JP6706761B2 - 送信装置と、受信装置と、これらを備えた通信システム - Google Patents

Description

本開示は、無線で信号を送信する送信装置と、受信装置と、これらを備えた通信システムと遠隔操作装置に関する。

従来の通信システムは、第１通信装置と、第２通信装置とを有している。第１通信装置は、第１制御部と、送信部と、エラー信号受信部とを有している。

第２通信装置は、第２制御部と、受信部と、応答部とを有している。

第１制御部は、送信データを送信部へと出力する。送信部は、第１制御部から出力された送信データを、第１周波数に変換して、第２通信装置に送信する（１回目の送信）。第２通信装置の受信部は、送信部からのデータを受信する。そして、第２制御部は、受信部で受信した信号が、正しい送信データではないと判定した場合に、エラー信号を応答部へと出力する。応答部は、第２制御部から受信したエラー信号を第１周波数に変換して、第１通信装置のエラー信号受信部に送信する。エラー信号受信部の出力は、第１制御部に供給される。第１制御部は、このエラー信号を検知した場合、再度、送信データを送信部に出力する。そして、送信部は、第２回目の送信を行う。第１制御部は、エラー信号を出力してから、ランダムなバックオフ時間の経過後に再度、送信データを出力する。

なお、この出願に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平６−２９９７８号公報

本開示の送信装置（第１通信装置）は、第１制御部と、信号送信部と、を備えている。

第１制御部は、識別信号を有する送信データを出力する。

信号送信部は、送信データを入力し、第１周波数信号と、第１周波数信号とは周波数が異なる第２周波数信号に変換して送信する。

本開示の受信装置（第２通信装置）は、信号受信部と、第２制御部と、を備えている。

信号受信部は、第１周波数信号と第２周波数信号とを入力し、第１周波数信号に基づいて第１受信信号を出力し、かつ、第２周波数信号に基づいて第２受信信号を出力する。

第２制御部は、第１受信信号と第２受信信号とを入力し、第１受信信号と第２受信信号の少なくともいずれか一方が送信データを有する場合に、第１制御信号を出力する。

本開示の通信システムは、送信装置（第１通信装置）と、受信装置（第２通信装置）と、を備えている。

本開示の遠隔操作装置は、入力部と、送信装置（第１通信装置）と、受信装置（第２通信装置）と、被制御部と、を備えている。

送信装置（第１通信装置）は、第１制御部と、信号送信部と、を備えている。

第１制御部は、入力部から入力される指示信号に基づき、識別信号を有する送信データを出力する。

信号送信部は、送信データを入力し、第１周波数信号と、第１周波数信号とは周波数が異なる第２周波数信号に変換して送信する。

受信装置（第２通信装置）は、信号受信部と、第２制御部と、を備えている。

信号受信部は、第１周波数信号と第２周波数信号とを入力し、第１周波数信号に基づいて第１受信信号を出力し、かつ、第２周波数信号に基づいて第２受信信号を出力する。

第２制御部は、第１受信信号と第２受信信号とを入力し、第１受信信号と第２受信信号の少なくともいずれか一方が送信データを有する場合に、第１制御信号を被制御部に出力する。

図１は、実施の形態における遠隔操作装置の概念図である。 図２は、実施の形態における遠隔操作装置のブロック図である。 図３は、実施の形態における送信データ内容を示す図である。 図４は、実施の形態における通信システムの動作に関するタイミングチャートである。 図５は、実施の形態における通信システムの他の動作に関するタイミングチャートである。 図６は、実施の形態における信号送信部のブロック図である。

従来の受信部は、第１回目に送信された送信データが正しく受信されなかった場合、バックオフ時間の経過後に再度、送信データを送信する。ところが、バックオフ時間は、他の通信システムからの送信とタイミングをずらすために、ランダムに設定されている。したがって、受信器は、最も長いバックオフ時間を待った後、さらに第２回目に送信された送信データを受信完了できる時間の間、受信状態を継続する必要がある。したがって、受信器が起動している時間が長くなる。その結果、受信器の消費電力が大きくなる。

以下本実施の形態における遠隔操作装置を説明するに先立って、遠隔操作装置について説明する。遠隔操作装置は、操作者が操作する操作装置と、操作装置からの操作に応じて無線通信を介して制御される被操作装置とを有する。遠隔操作装置は、たとえば無線操縦の模型である。無線操縦の模型は、たとえば自動車であっても良いし、あるいは、ヨットなどであっても良い。これらの場合、操作装置と被操作装置とは、分離されている。なお、遠隔操作装置は、無線操縦の模型に限られず、たとえば自転車などであっても良い。この場合、操作装置と被操作装置とは共に自転車のフレームなどに設置される。

なお、複数の遠隔操作装置が同時に動作する場合がある。たとえば、ラジオコントロールカーの競技会などにおいて、複数のラジオコントロールカーは同時に走行する。その際に、多くのラジオコントロールカーで、同じような無線通信が行なわれる。そのため、ある人が操作するラジオコントロールカーは、他の人が操作するラジオコントロールカーの無線通信によって妨害を受ける場合がある。妨害を受けた場合、ラジオコントロールカーが操作不能になったり、ラジオコントロールカーの操作が遅れる可能性がある。したがって、遠隔操作装置は、他の遠隔操作装置や、他の無線機器の通信による妨害の発生を抑制する必要がある。

また、このような被操作装置は移動できる。したがって、少なくとも被操作装置は、一般的な商用電源からの電力の供給を受け続けることが困難である。また、遠隔操作装置が、たとえば自転車であるような場合、操作装置も商用電源からの電力供給を受けることが困難である。そのため、遠隔操作装置は、商用電源以外の、たとえば電池や、蓄電池や、自立型の発電器などによる電力により動作できる必要がある。ただし、操作装置や被操作装置は、常に商用電源以外の電源で動作する必要はなく、商用電源以外の電源で動作できる構造を有していればよい。なお、操作装置や被操作装置は移動できる構成に限られず、所定の場所に設置された状態で使用されても構わない。以上のように、遠隔操作装置は、限られた電力によって動作している。特に、自立型の発電器によって発生される電力量は小さい。したがって、遠隔操作装置で消費する電力は、小さい方が好ましい。すなわち、通信にかかる時間は短い方が好ましい。また、第１回目に送信された送信データが正しく受信されなかった場合の待機時間は短い方が好ましい。さらに、複数の遠隔操作装置が同時に動作した場合でも、互いに妨害されないのが好ましい。

（実施の形態）
以下、送信装置（第１通信装置１０２）と、受信装置（第２通信装置２０１）と、通信システム２４と、遠隔操作装置２１について図面を参照しながら説明する。図１は、遠隔操作装置２１の概念図である。図２は、遠隔操作装置２１のブロック図である。図３は、送信データ５０１のデータ内容を示す図である。送信データ５０１は、指示信号５０２と、識別信号５０３とを有している。さらに、送信データ５０１は、プリアンブル３０１、同期信号３０２、制御信号３０３、再送回数信号３０４、誤り検出信号３０５、操作回数信号５０６を有していてもよい。

本実施の形態では、図１に示すように、遠隔操作装置２１Ａと遠隔操作装置２１Ｂを例にとって説明する。ここで、遠隔操作装置２１Ａと遠隔操作装置２１Ｂは共にラジオコントロールカーである。遠隔操作装置２１Ａは、操作装置２２Ａと、被操作装置２３Ａとを有している。遠隔操作装置２１Ｂは、操作装置２２Ｂと、被操作装置２３Ｂとを有している。遠隔操作装置２１Ａと遠隔操作装置２１Ｂは識別番号が異なるが、同じ構成である。よって遠隔操作装置２１Ａまたは遠隔操作装置２１Ｂを代表して遠隔操作装置２１とする。

遠隔操作装置２１は、操作装置２２と、被操作装置２３とを有している。操作装置２２は、入力部１０１と、第１通信装置１０２（送信装置）とを有している。被操作装置２３は、第２通信装置２０１（受信装置）と、被制御部２０２とを有している。通信システム２４は、第１通信装置１０２（送信装置）と、第２通信装置２０１（受信装置）とを有している。第２通信装置２０１の出力は、被制御部２０２へと供給される。被制御部２０２は、例えば、モータやギアなどである。遠隔操作装置２１は、入力部１０１と、第１通信装置１０２と、第２通信装置２０１と、被制御部２０２とを有している。以上の構成において、操作者（図示せず）は、入力部１０１を操作する。入力部１０１は、操作者の操作に応じて、図３に示す指示信号５０２を出力する。なお、自立型の発電器１０２Ｅによって動作する操作装置２２の場合、発電器１０２Ｅは、入力部１０１の操作に伴って電荷を発生する。発電器１０２Ｅは、たとえば電磁石や圧電素子によって発電できる。

遠隔操作装置２１は、固有の識別番号を記憶している。すなわち、図１に示す遠隔操作装置２１Ａと遠隔操作装置２１Ｂの識別番号は異なっている。図３に示す識別信号５０３は、それぞれの識別番号に対応している。入力部１０１から入力される指示信号５０２に基づき、第１制御部１０２Ａは、識別信号５０３と指示信号５０２を有する送信データ５０１を出力する。

送信データ５０１は、識別番号に対応した識別信号５０３を有している。識別番号は、たとえば通信システムや、操作装置や、被操作装置などに対して、固有に付与された番号である。識別番号は、永久に固定された番号であっても良い。また、識別番号は、たとえば通信システムや、操作装置や、被操作装置などの製造過程で付けられた製造番号などであっても良い。あるいは、識別番号は、たとえば、競技会などにおいて、通信システムや、操作装置や、被操作装置などにおいて割り振られた番号でも良い。

送信データ５０１は、第１通信装置１０２から第２通信装置２０１へと送信される。被操作装置２３は、識別信号５０３によって、指示信号５０２が、自分の通信すべき操作装置２２から受信した信号であるかどうかを判定できる。また、指示信号５０２を受信した第２通信装置２０１は、指示信号５０２に応じた第１制御信号を被制御部２０２へと出力する。これらの動作により、操作者は、無線通信を介して、被操作装置２３を操作できる。

次に、第１通信装置１０２について詳細に説明する。第１通信装置１０２は、第１制御部１０２Ａと、信号送信部１０２Ｂとを有している。入力部１０１の出力は、第１制御部１０２Ａへ供給される。第１制御部１０２Ａは、図３に示す送信データ５０１を信号送信部１０２Ｂへ出力する。すなわち、送信データ５０１が、信号送信部１０２Ｂの入力信号となる。信号送信部１０２Ｂは、入力信号を第１周波数ｆ_１の第１周波数信号Ｓｆ_１と、第１周波数信号Ｓｆ_１とは異なる第２周波数ｆ_２の第２周波数信号Ｓｆ_２へと変換し、送信する。ここで、信号送信部１０２Ｂは、第１周波数信号Ｓｆ_１の送信を開始した後、第２周波数信号Ｓｆ_２の送信を開始してもよい。また、信号送信部１０２Ｂは、第１周波数信号Ｓｆ_１の送信が完了した後に、第２周波数信号Ｓｆ_２を送信してもよい。すなわち、信号送信部１０２Ｂは、２つの周波数によって、送信データ５０１を送信する。なお、第１周波数信号Ｓｆ_１と、第２周波数信号Ｓｆ_２は、ともに高周波数信号である。第１周波数ｆ_１と第２周波数ｆ_２は、たとえば２．４ＧＨｚ帯を用いることができる。

一方、第２通信装置２０１は、信号受信部２０１Ａと、第２制御部２０１Ｂとを有している。信号受信部２０１Ａは、第１周波数信号Ｓｆ_１を受信して、第１受信信号Ｓ_１を出力する。また、信号受信部２０１Ａは、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信して、第２受信信号Ｓ_２を出力する。信号受信部２０１Ａの出力は、第２制御部２０１Ｂに供給される。すなわち、第１受信信号Ｓ_１と第２受信信号Ｓ_２とが、第２制御部２０１Ｂに供給される。第２制御部２０１Ｂは、第１受信信号Ｓ_１と第２受信信号Ｓ_２のうちの少なくともいずれか一方が、識別信号５０３を有すると判定した場合に、指示信号５０２に対応した第１制御信号Ｓｃ_１を被制御部２０２に出力する。

以下、本実施の形態の通信システム２４および遠隔操作装置２１についてさらに詳細に説明する。図２に示すように、信号送信部１０２Ｂは、アンテナ１０２Ｃ_１を有していてもよい。信号送信部１０２Ｂから出力された第１周波数信号Ｓｆ_１や第２周波数信号Ｓｆ_２は、アンテナ１０２Ｃ_１を介して送信される。アンテナ１０２Ｃ_１は、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２とを送信できることが好ましい。一つのアンテナ１０２Ｃ_１で第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２を送信することにより、第１通信装置１０２を小さくできる。なお、アンテナ１０２Ｃ_１は、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２を送信する構成に限られず、第１周波数信号Ｓｆ_１を送信するアンテナ（図示せず）と、第２周波数信号Ｓｆ_２を送信するアンテナ（図示せず）が別々に形成されていても良い。

信号送信部１０２Ｂは、送信データ５０１を第１周波数ｆ_１と第２周波数ｆ_２との２つの周波数に変換して送信する。しかし、この構成に限らず、３つ以上の周波数へ変換して送信する構成でも構わない。このような構成でも、信号受信部２０１Ａは、信号送信部１０２Ｂから送信された信号の周波数帯域を全て受信できる。

図２に示すように、第２通信装置２０１は、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２を受信するアンテナ２０１Ｄを有していてもよい。アンテナ２０１Ｄは、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２を受信して、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２とを信号受信部２０１Ａへと出力する。

なお、信号受信部２０１Ａは、第１受信器２０１Ａ_１と、第２受信器２０１Ａ_２を有していてもよい。第１受信器２０１Ａ_１は、第１周波数信号Ｓｆ_１を受信して、第１受信信号Ｓ_１を出力する。第２受信器２０１Ａ_２は、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信して、第２受信信号Ｓ_２を出力する。この場合、アンテナ２０１Ｄは、アンテナ２０１Ｄ_１と、アンテナ２０１Ｄ_２とを有していてもよい。たとえば、アンテナ２０１Ｄ_１が、第１周波数信号Ｓｆ_１を受信し、アンテナ２０１Ｄ_２が、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信してもよい。そして、アンテナ２０１Ｄ_１で受信した信号が、第１受信器２０１Ａ_１に供給され、アンテナ２０１Ｄ_２で受信した信号が、第２受信器２０１Ａ_２に供給される構成でもよい。

また、信号送信部１０２Ｂは、第１周波数信号Ｓｆ_１を送信する第１の送信器（図示せず）と、第２周波数信号Ｓｆ_２を送信する第２の送信器（図示せず）とを有していることが好ましい。この構成により、信号送信部１０２Ｂにおいて、第１周波数信号Ｓｆ_１を送信してから、第２周波数信号Ｓｆ_２を送信するまでの間の時間を短くできる。すなわち、信号受信部２０１Ａは、第１周波数信号Ｓｆ_１と、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信する時間を短縮できる。例えば、信号送信部１０２Ｂは、第１周波数信号Ｓｆ_１の送信を完了する前に、第２周波数信号Ｓｆ_２を送信できる。そして、信号受信部２０１Ａは、第１周波数信号Ｓｆ_１の受信を完了する前に、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信できる。したがって、信号受信部２０１Ａが起動する時間を短くでき、第２通信装置２０１の消費電力が低減される。

第２通信装置２０１は、さらに起動信号検知器２０１Ｃを有することが好ましい。起動信号検知器２０１Ｃは、第１周波数信号Ｓｆ_１および第２周波数信号Ｓｆ_２の両方を受信可能であることが好ましい。図４は、通信システム２４の動作に関するタイミングチャートである。

図４において、信号６０１は、入力部１０１から出力される信号である。信号６０２は、第１制御部１０２Ａから出力される信号である。信号６０３は、信号送信部１０２Ｂから出力される第１周波数ｆ_１の信号である。信号６０４は、信号送信部１０２Ｂから出力される第２周波数ｆ_２の信号である。信号６０５は、第３受信器１０２Ｄから出力される信号である。信号７０１は、起動信号検知器２０１Ｃから出力される信号である。信号７０２は、第２制御部２０１Ｂの出力する第２制御信号Ｓｃ_２である。信号７０３は、第２制御部２０１Ｂの出力する第３制御信号Ｓｃ_３である。信号７０４と信号７０５は、図２に示す信号受信部２０１Ａから出力される信号である。信号７０６は、返答部２０１Ｅから出力される信号である。

第１制御部１０２Ａは、図４に示す起動信号５０４を信号送信部１０２Ｂへと出力する。第１制御部１０２Ａは、起動信号５０４を出力した後、送信データ５０１を信号送信部１０２Ｂへ出力する。起動信号検知器２０１Ｃは、起動信号５０４を検出すると、第３受信信号Ｓ_３を第２制御部２０１Ｂに出力する。第２制御部２０１Ｂは、第３受信信号Ｓ_３を受信すると、第２制御信号Ｓｃ_２を信号受信部２０１Ａへと供給する。第２制御信号Ｓｃ_２により、信号受信部２０１Ａが起動される。すなわち、信号受信部２０１Ａは、起動信号５０４によって起動できる。信号受信部２０１Ａは、起動信号５０４が入力されるまで起動しないので、信号受信部２０１Ａで消費する電力を小さくできる。

なお、信号受信部２０１Ａが第１受信器２０１Ａ_１と第２受信器２０１Ａ_２を有する場合、第２制御信号Ｓｃ_２は、第１受信器２０１Ａ_１と、第２受信器２０１Ａ_２の両方に供給される。そして、第１受信器２０１Ａ_１と第２受信器２０１Ａ_２は、第２制御信号Ｓｃ_２によって、起動する。第１受信器２０１Ａ_１と第２受信器２０１Ａ_２は起動信号５０４によって起動するので、第１受信器２０１Ａ_１や第２受信器２０１Ａ_２で消費する電力は小さくなる。

アンテナ２０１Ｄ_１は、第１周波数信号Ｓｆ_１および第２周波数信号Ｓｆ_２の両方を受信し、アンテナ２０１Ｄ_２は、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信する構成とすることが好ましい。このような構成により、アンテナを共用できるので、第２通信装置２０１を小型にできる。また、部品数を削減できるので、生産性が向上する。その結果、廉価な通信システム２４が実現できる。この場合、アンテナ２０１Ｄ_１で受信した信号は、起動信号検知器２０１Ｃと、第１受信器２０１Ａ_１とに供給される。アンテナ２０１Ｄ_２で受信した信号は、第２受信器２０１Ａ_２に供給される。なお、上記の構成に限らず、アンテナ２０１Ｄ_２が、第１周波数信号Ｓｆ_１および第２周波数信号Ｓｆ_２の両方を受信し、アンテナ２０１Ｄ_１が、第１周波数信号Ｓｆ_１を受信する構成でも良い。この場合、アンテナ２０１Ｄ_２で受信した信号は、起動信号検知器２０１Ｃと、第２受信器２０１Ａ_２とに供給される。一方、アンテナ２０１Ｄ_１で受信した信号は、第１受信器２０１Ａ_１に供給される。あるいは、アンテナ２０１Ｄ_１は、第１周波数信号Ｓｆ_１を受信し、アンテナ２０１Ｄ_２は、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信しても良い。この場合、アンテナ２０１Ｄ_１で受信した第１周波数信号Ｓｆ_１は、起動信号検知器２０１Ｃへ供給される。一方、アンテナ２０１Ｄ_２で受信した第２周波数信号Ｓｆ_２は、第２受信器２０１Ａ_２と起動信号検知器２０１Ｃへ供給される。あるいは、起動信号検知器２０１Ｃ専用にアンテナ（図示せず）を設けても良い。

なお、起動信号検知器２０１Ｃは、第１周波数信号Ｓｆ_１および第２周波数信号Ｓｆ_２の両方を受信できる構成に限られず、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２のいずれか一方を受信する構成でも良い。たとえば、起動信号検知器２０１Ｃが、第１周波数信号Ｓｆ_１のみ受信可能である場合、信号受信部２０１Ａは、図４に示す起動信号５０４を第１周波数ｆ_１でのみ送信する。この場合、アンテナ２０１Ｄ_１は、第１周波数信号Ｓｆ_１を受信し、受信した第１周波数信号Ｓｆ_１を起動信号検知器２０１Ｃと、第１受信器２０１Ａ_１へ供給する。一方、アンテナ２０１Ｄ_２は、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信し、受信した第２周波数信号Ｓｆ_２を第２受信器２０１Ａ_２へ供給する。あるいは、起動信号検知器２０１Ｃが、第２周波数信号Ｓｆ_２のみ受信する場合、アンテナ２０１Ｄ_２は、第２周波数信号Ｓｆ_２を受信して、受信した第２周波数信号Ｓｆ_２を起動信号検知器２０１Ｃと、第２受信器２０１Ａ_２へ供給する。

第２通信装置２０１は、返答部２０１Ｅを有することが好ましい。この場合、第１通信装置１０２は、第３受信器１０２Ｄを有する。なお、返答部２０１Ｅは、アンテナ２０１Ｄ_３を有していてもよい。また、第３受信器１０２Ｄは、アンテナ１０２Ｃ_２を有していてもよい。そして、返答部２０１Ｅから出力された信号は、アンテナ２０１Ｄ_３へ供給される。さらに、アンテナ１０２Ｃ_２で受信した信号は、第３受信器１０２Ｄへ供給される。そして、第２制御部２０１Ｂが、第１受信信号Ｓ_１と第２受信信号Ｓ_２のうちの少なくともいずれか一方が、識別信号５０３を有すると判定した場合に、指示信号５０２を正しく受信した旨を示す返答信号５０５を返答部２０１Ｅに出力する。そして、返答部２０１Ｅは返答信号５０５を第３受信器１０２Ｄに送信する。第３受信器１０２Ｄの出力は、第１制御部１０２Ａに供給されている。

この構成により、第１制御部１０２Ａは、送信データ５０１が正しく通信できたと判断できる。この場合、送信データ５０１のさらなる再送信は不要である。そこで、第１制御部１０２Ａが、返答信号５０５を検知した場合に、送信データ５０１の再送信を停止する。この構成により、他の通信システムに対しての妨害の発生を抑制できる。あるいは、第１制御部１０２Ａは、返答信号５０５を検知した場合に、信号送信部１０２Ｂの動作を停止しても良い。この構成により、第１通信装置１０２の消費電力を削減できる。さらに、返答信号５０５を送信した後に、第２制御部２０１Ｂは返答部２０１Ｅの動作を停止できる。したがって、第２通信装置２０１で消費する電力をさらに減少できる。

返答部２０１Ｅは、返答信号５０５を第１周波数ｆ_１および第２周波数ｆ_２とは異なる第３の周波数の第３周波数信号Ｓｆ_３へと変換することが好ましい。この場合、第３受信器１０２Ｄは、第３周波数信号Ｓｆ_３を受信して、第４受信信号Ｓ_４（返答受領信号）を第１制御部１０２Ａへ出力する。そして、第１制御部１０２Ａは、第４受信信号が返答信号５０５を有すると判定した場合に、送信データ５０１が正しく通信されたと判断する。この構成により、返答信号５０５を第１通信装置１０２へ送信する際に、信号受信部２０１Ａで妨害が発生することを抑制できる。すなわち、指示信号５０２と返答信号５０５の周波数が異なっているので、指示信号５０２が返答信号５０５に妨害されるのを抑制できる。返答信号５０５が変調された第３周波数信号Ｓｆ_３は、指示信号が変調された第１周波数信号Ｓｆ_１や第２周波数信号Ｓｆ_２と異なる周波数であるので、これらの信号の間の妨害の発生が抑制される。

また、第２通信装置２０１は、フィルタ２０１Ｆを有することが好ましい。第１周波数信号Ｓｆ_１および第２周波数信号Ｓｆ_２は、フィルタ２０１Ｆを通過する。しかし、フィルタ２０１Ｆは、第３周波数信号Ｓｆ_３を減衰する。その結果、第３周波数信号Ｓｆ_３が、信号受信部２０１Ａや起動信号検知器２０１Ｃに入るのを防ぐことができる。この構成により、指示信号５０２が返答信号５０５に妨害されるのを抑制できる。さらに、起動信号検知器２０１Ｃが、第３周波数信号Ｓｆ_３によって誤動作し、返答信号５０５を起動信号５０４と誤判定することを抑制できる。なお、フィルタ２０１Ｆは、アンテナ２０１Ｄ１と信号受信部２０１Ａとの間や、アンテナ２０１Ｄ２と信号受信部２０１Ａとの間に設けられる。

さらに、第２通信装置２０１は、切替スイッチ２０１Ｇを有することが好ましい。アンテナ２０１Ｄで受信した信号が、切替スイッチ２０１Ｇに供給される。切替スイッチ２０１Ｇの第１出力端子から出力された信号は、起動信号検知器２０１Ｃへと供給される。切替スイッチ２０１Ｇの第２出力端子から出力された信号は、信号受信部２０１Ａへと供給される。切替スイッチ２０１Ｇは、第２制御部２０１Ｂから出力された第３制御信号Ｓｃ_３が接続切替端子（図示せず）へ供給されることによって、切り替えられる。なお、第２制御部２０１Ｂは、起動信号５０４を検出した場合に、第３制御信号Ｓｃ_３を出力する。そして、切替スイッチ２０１Ｇは、第３制御信号Ｓｃ_３によって、第１出力端子から第２出力端子へと接続を切替える。すなわち、第２制御部２０１Ｂで起動信号５０４が検出された場合、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２のいずれか一方あるいは両方が、信号受信部２０１Ａへと供給される。

なお、図４は、１回の通信動作で、図２に示す第２制御部２０１Ｂが、識別信号５０３を検知できた場合を示している。操作者による入力部１０１の操作により、入力部１０１は図４に示す指示信号５０２を出力する。第１制御部１０２Ａは、入力部１０１から指示信号５０２を入力した後に、起動信号５０４を信号送信部１０２Ｂへ出力する。信号送信部１０２Ｂは、起動信号５０４を第１周波数信号あるいは第２周波数信号に変換して、第２通信装置２０１へと送信する。この時、信号受信部２０１Ａは動作しておらず、起動信号検知器２０１Ｃは起動している。また、切替スイッチ２０１Ｇにより、第１周波数信号Ｓｆ_１と第２周波数信号Ｓｆ_２のいずれか一方あるいは両方が起動信号検知器２０１Ｃへ供給される。起動信号検知器２０１Ｃは、第１周波数信号あるいは第２周波数信号を受信し、図４に示す第３受信信号Ｓ_３を第２制御部２０１Ｂへ出力する。なお、第３受信信号Ｓ_３は、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２に対応して生成される。そして、第２制御部２０１Ｂは、第３受信信号Ｓ_３に基づいて、図４に示す第２制御信号Ｓｃ_２を信号受信部２０１Ａへ出力する。その結果、信号受信部２０１Ａは、第２制御信号Ｓｃ_２によって起動する。

この際、第２制御部２０１Ｂは、図４に示す第３制御信号Ｓｃ_３を切替スイッチ２０１Ｇの接続切替端子へと供給する。この構成により、切替スイッチ２０１Ｇは、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２を信号受信部２０１Ａへ供給するように切り替えられる。その結果、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２は、信号受信部２０１Ａへと入力される。

起動信号検知器２０１Ｃは、入力された第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２が所定のレベル（振幅）以上である場合に、第３受信信号Ｓ_３を出力する構成であることが好ましい。この場合、起動信号検知器２０１Ｃは、たとえば、検波器によって構成できる。したがって、起動信号検知器２０１Ｃの電力の消費量を削減できる。

この構成により、第２制御部２０１Ｂは、図４に示す第３受信信号Ｓ_３に基づいて、信号受信部２０１Ａを起動できる。たとえば、第２制御部２０１Ｂは、第３受信信号Ｓ_３の入力を検知した場合に、第２制御信号Ｓｃ_２を出力してもよい。この場合、起動信号検知器２０１Ｃへ入力された第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２が所定のレベル（振幅）以上である場合に、第２制御部２０１Ｂから第２制御信号Ｓｃ_２を出力する。

なお、図４において、送信データ５０１の信号のレベル（振幅）は、起動信号５０４の信号のレベル（振幅）以上であることが好ましい。さらに、信号送信部１０２Ｂから送信される第１周波数信号Ｓｆ_１のレベル（振幅）は、第２周波数信号Ｓｆ_２のレベル（振幅）と同じであることが好ましい。この構成により、起動信号検知器２０１Ｃは、送信データ５０１にも基づいて第３受信信号Ｓ_３を出力できる。したがって、第２制御部２０１Ｂは、起動信号５０４を受信できなかった場合でも、送信データ５０１によって信号受信部２０１Ａを起動できる。ここで、「起動信号５０４を受信できなかった場合」とは、たとえば、他の機器からの指示信号が起動信号５０４と同じ周波数であり、起動信号に妨害が発生した場合などが考えられる。

また、第２制御部２０１Ｂは、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２のレベル（振幅）に基づいて第２制御信号Ｓｃ_２を出力する構成に限られず、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２の信号長によって、第２制御信号Ｓｃ_２を出力する構成でも良い。図４に示す第３受信信号Ｓ_３の信号長は、入力された第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２が規定以上のレベル（振幅）となった時点から、規定未満のレベル（振幅）になった時点までの長さによって決定される。そこで、第２制御部２０１Ｂは、図４に示す第３受信信号Ｓ_３の信号長が、あらかじめ定められた時間よりも長いと判定した場合に、信号受信部２０１Ａを起動しても良い。

この場合、送信データ５０１の信号長は、起動信号５０４の信号長以上であることが好ましい。すなわち、送信データ５０１の信号長は、第３受信信号Ｓ_３の信号長以上であることが好ましい。この構成により、起動信号検知器２０１Ｃは、送信データ５０１でも信号受信部２０１Ａを起動できる。したがって、起動信号検知器２０１Ｃが起動信号５０４を検知できなかった場合でも、送信データ５０１によっても信号受信部２０１Ａを起動できる。

以上の構成により、第２制御部２０１Ｂは、第３受信信号Ｓ_３の入力によって、第２制御信号Ｓｃ_２を信号受信部２０１Ａに出力し、信号受信部２０１Ａを起動する。さらに、第２制御部２０１Ｂは、第３制御信号Ｓｃ_３を切替スイッチ２０１Ｇへと出力し、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２を信号受信部２０１Ａに供給する。この動作により、信号受信部２０１Ａは、第１周波数信号Ｓｆ_１あるいは第２周波数信号Ｓｆ_２を受信できる状態となる。

第１制御部１０２Ａは、起動信号５０４を出力してから、所定時間が経過した後に、送信データ５０１を信号送信部１０２Ｂへ出力する。信号送信部１０２Ｂは、送信データ５０１を、第１周波数の第１周波数信号Ｓｆ_１と、第２周波数の第２周波数信号Ｓｆ_２に変換して、信号受信部２０１Ａへ送信する。そして、第２制御部２０１Ｂは、第１受信信号Ｓ_１あるいは第２受信信号Ｓ_２において正しい識別信号５０３を検知した場合に、指示信号５０２に応じた第１制御信号Ｓｃ_１を出力する。また、このようにして、送信データ５０１が正しく受信された場合、第２通信装置２０１は、返答部２０１Ｅから返答信号５０５を第３受信器１０２Ｄへと送信する。さらに、第２制御部２０１Ｂは、第２制御信号Ｓｃ_２の出力を変化あるいは停止して、信号受信部２０１Ａの動作を停止する。

次に、第１回目の通信が失敗した場合について説明する。図５は、通信システム２４の他の動作に関するタイミングチャートである。第１制御部１０２Ａは、図５に示す送信データ５０１を信号送信部１０２Ｂへ出力してから、所定時間（第１の時間）の間に、返答信号５０５を検知しなかった場合、送信データ５０１を第１再送データとして、信号送信部１０２Ｂへ再度出力する。そして、第１制御部１０２Ａは、返答信号５０５を検知するまで、上記動作を繰り返す。

なお、図５は、他の通信システムなどによる妨害が２回発生し、３回目の再々送信で通信できた場合を示している。妨害が生じた場合、第２制御部２０１Ｂは、第１受信信号Ｓ_１と第２受信信号Ｓ_２のいずれにも識別信号５０３が含まれることを検知できない可能性がある。第２制御部２０１Ｂが識別信号５０３を検知できなかった場合、第１通信装置１０２は、所定時間（第１の時間）が経過した時点からさらに一定時間（待機時間）が経過した後に、再送データとして、図３に示す送信データ５０１を第１周波数信号Ｓｆ_１２と第２周波数信号Ｓｆ_２２へと変換して送信してもよい。ここで、待機時間とは、図５における第１の待機時間Ｔ１や第２の待機時間Ｔ２である。図５において、第１の待機時間Ｔ１と第２の待機時間Ｔ２の長さは異なっているが、第１の待機時間Ｔ１と第２の待機時間Ｔ２は同じ長さであってもよい。なお、待機時間の起点は、例えば、第１通信装置１０２と第２通信装置２０１との通信の完了時点である。ただし、待機時間の起点は、通信の完了時点に限られず、第１制御部１０２Ａが入力部１０１から指示信号５０２を入力した時点や、第１制御部１０２Ａが送信データ５０１を信号送信部１０２Ｂへ出力した時点でもよい。あるいは、信号送信部１０２Ｂが第１周波数信号Ｓｆ_１を送信した時点や、信号送信部１０２Ｂが第２周波数信号Ｓｆ_２を送信した時点でも構わない。

以上の構成により、図２に示すように、第１通信装置１０２と第２通信装置２０１は、第１周波数ｆ_１と第２周波数ｆ_２によって図５に示す送信データ５０１を通信する。たとえば、第１通信装置１０２は、図５に示す送信データ５０１を第１周波数ｆ_１で送信し、さらに第２周波数ｆ_２でも送信できる。このように、第１通信装置１０２は、複数の周波数で送信データ５０１を送信できるので、他の通信システムの送信による妨害の発生を抑制できる。すなわち、本実施の形態では、複数の周波数のうちの一つでも妨害されずに送信できればよい。よって、従来のように、妨害を回避するために、待機時間をランダムにする必要がない。待機時間を、ランダムでなく所定の時間に設定できるので、待機時間を短くできる。信号受信部２０１Ａが受信動作している時間を短くできるので、信号受信部２０１Ａが消費する電力は少なくなる。したがって、操作装置２２は、小さな電力量しか得られない自立型の発電器１０２Ｅによっても動作できる。

なお、上記の所定の時間（待機時間）は、それぞれの遠隔操作装置２１ごとに異なっているのが好ましい。言い換えれば、図１に示す遠隔操作装置２１Ａと遠隔操作装置２１Ｂは、それぞれ異なる待機時間を有しているのが好ましい。すなわち、それぞれの遠隔操作装置２１は、待機時間として、固有の時間を有しているのが好ましい。遠隔操作装置２１は、固有の識別番号を有しており、識別信号５０３は、識別番号に対応している。よって、それぞれの遠隔操作装置２１は、識別番号に基づいた待機時間を有しているのが好ましい。複数の遠隔操作装置２１は、それぞれ固有の待機時間を有しているので、複数の遠隔操作装置２１は１回目は同じ時刻に動作したとしても、２回目以降に複数の遠隔操作装置２１が同じ時刻で動作する確率は減少する。すなわち、複数の送信器から、全く同じタイミングで、かつ同じ周波数で送信された場合に限り妨害が発生するが、２回目以降のタイミングをずらすことにより、妨害の発生が抑制される。

なお、第１制御部１０２Ａが、送信データ５０１を出力する最大回数を設定しておいても良い。例えば、最大回数を３回に設定しておくと、第１制御部１０２Ａは、図５に示すように、送信データ５０１を最大で３回繰り返して出力する。そして、第１制御部１０２Ａは、送信データ５０１を３回出力した後で送信データ５０１の出力を停止する。そのために、第１制御部１０２Ａは、所定の時間の間、入力部１０１から出力される指示信号５０２を無視あるいは受付けない。すなわち、最大回数に到達するよりも前に通信が成功した場合、第１制御部１０２Ａは、通信が成功するまでの間、指示信号５０２を受付けない。また、最大回数に到達しても通信が成功しなかった場合、第１制御部１０２Ａは、最大回数の送信が完了するまでの時間、指示信号５０２を受付けない。この構成により、第２制御部２０１Ｂは、指示信号５０２を誤って判定することを抑制できる。

また、送信データ５０１は、操作者による入力部１０１の操作回数に応じた図３に示す操作回数信号５０６を有するのが好ましい。この構成により、第２制御部２０１Ｂは、操作回数を検知できる。

なお、図５に示すように、第１制御部１０２Ａは、送信データ５０１を信号送信部１０２Ｂへ出力してから所定時間の間に、返答信号５０５を検知しなかった場合、さらに第１の待機時間Ｔ１の経過後に第１再送データを信号送信部１０２Ｂへ出力する構成としてもよい。なお、第１制御部１０２Ａは、第１の待機時間Ｔ１を、識別信号５０３に対応して設定することが好ましい。この構成により、第１の待機時間Ｔ１は、識別信号に応じて異なった時間に設定できる。したがって、信号送信部１０２Ｂが送信データ５０１を送信する間隔と、他の通信システムが他の送信データを送信する間隔とをずらすことができる。したがって、他の通信装置による妨害の発生を抑制できる。

さらに、図５に示すように、第１制御部１０２Ａは、第１再送データを信号送信部１０２Ｂへ出力してから、所定時間の間に、返答信号５０５を検知しなかった場合、さらに第２の待機時間Ｔ２を待った後に、送信データ５０１を第２再送データとして再度、図２に示す信号送信部１０２Ｂへと出力してもよい。その結果、信号送信部１０２Ｂは、第１周波数の第１周波数信号Ｓｆ_１３と第２周波数信号Ｓｆ_２３とを送信する。この場合、第１制御部１０２Ａは、第２の待機時間Ｔ２も識別信号５０３に対応して設定するのが好ましい。なお、第１制御部１０２Ａは、第１の待機時間Ｔ１を長く設定した場合に、第２の待機時間Ｔ２を短く設定してもよい。逆に、第１制御部１０２Ａは、第１の待機時間Ｔ１を短く設定した場合に、第２の待機時間Ｔ２を長く設定してもよい。すなわち第１制御部１０２Ａは、第１の待機時間Ｔ１と第２の待機時間Ｔ２が異なるように、第１の待機時間Ｔ１および第２の待機時間Ｔ２を、識別信号５０３に基づいて設定してもよい。

この構成により、第１の待機時間Ｔ１や第２の待機時間Ｔ２は、第１制御部１０２Ａにおいて、標準時間を識別番号あるいは識別信号５０３によって補正して得ることができる。第１の待機時間Ｔ１は、たとえば標準時間に識別番号あるいは識別信号５０３を乗算して得ても良い。この場合、第２の待機時間Ｔ２は、たとえば、標準時間を識別番号あるいは識別信号５０３で除算して得られる。あるいは、第１の待機時間Ｔ１は、標準時間を識別番号あるいは識別信号５０３で除算して得ても良い。この場合、第２の待機時間Ｔ２は、たとえば、標準時間に識別番号あるいは識別信号５０３を乗算して得られる。あるいは、第１の待機時間Ｔ１は、たとえば標準時間に識別番号あるいは識別信号５０３を加算して得ても良い。この場合、第２の待機時間Ｔ２は、たとえば、標準時間から識別番号あるいは識別信号５０３を減算して得られる。あるいは、第１の待機時間Ｔ１は、標準時間から識別番号あるいは識別信号５０３を減算して得ても良い。この場合、第２の待機時間Ｔ２は、たとえば、標準時間に識別番号あるいは識別信号５０３を加算して得られる。以上の構成により、第１の待機時間Ｔ１と第２の待機時間Ｔ２を異なる時間にできるので、他の通信システムからの送信による妨害の発生をさらに抑制できる。

図６は、信号送信部１０２Ｂのブロック図の例である。信号送信部１０２Ｂは、第１周波数信号Ｓｆ_１を生成する指示通信装置１０２Ｂ_１と、第２周波数信号Ｓｆ_２を生成する指示通信装置１０２Ｂ_２とを有していてもよい。なお、発信器１０２Ｂ_３は指示通信装置１０２Ｂ_１へ第１周波数の信号を供給し、かつ指示通信装置１０２Ｂ_２へ第２周波数の信号を供給する。

以上のように本開示の第１通信装置は、第１回目の送信データを第１周波数で送信し、第２回目の送信データを第２周波数で送信できるので、他の通信システムの送信による妨害の発生を抑制できる。また、待機時間を、ランダムでなく一定時間に設定できるので、待機時間を短くできる。第１受信器や第２受信器は、受信している時間を短くできるので、第２通信装置の消費電力を少なくできる。

本開示にかかる通信システムは、通信時の妨害の発生を抑制でき、かつ消費する電力を削減できるという効果を有し、無線で被操作対象を操作する、電池や蓄電池駆動の機器等に用いると有用である。

２１ 遠隔操作装置
２１Ａ 遠隔操作装置
２１Ｂ 遠隔操作装置
２２ 操作装置
２２Ａ 操作装置
２２Ｂ 操作装置
２３ 被操作装置
２３Ａ 被操作装置
２３Ｂ 被操作装置
２４ 通信システム
１０１ 入力部
１０２ 第１通信装置
１０２Ａ 第１制御部
１０２Ｂ 信号送信部
１０２Ｃ_１ アンテナ
１０２Ｃ_２ アンテナ
１０２Ｄ 第３受信器
２０１ 第２通信装置
２０１Ａ 信号受信部
２０１Ａ_１ 第１受信器
２０１Ａ_２ 第２受信器
２０１Ｂ 第２制御部
２０１Ｃ 起動信号検知器
２０１Ｄ アンテナ
２０１Ｄ_１ アンテナ
２０１Ｄ_２ アンテナ
２０１Ｄ_３ アンテナ
２０１Ｅ 返答部
２０１Ｆ フィルタ
２０１Ｇ 切替スイッチ
２０２ 被制御部
３０１ プリアンブル
３０２ 同期信号
３０３ 制御信号
３０４ 再送回数信号
３０５ 誤り検出信号
５０１ 送信データ
５０２ 指示信号
５０３ 識別信号
５０４ 起動信号
５０５ 返答信号
５０６ 操作回数信号
６０１ 信号
６０２ 信号
６０３ 信号
６０４ 信号
６０５ 信号
７０１ 信号
７０２ 信号
７０３ 信号
７０４ 信号
７０５ 信号
７０６ 信号
ｆ_１ 第１周波数
ｆ_２ 第２周波数
Ｓ_１ 第１受信信号
Ｓ_２ 第２受信信号
Ｓ_３ 第３受信信号
Ｓ_４ 第４受信信号
Ｓｃ_１ 第１制御信号
Ｓｃ_２ 第２制御信号
Ｓｃ_３ 第３制御信号
Ｓｆ_１ 第１周波数信号
Ｓｆ_１２ 第１周波数信号
Ｓｆ_１３ 第１周波数信号
Ｓｆ_２ 第２周波数信号
Ｓｆ_２２ 第２周波数信号
Ｓｆ_２３ 第２周波数信号
Ｓｆ_３ 第３周波数信号
Ｔ１ 第１の待機時間
Ｔ２ 第２の待機時間

Claims (8)

1. 識別番号に対応する識別信号を含む送信データを出力する第１制御部と、
   前記送信データを入力し、第１周波数信号と、前記第１周波数信号と周波数が異なる第２周波数信号に変換して送信する信号送信部と、
   前記送信データに基づいて生成された、前記第１周波数信号および前記第２周波数信号と周波数が異なる第３周波数信号を受信し、返答受領信号に変換し、前記第１制御部へ出力する第３受信器と、を備え、
   前記第１制御部は、
   前記送信データを前記信号送信部へ出力してから、第１の時間の間に、前記返答受領信号を検知しなかった場合、前記第１の時間が経過した時点からさらに第１の待機時間が経過した後に、前記送信データを再度第１再送データとして前記信号送信部へ出力し、
   前記第１再送データを前記信号送信部へ出力してから、第２の時間の間に、前記返答受領信号を検知しなかった場合に、前記第２の時間を経過した時点からさらに第２の待機時間が経過した後に、前記送信データを再度、第２再送データとして、前記信号送信部へ出力し、
   標準時間を前記識別番号あるいは前記識別信号の少なくとも一方によって補正して、前記第１の待機時間と前記第２の待機時間のうちのいずれか一方を前記標準時間より長くし、他方を前記標準時間よりも短くなるように設定する、
   送信装置。
2. 前記信号送信部は、前記第１周波数信号の送信を開始した後、前記第２周波数信号の送信を開始する、
   請求項１に記載の送信装置。
3. 前記信号送信部は、前記第１周波数信号の送信が完了した後に、前記第２周波数信号を送
   信する、
   請求項２に記載の送信装置。
4. 前記信号送信部は、前記第１周波数信号を送信する第１の送信器と、
   前記第２周波数信号を送信する第２の送信器と、を有する、
   請求項１に記載の送信装置。
5. 第１周波数信号と、前記第１周波数信号と周波数が異なる第２周波数信号とを入力し、前記第１周波数信号に基づいて第１受信信号を出力し、かつ、前記第２周波数信号に基づいて第２受信信号を出力する信号受信部と、
   前記第１受信信号と前記第２受信信号とが入力され、前記第１受信信号と前記第２受信信号の少なくともいずれか一方が送信データを有する場合に、第１制御信号を出力する第２制御部と、
   前記第１周波数信号および前記第２周波数信号の少なくともいずれか一方を入力し、前記第１周波数信号および前記第２周波数信号の少なくともいずれか一方が所定の振幅以上である場合に、第３受信信号を前記第２制御部へと出力する起動信号検知器と、
   を備え、
   前記第２制御部は、前記第１周波数信号あるいは前記第２周波数信号が所定のレベル以上であり、かつ、前記第３受信信号の信号長が所定の長さ以上である場合に、前記信号受信部を起動し、
   前記所定の長さは、前記送信データの信号長の信号長と等しくした、
   受信装置。
6. 返答部と、
   前記第１周波数信号および前記第２周波数信号を通過させ、かつ前記第３周波数信号を減衰させるフィルタと、をさらに備え、
   前記第２制御部は、前記第１受信信号と前記第２受信信号の少なくともいずれか一方が識別信号を有すると判定した場合、返答信号を前記返答部に出力し、
   前記返答部は、前記返答信号を、前記第１周波数信号および前記第２周波数信号と周波数が異なる第３周波数信号に変換する、
   請求項５に記載の受信装置。
7. 請求項１に記載の送信装置と、
   前記送信装置から送信された第１周波数信号と第２周波数信号とを入力し、前記第１周波数信号に基づいて第１受信信号を出力し、かつ、前記第２周波数信号に基づいて第２受信信号を出力する信号受信部と、
   前記第１受信信号と前記第２受信信号とを入力する第２制御部と、
   を有する受信装置と、
   を備え、
   前記第２制御部は、前記第１受信信号と前記第２受信信号の少なくともいずれか一方が前記送信データを有する場合に、第１制御信号を出力する、
   通信システム。
8. 識別信号を有する送信データを出力する第１制御部と、
   前記送信データを入力し、第１周波数信号と、前記第１周波数信号と周波数が異なる第２周波数信号に変換して送信する信号送信部と、
   を有する送信装置と、
   第２制御部を含む請求項５に記載の受信装置と、
   を備え、
   前記第２制御部は、前記第１受信信号と前記第２受信信号の少なくともいずれか一方が前
   記送信データを有する場合に、第１制御信号を出力する、
   通信システム。
   

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