(57)【要約】【課題】  複数の無線ノードから構成される相互無線通信ネットワークシステムにおいて、複数の無線ノードからの送信データが同一時刻帯に送信されて相互に衝突することにより生じる送信データの損失や受信時のエラーを少ない消費電力で防止する。【解決手段】  通信衝突が生じたと判定した場合、通信衝突時から所定のバックオフ時間を空けて送信データの再送を予定するステップと、送信データの再送に先立って他の無線ノードに対してジャミング要求信号を送信するステップと、ジャミング要求信号を送信した後、他の無線ノードからのジャミング信号を受信し、ジャミング信号が終了した時点で前記送信データを再送するステップと、他の無線ノードからジャミング要求信号を受信した場合にジャミング信号を送信するステップとを有する。【選択図】      図１
2006197177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線ノードから構成される相互無線通信ネットワークシステムにおいて、複数の無線ノードからの送信データが同一時刻帯に送信されて相互に衝突することにより生じる送信データの損失や受信時のエラーを防止するための通信衝突防止方法であって、
送信元および送信先のアドレスを埋め込んだ送信データを準備するステップと、
前記送信データを送信先の無線ノードに送信するステップと、
前記送信データの送信前と送信後に、他の無線ノードからのキャリアの有無を検出して通信衝突の有無を判定するステップと、
通信衝突が生じたと判定した場合、前記通信衝突時から所定のバックオフ時間を空けて送信データの再送を予定するステップと、
送信データの再送に先立って他の無線ノードに対してジャミング要求信号を送信するステップと、
前記ジャミング要求信号を送信した後、他の無線ノードからのジャミング信号を受信し、前記ジャミング信号が終了した時点で前記送信データを再送するステップと、
他の無線ノードからジャミング要求信号を受信した場合にジャミング信号を送信するステップと、
を有することを特徴とする通信衝突防止方法。
【請求項２】
電源の電池余力を監視して電池余力が劣化しているか否かを検出するステップと、
前記電池余力が劣っていると判断した場合、前記通信衝突後にジャミング要求信号を送信し、他の無線ノードからジャミング要求信号を受信してもジャミング信号を送信しない第１動作モードに設定するステップと、
前記電池余力が劣っていないと判断した場合、前記通信衝突後にジャミング要求信号を送信せず、他の無線ノードからのジャミング要求信号を受信したときジャミング信号を送信する第２動作モードに設定するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の通信衝突防止方法。
【請求項３】
他の無線ノードからのジャミング要求信号に応じて送信するジャミング信号は複数のパルス信号からなる信号列であり、前記パルス信号のパルス幅とパルス間隔とパルス数を前記電池余力に応じて電池負荷が軽減されるように変化させることを特徴とする、請求項２に記載の通信衝突防止方法。
【請求項４】
前記バックオフ時間は所定値にランダムな値を加算した値に設定され、前記所定値は、前記電池余力に応じて電池負荷が軽減されるように変化させることを特徴とする、請求項２または３に記載の通信衝突防止方法。
【請求項５】
ジャミング要求信号が他の無線ノードと通信衝突を起こした場合、バックオフ時間を空けずにジャミング要求信号を再送するステップと、
他の無線ノードによるジャミング信号を受信した後、前記送信データを再送する際に再び他の無線ノードと通信衝突が生じた場合、ジャミング要求信号を送信せず、かつバックオフ時間を空けずに前記送信データを再送するステップと、
をさらに有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の通信衝突防止方法。
【請求項６】
他の無線ノードからの受信電波強度を監視するステップと、
前記受信電波強度が所定の強度値以下の無線ノードが存在する場合、該当する無線ノード宛てに電池警告信号を送信するステップと、
他の無線ノードから電池警告信号を受信した場合に、前記通信衝突後におけるジャミング要求信号を送信し、他の無線ノードからのジャミング要求信号を受信してもジャミング信号を送信しないステップと、
をさらに有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の通信衝突防止方法。
【請求項７】
他の無線ノードからのジャミング要求信号またはジャミング信号に基づいて、他の無線ノードによるジャミング信号を必要とする無線ノード数と、他の無線ノードにおるジャミング信号を必要としない無線ノード数をそれぞれ計数するステップと、
他の無線ノードによるジャミング信号を必要とする無線ノード数と、他の無線ノードによるジャミング信号を必要としない無線ノード数との割合が所定値に達した場合に、前記バックオフ時間に所定値を加算するステップと、
をさらに有することを特徴とする、請求項１〜６に記載の通信衝突防止方法。
【請求項８】
複数の無線ノードから構成される相互無線通信ネットワークシステムにおいて、複数の無線ノードからの送信データが同一時刻帯に送信されて相互に衝突することにより生じる送信データの損失や受信時のエラーを防止するための通信衝突防止装置であって、
送信元および送信先のアドレスを埋め込んだ送信データを準備する送信データ生成部と、
前記送信データを送信先の無線ノードに送信するデータ送信部と、
前記送信データの送信前と送信後に、他の無線ノードからのキャリアの有無を検出して通信衝突の有無を判定するキャリア検出部と、
通信衝突が生じたと判定した場合、前記通信衝突時から所定のバックオフ時間を空けて送信データの再送を予定するバックオフ設定部と、
送信データの再送に先立って他の無線ノードに対してジャミング要求信号を送信するジャミング要求送信部と、
前記ジャミング要求信号を送信した後、他の無線ノードからのジャミング信号を受信し、前記ジャミング信号が終了した時点で前記送信データを再送するデータ再送部と、
他の無線ノードからジャミング要求信号を受信した場合にジャミング信号を送信するジャミング送信部と、
を有することを特徴とする通信衝突防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線ノード（無線送受信装置）から構成される相互無線通信ネットワークシステムに関し、より特定的には、電池駆動の無線ノードからなるCSMA/CAネットワークやCSMA/CDネットワークなどにおける無線ノードの通信衝突防止方法および、その方法を用いたネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
相互無線通信ネットワークシステムでは、通信可能範囲内の複数の無線ノードが相互にデータを送受するように構成されている。各無線ノードは通信環境に依存して、時間経過とともに親機となって他の子機からのデータを受信して他の無線に中継したりホスト装置に中継するなどの機能を実行し、あるいは時間経過とともに子機となって親機に対してデータを送信するように構成される。
【０００３】
したがって、その時々の通信環境に適応して柔軟なトポロジーを持つネットワークを自立的に構築し、いわゆるアドホックネットワークを随時形成している。このように、無線ノード同士が自由なアクセスを相互に行なうため、複雑な伝送制御プロトコルを用いることなく無線ノードがデータを送信したい時には随時、伝送相手の無線ノードにデータを伝送するようにしている。
【０００４】
具体的には、無線ノードがデータを伝送する前に現在通信か行われているか否かを確認するために他ノードのキャリアの有無を検査する。キャリアが検出されなければ通信相手に対するデータ送信を開始し、キャリアが検出された場合には所定の時間間隔(バックオフ時間)を空けて再送信する。
【０００５】
CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）では、通信を開始して通信相手の無線ノードからACK（Acknowledge）信号の返信を受け取った場合には通信が成功したとみなし、ACK信号を受けとらなかった場合には他の無線ノードとの通信衝突が発生したとみなして、再びバックオフ時間を設けて再送信するようにしている。
【０００６】
また、CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection：搬送波感知多重アクセス／衝突検出方式）では、無線ノードが自分の送信したデータをリアルタイムに自己受信しておき、正常に自己受信できた場合には通信が成功したものとみなし、正常に自己受信できなかった場合には他の無線ノードとの通信衝突が発生したとみなして、再びバックオフ時間を設けて再送信するようにしている。
【０００７】
ところが、これらの方法ではネットワーク内の無線ノード数が多数になった場合、通信衝突の確率も増大するために、バックオフ時間を挿入する回数も多くなり、データ送信が正常終了するまでに長時間を要する。したがって、データ伝送のスループットが低下してしまうといった問題が生じるので、スループットを低下させない無線ノードの通信衝突防止策が必要である。
【０００８】
そこで従来の無線ノードの通信衝突防止方法としては、特許文献１のようなものが存在する。図17(a)は特許文献１に記載された従来の無線ノードの通信衝突防止方法の構成図を示し、図17(b)にその動作説明図を示す。
【０００９】
図17では、データの送信元である第１送信ノード1701、データの送信先である送信先ノード1700、通信衝突の対象となる第２送信ノード1702とを含む相互無線通信ネットワークを想定している。このような相互無線通信ネットワークにおいて、第１送信ノード1701と第２送信ノード1702がそれぞれ送信先ノード1700にデータを送信する際に、第１送信ノード1701の送信データと第２送信ノード1702の送信データが、時刻T170で通信衝突を起こした場合、第２送信ノード1702より早期に送信を開始している第１送信ノード1701が送信権を獲得し、ジャミング信号1703を一定期間送信する。その後、第２送信ノード1702およびその他のノードからのキャリアが検出されなければ送信データを再送する。
【００１０】
第２送信ノード1702は、時刻T170で通信衝突を検出した時点でバックオフ時間を挿入し、時刻T171における再送を予定する。第２送信ノード1702は、時刻T171でデータの再送を開始しようとするが、第１送信ノード1701によるジャミング信号1703が送信されている期間はキャリア検出有りの状態となってデータ送信を実行できず、再びバックオフ時間を挿入して時刻T173における再送を予定することとなる。このように、早期にデータ送信を行った無線ノードがジャミング信号を用いて他のノードのデータ再送を妨害し、他のノードがバックオフ時間を挿入している間に送信データを再送することによって、送信成功確率を向上させてスループット低下を防止できる。
【特許文献１】特開平８−８９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述したような従来の構成では、通信衝突を検出した場合に、送信権を獲得するたびに無条件にジャミング信号を送信するため、無線ノードの電源である電池の消耗が加速されてしまい、電池の劣化した無線ノードの動作寿命をさらに縮めてしまうという問題がある。
【００１２】
また、ジャミング信号が一定期間の連続信号であるため、ジャミング信号を送出することに多大な電力を消費してしまい、無線ノードの電池の消耗が加速されてしまうという問題がある。
【００１３】
さらに、通信衝突の際に挿入するバックオフ時間がタイマにより決められた所定時間であるため、再衝突の確率が高く、電池が消耗した状態でも同一のバックオフ時間を採用するので、電池消耗を救済できないという問題がある。
【００１４】
無線ノードの電池が消耗すると、広域に伝達させる必要があるジャミング信号を必要十分な空中線電力で送出できなくなり、他のノードがジャミング信号を認識できずに送信データの再送を実行することから、何度も通信衝突が起きてしまうおそれがある。
【００１５】
本発明は、前述したような従来の問題点を解決するもので、複数の無線ノードから構成される相互無線通信ネットワークにおいて、無線ノード間での通信衝突が生じた場合に、電池の劣化した無線ノードの再送信の成功確率を向上させ、通信衝突防止と電池寿命延長を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に係る通信衝突防止方法は、複数の無線ノードから構成される相互無線通信ネットワークシステムにおいて、複数の無線ノードからの送信データが同一時刻帯に送信されて相互に衝突することにより生じる送信データの損失や受信時のエラーを防止するための通信衝突防止方法であって、送信元および送信先のアドレスを埋め込んだ送信データを準備するステップと、送信データを送信先の無線ノードに送信するステップと、送信データの送信前と送信後に、他の無線ノードからのキャリアの有無を検出して通信衝突の有無を判定するステップと、通信衝突が生じたと判定した場合、通信衝突時から所定のバックオフ時間を空けて送信データの再送を予定するステップと、送信データの再送に先立って他の無線ノードに対してジャミング要求信号を送信するステップと、ジャミング要求信号を送信した後、他の無線ノードからのジャミング信号を受信し、ジャミング信号が終了した時点で送信データを再送するステップと、他の無線ノードからジャミング要求信号を受信した場合にジャミング信号を送信するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本構成によって、同一周波数で相互無線通信を行なっている複数の無線ノード間で通信衝突が生じた場合、各無線ノードはバックオフ時間を空けて送信データの再送信を試みるが、送信データ再送信に先立って周囲の無線ノードに向けてジャミング要求信号を送信する。周囲の無線ノードは、ジャミング要求信号を受信したら所定期間のジャミング信号を送信するので、その他の無線ノードはジャミング信号が送信されている期間に再送を予定していても再送することができず、ジャミング信号のキャリア検出によってさらにバックオフ時間を挿入して送信データの再送を先送りすることになる。ジャミング要求信号を送信した無線ノードは、他の無線ノードからのジャミング信号の送信が終了したら直ちに送信データを再送する。このとき、他の無線ノードはジャミング信号に基づいて再挿入したバックオフ期間であり、通信衝突が生じる確率が低くなる。このように、自らジャミング信号を送信せずに他の無線ノードに代理で送信させることによって通信衝突の確率が低い状態で再送信ができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係る通信衝突防止方法は請求項１に記載の通信衝突防止方法であって、電源の電池余力を監視して電池余力が劣化しているか否かを検出するステップと、電池余力が劣っていると判断した場合、通信衝突後にジャミング要求信号を送信し、他の無線ノードからジャミング要求信号を受信してもジャミング信号を送信しない第１動作モードに設定するステップと、電池余力が劣っていないと判断した場合、通信衝突後にジャミング要求信号を送信せず、他の無線ノードからのジャミング要求信号を受信したときジャミング信号を送信する第２動作モードに設定するステップとをさらに有することを特徴とする。
【００１９】
本構成では、電池の劣化した無線ノードは通信衝突後のジャミング要求信号を出すが、自らはジャミング信号を出さない。一方、電池の劣化していない無線ノードは通信衝突後のジャミング要求信号は出さず、他の無線ノードからのジャミング要求には応えてジャミング信号を出す。すなわち、電池の劣化した無線ノードは、多大な電力を消費するジャミング信号の送信を行なうことなく他の電池に余裕のある無線ノードにジャミング信号を代理送信させることができるので、電池のさらなる劣化を抑えることができる。
【００２０】
本発明の請求項３に係る通信衝突防止方法は請求項２に記載の通信衝突防止方法であって、他の無線ノードからのジャミング要求信号に応じて送信するジャミング信号は複数のパルス信号からなる信号列であり、パルス信号のパルス幅とパルス間隔とパルス数を電池余力に応じて電池負荷が軽減されるように変化させることを特徴とする。
【００２１】
本構成では、ジャミング信号を一様な連続波ではなく断続的なパルス列の信号として送信するので、ジャミング信号送信時の消費電力を抑えることができる。したがって、ジャミング信号を送信する無線ノードの電池消耗を抑圧することができる。
【００２２】
本発明の請求項４に係る通信衝突防止方法は請求項２または３に記載の通信衝突防止方法であって、バックオフ時間は所定値にランダムな値を加算した値に設定され、所定値は、電池余力に応じて電池負荷が軽減されるように変化させることを特徴とする。
【００２３】
本構成によって、通信衝突の際に挿入するバックオフ時間をランダムな値にするだけでなく、電池余力に応じた所定値を加算することになるので、個々の無線ノードごとに電池余力に依存したユニークなバックオフ時間を持つこととなる。したがって、再衝突の確率を低減すると同時に電池が消耗してきた場合にバックオフ時間を延長していくように構成でき、電池消耗を救済することができる。
【００２４】
本発明の請求項５に係る通信衝突防止方法は請求項１〜４のいずれかに記載の通信衝突防止方法であって、ジャミング要求信号が他の無線ノードと通信衝突を起こした場合、バックオフ時間を空けずにジャミング要求信号を再送するステップと、他の無線ノードによるジャミング信号を受信した後、送信データを再送する際に再び他の無線ノードと通信衝突が生じた場合、ジャミング要求信号を送信せず、かつバックオフ時間を空けずに送信データを再送するステップとをさらに有することを特徴とする。
【００２５】
非常に低い確率ではあるが、ジャミング要求信号の衝突やジャミング信号の見逃しにより再送が妨害されるようなことが生じるおそれがある。しかしながら、本構成によれば、衝突相手の無線ノードがこの通信衝突によるバックオフ中にジャミング要求信号や送信データを再送することになるので、大きな遅延なく送信データを送信することができる。
【００２６】
本発明の請求項６に係る通信衝突防止方法は請求項１〜５のいずれかに記載の通信衝突防止方法であって、他の無線ノードからの受信電波強度を監視するステップと、受信電波強度が所定の強度値以下の無線ノードが存在する場合、該当する無線ノード宛てに電池警告信号を送信するステップと、他の無線ノードから電池警告信号を受信した場合に、通信衝突後におけるジャミング要求信号を送信し、他の無線ノードからのジャミング要求信号を受信してもジャミング信号を送信しないステップとをさらに有することを特徴とする。
【００２７】
本構成によって、無線ノードが送信する信号の電波強度から周囲の他の無線ノードが電池余力が劣化していることを判定し、当該無線ノードに対して電池警告信号を送信するので、このような電池警告信号を受信した無線ノードが自己の電池劣化を認識することができる。したがって、電池の劣化した無線ノードは、多大な電力を消費するジャミング信号の送信を行なうことなく他の電池に余裕のある無線ノードにジャミング信号を代理送信させる動作モードに移行することができるので、電池のさらなる劣化を抑えることができる。
【００２８】
本発明の請求項７に係る通信衝突防止方法は請求項１〜６のいずれかに記載の通信衝突防止方法であって、他の無線ノードからのジャミング要求信号またはジャミング信号に基づいて、他の無線ノードによるジャミング信号を必要とする無線ノード数と、他の無線ノードにおるジャミング信号を必要としない無線ノード数をそれぞれ計数するステップと、他の無線ノードによるジャミング信号を必要とする無線ノード数と、他の無線ノードによるジャミング信号を必要としない無線ノード数との割合が所定値に達した場合に、バックオフ時間に所定値を加算するステップとをさらに有することを特徴とする。
【００２９】
本構成によって、電池が劣化してジャミング信号を必要とする無線ノード数の割合が、相互無線ネットワークシステムの全ノード数のうち所定の割合を占めるようになったら、全無線ノードのバックオフ時間を一斉に延長して無線ノードの電池消耗を救済していくので、この相互無線ネットワークシステムのライフを延長することができる。
【００３０】
本発明の請求項８に係る通信衝突防止装置は、複数の無線ノードから構成される相互無線通信ネットワークシステムにおいて、複数の無線ノードからの送信データが同一時刻帯に送信されて相互に衝突することにより生じる送信データの損失や受信時のエラーを防止するための通信衝突防止装置であって、送信元および送信先のアドレスを埋め込んだ送信データを準備する送信データ生成部と、送信データを送信先の無線ノードに送信するデータ送信部と、送信データの送信前と送信後に、他の無線ノードからのキャリアの有無を検出して通信衝突の有無を判定するキャリア検出部と、通信衝突が生じたと判定した場合、通信衝突時から所定のバックオフ時間を空けて送信データの再送を予定するバックオフ設定部と、送信データの再送に先立って他の無線ノードに対してジャミング要求信号を送信するジャミング要求送信部と、ジャミング要求信号を送信した後、他の無線ノードからのジャミング信号を受信し、ジャミング信号が終了した時点で送信データを再送するデータ再送部と、他の無線ノードからジャミング要求信号を受信した場合にジャミング信号を送信するジャミング送信部とを有することを特徴とする。
【００３１】
本構成によって、相互無線ネットワーク中の複数の無線ノード間における通信衝突が生じた場合に、送信データ再送信に先立って周囲の無線ノードに向けてジャミング要求信号を送信する。周囲の無線ノードは、ジャミング要求信号を受信したら所定期間のジャミング信号を送信するので、その他の無線ノードはジャミング信号が送信されている期間に再送を予定していても再送することができず、ジャミング信号のキャリア検出によってさらにバックオフ時間を挿入して送信データの再送を先送りすることになる。ジャミング要求信号を送信した無線ノードは、他の無線ノードからのジャミング信号の送信が終了したら直ちに送信データを再送する。このとき、他の無線ノードはジャミング信号に基づいて再挿入したバックオフ期間であり、通信衝突が生じる確率が低くなる。このように、自らジャミング信号を送信せずに他の無線ノードに代理で送信させることによって通信衝突の確率が低い状態で再送信ができる。
【００３２】
本発明はまた、上述の各通信衝突防止方法を実行するためのプログラムおよびこれらを記録した記録媒体を提供する。プログラムは、CPU、メモリ、各種インターフェイスなどを含む装置上で実行されることにより、コンピュータを通信衝突防止装置として機能させる。また、記録媒体は、CD-ROMやフレキシブルディスク、光磁気ディスク、メモリカードなどの可搬型記録媒体、通信回線の先に備えられる他の記録装置、コンピュータのハードディスクやRAMなどの記録媒体を含み、この記録媒体に記録されたプログラムがCPU、メモリなどを含む装置上で実行されることにより通信衝突防止装置を構成することとなる。
【００３３】
本発明は、以下の「発明を実施するための最良の形態」および図面を用いて説明されるが、これは例示を目的としており、本発明はこれに限定されることを意図しない。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、同一周波数で相互無線通信を行なっている複数の無線ノード間で通信衝突が生じた場合、無線ノードはバックオフ時間を空けて送信データの再送信を試みるが、送信データ再送信に先立って周囲の無線ノードに向けてジャミング要求信号を送信する。周囲の無線ノードがジャミング要求信号を受信した場合、所定期間のジャミング信号を送信し、その他の無線ノードはジャミング信号が送信されている期間に再送を予定していても再送することができず、ジャミング信号のキャリア検出によってさらにバックオフ時間を挿入して送信データの再送を先送りすることになる。ジャミング要求信号を送信した無線ノードは、他の無線ノードからのジャミング信号の送信が終了したら直ちに送信データを再送する。このとき、他の無線ノードはジャミング信号に基づいて再挿入したバックオフ期間中であるため、データ送信の衝突が生じる確率が低くなる。すなわち、自らジャミング信号を送信せずに他の無線ノードに代理で送信させることによって通信衝突の確率が低い状態で再送信ができる。したがって、無線ノードによる相互無線通信ネットワークシステムにおいて、通信衝突後の再送信を優先的に成功させる必要がある無線ノードが発生した場合、本発明の通信衝突防止方法によって、特殊なハードウエアを必要とせず簡単なプロトコル上の工夫だけで無駄な通信衝突を回避しながら優先的に送信データの再送信ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における無線ノードのブロック図である。
【００３６】
図１において、無線ノード100は、無線ノード各部の制御と送受信データ処理を行うCPU101と、プログラムを格納するROM102と、RAM103と、タイマー104と、無線ノードのCPU101をはじめとする各部に電源を供給する電池105と、変調部106と、送信部107と、送信電波と受信電波を切り替える切替え部108と、アンテナ109と、受信部110と、復調部111で構成される。
【００３７】
無線ノード100からデータ送信を行う場合、CPU101は、ワークメモリとしてRAM103を用いながらROM102に格納されているプログラム群の中から必要なプログラムを実行し、送信データS1を作成する。送信データS1は変調部106によって変調処理されてIF信号S2となり、IF信号S2は送信部107によって高周波変換および電力増幅されて高周波送信信号S3となる。電力増幅された高周波送信信号S3は、RF切り替え信号S8によって送信モードに設定された切替え部108によってアンテナ109に送り出され、電波として送信される。この際、CPU101が制御するチャンネル選択信号S7によって送信部107にチャンネル番号が指定され、指定されたチャンネルの周波数で高周波変換が行われる。チャンネル番号が異なれば使用する送信周波数も異なるので、他の無線ネットワークシステムとの混信は回避されることになる。
【００３８】
無線ノード100がデータ受信を行う場合には、他の無線ノードを含む他局の電波をアンテナ109によって受信する。このとき、切替え部108はRF切り替え信号S8によって受信モードに設定されており、アンテナ109により受信された高周波受信信号S4は受信モードに設定されたRF切替え部108を介して受信部110に入力される。
【００３９】
受信部110ではCPU101が制御するチャンネル選択信号S7によってチャネル番号が指定され、指定されたチャンネルの周波数で同調が行われてIF信号S5が抽出される。IF信号S5は、復調部111にて復調処理されて受信データS6が再生されてCPU101に入力される。
【００４０】
CPU101では、ソフトウエア処理によって送信データS1に誤り訂正符号を付加し、受信データS6に誤り訂正処理を施すことにより、伝送路が訂正能力内の符号誤り率である電波状態にある場合には、エラーフリーの送受信を行うことにより通信の信頼性を高めることができるようになっている。
【００４１】
CPU101は、ROM102に格納されているプログラムを必要に応じて選択する。たとえば、送信データのフォーマット処理や受信データの解析処理を行うプログラムと無線ノードのシステム動作アプリケーションプログラムは、データ処理プログラムP1として格納されている。また、データの送受信に必要な通信手順と処理プログラムおよび変調部106から復調部111に至る高周波ブロックの制御は、送受信処理プログラムP2として格納されている。また、通信衝突が生じた場合の衝突防止動作モードとしてＡ動作モードとＢ動作モードの２種類の通信衝突防止処理を有する。Ａ動作は通信衝突が生じた場合に優先的に保護されて再送処理するべき場合の無線ノード動作を記述した処理プログラムであり、Ｂ動作はＡ動作モードであるノードを保護して優先的に再送処理させるための無線ノード動作を記述した処理プログラムである。これらの処理プログラムはＡ動作プログラムP3およびＢ動作プログラムP4としてそれぞれ格納されている。Ａ動作プログラムP3およびＢ動作プログラムP4は、その処理内容から送受信処理P2と同列の処理であり、送受信処理プログラムP2からシステムコールの形で呼び出されて実行されるサブルーチンプログラムの一種である。通信衝突防止処理タイミングやその他のCPU処理のために必要なタイミングは、タイマー104で常時計時処理が行われた計時結果からCPU101が必要に応じて算出し、それら必要なタイミングを取得するようになっている。
【００４２】
図２は、本発明の第１実施形態における相互無線通信ネットワークシステムの構成図である。
【００４３】
図２において、相互無線通信ネットワークシステム204は、複数の無線ノード200〜203で構成されており、限定された時間で観察した場合、無線ノード200が他の無線ノード201〜203から送信されてくる送信データを他の無線ノードに送信したりホスト局に中継を行う親ノードとなり、他の無線ノード201〜203が子ノードとなって無線ノード200に対して各々の送信データを送信しようとしている。
【００４４】
図２(a)に示す通信衝突状態は、無線ノード201〜203が同一時間に一斉に送信データを無線ノード200に向けて送信したため、通信衝突が生じている状態を表している。
【００４５】
図２(b)に示すジャミング要求状態は、通信衝突した子ノードである無線ノード201〜203のうち、優先的に保護されて再送処理するべきＡ動作モードである無線ノードが無線ノード202であった場合、無線ノード202がジャミング要求信号S20を周囲の無線ノードに対して送信している状態を表している。ここで要求しようとしているジャミング信号とは、通信路を一時的に独占するために発せられる一種の妨害波である。
【００４６】
図２(c)に示すジャミング状態は、無線ノード202からのジャミング要求信号S20を受信したＢ動作モードである無線ノード201が、周囲の無線ノードに対してジャミング信号S21を送信している状態を表している。無線ノード201からジャミング信号S21が送信されている間は、他の無線ノード203はこのジャミング信号S21のキャリアを検出するため送信ができなくなる。すなわり、このジャミング信号S21で他の無線ノード203の送信を妨害することができる。
【００４７】
図２(d)に示す再送状態は、無線ノード201からのジャミング信号S21が終了した後に、無線ノード202が直ちに送信データを無線ノード200に向かって再送している状態を表している。無線ノード201からのジャミング信号S21が終了した直後は、他の衝突候補である無線ノード203が沈黙するバックオフ期間に入っている確率が高いので、無線ノード202による再送は高い確率で保護される。
【００４８】
以上の各状態変化により、データ送信が優先的に保護されるべきＡ動作モードである無線ノード202からのジャミング要求に応えて他のＢ動作モードである無線ノード201がジャミング信号S21を周囲に送信して妨害を与え、通信路を強制的に確保する。したがって、保護されるべきＡ動作モードである無線ノード202からの再送信データが他の無線ノード203の再送信データと衝突することを高い確率で防止することができる。
【００４９】
次に、本発明の第１実施形態の動作について、各図面を用いて説明する。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態１における伝送データフォーマットの図である。
【００５１】
図５(a)に示すように、送信データのデータフレーム500は、フレームヘッダ501と、同期コード502と、データペイロード503と、フレームフッタ504で構成される。
【００５２】
フレームヘッダ501は、受信側無線ノードの復調部111内のPLLが再生クロックを引き込むためのプリアンブル501aと、このプリアンブル501aに続いて伝送される直列ビットデータにおいてバイトアラインの先頭を示す同期パターン501bと、送信相手の無線ノードのアドレスを示す送信先アドレス501cと、送信元の無線ノードすなわち自ノードのアドレスを示す送信元アドレス501dと、当該送信データの種類および当該送信データの内容が通信プロトコル上の制御信号である場合は、その制御コマンド種別などが格納されるコマンドフィールド501eと、データペイロード503などの可変長データとこの可変長データに付随するコードとを総合したデータの長さを示すデータ長501fと、フレームヘッダ501における符号誤りを検査するエラーチェックコード501gとで構成されている。
【００５３】
フレームヘッダ501は、無線ノードのデータ受信処理において最初の同期タイミングやアドレスやコマンドなどのプロトコル上において重要性が極めて高いデータが格納されている。このため、エラーチェックコード501gを設けることにとり、単独で伝送路符号誤りをチェックして、誤動作を防止し信頼性を高めている。また、同期パターン501bは、受信ストリーム中の他のデータワードによってエミュレーションされて誤検出される確率を抑えるために、バイオレーションコード（違反符号）などの通常では受信ストリーム中には出現しないようなユニークワードを用いて検出精度を高めている。
【００５４】
同期コード502は、続くデータペイロード503の開始を示すユニークワードである。この同期コードは、復調部111にて受信ストリーム中のコードパターン検索を行うことによって捕獲され、続くデータペイロード503を確実に先頭から正しいバイトアラインでCPU101に転送することを目的とする。このとき、受信ストリーム中の他のデータワードによってエミュレーションされて誤検出される確率を抑えるために、この同期コードはPN系列のコードなどを用いる。
【００５５】
データペイロード503は、ユーザーに開放されたデータ格納領域である。このデータペイロードは、ユーザーデータと誤り訂正符号で構成される。ユーザーデータはインターリーブ処理が施され、伝送時にデータ符号にバースト誤りが生じても受信側でインターリーブを解除すればバースト誤りがランダム誤りに分散する。したがって、この誤り訂正符号としては、符号のランダム誤りに良好な誤り検出訂正性能を示すもの、例えばリードソロモン符号などを使用する。
【００５６】
フレームフッタ504は、フレーミングのオーバーランなどを防止するための終了識別子などを備えている。
【００５７】
図５(b)に示すように、応答信号やジャミング要求信号などの通信プロトコル上の制御信号は、フレームヘッダ501と、同期コード502と、フレームフッタ504で構成される。
【００５８】
制御信号の場合、その制御コマンド種別はフレームヘッダ501中のコマンドフィールド501eに格納されて伝送されるので、データペイロード503を持たない。ただし、フレームフッタ504の識別を確実なものにするため、同期コード502は備えておいたほうが望ましい。このように、データペイロード503を持つことなくフレーム長の短いコンパクトなフォーマットで制御信号を伝送することで、通信の効率化が実現できる。
【００５９】
また、ジャミング要求信号は、周囲の複数のＢ動作モードである無線ノードに対して広域通報することが望ましいため、フレームヘッダ501中の送信先アドレス501cには特定の無線ノードのアドレスではなく、広域通報を意味する特殊アドレスが格納される。
【００６０】
図５(c)に示すように、ジャミング信号は、フレームヘッダ501と、同期コード502と、ジャミングデータ505と、フレームフッタ504で構成される。データフレーム構成としては通常の送信データのデータフレーム500と同じであるが、データペイロード503部分にジャミングデータ505を搭載して伝送される。このジャミング信号は、通信プロトコル上無意味なパタンーデータやランダムデータなど、他の無線ノードの通信を妨害できるものなら何でもよい。
【００６１】
図３は、本発明の第１実施形態における通信衝突時の動作タイミング図である。
【００６２】
図３においては、図２で示した相互無線通信ネットワークシステム204における無線ノード200〜203が、通信衝突時にこの衝突を検出して以降の再送信での通信衝突を回避する動作タイミングを時間の経過とともに示している。
【００６３】
時刻T30において、無線ノード201の送信データ301と、無線ノード202の送信データ302と、無線ノード203の送信データ303とが通信衝突を起こして相互にデータを破壊している。この場合、正常な送信データが親ノードである無線ノード200に到着しないため、正常時には無線ノード200から返信されるべきACK信号である応答304が返信されない。各無線ノード201〜203は、送信データ送信後の応答信号が所定のタイムアウト時間内に返信されなければ通信衝突が発生したとみなし、バックオフ処理に入る。ここでは、無線ノード201がバックオフ305を挿入し、無線ノード202がバックオフ308を挿入し、無線ノード203がバックオフ313を挿入している。
【００６４】
無線ノード201では、バックオフ305の終了時間である時刻T31において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に再送データ306を送信する。この無線ノード201からの再送データ306は他の無線ノード202〜203との衝突が無いので正常に無線ノード200に伝送され、無線ノード200からACK信号である応答307が返信されて一連の送信手続きが正常終了する。
【００６５】
無線ノード202では、バックオフ308の終了時間である時刻T32において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後にジャミング要求信号309を送信する。このジャミング要求信号を受信した無線ノード201は、他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に時刻T33においてジャミング信号310を送信する。無線ノード202では、無線ノード201の送信したジャミング信号310を傍受しており、時刻T35においてこのジャミング信号が終了した時点で直ちに再送データ311を送信する。このとき、無線ノード203では、バックオフ313の終了時刻である時刻T34において再送データ314の送信を計画していたが、時刻T34においてジャミング信号310が既に送信されているので、キャリアの存在を検出することとなり再度バックオフ315を挿入することとなる。したがって、無線ノード202が送信する再送データ311は無線ノード203の再送データ314の送信予定と衝突することなく正常に無線ノード200に伝送され、無線ノード200からACK信号の応答312が返信されて一連の送信手続きが正常終了する。
【００６６】
無線ノード203では、再バックオフ315の終了時刻である時刻T36において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に再送データ316を送信する。再送データ316は他の無線ノード201〜202との衝突が無いので正常に無線ノード200に伝送され、無線ノード200からACK信号である応答317が返信されて一連の送信手続きが正常終了する。
【００６７】
以上のように、データ送信が優先的に保護されるべきＡ動作モードの無線ノード202からのジャミング要求信号309に応えて、他のＢ動作モードの無線ノード201がジャミング信号310を周囲に送信して妨害を与え、通信路を強制的に確保する。したがって、保護されるべきＡ動作の無線ノード202からの再送信データが他のＢ動作の無線ノード203の再送信データと衝突することを高い確率で防止することができる。
【００６８】
なお、各無線ノードのバックオフ時間の長さは、ランダム値を元に算出された値にしておけば、バックオフ終了後の再送信で再び通信衝突が生じる確率を低減することができる。また、ジャミング信号310の長さは、保護するべき再送データ311よりも十分長ければ特に限定するものではなく、当該ネットワークシステムのスループットとの兼ね合いから決定できる。また、ジャミング要求信号309をバックオフ308の後に送信しているが、通信衝突直後にバックオフ時間を取らずに送信することもできる。ただし、その場合は無線ノード202の通信優先順位が常に最上位となってしまうので、他の無線ノードの通信スループットが低下する可能性があることから、バックオフ308を挿入したほうが全体最適の意味から望ましい。
【００６９】
図４は、本発明の第１実施形態における通信衝突防止動作を説明するフローチャートである。
【００７０】
図４において、無線ノードのＡ動作モードとＢ動作モードのそれぞれの動作フローを示す。
【００７１】
Ａ動作モードでは、無線通信路におけるキャリアの有無を検査し、キャリアが検出されたならば検出されなくなるまで再度検出を行う（ステップ400）。キャリアが検出されなくなったのを確認した後、親ノードへ送信データを送信する（ステップ401）。その後、親ノードからの応答信号を待ち、応答信号を受信したらステップ400に戻って次のデータ送信に備えてキャリア検出を開始する（ステップ402）。もし、所定の時間内に親ノードからの応答が受信できなければ、ステップ401でのデータ送信が他のＢ動作モードである無線ノードの送信データと通信衝突を起こして破壊されたとみなし、バックオフ時間を挿入する（ステップ403）。
【００７２】
バックオフ時間が終了したら、無線通信路におけるキャリアの有無を検査し、キャリアが検出されたならば検出されなくなるまで再度検出を行う（ステップ404）。キャリアが検出されなくなったのを確認した後、周囲にある不特定のＢ動作モードの無線ノードへジャミング要求信号を送信する（ステップ405）。その後、Ｂ動作モードの無線ノードからのジャミング信号を受信し（ステップ406）、ジャミング信号が終了するまで待つ（ステップ407）。なお、図示していないが、ステップ406で所定時間内にジャミング信号が受信できなければ、ジャミング要求信号が周囲のＢ動作モード無線ノードに受信されなかったとみなして再度ステップ404からやり直すなどする。
【００７３】
ステップ407でジャミング信号の終了を確認したら、親ノードへデータを再送する（ステップ408）。その後、親ノードからの応答信号を待ち、所定時間内に応答信号を受信できなかったら再送したデータが再び通信衝突したとみなしてステップ404に戻ってやり直し、所定時間内に応答信号を受信できたら再送が成功したとみなして処理を終了する（ステップ409）。
【００７４】
Ｂ動作モードの無線ノードでは、Ａ動作モードの無線ノードからのジャミング要求信号を受信したか否かを判定し（ステップ410）、ジャミング要求信号を受信したならばジャミング信号を送信する（ステップ420）。ジャミング要求信号を受信していなければ、無線通信路におけるキャリアの有無を検査し、キャリアが検出されたならば、キャリアが検出されなくなるまでジャミング要求信号の受信確認と併せて再度キャリア検出を行う（ステップ411）。キャリアが検出されなくなったのを確認した後、親ノードへ送信データを送信する（ステップ412）。その後、親ノードからの応答信号を待ち、応答信号を受信したらステップ410に戻って次のデータ送信に備える（ステップ413）。
【００７５】
もし、所定の時間内に親ノードからの応答が受信できなければ、ステップ412でのデータ送信が他の無線ノードの送信データと通信衝突を起こして破壊されたとみなし、バックオフ時間を挿入する（ステップ414）。バックオフ中、Ａ動作モードの無線ノードからのジャミング要求信号の受信の有無を検査し（ステップ415）、ジャミング要求信号を受信したならばジャミング信号を送信する（ステップ420）。ジャミング要求信号を受信していなければ、バックオフを終了するまでジャミング要求信号受信の検査を継続する（ステップ416）。ジャミング要求信号が一度も受信されなければ、無線通信路におけるキャリアの有無を検査し、キャリアが検出されたならば検出されなくなるまで再度検出を行う（ステップ417）。また、ステップ420でジャミング信号を送信し終わったら、同じくステップ417に移行する。
【００７６】
ステップ417でキャリアが検出されなくなったのを確認した後、親ノードへデータを再送する（ステップ418）。その後、親ノードからの応答信号を待ち、所定時間内に応答信号を受信できなかったら再送したデータが再び通信衝突したとみなしてステップ414に戻ってやり直し、所定時間内に応答信号を受信できたら再送が成功したとみなして処理を終了する（ステップ419）。
【００７７】
以上のような構成と手順によれば、同一周波数で相互無線通信を行なっている複数の無線ノード間で通信衝突が生じた場合、衝突防止動作モードとしてＡ動作モードとＢ動作モードの２種類の通信衝突防止処理を有する。Ａ動作モードは通信衝突が生じた場合に優先的に保護されて再送処理するべき場合の無線ノードの動作であり、Ｂ動作モードはＡ動作モードの無線ノードを保護して優先的に再送処理させるための無線ノードの動作である。Ａ動作モード、Ｂ動作モードにかかわらず、無線ノードは通信衝突後に各々バックオフ時間を空けて送信データの再送信を試みるが、Ａ動作モードの無線ノードは送信データ再送信に先立って周囲の全ての無線ノードに向けてジャミング要求信号を送信する。
【００７８】
Ａ動作モードの無線ノードの周囲にあるＢ動作モードの無線ノードのうち、最も早くＡ動作モードの無線ノードのジャミング要求信号を受信したものは、所定期間のジャミング信号を周囲の全ての無線ノードに向けて送信する。このことにより、その他の無線ノードはジャミング信号が送信されている期間にデータの再送を予定していても実行することができず、ジャミング信号のキャリアを検出することによってさらにバックオフ時間を挿入して自局の送信データの再送を先送りすることになる。
【００７９】
ジャミング要求信号を送信したＡ動作モードの無線ノードは、他のＢ動作モードの無線ノードからのジャミング信号をモニタしており、ジャミング信号の送信が終了した時点で直ちに送信データを再送する。このとき、他の無線ノードはジャミング信号に基づいて再挿入したバックオフ期間中であるか、無線通信路のキャリア断を待っている状態である。すなわち、Ａ動作モードの無線ノードは自らジャミング信号を送信せずに、他のＢ動作モードの無線ノードに代理でジャミング信号を送信させることにより、ジャミング信号が終了した直後の通信衝突の確率が低い状態でデータの再送信が優先的に行うことができる。
【００８０】
なお、無線ノードがＡ動作モードを行うかＢ動作モードを行うかは、あらかじめ定められたものではなく、相互無線通信ネットワークの中で、その時々の通信環境や無線ノードの状態によって決定される。その一例は、第２実施形態以降で例示する。
【００８１】
なお、図１において変調部106と復調部111を個別のハードウエアブロックとして例示したが、速度的に間に合うならば、これらをCPU101でのソフトウエア処理としてもかまわない。また、チャンネル選択信号S7を用いて送受信周波数を切り替えられるようにしているが、固定周波数で運用するような単一的な小規模無線ネットワークシステム用途には、チャンネル選択信号S7と送信部107と受信部110に内蔵される周波数シンセサイザや同調機構は簡略化することができる。
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態における無線ノードのブロック図である。
【００８２】
図６において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００８３】
図６において、無線ノード600は、電池残量検出部601を備えている。電池残量検出部601は、電池105の電圧などから残容量を検出し、電池残量レベルS9をCPU101に入力するように構成されている。この構成により、CPU101は、無線ノードの電源である電池残量を検査することができる。
【００８４】
このような構成の無線ノード600によって、電池残量を手がかりに無線ノードの通信衝突防止動作を決定する手順を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
図７は、本発明の第２実施形態における電池残量による通信衝突防止動作の決定手順を説明するフローチャートである。
【００８６】
図７において、無線ノード600は、常に自己の電源である電池の残量を電池残量レベルS9によって検出しており（ステップ700）、電池残量レベルS9が所定値未満になって電池劣化を検出したら、通信衝突防止のＡ動作モードへ移行し（ステップ702）、電池劣化していなければ通信衝突防止のＢ動作へ移行する（ステップ701）。図７の手続きは、CPU101のプログラム中で定期的に実行されるように実装され、常に通信衝突防止動作に電池残量を反映できるようになっている。以降の手順は、本発明の第１実施形態の図４と同様である。
【００８７】
以上の各手順により、電池残量を基準とした通信衝突防止の動作モード決定処理が完了する。
【００８８】
以上説明したような構成と手順によれば、電池の劣化した無線ノードは通信衝突後のジャミング要求信号を出すが、自らはジャミング信号を出さない（Ａ動作モード）。一方、電池の劣化していない無線ノードは通信衝突後のジャミング要求信号は出さず、他の無線ノードからのジャミング要求があればこれに応えてジャミング信号を出す（Ｂ動作モード）。すなわち、電池の劣化した無線ノードは、多大な電力を消費するジャミング信号の送信を行なうことなく電池に余裕のある他の無線ノードにジャミング信号を代理送信させることができるので、電池のさらなる劣化を抑えることができる。したがって、無線ノードとネットワークシステムのライフを延長することができる。
【００８９】
なお、図７の電池残量による通信衝突防止の動作モード決定手順は、あらかじめ一定時間を設けて無線ノードの電池残量を評価するように実装されているが、一定時間の代わりに基準の通信トラフィック量を設け、通信量が一定量に達したら電池残量を評価するような手順でもよい。また、無線ノードの電源である電池105を、外部からの給電による充電が可能な二次電池で構成した場合、充電によって電池残量が増加する。そのため、ステップ700における電池残量レベルS9の検出において、所定値未満から所定値以上になる場合もある。そのため、ステップ701でＡ動作モードからＢ動作モードへの移行も必要となる。また、電池105が二次電池ではなく一次電池であっても、無線ノードの周囲温度などによって電池の起電力は変動するので、Ａ動作モードからＢ動作モードへの移行も必要となる。
（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態における通信衝突時の動作タイミング図である。
【００９０】
図８において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００９１】
図８においては、図２で示した相互無線通信ネットワークシステム204における無線ノード201〜202が、通信衝突時にこの衝突を検出して以降の再送信での通信衝突を回避する動作タイミングを時間の経過とともに示している。
【００９２】
時刻T30において、Ｂ動作モードの無線ノード201の送信データ301と、Ａ動作モードの無線ノード202の送信データ302が通信衝突を起こして相互にデータを破壊している。このことから、正常な送信データが親ノードである無線ノード200に到着しないため、正常時には無線ノード200から返信されるべきACK信号の応答が返信されない。各無線ノード201〜202は、送信データ送信後の応答信号が所定のタイムアウト時間内に返信されなければ通信衝突が発生したとみなし、バックオフ処理に入る。ここでは、無線ノード201がバックオフ305を挿入し、無線ノード202がバックオフ308を挿入する。
【００９３】
無線ノード201では、バックオフ305の終了時刻である時刻T31において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に再送データ306を送信する。このとき、この再送データ306は他の無線ノード202との衝突が無いので正常に無線ノード200に伝送され、無線ノード200からACK信号の応答が返信されて一連の送信手続きを正常終了する。
【００９４】
無線ノード202では、バックオフ308の終了時刻である時刻T32において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後にジャミング要求信号309を送信する。このジャミング要求信号を受信した無線ノード201は、他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に時刻T33においてジャミング信号800を送信する。無線ノード202では、無線ノード201の送信したジャミング信号800を傍受しており、時刻T35でこのジャミング信号が終了した時点で直ちに再送データ311を送信する。
【００９５】
ここでジャミング信号800は、複数のパルス信号からなる信号列で構成されている。具体的には、ジャミング信号を構成する１つパルス信号のデータフレームは、フレームヘッダ801と、同期コード802と、データペイロード803と、フレームフッタ804で構成される。ジャミング信号800の長さは、保護するべき再送データ311よりも十分長ければ特に限定するものではなく、当該ネットワークシステムのスループットとの兼ね合いから決定される。ジャミング信号800に含まれるパルス信号は、パルス幅Tpとパルス間隔Tcを持ち、パルス幅Tpとなるようにデータペイロード803の長さが調整される。
【００９６】
また、パルス幅Tpとパルス間隔Tcおよびジャミング信号800を構成するパルス数は、図６で示した電池残量検出部601の出力する電池残量レベルS9に基づいて決定するように構成されており、電池残量に余力がある場合はパルス幅Tpを大きくとり、電池残量が少なくなってきたらパルス幅Tpを小さくし、パルス間隔Tcを大きくとることでパルス数を少なくして電池への負担を軽減する。
【００９７】
ここで、無キャリア期間を含むパルス信号の信号列であるジャミング信号800がジャミング信号としての機能を十分に発揮するには、パルス間隔Tcからパルス幅Tpを差し引いた無キャリア期間Teが、無線ノードがデータ送信に先だって無線通信路のキャリアの有無を検出する際にキャリアが無いと判定する無キャリア基準時間よりも短くすることが望ましい。しかしながら、電池負担を考慮して、無キャリア期間Teがこの無キャリア基準時間よりも長くなる場合もありうる。この場合、ジャミング信号800が他の無線ノードの再送を妨害できる確率が低下することが考えられるが、電池残量との兼ね合いによりシステム的観点からパルス間隔Tcやパルス幅Teが決定されることになる。
【００９８】
以上説明したような構成と手順によれば、Ｂ動作モードの無線ノードは、ジャミング信号を複数のパルス信号からなる信号列として送信し、このパルス信号のパルス幅とパルス間隔とパルス数を、電源の電池余力に応じて電池負荷が軽減されるように変化させることができる。この作用により、ジャミング信号を一様な連続波ではなく断続的なパルス列の信号として送信するので、ジャミング信号送信時の消費電力を抑えることができる。たとえば、一様な連続波と比較して、所要送信電力はTp／Tcに省電力化することができる。このことから、ジャミング信号を送信するＢ動作モードの無線ノードの電池消耗を抑圧することができる。したがって、無線ノードとネットワークシステムのライフを延長することができる。
【００９９】
なお、Ａ動作モードの無線ノード202がジャミング信号800の終了を検出できるようにするため、フレームヘッダ801中のコマンドフィールドにパルス信号毎にカウントダウンする残パルス数フィールドを設け、Ａ動作モードの無線ノード202がこの残パルス数フィールドを読み取って残りパルス数を検出するようにすれば良い。また、パルス信号の他の領域に同様の残パルス数フィールドや最終パルスマークなどを挿入しても同様の効果が得られる。
【０１００】
なお、パルス幅Tpとパルス間隔Tcは全パルスにおいて同値である必要はなく、パルス開始時点はパルス幅Tpを長めにしてパルス信号を送信するたびに徐々にパルス幅Tpを短くしたり、パルス幅Tpをランダム値としてさらに消費電力を稼ぐこともできる。
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態における通信衝突時の動作タイミング図である。
【０１０１】
図９において、図３および図８と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１０２】
図９においては、図２で示した相互無線通信ネットワークシステム204における無線ノード201〜202が、通信衝突時にこの衝突を検出して以降の再送信での通信衝突を回避する動作タイミングを時間の経過とともに示している。図９(a)では、Ａ動作モードの無線ノードの電池にまだ余力が残っている場合の動作タイミングを示しており、図９(b)では、Ａ動作モードの無線ノードの電池余力が無くなってきている場合の動作タイミングを示す。
【０１０３】
図６で示したように、無線ノード600は電池残量検出部601を備えており、この電池残量検出部601が、電池105の電圧などから残容量を検出して、電池残量レベルS9をCPU101に入力するようになっている。この構成により、CPU101は、無線ノードの電源である電池残量を検査することができる。たとえばＡ動作モードの無線ノードは、図７で示した手順によってＡ動作モードへ移行した後も電池残量レベルS9をモニタしており、その電池余力に依存して図９(a)の電池余力有りの動作と図９(b)の電池余力無しの動作が生じる。Ａ動作モードの無線ノードだけではなく、電池残量のあるＢ動作モードの無線ノードも一定の基準を設けておいて、電池残量のある状態でも上位状態と下位状態を区別して図９(a)，(b)のような動作分けをする。図９では便宜上、Ａ動作モードの無線ノードの例において説明する。
【０１０４】
図９(a)においては、第３実施形態で説明した動作と同一である。
【０１０５】
図９(b)においては、時刻T30において、Ｂ動作モードの無線ノード201の送信データ301と、Ａ動作モードの無線ノード202の送信データ302が通信衝突を起こして相互にデータを破壊している。このことにより、正常な送信データが親ノードである無線ノード200に到着しないため、正常時には無線ノード200から返信されるべきACK信号の応答が返信されない。各無線ノード201〜202は、送信データ送信後の応答信号が所定のタイムアウト時間内に返信されなければ通信衝突が発生したとみなし、バックオフ処理に入る。ここでは、無線ノード201がバックオフ305を挿入し、無線ノード202がバックオフ900を挿入する。このバックオフ900は、ランダム値であるだけでなく、一定のオフセット値を加算した長さにしている。このオフセット値は電池残量レベルS9に依存した値とすることができ、電池の余力が減少して電池残量レベルS9が低下してきたらこのオフセット値を長くするように構成できる。
【０１０６】
無線ノード201では、バックオフ305の終了時刻である時刻T31において、他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に再送データ306を送信する。この再送データ306は他の無線ノード202との衝突が無いので正常に無線ノード200に伝送され、無線ノード200からACK信号の応答が返信されて一連の送信手続きを正常終了する。
【０１０７】
無線ノード202では、バックオフ900の終了時刻である時刻T90において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後にジャミング要求信号901を送信する。このジャミング要求信号を受信した無線ノード201は、他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に時刻T91においてジャミング信号902を送信する。無線ノード202では、無線ノード201の送信したジャミング信号902を傍受しており、時刻T92でこのジャミング信号が終了した時点で直ちに再送データ903を送信する。
【０１０８】
以上説明したような構成と手順によれば、無線ノードは、バックオフ時間として、一定値にランダム値を加算した値を設定し、前記一定値を、電池余力に応じて電池負荷を軽減するように変化させることができる。したがって、通信衝突の際に挿入するバックオフ時間をランダムな値にするだけでなく、電池余力に応じたオフセット値を加算することになるので、個々の無線ノードごとに電池余力に依存したユニークなバックオフ時間を持つ。したがって、再衝突の確率を低減すると同時に電池が消耗してきたらバックオフ時間を延長していく構成とすることができるため、電池消耗を救済することができる。したがって、無線ノードとネットワークシステムのライフを延長することができる。
【０１０９】
なお、図９では図９(a)と図９(b)の２種類の状態しか図示していないが、電池残量レベルS9に応じてバックオフ900は無段階の様々な長さを取り得る。また、バックオフを長くしていくと通信スループットも低下するので、バックオフの延長度合いは、電池残量と通信スループットとの兼ね合いによりシステム用途に合わせて決定することができる。
（第５実施形態）
図10は、本発明の第５実施形態における通信衝突時の動作タイミング図である。
【０１１０】
図10においては、図２で示した相互無線通信ネットワークシステム204における無線ノード200〜203が、通信衝突時にこの衝突を検出して以降の再送信での通信衝突を回避する動作タイミングを時間の経過とともに示している。
【０１１１】
時刻T100において、無線ノード201の送信データ1001と、無線ノード202の送信データ1002と、無線ノード203の送信データ1003が通信衝突を起こして相互にデータを破壊している。このことにより、正常な送信データが親ノードである無線ノード200に到着しないため、正常時には無線ノード200から返信されるべきACK信号の応答信号1004が返信されない。各無線ノード201〜203は、送信データ送信後の応答信号が所定のタイムアウト時間内に返信されなければ通信衝突が発生したとみなし、バックオフ処理に入る。ここでは、無線ノード201がバックオフ1005を挿入し、無線ノード202がバックオフ1007を挿入し、無線ノード203がバックオフ1017を挿入する。
【０１１２】
無線ノード201では、バックオフ1005の終了時刻である時刻T101において他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した後に再送データ1006を送信する。ここで、無線ノード202が送信したジャミング要求信号1008と通信衝突を起こすので、無線ノード200からのACK信号の応答信号1009が返信されない。無線ノード202は、ジャミング要求信号1008を送信した後、直ちにキャリア検出に入り、他の無線ノードによるキャリアがないことを確認した場合にこのジャミング要求信号の送信が成功したことを認識するようになっている。ここでは、無線ノード202のジャミング要求信号1008が無線ノード201の送信データ1006と衝突しているために、有キャリアとなっている。したがって、無線ノード202はジャミング要求信号1008の送信に失敗したとみなし、現在検出している送信データ1006のキャリアが終了する時刻T102を待って再びジャミング要求信号1010を送信する。
【０１１３】
無線ノード201は無線ノード200からの応答信号1009が所定時間内に受信できなかったのでバックオフを挿入しようとするが、無線ノード202からのジャミング要求信号1010を受信するので、バックオフ挿入を中断してジャミング信号1011を送信する。
【０１１４】
無線ノード202では、無線ノード201の送信したジャミング信号1011を傍受しており、時刻T104でこのジャミング信号が終了した時点で直ちに再送データ1012を送信する。このとき、無線ノード203では、バックオフ1017の終了時刻である時刻T104において再送データ1018を送信するが、時刻T104において無線ノード202から再送データ1012が同時に送信されているので通信衝突し、応答信号1023が所定時間内に返信されず、再バックオフ1019を挿入する。無線ノード202も同じく通信衝突を検出するが、再バックオフを挿入せずに続けて再々送データ1022を送信する。再々送データ1022は通信衝突することなく正常に無線ノード200に伝送され、無線ノード200からACK信号の応答信号1013が返信されて一連の送信手続きを正常終了する。
【０１１５】
無線ノード201では、ジャミング信号1011を送信した後に中断していたバックオフ1014を再開させ、時刻T105でバックオフ1014の期間が終了した時点で他の無線ノードによるキャリアがないことを検出した後に再送データ1015を送信し、無線ノード200から応答1016を受信して正常終了する。
【０１１６】
無線ノード203では、時刻T106で再バックオフ1019の期間が終了した時点で他の無線ノードによるキャリアがないことを検出した後に再送データ1020を送信し、無線ノード200から応答信号1021を受信して正常終了する。
【０１１７】
以上説明したような構成と手順によれば、Ａ動作モードの無線ノードは、ジャミング要求信号が他の無線ノードと通信衝突を起こした場合、バックオフ時間を空けずにジャミング要求信号を再送し、ジャミング信号を受信した直後の送信データ再送で再び他の無線ノードと通信衝突が生じた場合、ジャミング要求信号を送信せず、またバックオフ時間も空けずに送信データを再送するステップをさらに有する。したがって、稀な確率で、Ａ動作モードの無線ノードが送信するジャミング要求信号の衝突が生じた場合や、Ｂ動作モードの無線ノードが送信するジャミング信号を他のＢ動作モードの無線ノードが見逃した場合に、ジャミング要求信号や送信データの再送が妨害されても、衝突相手の無線ノードが当該衝突によるバックオフ中にジャミング要求信号や送信データを再送することになるので、大きな遅延なく送信データを送信することができる。
【０１１８】
なお、ジャミング要求信号や送信データが非常に稀に連続した複数回の通信衝突に遭遇しても同様の手順でリトライを行い、大きな遅延なく処理を終えることができる。
（第６実施形態）
図11は、本発明の第６実施形態における無線ノードのブロック図である。
【０１１９】
図11において、図１および図６と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１２０】
図11において、無線ノード1100は、受信レベル検出部1101を備える。受信レベル検出部1101は、受信部110から出力されたIF信号S5の信号レベルをモニタし、その受信状態を受信レベルS10というデータにして出力し、CPU101へ入力するようになっている。この構成により、CPU101は、無線ノードの受信電波強度を監視することができる。
【０１２１】
このような構成の無線ノード1100によって、他の無線ノードからの受信電波強度を手がかりに無線ノードの通信衝突防止動作を行う手順を説明する。
【０１２２】
図12は、本発明の実施の形態６における通信衝突時の動作タイミング図である。
【０１２３】
図12において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１２４】
図12においては、図２で示した相互無線通信ネットワークシステム204における無線ノード201〜203が、通信衝突時に該衝突を検出して以降の再送信での通信衝突を回避する動作タイミングを時間の経過とともに示している。このタイミング図の開始時点においては、全ての無線ノードはＢ動作モードにあるものとする。
【０１２５】
時刻T120において、無線ノード202が送信データ1200を送信している。この場合は他の無線ノードとの通信衝突が生じていないので無線ノード200からACK信号の応答信号1201が返信される。
【０１２６】
無線ノード201では、無線ノード202が送信した送信データ1200を傍受しており、その受信電波強度を図11で示した構成で測定する。そのとき、この受信電波強度が所定の値を下まわっていたならば無線ノード202の電池が劣化している可能性があるので、無線ノード202にＡ動作モードに移行するよう指令を出す。そのために、無線ノード200からの応答信号1201も傍受し、図５(b)で示したように応答信号1201のフレームヘッダ501中の送信先アドレス501cを読み取ることによって、送信データ1200の送信元が無線ノード202であることを認識する。この場合、送信データ1200のフレームヘッダに含まれる送信元アドレス501dを読み取ることでも送信元の認識が可能である。
【０１２７】
無線ノード201は、送信データ1200の受信電波強度が所定値を下回っている場合に、応答信号1201から送信元アドレスを取得し、電池警告信号1202を無線ノード202宛に送信する。電池警告信号1202を受信した無線ノード202は、応答信号1203を返信した後に電池残量レベルS9の結果も参照してＡ動作モードに移行すべきかどうかを判定し、必要ならばＡ動作モードへの移行を行う。その後の時刻T30以降の衝突防止動作は図３で説明したものと同様である。
【０１２８】
図13は、本発明の第６実施形態における通信衝突防止の初期動作を説明するフローチャートである。
【０１２９】
図13において、電池余力の無い無線ノードと電池余力のある無線ノードのそれぞれの動作フローを示す。このフローチャートの開始時点においては、全ての無線ノードはＢ動作モードとなっている。
【０１３０】
「電池余力なし」の場合、無線通信路におけるキャリアの有無を検査し、キャリアが検出されたならば検出されなくなるまで再度検出を行う（ステップ1300）。キャリアが検出されなくなったのを確認した後、親ノードへ送信データを送信する（ステップ1301）。その後、所定時間内に親ノードからの応答信号を受信したかどうかを判定する（ステップ1302）。所定時間内に親ノードからの応答信号を受信できなければ、図４のステップ414へ移行し（ステップ1305）、所定時間内に親ノードからの応答信号を受信できたならば、他の無線ノードからの電池警告信号を所定時間内に受信したかどうかを判定する（ステップ1303）。所定時間内に電池警告信号を受信したならばＡ動作モードへ移行し（ステップ1304）、所定時間内に電池警告信号を受信できなければ正常にデータ伝送が終了したとみなしてステップ1300に戻る。
【０１３１】
「電池余力あり」の場合、無線通信路におけるキャリアの有無を検査し（ステップ1306）、キャリアが検出されなければ親ノードへ送信データを送信する（ステップ1307）。その後、所定時間内に親ノードからの応答信号を受信したかどうかを判定する（ステップ1308）。所定時間内に親ノードからの応答信号を受信できなければ、図４のステップ414へ移行し（ステップ1305）、所定時間内に親ノードからの応答信号を受信できたならば、正常にデータ伝送が終了したとみなしてステップ1306に戻る。ステップ1306でキャリアが検出された場合、このキャリアの受信電波強度を検出して所定値未満であるか否かを判定する（ステップ1309）。このとき、このキャリアはステップ1301で送信されたデータである。この受信電波強度が所定値未満でなければステップ1306に戻り、この受信電波強度が所定値未満であれば、キャリア送信元の無線ノードに対して送信される親ノードからの応答信号を受信する（ステップ1310）。所定時間内に親ノードからの応答信号が無ければ、ステップ1306に戻り、所定時間内に親ノードからの応答があれば当該無線ノード宛に電池警告信号を送信し（ステップ1311）、その後ステップ1306に戻る。
【０１３２】
図14は、本発明の第６実施形態における電池警告信号のデータフォーマットの図である。
【０１３３】
図14において、電池警告信号1202は、フレームヘッダ1401と、同期コード1402と、フレームフッタ1403で構成される。
【０１３４】
電池警告信号1202も制御信号であり、その制御コマンド種別はフレームヘッダ1401中のコマンドフィールド1401eに格納されて伝送されるので、データペイロードは持たない。ただし、フレームフッタ1403の識別を確実なものにするため、同期コード1402は備えておいたほうが望ましい。このように、データペイロードを持つことなくフレーム長の短いコンパクトなフォーマットで制御信号を伝送することで、通信の効率化が実現できる。なお、送信先アドレス1401cには、電池警告信号1202を送信するべき相手の無線ノード、すなわち、データの受信レベルが所定の値を下まわっていた無線ノードのアドレスが格納される。
【０１３５】
以上説明したような構成と手順によれば、無線ノードは、他の無線ノードからの受信電波強度を監視し、この受信電波強度が所定値未満の無線ノードが存在する場合、その無線ノード宛てに電池警告信号を送信する。この電池警告信号を受信した無線ノードは、通信衝突後のジャミング要求信号は送信するが、他の無線ノードからのジャミング要求信号を受信してもジャミング信号を送信しないＡ動作モードに移行する。したがって、電池余力の劣化した無線ノードの存在をこの無線ノードが発する送信信号の電波強度から周囲の他の無線ノードが判定し、この無線ノードに対して電池警告信号を送信するので、この無線ノードは自己の電池劣化を確実に認識することができる。したがって、電池の劣化した無線ノードは、多大な電力を消費するジャミング信号の送信を行なうことなく他の電池に余裕のある無線ノードにジャミング信号を代理送信させることができるので、電池のさらなる劣化を抑えることができる。
（第７実施形態）
図15(a)は、本発明の第７実施形態における相互無線通信ネットワークシステムの構成図である。
【０１３６】
図15(a)において、相互無線通信ネットワークシステム1504は、複数の無線ノード1500〜1503で構成され、限定された時間で観察した場合、無線ノード1500が親ノードとなり、Ｂ動作モードの無線ノード1501と、Ａ動作モードの無線ノード1502と、Ｂ動作モードの無線ノード1503が子ノードとなって親ノードである無線ノード1500に対して各々の送信データを送ろうとしている。
【０１３７】
図15(b)は、本発明の第７実施形態における無線ノードの動作テーブルである。
【０１３８】
図15(b)において、無線ノード動作テーブルは、通し番号と、Ａ動作モードの無線ノードアドレスと、Ｂ動作モードの無線ノードアドレスで構成されている。この無線ノード動作テーブルは、全ての無線ノードがRAM103上に持っており、自局および他局の無線ノードの通信挙動からＡ動作モードとＢ動作モードに分類し、リアルタイムでテーブルの更新を行っている。たとえば、ジャミング要求信号を送信している無線ノードはＡ動作モードであり、ジャミング信号を送信する無線ノードはＢ動作モードであるというように、その通信挙動は明確に無線ノードの動作状態を表しており、各無線ノードが送信する送信元アドレスを解析することによって、各無線ノードがＡ動作モードであるかＢ動作モードであるかを分類して、その無線ノードのアドレスと対応付けて管理することができる。したがって、各無線ノードは無線ノード動作テーブルを参照することによって、常に相互無線通信ネットワークシステム内のＡ動作モードの無線ノードの数（ｆとする）とＢ動作モードの無線ノードの数（ｎとする）を把握することができる。各無線ノードはｆとｎの割合を計算し、ｆが所定の割合以上になれば、衝突防止動作におけるバックオフに所定時間のオフセットを一様に加算して、すべての無線ノードのバックオフ時間を延長するようになっている。
【０１３９】
以上説明したような構成と手順によれば、無線ノードは、他の無線ノードの送信元アドレスからこの無線ノードを識別し、ジャミング信号を必要とするＡ動作モードの無線ノード数ｆと、ジャミング信号を必要としないＢ動作モードの無線ノード数ｎをそれぞれ計数し、無線ノード数ｆの無線ノード数ｎに対する割合が所定値に達したら、バックオフ時間に所定の値を加算する。したがって、電池が劣化してジャミング信号を必要とする無線ノード数の割合が、相互無線ネットワークシステムの全ノード数のうち所定の割合を占めるようになったら、全無線ノードのバックオフ時間を一斉に延長して無線ノードの電池消耗を救済していくので、相互無線ネットワークシステムのライフを延長することができる。
（第８実施形態）
図16は、本発明の第８実施形態における無線ノードのブロック図である。
【０１４０】
図16において、図１、図６、図11と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１４１】
図16において、無線ノード1600は、センサー1602と、A/D変換部1601とを備え、センサー1602によって検出した物理量信号（アナログ信号）をA/D変換部1601によって物理量データ（デジタル信号）に変換し、CPU101に入力する構成になっている。
【０１４２】
このような構成の無線ノードを用いれば、図２の相互無線通信ネットワークシステム204に示すようなトポロジーを持つセンサーネットワークシステムを容易に構築することができる。特に、本発明によれば、各無線ノードによるアドホックネットワークシステムを、通信衝突防止を行いながら自立的に構成できるので、広範囲にわたる大規模なセンサーネットワークシステムを高価な設置コストを必要とせず簡単に実現でき、しかも全ての無線ノードが省電力効果のある通信衝突防止方式の元で運用されるため、運用寿命の長い信頼性のあるネットワークシステムを提供できる。
【０１４３】
なお、第１実施形態〜第８実施形態において、データフレーム中のフレームヘッダには送信先アドレスと送信元アドレスを備えているが、これらアドレスは、当該各無線ノードが個別に持つユニークな機械的固有番号であってもよいし、当該各無線ノードに割り振られた自由名称であってもよい。自由名称を用いる場合は、当該相互無線通信ネットワークシステム中に、無線ノードの自由名称と当該無線ノードの機械的固有番号を結びつける名前解決ノードや名前解決サーバーを設けることで解決できる。
【０１４４】
また、第１実施形態〜第８実施形態において、応答信号、ジャミング要求信号、電池警告信号を図５(b)、図14に示したようなデータフレーム構造としたが、各々、フレームヘッダのみで構成しても同様の効果が得られる。その場合、フレームフッタを使用しない伝送になるため、フレームフッタを使用せずフレームヘッダのみを受信できる受信アルゴリズムを無線ノードに実装すればよい。
【０１４５】
また、第１実施形態〜第８実施形態において、ジャミング信号の送信はＢ動作モードの子ノードである無線ノードだけに限ったものではなく、親ノードである無線ノードがＡ動作モードの無線ノードからジャミング要求信号を受信してジャミング信号を送信しても同様の効果が得られる。
【０１４６】
また、第１実施形態〜第８実施形態において、空中線伝送路でのデータ伝送においては、さらに外符号処理としてインターリーブ処理と誤り訂正符号化処理を施してからデータ伝送すれば通信の信頼性が向上する。そのとき、外符号処理は、エンコード処理を変調部106の入力段で行い、デコード処理を復調部111の出力段で行うことが望ましい。また、誤り訂正符号には、畳み込み符号やターボ符号などの連続的な符号誤りに対して有効な性能を示すものを用いれば、通信の信頼性がさらに向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明にかかる無線ノードの通信衝突防止方法は、相互無線ネットワークシステムを構成する電池駆動の無線端末である無線ノードの通信衝突防止手段に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の第１実施形態における無線ノードのブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態における相互無線通信ネットワークシステムの構成図。
【図３】本発明の第１実施形態における通信衝突時の動作タイミング図。
【図４】本発明の第１実施形態における通信衝突防止動作を説明するフローチャート。
【図５】本発明の第１実施形態における伝送データフォーマットの説明図。
【図６】本発明の第２実施形態における無線ノードのブロック図。
【図７】本発明の第２実施形態における電池残量による通信衝突防止動作の決定手順を説明するフローチャート。
【図８】本発明の第３実施形態における通信衝突時の動作タイミング図。
【図９】本発明の第４実施形態における通信衝突時の動作タイミング図。
【図１０】本発明の第５実施形態における通信衝突時の動作タイミング図。
【図１１】本発明の第６実施形態における無線ノードのブロック図。
【図１２】本発明の第６実施形態における通信衝突時の動作タイミング図。
【図１３】本発明の第６実施形態における通信衝突防止の初動動作を説明するフローチャート。
【図１４】本発明の第６実施形態における電池警告信号のデータフォーマットの図。
【図１５】（ａ）本発明の第７実施形態における相互無線通信ネットワークシステムの構成図。
【０１４９】
（ｂ）本発明の第７実施形態における無線ノード動作テーブル。
【図１６】本発明の第８実施形態における無線ノードのブロック図。
【図１７】従来の無線ノードの通信衝突防止方法の説明図。
【符号の説明】
【０１５０】
１００  無線ノード
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１０４  タイマー
１０５  電池
１０６  変調部
１０７  送信部
１０８  切替え部
１０９  アンテナ
１１０  受信部
１１１  復調部
２００  無線ノード
２０４  相互無線通信ネットワークシステム
３０１  送信データ
３０９  ジャミング要求信号
３１０  ジャミング信号
６０１  電池残量検出部
１２０２  電池警告信号
１６０１  Ａ／Ｄ変換部
１６０２  センサー
Ｓ１  送信データ
Ｓ２  ＩＦ信号
Ｓ３  高周波送信信号
Ｓ４  高周波受信信号
Ｓ５  ＩＦ信号
Ｓ６  受信データ
Ｓ７  チャンネル選択信号
Ｓ８  ＲＦ切り替え信号
Ｓ９  電池残量レベル
Ｓ１０  受信レベル
Ｓ２０  ジャミング要求信号
Ｓ２１  ジャミング信号
【図１】
2006197177.tif 000003
【図２】
2006197177.tif 000004
【図３】
2006197177.tif 000005
【図４】
2006197177.tif 000006
【図５】
2006197177.tif 000007
【図６】
2006197177.tif 000008
【図７】
2006197177.tif 000009
【図８】
2006197177.tif 000010
【図９】
2006197177.tif 000011
【図１０】
2006197177.tif 000012
【図１１】
2006197177.tif 000013
【図１２】
2006197177.tif 000014
【図１３】
2006197177.tif 000015
【図１４】
2006197177.tif 000016
【図１５】
2006197177.tif 000017
【図１６】
2006197177.tif 000018
【図１７】
2006197177.tif 000019