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无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法以及执行该无线通信方法的程序

摘要

本发明所涉及的无线通信系统包括发送接收第一信标信号和第二信标信号的无线通信装置。而且,从信标发送侧无线通信装置以预先设定的定时模式P1发送第一信标信号,在信标信号接收侧无线通信装置中以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号。并且,在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时从信标发送侧无线通信装置发送上述第二信标信号,在信标信号接收侧无线通信装置中,在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地尝试接收上述第二信标信号。

著录项

  • 公开/公告号CN102474837A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2012-05-23

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 松下电器产业株式会社;

    申请/专利号CN201080031769.X

  • 发明设计人 山本雅弘;上田欣弘;堀池良雄;

    申请日2010-07-14

  • 分类号H04W56/00(20060101);H04W4/04(20060101);

  • 代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人刘新宇;张会华

  • 地址 日本大阪府

  • 入库时间 2023-12-18 05:17:10

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-07-05

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H04W56/00 授权公告日:20150819 终止日期:20180714 申请日:20100714

    专利权的终止

  • 2015-09-23

    专利权的转移 IPC(主分类):H04W56/00 变更前: 变更后: 登记生效日:20150901 申请日:20100714

    专利申请权、专利权的转移

  • 2015-08-19

    授权

    授权

  • 2012-07-04

    实质审查的生效 IPC(主分类):H04W56/00 申请日:20100714

    实质审查的生效

  • 2012-05-23

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法以及执行该无线通信方法的程序,特别涉及一种通过在多个无线通信装置之间发送接收信标信号来使各无线通信装置的时间同步的无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法以及执行该无线通信方法的程序。

背景技术

作为无线通信系统,开发出了无线LAN、移动通信、局域内无线通信网、交通设施用无线、防灾行政无线网等各种形态的无线通信系统,并对这些无线通信系统进行了实际应用。最近,作为新的无线通信系统的一例,还提出了一种例如通过与燃气、自来水、电力等的仪表进行通信来测量它们的使用量的仪表无线抄表系统。

在上述无线通信系统中,一般在构成该无线通信系统的多个无线通信装置之间进行信标信号的发送接收。通过发送接收信标信号来在各个无线通信装置之间取得同步,因此能够对各种数据的发送接收定时进行控制。

另外,如果构成无线通信系统的所有无线通信装置都具备时钟电路而且还具备标准电波钟功能,则在该所有无线通信装置中其时钟电路都随时被校正为符合标准电波的时刻,因此可以在各无线通信装置之间取得同步。但是,标准电波钟功能使电路规模变大,因此会导致成本变高。因此,在以往,提出了如下技术:只有特定的无线通信装置具备标准电波钟功能,其它无线通信装置通过接收上述信标信号来与上述特定的无线通信装置进行同步。具体地说,例如可以列举出专利文献1所公开的无线通信系统。

该无线通信系统是与无线LAN有关的技术,构成为具备无线通信终端以及内置电波钟电路的无线接入点。上述无线接入点接收从标准电波发送站发送的标准电波,获取标准时刻的时刻数据,根据该标准时刻数据,以与标准时刻同步的时刻为基点每隔100ms发送一次信标信号。无线通信终端根据所获取到的上述标准时刻数据,与上述无线接入点所发送的信标信号的时间同步地进行间歇接收,来接收信标信号。

在该无线通信系统中存在多个无线接入点,所有无线接入点都与标准时刻同步,因此会在同一定时发送信标信号。因而,在无线通信终端移动到某个无线接入点A的通信圈外的情况下,该无线通信终端会无法接收到无线接入点A的信标信号,但是该无线通信终端并不转移到连续接收动作,而是按原样在与标准时刻同步的间歇接收定时继续间歇接收。而且,在进入了其它无线接入点B的圈内的情况下,该无线接入点B在与上述无线接入点A相同的定时发送信标信号。因此,如果上述无线通信终端移动到无线接入点B的圈内,则能够接收到无线接入点B的信标信号。

另外,作为在多个无线通信装置之间取得同步的技术,还已知一种如专利文献2所公开的自动抄表系统那样能够应对干扰信号的技术。该自动抄表系统是与燃气表、水表、电表等流量计的自动抄表系统有关的技术,包括:获取由流量计测量出的抄表值的第一无线通信装置;以及从该第一无线通信装置接收抄表值数据的第二无线通信装置。

自动抄表系统要求以电池为电源来进行驱动,因此第一无线通信装置和第二无线通信装置采用间歇动作方式以削减消耗电流。而且,间歇动作的定时同步是通过在这些无线通信装置之间发送接收同步化信号来进行的。但是,如果在同步化信号的发送接收定时存在干扰信号,则无法适当地发送接收同步化信号。因此,上述无线通信装置构成为利用载波检测单元来检测是否产生了干扰信号,根据需要来进行改变间歇动作定时的控制。

专利文献1:日本特开2005-72677号公报

专利文献2:日本特开平07-284170号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而,在上述现有技术中,会产生以下问题:由于在多个无线通信装置之间使时间同步,因此无法充分应对信标信号发生冲突这样的事态。

例如,为了便于说明,将发送信标信号一侧的无线通信装置称为“信标发送终端”,将接收信标一侧的无线通信装置称为“信标接收终端”,则在专利文献1所公开的技术中,以使各个信标信号的通信范围不重叠的方式配置多个信标发送终端(无线接入点),以此作为前提。因此,无法应对不得不将各个信标发送终端的位置固定于彼此的信标信号发生冲突的位置的情况。并且,如果无线通信系统构成为将信标接收终端的位置固定而信标发送终端能够移动,则会由于多个信标发送终端移动而使得各个信标信号发生冲突的风险增大。

另外,在专利文献2所公开的技术中,以干扰信号的存在时间短作为前提。因此,虽然可以通过使发送接收的动作定时错开来在多次接收中的某一个接收定时接收到同步化信号,但是无法应对多个信标信号之间的冲突的发生时间较长的情况。

另外,当为了避免信标信号发生冲突而例如使信标接收终端具备标准电波钟功能时,如前所述,电路规模会变大而导致成本变高。

本发明是为了解决这种问题而完成的,其目的在于提供如下技术:在无线通信系统中,即使在从多个无线通信装置发送信标信号的情况下,也能够抑制成本增加并有效避免信标信号发生冲突。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题,本发明所涉及的无线通信装置使用于包括相互通信信标信号的多个无线通信装置的无线通信系统,并且构成为进行上述信标信号的发送和接收中的至少一方,该无线通信装置具备:无线通信部,其进行无线通信;以及通信控制部,其对上述无线通信部的动作定时进行控制,以间歇性地通信上述信标信号,该无线通信装置具有以下结构:构成为发送第一信标信号和第二信标信号作为上述信标信号,上述通信控制部对上述无线通信部的动作进行控制,使该无线通信部以预先设定的定时模式P1发送上述第一信标信号,并且使该无线通信部在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时发送上述第二信标信号。

另外,本发明所涉及的无线通信装置还包括以下结构:构成为接收上述第一信标信号和上述第二信标信号,上述通信控制部对上述无线通信部的动作进行控制,使该无线通信部以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号,并且使该无线通信部在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地尝试接收上述第二信标信号。

另外,本发明所涉及的无线通信系统为包括上述结构的无线通信装置来作为通信终端的结构。

另外,为了解决上述问题,本发明所涉及的无线通信方法使用于无线通信系统,该无线通信系统具备间歇性地发送信标信号的无线通信装置作为母无线终端,具备间歇性地接收上述信标信号的无线通信装置作为子无线终端,该无线通信方法包括以下步骤:以预先设定的定时模式P1从上述母无线终端发送第一信标信号;在上述子无线终端中以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号;在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时从上述母无线终端发送第二信标信号;以及在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地在上述子无线终端中尝试接收上述第二信标信号。

另外,执行本发明所涉及的无线通信方法的程序是以计算机可读取的形式描述的,使得在具备发送信标信号的无线通信装置作为母无线终端、并具备接收上述信标信号的无线通信装置作为子无线终端的无线通信系统中,在上述无线通信装置所具备的计算机上执行上述信标信号的发送接收处理,该程序具有以下结构:上述无线通信装置构成为间歇性地发送接收第一信标信号和第二信标信号作为上述信标信号,在上述无线通信装置是上述母无线终端的情况下,该程序使上述计算机执行以下步骤:以预先设定的定时模式P1发送上述第一信标信号;以及在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时发送上述第二信标信号,在上述无线通信装置是上述子无线终端的情况下,该程序使上述计算机执行以下步骤:以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号;以及在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地尝试接收上述第二信标信号。

参照附图,根据下面的优选实施方式的详细说明来明确本发明的上述目的、其它目的、特征以及优点。

发明的效果

如上,在本发明中,起到以下的效果:在无线通信系统中,即使在从多个无线通信装置发送信标信号的情况下,也能够抑制成本增加并有效避免信标信号发生冲突。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的无线通信系统的概要结构的一例的示意图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的信标发送侧无线通信装置、即在图1所示的无线通信系统中使用的无线通信装置的重要部分的结构的一例的框图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的信标接收侧无线通信装置、即在图1所示的无线通信系统中使用的无线通信装置的重要部分的结构的一例的框图。

图4的(a)是表示在图1所示的无线通信系统中在无线通信装置之间进行的信标信号的发送接收和时隙结构的一例的示意图,(b)是表示(a)所示的示意图中的时隙的结构的一例的示意图。

图5的(a)表示在图1所示的无线通信系统中在无线通信装置之间进行发送接收的信标信号的信号格式的一例的示意图,(b)是表示在无线通信装置之间发送接收的轮询信号或子机呼叫信号的信号格式的一例的示意图,(c)是表示(b)所示的信号格式中包含的重复头的结构要素的一例的示意图。

图6的(a)是表示在图2所示的信标发送侧无线通信装置中信标信号的周期性发送的一例的时间图,(b)是表示图2所示的信标发送侧无线通信装置发送信标信号的定时与图3所示的信标接收侧无线通信装置接收信标信号的定时之间的关系的示意图,(c)是说明信标信号的接收定时与图5的(a)所示的信标信号的信号格式的关系的示意图。

图7是表示在图2所示的信标发送侧无线通信装置中进行的信标信号的发送控制的一例的流程图。

图8是表示在图3所示的信标接收侧无线通信装置中进行的信标信号的接收尝试控制的一例的流程图。

图9是表示本发明的实施方式2所涉及的无线通信系统的概要结构的一例的示意图。

图10是表示本发明的实施方式2所涉及的信标发送侧无线通信装置、即在图9所示的无线通信系统中使用的无线通信装置的重要部分的结构的一例的框图。

图11是表示本发明的实施方式2所涉及的信标接收侧无线通信装置、即在图9所示的无线通信系统中使用的无线通信装置的重要部分的结构的一例的框图。

具体实施方式

下面,参照附图来说明本发明的优选实施方式。此外,下面,在所有的图中对相同或相当的要素附加相同的参照标记,省略其重复的说明。

首先,说明本发明所涉及的无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法、以及以计算机可读取的方式描述的程序的基本结构。

本发明所涉及的无线通信装置使用于包括相互通信信标信号的多个无线通信装置的无线通信系统,并且构成为进行上述信标信号的发送和接收中的至少一方,该无线通信装置具备:无线通信部,其进行无线通信;以及通信控制部,其对上述无线通信部的动作定时进行控制,以间歇性地通信上述信标信号,该无线通信装置构成为以下结构:构成为发送第一信标信号和第二信标信号作为上述信标信号,上述通信控制部对上述无线通信部的动作进行控制,使该无线通信部以预先设定的定时模式P1发送上述第一信标信号,并且使该无线通信部在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时发送上述第二信标信号。

在上述无线通信装置中,优选构成为以下结构:还具备时钟部,该时钟部周期性地产生规定时间间隔的定时脉冲,上述第一信标信号和上述第二信标信号使用于在与其它无线通信装置之间使上述时钟部的动作相互同步的控制。

在上述结构的无线通信装置中,优选构成为以下结构:构成为接收上述第一信标信号和上述第二信标信号,上述通信控制部对上述无线通信部的动作进行控制,使该无线通信部以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号,并且使该无线通信部在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地尝试接收上述第二信标信号。

在上述结构的无线通信装置中,只要构成为以下结构即可:上述通信控制部将上述定时模式P1或上述定时模式P2设定为周期模式或随机模式,在该周期模式中,每次发送接收的定时都为固定的周期,在该随机模式中,每次发送接收的定时不是固定的周期。

在上述结构的无线通信装置中,只要构成为以下结构即可:上述待机时间Q是被预先设定为规定长度的设定值,上述延迟时间R是长度能够变化的随机值。

在上述结构的无线通信装置中,只要构成为以下结构即可:上述第二信标信号包含表示上述延迟时间R的长度的信息。

在上述结构的无线通信装置中,只要构成为以下结构即可:在上述定时模式P1和上述定时模式P2是周期模式时,上述通信控制部对上述无线通信部的动作进行控制,使该无线通信部以从其它无线通信装置发送上述第一信标信号的周期的整数倍的周期来尝试接收该第一信标信号,并且仅在该第一信标信号的接收未成功的情况下使该无线通信部接收上述第二信标信号。

在上述结构的无线通信装置中,只要构成为以下结构即可:上述通信控制部对上述无线通信部的动作进行控制,使上述无线通信部在预先设定的接收尝试上限时间内尝试接收上述第一信标信号和上述第二信标信号,上述接收尝试上限时间在尝试接收上述第一信标信号和尝试接收上述第二信标信号的情况下分别不同。

本发明所涉及的无线通信系统只要包括上述结构的无线通信装置来作为通信终端即可,优选的是,上述无线通信装置中的发送上述第一信标信号和上述第二信标信号的无线通信装置是进行数据收集的母无线终端,上述无线通信装置中的接收上述第一信标信号和上述第二信标信号的无线通信装置是获取用于向上述母无线终端发送的数据的子无线终端。

另外,在上述无线通信系统中,接收从上述母无线终端发送的上述第一信标信号和上述第二信标信号并且向上述子无线终端发送上述第一信标信号和上述第二信标信号的无线通信装置是对上述母无线终端与上述子无线终端之间的通信进行中继的中继无线终端即可。

另外,在上述无线通信系统中,也可以构成为以下结构:上述子无线终端还具备流量获取部,该流量获取部从测量流体的流量的流量计获取流量数据,上述母无线终端还具备流量收集部,该流量收集部从上述子无线终端接收上述流量数据来进行收集。

另外,本发明所涉及的无线通信方法使用于无线通信系统,该无线通信系统具备间歇性地发送信标信号的无线通信装置作为母无线终端,具备间歇性地接收上述信标信号的无线通信装置作为子无线终端,该无线通信方法包括以下步骤:以预先设定的定时模式P1从上述母无线终端发送第一信标信号;在上述子无线终端中以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号;在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时从上述母无线终端发送第二信标信号;以及在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地在上述子无线终端中尝试接收上述第二信标信号。

另外,执行本发明所涉及的无线通信方法的程序是以计算机可读取的形式描述的,使得在具备发送信标信号的无线通信装置作为母无线终端、并具备接收上述信标信号的无线通信装置作为子无线终端的无线通信系统中,在上述无线通信装置所具备的计算机上执行上述信标信号的发送接收处理,该程序具有以下结构:上述无线通信装置构成为间歇性地发送接收第一信标信号和第二信标信号作为上述信标信号,在上述无线通信装置是上述母无线终端的情况下,该程序使上述计算机执行以下步骤:以预先设定的定时模式P1发送上述第一信标信号;以及在经过了比上述定时模式P1短的时间即待机时间Q之后,在经过比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的同时发送上述第二信标信号,在上述无线通信装置是上述子无线终端的情况下,该程序使上述计算机执行以下步骤:以预先设定的定时模式P2尝试接收上述第一信标信号;以及在经过了比上述定时模式P2短的时间即待机时间Q之后,与比该待机时间Q短的时间即延迟时间R的经过一致地尝试接收上述第二信标信号。

下面,参照附图来详细说明与上述结构的无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法以及程序有关的具体实施方式的一例。

(实施方式1)

本发明的实施方式1所涉及的无线通信系统为包括母无线终端、中继无线终端以及子无线终端作为本发明所涉及的无线通信装置的近距离无线通信网络。下面,参照附图来具体说明本实施方式所涉及的无线通信系统和无线通信装置。

[无线通信系统的结构]

如图1所示,本实施方式所涉及的无线通信系统包括母无线终端101、中继无线终端111、121、131以及子无线终端102~104、112~114、122~124作为无线通信装置。此外,在图1中,为了便于说明,图示了一台母无线终端、三台中继无线终端、九台子无线终端,但是无线通信系统的结构并不限定于此,关于这些无线通信装置的台数,既可以超过图示的台数,也可以少于图示的台数。

母无线终端101和中继无线终端111、121、131如后所述那样是发送信标信号一侧的无线通信装置(为方便起见,称为信标发送侧无线通信装置)。另外,子无线终端102~104、112~114、122~124如后所述那样是接收信标信号一侧的无线通信装置(为方便起见,称为信标接收侧无线通信装置)。并且,中继无线终端111、121、131也是信标接收侧无线通信装置。因而,中继无线终端111、121、131是能够发送接收信标信号的无线通信装置。

母无线终端101能够对子无线终端102~104以及中继无线终端111中的各个终端发送信标信号,并且能够与子无线终端102~104及中继无线终端111之间分别利用无线进行数据通信。因而,在图1中,用双向的虚线箭头来将这些无线通信装置之间进行连接。母无线终端101、子无线终端102~104以及中继无线终端111构成无线通信系统的第一层的网络。

而中继无线终端111能够对子无线终端112~114以及中继无线终端121中的各个终端发送信标信号,并且能够与子无线终端112~114及中继无线终端121之间分别进行数据通信。因此,从母无线终端101的角度来看,中继无线终端111是广义的“子无线终端”,但是从子无线终端112~114和中继无线终端121的角度来看,中继无线终端111是广义的“母无线终端”,因此,中继无线终端111、子无线终端112~114以及中继无线终端121构成无线通信系统的第二层的网络。

同样地,中继无线终端121能够对子无线终端122~124以及中继无线终端131中的各个终端发送信标信号,并且能够与子无线终端122~124及中继无线终端131之间分别进行数据通信。因此,从中继无线终端111的角度来看,中继无线终端121是广义的“子无线终端”,但是从子无线终端122~124和中继无线终端131的角度来看,中继无线终端121是广义的“母无线终端”,因此,中继无线终端121、子无线终端122~124以及中继无线终端131构成无线通信系统的第三层的网络。

并且,中继无线终端131能够对未图示的多个子无线终端和中继无线终端、或者多个子无线终端发送信标信号,并且能够与这些无线通信装置之间分别进行数据通信。因此,中继无线终端131和未图示的子无线终端以及中继无线终端构成无线通信系统的第四层的网络,并且能够将未图示的中继无线终端作为广义的“母无线终端”来形成第五层以后的网络。此外,如果第四层的网络中不包含中继无线终端,则图1所示的无线通信系统只由第一~第四层的网络构成。

母无线终端101和中继无线终端111、121、131通过对以它们为广义的“母无线终端”的广义的“子无线终端”(属于构成同一层的网络的无线通信装置)间歇性地发送信标信号,能够使该广义的“子无线终端”的时钟部与广义的“母无线终端”的时钟部同步。另外,广义的各“子无线终端”根据广义的“母无线终端”发送信标信号的定时来进行该信标信号的间歇接收,从而能够在接收该信标信号的定时进行呼叫通信。

母无线终端101、中继无线终端111、121、131以及子无线终端102~104、112~114、122~124在本实施方式中分别是近距离无线通信网络的母站、中继站和子站,这些站还与个人计算机、打印机、扫描仪、服务器等信息终端等相连接。

[无线通信装置的结构]

接着,上述各无线通信装置是本实施方式所涉及的无线通信装置,参照图2和图3来以与信标信号的发送接收有关的结构为中心对上述各无线通信装置进行具体说明。

如前所述,母无线终端101、中继无线终端111、121、131与广义的“母无线终端”相当,如图2所示,这些广义的“母无线终端”是具有将信标信号发送到广义的“子无线终端”的功能的无线通信装置30A。下面,将该无线通信装置30A称为信标发送侧无线通信装置30A。

如图2所示,信标发送侧无线通信装置30A具备无线通信部31、信标定时控制部32、时隙控制部33以及时钟部34作为与无线通信有关的重要部分结构。无线通信部31包括天线311、发送接收部312、信标生成部313、轮询通信部314以及子机呼叫通信部315。此外,虽未进行图示,但是信标发送侧无线通信装置30A具有用于作为近距离无线通信网络的母站(基站)而发挥功能的各种结构。

无线通信部31用于与广义的“子无线终端”之间进行无线通信,特别构成为发送信标信号。首先,构成无线通信部31的天线311只要能够发送接收规定频带的电波就无需特别限定,在近距离无线通信网络中,典型的是使用能够发送接收在IEEE802.15.4等标准中规定的频带的电波的公知天线。

发送接收部312是为了从天线311向空中发送电波或者接收从空中传播来的电波而将数据信号调制为规定频带的信号或将规定频带的信号解调为数据信号的高频电路(RF)。其具体的结构并没有特别限定,在近距离无线通信网络中,可以使用在该领域公知的RF电路。

信标生成部313用于生成信标信号并输出到发送接收部312,如后所述,由信标定时控制部32来控制信标信号的生成和输出的定时。信标生成部313的具体结构并没有特别限定,可以使用能够生成信标信号的公知的无线通信电路。此外,如后所述,在本发明中,生成两种信标信号而并非只生成一种信标信号。

轮询通信部314为了与广义的“子无线终端”之间进行轮询通信,而生成轮询信号并输出到发送接收部312,而且从发送接收部312获取从广义的“子无线终端”接收到的信号。其具体的结构并没有特别限定,可以使用在轮询通信的领域公知的无线通信电路。

子机呼叫通信部315生成针对广义的“子无线终端”的子机呼叫信号并输出到发送接收部312,而且从发送接收部312获取从接收到子机呼叫信号的广义的“母无线终端”发送的连接许可信号。其具体的结构并没有特别限定,可以使用在子机呼叫通信的领域公知的无线通信电路。

无线通信部31也可以具备除上述的各功能单元(functionalunit)以外的结构。另外,上述功能单元既可以分别构成为单独的电路,也可以集中在单一的电路基板或集成电路中。

信标定时控制部32控制由信标生成部313生成信标信号的定时以及向发送接收部312输出信标信号的定时。因而,由信标定时控制部32来控制从信标发送侧无线通信装置30A发送信标信号的发送定时。此外,信标定时控制部32也可以始终进行动作,但是在本实施方式中构成为在时隙控制部33的控制下与发送信标信号的定时一致地启动。

时隙控制部33生成对在无线通信部31中发送接收的数据帧分配的时隙并进行其定时控制,并且还进行无线通信部31和信标定时控制部32的动作控制。另外,从图2明确可知,时隙控制部33还通过控制信标定时控制部32的动作来间接地控制信标生成部313的动作。

信标定时控制部32和时隙控制部33是通过由信标发送侧无线通信装置30A所具备的作为运算部的CPU(未图示)按照保存在存储部(未图示)中的程序进行动作而实现的功能结构,但是并不限定于此,也可以构成为利用了公知的开关元件、减法器、比较器等的逻辑电路等。

此外,信标定时控制部32的动作与时隙控制部33的控制是相联系的,因此信标定时控制部32和时隙控制部33一起构成了“通信控制部”。因而,信标定时控制部32和时隙控制部33也可以构成作为合并的单一功能单元的“通信控制部”。另外,“通信控制部”的结构并不限定于信标定时控制部32与时隙控制部33的组合,也可以根据信标发送侧无线通信装置30A的具体结构而包括其它功能结构。

时钟部34周期性地产生规定时间间隔的定时脉冲。时隙控制部33根据该定时脉冲来进行动作。另外,为了便于说明,并未表示箭头,但是在图2所示的重要部分结构中,构成无线通信部31的各功能单元也根据时钟部34的定时脉冲来进行动作。可以使用公知的时钟振荡电路来作为时钟部34。

接着,子无线终端102~104、112~114、122~124和中继无线终端111、121、131与广义的“子无线终端”相当,而这些广义的“子无线终端”是如图3所示那样具有从广义的“母无线终端”接收信标信号的功能的无线通信装置40A。下面,将该无线通信装置40A称为信标接收侧无线通信装置40A。

如图3所示,信标接收侧无线通信装置40A具备无线通信部41、信标定时控制部42、时隙控制部43、时钟部44以及时间同步部45作为与无线通信有关的重要部分结构。无线通信部41包括天线411、发送接收部412、信标接收确认部413、轮询通信部414以及子机呼叫通信部415。此外,虽未进行图示,但是信标接收侧无线通信装置40A具有用于作为近距离无线通信网络的子站而发挥功能的各种结构。

无线通信部41用于与广义的“母无线终端”之间进行无线通信,特别构成为接收信标信号。无线通信部41的结构基本上与无线通信部31的结构相同,在图3所示的重要部分结构中,无线通信部31所具备的信标生成部313被置换为信标接收确认部413。

信标接收确认部413用于确认是否通过天线411和发送接收部412接收到从广义的“母无线终端”发送的信标信号。更具体地说,利用天线411和发送接收部412尝试接收信标信号,如果确认为成功接收到信标信号,则将接收到的信标信号输出到时间同步部45。信标接收确认部413的具体结构并没有特别限定,可以使用从由发送接收部412输出的接收信号中挑选出信标信号并进行确认的公知的无线通信电路。

信标接收确认部413也可以始终尝试接收信标信号,但是在本实施方式中,从降低消耗电力的观点出发,构成为根据从广义的“母无线终端”发送信标信号的定时来尝试进行接收。因而,由信标定时控制部42来控制信标接收确认部413尝试接收信标信号的动作的定时。

在此,图1所示的中继无线终端111、121、131既是广义的“母无线终端”也是广义的“子无线终端”,因此该中继无线终端111、121、131构成为以下结构:无线通信部31(或者无线通信部41)具备信标生成部313和信标接收确认部413这两方。在这种情况下,信标生成部313和信标接收确认部413既可以是分别独立的无线通信电路,也可以集合为单一的无线通信电路。这样,如果信标生成部313和信标接收确认部413构成为单一的功能单元,则该功能单元作为“信标通信部”而发挥功能。

时间同步部45根据从信标接收确认部413输入的信标信号对由时钟部44产生的定时脉冲进行校正。如前所述,信标信号是从广义的“母无线终端”即信标发送侧无线通信装置30A发送的,因此与广义的“子无线终端”相当的信标接收侧无线通信装置40A的时钟部44与信标发送侧无线通信装置30A的时钟部34进行同步。

时间同步部45是通过由信标接收侧无线通信装置40A所具备的作为运算部的CPU(未图示)按照保存在存储部(未图示)中的程序进行动作而实现的功能结构,但是并不限定于此,也可以构成为利用了公知的开关元件、减法器、比较器等的逻辑电路等。

此外,无线通信部41中的除信标接收确认部413以外的结构与上述无线通信部31的结构相同,因此省略其说明。另外,信标定时控制部42、时隙控制部43以及时钟部44的结构也与上述信标定时控制部32、时隙控制部33以及时钟部34的结构相同,因此省略其说明。另外,中继无线终端111、121、131只要如前所述那样具备信标生成部313和信标接收确认部413这两方或者具备将它们集中在一起的“信标通信部”即可,另外,对时钟部34或时钟部44的定时脉冲进行校正的时间同步部45是必备的。

[无线通信系统和无线通信装置的动作]

接着,参照图4的(a)、(b)和图5的(a)~(c)来具体说明本实施方式所涉及的无线通信系统以及构成该无线通信系统的无线通信装置30A和无线通信装置40A的动作。

在本实施方式中,无线通信装置30A和无线通信装置40A在无线通信部31或41中包括信标通信部(信标生成部313或信标接收确认部413)、轮询通信部314或414、以及子机呼叫通信部315或415,因此下面按信标通信、轮询通信以及子机呼叫通信的顺序来具体说明无线通信的动作。

首先,说明信标通信。在本实施方式中,无线通信装置30A和无线通信装置40A都构成为从无线通信部31或41通过分别不同的信道发送接收第一信标信号和第二信标信号这两种信标信号。通过发送接收这些信标信号,在无线通信装置30A与无线通信装置40A之间取得各自的时钟部34和时钟部44的同步。此外,也可以通过相同的信道来发送接收第一信标信号和第二信标信号。

上述两种信标信号中的第一信标信号是主要的信标信号,例如通过第一信道从信标发送侧无线通信装置30A间歇性地进行发送。在信标接收侧无线通信装置40A中,基本上始终尝试进行该第一信标信号的间歇接收。

另一方面,第二信标信号是次要的信标信号,例如通过与第一信道不同的第二信道从信标发送侧无线通信装置30A间歇性地进行发送。在信标接收侧无线通信装置40A中,为了应对未成功接收第一信标信号的情况,也尝试进行该第二信标信号的间歇接收。此外,第二信标信号的接收既可以是始终尝试进行的,也可以是仅在未成功接收第一信标信号的情况下尝试进行。

在此,在信标发送侧无线通信装置30A中,信标定时控制部32进行“第一通信动作控制”,该“第一通信动作控制”如下:为了周期性地发送主要的第一信标信号,而使无线通信部31(更具体地说是信标生成部313)周期性地进行动作。并且,对于次要的第二信标信号,进行“第二通信动作控制”,该“第二通信动作控制”如下:为了随机发送该第二信标信号或者延迟于第一信标信号的发送周期来发送该第二信标信号,而使无线通信部31(信标生成部313)在时间上与第一通信动作控制的动作定时错开地进行动作。

另外,在信标接收侧无线通信装置40A中,信标定时控制部42进行“第一通信动作控制”,该“第一通信动作控制”如下:为了接收第一信标信号,而与该第一信标信号的周期性发送一致地使无线通信部41(更具体地说是信标接收确认部413)周期性地进行动作。并且,在第二信标信号的接收中进行“第二通信动作控制”,该“第二通信动作控制”如下:使无线通信部41(信标接收确认部413)在时间上与第一通信动作控制的动作定时错开地进行动作。另外,信标接收侧无线通信装置40A能够与第一信标信号和第二信标信号的间歇接收对应地在规定的定时对将该信标信号发送过来的信标发送侧无线通信装置30A进行终端呼叫通信。

列举在图1所示的母无线终端101和中继无线终端111、121、131之间发送接收信标信号的例子,来更加具体地说明上述无线通信装置30A和无线通信装置40A的基本动作。

如图4的(a)所示,在母无线终端101和中继无线终端111、121、131中,例如一帧构成为具有四个时隙。在这些时隙中,交替地设定有上层用时隙和下层用时隙这两种时隙。上层用时隙是与上层的无线通信装置之间进行通信的时隙,下层用时隙是用于与下层的无线通信装置之间进行通信的时隙。此外,母无线终端101是最上层的无线通信装置,因此未设定上层用时隙,相应的时隙处于未使用的状态。由时隙控制部33或时隙控制部43生成这些时隙并对其定时进行控制。

在属于第一层的母无线终端101中,在下层用时隙中进行通信的无线通信装置是属于同一层的中继无线终端111和子无线终端102~104(参照图1)。因此,中继无线终端111的上层用时隙与母无线终端101的下层用时隙同步,并且,图4的(a)中虽未进行图示,但是子无线终端102~104的上层用时隙也与母无线终端101的下层用时隙同步。

另外,中继无线终端111是第一层中的广义的“子无线终端”,并且是第二层中的广义的“母无线终端”。因而,在中继无线终端111的下层用时隙中进行通信的无线通信装置是中继无线终端121和子无线终端112~114(参照图1)。因此,中继无线终端121的上层用时隙与中继无线终端111的下层用时隙同步,并且,未图示的子无线终端112~114的上层用时隙与中继无线终端111的下层用时隙同步。

此外,中继无线终端121和中继无线终端131也同样地下层用时隙与上层用时隙同步,因此省略其说明。

如图4的(b)所示,上层用时隙和下层用时隙都由信标时隙、子机呼叫时隙以及轮询时隙构成。这些时隙也由时隙控制部33或时隙控制部43生成并控制其定时。

在图4的(b)所示的结构中,一个上层用时隙或下层用时隙的时隙长度例如为2秒(2s),信标时隙的时隙长度例如为100毫秒(100ms),子机呼叫时隙的时隙长度例如为900毫秒(900ms),轮询时隙的时隙长度例如为1,000毫秒(1,000ms)。第一信标信号和第二信标信号从下层用时隙的信标时隙被发送,在上层用时隙的信标时隙被接收。

按照上述第一通信动作控制和第二通信动作控制来进行第一信标信号和第二信标信号在信标时隙中的发送(和接收)。即,第一信标信号在信标时隙的开头被发送,因此是在作为下层用时隙的开头的定时周期性地发送第一信标信号(第一通信动作控制)。另一方面,第二信标信号是在信标时隙的时隙长度即100毫秒内例如以随机的定时被发送。在此,信标信号在下层用时隙中的发送只有一次,因此第一信标信号和第二信标信号是交替发送的。因此,第二信标信号是以在时间上与第一信标信号的发送定时错开的状态被发送的(第二通信动作控制)。

更具体地说明发送第一信标信号和第二信标信号的定时。如图4的(a)所示,例如,当第一层的母无线终端101在下层用时隙中发送第一信标信号时,第二层的中继无线终端111在其上层用时隙中接收第一信标信号。在该中继无线终端111中,利用时间同步部45使自身的时钟部44与母无线终端101所具备的时钟部34同步,时隙控制部43对时隙的定时进行校正。

接着,当第二层的中继无线终端111在下一个下层用时隙中发送第一信标信号时,第三层的中继无线终端121在其上层用时隙中接收第一信标信号,进行时钟部44的同步以及定时的校正。另外,中继无线终端121再对下层(第四层)的中继无线终端131发送第一信标信号。

在此,在第二层的中继无线终端111中,在第一信标信号的接收失败的情况下,母无线终端101在下一个下层用时隙中发送第二信标信号。该第二信标信号是在信标时隙的期间内以随机的定时发送的,因此中继无线终端111在对应的上层用时隙的信标时隙的期间内与随机的定时一致地接收第二信标信号。在中继无线终端111与121之间或者中继无线终端121与131之间也进行这种第二信标信号的发送接收。

接着,说明轮询通信。母无线终端101利用轮询通信部314在下层用时隙的轮询时隙的开头开始发送轮询信号。中继无线终端111和子无线终端102~104利用轮询通信部414在上层用时隙的轮询时隙的开头根据发送轮询信号的定时来间歇性地尝试进行接收,以能够接收到从母无线终端101发送的轮询信号。轮询通信部414在判断为轮询信号未被发送的情况下立即中止接收。接收到轮询信号的中继无线终端111在下层用时隙的轮询时隙的开头开始发送轮询信号。同样地,中继无线终端121、131也同样进行轮询通信。

接着,说明子机呼叫通信。例如,在第一层的子无线终端102~104中产生呼叫而想要将数据发送到母无线终端101的情况下,利用子机呼叫通信部415来在上层用时隙的子机呼叫时隙的开头开始发送子机呼叫信号。母无线终端101利用子机呼叫通信部315在下层用时隙的子机呼叫时隙的开头根据子机呼叫信号被发送的定时间歇性地尝试进行接收,以能够从子无线终端102~104接收到子机呼叫信号。子机呼叫通信部315在判断为子机呼叫信号未被发送的情况下立即中止接收。

另外,例如,在第二层的子无线终端112~114中产生了呼叫的情况下,对中继无线终端111进行与上述同样的子机呼叫通信。并且,中继无线终端111利用子机呼叫通信部315在上层用时隙的子机呼叫时隙的开头将从子无线终端112~114接收到的子机呼叫信号发送到母无线终端101。同样地,在第三层的子无线终端122~124或者第四层以后的子无线终端中产生了呼叫的情况下,通过中继无线终端111、121、131将数据发送到母无线终端101。

对上述信标通信、上述轮询通信以及子机呼叫通信中使用的信号的结构进行说明,首先,如图5的(a)所示,信标信号具有以下结构:在该信标信号之前存在冗余位信号,而在该信标信号之后存在CRC信号。冗余位信号是由“1010......”的重复所构成的信号,CRC信号是循环冗余校验(Cyclic RedundancyCheck)信号。另外,信标信号由位同步信号、帧同步信号、控制信号以及上层(发送源)的识别码构成。位同步信号是由“1010......”的重复所构成的信号,帧同步信号是用于找到数据的开头的信号,控制信号是用于取得时钟部44的同步的信号。此外,下面将识别码称为ID。另外,位同步信号和帧同步信号是前置信号。

另外,如图5的(b)所示,轮询信号和子机呼叫信号由重复头(缲り返しヘッダ一)、位同步信号、帧同步信号以及数据构成。该数据中还包含控制信号和上层或下层(发送源或发送目的地)的ID等。上述重复头具有如图5的(c)所示那样将位同步信号、帧同步信号以及简易ID作为一组结构要素而将该结构要素重复多次的结构。简易ID是将标准ID简化来缩短的ID。例如,标准ID为48位,简易ID为取出标准ID的最后一个字节而得到的8位。

上述重复头用于在广义的“母无线终端”和“子无线终端”之间适当地执行载波检测。

即,对子无线终端102~104、112~114、122~124来说,第一信标信号的接收并非是接收所发送的所有第一信标信号,而是每发送多次接收一次。第一信标信号的接收是用于时钟部44的同步的,因此不需要那么频繁地进行接收。例如,在将第一信标信号的发送周期设为8秒而每发送100次第一信标信号进行一次该第一信标信号的接收的情况下,为每800秒接收一次(这一点在后面叙述)。与此相对地,例如轮询信号的接收是在考虑到实时性的情况下优选尽量缩短间歇性接收的周期。因此,每个上层用时隙的定时、即以4秒为周期来接收轮询信号。

在此,子无线终端102~104、112~114、122~124的电源也有时会使用电池而并非使用AC电源。在这种情况下,抑制它们的电力消耗就变得重要。在这种情况下,优选的是,在以4秒为周期的接收中进行载波检测动作,在没有载波时立即中断接收。然而,当与母无线终端101或上层的中继无线终端111、121、131之间时钟部34与时钟部44之间产生误差时,进行完载波检测动作的定时与轮询信号的发送定时有时会错开。这种定时的错开会招致无法进行载波检测的事态,从而导致通信失败。重复头是以避免这种事态为目的而使用的。

为了使时钟部44同步而接收信标信号的周期如前所述例如为800秒,而重复头的长度被设定为比该800秒中的最大时钟误差(后述)长。而且,在不存在时钟误差的状态下,对接收定时进行设定使得在重复头的正中进行载波检测。通过这样设定,即使产生最大时钟误差,也能够在重复头的某个部分进行载波检测。因此,能够根据简易ID来概要地判断是否为要接收的信号。

此外,作为母无线终端101和中继无线终端111、121、131的电源,一般使用AC电源,因此不需要注意消耗电力,但是优选与上述同样地构成为在重复头中进行载波检测,

[通过信标信号的发送接收进行的时钟部的同步]

接着,参照图6的(a)、(b)、图7以及图8来具体说明通过第一信标信号和第二信标信号的发送接收进行的时钟部44的同步。

信标发送侧无线通信装置30A、例如母无线终端101如图6的(a)所示那样每隔T 1秒交替发送第一信标信号和第二信标信号。将该时间T 1称为“信标发送间隔时间”。每隔信标发送间隔时间的两倍、即2×T 1秒的定时立即发送第一信标信号。

另一方面,第二信标信号是以从发送前一个第一信标信号的定时起经过T 1秒之后的定时为基点再经过随机的时间T 3秒之后发送的。即,第二信标信号是从信标发送间隔时间起再延迟T3秒后发送的,因此将该时间T 3称为“随机延迟时间”。随机延迟时间的最大值(上限值)被设定为T2秒,因此将该时间T2称为“最大延迟时间”。

将信标发送间隔时间T1、最大延迟时间T2以及随机延迟时间T3的长度进行比较,为T3<T2<T1。作为一例,能够举出以下的例子:T1=4秒,T2=100毫秒,T3=10毫秒×n(其中n为0~9中的任一个整数,随机选择)。另外,第一信标信号和第二信标信号的发送时间(信标信号的长度)被设定为小于等于10毫秒。

信标接收侧无线通信装置40A、例如第一层的中继无线终端111和子无线终端102~104接收第一信标信号和第二信标信号。信标接收侧无线通信装置40A一开始不知道第一信标信号和第二信标信号是在什么定时发送,因此将信标信号的接收动作持续进行信标发送间隔时间T 1秒以上。此外,将为了接收信标信号而使无线通信部41进行接收动作的事件称为“尝试接收信标信号”。如果持续T1秒以上尝试接收,则一定会接收到第一信标信号或第二信标信号。

此外,如果将接收动作持续进行T1秒以上,则也有可能从作为第一层以外的信标发送侧无线通信装置30A的中继无线终端121或131接收到信标信号。在信标接收侧无线通信装置40A接收到多个信标信号的情况下,选择信标信号的水平为规定水平以上并且中继级数最少的无线通信装置30A的信标信号,将其用于时钟部44的同步。例如,在图1所示的无线通信系统的结构中,中继级数按照中继无线终端131、中继无线终端121、中继无线终端111以及母无线终端101的顺序变少(母无线终端101的中继级数为0,中继级数最少)。

另外,信标接收侧无线通信装置40A在未能接收到第一信标信号的情况下,要求尽可能接收第二信标信号。在此,由于第二信标信号在随机的发送定时被发送,因此优选的是信标接收侧无线通信装置40A将尝试接收第二信标信号所需的时间(接收等待时间)设定得稍长。但是,如果将接收等待时间延长则电力消耗变大。因此,也可以在信标发送侧无线通信装置30A和信标接收侧无线通信装置40A之间共享发送第二信标信号的随机延迟时间T3的生成模式。

例如,对如前所述那样随机延迟时间T3=10毫秒×n(其中n为0~9中的任一个整数,随机选择)的情况进行说明,事先在信标发送侧无线通信装置30A和信标接收侧无线通信装置40A之间共享第二信标信号的发送定时中的上述“n”的值。例如,特定的母无线终端101的信标生成部313事先对n的变化数据进行设定,使得在每次发送第二信标信号的定时,n按3、7、1、5、8、2、0、9、4的顺序发生变化。

在上述的例子中,在第一次的发送定时n=3,因此随机延迟时间T3=30毫秒,在第二次发送定时n=7,因此随机延迟时间T3=70毫秒,在第三次发送定时n=1,因此随机延迟时间T3=10毫秒(之后省略)。

上述n的变化数据在与母无线终端101属于同一层的广义的“子无线终端”(子无线终端102~104和中继无线终端111)所具备的信标接收确认部413中也是共享的。因此,在信标接收侧无线通信装置40A中,能够预测所发送的第二信标信号的随机延迟时间T3的长度,从而能够将接收等待时间设定得尽可能短,因此能够抑制消耗电力。

此外,在无线通信系统中,只要事先将上述n的变化数据设定为在各个信标发送侧无线通信装置30A中分别不同即可。另外,也可以构成为在待机预先对信标发送侧无线通信装置30A设定的时间之后发送第二信标信号,来代替待机随机延迟时间T3。作为预先设定的时间的例子,可以举出与终端号有关的值等。

在此,也可以在每次从信标发送侧无线通信装置30A发送第一信标信号和第二信标信号时,由信标接收侧无线通信装置40A尝试进行接收,但是优选的是例如以发送第一信标信号的周期(2×T1)的整数倍的周期尝试进行接收。这是因为,如前所述,发送接收信标信号的目的在于时钟部44的同步,因此不需要频繁地进行接收尝试。

此外,在下面的说明中,将发送第一信标信号的周期称为“信标发送周期”,将接收第一信标信号的周期称为“信标接收周期”,并且将信标发送周期的符号设定为CS(秒),将信标接收周期的符号设定为CR(秒),则优选的是,信标发送周期CS=2×T1,信标接收周期CR=CS×N(其中N为大于等于2的正整数)。当然CR=CS(即N=1)也是可以的(即N只要是大于等于1的正整数即可)。

对信标接收侧无线通信装置40A中的信标接收周期进行具体说明。例如,如图6的(b)的“(1)信标发送”所示,信标发送侧无线通信装置30A每隔信标发送间隔时间T1秒交替发送第一信标信号和第二信标信号(图中,“1”表示第一信标信号,“2”表示第二信标信号)。此时,第一信标信号以信标发送周期CS=2×T1秒进行发送。另一方面,信标接收侧无线通信装置40A以信标接收周期CR=CS×N尝试接收第一信标信号。在图6的(b)的“(2)信标接收”所示的例子中,为信标发送周期CS(2×T1秒)的四倍(N=4),因此以CR=4×(2×T1)秒的周期间歇性地尝试接收第一信标信号。

然后,如图6的(b)的“(3)能否接收”所示,例如,在图中第一次接收尝试中第一信标信号的接收成功的情况下(图中显示为“○”),在信标接收周期CR=4×CS的接收定时尝试接收第一信标信号。此时,在第一信标信号的接收未成功(图中显示为“×”)的情况下,在紧接其后的第二信标信号的接收定时接收该第二信标信号。如图6的(a)所示,该第二信标信号的接收定时是产生了随机延迟时间T3秒的延迟的状态。

在此,在信标接收侧无线通信装置40A中,为了使第一信标信号的接收尝试定时(信标接收周期CR)与第一信标信号的发送定时(信标发送周期CS)同步(即为了取得时钟部44的同步),需要辨明随机延迟时间T3的长度。即,如果不明确随机延迟时间T3的长度,则无法确定基于信标发送间隔时间T1的信标发送周期CS和信标接收周期CR的基点。因此,信标发送侧无线通信装置30A在第二信标信号的信号格式中插入随机延迟时间T3的长度数据,在此基础上发送该第二信标信号。

信标接收侧无线通信装置40A在接收到第二信标信号时,在时间同步部45中获取所接收到的第二信标信号所包含的随机延迟时间T3的长度数据,将时钟部44的定时脉冲校正T3秒。由此,时钟部44与信标发送侧无线通信装置30A的时钟部34同步,因此能够确定成为第一信标信号的发送周期的基准的信标发送间隔时间T1的起点。然后,信标接收侧无线通信装置40A的信标定时控制部42根据第一信标信号的发送定时(信标发送周期CS)来在信标接收确认部413中以信标接收周期CR间歇性地尝试接收。由此,即使在信标接收周期中第一信标信号的接收失败而接收到第二信标信号的情况下,也能够重新接收第一信标信号。

另外,根据状况,多个无线通信系统有时会设置于相互接近的区域或重复的区域,而各无线通信系统所包括的无线通信装置不一定相互同步,在各无线通信系统中发送接收的信标信号也有可能处于非同步状态。在这种状况下,如果各无线通信系统所包括的母无线终端101位于相互邻近的位置,则有可能从各个母无线终端101对所有“子无线终端”发送信标发送周期CS相互错开的信标信号。

其中,如果信标发送间隔时间T1例如是4秒而信标信号本身的长度(信标信号的发送时间)例如是10毫秒,则信标信号的发送中的占空比为1/400。因而,即使从各无线通信系统发送的信标信号之间不同步,发生冲突的概率也较低。然而,在各无线通信系统中设定的信标发送间隔时间T1中会含有一些时钟误差(后述),因此,由于信标信号的发送接收是长期化的,并且在各无线通信系统中信标发送周期中存在时钟误差,因此信标发送定时会逐渐偏移,其结果是信标发送周期CS有时会相互一致。

信标发送周期CS一旦一致,则因时钟误差而该信标发送周期再次错开就会需要较长时间。在这种情况下,第一信标信号会长时间地处于冲突状态,因此在各无线通信系统所包括的信标接收侧无线通信装置40A中会无法接收到第一信标信号。与此相对地,第二信标信号是从成为信标发送周期CS的基准的信标发送间隔时间T1起延迟了随机延迟时间T3后发送的,因此第二信标信号的发送定时始终与第一信标信号的发送定时相错开。

当然第二信标信号之间有可能会发生冲突,但是随机延迟时间T 3的长度是在各无线通信系统中独立决定的,并且是以最大延迟时间T2为上限而随机决定的。因而,即使在两个无线通信系统中随机延迟时间T3一致而第二信标信号发生了一次冲突,在下一次发送定时中随机延迟时间T3一致的可能性也极低。因此,第二信标信号之间发生冲突的概率基本上低,而且连续发生冲突的概率更低。

其结果是,在多个无线通信系统中,即使第一信标信号的发送定时(信标发送周期CS)一致而该第一信标信号发生冲突以致无法接收的状态持续,第二信标信号连续多次发生冲突的可能性也几乎是不存在的。因此,在各无线通信系统中,信标接收侧无线通信装置40A能够通过接收第二信标信号来取得时钟部44的同步。

对上述第一信标信号和第二信标信号的发送接收进行总结说明,首先,在信标发送侧无线通信装置30A中,时隙控制部33(以及信标定时控制部32)具有以下结构:对无线通信部31的动作进行控制,使得以预先设定的周期P1(即信标发送周期CS=2×T1)发送第一信标信号,并且在经过了待机时间Q(信标发送周期CS的1/2=信标发送间隔时间T1)之后在经过延迟时间R(随机延迟时间T3)的同时发送第二信标信号,其中,该待机时间Q是比周期P1短的时间,该延迟时间R是比该待机时间Q短的时间。

另外,在信标接收侧无线通信装置40A中,时隙控制部43(以及信标定时控制部42)具有以下结构:对无线通信部41的动作进行控制,使得以周期P2(信标接收周期CR)尝试接收第一信标信号,并且在经过待机时间Q(信标发送间隔时间T1)之后在经过延迟时间R(随机延迟时间T3)的同时尝试接收第二信标信号,其中,该待机时间Q是比周期P2短的时间,该延迟时间R是比该待机时间Q短的时间。

在此,也可以是周期P1=周期P2=信标发送周期CS,但是如前所述,在周期P2=信标接收周期CR时,更能够抑制信标接收侧无线通信装置40A的消耗电力,因此优选。另外,也可以不设为待机时间Q=信标发送间隔时间T1,只要能够随机地发送接收第二信标信号或者能够比发送接收第一信标信号的发送定时(周期P1或周期P2的定时)延迟地发送接收第二信标信号,就既可以超过信标发送间隔时间T1,也可以小于T1。

另外,延迟时间R只要是小于等于最大延迟时间T2的随机延迟时间T3即可,但是也可以不是随机的长度而是规定的长度。例如,也可以构成为预先设定设定时间T31、T32、T33作为延迟时间R,在进行第二信标信号的发送接收时,周期性地变更该设定时间T31~T33。如果是这种结构,则不仅能够延迟于发送接收第一信标信号的发送定时(周期P1或周期P2的定时)地发送接收第二信标信号,而且即使例如在多个无线通信系统设置于接近或重复的区域的情况下也能够避免第二信标信号的连续冲突。

如果将通过上述信标信号的发送接收进行的时钟部的同步方法看作利用信标发送侧无线通信装置30A的时隙控制部33(通信控制部)和信标接收侧无线通信装置40A的时隙控制部43(通信控制部)进行的控制方法或无线通信方法,则能够例示出图7和图8所示的控制流程。

首先,在信标发送侧无线通信装置30A中,如图7所示,如果接通电源来开始由时隙控制部33进行的通信控制,则该时隙控制部33根据时钟部34的定时脉冲来判断是否到达了第一信标信号的发送定时(信标发送周期CS)(步骤S101)。如果尚未到达发送定时(步骤S101,“否”),则重复判断直到到达发送定时。如果已到达发送定时(步骤S101,“是”),则使信标定时控制部32启动(步骤S102),该信标定时控制部32使信标生成部313生成第一信标信号(步骤S103),并通过发送接收部312和天线311发送第一信标信号(步骤S104)。

接着,时隙控制部33判断是否到达了第二信标信号的发送定时(步骤S105)。如果尚未到达发送定时(步骤S105,“否”),则重复判断直到到达发送定时。如果已到达发送定时(步骤S105,“是”),则使信标定时控制部32启动(步骤S106),该信标定时控制部32使信标生成部313生成第二信标信号(步骤S107),并通过发送接收部312和天线311发送第二信标信号(步骤S108)。之后,返回到第一信标信号的发送定时的判断(步骤S101)。重复该控制,直到信标发送侧无线通信装置30A的电源被切断。

另外,在信标接收侧无线通信装置40A中,如图8所示,如果接通电源来开始由时隙控制部43进行的通信控制,则该时隙控制部43根据时钟部44的定时脉冲来判断是否到达了第一信标信号的接收定时(信标接收周期CR)(步骤S201)。如果尚未到达接收定时(步骤S201,“否”),则重复判断直到到达接收定时。如果已到达接收定时(步骤S201,“是”),则使信标定时控制部42启动(步骤S202),该信标定时控制部42使信标接收确认部413尝试接收第一信标信号(步骤S203)。

之后,信标定时控制部42使信标接收确认部413判断第一信标信号的接收是否成功(步骤S204)。如果第一信标信号的接收成功(步骤S204,“是”),则信标定时控制部42通过时间同步部45对时钟部44的定时脉冲进行校正(步骤209)。由此,时钟部44与信标发送侧无线通信装置30A的时钟部34同步。

另一方面,如果第一信标信号的接收未成功(步骤S204,“否”),则时隙控制部43根据时钟部44的定时脉冲来判断是否到达了第二信标信号的接收定时(步骤S205)。如果尚未到达接收定时(步骤S205,“否”),则重复判断直到到达接收定时。如果已到达接收定时(步骤S205,“是”),则使信标定时控制部42启动(步骤S206),该信标定时控制部42使信标接收确认部413尝试接收第二信标信号(步骤S207)。

如果信标接收确认部413未成功接收第二信标信号(步骤S208,“否”),则再次返回到第一信标信号的接收定时的判断(步骤S201)。另一方面,如果第二信标信号的接收成功(步骤S208,“是”),则信标定时控制部42通过时间同步部45对时钟部44的定时脉冲进行校正(步骤209)。由此,时钟部44与信标发送侧无线通信装置30A的时钟部34同步。之后,再次返回到第一信标信号的接收定时的判断(步骤S201)。重复该控制,直到信标接收侧无线通信装置40A的电源被切断。

此外,在具备信标发送侧无线通信装置30A和信标接收侧无线通信装置40A的无线通信系统中,上述结构的无线通信方法被编制成以计算机可读取的形式描述的程序,从而能够在无线通信装置30A和无线通信装置40A所具备的运算装置(微计算机等)上执行。

这样,即使在信标接收侧无线通信装置40A由于某种原因而未成功接收第一信标信号的情况(例如在母无线终端101附近存在非同步的无线通信系统,信标发送周期偶尔会一致的情况等)下,也能够接收第二信标信号,因此信标接收侧无线通信装置40A的时钟部44与信标发送侧无线通信装置30A的时钟部34能够取得同步。另外,如果处于能够适当接收第一信标信号的状态,则以信标接收周期CR来间歇性地接收以固定的信标发送周期CS(2×T1)发送的第一信标信号,从而能够取得时钟部34与时钟部44的同步,因此尤其能够缩短信标接收侧无线通信装置40A的启动时间来抑制电力消耗。即,根据本实施方式,能够有效应对信标信号的干扰,并且能够抑制电力消耗,能够兼顾这两方面。

[信标信号的尝试接收上限时间]

在此,在信标接收侧无线通信装置40A中,尤其优选构成为:在尝试接收第一信标信号和第二信标信号时,将时钟误差的产生纳入考虑之中来开始尝试。参照图6的(c)来具体说明这一点。

首先,对上述时钟误差进行说明。一般的无线通信装置所具备的时钟部具有使用晶体振荡器作为基准振荡源来振荡产生晶体振荡信号的结构。如果考虑到温度变化等,则该晶体振荡信号的频率中产生的误差(频率误差)最大为±100ppm。

而且,在无线通信系统中,信标发送侧无线通信装置30A和信标接收侧无线通信装置40A都分别各自具备时钟部34或时钟部44。在此,当设时钟部34中的频率误差最大为±100ppm、时钟部44中的频率误差最大为±100ppm时,相对的频率误差最大为±200ppm。在本说明书中,将像这样在时钟部34与时钟部44之间产生的相对的频率误差称为“时钟误差”。

即使如前所述那样在信标接收侧无线通信装置40A中成功接收到从信标发送侧无线通信装置30A发送的第一信标信号而能够使时钟部44同步,在接收到下一个第一信标信号之前的时间内在该时钟部44与时钟部34之间也会产生无法忽视的时钟误差。

例如,如果如前所述那样信标发送间隔时间T1=4秒,则信标发送侧无线通信装置30A每隔信标发送周期CS=2×T1=8秒发送一次第一信标信号,信标接收侧无线通信装置40A每隔信标接收周期CR=4×(2×T1)=8×T1=32秒尝试一次第一信标信号的接收(参照图6的(b))。因此,在信标接收周期CR=32秒的期间内,时钟部34和时钟部44的时钟误差最大为±200ppm×32秒=±6.4毫秒。如前所述,信标信号的长度(发送时间)为10毫秒以下,因此该时钟误差会对信标信号的接收造成影响。

因此,在本实施方式中,为了避免由于时钟误差导致信标信号的接收失败,在由信标接收确认部413尝试接收时,如图6的(c)所示,预先设定接收尝试上限时间(或者接收超时时间)T6或T7。接收尝试上限时间T6是为了接收以信标发送周期CS=2×T1发送的第一信标信号而设定的,接收尝试上限时间T7是为了接收在信标发送周期CS之后经过(待机)随机延迟时间T3后发送的第二信标信号而设定的。

具体地说,如图6的(c)的“(1)信标发送”所示,关于第一信标信号和第二信标信号,在该信标信号之前存在冗余位信号(也参照图5的(a))。因此,如图6的(c)的“(2)信标接收”所示,将接收尝试上限时间T6或T7设定为大于等于包含该冗余位信号在内的信标信号的长度。此外,如图6的(c)的“(2)信标接收”所示,信标信号的接收动作时间稍长于信标信号的长度。

并且,信标信号的发送定时的起点PS与接收定时的起点PR通常来说应该一致,但是如果产生时钟误差则会偏离较大。例如,如图6的(c)的“(2)信标接收”所示,如果将最大时钟误差的符号设定为X(秒),则发送定时的起点PR最大会移到接收定时的起点PS的X秒之前。

即,最大时钟误差X根据信标接收侧无线通信装置40A的信标接收周期CR发生变化。由于信标接收周期CR=CS×N(其中N为大于等于1的正整数),因此,最大时钟误差被计算为X=(2×T1)×N×200ppm。因而,如果考虑信标接收周期CR,则信标接收侧无线通信装置40A只要比第一信标信号的发送定时的起点PS早X秒开始尝试接收即可。因而,接收尝试上限时间T6或T7被设定为大致等于将冗余位信号的长度、信标信号的长度以及最大时钟误差X相加后得到的长度。

此外,图6的(c)所示的示意图中突出了冗余位信号和信标信号,并非反映了实际的时间长度。如前所述,如果是信标发送间隔时间T1=4秒的例子,则信标信号的长度(发送时间)被设定为10毫秒以下,而最大时钟误差X有可能会达到6.4毫秒。因而,还考虑到最大时钟误差X不在起点PS之前(-X)而是产生于起点PS之后(+X)的情况,只要将接收尝试上限时间T6或T7的上限设为最大时钟误差X的2倍即可。因而,如果将信标信号的长度设为T8,则接收尝试上限时间T6为(X+T4+T8)<T6<2×X。另外,对于接收尝试上限时间T 7来说,除了最大时钟误差X以外还需要考虑最大延迟时间T2,因此为(X+T2+T4+T8)<T7<(2×X+T2)。

在此,在由信标接收确认部413进行的信标信号的接收尝试中,如果能够检测到冗余位信号,则能够接收到紧接其后的信标信号。因此,在接收尝试上限时间T6或T7的期间,在开始尝试接收信标信号之前,首先尝试检测冗余位信号。如图6的(c)的“(1)信标发送”所示,冗余位信号的长度为T4,该冗余位信号的结构如前所述那样由“1010......”的重复所构成,因此尝试检测冗余位信号的冗余位检测尝试时间T 5只要被设定为处于不超过冗余位信号的长度T4的范围内且能够确认出上述重复的程度的长度即可(T5<T4)。

关于信标接收侧无线通信装置40A在接收尝试上限时间T6或T7内尝试检测冗余位信号的动作,与第一信标信号和第二信标信号的接收尝试一起具体说明。

首先,在信标接收侧无线通信装置40A的信标接收确认部413中,考虑最大时钟误差±X来预先设定接收尝试上限时间T6和T7,并且预先设定冗余位检测尝试时间T5。因此,信标定时控制部42使信标接收确认部413比第一信标信号的发送定时(起点PS)提早X秒(起点PR)开始冗余位信号的检测动作,以吸收最大时钟误差X。在接收尝试上限时间T6秒的期间,以冗余位检测尝试时间T5为间隔重复多次检测尝试,由此进行上述检测动作。

通过这样重复检测尝试,在接收尝试上限时间T 6内一定能够检测到冗余位信号,因此能够适当地接收到第一信标信号。然后,信标接收侧无线通信装置40A只要一检测到冗余位信号就取消接收尝试上限时间T6并继续接收第一信标信号即可。

接着,说明未能接收到第一信标信号而接收第二信标信号的情况,第二信标信号的冗余位信号的长度也是T4,因此使信标接收确认部413比第一信标信号的发送定时提早X秒开始冗余位信号的检测动作以吸收最大时钟误差X。此时,由于预先设定了接收尝试上限时间T7,因此在接收尝试上限时间T7秒的期间,以冗余位检测尝试时间T5为间隔重复多次检测尝试,由此进行上述检测动作。

通过这样重复检测尝试,信标接收侧无线通信装置40A一定能够在接收尝试上限时间T7内检测到冗余位,因此能够适当地接收到第二信标信号。然后,信标接收侧无线通信装置40A只要一检测到冗余位信号就取消接收尝试上限时间T7并继续接收第二信标信号即可。

在此,列举接收尝试上限时间T6和T7的具体长度的一例,首先,接收尝试上限时间T6只要最多被设定为第一信标信号的长度10毫秒的两倍即可。其理由是,在本实施方式的一例中,第一信标信号为10毫秒左右,即使考虑到消耗电流,最大时钟误差X一般也会被算出小于第一信标信号的长度10毫秒。另外,接收尝试上限时间T7只要被设定为稍大于110毫秒的值即可。其理由是,在本实施方式的一例中,最大延迟时间T2最大为90毫秒,最大时钟误差X如前所述为10毫秒左右。因此,即使在接收信标信号时设定了接收尝试上限时间T6和T7,对信标接收侧无线通信装置40A的消耗电力造成的影响也是微乎其微的。

此外,图6的(c)所示的“(1)信标发送”中的冗余位信号和信标信号的发送时间以及“(2)信标接收”中的信标信号的接收时间表示在信标发送侧无线通信装置30A的时钟部34与信标接收侧无线通信装置40A的时钟部44之间未产生时钟误差的理想状态。在实际产生了时钟误差的情况下,冗余位信号和信标信号的发送期间会相对于信标信号的接收时间在最大时钟误差±X的范围内向前后偏离。

这样,信标接收侧无线通信装置40A只要在稍长于最大时钟误差±X的接收尝试上限时间T 6的期间内每隔冗余位检测尝试时间T5重复一次第一信标信号的冗余位信号的检测尝试即可。由此,只要不存在第一信标信号之间的冲突等,就能够适当地检测到该第一信标信号。因此,能够进一步缩短信标接收确认部413和信标定时控制部42的启动时间以接收第一信标信号,因此,能够抑制信标接收侧无线通信装置40A的电力消耗。

而且,在未能检测到第一信标信号时,只要在稍长于将最大时钟误差±X与最大延迟时间T2相加后得到的时间的接收尝试上限时间T7的期间内每隔冗余位检测尝试时间T5重复一次第二信标信号的冗余位信号的检测尝试即可。由此,也能够适当地检测到第二信标信号。在此,尝试接收第二信标信号的次数与尝试接收第一信标信号的次数相比非常小。并且,在接收第二信标信号的情况下,也在接收之前每隔T 5尝试一次冗余位信号的检测,因此第二信标信号的接收对整个信标接收侧无线通信装置40A的电力消耗的影响是微乎其微的。

以上,根据本实施方式,在广义的“母无线终端”和广义的“子无线终端”中都无需具有标准电波钟功能,因此能够避免电路规模变大,从而也能够避免成本增加。并且,即使广义的“母无线终端”之间的通信范围重叠而从各个“母无线终端”发送的信标信号之间发生冲突而产生干扰,也能够取得时钟部的同步而不会使无线通信系统死机。

[变形例]

在本实施方式中,交替发送第一信标信号和第二信标信号,但是本发明并不限定于此,例如也可以构成为将第一信标信号只发送一次并且发送多次(例如四次)第二信标信号,还可以构成为发送多次(例如四次)第一信标信号并且将第二信标信号只发送一次。并且,还可以构成为根据状况而只发送第二信标信号。此外,第一信标信号和第二信标信号的发送比率是只要根据电力消耗与信标信号受到干扰时的抵抗性之间的平衡来决定即可。

另外,在本实施方式中,构成为以下结构:在信标发送侧无线通信装置30A中,以预先设定的周期P1(信标发送周期CS)发送第一信标信号,而在信标接收侧无线通信装置40A中,以预先设定的周期P2(信标接收周期CR)尝试接收第一信标信号。即,在本实施方式中,信标信号的发送接收定时为周期性的模式(周期模式),但是本发明并不限定于此,能够以各种定时模式来进行发送接收。

即,在本发明所涉及的无线通信装置中,关于第一信标信号的发送接收的定时模式P1或P2,(1)只要是每次发送接收的定时均为固定周期的周期模式即可,但是(2)也可以是并非每次发送接收的定时都是固定周期的随机模式(非周期模式)。作为该随机模式,可以列举出每次发送接收的定时都呈现不同的间隔的完全随机模式、每隔多次发送接收的定时呈现不同的间隔的准随机模式(即在多次发送接收的定时呈现固定周期的模式)、或者将它们组合的模式等。并且,也可以是除了上述(1)或(2)以外的其它模式。即,在本发明中,只要在信标发送侧无线通信装置与信标接收侧无线通信装置之间共享定时模式即可。

另外,在上述结构中,作为无线通信系统的一例,例示了近距离无线通信网络,但是本发明并不限定于此,也能够应用于移动通信、局域内无线通信网、交通设施用无线、防灾行政无线网、燃气、自来水、电力等的仪表用无线抄表系统等中。此外,在实施方式2中具体说明无线抄表系统

另外,本发明中还包括下面说明的结构的无线通信装置等。即,本发明所涉及的无线通信装置是具有以下结构的无线通信装置:具有信标生成单元和时隙控制单元,该时隙控制单元对启动上述信标生成单元来定期地发送信标的定时进行控制,上述时隙控制单元在每隔预先决定的信标发送次数的信标发送定时II延迟随机时间或延迟预先决定的时间后启动上述信标生成单元来发送第二信标信号,上述时隙控制单元在上述信标发送定时II以外的信标发送定时I立即启动上述信标生成单元来发送第一信标信号。

另外,关于一种无线通信装置,即,该无线通信装置具有以下结构:具有信标生成单元和时隙控制单元,该时隙控制单元对启动上述信标生成单元来定期地发送信标的定时进行控制,上述时隙控制单元在每隔预先决定的信标发送次数的信标发送定时II延迟随机时间或延迟预先决定的时间后启动上述信标生成单元来发送第二信标信号,上述时隙控制单元在上述信标发送定时II以外的信标发送定时I立即启动上述信标生成单元来发送第一信标信号,本发明所涉及的其它无线通信装置是接收从上述无线通信装置发送的上述第一信标信号或第二信标信号的无线通信装置,本无线通信装置是具有以下结构的无线通信装置:具有信标接收单元和时隙控制单元,该时隙控制单元对启动上述信标接收单元来定期地接收信标的定时进行控制,上述时隙控制单元启动上述信标接收单元来接收上述第一信标信号,根据上述第一信标信号的接收状况来判断是否在上述第二信标信号被发送的定时启动上述信标接收单元。

在上述无线通信装置中,也可以构成为以下结构:时隙控制单元构成为交替启动上述信标发送定时I和上述信标发送定时II,从而交替输出上述第一信标信号和上述第二信标信号。

在上述无线通信装置中,也可以构成为以下结构:时隙控制单元只在上述信标发送定时II的定时进行动作。

在上述无线通信装置中,也可以构成为以下结构:上述时隙控制单元以发送上述第一信标信号的定时的整数倍的周期来启动上述信标接收单元,仅在上述信标接收单元未接收到上述第一信标信号时在下一个第二信标信号被发送的定时启动上述信标接收单元。

在上述无线通信装置中,也可以构成为以下结构:上述时隙控制单元在接收上述第一信标信号时和接收上述第二信标信号时对上述信标接收单元的接收超时时间进行变更。

是一种用于在上述无线通信装置中使计算机实现上述结构的无线通信装置的至少一部分的程序,因此能够与电气/信息设备、计算机等硬件资源相协作来以简单的硬件实现本发明的至少一部分。另外,通过记录在记录介质中或者使用通信线路发布程序,能够使程序的发布或更新、或者其安装作业变得简单。

本发明所涉及的无线通信方法是以下方法:具有信标生成单元和时隙控制单元,该时隙控制单元对启动上述信标生成单元来定期地发送信标的定时进行控制,上述时隙控制单元在每隔预先决定的信标发送次数的信标发送定时II延迟随机时间或延迟预先决定的时间后启动上述信标生成单元来发送第二信标信号,上述时隙控制单元在上述信标发送定时II以外的信标发送定时I立即启动上述信标生成单元来发送第一信标信号。

通过使用本发明的无线通信装置、无线通信方法以及程序,即使在附近存在多个通信系统,也能够防止信标信号相互干扰,从而能够防止通信系统死机。

另外,本发明所涉及的无线通信系统包括相互发送接收信标信号的多个无线通信装置,该无线通信系统能够构成为以下结构:使用第一信标信号和第二信标信号这两种信标信号作为上述信标信号,包括信标发送侧无线通信装置和信标接收侧无线通信装置,该信标发送侧无线通信装置周期性地发送上述第一信标信号,并且在时间上与上述第一信标信号的发送定时错开地发送上述第二信标信号,该信标接收侧无线通信装置根据该第一信标信号的发送周期来周期性地尝试接收上述第一信标信号,并且根据该第二信标信号的发送定时尝试接收上述第二信标信号。

或者,本发明所涉及的无线通信装置用于包括相互发送接收信标信号的多个无线通信装置的无线通信系统中,并且构成为进行上述信标信号的发送和接收中的至少一方,该无线通信装置具备进行无线通信的无线通信部、以及控制上述无线通信部的动作定时以间歇性地发送接收上述信标信号的通信控制部,该无线通信装置能够构成为以下结构:上述无线通信部构成为发送接收第一信标信号和第二信标信号作为上述信标信号,上述通信控制部构成为进行第一通信动作控制和第二通信动作控制这两方,在该第一通信动作控制中,使上述无线通信部周期性地进行动作,以周期性地发送接收上述第一信标信号,在该第二通信动作控制中,使上述无线通信部在时间上与上述第一通信动作控制的动作定时错开地进行动作,以在时间上与上述第一信标信号的发送接收定时错开地发送接收上述第二信标信号。

(实施方式2)

本发明的实施方式2所涉及的无线通信系统和无线通信装置被应用于燃气表用无线抄表系统。参照图9至图11来具体说明本实施方式所涉及的无线通信系统和无线通信装置。

如图9所示,本实施方式所涉及的无线通信系统包括无线母机201、中继无线终端211、221、231以及无线子机202~204、212~214、222~224。无线母机201与实施方式1中的母无线终端101对应,中继无线终端211、221、231与实施方式1中的中继无线终端111、121、131对应,无线子机202~204、212~214、222~224与实施方式1中的子无线终端102~104、112~114、122~124对应。另外,无线子机202~204、212~214、222~224上分别连接有燃气表502~504、512~514、522~524。

在该燃气表用无线抄表系统中,利用来自无线母机201的轮询通信,将与无线子机202~204、212~214、222~224连接的燃气表502~504、512~514、522~524的燃气抄表数据收集到无线母机201中。例如利用与无线母机201连接的公共线路将所收集到的燃气抄表数据发送到数据中心。此外,中继无线终端211、221、231既可以只具有中继燃气抄表数据的功能,也可以还具有“无线子机”的功能。在这种情况下,这些中继无线终端211、221、231上也连接有燃气表。

另外,无线母机201、中继无线终端211、221、231与图10所示的信标发送侧无线通信装置30B对应,无线子机202~204、212~214、222~224和中继无线终端211、221、231与图11所示的信标接收侧无线通信装置40B对应。

信标发送侧无线通信装置30B的结构基本上与上述实施方式1中的信标发送侧无线通信装置30A相同,但是具备流量收集部35,该流量收集部35用于利用发送接收部312来接收从燃气表502~504、512~514、522~524获取并从信标接收侧无线通信装置40B发送的燃气抄表数据(即燃气的流量数据)以进行收集。另外,信标接收侧无线通信装置40B的结构也基本上与上述实施方式1中的信标发送侧无线通信装置30A相同,但是具备流量获取部46,该流量获取部46从各个燃气表502~504、512~514、522~524获取燃气抄表数据(燃气的流量数据)并输出到发送接收部412。

另外,在信标发送侧无线通信装置30B和信标接收侧无线通信装置40B中,由轮询通信部314、414进行的轮询通信是用于从无线母机201发送轮询信号以将来自燃气表502~504、512~514、522~524的燃气抄表数据收集到该无线母机201中的通信。另外,由子机呼叫通信部315、415进行的子机呼叫通信是用于从与无线子机202~204、212~214、222~224连接的燃气表502~504、512~514、522~524接收信号并发送到无线母机201、中继无线终端211、221、231的通信。即,信标接收侧无线通信装置40B所具备的子机呼叫通信部415将由流量获取部46得到的燃气抄表数据作为子机呼叫通信来进行发送。

接着,具体说明不是典型的无线通信系统而是燃气表用无线抄表系统所特有的课题。

燃气表是以十年不进行更换而利用电池电源进行动作的方式构成的,具备AC电源的结构几乎是不存在的。因此,安装在燃气表中的无线通信装置需要利用电池驱动在十年之间不更换电池而进行动作。因此,无线通信装置进行以下的间歇接收动作:以规定的周期间歇性地进行接收动作,如果无法检测到发给本站的电波,则立即中止接收(接收尝试)并变为待机状态。另外,燃气表的抄表不需要频繁地测量,最多一天一次左右,因此无线通信的频率不大。

因此,从通信频率的观点来看,在典型的燃气表用无线抄表系统中使用所谓的非同步方式这一方式。非同步方式是指只有在产生了想发送的信息(发送信息)时以附加比通信对象的间歇接收周期长的头信号的方式发送上述发送信息的方法。通信对象能够检测到比间歇接收周期长的头信号,在检测到该头信号时继续接收来能够接收到紧接着头信号发送过来的上述发送信息。通常设定20秒这样的长时间来作为具体的间歇接收周期,从而抑制电池消耗。

在此,近年来,以成本削减为目的,研究了一种想要以单一的无线母机收集大量燃气表的抄表值的一对多型的无线通信系统。并且,为了增加能够由无线母机收集数据的燃气表的数量,还对具有中继功能的一对多型的无线通信系统进行了研究。在这种一对多型的无线通信系统中,该无线通信系统整体的通信次数变多。其结果是在以往的非同步方式中,在每次通信中需要发送长度为作为间歇接收周期的20秒以上的头信号。

因此,如果是以往的燃气表用无线抄表系统,则存在如下倾向:无线通信系统整体的通信流量会变差,并且接收到不是发给本站的头信号的次数也变多,从而消耗电流变大。另外,在以无线母机和无线子机所各自配备的时钟部为基准还无法定期接收到同步化信号而耗费时间的情况下,存在如下倾向:发送接收定时的误差变大,以间歇接收的定时进行接收的时间变长而消耗电力变大。

与此相对地,如上述实施方式1所说明的,本实施方式所涉及的燃气表用无线抄表系统避免电路规模变大,因此还能够避免成本增大。并且,即使第一信标信号之间发生冲突而产生干扰,也能够通过发送接收第二信标信号来取得时钟部的同步而不会使无线通信系统死机,而且,第一信标信号和第二信标信号的发送接收是以相当高的效率进行的,因此能够有效抑制消耗电力的增大。

此外,在本实施方式中,例示了从燃气表自动收集燃气流量数据(燃气抄表数据)的结构,但是本发明并不限定于此,也可以是检查自来水、电等的流量的系统,这是不言而喻的。

根据上述说明,对本领域技术人员来说,本发明的很多改进和其它实施方式是很清楚的。因而,上述说明应解释为只是例示,是为了向本领域技术人员说明执行本发明的优选方式而提供的。在不脱离本发明的精神的情况下,可以实质性地改变其结构和/或功能的详细内容。

产业上的可利用性

如上,本发明能够适用于近距离无线通信网络、移动通信、局域内无线通信网、交通设施用无线、防灾行政无线网、无线LAN、燃气、自来水、电力等的仪表用无线抄表系统等无线通信系统以及用于它们的无线通信装置的领域中。

附图标记说明

30A:信标发送侧无线通信装置(母无线终端);31:无线通信部;32:信标定时控制部(通信控制部);33:时隙控制部(通信控制部);34:时隙部;40A:信标接收侧无线通信装置(子无线终端);41:无线通信部;42:信标定时控制部(通信控制部);43:时隙控制部(通信控制部);44:时钟部;45:时间同步部;101:母无线终端(无线通信装置);102~104:子无线终端(无线通信装置);111:中继无线终端(无线通信装置);112~114:子无线终端(无线通信装置);121:中继无线终端(无线通信装置);122~124:子无线终端(无线通信装置);131:中继无线终端(无线通信装置)。

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