JP5577428B2 - 無線通信システム、無線通信装置、およびロケータ - Google Patents
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Description
本発明は、アイテムの探知に用いる無線通信システム、無線通信装置、およびロケータに関する。
アイテム(「対象物」ともいう。例えば、鍵、財布、携帯機器、ペット等)の探知に用いる無線通信システムとして、ロケータシステムが知られている(例えば、特許文献1)。ロケータシステムは、アイテムに付されるロケータと、ユーザが携帯する呼出装置とを備える。ロケータと呼出装置は、近距離の無線通信が可能である。ユーザは、アイテムを探したい場合、呼出装置を操作する。ロケータは、ユーザの操作により発信された無線信号(呼出信号)を受信すると、報知音を鳴らす。これにより、ユーザは、報知音が鳴っている方向にアイテムがあることを認識できる。
しかしながら、上述したロケータシステムでは、ロケータが呼出信号を正常に受信したにもかかわらず、呼出装置は一定時間を経過するまで呼出信号の送信を継続する、といった課題がある。このように呼出信号の送信が無駄に継続されると、他の機器の通信が妨害されたり、呼出装置がロケータからの応答信号を受信するのが遅くなったりする。
本発明の目的は、呼出装置からロケータへの呼出信号の無駄な送信を停止することができる無線通信システム、無線通信装置、およびロケータを提供することである。
本発明の一態様に係る無線通信システムは、アイテムに付されるロケータと、近距離無線通信プロトコルを用いて前記ロケータを呼び出すための呼出信号を前記ロケータへ送信する呼出装置とを備える無線通信システムであって、前記ロケータは、呼出待機状態において所定の周期で設けられた受信用スロットを用いて呼出信号を受信する動作を行い、前記呼出装置の操作部によりロケータ呼出しの操作が為されると、前記呼出装置は、前記呼出信号の連続送信を行うとともに定期的に前記ロケータからの応答信号を受信する動作を行い、前記ロケータは、前記呼出信号を受信すると、前記呼出信号に乗せられた情報に基づいて前記呼出装置へ応答信号を送信するための送信用スロットのタイミングを決めるとともにその後に前記呼出信号から送られてくる1スロット分の信号を受信するための受信用スロットのタイミングを決め、当該送信用スロットにて呼出装置へ応答信号を送信し、前記呼出装置は、前記応答信号の受信をトリガとして前記呼出信号の連続送信を停止し、その後は1スロット分の信号を基本フレーム周期で送信し、その送信のタイミングとずらして1スロット分の信号を前記基本フレーム周期で受信する動作に切り替わる構成を採る。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、近距離無線通信プロトコルを用いて、ロケータを呼び出すための呼出信号を送信する送信部と、制御部とを有し、前記制御部は、ロケータ呼出しの操作が為されると前記呼出信号の連続送信を行うとともに定期的に前記ロケータからの応答信号を受信し、前記応答信号の受信をトリガとして前記呼出信号の連続送信を停止し、その後は1スロット分の信号を基本フレーム周期で送信し、その送信のタイミングとずらして1スロット分の信号を前記基本フレーム周期で受信する制御を行う構成を採る。
本発明の一態様に係るロケータは、近距離無線通信プロトコルを用いて呼出装置からの呼出信号を受信可能なロケータであって、呼出待機状態において所定の周期で設けられた受信用スロットを用いて呼出信号を受信する動作を行い、呼出装置から送信される呼出信号を受信すると前記呼出信号に乗せられた情報に基づいて前記呼出装置へ応答信号を送信するための送信用スロットのタイミングを決めるとともにその後に前記呼出信号から送られてくる1スロット分の信号を受信するための受信用スロットのタイミングを決め、当該送信用スロットにて呼出装置へ応答信号を送信する構成を採る。
本発明によれば、呼出装置からロケータへの呼出信号の無駄な送信を停止することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の実施の形態に係るロケータシステム(無線通信システム)の構成例について説明する。図1は、本実施の形態に係るロケータシステムの一例を示す図である。
図1において、ロケータシステムは、親機1と、呼出装置2とロケータ3を備える。親機1は、親機1と呼出装置2との間の同期の基準となる。呼出装置2および呼出装置4は親機1の同期基準に従うスレーブ装置であり、ロケータ3およびロケータ5は呼出装置2の同期基準に従うスレーブ装置である。呼出装置2は移動可能な通信端末であり、例えばコードレス電話機の無線ハンドセット、または携帯情報端末(PDA)などである。
図2は、呼出装置2がロケータ3を呼び出す様子を示す。呼出装置2は、ユーザがロケータ3を呼び出す操作を行う端末として動作可能である。「呼び出す」とは、例えば、ロケータ3に信号の送信を要求したり、または、ロケータ3に報知音を出力させたりすることである。そのためにロケータ3へ送信する信号が「呼出信号」である。なお、呼出装置2は、コードレス電話システムの子機として機能する端末であってもよい。ロケータ3は、ユーザが探知したいアイテムに付される端末である。図2に示すように、ロケータ3は、例えば、鍵などに付けられるタグまたはホルダ等に内蔵される。ロケータ3は、呼出装置2からの呼出信号に対して応答信号を送信する。
呼出装置2およびロケータ3は、本実施の形態に係る無線通信装置の一例であり、ロケータ用プロトコルを用いて近距離の無線通信を行う。この無線通信により、呼出信号および応答信号がやり取りされる。なお、本明細書において「無線通信」とは、無線送信および無線受信を含むものとする。ロケータ用プロトコルとは、無線フォーマットおよび周波数がTDMA(Time Division Multiple Access)/TDD(Time Division Duplex)規格に合った通信プロトコルである。このようなプロトコルの例は、DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)プロトコルがある。
まず、ロケータ3の構成例について説明する。図3は、ロケータ3の構成例を示すブロック図である。なお、ロケータ5も図3に示す構成例と同じである。
図3において、ロケータ3は、電源部31、第1クロック生成部32、タイマ部33、スイッチ34、および通信ブロック35を有する。通信ブロック35は、フレーム処理部36、無線通信部37、制御部38、ROM(Read Only Memory)39、RAM(Random Access Memory)40、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)41、報知部42、および第2クロック生成部43を有する。
電源部31は、ロケータ3の電源として電池が装填される。ロケータ3は、例えば、電源部31に電池が入れられることで電源オンとなり、電源部31から電池が外されることで電源オフとなる。
第1クロック生成部32は、電源部31から常時供給される電源に基づいて、タイマ部33が動作するのに用いられるクロック信号を生成する。第1クロック生成部32は、例えば、水晶発振回路を含む。
タイマ部33は、第1タイマとして動作する。第1タイマは、通信ブロック35のスリープ期間として予め定められた時間をカウントし、かかる期間が満了するごとに、スイッチ34をオフからオンに切り替える。すなわち、タイマ部33は、第1クロック生成部32から低速クロックが供給され、この低速クロックによってカウント処理を行う。タイマ部33は、そのレジスタ(図示せず)の中にスリープ期間を決める為の値(満了値)を記録している。そして、タイマ部33は、スリープ状態の時に第1クロック生成部32からのクロックに従ってカウントアップし、そのカウント値が満了値に達することによってカウントを終了する。そして、タイマ部33は、スイッチ34に対してカウントが終了したことを通知する。以上を換言すれば、タイマ部33は、通信ブロック35への電源供給を遮断したことをトリガとして計時を開始し(第1タイマの起動)、通信ブロック35の停止中の所定時間をカウントする。そして、タイマ部33は、計時が終了した(第1タイマの満了)時に、スイッチ34をオンに切り替え、通信ブロック35へ電源の供給を開始する。
スイッチ34は、オン状態にあるとき、通信ブロック35を電源部31の電池に接続し、オフ状態にあるとき、通信ブロック35を電源部31の電池から遮断する。ロケータ3は間欠的な受信動作を行っており、所定の周期でスリープ期間から復帰し、所定期間の受信動作をしてスリープに戻ると言う動作を切り返している。スイッチ34は、前述のタイマ部33からのカウント終了の通知に従ってオフ状態からオン状態に切り替わり、通信ブロック35への電源供給を開始する。
第2クロック生成部43は、スイッチ34を介して電源部31から供給される電源に基づいて、通信ブロック35の各部が動作するのに用いられるクロック信号を生成する。第2クロック生成部43は、例えば、水晶発振回路を含む。この第2クロック生成部43は、第1クロック生成部32の低速クロックよりも速い高速クロックを通信ブロック35の各部へ供給し、通信の為の動作はこの高速クロックによって制御される。
無線通信部37は、ロケータ用プロトコルを用いて、呼出装置2から呼出信号を受信し、それに対する応答信号を呼出装置2へ送信する。無線通信部37は、例えば、無線アンテナを含む。無線通信部37に設けられた同期制御部370は、第2クロック生成部43の基準クロックに基づいて、無線通信部37による通信信号の通信タイミングを決定する。
フレーム処理部36は、無線通信部37を介して、呼出装置2との間で通信を行う。フレーム処理部36は、例えば、呼出装置2の間でDECT準拠方式による通信を行うための通信モジュールを含む。
また、フレーム処理部36は、呼出装置2から、ロケータ3自身のID(以下「ロケータID」という)が含まれた呼出信号を受信したとき、応答信号を返信する。ロケータIDとは、予め割り当てられる固有の識別子である。
ROM39は、制御部38が使用する制御プログラムおよび各種データを格納する。
制御部38は、第2クロック生成部43において生成されるクロック信号に基づいて動作し、通信ブロック35全体の動作を制御する。制御部38は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を含む。制御部38は、ROM40に格納された制御プログラムを実行することにより、例えば、報知コントロール部380の機能を実現する。
報知コントロール部380は、フレーム処理部36を介して、呼出装置2から呼出信号に含めて送信された指示情報を受信する。そして、報知コントロール部380は、受信した指示情報に従って、報知部42の動作を制御する。
タイマ部44は、複数の時間を別々に計ることが可能である。例えば、タイマ部44は第2タイマとして動作する。第2タイマは、呼出装置2からの信号の受信をトリガとして計時を開始し(第2タイマの起動)、所定時間の経過により計時を終了する(第2タイマの起動)。また、タイマ部44は、第3タイマとして動作する。第3タイマは、電源部31への電池の挿入をトリガとして計時を開始し(第3タイマの起動)、所定時間の経過により計時を終了する(第3タイマの満了)。
RAM40は、制御部38の作業用メモリである。
EEPROM41は、ID記憶部410を有する。ID記憶部410は、ロケータ3のロケータIDを格納している。
報知部42は、呼出装置2から呼出信号を受信した場合、ロケータ3の位置を報知するための報知音を出力する。報知部42は、例えば、小型スピーカを含む。報知音は、例えば、ビープ音が挙げられる。
なお、ロケータ3が備える機能部は、図3に示す機能部に限定されるものではなく、その他の機能部を備えてもよい。その他の機能部は、ロケータ3の主要機能を実現するためのものであってもよいし、主要機能を補助する補助機能を実現するためのものであってもよい。
以上で、ロケータ3の構成例についての説明を終える。
次に、呼出装置2の構成例について説明する。図4は、呼出装置2の構成例を示すブロック図である。なお、呼出装置4も図4に示す構成例と同じである。
図4において、呼出装置2は、電源部21、クロック生成部22、タイマ部23、通話部24、表示部25、フレーム処理部26、無線通信部27、制御部28、ROM29、RAM30、EEPROM51、報知部52、操作部53、および登録情報記憶部54を有する。
電源部21は、呼出装置2が動作するための電源を供給する。電源部21は、例えば、繰り返し充電が可能な電池パックを含む。
クロック生成部22は、電源部21から供給される電源に基づいて、呼出装置2の各部が動作するのに用いられるクロック信号を生成する。クロック生成部22は、例えば、水晶発振回路を含む。
タイマ部23は、クロック生成部22からのクロック信号に基づいて、規定の時間を計測する。
通話部24は、音声通話のための音声増幅器、スピーカおよびマイクロホン等から成る。
表示部25は、登録情報記憶部54に格納された登録情報を表示する。また、表示部25は、その他の情報(例えば、電話番号、呼出装置2の操作メニューなど)の出力にも用いられ得る。表示部25は、例えば、液晶ディスプレイを含む。
無線通信部27は、ロケータ用プロトコルを用いて、ロケータ3へ呼出信号を送信し、それに対する応答信号をロケータ3から受信する。無線通信部27は、例えば、無線アンテナを含む。同期制御部270は、クロック生成部22の基準クロックに基づいて、無線通信部27による通信信号の通信タイミングを決定する。
フレーム処理部26は、その時の動作モードに合うフレーム送信情報を埋め込み、無線通信部27へ渡す。親機1との間で通信を行う場合はDECTのフレーム構成を用い、ロケータ3との間で通信を行う場合はロケータ用のフレーム構成を用いる。ロケータ3と通信する場合は、DECT方式をベースに一部をロケータの使用に合わせて変えたロケータ用プロトコルにより通信を行う。
フレーム処理部26は、操作部53を介して、ユーザから、ロケータ3の探索を行うモード(以下「ロケータモード」という)の起動操作および終了操作を受け付ける起動操作があったとき、ロケータ3に対して、応答信号の返信を求める呼出信号を送信する。この際、フレーム処理部26は、制御部28によって選択されたロケータの識別情報を、呼出信号に含める。更に、フレーム処理部26は、制御部28によって選択されたロケータでの報知の有無を指示する指示情報を、呼出信号に含める。
制御部28は、上記各部と連携することで、呼出装置2全体の動作を制御する。制御部28による制御については、後述する。なお、制御部28は、例えば、CPUを含む。
ROM29は、制御部28が使用する制御プログラムおよび各種データを格納する。
RAM30およびEEPROM51は、制御部28の作業用メモリである。
報知部52は、親機1から呼出信号を受信した場合、報知音を出力する。報知部52は、例えば、小型スピーカを含む。
操作部53は、ユーザの各種操作を受け付けるためのボタンである。操作部53は、例えば、上記液晶ディスプレイの表面に配置されたタッチパネルを含む。ユーザの操作は、例えば、ロケータ3を登録する操作(ロケータ登録操作)、ロケータ3を呼び出す操作(呼出操作)、ロケータ3の報知音を停止する操作(消音操作)などが挙げられる。
登録情報記憶部54は、呼出装置2のID(以下「呼出装置ID」という)を格納している。呼出装置IDとは、予め割り当てられる固有の識別子である。また、登録情報記憶部54は、例えば登録相手のロケータ3からロケータID(登録情報の一例)を取得できた場合に、そのロケータIDを記憶する。
なお、呼出装置2が備える機能部は、図3に示す機能部に限定されるものではなく、その他の機能部を備えてもよい。その他の機能部は、呼出装置2の主要機能を実現するためのものであってもよいし、主要機能を補助する補助機能を実現するためのものであってもよい。
以上で、呼出装置2の構成例についての説明を終える。
次に、親機1の構成例について説明する。図5は、親機1の構成例を示すブロック図である。
図5において、親機1は、電源部11、クロック生成部12、回線制御部13、操作部14、表示部15、フレーム処理部16、無線通信部17、制御部18、ROM19、RAM60、EEPROM61、報知部62、および登録情報記憶部64を備える。
電源部11は、親機1が動作するための電源を供給する。
クロック生成部12は、電源部11から供給される電源に基づいて、親機1の各部が動作するのに用いられるクロック信号を生成する。クロック生成部12は、例えば、水晶発振回路を含む。
回線制御部13は、有線の電話回線網との間で通信を行う。
操作部14は、ユーザの各種操作を受け付けるためのボタンである。操作部14は、例えば、上記液晶ディスプレイの表面に配置されたタッチパネルを含む。
表示部15は、登録情報記憶部64に格納された登録情報を表示する。また、表示部15は、その他の情報(例えば、電話番号、親機1の操作メニューなど)の出力にも用いられ得る。表示部15は、例えば、液晶ディスプレイを含む。
フレーム処理部16は、その時の動作モードに合うフレーム送信情報を埋め込み、無線通信部17へ渡す。呼出装置2との間で通信を行う場合はDECTのフレーム構成を用い、ロケータ3との間で通信を行う場合はロケータ用のフレーム構成を用いる。
無線通信部17は、呼出装置2との間において、TDMA(Time Division Multiple Access)/TDD(Time Division Duplex)の通信プロトコルを用いて無線通信を行う。本実施の形態では、無線通信部17は、例えばDECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)プロトコルを用いて無線通信を行う。同期制御部170は、クロック生成部12の基準クロックに基づいて、無線通信部17による通信信号の通信タイミングを決定する。
制御部18は、上記各部と連携することで、親機1全体の動作を制御する。なお、制御部18は、例えば、CPUを含む。
ROM19は、制御部18が使用する制御プログラムおよび各種データを格納する。
RAM60およびEEPROM61は、制御部18の作業用メモリである。
報知部62は、回線制御部13から呼出信号を受信した場合、報知音を出力する。報知部62は、例えば、小型スピーカを含む。
登録情報記憶部64は、呼出装置2のIDを格納している。
以上で、親機1の構成例についての説明を終える。
次に、上述したロケータシステムの動作例について説明する。図11は、本ロケータシステムにおける通常動作の一例を示すフローチャートである。
ステップS1において、電源が投入されて動作を開始した呼出装置2の制御部28は、電話モードを起動する。電話モードでは、呼出装置2は親機1を介して、公衆電話回線網でつながった他の電話機と通話を行うことができる。
ステップS2において、制御部28は、無線通信部27に指示を出し、親機1からの制御信号を受信させ、呼出装置2を親機1の待ち受け状態に制御する。
ステップS3において、制御部28は、操作部53がロケータ呼出しの操作を受け付けたか否かを判断する。
ステップS3の判断の結果、操作部53がロケータ呼出しの操作を受け付けていない場合(S3:NO)、フローはステップS2へ戻る。一方、ステップS3の判断の結果、操作部53がロケータ呼出しの操作を受け付けた場合(S3:YES)、ロケータ呼出モードを起動し、フローはステップS4へ進む。なお、ロケータ呼出しの操作に従って、タイマ部33においてロケータ呼出モードを持続する制限時間を規定するためのタイマを起動する。
ステップS4において、制御部28は、無線通信部27から、ロケータ3を呼び出す(ロケータ3から報知音を出力させる)ためのロケータ呼出信号を送信する。また、制御部28は、ロケータ呼出信号の送信をトリガとして、タイマ部23を起動させる。これにより、タイマ部23は、予め定められた時間の計時を開始する。また、ロケータ呼出信号には、呼出し対象のロケータを示すロケータIDが含まれる。
一方、ロケータ3は、以下のように動作する。
ステップS21において、例えば電池の挿入によって通信ブロック35に電源が投入される。
ステップS22において、ロケータ3の制御部38は、無線通信部37に指示を出して受信動作を開始させる。また、無線通信部37がロケータ呼出信号の受信を開始したことをトリガとして、第2クロック生成部43からの高速なクロックをカウントするタイマ部44により第2タイマが起動する。この第2タイマの起動により、制御部38は、ロケータ3を呼出装置2との間で1対1の登録ができる状態にする。またステップS22において、制御部38は、無線通信部37に対して呼出装置2からのロケータ呼出信号の受信するよう指示する。
ステップS23において、制御部38は、自己IDを含んだロケータ呼出信号を受信したか否かを判断する。
ステップS23の判断の結果、自己IDを含んだロケータ呼出信号を受信していない場合(S23:NO)、フローはステップS24へ進む。一方、ステップS23の判断の結果、自己IDを含んだロケータ呼出信号を受信した場合(S23:YES)、フローはステップS25へ進む。
ステップS24において、制御部38は、第2タイマが満了したか否かを判断する。ステップS24の判断の結果、第2タイマが満了していない場合(S24:NO)、フローはステップS23へ戻る。一方、ステップS24の判断の結果、第2タイマが満了した場合(S24:YES)、フローはステップS29へ進む。
自己IDを含んだロケータ呼出信号を受信した場合は、ステップS25において、制御部38は、無線通信部37を介して、ロケータ呼出信号の送信元である呼出装置2との間で、TDMA同期を確立する。
ステップS26において、制御部38は、ロケータ呼出信号に対する応答であるロケータ応答信号の送信を無線通信部37に指示し、無線通信部37からロケータ応答信号という)を送信する。
一方、呼出装置2、ロケータ呼出信号を送信した後、以下のように動作する。
ステップS5において、呼出装置2は、タイマ部23が満了するまでの間、ロケータ3からの応答を受信する処理を行う。
ステップS6において、呼出装置2の制御部28は、無線通信部27がロケータ3からのロケータ応答信号を受信したか否かを判断する。
ステップS6の判断の結果、無線通信部27がロケータ応答信号を受信していない場合(S6:NO)、フローはステップS7へ進む。一方、ステップS6の判断の結果、無線通信部27がロケータ応答信号を受信した場合(S6:YES)、フローはステップS8へ進む。
ステップS7において、制御部28は、タイマ部33が満了したか否かを判断する。
ステップS7の判断の結果、タイマ部33が満了していない場合(S7:NO)、フローはステップS4へ戻る。一方、ステップS7の判断の結果、ロケータ応答信号を受信しないままタイマ部33が満了した場合(S7:YES)、フローはステップS10へ進む。
ステップS8において、前述のロケータ用プロトコルに従って、呼出装置2が同期マスタとなり、呼出装置2が送信するロケータ呼出信号をロケータ3が受信し、ロケータ3が送信するロケータ応答信号を呼出装置2が受信する。
ステップS9において、制御部28は、操作部53がロケータ呼出しのモードを終了する操作を受け付けたか否かを判断する。
ステップS9の判断の結果、操作部53がロケータ呼出しの操作を受け付けていない場合(S9:NO)、フローはステップS8へ戻る。一方、ステップS9の判断の結果、操作部53がロケータ呼出しの操作を受け付けた場合(S9:YES)、フローはステップS10へ進む。
ステップS10において、制御部28は、ロケータ呼出モードを終了する処理を行う。
一方、ロケータ3は、ステップS26にてロケータ応答信号を送信した後、以下のように動作する。
ステップS27において、ロケータ3は、ロケータ用プロトコルに従って、呼出装置2との間で同期してロケータ呼出信号の受信およびロケータ応答信号の送信を行う。
ステップS28において、ロケータ3の制御部38は、連続受信エラーが発生したか否かを監視する。
ステップS28の監視の結果、連続受信エラーが発生していない場合(S28:NO)、フローはステップS26へ戻る。一方、ステップS28の監視の結果、連続受信エラーが発生した場合(S28:YES)、フローはステップS29へ進む。なお、前述のように第2タイマが満了した場合も(S24:YES)、ステップS29に進む。
ステップS29において、制御部38は、通信ブロック35への電源を遮断する。これにより、ロケータ3の通信動作は停止される。また、ロケータ3では、通信ブロック35への電源を遮断したことをトリガとして、第1クロック生成部32からの低速なクロックをカウントするタイマ部33により第1タイマが起動する。その後、ロケータ3の通信動作停止中は、第1タイマがカウントアップされる。
ステップS30において、制御部38は、第1タイマが満了したか否かを判断する。
ステップS30の判断の結果、第1タイマが満了していない場合(S30:NO)、制御部38は、再度、ステップS30の判断を行う。一方、ステップS30の判断の結果、第1タイマが満了した場合(S30:YES)、制御部38は、処理を再びステップS21へ戻す。そして、ステップS21において、通信ブロック35に電源が投入されると、ステップS22において、制御部38は、無線通信部37に指示を出して受信動作を開始させる。これ以後、上述したステップS23以降の動作が再び行われる。
このようにして、呼出装置2の操作部53によりロケータ呼出しの操作をすることにより、呼出装置2はロケータ3との間でロケータ用プロトコルにより無線通信を行う。また、ロケータ3は、第1タイマのカウントによって定期的に受信動作を行い、呼出装置2からのロケータ呼出信号を受信できる。この場合、ロケータ3はマスタである呼出装置2からの制御信号に応じて同期し、呼出装置2からの制御信号の受信タイミングに応じて、通信タイミングを補正する。
以上で、ロケータシステムにおける通常動作の説明を終える。
次に、本実施に形態で用いるTDMA通信における通信フレームの構成例について、図6を用いて説明する。図6は、通常状態における親機1、呼出装置2、ロケータ3の動作の例を示す。
DECTにおける無線通信では、例えば図6示すように10msecを1フレームとし、1フレームを24スロットに区切って通信をする時分割方式を用いている。親機1は制御信号によって親機IDを送信し、呼出装置2は制御信号を受信しながら親機IDを取得し、待ち受ける親機(登録した親機)のIDと比較して同期すべき親機を選択する。なお、呼出装置2は待機時では、親機1へ毎フレームで送信することは無く、呼出装置2にて何かイベント(発呼など)が発生したり、通話状態になった場合のみ呼出装置2から親機1への送信が行われる。その場合、呼出装置2は自ら何れかのスロットを選択し、その上りと下りのスロットを使って通信を行う。
親機1は常時、フレーム毎に、ある決まったスロットで制御信号を送信している。同期信号としての役割を持つ制御信号は同期データ(例えばSyncword)を含む。Syncwordはタイミング同期用の予め決定された既知の数字列であり、呼出装置2が同期するための同期情報となる。受信側はこの既知の数字列を見つけた時点でフレームの切り出しと取り込みを始める。
DECT方式ではネットワーク毎に固有のSyncwordが割り当てられ、各端末が送信する信号にはそのSyncwordが共通して含まれている。後で説明するロケータ用プロトコルにおいても同期の方法は同じであり、呼出装置2が送信するロケータ呼出信号にSyncwordが含まれており、ロケータは呼出装置2に同期することができる。
以下、上述したロケータシステムにおいて呼出装置2がロケータ3を呼び出すときの動作例について、図8、図9を用いて説明する。図8は、呼出装置とロケータの通信動作を表すタイミングチャート図である。また、図9は、呼出装置の呼び出しの直後に通信が開始した場合の通信動作を表すタイミングチャート図である。
図8、図9において、TLは時間軸を示しており、図中の左から右へ時間が進むとする。また、各図において、時間軸TLの上側は送信スロット(または送信信号)を示し、時間軸TLの下側は受信スロット(または受信信号)を示す。また、各図において、ロケータ3は、呼出装置2に対して予め1対1での登録が済んでいる。
まず、ロケータ3は、例えば、電源部31に電池が挿入されると、呼出装置2からの呼出信号の受信を待機する状態(呼出待機状態)へ移行する。このとき、制御部38は、図8に示すように受信用スロットbを用いて呼出信号を受信するように無線通信部37を制御するとともに、周期aを計時するようにタイマ部33を制御する。
タイマ部33は、第1クロック生成部32の低速クロックをカウントする。タイマ部33のカウント値が満了に達すると、スイッチ41はオフ状態からオン状態に切り替わる。この切り替えにより、無線通信部37への電源供給が開始される。そして、無線通信部37は、受信用スロットbを用いて呼出信号を受信するように動作を開始する。
ここで、周期aおよび受信用スロットbについて説明する。図13は、図8に示す周期aおよび受信用スロットbを拡大して示す図である。
図13に示すように、周期aは、24スロット(1フレーム)×520+1スロット、すなわち520フレーム+1スロットであり、約5.204秒である。なお、上記「520」は、予め定められた数であり、これに限定されない。また、1スロット分を加算している理由は、周期毎に1スロットずつ呼出信号の受信タイミングをずらすことによって、他の通信との電波干渉を避けるためである。よって、追加分は、1スロットに限らず、3スロットまたは7スロットなどであってもよい。
また、図13に示すように、受信用スロットbは、連続した2スロットであり、約0.0084秒である。受信用スロットbが連続した2スロットである理由は、以下の通りである。すなわち、ロケータ3は、呼出装置2から1スロット分の呼出信号を受信しなければならないが、呼出待機中はロケータ3と呼出装置2の同期がとれていない。そのため、ロケータ3が、呼出信号を1スロット分だけで受信するのは難しい。そこで、ロケータ3が、連続した2スロット分を受信するようにすれば、同期がとれていなくても、1スロット分は受信できることになる。つまり、連続した2スロット分は、ロケータ3が、同期がとれていない呼出装置2から少なくとも1スロット分の呼出信号を受信することができる最小区間である。なお、ここでは、2スロットを例としたが、スロットの数はこれに限定されない。
以上で、周期aおよび受信用スロットbについての説明を終える。
次に、呼出装置2にてロケータ3を呼び出すための呼出操作がされた時の動作について説明する。まず、図7に沿って従来の無線通信装置の呼出装置とロケータの動作について説明する。
ロケータの待機中に、ユーザが呼出装置において所定の呼出操作を行うと、呼出装置2から一定時間(予め定められた時間:e)の間、呼出信号が連続して送信される。図7において、dは、連続送信される呼出信号を示しており、eは、呼出信号の送信が継続される一定時間を示している。なお、連続送信される呼出信号dは、それぞれ、送信用スロットを用いて送信される。また、一定時間eは、例えば、約6秒である。約6秒である理由は、周期aの約5.204秒より少し長めの時間にすることで、ロケータ3が呼出信号を受信できるようにするためである。
呼出装置2が呼出信号dを連続送信している間にロケータが受信用スロットbにて受信動作を行うと、無線通信部は、連続送信される呼出信号dのうちの1スロット分の呼出信号cを、受信用スロットbを用いて受信する。このとき、無線通信部は、呼出信号cを受信したことをトリガとして、それ以降の呼出信号の受信のために、呼出装置からの呼出信号の送信と同期をとる。図7において、fは、同期をとった後の受信用スロットを示している。なお、図示していないが、同期をとった後の呼出信号の受信周期は、約10msである。
その後ロケータは、受信した呼出信号に対する応答信号を、送信する。図7において、gは、応答信号の送信に用いる送信スロットを示しており、hは、応答信号の送信周期を示している。なお、hは、呼出信号の受信周期と同様に、約10msである。ただし、図7に示すように、呼出信号の送信タイミングと、応答信号の受信タイミングとは異なる。
このように図7の例では、ロケータからは周期h毎に応答信号が送信されるが、それら応答信号は、一定時間eの間、呼出装置に受信されない。その理由は、呼出装置が、ロケータで呼出信号cが受信されたにもかかわらず、呼出信号dの連続送信を停止せずに、一定時間eが経過するまでその送信を継続するためである。呼出装置が応答信号の受信を開始するのは、一定時間eが経過し、呼出信号dの送信が終了した時点iからである。このように、ロケータでの受信後も呼出信号dが無駄に送信され続けると、他の機器の通信が妨害されたり、呼出装置がロケータからの応答信号を受信するのが遅れたりする、といったデメリットがある。なお、図7において、mは、呼出信号dの無駄な送信が行われる期間を示している。
そこで、本発明の実施の形態では、上述した呼出信号の無駄な送信を停止するため、図8に示すように、呼出装置2からの呼出信号の送信に特徴を持たせた。以下、図8について説明する。
まず、図7の場合と同様、ロケータ3の呼出待機中に、ユーザが呼出装置2にて呼出操作を行うと、呼出信号の送信が開始される。すなわち図8において、呼出装置2において、操作部53が呼出操作を受け付けると、制御部28は、タイマ部23を起動させるとともに、まず無線通信部27から呼出信号jを所定のスロット数の間連続して送信するように制御する。そして、制御部28は、タイマ23が予め定められた時間の計時を終えるまで呼出信号jを送信した後、受信用スロットnで応答信号の受信を待機する。呼出信号jは、図7の呼出信号dよりも連続送信の時間が短い。そして、呼出信号jの送信開始から受信用スロットnを用いた応答信号の受信待機(受信を待機すること)までの周期kが、繰り返される。
呼出装置2の制御部28は、予め定められた時間(例えば、一定時間e)の間は呼出信号を送信する。但し連続では無く、周期kにおいて定期的に1スロットだけ受信動作を行い(スロットn)、ロケータ3からの応答信号を受けるための受信待機動作をするように無線通信部27を制御する。ロケータ3からの応答信号が正常に受信できない場合、制御部28は、ロケータ3から応答信号を受信するまで、周期kにおける呼出信号jの送信と応答信号の受信待機を繰り返すように制御する。
なお、制御部28は、タイマ部23が予め定められた時間(例えば、一定時間e)の計時を終えるまで応答信号を受信しなかった場合、呼出信号jの送信と応答信号の受信待機を停止する。
図8に示すように、ロケータ3が、呼出信号jの中の1つのスロットにおける呼出信号cを受信できると、呼出装置2は、その後にロケータ3からスロットnを用いて送られる応答信号を受信する。制御部26は、この応答信号の受信をトリガとして呼出信号jの連続送信を停止する。その後、呼出装置2が定期的に送信する制御信号をロケータ3が受信し、ロケータ3も定期的に呼出装置2へ信号を送信することで同期をとる。ロケータ3は、送信用スロットgを用いて応答信号を送信し、その応答信号は呼出装置2にて受信されることになる。この点については後で詳細に説明する。
ここで、周期kにおける送信用スロットおよび受信用スロットについて説明する。図12は、図8に示す周期kにおける送信用スロットおよび受信用スロットを拡大して示す図である。
図12に示すように、周期kにおいて、呼出装置2は、スロット番号0〜23の24個のスロットを用いて送受信を行う。図12に示す例では、スロット番号0〜22の23個は、呼出信号jの送信に用いられる送信用スロットである。スロット番号23の1個は、ロケータ3からの応答信号の受信に用いられる受信用スロットnである。すなわち、呼出装置2は、スロット番号0〜22の順に連続して呼出信号jを送信する。そして、スロット番号22の送信の後、呼出装置2は、スロット番号23で応答信号の受信を待機する。
以上で、周期kにおける送信用スロットおよび受信用スロットについての説明を終える。
次に、図10に沿って、ロケータ3の待機状態から、呼出装置2にて呼出操作が為され、ロケータ3が呼出装置2に同期するまでの動作を詳細に説明する。図10の例では、ロケータ3は待機状態においてスロット番号16,17にて応答信号の受信を待機している。
呼出装置2において、操作部53が呼出操作を受け付けると、制御部28は、タイマ部23を起動させるとともに、周期kの送受信を繰り返すように制御する。すなわち、制御部28は、無線通信部27を介して、23個の送信用スロットを用いて呼出信号jを連続送信する。そして、制御部28は、呼出信号jを連続送信した直後、1個の受信用スロットnを用いてロケータ3からの応答信号の受信を待機するように制御する。
図10の例では、呼出装置2が呼出信号jの連続送信を開始してから最初の受信用スロット(スロット番号16)にてロケータ3は呼出信号を受信できた状態であり(C)、ロケータ3は呼出装置2が呼出信号に載せて送った受信タイミング情報を受け取る。ロケータ3はこの受信タイミング情報により、応答信号を送る為の送信用スロットの情報を取り出し、応答信号送信の準備を開始する。図10の例では、応答信号を送るための送信用スロットgはスロット番号0のスロットである。ただし、上述した最初に呼出信号を受信できたスロット(スロット番号16)の直後のスロット番号0のスロットでは応答信号を送信することはできず、その次に来るスロット番号0のスロットにて初めて応答信号を送信する。
呼出装置2は、スロットg(スロット番号0のスロット)においてロケータ3からの応答信号を正常に受信できると、ロケータ3が呼出信号jを受信できたことを確認できる。これ以降、呼出装置2は、呼出信号の連続送信を中止し、基本フレーム周期hの送信に切り替わる。すなわち、呼出装置2は、周期hで定期的に呼出信号Rを送信し、その呼出信号Rを受信したロケータ3は、定期的に呼出装置2へ応答信号Pを送信する。
以上のように呼出装置2の制御部28は、予め定められた時間(例えば、一定時間e)の間は呼出信号を送信するが、連続では無く、周期kにおいて定期的に1スロットだけ受信動作を行い(スロットn)、ロケータ3からの応答信号を受けるための受信待機動作をするように無線通信部27を制御する。ロケータ3からの応答信号が正常に受信できない場合、制御部28は、ロケータ3から応答信号を受信するまで、周期kにおける呼出信号jの送信と応答信号の受信待機を繰り返すように制御する。なお、制御部28は、タイマ部23が予め定められた時間(例えば、一定時間e)の計時を終えるまで応答信号を受信しなかった場合、呼出信号jの送信と応答信号の受信待機を停止する。
なお、図7において、Lは、ロケータ3から最初の応答信号が送信される時点を示している。図7の場合、Lのタイミングで呼出装置2は応答信号を受信できないが、図8の場合、Mのタイミングで呼出装置2は応答信号を受信できる。図8において、hは約10msである、そして、図8の場合、時点M以降、制御部28は、例えばh(10ms)の間隔で、呼出信号の送信と応答信号の受信を繰り返し行うように制御する。ただし、図8に示すように、呼出信号の送信タイミングと、応答信号の受信タイミングとは異なる。一方、ロケータ3の制御部38も、呼出装置2との同期により、10msの間隔で、呼出信号の受信と応答信号の送信を繰り返し行うように制御する。ただし、図8に示すように、呼出信号の受信タイミングと、応答信号の送信タイミングとは異なる。
なお、上述したように呼出装置2が周期kで23個の送信用スロットを用いて連続送信する呼出信号jの中には、タイミング情報(すなわち送信スロットgの情報)が乗せられている。ここでいうタイミング情報は、呼出信号jを受信したロケータ3が応答信号を呼出装置2へ送り返すための送信タイミングを指示する情報である。さらに、呼出信号jの中には、その後に呼出装置2が定期的に送る制御信号を送信するためのタイミング情報も乗せられている。ここでいうタイミング情報は、ロケータ3がその制御信号を受信するためのスロットgの情報である。
そして、呼出信号を受信したロケータ3は、その呼出信号に乗せられたスロットfの情報に基づいてその後の受信タイミングを決める。また、ロケータ3は、呼出信号に乗せられたスロットgの情報に基づき、そのスロットgを使って呼出装置2へ応答信号を送信する送信タイミングを決める。従って、図8の時点M以降は、呼出装置2はスロットfを使ってh(1約10ms)の間隔で制御信号を送信し、ロケータ3はスロットfにて制御信号を受信する。また、ロケータ3はスロットgを使って呼出装置2へ応答信号を送信し、呼出装置2はスロットgにてロケータ3からの応答信号を受信する。
以上説明したように、図7に示す従来の構成では、呼出装置2は、一定時間eの間、呼出信号を連続して送信する際、応答信号の受信待機を行わない。よって、呼出装置2は、呼出信号の無駄な送信を継続するおそれがある。一方、図8および図9における本発明の実施の形態では、呼出装置2は、一定時間eの間、呼出信号を連続して送信する際、定期的にロケータ3からの応答信号の受信待機を行い、応答信号の受信をトリガとして呼出信号の連続送信を停止する。これにより、呼出装置2は、呼出信号の無駄な送信を停止でき、より早くロケータ3からの応答信号を受信できる。その結果、呼出装置2がロケータ3からの応答信号を受信するのが遅れたり、他の機器の通信が妨害されたりする、といったデメリットを回避することができる。
以上で、本実施の形態のロケータシステムにおいて呼出装置2がロケータ3を呼び出すときの動作例の説明を終える。
以上説明したように、本実施の形態のロケータシステムによれば、呼出装置は、呼出信号の連続送信の際に定期的に応答信号の受信待機を行い、ロケータからの応答信号の受信をトリガとして、呼出信号の連続送信を停止する。これにより、呼出装置は、呼出信号の無駄な送信を停止できる。その結果、呼出装置がロケータからの応答信号を受信するのが遅れたり、他の機器の通信が妨害されたりする、といったデメリットを回避することができる。
以上、本実施の形態について説明したが、上記説明は一例であり、種々の変形が可能である。
例えば、上述した実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連係においてソフトウェアでも実現することも可能である。
また、例えば、上述した図8の説明において、呼出装置2がロケータ3を呼び出すときの例は、呼出装置2がロケータ3に報知音を出力させるとき、または、呼出装置2がロケータ3と登録を行うとき、のいずれであってもよい。
本発明に係る無線通信システム、無線通信装置、およびロケータは、近距離の無線通信を用いてアイテムの探知を行う装置、システム、方法、およびプログラムなどに有用である。
1 親機
2、4 呼出装置
3、5 ロケータ
11、21、31 電源部
12、22 クロック生成部
13 回線制御部
14、53 操作部
15、25 表示部
16、26、36 フレーム処理部
17、27、37 無線通信部
18、28、38 制御部
19、29、39 ROM
23、33、44 タイマ部
24 通話部
30、40、60 RAM
32 第1クロック生成部
34 スイッチ
35 通信ブロック
41、51、61 EEPROM
42、52、62 報知部
43 第2クロック生成部
54、64 登録情報記憶部
170、270、370 同期制御部
380 報知コントロール部
410 ID記憶部
2、4 呼出装置
3、5 ロケータ
11、21、31 電源部
12、22 クロック生成部
13 回線制御部
14、53 操作部
15、25 表示部
16、26、36 フレーム処理部
17、27、37 無線通信部
18、28、38 制御部
19、29、39 ROM
23、33、44 タイマ部
24 通話部
30、40、60 RAM
32 第1クロック生成部
34 スイッチ
35 通信ブロック
41、51、61 EEPROM
42、52、62 報知部
43 第2クロック生成部
54、64 登録情報記憶部
170、270、370 同期制御部
380 報知コントロール部
410 ID記憶部
Claims (13)
- アイテムに付されるロケータと、近距離無線通信プロトコルを用いて前記ロケータを呼び出すための呼出信号を前記ロケータへ送信する呼出装置とを備える無線通信システムであって、
前記ロケータは、呼出待機状態において所定の周期で設けられた受信用スロットを用いて呼出信号を受信する動作を行い、
前記呼出装置の操作部によりロケータ呼出しの操作が為されると、前記呼出装置は、前記呼出信号の連続送信を行うとともに定期的に前記ロケータからの応答信号を受信する動作を行い、
前記ロケータは、前記呼出信号を受信すると、前記呼出信号に乗せられた情報に基づいて前記呼出装置へ応答信号を送信するための送信用スロットのタイミングを決めるとともにその後に前記呼出信号から送られてくる1スロット分の信号を受信するための受信用スロットのタイミングを決め、当該送信用スロットにて呼出装置へ応答信号を送信し、
前記呼出装置は、前記応答信号の受信をトリガとして前記呼出信号の連続送信を停止し、その後は1スロット分の信号を基本フレーム周期で送信し、その送信のタイミングとずらして1スロット分の信号を前記基本フレーム周期で受信する動作に切り替わる、
無線通信システム。 - 前記近距離無線通信プロトコルは、1つの基本フレーム周期をN個のスロットに分割するTDMA(Time Division Multiple Access)/TDD(Time Division Duplex)の方式であり、
前記ロケータの呼出待機状態における所定の周期は前記基本フレーム周期の整数倍に所定数のスロット数を足した時間である、
請求項1記載の無線通信システム。 - 前記ロケータは、呼出待機状態において所定の周期で設けられた連続した2スロット分の受信用スロットを用いて呼出信号を受信する動作を行う、
請求項1記載の無線通信システム。 - 前記基本フレーム周期はN個のスロットから成り、
前記呼出装置は、前記基本フレーム周期の中のN−1個にわたって連続した送信用スロットを用いて前記呼出信号の送信を行った後で1個のスロットを用いて前記応答信号の受信を待機するという周期的な動作を繰り返し行う、
請求項1記載の無線通信システム。 - 前記呼出装置は、23個のスロットを用いて前記呼出信号の送信を行った後で1個のスロットを用いて前記応答信号の受信を待機するという周期的な動作を繰り返し行う、
請求項4記載の無線通信システム。 - 前記ロケータは、電池が挿入されると前記呼出装置からの呼出信号の受信を待機する呼出待機状態へ移行し、前記ロケータの中のタイマ部は前記所定の周期を計時する、
請求項1記載の無線通信システム。 - 前記ロケータの呼出待機状態では、前記タイマ部はクロック生成部の低速クロックをカウントし、カウント値が満了に達するとスイッチをオフ状態からオン状態に切替えることにより無線通信部への電源供給を開始し、前記無線通信部は受信用スロットを用いて呼出信号を受信するように動作を開始する、
請求項6記載の無線通信システム。 - 近距離無線通信プロトコルを用いて、ロケータを呼び出すための呼出信号を送信する送信部と、制御部とを有し、
前記制御部は、
ロケータ呼出しの操作が為されると前記呼出信号の連続送信を行うとともに定期的に前記ロケータからの応答信号を受信し、前記応答信号の受信をトリガとして前記呼出信号の連続送信を停止し、その後は1スロット分の信号を基本フレーム周期で送信し、その送信のタイミングとずらして1スロット分の信号を前記基本フレーム周期で受信する制御を行う、
無線通信装置。 - 前記基本フレーム周期はN個のスロットから成り、
前記制御部は、前記基本フレーム周期の中のN−1個にわたって連続した送信用スロットを用いて前記呼出信号の送信を行った後で1個のスロットを用いて前記応答信号の受信を待機するという周期的な動作を繰り返すように制御を行う、
請求項8記載の無線通信装置。 - 23個のスロットを用いて前記呼出信号の送信を行った後で1個のスロットを用いて前記応答信号の受信を待機するという周期的な動作を繰り返し行う、
請求項9記載の無線通信装置。 - 近距離無線通信プロトコルを用いて呼出装置からの呼出信号を受信可能なロケータであって、
呼出待機状態において所定の周期で設けられた受信用スロットを用いて呼出信号を受信する動作を行い、
呼出装置から送信される呼出信号を受信すると前記呼出信号に乗せられた情報に基づいて前記呼出装置へ応答信号を送信するための送信用スロットのタイミングを決めるとともにその後に前記呼出信号から送られてくる1スロット分の信号を受信するための受信用スロットのタイミングを決め、当該送信用スロットにて呼出装置へ応答信号を送信する、
ロケータ。 - 電池が挿入されると前記呼出装置からの呼出信号の受信を待機する呼出待機状態へ移行し、前記ロケータの中のタイマ部は前記所定の周期を計時する、
請求項11記載のロケータ。 - 前記呼出待機状態では、前記タイマ部はクロック生成部の低速クロックをカウントし、カウント値が満了に達するとスイッチをオフ状態からオン状態に切替えることにより無線通信部への電源供給を開始し、前記無線通信部は受信用スロットを用いて呼出信号を受信するように動作を開始する、
請求項11記載のロケータ。
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