(57)【要約】【課題】複数の通信装置が送信する場合であっても好適に受信可能な赤外線通信装置を提供する。【解決手段】乱数生成部４２によって生成された疑似乱数に基づいて送信タイミング決定部４４により送信タイミングが決定され、決定された送信タイミングに基づいて送信制御部５２によりパケットが送信されるので、複数の送信端末１２の通信範囲が重複する場合において、赤外線信号の干渉などによりデータが受信できないことを低減することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された装置ＩＤについての情報を少なくとも含むパケットを赤外線により送信する送信部を含む赤外線ＩＤ通信装置であって、
乱数を生成する乱数生成部と、
該乱数生成部によって生成された乱数に基づいて前記パケットを送信する送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、を有すること、
を特徴とする赤外線ＩＤ通信装置。
【請求項２】
前記送信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が２：１もしくはそれよりもタイムスロットの長さの方が長いこと
を特徴とする請求項１に記載の赤外線ＩＤ通信装置。
【請求項３】
前記乱数生成部は、前記乱数として、赤外線ＩＤ通信装置のそれぞれに固有となるように予め設定された装置ＩＤに基づいて疑似乱数を生成すること、
を特徴とする請求項１または２に記載の赤外線ＩＤ通信装置。
【請求項４】
前記送信されるパケットの長さは固定であり、前記タイムスロットの長さと前記パケット長さとの比が２：１であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の赤外線ＩＤ通信装置。
【請求項５】
前記送信されるパケットの長さは可変長であり、前記パケットの長さが最大になる場合に前記タイムスロットの長さとの比が２：１になること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の赤外線ＩＤ通信装置。
【請求項６】
送信されるパケットのデータはエスケープシーケンスにより制御され、パケットデータとエスケープシーケンスの長さの和が前記タイムスロットの長さとの比が２：１であること、を特徴とする請求項５に記載の赤外線ＩＤ通信装置。
【請求項７】
前記乱数生成部によって生成される乱数はＭ系列符号であること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の赤外線ＩＤ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線ＩＤ通信装置に関するものであり、特に、複数の赤外線ＩＤ通信装置から送信される赤外線信号を同時に受信可能な場合において両者の混信を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
赤外線を用いた通信が広く用いられている。かかる赤外線通信の分野においては、複数の発信装置から同時に発信が行なわれた場合に、受信装置においてそれぞれの発信装置からの赤外線を良好に受信するための技術が提案されている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。
【０００３】
特許文献１には、データで変調される赤外線搬送波を用いてデータ送受信を行なう機器において、複数の周波数チャネルの通信を可能とするために、受信波のパルス数をカウントし、そのカウントに基づいてデータを判定する赤外線通信機器が開示されている。この特許文献１に記載の赤外線通信機器によれば、搬送周波数の異なる複数の周波数チャネルに対処することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１の方法によれば、赤外線搬送波を変調する周波数をチャネル毎に異ならせるものであるので、受信装置において周波数を弁別する必要がある。このためには、高速でカウントを行なうことによって隣接する周波数を弁別する必要があり、そのため、多数のチャネルを設定するためには受信装置における周波数分解能を高める必要がある。そのため、受信装置の作動の際のクロック周波数を高速にしたり、あるいは装置の構成が複雑になるという問題が生じ得る。
【０００６】
また、複数の端末が同時に送信を行なうことによる混信を防止するために、他の端末が送信していないかを確認してから送信を行なうＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｔａｌｋ）と呼ばれる手法が存在する。しかしながら、かかる方法を採用する場合には送信装置どうしが相互に通信を行なう必要がある。そのため、赤外線のように直進性の強い媒体を用いる場合には、複数の送信装置が通信可能に配置するのが困難である場合がある。また、送信装置が単に赤外線の送信のみを行なう場合においては、装置の構成を簡易なものにするため受信機能を有さない場合もあり、実装が困難となる場合もある。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、複数の通信装置が送信する場合であっても好適に受信可能な赤外線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明は、（ａ）予め設定された装置ＩＤについての情報を少なくとも含むパケットを赤外線により送信する送信部を含む赤外線ＩＤ通信装置であって、（ｂ）乱数を生成する乱数生成部と、（ｃ）該乱数生成部によって生成された乱数に基づいて前記パケットを送信する送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、を有すること、を特徴とする赤外線ＩＤ通信装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１にかかる発明によれば、前記乱数生成部によって生成された乱数に基づいて前記送信タイミング決定部により送信タイミングが決定され、決定された送信タイミングに基づいて前記送信部によりパケットが送信されるので、複数の赤外線ＩＤ通信装置の通信範囲が重複する場合において、赤外線信号の干渉などによりデータが受信できないことを低減することができる。
【００１０】
好適には、請求項２にかかる発明は、前記送信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が２：１もしくはそれよりもタイムスロットの長さの方が長いこと、を特徴とする。このようにすれば、送信部による通信におけるタイムスロットの長さとそのタイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が２：１もしくはそれよりもタイムスロットの長さの方が長いものとされているので、通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることができる。
【００１１】
好適には、請求項３にかかる発明は、前記乱数生成部は、前記乱数として、赤外線ＩＤ通信装置のそれぞれに固有となるように予め設定された装置ＩＤに基づいて疑似乱数を生成することを特徴とする。このようにすれば、赤外線ＩＤ通信装置のそれぞれにおける乱数生成部によって生成される乱数は個々の赤外線ＩＤ通信装置に固有のものとなる。
【００１２】
また好適には、請求項４にかかる発明は、（ａ）前記送信されるパケットの長さは固定であり、（ｂ）前記タイムスロットの長さと前記パケット長さとの比が２：１であることを特徴とする。このようにすれば、パケットにおいてテキストデータが送信される場合のように固定長のパケットが送信される場合であっても通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることができる。
【００１３】
また好適には、請求項５にかかる発明は、（ａ）前記送信されるパケットの長さは可変長であり、（ｂ）前記パケットの長さが最大になる場合に前記タイムスロットの長さとの比が２：１になること、を特徴とする。このようにすれば、パケットの長さが可変とされる場合であっても通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることが保証できる。
【００１４】
また好適には、請求項６にかかる発明は、送信されるパケットのデータはエスケープシーケンスにより制御され、パケットデータとエスケープシーケンスの長さの和が前記タイムスロットの長さとの比が２：１であること、を特徴とする。このようにすれば、パケットに含まれる符号に対してエスケープシーケンス処理が行なわれることにより、送信データにパケット開始符号などの通信において特定の用途に用いられる符号と同一の内容を含む場合であっても通信が可能になるとともに、エスケープシーケンス処理によりパケットの長さが変化する場合であっても、パケットデータとエスケープシーケンスの長さの和が前記タイムスロットの長さとの比が２：１となるので、通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることが保証できる。
【００１５】
また好適には、請求項７にかかる発明は、前記乱数生成部によって生成される乱数はＭ系列符号である。このようにすれば、Ｍ系列符号は０または１が連続して現れることが他の乱数に比べて少ない傾向があるため、前記送信タイミング決定部によって決定される送信タイミングが偏ることが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の赤外線通信装置を含む赤外線ＩＤ通信システムの構成の一例を説明する図である。
【図２】送信端末の備える構成の一例を説明する図である。
【図３】図２のマイコンの備える機能の一例を説明する機能ブロック図である。
【図４】図２の乱数生成部が乱数を生成する際に用いるシフトレジスタの一例を説明する図である。
【図５】図２の送信タイミング決定部における作動を説明する図である。
【図６】図２の誤り検出符号生成部が誤り検出符号を生成する際に用いるシフトレジスタの一例を説明する図である。
【図７】図２のパケット生成部によって生成されるパケットの構成の一例を説明する図である。
【図８】通信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が１：１である場合の２つの送信端ｚ末によるパケットの送信を説明する図である。
【図９】通信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が２：１もしくはそれよりも大きい場合の２つの送信端末によるパケットの送信を説明する図である。
【図１０】通信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比に対する利用効率の関係を説明する図である。
【図１１】本実施例における送信端末の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の赤外線ＩＤ通信装置である送信端末と、その送信端末から送信される赤外線信号を受信する受信端末を含んで構成される赤外線ＩＤ通信システム１０の構成の一例を示した図である。図１に示す赤外線ＩＤ通信システム１０には、例として２台の送信端末１２Ａおよび１２Ｂ（以下、両者を区別しない場合には送信端末１２という。）および、１台の受信端末１４が含まれている。
【００１９】
送信端末１２Ａおよび１２Ｂは、予め定められた規格に基づいて所定の赤外線信号ＩｒＡおよびＩｒＢをそれぞれ送信する。一方、受信端末１４においては、送信端末１２のそれぞれから送信される赤外線信号を受信し、受信した赤外線信号に含まれる情報を取り出すことができる機能を有している。
【００２０】
図２は、送信端末１２の構成の概要を説明するブロック図である。図２に示すように、本実施例の送信端末１２は、送信端末１２全体の作動を制御するためのマイコン（マイクロコンピュータ）２０を含んで構成される。このマイコン２０は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えて構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なう。また、予め定められた所定の赤外線信号を発生させる赤外ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）２６、および前記マイコン２０からの制御によりその赤外ＬＥＤ２６を駆動するドライバ回路２４、赤外ＬＥＤ２６から発生された赤外線信号を所定の放射角で放射するための光学系機構２８を含む。前記所定の赤外線信号とは、例えば赤外線通信の規格であるＩｒＤＡ規格において定められた波長が８５０乃至９００ｎｍ程度の赤外線信号であるように定められる。また、光学系機構２８は例えば赤外線レンズである。
【００２１】
また、マイコン２０はその内部においてタイマ２２を機能的に有している。このタイマ２２は、例えば、予め定められた所定の間隔でパルス信号等のクロック信号を生成する。このクロック信号を用いて、後述するマイコン２０の各機能の作動が同期させられる。
【００２２】
送信端末１２は、その送信端末１２の作動状態や設定内容、あるいは送信端末１２の固有の端末ＩＤなどを表示するための表示装置としてのＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示ディスプレイ装置）３０を有している。また、送信端末１２の設定などのためにコンピュータなどを情報交換可能に接続するためのシリアルポート３４、および、前記マイコン２０からの制御によりそのシリアルポート３４を介して前記コンピュータなどとの通信を制御するためのドライバ回路３２などを含んでいる。また、これらの各機能を実現するために必要な電力を供給する電源回路３６を含んでおり、この電源回路３６には送信端末１２の外部に設けられたＡＣアダプタ３８によって商用ＡＣ電源から変換された直流電流が供給されている。
【００２３】
図３は、前記マイコン２０の有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、送信端末１２は記憶装置４０、乱数生成部４２、送信タイミング決定部４４、パケット生成部４６、送信制御部５２等を機能的に備えている。このうち、記憶装置４０は、例えばＲＡＭなどの記憶装置であり、予め設定された送信端末１２を識別するための装置ＩＤや、送信端末１２の作動を制御するための制御プログラムなどについての情報が記憶されている。前記装置ＩＤは個々の送信端末１２について固有のものとなるように設定されている。
【００２４】
乱数生成部４２は、所定のアルゴリズムに従って０もしくは１からなる疑似乱数列を生成する。この疑似乱数列が本発明の乱数に対応する。前記所定のアルゴリズムに従って生成された疑似乱数列とは、例えば、線形帰還シフトレジスタ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ；ＬＦＳＲ）によって生成されたＭ系列の疑似乱数列である。この疑似乱数列のビット数は、例えば赤外線ＩＤ通信システムにおける送信端末１２の照射範囲の多重数（重なり度合い）などに応じて定められる。
【００２５】
図４は、前記乱数生成部４２が備える線形帰還シフトレジスタの一例であるガロアＬＦＳＲ（Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ＭＳＲＧ）を説明する図である。この例においては８ビットのシフトレジスタが示されており、１ステップごとに、タップ（出力に関連するビット。図４の例においては、６、５、４。）においては出力と前段のビットとの排他的論理和を記憶するようになっている。またタップでないビット（図４の例においては８、７、３、２、１。）においては前段のビットを記憶するようになっている。図４のシフトレジスタに対応する生成多項式は、
ｈ（ｘ）＝ｘ８＋ｘ６＋ｘ５＋ｘ４＋１
である。また、シフトレジスタにおける初期値は、前記送信端末１２に固有のものとして定められる装置ＩＤに対応した固有の初期値とされる。具体的には例えば装置ＩＤを表わす符号の符号長が前記シフトレジスタ長さ（図４の例では８ビット）と等しいもしくはそれよりも短い場合には、前記装置ＩＤを表わす符号を初期値の全部若しくは一部に割り当てることによって初期値が設定される。また、装置ＩＤを表わす符号の符号長が前記シフトレジスタ長さよりも長い場合には、前記装置ＩＤを表わす符号を例えばハッシュ関数に入力して演算することにより得られるハッシュ値を初期値として用いることができる。これにより、各送信端末１２のそれぞれについて、乱数生成部４２が生成する疑似乱数列を異なるものとすることができる。
【００２６】
図３に戻って、送信タイミング決定部４４は、前記乱数生成部４２が生成する疑似乱数に基づいて、後述する送信制御部５２において送信端末１２から赤外線信号が送信されるタイミングを決定する。具体的には、図５に示すように前記乱数生成部４２によって生成される疑似乱数列の該当するビットが１であるタイムスロットの間は送信制御部５２に対し後述のパケット生成部４６により生成されるパケットの赤外線信号の送信を許可する。一方、前記乱数生成部４２によって生成される疑似乱数列の該当するビットが０であるタイムスロットの間は送信制御部５２に対しパケットを含む赤外線信号の送信を禁止する。なお、前記タイムスロットは、送信端末１２の送信制御部５２がデータを送信する際における、送信するか否かを決定する周期の時間に対応する。すなわちこのタイムスロットのそれぞれが、前記乱数生成部４２によって生成される疑似乱数列の各ビットに対応させられている。前述のように、乱数生成部４２によって発生される疑似乱数列は各送信端末１２に固有の装置ＩＤに基づいて生成されるので、それぞれ位相が異なる固有のものとなる。従って、複数の送信端末１２の電源が一斉に投入され動作を開始した場合であっても、それぞれの送信端末１２の送信タイミングが異なったものとなる。そのため、両者が赤外線信号の送信を同時に行なって相互に干渉し何れの赤外線信号も受信できなくなる状態の継続が回避される。
【００２７】
パケット生成部４６は、送信制御部５２によって送信される赤外線信号に含まれるデータとしてのパケット（フレーム）を生成する。図７に、本実施例においてパケット生成部４６が生成するパケットのフォーマットの例を示す。図７に示すパケットには、ＢＯＦ（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）、Ｐａｙｌｏａｄ、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、ＥＯＦ（Ｅｎｄ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）を表わす各符号がこの順で含まれている。このうち、ＢＯＦはパケットの開始を表わす符号であり、例えば１６進数表現の「０ｘ００」などで表わされる。またＰａｙｌｏａｄは送信されるデータなどを格納する部分であり、パケットの送信先を表わすＡ（アドレス）、パケットの種別、処理内容などを表わすＣ（コントロール）、送信するデータの本体を表わすＩ（インフォメーション）を含んでいる。本実施例においては、具体的には送信端末１２によって行なわれる装置ＩＤの送信は特定の受信端末に対して行なわれるものではないため、Ａ（アドレス）についてはブロードキャストを表わす１６進数表現の「０ｘｆｆ」が用いられる。また、Ｃ（コントロール）については、装置ＩＤを送信するパケットであることを意味する符号が用いられる。さらに、Ｉ（インフォメーション）については、記憶装置４０に記憶された装置ＩＤに対応する符号が用いられる。また、ＦＣＳは誤り検出のための符号である。具体的には後述する誤り検出符号生成部５０によって生成される誤り検出符号が用いられる。また、ＥＯＦはパケットの終端を表わす符号であり、例えば１６進数表現の「０ｘＣ１」などで表わされる。
【００２８】
ところで、パケットにおいて符号が１６進数により表現される場合においては、パケットに含まれるデータ、すなわち前記Ａ、Ｃ、Ｉ、およびＦＣＳに含まれるデータについても、パケットに含められる際に１６進数で表現される。かかる場合において、１６進数で表現されたパケットに含まれるデータに、例えば前記ＢＯＦやＥＯＦなどで用いられる特定の意味を表わす符号と同一の符号が含まれる場合がある。かかる場合においては、パケットに含まれるデータが前記特定の意味を表わす符号と解釈されるおそれがある。
【００２９】
かかる場合に対応するため、パケット生成部４６は、エスケープシーケンス処理部４８を機能的に有している。このエスケープシーケンス処理部４８は、パケットに含まれるデータ、すなわち前記Ａ、Ｃ、Ｉ、およびＦＣＳに含まれるデータにおいて前記特定の意味を表わす符号と同一の符号が含まれる場合に、その符号の前にＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｅｓｃａｐｅ）符号を挿入するとともに、前記同一の符号を所定の処理規則により変更する。具体的には例えば、ＣＥ符号として「０ｘ７ｄ」を挿入し、前記同一の符号の特定ビットを反転させる等の処理を行なう。一方、かかるエスケープシーケンス処理部４８によって処理の行なわれたパケットを受信した受信端末１４においては、所定の復号処理を行なうことにより、エスケープシーケンス処理部４８による処理前の符号を得ることができる。前述のようにエスケープシーケンス処理部４８によりＣＥ符号として「０ｘ７ｄ」を挿入し、前記符号の特定ビットを反転させる処理が行なわれる場合、受信端末１４においては、受信したパケット中にＣＥ符号「０ｘ７ｄ」を検出した場合にはそのＣＥ符号を削除するとともに、そのＣＥ符号に続く符号の特定ビットを反転させる処理を行なうことで、エスケープシーケンス処理部４８による処理前の符号が得られる。このようにすれば、パケットに含まれるデータに前記特定の意味を表わす符号と同一の符号が含まれる場合に、その同一の符号を含まない符号に変換して送信することができる。
【００３０】
図３に戻って、誤り検出符号生成部５０は、送信されるパケットにおけるデータに基づいて所定の数式などの生成規則に基づいて生成される誤り検出符号を生成する。受信端末１４がこの誤り検出符号が付加されたパケットを受信した際に、所定の検出規則に基づいて、パケット通信において干渉、混信、ノイズ、妨害光などによるデータの誤りなどの異常が発生したか否かを検出することができる。このようにして誤り検出符号生成部５０によって生成された誤り検出符号は、前記パケット（図７参照）におけるＦＣＳ符号として用いられる。
【００３１】
具体的には、本実施例において誤り検出符号生成部５０が生成する誤り検出符号は、例えばＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）である。図６はこのＣＲＣ符号を算出される生成規則として用いられるシフトレジスタの例を説明する図である。図６のＤａｔａに送信されるパケットの内容が入力され、送信バイト毎にＣＲＣ値と送信倍とを生成多項式で除算され、その余りがＢＣＣ（Ｂｌｏｃｋ  Ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅ）とされる。のＢＣＣが誤り検出符号に対応する。図６のシフトレジスタに対応する生成多項式はｘ１６＋ｘ１２＋ｘ５＋１であり、初期値として０ｘｆｆｆｆが用いられる。なお、このＣＲＣ符号はＣＲＣ−ＣＣＩＴＴにおいて定義されたものと同一である。
【００３２】
図３に戻って、送信制御部５２は、前記送信タイミング決定部４４によって決定された送信タイミングに応じて、パケット生成部４６によって生成されたパケットを含む赤外線信号の送信の制御を行なう。具体的にはドライバ回路２４を介して赤外ＬＥＤ２６から赤外線信号の送信の実行および停止を制御する。具体的には、赤外ＬＥＤ２６の駆動電流をデータビットの１、０に対応してオンオフ駆動することにより変調して送信する。この送信制御部５２が本発明の送信部に対応する。
【００３３】
ここで、送信制御部５２は、前記送信タイミング決定部４４により送信を行なうものと決定されたタイムスロットにおいて、タイムスロットの長さと送信されるパケットの長さ（送信時間）との比が２：１となるように、もしくはそれよりもタイムスロットの長さの方が長くなるように送信を行なう。以下、かかる作動について説明する。
【００３４】
本実施例において図１に示すように複数の送信端末１２が存在し、それぞれの送信端末１２から赤外線信号が所定の放射角θにより送信される場合を考える。受信端末１４が図１に示す位置にある場合には、受信端末１４は送信端末１２Ａおよび送信端末１２Ｂのそれぞれから送信される赤外線信号を受信することができる。そのため、送信端末１２Ａおよび送信端末１２Ｂが同時に赤外線信号を送信すると、両者が干渉をするため、受信することが困難となる。
【００３５】
かかる場合において、複数の送信端末１２Ａおよび１２Ｂが連携することにより、例えば同時に複数の送信端末１２から赤外線が送信されないように協調して作動することが考えられる。しかしながら、複数の送信端末１２が協調して作動するためには連携のための機構が必要となり、装置が大きくなったり、あるいはコストが増大する問題がある。
【００３６】
ここで、乱数によって複数の送信端末１２が送信の実行および停止を切り換えることが考えられる。しかしながら、パケットの長さがタイムスロットの長さと同じとなるようにされると、他の端末が送信していないタイムスロットにおいて送信を行なうことができれば、受信することができる。しかしながら、複数の送信端末１２のそれぞれのタイムスロットが同期されていることが保証されない状況においては、受信することが依然として困難である。
【００３７】
図８はかかる状況、すなわちパケットの長さａがタイムスロットの長さｂと同じとされる場合（ａ＝ｂ）を説明する図である。図８においては、右向きに時間軸が設けられている。また、送信端末１（１２Ａ）および送信端末２（１２Ｂ）のそれぞれについて、電波を送信する時間が四角で表わされている。図８において送信端末１と送信端末２のタイムスロットは同期されている。したがって、送信端末１が送信されているタイムスロットに送信端末２の送信が停止されていれば、受信端末１４は送信端末１からのパケットの全体を受信することができる。また、送信端末２が送信されているタイムスロットに送信端末１の送信が停止されていれば、受信端末１４は送信端末２からのパケットの全体を受信することができる。
【００３８】
しかしながら、タイムスロットは送信端末１２の電源投入タイミングなどに基づいて開始されることから、複数の送信端末１２のタイムスロットが同期することは非常に稀である。かかる場合においては、複数の送信端末１２のタイムスロットがずれることにより、送信端末１が送信されているタイムスロットに送信端末２の送信が停止されていても、受信端末１４は送信端末１からのパケットの例えば冒頭部や終端部のなどの一部分の受信を行なうことができず、結果として送信端末１からのパケットを受信することができないことになる。送信端末２が送信する場合についても同様である。
【００３９】
続いて、本発明の送信制御部５２のように、送信を行なうタイムスロットにおいて、タイムスロットの長さｂと送信されるパケットの長さ（送信時間）ａとの比が２：１となるように送信を行なう場合について説明する。
【００４０】
２つの送信端末１２が存在する場合において、送信端末２から送信される赤外線信号を受信端末１４が受信することができる条件は、前述の通り、（１）ある同じタイムスロットで送信端末１が送信を休止し、かつ送信端末２が送信を行なうこと、および、（２）送信端末２のパケットが、その送信端末２の送信の前後に送信端末１から送信されるタイムスロットにおけるパケットと時間的に重ならないことである。なお、送信端末１のタイムスロットと送信端末２のタイムスロットとは長さは同じであるもののタイミングが非同期であって位相差が存在する。そのため、同じタイムスロットとは送信端末１のタイムスロットと送信端末２のタイムスロットとの相互の時間差が最も小さい方の組を指すものとする。また、前後のタイムスロットとは、同じタイムスロットの直前および直後のスロットを指すものとする。
【００４１】
このうち、前記（２）の条件を満たす確率は、非重複確率Ｐで表わされる。この非重複確率Ｐは、一方の送信端末（本実施例においては送信端末２）からの赤外線信号を受信可能な時間範囲Ｔ１の、その送信端末が赤外線信号を送信する際に取り得る時間差Ｔ２に対する割合として定義される。すなわち、
（非重複確率Ｐ）＝（受信可能な時間範囲Ｔ１）／（取り得る時間差Ｔ２）
である。ここで、送信端末１のタイムスロットおよび送信端末２のタイムスロットの長さは同じであるとしているので、取り得る時間差の範囲、すなわち同じタイムスロットの開始時刻の時間差の範囲は、ｂ／２から−ｂ／２までであるので、取り得る時間差Ｔ２はｂとなる。一方、受信可能な時間範囲Ｔ１は、受信端末１４が送信端末２からの赤外線信号を受信可能であるために、送信端末２が赤外線信号の送信を開始可能な時間範囲に対応するものである。具体的には、送信端末１が送信を行なうタイムスロットのうち、送信端末１からの送信が完了した時点ｔ１が送信端末２が最も早く送信が可能となる時点である。また、送信端末２からの送信が完了するとともに送信端末１の次の送信が開始されるような送信端末２からの送信が最も遅く送信が可能な時点である。そして、この最も早く送信が可能な時点から最も遅く送信が可能な時点の間隔が前記受信可能な時間範囲Ｔ１に相当する。
【００４２】
図９は受信可能な時間範囲Ｔ１の定義を説明する図である。図９に示すように、パケットの長さがａ、タイムスロットの長さがｂで表わされる場合において、送信端末２が最も早く送信が可能となる時点ｔ１は、送信端末１が送信を行なうタイムスロットの終了時点ｔ０よりもｂ−ａだけ前の時点である。一方、送信端末２からの送信が最も遅く送信が可能な時点ｔ２は、送信端末１が次に送信を行なうタイムスロットの開始時点ｔ３よりもパケットの長さａだけ前の時点である。ここで、時刻ｔ０乃至ｔ３はタイムスロットｂであるので、ｔ３−ｔ０＝ｂである。従って、送信端末２からの送信が最も遅く送信が可能な時点ｔ２は、送信端末１が送信を行なうタイムスロットの終了時点ｔ０よりもｂ−ａだけ後の時点であると言える。以上より、前記受信可能な時間範囲Ｔ１は、送信端末１が送信を行なうタイムスロットの境界ｔ０の前後それぞれｂ−ａの時間範囲となるので、Ｔ１＝２×（ｂ−ａ）である。
【００４３】
前述のように、前記非重複確率Ｐは、
（非重複確率Ｐ）＝（受信可能な時間範囲Ｔ１）／（取り得る時間差Ｔ２）
として定義されるので、
Ｐ＝２×（ｂ−ａ）／ｂ
と表わされる。ここで、ｋ＝ｂ／ａとおくと
Ｐ＝２（ｋ−１）／ｋ
と表わされる。なお、タイムスロットの時間利用率、すなわちタイムスロットにおける赤外線信号の送信時間の割合は、ａ／ｂ＝１／ｋで表わされる。
ここで、送信端末２のパケットの時間当たりの送信効率Ｑは、非重複確率Ｐに時間利用率（１／ｋ）を乗じたもので表わされるので、
Ｑ＝Ｐ／ｋ＝２（ｋ−１）／ｋ２  ・・・（１）
となる。
【００４４】
図１０は、前記（１）式に表わされる送信端末２の送信効率Ｑと前記ｋ、すなわちタイムスロット長さｂのパケット長さａに対する比の関係を図示したものである。図１０に示すように、ｋ＝２．０の場合に送信効率Ｑが最も高くなり、効率のよい通信が可能となる。言いかえれば、実効的な送信速度と送信端末１および送信端末２のそれぞれから送信される赤外線信号の両方を受信することのできる確立を高めることが両立できる。また、図１０に示すようにｋ＝２．０をピークとしてｋが大きくなる場合と小さくなる場合との何れにおいても送信効率Ｑの値は下がる。両者を比較すると、ｋの値が２．０よりも大きくなる場合の方が、ｋが２．０よりも小さくなる場合に比べて送信効率Ｑの低下の度合いが緩やかである。従って、ｋの値は好ましくは２．０、あるいはそれ以上とすることにより、送信効率Ｑを高めることができる。なお、ｋ＝２．０が、送信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が２：１であることに対応し、ｋ＞２．０が、送信部による通信におけるタイムスロットの長さと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さとの比が２：１より大きいことに対応する。
【００４５】
具体的には例えば、タイムスロット長さｂが設定された場合に、前記ｋの値が２．０もしくはそれより大きくなるようにパケットの長さａが決定される。ここで、パケットの長さａはパケットを送信するのに要する時間であるので、ドライバ回路２４および赤外ＬＥＤ２６の仕様や、マイコン２０の性能などによって決定される送信端末１２の通信速度に基づいて、パケットに含まれるデータの大きさＬ（以下、「パケットの大きさＬ」という。）の上限Ｌｍａｘを決定することができる。
【００４６】
ところで、前述のようにパケットを生成するパケット生成部４６においては、エスケープシーケンス処理部４８によってエスケープシーケンス処理が行なわれる。エスケープシーケンス処理においては、ＣＳ符号を挿入することから、その挿入されたＣＳ符号の分だけパケットの大きさが大きくなる。パケットに含まれる符号のうち、エスケープシーケンス処理の対象となる全ての符号において処理が行なわれた場合において、処理後のパケットの大きさが許容されるパケットの大きさの上限Ｌｍａｘを満たすようにすれば、常にパケットの大きさＬは許容されるパケットの大きさの上限Ｌｍａｘを満たすことが保証される。
【００４７】
具体的には、パケットを構成する符号のうち、ＰａｙｌｏａｄのうちＩに対応するデータの大きさ（長さ）をｌｉとする。また、ＰａｙｌｏａｄのうちＩ以外に対応する部分、ＢＯＦ、ＦＣＳおよびＥＯＦに対応するデータの大きさをｆとすると、このｆは固定された値である。Ｐａｙｌｏａｄにおける符号の全てに対してエスケープシーケンス処理が行なわれると、全ての符号に対してＣＳ符号が挿入され、その結果Ｐａｙｌｏａｄに対応するデータの大きさは２倍になることから、Ｌｍａｘ≧ｆ＋２×ｌｉを満たすようにＰａｙｌｏａｄの長さが決定されればよい。
【００４８】
図１１は、本実施例における送信端末１２にマイコン２０における赤外線信号の送信のための制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、疑似乱数生成部４２に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、疑似乱数列Ｒ（）が生成される。具体的には例えば、図４に示すような線形帰還シフトレジスタを用いて、送信端末１２のそれぞれに固有となるように予め定められた装置ＩＤに基づいて設定される初期値に基づいて生成が行なわれる。
【００４９】
続くＳＡ２においては、ＳＡ１で生成された疑似乱数列Ｒ（）のうち、着目するビットを識別するためのカウンタｉの値がリセットされ、その値が０とされる。このカウンタｉは、実行されるタイムスロットを識別するためにも用いられることができる。
【００５０】
タイマ２２に対応するＳＡ３においては、経過時間の計測が開始される。この時間の計測に伴って、タイムスロット１つ分に対応する時間が経過する毎に、次のタイムスロットの開始をさせるための割り込み信号を発生させられる。
【００５１】
ＳＡ４においては、ＳＡ３で開始されたタイマによる割り込み信号が発せられたか否かが判断される。割り込み信号が発せられた場合には、新たなタイムスロットが開始されるとして、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ５以降が実行される。割り込み信号が発せられていない場合には、現在のタイムスロットの継続中であるとして、本ステップの判断が否定され、再度ＳＡ４が実行される。
【００５２】
送信タイミング決定部４４に対応するＳＡ４においては、ＳＡ１で発生させられた疑似乱数列Ｒのｉ番目のビットの内容Ｒ（ｉ）が１であるか否かが判断される。Ｒ（ｉ）が１である場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ６が実行される。一方、Ｒ（ｉ）が０である場合は、本ステップの判断が否定され、ＳＡ６が実行されることなくＳＡ７が実行される。
【００５３】
ＳＡ６は、ＳＡ５の判断が肯定された場合、すなわちＲ（ｉ）の内容が１である場合に実行されるステップであり、送信制御部５２に対応する。このＳＡ６においては、予めパケット生成部４６において生成されたパケットがドライバ回路２４および赤外ＬＥＤ２６などによって発生される赤外線信号により送信される。具体的には所定の周波数の赤外線搬送波が前記パケットに含まれるデータに基づいて変調されて送信される。
【００５４】
ＳＡ７においては、カウンタｉの値が、疑似乱数列Ｒ（）の長さ（周期）ＬＥＮＧＴＨまで達したか否かが判断される。カウンタｉの値が乱数の長さＬＥＮＧＴＨと等しい、もしくはそれよりも大きい場合には、ＳＡ１で生成された疑似乱数列Ｒ（）の最終ビットまで達したとして、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ８が実行される。一方カウンタｉの値が乱数の長さＬＥＮＧＴＨよりも小さい場合には、ＳＡ１で生成された疑似乱数列Ｒ（）の最終ビットまで達していないとして、本ステップの判断が否定され、ＳＡ９が実行される。
【００５５】
ＳＡ７の判断が肯定された場合に実行されるＳＡ８においては、疑似乱数列Ｒ（）のうち着目するビットを最初のビットするため、カウンタｉの値が０に戻される。そして、ＳＡ４以降が繰り返し実行される。
【００５６】
ＳＡ７の判断が否定された場合に実行されるＳＡ９においては、疑似乱数列Ｒ（）のうち着目するビットを次のビットするため、カウンタｉの値に１が加えられる。そして、ＳＡ４以降が繰り返し実行される。
【００５７】
（実験例）
発明者らによって実施された実験の結果を以下に示す。２台の送信端末１２Ａおよび１２Ｂにより装置ＩＤを含む赤外線信号を送信させ、図１に示すように配置された受信端末１４においてそれぞれの送信端末１２から赤外線信号により送信されたパケットを受信した回数を計測した。送信端末１２Ａの装置ＩＤを「Ａ１２３３４５６７８９０１２３４５」、送信端末１２Ｂの装置ＩＤを「Ｂ０９８７６５４３２１０９８７６」とした。また、タイムスロットｂを１００ｍｓｅｃとし、送信時間は１０秒間とした。その他の条件として、通信速度は９６００ｂｐｓであり、パケットの大きさは４２バイトとした。また、８ビットの疑似乱数を用いたので、疑似乱数列の周期ＬＥＮＧＴＨは２５５である。このとき、受信端末１４において、送信端末１２Ａからのパケットを２２回、送信端末１２Ｂからのパケットを２６回それぞれ受信した。
【００５８】
前述のように、タイムスロットｂを１００ｍｓｅｃとし、送信時間は１０秒間としたので、１００個のタイムスロットがある。疑似乱数により０と１の出現回数が約５０％とすると、送信端末１２Ａおよび１２Ｂの送信回数はタイムスロット数の約１／２である約５０回となる。また、受信端末によってパケットが受信されるのは、送信端末１２Ａおよび１２Ｂのうちいずれか一方が送信を実行し、他方が送信を停止している場合であるので、送信端末１２Ａおよび１２Ｂからのパケットが受信端末１４に受信される確率は、それぞれ前記約５０回の約１／２である約２５回となる。前記実験結果はこの理論値にほぼ一致するものである。
【００５９】
前述の実施例によれば、乱数生成部４２によって生成された疑似乱数に基づいて送信タイミング決定部４４により送信タイミングが決定され、決定された送信タイミングに基づいて送信制御部５２によりパケットが送信されるので、複数の送信端末１２の通信範囲が重複する場合において、赤外線信号の干渉などによりデータが受信できないことを低減することができる。
【００６０】
また前述の実施例によれば、送信制御部５２による通信におけるタイムスロットの長さｂとそのタイムスロットにおいて送信されるパケットの長さａとの比が２：１もしくはそれよりもタイムスロットの長さｂの方が長いものとされているので、通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることができる。
【００６１】
また前述の実施例によれば、乱数生成部４２は、乱数として、送信端末１２のそれぞれに固有となるように予め設定された装置ＩＤに基づいて疑似乱数を生成するので、送信端末１２のそれぞれにおける乱数生成部４２によって生成される乱数は個々の送信端末１２に固有のものとなる。
【００６２】
また前述の実施例によれば、送信されるパケットの長さは可変長であり、前記パケットの長さａが最大になる場合にタイムスロットの長さｂとの比が２：１になるようにされているので、パケットの長さが可変とされる場合であっても通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることが保証できる。
【００６３】
また前述の実施例によれば、送信されるパケットのデータはエスケープシーケンス処理部４８によりエスケープシーケンス制御され、パケットデータとエスケープシーケンス（ＣＥ符号）の長さの和が前記タイムスロットの長さとの比が２：１である。これにより、パケットに含まれる符号に対してエスケープシーケンス処理が行なわれることにより、送信データにパケット開始符号などの通信において特定の用途に用いられる符号と同一の内容を含む場合であっても通信が可能になるとともに、エスケープシーケンス処理によりパケットの長さが変化する場合であっても通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることが保証できる。
【００６４】
また前述の実施例によれば、乱数生成部４２によって生成される乱数はＭ系列符号である。このようにすれば、Ｍ系列符号は０または１が連続して現れることが他の乱数に比べて少ない傾向があるため、送信タイミング決定部４４によって決定される送信タイミングが偏ることが低減される。
【００６５】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００６６】
前述の実施例の送信端末１２の構成に比べて、パケット生成部４６がエスケープシーケンス処理部４８を有さないように送信端末１２のマイコン２０を構成することができる。（図３参照）
【００６７】
このようにすれば、マイコン２０における処理を低減することができる。具体的には例えば、パケットのＰａｙｌｏａｄに含められるデータに、前記ＢＯＦやＥＯＦなどで用いられる特定の意味を表わす符号と同一の符号が含まれないことがわかっている場合においては、エスケープシーケンス処理を行なう必要がないため、本実施例の構成を採用することができる。また、かかる場合においては、エスケープシーケンス処理が行なわれず、パケットの長さが固定とされることから、予め送信部による通信におけるタイムスロットの長さｂと前記タイムスロットにおいて送信されるパケットの長さａとの比が２：１であることを満たす最大のパケットの大きさとなるようにパケットの大きさを設定できるので、パケットの大きさが可変である場合に比べて、より大きいＰａｙｌｏａｄを含むパケットを送信したり、タイムスロットの長さを小さくして時間当たりのパケット送信回数を増加させることができる。
【００６８】
前述の実施例２によれば、送信されるパケットの長さａは固定であり、タイムスロットの長さｂとパケット長さａとの比が２：１であるので、パケットにおいてテキストデータが送信される場合のように固定長のパケットが送信される場合であっても通信が成功する確率を高くするとともに、通信がされていない時間を短くすることができる。
【００６９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００７０】
例えば、前述の実施例においては乱数生成部４２によって生成される乱数はＭ系列の疑似乱数列とされたが、これに限定されない。例えばＧＯＬＤ符号列や、拡散ＲＳ符号列が用いられても良い。また、疑似乱数に限定されず、乱数であっても同様の効果が得られる。
【００７１】
また前述の実施例においては、赤外線の波長などはＩｒＤＡ規格に準じるものとされたが、これに限定されない。例えば赤外線の波長は他の波長のもの（例えば副搬送波で変調された可視光）であっても良いし、送信方式などもこれに限定されない。
【００７２】
また前述の実施例においては、誤り検出符号としてＣＲＣが用いられたが、これに限定されず、例えばＢＣＨ符号や、ハミング符号などが用いられてもよい。
【００７３】
また、前述の実施例において、送信端末１２の作動の一例が図１１におけるフローチャートを用いて説明されたが、これに限定されるものではない。例えば、シリアルポートからの割り込みが常に可能な状態とされ、割り込みがあるとシリアルポートから入力される命令、例えば装置ＩＤの更新や赤外ＬＥＤの駆動電流を変更して出力強度の設定などの作動が行なわれるようにすることができる。
【００７４】
また前述の実施例においては、赤外ＬＥＤ２６から放射された赤外線を光学系２８として設けられた赤外線レンズを用いて所定の放射角となるようにしたが、このような態様に限られない。例えば複数の赤外ＬＥＤ２６を所定の間隔で配設し、アレイ駆動させることにより所定の方向において赤外線が放射されるようにしてもよい。
【００７５】
また前述の実施例においては、送信端末１２には、電源回路３６および電源回路に直流電流を供給するＡＣアダプタ３８が設けられたが、これに限られない。例えば送信端末１２はこれらに代えて、乾電池や蓄電池により駆動されてもよい。
【００７６】
また前述の実施例においては、送信端末１２はシリアルポート３４、シリアルポート３４を駆動するドライバ３２、表示装置としてのＬＣＤ３０を有していたが、これらは本発明の赤外線通信装置として実行される場合に必須の構成ではない。
【００７７】
また前述の実施例においては、送信制御部５２は、赤外ＬＥＤ２６の駆動電流をデータビットの１、０に対応してオンオフ駆動することにより変調して、パケットを含む赤外線信号の送信の制御を行なったが、これに限られない。例えば、副搬送波を用いた変調を用いることもできる。
【００７８】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１２：送信端末（赤外線ＩＤ通信装置）
４２：乱数生成部
４４：送信タイミング決定部
４８：エスケープシーケンス処理部
５２：送信制御部（送信部）
ａ：パケットの長さ
ｂ：タイムスロットの長さ
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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