(57)【要約】【課題】親機と通信可能な状態の子機における電力消費を抑制する。【解決手段】各子機がビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信方法において、ビーコン信号を受信した子機は、ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信方法において、
前記ビーコン信号を受信した子機は、前記ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す
ことを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項２】
少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信方法において、
前記親機と未接続の子機は、親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し、
前記接続要求信号を受信した親機は、子機に対する接続許可情報とビーコン信号送信までの時間情報を含む接続要求応答信号を送信し、
前記接続要求応答信号を受信した子機は、前記接続要求応答信号で通知されるビーコン信号送信までの時間情報に応じて、前記ビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信し、
前記ビーコン信号を受信した子機は、前記ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す
ことを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線データ通信方法において、
前記ビーコン信号を受信した子機は、前記ビーコン信号に子機の通信時間帯情報が含まれていない場合に、次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定する
ことを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の無線データ通信方法において、
前記親機は、所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、親機通信タイマが生成する所定の周期のビーコン送信タイミングでビーコン信号をブロードキャスト送信し、
前記子機は、前記所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、前記ビーコン信号の受信により前記親機通信タイマと同期させるための子機通信タイマ値の補正を行い、前記ビーコン信号に含まれる通信時間帯情報から得られる通信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、通信時間帯に設定する時間、ビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御する
ことを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項５】
請求項２に記載の無線データ通信方法において、
前記親機は、所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、前記接続要求応答信号を送信するときに親機通信タイマ値を付加し、
前記子機は、前記所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、前記接続要求応答信号の親機通信タイマ値に応じて子機通信タイマ値を補正して親機に同期させ、前記接続要求応答信号に含まれる時間情報から得られるビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御する
ことを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項６】
少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムにおいて、
前記子機は、
前記ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す手段を備えた
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項７】
少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムにおいて、
前記子機は、
前記親機と未接続のときに、親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信する手段と、
前記親機から送信された接続要求応答信号で通知されるビーコン信号送信までの時間情報に応じて、前記ビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する手段と、
前記ビーコン信号を受信したときに、前記ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す手段とを備え、
前記親機は、
前記接続要求信号を受信したときに、前記子機に対する接続許可情報とビーコン信号送信までの時間情報を含む接続要求応答信号を送信する手段を備えた
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の無線データ通信システムにおいて、
前記子機は、受信した前記ビーコン信号に子機の通信時間帯情報が含まれていない場合に、次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定する手段を含む
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の無線データ通信システムにおいて、
前記親機は、
前記所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、親機通信タイマが生成する所定の周期のビーコン送信タイミングでビーコン信号をブロードキャスト送信する手段を備え、
前記子機は、
前記所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、前記ビーコン信号の受信により前記親機通信タイマと同期させるための子機通信タイマ値の補正を行い、前記ビーコン信号に含まれる通信時間帯情報から得られる通信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、通信時間帯に設定する時間、ビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御する手段を備えた
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１０】
請求項７に記載の無線データ通信システムにおいて、
前記親機は、
所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、前記接続要求応答信号を送信するときに親機通信タイマ値を付加し、
前記子機は、
前記所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、前記接続要求応答信号の親機通信タイマ値に応じて子機通信タイマ値を補正して親機に同期させ、前記接続要求応答信号に含まれる時間情報から得られるビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御する手段を備えた
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１１】
請求項６または請求項７に記載の無線データ通信システムにおいて、
前記親機は、
子機との接続により対応する子機別バッファ領域を確保し、子機との接続断により対応する子機別バッファ領域を開放する無線送信バッファと、
前記子機への送信データ信号をそれぞれ対応する子機別バッファ領域に保持し、子機の通信時間帯に対応する子機別バッファ領域に保持された送信データ信号を読み出して送信する手段とを備えた
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池電源で動作する携帯情報端末等の子機と、ＬＡＮなどの有線ネットワークに接続された無線ＬＡＮ基地局等の親機との間で無線データ通信を行う構成において、親機と接続状態にある子機の消費電力の低減を図る無線データ通信方法および無線データ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池電源で動作する携帯情報端末等の子機は電池の消耗を抑える必要があり、利用しないときに通電状態のままにしておくことは好ましくない。しかし、無線ＬＡＮ基地局等の親機との間で無線通信することを想定している子機の場合には、電源を完全にオフにすると、利用時の起動処理に長時間を要することになる。そこで、このような子機では、起動時間を短縮するために電力消費の少ないサスペンド状態と、通常動作状態との間で遷移できるように構成したものが多い。
【０００３】
ここで、サスペンド状態は、ＣＰＵを待機状態にするとともに無線通信用ＬＳＩ回路への通電を遮断する場合と、通電を継続する場合とがある。前者の場合は、子機が通常動作に復帰するときに、無線通信用ＬＳＩ回路の起動、初期化、親機との再接続が必要になるので、通信可能になるまでに所要の時間がかかる。一方、後者の場合は電力消費量が増大する。
【０００４】
ところで、サスペンド状態の子機が移動し、新たな親機との間で接続が必要になった場合には、子機のＣＰＵは待機状態にあるので、無線通信用ＬＳＩ回路が親機からの無線信号を受信できてもＣＰＵで受信処理できない。すなわち、子機が通常動作状態に戻るまで、新たな親機と接続（ローミング）することができない。したがって、サスペンド状態の子機が移動すると、新たな親機との間で通信可能になるまで長時間を要することになる。
【０００５】
また、サスペンド状態の子機において、無線通信用ＬＳＩ回路が親機からの無線信号を受信したときに、割り込み等によりＣＰＵを一時的に動作状態に戻して受信処理するように制御すると、親機が定期的に送信するビーコン信号を受信する度に子機のＣＰＵが動作状態になり、電力消費量が増大する。
【０００６】
特許文献１では、子機（無線ＬＡＮ端末）が別の親機（無線ＬＡＮブリッジ）に接続しなおすローミング処理を行うシステムにおいて、子機のパワーマネジメントを行う方法について提案している。例えば、ローミング処理のために、親機から定期的に送信されるビーコン信号の受信時間に合わせて子機の所要部へ電源供給を行う方法などが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３３８８１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、親機と通信可能な状態にある子機では、親機から子機への送信が任意のタイミングで生じるために、受信回路に電力を継続して供給し、待機しておく必要があった。すなわち、親機と通信可能な状態の子機は、親機からの送信の有無に拘らず、常に受信回路において電力を消費し、電池を消耗する問題があった。
【０００９】
本発明は、親機と通信可能な状態の子機における電力消費を抑制することができる無線データ通信方法および無線データ通信システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信方法において、ビーコン信号を受信した子機は、ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返すことを特徴とする。
【００１１】
これにより、親機と通信可能な状態の子機において、ビーコン信号を受信してから子機に割り当てられた通信時間帯になるまで、さらに通信時間帯後から次のビーコン信号が到達するまでの間、子機の消費電力を大幅に低減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信方法において、親機と未接続の子機は、親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信し、接続要求信号を受信した親機は、子機に対する接続許可情報とビーコン信号送信までの時間情報を含む接続要求応答信号を送信し、接続要求応答信号を受信した子機は、接続要求応答信号で通知されるビーコン信号送信までの時間情報に応じて、ビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信し、ビーコン信号を受信した子機は、ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
これにより、親機と通信可能な状態の子機において、接続要求応答信号を受信してからビーコン信号が到達するまでの間、子機の消費電力を大幅に低減することができる。さらに、ビーコン信号を受信してから子機に割り当てられた通信時間帯になるまで、さらに通信時間帯後から次のビーコン信号が到達するまでの間、子機の消費電力を大幅に低減することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の無線データ通信方法において、ビーコン信号を受信した子機は、ビーコン信号に子機の通信時間帯情報が含まれていない場合に、次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の無線データ通信方法において、親機は、所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、親機通信タイマが生成する所定の周期のビーコン送信タイミングでビーコン信号をブロードキャスト送信し、子機は、所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、ビーコン信号の受信により親機通信タイマと同期させるための子機通信タイマ値の補正を行い、ビーコン信号に含まれる通信時間帯情報から得られる通信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、通信時間帯に設定する時間、ビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の無線データ通信方法において、親機は、所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、接続要求応答信号を送信するときに親機通信タイマ値を付加し、子機は、所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、接続要求応答信号の親機通信タイマ値に応じて子機通信タイマ値を補正して親機に同期させ、接続要求応答信号に含まれる時間情報から得られるビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項４，５に記載の発明では、簡単な構成で親機と子機のクロック誤差を補正して同期をとり、ビーコンパワーダウン状態および通信時間帯パワーダウン状態の設定タイミングを正確に制御することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムにおいて、子機は、ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す手段を備える。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、少なくとも１つの子機と、所定のネットワークに接続される親機との間で、親機が子機ごとに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報を含むビーコン信号を所定の周期でブロードキャスト送信し、各子機がそのビーコン信号で通知された通信時間帯に親機との間で無線データ通信を行う無線データ通信システムにおいて、子機は、親機と未接続のときに、親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信する手段と、親機から送信された接続要求応答信号で通知されるビーコン信号送信までの時間情報に応じて、ビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する手段と、ビーコン信号を受信したときに、ビーコン信号で通知される通信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた通信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に通信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機との無線データ通信を行い、通信時間帯の終了後から次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコンパワーダウン状態から復帰してビーコン信号を受信する処理を繰り返す手段とを備え、親機は、接続要求信号を受信したときに、子機に対する接続許可情報とビーコン信号送信までの時間情報を含む接続要求応答信号を送信する手段を備える。
【００２０】
また、子機は、受信した前記ビーコン信号に子機の通信時間帯情報が含まれていない場合に、次のビーコン信号が到着するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定する手段を含むようにしてもよい（請求項８）。
【００２１】
また、親機は、所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、親機通信タイマが生成する所定の周期のビーコン送信タイミングでビーコン信号をブロードキャスト送信する手段を備え、子機は、所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、ビーコン信号の受信により親機通信タイマと同期させるための子機通信タイマ値の補正を行い、ビーコン信号に含まれる通信時間帯情報から得られる通信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、通信時間帯に設定する時間、ビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御する手段を備えるようにしてもよい（請求項９）。
【００２２】
また、親機は、所定の周期で動作する親機通信タイマを有し、接続要求応答信号を送信するときに親機通信タイマ値を付加し、子機は、所定の周期で動作する子機通信タイマを有し、接続要求応答信号の親機通信タイマ値に応じて子機通信タイマ値を補正して親機に同期させ、接続要求応答信号に含まれる時間情報から得られるビーコンパワーダウン状態に設定する時間を制御する手段を備えるようにしてもよい（請求項１０）。
【００２３】
また、親機は、子機との接続により対応する子機別バッファ領域を確保し、子機との接続断により対応する子機別バッファ領域を開放する無線送信バッファと、子機への送信データ信号をそれぞれ対応する子機別バッファ領域に保持し、子機の通信時間帯に対応する子機別バッファ領域に保持された送信データ信号を読み出して送信する手段とを備えるようにしてもよい（請求項１１）。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の無線データ通信方法における親機−子機間の無線データ通信シーケンスの概要を示す。
【００２５】
図において、親機は、子機１〜Ｍに割り当てた通信時間帯を示す通信時間帯情報ｔ１  〜ｔＭ  を含むビーコン信号を周期Ｔｂ  でブロードキャスト送信し、それぞれの受信時間帯になると親機と各子機との間で無線データ通信が行われる。
【００２６】
親機と未接続の子機ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）は、子機情報を含み親機への接続を要求する接続要求信号をブロードキャスト送信する。この接続要求信号を受信した親機は、子機情報によって子機ｍからの接続要求であることを確認し、子機ｍとの接続可否を判断して接続可であれば、接続許可情報とビーコン信号の送信時間を示すビーコン時間情報を含む接続要求応答信号を生成し、接続不可であれば、接続不許可情報を含む接続要求応答信号を生成し、子機ｍに送信する。接続許可情報およびビーコン時間情報を含む接続要求応答信号を受信した子機ｍは、ビーコン受信開始時刻Ｔｂｓまで子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に遷移する。
【００２７】
子機ｍは、ビーコンパワーダウン状態に遷移してからビーコン受信開始時刻Ｔｂｓになるとウェイクアップし、ビーコン待ち状態に遷移して親機から送信されたビーコン信号を受信する。このビーコン信号に子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  が含まれる場合には、子機ｍは通信時間帯情報ｔｍ  から通信開始時刻Ｔｓｔ．ｍと通信時間Ｔｃ．ｍ  を検出し、通信開始時刻Ｔｓｔ．ｍまで子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態に遷移する。一方、ビーコン信号に子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  が含まれない場合は、親機が次にビーコン信号を送信するまでの時間Ｔｂ  だけビーコンパワーダウン状態に遷移する。
【００２８】
子機ｍは、通信時間帯パワーダウン状態に遷移して通信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになるとウェイクアップし、通信時間帯状態に遷移して親機との無線データ通信を行う。そして通信時間Ｔｃ．ｍ  の終了後に親機との無線データ通信を中断し、親機が次にビーコン信号を送信するまでの時間だけビーコンパワーダウン状態に遷移する。
【００２９】
子機ｍは、ビーコン信号の周期Ｔｂ  内で、ビーコンパワーダウン状態に遷移してからビーコン受信開始時刻になるとウェイクアップし、ビーコン待ち状態に遷移して親機から送信されたビーコン信号を受信する。その後の子機ｍと親機の動作は、前回のビーコン信号受信時以降と同様である。
【００３０】
（親機の構成例）
図２は、本発明の無線データ通信システムの親機の構成例を示す。図において、親機は、無線部１１、無線信号処理部１２、無線送信バッファ１３、およびネットワークインタフェース部１４から構成され、ネットワークインタフェース部１４にネットワーク１５が接続される。
【００３１】
無線部１１は、各子機から送信された無線電波をアンテナで受信し、受信無線信号に変換して無線信号処理部１２に出力する。また、無線信号処理部１２から入力された送信無線信号を無線電波に変換してアンテナから送信する。
【００３２】
無線信号処理部１２は、無線部１１から入力された受信無線信号のうち、無線通信を制御するための受信無線制御信号（例えば、接続要求信号）に対して無線制御信号処理を行う。この無線制御信号処理により生成された無線通信を制御するための送信無線制御信号（例えば、接続要求応答信号やビーコン信号）を、送信無線信号として無線部１１に出力する。また、無線部１１から入力された受信無線信号のうち接続中の子機からの受信無線データ信号は、無線データ信号処理を施して受信データ信号としてネットワークインタフェース部１４に出力する。ネットワークインタフェース部１４から入力された接続中の子機への送信データ信号は一旦無線送信バッファ１３に保持され、各子機の通信時間帯にそれぞれの送信データ信号を読み出し、無線データ信号処理を施して送信無線信号として無線部１１に出力する。
【００３３】
ここで、無線送信バッファ１３では、子機ｍとの接続により子機別バッファ領域ｍが確保され、子機ｍとの接続断により子機別バッファ領域ｍが開放される。子機別バッファ領域ｍには、ネットワークインタフェース部１４から入力される子機ｍへの送信データ信号が保持される。また、子機ｍの通信時間帯に、子機別バッファ領域ｍに保持された送信データ信号が読み出される。
【００３４】
ネットワークインタフェース部１４は、無線信号処理部１２から入力される受信データ信号をネットワーク１５に送信する。また、ネットワーク１５から接続中の子機ｍへのデータ信号を受信し、送信データ信号として無線信号処理部１２に出力する。
【００３５】
（子機の構成例）
図３は、本発明の無線データ通信システムの子機の構成例を示す。図において、子機は、無線部２１、無線信号処理部２２、中央処理部２３、表示部２４、操作部２５、および記憶部２６から構成される。
【００３６】
無線部２１は、親機から送信された無線電波をアンテナで受信し、受信無線信号に変換して無線信号処理部２２に出力する。また、無線信号処理部２２から入力された送信無線信号を無線電波に変換してアンテナから送信する。さらに、無線部２１は、無線信号処理部２２からパワーダウン信号が入力されると、無線電波の送受信回路を停止して消費電力を低減する。
【００３７】
無線信号処理部２２は、無線部２１から入力された受信無線信号のうち親機からの受信無線データ信号は、無線データ信号処理を施して受信データ信号として中央処理部２３に出力する。中央処理部２３から入力された親機への送信データ信号は、無線データ信号処理を施して送信無線信号として無線部２１に出力する。また、無線通信を制御するための送信無線制御信号（例えば、接続要求信号）を送信無線信号として無線部２１に出力し、無線部２１から入力された受信無線信号のうち、無線通信を制御するための受信無線制御信号（例えば、接続要求応答信号やビーコン信号）に対して無線制御信号処理を行う。この無線制御信号処理により、ビーコンパワーダウン状態または通信時間帯パワーダウン状態に遷移する場合に、パワーダウン信号を生成して無線部２１に出力する。
【００３８】
中央処理部２３は、マイクロプロセッサなどの回路を内蔵しており、無線信号処理部２２の無線制御信号処理や、表示部２４、操作部２５および記憶部２６との間で子機のための各種機能をプログラム制御する。
【００３９】
（子機の無線制御信号処理の状態遷移）
図４は、本発明の無線データ通信方法における子機の無線制御信号処理の状態遷移を示す。
【００４０】
子機は、親機に接続していない「未接続状態」と、親機に接続している「接続状態」のうち、いずれか一方の状態をとる。まず、未接続状態における子機の状態遷移について説明する。
【００４１】
子機は、動作を開始したとき、または親機との接続断を検出したときに休止状態ＳＴ１に遷移し、所定の休止時間Ｔｄ  の終了後に接続要求送信状態ＳＴ２に遷移する。接続要求送信状態ＳＴ２では、親機への接続を要求する接続要求信号を送信し、接続要求応答待ち状態ＳＴ３に遷移する。接続要求応答待ち状態ＳＴ３では、応答待ち時間Ｔａｗを計測するタイマをスタートさせ、その間に親機からの接続要求応答信号が受信されなかった場合に休止状態ＳＴ１に遷移する。一方、応答待ち時間Ｔａｗが終了するまでの間に親機からの接続要求応答信号が受信された場合には接続要求応答受信状態ＳＴ４に遷移する。接続要求応答受信状態ＳＴ４では、接続要求応答信号に含まれる接続許可情報を確認し、親機への接続が不許可の場合には休止状態ＳＴ１に遷移し、接続許可の場合には「接続状態」に遷移する。
【００４２】
以下、「接続状態」における子機ｍの状態遷移について説明する。ここで、親機は周期Ｔｂ  で動作する親機通信タイマを有し、親機通信タイマが生成する周期Ｔｂ  のビーコン送信タイミングでビーコン信号をブロードキャスト送信する。親機は、接続許可情報を含む接続要求応答信号を送信するときに親機通信タイマ値Ｔｂａを付加し、ビーコン信号を送信するときに親機通信タイマ値Ｔｂｂを付加する。
【００４３】
子機も周期Ｔｂ  で動作する子機通信タイマを有し、接続要求応答受信状態ＳＴ４で接続許可情報を含む接続要求応答信号を受信したときに、「接続状態」の子機通信タイマ補正状態ＳＴ５に遷移する。子機通信タイマ補正状態ＳＴ５では、接続要求応答信号で通知される親機通信タイマ値Ｔｂａにより子機通信タイマを補正して親機に同期させ、通信中断回数Ｎｎｂをリセットし、ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６に遷移する。
【００４４】
ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６では、図３の無線部２１にパワーダウン信号を送出し、子機ｍの無線電波の送受信回路を停止して消費電力を低減する。さらに、子機通信タイマ値が周期Ｔｂ  の経過より少し前のビーコン受信開始時刻Ｔｂｓになると、ビーコン待ち状態ＳＴ７に遷移する。ビーコン待ち状態ＳＴ７では、ビーコン信号の受信待ち時間Ｔｂｗを計測するタイマをスタートさせ、その間に親機からのビーコン信号が受信されなかった場合に通信中断状態ＳＴ８に遷移する。一方、受信待ち時間Ｔｂｗが終了するまでの間に親機からのビーコン信号が受信された場合にはビーコン受信状態ＳＴ９に遷移する。
【００４５】
通信中断状態ＳＴ８では、通信中断回数Ｎｎｂをインクリメント（＋１）し、その値が所定値Ｎｎｂｍａｘ  を越えなければビーコンパワーダウン状態ＳＴ６に遷移し、所定値Ｎｎｂｍａｘ  を越えれば親機との接続を断にして「未接続状態」の休止状態ＳＴ１に遷移する。
【００４６】
ビーコン受信状態ＳＴ９では、ビーコン信号を受信したときに親機通信タイマ値Ｔｂｂにより子機通信タイマを補正して親機に同期させ、子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  を確認する。ここで、受信したビーコン信号に子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  が含まれていない場合には、次のビーコン信号を待つべくビーコンパワーダウン状態ＳＴ６に遷移する。一方、受信したビーコン信号に子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  が含まれている場合には、通信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０に遷移する。
【００４７】
通信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０では、図３の無線部２１にパワーダウン信号を送出し、子機ｍの無線電波の送受信回路を停止して消費電力を低減する。さらに、通信時間帯情報ｔｍ  から通信開始時刻Ｔｓｔ．ｍと通信時間Ｔｃ．ｍ  を検出し、通信中断回数Ｎｎｂをリセットし、通信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになると通信時間帯状態ＳＴ１１に遷移する。通信時間帯状態ＳＴ１１では、通信時間Ｔｃ．ｍ  の間だけ親機との無線データ通信を行い、通信時間Ｔｃ．ｍ  の終了後に次のビーコン信号を待つべくビーコンパワーダウン状態ＳＴ６に遷移する。
【００４８】
なお、以上の説明では、ビーコン信号が親機通信タイマ値Ｔｂｂを含み、これを用いて子機通信タイマの補正を行っているが、子機がビーコン信号を受信したときに子機通信タイマをリセットするようにしてもよい。この場合には、ビーコン信号が親機通信タイマ値Ｔｂｂを含む必要はない。また、ビーコン信号に含まれる通信時間帯情報ｔｍ  で通知する通信時間Ｔｃ．ｍ  は、親機通信タイマ値で示される通信終了時刻でもよい。
【００４９】
（子機の無線信号処理部２２の処理手順）
図５，６は、子機の無線信号処理部２２の処理手順を示す。なお、本処理手順は、図４の無線制御信号処理における状態遷移に対応するものであり、図５は「未接続状態」、図６は「接続状態」に対応する処理手順を示す。接続状態値が１のときに接続状態、０のときに未接続状態とし、パワーダウン信号値が１のときに無線部２１にパワーダウン信号を出力するものとする。
【００５０】
図５において、子機は休止状態（接続状態値＝０、パワーダウン信号値＝０）で、休止時間Ｔｄ  を計測するタイマをスタートさせる（Ｓ１，Ｓ２）。休止時間Ｔｄ  が終了すると、親機への接続を要求する接続要求信号を送信し、接続要求応答信号の応答待ち時間Ｔａｗを計測するタイマをスタートさせる（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）。ここで、接続要求応答信号が受信されずに応答待ち時間Ｔａｗがタイムアウトすると休止状態に戻る（Ｓ６，Ｓ７）。一方、応答待ち時間Ｔａｗが経過するまでの間に親機からの接続要求応答信号が受信された場合には、接続要求応答信号に含まれる接続許可情報を確認し、親機への接続が不許可の場合には休止状態に戻り、接続許可の場合には接続状態（接続状態値＝１）になる（Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９）。
【００５１】
図６において、「接続状態」になると、接続要求応答信号で通知される親機通信タイマ値Ｔｂａにより子機通信タイマ値Ｔｎ  を補正し、通信中断回数Ｎｎｂをリセットし、ビーコンパワーダウン状態（パワーダウン信号値＝１）とする（Ｓ１１，Ｓ１２）。さらに、子機通信タイマ値Ｔｎ  がビーコン受信開始時刻Ｔｂｓになるまでビーコンパワーダウン状態を継続し、Ｔｎ  ＝Ｔｂｓになるとビーコンパワーダウン状態から復帰し（パワーダウン信号値＝０）、ビーコン信号の受信待ち時間Ｔｂｗを計測するタイマをスタートさせる（Ｓ１３，Ｓ１４）。ここで、ビーコン信号が受信されずに受信待ち時間Ｔｂｗがタイムアウトすると、通信中断回数Ｎｎｂをインクリメント（＋１）する（Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。そして、通信中断回数Ｎｎｂが所定値Ｎｎｂｍａｘ  を越えなければビーコンパワーダウン状態（パワーダウン信号値＝１）に戻り（Ｓ１８，Ｓ１２）、所定値Ｎｎｂｍａｘ  を越えれば親機との接続を断にして「未接続状態」の休止状態に戻る（Ｓ１８，Ｓ１９，図５のＳ１）。これにより、接続要求応答信号を受信してからビーコン信号が到達するまでの間、子機ｍの消費電力を抑制することができる。
【００５２】
一方、受信待ち時間Ｔｂｗが経過するまでの間に親機からのビーコン信号が受信された場合には、親機通信タイマ値Ｔｂｂにより子機通信タイマを補正し、子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  を確認する（Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２１）。ここで、受信したビーコン信号に子機ｍの通信時間帯情報ｔｍ  が含まれていない場合には、ビーコンパワーダウン状態（パワーダウン信号値＝１）に戻り（Ｓ２１，Ｓ１２）、通信時間帯情報ｔｍ  が含まれている場合には、通信時間帯パワーダウン状態（パワーダウン信号値＝１）になる（Ｓ２１，Ｓ２２）。
【００５３】
通信時間帯パワーダウン状態から通信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになると、通信時間帯パワーダウン状態から復帰し（パワーダウン信号値＝０）、通信時間Ｔｃ．ｍ  を計測するタイマをスタートさせる（Ｓ２３，Ｓ２４）。そして、通信時間Ｔｃ．ｍ  の間だけ親機との無線データ通信を行い、通信時間Ｔｃ．ｍ  の終了後にビーコンパワーダウン状態（パワーダウン信号値＝１）に戻る（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ１２）。これにより、ビーコン信号を受信してから子機ｍに割り当てられた通信時間帯になるまで、さらに通信時間帯後から次のビーコン信号が到達するまでの間、子機ｍの消費電力を抑制することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、親機と通信可能な状態の子機において、接続要求応答信号を受信してからビーコン信号が到達するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させるビーコンパワーダウン状態に設定することにより、子機の消費電力を大幅に低減することができる。
【００５５】
また、本発明は、親機と通信可能な状態の子機において、ビーコン信号を受信してから子機に割り当てられた通信時間帯になるまで、さらに通信時間帯後から次のビーコン信号が到達するまでの間、子機の電力消費レベルを低下させる通信時間帯パワーダウン状態およびビーコンパワーダウン状態に設定することにより、子機の消費電力を大幅に低減することができる。
【００５６】
また、本発明は、簡単な構成で親機と子機のクロック誤差を補正して同期をとり、ビーコンパワーダウン状態および通信時間帯パワーダウン状態の設定タイミングを正確に制御することができるので、子機の消費電力の低減効果を最大限に引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】親機−子機間の無線データ通信シーケンスを示すタイムチャート。
【図２】本発明の無線データ通信システムの親機の構成例を示すブロック図。
【図３】本発明の無線データ通信システムの子機の構成例を示すブロック図。
【図４】子機の無線制御信号処理の状態遷移を示す状態遷移図。
【図５】子機の無線信号処理部２２の処理手順（未接続状態）を示すフローチャート。
【図６】子機の無線信号処理部２２の処理手順（接続状態）を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１  無線部
１２  無線信号処理部
１３  無線送信バッファ
１４  ネットワークインタフェース部
１５  ネットワーク
２１  無線部
２２  無線信号処理部
２３  中央処理部
２４  表示部
２５  操作部
２６  記憶部
【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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