JP4294409B2 - 無線通信システムおよび移動無線装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム、無線通信システムにおける無線装置および移動無線装置に関し、特に、複数の無線装置と、移動可能な移動無線装置から構成される無線通信システム、無線通信システムにおける無線装置および移動無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が知られている。この無線ＬＡＮにおいては、無数の情報が、不確定なタイミングで送信されるため、特定の無線通信端末が、その無線通信端末に対して送信された情報のみを受信するには、その情報がいつ送信されるかをあらかじめ把握しておく必要があり、高度な制御が要求される。したがって、無線ＬＡＮにおける通信を簡便なものとするため、通常の無線通信端末においては、その無線通信端末宛の情報および他の無線通信端末宛の情報を含む、ネットワーク上の全ての情報を受信し、受信した情報のうち、他の無線通信端末宛の情報は捨てるといった動作を行なっている。このため、無線通信端末が待受け（非通信）状態であっても、ネットワーク上の全ての情報を受信するため、無線通信端末に搭載されている受信機の無線制御部は動作していた。しかしながら、特に携帯型の無線通信端末においては、バッテリによる使用時間に限度があるため、省電力化の観点から、通信をしない場合は、受信を最小限に留めておく必要があり、従来より省電力化を実現する技術が存在している。
【０００３】
例えば、ホストがこれから送信しようとする情報を保有しておらず、無線アクセスポイントからも送信情報がない場合、無線通信端末が、待受け状態、すなわち、連続的な受信が不要であると判断し、受信機や無線制御部の電源を切り、スリープ状態にして消費電力を低減する。このスリープ状態に入る前に、無線アクセスポイントが一定間隔で送信しているビーコン情報に含まれる無線アクセスポイントのビーコン間隔を記録しておき、次回のビーコン受信時はタイマーで起動して受信することで、無線通信端末は、間欠受信動作を行なう。
【０００４】
この構成により、無線通信端末は、受信機や無線制御部の電源を切り、消費電力を低減するとともに、間欠受信動作により、情報を受信することができる。
【０００５】
特開平９−１３５２５４号公報（特許文献１）は、無線アクセスポイントを介さず無線通信端末同士で通信を行なうアドホックネットワークを構成する無線通信端末に、電力に余裕のない無線通信端末が含まれていても、アドホックネットワークを長時間維持可能とする省電力制御システムを開示する。特許文献１に開示された省電力制御システムは、無線通信端末が端末間の同期をとるために出力するビーコンを、無線通信端末が分担して出力するアドホックネットワークの省電力制御システムである。この省電力システムにおいて、無線通信端末の少なくとも一つは、自端末の電力に余裕があるか否かを検出する検出部と、自端末の電力に余裕があることが検出された時に他の構成端末よりも優先してビーコンを出力するよう制御する制御部とを含む。
【０００６】
この公報に開示された発明によると、検出部は、自端末の電力に余裕があるか否かを検出し、制御部は、自端末の電力に余裕があることが検出された時に他の構成端末よりも優先してビーコンを出力するよう制御する。このため、電力に余裕がある無線通信端末が、他の無線通信端末よりも優先してビーコンを出力するため、アドホックネットワークを構成する端末に、電力に余裕のない無線通信端末が含まれていてもアドホックネットワークを長時間維持することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３５２５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、間欠受信動作を行なう技術においては、同期していた無線アクセスポイントの圏外に、無線通信端末が移動した場合、間欠受信動作を中止する必要があった。すなわち、通常、ビーコン間隔は、無線アクセスポイント毎で異なっているため、同期していた無線アクセスポイントの圏内から他の無線アクセスポイントの圏内に、無線通信端末が移動した場合、受信するタイミングが分からないため、図８（Ｂ）に示すように、連続的にあるいは断続的に受信を行なう必要がある。
【０００９】
連続的に受信を行なう場合は、受信機や無線制御部の電源を切ることができないので、消費電力を低減することができない。また、断続的に受信を行なう場合は、受信機や無線制御部の電源を切ることができるものの、受信機や無線制御部が作動していない時に、無線アクセスポイントの圏内に移動しても、ビーコンを受信することができない。そのため、特に、無線通信端末が移動中である場合は、受信機や無線制御部が作動してビーコンを受信する前に無線アクセスポイントの圏内を通り過ぎ、結局無線アクセスポイントを見つけることが出来ないおそれがあるという問題点がある。
【００１０】
また、特開平９−１３５２５４号公報に開示された省電力制御システムにおいては、アドホックネットワークを長時間維持することはできるが、電力に余裕のある無線通信端末が優先してビーコンを送信するため、その無線通信端末自体の消費電力は低減されることがないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システム、無線通信システムにおける無線装置および移動無線装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る無線通信システムは、ビーコンを送信する第１無線装置と、第１無線装置とは異なる位置に配置されているとともに、ビーコンを送信する第２無線装置と、移動可能であるとともに、ビーコンを受信する移動無線装置とから構成される無線通信システムである。この無線通信システムにおいて、第１無線装置は、ビーコンを間欠的に送信するための第１ビーコン送信手段を含む。第２無線装置は、第１ビーコン送信手段がビーコンを送信する時期と同一の時期にビーコンを間欠的に送信するための第２ビーコン送信手段を含む。移動無線装置は、第１ビーコン送信手段および第２ビーコン送信手段がビーコンを送信する時期と同一の時期に、ビーコンを間欠的に受信するためのビーコン受信手段を含む。
【００１３】
第１の発明によると、第１無線装置の第１ビーコン送信手段と、第２無線装置の第２ビーコン送信手段とが、同一の時期にビーコンを間欠的に送信し、移動無線装置のビーコン受信手段は、各ビーコン送信手段がビーコンを送信する時期と同一の時期にビーコンを間欠的に受信する。これにより、たとえば、移動無線通信装置が第１無線装置の通信圏内から第２無線装置の通信圏内に移動した場合であっても、第２ビーコン送信手段から送信されるビーコンを探すために、ビーコンの間欠受信を中止し、ビーコン受信手段が連続的にビーコンを受信できるようにしておく必要がない。そのため、移動無線装置は、ビーコンの間欠受信を継続することができる。また、ビーコンを送信する時期と、ビーコンを受信する時期が一致しているので、速やかにビーコンが受信される。その結果、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムを提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係る無線通信システムにおいては、第１の発明の構成に加え、各無線装置は、時刻に関する情報を取得するための手段と、時刻に関する情報を、移動無線装置に送信するための手段とを含む。各ビーコン送信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。移動無線装置は、無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段を含む。ビーコン受信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、各無線装置は、時刻に関する情報を取得するとともに、時刻に関する情報を移動無線装置に送信し、各ビーコン送信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。移動無線装置は、時刻に関する情報を受信し、ビーコン受信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に受信する。これにより、各無線装置および移動無線装置は、時刻に関する情報を共通して保有し、この時刻に同期してビーコンが送信および受信される。その結果、ビーコン送信手段の送信時期とビーコン受信手段の受信時期とが一致する精度を向上させることができる。
【００１６】
第３の発明に係る無線通信システムにおいては、第１の発明の構成に加え、第１無線装置は、時刻に関する情報を取得するための手段と、時刻に関する情報を、移動無線装置に送信するための手段とを含む。第１ビーコン送信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。移動無線装置は、第１無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段と、時刻に関する情報を第２無線装置に送信するための手段とを含む。ビーコン受信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。第２無線装置は、移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段を含む。第２ビーコン送信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、第１無線装置は、時刻に関する情報を取得するとともに、移動無線装置に時刻に関する情報を送信し、第１ビーコン送信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。移動無線装置は、時刻に関する情報を受信するとともに、第２無線装置に時刻に関する情報を送信し、ビーコン受信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に受信する。第２無線装置は、時刻に関する情報を受信し、第２ビーコン送信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。これにより、各無線装置および移動無線装置は、時刻に関する情報を共通して保有し、この時刻に同期してビーコンが送信および受信される。その結果、ビーコン送信手段の送信時期とビーコン受信手段の受信時期とが一致する精度を向上させることができる。
【００１８】
第４の発明に係る無線通信システムにおいては、第３の発明の構成に加え、移動無線装置は複数存在している。各移動無線装置は、移動無線装置の時刻の誤差を算出するための手段と、誤差の情報を第２無線装置に送信するための手段とを含む。第２無線装置は、移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、誤差の大きさを比較するための手段とを含む。第２ビーコン送信手段は、誤差がより小さい時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。
【００１９】
第４の発明によると、第２ビーコン送信手段は、複数の移動無線装置が保有する時刻のうち、より誤差が小さい時刻に同期してビーコンを間欠的に送信することができる。これにより、ビーコン送信手段の送信時期とビーコン受信手段の受信時期とが一致する精度を一層向上させることができる。
【００２０】
第５の発明に係る無線通信システムにおいては、第２ないし第４のいずれかの発明の構成に加え、移動無線装置は複数存在している。各移動無線装置は、自己の時刻に関する情報を、他の移動無線装置に送信するための手段と、他の移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段とを含む。ビーコン受信手段は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。
【００２１】
第５の発明によると、移動無線装置は、自己の時刻に関する情報を、他の移動無線装置に送信するとともに、他の移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信する。これにより、移動無線装置間で時刻に関する情報を送受信できる。そのため、たとえば、いずれかの移動無線装置が、無線装置の通信圏外にいる場合であっても、その移動無線装置は、他の移動無線装置から時刻に関する情報を得て、移動無線装置から送信された時刻に同期して、ビーコンの間欠受信を行なうことができる。
【００２２】
第６の発明に係る無線通信システムにおいては、第５の発明の構成に加え、各移動無線装置は、自己の時刻の誤差を算出するための手段と、誤差の情報を他の移動無線装置に送信するための手段と、他の移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、他の移動無線装置の誤差の大きさと自己の誤差の大きさとを比較するための手段とを含む。ビーコン受信手段は、他の移動無線装置の時刻の誤差が、自己の時刻の誤差よりも小さい場合は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。
【００２３】
第６の発明によると、各移動無線装置は、自己の時刻の誤差を算出し、誤差の情報を他の移動無線装置との間で送受信するとともに、自己の時刻の誤差と、他の移動無線装置の時刻の誤差とを比較する。また、他の移動無線装置の時刻の誤差が、自己の時刻の誤差よりも小さい場合は、他の移動無線装置から送信された時刻、すなわちより誤差が小さい時刻に同期してビーコンを間欠受信する。これにより、時刻の精度が落ちることを抑制することができる。
【００２４】
第７の発明に係る無線通信システムにおいては、第２ないし第６のいずれかの発明の構成に加え、時刻に関する情報は、標準時刻の情報である。
【００２５】
第７の発明によると、時刻に関する情報は、標準時刻の情報である。これにより、統一された共通の基準である標準時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送受信することができる。そのため、ビーコンを送受信する時期を、精度よく一致させることができる。
【００２６】
第８の発明に係る第１無線装置は、第１ないし第７のいずれかの発明に係る無線通信システムにおける第１無線装置である。
【００２７】
第８の発明によると、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムにおける第１無線装置を提供することができる。
【００２８】
第９の発明に係る第２無線装置は、第１ないし第７のいずれかの発明に係る無線通信システムにおける第２無線装置である。
【００２９】
第９の発明によると、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムにおける第２無線装置を提供することができる。
【００３０】
第１０の発明に係る移動無線装置は、第１ないし第７のいずれかの発明に係る無線通信システムにおける移動無線装置である。
【００３１】
第１０の発明によると、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムにおける移動無線装置を提供することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３３】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムは、第１無線アクセスポイント１０２Ａと、第２無線アクセスポイント１０２Ｂと、各無線アクセスポイントと無線通信を行なう無線通信端末３００とを含む。なお、本実施の形態においては、無線アクセスポイントは２つであるが、無線アクセスポイントの数はこれに限られない。また、無線通信端末３００は１つであるが、無線通信端末３００の数はこれに限られない。
【００３４】
各無線アクセスポイントは、標準電波送信所２００から送信される標準電波を受信し、標準時刻の時刻データを取得する。この時刻データには、６０秒ごとに送信される基準マーカと、基準マーカの位置の時刻、曜日、年、１月１日からの通算日を６０秒かけて知らせるタイムコードとが含まれている。各無線アクセスポイントは、基準マーカと、タイムコードと、標準電波の位相によって、正確な標準時刻を取得し、この標準時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。なお、本実施の形態においては、標準電波から標準時刻を取得しているが、標準時刻の取得方法はこれに限られない。また、標準時刻以外で、基準となりうるものに同期してビーコンを間欠的に送信するように構成してもよい。
【００３５】
無線通信端末３００は使用者に持ち運ばれて移動可能であり、第１無線アクセスポイント１０２Ａのサービスエリア１０４Ａの圏内から、圏外へ移動し、さらに第２無線アクセスポイント１０２Ｂのサービスエリア１０４Ｂの圏内へ移動することができる。このとき、無線通信端末３００は、間欠的にビーコンを受信できるように作動し、電力の消費を抑制する間欠受信を行なう。
【００３６】
図２を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第１無線アクセスポイント１０２Ａの内部構造について説明する。なお、第２無線アクセスポイント１０２Ｂの内部構造については、第１無線アクセスポイントと同じである。したがって、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００３７】
第１無線アクセスポイント１０２Ａは、第１無線アクセスポイント１０２Ａ内の回路の同期をとるクロック１０３と、標準電波を受信する電波時計回路１０４と、無線信号を送受信する無線通信回路１０６とを含む。
【００３８】
クロック１０３は時刻に関する固有の時刻データを保有しており、この時刻に基づいてタイミングパルスを周期的に発生する。電波時計回路１０４と無線通信回路１０６とは、このタイミングパルスに合わせてすべての処理を行なう。
【００３９】
電波時計回路１０４は、受信回路１１０と、復調回路１１１とを含む。受信回路１１０は、標準電波と、クロック１０３の位相データを受信し、それらを復調回路１１１に送る。復調回路１１１は、標準電波に含まれる時刻データを復調し、この時刻データを無線通信回路１０６に送る。また、標準電波の位相と、クロック１０３の位相を比較し、クロック１０３に対して位相補正信号を出力する。クロック１０３の位相は、この位相補正信号により、標準電波の位相と一致させられる。このようにして標準電波と位相が一致したクロック１０３の位相データは受信回路１１０に戻される。これにより、クロック１０３の位相が標準電波の位相に一致するように常に補正されるループが構成されている。
【００４０】
無線通信回路１０６は、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）１１２と、標準時刻制御回路１１４と、無線通信制御回路１１６と、ＲＦ回路１１８とを含む。
【００４１】
アナログ−デジタル変換回路１１２は、クロック１０３の位相データをデジタル化し、標準時刻制御回路１１４に入力する。
【００４２】
標準時刻制御回路１１４は、アナログ−デジタル変換回路１１２からデジタル化されたクロック１０３の位相データを受取るとともに、復調回路１１１から時刻データを受取り、これらに基づいて、ビーコンを発信するタイミングに関する情報、たとえばビーコンの発信間隔Ｔを無線通信制御回路１１６に伝達する。
【００４３】
無線通信制御回路１１６は、無線通信プロトコルに従った通信制御を行なっており、標準時刻制御回路１１４からの情報により、ビーコンを送信するタイミングを標準電波の位相に一致させるように作動する。具体的には、ビーコンの発信間隔を微調整しながら、タイミングを合わせる。たとえば、ビーコンが１００［ｍｓ］の間隔で間欠的に発信されていると想定すると、ビーコンの発信間隔Ｔを１００［ｍｓ］よりも、若干短くし、標準電波の位相とタイミングが一致すれば、そのタイミングをずらさずに、ビーコンの発信間隔を１００［ｍｓ］に戻す。なお、タイミングを一致させる方法はこれに限られない。
【００４４】
ＲＦ回路１１８は、ビーコンを無線通信端末３００に対して送信する。また、標準時刻の時刻データおよびクロック１０３の位相データも無線通信端末３００に対して送信される。
【００４５】
図３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける無線通信端末３００の内部構造について説明する。
【００４６】
無線通信端末３００は、各無線アクセスポイントとの間で無線信号を送受信するＲＦ回路３０２と、ＲＦ回路３０２の作動を制御する無線通信端末制御回路３０４と、無線通信端末３００内の回路の同期をとるクロック３０６とを含む。
【００４７】
ＲＦ回路３０２は、各無線アクセスポイントから送信されたビーコン、標準時刻の時刻データおよび無線アクセスポイントのクロックの位相データを受信する。ビーコンには、ビーコンの送信間隔Ｔに関する情報が含まれており、このビーコンの送信間隔Ｔに関する情報が無線通信端末制御回路３０４に送られる。また、標準時刻の時刻データおよび無線アクセスポイントのクロックの位相データも、無線通信端末制御回路３０４に送られる。
【００４８】
無線通信端末制御回路３０４は、ＲＦ回路３０２がビーコンを受信している間は、ビーコンの送信間隔Ｔに関する情報に基づき、ビーコンが送信されるタイミングと同一のタイミングでビーコンを間欠的に受信するように、ＲＦ回路３０２の作動を制御する。ＲＦ回路３０２がビーコンを受信していなとき、すなわち、無線通信端末３００が、無線アクセスポイントの通信圏外にある場合は、クロック３０６の時刻に基づいて、ビーコンを間欠的に受信できるように、間欠的にＲＦ回路３０２を作動させる。また、無線通信端末制御回路３０４は、標準時刻の時刻データおよび無線アクセスポイントのクロックの位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻に、クロック３０６の時刻を同期させる。これにより、無線通信端末３００は、無線アクセスポイントの通信圏外にある場合は、標準時刻に同期したタイミングでビーコンを間欠的に受信できるように作動する。なお、無線通信端末３００が、無線アクセスポイントの通信圏外にある場合でも、ビーコンの送信間隔Ｔに関する情報に基づき、ビーコンが送信されるタイミングと同一のタイミングでビーコンを間欠的に受信するように構成してもよい。
【００４９】
図４を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、ビーコンが送受信されるタイミングについて説明する。
【００５０】
第１無線アクセスポイント１０２Ａは、６０秒に１度だけ送信される標準電波の基準マーカの先頭の位相の立ち上がり部分と、ビーコンの先頭を一致させて、１００［ｍｓ］に１度の間隔でビーコンを送信する。このとき、第２無線アクセスポイント１０２Ｂも同様に作動しており、同一のタイミングで、ビーコンを送信している。また、無線通信端末３００は、各無線アクセスポイントがビーコンを発信するタイミングと同一のタイミングで、ビーコンを間欠的に受信できるように作動する。
【００５１】
図５を参照して、標準時刻を送受信する方法について説明する。標準時刻を送受信する場合は、通常の無線通信プロトコルを使用すると、無線通信プロトコル処理の際にデータに遅延が生じてしまう。そのため、実際の標準時刻よりもいくらか遅れた時刻が伝達されてしまう。したがって、標準時刻の時刻データを通常の無線通信プロトコルとして伝達するだけでなく、通常の無線通信プロトコルを使用しないで、クロックの位相データを伝達する方法を組み合わせ、時刻データの遅延を補正することで正確な標準時刻を送受信する。
【００５２】
標準時刻を送信する場合は、図５（Ａ）に示すように、標準時刻の時刻データを通常の通信プロトコルで送信し、クロックの位相データについては、送信バッファに直接データを受け渡す。ここで、送信バッファに渡される情報は、送信される時点での無線アクセスポイントのクロックの位相情報であり、送信時の遅延を防止するため、送信バッファの容量を補正し、送信バッファにおける位相データの遅延時間を補正する。
【００５３】
標準時刻データを受信する場合、図５（Ｂ）に示すように、時刻データおよび位相データの双方は、受信バッファに受け渡される。その後、時刻データは、通常の無線通信プロトコルで処理を行なう。位相データは、通常の無線通信プロトコルでの処理を行なわず、遅延により不正確な時刻データを位相データにより補正し、正確な標準時刻を得る。受信バッファの補正も、受信バッファの容量や処理速度から計算する。位相データが受信バッファに入ったタイミングを受信バッファに記憶させ、通常のプロトコルで時刻情報を受信した後に、正確な受信タイミングを受信バッファから得てもよい。
【００５４】
なお、標準時刻の送受信方法はこれに限られず、時刻データを含んだパケットの応答時間を測定し片道の遅延時間を推定し、再度、遅延時間を補正データとして送信したり、何度も送信したりして遅延時間を推定精度を高めてもよい。
【００５５】
図６を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第１無線アクセスポイント１０２Ａが実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、第２無線アクセスポイント１０２Ｂが実行するプログラムの制御構造は、第１無線アクセスポイントのものと同一であるため、ここではその説明を繰返さない。
【００５６】
ステップ（以下「ステップ」をＳと略す）１００にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、ビーコンの送信間隔Ｔを１００［ｍｓ］に設定する。
【００５７】
Ｓ１０２にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、標準電波を受信し、標準時刻の時刻情報を取得する。
【００５８】
Ｓ１０４にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、１００［ｍｓ］の間隔で、ビーコンを間欠的に送信する。また、標準時刻の時刻データおよび第１無線アクセスポイント１０２Ａのクロック１０３の位相データも送信する。
【００５９】
Ｓ１０６にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、標準電波の基準マーカの先頭の位相の立ち上がり部分と、ビーコンの先頭が一致しているか否かを判別する。一致している場合は、処理はＳ１００に戻される。そうでなければ、処理はＳ１０８に移される。
【００６０】
Ｓ１０８にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、ビーコンの送信間隔Ｔを調整する。ビーコンの送信間隔Ｔの調整は、標準電波の基準マーカと、ビーコンを送信するタイミングとが一致するまで繰返される。
【００６１】
図７を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける無線通信端末３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００６２】
Ｓ２００にて、無線通信端末３００は、無線通信端末３００のクロック３０６が標準時刻と同期しているか否かを判別する。同期している場合は、処理はＳ２０２に移される。そうでなければ、処理はＳ２０４に移される。なお、同期しているか否かは、標準時刻の時刻データを受信したか否かにより判別される。
【００６３】
Ｓ２０２にて、無線通信端末３００は、ビーコンの受信間隔を標準時刻に同期させて、ビーコンの間欠受信を行なう。
【００６４】
Ｓ２０４にて、無線通信端末３００は、ビーコンの受信間隔が標準時刻に同期していない状態で、ビーコンの間欠受信を行なう。なお、Ｓ２０４にて行なう間欠受信は、周知一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は行なわない。
【００６５】
Ｓ２０６にて、無線通信端末３００は、ビーコンを受信したか否かを判別し、無線アクセスポイントを検出したか否かを判別する。無線アクセスポイントを検出した場合は、処理はＳ２１０に移される。そうでない場合は、処理はＳ２０２に戻される。
【００６６】
Ｓ２０８にて、無線通信端末３００は、ビーコンを受信したか否かを判別し、無線アクセスポイントを検出したか否かを判別する。無線アクセスポイントを検出した場合は、処理はＳ２１０に移される。そうでない場合は、処理はＳ２０４に戻される。
【００６７】
Ｓ２１０にて、無線通信端末３００は、ビーコンに含まれるビーコンの発信間隔Ｔに関する情報を受信する。
【００６８】
Ｓ２１２にて、無線通信端末３００は、標準時刻の時刻データおよび無線通信端末のクロックの位相データから標準時刻を取得し、無線通信端末３００のクロック３０６の時刻を標準時刻に同期させる。
【００６９】
Ｓ２１４にて、無線通信端末３００は、ビーコンの発信間隔Ｔに基づいて、ビーコンが送信されるタイミングと同一のタイミングで、ビーコンを間欠的に受信する。
【００７０】
Ｓ２１６にて、無線通信端末３００は、ビーコンを受信したか否かを判別し、無線アクセスポイントを検出したか否かを判別する。無線アクセスポイントを検出した場合は、処理はＳ２１４に戻される。そうでない場合は、処理はＳ２０２に戻される。
【００７１】
以上のような構造、およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る無線通信システムにおける第１無線アクセスポイント１０２Ａおよび無線通信端末３００の動作について説明する。
【００７２】
[無線アクセスポイント]
電源がＯＮされ、第１無線アクセスポイント１０２Ａが起動すると、ビーコンの送信間隔Ｔが１００［ｍｓ］に設定され（Ｓ１００）、標準電波が受信されるとともに（Ｓ１０２）、ビーコンが１００［ｍｓ］の間隔で間欠的に送信される（Ｓ１０４）。また、標準時刻の時刻データおよび第１無線アクセスポイント１０２Ａのクロック１０３の位相データも送信される。
【００７３】
次に、標準電波の基準マーカの先頭の位相の立ち上がり部分と、ビーコンの先頭が一致しているか否かが判別され（Ｓ１０６）、一致している場合は（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、ビーコンを送信する間隔Ｔは１００［ｍｓ］に維持される（Ｓ１００）。そうでなければ（Ｓ１０６にてＮＯ）、ビーコンを送信する間隔Ｔが調整される（Ｓ１０８）。
【００７４】
[無線通信端末]
無線通信端末３００の電源がＯＮされ、無線通信端末３００が起動すると、無線通信端末３００のクロック３０６が標準時刻に同期しているか否かが判別される（Ｓ２００）。同期している場合は（Ｓ２００にてＹＥＳ）、標準時刻に同期したタイミングで間欠受信が行なわれる（Ｓ２０２）。そうでなければ、標準時刻に同期していない通常の間欠受信が実施される（Ｓ２０４）。
【００７５】
次に、ビーコンを受信したか否かが判別されることにより、無線アクセスポイントを検出したか否かが判別される（Ｓ２０６，Ｓ２０８）。無線アクセスポイントが検出された場合は（Ｓ２０６，Ｓ２０８にてＹＥＳ）、ビーコンに含まれるビーコン送信間隔Ｔに関する情報を受信する（Ｓ２１０）。そうでない場合は（Ｓ２０６，Ｓ２０８にてＮＯ）、間欠受信が継続される（Ｓ２０２，Ｓ２０４）。
【００７６】
ビーコン送信間隔Ｔが受信されると（Ｓ２１０）、標準時刻の時刻データおよび無線通信端末のクロックの位相データから標準時刻を取得し、無線通信端末３００のクロック３０６が標準時刻に同期させられるとともに（Ｓ２１２）、ビーコン送信間隔Ｔと同一のタイミングで間欠受信が行なわれる（Ｓ２１４）。
【００７７】
無線アクセスポイントが検出されている間（Ｓ２１６にてＹＥＳ）は、ビーコン送信間隔Ｔと同一のタイミングで、間欠受信が行なわれる（Ｓ２１４）。無線アクセスポイントが検出されなくなると（Ｓ２１６にてＮＯ）、標準時刻に同期したタイミングで間欠受信が実施される（Ｓ２０２）。
【００７８】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第１無線アクセスポイント１０２Ａと第２無線アクセスポイント１０２Ｂとが、標準時刻に同期してビーコンを送信する。また、無線通信端末３００は、無線アクセスポイントを検出していない場合、すなわち無線アクセスポイントの通信圏外にいる場合は、標準時刻に同期して間欠受信を行なう。そのため、図８（Ａ）に示すように、無線通信システム全体が標準時刻に同期して、同一のタイミングでビーコンの送受信を行なう。これにより、無線通信端末３００が、第１無線アクセスポイント１０２Ａの通信圏内から通信圏外に移動し、第２無線アクセスポイント１０２Ｂの通信圏内に移動した場合であっても、ビーコンの間欠受信を継続することができる。すなわち、第２無線アクセスポイント１０２Ｂから送信されるビーコンを探すために、ビーコンの間欠受信を中止し、図８（Ｂ）に示すように連続的にビーコンを受信できるようにする必要がない。そのため、無線通信端末３００は、ビーコンを受信するとき以外は作動を休止させ、電力の消費を抑制することができる。また、ビーコンを送信するタイミングと、ビーコンを受信するタイミングが一致してため、無線通信端末３００が、無線アクセスポイントの通信圏外から圏内に移動した場合は、速やかにビーコンが受信される。
【００７９】
＜第２の実施の形態＞
図９を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムは、第１無線アクセスポイント１０２Ａと、第３無線アクセスポイント１０２Ｃと、各無線アクセスポイントと無線通信を行なう第２無線通信端末３００Ａと、第３無線通信端末３００Ｂと、第４無線通信端末３００Ｃとを含む。
【００８０】
本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、標準電波を受信する機能を有しておらず、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが保有する時刻の時刻データは、標準時刻と同期した各無線通信端末の時刻データにより調整される。
【００８１】
その他のハードウェア構成およびフローについては、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。なお、本実施の形態においては、無線アクセスポイントは２つであるが、無線アクセスポイントの数はこれに限られない。また、無線通信端末は３つであるが、無線通信端末の数はこれに限られない。
【００８２】
図１０を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第２無線通信端末３００Ａの無線通信端末制御回路３０８およびＲＦ回路３１０について説明する。なお、第３無線通信端末３００Ｂおよび第４無線通信端末３００Ｃに関しては、第２無線通信端末３００Ａと同じであるため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００８３】
第２無線通信端末３００Ａの無線通信端末制御回路３０８は、クロック３０６の精度情報に基づき、クロック３０６の時刻と標準時刻との推定誤差を算出する。算出された誤差の情報は、ＲＦ回路３１０から第３無線アクセスポイント１０２Ｃに対して送信される。また、標準時刻と同期したクロック３０６の時刻の時刻データおよびクロック３０６の位相データも、ＲＦ回路３１０から第３無線アクセスポイント１０２Ｃに対して送信される。その他の構成については、前述の第１の実施の形態における無線通信端末３００と同じである。その機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００８４】
図１１を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第３無線アクセスポイントの内部構造について説明する。第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、各無線通信端末との間で無線信号を送受信するＲＦ回路１２０と、ＲＦ回路１２０の作動を制御するとともに、各無線通信端末のクロックの推定誤差を比較する制御回路１２２と、第３無線アクセスポイント３００Ｃ内の回路の同期をとるクロック１２４とを含む。
【００８５】
ＲＦ回路３０２は、標準時刻と同期したタイミングでビーコンを送信するとともに、各無線通信端末から送信された、各無線通信端末のクロックの推定誤差、各無線通信端末のクロックの時刻の時刻データおよび位相データを受信し、制御回路１２２に送る。
【００８６】
制御回路１２２は、各無線通信端末のクロックの推定誤差を比較し、より誤差が小さい無線通信端末のクロックの時刻データと位相データとから、標準時刻を取得し、この標準時刻に、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の時刻を同期させる。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準時刻と同期をとることとなる。また、制御回路１２２は、標準時刻と同期した第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の時刻に基づいて、標準時刻と同期したタイミングでビーコンが送信されるように、ＲＦ回路１２０を制御する。なお、ビーコンの送信タイミングを標準時刻に同期させる方法については、前述の第１の実施の形態における第１無線アクセスポイント１０２Ａと同じであるため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００８７】
図１２を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準時刻と同期をとる方法について説明する。
【００８８】
各無線通信端末は、第１無線アクセスポイント１０２Ａと同期をとることで、標準時刻と同期をとる。このときの第１無線アクセスポイント１０２Ａのクロック推定誤差Δ１［ｐｐｍ］は、標準時刻の誤差と一致しており、非常に小さいものであり、各無線通信端末の推定誤差もΔ１となる。ここで、第２無線通信端末のクロック精度をδ１［ｐｐｍ／日］とすると、これよりＤ［日］後の推定誤差Δ２は、δ１×Ｄ+Δ１となり、誤差が増大する。同様にして、第３無線通信端末３００Ｂおよび第４無線通信端末３００Ｃのクロックの推定誤差Δ３およびΔ４が算出される。ここで、Δ３＞Δ２＞Δ４であると想定する。
【００８９】
第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準時刻と同期していない状態で、第２無線通信端末３００Ａのクロック推定誤差、時刻データおよび位相データが受信されると、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、第２無線通信端末３００Ａと同期することとなる。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロックが標準時刻と同期をとることとなるが、このときの第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の推定誤差はΔ２［ｐｐｍ］となる。その後、第３無線通信端末３００Ｂのクロック推定誤差、時刻データおよび位相データが受信されても、Δ３＞Δ２であるため、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、第３無線通信端末３００Ｂに同期しない。そのため、このときの第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の推定誤差はΔ２［ｐｐｍ］のままである。第４無線通信端末３００Ｃのクロック推定誤差、時刻データおよび位相データが受信されると、Δ２＞Δ４であるため、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、第４無線通信端末３００Ｃに同期する。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の推定誤差はΔ４となる。このようにして、第３無線アクセスポイント１０２Ｃはより推定誤差の小さい無線通信端末と同期して、より誤差の小さい標準時刻を得る。
【００９０】
なお、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４自体の推定誤差を算出し、算出された推定誤差に基づいて第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の時刻データを補正し、時刻の精度を向上させるようにしてもよい。
【００９１】
以上のようにして、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、無線通信端末と同期し、各無線通信端末から送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得する。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準電波を受信する機能を有していなくても、標準時刻と同期したタイミングでビーコンを間欠的に送信することができる。
【００９２】
また、各無線通信端末のクロック推定誤差を比較し、より誤差の小さい無線通信端末と同期して標準時刻を取得しているため、第３無線アクセスポイント１０２Ｃの時刻の精度を向上させ、ビーコンを送信するタイミングとビーコンを受信するタイミングを精度よく一致させることができる。
【００９３】
＜第３の実施の形態＞
図１３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムは、第１無線アクセスポイント１０２Ａと、第２無線アクセスポイント１０２Ｂと、各無線アクセスポイントと無線通信を行なう第５無線通信端末３００Ｄと、第６無線通信端末３００Ｅとを含む。
【００９４】
本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第５無線通信端末３００Ｄと、第６無線通信端末３００Ｅとの間で、各無線通信端末のクロック推定誤差、時刻データおよび位相データを送受信する。また、自己のクロック推定誤差と他の無線通信端末のクロック推定誤差とを比較し、他の無線通信端末のクロック推定誤差が、自己のクロック推定誤差よりも小さい場合は、他の無線通信端末から送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻に自己のクロックの時刻を同期させる。
【００９５】
その他のハードウェア構成およびフローについては、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。時刻データおよび位相データの送受信方法についても、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。なお、本実施の形態においては、無線アクセスポイントは２つであるが、無線アクセスポイントの数はこれに限られない。また、無線通信端末は２つであるが、無線通信端末の数はこれに限られない。
【００９６】
図１４を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、第５無線通信端末３００Ｄと、第６無線通信端末３００Ｅが標準時刻と同期をとる方法について説明する。
【００９７】
各無線通信端末は、第１無線アクセスポイント１０２Ａと同期をとることで、標準時刻と同期をとる。このときの各無線アクセスポイントのクロック推定誤差Δ１［ｐｐｍ］は、標準時刻の誤差と一致しており、非常に小さいものであり、無線通信端末の推定誤差もΔ１となる。ここで、第５無線通信端末３００Ｄのクロック精度をδ５［ｐｐｍ／日］とすると、これよりＤ［日］後の推定誤差Δ５は、δ５×Ｄ+Δ１となり、誤差が増大する。同様にして、第６無線通信端末３００Ｅのクロックの推定誤差Δ６が算出される。ここで、Δ６＞Δ５であると想定する。
【００９８】
第５無線通信端末３００Ｄと第６無線通信端末３００Ｅとの間で、それぞれのクロックの推定誤差、時刻データおよび位相データが送受信される。ここでΔ６＞Δ５であるため、第６無線通信端末３００Ｅは、第５無線通信端末３００Ｄから送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻に、第６無線通信端末３００Ｅのクロックの時刻を同期させる。そのため、第６無線通信端末３００Ｅの推定誤差はΔ５となる。一方、第５無線通信端末３００Ｄは第６無線通信端末３００Ｅの時刻に同期せず、第５無線通信端末３００Ｄの推定誤差はΔ５のままである。
【００９９】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第５無線通信端末３００Ｄおよび第６無線通信端末３００Ｅは、時刻データおよび位相データを互いに送受信する。これにより、無線通信端末間で標準時刻を送受信できる。そのため、たとえば、いずれかの無線通信端末が、無線アクセスポイントの通信圏外にいる場合であっても、その無線通信端末は、他の無線通信端末から標準時刻を取得し、この標準時刻に同期して、ビーコンの間欠受信を行なうことができる。
【０１００】
また、第５無線通信端末３００Ｄおよび第６無線通信端末３００Ｅは、クロック推定誤差を送受信するとともに、クロック推定誤差を比較し、他の無線通信端末のクロック推定誤差が、自己のクロック推定誤差よりも小さい場合は、他の無線通信端末から送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻にクロックの時刻を同期させる。これにより、保有する標準時刻の精度が落ちることを抑制することができる。
【０１０１】
＜第４の実施の形態＞
図１５を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、標準時刻の時刻データを送信する際、先頭に位相マーカを付加された時刻データのパケットを、標準時刻に位相が一致するタイミングで送信する。具体的には、送信側で、現在時刻の１００［ｍｓ］以上先の粗い時刻データ（１００［ｍｓ］単位）と位相マーカを含むパケットが、１００［ｍｓ］以内に予め準備される。このパケットは、送信時刻になると遅延なく送信される。このとき、送信の直前まで、他の通信が行なわれていないことを確認しておく、他の機器が通信を行なっている場合は、パケットを送信すると他の通信を妨害することになるため、準備したパケットを破棄し、さらに次の１００［ｍｓ］後の時刻データのパケットを準備する。パケットの送信時刻に他の通信が行なわれていない場合は、パケットが送信される。受信側では、位相マーカが受信バッファに入ったタイミングを受信バッファが記録しておき、時刻データを受信した後に、正確な受信タイミングを受信バッファから取得し、時刻データを補正して正確な標準時刻を得る。
【０１０２】
なお、パケットの送信時刻に他の機器が通信を行なっている場合でも、パケットを破棄せず、送信時刻に予め定められたオフセット分だけ加算した時刻でパケットを送信し、パケットを受信する際にオフセット分を減算して時刻を算出してもよい。
【０１０３】
その他のハードウェア構成およびフローについては、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、先頭に位相マーカが付加された時刻データのパケットを送信し、時刻データとパケットを受信したタイミングによって、標準時刻を取得する。これにより、パケットが送受信されたタイミングによって、位相データを伝えることができる。その結果、位相データそのものをデータとして送信する場合に比べて、送信するデータ量が少なくすることができる。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係る無線通信システムの概略を示した全体図である。
【図２】 第１無線アクセスポイントの内部構造を示したブロック図である。
【図３】 無線通信端末の内部構造を示したブロック図である。
【図４】 ビーコンが送受信されるタイミングを示した図である。
【図５】 標準時刻の時刻データおよび位相データが送受信される方法を示した図である。
【図６】 第１無線アクセスポイントが実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図７】 無線通信端末が実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図８】 ビーコンが送受信されるタイミングを示した図である。
【図９】 第２の実施の形態に係る無線通信システムの概略を示した全体図である。
【図１０】 第２無線通信端末の内部構造を示したブロック図である。
【図１１】 第３無線アクセスポイントの内部構造を示したブロック図である。
【図１２】 第３無線アクセスポイントが標準時刻と同期をとる方法を示した図である。
【図１３】 第３の実施の形態に係る無線通信システムの概略を示した全体図である。
【図１４】 無線通信端末同士で標準時刻を送受信する方法を示した図である。
【図１５】 第４の実施の形態に係る無線通信システムにおいて送受信される時刻データのパケットを示した図である。
【符号の説明】
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ 無線アクセスポイント、１０３ クロック、１０４ 電波時計回路、１０６ 無線通信回路、１１０ 受信回路、１１１ 復調回路、１１２ アナログ−デジタル変換回路、１１４ 標準時刻制御回路、１１６ 無線通信制御回路、１１８ ＲＦ回路、１２０ ＲＦ回路、１２２ 制御回路、１２４ クロック、２００ 標準電波送信所、３００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ 無線通信端末、３０２ ＲＦ回路、３０４無線通信端末制御回路、３０６ クロック、３０８ 無線通信端末制御回路、３１０ ＲＦ回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム、無線通信システムにおける無線装置および移動無線装置に関し、特に、複数の無線装置と、移動可能な移動無線装置から構成される無線通信システム、無線通信システムにおける無線装置および移動無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が知られている。この無線ＬＡＮにおいては、無数の情報が、不確定なタイミングで送信されるため、特定の無線通信端末が、その無線通信端末に対して送信された情報のみを受信するには、その情報がいつ送信されるかをあらかじめ把握しておく必要があり、高度な制御が要求される。したがって、無線ＬＡＮにおける通信を簡便なものとするため、通常の無線通信端末においては、その無線通信端末宛の情報および他の無線通信端末宛の情報を含む、ネットワーク上の全ての情報を受信し、受信した情報のうち、他の無線通信端末宛の情報は捨てるといった動作を行なっている。このため、無線通信端末が待受け（非通信）状態であっても、ネットワーク上の全ての情報を受信するため、無線通信端末に搭載されている受信機の無線制御部は動作していた。しかしながら、特に携帯型の無線通信端末においては、バッテリによる使用時間に限度があるため、省電力化の観点から、通信をしない場合は、受信を最小限に留めておく必要があり、従来より省電力化を実現する技術が存在している。
【０００３】
例えば、ホストがこれから送信しようとする情報を保有しておらず、無線アクセスポイントからも送信情報がない場合、無線通信端末が、待受け状態、すなわち、連続的な受信が不要であると判断し、受信機や無線制御部の電源を切り、スリープ状態にして消費電力を低減する。このスリープ状態に入る前に、無線アクセスポイントが一定間隔で送信しているビーコン情報に含まれる無線アクセスポイントのビーコン間隔を記録しておき、次回のビーコン受信時はタイマーで起動して受信することで、無線通信端末は、間欠受信動作を行なう。
【０００４】
この構成により、無線通信端末は、受信機や無線制御部の電源を切り、消費電力を低減するとともに、間欠受信動作により、情報を受信することができる。
【０００５】
特開平９−１３５２５４号公報（特許文献１）は、無線アクセスポイントを介さず無線通信端末同士で通信を行なうアドホックネットワークを構成する無線通信端末に、電力に余裕のない無線通信端末が含まれていても、アドホックネットワークを長時間維持可能とする省電力制御システムを開示する。特許文献１に開示された省電力制御システムは、無線通信端末が端末間の同期をとるために出力するビーコンを、無線通信端末が分担して出力するアドホックネットワークの省電力制御システムである。この省電力システムにおいて、無線通信端末の少なくとも一つは、自端末の電力に余裕があるか否かを検出する検出部と、自端末の電力に余裕があることが検出された時に他の構成端末よりも優先してビーコンを出力するよう制御する制御部とを含む。
【０００６】
この公報に開示された発明によると、検出部は、自端末の電力に余裕があるか否かを検出し、制御部は、自端末の電力に余裕があることが検出された時に他の構成端末よりも優先してビーコンを出力するよう制御する。このため、電力に余裕がある無線通信端末が、他の無線通信端末よりも優先してビーコンを出力するため、アドホックネットワークを構成する端末に、電力に余裕のない無線通信端末が含まれていてもアドホックネットワークを長時間維持することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３５２５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、間欠受信動作を行なう技術においては、同期していた無線アクセスポイントの圏外に、無線通信端末が移動した場合、間欠受信動作を中止する必要があった。すなわち、通常、ビーコン間隔は、無線アクセスポイント毎で異なっているため、同期していた無線アクセスポイントの圏内から他の無線アクセスポイントの圏内に、無線通信端末が移動した場合、受信するタイミングが分からないため、図８（Ｂ）に示すように、連続的にあるいは断続的に受信を行なう必要がある。
【０００９】
連続的に受信を行なう場合は、受信機や無線制御部の電源を切ることができないので、消費電力を低減することができない。また、断続的に受信を行なう場合は、受信機や無線制御部の電源を切ることができるものの、受信機や無線制御部が作動していない時に、無線アクセスポイントの圏内に移動しても、ビーコンを受信することができない。そのため、特に、無線通信端末が移動中である場合は、受信機や無線制御部が作動してビーコンを受信する前に無線アクセスポイントの圏内を通り過ぎ、結局無線アクセスポイントを見つけることが出来ないおそれがあるという問題点がある。
【００１０】
また、特開平９−１３５２５４号公報に開示された省電力制御システムにおいては、アドホックネットワークを長時間維持することはできるが、電力に余裕のある無線通信端末が優先してビーコンを送信するため、その無線通信端末自体の消費電力は低減されることがないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システム、無線通信システムにおける無線装置および移動無線装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る無線通信システムは、ビーコンを送信する第１無線装置と、第１無線装置とは異なる位置に配置されているとともに、ビーコンを送信する第２無線装置と、移動可能であるとともに、ビーコンを受信する移動無線装置とから構成される無線通信システムである。この無線通信システムにおいて、第１無線装置は、ビーコンを間欠的に送信するための第１ビーコン送信手段を含む。第２無線装置は、第１ビーコン送信手段がビーコンを送信する時期と同一の時期にビーコンを間欠的に送信するための第２ビーコン送信手段を含む。移動無線装置は、第１ビーコン送信手段および第２ビーコン送信手段がビーコンを送信する時期と同一の時期に、ビーコンを間欠的に受信するためのビーコン受信手段を含む。
【００１３】
第１の発明によると、第１無線装置の第１ビーコン送信手段と、第２無線装置の第２ビーコン送信手段とが、同一の時期にビーコンを間欠的に送信し、移動無線装置のビーコン受信手段は、各ビーコン送信手段がビーコンを送信する時期と同一の時期にビーコンを間欠的に受信する。これにより、たとえば、移動無線通信装置が第１無線装置の通信圏内から第２無線装置の通信圏内に移動した場合であっても、第２ビーコン送信手段から送信されるビーコンを探すために、ビーコンの間欠受信を中止し、ビーコン受信手段が連続的にビーコンを受信できるようにしておく必要がない。そのため、移動無線装置は、ビーコンの間欠受信を継続することができる。また、ビーコンを送信する時期と、ビーコンを受信する時期が一致しているので、速やかにビーコンが受信される。その結果、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムを提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係る無線通信システムにおいては、第１の発明の構成に加え、各無線装置は、時刻に関する情報を取得するための手段と、時刻に関する情報を、移動無線装置に送信するための手段とを含む。各ビーコン送信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。移動無線装置は、無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段を含む。ビーコン受信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、各無線装置は、時刻に関する情報を取得するとともに、時刻に関する情報を移動無線装置に送信し、各ビーコン送信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。移動無線装置は、時刻に関する情報を受信し、ビーコン受信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に受信する。これにより、各無線装置および移動無線装置は、時刻に関する情報を共通して保有し、この時刻に同期してビーコンが送信および受信される。その結果、ビーコン送信手段の送信時期とビーコン受信手段の受信時期とが一致する精度を向上させることができる。
【００１６】
第３の発明に係る無線通信システムにおいては、第１の発明の構成に加え、第１無線装置は、時刻に関する情報を取得するための手段と、時刻に関する情報を、移動無線装置に送信するための手段とを含む。第１ビーコン送信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。移動無線装置は、第１無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段と、時刻に関する情報を第２無線装置に送信するための手段とを含む。ビーコン受信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。第２無線装置は、移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段を含む。第２ビーコン送信手段は、時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、第１無線装置は、時刻に関する情報を取得するとともに、移動無線装置に時刻に関する情報を送信し、第１ビーコン送信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。移動無線装置は、時刻に関する情報を受信するとともに、第２無線装置に時刻に関する情報を送信し、ビーコン受信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に受信する。第２無線装置は、時刻に関する情報を受信し、第２ビーコン送信手段は、時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。これにより、各無線装置および移動無線装置は、時刻に関する情報を共通して保有し、この時刻に同期してビーコンが送信および受信される。その結果、ビーコン送信手段の送信時期とビーコン受信手段の受信時期とが一致する精度を向上させることができる。
【００１８】
第４の発明に係る無線通信システムにおいては、第３の発明の構成に加え、移動無線装置は複数存在している。各移動無線装置は、移動無線装置の時刻の誤差を算出するための手段と、誤差の情報を第２無線装置に送信するための手段とを含む。第２無線装置は、移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、誤差の大きさを比較するための手段とを含む。第２ビーコン送信手段は、誤差がより小さい時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む。
【００１９】
第４の発明によると、第２ビーコン送信手段は、複数の移動無線装置が保有する時刻のうち、より誤差が小さい時刻に同期してビーコンを間欠的に送信することができる。これにより、ビーコン送信手段の送信時期とビーコン受信手段の受信時期とが一致する精度を一層向上させることができる。
【００２０】
第５の発明に係る無線通信システムにおいては、第２ないし第４のいずれかの発明の構成に加え、移動無線装置は複数存在している。各移動無線装置は、自己の時刻に関する情報を、他の移動無線装置に送信するための手段と、他の移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段とを含む。ビーコン受信手段は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。
【００２１】
第５の発明によると、移動無線装置は、自己の時刻に関する情報を、他の移動無線装置に送信するとともに、他の移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信する。これにより、移動無線装置間で時刻に関する情報を送受信できる。そのため、たとえば、いずれかの移動無線装置が、無線装置の通信圏外にいる場合であっても、その移動無線装置は、他の移動無線装置から時刻に関する情報を得て、移動無線装置から送信された時刻に同期して、ビーコンの間欠受信を行なうことができる。
【００２２】
第６の発明に係る無線通信システムにおいては、第５の発明の構成に加え、各移動無線装置は、自己の時刻の誤差を算出するための手段と、誤差の情報を他の移動無線装置に送信するための手段と、他の移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、他の移動無線装置の誤差の大きさと自己の誤差の大きさとを比較するための手段とを含む。ビーコン受信手段は、他の移動無線装置の時刻の誤差が、自己の時刻の誤差よりも小さい場合は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む。
【００２３】
第６の発明によると、各移動無線装置は、自己の時刻の誤差を算出し、誤差の情報を他の移動無線装置との間で送受信するとともに、自己の時刻の誤差と、他の移動無線装置の時刻の誤差とを比較する。また、他の移動無線装置の時刻の誤差が、自己の時刻の誤差よりも小さい場合は、他の移動無線装置から送信された時刻、すなわちより誤差が小さい時刻に同期してビーコンを間欠受信する。これにより、時刻の精度が落ちることを抑制することができる。
【００２４】
第７の発明に係る無線通信システムにおいては、第２ないし第６のいずれかの発明の構成に加え、時刻に関する情報は、標準時刻の情報である。
【００２５】
第７の発明によると、時刻に関する情報は、標準時刻の情報である。これにより、統一された共通の基準である標準時刻に同期して、ビーコンを間欠的に送受信することができる。そのため、ビーコンを送受信する時期を、精度よく一致させることができる。
【００２６】
第８の発明に係る第１無線装置は、第１ないし第７のいずれかの発明に係る無線通信システムにおける第１無線装置である。
【００２７】
第８の発明によると、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムにおける第１無線装置を提供することができる。
【００２８】
第９の発明に係る第２無線装置は、第１ないし第７のいずれかの発明に係る無線通信システムにおける第２無線装置である。
【００２９】
第９の発明によると、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムにおける第２無線装置を提供することができる。
【００３０】
第１０の発明に係る移動無線装置は、第１ないし第７のいずれかの発明に係る無線通信システムにおける移動無線装置である。
【００３１】
第１０の発明によると、移動無線装置の省電力性に優れ、移動中でも速やかにビーコンを受信することができる無線通信システムにおける移動無線装置を提供することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３３】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムは、第１無線アクセスポイント１０２Ａと、第２無線アクセスポイント１０２Ｂと、各無線アクセスポイントと無線通信を行なう無線通信端末３００とを含む。なお、本実施の形態においては、無線アクセスポイントは２つであるが、無線アクセスポイントの数はこれに限られない。また、無線通信端末３００は１つであるが、無線通信端末３００の数はこれに限られない。
【００３４】
各無線アクセスポイントは、標準電波送信所２００から送信される標準電波を受信し、標準時刻の時刻データを取得する。この時刻データには、６０秒ごとに送信される基準マーカと、基準マーカの位置の時刻、曜日、年、１月１日からの通算日を６０秒かけて知らせるタイムコードとが含まれている。各無線アクセスポイントは、基準マーカと、タイムコードと、標準電波の位相によって、正確な標準時刻を取得し、この標準時刻に同期してビーコンを間欠的に送信する。なお、本実施の形態においては、標準電波から標準時刻を取得しているが、標準時刻の取得方法はこれに限られない。また、標準時刻以外で、基準となりうるものに同期してビーコンを間欠的に送信するように構成してもよい。
【００３５】
無線通信端末３００は使用者に持ち運ばれて移動可能であり、第１無線アクセスポイント１０２Ａのサービスエリア１０４Ａの圏内から、圏外へ移動し、さらに第２無線アクセスポイント１０２Ｂのサービスエリア１０４Ｂの圏内へ移動することができる。このとき、無線通信端末３００は、間欠的にビーコンを受信できるように作動し、電力の消費を抑制する間欠受信を行なう。
【００３６】
図２を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第１無線アクセスポイント１０２Ａの内部構造について説明する。なお、第２無線アクセスポイント１０２Ｂの内部構造については、第１無線アクセスポイントと同じである。したがって、その詳細な説明はここでは繰返さない。
【００３７】
第１無線アクセスポイント１０２Ａは、第１無線アクセスポイント１０２Ａ内の回路の同期をとるクロック１０３と、標準電波を受信する電波時計回路１０４と、無線信号を送受信する無線通信回路１０６とを含む。
【００３８】
クロック１０３は時刻に関する固有の時刻データを保有しており、この時刻に基づいてタイミングパルスを周期的に発生する。電波時計回路１０４と無線通信回路１０６とは、このタイミングパルスに合わせてすべての処理を行なう。
【００３９】
電波時計回路１０４は、受信回路１１０と、復調回路１１１とを含む。受信回路１１０は、標準電波と、クロック１０３の位相データを受信し、それらを復調回路１１１に送る。復調回路１１１は、標準電波に含まれる時刻データを復調し、この時刻データを無線通信回路１０６に送る。また、標準電波の位相と、クロック１０３の位相を比較し、クロック１０３に対して位相補正信号を出力する。クロック１０３の位相は、この位相補正信号により、標準電波の位相と一致させられる。このようにして標準電波と位相が一致したクロック１０３の位相データは受信回路１１０に戻される。これにより、クロック１０３の位相が標準電波の位相に一致するように常に補正されるループが構成されている。
【００４０】
無線通信回路１０６は、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）１１２と、標準時刻制御回路１１４と、無線通信制御回路１１６と、ＲＦ回路１１８とを含む。
【００４１】
アナログ−デジタル変換回路１１２は、クロック１０３の位相データをデジタル化し、標準時刻制御回路１１４に入力する。
【００４２】
標準時刻制御回路１１４は、アナログ−デジタル変換回路１１２からデジタル化されたクロック１０３の位相データを受取るとともに、復調回路１１１から時刻データを受取り、これらに基づいて、ビーコンを発信するタイミングに関する情報、たとえばビーコンの発信間隔Ｔを無線通信制御回路１１６に伝達する。
【００４３】
無線通信制御回路１１６は、無線通信プロトコルに従った通信制御を行なっており、標準時刻制御回路１１４からの情報により、ビーコンを送信するタイミングを標準電波の位相に一致させるように作動する。具体的には、ビーコンの発信間隔を微調整しながら、タイミングを合わせる。たとえば、ビーコンが１００［ｍｓ］の間隔で間欠的に発信されていると想定すると、ビーコンの発信間隔Ｔを１００［ｍｓ］よりも、若干短くし、標準電波の位相とタイミングが一致すれば、そのタイミングをずらさずに、ビーコンの発信間隔を１００［ｍｓ］に戻す。なお、タイミングを一致させる方法はこれに限られない。
【００４４】
ＲＦ回路１１８は、ビーコンを無線通信端末３００に対して送信する。また、標準時刻の時刻データおよびクロック１０３の位相データも無線通信端末３００に対して送信される。
【００４５】
図３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける無線通信端末３００の内部構造について説明する。
【００４６】
無線通信端末３００は、各無線アクセスポイントとの間で無線信号を送受信するＲＦ回路３０２と、ＲＦ回路３０２の作動を制御する無線通信端末制御回路３０４と、無線通信端末３００内の回路の同期をとるクロック３０６とを含む。
【００４７】
ＲＦ回路３０２は、各無線アクセスポイントから送信されたビーコン、標準時刻の時刻データおよび無線アクセスポイントのクロックの位相データを受信する。ビーコンには、ビーコンの送信間隔Ｔに関する情報が含まれており、このビーコンの送信間隔Ｔに関する情報が無線通信端末制御回路３０４に送られる。また、標準時刻の時刻データおよび無線アクセスポイントのクロックの位相データも、無線通信端末制御回路３０４に送られる。
【００４８】
無線通信端末制御回路３０４は、ＲＦ回路３０２がビーコンを受信している間は、ビーコンの送信間隔Ｔに関する情報に基づき、ビーコンが送信されるタイミングと同一のタイミングでビーコンを間欠的に受信するように、ＲＦ回路３０２の作動を制御する。ＲＦ回路３０２がビーコンを受信していなとき、すなわち、無線通信端末３００が、無線アクセスポイントの通信圏外にある場合は、クロック３０６の時刻に基づいて、ビーコンを間欠的に受信できるように、間欠的にＲＦ回路３０２を作動させる。また、無線通信端末制御回路３０４は、標準時刻の時刻データおよび無線アクセスポイントのクロックの位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻に、クロック３０６の時刻を同期させる。これにより、無線通信端末３００は、無線アクセスポイントの通信圏外にある場合は、標準時刻に同期したタイミングでビーコンを間欠的に受信できるように作動する。なお、無線通信端末３００が、無線アクセスポイントの通信圏外にある場合でも、ビーコンの送信間隔Ｔに関する情報に基づき、ビーコンが送信されるタイミングと同一のタイミングでビーコンを間欠的に受信するように構成してもよい。
【００４９】
図４を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、ビーコンが送受信されるタイミングについて説明する。
【００５０】
第１無線アクセスポイント１０２Ａは、６０秒に１度だけ送信される標準電波の基準マーカの先頭の位相の立ち上がり部分と、ビーコンの先頭を一致させて、１００［ｍｓ］に１度の間隔でビーコンを送信する。このとき、第２無線アクセスポイント１０２Ｂも同様に作動しており、同一のタイミングで、ビーコンを送信している。また、無線通信端末３００は、各無線アクセスポイントがビーコンを発信するタイミングと同一のタイミングで、ビーコンを間欠的に受信できるように作動する。
【００５１】
図５を参照して、標準時刻を送受信する方法について説明する。標準時刻を送受信する場合は、通常の無線通信プロトコルを使用すると、無線通信プロトコル処理の際にデータに遅延が生じてしまう。そのため、実際の標準時刻よりもいくらか遅れた時刻が伝達されてしまう。したがって、標準時刻の時刻データを通常の無線通信プロトコルとして伝達するだけでなく、通常の無線通信プロトコルを使用しないで、クロックの位相データを伝達する方法を組み合わせ、時刻データの遅延を補正することで正確な標準時刻を送受信する。
【００５２】
標準時刻を送信する場合は、図５（Ａ）に示すように、標準時刻の時刻データを通常の通信プロトコルで送信し、クロックの位相データについては、送信バッファに直接データを受け渡す。ここで、送信バッファに渡される情報は、送信される時点での無線アクセスポイントのクロックの位相情報であり、送信時の遅延を防止するため、送信バッファの容量を補正し、送信バッファにおける位相データの遅延時間を補正する。
【００５３】
標準時刻データを受信する場合、図５（Ｂ）に示すように、時刻データおよび位相データの双方は、受信バッファに受け渡される。その後、時刻データは、通常の無線通信プロトコルで処理を行なう。位相データは、通常の無線通信プロトコルでの処理を行なわず、遅延により不正確な時刻データを位相データにより補正し、正確な標準時刻を得る。受信バッファの補正も、受信バッファの容量や処理速度から計算する。位相データが受信バッファに入ったタイミングを受信バッファに記憶させ、通常のプロトコルで時刻情報を受信した後に、正確な受信タイミングを受信バッファから得てもよい。
【００５４】
なお、標準時刻の送受信方法はこれに限られず、時刻データを含んだパケットの応答時間を測定し片道の遅延時間を推定し、再度、遅延時間を補正データとして送信したり、何度も送信したりして遅延時間を推定精度を高めてもよい。
【００５５】
図６を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第１無線アクセスポイント１０２Ａが実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、第２無線アクセスポイント１０２Ｂが実行するプログラムの制御構造は、第１無線アクセスポイントのものと同一であるため、ここではその説明を繰返さない。
【００５６】
ステップ（以下「ステップ」をＳと略す）１００にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、ビーコンの送信間隔Ｔを１００［ｍｓ］に設定する。
【００５７】
Ｓ１０２にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、標準電波を受信し、標準時刻の時刻情報を取得する。
【００５８】
Ｓ１０４にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、１００［ｍｓ］の間隔で、ビーコンを間欠的に送信する。また、標準時刻の時刻データおよび第１無線アクセスポイント１０２Ａのクロック１０３の位相データも送信する。
【００５９】
Ｓ１０６にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、標準電波の基準マーカの先頭の位相の立ち上がり部分と、ビーコンの先頭が一致しているか否かを判別する。一致している場合は、処理はＳ１００に戻される。そうでなければ、処理はＳ１０８に移される。
【００６０】
Ｓ１０８にて、第１無線アクセスポイント１０２Ａは、ビーコンの送信間隔Ｔを調整する。ビーコンの送信間隔Ｔの調整は、標準電波の基準マーカと、ビーコンを送信するタイミングとが一致するまで繰返される。
【００６１】
図７を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける無線通信端末３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００６２】
Ｓ２００にて、無線通信端末３００は、無線通信端末３００のクロック３０６が標準時刻と同期しているか否かを判別する。同期している場合は、処理はＳ２０２に移される。そうでなければ、処理はＳ２０４に移される。なお、同期しているか否かは、標準時刻の時刻データを受信したか否かにより判別される。
【００６３】
Ｓ２０２にて、無線通信端末３００は、ビーコンの受信間隔を標準時刻に同期させて、ビーコンの間欠受信を行なう。
【００６４】
Ｓ２０４にて、無線通信端末３００は、ビーコンの受信間隔が標準時刻に同期していない状態で、ビーコンの間欠受信を行なう。なお、Ｓ２０４にて行なう間欠受信は、周知一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は行なわない。
【００６５】
Ｓ２０６にて、無線通信端末３００は、ビーコンを受信したか否かを判別し、無線アクセスポイントを検出したか否かを判別する。無線アクセスポイントを検出した場合は、処理はＳ２１０に移される。そうでない場合は、処理はＳ２０２に戻される。
【００６６】
Ｓ２０８にて、無線通信端末３００は、ビーコンを受信したか否かを判別し、無線アクセスポイントを検出したか否かを判別する。無線アクセスポイントを検出した場合は、処理はＳ２１０に移される。そうでない場合は、処理はＳ２０４に戻される。
【００６７】
Ｓ２１０にて、無線通信端末３００は、ビーコンに含まれるビーコンの発信間隔Ｔに関する情報を受信する。
【００６８】
Ｓ２１２にて、無線通信端末３００は、標準時刻の時刻データおよび無線通信端末のクロックの位相データから標準時刻を取得し、無線通信端末３００のクロック３０６の時刻を標準時刻に同期させる。
【００６９】
Ｓ２１４にて、無線通信端末３００は、ビーコンの発信間隔Ｔに基づいて、ビーコンが送信されるタイミングと同一のタイミングで、ビーコンを間欠的に受信する。
【００７０】
Ｓ２１６にて、無線通信端末３００は、ビーコンを受信したか否かを判別し、無線アクセスポイントを検出したか否かを判別する。無線アクセスポイントを検出した場合は、処理はＳ２１４に戻される。そうでない場合は、処理はＳ２０２に戻される。
【００７１】
以上のような構造、およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る無線通信システムにおける第１無線アクセスポイント１０２Ａおよび無線通信端末３００の動作について説明する。
【００７２】
[無線アクセスポイント]
電源がＯＮされ、第１無線アクセスポイント１０２Ａが起動すると、ビーコンの送信間隔Ｔが１００［ｍｓ］に設定され（Ｓ１００）、標準電波が受信されるとともに（Ｓ１０２）、ビーコンが１００［ｍｓ］の間隔で間欠的に送信される（Ｓ１０４）。また、標準時刻の時刻データおよび第１無線アクセスポイント１０２Ａのクロック１０３の位相データも送信される。
【００７３】
次に、標準電波の基準マーカの先頭の位相の立ち上がり部分と、ビーコンの先頭が一致しているか否かが判別され（Ｓ１０６）、一致している場合は（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、ビーコンを送信する間隔Ｔは１００［ｍｓ］に維持される（Ｓ１００）。そうでなければ（Ｓ１０６にてＮＯ）、ビーコンを送信する間隔Ｔが調整される（Ｓ１０８）。
【００７４】
[無線通信端末]
無線通信端末３００の電源がＯＮされ、無線通信端末３００が起動すると、無線通信端末３００のクロック３０６が標準時刻に同期しているか否かが判別される（Ｓ２００）。同期している場合は（Ｓ２００にてＹＥＳ）、標準時刻に同期したタイミングで間欠受信が行なわれる（Ｓ２０２）。そうでなければ、標準時刻に同期していない通常の間欠受信が実施される（Ｓ２０４）。
【００７５】
次に、ビーコンを受信したか否かが判別されることにより、無線アクセスポイントを検出したか否かが判別される（Ｓ２０６，Ｓ２０８）。無線アクセスポイントが検出された場合は（Ｓ２０６，Ｓ２０８にてＹＥＳ）、ビーコンに含まれるビーコン送信間隔Ｔに関する情報を受信する（Ｓ２１０）。そうでない場合は（Ｓ２０６，Ｓ２０８にてＮＯ）、間欠受信が継続される（Ｓ２０２，Ｓ２０４）。
【００７６】
ビーコン送信間隔Ｔが受信されると（Ｓ２１０）、標準時刻の時刻データおよび無線通信端末のクロックの位相データから標準時刻を取得し、無線通信端末３００のクロック３０６が標準時刻に同期させられるとともに（Ｓ２１２）、ビーコン送信間隔Ｔと同一のタイミングで間欠受信が行なわれる（Ｓ２１４）。
【００７７】
無線アクセスポイントが検出されている間（Ｓ２１６にてＹＥＳ）は、ビーコン送信間隔Ｔと同一のタイミングで、間欠受信が行なわれる（Ｓ２１４）。無線アクセスポイントが検出されなくなると（Ｓ２１６にてＮＯ）、標準時刻に同期したタイミングで間欠受信が実施される（Ｓ２０２）。
【００７８】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第１無線アクセスポイント１０２Ａと第２無線アクセスポイント１０２Ｂとが、標準時刻に同期してビーコンを送信する。また、無線通信端末３００は、無線アクセスポイントを検出していない場合、すなわち無線アクセスポイントの通信圏外にいる場合は、標準時刻に同期して間欠受信を行なう。そのため、図８（Ａ）に示すように、無線通信システム全体が標準時刻に同期して、同一のタイミングでビーコンの送受信を行なう。これにより、無線通信端末３００が、第１無線アクセスポイント１０２Ａの通信圏内から通信圏外に移動し、第２無線アクセスポイント１０２Ｂの通信圏内に移動した場合であっても、ビーコンの間欠受信を継続することができる。すなわち、第２無線アクセスポイント１０２Ｂから送信されるビーコンを探すために、ビーコンの間欠受信を中止し、図８（Ｂ）に示すように連続的にビーコンを受信できるようにする必要がない。そのため、無線通信端末３００は、ビーコンを受信するとき以外は作動を休止させ、電力の消費を抑制することができる。また、ビーコンを送信するタイミングと、ビーコンを受信するタイミングが一致してため、無線通信端末３００が、無線アクセスポイントの通信圏外から圏内に移動した場合は、速やかにビーコンが受信される。
【００７９】
＜第２の実施の形態＞
図９を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムは、第１無線アクセスポイント１０２Ａと、第３無線アクセスポイント１０２Ｃと、各無線アクセスポイントと無線通信を行なう第２無線通信端末３００Ａと、第３無線通信端末３００Ｂと、第４無線通信端末３００Ｃとを含む。
【００８０】
本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、標準電波を受信する機能を有しておらず、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが保有する時刻の時刻データは、標準時刻と同期した各無線通信端末の時刻データにより調整される。
【００８１】
その他のハードウェア構成およびフローについては、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。なお、本実施の形態においては、無線アクセスポイントは２つであるが、無線アクセスポイントの数はこれに限られない。また、無線通信端末は３つであるが、無線通信端末の数はこれに限られない。
【００８２】
図１０を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第２無線通信端末３００Ａの無線通信端末制御回路３０８およびＲＦ回路３１０について説明する。なお、第３無線通信端末３００Ｂおよび第４無線通信端末３００Ｃに関しては、第２無線通信端末３００Ａと同じであるため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００８３】
第２無線通信端末３００Ａの無線通信端末制御回路３０８は、クロック３０６の精度情報に基づき、クロック３０６の時刻と標準時刻との推定誤差を算出する。算出された誤差の情報は、ＲＦ回路３１０から第３無線アクセスポイント１０２Ｃに対して送信される。また、標準時刻と同期したクロック３０６の時刻の時刻データおよびクロック３０６の位相データも、ＲＦ回路３１０から第３無線アクセスポイント１０２Ｃに対して送信される。その他の構成については、前述の第１の実施の形態における無線通信端末３００と同じである。その機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００８４】
図１１を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第３無線アクセスポイントの内部構造について説明する。第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、各無線通信端末との間で無線信号を送受信するＲＦ回路１２０と、ＲＦ回路１２０の作動を制御するとともに、各無線通信端末のクロックの推定誤差を比較する制御回路１２２と、第３無線アクセスポイント３００Ｃ内の回路の同期をとるクロック１２４とを含む。
【００８５】
ＲＦ回路３０２は、標準時刻と同期したタイミングでビーコンを送信するとともに、各無線通信端末から送信された、各無線通信端末のクロックの推定誤差、各無線通信端末のクロックの時刻の時刻データおよび位相データを受信し、制御回路１２２に送る。
【００８６】
制御回路１２２は、各無線通信端末のクロックの推定誤差を比較し、より誤差が小さい無線通信端末のクロックの時刻データと位相データとから、標準時刻を取得し、この標準時刻に、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の時刻を同期させる。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準時刻と同期をとることとなる。また、制御回路１２２は、標準時刻と同期した第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の時刻に基づいて、標準時刻と同期したタイミングでビーコンが送信されるように、ＲＦ回路１２０を制御する。なお、ビーコンの送信タイミングを標準時刻に同期させる方法については、前述の第１の実施の形態における第１無線アクセスポイント１０２Ａと同じであるため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００８７】
図１２を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準時刻と同期をとる方法について説明する。
【００８８】
各無線通信端末は、第１無線アクセスポイント１０２Ａと同期をとることで、標準時刻と同期をとる。このときの第１無線アクセスポイント１０２Ａのクロック推定誤差Δ１［ｐｐｍ］は、標準時刻の誤差と一致しており、非常に小さいものであり、各無線通信端末の推定誤差もΔ１となる。ここで、第２無線通信端末のクロック精度をδ１［ｐｐｍ／日］とすると、これよりＤ［日］後の推定誤差Δ２は、δ１×Ｄ+Δ１となり、誤差が増大する。同様にして、第３無線通信端末３００Ｂおよび第４無線通信端末３００Ｃのクロックの推定誤差Δ３およびΔ４が算出される。ここで、Δ３＞Δ２＞Δ４であると想定する。
【００８９】
第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準時刻と同期していない状態で、第２無線通信端末３００Ａのクロック推定誤差、時刻データおよび位相データが受信されると、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、第２無線通信端末３００Ａと同期することとなる。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロックが標準時刻と同期をとることとなるが、このときの第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の推定誤差はΔ２［ｐｐｍ］となる。その後、第３無線通信端末３００Ｂのクロック推定誤差、時刻データおよび位相データが受信されても、Δ３＞Δ２であるため、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、第３無線通信端末３００Ｂに同期しない。そのため、このときの第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の推定誤差はΔ２［ｐｐｍ］のままである。第４無線通信端末３００Ｃのクロック推定誤差、時刻データおよび位相データが受信されると、Δ２＞Δ４であるため、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、第４無線通信端末３００Ｃに同期する。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の推定誤差はΔ４となる。このようにして、第３無線アクセスポイント１０２Ｃはより推定誤差の小さい無線通信端末と同期して、より誤差の小さい標準時刻を得る。
【００９０】
なお、第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４自体の推定誤差を算出し、算出された推定誤差に基づいて第３無線アクセスポイント１０２Ｃのクロック１２４の時刻データを補正し、時刻の精度を向上させるようにしてもよい。
【００９１】
以上のようにして、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第３無線アクセスポイント１０２Ｃは、無線通信端末と同期し、各無線通信端末から送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得する。これにより、第３無線アクセスポイント１０２Ｃが標準電波を受信する機能を有していなくても、標準時刻と同期したタイミングでビーコンを間欠的に送信することができる。
【００９２】
また、各無線通信端末のクロック推定誤差を比較し、より誤差の小さい無線通信端末と同期して標準時刻を取得しているため、第３無線アクセスポイント１０２Ｃの時刻の精度を向上させ、ビーコンを送信するタイミングとビーコンを受信するタイミングを精度よく一致させることができる。
【００９３】
＜第３の実施の形態＞
図１３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムは、第１無線アクセスポイント１０２Ａと、第２無線アクセスポイント１０２Ｂと、各無線アクセスポイントと無線通信を行なう第５無線通信端末３００Ｄと、第６無線通信端末３００Ｅとを含む。
【００９４】
本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、第５無線通信端末３００Ｄと、第６無線通信端末３００Ｅとの間で、各無線通信端末のクロック推定誤差、時刻データおよび位相データを送受信する。また、自己のクロック推定誤差と他の無線通信端末のクロック推定誤差とを比較し、他の無線通信端末のクロック推定誤差が、自己のクロック推定誤差よりも小さい場合は、他の無線通信端末から送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻に自己のクロックの時刻を同期させる。
【００９５】
その他のハードウェア構成およびフローについては、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。時刻データおよび位相データの送受信方法についても、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。なお、本実施の形態においては、無線アクセスポイントは２つであるが、無線アクセスポイントの数はこれに限られない。また、無線通信端末は２つであるが、無線通信端末の数はこれに限られない。
【００９６】
図１４を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいて、第５無線通信端末３００Ｄと、第６無線通信端末３００Ｅが標準時刻と同期をとる方法について説明する。
【００９７】
各無線通信端末は、第１無線アクセスポイント１０２Ａと同期をとることで、標準時刻と同期をとる。このときの各無線アクセスポイントのクロック推定誤差Δ１［ｐｐｍ］は、標準時刻の誤差と一致しており、非常に小さいものであり、無線通信端末の推定誤差もΔ１となる。ここで、第５無線通信端末３００Ｄのクロック精度をδ５［ｐｐｍ／日］とすると、これよりＤ［日］後の推定誤差Δ５は、δ５×Ｄ+Δ１となり、誤差が増大する。同様にして、第６無線通信端末３００Ｅのクロックの推定誤差Δ６が算出される。ここで、Δ６＞Δ５であると想定する。
【００９８】
第５無線通信端末３００Ｄと第６無線通信端末３００Ｅとの間で、それぞれのクロックの推定誤差、時刻データおよび位相データが送受信される。ここでΔ６＞Δ５であるため、第６無線通信端末３００Ｅは、第５無線通信端末３００Ｄから送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻に、第６無線通信端末３００Ｅのクロックの時刻を同期させる。そのため、第６無線通信端末３００Ｅの推定誤差はΔ５となる。一方、第５無線通信端末３００Ｄは第６無線通信端末３００Ｅの時刻に同期せず、第５無線通信端末３００Ｄの推定誤差はΔ５のままである。
【００９９】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムにおける第５無線通信端末３００Ｄおよび第６無線通信端末３００Ｅは、時刻データおよび位相データを互いに送受信する。これにより、無線通信端末間で標準時刻を送受信できる。そのため、たとえば、いずれかの無線通信端末が、無線アクセスポイントの通信圏外にいる場合であっても、その無線通信端末は、他の無線通信端末から標準時刻を取得し、この標準時刻に同期して、ビーコンの間欠受信を行なうことができる。
【０１００】
また、第５無線通信端末３００Ｄおよび第６無線通信端末３００Ｅは、クロック推定誤差を送受信するとともに、クロック推定誤差を比較し、他の無線通信端末のクロック推定誤差が、自己のクロック推定誤差よりも小さい場合は、他の無線通信端末から送信された時刻データおよび位相データから標準時刻を取得し、この標準時刻にクロックの時刻を同期させる。これにより、保有する標準時刻の精度が落ちることを抑制することができる。
【０１０１】
＜第４の実施の形態＞
図１５を参照して、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、標準時刻の時刻データを送信する際、先頭に位相マーカを付加された時刻データのパケットを、標準時刻に位相が一致するタイミングで送信する。具体的には、送信側で、現在時刻の１００［ｍｓ］以上先の粗い時刻データ（１００［ｍｓ］単位）と位相マーカを含むパケットが、１００［ｍｓ］以内に予め準備される。このパケットは、送信時刻になると遅延なく送信される。このとき、送信の直前まで、他の通信が行なわれていないことを確認しておく、他の機器が通信を行なっている場合は、パケットを送信すると他の通信を妨害することになるため、準備したパケットを破棄し、さらに次の１００［ｍｓ］後の時刻データのパケットを準備する。パケットの送信時刻に他の通信が行なわれていない場合は、パケットが送信される。受信側では、位相マーカが受信バッファに入ったタイミングを受信バッファが記録しておき、時刻データを受信した後に、正確な受信タイミングを受信バッファから取得し、時刻データを補正して正確な標準時刻を得る。
【０１０２】
なお、パケットの送信時刻に他の機器が通信を行なっている場合でも、パケットを破棄せず、送信時刻に予め定められたオフセット分だけ加算した時刻でパケットを送信し、パケットを受信する際にオフセット分を減算して時刻を算出してもよい。
【０１０３】
その他のハードウェア構成およびフローについては、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムにおいては、先頭に位相マーカが付加された時刻データのパケットを送信し、時刻データとパケットを受信したタイミングによって、標準時刻を取得する。これにより、パケットが送受信されたタイミングによって、位相データを伝えることができる。その結果、位相データそのものをデータとして送信する場合に比べて、送信するデータ量が少なくすることができる。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係る無線通信システムの概略を示した全体図である。
【図２】 第１無線アクセスポイントの内部構造を示したブロック図である。
【図３】 無線通信端末の内部構造を示したブロック図である。
【図４】 ビーコンが送受信されるタイミングを示した図である。
【図５】 標準時刻の時刻データおよび位相データが送受信される方法を示した図である。
【図６】 第１無線アクセスポイントが実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図７】 無線通信端末が実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図８】 ビーコンが送受信されるタイミングを示した図である。
【図９】 第２の実施の形態に係る無線通信システムの概略を示した全体図である。
【図１０】 第２無線通信端末の内部構造を示したブロック図である。
【図１１】 第３無線アクセスポイントの内部構造を示したブロック図である。
【図１２】 第３無線アクセスポイントが標準時刻と同期をとる方法を示した図である。
【図１３】 第３の実施の形態に係る無線通信システムの概略を示した全体図である。
【図１４】 無線通信端末同士で標準時刻を送受信する方法を示した図である。
【図１５】 第４の実施の形態に係る無線通信システムにおいて送受信される時刻データのパケットを示した図である。
【符号の説明】
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ 無線アクセスポイント、１０３ クロック、１０４ 電波時計回路、１０６ 無線通信回路、１１０ 受信回路、１１１ 復調回路、１１２ アナログ−デジタル変換回路、１１４ 標準時刻制御回路、１１６ 無線通信制御回路、１１８ ＲＦ回路、１２０ ＲＦ回路、１２２ 制御回路、１２４ クロック、２００ 標準電波送信所、３００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ 無線通信端末、３０２ ＲＦ回路、３０４無線通信端末制御回路、３０６ クロック、３０８ 無線通信端末制御回路、３１０ ＲＦ回路。
Claims (6)
- ビーコンを送信する第１無線装置と、前記第１無線装置とは異なる位置に配置されているとともに、ビーコンを送信する第２無線装置と、移動可能であるとともに、前記ビーコンを受信する複数の移動無線装置とから構成される無線通信システムであって、
前記第１無線装置は、
前記ビーコンを間欠的に送信するための第１ビーコン送信手段と、
時刻に関する情報を取得するための手段と、
前記時刻に関する情報を、前記移動無線装置に送信するための手段とを含み、
前記第１ビーコン送信手段は、前記時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に送信するための手段を含み、
各前記移動無線装置は、
前記ビーコンを受信するためのビーコン受信手段と、
前記第１無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段と、
前記移動無線装置の時刻の誤差を算出するための手段と、
前記時刻に関する情報を前記第２無線装置に送信するための手段と、
前記誤差の情報を前記第２無線装置に送信するための手段とを含み、
前記ビーコン受信手段は、前記時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するための手段を含み、
前記第２無線装置は、
前記ビーコンを間欠的に送信するための第２ビーコン送信手段と、
前記移動無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段と、
前記移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、
前記誤差の大きさを比較するための手段とを含み、
前記第２ビーコン送信手段は、前記誤差がより小さい時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に送信するための手段を含む、無線通信システム。 - ビーコンを送信する第１無線装置と、前記第１無線装置とは異なる位置に配置されているとともに、ビーコンを送信する第２無線装置と、移動可能であるとともに、前記ビーコンを受信する複数の移動無線装置とから構成される無線通信システムであって、
前記第１無線装置は、前記ビーコンを間欠的に送信するための第１ビーコン送信手段を含み、
前記第２無線装置は、前記第１ビーコン送信手段が前記ビーコンを送信する時期と同一の時期にビーコンを間欠的に送信するための第２ビーコン送信手段を含み、
前記移動無線装置は、前記第１ビーコン送信手段および前記第２ビーコン送信手段が前記ビーコンを送信する時期と同一の時期に、前記ビーコンを間欠的に受信するためのビーコン受信手段を含み、
各前記無線装置は、
時刻に関する情報を取得するための手段と、
前記時刻に関する情報を、前記移動無線装置に送信するための手段とを含み、
各前記ビーコン送信手段は、前記時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に送信するための手段を含み、
前記移動無線装置は、前記無線装置から送信された時刻に関する情報を受信するための手段を含み、
前記ビーコン受信手段は、前記時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するための手段を含み、
各前記移動無線装置は、
自己の時刻に関する情報を、他の移動無線装置に送信するための手段と、
他の移動無線装置から送信された前記時刻に関する情報を受信するための手段とを含み、
前記ビーコン受信手段は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む、無線通信システム。 - 各前記移動無線装置は、
自己の時刻の誤差を算出するための手段と、
前記誤差の情報を他の移動無線装置に送信するための手段と、
他の移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、
他の移動無線装置の誤差の大きさと自己の誤差の大きさとを比較するための手段とを含み、
前記ビーコン受信手段は、他の移動無線装置の時刻の誤差が、自己の時刻の誤差よりも小さい場合は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む、請求項２に記載の無線通信システム。 - 前記時刻に関する情報は、標準時刻の情報である、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信システム。
- ビーコンを送信する第１無線装置およびビーコンを送信し、前記第１無線装置とは異なる第２無線装置より、ビーコンを受信する移動可能な移動無線装置であって、
前記第１無線装置から送信される時刻に関する情報を受信するための手段と、
前記第２無線装置に、前記時刻に関する情報を送信するための手段と、
前記時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するためのビーコン受信手段と、
自己の時刻に関する情報を、他の移動無線装置に送信するための手段と、
他の移動無線装置から送信された前記時刻に関する情報を受信するための手段とを含み、
前記ビーコン受信手段は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む、移動無線装置。 - 前記移動無線装置は、
自己の時刻の誤差を算出するための手段と、
前記誤差の情報を他の移動無線装置に送信するための手段と、
他の移動無線装置から送信された誤差の情報を受信するための手段と、
他の移動無線装置の誤差の大きさと自己の誤差の大きさとを比較するための手段とを含み、
前記ビーコン受信手段は、他の移動無線装置の時刻の誤差が、自己の時刻の誤差よりも小さい場合は、他の移動無線装置から送信された時刻に同期して、前記ビーコンを間欠的に受信するための手段を含む、請求項５に記載の移動無線装置。
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