JPWO2011039938A1 - 無線デバイス、およびこれを用いた無線装置、ならびに無線システム - Google Patents

Abstract

無線デバイスであって、第１受信ブロックは、第１送信ブロックが信号の送信を行う前に、妨害波の状態を確認するキャリアセンシング作業を実施し、第１受信ブロックは、妨害波の状態が所定範囲内であることを確認した場合に、第１受信ブロックの動作を停止するとともに、第１送信ブロックは信号を送信し、キャリアセンシング作業の結果、妨害波の状態が所定範囲外であることを確認した場合に、再度、キャリアセンシング作業を実施するリトライ作業を行う。

Description

本発明は、親機と信号の送受信を行う無線デバイス、およびこれを用いた無線装置、ならびにこれを用いた無線システムに関する。

従来の無線システムについて説明する。従来の無線システムにおいて、親機と子機（無線装置）とは、互いに無線により信号の送受信を行っている。親機から無線装置へ信号を送信する際に使用される周波数帯域と、無線装置から親機へ信号を送信する際に使用される周波数帯域とは同じである。

ここで、親機が無線装置の動作内容を制御したい場合、親機の制御部がその制御コマンドを含む変調信号（上記の周波数帯域内の信号）を生成し、アンテナを介して無線装置へ送信する。変調信号は、無線装置のアンテナで受信された後、制御部において復調される。そして、受信装置の制御部は親機から送られた制御コマンドを把握し、その制御コマンドに対応した動作内容を実施する。

このような従来の無線システムにおいて、親機が無線装置の動作内容を制御する場合、無線装置において、親機から送られた変調信号を復調し、制御コマンドを読解するためには、無線装置は、親機が送信動作時に必ず受信状態でなければならない。親機は、送信動作、受信動作を交互に繰り返しているため、無線装置はマージンを取る意味で、親機が信号を送信する時間間隔よりも長い時間、受信部を動作させておく必要がある。このため、この作業中、無線装置は大きな電力を消費してしまうという課題を有していた。

なお、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８−２６５８２３号公報

本発明は、上述の課題に鑑み、少ない電力消費量にて、親機が無線装置の動作を制御できる無線デバイス、およびこれを用いた無線装置、ならびにこれを用いた無線システムを実現するものである。

本発明の無線デバイスは、第１受信ブロックと第１送信ブロックとを備え、同一の周波数帯域において無線信号の送受信を行う無線デバイスにおいて、第１受信ブロックは、第１送信ブロックが信号の送信を行う前に、周波数帯域の妨害波の状態を確認するキャリアセンシング作業を実施し、第１受信ブロックは、キャリアセンシング作業の結果、妨害波の状態が所定範囲内であることを確認した場合に、第１受信ブロックの動作を停止するとともに、第１送信ブロックは信号を送信し、第１受信ブロックは、キャリアセンシング作業の結果、妨害波の状態が所定範囲外であることを確認した場合に、第１受信ブロックの動作を停止し、所定期間経過後、再度、キャリアセンシング作業を実施するリトライ作業を行い、第１受信ブロックおよび第１送信ブロックの少なくとも一方は、リトライ作業が所定回数実施された場合に、予め決められた動作を実施するものである。

図１は、本発明の実施の形態における無線システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態における、リトライ作業を行わない場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ１を説明するための図である。 図３は、本発明の実施の形態における、リトライ作業を行う場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ２を説明するための図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における無線デバイス、およびそれを用いた無線装置、ならびにそれを用いた無線システムについて、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態における無線システムの構成を示すブロック図である。図１に示したように、無線システム５０は、親機１０、および、子機である無線装置９を備えている。

無線装置９は、第１受信ブロック２と第１送信ブロック３とを有する第１無線デバイス１、第１受信ブロック２および第１送信ブロック３へクロックを送信する第１クロックデバイス４、ならびに、少なくとも第１受信ブロック２および第１送信ブロック３へ電力を供給する第１電源部５を備える。第１受信ブロック２および第１送信ブロック３は、第１スイッチ共用器６と接続される。第１スイッチ共用器６は第１フィルタ７と接続され、さらに、第１フィルタ７は第１アンテナ８と接続される。

親機１０は、第２受信ブロック１２と第２送信ブロック１３とを有する第２無線デバイス１１、第２受信ブロック１２および第２送信ブロック１３へクロックを送信する第２クロックデバイス１４、ならびに、少なくとも第２受信ブロック１２および第２送信ブロック１３へ電力を供給する第２電源部１５を備える。第２受信ブロック１２および第２送信ブロック１３は、第２スイッチ共用器１６と接続される。第２スイッチ共用器１６は第２フィルタ１７と接続され、さらに、第２フィルタ１７は第２アンテナ１８と接続される。

親機１０と無線装置９とは互いに無線により信号の送受信を行っている。親機１０から無線装置９へ信号を送信する際に使用される周波数帯域と、無線装置９から親機１０へ信号を送信する際に使用される周波数帯域とは、同じ周波数帯域Ａを用いている。

これにより、第１フィルタ７と第２フィルタ１７とは、同様の特性を有するフィルタを用いることができる。また、第１アンテナ８と第２アンテナ１８とは、同様の特性を有するアンテナを用いることができる。さらに、第１スイッチ共用器６と第２スイッチ共用器１６も、同様の特性を有するスイッチ共用器を用いることができる。

第１スイッチ共用器６は、第１フィルタ７と接続する先を、第１受信ブロック２および第１送信ブロック３の間で時間的に切替える機能を有している。また、第２スイッチ共用器１６は、第２フィルタ１７と接続する先を、第２受信ブロック１２および第２送信ブロック１３の間で時間的に切替える機能を有している。

第１電源部５は電池により構成されていると共に、無線装置９は親機１０と比較して小型になるように設計されている。また、無線装置９が、少なくとも第１送信ブロック３に接続されたセンサ部（図示せず）を備える構成であってもよい。センサ部により検出された検出データは、任意の時間にセンサ部から第１送信ブロック３へ入力される。ここで、センサ部は、人体または動物等の生体情報等の検出や、周囲環境の状態の検出等を行うための小型センサ装置を含む。

そして、検出データは、第１スイッチ共用器６、第１フィルタ７、および第１アンテナ８を介して、第２アンテナ１８へ上記周波数帯域を用いて無線送信され、親機１０が有する記憶部（図示せず）に記録される。

第１無線デバイス１は、センサ部が検出した検出データ等の信号を第１送信ブロック３から送信する前に、第１受信ブロック２により、帯域Ａの妨害波の状態を確認するキャリアセンシング作業を実施する。ここで、キャリアセンシング作業とは、第１アンテナ８、第１フィルタ７および第１スイッチ共用器６を介して第１受信ブロック２へ入力される、帯域Ａ内の妨害波の状態を確認する作業のことをいうものとする。なお、本明細書において、妨害波の状態とは、妨害波の平均電力レベルのことをいうが、その他、妨害波の瞬時電力レベルや帯域Ａ内での電力分布の様子等であってもよい。

キャリアセンシング作業を行うことにより、復調等の消費電力の大きな信号処理の動作時間を短くすることができるとともに、キャリアセンシング作業自体においては、少ない消費電力で電力値等を検出可能である。よって、第１受信ブロック２を、キャリアセンシング作業時に使用される電力検出回路（図示せず）と、親機１０と無線装置９との間でリンク構築作業等を行う際に、親機１０からの信号を受信し復調する復調回路（図示せず）とを有する構成とし、キャリアセンシング作業時には、電力検出回路のみを動作させる構成としてもよい。これにより、消費電力の低い無線デバイスを実現できる。

ここで、第１無線デバイス１が信号の送信を行う前に、第１受信ブロック２により帯域Ａの妨害波の状態を確認するキャリアセンシング作業を実施する理由について説明する。例えば、親機１０と無線通信を行う子機が無線装置９以外にも多数存在する場合、無線装置９以外の子機が親機１０に対して帯域Ａを用いて信号を送信している期間に、無線装置９も帯域Ａを用いて親機１０に対して信号を送信してしまう状況が発生し得る。

このような状況下においては、帯域Ａにおける同期間に２つの信号が混在するため、親機１０は両者の信号を受信する事ができなくなる。これを避けるため、第１無線デバイス１は、信号送信の前にキャリアセンシング作業を行い、帯域Ａに他の子機の信号（無線装置９にとっては妨害波）が検出された場合には、信号を送信しないものとする。なお、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を実施している間は、その他の不要な回路ブロック（第１送信ブロック３の変調回路、センサ部等）の動作を停止してもよい。これにより消費電力の小さい無線装置９を実現できる。

第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を行った結果、帯域Ａに存在する妨害波の状態が所定範囲内であることが確認できた場合には、第１受信ブロック２は動作を停止すると共に、第１送信ブロック３は信号を送信し、第１スイッチ共用器６、第１フィルタ７、第１アンテナ８を介して、親機１０へ信号が伝達される。第１受信ブロック２は、必要時（例えば、キャリアセンシング作業時等）以外は、動作を停止すると共に、第１送信ブロック３についても、必要時（例えば、信号の送信作業時等）以外は、動作を停止するので、消費電力の少ない無線装置を実現できる。

なお、「帯域Ａに存在する妨害波の状態が所定範囲内である」とは、妨害波の状態が、無線装置９と親機１０との帯域Ａを用いた無線通信が可能となる範囲であることを指している。例えば、キャリアセンシング作業時に第１受信ブロック２が検出した帯域Ａ内の妨害波の平均電力値が、−８０ｄＢｍ以下という様に、予め決められた数値範囲内であることを指す。なお、この数値範囲は、無線装置９の使用環境（室温や親機１０との通信距離等）の変化等に基づいて、随時、適当な範囲に変更してもよい。これにより、親機１０と無線装置９との間の無線通信を良好に維持できる。

一方、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を行った結果、帯域Ａにおける妨害波の状態が所定範囲外であることが確認できた場合には、第１受信ブロック２は、その動作を停止する。そして、所定期間経過後、第１受信ブロック２は、再度、キャリアセンシング作業を実施するリトライ作業を行う。

ここで、リトライ作業とは、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を停止した後、第１送信ブロック３が信号の送信作業を行わない場合に、キャリアセンシング作業の停止から所定期間が経過した後、再度、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を実施し、帯域Ａの妨害波の状態が所定範囲内であるか、または所定範囲外であるかを確認する作業を指すものとする。

このようなリトライ作業を行うことにより、第１無線デバイス１は、親機１０と良好に無線通信を行う事ができるタイミングを見つける事が可能となる。

なお、リトライ作業を行うまでの「所定期間」とは、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を停止後、第１送信ブロック３が信号の送信作業を行わない場合に、キャリアセンシング作業停止後、再度、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を開始するまでの期間を指している。

例えば、第１電源部５が電池で構成されている場合、この所定期間を設けずにキャリアセンシング作業を継続すると、電池の電圧が降下し続けて無線装置９の動作が不安定となる可能性がある。第１無線デバイス１では、所定期間、キャリアセンシング動作を停止させる事により、その期間、電池の電力消費が少なくなり、キャリアセンシング動作期間中に降下した電圧値を、概ね元の電圧値に戻すことができる。よって、無線装置９の動作を安定化させることができる。

なお、上述の所定期間は、固定値でもよいし、無線装置９の使用環境（室温等）の変化や、第１電源部５の蓄積エネルギー量の変化等から随時、第１受信ブロック２により適当な値に変更されてもよい。これは、使用温度や電池のエネルギー残量により、降下した電圧値が復元するための期間が変化するためである。

これらを考慮して随時、所定期間が調整されると、より動作の安定な無線装置９を実現できる。この実現のため、第１受信ブロック２が、温度センサ（図示せず）や第１電源部５に設けられた電池のエネルギー残量センサ（図示せず）と接続される構成としてもよい。

第１無線デバイス１は、リトライ作業を所定回数実施した場合に、予め決められた動作を実施する。ここで、「予め決められた動作」とは、例えば、第１受信ブロック２の動作・機能を停止することや、第１送信ブロック３の動作・機能を停止すること、または、第１送信ブロック３の送信出力を所定値だけ上げることや、逆に所定値だけ下げること、さらには、第１受信ブロック２のローノイズアンプ（図示せず）の特性を変更すること等を含んでいる。

一例として、第１無線デバイス１の予め決められた動作が、「リトライ作業を３回続けた後、４回目のリトライ作業で妨害波が所定範囲内であることが確認された場合（リトライ作業の連続回数が４回の場合）、第１送信ブロック３の送信出力を４ｄＢ上げること」である場合を仮定する。

このとき、例えば、親機１０の第２送信ブロック１３が妨害波を送信し、無線装置９の第１受信ブロック２にリトライ作業を３回続けさせた後、第２送信ブロック１３は妨害波の送信を一時止めることにより、第１受信ブロック２の４回目のリトライ作業時に、妨害波が所定範囲内となる状況を作ることができる。さらに、第２送信ブロック１３は、第１受信ブロック２の４回目のリトライ作業が終わった後、再度、妨害波を送信し、第１受信ブロック２にリトライ作業を３回続けさせた後に、妨害波の送信を停止する。これにより、第１送信ブロック３は、リトライ作業の連続回数が４回となる度に、上述のあらかじめ決められた動作に基づいて、送信出力を４ｄＢ上げる。

このように、親機１０は、結果的に、第１送信ブロック３の送信出力を４ｄＢずつ上げる制御を行う事ができる。親機１０は、妨害波の送信時間を調整制御する事により、第１受信ブロック２のリトライ作業の連続回数を制御する。その結果、親機１０は、第１無線デバイス１の動作制御を行うことができる。この制御を行うために、親機１０は、予め第１受信ブロック２の連続されるリトライ作業の時間間隔やあらかじめ決められた動作の内容等を知っておく必要がある。

なお、第１無線デバイス１について、あらかじめ決められた動作の内容が複数あり、リトライ作業の連続回数により、それぞれの動作内容が割り当てられていてもよい。例えば、第１受信ブロック２のリトライ作業の連続回数が３回の場合には、第１受信ブロック２のローノイズアンプ（図示せず）のＮＦ（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ）特性を０．５ｄＢ向上させ、第１受信ブロック２のリトライ作業の連続回数が４回の場合には、第１受信ブロック２の動作および第１送信ブロック３の動作を停止させるといった内容とすることができる。

これにより、親機１０は、妨害波の送信期間を調整することにより、無線装置９の動作を柔軟に制御する事が可能となり、使い易い無線システム５０を実現できる。

また、連続されるリトライ作業の時間間隔を、随時変化させても良い。例えば、リトライ作業の連続回数が２回目までは、０．３秒おきにリトライ作業を実施し、リトライ作業の連続回数が２回を超えた時点から０．１５秒おきにリトライ作業を実施することができる。

親機１０と複数の子機で通信を行っている場合に、他の子機の送信信号が原因で生ずるリトライ作業は、リトライ作業の連続回数が増えるに従い、その発生する確率が下がっていく。一方、親機１０が子機の動作を制御する為に送信する妨害波が原因で生ずるリトライ作業は、リトライ作業の連続回数が増えても、制御が行われるまでは、リトライ作業が発生する確率は１００％で維持され、下がらない可能性が高い。

よって、リトライ作業の連続回数が増えれば増えるほど、親機１０が第１無線デバイス１を制御しようとしている確率が高くなるといえる。このような場合には、キャリアセンシング作業の時間頻度を高く（一定時間中にキャリアセンシング作業を行う回数を多くすることであり、前述の「所定期間」を短くする事と等しい。）しても、帯域Ａの妨害波が所定範囲内となる可能性は低いため、親機１０と無線装置９との間の無線通信に与える影響は小さい。キャリアセンシング作業の時間頻度を高くすることによって、親機１０が第１無線デバイス１の動作を制御する際のレスポンス時間を短縮できる。

同様に、リトライ作業の連続回数が増えるとともにキャリアセンシング作業の期間を短くする構成としてもよい。これも、リトライ作業の連続回数が増えれば増えるほど、親機１０が第１無線デバイス１を制御しようとしている確率が高くなるためである。このような場合、キャリアセンシング作業の期間を短くしても、帯域Ａの妨害波が所定範囲内となる可能性は低いため、親機１０と無線装置９との間の無線通信に与える影響は小さい。キャリアセンシング作業の期間を短くすることによっても、親機１０が第１無線デバイス１の動作を制御する際のレスポンス時間を短縮できる。

また、リトライ作業の連続回数に上限を設け、リトライ作業の連続回数が上限値に達する場合（リトライ作業を上限回数分連続で行っても、妨害波の状態が所定範囲外である場合）、第１無線デバイス１の動作内容を強制的に予め決められた動作に変更する構成としてもよい。

例えば、リトライ作業の連続回数の上限値を５回とし、その場合の第１無線デバイス１のあらかじめ決められた動作の内容が、第１受信ブロック２の消費電流を０．１ｍＡ増やす事であった場合を仮定する。この場合、親機１０が第１受信ブロック２の消費電流を０．３ｍＡ増やしたいとすると、リトライ作業の連続回数が１５回以上行われる期間だけ、親機１０の第２送信ブロック１３は妨害波を出し続ければよい。あらかじめ決められた動作内容をこのように決定しておくことにより、第２送信ブロック１３は、リトライ作業を４回連続で実施させる期間だけ妨害波を送信した後、５回目のリトライ作業中は妨害波の送信を一時停止させ（リトライ作業が５回であることを確定させる為）、その後、再度、妨害波を送信する等の煩雑な作業を行う必要がなくなる。

なお、第１無線デバイス１の予め決められた動作内容が、第１受信ブロック２の機能および第１送信ブロック３の機能を停止することであった場合に、リトライ作業の連続回数に上限を設けておく構成は特に有用である。これは、第１受信ブロック２の機能および第１送信ブロック３の機能を停止した状態で、さらに、第１無線デバイス１が親機１０により制御されることは考えにくいためである。

無線装置９が、図１に示したように、第１無線デバイス１、第１受信ブロック２および第１送信ブロック３と接続された第１クロックデバイス４、ならびに、第１無線デバイス１および第１クロックデバイス４に接続された第１電源部５を備えた構成であるとする。この構成において、第１クロックデバイス４のクロックを用いて、リトライ作業を行わない場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ１と、リトライ作業を行う場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ２とを異ならせてもよい。

ここで、「リトライ作業を行わない場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ１」、および、「リトライ作業を行う場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ２」について、図面を用いて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態における、リトライ作業を行わない場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ１を説明するための図であり、図３は、本発明の実施の形態における、リトライ作業を行う場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ２を説明するための図である。図２および図３においては、横軸に時間を取り、第１無線デバイス１の動作の時間変化を示している。

図２に示した例では、第１受信ブロック２がキャリアセンシング作業を行っている受信期間２０の間に、妨害波の状態が所定範囲外であることが確認されなかった（所定範囲内であった）ものとする。この場合、受信期間２０の後、送信期間２１の間、第１送信ブロック３は、無線装置９のセンサ部等が検出したデータを第１スイッチ共用器６へ送信する。送信期間２１の間、第１受信ブロック２は動作を停止する。また、送信期間２１の終了時から次の受信期間２２の開始時までの期間においては、第１送信ブロック３および第１受信ブロック２が動作を停止する。

図２における、受信期間２０の開始時期から、次の受信期間２２の開始時期までの期間Ｔ１を、「リトライ作業を行わない場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ１」と定義するものとする。なお、図２の例では、受信期間２２の後の送信期間２３に、再度データの送信が行われる。

図３に示した例では、受信期間２４の間、第１受信ブロック２はキャリアセンシング作業を行い、帯域Ａにおける妨害波の状態が所定範囲外であることを確認したものとする。この場合、第１受信ブロック２は、受信期間２４終了後、一時キャリアセンシング作業を停止し、それから所定期間Ｔａが経過した後（受信期間２５の開始時期に）、再度、キャリアセンシング作業を開始する。これが、リトライ作業である。

受信期間２５の間のキャリアセンシング作業においても、帯域Ａにおける妨害波の状態が所定範囲外であった場合には、受信期間２５終了後、一時キャリアセンシング作業を停止し、それから所定期間Ｔｂが経過した後（受信期間２６の開始時期に）、再度、キャリアセンシング作業を開始する。これが、連続回数が２回目のリトライ作業である。

受信期間２６の間のキャリアセンシング作業においても帯域Ａにおける妨害波の状態が所定範囲外であった場合には、受信期間２６終了後、一時キャリアセンシング作業を停止し、それから所定期間Ｔｃが経過した後（受信期間２７の開始時期に）、再度、キャリアセンシング作業を開始する。これが、連続回数が３回目のリトライ作業である。

図３の例においては、受信期間２７の間のキャリアセンシング作業において、帯域Ａにおける妨害波の状態が所定範囲内であったため、受信期間２７終了後、第１受信ブロック２は、キャリアセンシング作業を停止する。そして、送信期間２８の開始と共に、第１送信ブロック３から第１スイッチ共用器６へ信号が送信される。この結果、リトライ作業の連続回数は３回で確定し、第１無線デバイス１は、リトライ作業の連続回数が３回の場合に実行されることが予め決められていた動作内容を実行する。

このように、キャリアセンシングのリトライ作業の連続回数を利用することにより、無線装置９は、第１受信ブロック２を短い時間動作させるだけで、動作内容を制御できるため、少ない消費電力で無線装置９を制御できる無線システム５０を実現する事が可能となる。

なお、前述の「所定期間」とは、図３における期間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを指している。前述の通り、ＴａとＴｂとＴｃの期間は同一の長さでも良いし、異なっていてもよい。また、リトライ作業の連続回数が増えるに従って所定期間が短くなる（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）構成として、親機１０が無線装置９を制御するレスポンスを早めてもよい。逆に、リトライ作業の連続回数が増えるに従い、所定間隔が長くなる（Ｔａ＜Ｔｂ＜Ｔｃ）構成として、キャリアセンシング作業の精度を向上させてもよい。

さらに、各キャリアセンシング作業における妨害波の状態に応じて、所定期間を調整してもよい。例えば、妨害波の平均受信電力が大きい場合に所定期間を長めに設定することが考えられる。

このように、図３における、受信期間２４の開始時期から受信期間２５の開始時期までの期間Ｔ２を、「リトライ作業を行う場合のキャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ２」と定義するものとする。

例えば、親機１０の近傍に、第１子機と第２子機が存在している場合（第１子機と第２子機も近接しているとする）に、第１子機である第１無線デバイス１が図２に示す動作をしていたとする。一方、第２子機は図３に示す動作をしており、図３における受信期間２４の開始時期が図２の送信期間２１の期間中であったとする。

この条件下において、もし期間Ｔ１と期間Ｔ２とが等しいとすると、第２子機はリトライ作業を複数回行ったとしても、キャリアセンシング作業時に第１子機の送信信号を毎回受信することになる（第１子機がリトライ作業を行わないという条件下において）。よって、親機は、リトライ作業の連続回数により第２子機の動作内容を制御する事が困難となる。そこで、期間Ｔ１と期間Ｔ２とを異なるものにしておけば、第２子機が第１子機の送信信号を受信し続けるという状態を回避する事ができる。

このように、期間Ｔ１と期間Ｔ２とを異ならせておくことにより、親機１０と複数の子機（無線装置９）とを用いた無線システムにおいても、子機（無線装置９）の消費電力が少ない状態で、親機１０が複数の子機（無線装置９）の動作を制御可能な無線システムを実現できる。

なお、図１に示した構成において、第１クロックデバイス４としては、水晶振動子、セラミック発振子またはＳＡＷ発振子よりもクロック精度の低い振動子を用いることができる。

この理由について説明する。親機１０と複数の子機（複数の無線装置９の事を指す）とを用いた無線システムにおいて、複数の子機の期間Ｔ１（図２参照）が同じ期間長であり、かつ、複数の子機の受信期間２０（図２参照）の開始時期が同時期であった場合には、複数の子機が、送信期間２１において、同時に信号を親機１０に送信することとなる。よって、親機１０は、それらの信号が混信して、複数の子機の信号を受信することができなくなる。

ここで、第１クロックデバイス４として、水晶振動子、セラミック発振子またはＳＡＷ発振子を使用すると、クロックの精度が非常に高いため、複数の子機の受信期間２２（図２参照）の開始時期も同時期となってしまう。その結果、送信期間２３においても、複数の子機（複数の無線装置９）が、同時に信号を親機１０に送信することになってしまう。

ここで、第１クロックデバイス４として、水晶振動子、セラミック発振子またはＳＡＷ発振子よりもクロック精度の低い振動子を用いる事により、複数の子機の子機同士のクロックが多少ずれるので、複数の子機の受信期間２２（図２参照）をずらすことができ、複数の子機が同時に信号を送信する事を回避する事ができる。第１クロックデバイス４に用いる振動子としては、例えば、抵抗とコンデンサを用いたもの（ＣＲ発振回路）や、インダクタとコンデンサを用いたもの（ＬＣ発振回路）等を用いることができる。

以上述べたように、本実施の形態の無線システム５０は、無線装置９と、無線装置９と無線通信を行う親機１０とを備えている。親機１０は、第２送信ブロック１３と第２受信ブロック１２とを有している。無線装置９が、第１送信ブロック３と接続されたセンサ部を有している場合、センサ部が検出した信号は、第１送信ブロック３から送信され、親機１０の第２受信ブロック１２が受信する。親機１０が無線装置９の動作を制御する場合には、親機１０の第２送信ブロック１３が、無線装置９の第１受信ブロック２に対して妨害波を送信し、親機１０は妨害波を送信する期間を調整することにより、無線装置９を制御することができる。

このような構成により、無線装置９は、受信動作時間を短くすることができるので、低い電力で動作させることができ、小型のコイン電池で動作させることが可能となるため、無線装置９を小型化することができる。

なお、妨害波としては、帯域Ａ内のＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）波であっても良いし、帯域Ａを含む広帯域な信号であっても良い。要するに、妨害は、キャリアセンシング作業において、その状態が所定範囲外と判定され得るものであればよい。

なお、親機１０の第２送信ブロック１３は、無線装置９等の子機との間でリンク形成の作業を行う際にアドレス情報等を送信する期間と、無線装置９等の子機を制御するために、帯域Ａにおける妨害波を送信する期間の２つの期間以外は、基本的に動作しない構成としてもよい。

また、無線装置９等の子機における第１受信ブロック２は、親機１０との間でリンク形成の作業を行う際にアドレス情報等を受信する期間と、キャリアセンシング作業を行う期間の２つの期間以外は、基本的に動作しない構成としてもよい。

これにより、消費電流の大きな、信号受信の期間を短くする事ができる。この結果、無線装置９を小型の電池等で駆動する事が可能となり、無線装置９を極めて小型にする事が可能となる。

なお、本明細書における「接続」とは、電気的に接続されている事を指しており、直流的に接続された状態だけでなく、電磁的に接続された状態をも含んでいるものとする。

また、図１に示すように、本実施の形態における無線システム５０における親機１０は、子機である無線装置９と同様の構成を有するものとしている。これにより、親機から子機の制御を行うのみならず、子機から親機の制御を行うことも可能である。

以上述べたように、本発明によれば、少ない電力消費量にて、親機が無線装置の動作を制御できる無線システムを実現することができるので、親機と信号の送受信を行う無線デバイス、およびこれを用いた無線装置、ならびにこれを用いた無線システム等として有用である。

１ 第１無線デバイス
２ 第１受信ブロック
３ 第１送信ブロック
４ 第１クロックデバイス
５ 第１電源部
６ 第１スイッチ共用器
７ 第１フィルタ
８ 第１アンテナ
９ 無線装置
１０ 親機
１１ 第２無線デバイス
１２ 第２受信ブロック
１３ 第２送信ブロック
１４ 第２クロックデバイス
１５ 第２電源部
１６ 第２スイッチ共用器
１７ 第２フィルタ
１８ 第２アンテナ
２０，２２，２４〜２７ 受信期間
２１，２３，２８ 送信期間
５０ 無線システム

Claims (7)

1. 第１受信ブロックと第１送信ブロックとを備え、同一の周波数帯域において無線信号の送受信を行う無線デバイスにおいて、
   前記第１受信ブロックは、前記第１送信ブロックが信号の送信を行う前に、前記周波数帯域の妨害波の状態を確認するキャリアセンシング作業を実施し、
   前記第１受信ブロックは、前記キャリアセンシング作業の結果、妨害波の状態が所定範囲内であることを確認した場合に、前記第１受信ブロックの動作を停止するとともに、前記第１送信ブロックは信号を送信し、
   前記第１受信ブロックは、前記キャリアセンシング作業の結果、妨害波の状態が所定範囲外であることを確認した場合に、前記第１受信ブロックの動作を停止し、所定期間経過後、再度、前記キャリアセンシング作業を実施するリトライ作業を行い、
   前記第１受信ブロックおよび前記第１送信ブロックの少なくとも一方は、前記リトライ作業が所定回数実施された場合に、予め決められた動作を実施する無線デバイス。
2. 前記第１受信ブロックは、前記リトライ作業を所定回数実施しても妨害波の状態が所定範囲外である場合には、それ以上の前記リトライ作業を実施せず、
   前記第１受信ブロックおよび前記第１送信ブロックは、その機能を停止する請求項１に記載の無線デバイス。
3. 前記第１受信ブロックは、前記リトライ作業の連続回数が増えるとともに、前記所定期間を短くする請求項１に記載の無線デバイス。
4. 前記第１受信ブロックは、前記リトライ作業の連続回数が増えるとともに、前記キャリアセンシング作業の期間を短くする請求項１に記載の無線デバイス。
5. 請求項１に記載の無線デバイスと、
   前記第１受信ブロックおよび前記第１送信ブロックと接続されたクロックデバイスと、
   前記無線デバイスに接続された電源部とを備え、
   前記第１受信ブロックは、前記リトライ作業を行わない場合の前記キャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ１と、前記リトライ作業を行う場合の前記キャリアセンシング作業の時間間隔Ｔ２とを異ならせる無線装置。
6. 前記クロックデバイスは、水晶振動子、セラミック発振子またはＳＡＷ発振子よりもクロック精度の低い振動子を用いる請求項５に記載の無線装置。
7. 請求項５に記載の無線装置と、
   前記無線装置と無線通信を行う親機とを備え、
   前記親機は、第２送信ブロックと第２受信ブロックとを有し、
   前記無線装置の前記第１送信ブロックは信号を送信し、
   前記親機の前記第２受信ブロックが前記信号を受信し、
   前記親機が、前記無線装置の動作を制御する場合に、前記第２送信ブロックが、前記無線装置の前記第１受信ブロックに対して妨害波を送信し、前記親機は前記妨害波を送信する期間を調整することにより前記無線装置の動作を制御する無線システム。

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