JP2016072758A - 通信システム及び当該通信システムに用いられる通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】更なる通信信頼性の向上を図る。
【解決手段】第１通信装置１は、第２通信装置２に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から所定の待機時間（Ｔ１）が経過した後、所定の間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）で第２通信装置２から送信される無線信号の受信を間欠的に待ち受けるように構成される。第２通信装置２は、第１通信装置１から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から待機時間（Ｔ１）が経過した後、応答確認用の無線信号を、第１通信装置１に宛てて、前記間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）で複数回送信するように構成される。故に、本実施形態の通信システムは、従来例と同様に通信装置の電力消費を抑えつつ、更なる通信信頼性の向上を図ることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、通信システム及び当該通信システムに用いられる通信装置に関し、特に、電波を通信媒体とする通信システム、及び当該通信システムに用いられる通信装置に関する。

従来例として、特許文献１記載の無線通信システムを例示する。この従来例は、複数の発信器と、監視装置と、複数の中継器とを備えている。各発信器は、電池を電源として動作し、電波を通信媒体とする無線信号によって、所定のメッセージ（フレーム）を送信するように構成される。また、監視装置は、発信器から送信される無線信号を受信するとともに当該無線信号から前記メッセージを取得し、送信元の発信器に対して、当該メッセージに対する受信確認メッセージを無線信号によって返信するように構成される。さらに、各中継器は、発信器から送信される無線信号を監視装置へ中継し、且つ監視装置から送信される無線信号を発信器へ中継するように構成される。

ここで、従来例で用いられるメッセージは、ヘッダ部と、データ部と、ＣＲＣ（誤り検出符号）部とで構成される。ヘッダ部には、シンボル同期を取るためのプリアンブル、フレーム同期を取るためのユニークワード、送信先アドレス、送信元アドレスなどが含まれている。なお、データ部には、発信器から監視装置に伝えたい情報を示すデータや、監視装置から発信器に伝えたい情報（受信確認の情報）を示すデータが含まれている。

特許文献１記載の従来例において、各発信器は、監視装置へメッセージを送信した後、応答時間が経過したら間欠的に受信の待ち受けを行うように構成される。すなわち、発信器は、監視装置から直接又は中継器を介して受信確認メッセージが送信されるタイミングに合わせて、間欠的に受信待ち受け状態となるので、無駄な受信待ち受けによる電力消費を抑制しつつ受信確認メッセージを確実に受信できる。

特許第５３６９１４４号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来例では、監視装置が１回しか受信確認メッセージを送信しないため、外来ノイズ等の影響で発信器が受信確認メッセージを受信できない可能性がある。故に、この種の無線通信システム（通信システム）においては、更なる通信の信頼性の向上が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、更なる通信信頼性の向上を図ることを目的とする。

本発明の通信システムは、第１通信装置と、第２通信装置とを含み、前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で双方向の無線通信が行われる通信システムであって、前記第１通信装置は、前記第２通信装置に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から所定の待機時間が経過した後、前記第２通信装置から送信される応答確認用の無線信号の受信を、所定の間隔で間欠的に待ち受けるように構成され、前記第２通信装置は、前記第１通信装置から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から前記待機時間が経過した後、前記応答確認用の無線信号を、前記第１通信装置に宛てて、前記間隔で複数回送信するように構成されることを特徴とする。

本発明の通信装置は、前記第２通信装置とともに前記通信システムを構成する通信装置であって、前記第２通信装置に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から前記待機時間が経過した後、前記第２通信装置から送信される応答確認用の無線信号を、前記間隔で間欠的に待ち受けるように構成されることを特徴とする。

本発明の通信装置は、前記第１通信装置とともに前記通信システムを構成する通信装置であって、前記第１通信装置から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から前記待機時間が経過した後、前記応答確認用の無線信号を、前記第１通信装置に宛てて、前記間隔で複数回送信するように構成されることを特徴とする。

本発明の通信システム及び通信装置は、更なる通信信頼性の向上を図ることができるという効果がある。

図１Ａは、本発明に係る通信装置（第１通信装置）の実施形態を示すブロック図、図１Ｂは、本発明に係る通信装置（第２通信装置）の実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る通信システムの実施形態で使用される通信フレームの説明図である。 同上の通信システムの動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の通信システムに含まれる中継装置のブロック図である。 同上の中継装置を含む通信システムの動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の中継装置を含む通信システムの別の動作を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明に係る通信装置及び通信システムの実施形態について、図面を参照して、詳細に説明する。

本実施形態の通信システムは、第１通信装置１と、第２通信装置２とを含み、第１通信装置１と第２通信装置２との間で双方向の無線通信を行うように構成される。ただし、本実施形態の通信システムは、第１通信装置１及び第２通信装置２の少なくとも何れか一方を複数台含んでも構わない。

第１通信装置１は、図１Ａに示すように、制御部１０、送受信部１１、アンテナ１２、イベント発生部１３、電池電源部１４などを備えることが好ましい。送受信部１１は、電波を通信媒体とする無線信号を、アンテナ１２を介して送受信するように構成されることが好ましい。なお、送受信部１１は、制御部１０に制御されて、送信モードと受信モードに択一的に切り換えられる。送信モードにおける送受信部１１は、制御部１０から与えられる通信フレームを符号化した通信信号で搬送波を変調し、さらに、変調後の通信信号を増幅してアンテナ１２に出力するように構成される。また、受信モードにおける送受信部１１は、アンテナ１２で受信する電波から通信信号を復調し、且つ復調後の通信信号から通信フレームを復号化して制御部１０に渡すように構成される。なお、本実施形態の通信システムで使用される搬送波の周波数は、例えば、特定小電力無線局に使用される周波数帯（３００ＭＨｚ帯、４００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯など）の周波数であることが好ましい。

イベント発生部１３は、所定のイベントが発生したとき、制御部１０に対して、前記イベントの発生を通知するように構成される。例えば、イベント発生部１３は、押釦スイッチなどの操作デバイスを有し、当該操作デバイスが操作されると、当該操作に対応した操作信号を制御部１０に出力するように構成されることが好ましい。あるいは、イベント発生部１３は、人感センサなどのセンサデバイスを有し、イベントが発生する（人感センサで人が検知される）と、当該イベントに対応したセンサ信号を制御部１０に出力するように構成されることが好ましい。若しくは、イベント発生部１３は、サーミスタなどの温度計測素子を有し、温度計測素子の計測値を制御部１０に出力するように構成されることが好ましい。

制御部１０は、マイクロコントローラで構成されることが好ましい。制御部１０は、イベント発生部１３からイベントの発生が通知される、例えば、操作信号やセンサ信号、計測値が入力されると、当該イベントの内容に対応したデータを含む通信フレームを生成して送受信部１１に出力することが好ましい。なお、制御部１０は、自己に割り当てられる固有のアドレスと、第２通信装置２に割り当てられる固有のアドレスとを、マイクロコントローラに内蔵される不揮発性の半導体メモリ（以下、内蔵メモリと略す。）に記憶することが好ましい。

通信フレームは、図２に示すように、ヘッダ部とデータ部とＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）部で構成されることが好ましい。さらに、ヘッダ部は、シンボル同期を取るためのプリアンブルと、フレーム同期を取るためのユニークワードと、送信先の通信装置を特定するための送信先アドレスと、送信元の通信装置を特定するための送信元アドレスとを含むことが好ましい。データ部は、他の通信装置に送りたい情報、例えば、上述したイベントの内容に対応したデータなどを含むことが好ましい。ＣＲＣ部は、バースト誤りの検出を可能とする誤り検出符号を含むことが好ましい。

電池電源部１４は、１次電池又は２次電池と、前記電池を電源として制御電源を生成する電源回路とを有することが好ましい。制御部１０、送受信部１１、イベント発生部１３の各部は、電池電源部１４から供給される制御電源で動作するように構成されることが好ましい。

一方、第２通信装置２は、図１Ｂに示すように、制御部２０、送受信部２１、アンテナ２２、報知部２３、電源部２４などを備えることが好ましい。送受信部２１は、電波を通信媒体とする無線信号を、アンテナ２２を介して送受信するように構成されることが好ましい。なお、送受信部２１は、制御部２０に制御されて、送信モードと受信モードに択一的に切り換えられる。送信モードにおける送受信部２１は、制御部２０から与えられる通信フレームを符号化した通信信号で搬送波を変調し、さらに、変調後の通信信号を増幅してアンテナ２２に出力するように構成される。また、受信モードにおける送受信部２１は、アンテナ２２で受信する電波から通信信号を復調し、且つ復調後の通信信号から通信フレームを復号化して制御部２０に渡すように構成される。

報知部２３は、例えば、圧電ブザーなどの発音デバイス及び液晶ディスプレイなどの表示デバイスの少なくとも何れか一方を備え、音や文字、画像などによって、イベントの発生を報知するように構成されることが好ましい。

制御部２０は、マイクロコントローラで構成されることが好ましい。制御部２０は、第１通信装置１から受信する通信フレームでイベントの発生が通知される、例えば、操作信号やセンサ信号、計測値を受け取ると、当該イベントの内容を報知部２３に報知させることが好ましい。なお、制御部２０は、自己に割り当てられる固有のアドレスと、第１通信装置１に割り当てられている固有のアドレスとを、マイクロコントローラの内蔵メモリに記憶することが好ましい。

電源部２４は、商用交流電源などの外部電源から給電されて制御電源を生成する電源回路を有することが好ましい。制御部２０、送受信部２１、報知部２３の各部は、電源部２４から供給される制御電源で動作するように構成されることが好ましい。

次に、図３のタイムチャートを参照して、本実施形態の通信システムの動作を詳細に説明する。なお、図３において、水平な実線の矢印は時間軸を示し、時間軸の上側が送信状態、時間軸の下側が受信状態（受信待ち受け状態）を示している。また、図３において、垂直な実線の矢印は、第１通信装置１と第２通信装置２の間の無線通信方向を示している。ただし、以下の説明においては、第１通信装置１から第２通信装置２への通信方向を上りと呼び、第２通信装置２から第１通信装置１の通信方向を下りと呼ぶことにする。

ここで、第１通信装置１においては、制御部１０とイベント発生部１３にのみ、電池電源部１４から常時給電され、無線信号の送受信時以外は電池電源部１４から送受信部１１には給電されないことが好ましい。そして、制御部１０は、イベント発生部１３からイベントの発生が通知されると、当該イベントの内容に対応したデータをデータ部に格納した通信フレームを生成する。ただし、当該通信フレームの送信先アドレスには第２通信装置２のアドレスが格納され、送信元アドレスには第１通信装置１のアドレスが格納される。さらに、制御部１０は、生成した通信フレームを、送信モードに切り換えて起動させた送受信部１１に出力する。送受信部１１は、制御部１０から受け取った通信フレームを符号化して通信信号を生成し、生成した通信信号で搬送波を変調し、さらに、変調後の通信信号を増幅してアンテナ１２に出力する。その結果、変調後の通信信号が上りの無線信号としてアンテナ１２から送信される。なお、制御部１０は、送受信部１１が無線信号の送信を終了した時点から、マイクロコントローラに内蔵されたタイマを起動して経過時間を計時する。

一方、第２通信装置２においては、制御部２０と送受信部２１に電源部２４から常時給電されている。制御部２０は、無線信号を送信する場合を除いて、送受信部２１を受信モードに切り換え、送受信部２１を受信の待ち受け状態としている。故に、第１通信装置１から送信される上りの無線信号は、受信の待ち受け状態にある第２通信装置２の送受信部２１で受信される。

第２通信装置２の制御部２０は、送受信部２１で復調及び復号化された通信フレームを受け取ると、データ部に格納されているデータに応じたイベントの内容を、報知部２３に報知させる。さらに、制御部２０は、送受信部２１が無線信号の受信を終了した時点（第１通信装置１の送受信部１１が無線信号の送信を終了した時点）から、マイクロコントローラに内蔵されたタイマを起動して経過時間を計時する。すなわち、第１通信装置１の制御部１０が計時する経過時間と、第２通信装置２の制御部２０が計時する経過時間とは、同期しているとみなすことができる。

第２通信装置２の制御部２０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１に達するタイミングに合わせて、応答確認用の通信フレームを符号化し且つ変調した下りの無線信号（以下、応答確認用の無線信号と呼ぶ。）を、送受信部２１に送信させる。当該応答確認用の通信フレームは、データ部に応答確認のデータが格納され、送信先アドレスに第１通信装置１のアドレスが格納され、送信元アドレスに第１通信装置１のアドレスが格納されて構成される。

一方、第１通信装置１の制御部１０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１に達するタイミングに合わせて、送受信部１１を受信モードに切り換えて起動させる。故に、第１待機時間Ｔ１の経過時点に第２通信装置２から送信された応答確認用の無線信号は、第１通信装置１の送受信部１１で受信される。ただし、他の無線通信システムで使用される電波などの影響で第１通信装置１の送受信部１１が応答確認用の無線信号を受信できない可能性もある。なお、第１通信装置１の制御部１０は、応答確認用の無線信号の長さが経過しても当該無線信号が受信できなければ、送受信部１１を停止させる。

そこで、第２通信装置２の制御部２０は、経過時間が第２待機時間Ｔ２（＞Ｔ１）に達するタイミング、及び経過時間が第３待機時間Ｔ３（＞Ｔ２）に達するタイミングに合わせて、応答確認用の無線信号を送受信部２１から送信させることが好ましい。同様に、第１通信装置１の制御部１０は、経過時間が第２待機時間Ｔ２に達するタイミング、及び経過時間が第３待機時間Ｔ３に達するタイミングに合わせて、送受信部１１を受信モードに切り換えて起動させることが好ましい。ただし、第１待機時間Ｔ１又は第２待機時間Ｔ２に達するタイミングで送受信部１１が応答確認用の無線信号を受信できた後は、第１通信装置１の制御部１０は、経過時間の計時を中止して送受信部１１を起動させないことが好ましい。なお、３回の受信待ち受け中に送受信部１１が応答確認用の無線信号を受信できなかった場合、第１通信装置１の制御部１０は、第２通信装置２に宛てて、上りの無線信号を再送することが好ましい。

上述のように、第２通信装置２から応答確認用の無線信号が複数回送信されることにより、第１通信装置１が応答確認用の無線信号を受信できる可能性が高くなり、通信の信頼性の向上を図ることができる。さらに、第１通信装置１が間欠的に受信待ち受け状態となるので、連続して受信待ち受け状態となる場合に比較して、第１通信装置１の消費電力を減らし、電池の長寿命化を図ることができる。

上述のように本実施形態の通信システムは、第１通信装置１と、第２通信装置２とを含み、第１通信装置１と第２通信装置２との間で双方向の無線通信が行われる通信システムである。第１通信装置１は、第２通信装置２に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から所定の待機時間（Ｔ１）が経過した後、第２通信装置２から送信される応答確認用の無線信号を所定の間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）で間欠的に待ち受けるように構成される。第２通信装置２は、第１通信装置１から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から待機時間（Ｔ１）が経過した後、前記応答確認用の無線信号を、第１通信装置１に宛てて、前記間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）で複数回送信するように構成される。

また、本実施形態の通信装置（第１通信装置１）は、第２通信装置２とともに通信システムを構成する通信装置である。通信装置（第１通信装置１）は、第２通信装置２に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から前記待機時間（Ｔ１）が経過した後、第２通信装置２から送信される応答確認用の無線信号を前記間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）で待ち受けるように構成される。

さらに、本実施形態の通信装置（第２通信装置２）は、第１通信装置１とともに通信システムを構成する通信装置である。通信装置（第２通信装置２）は、第１通信装置１から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から前記待機時間（Ｔ１）が経過した後、応答確認用の無線信号を、第１通信装置１に宛てて、前記間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）で複数回送信するように構成される。

本実施形態の通信システム及び通信装置（第１通信装置１と第２通信装置２）は上述のように構成されるので、従来例と同様に通信装置の電力消費を抑えつつ、更なる通信信頼性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の通信システムにおいて、第１通信装置１は、前記応答確認用の無線信号を受信したら、前記無線信号の受信の待ち受けを中止するように構成されることが好ましい。本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、第１通信装置１（の送受信部１１）が無駄な受信待ち受けを行わないことで無駄な電力消費を抑制することができる。

ところで、本実施形態の通信システムにおいて、第１通信装置１は、第２通信装置２に宛てて送信する前記無線信号に、前記待機時間（Ｔ１）を示すデータを含むように構成されることが好ましい。さらに、本実施形態の通信システムにおいて、第２通信装置２は、前記無線信号に含まれる前記データが示す前記待機時間（Ｔ１）を採用して前記応答確認用の無線信号の送信処理を行うように構成されることが好ましい。あるいは、本実施形態の通信システムにおいて、第１通信装置１は、第２通信装置２に宛てて送信する前記無線信号に、前記間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）を示すデータを含むように構成されることが好ましい。さらに、本実施形態の通信システムにおいて、第２通信装置２は、前記無線信号に含まれる前記データが示す前記間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）を採用して前記応答確認用の無線信号の送信処理を行うように構成されることが好ましい。

例えば、第１通信装置１にディップスイッチなどの設定用のデバイスが設けられ、制御部１０は、前記デバイスで設定される待機時間の値を、マイクロコントローラの内蔵メモリに記憶することが好ましい。そして、制御部１０は、イベント発生を通知するための通信フレームのデータ部に、前記内蔵メモリから読み出した待機時間の値を格納して第２通信装置２へ送信することが好ましい。そして、第２通信装置２の制御部２０は、第１通信装置１から受け取った待機時間の値を内蔵メモリに記憶することが好ましい。

本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、ユーザは、通信環境に合わせて、待機時間を柔軟に変更することができる。なお、応答確認用の無線信号が送信される複数回のタイミングの間隔（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）が第１通信装置１から第２通信装置２へ通知されても構わない。

さらに、本実施形態の通信システムにおいて、第１通信装置１は、第２通信装置２に送る前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータを、前記無線信号を送信する度毎に変更するように構成されることが好ましい。

例えば、本実施形態の通信システムに、複数の第１通信装置１が含まれる場合においては、複数の第１通信装置１同士で前記待機時間や前記間隔が重なる可能性がある。しかしながら、本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、複数の第１通信装置１同士で前記待機時間や前記間隔が重なる可能性が低くなり、更なる通信信頼性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の通信システムにおいて、第１通信装置１及び第２通信装置２は、前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータを予め記憶するように構成されることが好ましい。

例えば、本実施形態の通信システムでは、第２通信装置２の制御部２０に対して、第１通信装置１のアドレスが登録されるとともに、第１通信装置１の制御部１０に対して、第２通信装置２のアドレスが登録される。そして、第１通信装置の制御部１０及び第２通信装置２の制御部２０に対するそれぞれのアドレスの登録時に、前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータがそれぞれの制御部１０、２０（の内蔵メモリ）に記憶されることが好ましい。

本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、当該システムの運用開始時点で前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータが第１通信装置１及び第２通信装置２に記憶されているので、応答確認用の無線信号が確実に送受信される。

また、本実施形態の通信システムにおいて、前記間隔（Ｔ１、Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２）は、第１通信装置１が第２通信装置２に宛てて送信する前記無線信号の送信期間よりも長い時間に設定されることが好ましい。

例えば、本実施形態の通信システムがＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式を採用する場合において、第２通信装置２は、応答確認用の無線信号を送信する合間に、別の第１通信装置１が送信する無線信号を受信することができる。

ところで、本実施形態の通信システムが複数の第１通信装置１を含む場合において、前記待機時間及び前記間隔の少なくとも何れか一方が、複数の第１通信装置１毎に個別に設定されることが好ましい。

例えば、複数の第１通信装置１には、それぞれ固有のアドレス（識別符号：ＩＤ）が割り当てられるので、各第１通信装置１の制御部１０は、アドレスから一定の法則で導き出される数値に基づいて、前記待機時間や前記間隔を決定することが好ましい。

本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、複数の第１通信装置１同士で前記待機時間や前記間隔が重なる可能性が低くなり、更なる通信信頼性の向上を図ることができる。

一方、複数の第１通信装置１に対してそれぞれ異なる待機時間や間隔が設定される場合、第２通信装置２の制御部２０は、全ての第１通信装置１の待機時間や間隔を内蔵メモリに記憶しなければならない。その結果、制御部２０の内蔵メモリに必要な容量が増加してしまう虞がある。

そこで、本実施形態の通信システムにおいて、前記待機時間及び前記間隔の少なくとも何れか一方が、全ての第１通信装置１に共通に設定されることが好ましい。本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、第２通信装置２（の制御部２０）が待機時間や間隔を記憶するために必要な内蔵メモリの容量を減らすことができる。

また、本実施形態の通信システムにおいて、複数の第１通信装置１のうちで、第２通信装置２との通信の頻度が相対的に高い第１通信装置１は、通信の頻度が相対的に低い第１通信装置１と比較して、前記待機時間が短く設定されることが好ましい。あるいは、本実施形態の通信システムにおいて、複数の第１通信装置１のうちで、第２通信装置２との通信の頻度が相対的に高い第１通信装置１は、通信の頻度が相対的に低い第１通信装置１と比較して、前記間隔が短く設定されることが好ましい。

例えば、第２通信装置２の制御部２０は、複数の第１通信装置１の通信履歴を内蔵メモリに記憶し、前記通信履歴に基づいて、個々の第１通信装置１毎の通信頻度を演算することが好ましい。そして、制御部２０は、個々の第１通信装置１の通信頻度を比較し、通信頻度に対応した待機時間や間隔を各第１通信装置１に割り当て、割り当てた待機時間や間隔を、応答確認用の無線信号によって各第１通信装置１へ通知することが好ましい。

本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、通信頻度の高い第１通信装置１ほど、第２通信装置２から応答確認用の無線信号を早く受信して、次回の無線信号の送信に備えることができる。

さらに、本実施形態の通信システムにおいて、複数の第１通信装置１のうちで、優先度が相対的に高い第１通信装置１は、前記優先度が相対的に低い第１通信装置１と比較して、前記待機時間が短く設定されることが好ましい。あるいは、本実施形態の通信システムにおいて、複数の第１通信装置１のうちで、優先度が相対的に高い第１通信装置１は、前記優先度が相対的に低い第１通信装置１と比較して、前記間隔が短く設定されることが好ましい。

例えば、イベント発生部１３が重要なイベントを発生する第１通信装置１の優先度が高くなり、イベント発生部１３が重要でないイベントを発生する第１通信装置１の優先度が低くなることが好ましい。ただし、個々の第１通信装置１の優先度は、予め制御部１０（マイクロコントローラの内蔵メモリ）に設定（記憶）されていることが好ましい。

本実施形態の通信システムが上述のように構成されれば、優先度が相対的に高い第１通信装置１ほど、第２通信装置２から応答確認用の無線信号を早く受信して、次回の無線信号の送信に備えることができる。

ところで、本実施形態の通信システムは、中継装置３を含むことが好ましい。中継装置３は、第１通信装置１から第２通信装置２へ送信される無線信号（上りの無線信号）を中継するように構成されることが好ましい。さらに、中継装置３は、第２通信装置２から第１通信装置へ送信される無線信号（下りの無線信号）を中継するように構成されることが好ましい。

本実施形態の中継装置３は、図４に示すように、制御部３０、送受信部３１、アンテナ３２、電源部３３などを備えることが好ましい。送受信部３１は、電波を通信媒体とする無線信号を、アンテナ３２を介して送受信するように構成されることが好ましい。なお、送受信部３１は、制御部３０に制御されて、送信モードと受信モードに択一的に切り換えられる。送受信部３１は、受信モードで受信した無線信号を、送信モードにおいて送信するように構成されることが好ましい。そのために送受信部３１は、受信した無線信号から復調及び復号化した通信フレームをバッファメモリに記憶し、当該バッファメモリから読み出した通信フレームを符号化及び変調した通信信号を無線信号として送信することが好ましい。

制御部３０は、マイクロコントローラで構成されることが好ましい。制御部３０は、複数の第１通信装置１のうち、中継対象である第１通信装置１のアドレスを内蔵メモリに記憶することが好ましい。制御部３０は、送受信部３１で受信した無線信号の送信元アドレス又は送信先アドレスが内蔵メモリに記憶したアドレスと一致すれば、送受信部３１を送信モードに切り換えて、前記無線信号を送信（中継）させることが好ましい。

電源部３３は、商用交流電源などの外部電源から給電されて制御電源を生成する電源回路を有することが好ましい。制御部３０及び送受信部３１は、電源部３３から供給される制御電源で動作するように構成されることが好ましい。

次に、図５のタイムチャートを参照し、中継装置３を含む場合の通信システムの動作を説明する。なお、図５において、水平な実線の矢印は時間軸を示し、時間軸の上側が送信状態、時間軸の下側が受信状態（受信待ち受け状態）を示している。また、図５において、垂直な実線の矢印は、第１通信装置１と中継装置３と第２通信装置２の間の無線通信方向を示している。ただし、以下の説明においては、第１通信装置１から第２通信装置２への通信方向を上りと呼び、第２通信装置２から第１通信装置１の通信方向を下りと呼ぶことにする。

中継装置３においては、制御部３０と送受信部３１に電源部３３から常時給電されている。制御部３０は、無線信号を送信する場合を除いて、送受信部３１を受信モードに切り換え、送受信部３１を受信の待ち受け状態としている。故に、第１通信装置１から送信される上りの無線信号は、受信の待ち受け状態にある中継装置３の送受信部３１で受信される。

中継装置３の制御部３０は、送受信部３１が無線信号の受信を終了した時点（第１通信装置１の送受信部１１が無線信号の送信を終了した時点）から、マイクロコントローラに内蔵されたタイマを起動して経過時間を計時する。そして、制御部３０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１、第２待機時間Ｔ２、第３待機時間Ｔ３に達するタイミングに合わせて、第１通信装置１に対する応答確認用の無線信号を送受信部３１に送信させる。

第１通信装置１の制御部１０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１、第２待機時間Ｔ２、第３待機時間Ｔ３に達するタイミングに合わせて、送受信部１１を受信モードに切り換えて起動させる。故に、第１待機時間Ｔ１、第２待機時間Ｔ２、第３待機時間Ｔ３の経過時点に中継装置３から送信された応答確認用の無線信号の何れかが、第１通信装置１の送受信部１１で受信される。

中継装置３の制御部３０は、第１通信装置１に対する応答確認用の無線信号の送信が終了した後、第１通信装置１から送信された上りの無線信号を送受信部３１から送信させる。中継装置３から送信される上りの無線信号は、受信の待ち受け状態にある第２通信装置２の送受信部２１で受信される。また、中継装置３の制御部３０は、送受信部３１が無線信号の受信を終了した後、送受信部３１を受信モードに切り換えて受信の待ち受け状態とする。

一方、第２通信装置２の制御部２０は、送受信部２１が無線信号の受信を終了した時点から、マイクロコントローラに内蔵されたタイマを起動して経過時間を計時する。そして、制御部２０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１、第２待機時間Ｔ２、第３待機時間Ｔ３に達するタイミングに合わせて、応答確認用の無線信号を送受信部２１に送信させる。第２通信装置２から送信される応答確認用の無線信号は、受信の待ち受け状態にある中継装置３の送受信部３１で受信される。なお、中継装置３の制御部３０は、第２通信装置２から応答確認用の無線信号を受信できなかった場合、第２通信装置２に宛てて、上りの無線信号を再送することが好ましい。また、第２通信装置２の制御部２０は、応答確認用の無線信号の送信が完了した後、送受信部２１を受信モードに切り換えて受信の待ち受け状態とすることが好ましい。

上述のように、中継装置３が第１通信装置１に対して応答確認用の無線信号を直接送信すれば、第２通信装置２が送信する応答確認用の無線信号を中継装置３が第１通信装置１へ中継する場合と比較して、他の第１通信装置１が通信できない期間が短縮される。

続いて、図６のタイムチャートを参照し、中継装置３を含む場合の通信システムの別の動作を説明する。なお、図６において、水平な実線の矢印は時間軸を示し、時間軸の上側が送信状態、時間軸の下側が受信状態（受信待ち受け状態）を示している。また、図６において、垂直な実線の矢印は、第１通信装置１と中継装置３と第２通信装置２の間の無線通信方向を示している。ただし、以下の説明においては、第１通信装置１から第２通信装置２への通信方向を上りと呼び、第２通信装置２から第１通信装置１の通信方向を下りと呼ぶことにする。

第１通信装置１から送信される上りの無線信号は、受信の待ち受け状態にある中継装置３の送受信部３１で受信される。中継装置３の制御部３０は、第１通信装置１から送信された上りの無線信号と同一の無線信号を送受信部３１から送信させる。中継装置３から送信される上りの無線信号は、受信の待ち受け状態にある第２通信装置２の送受信部２１で受信される。また、中継装置３の制御部３０は、送受信部３１が上りの無線信号の送信を終了した後、送受信部３１を受信モードに切り換えて受信の待ち受け状態とする。

一方、第２通信装置２の制御部２０は、送受信部２１が無線信号の受信を終了した時点から、マイクロコントローラに内蔵されたタイマを起動して経過時間を計時する。そして、制御部２０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１、第２待機時間Ｔ２、第３待機時間Ｔ３に達するタイミングに合わせて、応答確認用の無線信号を送受信部２１に送信させる。第２通信装置２から送信される応答確認用の無線信号は、受信の待ち受け状態にある中継装置３の送受信部３１で受信される。

中継装置３の制御部３０は、送受信部３１が上りの無線信号の受信を終了した時点から、マイクロコントローラに内蔵されたタイマを起動して経過時間を計時する。そして、制御部３０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１２、第２待機時間Ｔ２２、第３待機時間Ｔ３２に達するタイミングに合わせて、第１通信装置１に対する応答確認用の無線信号を送受信部３１に送信させる。

第１通信装置１の制御部１０は、経過時間が第１待機時間Ｔ１２、第２待機時間Ｔ２２、第３待機時間Ｔ３２に達するタイミングに合わせて、送受信部１１を受信モードに切り換えて起動させる。故に、第１待機時間Ｔ１２、第２待機時間Ｔ２２、第３待機時間Ｔ３２の経過時点に中継装置３から送信された応答確認用の無線信号の何れかが、第１通信装置１の送受信部１１で受信される。なお、中継装置３の制御部３０は、応答確認用の無線信号の送信が完了した後、送受信部３１を受信モードに切り換えて受信の待ち受け状態とすることが好ましい。

上述のように、第２通信装置２が送信する応答確認用の無線信号を中継装置３が第１通信装置１へ中継すれば、中継装置３が第１通信装置１に対して応答確認用の無線信号を直接送信する場合と比較して、更なる通信信頼性の向上を図ることができる。ただし、第１通信装置１と第２通信装置２との間で無線信号を中継する中継装置３の台数は１台に限定されず、２台以上の中継装置３が第１通信装置１と第２通信装置２との間で無線信号を中継しても構わない。

なお、本実施形態では、第２通信装置２が応答確認用の無線信号を送信する回数を３回としたが、２回あるいは４回以上であっても構わない。

１ 第１通信装置
２ 第２通信装置
３ 中継装置
Ｔ１ 第１待機時間（待機時間）
Ｔ２ 第２待機時間（待機時間）
Ｔ３ 第３待機時間（待機時間）

Claims (13)

1. 第１通信装置と、第２通信装置とを含み、前記第１通信装置と前記第２通信装置との間で双方向の無線通信が行われる通信システムであって、
   前記第１通信装置は、前記第２通信装置に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から所定の待機時間が経過した後、前記第２通信装置から送信される応答確認用の無線信号の受信を、所定の間隔で間欠的に待ち受けるように構成され、
   前記第２通信装置は、前記第１通信装置から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から前記待機時間が経過した後、前記応答確認用の無線信号を、前記第１通信装置に宛てて、前記間隔で複数回送信するように構成されることを特徴とする通信システム。
2. 前記第１通信装置は、前記応答確認用の無線信号を受信したら、前記応答確認用の無線信号の待ち受けを中止するように構成されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記第１通信装置は、前記第２通信装置に宛てて送信する前記無線信号に、前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータの少なくとも何れか一方を含むように構成され、
   前記第２通信装置は、前記無線信号に含まれる前記データが示す前記待機時間及び前記間隔を採用して前記応答確認用の無線信号の送信処理を行うように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
4. 前記第１通信装置は、前記第２通信装置に送る前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータを、前記無線信号を送信する度毎に変更するように構成されることを特徴とする請求項３記載の通信システム。
5. 前記第１通信装置及び前記第２通信装置は、前記待機時間を示すデータ及び前記間隔を示すデータを予め記憶するように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
6. 前記間隔は、前記第１通信装置が前記第２通信装置に宛てて送信する前記無線信号の送信期間よりも長い時間に設定されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の通信システム。
7. 複数の前記第１通信装置を含み、前記待機時間及び前記間隔の少なくとも何れか一方が、前記複数の第１通信装置毎に個別に設定されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の通信システム。
8. 複数の前記第１通信装置を含み、前記待機時間及び前記間隔の少なくとも何れか一方が、全ての前記第１通信装置に共通に設定されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の通信システム。
9. 複数の前記第１通信装置を含み、前記複数の第１通信装置のうちで、前記第２通信装置との通信の頻度が相対的に高い前記第１通信装置は、前記通信の頻度が相対的に低い前記第１通信装置と比較して、前記待機時間及び前記間隔の少なくとも何れか一方が短く設定されることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の通信システム。
10. 複数の前記第１通信装置を含み、前記複数の第１通信装置のうちで、優先度が相対的に高い前記第１通信装置は、前記優先度が相対的に低い前記第１通信装置と比較して、前記待機時間及び前記間隔の少なくとも何れか一方が短く設定されることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の通信システム。
11. 前記第１通信装置から前記第２通信装置へ送信される前記無線信号を中継し、且つ前記第２通信装置から前記第１通信装置へ送信される前記応答確認用の無線信号を中継するように構成される中継装置を含むことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の通信システム。
12. 前記第２通信装置とともに請求項１〜１１の何れかの通信システムを構成する通信装置であって、前記第２通信装置に宛てて無線信号を送信し、且つ前記無線信号の送信が完了した時点から前記待機時間が経過した後、前記第２通信装置から送信される応答確認用の無線信号を、前記間隔で間欠的に待ち受けるように構成されることを特徴とする通信装置。
13. 前記第１通信装置とともに請求項１〜１１の何れかの通信システムを構成する通信装置であって、前記第１通信装置から送信される前記無線信号の受信を完了した時点から前記待機時間が経過した後、前記応答確認用の無線信号を、前記第１通信装置に宛てて、前記間隔で複数回送信するように構成されることを特徴とする通信装置。

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