(57)【要約】【課題】同期方式の無線システムにおいて、ビーコン信号を送信する親無線端末が設置される前に中継無線端末が設置されるとビーコン探索による消費電力が増大し、親機設置時にタイミングによって最短ルートが作れないことがある。【解決手段】第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段２０３と、ビーコン信号生成手段２０３で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を送信するビーコン信号送信手段２０２と、周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信するビーコン信号受信手段２０５とを備え、ビーコン信号受信手段２０５が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、ビーコン信号送信手段２０２を介して第２のビーコン信号を送信する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記ビーコン信号生成手段で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を送信する送信手段と、
周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、前記送信手段を介して第２のビーコン信号を送信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記ビーコン信号生成手段で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を送信する送信手段と、
周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、前記送信手段を介して第２のビーコン信号を送信し、
前記送信手段を介して送信した第２のビーコン信号に対して前記受信手段が登録要求信号を受信した場合、前記送信手段を介して第１のビーコン信号の送信を開始することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記ビーコン信号生成手段で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を送信する送信手段と、
周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、前記送信手段を介して第２のビーコン信号を送信し、
前記送信手段を介して送信した第２のビーコン信号に対して前記受信手段が登録要求信号を受信した場合、前記送信手段を介して第１のビーコン信号の送信を開始し、
前記受信手段は、前記第１のビーコン信号の送信を開始後から所与の期間が経過するまでビーコン探索を行い第２のビーコン信号を受信すると、前記第２のビーコン信号を送信した無線通信装置に対して基準タイミング情報と登録要求信号とを送信することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーコン信号を送信する親無線通信端末と前記ビーコン信号を受信し親無線通信端末と時間同期を取る１つないし複数の中継無線端末および、親無線通信端末または中継無線端末のいずれかと時間同期を取る１つないし複数の子無線端末から構成される無線システムの設置時の電流消費を低減することの出来る無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビーコンを定期的に送信する親無線端末と前記ビーコン信号を受信し親無線通信端末と時間同期を取る１つないし複数の中継無線端末および、親無線通信端末または中継無線端末のいずれかと時間同期を取る１つないし複数の子無線端末から構成される無線システムとして無線ＬＡＮが知られている。無線ＬＡＮにおける親無線端末と中継無線端末、子無線端末との間の時間同期の取り方については、例えば特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１によれば、無線アクセスポイント（本発明で言う親無線端末をさす）と無線通信端末（本発明で言う中継無線端末または子無線端末をさす）はともに電波時計回路を内蔵し標準電波送信所から送信される標準電波を受信し、標準時刻の時刻データを取得する。そして前記取得した標準時刻データに基づき無線アクセスポイントは標準時刻に同期した時刻を基点に１００ｍｓごとの間隔でビーコン信号を送信する。無線通信端末は、前記取得した標準時刻データに基づき無線アクセスポイントが送信するビーコン信号の時間に同期して間欠受信を行い、ビーコン信号を受信する。
【０００４】
無線アクセスポイントが複数あってもすべての無線アクセスポイントは標準時刻に同期しており同一のタイミングでビーコン信号を送信する。従って無線通信端末がある無線アクセスポイントＡの通信圏外に移動した場合、無線アクセスポイントＡのビーコン信号を受信できなくなるが、連続受信動作に移行せずにそのまま標準時刻に同期した間欠受信タイミングで間欠受信を続ける。そして別の無線アクセスポイントＢの圏内に入った場合、無線アクセスポイントＢは無線アクセスポイントＡと同じタイミングでビーコン信号を送信しているため無線アクセスポイントＢの圏内に移動してきた無線通信端末は無線アクセスポイントＢのビーコン信号を受信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７２６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の文献による親無線端末と中継無線端末、子無線端末との間の時間同期の取り方には以下に示す課題及び制約条件があった。
【０００７】
（１）親無線端末からのビーコン信号が受信できない場合、中継無線端末または子無線端末はビーコンの探索を定期的に実施する必要があり、親無線端末を後設する場合、親無線端末が稼動するまでの間中継無線端末、子無線端末の電流消費が大きくなるという課題。
【０００８】
（２）上記課題により、中継無線端末または子無線端末の設置は親無線端末が設置されている場所、または近い将来設置予定の場所にのみ設置が可能となるという制約条件。
【０００９】
こうした制約は、特に近年実施されてきているメータの自動検針のようなシステムにおいて、アクセスポイントに親無線端末を、メータに子無線端末を使用しようとする場合、導入初期には親無線端末と中継無線端末、子無線端末の工事が同期せずに行われるため、親無線端末の設置されていない地域に、中継無線端末、子無線端末が設置される状況も発生する。
【００１０】
また、こうしたシステムは検針を行う人件費を抑制するためのシステムであるため、長期間にわたりメンテナンス不要で運用できることが求められる。したがって、上記の状況にあっても電池の消耗を抑えることが出来なければ、システムの導入に支障をきたす。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題及び制約条件を解決するもので、簡単な構成、方法によりビーコン信号を送信する親無線通信端末と前記ビーコン信号を受信し親無線通信端末と時間同期を取る１つないし複数の中継無線端末および子無線端末から構成される無線システムで親無線端末が１つないし複数の中継無線端末、子無線端末の設置時に設置されていない場合であっても、中継無線端末、子無線端末のビーコンの探索に消費する電流を低減できる無線通信装置、無線通信方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
送受信手段と、前記送受信手段を介して定期的に第１のビーコンまたは２のビーコン信号を送信するビーコン信号生成手段と、前記送受信手段を介して親無線端末または他の中継無線端末から送信される第１のビーコン信号を受信するビーコン信号受信手段と、前記第１のビーコン信号の受信により前記送受信手段が送受信を行うタイミングを生成するスロット生成手段を有する中継無線端末を含めて構成し、前記中継無線端末は、親無線端末の第１のビーコン信号が受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、第２のビーコン信号を送信することを特徴とする無線通信装置である。
【００１３】
そして、中継無線端末が親無線端末の設置されていない地域に設置されても、中継無線端末が第２のビーコン信号を送信し、これを受信することにより、子無線端末が親無線端末のビーコン信号または中継無線端末の第１のビーコン信号を探索しないため、親無線端末が設置されるまでの間に無駄なビーコン探索を行うことがなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の無線通信装置を用いることにより、親無線端末が設置されていない状態で中継無線端末が設置されても、親無線端末のビーコン信号を探索し続けることによる子無線端末の電流消費を防ぐことができる。また、親器設置後に中継ルートを短く設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における無線通信装置を用いたシステムの構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線通信装置の構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における中継無線端末の動作を示すフロー図
【図４】本発明の第１の実施の形態における親無線端末−中継無線端末間の通信例を示すタイミング図
【図５】本発明の第１の実施の形態における親無線端末−中継無線端末間の通信例を示すタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、ビーコン信号生成手段で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信
号を送信する送信手段と、周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信する受信手段とを備える無線通信装置に関するもので、受信手段が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、送信手段を介して第２のビーコン信号を送信するものである。
【００１７】
これによれば、無線通信装置（中継無線端末）が親無線端末の設置されていない地域に設置されても、無線通信装置が第２のビーコン信号を送信し、これを受信することにより、子無線端末が親無線端末または中継無線端末の第１のビーコン信号を探索しないため、親無線端末が設置されるまでの間に無駄なビーコン探索を行うことがなくなる。
【００１８】
第２の発明は、第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、ビーコン信号生成手段で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を送信する送信手段と、周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信する受信手段とを備える無線通信装置に関するもので、受信手段が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、送信手段を介して第２のビーコン信号を送信し、送信手段を介して送信した第２のビーコン信号に対して受信手段が登録要求信号を受信した場合、送信手段を介して第１のビーコン信号の送信を開始するものである。
【００１９】
これによれば、無線通信装置（中継無線端末）が親無線端末の設置されていない地域に設置され、第２のビーコン信号中に親無線端末が設置されても、親無線端末の基準タイミングに合わせて第１ビーコンの送信を開始するため、親無線端末から見た中継無線端末の登録タイミングが中継段数ごとに一致するため、最短のルートで登録することが可能となる。
【００２０】
第３の発明は、第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、ビーコン信号生成手段で生成された第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号を送信する送信手段と、周囲に存在する無線通信装置から送信される第１のビーコン信号または第２のビーコン信号を受信する受信手段とを備える無線通信装置に関するもので、受信手段が所定の期間内に第１のビーコン信号を受信できない場合、ビーコン信号の探索を停止し、送信手段を介して第２のビーコン信号を送信し、送信手段を介して送信した第２のビーコン信号に対して受信手段が登録要求信号を受信した場合、送信手段を介して第１のビーコン信号の送信を開始し、受信手段は、第１のビーコン信号の送信を開始後から所与の期間が経過するまでビーコン探索を行い第２のビーコン信号を受信すると、第２のビーコン信号を送信した無線通信装置に対して基準タイミング値情報と登録要求信号とを送信するものである。
【００２１】
これによれば、無線通信装置（中継無線端末）が親無線端末の設置されていない地域に設置され、第２のビーコン信号中に親無線端末が設置されても、親無線端末の基準タイミングに合わせて第１ビーコンの送信を開始するため、親無線端末から見た中継無線端末の登録タイミングが中継段数ごとに一致するため、最短のルートで登録することが可能となる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態における無線通信システムを示すものである。無線通信システムは、親無線端末１００と、複数の中継無線端末２００から構成される。なお、本実施の形態では、特定の中継無線端末について述べる場合は図１に付与された番号を用い、中継無線
端末全般について述べる場合は２００を用いる。
【００２４】
図１に示す無線通信システムでは、親無線端末１００と中継無線端末２１０、中継無線端末２２０、中継無線端末２３０が無線通信を行っている。
【００２５】
中継無線端末２４０は中継無線端末２２０と無線通信を行うとともに、中継無線端末２６０と無線通信を行っている。また、中継無線端末２５０は中継無線端末２３０と無線通信を行うとともに、中継無線端末２７０と無線通信を行っている。
【００２６】
親無線端末１００は定期的にビーコン信号を送信し、中継無線端末２１０、中継無線端末２２０、中継無線端末２３０は、第１のビーコン信号を受信することにより親無線端末１００と同期をとっている。
【００２７】
中継無線端末２１０、中継無線端末２２０、中継無線端末２３０は、親無線端末１００が送信するタイミングで間欠受信を行い、また親無線端末１００が受信するタイミングで端末発呼通信を行う。
【００２８】
同様に、中継無線端末２４０と中継無線端末２６０は、中継無線端末２２０が送信するタイミングで間欠受信を行い、また中継無線端末２２０が受信するタイミングで端末発呼通信を行う。また、中継無線端末２５０と中継無線端末２７０は、中継無線端末２３０が送信するタイミングで間欠受信を行い、また中継無線端末２３０が受信するタイミングで端末発呼通信を行う。
【００２９】
図２は、親無線端末１００と中継無線端末２００の構成図である。親無線端末１００は、親側ビーコン信号送信手段１０１と、スロット制御手段１０２から構成される。中継無線端末２００は、送受信手段２０１、中継側ビーコン信号送信手段２０２、スロット生成手段２０３、制御手段２０４、中継側ビーコン信号受信手段２０５から構成される。
【００３０】
図３は、中継無線端末２００の動作を示すフローチャートである。まず、中継無線端末２００の起動後、制御手段２０４は、親側ビーコン信号送信手段１０１から送信される第１ビーコン信号を探索し（ステップＳ３０１）、第１ビーコン信号を検出できるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
【００３１】
ステップＳ３０２において中継無線端末２００が第１ビーコン信号を検出すると（ステップＳ３０２のＹ）、制御手段２０４は第１ビーコン信号を送信した親無線端末１００に対して登録要求信号を送信し（ステップＳ３０３）、それとともにスロット生成手段２０３を起動して親無線端末１００から送信される第１ビーコン信号にあわせた送受信スロットおよび第１のビーコン送信スロットを作成する（ステップＳ３０４）。
【００３２】
次に、中継無線端末２００は、ステップＳ３０４において作成されたビーコン受信スロットで親無線端末１００から送信される第１ビーコン信号の受信を行い、ステップＳ３０４で作成された第１のビーコン送信スロットに基づいて中継側ビーコン信号送信手段２０２で作成される第１ビーコン信号を周囲に送信する（ステップＳ３０５）。なお、ステップＳ３０５が終わると、中継無線端末２００は第１のビーコン送信スロットに基づいてデータの送受信を行う。
【００３３】
ステップＳ３０２において中継無線端末２００が親無線端末１００から送信される第１ビーコン信号を検出できなければ（ステップＳ３０２のＮ）、スロット生成手段２０３が起動され、スロット生成手段２０３は第２のビーコン送信スロットを作成する（ステップＳ３０６）。そして、ステップＳ３０６で作成した第２のビーコン送信スロットで第２ビ
ーコン信号を送信する（ステップＳ３０７）。
【００３４】
ステップＳ３０７により第２ビーコン信号が送信されると、その第２ビーコン信号を受信した親無線端末１００が第２ビーコン信号に対する登録要求信号を送信したか否かを確認し（ステップＳ３０８）、第２ビーコン信号は登録要求信号が確認されるまで送信し続けられる（ステップＳ３０８のＮ）。
【００３５】
ステップＳ３０８において登録要求信号が確認される（ステップＳ３０８のＹ）と、その登録要求信号に含まれている基準タイミング値を読み込み（ステップＳ３０９）、登録要求信号が確認された時点から基準タイミング値で設定された時間が経過するまで送受信動作を行わない（ステップＳ３１０）。
【００３６】
そして、基準タイミング値で設定された時間が経過すると、スロット生成手段２０３を起動して親無線端末１００が送信する第１ビーコン信号にあわせた送受信スロットおよび第１のビーコン送信スロットを作成し（ステップＳ３１１）、自基準タイミング値を算出する（ステップＳ３１２）。
【００３７】
ステップＳ３１１を行った時点から自基準タイミング値で設定された時間が経過するまでは、第２ビーコン信号を探索し（ステップＳ３１３）、第２ビーコン信号を検出できるか否かを判断し（ステップＳ３１４）、第２ビーコン信号を検出できる（ステップＳ３１４のＹ）と、その第２ビーコン信号を送信した無線端末に対して、自基準タイミング値を含んだ登録要求信号を送信する（ステップＳ３１５）。
【００３８】
自基準タイミング値で設定された時間が経過する（ステップＳ３１６のＹ）と、ステップＳ３０４以下の処理を行なう。
【００３９】
図４は、親無線端末１００と中継無線端末２１０、２２０、２３０、２４０間の通信例を示すタイミングチャートである。図４において、Ｔは送信を示し、Ｒは受信を示す。中継無線端末２１０〜２３０は、親無線端末１００が送信する第１のビーコンを受信し（図４のａ、ｋ）、それぞれスロット生成手段２０３により親無線端末１００に対し、親無線端末１００の送信スロット（図４のｂ、ｅ）、データ受信スロット（図４のｃ、ｄ）を作成している。（図３のＳ３０４）。
【００４０】
また、中継無線端末２１０〜２３０は下位の中継無線端末または子無線端末のために第１のビーコン送信スロット（図４のｆ）を作成し、第１ビーコン信号を送信する。そして、この第１ビーコン信号を受信する中継無線端末または子無線端末（図４では中継無線端末２０４）に対し、それぞれスロット生成手段２０３により上位の中継無線端末の送信スロット（図４のｆ）、上位の中継無線端末のデータ受信スロット（図４のｇ）、下位の中継無線端末の送信スロット（図４のｈ）、下位の中継無線端末のデータ受信スロット（図４のｉ）を作成している。
【００４１】
ここで、親無線端末１００から中継無線端末２１０宛のデータ要求が発生すると、親無線端末１００は親無線端末１００の送信スロットでデータ要求信号を送信する（図４のｂ）。中継無線端末２１０〜２３０はこの信号を受信し、要求された中継無線端末２１０は、親無線端末１００のデータ受信スロットで応答を行う（図４のｃ）。
【００４２】
また、中継無線端末２２０から親無線端末１００宛の送信要求が発生すると、中継無線端末２２０は中継無線端末２２０の送信スロットでデータ要求信号を送信する（図４のｄ）。親無線端末１００はこの信号を受信し、中継無線端末のデータ受信スロットで応答を行う（図４のｅ）。同様に下位の中継無線端末とも通信を行う。
【００４３】
図５は親無線端末１００と中継無線端末２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０間の通信例を示すタイミングチャートである。図５において、図４と同様にＴは送信を示し、Ｒは受信を示す。
【００４４】
以下、図１〜３、５を参照しながら無線通信装置の動作について説明する。親無線端末１００が運用開始する前に設置された中継無線端末２１０〜２７０は、起動されると、ビーコン探索を行い（図３のＳ３０１、図５のａ１）第１ビーコン信号が受信できないと第２ビーコン信号を定期的に送信する（図５では中継無線端末２０３〜２０７は第２のビーコン信号を送信中の状態から記載）。
【００４５】
この状態で親無線端末１００が設置され起動されると、親無線端末１００はビーコン探索（図５のａ２）を行ない、その間受信した第２ビーコン信号（図５のｂ１、ｂ２）に対し、それぞれ基準タイミング（Ｔ１）を含む登録要求信号であるビーコン応答信号（図５のｃ１、ｃ２）を送信する。
【００４６】
親無線端末１００と接続された１段目の中継無線端末２２０、２３０はそれぞれ基準タイミングＴ１まで待ち、ビーコン探索を開始する（図５のａ３、ａ４）。その間受信した第２ビーコン信号（図５のｂ３、ｂ４）に対し、それぞれ基準タイミング（Ｔ２）を含む登録要求信号であるビーコン応答信号（図５のｃ３、ｃ４）を送信する。
【００４７】
同様に、中継無線端末２２０、２３０と接続された２段目の中継無線端末２４０、２５０はそれぞれ基準タイミングＴ２まで待ち、ビーコン探索を開始する（図５のａ５、ａ６）。その間受信した第２ビーコン信号（図５のｂ５、ｂ６）に対し、それぞれ基準タイミング（Ｔ３）を含む登録要求信号であるビーコン応答信号（図５のｃ５、ｃ６）を送信する。
【００４８】
このように中継段数の同一のものが同一のタイミングで接続されるため、一方のルートが遅れることにより、本来接続されるべき中継無線装置に接続されず、長いルートが選定されることがなくなる。
【００４９】
以上説明したように、親無線端末または上位の中継無線端末が存在しないときに中継無線端末は第２のビーコン信号の送信を行い、親無線端末または上位の中継無線端末が起動またはルート接続された時に第２のビーコン信号に対して応答することにより、中継無線端末がビーコン探索を繰り返す必要がなく、中継無線端末の電池消費を削減することが出来る。
【００５０】
さらにルート接続された中継無線端末が親機または上位中継無線端末によって定められる基準タイミングで第１ビーコンの送信およびビーコン探索を行うことにより、同一の中継段数となる中継無線端末が同一のタイミングで起動することにより、ルートごとの早い遅いが発生しないため、最短のルートが選定することが可能となる。また、中継無線端末がこの基準タイミングを送信することにより、誤差なく上記が可能となり、通信ルートの効率化、最短ルート選定による無駄な電流の消費がなくなり、通信効率化と電池の長寿命化、コストの低減に繋がる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように本発明にかかる無線通信装置は、中継無線端末が親無線端末の設置されていない状態で設置された場合にビーコン探索のための電流消費が大きくなるという課題を解決している。さらに、複数の中継ルートのうち一つが他より遅れることにより、迂回ルートでルート設定されることも防止できる。このため設置後の通信も効率化でき、過大に
電流を消耗することも防止することができるため、電池寿命の信頼性を向上することが出来る。これにより、親無線端末、中継無線端末の設置順序の制約をなくすことが可能となるため、施工性の向上も可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１００  親無線端末
２１０、２２０、２３０  中継無線端末
２４０、２５０、２６０、２７０  中継無線端末
【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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