(57)【要約】【課題】通信の応答性と消費電力の削減を両立する。【解決手段】キャリアセンス手段８と復調手段７を備え、予め決められたＮ個のチャネルのいずれかを用いて通信を行う通信形態で用いられ、送信機より送信されたビット同期信号およびフレーム同期信号および識別信号をそれぞれ含む複数のヘッダスロットと前記複数のヘッダスロットに続くデータスロットからなる送信パケットを受信する受信機であり、第１の一定時間Ｔ１間隔で前記Ｎ個のチャネルを１チャンネルずつ順次切り替えて間欠キャリアセンスを行う受信機。【選択図】図２
2006042246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアセンス手段と復調手段を備え、予め決められたＮ個のチャネルのいずれかを用いて通信を行う通信形態で用いられ、送信機より送信されたビット同期信号およびフレーム同期信号および識別信号をそれぞれ含む複数のヘッダスロットと前記複数のヘッダスロットに続くデータスロットからなる送信パケットを受信する受信機であり、第１の一定時間Ｔ１間隔で前記Ｎ個のチャネルを１チャンネルずつ順次切り替えて間欠キャリアセンスを行う受信機。
【請求項２】
第１の一定時間Ｔ１は一つのヘッダスロットの時間長さＴ２について、
Ｔ２＜Ｔ１＜（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２  （Ｎ：自然数）
で示される範囲に設定された前記請求項１記載の受信機。
【請求項３】
第１の一定時間Ｔ１は一つのヘッダスロットの時間長さＴ２および前記ヘッダスロットに含まれるビット同期信号の時間長さＴ３およびフレーム同期信号の時間長さＴ４について、
Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４
で示される範囲に設定された前記請求項１記載の受信機。
【請求項４】
第１の一定時間Ｔ１はヘッダスロットの時間長さＴ２および前記ヘッダスロットに含まれるビット同期信号の時間長さＴ３について、
Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３
で示される範囲に設定された前記請求項１記載の受信機。
【請求項５】
復調手段を備え、予め決められたＮ個のチャネルのいずれかを用いて通信を行う通信形態で用いられ、送信機より送信されたビット同期信号およびフレーム同期信号および識別信号をそれぞれ含む複数のヘッダスロットと前記複数のヘッダスロットに続くデータスロットからなる送信パケットを受信する受信機であり、第１の一定時間Ｔ１間隔で前記Ｎ個のチャネルを１チャンネルずつ順次切り替えて受信信号のビット同期操作を行う受信機。
【請求項６】
第１の一定時間Ｔ１は一つのヘッダスロットの時間長さＴ２について、
Ｔ２＜Ｔ１＜２×Ｔ２
で示される範囲に設定された前記請求項５記載の受信機。
【請求項７】
更にレベル検出手段を備え、あるチャネルでキャリアセンス有りとなったときに、引き続き他の全てのチャネルについてキャリアセンスを行うと共に、レベル検出手段により各チャネルの受信信号のレベルを検出し、前記検出で最も大きな受信信号のレベルであるチャネルの復調動作を行う前記請求項１から６のいずれかに記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いてデータ通信を行う通信システムの受信機に関するものである。特に、複数チャネルに対して待ち受けを行い、主にショートパケットのデータ通信を行う受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線を用いて遠隔で機器のコントロールを行うシステムが注目されている。無線方式では、有線方式に比べて機器とコントローラの設置自由度が高く、また機器間接続のための工事が不要であることがメリットである。無線バンドとしては、４００ＭＨｚ帯や２．４ＧＨｚ帯の小電力無線が用いられる。特に４００ＭＨｚ帯には特定小電力無線バンドとしてテレメータ・テレコントロール用のチャネルが用意されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
機器コントロールでは、送信機側からのコントロールデータにより受信機側の機器が順次に反応することが求められる。そのため、無線送信のデータ長が比較的短いショートパケットによる通信が用いられる。
【０００４】
図８は上記のようなパケット通信で用いられる無線区間の通信パケットの構成を示している。また、図９は従来の受信機のキャリアセンス動作を示している。
【０００５】
図９で左から右方向に向けて時間経過を示している。本例は待ち受けチャネルとして３つのチャネルを使用し、この内空いている（他機が通信していない）チャネルで送信機が信号を送信するシステムである。図９中の（１）、（２）、（３）はそれぞれの１番目チャネル、２番目チャネル、３番目チャネルのキャリアセンスタイミングを表している。図９に示すように、無線回路を連続受信動作とし連続的に各チャネルのキャリアセンス動作を行っている。
【０００６】
図８に示すように、送信機から送られてくる通信パケットは、複数のヘッダスロットとこれに続くデータスロットから構成されている。使用チャネル数Ｎ＝３として、ヘッダスロットの数Ｍ＝２Ｎすなわち６つのヘッダスロットが設けられている。ヘッダスロットを複数設けているのは、受信機側で３つのチャネルを順番にスキャンしてキャリアセンス動作を行うが、このとき送信機が用いているチャネルとは異なるチャネルでノイズや他機信号などをキャリアセンスしたときに、復調動作により信号識別する、すなわち自機向けの信号ではないという判断得るために一定の時間（通常は１．５ヘッダスロット程度の時間）を要し、これにより送信機のチャネルの信号を受信し損ねてしまうことを防ぐためである。つまり、６個のヘッダスロットはキャリアセンスが３チャネル分確実に行われるのに必要な時間だけヘッダ情報を流し続けるために設けられたものであり、ダミースロットということもできる。
【０００７】
キャリアセンスしたときには、信号識別のために最短でも１．５ヘッダスロット×３チャネル＝４．５ヘッダスロット程度のヘッダ繰り返しが必要となり、この場合繰り返し数は５でも可能であるが、受信機のチャネル切り替えに要する時間などを考慮すると６ヘッダ繰り返しとすることが望ましい。
【０００８】
ここで上記１．５ヘッダ程度が必要なのは、キャリアセンスしたタイミングが必ずしもビット同期信号開始の位置とは限らず、任意の位置でセンスするため、次のビット同期信号が到来するまでに、最大で１ヘッダ分の時間を要するためである。そしてこれに更にビット同期を完了するまでの時間を加算する必要がある。尚、送信機は上記Ｎ個のチャネルの内、空いている（事前にキャリアセンスして信号がセンスされなかった）任意のチャネルを用いて信号を送信する。
【０００９】
さて、ヘッダスロットの繰り返し数Ｍが大きいと、通信パケットの時間長さが増大し、通信時間が長くなる。これは、例えば受信機を機器に接続して機器コントロールをする場合などでコントロールの反応時間（即答性）が損なわれることになる、そこで、受信機は連続動作状態とし、３チャネルを順次連続的にキャリアセンスを行うことにより、ヘッダスロットの繰り返し数Ｍをできるだけ小さくするように設計されている。
【００１０】
受信機はキャリアセンス動作においてキャリア有りと判断した場合に、ビット同期動作を行う。ビット同期動作は概ねヘッダスロット一つ分の時間長さにわたって継続され、ここでビット同期が取れないときは再び３チャネル分の連続キャリアセンスを行う。また、ビット同期が取れた場合には、次に続くフレーム同期信号の受信を行う。
【００１１】
更にフレーム同期が取れた場合は、次に続く識別信号の受信を行う。識別信号は、システムおよび機器の識別ＩＤ或いはヘッダスロット番号（本例では１〜６）の情報を含んでいる。ここで識別信号により自機への通信信号であると判断すると、次に続くデータスロットの受信を行う。データスロットは、送信機から受信機へ伝送するデータの内容が納められている。
【非特許文献１】「ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ６７特定小電力無線局  テレメータ用、テレコントロール用およびデータ伝送用無線設備  標準規格」（社）電波産業界、２０００年７月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の受信機では、連続受信動作によりキャリアセンスを行うため、消費電力が比較的大きく、電池駆動には向かないという問題があった。或いは、電池駆動の機器をコントロールする場合、コントロールの即答性が損なわれるという問題があった。
【００１３】
これは一般的に、電池駆動とし電池寿命を延長するためには、間欠受信によるキャリアセンスが用いられるが、この場合には受信休止期間のキャリアセンスができなくなるため、送信機側から送信される送信パケットの時間を延長する必要がある。
【００１４】
すなわち上記ヘッダスロットの繰り返し数Ｍを増やし、休止時間およびその後の３チャネル分のキャリアセンスに要する時間の合計時間よりヘッダスロット繰り返しの時間を長くする必要があった。
【００１５】
以上の様な理由から電池駆動の機器において、コントロールの即答性と電池寿命を両立することができなかった。
【００１６】
また、間欠動作として消費電力を抑えて動作する方法として、受信動作の休止後に全てのチャネルのキャリアセンスを連続的に行い、その後再び休止状態に入る（つまり時系列表示で“休止（１）（２）（３）休止（１）（２）（３）休止・・・といった）動作をさせるとヘッダスロットの数を少なくするためには、休止時間をかなり短く設定する必要がある。
【００１７】
これは、ノイズや他機の通信の信号をキャリアセンスしたときにビット同期およびフレーム同期さらには識別信号の受信をする必要があるが、これにより目的のチャネルのキャリアセンスをするまでの時間が延長されることが想定されるからである（つまり“休止（１）受信（２）受信（３）受信，休止（１）受信（２）受信（３）希望波受信”といった動き）。つまり、休止後に３チャネル分のキャリアセンスを連続的に行う動作では、休止時間をほとんど確保できない、或いはヘッダスロット数を増やす必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の受信機は予め決められたＮ個のチャネルのいずれかを用いて通信を行う通信形態で用いられ、送信機より送信されたビット同期信号およびフレーム同期信号および識別信号をそれぞれ含む複数のヘッダスロットと前記複数のヘッダスロットに続くデータスロットからなる送信パケットを受信する受信機であり、第１の一定時間Ｔ１間隔で前記Ｎ個のチャネルを１チャンネルずつ順次切り替えて間欠キャリアセンスを行うものである。
【００１９】
そして、一定の時間Ｔ１間隔で１チャンネルずつキャリアセンスを行うことにより、休止時間を大きくとっても連続キャリアセンス時と同等の機能を得ることがで、これにより受信機の消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の受信機は、間欠キャリアセンス動作でも連続キャリアセンスと同等の受信機能を得ることができ、即答性を損なうことなく消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の発明は、キャリアセンス手段と復調手段を備え、予め決められたＮ個のチャネルのいずれかを用いて通信を行う通信形態で用いられ、送信機より送信されたビット同期信号およびフレーム同期信号および識別信号をそれぞれ含む複数のヘッダスロットと前記複数のヘッダスロットに続くデータスロットからなる送信パケットを受信する受信機であり、第１の一定時間Ｔ１間隔で前記Ｎ個のチャネルを１チャンネルずつ順次切り替えて間欠キャリアセンスを行うことにより、間欠キャリアセンスでも連続キャリアセンスと同等の送信パケット長で通信を行うことができ、受信機の消費電力を大幅に低減することができる。
【００２２】
第２の発明は、第１の一定時間Ｔ１は一つのヘッダスロットの時間長さＴ２について、Ｔ２＜Ｔ１＜（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２で示される範囲に設定されることにより、間欠キャリアセンス動作の休止時間を長くすることができ、消費電力を削減することができる。
【００２３】
第３の発明は、第１の一定時間Ｔ１は一つのヘッダスロットの時間長さＴ２および前記ヘッダスロットに含まれるビット同期信号の時間長さＴ３およびフレーム同期信号の時間長さＴ４について、Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４で示される範囲に設定されることにより、各チャネルでキャリアセンスとなりビット同期およびフレーム同期が取れたときでも、常に必要チャネルの信号のヘッダスロットを受信することが可能となる。
【００２４】
第４の発明は、第１の一定時間Ｔ１はヘッダスロットの時間長さＴ２および前記ヘッダスロットに含まれるビット同期信号の時間長さＴ３について、Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３で示される範囲に設定されることにより、各チャネルでキャリアセンスとなりビット同期が取れたときでも、常に必要チャネルの信号のヘッダスロットを受信することが可能となる。
【００２５】
第５の発明は、復調手段を備え、予め決められたＮ個のチャネルのいずれかを用いて通信を行う通信形態で用いられ、送信機より送信されたビット同期信号およびフレーム同期信号および識別信号をそれぞれ含む複数のヘッダスロットと前記複数のヘッダスロットに続くデータスロットからなる送信パケットを受信する受信機であり、第１の一定時間Ｔ１間隔で前記Ｎ個のチャネルを１チャンネルずつ順次切り替えて受信信号のビット同期操作を行うことにより、受信機の受信感度点までの低い受信レベルで通信を行うことができるため、通信距離を大きくすることができる。
【００２６】
第６の発明は、第１の一定時間Ｔ１は一つのヘッダスロットの時間長さＴ２について、Ｔ２＜Ｔ１＜２×Ｔ２で示される範囲に設定されたことにより、受信機の感度点で通信を行いながら、複数のチャネルからの信号を受信することが可能となる。
【００２７】
第７の発明は、更にレベル検出手段を備え、あるチャネルでキャリアセンス有りとなったときに、引き続き他の全てのチャネルについてキャリアセンスを行うと共に、レベル検出手段により各チャネルの受信信号のレベルを検出し、前記検出で最も大きな受信信号のレベルであるチャネルの復調動作を行うことにより、ノイズや遠方にある他システムの信号の受信より自分宛の信号を優先的に受信することができ、消費電力の低減および通信信頼性の向上を得ることができる。
【００２８】
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１による受信機のキャリアセンス動作のタイミング示すタイミング図である。また、図２は本受信機の全体構成を示す構成図である。
【００３０】
図２において、１はアンテナ、２は高周波フィルタ、３はＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、４はミキサ、５は局部発振器、６はチャネル選択フィルタ、７は復調手段、８はキャリアセンス手段、９はレベル検出手段である。
【００３１】
アンテナ１に入力した送信機からの高周波信号は、高周波フィルタ２を経由して、ＬＮＡ３で増幅される。そして、局部発振器５の信号とミキサ４でミキシングされて、低い周波数（中間周波数）信号に変換される。更にチャネル選択フィルタ６で不要チャネル成分が除去される。チャネル選択フィルタ６の出力は、復調手段７、キャリアセンス手段８およびレベル検出手段９に入力される。
【００３２】
ここで、キャリアセンス手段８は、アンテナ端子に入力した受信信号の電力レベルが所定のレベル（キャリアセンスレベル）以上のときキャリアセンス有りの信号を出力する。また復調手段は、入力した変調信号を復調する機能を有し、データにして出力するものである。更にはデータの内容を解析する機能までも含めて復調手段として考える。
【００３３】
また、レベル検出手段は、アンテナに入力した受信信号の電力レベルを測るためのものであり、前記キャリアセンス回路のレベル判定手段の一部と共用して構成することも可能である。キャリアセンス手段は、設定されたしきい値に対す大小関係を判定するものであるが、レベル検出手段は、レベルの大きさを数値にして出力する機能を有している。
【００３４】
図１で左から右方向に向けて時間経過を示している。図１中の（１）、（２）、（３）はそれぞれの１番目チャネル、２番目チャネル、３番目チャネルのキャリアセンスタイミングを表している。そしてあるチャネル（例えば１番目チャネル）のキャリアセンスと次のチャネル（例えば２番目チャネル）の間の時間（図中Ｔ１）には受信機は休止状態に設定され、消費電力が小さくなっている。
【００３５】
ここで、Ｔ１は図８の送信パケット中に含まれる一つのヘッダスロットの継続時間Ｔ２に対してＴ２＜Ｔ１＜（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２の範囲になるように設定されている（Ｎ：自然数）。
【００３６】
これは、３チャンネルの内どのチャネルで送信信号が到来しても、最悪でも最終のヘッダスロットまで受信できるための条件より導き出すことができるので説明する。
【００３７】
図３はキャリアセンス動作と送信パケットの関係を示す説明図である。Ｔ１毎に１番目チャネル、２番目チャネル、３番目チャネル、１番目チャネル・・・・のごとく間欠的にキャリアセンスを行っている。ここで１番目チャネルのキャリアセンス動作を行った直後に、送信機が１番目チャネルで送信を開始したとする。受信機は２番目チャネル、３番目チャネルのキャリアセンスをし、再び１番目チャネルのキャリアセンスを行うが、このときのタイミングが最終ヘッダスロットの開始タイミングよりも前にあれば最終ヘッダスロットを受信することができる。
【００３８】
ヘッダスロットの数が２×Ｎの場合には、最終スロット手前までの時間は（２×Ｎ−１）×Ｔ２で与えられ、この時間内にＮチャネル分のキャリアセンスを行う必要があるため、センス間隔の最大値は（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２と求められる。
【００３９】
また、キャリアセンスがあったときにヘッダスロットでビット同期を受信するためには最大でＴ２の時間を要するため、Ｔ１の下限値はＴ２である。すなわちＴ１は少なくともＴ２の長さまでは長くすることができる。従って、Ｔ１の範囲を、
Ｔ２＜Ｔ１＜（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２
で規定することがきる。
【００４０】
さて、以上のような動作を用いたときの消費電力について説明する。具体的な時間として、Ｔ２＝５０ｍ秒、Ｎ＝３のとき、Ｔ１＝（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２の関係を用いるとＴ１＝８３ｍ秒となる。ここでキャリアセンス所要時間＝４ｍ秒とすると、受信回路が動作している時間は連続受信動作と比べて４／８３＝約１／２０に低減される。あるいはＴ１＝Ｔ２の関係を用いると、Ｔ１＝５０ｍ秒であるので４／５０＝約１／１２に低減される。これより本実施の形態の方法によればＴ２＜Ｔ１＜（２Ｎ−１）／Ｎ×Ｔ２の範囲をとることにより上記例の場合、１／１２乃至１／２０に消費電力を低減することが可能となる。
【００４１】
尚、本実施の形態では使用チャネル数３についてしめしたが、チャネル数は２または４以上でも同様に適用することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２のキャリアセンス動作のタイミング示すタイミング図である。図４を用いて本実施の形態の受信機について説明する。本実施の形態の特徴はキャリアセンスの時間間隔Ｔ１が、
Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４
を満たす範囲に設定されている点である。ここでＴ３はヘッダスロットに含まれるビット同期信号の継続時間、Ｔ４はヘッダスロットに含まれるフレーム同期信号の継続時間である。Ｔ１を最大Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４まで延長できるのは、以下に述べる考えに基づいている。
【００４３】
あるチャネルでキャリアセンス有りとなった場合、受信機はビット同期動作を行う。ここで、ビット同期は取れるが、フレーム同期は取れない場合を考える。フレーム同期が取れないときは、受信機はそのチャネルでの受信動作を中止し、次にチャネルのキャリアセンス動作に進む。
【００４４】
ここで、フレーム同期が取れるのは、自機と同じフレーム同期信号を用いているシステムに限られるため、他システムからの信号では、フレーム同期が取れないことが多いと考えられる。或いは自システムのフレーム同期パターンを他システムとは異なる特徴的なパターンとすることで、自システムからの信号以外ではフレーム同期がほとんど取れない様に構成することも可能である。
【００４５】
そして、自機宛以外の信号を受信したときには、フレーム同期が取れないことを前提としたシステムを構築する場合を考える。この場合、各チャネルでの受信機のキャリアセンスのタイミングが必ずしも送信機のビット同期信号の開始タイミングには一致しないため、ビット同期およびフレーム同期までを完了するためには最大でＴ２＋Ｔ３＋Ｔ４の時間を要することを想定する必要がある。
【００４６】
そして、ノイズ或いは他機通信の信号を受信してセンス有りとなった場合でも、自機宛のチャネルの信号を受信できるためには各チャネルで時間Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４にわたって受信動作を行っても、次に自機宛のチャネルの信号を受信したときに受信できる必要がある。このことを確保できるシステムを前提とすると、これを言い換えると次のようになる。すなわち、各チャネルにノイズや他機宛の信号がないときでも常にＴ１＝Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４の間隔で間欠的にキャリアセンスを行っても自機宛の通信を受信できるということを意味している。
【００４７】
これより、Ｔ１の範囲は、
Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４
の範囲と規定することができる。
【００４８】
尚、本実施の形態において送信機からのヘッダスロットの繰り替えし数Ｍは、チャネル数Ｎに対してＭ＝２×Ｎであるが、ヘッダスロット全体長に対してビット同期長およびフレーム同期長が短いシステムでは、繰り返し数Ｍを上記より小さくできる場合がある。例えばＭ＝２×Ｎ−１或いは２×Ｎ−２等々に選ぶことができる場合がある。
【００４９】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３のキャリアセンス動作のタイミング示すタイミング図である。図５を用いて本実施の形態の受信機について説明する。本実施の形態の特徴はキャリアセンスの時間間隔Ｔ１が、
Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３
を満たす範囲に設定されている点である。Ｔ１を最大Ｔ２＋Ｔ３まで延長できるのは、以下に述べる考えに基づいている。
【００５０】
あるチャネルでキャリアセンス有りとなった場合、受信機はビット同期動作を行う。ここで、各チャネルでノイズを受信した場合には、ビット同期は取れない。つまり、ノイズによる妨害があっても、確実に通信が確立することを条件としたシステムを構築する場合を考える。
【００５１】
この場合、受信機のキャリアセンスのタイミングと送信機からのヘッダスロットの時間関係より、ビット同期を完了するためには最大でＴ２＋Ｔ３の時間を要する。そして、ノイズを受信してセンス有りとなった場合でも、自機宛の信号を受信できるためには各チャネルで時間Ｔ２＋Ｔ３にわたって受信動作を行っても、次に自機宛のチャネルの信号を受信したときに受信できる必要がある。これは、各チャネルにノイズがないときでも常にＴ１＝Ｔ２＋Ｔ３の間隔でキャリアセンスを行っても自機宛の通信を受信できることを意味している。
【００５２】
これより、Ｔ１の範囲は、
Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ２＋Ｔ３
の範囲と規定することができる。
尚、本実施の形態において送信機からのヘッダスロットの繰り替えし数Ｍは、チャネル数Ｎに対してＭ＝２×Ｎであるが、ヘッダスロット全体長に対してビット同期長が短いシステムでは、繰り返し数Ｍを更に小さくできる場合がある。例えばＭ＝２×Ｎ−１、２×Ｎ−２、２×Ｎ−２等々である。本実施の形態では上記の実施の形態２の場合よりも繰り返し数Ｍを少なくできる可能性が高いといえる。これにより、ヘッダスロット数を減らすことにより、送信パケット長を短くし、通信時間を短縮することができる。そして機器コントロールなどの応答性を更に改善することが可能となる。
【００５３】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４のビット同期動作のタイミング示すタイミング図である。図６を用いて本実施の形態の受信機について説明する。
【００５４】
本実施の形態の特徴は受信待ち受け時にキャリアセンス動作ではなくビット同期動作を用いていることである。ビット同期動作では、受信機の回路が連続動作となるため、上述の例の様な消費電力低減の効果は得られない。しかし、ビット同期動作による待ち受けは受信機の感度点までの入力信号について通信を行うことができるため、通信距離を大幅に延長することが可能である。
【００５５】
例えば、日本の４００ＭＨｚ帯特定小電力無線では、キャリアセンスレベルはアンテナ端子で−１０７ｄＢｍなどに設定されるが、一般的な受信機では、感度点は−１２０ｄＢｍ前後となっている。上記の差１３ｄＢは自由空間での電波伝搬距離で３倍以上に相当し、通信エリア面積して１０倍以上の差となる。これより、ビット同期動作により待ち受けることのメリットは大きいと言える。
【００５６】
本実施の形態では、送信機からの送信パケット長を短くするために、ヘッダスロットの繰り返し数Ｍを小さくすることを想定している。確実にビット同期を取るためには、少なくともヘッダスロットの時間長Ｔ２にわたってビット同期動作を継続する必要がある。そのため、各チャネルでのビット同期継続時間はＴ２以上が必要である。
【００５７】
また実際には受信機のチャネル切換動作に要する時間やビット同期に必要なビット同期パターンの時間（例えば８ビット分のビット同期パターンなど）が必要であるため、各チャネルあたり１．５乃至２ヘッダスロット分の時間を要する。
【００５８】
しかしながらここでＭ＝２×Ｎ＝６（Ｎ＝３の場合）までヘッダスロットの繰り返し数を小さくした場合を考えると、各チャネルでのビット同期動作を２ヘッダスロット分以上にわたって行うと、全ヘッダスロットの時間内に３チャネル分のビット同期動作を完了できないことが想定される。したがって、Ｔ１は最大で２×Ｔ２以内に設定する必要がある。
【００５９】
上記より、Ｔ２＜Ｔ１＜２×Ｔ２で規定される範囲にＴ１を設定したときに、受信漏れなく通信を行うことが可能となる。
【００６０】
以上の様に、本実施の形態の受信機では、通信距離を大幅に拡大することが可能となる。
【００６１】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５のビット同期動作のタイミング示すタイミング図である。図７を用いて本実施の形態の受信機について説明する。
【００６２】
本実施の形態のキャリアセンスタイミングは前記実施の形態１と同様である。本実施の形態の特徴はキャリアセンス動作でキャリアセンス有りと判断したときに直ぐにビット同期動作に移行せず、全チャネルのキャリアセンスと受信レベル検出を行った後、最も受信レベルの大きかったチャネルのビット同期動作を行う点にある。
【００６３】
図７では、まずキャリアセンスタイミング（１）すなわち１番目チャネルのキャリアセンス動作でキャリアなしとなり、一定時間Ｔ１の後、仮にノイズなどで（２）すなわち２番目チャネルでキャリア有りとなった場合を表している。このとき引き続いて２番目チャネルの受信動作へは移行しないで、（３）および（１）すなわち３番目チャネルおよび１番目チャネルのキャリアセンスを行っている。
【００６４】
本実施の形態の受信機は３チャネルを使用して待ち受け動作を行っているが、各チャネルでノイズ或いは他機の通信によりキャリアセンスする可能性がある。ここで、ノイズや他機通信の電波は自機宛の通信の電波より受信レベルが小さい可能性が高い。
【００６５】
そのため、全チャネル（３チャネル）の受信レベルを受信レベル検出手段により検出し、最もレベルの大きいチャネルの優先的に受信してビット同期を取ることにより、自分宛の通信を受信し損なう可能性を小さくすることが出来る（図７の場合（１）のチャネルが受信レベルが一番大きいので（２）（３）のキャリアセンスの後で（１）チャネルのビット同期以降を行っている）。
【００６６】
特に受信機がノイズ源（例えばパソコンやテレビ、ＩＨ機器など）の近くに設置される場合には、常にある特定のチャネルの周波数のノイズが受信されることが想定される。この場合、ノイズによって誤ってキャリアセンスする可能が高い。このような状況であっても、本実施の形態の方法を用いれば優先的に自機宛の通信を受信できる。また、自分宛の通信を優先的に受信できる確率が向上するため、無駄な受信時間を省くことができ、消費電力を低減することができる。
【００６７】
尚、本実施の形態では前記実施の形態１と同様のキャリアセンスタイミングを用いたが、実施の形態２乃至３と同様のキャリアセンスタイミングの動作に対しても適応することが出来る。
【００６８】
また、実施の形態４と同様に連続的なビット同期動作により待ち受けを行う場合には、ビット同期動作を行う前に受信レベル検出手段により各チャネルの受信レベルを検出し、最も受信レベルが大きかったチャネルについて優先的にビット同期動作を行うことにより、自機宛の通信を更に確実に受信することが出来る。
【００６９】
尚、復調動作とはビット同期動作およびそれ以降のフレーム同期動作および識別信号の受信を含んだ処理を指す。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる受信機は間欠キャリアセンス動作でも連続キャリアセンスと同等の受信機能を得ることができ、機器コントロールなどの即答性を損なうことなく消費電力を削減することができる。そのため、家電や産業機器をはじめとした幅広い分野の機器コントロールおよびデータ伝送を行うための無線通信システムの受信機として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１における受信機のキャリアセンスのタイミング図
【図２】本発明の実施の形態１おける受信機の構成図
【図３】本発明の実施の形態１おける受信機のキャリアセンス動作と送信パケットの関係を示す説明図
【図４】本実施の形態２おける受信機のキャリアセンス動作と送信パケットの関係を示す説明図
【図５】本実施の形態３おける受信機のキャリアセンス動作と送信パケットの関係を示す説明図
【図６】本実施の形態４おける受信機のビット同期動作と送信パケットの関係を示す説明図
【図７】本実施の形態５おける受信機のビット同期動作と送信パケットの関係を示す説明図
【図８】送信パケットの電文構成を示す説明図
【図９】従来の受信機のキャリアセンスのタイミング図
【符号の説明】
【００７２】
１  アンテナ
２  高周波フィルタ
３  ＬＮＡ
４  ミキサ
５  局部発振器
６  チャネル選択フィルタ
７  復調手段
８  キャリアセンス手段
９  受信レベル検出手段
【図１】
2006042246.tif 000003
【図２】
2006042246.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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