JP4258334B2

JP4258334B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP4258334B2
Application number: JP2003344131A
Authority: JP
Inventors: 晶子古井; 良雄堀池; 利彦安井; 嘉茂吉川; 雅文中川; 雅弘山本; 泰浩伴
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: JP2005110166A

Description

本発明は、電波を用いてデータ通信を行う通信装置であって、特に家庭においてホームネットワークを構成する通信装置に関するものである。

近年、エアコンや冷蔵庫などの白物家電機器や侵入センサー等のセキュリティ機器と家庭内に設置されたホームコントローラとを無線で接続し、前記ホームコントローラを介して携帯電話と接続し、家の外よりエアコン等の機器をコントロールしたり、家の中のセキュリティ情報を携帯電話を介して外出中の家人に報知したりする家庭内ネットワークシステムが開発されてきている。

日本においては上記家庭内ネットワークシステムの業界標準としてエコーネット（Ｒ）規格が制定されている。上記エコーネット（Ｒ）規格を用いた無線ネットワークシステムにおいて、それぞれネットワークを構成する機器は２つの識別符号を有している。１つは各家庭毎に割り振られ、１つの家庭に所属する機器すべてに共通な識別符号である無線システム識別符号である。そして他の１つは機器毎に異なる符号を割り振られる機器識別符号である。２つの機器の間で通信を行わせるためには無線システム識別符号が一致していることと、通信相手の機器識別符号を指定して送信する必要がある。

そして上記無線システム識別符号と機器識別符号は上記ホームコントローラから割り振られる。ホームコントローラには複数の機器が無線で接続される。エコーネット（Ｒ）規格では複数のチャンネルをキャリアセンスし、空いているチャンネルで送信するように決められている。従来複数のチャンネルを使い通信を行う通信装置（例えば、特許文献１参照）は自分が通信しようとしているチャンネルにキャリアが検出された場合、キャリアのない別のチャンネルで通信を行う。
特開２００２−３００６３０号公報

しかしながら、チャンネルが空いていれば必ずしも通信できるわけではない。前記従来の構成を３つの機器、Ａ、Ｂ、Ｃから成り立つ図６のような家庭内ネットワークを用いて説明する。ここでチャンネルは複数存在し機器Ａ、Ｂ、Ｃは３つとも同じ通信システムに属するとする。例えばＡからＢへの送信要求イベントが発生した場合、Ａは空きチャンネルを検出しチャンネル１で送信しＢはその電波を受信する。このＡからＢへの通信が行われている最中にＣがＢへの送信を試みることはチャンネル１以外に空いているチャンネルがあれば可能である。しかしＢはすでにＡからの電波を受信中であり、Ｃからの電波を受信することは不可能である。このようにチャンネルが空いていても通信ができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、通信チャンネルだけでなく、通信相手や通信システム内の通信をも検出する通信装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は無線受信手段で受信した信号のうち、どれかのチャンネルにおいて送信元または送信先の機器識別符号がこれから送信しようとしている通信相手であることを機器識別符号検出手段が検出した場合、無線受信手段はそのチャンネルで受信される機器識別符号がこれから送信しようとしている通信相手でなくなるまで受信を続け、その後所定の遅延時間を設け、その遅延時間は無線受信手段がそのチャンネルで受信した時間が短いほど長く設定されるものである。

これによって、すでに通信を行っている機器に対して送信を開始することもなくなり、通信待ちをしていた機器が同時に通信を開始することもなくなり、無駄な送信をなくすことでき、また長く待っている機器を優先することができる。

本発明のキャリア検出手段と無線システム識別符号検出手段を備えた通信装置は、無駄な送信をなくすことができ、また長く待っている機器を優先することができる。

第１の発明は、複数のチャンネルからなるチャンネルグループを用いて無線通信を行う通信装置であって、無線送信に先立って無線送信しようとしているチャンネルがあいているかどうかを検出するキャリア検出手段と、無線受信手段と、前記無線受信手段で受信した信号の中から送信元または送信先を示す機器識別符号を検出する機器識別符号検出手段と、前記各手段を制御する制御手段とを備え、無線送信に先立って下記の（Ａ）または（Ｂ）の動作を行うことにより、長く待っている機器を優先することができる。
（Ａ）前記無線受信手段で受信した信号のうち、どのチャンネルにおいても送信元または送信先の機器識別符号がこれから送信しようとしている通信相手であることを前記機器識別符号検出手段が検出しない場合、空いているチャンネルを前記キャリア検出手段にて検出して前記制御手段が送信チャンネルを前記空いているチャンネルのいずれかに設定し無線送信する。
（Ｂ）前記無線受信手段で受信した信号のうち、どれかのチャンネルにおいて送信元または送信先の機器識別符号がこれから送信しようとしている通信相手であることを前記機器識別符号検出手段が検出した場合、前記無線受信手段はそのチャンネルで受信される機器識別符号が前記これから送信しようとしている通信相手でなくなるまで受信を続け、その後所定の遅延時間を設けてから再び前記（Ａ）または前記（Ｂ）の動作を行い、前記無線受信手段がそのチャンネルで受信した時間が短いほど、前記遅延時間は長く設定される。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態１における通信装置を示すものである。

図１において、１は通信装置のアンテナ、２は無線送信手段、３は無線受信手段、４はキャリア検出手段、５は無線システム識別符号検出手段、６は機器識別符号検出手段、７は制御手段、８は遅延時間発生手段である。図２はエコーネット規格に基づくデータフォーマットを示す図であり、図３は通信装置の無線システム内の電波の使用状態を示す図であり、図４は通信装置の通信先の電波状況を示す図であり、図２と図３と図４を用いて動作について説明する。

家庭内に少なくともＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと４つ以上の機器があり、４つの機器全てが同じ無線システムに属し、各機器には図１の通信装置が搭載されている場合について考える。まずＢにＡ宛ての送信要求イベントが発生したとする。するとＢは図３に示すようにチャンネル１でＡ宛ての電波を送信し図のようにＡはチャンネル１で受信中になる。

さてエコーネット規格では送信電波のデータフォーマットは図２に示すようになっている。図２において（１）はデータフォーマット全体構成を示す。図２の（１）において区間（ａ）はヘッダー部と呼ばれ間欠受信に対応するためビット（同期信号１＋フレーム同期信号１＋データ信号１）を１つのブロックとして間欠受信周期以上の長さになるよう前記ブロックをＮ回繰り返し送信する。そして区間（ｂ）は情報部と呼ばれる。区間（Ｃ）は送信の最後を示す信号であるがなくてもかまわない。データ１の詳細な構成を図２の（２）に示す。またデータ２の詳細な構成を図２の（３）に示す。データ１にはあて先を示す受信機器識別符号と無線システム識別符号の一部である部分無線システム識別符号が含まれている。部分無線システム識別符号は無線システム識別符号を３分割したものである。データ２には無線システム識別符号と送信元を示す送信機器識別符号が含まれている。通常区間（ａ）は区間（ｂ）よりも長い時間を占めている。

図３においてＢにＡ宛ての送信要求イベントが発生したとする。するとＢはチャンネル１でＡ宛ての電波を送信し図のようにＡは受信中になる。次にＣにＡ宛ての送信要求イベントが図３のタイミングで発生すると、Ｃは送信に先立って複数のチャンネルの電波を無線受信手段２により受信し、送信相手であるＡが通信中であるかどうかを確認する。

送信相手であるＡが通信中であるかどうかを確認するためには、チャンネルグループ内のいずれかのチャンネルで検出した電波の送信先或は送信元がＡであるか否かを調べる。そして、上記いずれかのチャンネルから送信相手であるＡが通信中であることが分かれば、Ｃは無線受信手段３によりそのチャンネルの電波を受信し続け、Ａの通信が終わりしだい無線システム識別符号検出手段５を起動し、同じ通信システム内で通信が行われていなければ、Ａ宛の送信を開始する。

一方で、送信相手が通信中でなければ、図４に示すように、空いているチャンネルをキャリア検出手段４により見つけ送信を開始する。例えば、図４では、Ａがチャンネルグループ内のいずれかのチャンネルで電波を検出した場合に、その電波の送信先あるいは送信元がＢになっていないか機器識別符号検出手段６により検出し、その電波の送信先あるいは送信元がＢになっていない場合は空いているチャンネルをキャリア検出手段４により見つけ送信を開始する。また図４のように、Ｄがチャンネルグループ内のいずれかのチャンネルで電波を検出した場合に、その電波の送信先あるいは送信元がＣになっていないことを機器識別符号検出手段６により検出できたときは、Ｄはキャリア検出手段４により空いているチャンネルを見つけ出し通信を始める。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における通信装置の遅延時間を用いた電波状況を示すものである。

実施の形態１ではある機器に送信要求発生直後にどのような順序で通信を行っていけばよいのかを説明したが、本実施例では送信要求発生直後に送信ができず、ある時間待たされた後どのようなタイミングで２度目以降の送信を行っていけばよいのかについて説明する。

図５においてまずＡにＢ宛ての送信要求イベントが発生したとする（図５の１２ａ）。するとＡはＢ宛ての電波を送信し図５の１１ａのようにＡからＢへ送信中になる。

図５において次にＤにＡ宛ての送信要求イベントが図５の１２ｂのタイミングで発生するとＤは送信に先立って実施例１同様の工程を経て、Ｄの属する無線システム内ですでに行われている通信があるかどうかを確認しまた送信相手であるＡが通信を行っているかどうかも確認して通信待つ状態（９ｄ）となる。

次にＣに同じくＡ宛ての送信要求イベントが図５の１２ｃのタイミングで発生する。Ｄと同様、Ｃも実施例１同様の工程を経てＡが送信中であることを検出して通信待つ状態（９ｂ）となる。ＤとＣはＡの通信が終わるまで待ち通信が終わり次第ある遅延時間をおいて再度無線システム識別符号検出手段５を起動し同じ通信システム内で通信が行われていないかどうかを検出する。

図５において遅延と示されている遅延時間１０ａから１０ｄは遅延時間発生手段８により設定される。同時に２つ以上の機器が送信をはじめないように、同じチャンネルで待たされている機器は各機器異なった遅延時間を機器識別符合検出手段６により検出された機器識別符号を元に遅延時間発生手段８により設けられる。

ここで遅延時間の設け方を説明する。例えば機器の製造番号や機器識別符号の下３桁に０．０１秒をかけたものを遅延時間に設定したり、機器の製造番号や機器識別符号が偶数の場合は、０．１秒と１から２０の間の偶数をかけたものを遅延時間に設定する。製造番号や機器識別符号が奇数の場合でも同様の計算を行い、あるいは製造番号や機器識別符号の下一桁をとり、２であれば１から２０の間の２の倍数と０．１秒をかけたもの、下一桁が３であれば３の倍数と０．１秒をかけた０．３秒を遅延時間として設定するような方法がある。また遅延時間をより多様にするため、下２桁を用いても良い。

すなわち図５に示されているようＣの遅延時間１０ｂは２秒、Ｄの遅延時間１０ｄは１秒と異なり、遅延時間の短かったＤが次にＡとの通信を実施の形態１同様の工程を経て通信を行うことができる（１２ｄ）。遅延時間が長かったＣは再びＡとＤの通信が終わるまで待たなければいけないが、その待ち時間９ｃの最中に今度はＢにＡ宛ての送信要求が図５の１２ｆのタイミングで発生する。

ＢもＣ同様ＡとＤの通信が終わるまで待たなければならない。ＡとＤの通信が終わり次第、Ｂは遅延時間１０ａの１．５秒を置き、Ｃは遅延時間１０ｃの１秒を置いて無線システム識別符号検出手段５を起動し同じ通信システム内で通信が行われていないかどうかを検出する。ここでＣの１度目の遅延時間は２秒、２度目の遅延時間は１秒であるように通信待ちが行われるたび遅延時間発生手段８は新しい遅延時間を各機器に設ける。

また制御手段７は各機器の通信待ち時間を計測し、ある一定の待ち時間よりも長い時間待っている機器には短い遅延時間をもうけ、ある一定の待ち時間よりも短い時間まっている機器には長い遅延時間を設けることもできる。例えばその一定の時間を１．５秒とすると、Ｄの１度目の待ち時間９ｄの２秒は１．５秒より長いため、１秒という短い遅延時間が設けられ、Ｃの一度目の待ち時間９ｂの１秒は１．５秒より短いため、２秒という長い遅延時間が設けられる。ここでは一定の時間を１つ設定したが、二つの時間をしきい値と設定し、遅延時間を３段階に分けても良い。

また機器ごとに異なる遅延時間を設けるのではなく、複数の機器をグルーピングし各グループごとに異なる遅延時間を設けることもできる。また遅延時間発生手段８或は制御手段７により設けられた遅延時間をあらかじめ機器グループごとに設定をしておくことも可能である。たとえばセキュリティーなどの機器は緊急性が高いため、遅延時間発生手段８に予め短い遅延時間を登録しておき、通信待ちを行ったあとには優先的に通信が行えるようにすることもできる。

この場合セキュリティー以外の機器の遅延時間発生手段８には遅延時間をセキュリティー機器以上になるように設定する必要がある。セキュリティーの遅延時間を０．１秒とした場合には、他の機器の遅延時間を０．１秒と２から２０までの整数をかけた時間などと設定する。

また図１に示す構成の全部或は一部をマイクロコンピュータを用いて構成することも可能である。そして本発明をプログラム化しマイクロコンピュータに実行させるようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、通信相手の無線システムや通信相手の状況を確認してから送信を行うことになるので、家庭外における複数の機器を用いたネットワーク等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における通信装置の構成図エコーネット規格に基づくデータフォーマット図本発明の実施の形態１における通信装置の無線システム内の電波状況図本発明の実施の形態１における通信装置の通信先の電波状況図本発明の実施の形態２における通信装置の遅延時間を用いた電波状況図従来の通信装置の電波状況図

符号の説明

１アンテナ
２無線送信手段
３無線受信手段
４キャリア検出手段
５無線システム識別符号検出手段
６機器識別符号検出手段
７制御手段
８遅延時間発生手段

Claims

複数のチャンネルからなるチャンネルグループを用いて無線通信を行う通信装置であって、無線送信に先立って無線送信しようとしているチャンネルがあいているかどうかを検出するキャリア検出手段と、無線受信手段と、前記無線受信手段で受信した信号の中から送信元または送信先を示す機器識別符号を検出する機器識別符号検出手段と、前記各手段を制御する制御手段とを備え、無線送信に先立って下記の（Ａ）または（Ｂ）の動作を行うことを特徴とする通信装置。
（Ａ）前記無線受信手段で受信した信号のうち、どのチャンネルにおいても送信元または送信先の機器識別符号がこれから送信しようとしている通信相手であることを前記機器識別符号検出手段が検出しない場合、空いているチャンネルを前記キャリア検出手段にて検出して前記制御手段が送信チャンネルを前記空いているチャンネルのいずれかに設定し無線送信する。
（Ｂ）前記無線受信手段で受信した信号のうち、どれかのチャンネルにおいて送信元または送信先の機器識別符号がこれから送信しようとしている通信相手であることを前記機器識別符号検出手段が検出した場合、前記無線受信手段はそのチャンネルで受信される機器識別符号が前記これから送信しようとしている通信相手でなくなるまで受信を続け、その後所定の遅延時間を設けてから再び前記（Ａ）または前記（Ｂ）の動作を行い、前記無線受信手段がそのチャンネルで受信した時間が短いほど、前記遅延時間は長く設定される。