(57)【要約】無線通信が可能な複数の無線ノードの時刻を同期させるための時刻同期信号を、マルチホップにより複数の無線ノードへそれぞれ送信する。また、複数の無線ノードによる時刻同期信号の転送経路と同じ経路で所定の無線ノードから任意の無線ノードまで任意の情報をマルチホップにより転送し、複数の無線ノードによる時刻同期信号の転送経路と逆の経路で、該任意の無線ノードから所定の無線ノードまで該任意の情報に対する情報をマルチホップにより転送する。
2007066637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信が可能な複数の無線ノードにより所定の周期毎に情報を送受信するための無線通信方法であって、
前記複数の無線ノードの時刻を同期させるための時刻同期信号を、マルチホップにより前記複数の無線ノードへ送信する無線通信方法。
【請求項２】
前記複数の無線ノードによる前記時刻同期信号の転送経路と同じ経路で所定の無線ノードから任意の無線ノードまで任意の情報を前記マルチホップにより転送し、前記複数の無線ノードによる前記時刻同期信号の転送経路と逆の経路で、該任意の無線ノードから前記所定の無線ノードまで該任意の情報に対する情報を前記マルチホップにより転送する請求項１記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記時刻同期信号の転送経路に沿った前記無線ノードどうしによる情報の通信速度に比べ、前記時刻同期信号の転送経路と逆の経路に沿った前記無線ノードどうしによる情報の通信速度を高速に設定する請求項２記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記同期信号の転送経路に沿った前記無線ノードどうしによる情報の通信期間に比べ、前記時刻同期信号の転送経路と逆の経路に沿った前記無線ノードどうしによる情報の通信期間を長い時間に設定する請求項２記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記同期信号の転送経路に沿った前記無線ノードどうしによる情報の通信に用いる搬送波の帯域に比べ、前記時刻同期信号の転送経路と逆の経路に沿った前記無線ノードどうしによる前記任意の情報の通信に用いる搬送波の帯域を広く設定する請求項３記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記時刻同期信号に、送信元装置を識別するための情報を含み、
前記無線ノードは、
前記送信元装置を識別するための情報が自機と同一のネットワークに所属する装置を示す場合に前記時刻同期信号を有効とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記時刻同期信号の転送経路で転送される情報および前記時刻同期信号の転送経路と逆の経路で転送される情報に、送信元装置を識別するための情報を含み、
前記無線ノードは、
前記送信元装置を識別するための情報が自機と同一のネットワークに所属する装置を示す場合に前記時刻同期信号の転送経路で転送される情報および前記時刻同期信号の転送経路と逆の経路に沿って転送される情報を有効とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項８】
所定の周期毎に情報を送受信する、無線通信が可能な複数の無線ノードを備えた無線通信システムであって、
前記無線ノードは、
前記複数の無線ノードの時刻を同期させるための時刻同期信号を受信すると、該時刻同期信号の送信元と異なる、隣接する無線ノードへ該時刻同期信号を転送する無線送受信部を有する無線通信システム。
【請求項９】
前記無線送受信部は、
隣接する無線ノードから任意の情報を受信すると、該情報を前記時刻同期信号の転送方向と同じ方向に隣接する無線ノードへ転送し、
前記任意の情報に対する情報を隣接する無線ノードから受信すると、該情報を前記時刻同期信号の転送方向と逆の方向に隣接する無線ノードへ転送する請求項８記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線送受信部は、
前記時刻同期信号及び前記任意の情報を送受信するための第１の送受信部と、
前記任意の情報に対する情報を送受信するための第２の送受信部と、
を有し、
前記第２の送受信部による情報の通信速度が、前記第１の送受信部による情報の通信速度よりも高速である請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記無線送受信部は、
前記時刻同期信号及び前記任意の情報を送受信するための第１の送受信部と、
前記任意の情報に対する情報を送受信するための第２の送受信部と、
を有し、
前記第２の送受信部による情報の通信期間が、前記第１の送受信部による情報の通信期間よりも長い時間である請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記第２の送受信部で用いる搬送波の帯域が、前記第１の送受信部で用いる搬送波の帯域よりも広い請求項１０記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記無線送受信部は、
前記時刻同期信号に含まれる送信元装置を識別するための情報が自機と同一のネットワークに所属する装置を示す場合、受信した該時刻同期信号を有効とする認証制御部を有する請求項８記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記無線送受信部は、
隣接する無線ノードから受信した情報に含まれる送信元装置を識別するための情報が自機と同一のネットワークに所属する装置を示す場合、受信した情報を有効とする認証制御部を有する請求項９記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はユビキタスセンサーネットワークに用いて好適な無線通信方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体微細加工技術の発展に伴い、無線通信装置が安価にかつ多量に安定して供給され、無線通信を利用する機器が日々の生活に深く浸透しつつある。また、今後、あらゆる機器に無線通信装置が搭載されたユビキタス時代が到来することが予想されている。ユビキタス時代の無線通信装置は、外部からの電力供給が困難な、インフラストラクチャーが整備されていない場所でも使用できるように、電池による長時間動作が要求される。そのため、無線通信装置の低電力化が必須の技術となっている。【０００３】
また、ユビキタスセンサーネットワークと呼ばれるネットワークは、家庭内の各種機器等のように人間の活動圏内の全ての機器をネットワークに接続するだけでなく、活火山、砂漠、海底等を監視するためのセンサー機器のように人間が生活できない場所に設置された機器もネットワークに接続することを目指している。そのため、各家庭や屋外に設置された機器の数と同等か、あるいはそれ以上の無線通信装置が必要であり、無線通信装置が安価に提供されることが望ましい。【０００４】
このようなネットワークを実現するための技術として、例えば非特許文献１（（Wireless  Medium  Access  Control  (MAC)  and  Physical  Layer  (PHY)  Specifications  for  Low-Rate  Wireless  Personal  Area  Networks  (LR-WPANs)  (Figure  1.),  IEEE  Computer  Society,  804.15.4,  Part  15.4）で提案された仕様がある。非特許文献１の図１では、無線通信装置を含む複数の機器でネットワークを構成し、それぞれの機器で取得したデータをサーバ装置（ＰＡＮ  Coordinator）へ送信する構成が示されている。【０００５】
また、特開２０００−１０１５７８号公報（図１、図８）には、室温センサー、エアーコンディショナー、給湯器等の各機器に設置された無線通信装置からそれぞれの機器の動作状態を外部通信手段へ送信し、外部通信手段により各機器の動作状態を外部通信回線へ転送する、ユビキタスセンサーネットワークシステムの原始的な例が示されている。【０００６】
ところで、無線通信装置の電力は、その多くが電波の送受信部で消費される。受信部は、数マイクロボルト（μＶ）程度の小さな電圧振幅の無線信号をアンテナ経由で受信し、搬送波に重畳されている信号を取り出し、現在の半導体ＬＳＩ技術でディジタル信号処理可能な数Ｖ程度まで電圧増幅を行う回路ブロックである。一方、送信部は、送信対象となるディジタル信号またはアナログ信号を受け取り、該信号を搬送波に重畳してアンテナより空間に放射する回路ブロックである。【０００７】
送信部は、送信した電波が伝送空間中で減衰しても受信点で十分な受信強度が得られるように、すなわち電波の受信点で十分な信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られるように、大きな電力で送信する必要がある。そのため、送信部の平均消費電力は、ユビキタスセンサーネットワークシステムを利用する分野に応じた動作頻度、あるいは要求される電波到達距離やＳ／Ｎ比に依存する。一方、受信部は、常時稼動させて電波の受信に備える必要がある。【０００８】
なお、特開平１０−３２７１０１号公報（図３）及び特開平０９−１３９７０８号公報（図１７）には、無線電話システム全体を管理する無線基地局またはサーバ装置と、無線通信端末または無線ノード間で間歇動作タイミングを規定し、小型電池で動作する無線通信端末や無線ノードが有する送受信部の低電力化を実現した例が示されている。【０００９】
ユビキタスセンサーネットワークは、例えば自然災害等の監視に用いる場合、直径数ｋｍ〜数１００ｋｍの範囲内に各種センサー及び該センサーで取得した情報を送信する無線ノードを分散して配置し、各無線ノードから送信された情報を、サーバ装置等で収集する構成となる。【００１０】
電波は到達距離の二乗に比例して減衰するため、このような広範囲な地域に配置された各無線ノードからサーバ装置で情報を受信するためには、各無線ノードが大きな電力で電波を送信する必要がある。そのため、各無線ノードで大きな電力を消費してしまう。【００１１】
また、上記特許文献２及び特許文献３に記載されたネットワークでは、数ｋｍ〜数１００ｋｍ程度の遠方に配置された無線通信端末と時刻同期を図るために、無線基地局やサーバ装置から大電力で電波を送信する必要がある。そのため、無線基地局やサーバ装置で大きな電力を消費してしまう。【００１２】
なお、無線基地局やサーバ装置から時刻同期のための情報を送信することなく、各無線通信端末間の時刻を同期させるための方法として、例えば各無線通信端末にそれぞれ電波時計を内蔵する構成が考えられる。しかしながら、電波時計を内蔵すると、各無線通信装置のコストが大幅に増大するため、数千〜数万個の無線通信装置を利用するユビキタスセンサーネットワークに適用するのは困難である。【００１３】
また、上述した従来の無線通信システムのように、無線基地局から大電力の電波を送信する場合、複数の無線通信システムが任意の地域内に混在すると、各無線通信システムで送受信される電波が干渉する問題がある。例えば、任意の無線通信システムに所属する無線基地局近傍に配置された他の無線通信システムに所属する無線通信端末は、該無線基地局から送信される電波の影響を強く受けるため、自機が所属する無線通信システムの無線基地局から送信された電波を受信することが困難になる。このような場合、自機が所属する無線通信システムの無線基地局から送信される電波を受信するためには、受信した電波を大きな利得で増幅し、さらに増幅した信号から所望の信号を検出するために高機能なフィルタ回路や信号処理回路が必要になる。そのため、無線通信端末は大きな電力を消費することになり、かつ高機能な回路が必要となるために高価となってしまう。
【発明の開示】
【００１４】
そこで、本発明は、ユビキタスセンサーネットワークに好適な、低消費電力でかつ低価格な無線通信方法及びシステムを提供することを目的とする。
【００１５】
上記目的を達成するため本発明では、複数の無線ノードの時刻を同期させるための時刻同期信号をマルチホップにより各無線ノードへ送信する。
【００１６】
無線ノードは、複数の無線ノードの時刻を同期させるための時刻同期信号を受信すると、該時刻同期信号の送信元と異なる、隣接する無線ノードへ該時刻同期信号を転送する無線送受信部を有する。
【００１７】
上記のような構成では、各無線ノードは、隣接する無線ノードまで所定の周期毎に時刻同期信号を送信するだけでよく、時刻同期のために必要最小限の送信電力しか消費しない。したがって、各無線ノードの消費電力を抑制しつつ、不要な電波輻射も抑制できるため、無線通信システム全体の信号対ノイズ強度比（Ｓ／Ｎ比）を高い値で保つことができる。また、無線ノードの消費電力を大幅に低減できるため、小型で低コストの電池でも数年間のメンテナンスフリーな動作を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示した無線ノードの一構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は図２に示した無線ノードの消費電力の変動の様子を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は本発明の無線通信システムの送受信動作の一例を示す模式図である。
【図５】図５は本発明の無線通信システムの第１実施例を示す図であり、無線ノードが有する無線送受信部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は本発明の無線通信システムで用いるパケットの一構成例を示す模式図である。
【図７】図７は本発明の無線通信システムの第２実施例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明について図面を参照して説明する。【００２０】
図１に示すように、本発明の無線通信システムは、無線通信が可能な複数の無線ノード１と、無線ノード１と情報を送受信するサーバ装置３とを有する。なお、図１では、１０台の無線ノード１と１台のサーバ装置３とを有する構成を示しているが、無線ノード１やサーバ装置３の数はこれに限定されるものではなく、それぞれ幾つであってもよい。また、図１では、サーバ装置３として移動端末を例示しているが、サーバ装置３は、無線ノード１と情報を送受信するための無線通信装置を備えていれば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で実現できる。なお、図１に示す無線通信システムに無線ノード１と無線通信を行う無線基地局を備え、無線ノード１とサーバ装置３間の通信を無線基地局が中継する構成であってもよい。その場合、サーバ装置３と無線基地局間は、無線手段を用いて通信を行ってもよく、有線による通信手段を用いて通信を行ってもよい。【００２１】
上述したユビキタスセンサーネットワークでは、通信を間欠的に行うことで各無線通信装置の総消費電力を抑制し、小型電池でも数年間のメンテナンスフリー動作の実現を目指している。このような間欠動作する装置間の無線通信を可能とするためには、各無線通信装置の時刻を同期させることが重要となる。【００２２】
本発明の無線通信システムでは、各無線ノード１の時刻を同期させるための時刻同期信号をサーバ装置３から各無線ノード１に対して所定の周期毎に発信する。そして、本発明の無線通信システムを構成する複数の無線ノード１及びサーバ装置３は、隣接する無線ノード１間、またはサーバ装置３と隣接した無線ノード１またはサーバ装置３間とのみ無線通信がそれぞれ可能な構成とする。そのため、サーバ装置３から発信された時刻同期信号は、最初にサーバ装置３と隣接する無線ノード１へ送信され、該サーバ装置３と隣接する無線ノード１からサーバ装置３と最も遠い無線ノード１まで、中間に位置する他の無線ノードにより順次転送される。同様に、サーバ装置３から任意の無線ノード１へ向けて発信されたコマンドやデータ等の任意の情報を含む信号は、最初にサーバ装置３と隣接する無線ノード１へ送信され、該サーバ装置３と隣接する無線ノード１から送信先の無線ノード１まで、中間に位置する他の無線ノードにより順次転送される。【００２３】
一方、任意の無線ノード１からサーバ装置３へ向けて発信された信号は、最初に該無線ノード１と隣接する他の無線ノード１へ送信され、送信先のサーバ装置３まで中継する他の無線ノード１により順次転送される。【００２４】
すなわち、時刻同期信号はマルチホップにより全ての無線ノード１へ送信される。また、サーバ装置３から任意の無線ノード１へ向けて発信された信号は、時刻同期信号の転送順と同じ順序で送信先の無線ノード１までマルチホップにより転送される。任意の無線ノード１からサーバ装置３へ向けて発信された信号は、複数の無線ノード１による時刻同期信号の転送順と逆の順序でマルチホップにより転送される。【００２５】
なお、図１に示す無線通信システムは、最初に無線ノード１とサーバ装置３とにより構成されるユビキタスセンサーネットワークを設置するときのみ、各無線ノード１に対して初期設定のための各種情報がサーバ装置３より通知され、複数の無線ノード１及びサーバ装置３によりネットワークが再構築される。初期設定の処理が終了すると、各無線ノード１はサーバ装置３の関与なしに隣接する無線ノード１と互いに無線通信が可能になる。【００２６】
図２に示すように、無線ノード１は、各種情報を取得するセンサー１１と、センサー１１で取得した情報を処理するＭＣＵ１２と、ＭＣＵ１２の処理で必要な各種データを保持するメモリ１３と、上記初期設定のための各種情報やＭＣＵ１２を動作させるためのプログラム等が格納される記録媒体１４と、複数のアンテナ１５（図２ではアンテナ１５１、１５２）を介して隣接する無線ノード１やサーバ装置３等と各種情報を送受信するための無線送受信部１６と、無線送受信部１６を所定の周期毎に動作させるためのＷａｋｅ−Ｕｐ信号を生成するカウンタ回路１７と、カウンタ回路１７にクロックを供給する水晶発振器１８と、無線ノードが備える各装置に電力を供給するバッテリー１９とを有する。記録媒体１４にはＥＥＰＲＯＭや磁気記録装置等のように書き換え可能な記憶装置が用いられる。【００２７】
本実施形態の無線ノード１は、図２に示す水晶発信器１８及びカウンタ回路１７のみが常時動作し、カウンタ回路１７からは所定の周期毎にＷａｋｅ−Ｕｐ信号が出力され、無線送受信部１６が起動する。また、無線送受信部１６からは時刻同期信号に同期してカウンタ回路１７へリセット（ＲＳＴ）信号が供給され、カウンタ回路１７はリセット（ＲＳＴ）信号によりカウント値を初期値に設定する。そのため、各無線ノード１では、それぞれの無線送受信部１６が同期して起動し、間欠的に動作する。【００２８】
無線送受信部１６は、Ｗａｋｅ−Ｕｐ信号により動作を開始すると、サーバ装置３または隣接する無線ノード１から送信された時刻同期信号を受信し、上記リセット（ＲＳＴ）信号をカウンタ回路１７へ出力すると共に受信した時刻同期信号を、その送信元とは異なる隣接する他の無線ノード１へ転送する。【００２９】
無線送受信部１６は、受信信号が予め通信相手として許可された無線ノード１またはサーバ装置３から送信された信号であるか否かを判定する認証制御部１６１を備えている。認証制御部１６１は、受信信号が、通信相手として許可された無線ノード１またはサーバ装置３（すなわち、自機と同一のネットワークに所属する装置）から送信された信号であるか否かを判定する。そして、受信信号が通信相手として許可された無線ノード１またはサーバ装置３から送信された信号である場合は、該受信信号の宛先が自ノードであるか否かを判定する。無線送受信部１６は、受信信号の宛先が自ノードである場合は、該受信信号に含まれるコマンドやデータにしたがって必要に応じてＭＣＵ１２に所定の処理を実行させ、処理結果を含む信号を隣接する無線ノード１を介して発信元の無線ノード１またはサーバ装置３へ向けて送信する。受信信号の宛先が自ノードでない場合は、該受信信号をその宛先の無線ノード１へ向けて隣接する無線ノードへ転送する。【００３０】
図３に示すように、本発明の無線通信システムが備える無線ノード１は、水晶発信器１８及びカウンタ回路１７の電力（図のCOUNTER  +  X’tal）のみ常時消費し（数μＷ程度）、無線送受信部１６による時刻同期信号の送受信処理で所定の周期毎に間欠的に電力を消費する（図のＳｓｙｎｃ）。そして、時刻同期信号以外の信号を受信したときのみ（図のＳｉｎ）、ＭＣＵ１２等により所定の処理を実行し、その処理結果を含む信号を無線送受信部１６から発信元の無線ノード１やサーバ装置３へ向けて発信する。このときは、処理内容に応じた電力が消費される。【００３１】
したがって、無線ノード１は、通常、時刻同期信号を間欠的に送受信するだけであり、その通信相手は隣接する他の無線ノード１であるため、その処理に要する電力は必要最小限で済む。そのため、本発明によれば、各無線ノード１の消費電力を抑制しつつ、不要な電波輻射を抑制できるため、無線通信システム全体の信号対ノイズ強度比（Ｓ／Ｎ比）を高い値で保つことができる。また、無線ノード１の消費電力を大幅に低減できるため、小型で低コストな電池でも数年間のメンテナンスフリーな動作を実現できる。【００３２】
本発明の無線通信システムの送受信動作の一例を図４に示す。なお、図４は、サーバ装置３から時刻同期信号Ｓｓｙｎｃ及び時刻同期信号以外の任意の信号がそれぞれ発信され、サーバ装置３に最も近い無線ノード１１から最も遠い無線ノード群１６へ向けてそれらの信号が順次転送され、さらに上記任意の信号に対する信号が最も遠い無線ノード群１６からサーバ装置３へ向けて順次転送される様子を示している。【００３３】
図４に示すように、まずサーバ装置３が所定の周期毎に時刻同期信号Ｓｓｙｎｃを発信すると、サーバ装置３と隣接する無線ノード１１は、サーバ装置３から受信した時刻同期信号Ｓｓｙｎｃを隣接する無線ノード群１２及び無線ノード１３へ転送する。同様に、無線ノード１３は、無線ノード１１から受信した時刻同期信号Ｓｓｙｎｃを隣接する無線ノード群１４及び無線ノード１５へ転送する。また、無線ノード１５は、無線ノード１３から受信した時刻同期信号Ｓｓｙｎｃを隣接する無線ノード群１６へ転送する。以上の手順により、サーバ装置３から最も遠い無線ノード群１６まで時刻同期信号Ｓｓｙｎｃがマルチホップにより転送される。【００３４】
ところで、図４に示した無線ノード１１，１３，１５では、受信信号を他の無線ノードへ転送するための処理時間が必要であるため、隣接する無線ノード間では時刻同期に誤差が生ずる。【００３５】
ここで、無線ノード１１と無線ノード群１２間で時刻同期信号を送受信する際に生じる遅延時間を第１の遅延時間Ｔｄ１とし、無線ノード１１と無線ノード１３間で時刻同期信号を送受信する際に生じる遅延時間を第２の遅延時間Ｔｄ２とすると、各無線ノード間の距離は必ずしも同一ではないため、第１の遅延時間Ｔｄ１と第２の遅延時間ｔｄ２とは異なる値となる。【００３６】
しかしながら、第１の遅延時間Ｔｄ１及び第２の遅延時間ｔｄ２の差（｜Ｔｄ１−Ｔｄ２｜）は、それぞれの値（Ｔｄ１もしくはＴｄ２）に比べて十分に小さいため無視できる。したがって、ここでは説明を簡略化するために、第１の遅延時間Ｔｄ１を、各無線ノード間の転送に要する遅延時間として定義する。また、サーバ装置３から無線ノード１の方向へ時刻同期信号以外の信号を送信する際に要する期間をＤｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗと定義し、無線ノード１からサーバ装置３の方向へ時刻同期信号以外の信号を送信する際に要する期間をＵｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐと定義する。【００３７】
Ｄｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗでは、時刻同期信号Ｓｓｙｎｃと同様に第１の遅延時間Ｔｄ１だけ遅れて信号が転送される。一方、Ｕｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐでは、信号の往復でそれぞれ遅延が発生するため、実際に信号を送信できる期間は、定義されたＵｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐから第１の遅延時間Ｔｄ１の２倍の時間を引いた時間となる。このため、本発明の無線通信システムでは、Ｕｐ  ｌｉｎｋ期間ＴｄｗをＤｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐに比べて長い時間に設定する。または、Ｕｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐにおける通信速度を、Ｄｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗにおける通信速度よりも高速にする。このようにＵｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗ及びＤｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐの期間長または通信速度の関係を規定することで、上記遅延時間による無線ノード間の時刻同期の誤差による影響を低減できる。
（第１実施例）
図５は本発明の無線通信システムの第１実施例を示す図であり、無線ノードが有する無線送受信部の構成を示すブロック図である。【００３８】
図５に示すように、本実施例では無線送受信部１６に２種類の搬送周波数に対応する２つの第１の送受信部１６２及び第２の送受信部１６３を備えている。【００３９】
上述したように、本発明ではＵｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐにおける通信速度をＤｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗにおける通信速度よりも高速に設定する。そのため、本実施例では、Ｄｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗの通信に、比較的低い搬送波（例えば４００ＭＨｚ帯）に対応する第１の送受信部１６２を用いる。また、Ｕｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐの通信に、比較的高い搬送波（例えば２．４ＧＨｚ帯）に対応する第２の送受信部１６３を用いる。第１の送受信部１６２及び第２の送受信部１６３には、周知の構成を用いればよいため、ここではその詳細な説明は省略する。【００４０】
日本国電波法によれば、２．４ＧＨｚ帯を搬送波に用いる場合、５４Ｍｂｐｓまでの通信が可能であり、４００ＭＨｚ帯を搬送波に用いる場合、２．４ｋ−４．８ｋｂｐｓ程度の通信が可能である。すなわち、２．４ＧＨｚ帯を搬送波に用いる方が、４００ＭＨｚ帯を搬送波に用いる場合よりも広い通信帯域を利用できるため、通信速度を速めることができる。【００４１】
したがって、本実施例の無線送受信部１６が有する認証制御部１６１は、時刻同期信号以外の信号を受信した場合、まず４００ＭＨｚ帯に対応する第１の送受信部１６２にて受信信号を解析し、通信相手として許可された無線ノード１から送信された信号であると判定した場合は、２．４ＧＨｚ帯に対応する第２の送受信部１６３を起動してＭＣＵ１２による処理結果等を送信する。【００４２】
一般に、ＧＨｚを越える高い搬送波周波数に対応する送受信部は、ＭＨｚ帯の比較的低い搬送波周波数に対応する送受信部に比べて消費電力が大きくなる。本実施例では、消費電力がより大きい第２の送受信部１６３が、例えばサーバ装置３等から処理が要求された場合のみ動作するため、無線ノード１の消費電力が抑制される。また、比較的消費電力が少ない第１の送受信部１６２についても所定の周期毎に送信される時刻同期信号の送受信でのみ用いるため、消費電力が必要最小限で済む。【００４３】
図６に示すように、本実施例では、情報の送受信に用いるパケットとして送信元及び送信先（宛先）の識別コード(Sender/Receiver  Address)をそれぞれ備える構成とする。【００４４】
通信パケットは、左側より右側の時間順に送受信される。図６に示す無線通信パケットは、時刻同期信号、プリアンブル信号（Preamble）、フレーム開始信号（Start  of  Frame）、チャネル指定信号（Channel）、セッション番号指定信号（Session  No）、アドレス［受け側アドレス、送り側アドレス］（Address［Receiver  Address,  Sender  Address］）、ディスパッチ制御（Dispatch  Control）、シーケンス番号（Sequence  No）、フレーム長（Frame  length）、ＭＡＣデータ（MSDU:  MAC  service  Data  Unit）、フレームチェック（FCS:  Frame  Check  Sequence）より構成される。なお、時刻同期信号は通信パケットに含まれていることが重要であり、通信パケット内での位置はどこでもよい。【００４５】
図６に示すパケットの構成は、あくまでも一例であり、上記送信元及び送信先（宛先）の識別コードをそれぞれ備えていれば、その他の情報はどのようなものであってもよい。したがって、送信元及び送信先（宛先）の識別コード以外の情報については、本発明と関係するものではないため、ここではその説明を省略する。【００４６】
このようなパケットを送受信することで、無線送受信部が有する認証制御部４は、受信信号が自機の所属するネットワークの他の無線ノード１あるいはサーバ装置３から発信されたものであるか否かを確実に判定できる。そのため、上記比較的低い周波数（例えば４００ＭＨｚ帯）に対応する送受信部、及び比較的高い周波数（例えば２．４ＧＨｚ帯）の送受信部を誤って動作させることが無くなるため、消費電力の増大が抑制される。【００４７】
（第２実施例）
図７は本発明の無線通信システムの第２実施例の構成を示すブロック図である。【００４８】
図７に示す無線通信システムは、センサーとして監視カメラ４を備えた複数の無線ノードを有するユビキタスセンサーネットワークの一例を示している。【００４９】
図７に示す無線通信システムは、サーバ装置３により所定の無線ノード１に監視カメラ４で撮影した映像信号の転送命令を送信し、サーバ装置３に指定された無線ノード１から映像信号がサーバ装置３に複数の無線ノードを中継して転送される例である。【００５０】
映像信号の転送命令は数ｂｙｔｅ程度の情報であり、映像信号は数十から数百ｋｂｙｔｅのデータであるため、図７に示した無線通信システムは、例えばＤｏｗｎ  ｌｉｎｋ期間Ｔｄｗで２．４ｋｂｐｓの低速通信を用い、Ｕｐ  ｌｉｎｋ期間Ｔｕｐで１０Ｍｂｐｓの高速通信を用いている。【００５１】
本発明の無線通信方法を適用すれば、図７に示すようなユビキタスセンサーネットワークを低電力でかつ低価格で実現できる。なお、図７に示したユビキタスセンサーネットワークは、例えば施設の安全性や人の入退場を監視するための保安システム、あるいは物流の管理や医療現場における患者の監視等、広範囲な用途にも適用可能である。
【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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【国際調査報告】
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