(57)【要約】通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムにおいて、少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の動作を制御する方法及び通信システムであって、送信機から受信機に送信されるメッセージ・フレームを含む信号が、後の信号の送信時間を示すメッセージ部分を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムにおいて、少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の動作を制御する方法であって、
送信機から受信機に送信されるメッセージ・フレームを含む信号が、後の信号の送信時間を示すメッセージ部分を含み、
それによって、前記の少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の、省電力状態から及び／又は省電力状態への遷移が容易となる方法。
【請求項２】
後の信号、例えば後のデータフレームの送信時間を示す前記メッセージ部分は、前記受信機に送信されるべき次の信号の送信時間に関係することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
送信時間を示す前記メッセージ部分が当該信号の次の期間に関係することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
送信時間を示す前記メッセージ部分は計時基準、例えば各ノードで又は関係するノードの中の少なくとも一つで確立された計時基準に関するタイム・ポイントに関係することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記送信機は、前記信号の送信を終えた後に、好ましくは前記受信機から確認信号を受信した後に特別のモード、例えばスリープ・モード、省電力モードに移行することを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項６】
前記送信機は前記受信機からの応答を所定の時間待機するように制御され、そしてもし応答がないときは前記信号を再送信するように制御されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記送信機は、もし応答がないときは前記信号を所定回数再送信するように制御されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記送信機は、前記メッセージ部分によって示される送信時間に、又はその前に通常の動作モードに移行するように制御されることを特徴とする請求項５乃至７のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項９】
前記受信機は、前記信号を受信した後に、好ましくは確認信号を送信した後に、可能には更なる再送信時間の後に、特別のモード、例えばスリープ・モード、省電力モードに移行することを特徴とする請求項１乃至８のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信機は送信機からの前記信号を受信した後に確認信号を送信するように制御され、その後で、前記受信機は受信モードで送信機からの再送信を待機することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記受信機は、前記特別のモードに入る前に、受信モードで、少なくとも送信機のための送信スロットに対応する期間待機することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記受信機は、前記メッセージ部分によって示される送信時間に、又はその前に、通常の動作モードに移行するように制御されることを特徴とする請求項９乃至１１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、例えば前記受信機が前記時間を示すメッセージ部分を受信しなかった場合に、又は前記送信機が、前記受信機からの、前記時間を示すメッセージ部分の受信の確認を受信しなかった場合に、同期を復旧させるステップを含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１４】
前記同期を復旧させるステップは、受信機との通信を確立するまで送信機の動作モードを変更し、その後に通常の動作モードを復旧することができるステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記同期を復旧させるステップは、送信機ユニットの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記同期を復旧させるステップは、送信機との通信が確立するまで受信機の動作モードを変更し、その後に通常の動作モードを復旧することができるステップを含むことを特徴とする請求項１３，１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記同期を復旧させるステップは、受信機ユニットの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記送信機及び／又は前記受信機それぞれの特別のモードは、スリープ・モード、例えば無線周波数動作部分、例えば無線周波数送信機又は受信機の低電力消費モードを含むことを特徴とする請求項１乃至１７のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は少なくとも一つの受信機は各々トランシーバ（送受信機）の構成を含むノードの部分を形成することができることを特徴とする請求項１乃至１８のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項２０】
前記通信システムは、少なくとも二つのノードを含み、そのノードの各々はワイヤレス送信、例えば無線周波数送信のための少なくとも送信機及び／受信機を含むことを特徴とする請求項１乃至１９のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項２１】
後の信号のための前記送信時間はランダムに、好ましくは所定のインターバルから選択されることを特徴とする請求項１乃至２０のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも一つの送信機及び一つの受信機を含む通信システム、例えば、制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムにおいて、前記少なくとも一つの送信機は、信号を前記少なくとも一つの受信機に送信するとき、後の信号のための送信時間を示すメッセージ部分を含むことができるように構成されており、前記システムは、後の信号のための送信時間を示す前記メッセージ部分に依存して、前記少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の、省電力状態からの及び／または省電力状態への遷移を容易にするための手段を含む、通信システム。
【請求項２３】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機は計時手段を含むことを特徴とする請求項２２に記載の通信システム。
【請求項２４】
前記少なくとも一つの受信機は、後の信号のための送信時間を示す受信したメッセージ部分に応じて、少なくとも二つの動作モード間の切り替えをするための制御手段を含むことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の通信システム。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの送信機は、後の信号のための送信時間を示す送信されたメッセージ部分に応じて、少なくとも二つの動作モード間の切り替えをするための制御手段を含むことを特徴とする請求項２２，２３又は２４に記載の通信システム。
【請求項２６】
前記少なくとも二つの動作モードは、通常の動作モードとスリープ・モード、例えば省電力モードを含むことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の通信システム。
【請求項２７】
前記送信機及び／又は受信機のスリープ・モード、例えば省電力モードは、スリープ・モード、例えば無線周波数動作部分、例えば無線周波数送信機又は受信機の低電力消費モードをそれぞれ含むことを特徴とする請求項２６に記載の通信システム。
【請求項２８】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は前記少なくとも一つの受信機はバッテリ電源手段を含むことを特徴とする請求項２２乃至２７のうちの一つ又はそれ以上に記載の通信システム。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は前記少なくとも一つの受信機は、手段、例えば、同期の欠如を判断するための制御手段、及び同期復旧処理を開始する手段含むことを特徴とする請求項２２乃至２８のうちの一つ又はそれ以上に記載の通信システム。
【請求項３０】
前記システムは、請求項１乃至２１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法に従い動作するように構成されていることを特徴とする請求項２２乃至２９のうちの一つ又はそれ以上に記載の通信システム。
【請求項３１】
例えば制御システム、リクエスト・システム及び／又は応答指令システムにおける測定値を更新するための、請求項１乃至２１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法、及び／又は請求項２２乃至３０のうちの一つ又はそれ以上に記載のシステムの用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令（interrogation）信号等を送信するためのシステムにおける、少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の動作を制御する方法に関する。
【０００２】
本発明は、また、少なくとも一つの送信機及び一つの受信機を含む通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムに関する。
【０００３】
更に、本発明は、本発明に従う方法及び／又はシステムの用法に関する。
【背景技術】
【０００４】
片方向又は双方向の通信が無線（wireless）送信、例えば無線（radio）周波数送信によってノード間で、例えばユニット、装置等の間で行われるシステムでは、そのシステムの他のノード等からメッセージ、データフレーム等の信号が送信された場合に、ノード、例えば装置が、その送られてきた信号を受信できることが重要である。これは、通常、当該ノードを常に受信モードにすれば、例えば必要な全ての回路、特に無線周波数回路を連続してアクティブにすれば、達成できる。この方法は勿論、当該ノードの全体の電力消費に大きく寄与してしまうであろう。
【０００５】
それ故、かかるシステム及びそのシステムに使用されるノードを、電力消費が減るように設計し及び／又は動作させる必要がある。この必要性は、かかるシステムに含まれるノードの多くが、最大電力、定格及び／又は容量の制限されている電源システム、例えばバッテリ電源に依存しているという事実のため、いっそう増大している。
【０００６】
更に、かかるシステム及び／又は動作方法を設計する際は、時間遅れなしに、又は許容範囲を超えた、例えば特定の状況での許容範囲を超えた時間遅れなしに、ノードに対するあるいはノード間での通信を確立できる必要性について留意しなければならない。
【０００７】
国際公開００／２８７７６Ａ１は、制御システムにおける送信機と受信機ユニット（複数）を動作する方法に関する。受信機ユニットの電力消費を減らすために、これらの中の一つ又は各々を、送信ユニットの送信サイクルと同期した特定の時間インターバルで作動させる。送信ユニットは、例えば３００ｍｓｅｃのインターバルで、予め決めたかつ一定の、例えば４分の間隔（distance）で送信インターバル間に送信する。もし送信ユニットが複数の受信機ユニットに送信するならば、それぞれの受信機ユニットに対応する送信インターバル間の間隔は互いに異なってもよいが、特定の受信機ユニットに対するインターバル間の間隔は一定とされる。送信機から受信機ユニットに送信される規則的な（正規の）信号はインターバル間の間隔に関する情報を含まないが、その間隔に関する情報を含む特定の同期信号がインターバル間の途中で送信機によって送信される。そこで、もし受信機ユニットが同期から外れると、そのような同期信号が受信されるまでアクティブのままとなる。そのとき受信機は、同期信号を受信した時から測定して、その受信機がアクティブでなければならない次のインターバルを、即ち、前記一定の間隔の半分として、例えばその一定の間隔が４分間であるならば２分間と判断することができる。
【０００８】
このように、国際公開００／２８７７６Ａ１の従来技術は、受信機ユニットに対するエネルギーの節約のみに関係し、送信機ユニットには関係しないことが明らかである。更に、送信機は各期間の間と特定の時間とで、即ち、正確には規則的な送信インターバルの間で、別々の同期信号を送るように構成しなければならない。更に、注意することは、送信間の間隔のみならず送信周波数もまた、この従来技術のシステムでは一定であるということである。
【０００９】
国際公開９９／４６７４５Ａ２は数個の第１のステーションから一個の第２のステーションにデータを送信する方法に関する。この方法によると、送信は、連続的に繰り返されるタイム・ウィンドウで配置される。これらのタイム・ウィンドウにはスロットが配置されるが、それは即ち、第１，第２のスロットで、第２のステーションからそれぞれ同期メッセージ、選択メッセージを送信するためのものである。同期メッセージは第１のステーションのクロックを第２のステーションのクロックと同期させる役目を果たす。選択メッセージは第１のステーションとその第１のステーションからデータを送信するための対応するスロットとの識別表示（ＩＤ）を送信する役目を果たす。第１のステーションからデータを送信するためのこれらのスロットは、選択信号の後すぐに続く。これらのスロットにおいて、それぞれの第１のステーションが、それぞれのスロットでデータを第２のステーションに送信する。そこで、各第１のステーションは、同期メッセージと選択メッセージとをそれぞれ送信するための第１と第２のスロットの間、アクティブでなければならない。この後、各第１のステーションは、その受信機をスイッチ・オフすることができるが、送信機は、割り当てられた応答タイム・スロットでアクティブである必要がある。このタイム・スロットで当該第１のステーションからデータを第２のステーションに送信した後で、このステーションは、その送信機を再度スイッチ・オフすることができる。当該タイム・ウィンドウが終了した後に直ちに新たなタイム・ウィンドウが始まるとき、第１のステーションの受信機は再びアクティブになる必要がある。別の実施形態に拠れば、更なるスロットが含まれ、この場合は、命令（コマンド）メッセージ・スロットが選択メッセージ・スロットと応答スロットとの間に含まれる。これらのスロットでは、応答タイム・スロットに関する情報が与えられ、またこれに加えて、第１のステーションに対する更なる命令（インストラクション）が与えられてもよい。
【００１０】
そこで、この従来技術のシステムは、一般的な同期メッセージがサイクル毎に送信されることを必要とし、また、同期メッセージが送られている間は第１のステーションの受信機がアクティブとなり／スイッチ・オンされていることを必要とする。更に、これらの受信機は、続く選択メッセージ・スロットに対しても同様にスイッチ・オンされる必要がある。そこで、全ての受信機は、当該第１のステーションに送信すべき情報がない場合にも、あるいは当該第１のステーションから応答の必要がない場合にもアクティブでなければならない。更に、注意することは、第２のステーションは常にアクティブでなければならないことである。最後に、システムの周期性の故に、たとえアクティブであることが要求されていない、あるいは制限されている場合でも、同期メッセージ及び選択メッセージの送受信のために或る程度の電力消費が存在するであろう。
【００１１】
ＥＰ０５２９２６９Ａ２は、バッテリ動作のコンピュータの無線リンク・アダプタを、バッテリの電力を節約するために制御する方法及び装置に関する。マルチ・アクセス・プロトコルが用いられ、このプロトコルでは、時間が所定長のフレームに分割されかつこれらのフレームがスロットに分割される。フレームは、これは周期的に繰り返されるが、３つのサブフレームに分割される。一つはデータ・パケットを基地ステーションからモバイル・ユニット（複数）に送信するためのものであり、他の二つは他の方法での送信を許可するためのものである。各サブフレームはヘッダを有し、そのヘッダでは、モバイル・ユニットがスロット毎に割り当てられている。そこで、最初のサブフレームでは、モバイル・ユニットの受信機が、割り当てられたスロットでアクティブになってさえすればよく、そしてこれに対応し、送信機に対しては次に続く２つのスロットでアクティブになってさえすればよい。それ故、バッテリ電力の消費は減る。しかしながら、前述の如く、同期は繰り返し実行されなければならず、また受信機では、当該モバイル・ユニットへまたそのモバイル・ユニットから送信する必要がない場合でも、ヘッダ毎に電源がＯＮされていなければならない。
【００１２】
ＥＰ０７４８０８５Ａ１は、バッテリ動作のモバイル・ユニットを複数含むシステムに関する。そのユニットの一つはマスタ・ユニットとして指定され、残りはスレーブ・ユニットとして指定される。マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の通信が、即ち、それぞれのスレーブ・ユニットが今も存在しているかどうか（参加しているかどうか）を判断するための通信が、相当な所定の長さの期間（period）で、例えば２０分の長さのサブ・ウィンドウに分割された１時間のタイム・ウィンドウで、周期的に行われる。スレーブ・ユニットは各々スロットに割り当てられ、それぞれのスロットでアクティブでさえあればよく、そのためスレーブ・ユニットに対するバッテリの消費は減る。しかしながら、前述したように、送信された情報は、存在しているかどうかについての情報に限定される。更に、全てのスレーブは期間毎にアクティブである必要があり、また期間が固定長でありまた周期（cycle）が相当な長さであることのために、この従来技術のシステムの適用可能性は制限されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題及び問題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明の目的は、通信システムにおける少なくと一つの送信機及び／又は一つの受信機の動作を制御する改良された方法を提供することである。
【００１４】
そこで、また、本発明の目的は、上記したような通信システムにおける少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の動作を制御する方法を提供し、その方法によって、システムにおける少なくとも二つのノード間の通信、例えば片方向及び／または双方向の通信を、電力消費を低減して行えるようにすることである。
【００１５】
本発明の目的は、また、少なくと一つの送信機及び一つの受信機を含む通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムを提供し、省電力での通信を可能にすることである。  
【００１６】
本発明の目的は、また、上述した信号を、確実に、又、許容範囲を超えた時間遅れなしに確立することのできる通信によって送信するための方法及びシステムを提供することである。
【００１７】
本発明の更なる目的は、通常のモードの動作に比べ、また従来の省電力システムに比べ、顕著な電力消費の低減を可能とするような方法及びシステムを提供することである。
【００１８】
本発明の更なる目的は、フレクシブルに、又、通信を選択して行えるデータの送信及び／又は受信を確立できるような方法及びシステムを提供することである。
【００１９】
本発明の目的は、また、周期的に動作して同期メッセージを周期的に送信する必要性が回避されるような方法及びシステムを提供することである。
【００２０】
本発明の更なる目的は、そのような方法及び／又はシステムに対する有利な用法を提供することである。
【００２１】
これらの及びその他の目的は、以下に詳細に述べる発明によって達成される。
【００２２】
以下において、本発明を説明し及び請求項に記載するとき、複数の動作モードについて言及する。これらの内容を明確にするために、これらのモードについて、ここで簡単に説明しよう。
【００２３】
送信機は二つのモードで動作することができる。即ち、通常の（normal）アクティブな（能動的な）モードとスリープ・モードである。前者では、例えば送信を行っているか又は送信の準備ができており、後者では、送信機の幾つかの部分、特に無線周波数回路又はその一部が多かれ少なかれ非能動化される。
【００２４】
受信機は二つのモードで動作することができる。即ち、通常の（normal）アクティブな（能動的な）モードとスリープ・モードである。前者では、例えば受信を行っているか又は受信の準備ができており、後者では、受信機の幾つかの部分、特に無線周波数回路又はその一部が多かれ少なかれ非能動化される。
【００２５】
トランシーバ（送受信機）は同様に二つのモードで動作することができる。即ち、通常の（normal）アクティブな（能動的な）モードとスリープ・モードである。前者では、例えば送信／受信を行っているか又は送信又は受信の準備ができており、後者では、トランシーバの幾つかの部分、特に無線周波数回路又はその一部が多かれ少なかれ非能動化される。
【００２６】
それ故、少なくとも送信機と受信機とを含むシステムは、通常の動作モードになることができる。そのモードでは、少なくと一つの送信機と少なくとも一つの受信機が常に通常のアクティブなモードとなっている。
【００２７】
更に、そのようなシステムは省電力モードになることができる。そのモードでは、送信機及び／又は受信機（もしシステムに含まれているならば、及び／又はトランシーバ）がある期間スリープ・モードになることができる。本発明は、そのような特徴をもったシステム及び方法に関係する。そのようなシステムの特定の実施形態は、以下においては、例えばロング・プリアンブル・モードに従って動作するロング・プリアンブル・モード・システムと呼ばれる。他方、別の特定の実施形態は、例えば時間制御ポール・モードに従って動作する時間制御ポール・モード・システムと呼ばれる。
【００２８】
本発明は、通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムにおいて、少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の動作を制御する方法であって、送信機から受信機に送信されるメッセージ・フレームを含む信号が、後の信号の送信時間を示すメッセージ部分を含み、それによって、前記の少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の、省電力状態から及び／又は省電力状態への遷移（移行）を容易にする方法に関する。
【００２９】
これにより、当該ノード、例えばマスタ・ノード及びスレーブ・ノードの一方又は両方がスリープ・モードに入っても、再度予定された通信に従事することができる。それにより、当該ノードの一方又は両方に対する電力消費を低減する幾つかの可能性を提供しながら、所定の或いは前もって予定された通信を確実に実行することができる。勿論、そのような方法は、片方向通信のみならず双方向通信もまた用いて実行することができる。
【００３０】
更に本発明に従う方法によって、同期メッセージ等を定期的に送信しなければならない必要性を回避し、それにより全体の電力消費をも低減している。また、従来技術のシステムに比べて、例えば異なる受信機又はスレーブ・ユニットに対する送信パターン、スリープ・モード期間の長さ、複数の異なる受信機又はスレーブ・ユニットが含まれている場合の選択性等について、高度のフレキシビリティが得られる。
【００３１】
好ましくは、請求項２に記載するように、後の信号、例えば後のデータフレームの送信時間を示す前記メッセージ部分は、前記受信機に送信されるべき次の信号の送信時間に関係させることができる。これによって、スレーブ・ノードはスリープ・モードに入り、全期間このモードのままでいることができ、これによって最適な電力の低減を達成することができる。しかしながら、もしそれが有利であると分かったら、スレーブは、例えば別の予め決められた受信パターンに従って、当該期間、例えば前もって予定された送信の間アクティブになることができる。
【００３２】
有利には、請求項３に記載するように、送信時間を示す前記メッセージ部分が当該信号の次の期間に関係させることができる。これによって、マスタ・ノードだけでなくスレーブ・ノードも、メッセージを受信した時刻からの経過時間を測定することによって次の送信時間を判断することができる。
【００３３】
好ましい実施形態では、請求項４に記載するように、送信時間を示す前記メッセージ部分は計時基準、例えば各ノードで、又は関係するノードの中の少なくとも一つで確立された計時基準に関するタイム・ポイント（point of time）に関係させることができる。これによって、次の送信時間を、例えば、当該ノードに普通に含まれている汎用の計時手段を用いて、簡単に判断することができる。注意することは、計時手段は規則的に同期がとれることである。例えば、メッセージがマスタからスレーブに送信される毎に、マスタの計時基準がメッセージに含まれ、必要ならば、スレーブ・ノードが自身の計時基準を調整することができる。
【００３４】
有利には、請求項５に記載するように、前記送信機は、前記信号の送信を終えた後に、好ましくは前記受信機から確認信号を受信した後に特別のモード、例えばスリープ・モード、省電力モードに移行することができる。これによって、送信機、例えばマスタ・ノードの側でかなりの省電力を達成できる。勿論、省電力は、ロング・プリアンブル・モードに関しても達成することができる。このモードでは、送信機は、メッセージを送信する必要がある度に、かなりの長さの、例えば５００ｍｓｅｃのプリアンブルを送信するようプログラム化されている。本質的には、このようなロング（長い）・プリアンブルを送信するために必要な消費電力は回避できる、というのは本発明によれば、比較的長さの短いプリアンブルのみ送信する必要があるからである。
【００３５】
更なる好ましい実施形態では、請求項６に記載するように、前記送信機は前記受信機からの応答を所定の時間待機するように制御し、そしてもし応答がないときは前記信号を再送信するように制御することができる。これによって、通信の確実性を向上させることができる、というのは送信されたメッセージが適切に受信されなかったことは検知され、そして新たな試行が行われるからである。更に、注目すべきは、確認メッセージとしての役割を果たすことに加えて、受信機又はスレーブ・ユニットからの応答は、情報、例えば送信機又はマスタ・ユニットに対する測定値等を含むことができることである。
【００３６】
有利には、請求項７に記載するように  前記送信機は、もし応答がないときは前記信号を所定回数再送信するように制御することができる。これによって、信頼できる通信フォームが得られ、一方、同時に、例えば受信機への送信路がブロックされた場合には、通信を確立する試行は確実に続行されない。
【００３７】
好ましくは、請求項８に記載するように、前記送信機は、前記メッセージ部分によって示される送信時間に、又はその前に通常の動作モードに移行するように制御することができる。これによって、マスタは送信されたメッセージ間のほぼ全期間スリープ・モードになることができる。
【００３８】
更に好ましい実施形態では、請求項９に記載するように、前記受信機は、前記信号を受信した後に、好ましくは確認信号を送信した後に、可能には更なる再送信時間の後に、特別のモード、例えばスリープ・モード、省電力モードに移行することができる。これによって、受信機、例えばスレーブ・ノードの側でかなりの省電力が達成できる。省電力はロング・プリアンブル・モードに関しても達成できる。このモードでは、受信機は、ロング・プリアンブル、例えば５００ｍｓｅｃに対応する毎期間の間、受信スロット、例えば１０ｍｓｅｃにおいてアクティブになるようにプログラム化されている。そこで、ロング・プリアンブル・モードでは、受信機は少なくとも１０／５００の時間の間アクティブでなければならない。しかしながら、時間制御ポール・モードでは、全て、実際の使用及び当該送信／受信パターンによって、アクティブな時間と、そこでまた電力消費とを、例えばファクタ（率、係数又は要因）１０００まで減少することができる。
【００３９】
好ましくは、請求項１０に記載するように、前記受信機は送信機からの前記信号を受信した後に確認信号を送信するように制御することができ、その後で、前記受信機は受信モードで送信機からの再送信を待機する。これによって、通信の信頼性は向上することができる、というのは、もし送信された確認メッセージをマスタ・ユニットが適切に受信しなければ、そのことを受信機が検知するから、即ち、再送信をマスタ・ユニットから受信し、新たな試行がなされるからである。更に、注目すべきは、確認メッセージとしての役割を果たすことに加え、受信機又はスレーブ・ユニットからの応答は、情報、例えば送信機又はマスタ・ユニットに対する測定値等を含むことができることである。
【００４０】
有利には、請求項１１に記載するように、前記受信機は、前記特別のモードに入る前に、受信モードで、少なくとも送信機のための送信スロットに対応する期間待機する。もしこのインターバルの間にマスタ・ユニットからの再送信が受信されなかったら、それは、マスタ・ユニットが確認信号と含まれた何らかのデータとを適切に受信したとの確認とみなされる。
【００４１】
有利には、請求項１２に記載するように、前記受信機は、前記メッセージ部分によって示される送信時間に、又はその前に、通常の動作モードに移行するように制御することができる。これによって、スレーブは送信されたメッセージ間のほぼ全期間スリープ・モードになることができる。
【００４２】
更なる好ましい実施形態では、請求項１３に記載するように、前記方法は、例えば前記受信機が前記時間を示すメッセージ部分を受信しなかった場合に、又は前記送信機が、前記受信機からの、前記時間を示すメッセージ部分を受信したことの確認を受信しなかった場合に、同期を復旧させるステップを含むことができる。これによって、信頼できる通信方法が確立される。
【００４３】
有利には、請求項１４に記載するように、前記同期を復旧させるステップは、受信機との通信が確立するまで送信機の動作モードを変更し、その後に通常の動作モードを復旧することができるステップを含むことができる。これによって、例えば、マスタ・ノードの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更することによって、同期を効果的にかつ比較的速やかに回復させ、それによってエラーの時間を最小化することができる。
【００４４】
更なる好ましい形態では、請求項１５に記載するように、前記同期を復旧させるステップは、送信機ユニットの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更するステップを含むことができる。受信機は、ある長さのプリアンブルを送信するが、それにより、ほとんどの場合、単数又は複数の当該受信機がこのプリアンブルの間に確実に受信モードに入る。プリアンブルは、メッセージのペイロード・データが送信されるとき、タイム・ポイント（point in time）に関する情報を含み、また受信機はこれに従って動作する、即ち同期を回復することができる。
【００４５】
好ましくは、請求項１６に記載するように、前記同期を復旧させるステップは、送信機との通信が確立するまで受信機の動作モードを変更し、その後に通常の動作モードを復旧することができるステップを含むことができる。受信機は、信号を、例えばプリアンブルを送信機又はマスタ・ユニットから受信するまで動作モードを一定な受信モードに変更することができる。
【００４６】
有利には、請求項１７に記載するように、前記同期を復旧させるステップは、受信機ユニットの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更するステップを含み、これによって、同期を回復することができ、他方同時に単数又は複数の受信機ユニットの電力消費を制限する。
【００４７】
有利な実施形態では、請求項１８に記載するように、前記送信機及び／又は前記受信機それぞれの特別のモードは、スリープ・モード、例えば無線周波数動作部分、例えば無線周波数送信機又は受信機の低電力消費モードを含むことができる。しかし、無線周波数部分以外の部分でも、例えば計時のために及び再動作のために必要でない部分はスリープ・モードに移行することができる。
【００４８】
有利には、請求項１９に記載するように、前記少なくとも一つの送信機及び／又は少なくとも一つの受信機は各々トランシーバ（送受信機）の構成を含むノードの部分を形成することができる。本発明は片方向通信によって実行するノードを含むシステムに関しているが、スレーブ・ノードだけでなくマスタ・ノードも、トランシーバの構成を含むことができる。その構成はまた、詳細な説明中に示された特定の例（サンプル）から明らかである。
【００４９】
更に、請求項２０に記載するように、前記通信システムは、少なくとも二つのノードを含むことができ、そのノードの各々はワイヤレス送信、例えば無線周波数送信のための少なくとも送信機及び／又は受信機を含む。無線周波数以外の送信手段も利用できる。更に、本発明は複数のマスタ・ノード及び／又はスレーブ・ノードを含むシステムに関連して利用することができる。
【００５０】
更なる有利な実施形態では、請求項２１に記載するように、後の信号のための前記送信時間はランダムに、好ましくは所定のインターバルから選択することができる。これによって、一つより多い送信機またはマスタ・ユニットを含むシステムにおいて、衝突の危険が減少する。
【００５１】
本発明は、また、少なくとも一つの送信機及び一つの受信機を含む通信システム、例えば、制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムに関する。この通信システムでは、前記少なくとも一つの送信機は、信号を前記少なくとも一つの受信機に送信するとき、後の信号のための送信時間を示すメッセージ部分を含むことができるように構成されており、また前記システムは、後の信号のための送信時間を示す前記メッセージ部分に依存して、前記少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の、省電力状態からの及び／または省電力状態への遷移を容易にするための手段を含む。
【００５２】
これにより、当該ノード、例えばマスタ・ノード及びスレーブ・ノードの一方又は両方がスリープ・モードに入っても、再度予定された通信に従事することができる。それにより、当該ノードの一方又は両方に対する電力消費を低減する幾つかの可能性を提供しながら、所定の或いは前もって予定された通信を確実に実行することができる。勿論、そのようなシステムは、片方向通信のみならず双方向通信もまた用いて動作することができる。
【００５３】
更にこのシステムによって、同期メッセージ等を定期的に送信することを容易にするための手段は不要となり、そのため全体の電力消費をも低減した。また、従来技術のシステムに比べ、例えば異なる受信機又はスレーブ・ユニットに対する送信パターン、スリープ・モード期間の長さ、複数の異なる受信機又はスレーブ・ユニットが含まれている場合の選択性等について、高度のフレキシビリティが得られる。
【００５４】
請求項２３に記載するように、前記少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機が計時手段を含むとき、後の信号のための送信時間を示すメッセージ部分は送信機にとって容易に利用可能となり、また前記メッセージ部分を受信機は有効な目的のために容易に利用することができる。これによって、次の送信時間を、例えば、当該ノードに普通に含まれている汎用の計時手段を用いて、簡単に判断することができる。注目すべきは、計時手段は規則的に同期がとれることである。例えば、メッセージがマスタからスレーブに送信される毎に、マスタの計時基準がメッセージに含まれ、必要ならば、スレーブ・ノードが自身の計時基準を調整することができる。
【００５５】
有利な実施形態では、請求項２４に記載するように、前記少なくとも一つの受信機は、後の信号のための送信時間を示す受信したメッセージ部分に応じて、少なくとも二つの動作モード間の切り替えをするための制御手段を含むことができる。これにより、比較的簡単に動作モードを変更できる。
【００５６】
更なる有利な実施形態では、請求項２５に記載するように、前記少なくとも一つの送信機は、後の信号のための送信時間を示す送信されたメッセージ部分に応じて、少なくとも二つの動作モード間の切り替えをするための制御手段を含むことができる。これにより、比較的簡単に動作モードを変更できる。
【００５７】
好ましくは、請求項２６に記載するように、前記少なくとも二つの動作モードは、通常の動作モードとスリープ・モード、例えば省電力モードを含むことができる。しかし、他のモードを含めることができ、また二つ以上のモードを選択可能とすることもできる。
【００５８】
更なる有利な実施形態では、請求項２７に記載するように、前記送信機及び／又は受信機のスリープ・モード、例えば省電力モードは、スリープ・モード、例えば無線周波数動作部分、例えば無線周波数送信機又は受信機の低電力消費モードをそれぞれ含むことができる。しかし、無線周波数部分以外の部分でも、例えば計時のため及び再動作のために必要でない部分はスリープ・モードに移行することができる。
【００５９】
請求項２８に記載するように、前記少なくとも一つの送信機及び／又は前記少なくとも一つの受信機がバッテリ電源手段を含むとき、特に有益な実施例が得られた、というのは、送信機及び／又は受信機の電力消費が結果として低くなり、電力源の動作寿命を伸ばし、これによって信頼性及び使い勝手を向上させる。本発明を利用すれば、他の電源システム、例えばソーラ電力動作のシステムでも同様に利益を得ることができる。
【００６０】
特に有利な実施形態では、請求項２９に記載するように、前記少なくとも一つの送信機及び／又は前記少なくとも一つの受信機は、手段、例えば、同期の欠如を判断するための制御手段、及び同期復旧処理を開始する手段含むことができる。これによって、システムは速やかに同期を回復する処置を行ない、これによって信頼のできる通信を保持することができる。
【００６１】
有利には、請求項３０に記載するように、前記システムは、請求項１乃至２１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法に従い動作するように構成することができる。
【００６２】
最後に、本発明は、例えば制御システム、リクエスト・システム及び／又は応答指令システムにおける測定値を更新するための、請求項１乃至２１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法、及び／又は請求項２２乃至３０のうちの一つ又はそれ以上に記載のシステムの使用に関する。
【００６３】
本発明は、非常に頻繁に通信を行う必要がないとき、また例えば測定値、制御信号、応答指令信号等を速く更新することが必要でない場合に、特に重要となる。
【００６４】
更に、例えば特定のニーズを考慮して、ポーリング時間の間の間隔を任意に配列することができる。或る時刻では、ポーリングは頻繁に行うが、他の時刻では比較的インターバルを大きくして実行することができる。これは、また、当該受信機に対して個別に、例えば或る受信機に対しては比較的ポーリング頻度を大きくし、その他は小さな頻度でポーリングする。このように、非常にフレキシブルでかつ個別的な動作を得ることができ、また本発明によって、周期的に同期メッセージを送信する必要性は不必要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
図１は本発明の一実施形態に従うシステムの概観図である。このシステムは複数のノード又はユニット２，４，６，８，１０，１２，１４（Ｎ１−Ｎｎ）を含む。これらの中のいくつかあるいはその全ては、例えばセンサなどのデバイス、種々の装置及び手段に対する駆動ユニット等２０，２２，２４，２６を含み、またこれらに連結してもよい。そのような駆動ユニットは、例えば、後で詳細に説明するように、種々のタイプのアクチベータ（能動体）でもよく、また多種の用途に利用することができる。
【００６６】
ユニットＮ１−Ｎｎは、また、あるいは代わりに、或るタイム・ポイント（point of time）で、情報、制御信号等を受信する必要のある多様な装置、測定デバイス、指示デバイス、コントローラ等を含み、あるいはこれらに連結することができる。ユニット２，４，６，８，１０，１２の共通の特徴は、或る種の情報、信号等をユニットに送信できることが必要でありまたは有利であることである。更にユニットからの情報又は信号、例えば確認信号、肯定応答（acknowledgement）信号、測定信号等を受信できることが必要あるいは好ましい。
【００６７】
図１の実施形態では、ノード又はユニット４，６，１２，１４は、例えばアンテナ手段を含む、無線周波数信号の受信手段を備える。これらのノード又はユニットの各々は、例えば測定手段、センサ，一つ又はそれ以上のモータ駆動ユニット又は制御ユニットを含み、また、被駆動又は被制御部材に接続してもよい。これらの手段はユニットと一体化してもよい。更に、システムはこれらのノード又はユニットの一つ又はそれ以上を含むことができ、またこれらは類似でもまた非類似でもよく、また一つ又はそれ以上の類似あるいは異なるデバイスを制御してもよい。ノード又はユニットＮ２，Ｎ３，Ｎ６−Ｎｎは、また、以下において、制御可能なユニット又はスレーブ・ユニットと称される。
【００６８】
システムは、更に、無線（radio）周波数送信手段又は他のタイプの無線（wireless）送信によって信号を送信するために設計された一つ又はそれ以上のノード又はユニット、例えば２，８，１０（Ｎ１，Ｎ４，Ｎ５）を含む。これらのノード又はユニットは制御信号又は他のタイプの信号をシステムの他の一つ又はそれ以上のノード又はユニットに送信するために用いることができる。
【００６９】
遠隔制御ユニットとすることができるノードＮ１，Ｎ４，Ｎ５は又、以下において制御ユニット又はマスタ・ユニットと称される。
【００７０】
ここで、図示のシステムに含まれるノード又はユニット間、例えばマスタ・ノード、例えば、ノード２（Ｎ１）と、以下においてスレーブ・ユニットと称される他の一つ又はそれ以上のノード又はユニットＮ２−Ｎｎとの間の通信を行う方法を、以下に詳細に述べる。ここでは、マスタ・ユニットは、通信システムにおいてデータの送信を開始するユニット又はノードを意味し、また、これに対応して、スレーブ・ユニットは、マスタ・ユニットからの送信を受信し、可能にはこれに応答するユニットを意味する。そこで、かかる定義に従えば、図１に示されたシステムに含まれるいずれのユニットも、基本的には、スレーブ・ユニットのみならずマスタ・ユニットとしての役割も担うことができる。更に、スレーブ・ユニットは、受信された信号に、例えば応答信号を送信することによって応答することができる。
【００７１】
関係するノード又はユニット間でのデータ等の信号の送信は、ユニット間を送信される幾つかのフレーム、パッケージ等を含むメッセージ、例えば第１ユニットから第２ユニットに送信される第１フレーム、第２ユニットから第１ユニットへ送信される第２のフレーム等を含むメッセージを送信する形式をとる。フレーム又はパッケージは連続して送信される複数のビットを含む。各フレームはプリアンブル部分とペイロード（payload）データ部分とを含む。
【００７２】
ノードの動作、例えばこれらのノード間の通信と、これらのノードの動作モード、例えばノーマルなアクティブ動作モード、スリープ・モードと、システムの動作モード、例えばノーマルなアクティブ動作モード、例えば時間（期間）の制御されたポール（poll）・モード（時間制御ポール・モード）、ロング・プリアンブル・モード（long preamble mode）等の省電力モードとを、図２乃至４を参照して以下に説明する。
【００７３】
送信を開始するノードをマスタ・ノード又は簡単にマスタと称する。マスタから受信した信号に応答するノード、又はマスタからのリクエストのあったときだけ送信するノードを、以下においてスレーブと称する。
【００７４】
図２では、時間制御ポール・モードと称する、本発明の実施形態に従い動作しているマスタ及びスレーブ・ユニットを含むシステムの機能（働き）（functionality）が示されている。時間ｔ１の前では、両ユニットは、スリープ・モード、例えば、ノーマルな全動作モードに比べ電力消費を減らしたモードとなっている。これは、送信を行う必要のないとき又は信号の受信が予想されないときには可動である必要のない回路、例えば無線周波数（ＲＦ）回路を非能動化（deactivating）することによって実現することができる。しかしながら、幾つかの部分又は回路、例えば幾つかの制御回路は、ノードを「ウェイク・アップ（wake up）」できるように、常に可動である必要がある。非能動化すべき回路又は回路部分の選択は、勿論、特定の状況及び当該ノード、装置及び／又は送信機／受信機手段の設計に依存するであろう。
【００７５】
前もってマスタ・ノードがスレーブ・ノードに対し指示した、又は指定した時間ｔ１において、マスタ・ノードとスレーブ・ノードはスリープ・モードから全動作モードに切り替わる。図示されているように、スレーブ・ノードは、時間ｔ１の後直ちにマスタ・ノードから送信されたメッセージを受信できるように、マスタ・ノードよりも早くスリープ・モードからその遷移（移行）を開始する。時間ｔ１で、マスタ・ユニットは送信インターバルＴＸ内のデータフレームを送信する。このデータフレームは、プリアンブル及びスレーブ・ユニットに向けられた通常のコマンド等に関するメッセージ内容の他に、スレーブ・ユニットに送信される、後の送信又は好ましくは次の時間を示すメッセージ部分、信号又はポーリングを含む。この、ポーリングのための次の送信時間を示すメッセージ部分は、例えば共通のタイム・スケールに対して測定された、送信のための絶対時間とすることができる、あるいは、そのメッセージ部分は、送信が再開される前に経過する時間を示す値であってもよい。しかしながら、後の送信時間を示す他の手段も使用することができる。例えば、後の送信時間は、少なくともスレーブ・ノードが知る、好ましくはマスタ・ノード及びスレーブ・ノードの両方が知るアルゴリズムによって提供することができる。マスタ・ノードはメッセージ、符号、文字等を送信することができ、これに基づき、スレーブ・ノードは後の送信時間を、アルゴリズムを用いて計算することができる。
【００７６】
しかしながら、図２に示された例では、時間ｔ１では、スレーブ・ノードは受信モード（ＲＸ）になっているが、マスタによって送信されたデータフレームはスレーブによって受信されない。それ故、送信後時間ｔ２で受信モード（ＲＸ）に切り替わったマスタは、スレーブからの予想される確認信号を受信しない。所定の時間後、マスタは時間ｔ３で再び送信モード（ＴＸ）に切り替わり、データフレームを再送信する。時間ｔ４でマスタは受信モード（ＲＸ）に切り替わるが、このときはスレーブはデータフレームを受信し、確認信号を送信する。マスタにおける送信モード及び受信モードの繰り返しのパターンは所定回数、例えば２回あるいはそれ以上繰り返すことができる。しかしながら、実用上の理由から、その繰り返しの数は制限されるであろう。
【００７７】
図２に示される例では、マスタはスレーブ・ノードから確認信号を受信し、時間ｔ５で、例えば、無線周波数回路、またことによると他の回路及び回路部分を非能動化することによってスリープ・モードに切り替わる。しかしながら、スレーブ・ノードは、マスタ・ノードから確認を受信していないので、所定回数の反復送信に対応する時間ｔ６までアクティブ・モードのままとなる。それ故、図示の例では、時間ｔ４でマスタ・ユニットがスレーブ・ノードから送られる確認信号を受信しなかった場合、スレーブ・ユニットはアクティブのままでいて、マスタ・ノードからの有り得る再送信を待ち受ける。時間ｔ６で、スレーブ・ノードは、例えば無線周波数回路及びことによると他の回路と回路部分を非能動化することによりスリープ・モードに移行する。
【００７８】
マスタ・ノードとスレーブ・ノードは、共に、次の送信を示すメッセージ部分に従いウェイク・アップ（wake up）するように制御され、そして前述したサイクルが繰り返される。
【００７９】
マスタとスレーブの両方とも、時間制御を行いまた非能動部分の作動を行うための制御手段を有する。これらの制御手段は、もちろん、計時手段（timing means）、例えばクロック手段等を含むことができ、これにより、もし次の送信時間が時刻又は期間（周期）によって指示されたならば、再動作のためのタイム・ポイント（point of time）を容易に提供できる。制御手段は、また、もし例えば再動作の時間がアルゴリズムを用いて計算されなければならないときに含めることができる。
【００８０】
図３に示される動作サイクルは図２に対応するが、図３では、時間ｔ２でスレーブ・ノードから送られた確認信号がマスタ・ノードによって受信されない場合が示されている。そこで、本発明のこの実施形態に従えば、マスタ・ノードは時間ｔ３で信号の再送信を行う。この信号はスレーブ・ノードによって（再び）受信され、時刻ｔ４でスレーブ・ノードは送信モード（ＴＸ）に切り替わって確認信号を再び送信する。この信号をマスタ・ノードは受信し、続いて前述したように時間ｔ５でスリープ・モードに移行する。スレーブ・ノードは前述したようにスリープ・モードに移行する前の時間ｔ６まで待ち受ける。
【００８１】
スレーブ・モードの側での電力消費は、スレーブが可能な再送を待ち受けるためにアクティブである時間、例えば時間ｔ２から時間ｔ６までの期間、又は、むしろ、マスタ・ノードからの信号の受信が成功し確認信号を送信してから時間ｔ６までの期間を減らすことにより、更に減少させることができる。
【００８２】
本発明の、変形例では、スレーブ・ノードは、マスタ・ノードからの信号を受信し確認信号を送信したときに、スリープ・モードを開始するように制御される。マスタ・ノードからの信号の受信が成功することによって、例えば、データフレームの内容をスレーブ・ノードが正しく受信したことによって、リターン確認信号をマスタ・ノードが受信することもまた、予想される。そこで、このような変形例の実行の成功の度合いは、実質的に第１の実施形態と同じか、又はほんのわずか少なくなる程度で、電力の節約はより向上する。
【００８３】
図４に、図２及び３に示された実施形態よりも、より電力消費が少なく、前記実施形態よりもより効率の良い別の変形例が示されている。
【００８４】
この実施形態では、スレーブ・ノードは、スリープ・モードに移行する前に確認信号を送信した後で、例えば一つ又は二つ等の幾つかの受信スロット分待ち受けるように制御される。
【００８５】
図４に示されるように、マスタ及びスレーブ・ノードが前もって指示された時間ｔ１で作動した後で、マスタ・ノードは信号を送信し、これをスレーブ・ノードが正しく受信した。スレーブ・ノードは前述の如く時間ｔ２でリターン確認信号を送信した。しかしながら、この信号はマスタ・ノードによって受信されず、続いてマスタ・ノードは時間ｔ３で送信モードに切り替わり、新たな信号を送信した。この再送信された信号を、図示の例では、スレーブ・ノードが受信し、そして時間ｔ４で確認信号を送信する。マスタ・ノードはこの確認信号を受信し、そして本発明に従い時間ｔ５でスリープ・モードに移行する。スレーブ・ノードは、図示の如く、例えばスリープ・モードに移行する前の時間ｔ６まで、一受信スロット分待ち受ける。マスタ・ノードは、もし確認信号を受信していなかったら、信号を再送信していたであろうし、またスレーブ・ノードがそれぞれのタイム・スロット内において受信モードとなっているから、スレーブはその信号を受信していて、それ故時間ｔ６でスリープ・モードに移行することはなく、再度確認信号を送信するために送信モードに切り替わっていただろう。このようにして、即ち、スレーブ・ノードがスリープ・モードに移行する前に少なくとも一受信スロット分待ち受けるように制御されると、通常、両ノードともスリープ・モードに移行する前に次のポーリング時間を知ることが確実になる。
【００８６】
しかしながら、当然、タイム・スロットの最大許容数は、例えば前述した所定の再送信回数に対応して決定しなくてはならない。
【００８７】
前述したケースでは、信号の不受理が少なくとも一回含まれていたが、もしマスタ・ノードからの信号をスリープ・モード後の最初のタイム・スロットでスレーブ・ノードが受信し、またもし確認信号を次のタイム・スロットでマスタが正しく受信したならば、本発明に従い、マスタは、例えば時間ｔ３でスリープ・モードに移行する。スレーブ・ノードは、上記に例示されるように、少なくとも更なる一タイム・スロットの後、又は所定の再送信回数に応じた時点で、直ちにスリープ・モードに移行することができる。他の実施形態及びこれの詳細も実施可能であるが、これらは当業者にとって自明となるであろう。
【００８８】
前述した時間の制御されたポール・モードの方法及びシステムに含まれる両ノードが、次のポーリング時間についての情報を確実に受信するために、たとえ、上記の如き対策を講じたとしても、異常な状況等で同期が喪失するに至ることがある。
【００８９】
例えば、メッセージが（正しく）受信される前に、再送信の所定回数を越えてしまったために、再送信にかかわらず、スレーブが次のポーリング時間に関する情報を受信できないことがある。この場合には、マスタがスレーブから確認信号を受信しておらず、またスレーブが次のポーリング時間を示すメッセージを登録していないので、マスタ及びスレーブの両ノードにおける制御手段が、同期が失われたこと、即ち新たなポーリング時間が準備されなかった、或いは承認されなかったことを認知する。
【００９０】
この場合には、両ノードは、通信を確立するために別の動作モードに移行し、これによって同期を回復することができる。例えば、両ノードはロング・プリアンブル・モード（long preamble mode）に切り替わることができる。
【００９１】
これは図５に例示されており、この図は、そのような実施形態におけるマスタ及びスレーブ・ノードの機能性（functionality）を示す。時間ｔ１で、両ノードはスリープ・モード期間の後で作動状態となり、時間ｔ７で所定の最大スロット数に達するまで、連続して送信及び受信を試みる。マスタ及びスレーブの両方が、或いはむしろこれらの制御手段がエラー状態を認知すると、両ノードの動作モードをロング・プリアンブル・モードに移行する。図示されるように、時間ｔ９でマスタは長いプリアンブルを有する信号を、それに続いてペイロード・フレームを送信する。ロング（長い）プリアンブルは予定のスレーブがそれぞれのタイム・スロット内で受信モードに入るようにする。そこで、該当のスレーブ・ノードは時間ｔ８で受信モードを開始すると想定している。そのスレーブ・ノードは、マスタ・ノードから送られた、それぞれのスレーブ・ノードとの通信を要求していることを示すプリアンブルを検知し、そしてそのスレーブ・モードは、次のポーリング時間を示すメッセージ部分を含むペイロードを時間ｔ１０で受信するまで引き続き受信モードのままとなる。時間ｔ１０から時間ｔ１１までのタイム・スロットでは、スレーブ・ノードは確認信号を、受信モードに切り替わったマスタ・ノードに送信する。もしマスタ・ノードが確認信号を（正しく）受信するならば、そのマスタ・ノードは図示されているようにスリープ・モードに移行する。スレーブ・ノードは、以前説明したように、例えば時間ｔ１２で少なくとも更に一タイム・スロット後に、又は所定の再送信回数に対応する期間の後に、直ちにスリープ・モードに入ってもよい。同期は既に再確立されている。
【００９２】
もし、スレーブ・ノードは次のポーリング時間を受信しているが、マスタ・ノードがスレーブから確認を受信しなかったら、また別のエラー状態が生じることになる。この状態は図６に示されている。時間ｔ１で、両ノードは、前述したように、スリープ・モード期間の後で作動状態となり、時間ｔ７で所定の最大スロット数に達するまで、連続して送信及び受信を試みる。マスタのみ、又はむしろマスタ・ノードの制御手段がエラー状態を認知し、動作モードをロング・プリアンブル・モード移す。図示されるように、時間ｔ９でマスタは長いプリアンブルを有する信号を、それに続いてペイロード・フレームを送信する。しかしながら、スレーブ・ノードは時間制御ポール・モードに従い動作し、また、例えば図示されるように時間ｔ７の後で直ちにスリープ・モードに入る。次のポーリング時間で、スレーブ・ノードは受信モードに入るが、スレーブ・ノードはマスタ・ノードからメッセージ・データフレームを受信していないので、時間制御ポーリング・モードに従い所定数のタイム・スロットの間、例えば時間ｔ１３まで受信モードのままとなる。スレーブ・ノード、又はむしろスレーブ・ノードの制御手段は同期が喪失されたことを認知すると、図示のようなロング・プリアンブル・モードに切り替わる。図示の例では、スレーブ・ノードは、時間ｔ８で受信モードに入り、マスタ・ノードから送られたプリアンブルを検知し、ペイロードを時間ｔ１０で受信するまで引き続き受信モードのままとなる。スレーブ・ノードは、図５に関して述べたように、時間ｔ１０からｔ１１までの送信モードで確認信号を送信し、もしこの信号がマスタ・ノードによって受信されれば、両ノードはスリープ・モードに入る。スレーブ・ノードはことによると図示のように受信モード期間（RX）の後にスリープ・モードに入ることができる。スレーブ・ノードは、マスタ・ノードから送られてきた第１のロング（長い）プリアンブルの間、必ずしもマスタ・ノードと通信をしなくてもよい。この場合は、両ノードは、通信が回復するまでロング・プリアンブル・モードのままとなる。
【００９３】
更に、時間ｔ１０の後で、例えばロング・プリアンブル・モードを使用して通信が確立した後で実行される通信は、図２乃至４に関し述べたように、それぞれの信号が正しく受信されたか否かによって、送信及び受信スロットが連続する幾つかのタイム・スロットを含むことができる。
【００９４】
マスタ・ノードは二つ以上のスレーブ・ノードと通信してもよく、またマスタ・ノードは、例えばそれぞれのスレーブ・ノードに対し異なるポーリング時間値を選択することによって、起こりうる時間の衝突を避けるための手段を含む。更に、マスタ・ノードは、例えば３００ｓｅｃの平均ポーリング時間値を維持しながら、例えば２５０乃至３５０ｓｅｃの間のポーリング時間を選択可能とすることによって、ポーリング時間値をランダムに選択することができる。こうして、二つ以上のマスタ・ノードを含むシステムにおいて衝突の可能性を回避することができる。
【００９５】
更に、上記で本発明が双方向の通信をすることのできるノードを使用して説明されたとはいえ、本発明は片方向しか通信できないノードを含むシステムによっても使用することができる。以下に、数例を説明する。
【００９６】
片方向システムにおける送信機はロング・プリアンブル・モードに従って、例えば５００ｍｓｅｃの長さのロング（長い）プリアンブルを含むメッセージ・フレームを送信することによって動作することができる。これは、もちろん、送信機の側の電力消費が、上述した対応する双方向の状態における電力消費に比べより多くなるであろう。しかしながら、メッセージ・フレーム、例えばフレームのペイロード部分は、例えば次の送信時間を示すデータを含むこととなり、それによって、受信機を、メッセージを受信した後でスリープ・モードに入らせることができる。受信機は、前述のように、先行するメッセージで示された送信時間で或いはその直前で再作動されるように制御され、そのため実質的な省電力を達成できる。そのようなシステムは、全体からみれば、例えばロング・プリアンブル・モードに従い動作する同様のシステムによって達成される省電力よりも大きい省電力を達成する。
【００９７】
そのようなシステムでもし同期が喪失したら、例えばもし受信機が次のメッセージを（正しく）受信せず、そのため次の送信時間に関する情報を受信しなかったら、受信機は、例えばロング（長い）プリアンブル期間、例えば５００ｍｓｅｃの間に、短い期間、例えば１０ｍｓｅｃアクティブになることによって、ロング・プリアンブル・モードに入る。受信機は、送信機から、次の送信時間の指示を含むメッセージを受信するまで、このモードのままでいる。そこで受信機は再び時間制御ポール・モードに従い動作することができる、例えば、スリープ・モードに入り、次の送信時間で再動作することができる。
【００９８】
代わりに、同期を喪失したとき、送信機と受信機の両方が、同期が回復するまで、例えば受信機が次に予定された送信時間についての情報を受信するまで、通常の動作モードに従い動作することもできる。スレーブ・ノードは、ロング・プリアンブル・モードに従い動作する場合より電力消費が大きくなるであろう、しかし送信機（マスタ）は、ロング・プリアンブル・モードに従い動作する場合より電力消費が少なくなる、というのは、その送信機はそれほど長いプリアンブルを送信する必要がないからである。更に、このようにして同期はかなり早く回復することができることが期待できるので、同期の喪失後かなり早く時間制御ポール・モードに再び入ることができる。
【００９９】
片方向システムで本発明に従う時間制御ポール・モードを用いる時に、当業者に明白な他の随意の動作スキームも可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態に従うシステムの概観を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従う、マスタ・ノードとスレーブ・ノードの機能と同様に、これらのノード間の通信を示す機能上のダイアグラムである。
【図３】図２に対応する機能上のダイアグラムであるが、異なる動作状態を示している。
【図４】図２に対応する機能上のダイアグラムであるが、変形例を示している。
【図５】本発明の実施形態に従う、同期を回復する方法を示す機能上のダイアグラムである。
【図６】図５に対応する機能上のダイアグラムであるが、異なる動作状態を示している。
【図１】
2006500837.tif 000003
【図２】
2006500837.tif 000004
【図３】
2006500837.tif 000005
【図４】
2006500837.tif 000006
【図５】
2006500837.tif 000007
【図６】
2006500837.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月3日(2005.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム、例えば制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムにおいて、少なくとも一つの送信機及び少なくとも一つの受信機の動作を制御する方法であって、
送信機から受信機に送信されるメッセージ・フレームを含む信号が、後の信号の送信時間を示し前記メッセージ・フレームの一部を形成するメッセージ部分を含み、
それによって、少なくとも一つの受信機が後の信号の送信時間を示す前記メッセージ部分を登録し、
それによって、前記の少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の、省電力状態からの遷移及び省電力状態への遷移が容易となる方法。
【請求項２】
後の信号の送信時間を示す前記メッセージ部分は、前記受信機に送信されるべき次のデータフレームの送信時間に関係することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
送信時間を示す前記メッセージ部分が当該信号の次の期間に関係することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
送信時間を示す前記メッセージ部分は各ノードで又は関係するノードの中の少なくとも一つで確立された計時基準に関するタイム・ポイントに関係することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記送信機は、前記信号の送信を終えた後に、好ましくは前記受信機から確認信号を受信した後に特別のモード、例えばスリープ・モード、省電力モードに移行することを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項６】
前記送信機は前記受信機からの応答を所定の時間待機するように制御され、そしてもし応答がないときは前記信号を再送信するように制御されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記送信機は、もし応答がないときは前記信号を所定回数再送信するように制御されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記送信機は、前記メッセージ部分によって示される送信時間に、又はその前に通常の動作モードに移行するように制御されることを特徴とする請求項５乃至７のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項９】
前記受信機は、前記信号を受信した後に、好ましくは確認信号を送信した後に、可能には更なる再送信時間の後に、特別のモード、例えばスリープ・モード、省電力モードに移行することを特徴とする請求項１乃至８のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信機は送信機からの前記信号を受信した後に確認信号を送信するように制御され、その後で、前記受信機は受信モードで送信機からの再送信を待機することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記受信機は、前記特別のモードに入る前に、受信モードで、少なくとも送信機のための送信スロットに対応する期間待機することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記受信機は、前記メッセージ部分によって示される送信時間に、又はその前に、通常の動作モードに移行するように制御されることを特徴とする請求項９乃至１１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、前記受信機が前記時間を示すメッセージ部分を受信しなかった場合に、又は前記送信機が、前記受信機からの、前記時間を示すメッセージ部分の受信の確認を受信しなかった場合に、同期を復旧させるステップを含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１４】
前記同期を復旧させるステップは、受信機との通信を確立するまで送信機の動作モードを変更し、その後に通常の動作モードを復旧することができるステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記同期を復旧させるステップは、送信機ユニットの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記同期を復旧させるステップは、送信機との通信が確立するまで受信機の動作モードを変更し、その後に通常の動作モードを復旧することができるステップを含むことを特徴とする請求項１３，１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記同期を復旧させるステップは、受信機ユニットの動作モードをロング・プリアンブル・モードに変更するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記送信機及び／又は前記受信機それぞれの特別のモードは、スリープ・モード、例えば無線周波数動作部分、例えば無線周波数送信機又は受信機の低電力消費モードを含むことを特徴とする請求項１乃至１７のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は少なくとも一つの受信機は各々トランシーバ（送受信機）の構成を含むノードの部分を形成することができることを特徴とする請求項１乃至１８のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項２０】
前記通信システムは、少なくとも二つのノードを含み、そのノードの各々はワイヤレス送信、例えば無線周波数送信のための少なくとも送信機及び／受信機を含むことを特徴とする請求項１乃至１９のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項２１】
後の信号のための前記送信時間はランダムに、好ましくは所定のインターバルから選択されることを特徴とする請求項１乃至２０のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも一つの送信機及び少なくとも一つの受信機を含む通信システム、例えば、制御信号、リクエスト信号、応答指令信号等を送信するためのシステムにおいて、前記少なくとも一つの送信機は、信号を前記少なくとも一つの受信機に送信するとき、後の信号のための送信時間を示すメッセージ部分を含むことができるように構成されており、
前記少なくとも一つの受信機は、後の信号のための送信時間を示すメッセージ部分に依存して、時間制御を行うための制御手段を含み、
前記システムは、後の信号のための送信時間を示す前記メッセージ部分に依存して、前記少なくとも一つの送信機及び／又は一つの受信機の、省電力状態からの遷移及び省電力状態への遷移を容易にするための手段を含む、通信システム。
【請求項２３】
前記少なくとも一つの送信機及び少なくとも一つの受信機は計時手段を含むことを特徴とする請求項２２に記載の通信システム。
【請求項２４】
前記少なくとも一つの受信機は、後の信号のための送信時間を示す受信したメッセージ部分に応じて、少なくとも二つの動作モード間の切り替えをするための制御手段を含むことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の通信システム。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの送信機は、後の信号のための送信時間を示す送信されたメッセージ部分に応じて、少なくとも二つの動作モード間の切り替えをするための制御手段を含むことを特徴とする請求項２２，２３又は２４に記載の通信システム。
【請求項２６】
前記少なくとも二つの動作モードは、通常の動作モードとスリープ・モード、例えば省電力モードを含むことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の通信システム。
【請求項２７】
前記送信機及び／又は受信機のスリープ・モードは、無線周波数動作部分、例えば無線周波数送信機又は受信機の低電力消費モードをそれぞれ含むことを特徴とする請求項２６に記載の通信システム。
【請求項２８】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は前記少なくとも一つの受信機はバッテリ電源手段を含むことを特徴とする請求項２２乃至２７のうちの一つ又はそれ以上に記載の通信システム。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの送信機及び／又は前記少なくとも一つの受信機は、手段、例えば、同期の欠如を判断するための制御手段、及び同期復旧処理を開始する手段含むことを特徴とする請求項２２乃至２８のうちの一つ又はそれ以上に記載の通信システム。
【請求項３０】
前記システムは、請求項１乃至２１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法に従い動作するように構成されていることを特徴とする請求項２２乃至２９のうちの一つ又はそれ以上に記載の通信システム。
【請求項３１】
例えば制御システム、リクエスト・システム及び／又は応答指令システムにおける測定値を更新するための、請求項１乃至２１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法、及び／又は請求項２２乃至３０のうちの一つ又はそれ以上に記載のシステムの用法。
【国際調査報告】
2006500837.tif 000009
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2006500837.tif 000011