JP3996870B2 - Wireless data communication start method and wireless data communication apparatus - Google Patents

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池電源で動作する携帯情報端末等の子機と、ＬＡＮなどの有線ネットワークに接続された無線ＬＡＮ基地局等の親機との間で無線データ通信を行う構成において、親機と接続されていない未接続状態の子機の消費電力の低減を図る無線データ通信開始方法および無線データ通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池電源で動作する携帯情報端末等の子機は電池の消耗を抑える必要があり、利用しないときに通電状態のままにしておくことは好ましくない。しかし、無線ＬＡＮ基地局等の親機との間で無線通信することを想定している子機の場合には、電源を完全にオフにすると、利用時の起動処理に長時間を要することになる。そこで、このような子機では、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。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の無線データ通信システムでは、移動局が最初に電源を入れた場合、移動局は基地局（アクセスポイント）からＴＩＭメッセージ（トラフィック指示情報）を受信するまで動作状態に置かれる。そして、ＴＩＭメッセージに応じて次のＴＩＭメッセージまで動作状態か、低電力での休止状態か選択される。これにより、移動局と基地局間の通信および移動局の電源オフのタイミングが決定され、移動局の低電力化を可能にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−５８６８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の無線データ通信システムでは、親機と接続されていない未接続状態（待機時）の子機は、通信サービスエリア内に入ったことを検知して親機との接続が完了するまでは、呼出信号等に対応する狭帯域波用の受信回路は常時動作させておく必要がある。すなわち、未接続状態の子機は、通信を行っていないにも拘らず送受信回路で電力を消費し、電池電源の消耗が避けられなかった。
【０００６】
本発明は、親機と接続されていない未接続状態の子機の消費電力の低減を図ることができる無線データ通信開始方法および無線データ通信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（無線データ通信開始方法）
請求項１に記載の無線データ通信開始方法は、親機は、通信タイマが生成する時刻情報を含む時刻同期信号を所定の周期時間Ｔt に少なくとも１回送信し、子機は、未接続状態として、時刻同期信号を受信する前で親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、非同期状態の子機は、所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）に時刻同期信号を受信するための受信状態と、その間に時刻同期信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、時刻同期信号が受信されるまで交互に繰り返し、時刻同期信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、子機ごとに割り当てられた所定の時間Ｔpdだけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態に遷移し、未接続パワーダウン状態後に、子機の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、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して未接続状態から接続状態に遷移することを特徴とする。
【０００８】
さらに、親機は、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信し、未接続状態の非同期状態から時刻同期信号を受信して同期状態に遷移した子機は、未接続パワーダウン状態に遷移する代わりに、時刻同期信号の時刻情報から得られるビーコン信号が到着するまでの時間Ｔpd.bだけ、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に遷移し、ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号を受信し、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に遷移し、子機接続時間帯パワーダウン状態後の子機接続時間帯で接続要求信号をブロードキャスト送信する（請求項２）。
【０００９】
また、ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号が受信されないときは、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけビーコンパワーダウン状態に遷移するようにしてもよい（請求項３）。
【００１０】
また、子機接続時間帯パワーダウン状態後に子機接続時間帯に入った子機は、子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に遷移し、接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して接続要求信号をブロードキャスト送信するようにしてもよい（請求項４）。
【００１１】
また、接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときは、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけビーコンパワーダウン状態に遷移するようにしてもよい（請求項５）。
【００１２】
請求項６に記載の無線データ通信開始方法は、上記ビーコン信号に合わせて時刻同期信号を送信する方法である。すなわち、親機は、通信タイマが生成する時刻情報と、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信し、子機は、未接続状態として、時刻同期信号を受信する前で親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、非同期状態の子機は、所定の受信時間Ｔuaにビーコン信号を受信するための受信状態と、その間にビーコン信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、ビーコン信号が受信されるまで交互に繰り返し、ビーコン信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に遷移し、子機接続時間帯パワーダウン状態後に、子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に遷移し、接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して子機の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、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して未接続状態から接続状態に遷移することを特徴とする。
【００１３】
さらに、接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときは、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけビーコンパワーダウン状態に遷移する（請求項７）。
【００１４】
また、請求項１または請求項６に記載の無線データ通信開始方法において、子機は、非同期パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔdamin と所定の最大時間Ｔdamax （Ｔdamax ＞Ｔdamin ）の範囲内でランダムに非同期パワーダウン状態の時間Ｔdaを決定する（請求項８）。
【００１５】
また、請求項４または請求項６に記載の無線データ通信開始方法において、子機は、接続要求パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔpd.amin と所定の最大時間Ｔpd.amax （Ｔpd.amax ＞Ｔpd.amin ）の範囲内でランダムに接続要求パワーダウン状態の時間Ｔpd.aを決定する（請求項９）。
【００１６】
（無線データ通信装置）
請求項１０に記載の無線データ通信装置は、親機は、通信タイマが生成する時刻情報を含む時刻同期信号を所定の周期時間Ｔt に少なくとも１回送信する構成であり、子機は、未接続状態として、時刻同期信号を受信する前で親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、その非同期状態のときに、所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）に時刻同期信号を受信するための受信状態と、その間に時刻同期信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、時刻同期信号が受信されるまで交互に繰り返し、時刻同期信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態とする同期制御手段と、同期状態後に、子機ごとに割り当てられた所定の時間Ｔpdだけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態に設定する未接続パワーダウン制御手段と、未接続パワーダウン状態後に、子機の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、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して親機との間に無線リンクを確立し、接続状態に設定する無線リンク確立手段とを備える。
【００１７】
また、親機は、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信する構成であり、子機は、未接続パワーダウン制御手段に代わり、時刻同期信号の時刻情報から得られるビーコン信号が到着するまでの時間Ｔpd.bだけ、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定するビーコンパワーダウン制御手段と、ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号を受信し、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ、子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に設定する子機接続時間帯パワーダウン制御手段とを備え、無線リンク確立手段は、子機接続時間帯パワーダウン状態後の子機接続時間帯で接続要求信号をブロードキャスト送信する構成である（請求項１１）。
【００１８】
また、子機接続時間帯パワーダウン制御手段は、ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号が受信されないときに、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけビーコンパワーダウン状態に設定する構成である（請求項１２）。
【００１９】
また、子機接続時間帯パワーダウン制御手段は、子機接続時間帯パワーダウン状態後の子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に設定する接続要求パワーダウン制御手段を含み、無線リンク確立手段は、接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して接続要求信号をブロードキャスト送信する構成である（請求項１３）。
【００２０】
また、無線リンク確立手段は、接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときに、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけビーコンパワーダウン状態に設定する構成である（請求項１４）。
【００２１】
請求項１５に記載の無線データ通信装置は、親機は、通信タイマが生成する時刻情報と、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信する構成であり、子機は、未接続状態として、時刻同期信号を受信する前で親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、その非同期状態のときに、所定の受信時間Ｔuaにビーコン信号を受信するための受信状態と、その間にビーコン信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、ビーコン信号が受信されるまで交互に繰り返し、ビーコン信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態とする同期制御手段と、同期状態後に、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に設定する子機接続時間帯パワーダウン制御手段と、子機接続時間帯パワーダウン状態後に、子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に設定する接続要求パワーダウン制御手段と、接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して子機の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、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して親機との間に無線リンクを確立し、接続状態に設定する無線リンク確立手段とを備える。
【００２２】
さらに、無線リンク確立手段は、接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときは、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけビーコンパワーダウン状態に設定する構成である（請求項１６）。
【００２３】
また、請求項１０または請求項１５に記載の無線データ通信装置において、同期制御手段は、非同期パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔdamin と所定の最大時間Ｔdamax （Ｔdamax ＞Ｔdamin ）の範囲内でランダムに非同期パワーダウン状態の時間Ｔdaを決定する構成である（請求項１７）。
【００２４】
また、請求項１３または請求項１５に記載の無線データ通信装置において、接続要求パワーダウン制御手段は、接続要求パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔpd.amin と所定の最大時間Ｔpd.amax （Ｔpd.amax ＞Ｔpd.amin ）の範囲内でランダムに接続要求パワーダウン状態の時間Ｔpd.aを決定する構成である（請求項１８）。
【００２５】
また、請求項１０〜請求項１５のいずれかに記載の無線データ通信装置において、子機は、親機との間で無線電波を送受信する送受信回路を含み、各パワーダウン制御手段からパワーダウン信号が出力されるとその送受信回路を停止して消費電力を低減する構成である（請求項１９）。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（本発明の無線データ通信装置の子機の構成例：請求項１０〜１９）
図１は、本発明の無線データ通信装置の子機の構成例を示す。なお、図示しない親機は、通信タイマが生成する時刻情報を含む時刻同期信号を所定の周期時間Ｔt に少なくとも１回送信する構成であり、未接続状態の子機が時刻同期信号を受信する前は親機との時刻同期を行っていない非同期状態になっている。また、親機は、各子機との接続を行うために子機ごとに割り当てた子機接続時間帯の情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb で送信しており、子機は例えばビーコン信号を受信することにより子機接続時間帯を認識できるようになっている。ただし、子機が親機と同期状態になった場合には、ビーコン信号以外の方法によって、例えば予め決められた子機接続時間帯を自律的に判断することも可能である。
【００２７】
図において、子機は、送受信回路１０および無線信号処理部２０を有し、無線信号処理部２０は、同期制御手段２１、無線リンク確立手段２２およびパワーダウン制御手段２３から構成される。
【００２８】
送受信回路１０は、親機から送信された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２０に出力する。また、無線信号処理部２０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。さらに、送受信回路１０は、無線信号処理部２０からパワーダウン信号が入力されると、無線電波の送受信動作を停止して消費電力を低減する構成である。
【００２９】
無線信号処理部２０は、送受信回路１０から入力された受信無線信号のうち親機からの受信無線データ信号は、無線データ信号処理を施して受信データ信号として出力する。親機への送信データ信号は、無線データ信号処理を施して送信無線信号として送受信回路１０に出力する。また、無線通信を制御するための送信無線制御信号（例えば、接続要求信号）を送信無線信号として送受信回路１０に出力し、送受信回路１０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（例えば、時刻同期信号や接続要求応答信号）に対して無線制御信号処理を行う。
【００３０】
同期制御手段２１は、所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）に時刻同期信号を受信するための受信状態と、その間に時刻同期信号が受信されない場合に、パワーダウン制御手段２３に対して所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、時刻同期信号が受信されるまで交互に繰り返し、時刻同期信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態とする構成である。
【００３１】
パワーダウン制御手段２３は、同期状態後に、子機ごとに割り当てられた子機接続時間帯までの所定の時間Ｔpd、あるいはビーコン信号が受信されるまでの所定の時間Ｔpd.bなど、送受信回路１０に対してパワーダウン信号を出力し、子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態に設定する構成である。なお、パワーダウン制御手段２３としては、非同期パワーダウン制御、未接続パワーダウン制御、ビーコンパワーダウン制御、子機接続時間帯パワーダウン制御、接続要求パワーダウン制御を行うが、詳しくは以下に示す各実施形態において説明する。
【００３２】
無線リンク確立手段２２は、パワーダウン状態後に、子機の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、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して親機との間に無線リンクを確立し、接続状態に設定する構成である。
【００３３】
以下、図２〜図４に示す第１の実施形態、図５〜図８に示す第２の実施形態、図９〜図１１に示す第３の実施形態、図１２〜図１４に示す第４の実施形態について、それぞれ子機の無線データ通信開始方法について説明する。
【００３４】
（第１の実施形態：請求項１，８，１０，１７）
図２は、第１の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態の状態遷移を示す。図４は、第１の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。
【００３５】
図２において、接続状態値が１のときに接続状態、０のときに未接続状態とし、パワーダウン信号値が１のときに送受信回路１０にパワーダウン信号を出力するものとする。
【００３６】
図２および図３において、子機は、動作を開始したとき、または親機との接続断を検出したときに、時刻同期信号の受信を開始し、所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）を計測するタイマをスタートさせる（Ｓ１，Ｓ２、時刻同期信号受信状態ＳＴ０）。この受信時間Ｔuaの間に時刻同期信号が受信されない場合には、非同期パワーダウン状態に遷移する（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、非同期パワーダウン状態ＳＴ１）。非同期パワーダウン状態では、ランダムに生成された非同期パワーダウン時間Ｔdaを計測するタイマをスタートさせ、非同期パワーダウン時間Ｔdaが終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させ、非同期パワーダウン時間Ｔdaの終了後に時刻同期信号の受信に戻る（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ２、ＳＴ１，ＳＴ０）。
【００３７】
以上の繰り返し中に時刻同期信号を受信すると、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、未接続パワーダウン状態に遷移する（Ｓ４，Ｓ８，未接続パワーダウン状態ＳＴ２）。未接続パワーダウン状態では、所定の未接続パワーダウン時間Ｔpdを計測するタイマをスタートさせ、未接続パワーダウン時間Ｔpdが終了するまで子機の電力消費を低下させる（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ10、ＳＴ２）。未接続パワーダウン時間Ｔpdが終了すると、子機の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（Ｓ11，接続要求送信状態ＳＴ３）、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信すると、未接続状態から接続状態に遷移する（Ｓ12，Ｓ13）。
【００３８】
図４に示す無線リンク確立シーケンスでは、最初の時刻同期信号受信状態の受信時間Ｔuaで時刻同期信号の受信に失敗し、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔdaだけ非同期パワーダウン状態になり、その後に時刻同期信号受信状態になる。このときは、受信時間Ｔua内で時刻同期信号を受信でき、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、所定のパワーダウン時間Ｔpdだけ未接続パワーダウン状態になる。その後に接続要求信号をブロードキャスト送信し、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して無線リンクを確立する。
【００３９】
なお、非同期パワーダウン時間Ｔdaについて、非同期パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔdamin と所定の最大時間Ｔdamax （Ｔdamax ＞Ｔdamin ）の範囲内でランダムに設定することにより、時刻同期信号を受信する確率を高くし、通信開始までの時間を短縮することができる。
【００４０】
（第２の実施形態：請求項２，３，５，１１，１２，１４）
図５および図６は、第２の実施形態の子機の無線データ通信開始手順(1),(2) を示すフローチャートである。図７は、第２の実施形態の状態遷移を示す。図８は、第２の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。なお、親機は、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信しているものとする。
【００４１】
図５および図６において、接続状態値が１のときに接続状態、０のときに未接続状態とし、パワーダウン信号値が１のときに送受信回路１０にパワーダウン信号を出力するものとする。
【００４２】
図５，図６および図７において、子機は、動作を開始したとき、または親機との接続断を検出したときに、時刻同期信号の受信を開始し、所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）を計測するタイマをスタートさせる（Ｓ１，Ｓ２、時刻同期信号受信状態ＳＴ０）。この受信時間Ｔuaの間に時刻同期信号が受信されない場合には、非同期パワーダウン状態に遷移する（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、非同期パワーダウン状態ＳＴ１）。非同期パワーダウン状態では、ランダムに生成された非同期パワーダウン時間Ｔdaを計測するタイマをスタートさせ、非同期パワーダウン時間Ｔdaが終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させ、非同期パワーダウン時間Ｔdaの終了後に時刻同期信号の受信に戻る（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ２、ＳＴ１，ＳＴ０）。
【００４３】
以上の繰り返し中に時刻同期信号を受信すると、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、ビーコンパワーダウン状態に遷移する（Ｓ４，Ｓ14，ビーコンパワーダウン状態ＳＴ４）。ビーコンパワーダウン状態では、時刻同期信号の時刻情報から得られるビーコン信号が到着するまでの時間Ｔpd.bを計測するタイマをスタートさせ、その時間が終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させる。ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.bの終了後にビーコン信号を受信すると（Ｓ15，Ｓ16，Ｓ21、ビーコン信号受信状態ＳＴ５）、子機接続時間帯パワーダウン状態に遷移する（Ｓ22、子機接続時間帯パワーダウン状態ＳＴ７）。
【００４４】
子機接続時間帯パワーダウン状態では、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 を計測するタイマをスタートさせ、その時間が終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させ、その後に子機の情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号を送信する（Ｓ23，Ｓ24、接続要求送信状態ＳＴ８）。そして、接続要求応答信号の応答待ち時間Ｔawを計測するタイマをスタートさせる（Ｓ24、接続要求応答待ち状態ＳＴ９）。応答待ち時間Ｔawが経過するまでに、親機からの接続要求応答信号が受信された場合には、接続要求応答信号に含まれる接続許可情報を確認し、接続許可の場合には接続状態（接続状態値＝１）とし、親機との間に無線リンクを確立する（Ｓ25，Ｓ26，Ｓ27，Ｓ28）。
【００４５】
ここで、ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.bの終了までにビーコン信号を受信できない場合（Ｓ21、ＳＴ５）や、接続要求応答信号が受信されずに応答待ち時間Ｔawが終了した場合（Ｓ26、ＳＴ９）や、親機への接続が不許可の場合（Ｓ27）には、ビーコンパワーダウン状態に遷移する（Ｓ29、ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６）。ビーコンパワーダウン状態では、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 を計測するタイマをスタートさせ、ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.a2 が終了するまで子機の送受信回路を停止して消費電力を低減させる。ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.a2 の終了後には、ビーコン信号受信状態に戻る（Ｓ29，Ｓ30，Ｓ31，Ｓ21、ビーＳＴ６，ＳＴ５）。なお、ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.a2 は、ビーコン周期Ｔb を基準にそれぞれの状態遷移の過程に応じて適宜計算される。
【００４６】
図８に示す無線リンク確立シーケンスでは、最初の時刻同期信号受信状態の受信時間Ｔuaで時刻同期信号の受信に失敗し、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔdaだけ非同期パワーダウン状態になり、その後に時刻同期信号受信状態になる。このときは、受信時間Ｔua内で時刻同期信号を受信でき、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、時刻同期信号の時刻情報から得られるビーコン信号が到着するまでの時間Ｔpd.bだけビーコンパワーダウン状態になり、その後にビーコン信号を受信する。
【００４７】
ビーコン信号を受信すると、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機接続時間帯パワーダウン状態になり、その後に接続要求信号を送信し、応答待ち時間Ｔawが経過するまでの間に親機からの接続要求応答信号が受信されると、親機との間に無線リンクを確立する。
【００４８】
（第３の実施形態：請求項４，５，９，１３，１４，１８）
図９は、第３の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャートである。図１０は、第３の実施形態の状態遷移を示す。図１１は、第３の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。なお、親機は、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信しているものとする。
【００４９】
本実施形態の子機の無線データ通信開始手順において、子機が時刻同期信号の受信を開始し、時刻同期信号を受信後にビーコンパワーダウン状態となり、ビーコン信号を受信するまでの手順は、図５に示す第２の実施形態の子機の無線データ通信開始手順(1) と同様である。
【００５０】
図９および図１０において、ビーコン信号を受信すると（Ｓ21、ビーコン信号受信状態ＳＴ５）、子機接続時間帯パワーダウン状態に遷移する（Ｓ22、子機接続時間帯パワーダウン状態ＳＴ10）。子機接続時間帯パワーダウン状態では、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 を計測するタイマをスタートさせ、その時間が終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させる（Ｓ22，Ｓ23）。その後に接続要求パワーダウン状態になり、キャリアセンスを開始するまでの時間Ｔpd.aを計測するタイマをスタートさせ、その時間が終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させる（Ｓ41，Ｓ42）。
【００５１】
ビーコン信号の受信から時間Ｔpd.a1 およびＴpd.aが経過すると、キャリアセンス時間Ｔcsを計測するタイマをスタートさせ、キャリアセンスを開始する（Ｓ43，Ｓ44，Ｓ45、キャリアセンス状態ＳＴ11）。このキャリアセンス時間Ｔcsの間に他の無線通信を検知しない場合には、親機への接続を要求する接続要求信号を送信し（Ｓ44，Ｓ24、接続要求送信状態ＳＴ８）、接続要求応答信号の応答待ち時間Ｔawを計測するタイマをスタートさせる（Ｓ24、接続要求応答待ち状態ＳＴ９）。応答待ち時間Ｔawが経過するまでに、親機からの接続要求応答信号が受信された場合には、接続要求応答信号に含まれる接続許可情報を確認し、接続許可の場合には接続状態（接続状態値＝１）とし、親機との間に無線リンクを確立する（Ｓ25，Ｓ26，Ｓ27，Ｓ28）。
【００５２】
ここで、ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.bの終了までにビーコン信号を受信できない場合（Ｓ21、ＳＴ５）や、キャリアセンス中に他の無線信号が受信された場合（Ｓ45、ＳＴ11）や、接続要求応答信号が受信されずに応答待ち時間Ｔawが終了した場合（Ｓ26、ＳＴ９）や、親機への接続が不許可の場合（Ｓ27）には、ビーコンパワーダウン状態に遷移する（Ｓ29、ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６）。ビーコンパワーダウン状態では、所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次のビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 を計測するタイマをスタートさせ、ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.a2 が終了するまで子機の送受信回路を停止して消費電力を低減させる。ビーコンパワーダウン時間Ｔpd.a2 の終了後には、ビーコン信号受信状態に戻る（Ｓ29，Ｓ30，Ｓ31，Ｓ21、ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６）。
【００５３】
図１１に示す無線リンク確立シーケンスでは、ビーコン信号を受信するまでは図８に示す第２の実施形態と同様である。ビーコン信号を受信すると、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 とキャリアセンスを開始するまでの時間Ｔpd.aだけ、子機接続時間帯パワーダウン状態および接続要求パワーダウン状態になる。その後に接続要求信号を送信し、応答待ち時間Ｔawが経過するまでの間に親機からの接続要求応答信号が受信されると、親機との間に無線リンクを確立する。
【００５４】
なお、接続要求パワーダウン状態の時間Ｔpd.aについて、接続要求パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔpd.amin と所定の最大時間Ｔpd.amax （Ｔpd.amax ＞Ｔpd.amin ）の範囲内でランダムに設定することにより、偶然に複数の子機が同時にキャリアセンスして失敗する確率を低くし、通信開始までの時間を短縮することができる。
【００５５】
（第４の実施形態：請求項６，７，９，１５，１６，１８）
図１２は、第４の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャートである。図１３は、第４の実施形態の状態遷移を示す。図１４は、第４の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。なお、親機は、通信タイマが生成する時刻情報と、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信しているものとする。
【００５６】
本実施形態の子機の無線データ通信開始手順は、ビーコン信号と時刻同期信号を同時に送信するものであり、ビーコン信号を受信した後の手順は、図９に示す第３の実施形態の子機の無線データ通信開始手順と同様である。
【００５７】
図１２および図１３において、子機は、動作を開始したとき、または親機との接続断を検出したときに、ビーコン信号の受信を開始し、所定の受信時間Ｔuaを計測するタイマをスタートさせる（Ｓ51，Ｓ52、ビーコン信号受信状態ＳＴ13）。この受信時間Ｔuaの間にビーコン信号が受信されない場合には、非同期パワーダウン状態に遷移する（Ｓ53，Ｓ54，Ｓ55、非同期パワーダウン状態ＳＴ14）。非同期パワーダウン状態では、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔdaを計測するタイマをスタートさせ、パワーダウン時間Ｔdaが終了するまで子機の送受信回路を停止して電力消費を低下させ、パワーダウン時間Ｔdaの終了後にビーコン信号の受信に戻る（Ｓ54，Ｓ55，Ｓ56，Ｓ52、ＳＴ14，ＳＴ13）。
【００５８】
以上の繰り返し中にビーコン信号を受信すると、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、以下第３の実施形態と同様に、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 とキャリアセンスを開始するまでの時間Ｔpd.aだけ、子機接続時間帯パワーダウン状態および接続要求パワーダウン状態になる。その後に接続要求信号を送信し、応答待ち時間Ｔawが経過するまでの間に親機からの接続要求応答信号が受信されると、親機との間に無線リンクを確立する。
【００５９】
図１４に示す無線リンク確立シーケンスでは、最初の時刻同期信号受信状態の受信時間Ｔuaでビーコン信号の受信に失敗し、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔdaだけ非同期パワーダウン状態になり、その後にビーコン信号受信状態になる。このときは、受信時間Ｔua内でビーコン信号を受信でき、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となる。
【００６０】
そして、ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 とキャリアセンスを開始するまでの時間Ｔpd.aだけ、子機接続時間帯パワーダウン状態および接続要求パワーダウン状態になる。その後に接続要求信号を送信し、応答待ち時間Ｔawが経過するまでの間に親機からの接続要求応答信号が受信されると、親機との間に無線リンクを確立する。
【００６１】
なお、非同期パワーダウン状態の時間Ｔdaについては、子機のビーコンスキャン周期を決定するものであり、親機からビーコン周期Ｔb で送信されているビーコン信号を検知するために、ビーコン周期Ｔb の整数倍、または整数分の１以外の値でランダムに設定する。これにより、ビーコン信号を確実に受信することができ、通信開始までの時間を短縮することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、親機に接続されていない未接続状態の子機は、無線リンクを確立するまで常時受信している必要がなく、適当なタイミングでパワーダウン状態を設け、送受信回路への電力供給を停止することができる。これにより、未接続状態の子機における消費電力を大幅に低減することができる。
【００６３】
特に、請求項２，３，５，６，７および請求項１１，１２，１４，１５，１６に記載の発明では、子機の接続要求可能な時間情報が親機から送信されるビーコン信号により得られるので、時刻同期後から接続要求信号の送信までの間にパワーダウン状態に設定し、送受信回路への電力供給を停止することができる。これにより、未接続状態の子機における消費電力を大幅に低減することができる。
【００６４】
また、請求項４，５および請求項１３，１４に記載の発明では、子機接続時間帯に入ったときにランダムに設定される接続要求パワーダウン時間Ｔpd.aを経てキャリアセンスを行うことにより、偶然に複数の子機が同時にキャリアセンスして失敗する確率を低くし、さらにキャリアセンスすることにより接続要求信号がぶつかる確立を低くし、効率的に接続要求信号を送信することができる。
【００６５】
また、請求項６，７および請求項１５，１６に記載の発明では、時刻情報は常にビーコン信号として送信されるので、時刻同期後によや早い時間にキャリアセンスおよび接続要求信号の送信を行うことができる。
【００６６】
また、請求項８および請求項１７に記載の発明は、非同期パワーダウン時間Ｔdaをランダムに設定することにより、時刻同期信号を受信する確率が高くなり、時刻同期までの時間を短縮することができる。
【００６７】
また、請求項９および請求項１８に記載の発明は、接続要求パワーダウン時間Ｔpd.aをランダムに設定することにより、偶然に複数の子機が同時にキャリアセンスしても、次のキャリアセンスの成功確率が高くなる。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となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線データ通信装置の子機の構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態の状態遷移を示す図。
【図４】第１の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【図５】第２の実施形態の子機の無線データ通信開始手順(1) を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態の子機の無線データ通信開始手順(2) を示すフローチャート。
【図７】第２の実施形態の状態遷移を示す図。
【図８】第２の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【図９】第３の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャート。
【図１０】第３の実施形態の状態遷移を示す図。
【図１１】第３の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【図１２】第４の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャート。
【図１３】第４の実施形態の状態遷移を示す図。
【図１４】第４の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【符号の説明】
１０ 送受信回路
２０ 無線信号処理部
２１ 同期制御手段
２２ 無線リンク確立手段
２３ パワーダウン制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration in which wireless data communication is performed between a child device such as a portable information terminal that operates on a battery power source and a parent device such as a wireless LAN base station connected to a wired network such as a LAN. The present invention relates to a wireless data communication start method and a wireless data communication apparatus that reduce power consumption of a slave unit that is not connected and is not connected.
[0002]
[Prior art]
A child device such as a portable information terminal that operates on a battery power source needs to suppress the consumption of the battery, and it is not preferable to leave it in an energized state when not in use. However, in the case of a slave unit that is supposed to perform wireless communication with a base unit such as a wireless LAN base station, if the power is completely turned off, it takes a long time for start-up processing during use. Become. Therefore, many of such slave units are configured to be able to transition between a suspended state that consumes less power and a normal operating state in order to shorten the startup time.
[0003]
For example, in the wireless data communication system described in Patent Document 1, when a mobile station is first turned on, the mobile station remains in an operating state until it receives a TIM message (traffic instruction information) from a base station (access point). It is burned. Then, depending on the TIM message, it is selected whether it is in an operating state until the next TIM message or in a sleep state with low power. Thereby, the communication between the mobile station and the base station and the power-off timing of the mobile station are determined, and the power of the mobile station can be reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-58688
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the wireless data communication system described in Patent Document 1, a slave unit that is not connected to the master unit (in a standby state) detects that it has entered the communication service area and is connected to the master unit. Until this is completed, it is necessary to always operate the narrowband wave receiving circuit corresponding to the calling signal or the like. That is, the unconnected slave unit consumes power in the transmission / reception circuit even though it is not communicating, and the battery power supply cannot be exhausted.
[0006]
An object of the present invention is to provide a wireless data communication starting method and a wireless data communication apparatus capable of reducing power consumption of an unconnected child device that is not connected to a parent device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(Wireless data communication start method)
In the wireless data communication start method according to claim 1, the master unit transmits a time synchronization signal including time information generated by the communication timer at least once in a predetermined cycle time Tt, and the slave unit is in an unconnected state. The slave unit in the asynchronous state has an asynchronous state in which time synchronization with the base unit is not performed before receiving the time synchronization signal, and the slave unit in the asynchronous state is time-synchronized with a reception time Tua (Tua ≧ Tt) equal to or longer than a predetermined cycle time Tt. The reception state for receiving the signal and the asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is lowered for a predetermined time Tda when the time synchronization signal is not received in the meantime are alternated until the time synchronization signal is received. When the time synchronization signal is received repeatedly, the communication timer of the slave unit is corrected based on the time information to synchronize with the master unit, and the slave unit is synchronized for a predetermined time Tpd assigned to each slave unit. Machine Transition to the unconnected power-down state that lowers the power consumption level, and after the unconnected power-down state, broadcast transmission of a connection request signal including information on the slave unit and requesting connection to the master unit, and responding to the connection request signal The connection request response signal including the connection permission information transmitted from the parent device is received, and a transition is made from the unconnected state to the connected state.
[0008]
Furthermore, the master unit broadcasts a beacon signal including information indicating the slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer, and performs time synchronization from the unconnected asynchronous state. Instead of transitioning to the unconnected power-down state, the slave unit that has received the signal and transitioned to the synchronized state is the same as the slave unit for the time Tpd.b until the beacon signal obtained from the time information of the time synchronization signal arrives. Transition to the beacon power-down state that lowers the power consumption level, receive the beacon signal after the beacon power-down state, and change the power consumption level of the slave unit for the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone notified by the beacon signal. Transition to the power-down state of the slave unit connection time zone to be reduced, and broadcast connection request signals in the slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power-down state That (claim 2).
[0009]
When a beacon signal is not received after the beacon power-down state, the state is changed to the beacon power-down state only for the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted with a predetermined period Tb is received. (Claim 3).
[0010]
In addition, the slave unit that enters the slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power down state reduces the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a within the slave unit connection time zone. After transitioning to the down state and confirming that no other wireless communication is performed after the connection request power-down state, the connection request signal may be broadcasted (Claim 4).
[0011]
When the connection request response signal for the connection request signal is not received, the beacon power-down state is changed only for the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at the predetermined period Tb is received. (Claim 5).
[0012]
The wireless data communication start method according to claim 6 is a method for transmitting a time synchronization signal in accordance with the beacon signal. That is, the master unit broadcasts a beacon signal including time information generated by the communication timer and information indicating the slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer, The slave unit has an asynchronous state in which the slave unit is not connected and does not perform time synchronization with the master unit before receiving the time synchronization signal. The slave unit in the asynchronous state receives a beacon signal at a predetermined reception time Tua. A beacon signal is alternately repeated until a beacon signal is received, and an asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced for a predetermined time Tda when a beacon signal is not received during that time. The slave unit's communication timer is corrected based on the time information and synchronized with the master unit. Transitions to the power-down state of the slave unit connection time period during which the power consumption level of the slave unit is reduced by the time Tpd.a1 at the time of the slave unit. Transitions to the connection request power down state that reduces the power consumption level of the slave unit by .a, and after the connection request power down state, confirms that no other wireless communication is performed and includes the slave unit information. A connection request signal for requesting connection to a broadcast is transmitted, and a connection request response signal including connection permission information transmitted from the master unit is received in response to the connection request signal, and a transition is made from an unconnected state to a connected state. It is characterized by.
[0013]
Further, when the connection request response signal for the connection request signal is not received, the state transits to the beacon power-down state only for the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted with a predetermined period Tb is received (Billing). Item 7).
[0014]
Further, in the wireless data communication starting method according to claim 1 or 6, each time the slave unit changes to an asynchronous power-down state, the slave unit has a predetermined minimum time Tdamin and a predetermined maximum time Tdamax (Tdamax> Tdamin). The time Tda of the asynchronous power-down state is determined randomly within the range (claim 8).
[0015]
Further, in the wireless data communication starting method according to claim 4 or 6, each time the slave unit shifts to the connection request power down state, the slave unit has a predetermined minimum time Tpd.amin and a predetermined maximum time Tpd.amax ( Within a range of Tpd.amax> Tpd.amin), the time Tpd.a in the connection request power-down state is determined at random (claim 9).
[0016]
(Wireless data communication device)
The wireless data communication apparatus according to claim 10, wherein the master unit transmits a time synchronization signal including time information generated by the communication timer at least once in a predetermined cycle time Tt, and the slave unit is not connected As a state, there is an asynchronous state in which time synchronization with the base unit is not performed before receiving the time synchronization signal, and in the asynchronous state, the reception time Tua (Tua ≧ Tt) equal to or longer than a predetermined cycle time Tt The time synchronization signal is received in a reception state for receiving the time synchronization signal and an asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by a predetermined time Tda when the time synchronization signal is not received during that time. And the synchronous control means for correcting the communication timer of the slave unit based on the time information to synchronize with the master unit when receiving the time synchronization signal, and after the synchronization state, And an unconnected power-down control means for setting the unconnected power-down state to reduce the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd assigned to the master unit, and information on the slave unit after the unconnected power-down state is included. A connection request signal for requesting connection to a broadcast is transmitted, a connection request response signal including connection permission information transmitted from the parent device is received in response to the connection request signal, and a wireless link is established with the parent device And wireless link establishment means for setting the connection state.
[0017]
The master unit is configured to broadcast a beacon signal including information indicating the slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer. Instead of the power down control means, the beacon power down control means for setting the beacon power down state to lower the power consumption level of the slave unit only for the time Tpd.b until the beacon signal obtained from the time information of the time synchronization signal arrives. When the beacon signal is received after the beacon power-down state, the power-down state of the slave unit is reduced to the power consumption level of the slave unit by the time Tpd.a1 until the slave unit connection time period notified by the beacon signal. A slave unit connection time zone power down control means to be set, and the wireless link establishment means is a slave unit connection time zone after a slave unit connection time zone power down state In a configuration in which broadcasts a connection request signal (claim 11).
[0018]
Further, the slave unit connection time zone power-down control means sets the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at a predetermined cycle Tb is received when the beacon signal is not received after the beacon power-down state. Only the beacon power down state is set (claim 12).
[0019]
Also, the slave unit connection time zone power down control means is a connection request power for reducing the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a within the slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power down state. Including a connection request power-down control means for setting to a down state, wherein the wireless link establishment means transmits a connection request signal by broadcast after confirming that no other wireless communication is performed after the connection request power-down state. (Claim 13).
[0020]
Further, the wireless link establishment means reduces the beacon power by the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted with a predetermined period Tb is received when the connection request response signal for the connection request signal is not received. It is the structure set to a state (Claim 14).
[0021]
In the wireless data communication device according to claim 15, the base unit is controlled by the communication timer with a beacon signal including time information generated by the communication timer and information indicating a handset connection time zone assigned to each handset. The slave unit has an asynchronous state in which time synchronization with the base unit is not performed before receiving the time synchronization signal as an unconnected state, and the slave unit is in an unconnected state. Sometimes, a reception state for receiving a beacon signal at a predetermined reception time Tua, and an asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by the predetermined time Tda when no beacon signal is received during that time. A synchronized state in which the slave unit's communication timer is corrected and synchronized to the master unit based on the time information when the beacon signal is received alternately and repeatedly until the beacon signal is received And a slave unit that is set to a power-down state in a slave unit connection time period in which the power consumption level of the slave unit is reduced by a time Tpd.a1 until a slave unit connection time period notified by a beacon signal after the synchronization state. Connection time zone power down control means and after the slave unit connection time zone power down state, within the slave unit connection time zone, set to the connection required power down state that reduces the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a A connection request power-down control means for performing a broadcast transmission of a connection request signal for requesting connection to the master unit including information on the slave unit after confirming that no other wireless communication is performed after the connection request power-down state. In response to the connection request signal, the wireless communication device receives a connection request response signal including connection permission information transmitted from the parent device, establishes a wireless link with the parent device, and sets a wireless state to set the connection state. And a click establishing means.
[0022]
Further, when the connection request response signal corresponding to the connection request signal is not received, the radio link establishment means reduces the beacon power by the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at the predetermined period Tb is received. It is the structure set to a state (Claim 16).
[0023]
Further, in the radio data communication apparatus according to claim 10 or 15, the synchronization control means is configured to change a predetermined minimum time Tdamin and a predetermined maximum time Tdamax (Tdamax> Tdamin) each time the asynchronous power down state is changed. The time Tda in the asynchronous power-down state is randomly determined within the range (claim 17).
[0024]
Further, in the wireless data communication apparatus according to claim 13 or 15, the connection request power-down control means performs a predetermined minimum time Tpd.amin and a predetermined maximum time Tpd each time a transition to the connection request power-down state occurs. In this configuration, the time Tpd.a in the connection request power down state is determined at random within the range of .amax (Tpd.amax> Tpd.amin).
[0025]
The wireless data communication device according to any one of claims 10 to 15, wherein the slave unit includes a transmission / reception circuit that transmits and receives a radio wave to and from the master unit, and each power-down control unit receives a power-down signal. Is output, the transmission / reception circuit is stopped to reduce power consumption.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Configuration example of slave unit of wireless data communication apparatus of the present invention: claims 10 to 19)
FIG. 1 shows a configuration example of a slave unit of the wireless data communication apparatus of the present invention. Note that the master unit (not shown) is configured to transmit a time synchronization signal including time information generated by the communication timer at least once in a predetermined cycle time Tt, and before the unconnected slave unit receives the time synchronization signal. Is out of sync with the base unit. The master unit transmits a beacon signal including information on the slave unit connection time zone assigned to each slave unit in order to establish a connection with each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer. The slave unit can recognize the slave unit connection time zone by receiving a beacon signal, for example. However, when the slave unit becomes synchronized with the master unit, for example, a predetermined slave unit connection time zone can be autonomously determined by a method other than the beacon signal.
[0027]
In the figure, the slave unit includes a transmission / reception circuit 10 and a radio signal processing unit 20, and the radio signal processing unit 20 includes a synchronization control unit 21, a radio link establishment unit 22, and a power-down control unit 23.
[0028]
The transmission / reception circuit 10 receives a radio wave transmitted from the parent device with an antenna, converts the radio wave into a received radio signal, and outputs the received radio signal to the radio signal processing unit 20. In addition, the transmission radio signal input from the radio signal processing unit 20 is converted into a radio wave and transmitted from the antenna. Furthermore, the transmission / reception circuit 10 is configured to stop the transmission / reception operation of radio waves and reduce power consumption when a power-down signal is input from the radio signal processing unit 20.
[0029]
The radio signal processing unit 20 performs radio data signal processing on the received radio data signal from the master unit among the received radio signals input from the transmission / reception circuit 10 and outputs the received data signal as a received data signal. The transmission data signal to the base unit is subjected to radio data signal processing and output to the transmission / reception circuit 10 as a transmission radio signal. In addition, a transmission radio control signal (for example, a connection request signal) for controlling radio communication is output to the transmission / reception circuit 10 as a transmission radio signal, and the radio communication is controlled among the reception radio signals input from the transmission / reception circuit 10. Radio control signal processing is performed on a received radio control signal (for example, a time synchronization signal or a connection request response signal).
[0030]
The synchronization control unit 21 receives the time synchronization signal at a reception time Tua (Tua ≧ Tt) that is equal to or longer than the predetermined cycle time Tt, and the power down control unit 23 when the time synchronization signal is not received during the reception state. In contrast, the asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is lowered for a predetermined time Tda is alternately repeated until the time synchronization signal is received, and when the time synchronization signal is received, based on the time information. In this configuration, the communication timer of the slave unit is corrected to synchronize with the master unit.
[0031]
The power-down control unit 23 transmits / receives the transmission / reception circuit 10 such as a predetermined time Tpd until a slave unit connection time zone assigned to each slave unit or a predetermined time Tpd.b until a beacon signal is received after the synchronization state. Is configured to output a power-down signal to a power-down state that lowers the power consumption level of the slave unit. The power-down control means 23 performs asynchronous power-down control, unconnected power-down control, beacon power-down control, slave unit connection time zone power-down control, and connection request power-down control. This will be described in the embodiment.
[0032]
The wireless link establishment means 22 broadcasts a connection request signal including information on the slave unit and requests connection to the master unit after the power-down state, and connection permission information transmitted from the master unit in response to the connection request signal Is received and a connection request response signal is received, a wireless link is established with the base unit, and a connection state is set.
[0033]
Hereinafter, the first embodiment shown in FIGS. 2 to 4, the second embodiment shown in FIGS. 5 to 8, the third embodiment shown in FIGS. 9 to 11, and the fourth embodiment shown in FIGS. 12 to 14. Each of the embodiments will be described with respect to a method of starting wireless data communication of the slave unit.
[0034]
(First embodiment: claims 1, 8, 10, and 17)
FIG. 2 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure of the handset according to the first embodiment. FIG. 3 shows the state transition of the first embodiment. FIG. 4 shows a wireless link establishment sequence between the slave unit and the master unit according to the first embodiment.
[0035]
In FIG. 2, it is assumed that when the connection state value is 1, the connection state is established, when 0, the connection state value is not established, and when the power down signal value is 1, the power down signal is output to the transmission / reception circuit 10.
[0036]
2 and 3, the slave unit starts receiving a time synchronization signal when it starts operation or detects disconnection with the master unit, and receives a reception time Tua (not less than a predetermined cycle time Tt). A timer for measuring (Tua ≧ Tt) is started (S1, S2, time synchronization signal reception state ST0). When the time synchronization signal is not received during the reception time Tua, the state transits to the asynchronous power-down state (S3, S4, S5, asynchronous power-down state ST1). In the asynchronous power-down state, a timer for measuring the randomly generated asynchronous power-down time Tda is started, and the transmission / reception circuit of the slave unit is stopped until the asynchronous power-down time Tda ends to reduce power consumption. After completion of the down time Tda, the process returns to receiving the time synchronization signal (S5, S6, S7, S2, ST1, ST0).
[0037]
When the time synchronization signal is received during the above repetition, the slave unit's communication timer is corrected based on the time information to synchronize with the master unit, and transition to the unconnected power down state (S4, S8, Unconnected power-down state ST2). In the unconnected power-down state, a timer for measuring a predetermined unconnected power-down time Tpd is started, and the power consumption of the slave unit is reduced until the unconnected power-down time Tpd ends (S8, S9, S10, ST2). . When the unconnected power-down time Tpd ends, a connection request signal including information on the child device and requesting connection to the parent device is broadcasted (S11, connection request transmission state ST3), and the parent device is transmitted to the connection request signal. When the connection request response signal including the connection permission information transmitted from is received, a transition is made from the unconnected state to the connected state (S12, S13).
[0038]
In the radio link establishment sequence shown in FIG. 4, the reception of the time synchronization signal fails at the reception time Tua in the first time synchronization signal reception state, and the asynchronous power down state is entered for the power-down time Tda generated at random. Time synchronization signal reception state is entered. At this time, the time synchronization signal can be received within the reception time Tua, the communication timer of the slave unit is corrected based on the time information, and the slave unit is synchronized with the master unit, and is not connected for a predetermined power down time Tpd. Power down state. Thereafter, a connection request signal is broadcasted, and a connection request response signal including connection permission information transmitted from the master unit is received in response to the connection request signal to establish a radio link.
[0039]
As for the asynchronous power-down time Tda, every time a transition is made to the asynchronous power-down state, a time synchronization signal is set by randomly setting within a range between a predetermined minimum time Tdamin and a predetermined maximum time Tdamax (Tdamax> Tdamin). The probability of reception can be increased, and the time until the start of communication can be shortened.
[0040]
(Second Embodiment: Claims 2, 3, 5, 11, 12, 14)
5 and 6 are flowcharts showing the wireless data communication start procedures (1) and (2) of the slave unit of the second embodiment. FIG. 7 shows the state transition of the second embodiment. FIG. 8 shows a wireless link establishment sequence between the slave unit and the master unit of the second embodiment. It is assumed that the master unit broadcasts a beacon signal including information indicating the slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer.
[0041]
5 and 6, it is assumed that the connected state is 1 when the connection state value is 1, the unconnected state when 0, and the power down signal is output to the transmission / reception circuit 10 when the power down signal value is 1.
[0042]
5, 6 and 7, when the slave unit starts operation or detects disconnection with the master unit, the slave unit starts to receive the time synchronization signal and receives a predetermined cycle time Tt or more. A timer for measuring time Tua (Tua ≧ Tt) is started (S1, S2, time synchronization signal reception state ST0). When the time synchronization signal is not received during the reception time Tua, the state transits to the asynchronous power-down state (S3, S4, S5, asynchronous power-down state ST1). In the asynchronous power-down state, a timer for measuring the randomly generated asynchronous power-down time Tda is started, and the transmission / reception circuit of the slave unit is stopped until the asynchronous power-down time Tda ends to reduce power consumption. After completion of the down time Tda, the process returns to receiving the time synchronization signal (S5, S6, S7, S2, ST1, ST0).
[0043]
When the time synchronization signal is received during the above repetition, the slave unit's communication timer is corrected based on the time information to synchronize with the master unit, and transition to the beacon power down state (S4, S14, beacon). Power-down state ST4). In the beacon power down state, a timer for measuring the time Tpd.b until the beacon signal obtained from the time information of the time synchronization signal arrives is started, and the transmission / reception circuit of the slave unit is stopped until the time is over to Reduce consumption. When a beacon signal is received after the end of the beacon power down time Tpd.b (S15, S16, S21, beacon signal reception state ST5), a transition is made to the slave unit connection time zone power down state (S22, slave unit connection time zone power down). State ST7).
[0044]
In the slave unit connection time zone power-down state, the timer that measures the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone notified by the beacon signal is started, and the transmitter / receiver circuit of the slave unit is stopped until the time expires. The power consumption is reduced, and then a connection request signal including information on the child device and requesting connection to the parent device is transmitted (S23, S24, connection request transmission state ST8). Then, a timer for measuring the response waiting time Taw of the connection request response signal is started (S24, connection request response waiting state ST9). If a connection request response signal is received from the master unit before the response waiting time Taw elapses, the connection permission information included in the connection request response signal is checked. State value = 1) and a wireless link is established with the parent device (S25, S26, S27, S28).
[0045]
Here, when the beacon signal cannot be received before the end of the beacon power down time Tpd.b (S21, ST5), or when the response waiting time Taw ends without receiving the connection request response signal (S26, ST9), When the connection to the parent device is not permitted (S27), the state transits to the beacon power down state (S29, beacon power down state ST6). In the beacon power-down state, a timer for measuring the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted with a predetermined period Tb is received is started, and the child is stopped until the beacon power-down time Tpd.a2 ends. The power transmission / reception circuit of the machine is stopped to reduce power consumption. After the beacon power down time Tpd.a2 ends, the beacon signal reception state is restored (S29, S30, S31, S21, B ST6 and ST5). The beacon power down time Tpd.a2 is appropriately calculated according to each state transition process with the beacon period Tb as a reference.
[0046]
In the radio link establishment sequence shown in FIG. 8, the reception of the time synchronization signal fails at the reception time Tua in the first time synchronization signal reception state, and the asynchronous power-down state is entered for the power-down time Tda generated at random. Time synchronization signal reception state is entered. At this time, the time synchronization signal can be received within the reception time Tua, the communication timer of the slave unit is corrected based on the time information, and the synchronization state is established with the master unit, and is obtained from the time information of the time synchronization signal. The beacon power-down state is entered for the time Tpd.b until the beacon signal arrives, and then the beacon signal is received.
[0047]
When a beacon signal is received, it enters the power-down state of the slave unit connection time zone for the time Tpd.a1 up to the slave unit connection time zone notified by the beacon signal, then transmits a connection request signal, and the response waiting time Taw elapses. When a connection request response signal is received from the parent device until the time is reached, a wireless link is established with the parent device.
[0048]
(Third embodiment: claims 4, 5, 9, 13, 14, 18)
FIG. 9 is a flowchart illustrating a wireless data communication start procedure of the handset according to the third embodiment. FIG. 10 shows the state transition of the third embodiment. FIG. 11 shows a wireless link establishment sequence between the slave unit and the master unit according to the third embodiment. It is assumed that the master unit broadcasts a beacon signal including information indicating the slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer.
[0049]
In the wireless data communication start procedure of the slave unit of the present embodiment, the procedure until the slave unit starts receiving the time synchronization signal, enters the beacon power-down state after receiving the time synchronization signal, and receives the beacon signal is shown in FIG. This is the same as the wireless data communication start procedure (1) of the slave unit of the second embodiment shown in FIG.
[0050]
9 and 10, when a beacon signal is received (S21, beacon signal reception state ST5), a transition is made to a slave unit connection time zone power down state (S22, slave unit connection time zone power down state ST10). In the slave unit connection time zone power-down state, the timer that measures the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone notified by the beacon signal is started, and the transmitter / receiver circuit of the slave unit is stopped until the time expires. Power consumption is reduced (S22, S23). After that, the connection request power down state is entered, a timer for measuring the time Tpd.a until carrier sense is started is started, and the transmission / reception circuit of the slave unit is stopped until the time ends to reduce power consumption ( S41, S42).
[0051]
When the times Tpd.a1 and Tpd.a have elapsed since the reception of the beacon signal, a timer for measuring the carrier sense time Tcs is started and carrier sense is started (S43, S44, S45, carrier sense state ST11). If no other wireless communication is detected during this carrier sense time Tcs, a connection request signal for requesting connection to the master unit is transmitted (S44, S24, connection request transmission state ST8), and the connection request response signal A timer for measuring the response waiting time Taw is started (S24, connection request response waiting state ST9). If a connection request response signal is received from the master unit before the response waiting time Taw elapses, the connection permission information included in the connection request response signal is checked. State value = 1) and a wireless link is established with the parent device (S25, S26, S27, S28).
[0052]
Here, when the beacon signal cannot be received before the end of the beacon power down time Tpd.b (S21, ST5), or when another wireless signal is received during the carrier sense (S45, ST11), the connection request response When the response waiting time Taw is finished without receiving a signal (S26, ST9), or when connection to the base unit is not permitted (S27), the state transits to the beacon power down state (S29, beacon power down). State ST6). In the beacon power-down state, a timer for measuring the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted with a predetermined period Tb is received is started, and the child is kept until the beacon power-down time Tpd.a2 ends. The power transmission / reception circuit of the machine is stopped to reduce power consumption. After the beacon power down time Tpd.a2 ends, the beacon signal reception state is restored (S29, S30, S31, S21, beacon power down state ST6).
[0053]
The radio link establishment sequence shown in FIG. 11 is the same as that in the second embodiment shown in FIG. 8 until a beacon signal is received. When the beacon signal is received, the slave unit connection time zone power down state and the connection request power down are the same as the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone notified by the beacon signal and the time Tpd.a until the start of carrier sense. It becomes a state. Thereafter, a connection request signal is transmitted, and when a connection request response signal is received from the parent device before the response waiting time Taw elapses, a wireless link is established with the parent device.
[0054]
Regarding the time Tpd.a in the connection request power-down state, every time a transition is made to the connection request power-down state, a predetermined minimum time Tpd.amin and a predetermined maximum time Tpd.amax (Tpd.amax> Tpd.amin). By setting it randomly within the range, it is possible to reduce the probability that a plurality of slave units will accidentally carry out carrier sensing and fail at the same time, and the time to start communication can be shortened.
[0055]
(Fourth embodiment: claims 6, 7, 9, 15, 16, 18)
FIG. 12 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure of the handset of the fourth embodiment. FIG. 13 shows the state transition of the fourth embodiment. FIG. 14 shows a wireless link establishment sequence between the slave unit and the master unit of the fourth embodiment. The master unit broadcasts a beacon signal including time information generated by the communication timer and information indicating the slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer. It shall be.
[0056]
The wireless data communication start procedure of the slave unit of this embodiment is to simultaneously transmit a beacon signal and a time synchronization signal, and the procedure after receiving the beacon signal is the slave unit of the third embodiment shown in FIG. This is the same as the wireless data communication start procedure.
[0057]
12 and 13, the slave unit starts receiving a beacon signal and starts a timer for measuring a predetermined reception time Tua when the slave unit starts operation or detects disconnection with the master unit. (S51, S52, beacon signal reception state ST13). When the beacon signal is not received during the reception time Tua, the state transits to the asynchronous power-down state (S53, S54, S55, asynchronous power-down state ST14). In the asynchronous power-down state, a timer for measuring the randomly generated power-down time Tda is started, and the transmission / reception circuit of the slave unit is stopped until the power-down time Tda is completed, thereby reducing the power consumption. After completing the above, the process returns to receiving a beacon signal (S54, S55, S56, S52, ST14, ST13).
[0058]
When a beacon signal is received during the above repetition, the slave unit's communication timer is corrected based on the time information to synchronize with the parent unit, and thereafter, as in the third embodiment, a beacon signal is notified. The slave unit connection time zone power-down state and the connection request power-down state are set only by the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone and the time Tpd.a until the start of carrier sense. Thereafter, a connection request signal is transmitted, and when a connection request response signal is received from the parent device before the response waiting time Taw elapses, a wireless link is established with the parent device.
[0059]
In the radio link establishment sequence shown in FIG. 14, the reception of the beacon signal fails at the reception time Tua in the initial time synchronization signal reception state, and the asynchronous power down state is entered for the randomly generated power down time Tda. The signal is received. At this time, the beacon signal can be received within the reception time Tua, and the communication timer of the slave unit is corrected based on the time information, and the synchronization state is established in synchronization with the master unit.
[0060]
Then, only the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone notified by the beacon signal and the time Tpd.a until the start of carrier sense, the slave unit connection time zone power down state and the connection request power down state are entered. Thereafter, a connection request signal is transmitted, and when a connection request response signal is received from the parent device before the response waiting time Taw elapses, a wireless link is established with the parent device.
[0061]
The time Tda in the asynchronous power-down state determines the beacon scan cycle of the slave unit, and is an integral multiple of the beacon cycle Tb in order to detect the beacon signal transmitted from the master unit in the beacon cycle Tb. Or a random value other than a fraction of an integer. Thereby, a beacon signal can be received reliably and the time until the start of communication can be shortened.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an unconnected slave unit that is not connected to the master unit does not need to be constantly received until a wireless link is established, and is provided with a power-down state at an appropriate timing, The power supply to the transmission / reception circuit can be stopped. Thereby, the power consumption in the unconnected slave unit can be significantly reduced.
[0063]
In particular, in the inventions of claims 2, 3, 5, 6, 7 and claims 11, 12, 14, 15, 16, time information that can be requested to connect to the slave unit is determined by a beacon signal transmitted from the master unit. Thus, the power-down state can be set between the time synchronization and the transmission of the connection request signal, and the power supply to the transmission / reception circuit can be stopped. Thereby, the power consumption in the unconnected slave unit can be significantly reduced.
[0064]
In the inventions according to claims 4 and 5 and claims 13 and 14, carrier sense is performed through a connection request power down time Tpd.a that is set at random when the slave unit connection time zone is entered. It is possible to reduce the probability that a plurality of slave units will accidentally carry out carrier sense at the same time by chance, and further reduce the probability that a connection request signal will collide by carrier sensing, thereby efficiently transmitting a connection request signal.
[0065]
Further, in the inventions according to claims 6 and 7 and claims 15 and 16, since time information is always transmitted as a beacon signal, carrier sense and connection request signal are transmitted sooner after time synchronization. Can do.
[0066]
In the inventions according to claims 8 and 17, by setting the asynchronous power-down time Tda at random, the probability of receiving the time synchronization signal is increased, and the time until time synchronization can be shortened. .
[0067]
Further, in the invention according to claim 9 and claim 18, by setting the connection request power down time Tpd.a at random, even if a plurality of slave units accidentally carry out carrier sense at the same time, the next carrier sense is detected. Increases the probability of success. Thereby, the probability that the connection request signals from a plurality of slave units collide with each other is reduced, and stable communication can be started.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a slave unit of a wireless data communication apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure of the handset according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing state transition of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a wireless link establishment sequence between a slave unit and a master unit according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure (1) of the handset according to the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure (2) of the handset of the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing state transition of the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a wireless link establishment sequence between a slave unit and a master unit according to the second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure of the handset of the third embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing state transition of the third embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a wireless link establishment sequence between a slave unit and a master unit according to the third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing a wireless data communication start procedure of the handset of the fourth embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing state transition of the fourth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing a wireless link establishment sequence between a slave unit and a master unit according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Transceiver circuit
20 Radio signal processor
21 Synchronization control means
22 Wireless link establishment means
23 Power-down control means

Claims (19)

少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムで、親機と接続されていない未接続状態の子機が親機との無線リンクを確立して接続状態に遷移し、無線データ通信を開始する無線データ通信開始方法において、
前記親機は、通信タイマが生成する時刻情報を含む時刻同期信号を所定の周期時間Ｔt に少なくとも１回送信し、
前記子機は、前記未接続状態として、前記時刻同期信号を受信する前で前記親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、
前記非同期状態の子機は、
前記所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）に前記時刻同期信号を受信するための受信状態と、その間に前記時刻同期信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、前記時刻同期信号が受信されるまで交互に繰り返し、
前記時刻同期信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、子機ごとに割り当てられた所定の時間Ｔpdだけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態に遷移し、
前記未接続パワーダウン状態後に、前記子機の情報を含み前記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、その接続要求信号に対して前記親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して前記未接続状態から前記接続状態に遷移する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。In a wireless data communication system that performs wireless data communication between at least one slave unit and a master unit connected to a predetermined network, an unconnected slave unit that is not connected to the master unit is wireless with the master unit. In the wireless data communication starting method of establishing a link and transitioning to a connected state and starting wireless data communication,
The base unit transmits a time synchronization signal including time information generated by a communication timer at least once in a predetermined cycle time Tt,
The slave unit has an asynchronous state in which the time synchronization with the master unit is not performed before receiving the time synchronization signal as the unconnected state,
The asynchronous slave is
The reception state for receiving the time synchronization signal at a reception time Tua (Tua ≧ Tt) equal to or greater than the predetermined cycle time Tt, and the power of the slave unit for a predetermined time Tda when the time synchronization signal is not received during that time. An asynchronous power-down state that lowers the consumption level is alternately repeated until the time synchronization signal is received,
When the time synchronization signal is received, the slave unit's communication timer is corrected based on the time information to synchronize with the master unit, and the slave unit is synchronized with the slave unit for a predetermined time Tpd assigned to each slave unit. Transition to unconnected power-down state that reduces power consumption level,
After the unconnected power-down state, a connection request signal including information on the child device and requesting connection to the parent device is broadcasted, and connection permission information transmitted from the parent device in response to the connection request signal is transmitted. A wireless data communication start method, comprising: receiving a connection request response signal including: transitioning from the unconnected state to the connected state. 請求項１に記載の無線データ通信開始方法において、
前記親機は、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、前記通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信し、
前記未接続状態の前記非同期状態から前記時刻同期信号を受信して前記同期状態に遷移した子機は、前記未接続パワーダウン状態に遷移する代わりに、
前記時刻同期信号の時刻情報から得られる前記ビーコン信号が到着するまでの時間Ｔpd.bだけ、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に遷移し、
前記ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号を受信し、前記ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に遷移し、
前記子機接続時間帯パワーダウン状態後の子機接続時間帯で前記接続要求信号をブロードキャスト送信する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。The wireless data communication starting method according to claim 1,
The master unit broadcasts a beacon signal including information indicating a slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer,
The slave unit that has received the time synchronization signal from the asynchronous state of the unconnected state and transitioned to the synchronous state, instead of transitioning to the unconnected power-down state,
Transition to a beacon power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by the time Tpd.b until the beacon signal arrives from the time information of the time synchronization signal,
A beacon signal is received after the beacon power-down state, and a transition is made to a slave unit connection time period power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by the time Tpd.a1 until the slave unit connection time period notified by the beacon signal And
A wireless data communication start method, wherein the connection request signal is broadcasted in a slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power-down state. 請求項２に記載の無線データ通信開始方法において、
前記ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号が受信されないときは、前記所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次の前記ビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけ前記ビーコン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。The wireless data communication start method according to claim 2,
When a beacon signal is not received after the beacon power-down state, the state transits to the beacon power-down state only for a time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at the predetermined period Tb is received. A method for starting wireless data communication. 請求項２に記載の無線データ通信開始方法において、
前記子機接続時間帯パワーダウン状態後に子機接続時間帯に入った子機は、
前記子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に遷移し、
前記接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して前記接続要求信号をブロードキャスト送信する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。The wireless data communication start method according to claim 2,
The slave unit that has entered the slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power down state,
Within the slave unit connection time zone, a transition is made to a connection request power down state that reduces the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a,
A wireless data communication start method comprising: confirming that no other wireless communication is performed after the connection request power-down state, and broadcasting the connection request signal. 請求項２または請求項４に記載の無線データ通信開始方法において、
前記接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときは、前記所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次の前記ビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけ前記ビーコン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。In the wireless data communication start method according to claim 2 or 4,
When a connection request response signal for the connection request signal is not received, the state transits to the beacon power-down state only for a time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at the predetermined period Tb is received. A method for starting wireless data communication. 少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムで、親機と接続されていない未接続状態の子機が親機との無線リンクを確立して接続状態に遷移し、無線データ通信を開始する無線データ通信開始方法において、
前記親機は、通信タイマが生成する時刻情報と、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、前記通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信し、
前記子機は、前記未接続状態として、前記時刻同期信号を受信する前で前記親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、
前記非同期状態の子機は、
前記所定の受信時間Ｔuaに前記ビーコン信号を受信するための受信状態と、その間に前記ビーコン信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、前記ビーコン信号が受信されるまで交互に繰り返し、
前記ビーコン信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態となり、前記ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に遷移し、
前記子機接続時間帯パワーダウン状態後に、前記子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に遷移し、
前記接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して前記子機の情報を含み前記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、その接続要求信号に対して前記親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して前記未接続状態から前記接続状態に遷移する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。In a wireless data communication system that performs wireless data communication between at least one slave unit and a master unit connected to a predetermined network, an unconnected slave unit that is not connected to the master unit is wireless with the master unit. In the wireless data communication starting method of establishing a link and transitioning to a connected state and starting wireless data communication,
The master unit broadcasts a beacon signal including time information generated by a communication timer and information indicating a slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer,
The slave unit has an asynchronous state in which the time synchronization with the master unit is not performed before receiving the time synchronization signal as the unconnected state,
The asynchronous slave is
A reception state for receiving the beacon signal at the predetermined reception time Tua, and an asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by the predetermined time Tda when the beacon signal is not received during the reception state. Alternately until the beacon signal is received,
When the beacon signal is received, the communication timer of the slave unit is corrected based on the time information to be synchronized with the master unit, and the time Tpd until the slave unit connection time period notified by the beacon signal is reached. Transitions to the power-down state of the slave unit connection time period that reduces the power consumption level of the slave unit by .a1
After the slave unit connection time zone power down state, the slave unit connection time zone transitions to a connection request power down state that reduces the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a,
After the connection request power-down state, it confirms that no other wireless communication is performed, broadcasts a connection request signal that includes information on the slave unit and requests connection to the master unit, and the connection request signal Receiving a connection request response signal including connection permission information transmitted from the base unit and transitioning from the unconnected state to the connected state. 請求項６に記載の無線データ通信開始方法において、
前記接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときは、前記所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次の前記ビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけ前記ビーコン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。The wireless data communication start method according to claim 6,
When a connection request response signal for the connection request signal is not received, the state transits to the beacon power-down state only for a time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at the predetermined period Tb is received. A method for starting wireless data communication. 請求項１または請求項６に記載の無線データ通信開始方法において、
前記子機は、前記非同期パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔdamin と所定の最大時間Ｔdamax （Ｔdamax ＞Ｔdamin ）の範囲内でランダムに前記非同期パワーダウン状態の時間Ｔdaを決定する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。In the wireless data communication start method according to claim 1 or 6,
The slave unit randomly determines the time Tda of the asynchronous power-down state within a range between a predetermined minimum time Tdamin and a predetermined maximum time Tdamax (Tdamax> Tdamin) every time the slave unit transits to the asynchronous power-down state. A method for starting wireless data communication. 請求項４または請求項６に記載の無線データ通信開始方法において、
前記子機は、前記接続要求パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔpd.amin と所定の最大時間Ｔpd.amax （Ｔpd.amax ＞Ｔpd.amin ）の範囲内でランダムに前記接続要求パワーダウン状態の時間Ｔpd.aを決定する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。In the wireless data communication start method according to claim 4 or 6,
Each time the slave unit changes to the connection request power-down state, the connection request is randomly selected within a range between a predetermined minimum time Tpd.amin and a predetermined maximum time Tpd.amax (Tpd.amax> Tpd.amin). A wireless data communication starting method, wherein a time Tpd.a in a power-down state is determined. 少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で無線データ通信を行う前に、親機と接続されていない未接続状態の子機が親機との無線リンクを確立して接続状態に設定し、無線データ通信を開始する無線データ通信装置において、
前記親機は、通信タイマが生成する時刻情報を含む時刻同期信号を所定の周期時間Ｔt に少なくとも１回送信する構成であり、
前記子機は、
前記未接続状態として、前記時刻同期信号を受信する前で前記親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、その非同期状態のときに、前記所定の周期時間Ｔt 以上の受信時間Ｔua（Ｔua≧Ｔt ）に前記時刻同期信号を受信するための受信状態と、その間に前記時刻同期信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、前記時刻同期信号が受信されるまで交互に繰り返し、時刻同期信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態とする同期制御手段と、
前記同期状態後に、前記子機ごとに割り当てられた所定の時間Ｔpdだけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態に設定する未接続パワーダウン制御手段と、
前記未接続パワーダウン状態後に、前記子機の情報を含み前記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、その接続要求信号に対して前記親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して前記親機との間に無線リンクを確立し、前記接続状態に設定する無線リンク確立手段と
を備えたことを特徴とする無線データ通信装置。Before performing wireless data communication between at least one slave unit and a master unit connected to a predetermined network, a slave unit that is not connected to the master unit establishes a wireless link with the master unit. In the wireless data communication device that sets the connection state and starts wireless data communication,
The base unit is configured to transmit a time synchronization signal including time information generated by a communication timer at least once in a predetermined cycle time Tt,
The slave is
As the unconnected state, there is an asynchronous state in which time synchronization with the base unit is not performed before receiving the time synchronization signal, and in the asynchronous state, a reception time Tua equal to or greater than the predetermined cycle time Tt A reception state for receiving the time synchronization signal at (Tua ≧ Tt) and an asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by a predetermined time Tda when the time synchronization signal is not received during that time. The synchronous control is repeated alternately until the time synchronization signal is received, and when the time synchronization signal is received, the communication timer of the slave unit is corrected based on the time information so as to synchronize with the master unit. Means,
After the synchronization state, unconnected power-down control means for setting the unconnected power-down state to reduce the power consumption level of the child device for a predetermined time Tpd assigned for each child device;
After the unconnected power-down state, a connection request signal including information on the child device and requesting connection to the parent device is broadcasted, and connection permission information transmitted from the parent device in response to the connection request signal is transmitted. A wireless data communication apparatus, comprising: a wireless link establishing means for receiving a connection request response signal including the wireless connection and establishing a wireless link with the parent device and setting the connection state. 請求項１０に記載の無線データ通信装置において、
前記親機は、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、前記通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信する構成であり、
前記子機は、前記未接続パワーダウン制御手段に代わり、前記時刻同期信号の時刻情報から得られる前記ビーコン信号が到着するまでの時間Ｔpd.bだけ、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定するビーコンパワーダウン制御手段と、
前記ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号を受信し、前記ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ、子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に設定する子機接続時間帯パワーダウン制御手段とを備え、
前記無線リンク確立手段は、前記子機接続時間帯パワーダウン状態後の子機接続時間帯で前記接続要求信号をブロードキャスト送信する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication device according to claim 10.
The master unit is configured to broadcast a beacon signal including information indicating a slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined period Tb controlled by the communication timer,
The slave unit, instead of the unconnected power down control means, reduces the power consumption level of the slave unit by the time Tpd.b until the beacon signal obtained from the time information of the time synchronization signal arrives. A beacon power down control means for setting the down state;
A beacon signal is received after the beacon power-down state, and the slave unit connection time period power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced is reduced by the time Tpd.a1 until the slave unit connection time period notified by the beacon signal. With a slave unit connection time zone power-down control means to set,
The wireless data communication apparatus, wherein the wireless link establishing means is configured to broadcast-transmit the connection request signal in a slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power down state. 請求項１１に記載の無線データ通信装置において、
前記子機接続時間帯パワーダウン制御手段は、前記ビーコンパワーダウン状態後にビーコン信号が受信されないときに、前記所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次の前記ビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけ前記ビーコンパワーダウン状態に設定する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to claim 11, wherein
When the beacon signal is not received after the beacon power-down state, the slave unit connection time zone power-down control means is a time Tpd until the next beacon signal broadcasted in the predetermined period Tb is received. A wireless data communication apparatus, characterized in that only the .a2 is set to the beacon power-down state. 請求項１１に記載の無線データ通信装置において、
前記子機接続時間帯パワーダウン制御手段は、前記子機接続時間帯パワーダウン状態後の前記子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に設定する接続要求パワーダウン制御手段を含み、
前記無線リンク確立手段は、前記接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して前記接続要求信号をブロードキャスト送信する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to claim 11, wherein
The slave unit connection time zone power down control means is a connection request for reducing the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a within the slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power down state. Including a connection request power down control means for setting the power down state,
The wireless data communication apparatus according to claim 1, wherein the wireless link establishing means is configured to broadcast-transmit the connection request signal after confirming that no other wireless communication is performed after the connection request power-down state. 請求項１１または請求項１３に記載の無線データ通信装置において、
前記無線リンク確立手段は、前記接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときに、前記所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次の前記ビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけ前記ビーコンパワーダウン状態に設定する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to claim 11 or 13,
The wireless link establishment means is configured to perform the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted in the predetermined period Tb is received when a connection request response signal for the connection request signal is not received. A wireless data communication apparatus characterized by being configured to be in a beacon power-down state. 少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムで、親機と接続されていない未接続状態の子機が親機との無線リンクを確立して接続状態に遷移し、無線データ通信を開始する無線データ通信装置において、
前記親機は、通信タイマが生成する時刻情報と、子機ごとに割り当てた子機接続時間帯を示す情報を含むビーコン信号を、前記通信タイマで制御される所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信する構成であり、
前記子機は、前記未接続状態として、前記時刻同期信号を受信する前で前記親機との時刻同期を行っていない非同期状態を有し、その非同期状態のときに、前記所定の受信時間Ｔuaに前記ビーコン信号を受信するための受信状態と、その間に前記ビーコン信号が受信されない場合に所定の時間Ｔdaだけ子機の電力消費レベルを低下させる非同期パワーダウン状態とを、前記ビーコン信号が受信されるまで交互に繰り返し、前記ビーコン信号を受信したときに、その時刻情報に基づいて子機の通信タイマを補正して親機に同期させた同期状態とする同期制御手段と、
前記同期状態後に、前記ビーコン信号で通知される子機接続時間帯までの時間Ｔpd.a1 だけ子機の電力消費レベルを低下させる子機接続時間帯パワーダウン状態に設定する子機接続時間帯パワーダウン制御手段と、
前記子機接続時間帯パワーダウン状態後に、前記子機接続時間帯内で、所定の時間Ｔpd.aだけ子機の電力消費レベルを低下させる接続要求パワーダウン状態に設定する接続要求パワーダウン制御手段と、
前記接続要求パワーダウン状態後に、他の無線通信が行われていないことを確認して前記子機の情報を含み前記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、その接続要求信号に対して前記親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信して前記親機との間に無線リンクを確立し、前記接続状態に設定する無線リンク確立手段と
を備えたことを特徴とする無線データ通信装置。In a wireless data communication system that performs wireless data communication between at least one slave unit and a master unit connected to a predetermined network, an unconnected slave unit that is not connected to the master unit is wireless with the master unit. In a wireless data communication device that establishes a link and transitions to a connected state and starts wireless data communication,
The master unit broadcasts a beacon signal including time information generated by the communication timer and information indicating a slave unit connection time zone assigned to each slave unit at a predetermined cycle Tb controlled by the communication timer. And
The slave unit has an asynchronous state in which time synchronization with the master unit is not performed before receiving the time synchronization signal as the unconnected state, and the predetermined reception time Tua The beacon signal is received in a reception state for receiving the beacon signal and an asynchronous power-down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by a predetermined time Tda when the beacon signal is not received during that time. Until the beacon signal is received, and when the beacon signal is received, the synchronization control means for correcting the communication timer of the slave unit based on the time information to synchronize with the master unit,
The slave unit connection time zone power set to the slave unit connection time zone power down state in which the power consumption level of the slave unit is reduced by the time Tpd.a1 until the slave unit connection time zone notified by the beacon signal after the synchronization state. Down control means;
Connection request power-down control means for setting the connection request power-down state to lower the power consumption level of the slave unit for a predetermined time Tpd.a within the slave unit connection time zone after the slave unit connection time zone power-down state When,
After the connection request power-down state, it confirms that no other wireless communication is performed, broadcasts a connection request signal that includes information on the slave unit and requests connection to the master unit, and the connection request signal Radio link establishment means for receiving a connection request response signal including connection permission information transmitted from the base unit, establishing a radio link with the base unit, and setting the connection state A wireless data communication apparatus. 請求項１５に記載の無線データ通信装置において、
前記無線リンク確立手段は、前記接続要求信号に対する接続要求応答信号が受信されないときは、前記所定の周期Ｔb でブロードキャスト送信されている次の前記ビーコン信号が受信されるまでの時間Ｔpd.a2 だけ前記ビーコンパワーダウン状態に設定する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to claim 15,
When the connection request response signal with respect to the connection request signal is not received, the wireless link establishment means is configured to perform the time Tpd.a2 until the next beacon signal broadcasted at the predetermined period Tb is received. A wireless data communication apparatus characterized by being configured to be in a beacon power-down state. 請求項１０または請求項１５に記載の無線データ通信装置において、
前記同期制御手段は、前記非同期パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔdamin と所定の最大時間Ｔdamax （Ｔdamax ＞Ｔdamin ）の範囲内でランダムに前記非同期パワーダウン状態の時間Ｔdaを決定する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to claim 10 or 15,
The synchronous control means determines the time Tda of the asynchronous power-down state at random within a range between a predetermined minimum time Tdamin and a predetermined maximum time Tdamax (Tdamax> Tdamin) each time the asynchronous power-down state transitions. A wireless data communication apparatus having a configuration. 請求項１３または請求項１５に記載の無線データ通信装置において、
前記接続要求パワーダウン制御手段は、前記接続要求パワーダウン状態に遷移する度に、所定の最小時間Ｔpd.amin と所定の最大時間Ｔpd.amax （Ｔpd.amax ＞Ｔpd.amin ）の範囲内でランダムに前記接続要求パワーダウン状態の時間Ｔpd.aを決定する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to claim 13 or 15,
The connection request power-down control means randomly changes within a range between a predetermined minimum time Tpd.amin and a predetermined maximum time Tpd.amax (Tpd.amax> Tpd.amin) every time the state changes to the connection request power-down state. The wireless data communication apparatus is characterized in that the time Tpd.a in the connection request power-down state is determined. 請求項１０〜請求項１５のいずれかに記載の無線データ通信装置において、
前記子機は、前記親機との間で無線電波を送受信する送受信回路を含み、前記各パワーダウン制御手段からパワーダウン信号が出力されるとその送受信回路を停止して消費電力を低減する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。The wireless data communication apparatus according to any one of claims 10 to 15,
The slave unit includes a transmission / reception circuit that transmits / receives radio waves to / from the master unit, and a configuration in which the transmission / reception circuit is stopped when each power-down control unit outputs a power-down signal to reduce power consumption. A wireless data communication apparatus, wherein
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