JP4930223B2 - 無線通信システム、その送信側無線端末、受信側無線端末、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線機相互の無線通信方式に係り、特に、間欠無線通信における低消費電力化に係る手法等に関する。

電池で動作する通信装置の低消費電力化方法として、動作時間のデューティ比を小さくする方法がある。この方法では、送信機と受信機の双方が動作を停止している時に、送信機と受信機との間で通信可能とするためには、送信機と受信機とを同時に動作状態に移行させる必要がある。ここで、動作を停止している送信機と受信機とを同時に動作状態に移行させるためには、受信機は自分宛の情報の送信を開始する送信機を検出する必要があり、このような送信機を検出する方法として、各通信機が間欠的に受信状態に移行する方法と、ビーコンを送信する方法とがある。

例えば、特許文献１には、各通信機が間欠的に受信状態に移行する方法が開示されている。この方法では、発呼局および着呼局から構成される無線通信システムにおいて、受信待ちの状態にある着呼局は、一定周期で間欠的に受信部を動作状態とし、受信待ちの着呼局を呼び出して通信を始めようとする発呼局は、着呼局の呼出し番号を送出する前に、一定周期より長い期間、受信部起動信号を送出し、着呼局の受信部は、一定周期で動作状態となるために、この周期より長い起動信号を確実に捕獲して受信部を常時動作状態とし、発呼局からの呼出し番号により、特定の相手局の受信部を識別して通信可能状態とすることができる。

また、例えば、特許文献２には、送信機は受信機を特定するコードと受信機の動作を制御する一対のデータ列を繰り返し送信し、受信機は送信休止区間長の間隔で間欠受信することにより、応答性の確保と受信機の低消費電力化を図る方法が開示されている。

また、例えば、特許文献３には、計測を行うセンサを備え、動作状態と休止状態を繰り返す間欠動作の無線端末装置と基地局との間で行なう通信方法であって、基地局において無線端末装置に与えるコマンド或いはデータ等の基地局情報を保存し、無線端末装置を休止状態から動作状態に切り替えてからセンサからの情報を基地局に送信し、センサ情報を送信するために動作状態にある無線端末装置に、基地局において保存されている基地局情報を応答信号に結合して送信し、基地局情報及びセンサ情報の送信が終了してから無線端末装置を休止状態に戻す方法が開示されている。

また、例えば、特許文献４には、各通信局が自局並びに周辺局のアクティブとなる時間を自律分散的に管理し、さらに自己の近隣に存在する通信装置の動作モードからアクティブとなっている時間を判断し、通信局が周期的に送信するビーコン信号によって、その時点での動作モードを通知するとともに、周辺局がアクティブになっている時間を管理し、隣接局宛にデータを送信する場合、当該隣接局がアクティブになっているタイミングを、自局の送信がアクティブになるように設定する方法が開示されている。
特開２００３−８７１８０号公報 特開平１０−２７１５７１号公報 特開２００６−３３６７４号公報 特開２００５−１０１７５６号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示された方法では、自分宛の情報の送信を開始する送信機を受信機が確実に検出できるようにするため、送信機は比較的長い期間に渡って電波を発信し続けることから、空間のチャンネルが比較的長い期間に渡って占有され、他の通信の障害になるという問題があった。

また、特許文献３に開示された方法では、受信側となる基地局では、センサからの情報を無線端末装置から受信できるようにするために常に受信状態となって待機する必要があり、受信側での低消費電力化が考慮されていないという問題があった。

また、特許文献４に開示された方法では、周辺にある通信装置の動作タイミングを自己のタイマによって管理する必要があるため、周辺にある通信装置の動作が精密に同期化されている必要がある。このため、初期状態で同期を捕捉するための捕捉処理、定期的に同期を補正するための補正処理、同期が外れた時に同期を再捕捉するための再捕捉処理などが必要となり、消費電力の増大を招くという問題があった。

本発明の課題は、送信動作中における空間のチャンネルの占有時間を低減しつつ、送受信時の低消費電力化を図るとともに、非同期的に通信状態に移行することを可能にする通信方式を提供し、更に特に、この様な通信方式において複数の無線端末による同一無線端末宛の送信パケットの衝突の発生を回避できる無線通信システム、その送信側無線端末、受信側無線端末、プログラムを提供することである。

本発明の無線通信システムは、データを無線にて送信する無線送信回路と、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路とを有する複数の無線端末から成る無線通信システムにおいて、受信側の前記無線端末は、一定周期で間欠的に、前記無線送信回路を動作状態にして第１の信号を送信させると共に、続いて所定の第１の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末から無線で送信されたデータの受信待ち状態とする間欠動作制御手段と、前記第１の期間中に任意の他の無線端末から送信された受信延長要求を受信する毎に、前記第１の期間を延長する受信待ち期間延長手段とを有し、送信側の前記無線端末は、任意の送信事象が発生すると、所定の第２の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末からの前記第１の信号の受信待ち状態とし、該第２の期間中に前記第１の信号を受信する毎に、該第１の信号の送信元が該送信事象に係るデータ送信相手であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段において、前記受信した第１の信号の送信元が前記送信事象に係るデータ送信相手であると判定された場合、前記第１の信号受信時点から各無線端末毎に異なる第３の期間経過後に、前記無線送信回路を動作状態にして、前記第１の信号の送信元に対して前記受信延長要求を送信する受信延長要求送信手段と、
該受信延長要求送信時点から更に所定の第４の期間経過後に再び前記無線送信回路を動作状態にして前記第１の信号の送信元に対して前記送信事象に係るデータを送信するデータ送信制御手段とを有する。

上記無線通信システムでは、各無線端末は相互に非同期で動作しており、受信側の前記無線端末は一定周期で間欠的に第１の信号の送信とその応答の受信待ち状態を繰り返しており、受信側での低消費電力化が図れている。一方、送信側では、送信事象が発生すると、受信待ち状態となり、基本的にはデータ送信相手からの第１の信号を受信すると、この相手先にデータを送信する。但し、複数の送信側無線端末で同時期に同じデータ送信相手への送信事象が発生していると、第１の信号の受信タイミングはほぼ同じであることから、送信パケットが衝突する可能性がある。また、その場合、受信側の無線端末の上記受信待ち状態を延ばす必要がある。

これより、まず、第１の信号の受信時点から各無線端末で異なるタイミングで受信延長
要求を送信しておき、その後に所定の第４の期間経過したらデータを送信することで、受信延長要求及びデータの送信タイミングを相互にズラすことができ、衝突は生じない。

そして、例えば、特に、前記第３の期間は前記第１の期間より短いことを条件として各無線端末毎にランダムに決定され、前記第１の期間の延長は、前記受信延長要求受信時点から予め決められている所定期間延長するものであり、該所定期間は前記第４の期間よりも長いように設定することで、受信延長要求及びデータは確実に受信側の無線端末で受信される。

本発明の無線通信システム、その送信側無線端末、受信側無線端末、プログラムによれば、送信動作中における空間のチャンネルの占有時間を低減しつつ、送受信時の低消費電力化を図るとともに、非同期的に通信状態に移行することを可能にする通信方式を提供し、更に特に、この様な通信方式において複数の無線端末による同一無線端末宛の送信パケットの衝突の発生を回避できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に、各無線端末の構成図を示す。
尚、ここでは、各無線端末の基本的な機能を示す為に、データ受信側の無線端末を受信端末１１ａ、データ送信側の無線端末を送信端末１１ｂとする構成を示すが、通常、無線機は、データ送信側として動作する場合もあればデータ受信側として動作する場合もあるので、実際には後述するように、各無線端末は受信端末１１ａ、送信端末１１ｂ両方の構成を有する場合が多いことになる。但し、図１に示す通りに、受信専用、送信専用の無線端末がそれぞれ存在するような構成であってもよい。

図１において、受信端末１１ａには、データを無線にて送信する無線送信回路１３ａ、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路１４ａ、データの送受信の制御を行う制御部１２ａ、データの送受信の切り替えを行う切り替え部１５ａ、データを電波として空間に送出したり受信したりするアンテナ１６ａ、無線送信回路１３ａ、無線受信回路１４ａおよび制御部１２ａの電源を供給する電池１７ａ、不図示の上位装置とデータのやり取りを行うインターフェース１８ａ、無線送信回路１３ａの電源をオン／オフするスイッチ１９ａ、無線受信回路１４ａの電源をオン／オフするスイッチ２０ａが設けられている。

尚、インターフェース１８ａを介してデータのやり取りを行う上位装置としては、例えば、パソコン等の情報処理装置、スイッチやセンサ、表示器などを挙げることができる。また、制御部１２ａにはタイマが設けられ、制御部１２ａ自体の消費電力を最低に維持するスリープ状態となり、一定時間後に動作状態に移行することができる。

ここで、制御部１２ａには、無線送信回路１３ａまたは無線受信回路１４ａを間欠的に動作状態に移行させる動作状態制御部３１ａが設けられる。動作状態制御部３１ａには、第１送信状態制御部３２ａおよび第１受信状態制御部３３ａが設けられている。

図２（ａ）は、動作状態制御部３１ａの処理フローチャート図である。図３（ａ）は、図２（ａ）の処理による受信端末１１ａの動作タイミング図である。
動作状態制御部３１ａの処理動作は、上記第１送信状態制御部３２ａの処理動作と第１受信状態制御部３３ａの処理動作とから成る。

まず、図２（ａ）の処理は繰り返し行われているものであり、図示の各処理の最後の処理であるステップＳ３の処理の際に図３（ａ）に示すスリープ期間ＴＳがセットされて起
動された不図示のタイマ（詳しくは後にステップＳ３の説明の際に説明する）が、タイムアップすることで、制御部１２ａはスリープ状態から目覚め（起動し）、これによって図２（ａ）の処理が開始されることになる。

図２（ａ）の処理が開始されると、まず、第１送信状態制御部３２ａが、スイッチ１９ａをＯＮ制御して無線送信回路１３ａを電源オンすると共に、切り替え部１５ａを無線送信回路１３ａ側に切り替えて、予め設定されている所定期間（図３（ａ）に示す一定期間ＴＴ）、図３（ａ）に示す送信状態Ｔ１１とする。この送信状態Ｔ１１では、例えば制御部１２ａ等が、少なくとも自端末のＩＤを含む所定の信号を、無線送信回路１３ａによってアンテナ１６ａから無線送信させるものである（後述する間欠送信信号Ｐ１１（ＩＤ通知信号とも呼ぶものとする）を送信するものである）（ステップＳ１）。尚、上記ＩＤとは、予め各無線端末（受信端末１１ａ、送信端末１１ｂ）に割り当てられている、各無線端末の識別番号である。そして、送信状態Ｔ１１終了時にスイッチ１９ａをＯＦＦ制御して無線送信回路１３ａを電源オフする。

上記送信状態Ｔ１１が終了すると、続いて、第１受信状態制御部３３ａが、スイッチ２０ａをＯＮ制御して無線受信回路１４ａを電源オンすると共に、切り替え部１５ａを無線受信回路１４ａ側に切り替える。そして、予め設定されている所定期間（図３（ａ）に示す一定期間ＴＲ）、図３（ａ）に示す受信状態Ｒ１１となる。つまり、外部からの無線信号（特に後述する送信信号Ｐ１２）の受信待ち状態となる（ステップＳ２）。

そして、受信状態Ｒ１１終了時に、第１受信状態制御部３３ａは（又は制御部１２ａ等であってもよいが）、ステップＳ３のスリープ状態への移行処理を実行する。
ステップＳ３の処理は、まず、スイッチ２０ａをＯＦＦ制御して無線受信回路１４ａを電源オフする。これによって、無線送信回路１３ａ、無線受信回路１４ａの両方が電源オフとなる。更に、図３（ａ）に示すスリープ期間ＴＳを上記不図示のタイマにセットしてタイマ起動すると共に、制御部１２ａ自体をスリープ状態にする。これによって、スリープ期間ＴＳの間は、無線送信回路１３ａ、無線受信回路１４ａの両方が電源オフになっていると共に、制御部１２ａ自体もスリープ状態となっているので、電力消費が非常に少なくて済む。

尚、上記送信状態Ｔ１１とは、受信端末１１ａの動作状態において当該受信端末１１ａが動作状態にあることを送信端末１１ｂ側に知らせるための信号（間欠送信信号Ｐ１１）を無線送信する状態であると言える。

尚、上述した図２（ａ）の処理は、換言すれば、動作状態制御部３１ａが、図３（ａ）に示すように、一定期間ＴＴの送信状態Ｔ１１とそれに続く一定期間ＴＲの受信状態Ｒ１１を、スリープ期間ＴＳだけ間隔を空けながら間欠的に繰り返すように制御する処理であるとも言える。上述した図２（ａ）の処理の説明は、一例であり、これに限るものではない。例えば、第１送信状態制御部３２ａ、第１受信状態制御部３３ａは、それぞれ、上述した送信処理、受信処理に係る処理のみを実行し、期間ＴＳ、ＴＴ、ＴＲに係る期間管理は、動作状態制御部３１ａ等が行うようにしてもよい。何れにしても、動作状態制御部３１ａ全体（あるいは制御部１２ａ全体）として、図２（ａ）に示す動作が行われるように制御するものであれば何でもよい。これは、以下に説明する送信端末１１ｂの動作に関しても同様である。

また、一定期間ＴＴ、ＴＲは、動作期間（スリープ状態ではない期間）であるとも言える。
尚、動作期間（ＴＴ＋ＴＲ）は、スリープ期間ＴＳに対して十分に短くすることができ、受信端末１１ａの消費電力は以下の（１）式を満たすことができる。
（ＴＴ×ＰＴ＋ＴＲ×ＰＲ）≪ＰＲ×（ＴＴ＋ＴＲ＋ＴＳ） ・・・（１）
但し、ＰＴは送信時に無線送信回路１３ａおよび制御部１２ａにて消費される電力、ＰＲは受信時に無線受信回路１４ａおよび制御部１２ａにて消費される電力である。この式により、無線受信回路１４ａを常時受信状態とした場合に比べて期間（ＴＴ＋ＴＲ＋ＴＳ）に消費される電力を削減することができる。

一方、送信端末１１ｂには、データを無線にて送信する無線送信回路１３ｂ、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路１４ｂ、データの送受信の制御を行う制御部１２ｂ、データの送受信の切り替えを行う切り替え部１５ｂ、データを電波として空間に送出したり受信したりするアンテナ１６ｂ、無線送信回路１３ｂ、無線受信回路１４ｂおよび制御部１２ｂの電源を供給する電池１７ｂ、上位装置とデータのやり取りを行うインターフェース１８ｂ、無線送信回路１３ｂの電源をオン／オフするスイッチ１９ｂ、無線受信回路１４ｂの電源をオン／オフするスイッチ２０ｂが設けられている。

ここで、制御部１２ｂには、無線送信回路１３ｂまたは無線受信回路１４ｂを必要に応じて動作状態に移行させる動作状態制御部３１ｂが設けられ、動作状態制御部３１ｂには、第２送信状態制御部３２ｂおよび第２受信状態制御部３３ｂが設けられている。

そして、第２受信状態制御部３３ｂは、図３（ｂ）に示すように、送信事象Ｊ１１の発生を契機として、受信端末１１ａが動作状態にあるということを送信端末１１ｂが知るための受信待ち状態Ｒ１２に移行させる。尚、送信事象Ｊ１１としては、例えば、上位装置からの送信指令、送信端末１１ｂ内部で発生した電池電圧情報、他の無線機から中継送信されるデータを受信した場合などを挙げることができる。

尚、送信事象Ｊ１１（例えば上記送信指令）には、送信すべきデータの他に、送信相手先のデータ（宛先の無線端末のＩＤ等）も含まれる。よって、送信端末１１ｂは、送信事象Ｊ１１が発生することにより、どの受信端末１１ａにデータを送信したらよいかを判断することができると共に、上記ステップＳ１のＩＤ通知によって通知元がデータ送信相手であるか否かを判断できる。

また、受信待ち状態Ｒ１２において任意の受信端末１１ａが送信した上記間欠送信信号Ｐ１１（自己が動作状態であることを示す信号）を送信端末１１ｂが受信した場合、第２送信状態制御部３２ｂによって、当該動作状態にある受信端末１１ａに上記送信すべきデータを送信するための送信状態Ｔ１２に移行させる。但し、上記の通り、間欠送信信号Ｐ１１には受信端末１１のＩＤが含まれており、このＩＤが上記送信事象Ｊ１１による宛先のＩＤと一致しない場合には、送信状態Ｔ１２に移行せずに、そのまま受信待ち状態Ｒ１２を継続する。

上述した動作状態制御部３１ｂの処理動作について、以下、図２（ｂ）、図３（ｂ）を参照して、更に詳しく説明する。
図２（ｂ）は動作状態制御部３１ｂの処理フローチャート図であり、図３（ｂ）はこの処理による送信端末１１ｂの動作タイミング図である。

図２（ｂ）の処理は、上記の通り送信端末１１ｂにおいて送信事象Ｊ１１が発生すると、開始される。
すなわち、送信端末１１ｂの制御部１２ｂは、上記送信事象Ｊ１１が発生するとスリープ状態から目覚める（起動する）。そして、まず、第２受信状態制御部３３ｂは、予め任意の一定時間ＴＷが設定されている不図示のタイマを起動する。更に、切り替え部１５ｂを無線受信回路１４ｂ側に切り替えると共にスイッチ２０ｂをＯＮ制御して無線受信回路１４ｂを電源ＯＮすることで、上記受信待ち状態Ｒ１２を開始する（ステップＳ４）。上
記タイマにより、最長で、予め設定されている一定時間ＴＷだけ受信待ち状態Ｒ１２となることになる。

そして、上記タイマがタイムアップする前に（一定時間ＴＷ経過する前に；ステップＳ６の判定がＹＥＳとなる前に）、上記送信相手先の受信端末１１ａが送信した間欠送信信号Ｐ１１を受信した場合には（当然、上記ＩＤ一致判定を行っている）（ステップＳ５，ＹＥＳ）、上記送信すべきデータのデータパケットを、上記送信相手先の受信端末１１ａ宛に無線送信する（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理を行う為に、第２送信状態制御部３２ｂは、切り替え部１５ｂを無線送信回路１３ｂ側に切り替えると共にスイッチ１９ｂをＯＮ制御して無線送信回路１３ｂを電源ＯＮする（その際、スイッチ２０ｂをＯＦＦ制御する）（尚、これは、図３（ｂ）に示す送信状態Ｔ１２に移ることを意味する）。

そして、ステップＳ７の処理が完了したら、受信待ち状態Ｒ１２に戻ることなく、スリープ状態へ移行する（ステップＳ８）。
尚、図３（ａ）と図３（ｂ）は、それぞれ独立して示しているものであり、相互の関係を示すものではない（相互の関係例は図４（ａ）、（ｂ）などで示している）。

一方、上記送信相手先の受信端末１１ａが送信した間欠送信信号Ｐ１１を受信することなく、上記タイマがタイムアップした場合（一定時間ＴＷ経過した場合）には（ステップＳ６，ＹＥＳ）、スリープ状態へ移行する（ステップＳ８）。すなわち、スイッチを制御して無線送信回路１３ｂ、無線受信回路１４ｂの両方を電源オフすると共に、制御部１２ｂ自体をスリープ状態にする。

ここで、上述した一定時間ＴＷは、電波を受信可能な場所に存在する全ての受信端末１１ａの送信状態Ｔ１１を確認できるようにするために、以下の（２）式を満たすように設定することができる。

ＴＷ＞ＴＴ＋（ＴＴ＋ＴＲ＋ＴＳ） ・・・（２）
ただし、通信エラーなどにより受信端末１１ａの送信状態Ｔ１１を確認できない場合も考慮して、Ｎ（Ｎは２以上の整数）回だけ受信端末１１ａの送信状態Ｔ１１を確認できるように、以下の式を満たすように一定時間ＴＷを設定することができる。

ＴＷ＞ＴＴ＋Ｎ×（ＴＴ＋ＴＲ＋ＴＳ） ・・・（３）
図４は、上述した処理による無線端末の間欠通信方法の一例を示すタイミング図である。

以下、図４を参照して、上述した処理についてまとめて説明する。
尚、ここでの説明では、上述した説明のように制御部１２ａ、１２ｂがそれぞれ有する上記各機能部毎に区別することなく、まとめて、制御部１２ａ、１２ｂが行うものとして説明する。

図４において、受信端末１１ａ側では、制御部１２ａが動作状態に移行している動作期間（ＴＴ＋ＴＲ）においては、制御部１２ａは、まず、送信期間ＴＴにおいて、スイッチ１９ａをオンして電源を無線送信回路１３ａに供給することにより、無線送信回路１３ａを送信状態Ｔ１１に移行させる。また、制御部１２ａは、送信期間ＴＴに続く受信期間ＴＲおいて、スイッチ２０ａをオンして（その際、スイッチ１９ａをオフする。また切り替え部の切り替え制御も行う；逐一説明しないが、実施形態の説明では全て同様）、電源を無線受信回路１４ａに供給することにより、無線受信回路１４ａを受信状態Ｒ１１に移行させる。

そして、制御部１２ａは、上記一定期間ＴＴの送信状態Ｔ１１とそれに続く一定期間ＴＲの受信状態Ｒ１１の後に、スイッチ１９ａ、２０ａの両方がオフになるようにし、無線送信回路１３ａおよび無線受信回路１４ａの電源を切断し、更に制御部１２ａ自らがスリープ状態となることにより、スリープ期間ＴＳに移行させる。

上述した制御を繰返すことで、制御部１２ａは、一定期間ＴＴの送信状態Ｔ１１とそれに続く一定期間ＴＲの受信状態Ｒ１１をスリープ期間ＴＳだけ間隔を空けながら間欠的に繰り返すことができる。

一方、送信端末１１ｂ側では、制御部１２ｂは、通常時は（送信事象Ｊ１１が発生しない限りは）、スイッチ１９ｂ、２０ｂをオフすることにより、無線送信回路１３ｂおよび無線受信回路１４ｂの電源を切断するとともに、制御部１２ｂ自らがスリープ状態となっている。そして、送信事象Ｊ１１が発生することをトリガとして起動する制御部１２ｂは、スイッチ２０ｂをオンして電源を無線受信回路１４ｂに供給することにより、無線受信回路１４ｂを一定時間ＴＷだけ受信待ち状態Ｒ１２に移行させる。

そして、受信端末１１ａ側において無線送信回路１３ａが送信状態Ｔ１１に移行されると、上述した通り、無線送信回路１３ａはアンテナ１６ａを介して間欠送信信号Ｐ１１を送信することになる。尚、既に述べた通り、間欠送信信号Ｐ１１には、個々の受信端末１１ａに固有なコード（上記ＩＤ）の情報も含まれている（それ以外にも、たとえば、当該信号が間欠送信信号であることを示す情報等も含まれていてよい；これは、他の信号に関しても同様）。

そして、図４に示すように送信端末１１ｂ側が受信待ち状態Ｒ１２となっている期間中の任意のときに、間欠送信信号Ｐ１１が受信端末１１ａから送信されると、送信端末１１ｂにてこの間欠送信信号Ｐ１１が受信される。ここで、上述した（２）式を満たすように受信待ち状態Ｒ１２の時間ＴＷを設定することにより、間欠送信信号Ｐ１１が受信待ち状態Ｒ１２と非同期で受信端末１１ａから送信された場合においても、電波を受信可能な場所に存在する全ての送信端末１１ｂに間欠送信信号Ｐ１１を受信させることができ、受信端末１１ａは、自己が動作状態となっていることを送信端末１１ｂに確実に知らせることができる。

そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１１が受信されると、送信端末１１ｂは、既に述べた通り、間欠送信信号Ｐ１１に含まれる受信端末１１ａに固有なコード（上記ＩＤ）に基づいて、その受信端末１１ａが送信相手であるかどうかを判断する。そして、その受信端末１１ａが送信相手であると確認された場合には、送信端末１１ｂは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、送信信号Ｐ１２を受信端末１１ａに送信する。

ここで、受信端末１１ａ側でも、送信状態Ｔ１１において間欠送信信号Ｐ１１を送信すると、その直後に受信状態Ｒ１１に移行するので、送信端末１１ｂが送信状態Ｔ１２である時には、受信端末１１ａは受信状態Ｒ１１となっており、タイマなどを用いて受信端末１１ａと送信端末１１ｂとの間で同期をとることなく、受信端末１１ａは送信端末１１ｂから送信された送信信号Ｐ１２を受信することができる。

但し、上記“直後”である必要は必ずしもない。要は、間欠送信信号Ｐ１１の送受信タイミングを基準にして、受信端末１１ａと送信端末１１ｂとでその後に同じタイミング（上記“直後”又は同じ時間経過後等）でそれぞれ受信状態Ｒ１１、送信状態Ｔ１２に移行するように予め設定しておけばよい。

上記本例の手法では、送信端末１１ｂ側では受信端末１１ａ側にデータを送信する前に受信待ち状態Ｒ１２で待機し、送信端末１１ｂが送信事象に係るパケットデータの送信を行う以前に、受信端末１１ａが動作状態にあることを送信端末１１ｂに通知することが可能となる。更に、この通知タイミングを元にそれぞれ受信状態Ｒ１１、送信状態Ｔ１２に移行する。

このため、受信端末１１ａが非同期で間欠的に動作状態を繰り返している場合においても、受信端末１１ａと送信端末１１ｂとで動作タイミングを同期化させることなく、受信端末１１ａが動作状態にある時にデータを受信させることが可能となるとともに、送信端末１１ｂが受信端末１１ａを捕捉するために、送信端末１１ｂが長時間送信状態Ｔ１２を継続させる必要がなくなることから、送受信時の低消費電力化を図りつつ、送信動作中における空間のチャンネルの占有時間を低減することができる。

尚、間欠送信信号Ｐ１１に含まれる受信端末１１ａに固有なコード（ＩＤ）に基づいて、その受信端末１１ａが送信相手であると送信端末１１ｂ側で確認された場合には、図４に示す通り、送信端末１１ｂではその直後に受信待ち状態Ｒ１２を中止するようにしてもよい。これにより、受信端末１１ａが今回のデータの送信相手であるかどうかを送信端末１１ｂ側で確実に確認することを可能としつつ、送信端末１１ｂが受信待ち状態Ｒ１２となっている時間を短くすることができ、送信端末１１ｂの低消費電力化を図ることが可能となる。

図５は、本実施形態に係る無線端末の間欠通信方法のその他の例を示すタイミング図である。
図５において、受信端末１１ａ側では、一定期間ＴＴの送信状態Ｔ１１とそれに続く一定期間ＴＲの受信状態Ｒ１１がスリープ期間ＴＳだけ間隔を空けながら間欠的に繰り返されている。一方、送信端末１１ｂ側では、送信事象Ｊ１１が発生すると、一定時間ＴＷだけ受信待ち状態Ｒ１２に移行する。

そして、受信端末１１ａ側において送信状態Ｔ１１に移行すると、間欠送信信号Ｐ１１が送信され、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１１が受信される。そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１１が受信されると、送信端末１１ｂは、間欠送信信号Ｐ１１に含まれる受信端末１１ａに固有なコードに基づいて、その受信端末１１ａが送信相手であるかどうかを判断する。そして、その受信端末１１ａが送信相手であると確認された場合には、送信端末１１ｂは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、送信信号Ｐ１２を送信相手の受信端末１１ａに送信する。

ここまでは、図４と同様である。
そして、送信端末１１ｂは、送信信号Ｐ１２を受信端末１１ａに送信すると、受信状態Ｒ１３に直ちに移行する。尚、受信状態Ｒ１３は受信状態Ｒ１２と略同様の処理により実現される（違いは、待ち受けるデータの種類（Ｐ１１か後述するＰ１５か）である）。これは、Ｔ１１〜Ｔ１３等に関しても同様である（送信するデータが異なるだけ）。

一方、受信端末１１ａは、間欠送信信号Ｐ１１を送信すると、受信状態Ｒ１１に直ちに移行し、送信端末１１ｂから送信された送信信号Ｐ１２を受信することができる。これは図４と同様である。そして、受信端末１１ａは、送信端末１１ｂから送信された送信信号Ｐ１２を受信すると、送信状態Ｔ１３に直ちに移行し、送信信号Ｐ１２に対する応答信号Ｐ１５を送信端末１１ｂに送信する。

そして、送信端末１１ｂは、応答信号Ｐ１５を受信端末１１ａから受信すると、受信待
ち状態Ｒ１２を直ちに中止することができる。
これにより、受信端末１１ａ側でデータを正常に受信できたか否かを送信端末１１ｂで確実に確認することを可能としつつ、送信端末１１ｂが受信待ち状態となっている時間を短くすることができ、データ通信の信頼性を担保しつつ、送信端末１１ｂの低消費電力化を図ることが可能となる。

図６は、本発明の一実施形態に係る無線端末の間欠通信方法のさらにその他の例を示すタイミング図である。
図６において、送信端末１１ｂは、複数の受信端末１１ａ、１１ｃと通信を行うものとする。なお、受信端末１１ｃは、図１の受信端末１１ａと同様の構成をとることができる。
そして、受信端末１１ａ、１１ｃ側では、一定期間ＴＴの送信状態Ｔ１１とそれに続く一定期間ＴＲの受信状態Ｒ１１がスリープ期間ＴＳだけ間隔を空けながら間欠的に繰り返されている。一方、送信端末１１ｂ側では、受信端末１１ａに対する送信事象Ｊ１１が発生すると、一定時間ＴＷだけ受信待ち状態Ｒ１２に移行する。

そして、受信端末１１ａ側において送信状態Ｔ１１に移行すると、間欠送信信号Ｐ１１が送信され、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１１が受信される。そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１１が受信されると、送信端末１１ｂは、間欠送信信号Ｐ１１に含まれる受信端末１１ａに固有なコード（ＩＤ）に基づいて、その受信端末１１ａが送信相手であるかどうかを判断する。そして、その受信端末１１ａが送信相手であると確認された場合には、送信端末１１ｂは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、送信信号Ｐ１２を受信端末１１ａに送信する。

一方、受信端末１１ａは、間欠送信信号Ｐ１１を送信すると、受信状態Ｒ１１に直ちに移行し、送信端末１１ｂから送信された送信信号Ｐ１２を受信することができる。
ここまでは図４と同様である。

ここで、本例では、送信端末１１ｂにおいて、送信事象Ｊ１１発生に応じた受信待ち状態Ｒ１２の間に、更に、受信端末１１ｃに対する送信事象Ｊ１２が発生している。
この場合、送信端末１１ｂは、受信端末１１ａに送信信号Ｐ１２を送信した後も、受信待ち状態Ｒ１２を継続させる。そして、受信端末１１ｃ側において送信状態Ｔ１１に移行すると、図示の間欠送信信号Ｐ１３が送信され、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１３が受信される。尚、この例の場合、一定時間ＴＷは、送信事象Ｊ１２発生時を基準にしてもよい。

そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている送信端末１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１３が受信されると、送信端末１１ｂは、間欠送信信号Ｐ１３に含まれる受信端末１１ｃに固有なコードに基づいて、受信端末１１ｃが送信相手であるかどうかを判断する。そして、受信端末１１ｃが送信相手であると確認された場合には、送信端末１１ｂは送信状態Ｔ１３に直ちに移行し、送信信号Ｐ１４を受信端末１１ｃに送信する。

尚、送信状態Ｔ１３は、送信状態Ｔ１２と略同様である（送信するデータと送信相手が異なるだけである）。
一方、受信端末１１ｃは、間欠送信信号Ｐ１３を送信すると、受信状態Ｒ１１に直ちに移行し、送信端末１１ｂから送信された送信信号Ｐ１４を受信することができる。

これにより、複数の受信端末１１ａ、１１ｃを対象とした送信事象Ｊ１１、Ｊ１２が連続して発生した場合においても、それらの複数の受信端末１１ａ、１１ｃについての送信
処理を継続して行うことができ、受信端末１１ａ、１１ｃが間欠的に動作状態を繰り返している場合においても、複数の受信端末１１ａ、１１ｃを対象としたデータ通信を効率よく行うことができる。

なお、第１送信状態制御部３２ａ、第１受信状態制御部３３ａ、第２送信状態制御部３２ｂおよび第２受信状態制御部３３ｂは、これらの各制御部で行われる処理を遂行させる命令が記述されたプログラムをコンピュータに実行させることにより実現することができる。

そして、このプログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶しておけば、受信端末１１ａおよび送信端末１１ｂに搭載されたコンピュータに記憶媒体を装着し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、第１送信状態制御部３２ａ、第１受信状態制御部３３ａ、第２送信状態制御部３２ｂおよび第２受信状態制御部３３ｂで行われる処理を実現することができる。また、このプログラムを通信ネットワークを介して受信端末１１ａおよび送信端末１１ｂに搭載されたコンピュータにダウンロードすることにより、このプログラムを受信端末１１ａおよび送信端末１１ｂにインストールするようにしてもよい。

図７は、本発明の第２実施形態に係る無線端末の概略構成を示すブロック図である。
既に述べた通り、一般的に、無線機は、送信側、受信側のどちらにもなり得るので、図１に示す受信端末１１ａ、送信端末１１ｂの両方の機能を備えていることになる。これより、図７に示す無線端末１１１ａ、１１１ｂは、受信端末１１ａ、送信端末１１ｂの両方の機能を有している。また、これより、当然、無線端末１１１ａ、１１１ｂの構成は同じである（符号は変えているが、実質、同じものである）。

そして、以下の説明においては、無線端末１１１ａ、１１１ｂが受信側として動作する場合には受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂ等といい、送信側として動作する場合には送信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂ等というものとする。また、無線端末１１１ａ、１１１ｂの何れか一方が受信側の場合には、他方は送信側であるものとして説明するものとする。

同様に、後述する無線端末１１１ｃも、無線端末１１１ａ等と同じ構成である。
尚、以下に図７について説明するが、上述したことから、この説明は単に既に説明した受信端末１１ａ、送信端末１１ｂの両方の機能をまとめたものである。

図７において、無線端末１１１ａ、１１１ｂには、データを無線にて送信する無線送信回路１１３ａ、１１３ｂ、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路１１４ａ、１１４ｂ、データの送受信の制御を行う制御部１１２ａ、１１２ｂ、データの送受信の切り替えを行う切り替え部１１５ａ、１１５ｂ、データを電波として空間に送出したり受信したりするアンテナ１１６ａ、１１６ｂ、無線送信回路１１３ａ、１１３ｂ、無線受信回路１１４ａ、１１４ｂおよび制御部１１２ａ、１１２ｂの電源をそれぞれ供給する電池１１７ａ、１１７ｂ、上位装置とデータのやり取りを行うインターフェース１１８ａ、１１８ｂ、無線送信回路１１３ａ、１１３ｂの電源をそれぞれオン／オフするスイッチ１１９ａ、１１９ｂ、無線受信回路１１４ａ、１１４ｂの電源をそれぞれオン／オフするスイッチ１２０ａ、１２０ｂがそれぞれ設けられている。また、制御部１１２ａ、１１２ｂには不図示のタイマが設けられ、制御部１１２ａ、１１２ｂ自体の消費電力を最低に維持するスリープ状態となり、一定時間後に動作状態に移行することができる。

ここで、制御部１１２ａ、１１２ｂには、無線送信回路１１３ａ、１１３ｂまたは無線受信回路１１４ａ、１１４ｂを間欠的に動作状態にそれぞれ移行させる動作状態制御部１
３１ａ、１３１ｂがそれぞれ設けられ、動作状態制御部１３１ａ、１３１ｂには、第１送信状態制御部１３２ａ、１３２ｂ、第１受信状態制御部１３３ａ、１３３ｂ、第２送信状態制御部１３４ａ、１３４ｂおよび第２受信状態制御部１３５ａ、１３５ｂがそれぞれ設けられている。

そして、第１送信状態制御部１３２ａ、１３２ｂは、受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂの動作状態において、受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂが動作状態にあることを送信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂに知らせるための送信状態Ｔ１１にそれぞれ移行させることができる。また、第１受信状態制御部１３３ａ、１３３ｂは、受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂが動作状態にあることを送信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂにそれぞれ知らせるための送信状態Ｔ１１に引き続いて、送信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂから送信されたデータを受信するための受信状態Ｒ１１にそれぞれ移行させることができる。

さらに、第２受信状態制御部１３５ａ、１３５ｂは、送信事象Ｊ１１の発生を契機として、受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂが動作状態にあるということを送信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂが知るための受信待ち状態Ｒ１２にそれぞれ移行させる。また、第２送信状態制御部１３４ａ、１３４ｂは、受信待ち状態Ｒ１２において受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂが送信相手であることを示すデータ（上記ＩＤ等）を送信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ受信した場合、動作状態にある受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂにデータを送信するための送信状態Ｔ１２にそれぞれ移行させる。

そして、動作状態制御部１３１ａ、１３１ｂは、受信側の無線端末１１１ａ、１１１ｂにおいて、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１を間欠的にそれぞれ繰り返すことができる。

図８は、図７の無線端末の間欠通信方法を示すタイミング図である。
図８において、無線端末１１１ｂは、複数の無線端末１１１ａ、１１１ｃと通信を行うものとする。なお、無線端末１１１ｃは、図７の無線端末１１１ａ、１１１ｂと同様の構成をとることができる。

そして、各無線端末１１１ａ〜１１１ｃでは、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１がスリープ状態（上記スリープ期間ＴＳ等）を挟みながら間欠的に繰り返されている。また、無線端末１１１ａ〜１１１ｃでは、任意の他の無線端末に対する任意の送信事象が発生すると、一定時間（上記ＴＷ等）だけ受信待ち状態Ｒ１２に移行する。そして、既に述べている通り、受信待ち状態Ｒ１２中に、当該送信事象に係るデータ送信相手から上記送信状態Ｔ１１による間欠送信信号Ｐ１１が送信されてくると、送信状態Ｔ１２に移行してデータ送信（送信信号Ｐ１２）を行う。また、本例では、図示の通り、受信待ち状態Ｒ１２中にスリープ期間ＴＳが終わった場合には、受信待ち状態Ｒ１２を中断して、送信状態Ｔ１１及び受信状態Ｒ１１に移行し、その後再び受信待ち状態Ｒ１２に戻る。尚、その際、中断前後の受信待ち状態Ｒ１２の期間を合わせて上記一定時間ＴＷとなるように制御してもよいし、この例に限らなくてもよい。

そして、図示の例では、まず、無線端末１１１ａにおいて、無線端末１１１ｂに対する送信事象Ｊ１１が発生するものとし、一定時間だけ受信待ち状態Ｒ１２に移行する。
そして、無線端末１１１ｂでは送信状態Ｔ１１に移行すると、間欠送信信号Ｐ１１が送信され、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ａにて間欠送信信号Ｐ１１が受信される。そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ａにて間欠送信信号Ｐ１１が受信されると、無線端末１１１ａは、間欠送信信号Ｐ１１に含まれる無線端末１１１ｂに固有なコードに基づいて、その無線端末１１１ｂが送信相手であるかどうかを判
断する。そして、その無線端末１１１ｂが送信相手であると確認された場合には、無線端末１１１ａは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、送信信号Ｐ１２を無線端末１１１ｂに送信することができる。

一方、無線端末１１１ｂは、間欠送信信号Ｐ１１を送信すると、受信状態Ｒ１１に直ちに移行し、無線端末１１１ａから送信された送信信号Ｐ１２を受信することができる。
また、無線端末１１１ｂでは、ここでは図示のタイミングで無線端末１１１ｃに対する送信事象Ｊ１１が発生しており、上記の通り場合によっては送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１を間に割り込ませながら、一定時間だけ受信待ち状態Ｒ１２に移行する。

そして、無線端末１１１ｃでは送信状態Ｔ１１に移行すると、間欠送信信号Ｐ１３が送信され、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１３が受信される。そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１３が受信されると、無線端末１１１ｂは、間欠送信信号Ｐ１３に含まれる無線端末１１１ｃに固有なコードに基づいて、その無線端末１１１ｃが送信相手であるかどうかを判断する。そして、その無線端末１１１ｃが送信相手であると確認された場合には、無線端末１１１ｂは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、送信信号Ｐ１４を無線端末１１１ｃに送信することができる。

一方、無線端末１１１ｃは、間欠送信信号Ｐ１３を送信すると、受信状態Ｒ１１に直ちに移行し、無線端末１１１ｂから送信された送信信号Ｐ１４を受信することができる。
これにより、受信待ち状態Ｒ１２中に送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１を同一の無線端末１１１ａ〜１１１ｃで間欠的に繰り返すことができ、双方向通信における空間のチャンネルの占有時間を低減しつつ、送受信時の低消費電力化を図るとともに、非同期的に通信状態に移行することが可能となる。

図９は、本実施形態に係る無線端末の間欠通信方法のさらにその他の例を示すタイミング図である。
図９において、無線端末１１１ａ、１１１ｂでは、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１がスリープ状態を挟みながら間欠的に繰り返されている。また、無線端末１１１ｂは、無線端末１１１ａに対する送信事象Ｊ１１が発生すると、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１を間に割り込ませながら、一定時間だけ受信待ち状態Ｒ１２に移行する。

そして、無線端末１１１ａ、１１１ｂでは、送信状態Ｔ１１に移行すると、間欠送信信号Ｐ１１、Ｐ１３がそれぞれ送信される。ここで、無線端末１１１ａ、１１１ｂが送信状態Ｔ１１に同時に移行した場合、間欠送信信号Ｐ１１、Ｐ１３の送信タイミングが一致し、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ｂが間欠送信信号Ｐ１３を受信できなくなる。そして、無線端末１１１ａ、１１１ｂにおいて送信状態Ｔ１１に移行するタイミングが一定である場合、間欠送信信号Ｐ１１、Ｐ１３の送信タイミングが一旦一致すると、次回以降の間欠送信信号Ｐ１１、Ｐ１３の送信タイミングも一致する可能性が高くなる。

このため、無線端末１１１ａ、１１１ｂでは、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１になる周期を毎回変化させるようにすることができる。例えば、無線端末１１１ａでは、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１になる周期をＴＷ＋αＲ＋ＴＴ、無線端末１１１ｂでは、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１になる周期をＴＷ＋αＢ＋ＴＴとすることができる。ただし、αＲ、αＢは、各無線端末１１１ａ、１１１ｂがその都度計算する間欠送信信号Ｐ１１、Ｐ１３の送信タイミングに固有の値である。例えば、αＲ、αＢは、各無線端末１１１ａ、１１１ｂの識別コードと時間経過に関する情報を基
準に算出されたランダムな値に設定することができる。

そして、無線端末１１１ａ、１１１ｂでは、送信状態Ｔ１１とそれに続く受信状態Ｒ１１になる周期を毎回変化させることで、間欠送信信号Ｐ１１、Ｐ１３の送信タイミングが一致した後、無線端末１１１ｂが送信状態Ｔ１１に再度移行する前に、無線端末１１１ａでは送信状態Ｔ１１に再度移行することができる。そして、無線端末１１１ａが送信状態Ｔ１１に再度移行すると、間欠送信信号Ｐ１３が送信され、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１３が受信される。そして、受信待ち状態Ｒ１２となっている無線端末１１１ｂにて間欠送信信号Ｐ１３が受信されると、無線端末１１１ｂは、間欠送信信号Ｐ１３に含まれる無線端末１１１ａに固有なコードに基づいて、その無線端末１１１ａが送信相手であるかどうかを判断する。そして、その無線端末１１１ａが送信相手であると確認された場合には、無線端末１１１ｂは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、送信信号Ｐ１４を無線端末１１１ａに送信することができる。

一方、無線端末１１１ａは、間欠送信信号Ｐ１３を送信すると、受信状態Ｒ１１に直ちに移行し、無線端末１１１ｂから送信された送信信号Ｐ１４を受信することができる。これにより、無線端末１１１ａ、１１１ｂ間で周期的に双方向通信を行う場合においても、定周期送信の動作タイミングの衝突を回避することが可能となり、双方向通信における空間のチャンネルの占有時間を低減しつつ、送受信時の低消費電力化を図るとともに、非同期的に通信状態に移行することが可能となる。

図１０は、図１に示した受信端末１１ａ、送信端末１１ｂ、図７に示した無線端末１１１ａ、１１１ｂを、よりハードウェア的に示す構成図である。
図１０に示す無線端末２００は、アンテナ２０１、送受信切替部２０２、無線送信回路２０３、無線受信回路２０４、送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６、データ送信制御部２０７、間欠動作制御部２０８、ＩＤ通知信号判定部２０９、電源（電池）２１０、電源ライン２１１、スイッチ２１２、スイッチ２１３とから成る。

送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６、データ送信制御部２０７、間欠動作制御部２０８、及びＩＤ通知信号判定部２０９は、図示のＣＰＵ２２０等が、内臓の又は不図示の外部メモリ等の記憶装置に予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムを読み出し・実行することにより実現される各種機能部である。

尚、送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６、データ送信制御部２０７、間欠動作制御部２０８、及びＩＤ通知信号判定部２０９は、これら全体として、図１や図７等に示す制御部１２ａ、１２ｂ、１１１ａ、１１１ｂの機能に相当するものである。よって、制御部１２ａ、１２ｂ、１１１ａ、１１１ｂの機能も、図示のＣＰＵ２２０等が、内臓の又は不図示の外部メモリ等の記憶装置に予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムを読み出し・実行することにより実現されるものであるとも言える。

よって、当然、上述した動作状態制御部３１ａ，３１ｂ，１３１ａ、１３１ｂや、各送信状態制御部３２ａ、３２ｂ、１３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂや、各受信状態制御部３３ａ、３３ｂ、１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂの機能も、図示のＣＰＵ２２０等が、内臓の又は不図示の外部メモリ等の記憶装置に予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムを読み出し・実行することにより実現されるものであるとも言える。

また、更に、後述する図１５、図１６に示すフローチャート図の処理も、図示のＣＰＵ２２０等が、内臓の又は不図示の外部メモリ等の記憶装置に予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムを読み出し・実行することにより実現されるものであるとも言
える。

アンテナ２０１は上記アンテナ１６ａ等に相当し、送受信切替部２０２は上記切り替え部１５ａ等に相当し、無線送信回路２０３は上記無線送信回路１３ａ等に相当し、無線受信回路２０４は上記無線受信回路１４ａ等に相当するので、これらについては特に説明しない。

スイッチ２１２、スイッチ２１３は、上記スイッチ１９ａ、２０ａ等に相当し、ここではその構成をより明確に示してある。すなわち、スイッチ２１２、スイッチ２１３は、図示の通り、電源ライン２１１上に設けられており、スイッチ２１２、２１３をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、無線送信回路２０３、無線受信回路２０４に対する電源（電池）２１０からの電力供給がＯＮ／ＯＦＦされる。

スイッチ２１２、２１３をＯＮ／ＯＦＦ制御は、それぞれ送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６が、間欠動作制御部２０８による間欠動作制御に基づいて実行する。
間欠動作制御部２０８は、上記各期間（ＴＴ、ＴＲ、ＴＳ、ＴＷ）を管理して、送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６に対してスイッチＯＮ／ＯＦＦの指示を出す。つまり、間欠動作制御部２０８及び送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６によって、無線送信回路２０３、無線受信回路２０４への電源供給がＯＮ／ＯＦＦ制御される。換言すれば、間欠動作制御部２０８及び送信状態制御部２０５、受信状態制御部２０６は、上述した各送信状態制御部３２ａ、３２ｂ、１３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂや、各受信状態制御部３３ａ、３３ｂ、１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂに相当する機能部である。

上記間欠動作制御部２０８等によって無線受信回路２０４が動作状態になると、他の無線端末からの無線送信信号が無線受信回路２０４によって受信可能となり、無線受信回路２０４によって受信された受信データは、ＩＤ通知信号判定部２０９に入力され、あるいは不図示の上位装置等に伝送される。

ＩＤ通知信号判定部２０９は、無線受信回路１４ａによって受信した信号に含まれる上記ＩＤを取り出して、当該信号の送信元がパケットデータの送信相手であるか否かを判定して、判定結果をデータ送信制御部２０７に渡す。

上記間欠動作制御部２０８等によって無線送信回路２０３が動作状態になることで無線によるデータ送信が可能になると、データ送信制御部２０７は、上記間欠送信信号Ｐ１１，Ｐ１３や応答信号Ｐ１５や送信信号Ｐ１２，Ｐ１４等を無線送信させる。尚、送信信号Ｐ１２，Ｐ１４等は、上記ＩＤ通知信号判定部２０９から渡される判定結果に基づいて、送信すべきか否かを判定する。

上記の通り図１０に示す何れの機能部の処理も、既に説明してある処理であり、ここでは、スイッチＯＮ／ＯＦＦ制御に関すること、及び上述した各種処理がＣＰＵで実行されることを明確にする為に、図示の構成図を示して説明している。

図１１は、本実施形態に係る無線端末の動作方法を示す状態遷移図である。
図１１において、図７の無線端末１１１ａ、１１１ｂは定期的にスリープ状態に入る（Ｋ１１）。なお、スリープ状態とは、無線送信回路１１３ａ、１１３ｂおよび無線受信回路１１４ａ、１１４ｂの電源をオフするとともに、制御部１１２ａ、１１２ｂ自体も起動用のタイマのみが動作している状態を示す。

そして、無線端末１１１ａ、１１１ｂがスリープ状態にある時に、タイマがタイムアッ
プすると、送信状態Ｔ１１に遷移する（Ｋ１２）。そして、送信状態Ｔ１１において送信処理が終了すると、送信状態Ｔ１１に続く受信状態Ｒ１１に遷移し、受信待ちとなる（Ｋ１３）。そして、受信状態Ｒ１１において受信待ちがタイムアップすると、スリープ状態に戻る。一方、受信状態Ｒ１１において受信が行われると、受信処理を行い（Ｋ１４）、受信したデータが無効な場合はスリープ状態に戻る。一方、受信状態Ｒ１１において受信したデータが自分宛の情報である場合には、そのデータを処理した後（Ｋ１５）、スリープ状態に戻る。

一方、無線端末１１１ａ、１１１ｂがスリープ状態にある時に、送信事象が発生すると（Ｋ１６）、送信先候補を選択した後に、受信待ち状態Ｒ１２に遷移する（Ｋ１７）。そして、受信待ち状態Ｒ１２においては、送信事象が発生するごとに、送信先候補を選択する。

また、受信待ち状態Ｒ１２において、タイマがタイムアップすると、送信状態Ｔ１１に遷移し（Ｋ１８）、送信処理が終了すると、受信待ち状態Ｒ１２に戻る。
また、受信待ち状態Ｒ１２において受信が行われると、受信処理を行い（Ｋ１９）、受信したデータが無効な場合は受信待ち状態Ｒ１２に戻る。一方、受信処理において受信されたデータが自分宛の情報である場合には、そのデータを処理した後（Ｋ２０）、受信待ち状態Ｒ１２に戻る。

また、受信処理において受信されたデータが無線端末１１１ａ、１１１ｂの動作状態を知らせるためのものである場合、そのデータに含まれる無線端末１１１ａ、１１１ｂに固有のコードに基づいて無線端末１１１ａ、１１１ｂが送信相手であるかどうかを判断する（Ｋ２１）。そして、その無線端末１１１ａ、１１１ｂが送信相手でないと確認された場合には、受信待ち状態Ｒ１２に戻る。一方、その無線端末１１１ａ、１１１ｂが送信相手でないと確認された場合には、無線端末１１１ａ、１１１ｂは送信状態Ｔ１２に直ちに移行し、データ送信を行う（Ｋ２２）。そして、送信情報が残っている場合には、受信待ち状態Ｒ１２に戻り、全ての送信処理が終了した場合には、スリープ状態に戻る。

上述した通り、本手法では、各無線端末は同期を取らないので（非同期で間欠受信動作や送信動作を行っている）、複数の無線端末で送信のタイミングが一致する場合が有り得る。その一例について、既に図９で問題点、解決方法を示している。

しかし、更に別の状況により複数の無線端末で送信のタイミングが一致する場合も考えられ、以下、その状況と解決方法について説明する。
例えば、図１２に示すように相互に通信可能な３台の無線端末Ａ，Ｂ，Ｃが存在する状況において、仮に無線端末Ｂ，Ｃが送信側であり、無線端末Ａが受信側として間欠的に間欠送信信号Ｐ１１（自端末のＩＤを含む）を送信しているものとする。そして、例えば図１３に示すように無線端末Ｂ，Ｃにおいてほぼ同時期に無線端末Ａ宛の送信事象が発生したとする。そして、無線端末Ｂ，Ｃの両方で受信待ち状態Ｒ１２のときに無線端末Ａからの間欠送信信号Ｐ１１を受信したとする。

この場合、図示の通り無線端末ＢとＣとで送信事象の発生タイミングは異なっていても、上記の方法では間欠送信信号Ｐ１１を受信したら直ちに送信信号Ｐ１２（パケットデータ）を送信するので、２つの送信パケットが衝突する可能性が高く、正常に通信が行えないという問題が生じる。また、仮にパケット衝突を避けたとしても、上記期間ＴＲは、基本的に、複数の無線端末から同時期に送信されてくる複数のデータを受信することには対応していない。もし、複数のデータを受信可能とするためにデフォルトで期間ＴＲを長くしておくと、データを受信しないとき又は１つの無線端末からのみデータ送信されてくる場合等には、無駄に長時間、受信状態Ｒ１１が続くことになってしまい、省電力化の点か
ら問題となる。

上記問題に対応する為に、以下に説明する本手法では、間欠送信信号Ｐ１１を受信してから送信信号Ｐ１２を送信するまでの時間を、各無線端末で相互に異なるようにでき、パケット衝突を回避できるようにする。更に、受信状態Ｒ１１を全パケットデータ受信に必要な分だけ延長させることができる。

図１４に示す例では、無線端末Ｂ、Ｃは、間欠送信信号Ｐ１１を受信すると、当該間欠送信信号Ｐ１１受信時点から各々がランダムに決定した時間α（図示の例ではα１、α２）経過したら、まず、データ送信相手（ここでは無線端末Ａ）に対して受信延長指示を送信し、その後に更に全ての無線端末に同じ値が設定されている所定のデータ送信待ち時間ｔ１経過したら、送信信号Ｐ１２（パケットデータ）を送信する。これにより、受信延長指示は勿論のこと、送信信号Ｐ１２の送信タイミングも各無線端末で異なることになり、衝突は起こらない。

一方、データ送信相手である無線端末Ａ側では、間欠送信信号Ｐ１１送信後に直ちにデフォルト期間ＴＲの受信状態Ｒ１１となっているが、上記受信延長指示を受信する毎に、この期間ＴＲを延長する。この延長時間ｔ２は、基本的にはｔ２＞ｔ１の条件を満たす任意の時間ｔ２（「データ送信待ち時間ｔ１＋任意のマージン」）が予め設定されているものであり、最終的には、最後に受信した受信延長指示の受信時点から上記ｔ２だけ、延長されることになる。よって、不必要に期間延長するようなことはなく、受信延長指示の受信状況に応じて必要な分だけ期間延長することができる。

また、上記αは、上記の通りランダムに決定してよいが、α≦ＴＲを条件としている。つまり、例えば、α＝ＴＲ／Ｎ（Ｎ；１，２，３、・・・等の整数）とし、Ｎの値をランダムに決定する。従って、デフォルト期間ＴＲの間に、必ず、送信事象が生じた全ての無線端末からの受信延長指示を受信できることになる。

図１４に示す動作を実現する為の処理を、図１５、図１６に示す。
図１５は送信側の無線端末（図１４の例では無線端末Ｂ，Ｃ）の処理フローチャート図であり、図１６は受信側の無線端末（図１４の例では無線端末Ａ）の処理フローチャート図である。

まず、図１５において、任意の送信事象が発生した無線端末は、まず、受信待ち状態Ｒ１２に移行する（ステップＳ１１）。そして、当該送信事象に係るパケット送信相手の無線端末からのＩＤ通知パケット（上記間欠送信信号Ｐ１１に相当）を受信したら（ステップＳ１２，ＹＥＳ）、上記ランダムに決定される時間αの間、待ち状態となり（ステップＳ１３）、時間α経過したら（ステップＳ１４，ＹＥＳ）、パケット送信相手の無線端末に対して、上記受信延長指示パケットを送信する（ステップＳ１５）。その後、上記所定のデータ送信待ち時間ｔ１の間、待機状態となり（ステップＳ１６）、時間ｔ１経過したら（ステップＳ１７，ＹＥＳ）、送信状態Ｔ１２に移行して、データパケット（送信信号Ｐ１２）を送信する（ステップＳ１８）。その後、スリープ状態に移行する（ステップＳ１９）。

尚、上記時間α、ｔ１の間の待機中は、不図示のタイマを使用することで上記スリープ状態へ移行しており、このタイマのタイムアウトを以って上記ステップＳ１４、Ｓ１７の判定はＹＥＳとなり、スリープ状態から目覚めることになる。

一方、図１６の処理では、まず、上記の通り定期的に送信状態Ｔ１１に移行することにより、上記ＩＤ通知パケットを送信して（ステップＳ２１）、続いて上記デフォルト期間
ＴＲの受信状態Ｒ１１となる。すなわち、受信状態Ｒ１１に移行すると共に、時間ＴＲを設定した不図示のタイマを初期化してカウント開始する（ステップＳ２２，Ｓ２３）。そして、１つの受信延長指示も受信することなくこのタイマがタイムアップした場合には（つまり、時間ＴＲ経過した場合には）（ステップＳ２４，ＹＥＳ）、本処理は終了し、スリープ状態へ移行する（ステップＳ３１）。

一方、期間ＴＲ中に受信延長指示を受信した場合には（ステップＳ２５，ＹＥＳ）、不図示のタイマに上記予め決められている任意の時間ｔ２を設定して、このタイマを起動してカウントを開始させる（ステップＳ２６）。その後も、新たな受信延長指示を受信する毎に（ステップＳ２７，ＹＥＳ）、ステップＳ２６の処理が実行される。これにより、既に述べた通り、受信状態Ｒ１１となっている期間は、最後に受信延長指示を受信した時点から上記時間ｔ２経過する時点まで延長されることになる。例えば、もし、上記デフォルト期間ＴＲの最後に受信延長指示を受信した場合には、受信状態Ｒ１１となっている期間は「ＴＲ＋ｔ２」となる。あるいは、もし、上記デフォルト期間ＴＲの真ん中で最後の受信延長指示を受信した場合には、受信状態Ｒ１１となっている期間は「ＴＲ／２＋ｔ２」となる。

そして、データパケット（Ｐ１２）を受信する毎に（ステップＳ２８，ＹＥＳ）、このデータパケットの受信処理を行い（ステップＳ２９）、上記ステップＳ２６でセットしたタイマがタイムアップしたら（ステップＳ３０、ＹＥＳ）、本処理は終了して上記スリープ状態へ移行する（ステップＳ３１）。

尚、上記時間αは、上記のようにランダムに決定する例に限らず、予め各無線端末に異なる値を設定しておいてもよい。この場合にも、上記「α≦ＴＲ」の条件は課せられる。

無線端末（受信端末、送信端末）の構成図である。 （ａ）、（ｂ）は、各動作状態制御部の処理フローチャート図である。 （ａ）は図２（ａ）の処理による受信端末の動作タイミング図、（ｂ）は図２（ｂ）の処理による送信端末１１ｂの動作タイミング図である。 無線端末の間欠通信方法の一例を示すタイミング図である。 本例の無線端末の間欠通信方法のその他の例を示すタイミング図である。 本例の無線端末の間欠通信方法の更に他の例を示すタイミング図である。 第２実施形態に係る無線端末の概略構成を示すブロック図である。 図７の無線端末の間欠通信方法を示すタイミング図である。 本例の無線端末の間欠通信方法のさらにその他の例を示すタイミング図である。 図１、図７に示す無線端末を、よりハードウェア的に示す構成図である。 本例の無線端末の動作方法を示す状態遷移図である。 本例の無線端末の通信状況の一例を示す図である。 パケット衝突の一例を示す図である。 パケット衝突を回避する送受信制御方法の一例を示す図である。 送信側の無線端末の処理フローチャート図である。 受信側の無線端末の処理フローチャート図である。

符号の説明

１１ａ 受信端末
１２ａ 制御部
１３ａ 無線送信回路
１４ａ 無線受信回路
１５ａ 切り替え部
１６ａ アンテナ
１７ａ 電池
１８ａ インターフェース
１９ａ スイッチ
２０ａ スイッチ
３１ａ 動作状態制御部
３２ａ 第１送信状態制御部
３３ａ 第１受信状態制御部
１１ｂ 送信端末
１２ｂ 制御部
１３ｂ 無線送信回路
１４ｂ 無線受信回路
１５ｂ 切り替え部
１６ｂ アンテナ
１７ｂ 電池
１８ｂ インターフェース
１９ｂ スイッチ
２０ｂ スイッチ
３１ｂ 動作状態制御部
３２ｂ 第２送信状態制御部
３３ａ 第２受信状態制御部
１１１ａ，１１１ｂ 無線端末
１１２ａ、１１２ｂ 制御部
１１３ａ、１１３ｂ 無線送信回路
１１４ａ、１１４ｂ 無線受信回路
１１５ａ、１１５ｂ 切り替え部
１１６ａ、１１６ｂ アンテナ
１１７ａ、１１７ｂ 電池
１１８ａ、１１８ｂ インターフェース
１１９ａ、１１９ｂ スイッチ
１２０ａ、１２０ｂ スイッチ
１３１ａ、１３１ｂ 動作状態制御部
１３２ａ、１３２ｂ 第１送信状態制御部
１３３ａ、１３３ｂ 第２送信状態制御部
１３４ａ、１３４ｂ 第１受信状態制御部
１３５ａ、１３５ｂ 第２受信状態制御部
２００ 無線端末
２０１ アンテナ
２０２ 送受信切替部
２０３ 無線送信回路
２０４ 無線受信回路
２０５ 送信状態制御部
２０６ 受信状態制御部
２０７ データ送信制御部
２０８ 間欠動作制御部
２０９ ＩＤ通知信号判定部
２１０ 電源（電池）
２１１ 電源ライン
２１２ スイッチ
２１３ スイッチ
ＴＴ，ＴＲ 一定期間
ＴＳ スリープ期間
ＴＷ 一定時間
Ｔ１１ 送信状態
Ｔ１２ 送信状態
Ｒ１１ 受信状態
Ｒ１２ 受信待ち状態
Ｊ１１，Ｊ１２ 送信事象
Ｐ１１，Ｐ１３ 間欠送信信号
Ｐ１２，Ｐ１４ 送信信号

Claims (7)

1. データを無線にて送信する無線送信回路と、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路とを有する複数の無線端末から成る無線通信システムにおいて、
   受信側の前記無線端末は、
   一定周期で間欠的に、前記無線送信回路を動作状態にして第１の信号を送信させると共に、続いて所定の第１の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末から無線で送信されたデータの受信待ち状態とする間欠動作制御手段と、
   前記第１の期間中に任意の他の無線端末から送信された受信延長要求を受信する毎に、前記第１の期間を延長する受信待ち期間延長手段とを有し、
   送信側の前記無線端末は、
   任意の送信事象が発生すると、所定の第２の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末からの前記第１の信号の受信待ち状態とし、該第２の期間中に前記第１の信号を受信する毎に、該第１の信号の送信元が該送信事象に係るデータ送信相手であるか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段において、前記受信した第１の信号の送信元が前記送信事象に係るデータ送信相手であると判定された場合、前記第１の信号受信時点から各無線端末毎に異なる第３の期間経過後に、前記無線送信回路を動作状態にして、前記第１の信号の送信元に対して前記受信延長要求を送信する受信延長要求送信手段と、
   該受信延長要求送信時点から更に所定の第４の期間経過後に再び前記無線送信回路を動作状態にして前記第１の信号の送信元に対して前記送信事象に係るデータを送信するデータ送信制御手段と、
   を有することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第３の期間は前記第１の期間より短いことを条件として各無線端末毎にランダムに決定され、
   前記第１の期間の延長は、前記受信延長要求受信時点から予め決められている所定期間延長するものであり、該所定期間は前記第４の期間よりも長いことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記第１の信号には前記受信側の前記無線端末のＩＤが含まれ、該第１の信号を受信した前記送信側の前記無線端末は、該ＩＤに基づいて該第１の信号の送信元が該送信事象に係るデータ送信相手であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
4. データを無線にて送信する無線送信回路と、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路とを有する複数の無線端末から成る無線通信システムにおける受信側の前記無線端末であって、
   一定周期で間欠的に、前記無線送信回路を動作状態にして第１の信号を送信させると共に、続いて所定の第１の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末から無線で送信された信号の受信待ち状態とする間欠動作制御手段と、
   前記第１の期間中に、任意の他の無線端末が前記第１の信号受信時点からランダム時間経過時に返信してくる受信延長要求を受信する毎に、前記第１の期間を延長する受信待ち期間延長手段と、
   該延長された第１の期間中に、前記任意の他の無線端末が前記受信延長要求送信時点から所定時間経過後に送信してくるデータを受信するデータ受信手段と、
   を有することを特徴とする受信側無線端末。
5. データを無線にて送信する無線送信回路と、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路とを有する複数の無線端末から成る無線通信システムにおける送信側の前記無線端
   末であって、
   任意の送信事象が発生すると、所定の第２の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末が一定周期で間欠的に送信する第１の信号の受信待ち状態とし、該第２の期間中に前記第１の信号を受信する毎に、該第１の信号の送信元が該送信事象に係るデータ送信相手であるか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段において、前記受信した第１の信号の送信元が前記送信事象に係るデータ送信相手であると判定された場合、前記第１の信号受信時点から各無線端末毎に異なる第３の期間経過後に、前記無線送信回路を動作状態にして、前記第１の信号の送信元に対して受信延長要求を送信する受信延長要求送信手段と、
   該受信延長要求送信時点から更に所定の第４の期間経過後に再び前記無線送信回路を動作状態にして前記第１の信号の送信元に対して前記送信事象に係るデータを送信するデータ送信制御手段と、
   を有することを特徴とする送信側無線端末。
6. データを無線にて送信する無線送信回路と、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路とを有する複数の無線端末から成る無線通信システムにおける受信側の前記無線端末のコンピュータを、
   一定周期で間欠的に、前記無線送信回路を動作状態にして第１の信号を送信させると共に、続いて所定の第１の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末から無線で送信された信号の受信待ち状態とする間欠動作制御手段と、
   前記第１の期間中に、任意の他の無線端末が前記第１の信号受信時点からランダム時間経過時に返信してくる受信延長要求を受信する毎に、前記第１の期間を延長する受信待ち期間延長手段と、
   該延長された第１の期間中に、前記任意の他の無線端末が前記受信延長要求送信時点から所定時間経過後に送信してくるデータを受信するデータ受信手段、
   として機能させる為のプログラム。
7. データを無線にて送信する無線送信回路と、無線で送信されたデータを受信する無線受信回路とを有する複数の無線端末から成る無線通信システムにおける送信側の前記無線端末のコンピュータを、
   任意の送信事象が発生すると、所定の第２の期間、前記無線受信回路を動作状態にして他の無線端末が一定周期で間欠的に送信する第１の信号の受信待ち状態とし、該第２の期間中に前記第１の信号を受信する毎に、該第１の信号の送信元が該送信事象に係るデータ送信相手であるか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段において、前記受信した第１の信号の送信元が前記送信事象に係るデータ送信相手であると判定された場合、前記第１の信号受信時点から各無線端末毎に異なる第３の期間経過後に、前記無線送信回路を動作状態にして、前記第１の信号の送信元に対して受信延長要求を送信する受信延長要求送信手段と、
   該受信延長要求送信時点から更に所定の第４の期間経過後に再び前記無線送信回路を動作状態にして前記第１の信号の送信元に対して前記送信事象に係るデータを送信するデータ送信制御手段、
   として機能させる為のプログラム。

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