JP5206184B2 - 無線通信システム及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、共通の通信チャンネルを利用して無線通信を行う通信装置として、定期送信機能を有する通信装置とランダム送信機能を有する通信装置とからなる複数の通信装置を備えた無線通信システム、及び、このシステムを構成するのに好適な通信装置に関する。

従来、複数の通信装置が同一の通信チャンネルを利用して相互に無線通信を行う無線通信システムとして、各通信装置が、送信要求の発生時に、キャリアセンスによって通信チャンネルの空き状態を検出するアクセス制御を行い、このアクセス制御によって通信チャンネルの空き状態を検出するとデータ送信を開始する、ＣＳＭＡ方式の無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また、こうしたＣＳＭＡ方式の無線通信システムでは、複数の通信装置がランダムにデータ送信を行うことから、例えば、自動車の安全運転支援システムでの無線通信に適用すると、路上機から車載機へ重要性の高い情報を送信しようとしても、路上機が通信チャンネルで送信権を取得するのに時間がかかり、重要情報を周囲の車両に送信できないことがある。

そこで、従来、ＣＳＭＡ方式の無線通信システムにおいては、重要性の高い情報を送信する通信装置が、ＴＤＭＡ等による通信方式で重要データを定期的に送信できるようにすることも提案されている。

つまり、例えば、任意の通信装置が、他の通信装置に対してＴＤＭＡ通信の開始を宣言することにより、ＴＤＭＡ通信の制御局として動作して、各通信装置の送信時間（期間）を割り当て、その後、他の通信装置からの送信がなくなると、ＣＳＭＡ方式の通信に戻るようにするとか（例えば、特許文献２等参照）、各通信装置が、自らの送信時刻を自律的に決定して、他の通信装置に通知することで、各通信装置が周期的にデータ送信できるようにする（例えば特許文献３等参照）、といったことが提案されている。
特開２０００−１９６５９７号公報 特開２００２−１１２３４５号公報 特開２００７−２３５４４５号公報

しかしながら、上記提案の無線通信システムのうち、前者のシステムでは、全ての通信装置がＴＤＭＡ方式の無線通信に切り変わることから、通信装置が多くなると全通信装置に送信時間を割り当てることができなくなって、無線通信システムとして破綻するという問題がある。

また、後者の無線通信システムでは、各通信装置が他の通信装置に送信時刻を通知することにより、定期送信するタイミングで通信チャンネルが空き状態となるようにするが、各通信装置は、重要な送信要求が発生した際には、ＣＳＭＡ方式の通信を開始することから、各通信装置が定期的な送信機会を確実に確保することはできないという問題がある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ランダム送信を行う通信装置と定期送信を行う通信装置との２種類の通信装置が混在する無線通信システムにおいて、定期送信による通信とランダム送信による通信とを時間的に分離し、定期送信を行う通信装置が重要データを確実に送信できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の無線通信装置によれば、データの送信要求が発生した際、通信チャンネルが空いているか否かを判定して、通信チャンネルが空いているときに無線によりランダム送信を行う無線通信装置において、予め決められた定期送信一周期内に割り当てられた期間を利用してデータの定期送信を行う外部の通信装置から、前記通信チャンネルを利用して送信される定期送信期間を表す定期送信情報と送信時刻を受信可能な受信手段と、受信手段により受信した定期送信情報から得られる定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、ランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止期間を設定する設定手段と、自身の時計の時刻と前記受信手段より受信した送信時刻に基づき、受信手段により受信した定期送信情報から得られる前記定期送信期間とランダム送信禁止期間とを同期させる同期制御手段と、を備え、同期制御手段により同期させ設定手段により設定したランダム送信禁止期間においてランダム送信の実行を禁止することを特徴とする。

このように、請求項１に記載の無線通信装置においては、設定手段が、受信手段により受信した定期送信情報から得られる定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、定期送信期間よりも長いランダム送信禁止期間を設定する。
また、当該無線通信装置に設けられたと時計の時刻と外部の通信装置から送信される送信時刻とにずれが生じると、定期送信期間とランダム送信禁止期間とが同期しなくなって、各通信装置の送信期間を時間分離することができないことから、本発明（請求項１）には、無線通信装置自身の時計の時刻と受信した送信時刻に基づき、受信した定期送信情報から得られる定期送信期間とランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止期間とを同期させる同期制御手段が設けられている。

このため、本発明（請求項１）の無線通信装置によれば、定期送信を行う外部の通信装置の定期送信期間を確保して、無線通信装置自身が外部の通信装置の定期送信期間中にデータ送信を開始するのを防止し、定期送信による重要データの定期送信を優先的に実行できるようになる。

また特に、本発明（請求項１）では、外部の通信装置が定期送信を行う定期送信期間中に、本発明（請求項１）の無線通信装置によるランダム送信を禁止することから、全通信装置に送信時間を割り当てるＴＤＭＡ方式の無線通信システムのように、各通信装置に設けられた時計の時刻を高精度に同期させる必要はなく、その時刻同期の精度が低くてもデータ衝突が発生し難い無線通信システムを実現できる。
また、本発明（請求項１）によれば、無線通信装置自身でランダム送信禁止期間を設定している。つまり、ＣＳＭＡ方式で採用されているＮＡＶ期間（送信禁止期間）の通知と反映の手法を応用することで、ランダム送信禁止期間を設定するのである。このようにすれば、無線通信装置自身でランダム送信禁止期間を適正に設定できるので、定期送信とランダム送信のデータの衝突を良好に回避することができる。
また、請求項２に記載の無線通信システムによれば、所定の通信チャンネルを利用して、予め決められた定期送信一周期内に割り当てられた期間を利用して無線送信を行う定期送信機能を有し、定期送信期間を表す定期送信情報に送信時刻を付与してなる送信データの定期送信を行う第１通信装置と、データの送信要求が発生した際、前記通信チャンネルが空いているか否かを判定して、前記通信チャンネルが空いているときに無線によりランダム送信を行うランダム送信機能を有し、ランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止期間を設定してランダム送信の実行を禁止する第２通信装置と、が混在する無線通信システムであって、第２通信装置は、第１通信装置から定期送信される送信データを受信する受信手段と、受信手段により受信した定期送信情報から得られる定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、ランダム送信禁止期間を設定するランダム送信禁止期間設定手段と、自身の時計の時刻と受信手段より受信した送信時刻に基づき、受信した定期送信情報から得られる定期送信期間とランダム送信禁止期間とを同期させる同期制御手段と、同期制御手段により同期させランダム送信禁止期間設定手段により設定したランダム送信禁止期間においてランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止手段とを備えることを特徴とする。
このように、請求項２に記載の無線通信システムにおいて、第２通信装置には、受信手段により受信した定期送信情報から得られる定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、定期送信期間よりも長いランダム送信禁止期間を設定するランダム送信禁止期間設定手段が設けられている。
また、請求項２に記載の無線通信システムにおいて、各通信装置に設けられた時計の時刻にずれが生じると、定期送信期間とランダム送信禁止期間とが同期しなくなって、各通信装置の送信期間を時間分離することができないことから、本発明の無線通信システムでは、第２通信装置に、自身の時計の時刻と受信した送信時刻に基づき、受信した定期送信情報から得られる定期送信期間とランダム送信禁止期間とを同期させる同期制御手段が設けられている。
このため、本発明（請求項２）の無線通信システムによれば、定期送信を行う第１通信装置の定期送信期間を確保して、第２通信装置が第１通信装置の定期送信期間中にデータ送信を開始するのを防止し、定期送信による重要データの定期送信を優先的に実行できるようになる。
また特に、本発明（請求項２）では、第１通信装置が定期送信を行う定期送信期間中に、第２通信装置によるランダム送信を禁止することから、全通信装置に送信時間を割り当てるＴＤＭＡ方式の無線通信システムのように、各通信装置に設けられた時計の時刻を高精度に同期させる必要はなく、その時刻同期の精度が低くてもデータ衝突が発生し難い無線通信システムを実現できる。
また、本発明（請求項２）によれば、第２通信装置側でランダム送信禁止期間を設定している。つまり、ＣＳＭＡ方式で採用されているＮＡＶ期間（送信禁止期間）の通知と反映の手法を応用することで、ランダム送信禁止期間を設定するのである。このようにすれば、第２通信装置側でランダム送信禁止期間を適正に設定できるので、定期送信とランダム送信のデータの衝突を良好に回避することができる。

一方、同期制御手段は、請求項３に記載のように、請求項１に記載の無線通信装置において、無線通信装置自身の時計から受信時刻を読み出し、その読み出した受信時刻と受信した送信時刻との差に基づき、自身の時計の時刻を補正するようにするとよい。

そして、このようにすれば、外部の通信装置に設けられた時計の時刻と無線通信装置自身に設けられた時計の時刻とを一致させて、外部の通信装置側の定期送信期間と無線通信装置側のランダム送信禁止期間とを同期させることができるようになる。
また、請求項４に記載のように、請求項２に記載の無線通信システムにおいて、第１通信装置は、自身の時計から読み出した送信時刻を定期送信情報に付与する送信時刻付与手段を有し、第２通信装置は、自身の時計から受信時刻を読み出し、その読み出した受信時刻と受信した送信時刻との差に基づき、時計の時刻を補正する時刻補正手段を有するようにするとよい。
そして、このようにすれば、第1通信装置に設けられた時計の時刻と第２通信装置に設けられた時計の時刻とを一致させて、第1通信装置側の定期送信期間と第２通信装置側のランダム送信禁止期間とを同期させることができるようになる。

次に、第１通信装置及び第２通信装置に設けられる時計は、請求項５に記載のように、請求項２または４に記載の無線通信システムにおいて、定期送信の一周期の整数倍の時間を一周期として時刻を計時するよう構成するとよい。

そして、このようにすれば、定期送信の周期と、時計による時刻の計時周期との周期ずれによって、各通信装置で監視される定期送信期間とランダム送信禁止期間との同期がずれるのを防止できる。

また、このように、時計による時刻の計時周期を、定期送信の周期の整数倍にするには、請求項６に記載のように、請求項５に記載の無線通信システムにおいて、第１通信装置には、他の第１通信装置と共通の外部信号に基づき、定期送信の一周期の整数倍の時間をカウントして、自身の時計をリセットする第１計時制御手段を設け、第２通信装置には、自身の時計による計時動作を監視して、定期送信の一周期の整数倍の時間を計時する度に当該時計をリセットする第２計時制御手段を設けるようにするとよい。

なお、外部信号としては、例えば、ＧＰＳの１ＰＰＳ信号や、有線経由で第１通信装置に送信される同期信号を利用すればよい。
そして、この場合、ランダム送信のみを行う第２通信装置には、外部信号を入力したり、外部信号を利用した時刻同期のための構成を設けたりする必要がないため、第２通信装置の構成を簡単にできる。

また、請求項７に記載のように、無線通信システムにおいて、第１通信装置に設ける第１計時制御手段は、外部信号が入力されないときには、自身の時計による計時動作を監視して、定期送信の一周期の整数倍の時間を計時する度に当該時計をリセットするように構成してもよい。

そして、このようにすれば、第１通信装置において、外部信号が入力されない場合であっても、自身の時計を、定期送信の一周期の整数倍の周期でリセットできるようになる。

次に、請求項８に記載の発明は、上述した請求項２、４乃至７の何れか一つに記載の無線通信システムにおいて、ランダム送信機能を有する第２通信装置として用いられる通信装置に関する発明である。

そして、請求項８に記載の通信装置においては、記憶手段に、定期送信機能を有する第１通信装置の定期送信期間を表す定期送信情報が記憶されており、ランダム送信禁止手段が、その記憶された定期送信情報から得られる定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、データ送信手段が変調手段へ送信データを出力するのを禁止するランダム送信禁止期間を決定し、そのランダム送信禁止期間をデータ送信手段に通知する。

また、データ送信手段は、ランダム送信禁止手段から通知されたランダム送信禁止期間を、当該通信装置に設けられた時計に基づき検知して、変調処理手段に送信データを出力するのを停止する。

従って、この通信装置においては、他の通信装置に対しデータ送信を行うランダム送信期間が、記憶手段に記憶された定期送信情報に基づき制限されることになり、本発明（請求項２、請求項４〜請求項７）の無線通信システムを構築することができるようになる。

次に、請求項９に記載の通信装置においては、請求項８に記載の通信装置において、データ受信手段にて、他の通信装置から送信された定期送信情報が抽出されると、その定期送信情報を記憶手段に記憶する定期送信情報登録手段が設けられている。

また、記憶手段には、複数の定期送信情報を記憶できることから、定期送信を行う通信装置が複数存在しても、その複数の通信装置からの送信データと衝突することのないよう、ランダム送信を行うことができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［実施形態］
（無線通信システムの概要）
図１は、本発明が適用された実施形態の無線通信システムの構成及び動作の概要を表す説明図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態の無線通信システムは、路上機として自動車の走行路付近に分散して設置される複数の通信装置２Ａと、自動車に搭載され、路上機や他の車両との間で無線通信を行う通信装置２Ｂ、２Ｃ、…と、から構成されている。

通信装置２Ａは、交通情報等の各種情報を周囲の自動車に定期的に送信する定期送信機能を有し、通信装置２Ｂ、２Ｃ…は、自動車に搭載された制御装置からの送信要求を受けて、自車両の状態等を路上機や他の車両に送信するランダム送信機能を有する。

そして、これら各通信装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…間の通信には、全て共通の通信チャンネルが使用され、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…がランダム送信する際には、ＣＳＭＡ方式のアクセス制御によって通信チャンネルが空いているか否かを判断し、通信チャンネルが空いているときにデータ送信を開始する。

また、通信装置２Ａは、定期送信を行うが、この定期送信の周期は、予め決められており、通信装置２Ａには、定期送信一周期内のどの期間を定期送信に利用するかが割り当てられている。

そして、通信装置２Ａは、その割り当てられた定期送信期間を、定期送信によって他の通信装置２Ｂ、２Ｃ、…に通知し、他の通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、その通知された定期送信期間中は、ランダム送信を禁止する。

つまり、本実施形態では、定期送信機能を有する通信装置２Ａが、図１（ｂ）に示すように、定期送信期間の開始タイミングと定期送信期間の長さ（期間長）を表す定期送信期間情報に、通信装置２Ａの識別情報である装置ＩＤと後述の転送回数を付与した定期送信情報を、単独或いは他の送信データに付与して、周囲に定期送信する。

そして、ランダム送信機能を有する他の通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、通信装置２Ａが送信した定期送信情報を受けると、その定期送信情報に基づき、図１（ｃ）に示すように、通信装置２Ａの定期送信期間内にランダム送信を開始してしまうことのないよう自らのランダム送信禁止期間を設定し、そのランダム送信禁止期間以外の期間（ランダム送信期間）内に、ランダム送信を行う。

また、図１（ａ）に示すように、通信装置２Ｂが、通信装置２Ａからの送信電波が届くエリア（図に斜線で示す領域）内に位置し、通信装置２Ｃがそのエリア外に位置する場合、通信装置２Ｃには通信装置２Ａから送信された定期送信情報が届かず、通信装置２Ｃが通信装置２Ａの定期送信期間内にランダム送信を開始し、通信装置２Ｂ側では、通信装置２Ａ、２Ｃからの送信電波が同時に届き、それぞれの送信データを受信できなくなることが考えられる。

そこで、本実施形態では、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…が定期送信情報を受信したときには、その定期送信情報を再送信することにより、通信装置２Ａから離れた他の通信装置に定期送信情報を通知するようにされている。

そして、各通信装置２Ｂ、２Ｃ、…が他の通信装置に定期送信情報を再送信する際には、定期送信情報に付与された転送回数を更新（＋１）することで、定期送信情報を受信した通信装置側で、その定期送信情報が、通信装置２Ａが最初に送信してから何度目の転送で届いたのかを識別できるようにされている。

また、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側で、定期送信情報に基づきランダム送信禁止期間を設定するには、通信装置２Ａ側で認識されている定期送信の周期と、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側で認識されている定期送信の周期とを一致させる必要がある。

そこで、本実施形態では、通信装置２Ａが定期送信情報を送信するときや、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…が定期送信情報を転送するときには、その送信時刻を自らの時計から読み出して定期送信情報に付与し、定期送信情報を受信した通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、定期送信情報に付与されている送信時刻と、自らの時計から読み出した受信時刻とを比較することで、時計の時刻を、定期送信情報を送信してきた通信装置２Ａ、２Ｂ、…側の時刻と同期させる。

つまり、例えば、図１（ａ）において、通信装置２Ａから送信された定期送信情報は通信装置２Ｂに届き、通信装置２Ｂは、その定期送信情報を通信装置２Ｃに転送することになるが、通信装置２Ｂ、２Ｃが定期送信情報を受信した際に、自らの時計の時刻を、定期送信情報を送信してきた通信装置２Ａ、２Ｂの時計と同期させることで、定期送信情報を受信した各通信装置２Ｂ、２Ｃ、…の時計が、全て、通信装置２Ａの時計と同一時刻となるように時刻同期させるのである。

この結果、各通信装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…は、自らの時計を用いて、定期送信の一周期を同タイミングで検知できるようになる。
（通信装置の構成）
次に、図２は、上述した本実施形態の無線通信システムを構築するのに用いられる通信装置２の構成を表すブロック図である。

図２に示す通信装置２は、定期送信機能とランダム送信機能との両方の機能を有し、路上機としての通信装置２Ａにも、車載機としての通信装置２Ｂ、２Ｃ、…にも使用できるものである。

図２に示すように、通信装置２には、外部の制御装置から入力される送信データにヘッダ等の付加情報を付与して出力するデータ送信部１２と、データ送信部１２から出力された送信データを所定の通信チャンネルでの送信信号（高周波信号）に変換して通信アンテナ（図示せず）に出力する変調処理部１４と、通信アンテナにて受信された受信信号を取り込み、他の通信装置からの送信データを復元する復調処理部１６と、復調処理部１６にて復元された受信データからヘッダ等の付加情報を抽出し、受信データが当該通信装置２に向けて送信されたものであれば受信データを外部の制御装置に出力するデータ受信部１８と、が設けられている。

また、通信装置２には、通信装置２が定期送信を行う際に設定される定期送信情報、若しくは、通信装置２がランダム送信を行う際に他の通信装置から取得した定期送信情報を記憶するための定期送信期間テーブル（具体的にはメモリ）２０、当該通信装置２が定期送信を行う際に実際にデータ送信を行う定期送信期間を、定期送信期間テーブル２０内の定期送信情報（通信装置自身の定期送信期間情報）に基づき決定し、データ送信部１２に出力する定期送信期間決定部３０と、当該通信装置２がランダム送信を行う際にランダム送信を禁止する期間（ランダム送信禁止期間）を、定期送信期間テーブル２０内の定期送信情報（他の通信装置から取得した定期送信期間情報）に基づき決定し、データ送信部１２に出力するランダム送信禁止期間決定部４０と、が設けられている。

そして、データ送信部１２は、定期送信期間決定部３０から定期送信期間情報が入力されると、その情報に対応した定期送信期間だけ、送信データの定期送信が可能となり、ランダム送信禁止期間決定部４０からランダム送信禁止期間情報が入力されると、その情報に対応したランダム送信禁止期間だけ、送信データのランダム送信を禁止する。

また、通信装置２には、内部クロックをカウントすることにより時刻を計時する時計４が設けられており、データ送信部１２は、この時計４による計時時刻に基づき、定期送信の周期、及び、その周期内の定期送信期間或いはランダム送信禁止期間を検知し、定期送信或いはランダム送信を制御する。

また、時計４には、時計４による計時時刻（詳しくはカウント値）が、定期送信一周期分のカウント値の所定の整数値倍になった時点で、時計４をリセットして、そのカウント値を初期化する、タイマリセット部６が接続されている。

なお、このタイマリセット部６は、基準となる絶対時刻を表す外部信号を入力できるようにされており、タイマリセット部６は、外部信号が入力されているときには、この外部信号から得られる基準時刻で時計４をリセットすることにより、同じ外部信号が入力される他の通信装置との間で、時計４を時刻同期させる。
（ガードタイムの設定）
次に、通信装置２には、時計４の他の通信装置との同期精度を表す同期精度情報に基づき、定期送信期間とランダム送信期間との間に設けるガードタイムＧを決定するガードタイム決定部２２が設けられている。

つまり、通信装置２の時計４と他の通信装置の時計は、後述の時刻同期処理によって時刻同期されるが、その時刻同期処理では各時計の時刻を完全に一致させることができず、誤差が生じる。

そこで、本実施形態では、時刻同期による誤差があっても、定期送信期間とランダム送信禁止期間とが重複することのないよう、図３に示すように、定期送信期間とランダム送信期間との間に、時計の同期精度に対応したガードタイムＧを設けて、ランダム送信禁止期間の終了後は、ガードタイムＧが経過してから定期送信期間に入り、定期送信期間の終了後は、ガードタイムＧが経過してからランダム送信禁止期間が終了して、ランダム送信を許可するようにされている。

また、本実施形態では、このガードタイムＧを設けるに当たって、定期送信情報を受信した通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側で、ガードタイムＧを考慮してランダム送信禁止期間を設定する必要がないよう、通信装置２Ａが送信する定期送信情報に、ガードタイムＧを含む定期送信期間が設定される。

この結果、通信装置２において、定期送信期間決定部３０に入力される定期送信期間情報は、ガードタイムＧを含む定期送信期間を表すものとなり、定期送信期間決定部３０が、定期送信期間情報をそのまま用いてデータ送信部１２からのデータ送信を許可する定期送信期間を設定すると、ガードタイムＧが消滅してしまう。

そこで、本実施形態では、定期送信期間決定部３０が、定期送信期間情報から得られる定期送信期間の前後を、カードタイムＧ分だけ短くすることで、定期送信期間情報を補正し、データ送信部１２に出力するようにされている。

また、変調処理部１４は、データ送信部１２からの指令に従い送信データの変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）を設定するようにされており、通信装置２には、変調処理部１４からその変調方式を表す変調情報を取り込み、この変調情報とデータ送信部１２が変調処理部１４に出力する送信データのデータ長とに基づき、変調処理部１４が送信データを１パケット分変調するのに要する時間（送信時間）を算出する、送信時間判定部２４が設けられている。

そして、この送信時間判定部２４にて求められた送信時間情報は、定期送信期間決定部３０及びランダム送信禁止期間決定部４０に出力され、定期送信期間決定部３０は、定期送信期間情報から得られる定期送信期間の終了タイミングを送信時間分だけ前に移動させて、定期送信期間を短くすることで、データ送信部１２に出力する定期送信期間情報を決定する。

また、ランダム送信禁止期間決定部４０は、定期送信期間情報から得られる定期送信期間の開始タイミングを送信時間分だけ前に移動させて、ランダム送信禁止期間を長くすることで、データ送信部１２に出力するランダム送信禁止期間情報を決定する。

つまり、本実施形態では、通信装置２Ａが定期送信を行う定期送信期間と、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…がランダム送信を行うランダム送信期間とを分離することで、定期送信による送信データとランダム送信による送信データが衝突するのを防止し、しかも、定期送信期間とランダム送信期間とが、各通信装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…間の時計の同期ずれによって重複することのないよう、定期送信期間とランダム送信期間との間にガードタイムＧを設けている。

しかし、このような対策だけでは、定期送信によるデータ送信中に定期送信期間が終了したときや、ランダム送信によるデータ送信中にランダム送信期間が終了したときに、そのデータ送信が継続されて、定期送信によるデータ送信とランダム送信によるデータ送信とが同時に実行されることが考えられる。

そこで、本実施形態では、図４に示すように、定期送信期間の終了タイミングと、ランダム送信禁止期間の終了タイミング（換言すればランダム送信期間の開始タイミング）との間に、定期送信による送信データ１パケット分の送信時間に対応したガードタイムＡを設け、ランダム送信禁止期間の開始タイミング（換言すればランダム送信期間の終了タイミング）と、定期送信期間の開始タイミングとの間に、ランダム送信による送信データ１パケット分の送信時間に対応したガードタイムＢを設けることで、定期送信によるデータ送信とランダム送信によるデータ送信とが重複するのを防止する。

そして、このために、本実施形態では、通信装置２Ａが送信する定期送信情報として、正規の定期送信期間の前後に時刻同期の誤差に対応したガードタイムＧを加え、更に、その定期送信期間の最後に、送信装置２Ａが送信データ１パケット分を送信するのに要する送信時間に対応したガードタイムＡを加えたものを予め設定しておき、通信装置２Ａが実際に定期送信を行う際には、定期送信期間決定部３０が、定期送信情報から得られる定期送信期間からガードタイムＧ及びガードタイムＡを減じることで、定期送信時にデータ送信部１２が送信データを出力する期間を、正規の定期送信期間に制御し、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、ランダム送信禁止期間決定部４０が、定期送信情報から得られる定期送信期間（つまり正規の定期送信期間にガードタイムＧ及びガードタイムＡが付与された定期送信期間）に、ガードタイムＢを加えることで、正規の定期送信期間にガードタイムＧ、Ａ、Ｂを加えたランダム送信禁止期間を設定するようにされている。

なお、ランダム送信禁止期間決定部４０は、定期送信情報に対応した定期送信期間に、自らのデータ送信時間であるガードタイムＢを加えて、ランダム送信禁止期間を設定するが、図５に示すように、このランダム送信禁止期間が、定期送信の一周期の区切りを跨ぐ場合には、ランダム送信禁止期間を、その区切りに沿って２つに分離し、その分離した各送信禁止期間１、２を、ランダム送信禁止期間として、データ送信部１２に指令する。

これは、データ送信部１２側で、時計４による計時時刻（換言すればカウント値）に基づき、定期送信の一周期毎に、ランダム送信を禁止する期間（換言すれば送信データを出力する期間）を設定できるようにするためである。つまり、このようにすることで、データ送信部１２を、送信データの出力／停止を切り替えるゲート回路や、ゲート回路の開閉を一定周期毎に所定タイミングで切り替えるタイミング回路等からなる簡単なデジタル回路で構成できるようにしている。
（ソフトウェア処理により実現される機能ブロック）
次に、通信装置２には、データ受信部１８にて受信データから抽出された定期送信情報に基づき、定期送信期間テーブル２０内の定期送信情報を更新する定期送信期間更新部５０と、データ受信部１８が受信データから抽出した定期送信情報の送信時刻やその受信データの受信時刻を取り込み、時刻差（受信時刻−送信時刻）を算出する時刻差分計算部５２と、時刻差分計算部５２で算出された時刻差と同期精度情報とに基づき、時刻差が同期精度に対応した許容範囲内にあるか否かを判定して、許容範囲内になければ、時計４に時刻補正情報を出力することで、時刻を補正させる時刻補正判断部５４が設けられている。

この定期送信期間更新部５０、時刻差分計算部５２、及び、時刻補正判断部５４は、マイクロコンピュータによるソフトウェア処理により実現される機能ブロックであり、定期送信期間更新部５０は、マイクロコンピュータのソフトウェア処理によって、通信装置２Ａによる定期送信情報の送信処理や、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…による定期送信情報の再送信処理も実現する。

なお、図２において、定期送信期間更新部５０、時刻差分計算部５２及び時刻補正判断部５４以外の機能ブロック、つまり、時計４、タイマリセット部６、データ送信部１２、変調処理部１４、復調処理部１６、定期送信期間テーブル２０、ガードタイム決定部２２、送信時間判定部２４、定期送信期間決定部３０、及び、ランダム送信禁止期間決定部４０は、全てデジタル回路からなるハードウェア構成にて実現される。

次に、図６は、本実施形態の通信装置２において、通信装置２が定期送信を行う路上機として使用される場合に動作する、定期送信用の機能ブロックを表し、図７は、同じく、通信装置２がランダム送信を行う車載機として使用される場合に動作する、ランダム送信用の機能ブロックを表している。

図６に示すように、通信装置２が、定期送信を行う通信装置２Ａとして使用されるときには、時計４、タイマリセット部６、データ送信部１２、変調処理部１４、定期送信期間テーブル２０、ガードタイム決定部２２、送信時間判定部２４、定期送信期間決定部３０、及び、定期送信期間更新部５０が動作し、データ送信部１２からの送信データの出力期間が、定期送信期間決定部３０にて決定される定期送信期間に制限される。

また、この場合、定期送信期間テーブル２０には、通信装置２自身が定期送信を行う際の定期送信期間を表す定期送信情報が記憶されており、定期送信期間更新部５０は、マイクロコンピュータによるソフトウェア処理によって、定期送信期間テーブル２０からこの定期送信情報を読み込み、データ送信部１２に出力することで、この定期送信情報を、単独の送信データ、或いは、他の送信データのヘッダとして、定期送信させる。なお、データ送信部１２は、定期送信情報を送信する際、その送信時刻を時計４から読み出し、定期送信情報に付与する。

一方、図７に示すように、通信装置２が、ランダム送信を行う通信装置２Ｂ、２Ｃ、…として使用されるときには、定期送信期間決定部３０とガードタイム決定部２２を除く全機能ブロックが動作し、ランダム送信禁止期間決定部４０にて決定されるランダム送信禁止期間の間、データ送信部１２からの送信データの出力が禁止される。

そして、この場合、定期送信期間更新部５０は、マイクロコンピュータによるソフトウェア処理によって、データ受信部１８にて受信データから抽出された定期送信情報に基づき、定期送信期間テーブル２０内の定期送信情報を更新すると共に、その更新後の定期送信情報をデータ送信部１２に出力することで、この定期送信情報を、ランダム送信する他の送信データのヘッダ等に付与して、他の通信装置に転送させる。

また、時刻差分計算部５２及び時刻補正判断部５４は、マイクロコンピュータによるソフトウェア処理によって、データ受信部１８が受信した定期送信情報の送信時刻と受信時刻との時刻差に基づき、時計４の時刻を補正する。

そこで、次に、通信装置２がランダム送信を行う通信装置２Ｂ、２Ｃ、…として使用される際に、定期送信期間更新部５０、時刻差分計算部５２、及び時刻補正判断部５４の機能を実現するためにマイクロコンピュータにて実行されるソフトウェア処理について、図８〜図１０に示すフローチャートに沿って説明する。
（定期送信情報転送処理）
まず図８は、マイクロコンピュータにおいて、データ受信部１８にて受信データから抽出された定期送信情報を他の通信装置に転送するために実行される、定期送信情報転送処理を表すフローチャートである。

図８に示すように、定期送信情報転送処理では、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）にて、データ受信部１８が定期送信情報を含むデータを受信したか否かを判断することにより、他の通信装置から定期送信情報が送信されてくるのを待ち、データ受信部１８にて定期送信情報を含むデータが受信されると、Ｓ１２０に移行して、定期送信情報の転送回数Ｃを読み込む。

なお、データ受信部１８にて、装置ＩＤが同じで転送回数Ｃが異なる定期送信情報が略同時（例えば定期送信の一周期内）に受信されている場合、Ｓ１２０においては、その複数の定期送信情報の中から転送回数Ｃが小さい定期送信情報を選択し、転送回数Ｃを読み込む。

次に、続くＳ１３０では、Ｓ１２０にて読み込んだ定期送信情報の転送回数Ｃが、予め設定されたしきい値Ｃmax よりも小さいか否かを判断し、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax よりも小さい場合には、Ｓ１４０に移行して、定期送信情報の転送回数Ｃを更新（＋１）し、Ｓ１５０に移行する。

そして、Ｓ１５０では、転送回数更新後の定期送信情報を、データ送信部１２に出力することで、ランダム送信する送信データのヘッダの一つとして定期送信情報を付与して、他の通信装置に送信させる。なお、データ送信部１２は、送信データに定期送信情報を付与して、他の送信装置に送信する際、送信時刻を時計４から読み出し、定期送信情報に付与する。

また、Ｓ１３０にて、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax 以上であると判断された場合や、Ｓ１５０にて、データ送信部１２に、転送回数更新後の定期送信情報を出力した場合には、当該定期送信情報転送処理を一旦終了し、再度Ｓ１１０以降の処理を実行する。

このように、定期送信情報転送処理では、データ受信部１８にて抽出された定期送信情報の転送回数Ｃを、しきい値Ｃmax を上限として更新（＋１）した後、定期送信情報を転送する。また、図１１に示すように、通信装置２Ａが送信した定期送信情報は、周囲の通信装置２Ｂ、２Ｃ、…にて順に転送されるだけでなく、定期送信情報の転送回数Ｃ（初期値：０）が、転送のたびにカウントアップされる。そして、定期送信情報転送処理では、定期送信情報の転送回数Ｃがしきい値Ｃmax 以上であれば、定期送信情報の転送を中止する。

従って、定期送信情報は、通信装置２Ａからの送信電波が届くエリアの外に位置する通信装置２Ｃ、…に伝達できるだけでなく、その伝達範囲を、転送回数Ｃを用いて所望範囲内に制限することができる。
（定期送信情報更新・時刻同期処理）
次に図９は、マイクロコンピュータにおいて、データ受信部１８にて受信データから抽出された定期送信情報に基づき定期送信期間テーブル２０を更新し、更に、その定期送信情報に付与された送信時刻とデータ受信部１８での受信時刻とに基づき時計４の時刻を補正するために実行される、定期送信情報更新・時刻同期処理を表すフローチャートである。

図９に示すように、この処理が開始されると、まずＳ２１０にて、データ受信部１８が定期送信情報を含むデータを受信したか否かを判断することにより、他の通信装置から定期送信情報が送信されてくるのを待ち、データ受信部１８にて定期送信情報を含むデータが受信されると、Ｓ２２０に移行して、その定期送信情報は、定期送信期間テーブル２０に既に登録されているものであるか否かを判定する。なお、この判定は、定期送信情報の装置ＩＤに基づき行われる。

そして、Ｓ２２０にて、定期送信情報は未登録であると判断されると、Ｓ２３０にて、その未登録の定期送信情報を定期送信期間テーブル２０に新規登録した後、Ｓ２４０に移行し、逆に、Ｓ２２０にて、定期送信情報は定期送信期間テーブル２０に既に登録されていると判断されると、そのままＳ２４０に移行する。

Ｓ２４０では、今回受信した定期送信情報の転送回数Ｃ（受信転送回数Ｃ）は、定期送信期間テーブル２０に登録されている定期送信情報（詳しくは装置ＩＤが同じ定期送信情報）の転送回数Ｃ（登録転送回数Ｃ）よりも小さいか否かを判断し、受信転送回数Ｃが登録転送回数Ｃよりも小さい場合には、Ｓ２６０に移行する。

なお、今回受信した定期送信情報が定期送信期間テーブル２０に登録されておらず、Ｓ２３０にて新規登録されたものである場合、Ｓ２４０では、登録転送回数Ｃは最大値であるとして、受信転送回数Ｃと登録転送回数Ｃとを比較する。この結果、今回受信した定期送信情報が新規登録されたものであれば、Ｓ２４０からＳ２６０の処理に移行することになる。

次に、Ｓ２４０にて、受信転送回数Ｃが登録転送回数Ｃ以上であると判断された場合には、Ｓ２５０に移行して、受信転送回数Ｃと登録転送回数Ｃとが同一で、且つ、今回受信した定期送信情報の装置ＩＤが、前回時計４の時刻同期に用いた定期送信情報の装置ＩＤ以下であるか否かを判断する。なお、装置ＩＤの比較は、装置ＩＤの値から時刻同期を行うのに用いる定期送信情報の優先順位を判定するために行われる。

そして、今回受信した定期送信情報の転送回数Ｃと定期送信期間テーブルに記憶されている定期送信情報の転送回数Ｃとが同じで、その装置ＩＤが前回時刻同期に用いた定期送信情報の装置ＩＤよりも小さい場合には、Ｓ２６０に移行し、そうでなければ、当該処理を一旦終了して、再度Ｓ２１０に移行する。

次にＳ２６０では、今回受信された定期送信情報の送信時刻と、その定期送信情報の受信時刻とを、データ受信部１８から取り込み、その取り込んだ送信時刻と受信時刻との時刻差を、時計４の同期ずれ量として算出する。

なお、Ｓ２６０において、同期ずれ量を算出する際には、図１２に示すように、通信装置が定期送信情報を送信してから、その定期送信情報を他の通信装置が受信するのに要するオフセット量が用いられ、同期ずれ量は、「同期ずれ量＝受信時刻−送信時刻−オフセット量」として算出される。

つまり、定期送信情報の送信時刻は、データ送信部１２が送信データを出力する際に付与されるが、その送信データは、変調処理部１４にて変調処理されることにより送信信号に変換されることから、送信データが送信信号に変換されて通信アンテナから放射されるまでに、変調処理に要する遅延時間（変調処理遅延）が生じる。

また、通信アンテナから放射された送信信号（電波）が他の通信装置の通信アンテナに届くまでの間にも、電波伝播に伴う遅延時間（伝搬遅延）が生じ、更に、その受信信号が復調処理部１６で復調処理され、定期送信情報が復元されるまでの間にも、復調処理に要する遅延時間（復調処理遅延）が発生する。

そこで、本実施形態では、送信時刻と受信時刻との間に生じる遅延時間（変調処理遅延、伝搬遅延、復調処理遅延）を、オフセット量として予め設定しておき、送信時刻と受信時刻とから時計４の同期ずれ量を算出する際には、このオフセット量を用いることで、時計４の真の同期ずれ量を算出するようにしている。

次に、Ｓ２６０にて、時計４の同期ずれ量が算出されると、今度はＳ２７０に移行して、その算出された同期ずれ量が、上述した同期精度に対応した許容範囲内にあるか否かを判断し、同期ずれ量が許容範囲内にあれば、当該処理を一旦終了して、再度Ｓ２１０に移行し、逆に、同期ずれ量が許容範囲内になければ、Ｓ２８０に移行して、前回時計４の補正用レジスタに設定した同期ずれ量（つまり時刻補正量）が、補正用レジスタに残っているか否かを判断することにより、前回の時刻補正が完了しているか否かを判断する。

そして、時計４の補正用レジスタに前回の時刻補正量が残っている場合には、当該処理を一旦終了して、再度Ｓ２１０に移行し、逆に、時計４の補正用レジスタが「０」で、前回の時刻補正量が残っていなければ、Ｓ２９０に移行して、Ｓ２６０にて今回算出した時刻ずれ量を時計４の補正用レジスタに書き込む。

なお、時計４には、図９に示す時刻補正動作手順に従い、自身の計時時刻（換言すればカウント値）を補正する補正回路が設けられている。
そして、この補正回路は、通信装置２の起動に伴い内部回路を初期設定（Ｓ３１０）した後、補正用レジスタが「０」であるか否かを判断することにより、補正用レジスタに時刻補正量（つまり時刻ずれ量）が書き込まれるのを待ち（Ｓ３２０）、補正用レジスタに時刻ずれ量が書き込まれると、その書き込まれた時刻ずれ量にて、自身の計時時刻（換言すればカウント値）を補正し（Ｓ３３０）、補正用レジスタを「０」に初期設定して、再度Ｓ３１０の待機動作に移行する、といった手順で、計時４の時刻を、定期送信情報を送信してきた通信装置側の時計と同期させる。

従って、マイクロコンピュータが、Ｓ２９０にて、時計４の補正用レジスタに時刻ずれ量を書き込むと、時計４が、その時刻ずれ量に応じて時刻を自動補正することになる。
そして、マイクロコンピュータは、Ｓ２９０にて、時計４の補正用レジスタに時刻ずれ量を書き込んだ後は、Ｓ３００に移行して、Ｓ２６０、Ｓ２９０の処理にて、今回、時計４の時刻同期に用いた定期送信情報に基づき、定期送信期間テーブル２０に登録された定期送信情報を更新し、その後、当該処理を一旦終了して、再度Ｓ２１０に移行する。

なお、Ｓ３００による定期送信情報の更新は、定期送信情報の転送回数Ｃを書き換えることにより実行される。
また、Ｓ２８０にて、補正用レジスタに前回の時刻補正量が残っている場合（換言すれば補正用レジスタが「０」でない場合）に、今回算出した時刻ずれ量を補正用レジスタに書き込むことなく、当該処理を一旦終了するのは、図１３に示すように、ソフトウェア処理にて、時計４の補正用レジスタに時刻ずれ量を書き込んでから、時計４側の時刻補正処理にて、その書き込んだ時刻ずれ量に応じて時刻補正がなされるまでには時間がかかり、その間に算出した時刻ずれ量を補正用レジスタに書き込むと、その時刻ずれ量にて再度時計４の時刻が補正されて、新たな時刻ずれを発生させてしまう虞があるためである。

つまり、本実施形態では、Ｓ２６０にて時刻ずれ量を算出した際、補正用レジスタに前回の時刻ずれ量が残っていて、その時刻ずれ量に基づく時刻補正が完了していないときには、今回算出した時刻ずれ量を破棄することで、時計４の時刻補正が不必要に実行されて、時刻ずれを発生させてしまうのを防止している。
（非同期設定処理）
次に、図１０は、車両が定期送信を行う通信装置２Ａから離れて、その通信装置２Ａの定期送信期間にランダム送信を実行できるようになったときに、その通信装置２Ａの定期送信情報を、ランダム送信禁止期間の設定に用いない非同期情報として書き換えるために実行される、非同期設定処理を表すフローチャートである。

図１０に示すように、この非同期設定処理は、定期送信の一周期毎に実行される処理であり、この処理が開始されると、まずＳ４１０にて、定期送信期間テーブル２０に登録された定期送信情報のうち、定期送信の一周期内に受信できなかった定期送信情報はあるか否かを判断する。

そして、定期送信の一周期内に受信できなかった定期送信情報があれば、Ｓ４２０にて、その定期送信情報の転送回数Ｃを読み込み、続くＳ４３０にて、その読み込んだ定期送信情報の転送回数Ｃが、予め設定されたしきい値Ｃmax よりも小さいか否かを判断する。

そして、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax よりも小さい場合には、Ｓ４４０に移行して、定期送信情報の転送回数Ｃを更新（＋１）し、Ｓ４５０に移行する。
Ｓ４５０では、Ｓ４４０にて更新（＋１）した転送回数Ｃは、しきい値Ｃmax に達したか否かを判断し、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax に達していれば、Ｓ４６０にて、ソフトウェアタイマを起動してその後の経過時間の計時を開始し、当該非同期設定処理を一旦終了する。また、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax に達していなければ、そのまま当該非同期設定処理を一旦終了する。

なお、Ｓ４６０にてソフトウェアタイマを起動することにより開始される経過時間の計時は、定期送信期間テーブル２０に登録された定期送信情報の中で、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax に達している定期送信情報毎に行われ、その定期送信情報の転送回数Ｃがしきい値Ｃmax よりも小さい値に更新されると、経過時間の計時は終了する。

また、Ｓ４２０〜Ｓ４６０の処理、及び、次に説明するＳ４７０及びＳ４８０の処理も、登録済みで定期送信の一周期内に受信できなかった定期送信情報が複数存在する場合には、その複数の定期送信情報毎に実行される。

次に、Ｓ４３０にて、定期送信情報の転送回数Ｃがしきい値Ｃmax 以上であると判断された場合には、Ｓ４７０に移行して、上述のＳ４６０で計時を開始した経過時間が、予め設定された非同期判定時間Ｔout 以上になったか否かを判断する。

そして、経過時間が非同期判定時間Ｔout 以上でなければ、当該非同期設定処理を一旦終了し、逆に、経過時間が非同期判定時間Ｔout 以上であれば、Ｓ４８０に移行して、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax に達してからの経過時間が非同期判定時間Ｔout 以上になった定期送信情報の転送回数を、非同期情報を表す規定値（しきい値Ｃmax よりも大きい固定値：例えば値１５）に設定することで、その定期送信情報を非同期情報として書き換え、当該非同期設定処理を一旦終了する。

なお、定期送信期間テーブル２０内で非同期情報として書き換えられた定期送信情報は、転送或いはランダム送信禁止期間の設定には用いられず、過去の履歴として定期送信期間テーブル２０に保存される。

このように、非同期設定処理では、図１４に例示するように、ランダム送信を行う通信装置２Ｂにおいて、定期送信期間テーブル２０に記憶されている定期送信情報を受信できない場合には、その転送回数Ｃを定期送信の一周期毎にカウントアップして行き、転送回数Ｃが、定期送信情報の転送を中止するしきい値Ｃmax に達し、その後、非同期判定時間Ｔout が経過すると、自車両が、その定期送信情報に対応した通信装置２Ａから離れ、その通信装置２Ａの定期送信期間にランダム送信しても問題ないものと判断して、定期送信情報を非同期情報に書き換える。

従って、定期送信期間テーブル２０に定期送信を行う多数の通信装置２Ａからの定期送信情報が登録されていても、ランダム送信を行う通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、自身のランダム送信により他の通信装置２Ａの定期送信に影響を与える定期送信期間に対してのみ、ランダム送信禁止期間を設定できることになり、ランダム送信期間が必要以上に制限されるのを防止できる。

つまり、例えば、通信装置２Ｂの定期送信期間テーブル２０には、自動車の移動に伴い、その走行経路周囲に設けられた多数の通信装置２Ａからの定期送信情報が登録されることになるが、その内、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax に達し、非同期判定時間Tout が経過しても受信できない定期送信情報については、非同期情報として、制御に用いる定期送信情報から外されることから、図１５に例示するように、通信装置２Ｂの定期送信期間テーブル２０には、制御に用いる定期送信情報として、送信電波が相互に干渉する虞のある通信装置２Ａ１、２Ａ２、２Ａ３の定期送信情報だけが残ることになり、その定期送信情報に基づきランダム送信禁止期間を設定して、自身のランダム送信期間を確保しつつ、定期送信に影響を与えるのを防止することが可能となる。
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムにおいては、定期送信機能を有する通信装置２Ａが、定期送信期間を表す定期送信情報を送信し、ランダム送信機能を有する通信装置２Ｂ、２Ｃ、…が、その定期送信情報に基づき、ランダム送信禁止期間を設定する。

また、定期送信情報には、送信時刻が付与されており、定期送信情報を受信した通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、この送信時刻と自身の受信時刻とから、各装置間の時計４の時刻ずれ量を算出して、時計４の時刻を補正する。

このため、本実施形態の無線通信システムによれば、通信装置２Ａの定期送信期間中に、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…が、ランダム送信を開始するのを防止し、通信装置２Ａによる重要データの定期送信を優先的に実行させることができる。

また、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…にて設定されるランダム送信禁止期間と、定期送信期間との間には、ガードタイムが設けられるため、各通信装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、…間で、時計４の時刻を高精度に一致させる必要がなく、時刻ずれが許容誤差範囲内にあれば、通信装置２Ａでの定期送信期間と通信装置２Ｂ、２Ｃ、…でのランダム送信禁止期間とを同期させて、定期送信による送信データとランダム送信による送信データとが衝突するのを防止することができる。

また、ランダム送信機能を有する通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、転送回数Ｃを更新しつつ、受信した定期送信情報を再送信することから、通信装置２Ａからの定期送信情報を、伝達範囲を不必要に広げることなく、通信装置２Ａからの送信電波が届かない他の通信装置に伝達することができ、定期送信された送信データとランダム送信された送信データが衝突する確率をより低くすることができる。

ここで、本実施形態においては、通信装置２Ａが本発明の第１通信装置に相当し、通信装置２Ｂ、２Ｃが本発明の第２通信装置に相当する。また、通信装置２において、データ送信部１２は、本発明のデータ送信手段に相当し、変調処理部１４は、本発明の変調処理手段に相当し、復調処理部１６は、本発明の変調処理手段に相当し、データ受信部１８は、本発明のデータ受信手段及び送信時刻付与手段に相当し、定期送信期間テーブル２０は、本発明の記憶手段に相当し、送信時間判定部２４は、送信時間設定手段に相当する。

また同様に、定期送信期間決定部３０は、本発明の定期送信許可手段に相当し、ランダム送信禁止期間決定部４０は、本発明のランダム送信禁止期間設定手段及びランダム送信禁止手段に相当し、定期送信期間更新部５０は、本発明の定期送信情報送信制御手段、定期送信情報登録手段、及び転送制御手段に相当し、タイマリセット部６は、本発明の第１計時制御手段及び第２計時制御手段に相当し、時刻差分計算部５２及び時刻補正判断部５４は、本発明の同期制御手段に相当し、このうち時刻補正判断部５４は、本発明の時刻補正手段に相当する。

以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
［変形例１］
例えば、上記実施形態では、定期送信期間とランダム送信期間との間にガードタイムＧ、Ａ、Ｂを設けるために、通信装置２Ａが送信する定期送信情報には、本来の定期送信期間に、ガードタイムＧと、通信装置２Ａが送信する送信データの送信時間に対応したガードタイムＡを付与したものを設定し、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、定期送信情報から得られる定期送信期間に、自らが送信する送信データの送信時間に対応したガードタイムＢを付与することで、ランダム送信禁止期間を設定するものとして説明した。

しかし、定期送信期間とランダム送信期間との間にガードタイムＧ、Ａ、Ｂを設けるためには、必ずしもこのようにする必要はなく、定期送信情報には、通信装置２Ａに割り当てられた定期送信期間をそのまま設定し、定期送信情報を受信してランダム送信禁止期間を設定する通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側で、定期送信情報から得られる定期送信期間に、ガードタイムＧ、Ａ、Ｂを加えることで、ランダム送信禁止期間を決定するようにしてもよい。

そして、この場合、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…には、図１６に示すように、定期送信を行う通信装置２Ａから送信された送信データのデータ長（受信データ長情報）と、そのデータを復調処理部１６で復調する際の復調方式とに基づき、受信時間（ガードタイムＡ）を設定する受信時間判定部２６（本発明の受信時間設定手段に相当）を設け、この受信時間判定部２６にて設定された受信時間情報（ガードタイムＡ）と、送信時間判定部２４にて設定された送信時間情報（ガードタイムＢ）と、ガードタイム決定部２２にて決定されたガードタイム情報（ガードタイムＧ）を、ランダム送信禁止期間決定部４０に入力するようにすればよい。

つまり、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…をこのように構成すれば、ランダム送信禁止期間決定部４０では、定期送信情報から得られる定期送信期間にガードタイムＧ、Ａ、Ｂを加えることで、ランダム送信禁止期間を決定することができるようになる。

また、この場合、通信装置２Ａ側では、定期送信期間決定部３０が、定期送信期間テーブル２０に記憶された定期送信情報から得られる定期送信期間をそのままデータ送信部１２に出力すればよいことから、定期送信期間決定部３０の構成を簡単にすることができる。

なお、このように、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…において、定期送信期間にガードタイムＧ、Ａ、Ｂを加えるようにした場合、最終的に得られるランダム送信禁止期間は、図１７（ａ）に示すようにガードタイムＢ側でも、図１７（ｂ）に示すようにガードタイムＡ側でも、定期送信一周期の区切りを跨ぐことが考えられる。

しかし、このようにランダム送信禁止期間が定期送信の一周期の区切りを跨ぐ場合には、上記実施形態と同様、ランダム送信禁止期間を、その区切りに沿って２つに分離して、各送信禁止期間１、２を、それぞれ、ランダム送信禁止期間としてデータ送信部１２に指令するようにすれば、ランダム送信の禁止期間を制御するための回路構成を簡単にすることができる。
［変形例２］
また、定期送信期間とランダム送信期間との間にガードタイムＡ、Ｂを設けるには、必ずしも上記実施形態や変形例１のようにする必要はなく、通信装置２Ａから、定期送信期間にガードタイムＡ、Ｂを加えた定期送信情報を送信して、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、その定期送信情報から得られる定期送信期間を用いてランダム送信禁止期間を設定するようにしてもよく、或いは、通信装置２Ａから、定期送信期間にガードタイムＢを加えた定期送信情報を送信して、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、その定期送信情報から得られる定期送信期間にガードタイムＡを加えることでランダム送信禁止期間を設定するようにしてもよい。

そして、特に前者のように構成する場合、ガードタイムＧも、定期送信情報の定期送信期間に加えるようにすれば、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…側では、その定期送信情報から得られる定期送信期間をそのままランダム送信禁止期間として設定できることになり、ランダム送信禁止期間決定部４０の構成を簡単にすることができる。

但し、この場合、定期送信期間決定部３０は、定期送信情報から得られる定期送信期間から、ガードタイムＧ、Ａ、Ｂを減じることで、データ送信部１２に出力する定期送信期間情報を設定するよう構成する必要はある。
［変形例３］
一方、上記実施形態では、通信装置２Ａの定期送信期間と、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…のランダム送信禁止期間との同期を取るために、各通信装置に設けられた時計４の時刻を同期させるものとして説明したが、図１８に示すように、通信装置２Ａが定期送信にて定期送信情報を送信するとき、及び、通信装置２Ｂがランダム送信にて定期送信情報を再送信するときには、その送信時刻ではなく、送信時刻から次の定期送信期間の開始タイミングまでの時間を表す同期情報を、定期送信情報に追加するようにし、その定期送信情報を受信した通信装置２Ｂ、２Ｃ側では、定期送信情報の受信時刻と同期情報とに基づき、次の定期送信の開始時刻を予測し、その予測した開始時刻と定期送信情報とに基づき、通信装置２Ａの定期送信期間を認識するようにしてもよい。

そして、このようにすれば、時計４の時刻同期を行うことなく、通信装置２Ａの定期送信期間と、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…のランダム送信禁止期間との同期を取り、通信装置２Ａの定期送信を優先的に実行させることができるようになる。

なお、このような動作は、通信装置２において、マイクロコンピュータが実行する定期送信期間更新部５０としてのソフトウェア処理を変更することで簡単に実現できることから、ここでは、詳細な説明は省略する。そしてこの場合、定期送信期間更新部５０は、本発明の同期制御手段（詳しくは同期情報付与手段、開始時刻予測手段、第２同期情報付与手段）として機能することになる。
［変形例４］
次に、上記実施形態では、図８に示した定期送信情報転送処理において、定期送信情報をデータ送信部１２へ出力して、定期送信情報を転送させる際には、定期送信情報は、ランダム送信する送信データにヘッダの一つとして付与するものとして説明したが、定期送信情報を転送させる際には、定期送信を行う通信装置２Ａと同様、定期送信情報を単独の送信データとして送信（この場合ランダム送信）するようにしてもよい。
［変形例５］
また、上記実施形態では、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、定期送信情報を受信した際、その定期送信情報の転送回数Ｃから再送信するか否かを判断して、受信した定期送信情報を再送信するものとして説明したが、例えば、定期送信情報を受信したとき、或いは、定期送信の一周期毎に、定期送信期間テーブル２０に記憶されている全ての定期送信情報（非同期情報は除く）を再送信するようにしてもよい。

またこの場合、再送信する定期送信情報を、定期送信期間テーブル２０に記憶された定期送信情報の中で、転送回数Ｃがしきい値Ｃmax よりも小さい定期送信情報に制限するようにしてもよい。
［変形例６］
また次に、上記実施形態では、定期送信情報の伝達範囲を制限するために、定期送信情報に転送回数Ｃを設け、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、その転送回数Ｃがしきい値Ｃmax に達するまで、受信した定期送信情報を転送するものとして説明したが、定期送信情報の伝達範囲を制限するには、例えば、定期送信情報を受信した受信時刻と、前回、装置ＩＤが同じ定期送信情報を受信したときの受信時刻との時間差から、定期送信情報を前回受信してからの経過時間を求め、その時間がしきい値よりも長い場合には、定期送信情報の再送信（転送）を中止するようにしてもよい。

そして、このようにしても、通信装置２Ｂ、２Ｃ、…は、通信装置２Ａとの間の距離が長くなった場合に、定期送信情報の転送を中止することになるので、定期送信情報の伝達範囲を制限することができる。
［変形例７］
また、上記実施形態では、図９に示した定期送信情報更新・時刻同期処理のＳ２６０において、定期送信情報の送信時刻と受信時刻との時刻差から時計４の同期ずれ量を算出する際には、送信側の変調処理部１４で生じる変調処理遅延、電波伝播経路で生じる伝搬遅延、及び、受信側の復調処理部１６で生じる復調処理遅延、に基づき予め設定されたオフセット量を用いるものとして説明したが、このオフセット量は、送信時間判定部２４にて設定される送信時間（つまり変調処理遅延）と、受信時間判定部２６（図１６参照）にて設定される受信時間（つまり復調処理遅延）と、予め設定された伝播遅延とに基づき、算出するようにしてもよい。

そして、このようにすれば、オフセット量を変調処理部１４及び復調処理部１６の動作に対応して設定することができ、定期送信情報の送信時刻と受信時刻とから、同期ずれ量をより正確に算出することができる。
［変形例８］
また次に、上記実施形態では、通信装置２Ａから通信装置２Ｂ、通信装置２Ｂから通信装置２Ｃへと、定期送信情報を順次送信する際に、定期送信情報に送信時刻を付与するようにし、定期送信情報を受信した通信装置側では、定期送信情報と共に送信されてきた送信時刻とその定期送信情報の受信時刻とに基づき時計４の時刻同期を行うものとして説明したが、時刻同期用の送信時刻は、定期送信情報とは異なるタイミングで、時刻情報として送信するようにしてもよい。

実施形態の無線通信システムの構成及び動作の概要を表す説明図である。 実施形態の通信装置の構成を表すブロック図である。 時刻同期ずれを考慮したガードタイムＧを表す説明図である。 データ送受信に要する時間を考慮したガードタイムＡ、Ｂを表す説明図である。 ランダム送信禁止期間の分割動作を説明する説明図である。 通信装置を定期送信用として使用する際に動作する機能ブロックを表す説明図である。 通信装置をランダム送信用として使用する際に動作する機能ブロックを表す説明図である。 定期送信情報転送処理を表すフローチャートである。 定期送信情報更新・時刻同期処理及び時計の時刻補正動作を表すフローチャートである。 非同期設定処理を表すフローチャートである。 定期送信情報転送処理により更新される転送回数の変化を表す説明図である。 時計の時刻補正に用いられるオフセット量を表す説明図である。 時計の時刻補正に伴う補正用レジスタの変化を表す説明図である。 非同期設定処理により更新される転送回数の変化を表す説明図である。 定期送信用の通信装置が複数存在する場合にランダム送信用の通信装置で生成される定期送信期間テーブルの一例を表す説明図である。 変形例１の通信装置の構成を表すブロック図である。 変形例１におけるランダム送信禁止期間の分割動作を説明する説明図である。 変形例２における定期送信期間の同期動作を説明するタイムチャートである。

符号の説明

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…通信装置、４…時計、６…タイマリセット部、１２…データ送信部、１４…変調処理部、１６…復調処理部、１８…データ受信部、２０…定期送信期間テーブル、２２…ガードタイム決定部、２４…送信時間判定部、２６…受信時間判定部、３０…定期送信期間決定部、４０…ランダム送信禁止期間決定部、５０…定期送信期間更新部、５２…時刻差分計算部、５４…時刻補正判断部。

Claims (9)

1. データの送信要求が発生した際、通信チャンネルが空いているか否かを判定して、前記通信チャンネルが空いているときに無線によりランダム送信を行う無線通信装置において、
   予め決められた定期送信一周期内に割り当てられた期間を利用してデータの定期送信を行う外部の通信装置から、前記通信チャンネルを利用して送信される定期送信期間を表す定期送信情報と送信時刻を受信可能な受信手段と、
   前記受信手段により受信した前記定期送信情報から得られる前記定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、前記ランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止期間を設定する設定手段と、
   自身の時計の時刻と前記受信手段より受信した前記送信時刻に基づき、前記受信手段により受信した前記定期送信情報から得られる前記定期送信期間と前記ランダム送信禁止期間とを同期させる同期制御手段と、
   を備え、
   前記同期制御手段により同期させ前記設定手段により設定した前記ランダム送信禁止期間において前記ランダム送信の実行を禁止することを特徴とする無線通信装置。
2. 所定の通信チャンネルを利用して、予め決められた定期送信一周期内に割り当てられた期間を利用して無線送信を行う定期送信機能を有し、定期送信期間を表す定期送信情報に送信時刻を付与してなる送信データの定期送信を行う第１通信装置と、
   データの送信要求が発生した際、前記通信チャンネルが空いているか否かを判定して、前記通信チャンネルが空いているときに無線によりランダム送信を行うランダム送信機能を有し、前記ランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止期間を設定してランダム送信の実行を禁止する第２通信装置と、
   が混在する無線通信システムであって、
   前記第２通信装置は、
   前記第１通信装置から定期送信される前記送信データを受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信した前記定期送信情報から得られる前記定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、前記ランダム送信禁止期間を設定するランダム送信禁止期間設定手段と、
   自身の時計の時刻と前記受信手段より受信した前記送信時刻に基づき、前記受信した前記定期送信情報から得られる前記定期送信期間と前記ランダム送信禁止期間とを同期させる同期制御手段と、
   前記同期制御手段により同期させ前記ランダム送信禁止期間設定手段により設定した前記ランダム送信禁止期間において前記ランダム送信の実行を禁止するランダム送信禁止手段と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
3. 前記同期制御手段は、自身の時計から受信時刻を読み出し、その読み出した受信時刻と前記受信した前記送信時刻との差に基づき、前記自身の時計の時刻を補正する時刻補正手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記第１通信装置は、自身の時計から読み出した送信時刻を前記定期送信情報に付与する送信時刻付与手段を有し、
   前記第２通信装置は、自身の時計から受信時刻を読み出し、その読み出した受信時刻と前記受信手段より受信した前記送信時刻との差に基づき、前記時計の時刻を補正する時刻補正手段を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
5. 前記各通信装置の時計は、前記定期送信の一周期の整数倍の時間を一周期として時刻を計時することを特徴とする請求項２または４に記載の無線通信システム。
6. 前記第１通信装置は、他の第１通信装置と共通の外部信号に基づき、前記定期送信の一周期の整数倍の時間をカウントして、自身の時計をリセットする第１計時制御手段を備え、
   前記第２通信装置は、自身の時計による計時動作を監視して、前記定期送信の一周期の整数倍の時間を計時する度に当該時計をリセットする第２計時制御手段を備えたこと
   を特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記第１計時制御手段は、前記外部信号が入力されないときには、自身の時計による計時動作を監視して、前記定期送信の一周期の整数倍の時間を計時する度に当該時計をリセットすることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
8. 請求項２、４乃至７の何れか一つに記載の無線通信システムにおいて、
   ランダム送信機能を有する第２通信装置として用いられる通信装置であって、
   送信データを所定の通信チャンネルでの送信信号に変換して無線送信させる変調処理手段と、
   データの送信要求が発生した際、前記通信チャンネルが空いているか否かを判定して、前記通信チャンネルが空いているときに、前記変調処理手段に送信データを出力するデータ送信手段と、
   他の通信装置からの送信信号を受信して復調する復調処理手段と、
   該復調手段からの復調信号の中から受信データを抽出するデータ受信手段と、
   定期送信機能を有する第１通信装置の定期送信期間を表す定期送信情報が記憶された記憶手段と、
   該記憶手段に記憶された定期送信情報から得られる前記定期送信期間に所定のガードタイムを加えることにより、前記データ送信手段からの送信データの出力を禁止するランダム送信禁止期間を決定し、該ランダム送信禁止期間を前記データ送信手段に通知するランダム送信禁止手段と、
   を備え、
   前記データ送信手段は、前記ランダム送信禁止手段から通知されたランダム送信禁止期間を、当該通信装置に設けられた時計に基づき検知して、前記変調処理手段が送信データを出力するのを停止すること
   を特徴とする通信装置。
9. 前記データ受信手段にて、他の通信装置から送信された定期送信情報が抽出されると、該定期送信情報を前記記憶手段に記憶する定期送信情報記憶手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の通信装置。