(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】子機がビーコン信号で通知された子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に親機から送信されたデータ信号を受信し、その後にビーコンパワーダウン状態に設定し、その後にビーコン信号を受信する処理を繰り返し、各パワーダウン状態にあるときに、親機へ送信するデータがあれば他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に各パワーダウン状態に戻ることを特徴とする。【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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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し、
前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態にあるときに、前記親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態に戻る
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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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し、
前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態にあるときに、前記親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態に戻る
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子機受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、
前記子機受信時間帯で前記親機から前記子機へのデータ送信が終了したときに前記親機から前記子機へ送信停止を通知し、前記子機は前記子機受信時間帯の終了を待たずに前記ビーコンパワーダウン状態に遷移する
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、
前記子機送信状態では、子機から親機へのデータ送信後に、ランダムなパワーダウン時間だけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態を経て、前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態に戻る
ことを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項６】
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子機受信時間帯情報から得られる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、子機受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７】
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８】
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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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、
前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態にあるときに、前記親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態に戻る手段とを備えた
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項９】
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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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、
前記ビーコン信号で通知される子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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、
前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態にあるときに、前記親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態に戻る手段とを備え、
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１０】
請求項８または請求項９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子機受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１１】
請求項８または請求項９に記載の無線データ通信システムにおいて、
前記親機は、前記子機受信時間帯で前記親機から前記子機へのデータ送信が終了したときに前記子機へ送信停止を通知する手段を備え、
前記子機は、前記親機から送信停止を通知されたときに、前記子機受信時間帯の終了を待たずに前記ビーコンパワーダウン状態に遷移する手段を含む
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１２】
請求項８または請求項９に記載の無線データ通信システムにおいて、
前記子機は、前記子機送信状態で子機から親機へのデータ送信後に、ランダムなパワーダウン時間だけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態を経て、前記子機受信時間帯パワーダウン状態および前記ビーコンパワーダウン状態に戻る手段を含む
ことを特徴とする無線データ通信システム。
【請求項１３】
請求項８または請求項９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子機受信時間帯情報から得られる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、子機受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１４】
請求項９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１５】
請求項８または請求項９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、子機の子機受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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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し、子機受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あるときに、親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に子機受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戻ることを特徴とする。
【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子機受信時間帯になるまで、さらに子機受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。また、子機から親機へのデータ送信は、子機のパワーダウン中に他の無線通信が行われていないことを確認して行うことができる。
【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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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し、子機受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あるときに、親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に子機受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戻ることを特徴とする。
【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子機受信時間帯になるまで、さらに子機受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。また、子機から親機へのデータ送信は、子機のパワーダウン中に他の無線通信が行われていないことを確認して行うことができる。
【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子機受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、子機受信時間帯で親機から子機へのデータ送信が終了したときに親機から子機へ送信停止を通知し、子機は子機受信時間帯の終了を待たずにビーコンパワーダウン状態に遷移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、子機送信状態では、子機から親機へのデータ送信後に、ランダムなパワーダウン時間だけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態を経て、子機受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戻ることを特徴とする。
【００１７】
請求項６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子機受信時間帯情報から得られる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、子機受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。
【００１８】
請求項７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。
【００１９】
請求項６，７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子機受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。
【００２０】
請求項８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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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、子機受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あるときに、親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に子機受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戻る手段とを備える。
【００２１】
請求項９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子機受信時間帯を示す子機受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子機受信時間帯に親機から送信されたデータ信号を受信する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、ビーコン信号で通知される子機受信時間帯情報に応じて、子機に割り当てられた子機受信時間帯までの間、子機の電力消費レベルを低下させる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定し、その後に子機受信時間帯パワーダウン状態から復帰して親機から送信されたデータ信号を受信し、子機受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、子機受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あるときに、親機へ送信するデータがあればパワーダウン状態から復帰して子機送信状態に設定し、他の無線通信が行われていないことを確認して子機から親機へデータ送信を行い、その後に子機受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戻る手段とを備え、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。
【００２２】
また、子機は、受信したビーコン信号に子機の子機受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１０）。
【００２３】
また、親機は、子機受信時間帯で親機から子機へのデータ送信が終了したときに子機へ送信停止を通知する手段を備え、子機は、親機から送信停止を通知されたときに、子機受信時間帯の終了を待たずにビーコンパワーダウン状態に遷移する手段を含むようにしてもよい（請求項１１）。
【００２４】
また、子機は、子機送信状態で子機から親機へのデータ送信後に、ランダムなパワーダウン時間だけ子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態を経て、子機受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戻る手段を含むようにしてもよい（請求項１２）。
【００２５】
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子機受信時間帯情報から得られる子機受信時間帯パワーダウン状態に設定する時間、子機受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１３）。
【００２６】
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１４）。
【００２７】
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、子機の子機受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１５）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（親機−子機間の無線データ通信シーケンス）
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。
【００２９】
図において、親機は、子機１〜Ｍに割り当てた受信時間帯を示す子機受信時間帯情報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、それぞれの子機受信時間帯になると親機から各子機への無線データ送信が行われる。
【００３０】
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。
【００３１】
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の子機受信時間帯情報ｔｍ  が含まれる場合には、子機ｍは子機受信時間帯情報ｔｍ  から子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍと子機受信時間Ｔｒ．ｍ  を検出し、子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍまで子機の電力消費レベルを低下させる子機受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の子機受信時間帯情報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。
【００３２】
子機ｍは、子機受信時間帯パワーダウン状態に遷移して子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになるとウェイクアップし、子機受信時間帯状態に遷移して親機から送信された無線データ信号を受信する（詳しくは、図２〜図４を参照して説明する）。そして子機受信時間Ｔｒ．ｍ  の終了後、あるいはその前に親機から送信停止信号を受信した場合にはその後に、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（詳しくは、図５〜図７を参照して説明する）。
【００３３】
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。
【００３４】
一方、子機ｍから親機への無線データ信号の送信は、子機ｍのビーコンパワーダウン状態または子機受信時間帯パワーダウン状態において、他の無線通信がないことを確認して行われる（詳しくは、図８〜図１１を参照して説明する）。
【００３５】
（子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信シーケンス）
図２〜図４は、子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信シーケンスの概要を示す。ここでは、親機から子機ｍにデータ送信し、子機ｍがそのデータ応答を返す無線データ通信シーケンスの３パターンを示す。
【００３６】
図２は、親機からデータ送信後に子機ｍからすぐに応答があった場合のシーケンスである。親機は子機ｍへデータを送信し、子機ｍはデータ受信から所定の応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答を送信する。親機は、データ送信から応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答があったので、データ応答から子機の最小送信間隔Ｔｉｍｉｎ以内に次のデータを送信する。
【００３７】
図３は、親機からデータ送信後に子機ｍから応答がなく、データ再送信後に子機ｍからすぐに応答があった場合のシーケンスである。親機は子機ｍへデータを送信するが応答がなく、応答待ち時間Ｔｄｗの経過後に子機ｍへデータを再送信する。子機ｍはデータ受信から所定の応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答を送信する。親機は、データ再送信から応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答があったので、データ応答から子機の最小送信間隔Ｔｉｍｉｎ以内に次のデータを送信する。
【００３８】
図４は、親機からデータ再送信を所定回数繰り返しても応答がない場合のシーケンスである。親機は子機ｍへデータを送信するが応答がなく、応答待ち時間Ｔｄｗの経過後に子機ｍへデータを再送信する。この再送信を所定回数繰り返しても応答がない場合には、親機は次のデータを送信する。子機ｍはデータ受信から所定の応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答を送信する。親機は、応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答があったので、データ応答から子機の最小送信間隔Ｔｉｍｉｎ以内に次のデータを送信する。
【００３９】
（子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信停止シーケンス）図５〜図７は、子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信停止シーケンスの概要を示す。ここでは、親機から子機ｍへのデータ送信を終了した後に送信停止を通知し、子機ｍが子機受信時間帯状態の終了を待たずに、子機受信状態からビーコンパワーダウン状態に遷移する無線データ通信シーケンスの３パターンを示す。
【００４０】
図５は、親機から送信停止送信後に子機ｍからすぐに送信停止応答があった場合のシーケンスである。子機受信時間帯状態において、親機が子機ｍへのデータ送信を終了すると送信停止信号を送信し、子機ｍは送信停止受信から所定の応答待ち時間Ｔｓｗ以内に送信停止応答を送信する。親機は、応答待ち時間Ｔｓｗ以内に送信停止応答があったので、送信停止となる。一方、子機は、子機受信時間帯状態の終了を待たずに、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。ここで、親機から子機ｍへのデータ送信および送信停止処理の期間を子機受信状態としている。なお、子機受信時間帯状態の状態遷移を図１６に示す。
【００４１】
図６は、親機から送信停止送信後に子機ｍから送信停止応答がなく、送信停止再送信後に子機ｍからすぐに送信停止応答があった場合のシーケンスである。子機受信時間帯状態において、親機が子機ｍへのデータ送信を終了すると送信停止信号を送信するが応答がなく、応答待ち時間Ｔｓｗの経過後に子機ｍへ送信停止信号を再送信する。子機ｍは、送信停止信号の受信から所定の応答待ち時間Ｔｓｗ以内に送信停止応答を送信する。親機は、再送信から応答待ち時間Ｔｓｗ以内に送信停止応答があったので、送信停止となる。一方、子機は、子機受信時間帯状態の終了を待たずに、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。
【００４２】
図７は、親機から送信停止再送信を所定回数繰り返しても応答がない場合のシーケンスである。子機受信時間帯状態において、親機が子機ｍへのデータ送信を終了すると送信停止信号を送信するが応答がなく、応答待ち時間Ｔｓｗの経過後に子機ｍへ送信停止信号を再送信する。この再送信を所定回数繰り返しても応答がない場合には、親機は送信強制停止とする。一方、子機は子機受信時間帯状態の終了後に、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。ここでは、子機受信時間帯状態がすべて子機受信状態となる。
【００４３】
（子機パワーダウン状態における親機−子機間の無線データ通信シーケンス）図８〜図１１は、子機ｍのビーコンパワーダウン状態または子機受信時間帯パワーダウン状態（以下、まとめて子機パワーダウン状態という）において、子機ｍから親機へのデータ送信にかかわる親機−子機間の無線データ通信シーケンスの概要を示す。ここでは、子機パワーダウン状態のときに子機ｍから親機への送信データがある場合にキャリアセンスを行い、他の無線通信がないことを確認して子機ｍから親機へのデータ送信を行う子機送信状態における無線データ通信シーケンスの４パターンを示す。なお、子機送信状態の状態遷移を図１５に示す。
【００４４】
図８は、キャリアセンス後の子機ｍのデータ送信後に親機からすぐに応答があった場合のシーケンスである。子機ｍは、子機パワーダウン状態において、親機への送信データがある場合に子機送信状態に遷移する。子機送信状態では、所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス後に、他の無線通信がなければ子機ｍは親機へデータを送信し、親機はデータ受信から所定の応答待ち時間Ｔｃｗ以内にデータ応答を送信する。子機ｍは、データ送信から応答待ち時間Ｔｃｗ以内にデータ応答があったので、子機の電力消費レベルを低下させる未接続パワーダウン状態に遷移する。未接続パワーダウン状態では、ランダムなパワーダウン時間Ｔｐｄの終了後に子機パワーダウン状態に一旦戻り、親機への送信データがある場合に子機送信状態に遷移して同様の処理を繰り返す。
【００４５】
図９は、キャリアセンス中に無線通信を検知した場合のシーケンスである。子機送信状態では、所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス中に無線通信を検知すると、未接続パワーダウン状態に遷移する。未接続パワーダウン状態では、ランダムなパワーダウン時間Ｔｐｄの終了後に子機パワーダウン状態を経て、再度キャリアセンス状態になる。以下同様に、所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス後に、子機ｍは親機へデータを送信し、親機はデータ受信から所定の応答待ち時間Ｔｃｗ以内にデータ応答を送信する。
【００４６】
図１０は、キャリアセンス後の子機ｍのデータ送信後に親機から応答がない場合のシーケンスである。子機送信状態では、所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス後に、他の無線通信がなければ子機ｍは親機へデータを送信するが応答がなく、データ送信から応答待ち時間Ｔｃｗの経過後に未接続パワーダウン状態に遷移する。未接続パワーダウン状態では、ランダムなパワーダウン時間Ｔｐｄの終了後に子機パワーダウン状態を経て、再度キャリアセンス状態になる。以下同様に、所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス後に、子機ｍは親機へデータを再送信し、親機はデータ受信から所定の応答待ち時間Ｔｃｗ以内にデータ応答を送信する。
【００４７】
図１１は、子機ｍからデータ再送信を所定回数繰り返しても応答がない場合のシーケンスである。子機送信状態では、所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス後に、他の無線通信がなければ子機ｍは親機へデータを送信するが応答がなく、応答待ち時間Ｔｃｗの経過後に未接続パワーダウン状態に遷移する。未接続パワーダウン状態では、ランダムなパワーダウン時間Ｔｐｄの終了後に子機パワーダウン状態を経て、再度キャリアセンス状態になる。所定の時間Ｔｃｓのキャリアセンス後に、他の無線通信がなければ子機ｍは親機へデータを再送信する。この再送信を所定回数繰り返しても応答がない場合には、未接続パワーダウン状態および子機パワーダウン状態を経て、親機への次の送信データがある場合にそのデータを送信するためのキャリアセンス状態に入る。以下同様である。
【００４８】
（親機の構成例）
図１２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、無線送信バッファ部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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、接続要求信号や接続停止応答信号）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や接続停止信号）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部１３に保持され、各子機の子機受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。
【００５１】
ここで、無線送信バッファ部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の子機受信時間帯に、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、子機ｍからのデータ応答により削除される。
【００５２】
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。
【００５３】
（子機の構成例）
図１３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、無線送信バッファ部２３、中央処理部２４、表示部２５、操作部２６、および記憶部２７から構成される。
【００５４】
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。
【００５５】
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２４に出力する。中央処理部２４から入力された親機への送信データ信号は、一旦無線送信バッファ部２３に保持され、子機送信時間に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、接続要求信号や送信停止応答信号）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や送信停止信号）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子機受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。
【００５６】
中央処理部２４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２５、操作部２６および記憶部２７との間で子機のための各種機能をプログラム制御する。
【００５７】
（子機の無線制御信号処理の状態遷移）
図１４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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６では、図１３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。ここで、子機ｍから親機への送信データがあれば子機送信状態ＳＴ２１に遷移する。なお、子機送信状態ＳＴ２１の詳細な状態遷移については図１５を参照して説明する。ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６では、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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の子機受信時間帯情報ｔｍ  を確認する。ここで、受信したビーコン信号に子機ｍの子機受信時間帯情報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の子機受信時間帯情報ｔｍ  が含まれている場合には、子機受信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０に遷移する。
【００６５】
子機受信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０では、図１３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。ここで、子機ｍから親機への送信データがあれば子機送信状態ＳＴ２２に遷移する。なお、子機送信状態ＳＴ２２の詳細な状態遷移については図１５を参照して説明する。子機受信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０では、子機受信時間帯情報ｔｍ  から子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍと子機受信時間Ｔｒ．ｍ  を検出し、通信中断回数Ｎｎｂをリセットし、子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになると子機受信時間帯状態ＳＴ１１に遷移する。子機受信時間帯状態ＳＴ１１では、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  の間に親機の送信データを受信し、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了するか親機から送信停止信号を受信した場合に、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。子機受信時間帯状態ＳＴ１１の詳細な状態遷移については図１６を参照して説明する。
【００６６】
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子機受信時間帯情報ｔｍ  で通知する子機受信時間Ｔｒ．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。
【００６７】
（子機送信状態ＳＴ２１，２２の状態遷移）
図１５は、子機送信状態ＳＴ２１，２２の状態遷移を示す。子機パワーダウン状態（ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６、子機受信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０）において、親機への送信データがある場合に子機送信状態ＳＴ２１，２２のキャリアセンス状態ＳＴ２３に遷移する。キャリアセンス状態ＳＴ２３では、キャリアセンス時間Ｔｃｓを計測するタイマをスタートさせ、その間に他の無線通信を検知しない場合にデータ送信状態ＳＴ２４に遷移する。一方、キャリアセンス時間Ｔｃｓが終了するまでの間に他の無線通信を検知した場合には未接続パワーダウン状態ＳＴ２６に遷移する。
【００６８】
データ送信状態ＳＴ２４では、親機へデータを送信してデータ応答待ち状態ＳＴ２５に遷移する。データ応答待ち状態ＳＴ２５では、データ送信から応答待ち時間Ｔｃｗを計測するタイマをスタートさせ、その間にデータ応答が受信されない場合に未接続パワーダウン状態ＳＴ２６に遷移する。一方、応答待ち時間Ｔｃｗが終了するまでの間にデータ応答が受信された場合には、データ応答確認後に未接続パワーダウン状態ＳＴ２６に遷移する。
【００６９】
未接続パワーダウン状態ＳＴ２６では、パワーダウン時間Ｔｐｄが終了するまで図１３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。パワーダウン時間Ｔｐｄの終了後には、子機パワーダウン状態ＳＴ６，ＳＴ１０に一旦戻り、親機への送信データがある場合に子機送信状態ＳＴ２１，２２に遷移して同様の処理を繰り返す。なお、パワーダウン時間Ｔｐｄは、所定の最小時間Ｔｐｄｍｉｎ  から所定の最大時間Ｔｐｄｍａｘ  の範囲で、遷移するごとにランダムに設定される。
【００７０】
（子機受信時間帯状態ＳＴ１１の状態遷移）
図１６は、子機受信時間帯状態ＳＴ１１の状態遷移を示す。子機受信時間帯パワーダウン状態ＳＴ１０から子機受信時間帯状態ＳＴ１１に遷移すると、まず子機受信時間Ｔｒ．ｍ  を計測するタイマをスタートさせ（ＳＴ３０）、親機から送信されたデータまたは送信停止信号の受信待ち状態ＳＴ３１に遷移する。受信待ち状態ＳＴ３１では、データを受信するとデータ応答送信状態ＳＴ３２に遷移し、送信停止信号を受信すると送信停止応答送信状態ＳＴ３３に遷移し、送信停止信号を受信する前に子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了すると、ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６に遷移する。
【００７１】
データ応答送信状態ＳＴ３２では、データ受信から所定の応答待ち時間Ｔｄｗ以内にデータ応答を送信し、受信待ち状態ＳＴ３１に遷移する。送信停止応答送信状態ＳＴ３３では、送信停止受信から所定の応答待ち時間Ｔｓｗ以内に送信停止応答を送信し、ビーコンパワーダウン状態ＳＴ６に遷移する。
【００７２】
（子機受信時間帯状態ＳＴ１１における親機の状態遷移）
図１７は、子機受信時間帯状態ＳＴ１１における親機の状態遷移を示す。親機は、ビーコン信号を送信してから子機ｍに割り当てた受信時間帯になると、まず子機ｍへの送信期間開始により、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  を計測するタイマをスタートさせ、送信停止再送回数Ｎｓｎをリセットする（ＳＴ４０）。その後、データ送信状態ＳＴ４１に遷移し、子機ｍへデータを送信してデータ応答待ち状態ＳＴ４２に遷移する。データ応答待ち状態ＳＴ４２では、応答待ち時間Ｔｄｗを計測するタイマをスタートさせ、その間にデータ応答が受信されない場合にデータ送信状態ＳＴ４１に遷移して再送を行う。一方、応答待ち時間Ｔｄｗが終了するまでの間にデータ応答が受信された場合には、データ有無確認状態ＳＴ４３に遷移する。データ有無確認状態ＳＴ４３では、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了すると子機ｍへの送信期間終了ＳＴ４６となるが、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了する前にさらに送信するデータがあればデータ送信状態ＳＴ４１に遷移し、送信するデータがなければ送信停止信号送信状態ＳＴ４４に遷移する。
【００７３】
送信停止信号送信状態ＳＴ４４では、送信停止信号を送信して送信停止応答待ち状態ＳＴ４５に遷移する。送信停止応答待ち状態ＳＴ４５では、応答待ち時間Ｔｓｗを計測するタイマをスタートさせ、その間に送信停止応答が受信されない場合に送信停止信号送信状態ＳＴ４４に遷移して再送を行う。一方、応答待ち時間Ｔｓｗが終了するまでの間に送信停止応答が受信された場合には、子機ｍへの送信期間終了とする。また、送信停止応答待ち状態ＳＴ４５では、送信停止信号の再送回数Ｎｎｓを計数しており、Ｎｎｓが所定値Ｎｎｓｍａｘ  を超えた場合や子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了すると子機ｍへの送信期間終了ＳＴ４６とする。
【００７４】
（子機の無線信号処理部２２の処理手順）
図１８，１９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１４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１８は「未接続状態」、図１９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。
【００７５】
図１８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，Ｓ１）。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）。
【００７６】
図１９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、その間に親機への送信データがあれば子機送信状態（図２１参照）になる（Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５）。
【００７７】
また、子機通信タイマ値Ｔｎ  が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，Ｓ１６）。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（Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９）。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（Ｓ２０，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（Ｓ２０，Ｓ２１，図１８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。
【００７８】
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の子機受信時間帯情報ｔｍ  を確認する（Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２３）。ここで、受信したビーコン信号に子機ｍの子機受信時間帯情報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（Ｓ２３，Ｓ１２）、子機受信時間帯情報ｔｍ  が含まれている場合には、子機受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（Ｓ２３，Ｓ２４）。さらに、子機通信タイマ値Ｔｎ  が子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになるまで、子機受信時間帯パワーダウン状態を継続し、その間に親機への送信データがあれば子機送信状態（図２１参照）になる（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）。
【００７９】
また、子機通信タイマ値Ｔｎ  が子機受信開始時刻Ｔｓｔ．ｍになると、子機受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）、子機受信時間帯状態（図２０参照）に入る（Ｓ２８，Ｓ２９）。そして、子機受信時間帯状態または子機受信状態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（Ｓ２９，Ｓ１２）。これにより、ビーコン信号を受信してから子機ｍに割り当てられた子機受信時間帯になるまで、さらに子機受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。
【００８０】
（子機受信時間帯状態Ｓ２９における処理手順）
図２０は、子機受信時間帯状態Ｓ２９における処理手順を示す。子機受信時間帯状態になると、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  を計測するタイマをスタートさせ、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  がタイムアウトすると終了する（Ｓ３１，Ｓ３２）。一方、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了するまでの間に親機からの無線信号が受信された場合には、その無線信号がデータ信号か送信停止信号かを判断する（Ｓ３３，Ｓ３４）。そして、データ信号の場合には親機へデータ応答を送信し、子機受信時間Ｔｒ．ｍ  が終了するまで次のデータ信号の受信を繰り返す（Ｓ３４，Ｓ３５）。一方、送信停止信号の場合には親機へ送信停止応答を送信し、子機受信時間帯状態を終了する（Ｓ３４，Ｓ３６）。
【００８１】
（子機送信状態Ｓ１５，Ｓ２７における処理手順）
図２１は、子機送信状態Ｓ１５，Ｓ２７における処理手順を示す。子機パワーダウン状態（ビーコンパワーダウン状態、子機受信時間帯パワーダウン状態）において、親機への送信データがある場合にはパワーダウン状態から復帰し（パワーダウン信号値＝０）、キャリアセンス時間Ｔｃｓを計測するタイマをスタートさせる（Ｓ４１，Ｓ４２）。このキャリアセンス時間Ｔｃｓの間に他の無線通信を検知しない場合には、子機ｍから親機へのデータ送信を行うデータ送信状態になり、応答待ち時間Ｔｃｗを計測するタイマをスタートさせ、データ再送信回数Ｎｎｃをリセットする（Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５）。一方、キャリアセンス時間Ｔｃｓが終了するまでの間に他の無線通信を検知した場合には、未接続パワーダウン状態に遷移する（Ｓ４４，Ｓ５３）。
【００８２】
データ送信から応答待ち時間Ｔｃｗが終了するまでの間にデータ応答が受信された場合には、データ再送信回数Ｎｎｃをリセットし、無線データを無線送信バッファ２３から削除し、未接続パワーダウン状態に遷移する（Ｓ４６，Ｓ４７，Ｓ４８，Ｓ４９，Ｓ５３）。一方、応答待ち時間Ｔｃｗの間にデータ応答が受信されない場合には、データ再送信回数Ｎｎｃをインクリメント（＋１）し、その値が所定値Ｎｎｃｍａｘ  を越えなければ、無線データを無線送信バッファ２３に保持して未接続パワーダウン状態に遷移する（Ｓ４６，Ｓ５０，Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３）。一方、所定値Ｎｎｃｍａｘ  を越えればデータ再送信回数Ｎｎｃをリセットし、無線データを無線送信バッファ２３から削除し、未接続パワーダウン状態に遷移する（Ｓ５１，Ｓ４８，Ｓ４９，Ｓ５３）。
【００８３】
未接続パワーダウン状態では、パワーダウン時間Ｔｐｄを計測するタイマをスタートさせ、パワーダウン時間Ｔｐｄが終了するまで子機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。パワーダウン時間Ｔｐｄの終了後には、親機へのデータ送信を終了する（Ｓ５４，Ｓ５５）。
【００８４】
【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。
【００８５】
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子機受信時間帯になるまで、さらに子機受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子機受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。
【００８６】
また、子機受信時間帯で親機から子機へのデータ送信が終了したときに、子機は子機受信時間帯の終了を待たずにビーコンパワーダウン状態に設定することができるので、子機の消費電力をさらに低減することができる。
【００８７】
また、本発明は、親機から子機へのデータ送信は、親機から子機へビーコン信号によりあらかじめ通知された子機受信時間帯に行われるが、子機から親機へのデータ送信は、子機のパワーダウン中に他の無線通信が行われていないことを確認して行うことができる。これにより、親機から子機への大容量のデータ送信（ダウンロード）を確実に行うことができるとともに、子機から親機への比較的小容量のデータ送信を空き時間を利用して行うことができ、効率的な無線データ通信が可能となる。
【００８８】
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子機受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】子機受信時間帯状態における親機−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３】子機受信時間帯状態における親機−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４】子機受信時間帯状態における親機−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５】子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信停止シーケンスを示すタイムチャート。
【図６】子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信停止シーケンスを示すタイムチャート。
【図７】子機受信時間帯状態における親機−子機間の無線データ通信停止シーケンスを示すタイムチャート。
【図８】子機パワーダウン状態における親機−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９】子機パワーダウン状態における親機−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１０】子機パワーダウン状態における親機−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１１】子機パワーダウン状態における親機−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１２】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１３】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１４】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１５】子機送信状態ＳＴ２１，ＳＴ２２の状態遷移を示す状態遷移図。
【図１６】子機受信時間帯状態ＳＴ１１の状態遷移を示す状態遷移図。
【図１７】子機受信時間帯状態ＳＴ１１における親機の状態遷移を示す状態遷移図。
【図１８】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１９】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。
【図２０】子機受信時間帯状態Ｓ２９の処理手順を示すフローチャート。
【図２１】子機送信状態Ｓ１５，Ｓ２７の処理手順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  無線送信バッファ
２４  中央処理部
２５  表示部
２６  操作部
２７  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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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