
請求項１１は、所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムに用いられる無線データ通信装置において、前記親機の状態が無線データ通信状態と無線データ通信開始状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記親機に、親機が子機からの接続要求信号を受信したときに、前記接続要求信号に含まれる子機に関する情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否の情報を含む接続要求応答信号を子機に対して送信する接続要求応答信号送信手段と、前記無線データ通信状態では、前記親機が、ネットワークから接続中の子機へのデータ信号を無線で子機に送信し、接続中の子機からネットワークへのデータ信号をネットワークに送信し、未接続の子機からの接続要求信号を受信した場合には前記無線データ通信開始状態に遷移する第１の遷移手段と、前記無線データ通信開始状態では、前記親機が、接続要求信号に含まれる子機の情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否情報を含む接続要求応答信号を前記子機に送信し、前記無線データ通信状態に遷移する第２の遷移手段とを設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の装置を用いることにより、請求項５と同様の結果が得られる。
請求項１２は、請求項１１の無線データ通信装置において、前記親機が、前記無線データ通信開始状態に遷移する度に、予め定めた最小接続要求応答送信待ち時間と最大接続要求応答送信待ち時間との範囲内でランダムに接続要求応答送信待ち時間を決定し、前記無線データ通信開始状態では、接続要求信号を受信してから前記接続要求応答送信待ち時間が経過するのを待ってから前記接続要求応答信号を送信することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の装置を用いることにより、請求項６と同様の結果が得られる。
請求項１３は、請求項１２の無線データ通信装置において、前記親機が、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可するときに、予め定めた最小接続許可送信待ち時間と最大接続許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定し、前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可しないときに、予め定めた最小接続不許可送信待ち時間と最大接続不許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定することを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の装置を用いることにより、請求項７と同様の結果が得られる。
請求項１４は、請求項１０の無線データ通信装置において、前記子機が、無線部と無線信号処理部とを備え、前記無線部は、前記無線信号処理部から入力された送信信号を無線電波に変換するとともに到来した無線電波を受信信号に変換して前記無線信号処理部に出力し、前記無線信号処理部から入力されるパワーダウン信号に従って無線部の電力消費レベルを低減し、子機が親機に接続していない状態を表す未接続状態と、子機が親機と接続している状態を表す接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態ではパワーダウン状態と接続要求状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記無線信号処理部は、前記パワーダウン状態で前記無線部に対して前記パワーダウン信号を出力することを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の装置を用いることにより、子機の無線部における電力消費を抑制できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置の１つの実施の形態について、図１〜図１０を参照して説明する。この形態は全ての請求項に対応する。
【００２９】
図１は子機の状態遷移を示す状態遷移図である。図２は無線データ通信開始時の動作を示すタイムチャートである。図３は通信システムの構成例を示す平面図である。図４は親機の構成例を示すブロック図である。図５は子機の構成例を示すブロック図である。
図６は親機の無線信号処理部の動作を示す状態遷移図である。図７は親機の無線制御信号処理（１）を示すフローチャートである。図８は子機の無線信号処理部の動作を示すフローチャートである。図９は親機の無線制御信号処理（２）を示すフローチャートである。図１０は親機の無線制御信号処理（３）を示すフローチャートである。
【００３０】
この形態では、請求項８の子機及び状態遷移制御手段は、それぞれ子機２０及び無線信号処理部２２に対応する。また、請求項１０の第１の遷移手段，第２の遷移手段，第３の遷移手段，第４の遷移手段，第５の遷移手段及び第６の遷移手段は、それぞれステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４，Ｓ０５及びＳ０６に対応する。
【００３１】
また、請求項１１の接続要求応答信号送信手段，第１の遷移手段及び第２の遷移手段は、それぞれステップＳ２０，Ｓ００１及びＳ００２に対応する。また、請求項１４の無線部，無線信号処理部及びパワーダウン信号は、それぞれ無線部２１，無線信号処理部２２及びパワーダウン信号２７に対応する。
本発明の無線データ通信開始方法及び無線データ通信装置は、例えば図３に示すように複数の親機１０(1)，１０(2)，１０(3)，・・・と複数の子機２０(1)，２０(2)，２０(3)，・・・とが存在するような通信システムに適用される。
【００３２】
例えば、無線ＬＡＮシステムを構成する場合には、各親機１０は無線ＬＡＮ基地局に相当し、各子機２０は無線ＬＡＮ基地局との間で通信可能な移動端末に相当する。
各子機２０が無線ＬＡＮを介して通信する場合には、各子機２０と何れかの親機１０との間に無線通信回線を形成する必要がある。また、各親機１０の電波が届く範囲（サービスエリア）は比較的狭いため、子機２０が移動するとそれまで通信が可能であった特定の親機１０のサービスエリアを外れる可能性がある。その場合には、子機２０は無線接続可能な他の親機１０を探して無線通信回線を接続する必要がある。
【００３３】
この例では、各親機１０は図４に示すように無線部１１，無線信号処理部１２及びネットワークインタフェース部１３を備えている。ネットワークインタフェース部１３はネットワーク１４と接続されている。
無線部１１は、各子機から送信される無線電波をアンテナで受信し、受信無線信号に変換して無線信号処理部１２に出力する。また、無線信号処理部１２から入力された送信無線信号を無線電波に変換してアンテナから送信する。
【００３４】
無線信号処理部１２は、無線部１１から入力された受信無線信号のうち無線通信を制御するための受信無線制御信号に対して無線制御信号処理（Ｓ２０）を施す。この無線制御信号処理により生成された無線通信を制御するための送信無線制御信号を、送信無線信号として無線部１１に出力する。
【００３５】
また、無線信号処理部１２は無線部１１から入力された受信無線信号のうち接続中の子機からの受信無線データ信号に対して無線データ信号処理（Ｓ１０）を施し受信データ信号としてネットワークインタフェース部１３に出力する。更に、無線信号処理部１２はネットワークインタフェース部１３から入力された接続中の子機への送信データ信号に対して無線データ信号処理を施し送信無線信号として無線部１１に出力する。
【００３６】
ネットワークインタフェース部１３は、ネットワーク１４から接続中の子機へのデータ信号を受信し、送信データ信号として無線信号処理部１２に出力する。また、ネットワークインタフェース部１３は無線信号処理部１２から受信データ信号を入力しネットワーク１４に送信する。
一方、各子機２０は図５に示すように無線部２１，無線信号処理部２２，中央処理部２３，表示部２４，操作部２５及び記憶部２６を備えている。
【００３７】
無線部２１は、親機１０から到来する無線電波をアンテナを介して受信し受信無線信号に変換して無線信号処理部２２に出力する。また、無線信号処理部２２から入力された送信無線信号を無線電波に変換してアンテナから送信する。更に、無線部２１はパワーダウン信号２７が入力されると無線電波の送受信を停止し無線部２１の消費電力を低減する。
【００３８】
無線信号処理部２２は無線信号に対する処理を行う。また、無線信号処理部２２は中央処理部２３が入出力するデータ信号を無線部２１が入出力する無線データ信号に変換する。また、無線信号処理部２２は無線制御信号（接続要求信号など）の生成及び解釈を行い、無線通信の制御（無線通信の状態遷移判断など）を行う。更に、無線信号処理部２２は無線通信の状態に応じてパワーダウン信号２７を生成し無線部２１のパワーダウン（消費電力の低減）を行う。
【００３９】
中央処理部２３は、マイクロプロセッサなどの回路を内蔵しており、アプリケーションプログラムなどを実行して携帯端末のための各種機能を実現する。
この形態においては、子機２０の動作状態は図１に示すように遷移する。図１を参照しながら子機２０の状態及び状態遷移について説明する。
子機２０は、未接続状態と接続状態との何れか一方の状態をとる。未接続状態は子機２０の無線通信回線が親機１０と接続していない状態を表し、接続状態は子機２０の無線通信回線が親機１０に接続されている状態を表す。
【００４０】
また、未接続状態は、パワーダウン状態（ＳＴ５）と接続要求状態との２種類の状態に区分される。パワーダウン状態では、無線信号処理部２２が出力するパワーダウン信号２７によって無線部２１の電力消費レベルが抑制される。接続要求状態では、子機２０は接続要求信号をブロードキャスト送信する。
この接続要求状態は、更にキャリアセンス状態（ＳＴ１）と、接続要求送信状態（ＳＴ２）と、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）と、接続要求応答受信状態（ＳＴ４）の４種類の状態の何れか１つに区分される。
【００４１】
キャリアセンス状態（ＳＴ１）では子機２０は無線通信が行われていないことを確認する。接続要求送信状態（ＳＴ２）では、接続要求信号を送信する。接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）では、接続要求信号を受け取った親機１０からの接続要求応答信号の受信を待つ。接続要求応答受信状態（ＳＴ４）では、接続要求応答信号を受信する。
【００４２】
接続要求信号は子機２０が親機１０への接続を要求する信号であり、無線信号が届く範囲内にある全ての親機１０に向けてブロードキャスト送信される。この接続要求信号には、送信元の子機２０に関する情報が子機情報として含まれている。子機情報は、親機１０が接続可否を判断するために利用される。
接続要求応答信号は、前記接続要求信号に対する親機１０からの応答であり、接続可否を表す接続許可情報を含んでいる。
【００４３】
子機２０が動作を開始したとき、又は子機２０が接続状態において接続断を検出したときには、子機２０はステップＳ０１でキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。
また、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移してからの経過時間がパワーダウン時間Ｔpdを経過するとステップＳ０２でキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。このパワーダウン時間Ｔpdの長さは、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する度に、最小値Ｔpdmin（定数）以上、最大値Ｔpdmax（定数）未満の範囲内でランダムに決定される。
【００４４】
一方、キャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に子機２０が無線信号を受信すると、ステップＳ０３でキャリアセンス状態からパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。キャリアセンス時間Ｔcsの長さは一定である。
また、キャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に子機２０が無線信号を受信しなかった場合には、ステップＳ０３でキャリアセンス状態から接続要求送信状態（ＳＴ２）に遷移する。
【００４５】
接続要求送信状態（ＳＴ２）で子機２０が接続要求信号の送信を完了すると、ステップＳ０４で接続要求送信状態から接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移する。
接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔaw（一定値）を経過するまでの間に子機２０が親機１０からの接続要求応答信号を受信した場合には、ステップＳ０５で接続要求応答待ち状態から接続要求応答受信状態（ＳＴ４）に遷移する。
【００４６】
また、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔaw（一定値）を経過するまでの間に子機２０が接続要求応答信号を受信しなかった場合には、ステップＳ０５で接続要求応答待ち状態からパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
接続要求応答受信状態（ＳＴ４）で受信した接続要求応答信号（Ａｃｋ）に含まれる接続可否情報が接続許可であった場合には、ステップＳ０６で接続要求応答受信状態から接続状態に遷移する。また、接続要求応答受信状態（ＳＴ４）で受信した接続要求応答信号（Ａｃｋ）に含まれる接続可否情報が接続不許可であった場合には、ステップＳ０６で接続要求応答受信状態からパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
【００４７】
従って、親機１０−子機２０の間で無線データ通信を開始するときには、例えば図２に示すようなタイミングで動作が行われる。図２の例では、未接続状態のパワーダウン状態（ＳＴ５）にある子機２０が親機１０に近づくように移動している場合を想定している。
この例では、子機２０は、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移してからパワーダウン時間Ｔpdを経過し、キャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。また、キャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでに子機２０が無線信号を受信しなかったため、接続要求送信状態（ＳＴ２）に遷移する。そして、接続要求信号を送信した後、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移する。
【００４８】
しかし、図２の例では最初は子機２０−親機１０間の距離が大きいため、最初に子機２０から送信された接続要求信号を親機１０は受信できない。このため、親機１０は接続要求応答信号を子機２０に返さない。
従って、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）にある子機２０は、接続要求応答待ち状態に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでに接続要求応答信号を受信しないので、パワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
【００４９】
パワーダウン状態に遷移した子機２０は、Ｔpdmin以上、Ｔpdmax未満の範囲内でランダムなパワーダウン時間Ｔpdを生成し、このパワーダウン時間Ｔpdに渡って子機２０の電力消費レベルを抑制する。パワーダウン時間Ｔpdが経過すると再びキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。
このとき、図２における親機１０が他の子機との間で無線データ通信中であるため、子機２０はキャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでに前記の無線データ通信を受信する。そのため子機２０は再びパワーダウン状態（ＳＴ５）に遷移する。
【００５０】
この場合も、パワーダウン状態に遷移した子機２０は、Ｔpdmin以上、Ｔpdmax未満の範囲内でランダムなパワーダウン時間Ｔpdを生成し、このパワーダウン時間Ｔpdに渡って子機２０の電力消費レベルを抑制する。パワーダウン時間Ｔpdが経過すると再びキャリアセンス状態（ＳＴ１）に遷移する。
今度は親機１０が他の子機と通信していないので、子機２０はキャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に無線信号を受信せず、接続要求送信状態（ＳＴ２）に遷移する。そして、接続要求信号を送信した後、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）に遷移する。
【００５１】
図２の例では、子機２０−親機１０間の距離が徐々に近づくので、２回目に子機２０から送信された接続要求信号を親機１０は受信する。ここで、親機１０は接続要求信号に基づいて接続許可と判断し、その情報を含む接続要求応答信号を子機２０に返す。
従って、接続要求応答待ち状態（ＳＴ３）にある子機２０は、接続要求応答待ち状態に遷移してから接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでに接続要求応答信号を受信し、接続要求応答受信状態（ＳＴ４）に遷移する。更に、子機２０の受信した接続要求応答信号に接続許可情報が含まれているため、子機２０は接続状態に遷移する。
【００５２】
親機１０の無線信号処理部１２は図６に示すように動作する。すなわち、最初はステップＳ１０で無線データ信号処理を実行し、所定の無線制御信号処理条件を満たす状態になるとステップＳ００１からＳ２０の無線制御信号処理に遷移する。また、無線制御信号処理が終了すると、ステップＳ００２から無線データ信号処理に遷移する。
【００５３】
図６に示す無線制御信号処理（Ｓ２０）の内容は図７に示されている。
親機１０が接続要求信号を受信するとステップＳ２１からＳ２２に進み、接続要求信号に含まれている子機情報から子機種別が接続可能な値か否かを識別する。接続可能な子機から接続要求信号を受信した場合にはステップＳ２４で接続許可を示す接続許可情報を生成し、接続不可能な子機から接続要求信号を受信した場合にはステップＳ２５で接続不許可を示す接続許可情報を生成し、次のステップＳ２６で生成された接続許可情報を含む接続要求応答信号を送信する。
【００５４】
図７に示す処理の変形例が図９及び図１０に示されている。
図９の変形例では、ステップＳ２４又はＳ２５で接続許可情報を生成した後、ステップＳ３１でランダムな接続要求応答待ち時間Ｔswを生成する。この時間Ｔswの長さは、最小時間Ｔswmin（定数）と最大時間Ｔswmax（定数）との範囲内でランダムに決定する。
【００５５】
そして、接続要求応答待ち時間Ｔswを経過するまでの間にステップＳ３４で無線信号を検出しなければステップＳ２６で接続要求応答信号を送信する。
接続要求応答待ち時間Ｔswをランダムに決定することにより、複数の親機１０が同時に接続要求応答信号を送信するのを防止して混信の発生を抑制できる。
図１０の変形例では、ステップＳ２４で子機の接続を許可する場合には次のステップＳ４１で接続要求応答待ち時間Ｔswを決定し、ステップＳ２５で子機の接続を不許可にする場合には次のステップＳ４２で接続要求応答待ち時間Ｔswを決定する。
【００５６】
ステップＳ４１では、最小時間Ｔpswmin（定数）と最大時間Ｔpswmax（定数）との範囲内で接続要求応答待ち時間Ｔswをランダムに決定する。但し（Ｔpswmax＜任意の子機のＴaw）とする。
ステップＳ４２では、最小時間Ｔnswmin（定数）と最大時間Ｔnswmax（定数）との範囲内で接続要求応答待ち時間Ｔswをランダムに決定する。但し、接続不許可の親機からの応答が不要な子機の場合は（Ｔnswmin＞子機のＴaw）とし、但し接続不許可の親機からの応答も必要な子機の場合は（Ｔnswmax＜子機のＴaw）とする。
【００５７】
これにより、接続を許可する親機と接続を許可しない親機とが存在する場合に、接続を許可する親機がより早く接続要求応答信号を送信するため、確実に接続可能な親機に対して子機が接続できる。
子機２０の無線信号処理部２２は、図８に示すように動作する。図８を参照して説明する。
【００５８】
ステップＳ５１では、接続状態値Ｖsc，パワーダウン状態値Ｖpst及びパワーダウン信号値Ｖpsgを０に初期化する。接続状態値Ｖscは、「１」の時に接続状態を表し、「０」の時に未接続状態を表す。パワーダウン状態値Ｖpstは、「１」の時にパワーダウン状態を表し、「０」の時に接続要求状態を表す。パワーダウン信号値Ｖpsgは、「１」の時にパワーダウン信号２７で無線部２１にパワーダウンを指示する。
【００５９】
子機２０は、キャリアセンス状態に遷移してからキャリアセンス時間Ｔcsを経過するまでの間に無線信号を受信しなければ、ステップＳ５３からＳ５５に進み、その間に無線信号を受信した場合にはステップＳ５４からＳ６２に進む。
前者の場合は、ステップＳ５５で接続要求信号をブロードキャスト送信した後、接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでの間に渡って親機１０からの接続要求応答信号の受信を待つ。
【００６０】
接続要求応答待ち時間Ｔawを経過するまでの間に子機２０が接続要求応答信号を受信した場合にはステップＳ５７からＳ５９に進み、接続要求応答信号を受信しなかった場合にはステップＳ５８からＳ６２に進む。
ステップＳ５９では、受信した接続要求応答信号の内容を参照し、接続許可されたか否かを識別する。接続許可された場合にはステップＳ６０に進み、接続不許可の場合にはステップＳ６２に進む。
【００６１】
ステップＳ６０では、接続状態値Ｖscを「１」に定め、パワーダウン状態値Ｖpstを「０」に定め、パワーダウン信号値Ｖpsgを「０」に定める。そして、接続断になるまでステップＳ６１で接続状態における各種処理を実行する。
ステップＳ６２では、接続状態値Ｖscを「０」に定め、パワーダウン状態値Ｖpstを「１」に定め、パワーダウン信号値Ｖpsgを「１」に定める。次のステップＳ６３では、最小接続許可送信待ち時間Ｔpdmin（定数）と最大接続許可送信待ち時間Ｔpdmax（定数）との範囲内でランダムな値をパワーダウン時間Ｔpdとして生成する。
【００６２】
そしてパワーダウン時間Ｔpdのタイマをスタートしその時間が経過するまでステップＳ６５で待機する。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、親機に接続されていない待ち受け状態の子機は、常時受信している必要がなく、しかも接続できる状態になれば親機と無線回線を接続することができる。このため、パワーダウン時間中には、送受信回路ともに電源の供給を停止することができる。従って子機の待ち受け状態における電力消費量を大幅に削減できる。
【００６４】
また、子機がランダムなパワーダウン時間をあけて接続要求信号を送信することにより、偶然に２つの子機が同時に接続要求信号を送信し、親機への接続に失敗したとしても、子機毎にパワーダウン時間の長さが異なるので、次回の接続要求信号の送信には成功する可能性が高くなる。これにより、複数の子機からの接続要求信号が衝突する確率を低減し、安定した通信開始が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】子機の状態遷移を示す状態遷移図である。
【図２】無線データ通信開始時の動作を示すタイムチャートである。
【図３】通信システムの構成例を示す平面図である。
【図４】親機の構成例を示すブロック図である。
【図５】子機の構成例を示すブロック図である。
【図６】親機の無線信号処理部の動作を示す状態遷移図である。
【図７】親機の無線制御信号処理（１）を示すフローチャートである。
【図８】子機の無線信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【図９】親機の無線制御信号処理（２）を示すフローチャートである。
【図１０】親機の無線制御信号処理（３）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 親機
１１ 無線部
１２ 無線信号処理部
１３ ネットワークインタフェース部
１４ ネットワーク
２０ 子機
２１ 無線部
２２ 無線信号処理部
２３ 中央処理部
２４ 表示部
２５ 操作部
２６ 記憶部
２７ パワーダウン信号
Claims (14)
- 所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムを用いた無線データ通信開始方法において、
親機に対して未接続の子機が、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返す
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。 - 所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムを用いた無線データ通信開始方法において、
親機に対して未接続の子機が、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返し、
親機が、前記接続要求信号を受信したときに、前記接続要求信号に含まれる子機に関する情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否の情報を含む接続要求応答信号を子機に対して送信する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。 - 請求項１又は請求項２の無線データ通信開始方法において、子機が前記パワーダウン状態に遷移する度に、予め定めた最小パワーダウン時間と最大パワーダウン時間との範囲内でランダムに前記パワーダウン時間を決定することを特徴とする無線データ通信開始方法。
- 請求項３の無線データ通信開始方法において、
前記子機の状態が、親機に接続していない未接続状態と親機に接続している接続状態との何れか１つの状態に属し、
前記未接続状態では、子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求状態との何れか１つの状態に属し、
前記接続要求状態では、無線通信が行われていないことを確認するキャリアセンス状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求送信状態と、前記接続要求信号に対する親機からの応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求応答待ち状態と、前記接続要求応答信号を受信する接続要求応答受信状態との何れか１つの状態に属し、
前記子機が動作を開始したとき、又は前記接続状態で接続断を検出したとき、前記子機は前記未接続状態に属する前記パワーダウン状態もしくは前記キャリアセンス状態に遷移し、
前記パワーダウン状態では前記パワーダウン時間を経過したときに前記子機は前記キャリアセンス状態に遷移し、
前記キャリアセンス状態では、予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信すると前記子機は前記パワーダウン状態に遷移し、前記キャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信しなかった場合には前記子機は前記接続要求送信状態に遷移し、
前記接続要求送信状態では、前記子機は前記接続要求信号を送信した後で前記接続要求応答待ち状態に遷移し、
前記接続要求応答待ち状態では、前記子機は予め定めた接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信すると前記接続要求応答受信状態に遷移し、前記接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信しなかった場合には前記パワーダウン状態に遷移し、
前記接続要求応答受信状態では、受信した接続要求応答信号が親機からの接続許可を示すときに前記子機は前記接続状態に遷移し、受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときに前記子機は前記パワーダウン状態に遷移する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。 - 請求項２の無線データ通信開始方法において、
前記親機の状態が無線データ通信状態と無線データ通信開始状態との何れか１つの状態に属し、
前記無線データ通信状態では、前記親機は、ネットワークから接続中の子機へのデータ信号を無線で子機に送信し、接続中の子機からネットワークへのデータ信号をネットワークに送信し、未接続の子機からの接続要求信号を受信した場合には前記無線データ通信開始状態に遷移し、
前記無線データ通信開始状態では、前記親機は、接続要求信号に含まれる子機の情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否情報を含む接続要求応答信号を前記子機に送信し、前記無線データ通信状態に遷移する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。 - 請求項５の無線データ通信開始方法において、
前記親機は、前記無線データ通信開始状態に遷移する度に、予め定めた最小接続要求応答送信待ち時間と最大接続要求応答送信待ち時間との範囲内でランダムに接続要求応答送信待ち時間を決定し、前記無線データ通信開始状態では、接続要求信号を受信してから前記接続要求応答送信待ち時間が経過するのを待ってから前記接続要求応答信号を送信する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。 - 請求項６の無線データ通信開始方法において、
前記親機は、
前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可するときに、予め定めた最小接続許可送信待ち時間と最大接続許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定し、
前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可しないときに、予め定めた最小接続不許可送信待ち時間と最大接続不許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。 - 所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムに用いられる無線データ通信装置において、
前記子機に、
前記子機が親機と未接続の場合に、所定のパワーダウン時間に渡って子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、無線通信が行われていないことを確認した後で子機に関する情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し前記接続要求信号に対する応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求状態との２つの状態を、前記接続要求応答信号を受信するまで交互に繰り返す状態遷移制御手段
を設けたことを特徴とする無線データ通信装置。 - 請求項８の無線データ通信装置において、
前記状態遷移制御手段は、前記子機が前記パワーダウン状態に遷移する度に、予め定めた最小パワーダウン時間と最大パワーダウン時間との範囲内でランダムに前記パワーダウン時間を決定することを特徴とする無線データ通信装置。 - 請求項９の無線データ通信装置において、
前記子機の状態が、親機に接続していない未接続状態と親機に接続している接続状態との何れか１つの状態に属し、
前記未接続状態では、子機の電力消費を抑制するパワーダウン状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求状態との何れか１つの状態に属し、
前記接続要求状態では、無線通信が行われていないことを確認するキャリアセンス状態と、前記接続要求信号を送信する接続要求送信状態と、前記接続要求信号に対する親機からの応答である接続要求応答信号の受信を待つ接続要求応答待ち状態と、前記接続要求応答信号を受信する接続要求応答受信状態との何れか１つの状態に属する場合に、
前記子機が動作を開始したとき、又は前記接続状態で接続断を検出したとき、前記子機が前記未接続状態に属する前記パワーダウン状態もしくは前記キャリアセンス状態に遷移する第１の遷移手段と、
前記パワーダウン状態では前記パワーダウン時間を経過したときに前記子機が前記キャリアセンス状態に遷移する第２の遷移手段と、
前記キャリアセンス状態では、予め定めたキャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信すると前記子機が前記パワーダウン状態に遷移し、前記キャリアセンス時間を経過するまでに無線通信を受信しなかった場合には前記子機が前記接続要求送信状態に遷移する第３の遷移手段と、
前記接続要求送信状態では、前記子機が前記接続要求信号を送信した後で前記接続要求応答待ち状態に遷移する第４の遷移手段と、
前記接続要求応答待ち状態では、前記子機が予め定めた接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信すると前記接続要求応答受信状態に遷移し、前記接続要求応答待ち時間を経過するまでに前記接続要求応答信号を受信しなかった場合には前記パワーダウン状態に遷移する第５の遷移手段と、
前記接続要求応答受信状態では、受信した接続要求応答信号が親機からの接続許可を示すときに前記子機が前記接続状態に遷移し、受信した接続要求応答信号が親機からの接続不許可を示すときに前記子機が前記パワーダウン状態に遷移する第６の遷移手段と
を更に設けたことを特徴とする無線データ通信装置。 - 所定のネットワークに接続され無線通信機能を備える親機と無線通信機能を備える子機とで構成され、子機が親機を介して無線通信で前記ネットワークにアクセスする通信システムに用いられる無線データ通信装置において、前記親機の状態が無線データ通信状態と無線データ通信開始状態との何れか１つの状態に属する場合に、
前記親機に、
親機が子機からの接続要求信号を受信したときに、前記接続要求信号に含まれる子機に関する情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否の情報を含む接続要求応答信号を子機に対して送信する接続要求応答信号送信手段と、
前記無線データ通信状態では、前記親機が、ネットワークから接続中の子機へのデータ信号を無線で子機に送信し、接続中の子機からネットワークへのデータ信号をネットワークに送信し、未接続の子機からの接続要求信号を受信した場合には前記無線データ通信開始状態に遷移する第１の遷移手段と、
前記無線データ通信開始状態では、前記親機が、接続要求信号に含まれる子機の情報に基づいて接続可否の識別を行い、接続可否情報を含む接続要求応答信号を前記子機に送信し、前記無線データ通信状態に遷移する第２の遷移手段と
を設けたことを特徴とする無線データ通信装置。 - 請求項１１の無線データ通信装置において、
前記親機が、前記無線データ通信開始状態に遷移する度に、予め定めた最小接続要求応答送信待ち時間と最大接続要求応答送信待ち時間との範囲内でランダムに接続要求応答送信待ち時間を決定し、前記無線データ通信開始状態では、接続要求信号を受信してから前記接続要求応答送信待ち時間が経過するのを待ってから前記接続要求応答信号を送信する
ことを特徴とする無線データ通信装置。 - 請求項１２の無線データ通信装置において、
前記親機が、
前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可するときに、予め定めた最小接続許可送信待ち時間と最大接続許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定し、
前記無線データ通信開始状態で子機の接続を許可しないときに、予め定めた最小接続不許可送信待ち時間と最大接続不許可送信待ち時間との範囲内で前記接続要求応答送信待ち時間をランダムに決定する
ことを特徴とする無線データ通信装置。 - 請求項１０の無線データ通信装置において、
前記子機が、無線部と無線信号処理部とを備え、
前記無線部は、前記無線信号処理部から入力された送信信号を無線電波に変換するとともに到来した無線電波を受信信号に変換して前記無線信号処理部に出力し、前記無線信号処理部から入力されるパワーダウン信号に従って無線部の電力消費レベルを低減し、
子機が親機に接続していない状態を表す未接続状態と、子機が親機と接続している状態を表す接続状態との何れか１つの状態に属し、前記未接続状態ではパワーダウン状態と接続要求状態との何れか１つの状態に属する場合に、前記無線信号処理部は、前記パワーダウン状態で前記無線部に対して前記パワーダウン信号を出力する
ことを特徴とする無線データ通信装置。
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|---|---|---|---|
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