(57)【要約】【課題】干渉波や又は所望波の受信が不確定であることに起因して無線通信装置が消費する電力を低減する。【解決手段】無線通信装置６は、到来波を検出する検出部２１と、到来波の種類を識別する識別部２４と、到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベース２６と、検出部２１により検出された到来波についてデータベース２６に記憶された次の受信の予測時刻及び継続時間に基づいて、通信を行わない非通信期間を定める制御部（２７、２８）を備える。【選択図】図４
2013211778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
到来波を検出する検出部と、
到来波の種類を識別する識別部と、
到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベースと、
前記検出部により検出された到来波について前記データベースに記憶された次の受信の予測時刻及び継続時間に基づいて、通信を行わない非通信期間を定める制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記識別部は、前記到来波の周波数スペクトルに基づいて前記到来波の種類を識別することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記到来波は干渉波であり、
前記制御部は、干渉波の継続時間中の期間を非通信期間として定めることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記到来波は干渉波であり、
前記無線通信装置は、干渉波の継続時間中における前記無線通信装置への無線信号の送信を停止させる停止指示信号を他の通信装置へ送信する送信部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて、到来波の到来間隔の統計量を算出する統計演算部と、
到来間隔の統計量に基づいて到来波の次の受信の予測時刻を算出する予測部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
無線通信装置の制御方法であって、
到来波を検出し、
検出された到来波の種類を識別し、
到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベースから、検出された到来波の次の受信の予測時刻及び継続時間を取得し、
取得された予測時刻及び継続時間に基づいて通信を行わない非通信期間を定める、
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施態様は、無線通信装置の受信動作及び送信動作の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置の受信動作及び送信動作の制御に関する技術として、将来における電子レンジからの妨害波発生パターンを予測する妨害波発生パターン予測部を備える無線通信装置が知られている。無線通信装置は、予測した妨害波発生パターンに応じて、無線受信部、無線送信部、受信ベースバンド信号処理部、送信ベースバンド信号処理部のうちの必要な部分に対する動作制御を行う送受信制御部を備える。
【０００３】
関連する技術として、ＲＴＳ(Request to Send)／ＣＴＳ(Clear to Send)パケットに干渉電力情報と通信相手からの制御情報の受信電力情報を付加することが知られている。ＲＴＳ／ＣＴＳパケットを受信した無線局は、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットの受信電力とパケットの受信電力を元に所望信号電力対干渉信号電力比を計算し、同時送信が可能か否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８５７１９号公報
【特許文献２】特開２００７−１６６３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信装置の電力消費効率の低下が発生するケースとして、例えば、互いに通信し合う無線通信装置の一方が干渉波の影響を受けた場合が考えられる。影響を受けた一方の無線通信装置は、他方の無線通信装置からの送信信号を受信できなくなる。干渉波の継続時間が不明である場合には、通信が出来ない間にこれら無線通信装置が動作して電力消費効率を低下させることが考えられる。例えば、影響を受けた一方の無線通信装置へ信号を送信する他方の無線通信装置は、いつ一方の無線通信装置が受信できる状態へ遷移するか判らないためデータの再送を繰り返す。また、影響を受けた一方の無線通信装置は、いつ信号を送信できるか判らないためキャリアセンスを繰り返す。
【０００６】
無線通信装置の電力消費効率の低下が発生する他のケースとして、例えば、いつ到来するか判らない所望波を受信するために、無線通信装置を継続して動作させる場合が考えられる。
【０００７】
本明細書に記載の装置及び方法は、干渉波や又は所望波の受信が不確定であることに起因して無線通信装置が消費する電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
装置の一観点によれば無線通信装置が与えられる。無線通信装置は、到来波を検出する検出部と、到来波の種類を識別する識別部と、到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベースと、検出部により検出された到来波についてデータベースに記憶された次の受信の予測時刻及び継続時間に基づいて、通信を行わない非通信期間を定める制御部を備える。
【０００９】
方法の一観点によれば、無線通信装置の制御方法が与えられる。制御方法は、到来波を検出することと、検出された到来波の種類を識別することと、到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベースから、検出された到来波の次の受信の予測時刻及び継続時間を取得することと、取得された予測時刻及び継続時間に基づいて通信を行わない非通信期間を定めることを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書に記載の装置又は方法によれば、干渉波や又は所望波の受信が不確定であることに起因して無線通信装置が消費する電力を低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】通信システムの構成例を示す図である。
【図２】干渉状態の第１例の説明図である。
【図３】センサーノード装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図４】センサーノード装置の機能ブロックの第１例を示す図である。
【図５】干渉波情報の一例の説明図である。
【図６】継続時間と到来間隔の説明図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、干渉波の到来確率の確率分布の第１例及び第２例を示す図である。
【図８】データベースの第１例の説明図である。
【図９】干渉波が到来する際のセンサーノード装置の動作の第１例を示す模式図である。
【図１０】センサーノード装置の動作の第１例の説明図である。
【図１１】センサーノード装置の動作の第２例の説明図である。
【図１２】干渉状態の第２例の説明図である。
【図１３】（Ａ）は干渉波が到来する際のセンサーノード装置の動作の第２例を示す模式図であり、（Ｂ）は送信禁止期間の決定方法の一例を示す図である。
【図１４】データベースの第２例の説明図である。
【図１５】所望波を受信する際のセンサーノード装置の動作の一例を示す模式図である。
【図１６】センサーノード装置の機能ブロックの第２例を示す図である。
【図１７】所望波情報の一例の説明図である。
【図１８】センサーノード装置の動作の第３例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜１．第１実施例＞
＜１．１．通信システムの全体構成の例＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図１は、通信システムの構成例を示す図である。以下では、無線マルチホップネットワークを形成するセンサーノード装置の例示により、本明細書に記載の無線通信装置の説明を行う。但し、この例示は、本明細書に記載の無線通信装置の適用範囲をセンサーノード装置だけに限定することを意図するものではない。本明細書に記載の無線通信装置は、無線通信を行う様々な種類の通信装置に適用可能である。
【００１３】
通信システム１は、無線マルチホップネットワーク２と、通信ネットワーク３と、サーバ装置４を備える。無線マルチホップネットワーク２は、ゲートウエイノード装置５と、センサーノード装置６ａ〜６ｅ…を含むノードによって形成されている。通信システム１は、例えば、センサーノード装置６ａ〜６ｅ…にて採取された電力、ガス及び水道などの検針データを、ゲートウエイノード装置５を経由して、サーバ装置４が収集するデータ収集システムであってよい。
【００１４】
なお、以下の説明及び添付する図面において、無線マルチホップネットワークを単に「ネットワーク」と表記することがある。また、以下の説明においてゲートウエイノード装置を「ゲートウエイ」と表記し、センサーノード装置を「ノード」と表記することがある。また添付する図面において、ゲートウエイノード装置を「ＧＷ」と表記し、センサーノード装置を「ＮＤ」と表記することがある。また、以下の説明において、ノード６ａ〜６ｅ…を総称して「ノード６」と表記することがある。
【００１５】
無線マルチホップネットワーク２内では、各ノード６同士は互いに無線通信でパケットを送受信する。いま、ノード６ｂが送信したパケットをゲートウエイ５へ中継するノード６ａに、発生源８から干渉波が到来した場合を想定する。
【００１６】
図２は、干渉状態の第１例の説明図である。干渉波の影響を受けると、矢示１００のキャリアセンスにおいてノード６ａはキャリアが有ると判断する。このとき、もし、いつまで干渉波が継続するか不明であれば、ノード６ａは、続く矢示１０１及び１０２に示すように送信可能になるまでキャリアセンスを繰り返す。この結果、干渉波が継続する間にノード６ａはキャリアセンスを行うための動作電力を消費する。
【００１７】
干渉波の影響を受けたノード６ａは、ノード６ｂが矢示１１０で送信したパケットの受信に失敗する。このとき、もし、いつまで干渉波が継続するか不明であれば、ノード６ｂは、続く矢示１１１〜１１３に示すように送信可能になるまでパケット再送を繰り返す。この結果、ノード６ｂは、ノード６ａに届かないパケットのための送信電力を消費する。
【００１８】
このようなノード６ａ及び６ｂの電力消費を低減するため、本実施例では、干渉波を受けたノード６ａが、干渉波の継続期間を予測して干渉波の継続期間にスリープする。また、ノード６ａは、次の干渉波の到来時刻と継続期間を予測し次の干渉波の継続中に他のノード６ｂがノード６ａへ信号を送信することを禁止する。
【００１９】
＜１．２  センサーノード装置のハードウエア構成例＞
図３は、ノード６のハードウエア構成の一例を示す図である。ノード６は、プロセッサ１０と、メモリ１１と、無線通信回路１２と、センサ１３と、バッテリ１４、電源制御部１５と、タイマ１６を備える。なお、図３に示すハードウエア構成は、ノード６を実現するハードウエア構成の例示の１つである。後述の「１．４  センサーノード装置の動作」で説明される動作を実行するものであれば他のどのようなハードウエア構成が採用されてもよい。
【００２０】
プロセッサ１０は、メモリ１１に記憶される制御プログラムを実行することにより、ノード６を制御するための各動作や後述する動作を実行する。メモリ１１には、プロセッサ１０に動作を実行させる制御プログラムや、実行中のプログラムや、このプログラムによって一時的に使用されるデータが記憶される。メモリ１１は、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリや、ランダムアクセスメモリを記憶素子として含んでいてよい。
【００２１】
無線通信回路１２は、ゲートウエイ５やノード６との間の無線通信処理を行う。センサ１３は、ノード６のセンシングの対象の物理量を検出する。バッテリ１４はノード６の駆動電力を供給する。図１３において破線は、バッテリ１４からノード６内の各部分に電源を供給する電源ラインを示す。電源制御部１５は、プロセッサ１０の指示に従って、バッテリ１４からノード６内の各部分への電源供給を制御する。
【００２２】
プロセッサ１０が休止期間を指定して電源制御部１５に休止命令を与えると、電源制御部１５は、指定された休止期間の計時をタイマ１６にさせて、バッテリ１４からノード６内の各部分への電源供給を切断する。電源供給の切断によりノード６はスリープ状態となる。タイマ１６が計時を終了すると電源制御部１５は、ノード６内の各部分への電源供給を開始する。電源の供給によりノード６は動作状態となる。
【００２３】
＜１．３  センサーノード装置の機能構成例＞
図４は、ノード６の機能ブロックの第１例を示す図である。ノード６は、送受信部２０と、干渉波検出部２１と、測定制御部２２と、到来波情報処理部２３と、識別部２４と、演算部２５と、データベース２６と、制御部２７と、禁止通知部２８を備える。なお、図４は、以下の説明に関係する機能を中心として示している。ノード６は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図１６に示す機能ブロックについても同様である。
【００２４】
送受信部２０は、ノード６に到来する無線信号の受信とノード６から送信される無線信号の送信を行う。干渉波検出部２１は、到来した干渉波を検出する。例えば干渉波検出部２１は、受信信号強度(RSSI: Received Signal Strength Indication)を検出する。干渉波検出部２１は、RSSIが所定の閾値よりも高いにも関わらずパケットのプリアンブルの検出に失敗した場合に干渉波の到来を検出する。干渉波検出部２１は、RSSIが所定の閾値よりも低くなったときに干渉波の終了を検出する。干渉波検出部２１は、検出結果を測定制御部２２、到来波情報処理部２３及び制御部２７へ出力する。
【００２５】
測定制御部２２は、送受信部２０の受信回路の動作の切り替え制御を行う。干渉波が検出されていない間、測定制御部２２は、到来する信号の受信処理を送受信部２０に実行させる。干渉波の検出期間中、測定制御部２２は、到来する干渉波のスペクトル測定を送受信部２０に実行させる。送受信部２０は、干渉波の周波数スペクトルを示す周波数スペクトル情報を到来波情報処理部２３及び制御部２７へ出力する。
【００２６】
到来波情報処理部２３は、干渉波検出部２１が干渉波を検出した時刻、干渉波の継続期間及び送受信部２０から受信した周波数スペクトル情報を含む干渉波情報を、干渉波が発生した時系列順にメモリ１１に記憶する。図５は、干渉波情報の一例の説明図である。干渉波情報は、情報要素「発生時間」、「継続期間」、「周波数スペクトル情報」および「識別子」を含む。
【００２７】
情報要素「発生時間」は、干渉波の発生時刻、すなわち干渉波検出部２１が干渉波を検出した時刻を示す。情報要素「継続期間」は１回の干渉波が継続する継続期間を示す。情報要素「周波数スペクトル情報」は、送受信部２０から受信した周波数スペクトル情報である。情報要素「識別子」は、干渉波の種類を特定する識別子である。
【００２８】
干渉波の発生源が複数存在する場合に、発生源毎に干渉波の発生形態が異なることが考えられる。例えば、異なる発生源の干渉波は、発信間隔や継続期間が異なることが考えられる。識別部２４は、干渉波間の周波数スペクトルの相違に基づいて、異なる発生源から到来する異なる種類の干渉波を識別する。識別部２４は、到来波情報処理部２３がメモリ１１に記憶する干渉波情報毎に、干渉波情報に含まれる周波数スペクトル情報に基づいて干渉波の種類を識別し、識別した干渉波の種類に対応する識別子を出力する。到来波情報処理部２３は、識別部２４から受信した識別子を干渉波情報に格納する。
【００２９】
例えば、図５に示す干渉波情報の第１行目に格納される情報は、干渉波が１２時１分に発生しその継続期間が「３分」であったことを示す。また、この干渉波の周波数スペクトル情報が、情報要素「周波数スペクトル情報」として干渉波情報に格納されて、周波数スペクトル情報に基づいて、この干渉波には識別子「干渉波Ａ」が与えられる。
【００３０】
第２行目に格納される情報は、干渉波が１２時９分に発生しその継続期間が「１分」であったことを示す。また、この干渉波の周波数スペクトル情報が、情報要素「周波数スペクトル情報」として干渉波情報に格納されて、周波数スペクトル情報に基づいて、この干渉波には識別子「干渉波Ｂ」が与えられる。第１行目の情報と比較すると、これらの干渉波の周波数スペクトルが相違しており、識別部２４は、周波数スペクトルの異なる干渉波に異なる識別子を与える。
【００３１】
第３行目に格納される情報は、干渉波が１２時１３分に発生しその継続期間が「１分」であったことを示す。また、この干渉波の周波数スペクトル情報が、情報要素「周波数スペクトル情報」として干渉波情報に格納されて、周波数スペクトル情報に基づいて、この干渉波には識別子「干渉波Ｂ」が与えられる。第２行目の情報と比較すると、これらの干渉波の周波数スペクトルが同一又は類似しており、識別部２４は、同一又は類似の周波数スペクトルの干渉波に同じ識別子を与える。
【００３２】
図４を参照する。演算部２５は、現時点から所定期間遡った時刻までの間の干渉波情報に基づいて、干渉波の継続期間の平均値ｔｃと到来間隔の平均μ及び分散σを、干渉波の種類毎に算出する。図６は、継続期間と到来間隔の説明図である。継続期間は、１回の干渉波が継続する期間の長さである。到来間隔は、１回の干渉波が終了してから次の干渉波が到来するまでの間の期間の長さである。
【００３３】
演算部２５は、干渉波の到来間隔がある確率分布に従うものと仮定して、到来間隔の平均μ及び分散σから、到来間隔と到来確率との関係を干渉波の種類毎に算出する。例えば到来間隔が正規分布に従うと仮定すると、干渉波の終了後からの経過時刻ｔと到来間隔ｆ（ｔ）の関係は次式で与えられる。
【００３４】
【数１】
2013211778.tif 000003
【００３５】
図７の（Ａ）に、ある干渉波の到来確率の確率分布の第１例を示す。本例の確率分布では、第１到来間隔Ｔａから第２到来間隔Ｔｂまでの範囲において到来確率が所定の閾値Ｐｔｈを超えている。以下の説明において、干渉波の終了時刻から第１到来間隔Ｔａが経過した時刻を「第１到来予定時刻ｔ１」と表記することがある。また、干渉波の終了時刻から第２到来間隔Ｔｂが経過した時刻を「第２到来予定時刻ｔ２」と表記することがある。演算部２５は、第１到来予定時刻ｔ１から第２到来予定時刻ｔ２までの範囲を、次の干渉波が到来する予定時刻として予測する。
【００３６】
図７の（Ｂ）に、干渉波の到来確率の確率分布の第２例を示す。本例の確率分布では、到来確率が所定の閾値Ｐｔｈを超えない。この場合に演算部２５は、到来予定時刻の範囲を予測しない。
【００３７】
演算部２５は、干渉波の種類毎に算出した平均継続期間と到来予定時刻の範囲をデータベース２６に格納する。図８は、データベース２６の第１例の説明図である。データベース２６は、情報要素「識別子」と「平均継続期間」と「到来予定時刻」を有する。情報要素「識別子」は、各干渉波の種類に与えられた識別子を示す。情報要素「平均継続期間」及び「到来予定時刻」は、それぞれ各干渉波の平均継続期間と、到来予定時刻の範囲を示す。
【００３８】
例えば、図８のデータベースは、識別子「干渉波Ａ」により特定される干渉波の平均継続期間が「３分」でありこの干渉波については到来予定時刻が予測されなかったことを示す。また図８のデータベースは、識別子「干渉波Ｂ」により特定される干渉波の平均継続期間が「１分」でありこの干渉波については到来予定時刻の範囲ｔ１〜ｔ２は、干渉波の終了後の「１〜５分後」であることを示す。
【００３９】
図４を参照する。識別部２４は、干渉波の到来が検出されると、送受信部２０から受信した周波数スペクトル情報に基づいて干渉波の種類を識別する。識別部２４は、識別した干渉波に関する平均継続期間及び到来予定時刻の情報が、データベース２６に登録されている場合には、制御部２７に平均継続期間及び到来予定時刻の情報を出力する。制御部２７は、平均継続期間に応じて休止期間を定めて休止命令を電源制御部１５に与える。この結果、干渉波の継続期間においてノード６はスリープ状態になる。スリープ状態ではノード６内の各部への電源供給が切断される。休止期間が満了すると電源制御部１５が電源供給を再開する。この結果、干渉波の継続期間の後の期間にノード６は動作状態になる。
【００４０】
このときのノード６の動作の様子を図９に示す。矢示１２０の時点で干渉波の到来がノード６ａで検出されると、制御部２７が休止命令を電源制御部１５に与えることにより、矢示１２１の期間でノード６ａはスリープ状態となる。その後休止期間の満了により、ノード６は動作状態になる。平均継続期間に応じて休止期間を定めて休止命令を電源制御部１５に与える。
【００４１】
図４を参照する。ノード６がスリープ状態から戻った時に禁止通知部２８は、ノード６と通信を行う他のノードへ送信禁止通知を送信する。送信禁止通知は、送信禁止期間を指定して送信禁止期間におけるノード６へのパケット送信を禁止する通知である。禁止通知部２８は、第１到来予定時刻ｔ１から始まり、第２到来予定時刻ｔ２から平均継続期間が経過する時刻までの期間を送信禁止期間として定めてよい。その後に制御部２７は、送信禁止期間に応じて休止期間を定めて休止命令を電源制御部１５に与える。この結果、他のノードからパケットが送信されない送信禁止期間においてノード６はスリープ状態になる。
【００４２】
図９を参照して、このときのノード６の動作の様子を説明する。スリープ状態から回復後の矢示１２２の時点において、ノード６ａは、ノード６ａと通信を行う他のノード６ｂへ送信禁止通知を送信する。ノード６ｂは、送信禁止通知で指定された送信禁止期間においてノード６ａへのパケットの送信を停止する。その後、制御部２７が休止命令を電源制御部１５に与えることにより、矢示１２３の送信禁止期間においてノード６ａはスリープ状態となる。
【００４３】
なお、送受信部２０及び干渉波検出部２１の上記動作は、図３に示す無線通信回路１２とプロセッサ１０が協働することによって実行される。測定制御部２２、到来波情報処理部２３、識別部２４、演算部２５、制御部２７及び禁止通知部２８の動作は、プロセッサ１０によって実行される。
【００４４】
＜１．４  センサーノード装置の動作＞
続いて、ノード６の動作について説明する。図１０は、ノード６の動作の第１例の説明図である。図１０を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。図１１及び図１７を参照して説明する動作の場合も同様である。
【００４５】
オペレーションＡＡにおいて干渉波検出部２１は、干渉波を検出する。このとき送受信部２０は、干渉波の周波数スペクトル測定を行う。オペレーションＡＢにおいて識別部２４は、干渉波の周波数スペクトル情報に基づいて干渉波の種類を識別する。
【００４６】
オペレーションＡＣにおいて識別部２４は、識別した干渉波に関する平均継続期間及び到来予定時刻の情報が、データベース２６に登録されているか否かを判断する。これらの情報がデータベース２６に登録されている場合（オペレーションＡＣ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＦに進む。これらの情報がデータベース２６に登録されていない場合（オペレーションＡＣ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＤに進む。
【００４７】
オペレーションＡＤにおいて到来波情報処理部２３は、干渉波の発生時刻、継続期間及び周波数スペクトル情報を含む干渉波情報をメモリ１１に記憶する。オペレーションＡＥにおいて演算部２５は、オペレーションＡＤで新たな情報が追加された干渉波情報に基づいて、干渉波の継続期間の平均値ｔｃと、到来間隔の平均μ及び分散σを算出し、データベース２６を更新する。その後に動作はオペレーションＡＡに戻る。
【００４８】
オペレーションＡＦにおいて制御部２７は、平均継続期間に応じて休止期間を定めて休止命令を電源制御部１５に与える。この結果ノード６はスリープ状態となる。オペレーションＡＧにおいてノード６のタイマ１６が休止期間の経過を判断する。休止期間が経過した場合（オペレーションＡＧ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＨへ進む。休止期間が経過しない間（オペレーションＡＧ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＧを繰り返す。
【００４９】
オペレーションＡＨにおいてスリープ状態から回復したノード６は、干渉波の発生時刻、継続期間及び周波数スペクトル情報を含む干渉波情報をメモリ１１に記憶する。オペレーションＡＩにおいて演算部２５は、オペレーションＡＨで新たな情報が追加された干渉波情報に基づいて、干渉波の継続期間の平均値ｔｃと、到来間隔の平均μ及び分散σを算出し、データベース２６を更新する。
【００５０】
オペレーションＡＪにおいて禁止通知部２８は、ノード６と通信を行う他のノードへ送信禁止通知を送信する。オペレーションＡＫにおいて制御部２７は、送信禁止期間に応じて休止期間を定めて休止命令を電源制御部１５に与える。この結果ノード６はスリープ状態となる。オペレーションＡＬにおいてノード６のタイマ１６が休止期間の経過を判断する。休止期間が経過した場合（オペレーションＡＬ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＭへ進む。休止期間が経過しない間（オペレーションＡＬ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＬを繰り返す。オペレーションＡＭにおいて電源制御部１５が電源供給を再開し、ノード６が起動する。その後に動作はオペレーションＡＡに戻る。
【００５１】
＜１．５  実施例の効果＞
【００５２】
本実施例によれば、干渉波の影響を受けたノード６ａは干渉波が到来中にスリープ状態に入り消費電力を節約することができる。一方でノード６ａと通信を行うノード６ｂは、ノード６ａが干渉波の影響を受ける期間にノード６ａへのパケット送信を禁止することにより、送信に使用される消費電力を節約することができる。
【００５３】
本実施例によれば、干渉波の種類を識別して、干渉波の種類毎に干渉波の到来予想時刻と継続期間を予測する。このため、発生間隔や持続時間が異なる干渉波を送信する複数の発生源が存在し、発生形態の異なる干渉波が混在する場合にも、それぞれの干渉波の到来予想時刻と継続期間を、干渉波毎に独立して予測することができる。この結果、予測結果の精度を向上することができる。
【００５４】
また本実施例では、現時点から所定期間遡った時刻までの間の干渉波情報に基づいて干渉波の到来予想時刻と継続期間を予測する。このため、干渉波の最新の発生態様に基づいて到来予想時刻と継続期間を予測することができる。この結果、例えば干渉波の発生頻度が経時変化しても、到来予想時刻と継続期間の予測結果を発生頻度の変化に追従させることができる。
【００５５】
＜１．６  変形例＞
上記実施例では、演算部２５は、正規分布にしたがって到来間隔と到来確率との関係を算出した。他の実施例の演算部２５は、所定期間の平均到着率λ＝１／μに基づき、到来間隔がポアソン正規分布に従うと仮定して、到来間隔と到来確率との関係を算出してもよい。この場合、干渉波の終了後からの経過時刻ｔと到来間隔ｆ（ｔ）の関係は次式で与えられる。
【００５６】
【数２】
2013211778.tif 000004
【００５７】
干渉波の検出後に休止命令を電源制御部１５に与える際に設定する休止期間は、予想された平均継続期間の満了時に完了する期間であってよい。他の実施例では、干渉波の終了時刻を検出できるように、休止期間が、平均継続期間の満了前に完了する期間に設定されてもよい。干渉波の終了前にノード６ａがスリープ状態から回復した場合に、干渉波検出部２１は、検出した干渉波の終了時刻に基づいて干渉波の継続時間を判断する。
【００５８】
他の実施例は、送信禁止通知を送信した後、干渉波が実際に到来したことを検出してからスリープ状態に入ってもよい。到来波情報処理部２３は、このときに検出した干渉波の干渉波情報を記憶することにより、到来予想時刻と継続期間の予測の根拠となる干渉波情報の収集回数を増やして予測精度を向上させることができる。この場合に、電源制御部１５に与える際に設定する休止期間は、予想された平均継続期間の満了時に完了する期間であってもよく、平均継続期間の満了前に完了する期間であってもよい。干渉波の終了前にノード６ａがスリープ状態から回復した場合に、干渉波検出部２１は、検出した干渉波の終了時刻に基づいて干渉波の継続時間を判断してもよい。
【００５９】
＜２．第２実施例＞
続いて、ノード６の他の実施例について説明する。第１実施例では、現時点から所定期間遡った時刻までの期間の間の干渉波情報に基づいて、到来予想時刻と継続期間を予測する。このため、ノード６は、到来した干渉波を識別してスリープ状態の休止期間及び送信禁止期間を決定する際に、この干渉波の測定結果に基づいて干渉波情報とデータベース２６を更新する。
【００６０】
本実施例では、事前に一定期間の間に受信した干渉波の干渉波情報に基づいて予めデータベース２６を作成し、作成されたデータベース２６に基づいて、到来予想時刻と継続期間を予測する。
【００６１】
図１１は、ノード６の動作の第２例の説明図である。オペレーションＢＡにおいてメモリ１１に、事前に一定期間の間に受信した干渉波の干渉波情報に基づいて作成されたデータベース２６が記憶される。データベース２６は、例えば１週間の間に受信した干渉波情報に基づいて作成されたものであってよい。
【００６２】
オペレーションＢＢにおいて干渉波検出部２１は、干渉波を検出する。このとき送受信部２０は、干渉波の周波数スペクトル測定を行う。オペレーションＢＣにおいて識別部２４は、干渉波の周波数スペクトル情報に基づいて干渉波の種類を識別する。オペレーションＢＤにおいて識別部２４は、識別した干渉波に関する平均継続期間及び到来予定時刻の情報が、データベース２６に登録されているか否かを判断する。これらの情報がデータベース２６に登録されている場合（オペレーションＢＤ：Ｙ）に動作はオペレーションＢＥに進む。これらの情報がデータベース２６に登録されていない場合（オペレーションＢＤ：Ｎ）に動作はオペレーションＢＢに戻る。
【００６３】
オペレーションＢＥ〜ＢＪの動作は、それぞれ図１０のオペレーションＡＦ、ＡＧ、ＡＩ〜ＡＬの動作と同様である。
【００６４】
本実施例によれば、予め用意されたデータベース２６に基づいて到来予想時刻と継続期間を決定するため、干渉波情報の収集や到来予想時刻と継続期間の予測を行う処理を省略できる。このため、本実施例を、比較的処理能力が小さなノード６に実装することが容易になる。
【００６５】
＜３．第３実施例＞
続いて、ノード６の他の実施例について説明する。干渉波が連続して到来する環境下では、１つの干渉波が終了した後に通信を開始しても、後続の干渉波が通信信号に干渉し通信に失敗することがある。図１２に、そのような干渉状態の例を示す。
【００６６】
矢示１３０及び１３１は連続して到来する干渉波による干渉を示す。矢示１３２及び１３３の時点では、ノード６ａはキャリアセンスでキャリアを検出する。矢示１３４の時点では、干渉１３０が終了するためキャリアが検出されない。このためノード６ａはノード６ｂにパケットを送信する。しかし、その後に後続の干渉波による干渉１３１が始まるため、ノード６ｂは、矢示１３５及び１３６の時刻において、ノード６ａに対する応答パケットの送信及び再送に失敗する。
【００６７】
本実施例のノード６は、干渉波の到来を検出すると、干渉波が連続して到来か否かを予測し、干渉波が連続すると予測する場合には、干渉波が連続して到来する間にスリープする。また、ノード６は、連続する干渉波の到来が終了するまで停止するまで他のノード６ｂがノード６ａへ信号を送信することを禁止する。
【００６８】
図１３の（Ａ）は、干渉波が到来する際のノード６の動作の第２例を示す模式図である。矢示１４０〜１４３は連続して到来する干渉波による干渉を示す。干渉１４０の際に干渉波の到来を検出すると、ノード６ａは、第１実施例及び第２実施例と同様にして、干渉波の平均継続期間に応じた休止時間の間スリープ状態に入る。
【００６９】
ノード６がスリープ状態から戻った時に禁止通知部２８は、矢示１４５の時刻においてノード６と通信を行う他のノードへ送信禁止通知を送信する。このとき禁止通知部２８は、次のように送信禁止期間を定める。
【００７０】
図１３の（Ｂ）は、送信禁止期間の決定方法の一例を示す図である。干渉波の予想連続回数をｎ回と想定する。禁止通知部２８は、送信禁止期間の開始時刻として、干渉波の到来が予想される最も早い時刻である到来予定時刻ｔ１を指定する。一方で、最初の干渉波に続く干渉波の連続が持続する最長期間Ｌは、（（ｎ−１）×平均継続時間＋（ｎ−２）×予想される最長の到来間隔である第２到来間隔Ｔｂ）であると見積もられる。したがって、禁止通知部２８は、送信禁止期間の終了時刻として到来予定時刻ｔ１から期間長Ｌが経過した時刻を指定する。
【００７１】
その後、ノード６の制御部２７は、送信禁止期間に応じた休止期間を指定して電源制御部１５に休止命令を与える。その結果、矢示１４６の送信禁止期間においてノード６ａはスリープ状態となる。
【００７２】
干渉波の連続回数ｎに応じて送信禁止期間を決定するために、演算部２５は、干渉波情報に基づいて干渉波の連続回数ｎを予測する。演算部２５は、発生間隔が閾値以下の干渉波を連続する干渉波と判断し、干渉波の連続回数の平均値を予定連続回数として算出してもよい。演算部２５は、予定連続回数をデータベース２６に格納する。
【００７３】
図１４は、データベースの第２例の説明図である。図８のデータベース２６に情報要素「連続回数」が追加されている。図１４の例では、例えば、識別子「干渉波Ａ」により特定される干渉波について予測された干渉波の連続回数は「３回」である。また、識別子「干渉波Ｂ」により特定される干渉波について予測された干渉波の連続回数は「２回」である。また、図１４のデータベース２６も、第２実施例のように事前に一定期間の間に受信した干渉波の干渉波情報に基づいて事前に作成しておいてもよい。
【００７４】
本実施例によれば、干渉波が連続して到来する環境下において、先行の干渉波が終了しても、後続の干渉波によって失敗する恐れがある信号の送信を禁止することにより、消費電力が低減される。
＜４．第４実施例＞
【００７５】
続いて、ノード６の他の実施例について説明する。上記の実施例では、ノード６は干渉波の到来予想時刻と継続期間の予測を行った。本実施例では、ノード６は所望波の到来予想時刻と継続期間の予測を行う。ノード６は、所望波が到来する期間を予測して、その期間に動作し、その他の期間のいずれかでスリープ状態となることにより消費電力を節約する。
【００７６】
図１５は、所望波を受信する際のノード６の動作の一例を示す模式図である。矢示１５０の動作においてノード６ａは、ノード６ｂに送信データ照会を送信する。送信データ照会は、ノード６ｂがノード６ａへの送信するデータを有するか否かを問い合わせる信号である。矢示１５１の動作において送信データがない旨を知らせる送信データ応答をノード６ｂから受信すると、ノード６ａはスリープ状態となる。ノード６ａは、ノード６ａへ送信されるデータがない間、これらの動作を周期的に繰り返す。
【００７７】
矢示１５２の送信データ照会に対する矢示１５３の送信データ応答で、送信データがある旨を通知されると、ノード６ａは、スリープ状態とならずに作動状態を維持する。矢示１５４ａの最初のデータを受信したノード６ａは、次のデータの到来時刻、データの連続回数及び各データの受信時間の継続時間を予測する。後続のデータ１５４ｂ〜１５４ｎの受信が連続すると判断される場合にノード６ａは作動状態を維持する。
【００７８】
図１６は、ノード６の機能ブロックの第２例を示す図である。ノード６は、図４に示す構成に類似する構成を有しており、図４に示す構成要素と同様の構成要素には図４で使用した参照符号と同じ参照符号を付する。ノード６は、送信データ照会部３０を備える。送信データ照会部３０は、送信データ照会の送信処理と、送信データ応答の受信処理を実行する。
【００７９】
到来波情報処理部２３は、ノード６が他のノードからデータを受信すると、データの受信時刻とデータ受信の継続期間を含む所望波情報を、データ受信の時系列順にメモリ１１に記憶する。識別部２４は、データに付されたアドレス情報等に基づいてデータの送信元のノードを識別する。到来波情報処理部２３は、送信元のノードをデータの識別情報として所望波情報に格納する。この識別情報によりノード６が受信するデータは、送信元のモードによって種類分けされる。
【００８０】
図１７は、所望波情報の説明図である。所望波情報は、情報要素「受信時間」、「継続期間」および「識別子」を含む。情報要素「受信時間」は、データの受信時刻を示す。情報要素「継続期間」はデータ受信の継続期間を示す。情報要素「識別子」は、データの識別情報として使用するデータの送信元のノードの識別子を示す。
【００８１】
例えば所望波情報の第１行目に格納される情報は、識別子「ノードＡ」により特定されるノードからのデータが１３時２分に受信されその継続期間が「３分」であったことを示す。第２行目に格納される情報は、識別子「ノードＢ」により特定されるノードからのデータが１３時７分に受信されその継続期間が「１分」であったことを示す。
【００８２】
演算部２５は、現時点から所定期間遡った時刻までの間の所望波情報に基づいて、異なる識別子のデータ毎にデータ受信の継続期間の平均値ｔｃと、到来間隔の平均μ及び分散σを算出する。演算部２５は、干渉波が到来する間隔の長さがある確率分布に従うものと仮定して、到来間隔の平均μ及び分散σに基づいてデータの到来予定時刻の範囲を予測する。
【００８３】
干渉波の到来予定時刻の範囲の予測と同様に、データの到来確率が所定の閾値Ｐｔｈを超える最小及び最大の到来間隔を第１到来間隔Ｔａ及び第２到来間隔Ｔｂと表記する。また、データ受信の終了時刻から第１到来間隔Ｔａが経過した時刻を「第１到来予定時刻ｔ１」と表記することがある。また、データ受信の終了時刻から第２到来間隔Ｔｂが経過した時刻を「第２到来予定時刻ｔ２」と表記する。
【００８４】
また、演算部２５は、データ受信の連続回数を予測する。演算部２５は、異なる識別子のデータ毎に算出した平均継続期間と到来予定時刻の範囲と連続回数をデータベース２６に格納する。データベース２６の構造は、図１４に示す構造と同様であってよい。
【００８５】
制御部２７は、送信データが無いことを送信データ応答が通知している間、所定の周期で休止命令を電源制御部１５に与えてノード６をスリープ状態にさせる。送信データの存在を送信データ応答が通知すると、制御部２７は、ノード６の作動状態を維持する。制御部２７は、送信データ応答の送信元のノードに基づいて、これから到来するデータの送信元を識別する。制御部２７は、識別されたデータの平均継続期間と到来予定時刻の範囲と連続回数をデータベース２６から取得する。
【００８６】
ノード６が第１回目のデータを受信すると、制御部２７は、データベース２６から取得した連続回数に基づいてデータ受信が連続するか否かを判断する。データ受信が連続する場合に制御部２７は、ノード６を作動状態にしたまま待機させる待機期間を決定する。制御部２７は、待機期間の開始時刻として、データの到来が予想される最も早い時刻である到来予定時刻ｔ１を指定する。制御部２７は、到来予定時刻ｔ１から期間長Ｌ＝（（ｎ−１）×平均継続時間＋（ｎ−２）×予想される最長の到来間隔である第２到来間隔Ｔｂ）が経過した時刻を待機期間の終了時刻として指定する。ここでｎはデータ受信の連続回数である。
【００８７】
第１回目のデータに続く後続のデータを受信するために、制御部２７は、決定した待機期間の間、ノード６の作動状態を維持する。
【００８８】
図１８は、ノード６の動作の第３例の説明図である。オペレーションＣＡにおいて送信データ照会部３０は、送信データ照会を送信する。オペレーションＣＢにおいて送信データ照会部３０は、送信データ応答を受信する。
【００８９】
オペレーションＣＣにおいて制御部２７は、他のノードからの送信データの存在を判断する。送信データがある場合（オペレーションＣＣ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＧへ進む。送信データがない場合（オペレーションＣＣ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＤへ進む。オペレーションＣＤにおいて制御部２７は、所定の休止期間を定めて休止命令を電源制御部１５に与える。この結果ノード６はスリープ状態となる。オペレーションＣＥにおいてノード６のタイマ１６が休止期間の経過を判断する。休止期間が経過した場合（オペレーションＣＥ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＦへ進む。休止期間が経過しない間（オペレーションＣＥ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＥを繰り返す。オペレーションＣＦにおいて電源制御部１５が電源供給を再開し、ノード６が起動する。その後に動作はオペレーションＣＡに戻る。
【００９０】
オペレーションＣＧにおいて送受信部２０は、データを受信する。オペレーションＣＨにおいて制御部２７は、データ受信が連続するか否かを判断する。データ受信が連続する場合（オペレーションＣＨ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＩへ進む。データ受信が連続しない場合（オペレーションＣＨ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＤへ進む。
【００９１】
オペレーションＣＩにおいて制御部２７は、ノード６を作動状態にしたまま待機させる待機期間を決定する。オペレーションＣＪにおいて送受信部２０は、データが到来したか否かを判定する。データが到来した場合（オペレーションＣＪ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＫへ進む。データが到来しない場合（オペレーションＣＪ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＬへ進む。オペレーションＣＫにおいて送受信部２０は、データを受信する。その後動作はオペレーションＣＬへ進む。
【００９２】
オペレーションＣＬにおいて制御部２７は、待機時間が経過したか否かを判断する。待機時間が経過した場合（オペレーションＣＬ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＭに進む。待機時間が経過しない場合（オペレーションＣＬ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＪに戻る。
【００９３】
オペレーションＣＭにおいて到来波情報処理部２３は、オペレーションＣＧ及びＣＫにおけるデータ受信に関する所望波情報をメモリ１１に記憶する。オペレーションＣＮにおいて演算部２５は、オペレーションＣＭで新たな情報が加わった所望波情報に基づいて、データベース２６を更新する。その後に動作はオペレーションＣＡに戻る。
【００９４】
本実施例によれば、所望波の到来期間を予測して、それ以外の期間でノード６をスリープさせることにより、ノード６の消費電力を低減することができる。なお、他の実施例では第２実施例と同様に事前に一定期間の間に受信したデータの所望波に基づいて、データベース２６を事前に作成しておいてもよい。
【００９５】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
到来波を検出する検出部と、
到来波の種類を識別する識別部と、
到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベースと、
前記検出部により検出された到来波について前記データベースに記憶された次の受信の予測時刻及び継続時間に基づいて、通信を行わない非通信期間を定める制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
（付記２）
前記識別部は、前記到来波の周波数スペクトルに基づいて前記到来波の種類を識別することを特徴とする付記１に記載の無線通信装置。
（付記３）
前記到来波は干渉波であり、
前記制御部は、干渉波の継続時間中の期間を非通信期間として定めることを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信装置。
（付記４）
過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された連続して到来する到来波の連続回数が前記データベースに格納され、
前記制御部は、前記検出部により検出された到来波の後に連続して到来する到来波の継続時間中の期間を非通信期間として定めることを特徴とする付記３に記載の無線通信装置。
（付記５）
前記到来波は干渉波であり、
前記無線通信装置は、干渉波の継続時間中における前記無線通信装置への無線信号の送信を停止させる停止指示信号を他の通信装置へ送信する送信部を備えることを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信装置。
（付記６）
過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて、到来波の到来間隔の統計量を算出する統計演算部と、
到来間隔の統計量に基づいて到来波の次の受信の予測時刻を算出する予測部と、
を備えることを特徴とする付記１〜５の何れか一項に記載の無線通信装置。
（付記７）
前記予測部は、前記到来波の到来間隔が従うと仮定された所定の確率分布に従って、前記到来間隔の統計量に基づいて到来波の次の受信の予測時刻を算出することを特徴とする付記６に記載の無線通信装置。
（付記８）
前記到来波は所望波であり、
前記制御部は、所望波の継続時間以外の期間を非通信期間として定め、所望波の継続時間中の期間を通信可能期間として定めることを特徴とする付記１に記載の無線通信装置。
（付記９）
無線通信装置の制御方法であって、
到来波を検出し、
検出された到来波の種類を識別し、
到来波の種類毎に過去の所定期間の到来波の到来情報に基づいて算出された次の受信の予測時刻及び継続時間のデータベースから、検出された到来波の次の受信の予測時刻及び継続時間を取得し、
取得された予測時刻及び継続時間に基づいて通信を行わない非通信期間を定める、
ことを特徴とする制御方法。
【符号の説明】
【００９６】
１    通信システム
２    無線マルチホップネットワーク
５    ゲートウエイノード装置
６、６ａ〜６ｅ    センサーノード装置
【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】
2013211778.tif 000019
【図１６】
2013211778.tif 000020
【図１７】
2013211778.tif 000021
【図１８】
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