(57)【要約】【課題】親機と接続されていない未接続状態の子機の消費電力の低減を図る。【解決手段】子機と親機との間に無線リンクを確立するための少なくとも１つのリンクチャネルが用意され、未接続状態の子機は、選択された空きリンクチャネルの１つを介して、子機の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し、接続要求信号を受信した親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を待ち受け、接続要求信号の送信から所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信された場合に無線リンクを確立し、空きリンクチャネルが検知されない場合、または所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信されない場合に、所定の時間Ｔｐｄだけ子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態となり、その後にパワーダウン状態から復帰して空きリンクチャネルの選択に戻る。【選択図】        図４
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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無線データ通信を行う無線データ通信システムで、親機と接続されていない未接続状態の子機が親機との無線リンクを確立して接続状態に遷移し、無線データ通信を開始する無線データ通信開始方法において、
前記子機と前記親機との間に無線リンクを確立するための少なくとも１つのリンクチャネルが用意され、
前記未接続状態の子機は、
前記用意されているリンクチャネルの中から無線通信が行われていない空きリンクチャネルの１つを選択し、
前記選択された空きリンクチャネルを介して、前記子機の情報を含み前記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前記親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を待ち受け、接続要求信号の送信から所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信された場合に前記無線リンクを確立し、
前記空きリンクチャネルが検知されない場合、または前記所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信されない場合に、所定の時間Ｔｐｄだけ子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態となり、その後にパワーダウン状態から復帰して前記空きリンクチャネルの選択に戻る
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線データ通信開始方法において、
前記空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、前記用意されているリンクチャネルの中からランダムに１つのリンクチャネルを選択し、選択されたリンクチャネルのキャリアセンスを行い、無線通信が行われていない場合にそのリンクチャネルを選択し、無線通信が行われている場合に前記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開始方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線データ通信開始方法において、
前記空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、前記用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルで無線通信が行われている場合に前記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開始方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線データ通信開始方法において、
前記子機は、前記用意されているリンクチャネルの使用頻度に関する情報を有し、
前記空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、前記用意されているリンクチャネルについて前記使用頻度の低いリンクチャネルから順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルで無線通信が行われている場合に前記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開始方法。
【請求項５】
請求項１に記載の無線データ通信開始方法において、
前記空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、前記用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを記憶し、すべてのリンクチャネルのキャリアセンスを行った後に、空きリンクチャネルの中から任意の１つのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルで無線通信が行われている場合に前記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開始方法。
【請求項６】
請求項１に記載の無線データ通信開始方法において、
前記子機は、前記パワーダウン状態に移行する度に、所定の最小時間Ｔｐｄｍｉｎ  と所定の最大時間Ｔｐｄｍａｘ  （Ｔｐｄｍａｘ  ＞Ｔｐｄｍｉｎ  ）の範囲内でランダムに前記パワーダウン状態の時間Ｔｐｄを決定する
ことを特徴とする無線データ通信開始方法。
【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無線データ通信を行う前に、親機と接続されていない未接続状態の子機が親機との無線リンクを確立して接続状態に設定し、無線データ通信を開始する無線データ通信装置において、
前記子機と前記親機との間に無線リンクを確立するための少なくとも１つのリンクチャネルが用意され、
前記子機は、
前記未接続状態のときに、前記用意されているリンクチャネルの中から無線通信が行われていない空きリンクチャネルの１つを選択するリンクチャネル選択手段と、
前記選択された空きリンクチャネルを介して、前記子機の情報を含み前記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、その接続要求信号に対して前記親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を待ち受け、接続要求信号の送信から所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信された場合に前記無線リンクを確立する無線リンク確立手段と、
前記リンクチャネル選択手段で空きリンクチャネルが検知されない場合、または前記無線リンク確立手段で所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信されない場合に、所定の時間Ｔｐｄだけ子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態に設定し、その後にパワーダウン状態から復帰して前記リンクチャネル選択手段の処理に戻るパワーダウン制御手段と
を備えたことを特徴とする無線データ通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載の無線データ通信装置において、
前記リンクチャネル選択手段は、前記用意されているリンクチャネルの中からランダムに１つのリンクチャネルを選択し、選択されたリンクチャネルのキャリアセンスを行い、無線通信が行われていない場合にそのリンクチャネルを前記無線リンク確立手段に送出する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。
【請求項９】
請求項７に記載の無線データ通信装置において、
前記リンクチャネル選択手段は、前記用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを前記無線リンク確立手段に送出する構成である  ことを特徴とする無線データ通信装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の無線データ通信装置において、
前記子機は、前記用意されているリンクチャネルの使用頻度に関する情報を有し、
前記リンクチャネル選択手段は、前記用意されているリンクチャネルについて前記使用頻度の低いリンクチャネルから順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを前記無線リンク確立手段に送出する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の無線データ通信装置において、
前記リンクチャネル選択手段は、前記用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを記憶し、すべてのリンクチャネルのキャリアセンスを行った後に空きリンクチャネルの中から任意の１つのリンクチャネルを選択して前記無線リンク確立手段に送出する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の無線データ通信装置において、
前記パワーダウン制御手段は、前記パワーダウン状態に移行する度に、所定の最小時間Ｔｐｄｍｉｎ  と所定の最大時間Ｔｐｄｍａｘ  （Ｔｐｄｍａｘ  ＞Ｔｐｄｍｉｎ  ）の範囲内でランダムに前記パワーダウン状態の時間Ｔｐｄを決定する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。
【請求項１３】
請求項７に記載の無線データ通信装置において、
前記子機は、前記親機との間で無線電波を送受信する送受信回路を含み、前記パワーダウン制御手段からパワーダウン信号が出力されるとその送受信回路を停止して消費電力を低減する構成である
ことを特徴とする無線データ通信装置。
【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、親機と接続されていない未接続状態の子機の消費電力の低減を図る無線データ通信開始方法および無線データ通信装置に関する。
【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】
例えば、特許文献１に記載の無線端末装置は、低電力で動作可能な狭帯域波用の送受信回路と、大電力を必要とする広帯域波用の送受信回路を用意し、狭帯域波用の送受信回路を通常呼出用として動作させ、広帯域波用の送受信回路の電源をオフとしておき、狭帯域波用の送受信回路で呼出信号を検出したときに広帯域波用の送受信回路の電源をオンとして送受信動作させ、広帯域での通信終了後にその電源をオフとする構成である。これは、待機時には呼出信号等に対応する狭帯域波用の受信回路のみを動作させることにより、消費電力を抑えてバッテリーセービングを可能にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３５２０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の無線端末装置は、待機時に通常のデータ通信に用いる広帯域波用の送受信回路の電源をオフとする構成により低電力化が図られている。しかし、親機と接続されていない未接続状態（待機時）の子機は、通信サービスエリア内に入ったことを検知して親機との接続が完了するまでは、呼出信号等に対応する狭帯域波用の受信回路は常時動作させておく必要がある。すなわち、未接続状態の子機は、通信を行っていないにも拘らず、狭帯域波用の送受信回路で電力を消費し、電池電源の消耗が避けられなかった。
【０００６】
本発明は、親機と接続されていない未接続状態の子機の消費電力の低減を図ることができる無線データ通信開始方法および無線データ通信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の無線データ通信開始方法は、子機と親機との間に無線リンクを確立するための少なくとも１つのリンクチャネルが用意され、未接続状態の子機は、用意されているリンクチャネルの中から無線通信が行われていない空きリンクチャネルの１つを選択し、選択された空きリンクチャネルを介して、子機の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し、接続要求信号を受信した親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を待ち受け、接続要求信号の送信から所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信された場合に無線リンクを確立し、空きリンクチャネルが検知されない場合、または所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信されない場合に、所定の時間Ｔｐｄだけ子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態となり、その後にパワーダウン状態から復帰して空きリンクチャネルの選択に戻ることを特徴とする。
【０００８】
ここで、空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、用意されているリンクチャネルの中からランダムに１つのリンクチャネルを選択し、選択されたリンクチャネルのキャリアセンスを行い、無線通信が行われていない場合にそのリンクチャネルを選択し、無線通信が行われている場合にパワーダウン状態に遷移する（請求項２）。
【０００９】
また、空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルで無線通信が行われている場合にパワーダウン状態に遷移する（請求項３）。
【００１０】
また、子機は、用意されているリンクチャネルの使用頻度に関する情報を有し、空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、用意されているリンクチャネルについて使用頻度の低いリンクチャネルから順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルで無線通信が行われている場合にパワーダウン状態に遷移する（請求項４）。
【００１１】
また、空きリンクチャネルの１つを選択する手順は、用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを記憶し、すべてのリンクチャネルのキャリアセンスを行った後に、空きリンクチャネルの中から任意の１つのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルで無線通信が行われている場合にパワーダウン状態に遷移する（請求項５）。
【００１２】
また、子機は、パワーダウン状態に移行する度に、所定の最小時間Ｔｐｄｍｉｎ  と所定の最大時間Ｔｐｄｍａｘ  （Ｔｐｄｍａｘ  ＞Ｔｐｄｍｉｎ  ）の範囲内でランダムにパワーダウン状態の時間Ｔｐｄを決定する（請求項６）。
【００１３】
請求項７に記載の無線データ通信装置は、子機と親機との間に無線リンクを確立するための少なくとも１つのリンクチャネルが用意され、子機は、未接続状態のときに、用意されているリンクチャネルの中から無線通信が行われていない空きリンクチャネルの１つを選択するリンクチャネル選択手段と、選択された空きリンクチャネルを介して、子機の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し、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を待ち受け、接続要求信号の送信から所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信された場合に無線リンクを確立する無線リンク確立手段と、リンクチャネル選択手段で空きリンクチャネルが検知されない場合、または無線リンク確立手段で所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信されない場合に、所定の時間Ｔｐｄだけ子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態に設定し、その後にパワーダウン状態から復帰してリンクチャネル選択手段の処理に戻るパワーダウン制御手段とを備える。
【００１４】
ここで、リンクチャネル選択手段は、用意されているリンクチャネルの中からランダムに１つのリンクチャネルを選択し、選択されたリンクチャネルのキャリアセンスを行い、無線通信が行われていない場合にそのリンクチャネルを無線リンク確立手段に送出する構成である（請求項８）。
【００１５】
また、リンクチャネル選択手段は、用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを無線リンク確立手段に送出する構成である（請求項９）。
【００１６】
また、子機は、用意されているリンクチャネルの使用頻度に関する情報を有し、リンクチャネル選択手段は、用意されているリンクチャネルについて使用頻度の低いリンクチャネルから順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを無線リンク確立手段に送出する構成である（請求項１０）。
【００１７】
また、リンクチャネル選択手段は、用意されているリンクチャネルについて順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを記憶し、すべてのリンクチャネルのキャリアセンスを行った後に空きリンクチャネルの中から任意の１つのリンクチャネルを選択して無線リンク確立手段に送出する構成である（請求項１１）。
【００１８】
また、パワーダウン制御手段は、パワーダウン状態に移行する度に、所定の最小時間Ｔｐｄｍｉｎ  と所定の最大時間Ｔｐｄｍａｘ  （Ｔｐｄｍａｘ  ＞Ｔｐｄｍｉｎ  ）の範囲内でランダムにパワーダウン状態の時間Ｔｐｄを決定する構成である（請求項１２）。
【００１９】
また、子機は、親機との間で無線電波を送受信する送受信回路を含み、パワーダウン制御手段からパワーダウン信号が出力されるとその送受信回路を停止して消費電力を低減する構成である（請求項１３）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（本発明の無線データ通信装置の子機の構成例：請求項６〜１３）
図１は、本発明の無線データ通信装置の子機の構成例を示す。なお、図示しない親機と子機との間には、無線リンクを確立するための少なくとも１つのリンクチャネルが用意されているものとする。
【００２１】
図において、子機は、送受信回路１０および無線信号処理部２０を有し、無線信号処理部２０は、リンクチャネル選択手段２１、無線リンク確立手段２２およびパワーダウン制御手段２３から構成される。
【００２２】
送受信回路１０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２０に出力する。また、無線信号処理部２０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、送受信回路１０は、無線信号処理部２０からパワーダウン信号が入力されると、無線電波の送受信動作を停止して消費電力を低減する。
【００２３】
無線信号処理部２０は、送受信回路１０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出力する。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送受信回路１０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送受信回路１０に出力し、送受信回路１０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）に対して無線制御信号処理を行う。
【００２４】
リンクチャネル選択手段２１は、子機が未接続状態のときに、用意されているリンクチャネルの中から無線通信が行われていない空きリンクチャネルの１つを選択する構成である。
【００２５】
無線リンク確立手段２２は、選択された空きリンクチャネルを介して、子機の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し、その接続要求信号に対して親機から送信された接続許可情報を含む接続要求応答信号を待ち受け、接続要求信号の送信から所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信された場合に無線リンクを確立する構成である。
【００２６】
パワーダウン制御手段２３は、リンクチャネル選択手段２１で空きリンクチャネルが検知されない場合、または無線リンク確立手段２２で所定の時間Ｔａｗ以内に接続要求応答信号が受信されない場合に、送受信回路１０にパワーダウン信号を送出して所定の時間Ｔｐｄだけ子機の電力消費レベルを低下させるパワーダウン状態に設定し、その後にパワーダウン状態から復帰してリンクチャネル選択手段２１の処理に戻す構成である。
【００２７】
なお、パワーダウン制御手段２３は、パワーダウン状態に移行する度に、所定の最小時間Ｔｐｄｍｉｎ  と所定の最大時間Ｔｐｄｍａｘ  （Ｔｐｄｍａｘ  ＞Ｔｐｄｍｉｎ  ）の範囲内でランダムにパワーダウン状態の時間Ｔｐｄを決定するものとする。
【００２８】
以下、図２〜図４に示す第１の実施形態、図５〜図７に示す第２の実施形態、図８〜図１０に示す第３の実施形態について、それぞれ子機の無線データ通信開始方法について説明する。
【００２９】
（第１の実施形態：請求項１，２，６，７，８，１２）
図２は、第１の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態の状態遷移を示す。図４は、第１の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。
図２において、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のときに送受信回路１０にパワーダウン信号を出力するものとする。
【００３０】
図２および図３において、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、親機と接続するリンクチャネルとして、用意されているリンクチャネルの中からランダムに１つのリンクチャネル候補ｉを選択する（Ｓ１，Ｓ２、リンクチャネル候補選択状態ＳＴ０）。次に、選択したリンクチャネル候補ｉについて、キャリアセンス時間Ｔｃｓ．ｉを計測するタイマをスタートさせ、キャリアセンスを開始する（Ｓ３、キャリアセンス状態ＳＴ１）。このキャリアセンス時間Ｔｃｓ．ｉの間に他の無線通信を検知しない場合には、リンクチャネル候補ｉを空きリンクチャネルとして選択し、このリンクチャネルｉを用いて親機への接続を要求する接続要求信号を送信し（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６、接続要求送信状態ＳＴ２）、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（Ｓ７、接続要求応答待ち状態ＳＴ３）。応答待ち時間Ｔａｗが経過するまでに、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、接続許可の場合には接続状態（接続状態値＝１）とし、親機との間に無線リンクを確立する（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００３１】
ここで、キャリアセンス中に他の無線信号が受信された場合（Ｓ５、ＳＴ１）や、接続要求応答信号が受信されずに応答待ち時間Ｔａｗがタイムアウトした場合（Ｓ９、ＳＴ３）や、親機への接続が不許可の場合（Ｓ１０）には、パワーダウン状態に遷移する（Ｓ１２、パワーダウン状態ＳＴ４）。パワーダウン状態では、ランダムに生成されたパワーダウン時間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、用意されているリンクチャネルの中からランダムに１つのリンクチャネルを選択する手順に戻る（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２、リンクチャネル候補選択状態ＳＴ０）。
【００３２】
図４に示す無線リンク確立シーケンスでは、最初にリンクチャネルｉをランダムに選択する。ここでは、選択に要する時間をＴｃｈ  ｓｅｌとしている。そのリンクチャネルｉは、キャリアセンスにより空きであるので接続要求信号を送信するが、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ない。そこで、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔｐｄ１  だけパワーダウン状態になり、次にリンクチャネルｊをランダムに選択する。しかし、そのリンクチャネルｊはキャリアセンスにより通信中であるので、ただちにランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔｐｄ２  だけパワーダウン状態になり、次にリンクチャネルｋを選択する。このリンクチャネルｋは、キャリアセンスにより空きであるので接続要求信号を送信する。この接続要求信号に対して、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ので、親機との間に無線リンクを確立する。
【００３３】
なお、パワーダウン状態に遷移するごとにパワーダウン時間Ｔｐｄ１，Ｔｐｄ２  をランダムに設定することにより、偶然に複数の子機が同時に接続要求信号を送信して親機への接続を失敗しても、各子機におけるパワーダウン時間を相違させることができる。これにより、次のキャリアセンスおよび接続要求信号の送信の成功確率が高くなり、通信開始までの時間を短縮することができる。以下の実施形態においても同様である。
【００３４】
（第２の実施形態：請求項１，３，４，７，９，１０）
図５は、第２の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャートである。図６は、第２の実施形態の状態遷移を示す。図７は、第２の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。
【００３５】
図５において、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のときに送受信回路１０にパワーダウン信号を出力するものとする。また、子機と前機との間に無線リンクを確立するための用意されているリンクチャネル数をｎ（２以上の整数）とし、リンクチャネル候補ｉとして１から順番に選択するものとする。
【００３６】
図５および図６において、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、親機と接続するリンクチャネルとして、用意されているリンクチャネルの中から１つのリンクチャネル候補ｉ（＝１）を選択し、選択したリンクチャネル候補ｉについて、キャリアセンス時間Ｔｃｓ．ｉを計測するタイマをスタートさせ、キャリアセンスを開始する（Ｓ１，Ｓ２１，Ｓ３、リンクチャネル候補選択状態ＳＴ０、キャリアセンス状態ＳＴ１）。このキャリアセンス時間Ｔｃｓ．ｉの間に他の無線通信を検知しない場合には、リンクチャネル候補ｉを空きリンクチャネルとして選択し、このリンクチャネルｉを用いて親機への接続を要求する接続要求信号を送信し（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６、接続要求送信状態ＳＴ２）、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（Ｓ７、接続要求応答待ち状態ＳＴ３）。応答待ち時間Ｔａｗが経過するまでに、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、接続許可の場合には接続状態（接続状態値＝１）とし、親機との間に無線リンクを確立する（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００３７】
ここで、キャリアセンス中に他の無線信号が受信された場合（Ｓ５、ＳＴ１）には、空きリンクチャネルが見つかるまで順番に次のリンクチャネル候補ｉ（＝ｉ＋１）についてキャリアセンスを繰り返す（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２１、ＳＴ５，ＳＴ１）。そして、空きリンクチャネルが見つかった時点で、そのリンクチャネルを用いて親機への接続を要求する接続要求信号を送信する（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６、接続要求送信状態ＳＴ２）。以下同様である。
【００３８】
一方、用意されているリンクチャネルのすべてが通信中である場合（Ｓ２３）や、接続要求応答信号が受信されずに応答待ち時間Ｔａｗがタイムアウトした場合（Ｓ９、ＳＴ３）や、親機への接続が不許可の場合（Ｓ１０）には、パワーダウン状態に遷移する（Ｓ１２、パワーダウン状態ＳＴ４）。パワーダウン状態では、ランダムに生成されたパワーダウン時間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、用意されているリンクチャネルの中からリンクチャネル１を選択する手順に戻る（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１、リンクチャネル候補選択状態ＳＴ０）。
【００３９】
図７に示す無線リンク確立シーケンスでは、最初にリンクチャネル１を選択する。そのリンクチャネル１は、キャリアセンスにより空きであるので接続要求信号を送信するが、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ない。そこで、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔｐｄ１  だけパワーダウン状態になり、次に最初のリンクチャネル１を選択する。しかし、そのリンクチャネル１はキャリアセンスによって通信中であり、次にリンクチャネル２，３，…，ｎの順番にキャリアセンスが行うが、すべてのリンクチャネルが通信中であるので、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔｐｄ２  だけパワーダウン状態になり、次に最初のリンクチャネル１を選択する。同様のキャリアセンスによりリンクチャネルｋが空きであるので接続要求信号を送信し、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ので、親機との間に無線リンクを確立する。
【００４０】
なお、本実施形態では、リンクチャネル１からリンクチャネルｎまで順番にキャリアセンスするものとしたが、子機が用意されているリンクチャネルの使用頻度に関する情報を有している場合には次のようにする。用意されているリンクチャネルについて使用頻度の低いリンクチャネルから順番にキャリアセンスを行い、空きリンクチャネルを検知した場合にそのリンクチャネルを選択し、すべてのリンクチャネルが通信中の場合にパワーダウン状態に遷移する。これにより、効率的に空きリンクチャネルを見つけることができる。
【００４１】
（第３の実施形態：請求項１，５，７，１１）
図８は、第３の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャートである。図９は、第３の実施形態の状態遷移を示す。図１０は、第３の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す。
【００４２】
図８において、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のときに送受信回路１０にパワーダウン信号を出力するものとする。また、子機と前機との間に無線リンクを確立するための用意されているリンクチャネル数をｎ（２以上の整数）とし、キャリアセンスするリンクチャネル候補を１から順番に選択するものとする。
【００４３】
図８および図９において、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、親機と接続するリンクチャネルを見つけるために、用意されているリンクチャネルのすべてについて、順番にキャリアセンスを開始する（Ｓ１，Ｓ２１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ２２，Ｓ２３、全リンクチャネルのキャリアセンス状態ＳＴ０）。ここで、各キャリアセンス時間Ｔｃｓ．ｉの間に他の無線通信を検知しない場合には、リンクチャネル候補ｉを空きリンクチャネルとして記憶しておく（Ｓ３１）。そして、全リンクチャネルのキャリアセンスが終了した後に、空きリンクチャネルがあればその中からランダムに１つのリンクチャネルを選択する（Ｓ２３，Ｓ３２，Ｓ３３、空きリンクチャネルのランダム選択状態ＳＴ１）。
【００４４】
このリンクチャネルを用いて親機への接続を要求する接続要求信号を送信し（Ｓ３３、接続要求送信状態ＳＴ２）、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（Ｓ７、接続要求応答待ち状態ＳＴ３）。応答待ち時間Ｔａｗが経過するまでに、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、接続許可の場合には接続状態（接続状態値＝１）とし、親機との間る無線リンクを確立する（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００４５】
ここで、全キャリアセンスによって空きリンクチャネルがない場合（Ｓ３２、ＳＴ０）や、接続要求応答信号が受信されずに応答待ち時間Ｔａｗがタイムアウトした場合（Ｓ９、ＳＴ３）や、親機への接続が不許可の場合（Ｓ１０）には、パワーダウン状態に遷移する（Ｓ１２、パワーダウン状態ＳＴ４）。パワーダウン状態では、ランダムに生成されたパワーダウン時間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、用意されている全リンクチャネルに対するキャリアセンスの手順に戻る（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１、全リンクチャネルのキャリアセンス状態ＳＴ０）。
【００４６】
なお、図１０に示す無線リンク確立シーケンスでは、最初の全リンクチャネルのキャリアセンスでは少なくとも１つが空きであるので、その中から１つの空きリンクチャネルをランダムに選択して接続要求信号を送信するが、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ない。そこで、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔｐｄ１  だけパワーダウン状態になり、その後に全リンクチャネルのキャリアセンスを繰り返す。次は、すべてのリンクチャネルが通信中であるので、ランダムに生成されたパワーダウン時間Ｔｐｄ２  だけパワーダウン状態になり、その後に全リンクチャネルのキャリアセンスを繰り返す。ここでは、空きリンクチャネルの１つをランダムに選択して接続要求信号を送信し、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ので、親機との間に無線リンクを確立する。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、親機に接続されていない未接続状態の子機は、１つ以上のリンクチャネルにランダムにアクセスすることにより空きリンクチャネルを見つける確率が高くなり、接続までの時間を大幅に短縮することができる。
【００４８】
さらに、無線リンクを確立するまで常時受信している必要がなく、適当な間隔でパワーダウン状態を設けることにより送受信回路への電力供給を停止することができる。これにより、未接続状態の子機における消費電力を大幅に低減することができる。
【００４９】
特に、請求項２および請求項８に記載の発明では、各子機がリンクチャネルをランダムに選択してキャリアセンスするため、偶然に複数の子機が同時にキャリアセンスしてもリンクチャネルが異なる確率が高くなり、接続までの時間を大幅に短縮することができる。
【００５０】
また、請求項３〜５および請求項９〜１１に記載の発明では、子機がリンクチャネルを順番にあるいは使用頻度の低い順から選択してキャリアセンスすることにより、空きリンクチャネルを見つける確率が高くなり、接続までの時間を大幅に短縮することができる。
【００５１】
また、請求項６および請求項１２に記載の発明は、パワーダウン状態に遷移するごとにパワーダウン時間Ｔｐｄをランダムに設定することにより、偶然に複数の子機が同時にキャリアセンスしても、次のキャリアセンスの成功確率が高くなり、通信開始までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線データ通信装置の子機の構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態の状態遷移を示す図。
【図４】第１の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【図５】第２の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態の状態遷移を示す図。
【図７】第２の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【図８】第３の実施形態の子機の無線データ通信開始手順を示すフローチャート。
【図９】第３の実施形態の状態遷移を示す図。
【図１０】第３の実施形態の子機−親機間の無線リンク確立シーケンスを示す図。
【符号の説明】
１０  送受信回路
２０  無線信号処理部
２１  リンクチャネル選択手段
２２  無線リンク確立手段
２３  パワーダウン制御手段
【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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