(57)【要約】【課題】安定性の高い通信が可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】親機１０と複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）とを備える無線通信システム１００であって、前記親機は、単一のチャンネル又は複数のチャンネルで、前記子機へと同期信号を送信し、前記子機は、所定のチャンネルで、前記親機へとセンシング信号を送信する、ことを特徴とする無線通信システム。前記親機は、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルを、前記複数の子機に予め通知し、前記子機は、通信エラーが発生した場合、該チャンネルで、前記親機へとセンシング信号を送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機と複数の子機とを備える無線通信システムであって、
前記親機は、単一のチャンネル又は複数のチャンネルで、前記子機へと同期信号を送信し、
前記子機は、所定のチャンネルで、前記親機へとセンシング信号を送信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記親機は、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルを、前記複数の子機に予め通知し、
前記子機は、通信エラーが発生した場合、該チャンネルで、前記親機へとセンシング信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記親機は、
通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルの受信強度を、予め計測する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
親機と複数の子機とを備える無線通信システムの制御方法であって、
前記親機が、第１のチャンネルで第１の子機へと同期信号を送信するステップと、
前記親機が、第２のチャンネルで第２の子機へと同期信号を送信するステップと、
前記第１の子機が、前記第１のチャンネルで前記親機へとセンシング信号を送信するステップと、
前記第２の子機が、前記第２のチャンネルで前記親機へとセンシング信号を送信するステップと、
を備えることを特徴とする無線通信システムの制御方法。
【請求項５】
前記親機が、通信エラーが発生した場合に使用する前記第２のチャンネルを、前記複数の子機に予め通知するステップと、
前記第２の子機が、通信エラーが発生した場合、前記第２のチャンネルで、前記親機へとセンシング信号を送信するステップと、
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システムの制御方法。
【請求項６】
前記親機が、通信エラーが発生した場合に使用する前記第２のチャンネルの受信強度を、予め計測するステップと、
を更に備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の無線通信システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、及び無線通信システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低炭素化社会の実現のため、風力や太陽光などの自然エネルギーの有効利用が望まれている。しかし、これら自然エネルギーは変動が大きく、出力が不安定である。そこで、自然エネルギーで発電したエネルギーを一時的に蓄電装置に蓄えることなどにより、出力の平準化をすることが考えられている。
【０００３】
図６に示すように、蓄電池モジュールは、複数のセル（二次電池）が直列接続されて構成される。この蓄電池モジュールは、両端がリレーボックスを介してインバータに接続され、モータに電力を供給する。セルコントローラ（子機）は、複数のセルごとに配置され、セルの状態（例えば、電圧、電流、温度、など）を把握する。また、バッテリーコントローラ（親機）は、複数のセルコントローラに接続され、セルコントローラから取得したセルの状態に基づいて、複数のセルの充電状態（SOC:State of Charge）や電池劣化状態（SOH:State of Health）を演算し、上位のシステムコントローラへと演算結果を通知する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、燃料電池のスタックに取り付けられセルの状態情報を取得し処理する複数の処理部と、各処理部から受け取った状態情報を出力する複数の送受信回路とが搭載された複数の基板と、送受信回路に接続された内部アンテナと、検知指令信号を出力する外部回路及び外部アンテナを含む読取り機と、を備え、外部回路が出力する検知指令信号及び送受信回路が出力するセルの状態情報を、内部アンテナ及び外部アンテナを介した無線通信により外部回路及び送受信回路に伝送する状態監視装置が開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、送信データのＨＳＮ（Hopping Sequence & Number field）部に、現在のチャンネルを示すホッピングのチャンネル位置と、複数のホッピングパターンのうち親機が次に選択するホッピングパターンの情報を含ませるようにし、親機と子機の通信が不能になった場合に、ホッピングのチャンネル位置とホッピングパターンの情報から通信を回復することができる周波数ホッピング方式を用いた通信システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３５７６２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の無線通信システムでは、親機と複数の子機との間で、複数のチャンネル（周波数）を使用して通信を行うことができなかった。例えば、親機と一部の子機との間で通信エラーが発生した場合に、一部の子機に対してのみチャンネルを変更して通信を行うことができなかった。このため、システム全体の通信が不安定になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、安定性の高い通信が可能な無線通信システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、親機と複数の子機とを備える無線通信システムであって、前記親機は、単一のチャンネル又は複数のチャンネルで、前記子機へと同期信号を送信し、前記子機は、所定のチャンネルで、前記親機へとセンシング信号を送信する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定性の高い通信が可能な無線通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】本実施形態に係る無線通信システムにおいて、親機と複数の子機との間の通信の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る無線通信システムにおいて、通信エラーが発生した場合における通信の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る無線通信システムにおける親機の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係る無線通信システムにおける子機の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】従来の蓄電装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る無線通信システムについて説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
【００１３】
≪無線通信システムの全体構成≫
まず、図１を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１００の全体構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、無線通信システム１００は、親機１０と複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）とを備えている。親機１０と複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）との間では、例えば、無線パケットを用いた無線通信が行われる。
【００１５】
複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）は、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）を含んで構成されるセル群３０（３０＿１〜３０＿ｎ）と電気的に接続される。複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）には、それぞれセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）が設けられている。複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）は、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の状態（例えば、電圧、電流、温度、等）を計測する。なお、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）は、セル３００ごとに設けられていてもよいし、セル群３０ごとに設けられていてもよい。
【００１６】
親機１０は、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）が計測した計測結果（複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の状態）を、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）から取得する。また、親機１０は、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）を管理しており、１台の親機１０と複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）とは、１つのグループとしてグループ化されている。１つのグループ内では、同じグループＩＤが共有されており、他のグループとは通信できない構成となっている。
【００１７】
≪親機の構成≫
図１に示すように、親機１０は、制御部１１と、記憶部１２と、電源回路１３と、無線回路１４と、アンテナ１５と、を含んで構成される。アンテナ１５は、親機１０に１つ備わっていてもよいし、複数備わっていてもよい。
【００１８】
制御部１１は、親機１０の中枢として機能し、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される。制御部１１は、記憶部１２に記憶される各種の制御プログラムを読み出して、ワークエリアに展開し、当該制御プログラムを実行することで、各構成要素を制御し、様々な処理を行う。
【００１９】
制御部１１は、無線回路１４及びアンテナ１５を介して、チャンネル（例えば、チャンネル１１〜チャンネル２６）ごとに時分割された所定期間において、単一のチャンネル（例えば、チャンネル１１）又は複数のチャンネル（例えば、チャンネル１１、チャンネル１４）で、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信する。この所定期間とは、図２に示す同期信号送信期間Ｔ１に含まれる期間ｔ１から期間ｔ１６までの各期間を指す。各期間（期間ｔ１、期間ｔ２、・・・期間ｔ１６）は、１０ｍｓ程度とすることができる。
例えば、制御部１１は、通信エラーが発生していない場合、各期間（例えば、期間ｔ１・・・期間ｔ１６）において、チャンネル１１で、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信する。
例えば、制御部１１は、通信エラーが発生した場合、各期間（例えば、期間ｔ１）において、チャンネル１１で、応答子機（親機が複数の子機へと所定のチャンネルで同期信号を送信した際、該チャンネルでの親機に対する応答が可能な子機）へと同期信号を送信し、各期間（例えば、期間ｔ４）において、チャンネル１４で、非応答子機（親機が複数の子機へと所定のチャンネルで同期信号を送信した際、該チャンネルでの親機に対する応答が不可能な子機）へと同期信号を送信する。
【００２０】
また、制御部１１は、無線回路１４及びアンテナ１５を介して、所定期間において、所定のチャンネルで、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）からセンシング信号を受信する。この所定期間とは、図２に示す通信期間Ｔ２に含まれる期間ｔα１から期間ｔαｎまでの各期間を指す。各期間（期間ｔα１、期間ｔα２、・・・期間ｔαｎ）は、１０ｍｓ程度とすることができる。
例えば、制御部１１は、通信エラーが発生していない場合、各期間（例えば、期間ｔα１・・・期間ｔαｎ）において、チャンネル１１で、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）からセンシング信号を受信する。
例えば、制御部１１は、通信エラーが発生した場合、各期間（例えば、期間ｔα１）において、チャンネル１１で、応答子機（親機１０が複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと所定のチャンネルで同期信号を送信した際、該チャンネルでの親機１０に対する応答が可能な子機）からセンシング信号を受信し、各期間（例えば、期間ｔαｎ）において、チャンネル１４で、非応答子機（親機１０が複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと所定のチャンネルで同期信号を送信した際、該チャンネルでの親機１０に対する応答が不可能な子機）からセンシング信号を受信する。
【００２１】
また、制御部１１は、通信エラーが発生した場合にした場合に使用するチャンネル（例えば、チャンネル１４）を、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）に予め通知する。
具体的には、制御部１１は、チャンネル（例えば、チャンネル１１〜チャンネル２６）ごとに時分割された所定期間において、各チャンネルの受信強度を、予め計測して、各チャンネルを、他の無線端末（例えば、他のグループの親機、他のグループの子機）が使用しているか否かを確認する。
そして、制御部１１は、各チャンネルの受信強度に基づいて、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルを選定する。例えば、制御部１１は、チャンネルの受信強度が所定の閾値以下であれば、他の無線端末が、該チャンネルを使用していないと判断し、該チャンネルを通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルに選定する。例えば、制御部１１は、チャンネルの受信強度が所定の閾値より大きければ、他の無線端末が、該チャンネルを使用していると判断し、該チャンネルを通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルに選定しない。
即ち、制御部１１は、他の無線端末が使用していないチャンネルを、各チャンネルの受信強度に基づいて判断し、最も受信強度が低いチャンネルを、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして選定して、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）に予め通知する。これにより、制御部１１は、通信エラーが発生した場合、通信エラーが発生する前に使用していたチャンネル（例えば、チャンネル１１）から、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネル（例えば、チャンネル１４）へと、チャンネルを瞬時に切り替えることができる。
【００２２】
また、制御部１１は、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）が計測した計測結果、即ち、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の状態（例えば、電圧、電流、温度、など）を、無線回路１４及びアンテナ１５を介して、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）から取得する。そして、制御部１１は、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の状態に基づいて、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の充電状態や電池劣化状態を演算する。
【００２３】
記憶部１２は、制御部１１が制御プログラムを実行するための、作業用記憶領域として用いられる。記憶部１２は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、等で構成され、制御部１１によって実行される制御プログラム、制御プログラムの実行に必要な各種データ、各種情報、等を記憶する。
更に、記憶部１２は、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）の計測結果、応答子機の番号、非応答子機の番号、非応答回数、親機１０と通信可能な子機の個数、親機１０が複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信するタイミングを規定した情報、親機１０と複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）との通信タイミングを規定した情報、等を記憶する。なお、記憶部１２は、必ずしも親機１０の内部に構成されている必要はなく、外部記憶装置としてもよい。
【００２４】
電源回路１３は、電池を内蔵しており、親機１０に含まれる各構成要素に電力を供給する。電源回路１３は、電池が内蔵される構成に限定されるものではなく、外部から電源が供給される構成としても構わない。
【００２５】
無線回路１４は、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）との間で無線通信を行う。無線回路１４は、制御部１１から入力される制御信号に基づいて動作し、各種信号（例えば、同期信号）を符号化、変調、等の処理によって無線信号へと変換し、アンテナ１５を介して、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと該無線信号を送信する。また、無線回路１４は、アンテナ１５を介して、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）から各種信号（例えば、センシング信号）を受信し、復調、複合化、等の処理によって適切な信号へと変換する。また、無線回路１４は、チャンネル（例えば、チャンネル１１〜チャンネル２６）ごとに時分割された所定期間における各チャンネルの受信強度を計測し、計測結果を制御部１１へと出力する。
【００２６】
≪子機の構成≫
図１に示すように、子機２０は、制御部２１と、記憶部２２と、電源回路２３と、クロック発生器２４と、Ａ／Ｄ変換器２５と、無線回路２６と、アンテナ２７と、を含んで構成される。アンテナ２７は、子機２０に１つ備わっていてもよいし、複数備わっていてもよい。
【００２７】
制御部２１は、子機２０の中枢として機能し、例えば、ＣＰＵ等で構成される。制御部２１は、親機１０からの指令に基づいて、記憶部２２に記憶される各種の制御プログラムを読み出して、ワークエリアに展開し、当該制御プログラムを実行することで、各構成要素を制御し、様々な処理を行う。
【００２８】
制御部２１は、無線回路２６及びアンテナ２７を介して、チャンネル（例えば、チャンネル１１〜チャンネル２６）ごとに時分割された所定期間において、単一のチャンネル又は複数のチャンネルで、親機１０から同期信号を受信する。この所定期間とは、図２に示す同期信号送信期間Ｔ１に含まれる期間ｔ１から期間ｔ１６までの各期間を指す。
例えば、制御部２１は、通信エラーが発生していない場合、各期間（例えば、期間ｔ１・・・期間ｔ１６）において、チャンネル１１で、親機１０から同期信号を受信する。
例えば、制御部２１は、通信エラーが発生した場合、各期間（例えば、期間ｔ１）において、チャンネル１１で、親機１０から同期信号を受信（具体的には、応答子機の制御部が受信）し、各期間（例えば、期間ｔ４）において、チャンネル１４で、親機１０から同期信号を受信（具体的には、非応答子機の制御部が受信）する。
【００２９】
また、制御部２１は、無線回路２６及びアンテナ２７を介して、所定期間において、所定のチャンネルで、親機１０へとセンシング信号を送信する。この所定期間とは、図２に示す通信期間Ｔ２に含まれる期間ｔα１から期間ｔαｎまでの各期間を指す。
例えば、制御部２１は、通信エラーが発生していない場合、期間（例えば、期間ｔα１・・・期間ｔαｎ）において、チャンネル１１で、親機１０へとセンシング信号を送信する。
例えば、制御部２１は、通信エラーが発生した場合、期間（例えば、期間ｔα１）において、チャンネル１１で、親機１０へとセンシング信号を送信（具体的には、応答子機の制御部が送信）し、期間（例えば、期間ｔαｎ）において、チャンネル１４で、親機１０へとセンシング信号を送信（具体的には、非応答子機の制御部が送信）する。
【００３０】
また、制御部２１は、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）によって計測された複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の状態を、Ａ／Ｄ変換器２５を介して、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）からデジタル信号として取得する。そして、制御部２１は、無線回路２６及びアンテナ２７を介して、親機１０へと、これらのデジタル信号を送信する。この他にも、制御部２１は、クロック発生器２４のクロック周波数の切り替え、記憶部２２へのリード或いはライト、制御部２１内の一部の回路、又は無線回路２６のオンオフ制御、などを行う。
【００３１】
記憶部２２は、制御部２１が制御プログラムを実行するための、作業用記憶領域として用いられる。記憶部２２は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、等で構成され、制御部２１によって実行される制御プログラム、制御プログラムの実行に必要な各種データ、各種情報、等を記憶する。
更に、記憶部２２は、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）の計測結果、エラーカウンタによってカウントアップされた数値、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）ごとに予め設定される通信スロットＩＤ（通信スロット１、通信スロット２・・・通信スロットｎ）、親機１０と複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）との通信タイミングを規定した情報、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）を特定するためのセンサ接続情報、、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の残量、等を記憶する。なお、記憶部２２は、必ずしも複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）の内部に構成されている必要はなく、外部記憶装置としてもよい。
【００３２】
電源回路２３は、セル群３０（３０＿１〜３０＿ｎ）と接続される。電源回路２３は、セル群３０（３０＿１〜３０＿ｎ）から電力が供給されることで、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）に含まれる各構成要素を動作させるための動作電圧を生成し、各構成要素に電力を供給する。
【００３３】
クロック発生器２４は、制御部２１から入力される制御信号に基づいて動作し、所定のクロック（制御部２１が各構成要素を動作させるための基準となるクロック）を発生する。クロック発生器２４は、例えば、数ＭＨｚ程度の高速クロックと数十ｋＨｚ程度の低速クロックとを切替えて発振する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器２５は、複数のセンサ４０（４０＿１〜４０＿ｍ）が計測した計測結果（アナログ値）、即ち、複数のセル３００（３００＿１〜３００＿ｍ）の状態（例えば、電圧、電流、温度、など）を、デジタル信号へと変換する。そして、Ａ／Ｄ変換器２５は、変換したデジタル信号を制御部２１へと出力する。
【００３５】
無線回路２６は、親機１０との間で無線通信を行う。無線回路２６は、制御部２１から入力される制御信号に基づいて動作し、各種信号（例えば、センシング信号）を符号化、変調、等の処理によって無線信号へと変換し、アンテナ２７を介して、親機１０へと該無線信号を送信する。また、無線回路２６は、アンテナ２７を介して、親機１０から各種信号（例えば、同期信号）を受信し、復調、複合化、等の処理によって適切な信号へと変換する。
【００３６】
≪無線通信システムにおける通信≫
図２は、本実施形態に係る親機１０と複数の子機２０との間の通信の一例を示す図である。図２において、親機１０から複数の子機２０への同期信号の送信をＳ、複数の子機２０における同期信号の受信をＲＸ、複数の子機２０から親機１０へのセンシング信号の送信をＴＸ、親機１０におけるセンシング信号の受信をＲ、として表している。
【００３７】
親機１０と複数の子機２０との間の無線通信は、基本周期Ｔを繰り返すことにより行われる。基本周期Ｔは、同期信号送信期間Ｔ１と、通信期間Ｔ２と、から構成される。この基本周期Ｔは、１００ｍｓ程度とすることができる。
【００３８】
同期信号送信期間Ｔ１は、チャンネル（例えば、チャンネル１１〜チャンネル２６）ごとに１６個の期間に時分割されている。親機１０は、単一のチャンネルで、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信することも可能であるし、複数のチャンネルで、チャンネルを切り替えながら、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信することも可能である。
【００３９】
図２に示すように、例えば、親機１０は、期間ｔ１において、チャンネル１１で、子機２０＿１へと同期信号を送信する（Ｓ）。子機２０＿１は、期間ｔ１において、チャンネル１１で、親機１０から同期信号を受信する（ＲＸ）。その後、子機２０＿１は、期間ｔ２から期間ｔ１６までスリープモードになる。
また、例えば、親機１０は、期間ｔ１において、チャンネル１１で、子機２０＿２へと同期信号を送信する（Ｓ）。子機２０＿２は、期間ｔ１において、チャンネル１１で、親機１０から同期信号を受信する（ＲＸ）。その後、子機２０＿２は、期間ｔ２から期間ｔα１までスリープモードになる。
また、例えば、親機１０は、期間ｔ４において、チャンネル１４で、子機２０＿ｎへと同期信号を送信する（Ｓ）。子機２０＿ｎは、期間ｔ４において、チャンネル１４で、親機１０から同期信号を受信する（ＲＸ）。その後、子機２０＿ｎは、期間ｔ５から期間ｔα（ｎ−１）までスリープモードになる。
【００４０】
期間ｔ１は、チャンネル１１、即ち周波数２４０５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ２は、チャンネル１２、即ち周波数２４１０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ３は、チャンネル１３、即ち周波数２４１５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ４は、チャンネル１４、即ち周波数２４２０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ５は、チャンネル１５、即ち周波数２４２５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ６は、チャンネル１６、即ち周波数２４３０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ７は、チャンネル１７、即ち周波数２４３５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ８は、チャンネル１８、即ち周波数２４４０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ９は、チャンネル１９、即ち周波数２４４５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１０は、チャンネル２０、即ち周波数２４５０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１１は、チャンネル２１、即ち周波数２４５５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１２は、チャンネル２２、即ち周波数２４６０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１３は、チャンネル２３、即ち周波数２４６５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１４は、チャンネル２４、即ち周波数２４７０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１５は、チャンネル２５、即ち周波数２４７５ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。期間ｔ１６は、チャンネル２６、即ち周波数２４８０ＭＨｚで、親機１０が複数の子機２０へと同期信号を送信する期間である。
【００４１】
通信期間Ｔ２は、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）ごとにｎ個（例えば、通信スロット１〜通信スロットｎ）の期間に時分割されている。複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）は、親機１０から同期信号を受信したタイミングに基づいて、親機１０と通信するタイミングを演算し、所定のチャンネル、所定の通信スロットで、親機１０へとセンシング信号を送信する。
【００４２】
図２に示すように、例えば、子機２０＿１は、期間ｔα１において、チャンネル１１、通信スロット１で、親機１０へとセンシング信号を送信する（ＴＸ）。親機１０は、期間ｔα１において、チャンネル１１、通信スロット１で、子機２０＿１からセンシング信号を受信する（Ｒ）。その後、子機２０＿１は、期間ｔα２から次の基本周期Ｔにおいて、子機２０＿１が親機１０から同期信号を受信するまで、スリープモードになる。
また、例えば、子機２０＿２は、期間ｔα２において、チャンネル１１、通信スロット２で、親機１０へとセンシング信号を送信する（ＴＸ）。親機１０は、期間ｔα２において、チャンネル１１、通信スロット２で、子機２０＿２からセンシング信号を受信する（Ｒ）。その後、子機２０＿２は、期間ｔα３から次の基本周期Ｔにおいて、子機２０＿２が親機１０から同期信号を受信するまで、スリープモードになる。
また、例えば、子機２０＿ｎは、期間ｔαｎにおいて、チャンネル１４、通信スロットｎで、親機１０へとセンシング信号を送信する（ＴＸ）。親機１０は、期間ｔαｎにおいて、チャンネル１４、通信スロットｎで、子機２０＿ｎからセンシング信号を受信する（Ｒ）。その後、子機２０＿２は、期間ｔα（ｎ＋１）から次の基本周期Ｔにおいて、子機２０＿２が親機１０から同期信号を受信するまで、スリープモードになる。
【００４３】
上述の無線通信システム１００によれば、親機１０は、チャンネル（例えば、チャンネル１１〜チャンネル２６）ごとに時分割された所定期間（例えば、期間ｔ１，期間ｔ２，・・・期間ｔ１６）において、単一のチャンネル又は複数のチャンネルで、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信することができる。更に、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）は、所定期間（例えば、期間ｔα１，期間ｔα２，・・・期間ｔαｎ）において、所定のチャンネルで、親機１０へとセンシング信号を送信することができる。即ち、親機１０と複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）との間で、複数の周波数（チャンネル）を使用して通信を行うことができるため、安定性の高い通信が可能な無線通信システム１００を実現できる。
【００４４】
≪通信エラーが発生した場合の無線通信システムにおける通信≫
次に、図３を参照して、本実施形態に係る親機１０と複数の子機２０との間で、通信エラーが発生した場合における通信の一例について、簡単に説明する。
【００４５】
図３に示すように、親機１０は、通信エラーが発生した場合、同期信号を送信するチャンネルを、単一のチャンネル（チャンネル１１）から複数のチャンネル（チャンネル１１、チャンネル１４）へと切り替えて、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信する。即ち、親機１０は、通信エラーが発生した場合、応答子機（子機２０＿１、及び子機２０＿３〜子機２０＿ｎ）に対しては、チャンネル１１で同期信号を送信し、非応答子機（子機２０＿２）に対しては、チャンネル１４で同期信号を送信する。
【００４６】
親機１０は、非応答子機（子機２０＿２）からの非応答回数が閾値以上であるか否かに基づいて、通信エラーが発生したか否かを判定する。
例えば、親機１０は、子機２０＿２からの非応答回数が閾値以上である場合、子機２０＿２に通信エラーが発生したと判定して、同期信号を送信するチャンネルを、チャンネル１１からチャンネル１４へと切り替えて、子機２０＿２に対してチャンネル１４で同期信号を送信する。例えば、親機１０は、子機２０＿２からの非応答回数が閾値より小さい場合、子機２０＿２に通信エラーが発生していないと判定して、同期信号を送信するチャンネルを、チャンネル１１からチャンネル１４へと切り替えずに、子機２０＿２に対してチャンネル１１で再び同期信号を送信する。
【００４７】
即ち、親機１０は、非応答子機からの非応答回数が閾値以上であるか否かに基づいて、通信エラーが発生したか否かを判定し、非応答回数が閾値以上である場合には同期信号を送信するチャンネルを切り替えて、非応答回数が閾値より小さい場合には同期信号を送信するチャンネルを切り替えない。
【００４８】
更に、親機１０は、通信エラーが発生した場合に備えて、通信エラーが発生した場合にした場合に使用するチャンネル（例えば、チャンネル１４）を、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）に対して、基本周期Ｔごとに同期信号で予めブロードキャスト送信している。つまり、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）は、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネル（例えば、チャンネル１４）を、基本周期Ｔごとに予め親機１０から通知される。
【００４９】
そして、応答子機（子機２０＿１、及び子機２０＿３〜子機２０＿ｎ）は、チャンネル１１を使用して、所定の通信スロット（通信スロット１、通信スロット３〜通信スロットｎ）で、親機１０へとセンシング信号を送信する。また、非応答子機（子機２０＿２）は、チャンネル１４を使用して、通信スロット２で、親機１０へとセンシング信号を送信する。
【００５０】
本実施形態に係る無線通信システム１００によれば、親機と一部の子機との間で通信エラーが発生した場合であっても、通信エラーが発生している子機に対してのみチャンネルを変更して、通信を行うことができる。これにより、安定性の高い通信が可能な無線通信システム１００を実現できる。
【００５１】
≪親機の制御方法≫
次に、図４を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１００における親機１０の制御方法について、説明する。図４は、親機１０の制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートは、あくまでも一例であり、この制御方法に限定されるものではない。また、以下の説明において、同一のステップについては、繰り返しの説明を適宜省略することとする。
【００５２】
ステップＳ２０１において、制御部１１は、電源回路１３を制御して、親機１０の電源をオンにする。
【００５３】
ステップＳ２０２において、制御部１１は、チャンネル１１で、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信する。なお、チャンネル１１の同期信号には、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１４が予め設定されている。
ここで、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルは、親機１０が適宜設定することが可能である。例えば、親機１０は、番号の小さいチャンネルを優先度の高いチャンネルとして設定し、番号の小さいチャンネルから使用してもよい。例えば、親機１０は、番号の大きいチャンネルを優先度の高いチャンネルとして設定し、番号の大きいチャンネルから使用してもよい。
【００５４】
ステップＳ２０３において、制御部１１は、所定期間（例えば、同期信号送信期間Ｔ１）の経過後、チャンネル１１で連続受信して、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）からの応答を待つ。
【００５５】
ステップＳ２０４において、制御部１１は、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）の全てから応答があったか否かを判定する。制御部１１は、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）の全てから応答があったと判定する場合、ステップＳ２０５の処理へと進む。一方、制御部１１は、少なくとも１台以上の非応答子機が存在すると判定する場合、ステップＳ２０６の処理へと進む。
【００５６】
ステップＳ２０５において、制御部１１は、非応答子機の番号及び非応答回数を、記憶部１２から削除し、ステップＳ２０２の処理へと進む。
ここで、非応答子機とは、親機１０が複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）へと所定のチャンネルで同期信号を送信した際、該チャンネルでの親機１０に対する応答が不可能な子機を意味する。また、非応答回数とは、親機１０が非応答子機からの応答を受信できなかった回数である。
【００５７】
ステップＳ２０６において、制御部１１は、非応答子機の番号及び非応答回数を、記憶部１２に保存する。
【００５８】
ステップＳ２０７において、制御部１１は、非応答回数が閾値以上であるか否かを判定する。制御部１１は、非応答回数が閾値以上であると判定する場合、ステップＳ２０８の処理へと進む。一方、制御部１１は、非応答回数が閾値より小さいと判定する場合、ステップＳ２０２の処理へと進む。
ここで、閾値とは、親機１０と複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）との間で、通信エラーが発生したか否かの判定基準となる値であり、非応答回数の上限値である。つまり、非応答回数が上限値以上であれば、制御部１１は、通信エラーが発生したと判定することができ、非応答回数が上限値より小さければ、制御部１１は、通信エラーが発生していないと判定することができる。
【００５９】
ステップＳ２０８において、制御部１１は、チャンネル１１及びチャンネル１４で、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信する。なお、チャンネル１１の同期信号には、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１４が予め設定されている。また、チャンネル１４の同期信号には、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１５が予め設定されている。
【００６０】
ステップＳ２０９において、制御部１１は、所定期間（例えば、同期信号送信期間Ｔ１）の経過後、応答子機に対しては、チャンネル１１、該子機の通信スロットで、該子機からの応答を待つ。一方、制御部１１は、所定期間（例えば、同期信号送信期間Ｔ１）の経過後、非応答子機に対しては、チャンネル１４、該子機の通信スロットで、該子機からの応答を待つ。
【００６１】
ステップＳ２１０において、制御部１１は、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）の全てから応答があったか否かを判定する。制御部１１は、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）の全てから応答があったと判定する場合、ステップＳ２１１の処理へと進む。一方、制御部１１は、少なくとも１台以上の非応答子機が存在すると判定する場合、ステップＳ２１２の処理へと進む。
【００６２】
ステップＳ２１１において、制御部１１は、非応答子機の番号及び非応答回数を、記憶部１２から削除し、ステップＳ２０８の処理へと進む。
【００６３】
ステップＳ２１２において、制御部１１は、非応答子機の番号及び非応答回数を、記憶部１２に保存する。
【００６４】
ステップＳ２１３において、制御部１１は、非応答回数が閾値以上であるか否かを判定する。制御部１１は、非応答回数が閾値以上であると判定する場合、ステップＳ２１４の処理へと進む。一方、制御部１１は、非応答回数が閾値より小さいと判定する場合、ステップＳ２０８の処理へと進む。
【００６５】
ステップＳ２１４において、制御部１１は、チャンネル１１、チャンネル１４、及びチャンネル１５で、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信する。なお、チャンネル１１の同期信号には、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１４が予め設定されている。また、チャンネル１４の同期信号には、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１５が予め設定されている。また、チャンネル１５の同期信号には、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１８が予め設定されている。
【００６６】
上述のような処理を繰り返し、制御部１１は、単一のチャンネルで、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信するのみならず、複数のチャンネルで、複数の子機２０（２０＿１〜２０＿ｎ）へと同期信号を送信することが可能になる。
【００６７】
≪子機の制御方法≫
次に、図５を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１００における子機２０の制御方法について、説明する。図５は、子機２０の制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートは、あくまでも一例であり、この制御方法に限定されるものではない。また、以下の説明において、同一のステップについては、繰り返しの説明を適宜省略することとする。
【００６８】
ステップＳ３０１において、制御部２１は、電源回路２３を制御して、子機２０の電源をオンにする。
【００６９】
ステップＳ３０２において、制御部２１は、チャンネル１１で、親機１０から、同期信号を連続受信する。
【００７０】
ステップＳ３０３において、制御部２１は、チャンネル１１で、親機１０から、同期信号を受信できた否かを判定する。制御部２１は、チャンネル１１で、親機１０から、同期信号を受信できたと判定する場合、ステップＳ３０４の処理へと進む。一方、制御部２１は、チャンネル１１で、親機１０から、同期信号を受信できなかったと判定する場合、ステップＳ３０８の処理へと進む。
【００７１】
ステップＳ３０４において、制御部２１は、エラーカウンタをゼロに設定する。ここで、エラーカウンタとは、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）が、親機１０から同期信号を受信できなかった場合に、カウントアップされるカウンタであり、親機１０から同期信号を受信できた場合には、カウントアップされない。エラーカウンタによってカウントアップされた数値は、例えば、制御部２１が備える記憶部２２に記憶される。
【００７２】
ステップＳ３０５において、制御部２１は、所定期間の経過後まで、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）をスリープさせる。
例えば、制御部２１は、子機２０＿１に対しては、所定期間の経過後まで（図２に示す期間ｔ２〜期間ｔ１６まで）子機２０＿１をスリープさせる。また、例えば、制御部２１は、子機２０＿２に対しては、所定期間の経過後まで（図２に示す期間ｔ２〜期間ｔα１まで）子機２０＿２をスリープさせる。また、例えば、制御部２１は、子機２０＿ｎに対しては、所定期間の経過後まで（図２に示す期間ｔ５〜期間ｔα（ｎ−１）まで）子機２０＿ｎをスリープさせる。
【００７３】
ステップＳ３０６において、制御部２１は、所定期間の経過後から、所定のスロットでセンシング信号を親機１０へと送信する。
例えば、制御部２１は、期間ｔα１において、チャンネル１１、通信スロット１で、センシング信号を子機２０＿１から親機１０へと送信する。また、例えば、制御部２１は、期間ｔα２において、チャンネル１１、通信スロット２で、センシング信号を子機２０＿２から親機１０へと送信する。また、例えば、制御部２１は、期間ｔαｎにおいて、チャンネル１４、通信スロットｎで、センシング信号を子機２０＿ｎから親機１０へと送信する。
【００７４】
ステップＳ３０７において、制御部２１は、所定期間の経過後まで、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）をスリープさせる。その後、制御部２１は、再び、ステップＳ３０２の処理を行う。
例えば、制御部２１は、期間ｔα１において、子機２０＿１が親機１０へとセンシング信号を送信してから、次の基本周期Ｔにおいて、子機２０＿１が親機１０から同期信号を受信するまで、子機２０＿１をスリープさせる。また、例えば、制御部２１は、期間ｔα２において、子機２０＿２が親機１０へとセンシング信号を送信してから、次の基本周期Ｔにおいて、子機２０＿２が親機１０から同期信号を受信するまで、子機２０＿２をスリープさせる。また、例えば、制御部２１は、期間ｔαｎにおいて、子機２０＿ｎが親機１０へとセンシング信号を送信してから、次の基本周期Ｔにおいて、子機２０＿ｎが親機１０から同期信号を受信するまで、子機２０＿ｎをスリープさせる。
【００７５】
ステップＳ３０８において、制御部２１は、エラーカウンタを＋１にカウントアップする。
【００７６】
ステップＳ３０９において、制御部２１は、エラーカウンタが閾値以上であるか否かを判定する。制御部２１は、エラーカウンタが閾値より小さいと判定する場合、即ち、非応答子機がチャンネル１１で、親機１０から同期信号を受信していないが、エラーカウンタによってカウントアップされた数値が所定回数未満であると判定する場合、ステップＳ３１０の処理へと進む。一方、制御部２１は、エラーカウンタが閾値以上であると判定する場合、即ち、非応答子機がチャンネル１１で、親機１０から同期信号を受信しておらず、エラーカウンタによってカウントアップされた数値が所定回数以上であると判定する場合、ステップＳ３１１の処理へと進む。
【００７７】
ステップＳ３１０において、制御部２１は、所定期間の経過後まで子機２０をスリープさせる。その後、制御部２１は、再び、ステップＳ３０２の処理を行う。
【００７８】
ステップＳ３１１において、制御部２１は、チャンネル１４（チャンネル１１以外のチャンネル）で、親機１０から、同期信号を連続受信する。または、制御部２１は、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１１の同期信号に予め設定されるチャンネル（チャンネル１４）で、親機１０から、同期信号を連続受信する。
【００７９】
ステップＳ３１２において、制御部２１は、チャンネル１４で、親機１０から、同期信号を受信できたか否かを判定する。制御部２１は、チャンネル１４で、親機１０から、同期信号を受信できたと判定する場合、ステップＳ３１３の処理へと進む。一方、制御部２１は、チャンネル１４で、親機１０から、同期信号を受信できなかったと判定する場合、ステップＳ３１７の処理へと進む。
【００８０】
ステップＳ３１３において、制御部２１は、エラーカウンタをゼロに設定する。エラーカウンタによってカウントアップされた数値は、例えば、制御部２１が備える記憶部２２に記憶される。
【００８１】
ステップＳ３１４において、制御部２１は、所定期間の経過後まで、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）をスリープさせる。
【００８２】
ステップＳ３１５において、制御部２１は、所定期間の経過後から、所定のスロットでセンシング信号を親機１０へと送信する。
【００８３】
ステップＳ３１６において、制御部２１は、所定期間の経過後まで、複数の子機２０（子機２０＿１〜子機２０＿ｎ）をスリープさせる。その後、制御部２１は、再び、ステップＳ３１１の処理を行う。
【００８４】
ステップＳ３１７において、制御部２１は、エラーカウンタを＋１にカウントアップする。なお、親機１０が非応答子機からの応答を受信できなかった回数が増えると、エラーカウンタによってカウントされる数値は、＋１、＋２、・・・のように順番にカウントアップされていく。
【００８５】
ステップＳ３１８において、制御部２１は、エラーカウンタが閾値以上であるか否かを判定する。制御部２１は、エラーカウンタが閾値より小さいと判定する場合、即ち、非応答子機がチャンネル１４で、親機１０から同期信号を受信していないが、エラーカウンタによってカウントアップされた数値が所定回数未満であると判定する場合、ステップＳ３１９の処理へと進む。一方、制御部２１は、エラーカウンタが閾値以上であると判定する場合、即ち、非応答子機がチャンネル１４で、親機１０から同期信号を受信しておらず、エラーカウンタによってカウントアップされた数値が所定回数以上であると判定する場合、ステップＳ３２０の処理へと進む。
【００８６】
ステップＳ３１９において、制御部２１は、所定期間の経過後まで子機２０をスリープさせる。その後、制御部２１は、再び、ステップＳ３１１の処理を行う。
【００８７】
ステップＳ３２０において、制御部２１は、チャンネル１５（チャンネル１１、チャンネル１４以外のチャンネル）で、親機１０から、同期信号を連続受信する。または、制御部２１は、通信エラーが発生した場合に使用するチャンネルとして、チャンネル１４の同期信号に予め設定されるチャンネル（チャンネル１５）で、親機１０から、同期信号を連続受信する。
【００８８】
上述のような処理を繰り返し、制御部２１は、単一のチャンネルで、親機１０へとセンシング信号を送信するのみならず、複数のチャンネルで、親機１０へとセンシング信号を送信することが可能になる。
【００８９】
本実施形態に係る無線通信システムの制御方法によれば、安定性の高い無線通信を行うことができる。
【００９０】
前記の実施形態は一例であり、本発明が前記の実施形態のみに限定されることはない。発明の効果を奏する範囲で、適宜、変形実施可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１０                              親機
２０                              子機
１００                            無線通信システム
【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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