以下、必要に応じて図面を参照しながら、実施形態に係る無線通信装置を説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る無線通信装置101、102及び103を含む無線通信システム100を概略的に示している。この無線通信システム100では、無線通信装置(例えば無線通信装置101)は、他の無線通信装置(例えば無線通信装置102)と1対1で無線通信を行う。図1では、無線通信装置101が無線通信装置102と通信を行い、その後に無線通信装置101が無線通信装置103と通信を行う様子が示されている。
より具体的には、図1では、初めに、無線通信装置101と無線通信装置102との間の無線接続が確立され、一連のフレーム交換が行われた後に、無線通信装置101と無線通信装置102との間の無線接続が切断される。次に、無線通信装置101と無線通信装置103との間の無線接続が確立され、一連のフレーム交換が行われた後に、無線通信装置101と無線通信装置103との間の無線接続が切断される。
また、本実施形態では、近距離の無線通信を想定している。例えば、無線通信装置101がユーザによって無線通信装置102に近づけられることにより、無線通信装置101と無線通信装置102との間の無線接続が確立される。
図2は、本実施形態に係る無線通信装置101を概略的に示している。この無線通信装置101は、図2に示されるように、アンテナ201、無線部202、送信部203、受信部204、制御部205、サブインターバルタイマ206、インターバルタイマ207及びサブインターバル選択部208を備える。なお、図1の無線通信装置102及び103は、図2に示される無線通信装置101と同様の構成を備える。
送信部(送信回路ともいう)203は、例えば、接続要求フレーム、接続応答フレーム及びデータフレーム等の送信フレームを無線部202及びアンテナ201を介して送信する。具体的には、送信部203は、制御部205から受け取った送信フレームを変調し、変調した送信フレームをアナログ信号に変換して無線部202へ出力する。
無線部202は、アナログ信号に変換された送信フレームを送信部203から受け取り、受け取った信号に対して、アップコンバート及び増幅等の信号処理を施して送信無線周波数(RF:Radio Frequency)信号を生成する。無線部202は、生成した送信RF信号をアンテナ201へ出力する。アンテナ201は、無線部202から送信RF信号を受け取り、電波に変換して送信する。
受信部(受信回路ともいう)204は、アンテナ201及び無線部202を介して、他の無線通信装置からフレーム(例えば、接続要求フレーム、接続応答フレーム及びデータフレーム等)を受信する。具体的には、まず、アンテナ201が、他の無線通信装置(例えば無線通信装置102)から送信されたRF信号を受信して、無線部202へ出力する。無線部202は、アンテナ201からのRF信号に対して、増幅処理及びダウンコンバート処理等の信号処理を施してベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を受信部204へ出力する。
受信部204は、無線部202からのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換したベースバンド信号を復調して受信フレームを得る。受信部204は、受信フレームを制御部205へ出力する。
制御部205は、無線通信装置101内の各部を制御する。例えば、制御部205は、無線部202、送信部203、受信部204、インターバルタイマ207及びサブインターバルタイマ206の起動及び停止といった制御を行う。制御部205の動作については後に詳細に説明する。
インターバルタイマ(第1のタイマともいう)207は、予め設定される第1の時間間隔を計測する。インターバルタイマ207は、起動されてから第1の時間間隔だけ経過した後にタイムアウトして、タイムアウト信号を出力する。本実施形態では、第1の時間間隔をインターバルと呼ぶ。
サブインターバルタイマ(第2のタイマともいう)206は、予め設定される第2の時間間隔を計測する。サブインターバルタイマ206は、起動されてから第2の時間間隔だけ経過した後にタイムアウトして、タイムアウト信号を出力する。本実施形態では、第2の時間間隔をサブインターバルと呼ぶ。インターバルは、複数のサブインターバルを含む。本実施形態では、インターバルが4つのサブインターバルを有し、即ち、インターバルがサブインターバルの4倍である場合を例に挙げて説明する。なお、インターバルは、サブインターバルの整数倍である例に限らない。
サブインターバル選択部(時間間隔選択部ともいう)208は、各インターバルに含まれる複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択する。
図3A及び図3Bは、無線通信装置101が実行する無線接続を開始するための接続試行処理の一例を示している。無線通信装置101がユーザにより起動されると、図3A及び図3Bの接続試行処理が開始される。接続試行処理が開始されると、まず、制御部205は、インターバルタイマ207を起動する。インターバルタイマ207は、起動されてから第1の時間間隔だけ経過した後に、タイムアウト信号をサブインターバル選択部208へ出力する。
サブインターバル選択部208は、インターバルタイマ207からタイムアウト信号を受け取ると、複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択し、選択したサブインターバルを制御部205に与える(ステップS301)。本実施形態では、インターバルは4つのサブインターバルを有する。一例では、これらの4つのサブインターバルには夫々0、1、2及び3のインデックスが付与され、サブインターバル選択部208は、サブインターバルのインデックスの中から1つのインデックスsをランダムに選択する。サブインターバル選択部208は、選択したインデックスsを制御部205に与える。
次に、制御部205は、サブインターバルカウンタiをクリアし、即ち、サブインターバルカウンタiを0に設定する(ステップS302)。サブインターバルのインデックスが0から3までの整数値である場合、それに対応して、サブインターバルカウンタiは、0から3までの整数値をとる。
続いて、制御部205は、インターバルタイマ207を起動し(ステップS303)、無線部202を起動し(ステップS304)、サブインターバルタイマ206を起動する(ステップS305)。さらに、制御部205は、ステップS301で選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しいか否かを判定する(ステップS306)。インデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、ステップS307に進み、そうでなければ、図3BのステップS315に進む。
ステップS306においてインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、制御部205は、受信部204を起動し、無線部202を受信モードにする(ステップS307)。受信部204は、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う(ステップS308)。次に、制御部205は、受信部204が接続要求フレームを受信したか否かを判定する(ステップS309)。受信部204が接続要求フレームを受信した場合、ステップS325に進み、受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、ステップS310に進む。
ステップS309において受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS310)。制御部205は、サブインターバルタイマ206からタイムアウト信号を受信することによって、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたことを認識する。サブインターバルタイマ206がタイムアウトした場合、ステップS311に進み、そうでなければ、ステップS308に戻る。従って、サブインターバルタイマ206がタイムアウトするまで、受信部204は、接続要求フレームの受信待ちを行う。
接続要求フレームを受信せずにサブインターバルタイマ206がタイムアウトした場合、制御部205は、受信部204を停止するとともに(ステップS311)、無線部202を停止する(ステップS312)。さらに、制御部205は、サブインターバルカウンタiをインクリメントし、即ち、サブインターバルカウンタiを1だけ増加させる(ステップS313)。
次に、制御部205は、インターバルタイマ207がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS314)。制御部205は、インターバルタイマ207からタイムアウト信号を受信することで、インターバルタイマ207がタイムアウトしたことを認識する。インターバルタイマ207がタイムアウトした場合、ステップS301に戻り、インターバルタイマ207がタイムアウトしていない場合、ステップS304に戻る。
一方、ステップS309で受信部204が接続要求フレームを受信した場合、制御部205は、受信部204を停止するとともに(ステップS325)、送信部203を起動し(ステップS326)、無線部202を送信モードへ切り替える(ステップS327)。次に、制御部205は、他の無線通信装置から受信した接続要求フレームに応答するための接続応答フレームを生成し、この接続応答フレームを送信部203に与える。送信部203は、生成された接続応答フレームを無線部202及びアンテナ201を介して送信し(ステップS328)、その結果、無線通信装置101と他の無線通信装置との間の無線接続が確立される(ステップS329)。
また、ステップS306においてサブインターバルのインデックスsとサブインターバルカウンタiが等しくない場合、図3Bに示されるように、制御部205は、送信部203を起動し、無線部202を送信モードにする(ステップS315)。さらに、制御部205は、接続を開始するための接続要求フレームを生成して送信部203に与える。送信部203は、制御部205からの接続要求フレームを無線部202及びアンテナ201を介して送信する(ステップS316)。送信部203が接続要求フレームを送信した後に、制御部205は、送信部203を停止し(ステップS317)、受信部204を起動し(ステップS318)、無線部202を受信モードへ切り替える(ステップS319)。
次に、制御部205は、ステップS316の接続要求フレームに対する接続応答フレームを受信部204が受信したか否かを判定する(ステップS320)。受信部204が接続応答フレームを受信した場合、無線接続が確立される(図3AのステップS329)。受信部204が所定の期間内に接続応答フレームを受信しない場合、制御部205は、無線部202及び受信部204を停止する(ステップS321)。次に、制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS322)。制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトするまで待機し、タイムアウトしたら、サブインターバルカウンタiをインクリメントする(ステップS323)。次に、制御部205は、インターバルタイマ207がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS324)。インターバルタイマ207がタイムアウトした場合、図3AのステップS301に戻り、インターバルタイマ207がタイムアウトしない場合、図3AのステップS304に戻る。
本実施形態の無線通信システム100では、通信相手である他の無線通信装置も上述した接続試行処理を実行し、無線通信装置101及び他の無線通信装置は、無線接続が確立されるまで上述した接続試行処理を繰り返す。
図4は、図3A及び図3Bの接続試行処理のタイミングチャートを示している。図4では、連続する2つのインターバル401及び402が示され、インターバル401及び402は夫々4つのサブインターバル403〜406及びサブインターバル407〜410を有する。図4は、第1のインターバル401では、サブインターバル選択部208によって2番目のサブインターバル404が選択され、第2のインターバル402では、サブインターバル選択部208によって1番目のサブインターバル407が選択されている例を示す。
このように、あるインターバルに含まれ選択されるサブインターバルのインデックスは、このインターバルに連続するインターバルに含まれ選択されるサブインターバルのインデックスとは異なりうる。即ち、選択されるサブインターバルのインターバル内での位置は、インターバル毎に異なりうる。
選択されたサブインターバル404及び407では、無線通信装置101は、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う動作状態で動作する。選択されたサブインターバル404及び407以外のサブインターバル403、405、406、408、409及び410の各々では、無線通信装置101は、接続要求フレームを少なくとも一回送信し、送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行う動作状態で動作する。具体的には、選択されたサブインターバル404及び407以外のサブインターバル403、405、406、408、409及び410の各々は、接続要求フレームの送信に要する期間411、無線部202を送信モードから受信モードに切り替えるための期間412、及び接続応答フレームの受信待ち期間413を含む。受信待ち期間413は、予め決められた長さの時間間隔であり、直前の期間411に送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ち動作のタイムアウト時間を指す。
サブインターバル403、405、406、408、409及び410の各々の開始時刻から始まる期間411において、送信部203が接続要求フレームを送信する。接続要求フレームが送信されると、期間411に後続する期間412において、制御部205が送信部203を停止して受信部204を起動する。次に、期間412に後続する期間413において、受信部204が接続応答フレームの受信待ちを行う。期間411、412及び413を除いた残りの期間414は、無線部202、送信部203及び受信部204は、停止した状態となっている。
図5は、無線通信装置101及び102が夫々実行する接続試行処理の一例を示すタイミングチャートである。図5では、無線通信装置101は、4つのサブインターバル511〜514を含むインターバル510に基づいて動作し、無線通信装置102は、4つのサブインターバル521〜524を含むインターバル520に基づいて動作している。図5に示されるように、インターバル510及び520の開始時刻は異なりうる。
インターバル510では、2番目のサブインターバル512が選択され、無線通信装置101は、選択されたサブインターバル512で受信部204を起動して接続要求フレームの受信待ちを行う。インターバル510のうちのサブインターバル512以外のサブインターバル511、513及び514の各々では、無線通信装置101は、サブインターバルの開始時刻に接続要求フレームを送信し、接続要求フレームの送信後に送信モードから受信モードに切り替え、予め定められた期間413だけ接続応答フレームの受信待ちを行う。
インターバル520では、4番目のサブインターバル524が選択され、無線通信装置102は、選択されたサブインターバル524で受信部204を起動して接続要求フレームの受信待ちを行う。インターバル520のうちのサブインターバル524以外のサブインターバル521、522及び523の各々では、無線通信装置102は、サブインターバルの開始時刻に接続要求フレームを送信し、接続要求フレームの送信後に送信モードから受信モードに切り替え、予め定められた期間413だけ接続応答フレームの受信待ちを行う。
図5では、無線通信装置102がサブインターバル522で接続要求フレーム525を送信するタイミングに、無線通信装置101が受信待ち受け状態であるので、無線通信装置101は、無線通信装置102から接続要求フレーム525を受信する。接続要求フレーム525を受信すると、無線通信装置101は、無線部202を受信モードから送信モードに切り替えて、予め定められた時間間隔が経過した後に、接続要求フレーム525に対する接続応答フレーム515を送信する。無線通信装置102が無線通信装置101から接続応答フレーム515を受信すると、無線通信装置101と無線通信装置102との間の無線接続が確立される。
なお、図5には示されないが、接続が確立された後は、無線通信装置101と無線通信装置102との間でデータフレームの送受信が行われる。
以上のように、本実施形態に係る無線通信装置は、各インターバルについて複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択し、選択したサブインターバルでは、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行い、選択したサブインターバル以外のサブインターバルの各々では、接続要求フレームを送信する。これにより、通信相手である他の無線通信装置と異なる動作モードを設定することなく、他の無線通信装置との無線接続を確立することができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、サブインターバル選択部208により選択されたサブインターバルにおいて、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行い、選択されたサブインターバル以外の各サブインターバルにおいて、接続要求フレームを送信している。これに対し、第2の実施形態では、選択されたサブインターバルにおいて、接続要求フレームを送信し、選択されたサブインターバル以外の各サブインターバルにおいて、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う。本実施形態では、第1の実施形態と同様に、インターバルは4つのサブインターバルを有するものとする。
図6は、第2の実施形態に係る無線通信装置600を概略的に示している。無線通信装置600は、図2に示される無線通信装置101の構成に加えて、受信回路タイマ(第3のタイマともいう)601を備えている。この受信回路タイマ601は、受信部204の起動時間を制限するために用いられる。受信回路タイマ601は、サブインターバル(第2の時間間隔)より短い第3の時間間隔を測定し、起動されてから第3の時間間隔だけ経過した後にタイムアウトして、タイムアウト信号を出力する。
図7A及び図7Bは、無線通信装置600が実行する無線接続を確立するための接続試行処理の一例を示している。図7AのステップS701〜S705は、図3AのステップS301〜S305と同じ動作であるので、ステップS701〜S705についての詳細な説明は省略する。
無線通信装置600がユーザにより起動されると、図7A及び図7Bの接続試行処理が開始される。接続試行処理が開始されると、まず、インターバルタイマ207が起動され、起動されてから第1の時間間隔だけ経過した後に、タイムアウト信号をサブインターバル選択部208へ出力する。サブインターバル選択部208は、インターバルタイマ207からのタイムアウト信号を受けて、複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択する(ステップS701)。ステップS701では、上述したように、サブインターバル選択部208は、0から3までのインデックスの中から1つのインデックスsをランダムに選択し、制御部205に与える。
次に、制御部205は、サブインターバルカウンタiを0に設定する(ステップS702)。さらに、制御部205は、インターバルタイマ207を起動し(ステップS703)、無線部202を起動し(ステップS704)、サブインターバルタイマ206を起動する(ステップS705)。
次に、制御部205は、ステップS701で選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しいか否かを判定する(ステップS706)。インデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、ステップS707に進み、インデックスsがサブインターバルカウンタiと等しくない場合、図7BのステップS719に進む。
インデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、制御部205は、送信部203を起動し、無線部202を送信モードにする(ステップS707)。送信部203は、接続要求フレームを無線部202及びアンテナ201を介して送信する(ステップS708)。送信部203が接続要求フレームを送信した後に、制御部205は、送信部203を停止し(ステップS709)、受信部204を起動し(ステップS710)、無線部202を受信モードに切り替える(ステップS711)。これにより、受信部204は、ステップS708で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ち状態になる。
次に、制御部205は、受信部204が接続応答フレームを受信したか否かを判定する(ステップS712)。受信部204が接続応答フレームを受信した場合、図7BのステップS733に進み、ステップS709の接続要求フレームに応答した他の無線通信装置との無線接続が確立される(ステップS733)。
ステップS712において受信部204が接続応答フレームを受信していないと判定された場合、制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS713)。サブインターバルタイマ206がタイムアウトしていない場合、制御部205は、受信部204を停止し、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS714)。その後ステップS707に戻り、無線通信装置600は、ステップS707以降の処理を繰り返す。
ステップS713においてサブインターバルタイマ206がタイムアウトした場合、制御部205は、受信部204を停止し(ステップS715)、無線部202を停止する(ステップS716)。さらに、制御部205は、サブインターバルカウンタiをインクリメントする(ステップS717)。その後、制御部205は、インターバルタイマ207がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS718)。インターバルタイマ207がタイムアウトした場合、ステップS701に戻り、インターバルタイマ207がタイムアウトしていない場合、ステップS704に戻る。
一方、ステップS706において、選択されたサブインターバルのインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しくない場合、図7BのステップS719に進む。制御部205は、受信回路タイマ601を起動し(ステップS719)、受信部204を起動する(ステップS720)。受信部204は、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う(ステップS721)。
制御部205は、受信部204が接続要求フレームを受信したか否かを判定する(ステップS722)。受信部が接続要求フレームを受信しない場合、制御部205は、受信回路タイマ601がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS723)。受信回路タイマ601がタイムアウトしていない場合、ステップS721に戻り、受信部204は、受信回路タイマ601がタイムアウトするまで、接続要求フレームの受信待ちを継続する。
受信回路タイマ601がタイムアウトした場合、制御部205は、受信部204を停止し(ステップS724)、無線部202を停止する(ステップS725)。次に、制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS726)。制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトするまで待機し、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたら、サブインターバルカウンタiをインクリメントする(ステップS727)。さらに、制御部205は、インターバルタイマ207がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS728)。インターバルタイマ207がタイムアウトした場合、図7AのステップS701に戻り、インターバルタイマ207がタイムアウトしていない場合、図7AのステップS704に戻る。
一方、ステップS722において受信部204が他の無線通信装置から接続要求フレームを受信した場合、制御部205は、受信部204を停止し(ステップS729)、送信部203を起動し(ステップS730)、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS731)。次に、ステップS722で受信した接続要求フレームに応答するために、送信部203が接続応答フレームを送信する(ステップS732)。他の無線通信装置が無線通信装置600から接続応答フレームを受信すると、無線接続が確立される(ステップS733)。
図8は、図7A及び図7Bの接続試行処理を示すタイミングチャートである。図8では、連続する2つのインターバル801及び802が示されている。第1のインターバル801は、4つのサブインターバル803〜806を有し、第2のインターバル802は、4つのサブインターバル807〜810を有する。第1のインターバル801では、1番目のサブインターバル803がサブインターバル選択部208によって選択され、第2のインターバル802では、4番目のサブインターバル810がサブインターバル選択部208によって選択されている。
選択されたサブインターバル803及び810では、無線通信装置600は、接続要求フレームの送信、及びこの接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを繰り返す第1の動作状態で動作する。より詳細には、まず、サブインターバル803及び810の各々において、サブインターバルの開始時刻から始まる期間811において、送信部203が接続要求フレームを送信する。接続要求フレームの送信後、期間812において、制御部205が送信回路から受信回路への切り替えを行い、即ち、送信部203を停止し、受信部204を起動し、無線部202を受信モードにする。
続いて、受信部204が所定の期間813だけ接続応答フレームの受信待ちを行う。所定の期間813内に受信部204が接続応答フレームを受信しなければ、期間814において、制御部205が受信回路から送信回路への切り替えを行い、即ち、受信部204を停止し、送信部203を起動し、無線部202を送信モードにする。そして、送信部203が接続要求フレームを再度送信する。このようにして、サブインターバル803及び810の各々において接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちが繰り返される。
選択されたサブインターバル803及び810以外のサブインターバル804〜809の各々においては、無線通信装置600は、所定の期間815だけ他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う第2の動作状態で動作する。接続要求フレームの受信待ち期間815は、接続要求フレームの送信に要する期間811、送信回路から受信回路への切り替えに要する期間812、接続応答フレームの受信待ち期間813、及び受信回路から送信回路への切り替えに要する期間814の合計期間に等しく、また、受信回路タイマ601に設定される第3の時間間隔に等しい。期間811〜814の合計期間は、接続要求フレームの送信及びこの接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを繰り返す単位時間を示す。
サブインターバル804〜809の各々の残りの期間816においては、無線部202、送信部203及び受信部204は停止状態となっている。
図9は、本実施形態に係る無線通信装置901及び902が夫々実行する接続試行処理の一例を示すタイミングチャートである。これら無線通信装置901及び902は夫々図6の無線通信装置600と同様の構成を備える。
無線通信装置901は、4つのサブインターバル911〜914を含むインターバル910に基づいて動作する。このインターバル910では、1番目のサブインターバル911がサブインターバル選択部208によって選択されている。図8を参照して上述したように、選択されたサブインターバル911においては、接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちが繰り返される。選択されたサブインターバル911以外のサブインターバル912、913及び914の各々においては、受信部204は、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを第3の時間間隔だけ行う。
また、無線通信装置902は、4つのサブインターバル921〜924を含むインターバル920に基づいて動作する。このインターバル920では、1番目のサブインターバル921がサブインターバル選択部208によって選択されている。選択されたサブインターバル921においては、接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちが繰り返される。選択されたサブインターバル921以外のサブインターバル922、923及び924の各々においては、受信部204は、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを第3の時間間隔だけ行う。図9に示されるように、インターバル910及び920の開始時刻は異なりうる。
図9では、無線通信装置902がサブインターバル921において接続要求フレームを送信するタイミングに、無線通信装置901が受信待ち状態になっているので、無線通信装置901は、無線通信装置902から接続要求フレーム925を受信する。接続要求フレーム925を受信した無線通信装置901は、受信回路から送信回路への切り替えを行ってから所定の期間だけ経過した後に、接続応答フレーム915を送信する。無線通信装置902が接続応答フレーム915を受信すると、無線通信装置901と無線通信装置902との間の無線接続が確立される。
以上のように、第2の実施形態に係る無線通信装置は、各インターバルについて複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択し、選択したサブインターバルでは、接続要求フレームを送信し、選択したサブインターバル以外のサブインターバルの各々では、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う。これにより、通信相手である他の無線通信装置と異なる動作モードを設定することなく、他の無線通信装置との無線接続を確立することができる。さらに、本実施形態に係る無線通信装置は、受信回路タイマ601を使用して受信部204が受信待ちを行う期間を短く制限することにより、受信部204の消費電力を低減することができる。第2の実施形態は、受信部204の消費電力が大きい場合に好適である。
(第3の実施形態)
第1及び第2の実施形態では、特定の周波数チャネルを使用して接続試行処理を実行する無線通信装置を説明したが、第3の実施形態では、複数の周波数チャネルを使用して接続試行処理を実行する無線通信装置を説明する。
本実施形態では、上述した実施形態と同様に、インターバルは4つのサブインターバルを有するものとする。また、本実施形態の無線通信装置は、第2の実施形態と同様に、選択されたサブインターバルにおいて、接続要求フレームを送信し、選択されたサブインターバル以外のサブインターバルの各々において、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う。
図10は、第3の実施形態に係る無線通信装置1000を概略的に示している。この無線通信装置1000は、図6に示される無線通信装置600の構成に加えて、周波数チャネル切替部1001及び周波数チャネル選択部1002を備えている。周波数チャネル選択部1002は、接続試行処理に使用する複数の周波数チャネルの中から1つの周波数チャネルをランダムに選択する。周波数チャネル切替部1001は、周波数チャネル選択部1002により選択された周波数チャネルに応じて、無線部202が使用する周波数チャネルを切り替える。
図11A及び図11Bは、無線通信装置1000が実行する接続試行処理の一例を示している。図11A及び図11Bにおいて、図7A及び図7Bに示した符号と同様の符号を同一部分、同一箇所に付してその説明を適宜省略する。
図11Aに示されるように、無線通信装置1000がユーザにより起動されると、無線通信装置1000による接続試行処理が開始される。接続試行処理では、まず、インターバルタイマ207が起動される。本実施形態では、インターバルタイマ207は、起動されてから第1の時間間隔だけ経過した後に、タイムアウト信号をサブインターバル選択部208及び周波数チャネル選択部1002へ出力する。サブインターバル選択部208は、インターバルタイマ207からのタイムアウト信号を受けて、複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択する(ステップS701)。上述したように、サブインターバル選択部208は、0から3までのインデックスの中から1つのインデックスsをランダムに選択し、制御部205に送出する。
次に、周波数チャネル選択部1002は、インターバルタイマ207からのタイムアウト信号を受けて、複数の周波数チャネルの中から1つの周波数チャネルをランダムに選択し、制御部205に与える(ステップS1101)。本実施形態では、使用する周波数チャネルの数は4であり、これらの4つの周波数チャネルには夫々0、1、2及び3のインデックスが付与されている。周波数チャネル選択部1002は、0から3までのインデックスの中から1つのインデックスfをランダムに選択し、選択したインデックスfを制御部205に与える。
制御部205は、サブインターバルのインデックスs及び周波数チャネルのインデックスfを受け取ると、サブインターバルカウンタiを0に設定する(ステップS702)。さらに、制御部205は、インターバルタイマ207を起動し(ステップS703)、無線部202を起動し(ステップS704)、サブインターバルタイマ206を起動する(ステップS705)。
次に、制御部205は、ステップS701で選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しいか否かを判定する(ステップS706)。選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、ステップS1102に進み、そうでなければ、図11BのステップS1103に進む。
選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、周波数チャネル切替部1001は、無線部202を、ステップS1101で選択された周波数チャネルに設定する(ステップS1102)。具体的には、制御部205が、ステップS1101で選択された周波数チャネルのインデックスfを周波数チャネル切替部1001に与え、周波数チャネル切替部1001が、無線部202が使用する周波数チャネルを、インデックスfの周波数チャネルに切り替える。
次に、制御部205は、送信部203を起動し(ステップS707)、送信部203は、接続要求フレームを無線部202及びアンテナ201を介して送信する(ステップS708)。送信部203が接続要求フレームを送信した後に、制御部205は、送信部203を停止し(ステップS709)、受信部204を起動し(ステップS710)、無線部202を受信モードに切り替える(ステップS711)。これにより、受信部204は、ステップS709で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行う。
次に、制御部205は、受信部204が接続応答フレームを受信したか否かを判定する(ステップS712)。受信部204が接続応答フレームを受信した場合、図11BのステップS733に進み、ステップS708の接続要求フレームに応答した他の無線通信装置との無線接続が確立される(ステップS733)。
ステップS712において受信部204が接続応答フレームを受信しない場合、制御部205は、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS713)。サブインターバルタイマ206がタイムアウトしていない場合、制御部205は、受信部204を停止し、無線部202を送信モードへ切り替える(ステップS714)。その後ステップS1102に戻り、ステップS1102以降の処理が繰り返される。
ステップS713においてサブインターバルタイマ206がタイムアウトした場合、ステップS715に進む。ステップS715〜S718の処理は図7Aを参照して説明したものと同様であるので説明を省略する。
一方、図11AのステップS706において、選択されたサブインターバルのインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しくない場合、図11BのステップS1103に進む。制御部205は、周波数チャネルのインデックスを0に設定し(ステップS1103)、このインデックスを周波数チャネル切替部1001に与える。周波数チャネル切替部1001は、無線部202を、制御部205から受け取ったインデックスの周波数チャネルに設定する(ステップS1104)。次に、制御部205は、受信回路タイマ601を起動し(ステップS719)、受信部204を起動する(ステップS720)。受信部204は、起動されると、ステップS1104で設定された周波数チャネルを使用して他の無線通信装置から送信される接続要求フレームの受信待ちを行う(ステップS721)。
制御部205は、受信部204が接続要求フレームを受信したか否かを判定する(ステップS722)。受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、制御部205は、受信回路タイマ601がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS723)。受信回路タイマ601がタイムアウトしていない場合、ステップS721に戻る。即ち、受信部204は、受信回路タイマ601がタイムアウトするまで、接続要求フレームの受信待ちを継続する。
受信回路タイマ601がタイムアウトした場合、制御部205は、全ての周波数チャネルで受信待ちを行ったか否かを判定する(ステップS1105)。受信待ちを行っていない周波数チャネルが残っている場合、ステップS1106に進み、周波数チャネルのインデックスをインクリメントする(ステップS1106)。続いて、制御部205は、ステップS1106で更新された周波数チャネルのインデックスを周波数チャネル切替部1001に与え、ステップS1104に戻る。
ステップS1105において全ての周波数チャネルで受信待ちを行ったと判定されると、ステップS724に進む。ステップS724以降の処理は、図7Bを参照して説明したものと同様であるので説明を省略する。なお、図11BのステップS728において、インターバルタイマ207がタイムアウトした場合、図11AのステップS701に戻り、インターバルタイマ207がタイムアウトしていない場合、図11AのステップS704に戻る。
一方、ステップS722において受信部204が他の無線通信装置から接続要求フレームを受信した場合、制御部205は、受信部204を停止し(ステップS729)、送信部203を起動し(ステップS730)、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS731)。次に、ステップS722で受信した接続要求フレームに応答するために、送信部203が接続応答フレームを送信する(ステップS732)。他の無線通信装置が無線通信装置600から接続応答フレームを受信すると、無線接続が確立される(ステップS733)。
図12は、図11A及び図11Bの接続試行処理を示すタイミングチャートである。図12では、無線通信装置1000は、4つのサブインターバル1202〜1205を有するインターバル1201に基づいて動作する。インターバル1201では、3番目のサブインターバル1204がサブインターバル選択部208によって選択され、周波数チャネル1が周波数チャネル選択部1002によって選択されている。
選択されたサブインターバル1204では、無線通信装置1000は、接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちを繰り返す。より詳細には、まず、サブインターバル1204の最初の期間1214において、無線部202の周波数チャネルが周波数チャネル1に設定され、送信部203が周波数チャネル1で接続要求フレームを送信する。ここで、インデックスがfの周波数チャネルを周波数チャネルfと呼ぶ。
接続要求フレームの送信後、期間1215において、制御部205が送信回路から受信回路への切り替えを行う。次に、受信部204が接続応答フレームの受信待ちを所定の期間1216だけ行う。期間1216内に接続応答フレームが受信されない場合、期間1217において、制御部205が受信回路から送信回路への切り替えを行う。その後、送信部203が接続要求フレームを再度送信する。このようにして、選択されたサブインターバル1204においては、選択された周波数チャネルを使用して、接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちが繰り返される。
選択されたサブインターバル1204以外のサブインターバル1202、1203及び1205の各々においては、無線通信装置1000は、周波数チャネル毎に、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを所定の期間だけ行う。例えば、サブインターバル1202では、まず、期間1206において、無線部202が周波数チャネル0に設定され、受信部204が周波数チャネル0で接続要求フレームの受信待ちを行う。受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、期間1210において、無線部202が周波数チャネル1に切り替えられ、期間1207において、受信部204が周波数チャネル1で接続要求フレームの受信待ちを行う。さらに、受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、期間1211において、無線部202が周波数チャネル2に切り替えられ、期間1208において、受信部204が周波数チャネル2で接続要求フレームの受信待ちを行う。さらにまた、受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、期間1212において、無線部202が周波数チャネル3に切り替えられ、期間1209において、受信部204が周波数チャネル3で接続要求フレームの受信待ちを行う。このように、無線通信装置1000は、サブインターバル1202、1203及び1205の各々において、全ての周波数チャネルで受信待ちを行う。
接続要求フレームの受信待ち期間1206〜1209の各々は、接続要求フレームの送信に要する期間1214、送信回路から受信回路への切り替えに要する期間1215、接続応答フレームの受信待ち1216、及び受信回路から送信回路への切り替えに要する期間1217の合計期間に等しく、また、受信回路タイマ601に設定される第3の時間間隔に等しい。
サブインターバル1202、1203及び1205の各々の残りの期間1213においては、無線部202、送信部203及び受信部204は停止状態となっている。
図13は、本実施形態に係る無線通信装置1301及び1302が夫々実行する接続試行処理の一例を示すタイミングチャートである。これら無線通信装置1301及び1302は夫々図10の無線通信装置1000と同様の構成を備える。
無線通信装置1301は、4つのサブインターバル1311〜1314を含むインターバル1310に基づいて動作する。このインターバル1310では、3番目のサブインターバル1313がサブインターバル選択部208によって選択されている。選択されたサブインターバル1313においては、周波数チャネル選択部1002により選択された周波数チャネルで、接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちが繰り返される。この例では、周波数チャネル1が選択されている。また、選択されたサブインターバル1313以外のサブインターバル1311、1312及び1314の各々においては、無線通信装置1301は、周波数チャネル毎に、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを所定の期間だけ行う。
また、無線通信装置1302は、4つのサブインターバル1321〜1324を含むインターバル1320に基づいて動作する。このインターバル1320では、4番目のサブインターバル1324がサブインターバル選択部208によって選択されている。選択されたサブインターバル1324においては、周波数チャネル選択部1002により選択された周波数チャネルで、接続要求フレームの送信及び接続応答フレームの受信待ちが繰り返される。この例では、周波数チャネル3が選択されている。また、選択されたサブインターバル1324以外のサブインターバル1321、1322及び1323の各々においては、無線通信装置1302は、周波数チャネル毎に、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを所定の期間だけ行う。
図13では、無線通信装置1301がサブインターバル1313において周波数チャネル1を使用して接続要求フレーム1315を送信するタイミングに、無線通信装置1302が周波数チャネル1で受信待ちを行っているので、無線通信装置1302は、無線通信装置1301から接続要求フレーム1315を受信する。接続要求フレーム1315を受信した無線通信装置1302は、期間1325において受信回路から送信回路へ切り替え、その後に、接続応答フレーム1326を送信する。無線通信装置1301が接続応答フレーム1326を受信すると、無線通信装置1301と無線通信装置1302との間の無線接続が確立される。
以上のように、第3の実施形態に係る無線通信装置は、予め決められた複数の周波数チャネルを切り替えて使用しながら、通信相手である他の無線通信装置を探索するので、他の無線通信装置と異なる動作モードを設定することなく、さらに、他の無線通信装置と同じ周波数チャネルを設定することなく、無線接続を確立することができる。
(第4の実施形態)
図14は、第4の実施形態に係る無線通信装置1400を概略的に示している。図14の無線通信装置1400は、図10に示される無線通信装置1000の構成に加えて、応答信号タイマ(第4のタイマともいう)1401を備えている。応答信号タイマ1401は、送信する接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ち期間を制限するために使用される。応答信号タイマ1401は、第4の時間間隔を測定し、起動されてから第4の時間間隔だけ経過するとタイムアウトして、タイムアウト信号を出力する。
図15A及び図15Bは、無線通信装置1400が実行する接続試行処理の一例を示している。図15Aにおいて、図7A及び図11Aに示した符号と同様の符号を同一部分、同一箇所に付してその説明を適宜省略する。なお、図15Bの処理は、図11Bを参照して上述した処理と同じであるのでその説明を省略する。
図15AのステップS701からステップS706までの処理は、図11Aを参照して上述した処理と同じであるので、その説明を省略する。ステップS706において、ステップS701で選択されたサブインターバルのインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しければ、ステップS1102に進み、そうでなければ、図15BのステップS1103に進む。
ステップS706においてインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、制御部205は、ステップS1101で選択された周波数チャネルのインデックスfを周波数チャネル切替部1001に与え、周波数チャネル切替部1001は、無線部202をインデックスfの周波数チャネルに設定する(ステップS1102)。さらに、制御部205は、送信部203を起動し(ステップS707)、送信部203は、無線部202及びアンテナ201を介して接続要求フレームを送信する(ステップS708)。送信部203が接続要求フレームを送信した後に、制御部205は、応答信号タイマ1401を起動する(ステップS1501)。さらに、制御部205は、送信部203を停止し(ステップS709)、受信部204を起動し(ステップS710)、無線部202を受信モードに切り替える(ステップS711)。これにより、受信部204は、ステップS709で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ち状態になる。
次に、制御部205は、受信部204が接続応答フレームを受信したか否かを判定する(ステップS712)。受信部204が接続応答フレームを受信した場合、図15BのステップS733に進み、ステップS708の接続要求フレームに応答した他の無線通信装置との無線接続が確立される(ステップS733)。
受信部204が接続応答フレームを受信していない場合、制御部205は、応答信号タイマ1401がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS1502)。応答信号タイマ1401がタイムアウトしていなければ、ステップS712に戻り、応答信号タイマ1401がタイムアウトしたら、ステップS713に進む。即ち、受信部204は、ステップS711で無線部202が受信モードに切り替えられてから応答信号タイマ1401がタイムアウトするまで、接続応答フレームの受信待ちを継続する。
図15AのステップS713以降の処理は、図7Aを参照して上述した処理と同じであるので、その説明を省略する。
図16は、無線通信装置1400が接続要求フレームを送信する処理の一例を示すタイミングチャートである。無線通信装置1400の送信部203は、サブインターバル選択部208によって選択されたサブインターバルにおいて、周波数チャネル選択部1002によって選択された周波数チャネルを使用して接続要求フレーム1601を送信する。制御部205は、送信部203による接続要求フレームの送信が完了したタイミングで、応答信号タイマ1401を起動するとともに、無線部202を受信モードに切り替えて受信部204を起動する。受信部204は、応答信号タイマ1401がタイムアウトするまで接続応答フレームの受信待ちを行う。
図16に示される期間1604は、応答信号タイマ1401により計測される第4の時間間隔を示し、期間1603は、無線部202が送信モードから受信モードへの切り替えに要する期間を示す。受信部204が受信待ちを行う期間1605は、第4の時間間隔1604から、無線部202の動作モードの切り替えに要する期間1603を引いた期間である。一例では、第4の時間間隔が3マイクロ秒に設定され、送信モードから受信モードへの切り替えに要する期間が2マイクロ秒であるとすると、接続応答フレームの受信待ち時間は1マイクロ秒になる。
応答信号タイマ1401がタイムアウトするまでに接続応答フレームが受信されない場合、期間1606において、制御部205が無線部202を送信モードへ切り替えて、その後に、送信部203が接続要求フレーム1602を再び送信する。
以上のように、本実施形態に係る無線通信装置は、応答信号タイマ1401を使用して接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ち期間を必要最小限に制限しながら、接続要求フレームを送信することにより、接続が確立されるまでの時間を短縮することができる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ち期間について説明する。
図17(a)及び(b)は、接続要求フレームの受信待ち行う処理の一例を示すタイミングチャートである。図17(a)及び(b)では、無線通信装置1701が接続要求フレームを送信するタイミングに、無線通信装置1702が接続要求フレームの受信待ちを行っている例が示されている。これら無線通信装置1701及び1702は、図14の無線通信装置1400と同様の構成を備える。
本実施形態では、受信待ち期間1703及び1705は、接続要求フレームの送信に要する期間1601、応答信号タイマ1401により計測される第4の時間間隔1604、及び受信モードから送信モードへの切り替えに要する期間1606の合計時間に等しくなるように設定される。
図17(a)に示されるように、無線通信装置1701が接続要求フレーム1601を送信するタイミングに無線通信装置1702が受信待ちを行っている場合、無線通信装置1702は、期間1704において接続要求フレームを受信する。
また、図17(b)に示されるように、無線通信装置1701が接続要求フレーム1601を送信する期間の開始時刻より後に無線通信装置1702が受信待ちを開始する場合、無線通信装置1702は、期間1706において、無線通信装置1701が送信する次の接続要求フレーム1602を受信する。
以上のように、接続要求フレームの受信待ち期間を、接続要求フレームの送信に要する期間、応答信号タイマ1401により測定される第4の時間間隔、及び受信モードから送信モードへの切り替えに要する期間の合計時間に等しく設定することにより、確実に接続要求フレームを受信することができる。なお、接続要求フレームの受信待ち期間は、この合計時間より長く設定されてもよい。
(第6の実施形態)
上述した各実施形態では、接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行っている間に、他の無線通信装置から接続要求フレームを受信することが起こりうる。第6の実施形態では、接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行っている間に、他の無線通信装置から接続要求フレームを受信する場合を考慮に入れた図14の無線通信装置1400の接続試行処理を説明する。
図18A及び図18Bは、本実施形態に係る接続試行処理の一例を示している。図18Aにおいて、図7A、図11A及び図15Aに示した符号と同様の符号を同一部分、同一箇所に付してその説明を適宜省略する。なお、図18Bは、図11Bを参照して上述した処理と同じであるのでその説明を省略する。
図18Aでは、接続試行処理のステップS712とステップS1502の間にステップS1801が追加されている。ステップS712では、ステップS709で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行っている間に、受信部204が接続応答フレームを受信したか否かが判定される。接続応答フレームを受信した場合、図18BのステップS733に進み、無線接続が確立される。
受信部204が接続応答フレームを受信しない場合、ステップS1801に進む。制御部205は、ステップS709で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行っている間に、受信部204が他の無線通信装置からの接続要求フレームを受信したか否かを判定する(S1801)。受信部204が接続要求フレームを受信しない場合、ステップS1502に進む。ステップS1502以降の処理は、図7A及び図7Bを参照して上述した処理と同じなので説明を省略する。
ステップS1801において受信部204が接続要求フレームを受信した場合、図18BのステップS729に進む。制御部205は、受信部204を停止し(ステップS729)、送信部203を起動し(ステップS730)、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS731)。次に、送信部203が接続応答フレームを送信し(ステップS732)、他の無線通信装置が接続応答フレームを受信すると、無線接続が確立される(ステップS733)。
以上のように、接続応答フレームの受信待ち状態において、接続要求フレームを受信した場合には、受信した接続要求フレームに応答することで、2台の無線通信装置がともに第1の動作状態で動作する場合にも接続を確立することができる。
(第7の実施形態)
図19は、第7の実施形態に係る無線通信装置1900を概略的に示している。この無線通信装置1900は、図14に示される無線通信装置1400の構成に加えて、CRC(Cyclic Redundancy Check)パリティ付加部1901、信号検出部1902及びCRC検査部1903を備えている。
CRCパリティ付加部1901は、制御部205からの送信フレームにCRCパリティビットを付加して、送信部203に与える。信号検出部1902は、無線部202から受信部204へ送出される信号の電力レベルを測定し、測定した電力レベルが予め設定される閾値以上である場合に、信号を検出したと判定する。信号検出部1902により検出された信号は、受信部204によって復調される。CRC検査部1903は、復調された信号に対してCRCチェックを行う。
図20A及び図20Bは、無線通信装置1900が実行する接続試行処理の一例を示している。図20A及び図20Bにおいて、図18A及び図18Bに示した符号と同様の符号を同一部分、同一箇所に付してその説明を適宜省略する。
図20Aに示されるように、無線通信装置1900がユーザにより起動されると、無線通信装置1900による接続試行処理が開始される。接続試行処理が開始されると、まず、制御部205は、インターバルタイマ207を起動する。本実施形態では、インターバルタイマ207は、起動されてから第1の時間間隔だけ経過した後に、タイムアウト信号をサブインターバル選択部208及び周波数チャネル選択部1002へ出力する。サブインターバル選択部208は、インターバルタイマ207からのタイムアウト信号を受けて、複数のサブインターバルの中から1つのサブインターバルをランダムに選択する(ステップS701)。上述したように、サブインターバル選択部208は、0から3までのインデックスの中から1つのインデックスsをランダムに選択し、制御部205に送出する。
次に、周波数チャネル選択部1002は、インターバルタイマ207からのタイムアウト信号を受けて、複数の周波数チャネルの中から1つの周波数チャネルをランダムに選択する(ステップS1101)。本実施形態では、使用する周波数チャネルの数は4であり、これらの4つの周波数チャネルには夫々0、1、2及び3のインデックスが付与されている。この場合、周波数チャネル選択部1002は、0から3までのインデックスの中から1つのインデックスfをランダムに選択する。選択されたインデックスfは、制御部205へ送出される。
制御部205は、サブインターバルのインデックスs及び周波数チャネルのインデックスfを受け取ると、サブインターバルカウンタiを0に設定する(ステップS702)。さらに、制御部205は、インターバルタイマ207を起動し(ステップS703)、無線部202を起動し(ステップS704)、サブインターバルタイマ206を起動する(ステップS705)。
次に、制御部205は、ステップS701で選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しいか否かを判定する(ステップS706)。選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、ステップS1102に進み、選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと異なる場合、図20BのステップS1103に進む。
選択されたインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しい場合、制御部205は、ステップS1101で選択された周波数チャネルのインデックスfを周波数チャネル切替部1001に与え、周波数チャネル切替部1001は、無線部202をステップS1101で選択された周波数チャネルfに設定する(ステップS1102)。制御部205は、送信部203を起動する(ステップS707)。
次に、CRCパリティ付加部1901が、接続要求フレームにCRCパリティ符号を付加し(ステップS2001)、送信部203は、CRCパリティ符号が付加された接続要求フレームを、無線部202及びアンテナ201を介して送信する(ステップS708)。
送信部203が接続要求フレームを送信した後に、制御部205は、応答信号タイマを起動する(ステップS1501)。さらに、制御部205は、送信部203を停止し(ステップS709)、受信部204を起動し(ステップS710)、無線部202を受信モードに切り替える(ステップS711)。これにより、受信部204は、ステップS708で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行う。
次に、接続応答フレームの受信待ちの間に、信号検出部1902が信号を検出したか否かを判定する(ステップS2002)。信号検出部1902が信号を検出した場合、ステップS2003に進み、信号検出部1902が信号を検出しない場合、ステップS1502に進む。
ステップS2002において信号検出部1902が信号を検出すると、受信部204が、検出された信号に対して復調処理を行う(ステップS2003)。続いて、CRC検査部1903が、復調された信号に対してCRCチェックを行い、CRCチェックが成功したか否かを判定する(ステップS2004)。CRCチェックの結果、受信エラーとなった場合、ステップS707に戻る。CRCチェックが成功した場合、ステップS712に進み、制御部205は、ステップS2002で検出された信号が、ステップS708で送信した接続応答フレームに対する接続応答フレームであるか否かを判定する(ステップS712)。接続応答フレームであれば、図20BのステップS733に進み、無線接続が確立される(ステップS733)。
ステップS712において接続応答フレームではないと判定された場合、制御部205は、この信号が他の無線通信装置からの接続要求フレームであるか否かを判定する(ステップS1801)。接続要求フレームであれば、図20BのステップS729に進み、そうでなければ、ステップS1502に進む。
図20BのステップS729では、制御部205は、受信部204を停止する。さらに、制御部205は、送信部203を起動し(ステップS730)、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS731)。次に、CRCパリティ付加部1901が接続応答フレームにCRCパリティ符号を付加し(ステップS2014)、送信部203が接続応答フレームを送信する(ステップS732)。他の無線通信装置が接続応答フレームを受信すると、無線接続が確立される(ステップS733)。
ステップS1801において受信した信号が接続要求フレームではないと判定された場合、ステップS1502に進む。制御部205は、応答信号タイマ1401がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS1502)。応答信号タイマ1401がタイムアウトしていなければ、ステップS2002に戻り、応答信号タイマ1401がタイムアウトしたら、ステップS713に進む。
図20AのステップS713以降の処理は、図7Aを参照して上述した処理と同じであるので、その説明を省略する。
一方、ステップS706において、サブインターバル選択部208により選択されたサブインターバルのインデックスsがサブインターバルカウンタiと等しくない場合、図20BのステップS1103に進む。制御部205は、周波数チャネルのインデックスを0に設定し(ステップS1103)、このインデックスを周波数チャネル切替部1001に与える。周波数チャネル切替部1001は、無線部202を、制御部205から受け取ったインデックスの周波数チャネルに設定する(ステップS1104)。次に、制御部205は、受信回路タイマ601を起動し(ステップS719)、受信部204を起動する(ステップS720)。受信部204は、他の無線通信装置からの接続要求フレームの受信待ちを行う(ステップS721)。
次に、信号検出部1902が信号を検出したか否かが判定される(ステップS2005)。信号検出部1902が信号を検出しない場合、ステップS723に進み、受信回路タイマ601がタイムアウトするまで受信部204が受信待ちを継続する。
ステップS2005において信号検出部1902が信号を検出した場合、受信部204がこの信号に対して復調処理を行う(ステップS2006)。CRC検査部1903が、復調された信号に対してCRCチェックを行い、CRCチェックが成功したか否かを判定する(ステップS2007)。CRCチェックが成功した場合、制御部205は、受信部204が受信したフレームが接続要求フレームであるか否かを判定する(ステップS722)。受信部204が受信したフレームが接続要求フレームでない場合、制御部205は、このフレームが接続応答フレームか否かを判定する(ステップS2015)。受信部204が受信したフレームが接続応答フレームでない場合、制御部205は、受信回路タイマ601がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS723)。受信回路タイマ601がタイムアウトしていない場合、ステップS721に戻り、受信部204は、受信回路タイマ601がタイムアウトするまで、接続要求フレームの受信待ちを継続する。
受信回路タイマ601がタイムアウトした場合、ステップS1105に進む。図20BのステップS1105以降の処理は、図7B及び図11Bを参照して上述した処理と同じなので説明を省略する。
ステップS722において、受信部204が接続要求フレームを受信した場合、制御部205は、受信部204を停止する(ステップS729)。さらに、制御部205は、送信部203を起動し(ステップS730)、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS731)。次に、CRCパリティ付加部1901が接続応答フレームにCRCパリティ符号を付加し(ステップS2014)、送信部203が接続応答フレームを送信する(ステップS732)。他の無線通信装置が無線通信装置2100から接続応答フレームを受信すると、無線接続が確立される(ステップS733)。
また、ステップS2007において、CRCチェックの結果、受信エラーとなった場合、ステップS2008に進む。制御部205は、受信部204を停止し(ステップS2008)、送信部203を起動し(ステップS2009)、無線部202を送信モードに切り替える(ステップS2010)。次に、CRCパリティ付加部1901が接続要求フレームにCRCパリティビットを付加し(ステップS2011)、送信部203が、CRCパリティビットが付加された接続要求フレームを送信する(ステップS2012)。このように、無線通信装置1900は、他の無線通信装置から接続要求フレームを受け取った際に受信エラーになると、他の無線通信装置に向けて接続要求フレームを送信する。
接続要求フレームの送信が完了した後に、制御部205は、送信部203を停止し(ステップS2013)、受信部204を起動し(ステップS720)、無線部202を受信モードに切り替える。受信部204は、ステップS2012で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームの受信待ちを行う(ステップS721)。信号検出部1902が信号を検出し(ステップS2005)、受信部204がこの信号を復調し(ステップS2006)、復調された信号に対してCRC検査部1903によるCRCチェックが行われる(ステップS2007)。CRCチェックが成功すると、制御部205は、受信された信号が接続要求フレームであるか否かを判定する(ステップS722)。受信した信号が接続要求フレームであれば、ステップS729に進み、そうでなければ、ステップS2015に進む。制御部205は、受信した信号が、ステップS2012で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームか否かを判定する(ステップS2015)。ステップS2015で受信部204が受信した信号が、ステップS2012で送信した接続要求フレームに対する接続応答フレームであると判定されると、無線接続が確立される(ステップS733)。
以上のように、本実施形態に係る無線通信装置は、CRCパリティビットを付加して接続要求フレームを送信し、他の無線通信装置から受信したフレームに対してCRCチェックを行う。無線通信装置が他の無線通信装置から接続要求フレームを受信した際に受信エラーとなった場合、接続要求フレームの受信に失敗した無線通信装置から他の無線通信装置に接続要求フレームを送信することで、遅延なく無線接続を確立することができる。
(第8の実施形態)
図21は、第8の実施形態に係る無線通信装置2100を概略的に示している。この無線通信装置2100は、図19に示される無線通信装置1900の構成に加えて、電源制御部2101を備えている。この電源制御部2101は、送受信部2102の電源を管理する。ここで、送受信部2102は、無線部202、送信部203、受信部204、制御部205、サブインターバル選択部208、受信回路タイマ601、周波数チャネル切替部1001、周波数チャネル選択部1002、応答信号タイマ1401、CRCパリティ付加部1901、信号検出部1902及びCRC検査部1903を含む。
図22A及び図22Bは、無線通信装置2100が実行する接続試行処理の一例を示している。図22Aの処理は、図20Aを参照して上述した処理と同じであるのでその説明を省略する。また、図22Bにおいて、図20Bに示した符号と同様の符号を同一部分、同一箇所に付して説明を省略する。図22Bでは、ステップS1105とステップS726の間にステップS2201が追加され、ステップS726とステップS727の間にステップS2202が追加されている。
ステップS701で選択されたサブインターバル以外のサブインターバルの各々において、全ての周波数チャネルについて受信待ちが完了すると、制御部205が受信待ちの完了を示す信号を電源制御部2101に送信し、ステップS2201に進む。制御部205から信号を受信した電源制御部2101は、送受信部2102への電源の供給を停止する(ステップS2201)。
本実施形態のステップS726では、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたか否かを電源制御部2101が判定する。電源制御部2101は、サブインターバルタイマ206からタイムアウト信号を受け取ることで、サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたことを認識する。サブインターバルタイマ206がタイムアウトしたら、電源制御部2101は、送受信部2102への電源の供給を開始する(ステップS2202)。
次に、制御部205は、サブインターバルカウンタiをインクリメントし(ステップS726)、インターバルタイマ207がタイムアウトしたか否かを判定する(ステップS728)。インターバルタイマ207がタイムアウトした場合、図22AのステップS701に戻り、インターバルタイマ207がタイムアウトしていない場合、図22AのステップS704に戻る。
以上のように、本実施形態に係る無線通信装置においては、動作が不要な要素の電源を切ることにより、消費電力を低く抑えることができる。
(第9の実施形態)
図23は、第9の実施形態に係る無線通信装置2300を概略的に示している。この無線通信装置2300は、図21の無線通信装置2100と同様の構成を有する。図21の無線通信装置2100と異なる点は、図23の無線通信装置2300では、アンテナ201が送受信部2102に含まれていることである。このように、アンテナ201を無線通信装置2300に含める構成とすることにより、アンテナまで含めた1つの装置として無線通信装置を構成することが可能となるので、実装面積を少なく抑えることが可能となる。また、図23の無線通信装置2300では、アンテナ201を送信処理と受信処理で共用している。このように、1つのアンテナを送信処理及び受信処理で共用することにより、無線通信装置を小型化することが可能となる。
(第10の実施形態)
図24は、第10の実施形態に係る無線通信装置2400を概略的に示している。この無線通信装置2400は、図23に示される無線通信装置2300の構成に加えて、種々のデータを一時的に格納するバッファ2401を備える。このバッファ2401は、送信部203及び受信部204に接続されている。このように、無線通信装置2400がバッファ2401を備える構成とすることにより、送受信データをバッファ2401に保持することが可能となり、再送処理や外部出力処理を容易に行うことが可能となる。
(第11の実施形態)
図25は、第11の実施形態に係る無線通信装置2500を概略的に示している。この無線通信装置2500は、図24に示される無線通信装置2400の構成に加えて、バス2501、プロセッサ部2502及び外部インターフェース部2503を備える。プロセッサ部2502及び外部インターフェース部2503は、バス2501を介してバッファ2401に接続されている。プロセッサ部2502ではファームウエアが動作する。このように、無線通信装置2500内にファームウエアが備わっていると、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置2500の機能の変更を容易に行うことが可能となる。
(第12の実施形態)
図26は、第12の実施形態に係る無線通信装置2600を概略的に示している。この無線通信装置2600は、図25に示される無線通信装置2500の構成に加えて、クロック生成部2601を備える。このクロック生成部2601は、電源制御部2101、送受信部2102、サブインターバルタイマ206及びインターバルタイマ207に接続されているとともに、出力端子により外部と接続されている。このように、無線通信装置2600内部で生成されたクロックを外部へ出力し、外部へ出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置2600側を同期させて動作させることが可能となる。
(第13の実施形態)
図27は、第13の実施形態に係る無線通信装置2700を概略的に示している。この無線通信装置2700は、図25に示される無線通信装置2500の構成に加えて、電源部2701及び無線電力給電部2702を備える。電源部2701は、電源制御部2101及び送受信部2102に接続され、また、無線電力給電部2702は、電源制御部2101及び送受信部2102に接続されている。このように、電源部2701及び無線電力給電部2702を含む電源を無線通信装置2700が備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
(第14の実施形態)
図28は、第14の実施形態に係る無線通信装置2800を概略的に示している。この無線通信装置2800は、図27に示される無線通信装置2700の構成に加えて、NFC(Near Field Communications)送受信部2801を備える。このNFC送受信部2801は、電源制御部2101及び制御部205に接続されている。このように、無線通信装置2800がNFC送受信部2801を備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となるとともに、NFC送受信部をトリガとして電源制御を行うことによって待受け時の低消費電力化を図ることが可能となる。
(第15の実施形態)
図29は、第15の実施形態に係る無線通信装置2900を概略的に示している。この無線通信装置2900は、図27に示される無線通信装置2700の構成に加えて、SIMカード2901を備え、このSIMカード2901は、制御部205に接続されている。このように、無線通信装置2700がSIMカード2901を備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
(第16の実施形態)
図30は、第16の実施形態に係る無線通信装置3000を概略的に示している。この無線通信装置3000は、図25に示される無線通信装置2500の構成に加えて、動画像圧縮/伸長部3001を備え、この動画像圧縮/伸長部3001は、バス2501に接続されている。このように、無線通信装置3000が動画像圧縮/伸長部3001を備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長を容易に行うことが可能となる。
(第17の実施形態)
図31は、第17の実施形態に係る無線通信装置3100を概略的に示している。この無線通信装置3100は、図25に示される無線通信装置2500の構成に加えて、LED(Light Emitting Diode)部3101を備える。このLED部3101は、無線通信装置3100の動作状態をユーザに通知するものであり、制御部205に接続されている。このように、無線通信装置3100がLED部3101を備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
(第18の実施形態)
図32は、第18の実施形態に係る無線通信装置3200を概略的に示している。この無線通信装置3100は、図25に示される無線通信装置2400の構成に加えて、バイブレータ部3201を備える。このバイブレータ部3201は、無線通信装置3200の動作状態を振動によってユーザに通知するものであり、制御部205に接続されている。このように、無線通信装置3200がバイブレータ部3201を備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
(第19の実施形態)
図33は、第19の実施形態に係る無線通信装置3300を概略的に示している。この無線通信装置3300は、図25に示される無線通信装置2500の構成に加えて、無線LAN部3301及び無線切替部3302を備える。この無線切替部3302は、制御部205と無線LAN部3301に接続されている。このように、無線通信装置3300が無線LAN部3301を備える構成とすることにより、状況に応じて無線LANによる通信と送受信部2102による通信とを切り替えることが可能となる。
(第20の実施形態)
図34は、第20の実施形態に係る無線通信装置3400を概略的に示している。この無線通信装置3400は、図33に示される無線通信装置3300の構成に加えて、スイッチ(SW)3401を備える。スイッチ3401は、アンテナ201の接続先を無線部202及び無線LAN部3301のいずれかに切り替える。このように、無線通信装置3400がスイッチ3401を備える構成とすることにより、アンテナを共用しながら状況に応じて無線LANによる通信と送受信部2102による通信とを切り替えることが可能となる。
上述した実施形態によれば、動作モードを個別に設定することなく、無線接続を確立することができる無線通信装置が提供される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。