無線通信装置及び無線通信システム
【課題】無線信号を受信するＲＦ回路の電力消費を削減しながら、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の同期を確立する。
【解決手段】この無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路とを含む。
【解決手段】この無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置、及び、複数の無線通信装置によって構成される無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、低速で転送距離が短い替わりに安価で消費電力が少ないという特徴を有するＺｉｇＢｅｅ（ジグビー）等の無線通信規格に従う無線通信ネットワークが開発されている。このような無線通信ネットワークは、家電製品や各種センサーを組み合わせたホームオートメーション、ビルディングオートメーション、及び、ファクトリーオートメーションにおいて活用されている。
【０００３】
高周波（ＲＦ）の無線信号を送信又は受信するためには、例えば、３０ｍＡ〜４０ｍＡ程度の消費電流が必要となる。従って、バッテリーから電力が供給されて動作する無線通信装置のハードウェアにおいて最も消費電力が大きいのは、無線信号を送信又は受信するＲＦ回路である。そこで、ＲＦ回路に電源を投入する時間を減少させることが、無線通信装置全体の消費電力を削減するために重要となる。
【０００４】
上記のような無線通信ネットワークにおける無線通信装置は、絶えず通信を行っている訳ではなく、一定のインターバルをおいて通信を行うことが多い。例えば、ＺｉｇＢｅｅのＩＥＥＥ８０２．１５．４規格においては、時間軸に対する標識としてビーコンと呼ばれる信号が用いられ、ビーコンとビーコンとによって区切られた期間を１つの単位として、所望のデータが伝送される。
【０００５】
ビーコンとビーコンとによって区切られた期間は、アクティブ期間と非アクティブ期間とを含んでもよい。例えば、アクティブ期間が複数のタイムスロットに分割され、各々のタイムスロットにおいて、スーパーフレームと呼ばれるデータフレームが伝送される。先頭のスーパーフレームは、ビーコンを含んでおり、それに続くスーパーフレームの各々は、伝送すべき一群のデータを含んでいる。
【０００６】
このように、ビーコンを用いて時間的な同期を取ることにより、互いの無線通信装置がアクティブとなっている時間だけを利用して、周期的に通信を行うことが可能となる。一方、非アクティブ期間においては、互いの無線通信装置を待機モードにしておけば、それぞれの無線通信装置の消費電力を削減することが可能となる。
【０００７】
そこで、それぞれの無線通信装置において、ビーコンとビーコンとの間の時間間隔を確保するために、ＲＦ回路に電源を投入するタイミングを制御するタイマー機能が必要となる。従来は、水晶振動子等を用いて発振動作を行う発振回路から出力されるクロック信号に基づいて計時動作を行うことにより、ＲＦ回路に電源を投入するタイミングを制御することが行われていた。
【０００８】
しかしながら、水晶振動子を用いた発振回路の発振周波数は、３０×１０−６（３０ｐｐｍ）程度の誤差を有している。従って、発振周波数の誤差をカバーするために、ＲＦ回路の受信動作を早目に開始したり、プリアンブルの受信期間を長く設定したりする必要があり、消費電力の増加を招いてしまう。これは、ビーコンとビーコンとの間の時間間隔が長くなるほど、重大な問題となる。
【０００９】
関連する技術として、特許文献１には、データ信号の受信を開始してから、一定時間間隔で送信されるデータ信号の先頭データ信号を受信するまでの時間を短くし、受信に伴う電力消費を抑制することができるデータ受信装置が開示されている。このデータ受信装置は、一定時間間隔で送信されるデータ信号を受信するデータ信号受信部と、受信したデータ信号について、データ信号の先頭となる先頭データ信号を検出する先頭データ信号検出部と、先頭データ信号の検出時点からの経過時間を計測する時間計測部と、時間計測部が計測した経過時間が上記一定時間の整数倍の時点となる受信可能時点からデータ信号の受信を開始するようにデータ信号受信部を制御する受信制御部とを備えている。
【００１０】
特許文献１によれば、先頭データ信号を一旦受信した後に、先頭データ信号に同期して受信動作を行うことにより、データ信号受信部の消費電力を削減することができる。しかしながら、特許文献１には、先頭データ信号を受信する前の期間におけるデータ信号受信部の消費電力を削減することに関しては、特に開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１７０２０４号公報（段落０００７、０００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の幾つかの観点によれば、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置において、無線信号を受信するＲＦ回路の電力消費を削減しながら、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の同期を確立することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路とを含む。
【００１４】
ここで、タイミング制御回路が、受信回路における受信動作のオン又はオフを制御するようにしてもよい。あるいは、タイミング制御回路が、時刻情報を使用しない場合に、無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を所定値に設定し、時刻情報を使用する場合に、無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を所定値よりも短く設定するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明の第２の観点に係る無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、無線通信ネットワークを介して無線信号を送信する送信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路とを含む。
【００１６】
以上において、タイミング制御回路が、電波時計、ＧＰＳ、カーナビゲーション、携帯電話、テレビ、又は、ラジオ用に送信される時刻情報を取得するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明の第３の観点に係る無線通信システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信システムであって、（ｉ）無線信号を送信する送信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御する第１のタイミング制御回路とを有する第１の無線通信装置と、（ii）第１の無線通信装置から所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、該時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御する第２のタイミング制御回路とを有する第２の無線通信装置とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１〜第３の観点によれば、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、送信回路又は受信回路における間欠的な送信動作又は受信動作のタイミングを制御するので、無線信号を受信するＲＦ回路の電力消費を削減しながら、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の同期を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図。
【図２】従来の無線通信システムにおけるタイミング誤差を示す図。
【図３】従来の無線通信システムにおける送信信号と受信動作との関係を示す図。
【図４】本発明の一実施形態における送信信号と受信動作との関係を示す図。
【図５】ＺｉｇＢｅｅの無線通信規格に従う送信データの構造を示す図。
【図６】親機と子機との間のメッセージシーケンスを説明するための図。
【図７】親機と子機との間の通信タイミングを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。この無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて無線通信を行うために用いられる。また、複数の無線通信装置によって無線通信システムが構成される。
【００２１】
図１に示すように、この無線通信装置は、アンテナ１０と、受信回路２１と、送信回路２２と、スイッチ回路２３と、発振回路２４と、ＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）回路２５と、タイミング制御回路２６と、復調回路２７と、変調回路２８と、制御回路２９と、計時回路３０とを含んでいる。ここで、受信回路２１〜計時回路３０は、半導体集積回路（ＩＣ）内に形成されてもよい。
【００２２】
アンテナ１０は、半導体集積回路２０の外付け部品として実現してもよいし、Ｗ−ＣＳＰ（Waferlevel Chip Size Package）技術等を利用して半導体集積回路２０内にオンチップで形成してもよい。スイッチ回路２３は、制御回路２９の制御の下で、受信回路２１と送信回路２２との内の一方にアンテナ１０を接続する。
【００２３】
アンテナ１０が受信回路２１に接続された状態において、受信回路２１は、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信して、高周波（ＲＦ）の受信信号をローノイズで増幅する。
【００２４】
発振回路２４は、半導体集積回路２０の外付け部品である水晶振動子等を用いて発振動作を行うことにより、クロック信号を生成する。発振回路２４によって生成されるクロック信号は、ＰＬＬ回路２５〜制御回路２９に供給される。
【００２５】
ＰＬＬ回路２５は、制御電圧に従う発振周波数で発振動作を行う電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、ＶＣＯから出力される発振信号をＭ分周する分周回路と、分周回路から出力される分周信号の位相及び／又は周波数と発振回路２４から供給されるクロック信号の位相及び／又は周波数とを比較して制御電圧を生成する制御電圧生成回路とを含んでいる。これにより、ＰＬＬ回路２５は、クロック信号の周波数をＭ逓倍した局部発振信号ＲＸ及びＴＸを生成する。
【００２６】
受信回路２１は、ＰＬＬ回路２５によって生成される局部発振信号ＲＸを、増幅された受信信号に掛け合わせることにより、高周波の受信信号を中間周波数の受信信号にダウンコンバートする。
【００２７】
復調回路２７は、受信回路２１から出力される中間周波数の受信信号を復調することにより、受信ディジタル信号を生成する。制御回路２９は、復調回路２７から出力される受信ディジタル信号から制御データ及び伝送データを抽出する。制御データは、無線通信装置の受信動作及び／又は送信動作を制御するために用いられる。伝送データは、出力端子を介して、半導体集積回路２０が実装されている家電製品や、半導体集積回路２０に接続されているセンサー等に供給される。
【００２８】
一方、制御回路２９は、他の無線通信装置の送信動作及び／又は受信動作を制御するために用いられる制御データを生成し、家電製品やセンサー等から入力端子を介して供給される伝送データを制御データに組み合わせて、送信ディジタル信号を生成する。変調回路２８は、制御回路２９から所定のタイミングで間欠的に供給される送信ディジタル信号に基づいて搬送波を変調することにより、中間周波数の送信信号を生成する。
【００２９】
本実施形態に係る無線通信装置において、ディジタル信号の変調方式としては、ＢＰＳＫ（２位相偏移変調）、ＡＳＫ（振幅偏移変調）、Ｏ−ＱＰＳＫ（オフセット４位相偏移変調）等を用いることができる。
【００３０】
送信回路２２は、ＰＬＬ回路２５によって生成される局部発振信号ＴＸを、中間周波数の送信信号に掛け合わせることにより、中間周波数の送信信号を高周波の受信信号にアップコンバートする。アンテナ１０が送信回路２２に接続された状態において、送信回路２２は、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に無線信号を送信する。
【００３１】
タイミング制御回路２６は、計時動作を行うことにより、受信回路２１における間欠的な受信動作のタイミングと、制御回路２９から変調回路２８に送信ディジタル信号を供給するタイミングと、送信回路２２における間欠的な送信動作のタイミングとを制御する。例えば、タイミング制御回路２６は、受信イネーブル信号ＲＥを受信回路２１に出力することにより、受信回路２１における受信動作のオン又はオフを制御し、タイミング制御信号ＴＣを制御回路２９に出力することにより、送信ディジタル信号の供給タイミングを制御し、送信イネーブル信号ＴＥを送信回路２２に出力することにより、送信回路２２における送信動作のオン又はオフを制御する。
【００３２】
タイミング制御回路２６は、計測された時刻を制御回路２９によって設定された時刻と比較して、比較結果に従って受信イネーブル信号ＲＥを活性化する。これにより、受信回路２１の受信動作が、制御回路２９によって設定された時刻に開始する。また、制御回路２９が、通信の終了をタイミング制御回路２６に通知して、タイミング制御回路２６が、受信イネーブル信号ＲＥを非活性化する。これにより、受信回路２１の受信動作が、通信の終了時点において終了する。受信回路２１の受信動作が停止している間は、受信回路２１の消費電力がゼロになる。
【００３３】
しかしながら、発振回路２４が水晶振動子を用いて発振動作を行う場合に、発振周波数は、３０×１０−６（３０ｐｐｍ）程度の誤差を有している。従って、発振回路２４から出力されるクロック信号に基づいて計時動作を行うことにより、受信回路２１における間欠的な受信動作のタイミングを制御する場合には、発振周波数の誤差をカバーするために、受信動作を早目に開始したり、プリアンブルの受信期間を長く設定したりする必要があるので、消費電力の増加を招いてしまう。
【００３４】
図２は、従来の無線通信システムにおける送信タイミングと受信タイミングとの誤差を示すタイミングチャートである。従来の無線通信システムにおいては、第１回目の通信時刻ｔ１が経過した後に、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが、別個に計時動作を行っている。それらの発振回路の発振周波数の間に誤差があると、送信側の無線通信装置が計測した第２回目の通信時刻ｔ２と、受信側の無線通信装置が計測した第２回目の通信時刻ｔ２'との間に、時刻差Δｔが生じてしまう。これに対し、高精度の水晶振動子を用いることも考えられるが、水晶振動子の精度にも限界があり、また、コストも増加してしまう。
【００３５】
図３は、従来の無線通信システムにおける送信信号と受信動作との関係を示すタイミングチャートである。ＺｉｇＢｅｅの無線通信規格に従う無線通信システムの場合には、図３に示すように、送信側の無線通信装置から送信される送信信号が、ビーコンと、送信データとを含んでいる。ビーコンは、時間軸に対する標識であり、同期信号としての役割りを有している。図２に示すような時刻差Δｔが生じる可能性がある場合には、受信側の無線通信装置において、時刻差Δｔをカバーするために、予想されるビーコンの送信タイミングよりも時刻差Δｔだけ早く受信動作を開始しなければならない。
【００３６】
そこで、本実施形態においては、図１に示すタイミング制御回路２６が、基地局又は衛星から無線で送信される時刻情報、例えば、電波時計用に送信される時刻情報を取得して、取得された時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路２１における間欠的な受信動作のタイミング、及び、送信回路２２における間欠的な送信動作のタイミングを制御する。電波時計用に送信される時刻情報に基づいて計時動作を行う場合の誤差は、１０×１０−９（０．０１ｐｐｍ）程度であり、発振回路２４から出力されるクロック信号に基づいて計時を行う場合と比較して、精度が３桁程度向上する。
【００３７】
また、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）衛星からＧＰＳ又はカーナビゲーション用に送信される電波や、一部の携帯電話会社において基地局から送信される制御信号や、一部の携帯電話会社において基地局から送信されるデータ通信又は呼出し用の電波や、基地局の一種である放送局から送信されるディジタルテレビ放送又は文字多重ＦＭラジオ放送の電波にも、時刻情報が含まれている。さらに、放送局から送信されるテレビ放送やラジオ放送に含まれている時報も、時刻情報として利用することができる。
【００３８】
そのために、計時回路３０は、アンテナ１０が接続された状態において、基地局又は衛星から送信される時刻情報を含む電波を受信し、受信された電波から時刻情報を抽出してタイミング制御回路２６に供給する。若しくは、アンテナ１０とは別個に、基地局又は衛星から送信される時刻情報を含む電波を受信するために用いられるアンテナを設けてもよい。あるいは、半導体集積回路２０の外部に、基地局又は衛星から送信される時刻情報を含む電波を受信する回路を設け、半導体集積回路２０が、外部の回路から端子を介して時刻情報を入力するようにしてもよい。
【００３９】
例えば、計時回路３０は、電波時計用に送信される時刻情報を含む電波を定期的に受信し、受信時点における時刻を表す時刻データを生成してタイミング制御回路２６に供給する。受信時点と受信時点との間においては、タイミング制御回路２６が、発振回路２４から供給されるクロック信号に基づいて時刻データを更新することにより、現在の時刻を表す時刻データを取得してもよい。なお、計時回路３０において、電波時計用に送信される時刻情報を含む電波を受信するために要する消費電流は数μＡ程度であり、受信回路２１の消費電流よりも十分小さい。
【００４０】
このような時刻データに基づいて、タイミング制御回路２６が、受信イネーブル信号ＲＥ、タイミング制御信号ＴＣ、及び、送信イネーブル信号ＴＥを生成する。送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが同じ時刻に送信及び受信を開始することにより、受信回路２１における受信期間が短縮されて、消費電力が削減される。また、このような時刻情報を用いることにより、間欠的な通信の時間間隔を１時間や１日のように長く設定することができる。さらには、毎月１回定められた日に通信を行うというように、一定でないインターバルをおいて通信を行うことも可能となる。
【００４１】
時刻情報を使用するか否かを表すフラグは、制御データに含めて送信側から受信側に伝送することができる。制御回路２９は、送信側において時刻情報が使用されているか否かに応じて受信動作を開始すべき時刻を決定し、受信動作を開始すべき時刻をタイミング制御回路２６に設定してもよい。また、制御回路２９は、送信動作を開始すべき時刻及び送信動作を終了すべき時刻をタイミング制御回路２６に設定する。
【００４２】
ＺｉｇＢｅｅ等の無線通信規格に従う無線通信ネットワークにおいては、無線通信システムに含まれている１つの無線通信装置を親機として用い、無線通信システムに含まれている他の少なくとも１つの無線通信装置を子機として用いることができる。例えば、親機は、電源投入後に送信モードとなり、子機は、電源投入後に受信モードとなる。親機と子機との間で通信を行う時刻は、双方で情報をやり取りすることによって定められる。その時刻は、例えば、毎時５６分３２秒のように絶対時間で定めてもよいし、前回の通信開始から１時間後のように時間間隔で定めてもよい。ただし、親機と子機との間で、同じ情報源から得られる時刻情報（例えば、電波時計用の時刻情報）を用いることが望ましい。
【００４３】
図４は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける送信信号と受信動作との関係を示すタイミングチャートである。本実施形態においては、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが、同じ時刻を表す時刻情報に基づいて計時動作を行うことができるので、図２に示すような大きな時刻差Δｔが生じない。従って、受信側の無線通信装置において、予想される送信タイミングよりも早く受信動作を開始する必要はない。
【００４４】
ただし、受信イネーブル信号ＲＥが活性化してから受信回路２１が動作するまでに時間がかかる場合には、受信イネーブル信号ＲＥをその時間の分だけ早く活性化する必要がある。そのような場合には、受信イネーブル信号ＲＥの他に、同期信号ＲＳを用いてもよい。受信回路２１は、受信イネーブル信号ＲＥが活性化されたときにスタンバイモードとなり、さらに同期信号ＲＳが活性化されたときに受信動作を開始する。送信回路２２についても同様に、送信イネーブル信号ＴＥの他に、同期信号ＴＳを用いてもよい。送信回路２２は、送信イネーブル信号ＴＥが活性化されたときにスタンバイモードとなり、さらに同期信号ＴＳが活性化されたときに送信動作を開始する。
【００４５】
図５は、ＺｉｇＢｅｅの無線通信規格に従う送信データの構造を示す図である。図５に示すように、送信データは、ＳＨＲ（同期ヘッダー）と、ＰＨＲ（ＰＨＹヘッダー）と、ＰＨＹペイロード（有効フレーム）とを含んでいる。なお、ＰＨＹとは、物理レイヤーのことである。ＳＨＲは、プリアンブルと、８ビット（１オクテット）のＳＦＤ（フレーム開始デリミター）とを含んでいる。ＰＨＲは、フレーム長を表す７ビットのデータと、予備の１ビットとの合計８ビット（１オクテット）を含んでいる。ＰＨＲにおける予備の１ビットは、時刻情報を使用するか否かを表すために使用することができる。ＰＨＹペイロードは、可変長（Ｎオクテット、Ｎ≦１２７）のＰＳＤＵ（ＰＨＹサービスデータユニット）を含んでいる。
【００４６】
プリアンブルとは、受信側の無線通信装置との間で同期を取り、フレームの始まりを合図するために用いられる特別なビット列のことである。例えば、ディジタル変調方式としてＢＰＳＫが用いられる場合には、プリアンブルの長さが、４オクテット（３２シンボル）とされる。
【００４７】
また、ＰＳＤＵの長さが最大長１２７オクテットであるとすると、送信データの全長が１３３オクテット（１０６４ビット）となる。さらに、伝送ビットレートが２５０ｋｂｐｓであるとすると、１秒間に受信動作を行っている時間は次のようになる。
１０６４／（２５０×１０３）＝４．２５６×１０−３（秒）
【００４８】
一方、周波数の誤差が±３０ｐｐｍのクロック信号を用いて計時動作を行い、１時間おきに通信を行う場合には、受信側におけるクロック信号の周波数誤差をカバーするために、受信動作を次の時間だけ早目に開始しなければならない。
３０×１０−６×６０×６０＝１０８×１０−３（秒）
【００４９】
以上のことから、１時間おきに１２７オクテットのデータの通信を行う場合に、受信側におけるクロック信号の周波数誤差をカバーするために、本来必要な時間の２５倍の時間において受信動作を行わなければならないことが分かる。即ち、受信動作が行われない時間の消費電力がゼロであると仮定すると、本実施形態によれば、バッテリーの寿命が２５倍に延びることになる。さらに、送信側におけるクロック信号の周波数誤差を考慮すると、効果はもっと大きくなる。従って、受信側と送信側との一方のみにおいて時刻情報を使用するようにしても、十分な効果が得られる。
【００５０】
また、ディジタル変調方式として、搬送波の周波数が８６８ＭＨｚ〜８６８．６ＭＨｚであるＢＰＳＫが用いられる場合に、４オクテット（３２シンボル）のプリアンブルの長さは、時間にして１６００μ秒となる。一方、電波時計の精度は、１秒間に誤差が１０ｎ秒程度である。本実施形態によれば、送信側と受信側とにおいて同一の時刻情報を使用することにより、計測時刻を略一致させることができるので、プリアンブルを受信するための時間を短縮又は削除することができる。
【００５１】
図１に示すタイミング制御回路２６は、時刻情報を使用するか否かを表すフラグに従って、時刻情報を使用しない場合に、プリアンブルを受信する期間を所定値（例えば、３２ビット分の期間）に設定し、時刻情報を使用する場合に、プリアンブルを受信する期間を所定値よりも短く（例えば、８ビット分の期間に）設定するようにしてもよい。
【００５２】
図６は、無線通信システムに含まれている親機と子機との間のメッセージシーケンスを説明するための図である。図６に示すように、親機が子機にデータを送信すると、子機が親機にＡＣＫ（アクノーレッジ）信号を返信する。
【００５３】
図７は、無線通信システムに含まれている親機と子機との間の通信タイミングを示すタイミングチャートである。図７に示すように、親機が、時刻情報に基づいて、時刻ｔ１において子機にデータの送信を開始すると、子機も、時刻情報に基づいて、同じ時刻ｔ１において受信動作を開始する。また、子機が、時刻情報に基づいて、時刻ｔ２において親機にＡＣＫ信号の送信を開始すると、親機も、時刻情報に基づいて、同じ時刻ｔ２において受信動作を開始する。このように、ＡＣＫ信号の送信タイミングも時刻情報に基づいて厳密に決定することにより、消費電力をさらに削減することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…アンテナ、２０…半導体集積回路、２１…受信回路、２２…送信回路、２３…スイッチ回路、２４…発振回路、２５…ＰＬＬ回路、２６…タイミング制御回路、２７…復調回路、２８…変調回路、２９…制御回路、３０…計時回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置、及び、複数の無線通信装置によって構成される無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、低速で転送距離が短い替わりに安価で消費電力が少ないという特徴を有するＺｉｇＢｅｅ（ジグビー）等の無線通信規格に従う無線通信ネットワークが開発されている。このような無線通信ネットワークは、家電製品や各種センサーを組み合わせたホームオートメーション、ビルディングオートメーション、及び、ファクトリーオートメーションにおいて活用されている。
【０００３】
高周波（ＲＦ）の無線信号を送信又は受信するためには、例えば、３０ｍＡ〜４０ｍＡ程度の消費電流が必要となる。従って、バッテリーから電力が供給されて動作する無線通信装置のハードウェアにおいて最も消費電力が大きいのは、無線信号を送信又は受信するＲＦ回路である。そこで、ＲＦ回路に電源を投入する時間を減少させることが、無線通信装置全体の消費電力を削減するために重要となる。
【０００４】
上記のような無線通信ネットワークにおける無線通信装置は、絶えず通信を行っている訳ではなく、一定のインターバルをおいて通信を行うことが多い。例えば、ＺｉｇＢｅｅのＩＥＥＥ８０２．１５．４規格においては、時間軸に対する標識としてビーコンと呼ばれる信号が用いられ、ビーコンとビーコンとによって区切られた期間を１つの単位として、所望のデータが伝送される。
【０００５】
ビーコンとビーコンとによって区切られた期間は、アクティブ期間と非アクティブ期間とを含んでもよい。例えば、アクティブ期間が複数のタイムスロットに分割され、各々のタイムスロットにおいて、スーパーフレームと呼ばれるデータフレームが伝送される。先頭のスーパーフレームは、ビーコンを含んでおり、それに続くスーパーフレームの各々は、伝送すべき一群のデータを含んでいる。
【０００６】
このように、ビーコンを用いて時間的な同期を取ることにより、互いの無線通信装置がアクティブとなっている時間だけを利用して、周期的に通信を行うことが可能となる。一方、非アクティブ期間においては、互いの無線通信装置を待機モードにしておけば、それぞれの無線通信装置の消費電力を削減することが可能となる。
【０００７】
そこで、それぞれの無線通信装置において、ビーコンとビーコンとの間の時間間隔を確保するために、ＲＦ回路に電源を投入するタイミングを制御するタイマー機能が必要となる。従来は、水晶振動子等を用いて発振動作を行う発振回路から出力されるクロック信号に基づいて計時動作を行うことにより、ＲＦ回路に電源を投入するタイミングを制御することが行われていた。
【０００８】
しかしながら、水晶振動子を用いた発振回路の発振周波数は、３０×１０−６（３０ｐｐｍ）程度の誤差を有している。従って、発振周波数の誤差をカバーするために、ＲＦ回路の受信動作を早目に開始したり、プリアンブルの受信期間を長く設定したりする必要があり、消費電力の増加を招いてしまう。これは、ビーコンとビーコンとの間の時間間隔が長くなるほど、重大な問題となる。
【０００９】
関連する技術として、特許文献１には、データ信号の受信を開始してから、一定時間間隔で送信されるデータ信号の先頭データ信号を受信するまでの時間を短くし、受信に伴う電力消費を抑制することができるデータ受信装置が開示されている。このデータ受信装置は、一定時間間隔で送信されるデータ信号を受信するデータ信号受信部と、受信したデータ信号について、データ信号の先頭となる先頭データ信号を検出する先頭データ信号検出部と、先頭データ信号の検出時点からの経過時間を計測する時間計測部と、時間計測部が計測した経過時間が上記一定時間の整数倍の時点となる受信可能時点からデータ信号の受信を開始するようにデータ信号受信部を制御する受信制御部とを備えている。
【００１０】
特許文献１によれば、先頭データ信号を一旦受信した後に、先頭データ信号に同期して受信動作を行うことにより、データ信号受信部の消費電力を削減することができる。しかしながら、特許文献１には、先頭データ信号を受信する前の期間におけるデータ信号受信部の消費電力を削減することに関しては、特に開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１７０２０４号公報（段落０００７、０００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の幾つかの観点によれば、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置において、無線信号を受信するＲＦ回路の電力消費を削減しながら、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の同期を確立することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路とを含む。
【００１４】
ここで、タイミング制御回路が、受信回路における受信動作のオン又はオフを制御するようにしてもよい。あるいは、タイミング制御回路が、時刻情報を使用しない場合に、無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を所定値に設定し、時刻情報を使用する場合に、無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を所定値よりも短く設定するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明の第２の観点に係る無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、無線通信ネットワークを介して無線信号を送信する送信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路とを含む。
【００１６】
以上において、タイミング制御回路が、電波時計、ＧＰＳ、カーナビゲーション、携帯電話、テレビ、又は、ラジオ用に送信される時刻情報を取得するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明の第３の観点に係る無線通信システムは、無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信システムであって、（ｉ）無線信号を送信する送信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御する第１のタイミング制御回路とを有する第１の無線通信装置と、（ii）第１の無線通信装置から所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、該時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御する第２のタイミング制御回路とを有する第２の無線通信装置とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１〜第３の観点によれば、外部から受信された時刻情報を取得して、該時刻情報に基づいて計時動作を行い、送信回路又は受信回路における間欠的な送信動作又は受信動作のタイミングを制御するので、無線信号を受信するＲＦ回路の電力消費を削減しながら、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の同期を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図。
【図２】従来の無線通信システムにおけるタイミング誤差を示す図。
【図３】従来の無線通信システムにおける送信信号と受信動作との関係を示す図。
【図４】本発明の一実施形態における送信信号と受信動作との関係を示す図。
【図５】ＺｉｇＢｅｅの無線通信規格に従う送信データの構造を示す図。
【図６】親機と子機との間のメッセージシーケンスを説明するための図。
【図７】親機と子機との間の通信タイミングを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。この無線通信装置は、無線通信ネットワークにおいて無線通信を行うために用いられる。また、複数の無線通信装置によって無線通信システムが構成される。
【００２１】
図１に示すように、この無線通信装置は、アンテナ１０と、受信回路２１と、送信回路２２と、スイッチ回路２３と、発振回路２４と、ＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）回路２５と、タイミング制御回路２６と、復調回路２７と、変調回路２８と、制御回路２９と、計時回路３０とを含んでいる。ここで、受信回路２１〜計時回路３０は、半導体集積回路（ＩＣ）内に形成されてもよい。
【００２２】
アンテナ１０は、半導体集積回路２０の外付け部品として実現してもよいし、Ｗ−ＣＳＰ（Waferlevel Chip Size Package）技術等を利用して半導体集積回路２０内にオンチップで形成してもよい。スイッチ回路２３は、制御回路２９の制御の下で、受信回路２１と送信回路２２との内の一方にアンテナ１０を接続する。
【００２３】
アンテナ１０が受信回路２１に接続された状態において、受信回路２１は、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信して、高周波（ＲＦ）の受信信号をローノイズで増幅する。
【００２４】
発振回路２４は、半導体集積回路２０の外付け部品である水晶振動子等を用いて発振動作を行うことにより、クロック信号を生成する。発振回路２４によって生成されるクロック信号は、ＰＬＬ回路２５〜制御回路２９に供給される。
【００２５】
ＰＬＬ回路２５は、制御電圧に従う発振周波数で発振動作を行う電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、ＶＣＯから出力される発振信号をＭ分周する分周回路と、分周回路から出力される分周信号の位相及び／又は周波数と発振回路２４から供給されるクロック信号の位相及び／又は周波数とを比較して制御電圧を生成する制御電圧生成回路とを含んでいる。これにより、ＰＬＬ回路２５は、クロック信号の周波数をＭ逓倍した局部発振信号ＲＸ及びＴＸを生成する。
【００２６】
受信回路２１は、ＰＬＬ回路２５によって生成される局部発振信号ＲＸを、増幅された受信信号に掛け合わせることにより、高周波の受信信号を中間周波数の受信信号にダウンコンバートする。
【００２７】
復調回路２７は、受信回路２１から出力される中間周波数の受信信号を復調することにより、受信ディジタル信号を生成する。制御回路２９は、復調回路２７から出力される受信ディジタル信号から制御データ及び伝送データを抽出する。制御データは、無線通信装置の受信動作及び／又は送信動作を制御するために用いられる。伝送データは、出力端子を介して、半導体集積回路２０が実装されている家電製品や、半導体集積回路２０に接続されているセンサー等に供給される。
【００２８】
一方、制御回路２９は、他の無線通信装置の送信動作及び／又は受信動作を制御するために用いられる制御データを生成し、家電製品やセンサー等から入力端子を介して供給される伝送データを制御データに組み合わせて、送信ディジタル信号を生成する。変調回路２８は、制御回路２９から所定のタイミングで間欠的に供給される送信ディジタル信号に基づいて搬送波を変調することにより、中間周波数の送信信号を生成する。
【００２９】
本実施形態に係る無線通信装置において、ディジタル信号の変調方式としては、ＢＰＳＫ（２位相偏移変調）、ＡＳＫ（振幅偏移変調）、Ｏ−ＱＰＳＫ（オフセット４位相偏移変調）等を用いることができる。
【００３０】
送信回路２２は、ＰＬＬ回路２５によって生成される局部発振信号ＴＸを、中間周波数の送信信号に掛け合わせることにより、中間周波数の送信信号を高周波の受信信号にアップコンバートする。アンテナ１０が送信回路２２に接続された状態において、送信回路２２は、無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に無線信号を送信する。
【００３１】
タイミング制御回路２６は、計時動作を行うことにより、受信回路２１における間欠的な受信動作のタイミングと、制御回路２９から変調回路２８に送信ディジタル信号を供給するタイミングと、送信回路２２における間欠的な送信動作のタイミングとを制御する。例えば、タイミング制御回路２６は、受信イネーブル信号ＲＥを受信回路２１に出力することにより、受信回路２１における受信動作のオン又はオフを制御し、タイミング制御信号ＴＣを制御回路２９に出力することにより、送信ディジタル信号の供給タイミングを制御し、送信イネーブル信号ＴＥを送信回路２２に出力することにより、送信回路２２における送信動作のオン又はオフを制御する。
【００３２】
タイミング制御回路２６は、計測された時刻を制御回路２９によって設定された時刻と比較して、比較結果に従って受信イネーブル信号ＲＥを活性化する。これにより、受信回路２１の受信動作が、制御回路２９によって設定された時刻に開始する。また、制御回路２９が、通信の終了をタイミング制御回路２６に通知して、タイミング制御回路２６が、受信イネーブル信号ＲＥを非活性化する。これにより、受信回路２１の受信動作が、通信の終了時点において終了する。受信回路２１の受信動作が停止している間は、受信回路２１の消費電力がゼロになる。
【００３３】
しかしながら、発振回路２４が水晶振動子を用いて発振動作を行う場合に、発振周波数は、３０×１０−６（３０ｐｐｍ）程度の誤差を有している。従って、発振回路２４から出力されるクロック信号に基づいて計時動作を行うことにより、受信回路２１における間欠的な受信動作のタイミングを制御する場合には、発振周波数の誤差をカバーするために、受信動作を早目に開始したり、プリアンブルの受信期間を長く設定したりする必要があるので、消費電力の増加を招いてしまう。
【００３４】
図２は、従来の無線通信システムにおける送信タイミングと受信タイミングとの誤差を示すタイミングチャートである。従来の無線通信システムにおいては、第１回目の通信時刻ｔ１が経過した後に、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが、別個に計時動作を行っている。それらの発振回路の発振周波数の間に誤差があると、送信側の無線通信装置が計測した第２回目の通信時刻ｔ２と、受信側の無線通信装置が計測した第２回目の通信時刻ｔ２'との間に、時刻差Δｔが生じてしまう。これに対し、高精度の水晶振動子を用いることも考えられるが、水晶振動子の精度にも限界があり、また、コストも増加してしまう。
【００３５】
図３は、従来の無線通信システムにおける送信信号と受信動作との関係を示すタイミングチャートである。ＺｉｇＢｅｅの無線通信規格に従う無線通信システムの場合には、図３に示すように、送信側の無線通信装置から送信される送信信号が、ビーコンと、送信データとを含んでいる。ビーコンは、時間軸に対する標識であり、同期信号としての役割りを有している。図２に示すような時刻差Δｔが生じる可能性がある場合には、受信側の無線通信装置において、時刻差Δｔをカバーするために、予想されるビーコンの送信タイミングよりも時刻差Δｔだけ早く受信動作を開始しなければならない。
【００３６】
そこで、本実施形態においては、図１に示すタイミング制御回路２６が、基地局又は衛星から無線で送信される時刻情報、例えば、電波時計用に送信される時刻情報を取得して、取得された時刻情報に基づいて計時動作を行い、受信回路２１における間欠的な受信動作のタイミング、及び、送信回路２２における間欠的な送信動作のタイミングを制御する。電波時計用に送信される時刻情報に基づいて計時動作を行う場合の誤差は、１０×１０−９（０．０１ｐｐｍ）程度であり、発振回路２４から出力されるクロック信号に基づいて計時を行う場合と比較して、精度が３桁程度向上する。
【００３７】
また、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）衛星からＧＰＳ又はカーナビゲーション用に送信される電波や、一部の携帯電話会社において基地局から送信される制御信号や、一部の携帯電話会社において基地局から送信されるデータ通信又は呼出し用の電波や、基地局の一種である放送局から送信されるディジタルテレビ放送又は文字多重ＦＭラジオ放送の電波にも、時刻情報が含まれている。さらに、放送局から送信されるテレビ放送やラジオ放送に含まれている時報も、時刻情報として利用することができる。
【００３８】
そのために、計時回路３０は、アンテナ１０が接続された状態において、基地局又は衛星から送信される時刻情報を含む電波を受信し、受信された電波から時刻情報を抽出してタイミング制御回路２６に供給する。若しくは、アンテナ１０とは別個に、基地局又は衛星から送信される時刻情報を含む電波を受信するために用いられるアンテナを設けてもよい。あるいは、半導体集積回路２０の外部に、基地局又は衛星から送信される時刻情報を含む電波を受信する回路を設け、半導体集積回路２０が、外部の回路から端子を介して時刻情報を入力するようにしてもよい。
【００３９】
例えば、計時回路３０は、電波時計用に送信される時刻情報を含む電波を定期的に受信し、受信時点における時刻を表す時刻データを生成してタイミング制御回路２６に供給する。受信時点と受信時点との間においては、タイミング制御回路２６が、発振回路２４から供給されるクロック信号に基づいて時刻データを更新することにより、現在の時刻を表す時刻データを取得してもよい。なお、計時回路３０において、電波時計用に送信される時刻情報を含む電波を受信するために要する消費電流は数μＡ程度であり、受信回路２１の消費電流よりも十分小さい。
【００４０】
このような時刻データに基づいて、タイミング制御回路２６が、受信イネーブル信号ＲＥ、タイミング制御信号ＴＣ、及び、送信イネーブル信号ＴＥを生成する。送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが同じ時刻に送信及び受信を開始することにより、受信回路２１における受信期間が短縮されて、消費電力が削減される。また、このような時刻情報を用いることにより、間欠的な通信の時間間隔を１時間や１日のように長く設定することができる。さらには、毎月１回定められた日に通信を行うというように、一定でないインターバルをおいて通信を行うことも可能となる。
【００４１】
時刻情報を使用するか否かを表すフラグは、制御データに含めて送信側から受信側に伝送することができる。制御回路２９は、送信側において時刻情報が使用されているか否かに応じて受信動作を開始すべき時刻を決定し、受信動作を開始すべき時刻をタイミング制御回路２６に設定してもよい。また、制御回路２９は、送信動作を開始すべき時刻及び送信動作を終了すべき時刻をタイミング制御回路２６に設定する。
【００４２】
ＺｉｇＢｅｅ等の無線通信規格に従う無線通信ネットワークにおいては、無線通信システムに含まれている１つの無線通信装置を親機として用い、無線通信システムに含まれている他の少なくとも１つの無線通信装置を子機として用いることができる。例えば、親機は、電源投入後に送信モードとなり、子機は、電源投入後に受信モードとなる。親機と子機との間で通信を行う時刻は、双方で情報をやり取りすることによって定められる。その時刻は、例えば、毎時５６分３２秒のように絶対時間で定めてもよいし、前回の通信開始から１時間後のように時間間隔で定めてもよい。ただし、親機と子機との間で、同じ情報源から得られる時刻情報（例えば、電波時計用の時刻情報）を用いることが望ましい。
【００４３】
図４は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける送信信号と受信動作との関係を示すタイミングチャートである。本実施形態においては、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが、同じ時刻を表す時刻情報に基づいて計時動作を行うことができるので、図２に示すような大きな時刻差Δｔが生じない。従って、受信側の無線通信装置において、予想される送信タイミングよりも早く受信動作を開始する必要はない。
【００４４】
ただし、受信イネーブル信号ＲＥが活性化してから受信回路２１が動作するまでに時間がかかる場合には、受信イネーブル信号ＲＥをその時間の分だけ早く活性化する必要がある。そのような場合には、受信イネーブル信号ＲＥの他に、同期信号ＲＳを用いてもよい。受信回路２１は、受信イネーブル信号ＲＥが活性化されたときにスタンバイモードとなり、さらに同期信号ＲＳが活性化されたときに受信動作を開始する。送信回路２２についても同様に、送信イネーブル信号ＴＥの他に、同期信号ＴＳを用いてもよい。送信回路２２は、送信イネーブル信号ＴＥが活性化されたときにスタンバイモードとなり、さらに同期信号ＴＳが活性化されたときに送信動作を開始する。
【００４５】
図５は、ＺｉｇＢｅｅの無線通信規格に従う送信データの構造を示す図である。図５に示すように、送信データは、ＳＨＲ（同期ヘッダー）と、ＰＨＲ（ＰＨＹヘッダー）と、ＰＨＹペイロード（有効フレーム）とを含んでいる。なお、ＰＨＹとは、物理レイヤーのことである。ＳＨＲは、プリアンブルと、８ビット（１オクテット）のＳＦＤ（フレーム開始デリミター）とを含んでいる。ＰＨＲは、フレーム長を表す７ビットのデータと、予備の１ビットとの合計８ビット（１オクテット）を含んでいる。ＰＨＲにおける予備の１ビットは、時刻情報を使用するか否かを表すために使用することができる。ＰＨＹペイロードは、可変長（Ｎオクテット、Ｎ≦１２７）のＰＳＤＵ（ＰＨＹサービスデータユニット）を含んでいる。
【００４６】
プリアンブルとは、受信側の無線通信装置との間で同期を取り、フレームの始まりを合図するために用いられる特別なビット列のことである。例えば、ディジタル変調方式としてＢＰＳＫが用いられる場合には、プリアンブルの長さが、４オクテット（３２シンボル）とされる。
【００４７】
また、ＰＳＤＵの長さが最大長１２７オクテットであるとすると、送信データの全長が１３３オクテット（１０６４ビット）となる。さらに、伝送ビットレートが２５０ｋｂｐｓであるとすると、１秒間に受信動作を行っている時間は次のようになる。
１０６４／（２５０×１０３）＝４．２５６×１０−３（秒）
【００４８】
一方、周波数の誤差が±３０ｐｐｍのクロック信号を用いて計時動作を行い、１時間おきに通信を行う場合には、受信側におけるクロック信号の周波数誤差をカバーするために、受信動作を次の時間だけ早目に開始しなければならない。
３０×１０−６×６０×６０＝１０８×１０−３（秒）
【００４９】
以上のことから、１時間おきに１２７オクテットのデータの通信を行う場合に、受信側におけるクロック信号の周波数誤差をカバーするために、本来必要な時間の２５倍の時間において受信動作を行わなければならないことが分かる。即ち、受信動作が行われない時間の消費電力がゼロであると仮定すると、本実施形態によれば、バッテリーの寿命が２５倍に延びることになる。さらに、送信側におけるクロック信号の周波数誤差を考慮すると、効果はもっと大きくなる。従って、受信側と送信側との一方のみにおいて時刻情報を使用するようにしても、十分な効果が得られる。
【００５０】
また、ディジタル変調方式として、搬送波の周波数が８６８ＭＨｚ〜８６８．６ＭＨｚであるＢＰＳＫが用いられる場合に、４オクテット（３２シンボル）のプリアンブルの長さは、時間にして１６００μ秒となる。一方、電波時計の精度は、１秒間に誤差が１０ｎ秒程度である。本実施形態によれば、送信側と受信側とにおいて同一の時刻情報を使用することにより、計測時刻を略一致させることができるので、プリアンブルを受信するための時間を短縮又は削除することができる。
【００５１】
図１に示すタイミング制御回路２６は、時刻情報を使用するか否かを表すフラグに従って、時刻情報を使用しない場合に、プリアンブルを受信する期間を所定値（例えば、３２ビット分の期間）に設定し、時刻情報を使用する場合に、プリアンブルを受信する期間を所定値よりも短く（例えば、８ビット分の期間に）設定するようにしてもよい。
【００５２】
図６は、無線通信システムに含まれている親機と子機との間のメッセージシーケンスを説明するための図である。図６に示すように、親機が子機にデータを送信すると、子機が親機にＡＣＫ（アクノーレッジ）信号を返信する。
【００５３】
図７は、無線通信システムに含まれている親機と子機との間の通信タイミングを示すタイミングチャートである。図７に示すように、親機が、時刻情報に基づいて、時刻ｔ１において子機にデータの送信を開始すると、子機も、時刻情報に基づいて、同じ時刻ｔ１において受信動作を開始する。また、子機が、時刻情報に基づいて、時刻ｔ２において親機にＡＣＫ信号の送信を開始すると、親機も、時刻情報に基づいて、同じ時刻ｔ２において受信動作を開始する。このように、ＡＣＫ信号の送信タイミングも時刻情報に基づいて厳密に決定することにより、消費電力をさらに削減することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…アンテナ、２０…半導体集積回路、２１…受信回路、２２…送信回路、２３…スイッチ回路、２４…発振回路、２５…ＰＬＬ回路、２６…タイミング制御回路、２７…復調回路、２８…変調回路、２９…制御回路、３０…計時回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、
前記無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、
外部から受信された時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路と、
を含む無線通信装置。
【請求項２】
前記タイミング制御回路が、前記受信回路における受信動作のオン又はオフを制御する、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記タイミング制御回路が、前記時刻情報を使用しない場合に、前記無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を所定値に設定し、前記時刻情報を使用する場合に、前記無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を前記所定値よりも短く設定する、請求項１又は２記載の無線通信装置。
【請求項４】
無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、
前記無線通信ネットワークを介して無線信号を送信する送信回路と、
外部から受信された時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路と、
を含む無線通信装置。
【請求項５】
前記タイミング制御回路が、電波時計、ＧＰＳ、カーナビゲーション、携帯電話、テレビ、又は、ラジオ用に送信される時刻情報を取得する、請求項１〜４のいずれか１項記載の無線通信装置。
【請求項６】
無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信システムであって、
無線信号を送信する送信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御する第１のタイミング制御回路とを有する第１の無線通信装置と、
前記第１の無線通信装置から所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、前記時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御する第２のタイミング制御回路とを有する第２の無線通信装置と、
を含む無線通信システム。
【請求項１】
無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、
前記無線通信ネットワークを介して所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、
外部から受信された時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路と、
を含む無線通信装置。
【請求項２】
前記タイミング制御回路が、前記受信回路における受信動作のオン又はオフを制御する、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記タイミング制御回路が、前記時刻情報を使用しない場合に、前記無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を所定値に設定し、前記時刻情報を使用する場合に、前記無線信号に含まれているプリアンブルを受信する期間を前記所定値よりも短く設定する、請求項１又は２記載の無線通信装置。
【請求項４】
無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信装置であって、
前記無線通信ネットワークを介して無線信号を送信する送信回路と、
外部から受信された時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御するタイミング制御回路と、
を含む無線通信装置。
【請求項５】
前記タイミング制御回路が、電波時計、ＧＰＳ、カーナビゲーション、携帯電話、テレビ、又は、ラジオ用に送信される時刻情報を取得する、請求項１〜４のいずれか１項記載の無線通信装置。
【請求項６】
無線通信ネットワークにおいて用いられる無線通信システムであって、
無線信号を送信する送信回路と、外部から受信された時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記送信回路における間欠的な送信動作のタイミングを制御する第１のタイミング制御回路とを有する第１の無線通信装置と、
前記第１の無線通信装置から所定のタイミングで間欠的に送信される無線信号を受信する受信回路と、前記時刻情報を取得して、前記時刻情報に基づいて計時動作を行い、前記受信回路における間欠的な受信動作のタイミングを制御する第２のタイミング制御回路とを有する第２の無線通信装置と、
を含む無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２２７６８（Ｐ２０１２−２２２７６８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９８４０（Ｐ２０１１−８９８４０）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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