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技術 無線装置、それを備えた無線通信システムおよび無線装置において実行されるプログラム

出願人 学校法人関西大学株式会社国際電気通信基礎技術研究所日本電気通信システム株式会社
発明者 四方博之長谷川晃朗渡邉悠希阿部憲一原幸宏伊藤哲也岩井優仁
出願日 2018年5月25日 (1年8ヶ月経過) 出願番号 2018-100937
公開日 2018年9月20日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2018-148579
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 無線センサーネットワーク 昼間モード センサー値 センサーノード 夜間モード 電波範囲 飛行機内 G回線
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年9月20日)のものです。
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図面 (20)

課題

消費電力を低減して正確に無線通信可能な無線装置を提供する。

解決手段

無線基地局110は、自己識別情報に基づいて、識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを生成する生成手段を備える。無線基地局110は、第1の無線フレームによって、無線基地局110の通信範囲に入った端末装置120を制御する。無線基地局110は、生成された第1の無線フレームを無線基地局110の通信範囲へ送信する送信手段を備える。

概要

背景

従来、スリープ状態から起動状態移行させる無線装置識別情報フレーム長によって表して無線装置を起動させる技術が知られている(特許文献1)。

特許文献1に記載された技術においては、送信元の無線装置は、起動させたい無線装置の識別情報を示すフレーム長を有する無線フレームを生成し、その生成した無線フレームを無線通信相手先である無線装置へ送信する。そして、相手先の無線装置は、無線フレームを受信し、その受信した無線フレームの受信信号サンプリング間隔包絡線検波してフレーム長を検出する。その後、相手先の無線装置は、その検出したフレーム長を識別情報に復号し、その復号した識別情報が自己の識別情報に一致するとき、スリープ状態から起動状態へ移行する。

そうすると、送信元の無線装置は、相手先の無線装置と無線通信を行う。

また、移動可能なシンクセンサーノードを起動させてセンサーノードからデータを受信する技術が知られている(非特許文献1)。

概要

消費電力を低減して正確に無線通信可能な無線装置を提供する。無線基地局110は、自己の識別情報に基づいて、識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを生成する生成手段を備える。無線基地局110は、第1の無線フレームによって、無線基地局110の通信範囲に入った端末装置120を制御する。無線基地局110は、生成された第1の無線フレームを無線基地局110の通信範囲へ送信する送信手段を備える。

目的

この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、消費電力を低減して正確に無線通信可能な無線装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

当該無線装置識別情報に基づいて生成され、かつ、当該無線装置の通信範囲に入った端末装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを生成する生成手段と、前記生成手段によって生成された前記第1の無線フレームを当該無線装置の通信範囲へ送信する送信手段とを備える無線装置。

請求項2

前記第1の無線フレームは、複数の通信事業者に対応する複数の識別情報のうちのいずれかの識別情報を表すフレーム長を有する、請求項1に記載の無線装置。

請求項3

前記第1の無線フレームは、当該無線装置が配置された位置を示す位置情報および時刻情報に生成された識別情報を表すフレーム長を有する、請求項1に記載の無線装置。

請求項4

当該端末装置が請求項1に記載の無線装置の通信範囲に入ったとき、請求項1に記載の無線装置から前記第1の無線フレームを受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記第1の無線フレームのフレーム長を検出し、その検出したフレーム長が請求項1に記載の無線装置の識別情報を表すとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる移行手段とを備える端末装置。

請求項5

前記移行手段は、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなるまで前記所望の状態を維持する、請求項4に記載の端末装置。

請求項6

前記移行手段は、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなると元の状態へ移行する、請求項4に記載の端末装置。

請求項7

前記移行手段は、請求項1に記載の無線装置の識別情報が当該無線装置の契約先の通信事業者の識別情報に一致するとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる、請求項4に記載の端末装置。

請求項8

前記移行手段は、請求項1に記載の無線装置の識別情報が、当該無線装置が帰属したことのある無線装置の識別情報であるとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる、請求項4に記載の端末装置。

請求項9

請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線装置と、請求項4から請求項8のいずれか1項に記載の端末装置とを備える無線通信システム

請求項10

生成手段が、当該無線装置の識別情報に基づいて生成され、かつ、当該無線装置の通信範囲に入った端末装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを生成する第1のステップと、送信手段が、前記第1のステップにおいて生成された前記第1の無線フレームを当該無線装置の通信範囲へ送信する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム

請求項11

前記第1の無線フレームは、複数の通信事業者に対応する複数の識別情報のうちのいずれかの識別情報を表すフレーム長を有する、請求項10に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

請求項12

前記第1の無線フレームは、当該無線装置が配置された位置を示す位置情報および時刻情報に生成された識別情報を表すフレーム長を有する、請求項10に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

請求項13

受信手段が、当該端末装置が請求項1に記載の無線装置の通信範囲に入ったとき、請求項5に記載の無線装置から前記第1の無線フレームを受信する第1のステップと、移行手段が、前記受信手段によって受信された前記第1の無線フレームのフレーム長を検出し、その検出したフレーム長が請求項5に記載の無線装置の識別情報を表すとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。

請求項14

前記移行手段は、前記第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなるまで前記所望の状態を維持する、請求項13に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

請求項15

前記移行手段は、前記第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなると元の状態へ移行する、請求項13に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

請求項16

前記移行手段は、前記第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置の識別情報が当該無線装置の契約先の通信事業者の識別情報に一致するとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる、請求項13に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

請求項17

前記移行手段は、前記第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置の識別情報が、当該無線装置が帰属したことのある無線装置の識別情報であるとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる、請求項13に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。

技術分野

0001

この発明は、無線装置、それを備えた無線通信システムおよび無線装置において実行されるプログラムに関するものである。

背景技術

0002

従来、スリープ状態から起動状態移行させる無線装置の識別情報フレーム長によって表して無線装置を起動させる技術が知られている(特許文献1)。

0003

特許文献1に記載された技術においては、送信元の無線装置は、起動させたい無線装置の識別情報を示すフレーム長を有する無線フレームを生成し、その生成した無線フレームを無線通信相手先である無線装置へ送信する。そして、相手先の無線装置は、無線フレームを受信し、その受信した無線フレームの受信信号サンプリング間隔包絡線検波してフレーム長を検出する。その後、相手先の無線装置は、その検出したフレーム長を識別情報に復号し、その復号した識別情報が自己の識別情報に一致するとき、スリープ状態から起動状態へ移行する。

0004

そうすると、送信元の無線装置は、相手先の無線装置と無線通信を行う。

0005

また、移動可能なシンクセンサーノードを起動させてセンサーノードからデータを受信する技術が知られている(非特許文献1)。

0006

特許第5190569号

先行技術

0007

He Ba, Ilker Demirkol, Wendi Heinzelman, “Passive wake-up radios:From devices to applications”, www. Elsevier.com/locate/adhoc

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、非特許文献1に記載された技術では、シンクとの通信タイミングを知ることが困難であり、各センサーノードと正確に無線通信を行うことが困難である。一方、データを確実にシンクに届けるためには、センサーノードが周期的にデータを送信する必要があり、消費電力の増大につながる。

0009

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、消費電力を低減して正確に無線通信可能な無線装置を提供することである。

0010

また、この発明の別の目的は、消費電力を低減して正確に無線通信可能な無線装置を備える無線通信システムを提供することである。

0011

更に、この発明の別の目的は、消費電力を低減して正確に無線通信可能な無線装置において実行されるプログラムを提供することである。

課題を解決するための手段

0012

この発明の実施の形態によれば、無線装置は、移動と停止とを繰り替えしながら複数の無線装置を順次制御する無線装置であって、推定手段と、制御手段とを備える。推定手段は、当該無線装置が走査対象である複数の存在領域を順次移動しながら前記複数の無線装置の複数の識別情報を取得するとともに前記複数の無線装置の複数の位置を推定する。制御手段は、当該無線装置が前記複数の存在領域を順次移動しているときに、制御対象となる無線装置の存在領域に当該無線装置が入ったとき、前記制御対象となる無線装置の識別情報を前記推定手段から受け、その受けた識別情報に基づいて前記制御対象となる無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを前記制御対象となる無線装置へ送信する制御処理を複数の無線装置の全てについて実行する。

0013

この発明の実施の形態による無線装置は、複数の無線装置の複数の識別情報を取得するとともに、複数の無線装置の複数の位置を推定し、その後、制御対象となる無線装置の存在領域に入ると、その存在領域に配置された無線装置の識別情報に基づいて制御対象となる無線装置を制御するための識別情報をフレーム長によって表して送信する。そして、この発明の実施の形態による無線装置は、この制御処理を複数の無線装置の全てについて実行する。

0014

従って、複数の無線装置の消費電力を低減して複数の無線装置を制御することができる。

0015

好ましくは、推定手段は、当該無線装置が複数の存在領域を順次移動しているときに、複数の無線装置の全てを制御可能状態へ移行させるためのグローバル識別情報を表すフレーム長を有する第2の無線フレームを送信するとともに、制御可能状態へ移行した無線装置の識別情報を含むパケットを制御可能状態へ移行した無線装置から受信し、パケットに含まれる識別情報を取得するとともにパケットを受信したときに当該無線装置が入っている存在領域の位置を制御可能状態へ移行した無線装置の位置と推定する推定処理を複数の無線装置の全てについて実行することにより、複数の識別情報を取得するとともに複数の位置を推定する。

0016

推定手段は、複数の無線装置を順次制御可能状態へ移行させて複数の無線装置から識別情報を含むパケットを順次受信して識別情報を取得するとともにパケットを受信したときに当該無線装置が入っている存在領域の位置を制御可能状態へ移行した無線装置の位置と推定する。推定手段は、この推定処理を複数の無線装置の全てについて実行する。

0017

従って、複数の無線装置の位置を正確に推定できる。

0018

好ましくは、推定手段は、予め設定された複数の無線装置の複数の識別情報および複数の無線装置の複数の存在領域の位置を、それぞれ、複数の識別情報および推定した複数の位置として用いる。

0019

従って、複数の無線装置の位置を推定する時間を短縮できる。

0020

好ましくは、制御手段は、制御対象となる無線装置の存在領域よりも広い通信範囲に前記第1の無線フレームを送信する。

0021

制御対象となる無線装置を正確に制御可能状態へ移行させることができる。

0022

また、この発明の実施の形態によれば、無線装置は、生成手段と、送信手段とを備える。生成手段は、当該無線装置の識別情報に基づいて生成され、かつ、当該無線装置の通信範囲に入った端末装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを生成する。送信手段は、生成手段によって生成された第1の無線フレームを当該無線装置の通信範囲へ送信する。

0023

端末装置は、当該無線装置の通信範囲に入って第1の無線フレームを受信すると制御可能な状態になる。

0024

従って、端末装置の消費電力を低減して端末装置を制御することができる。

0025

好ましくは、第1の無線フレームは、複数の通信事業者に対応する複数の識別情報のうちのいずれかの識別情報を表すフレーム長を有する。

0026

従って、複数の通信事業者のいずれかの無線装置を用いて通信できる。

0027

好ましくは、第1の無線フレームは、当該無線装置が配置された位置を示す位置情報および時刻情報に生成された識別情報を表すフレーム長を有する。

0028

従って、場所および時間に応じて無線通信を行うことができる。

0029

更に、この発明の実施の形態によれば、無線装置は、受信手段と、移行手段とを備える。受信手段は、当該端末装置が請求項1に記載の無線装置の通信範囲に入ったとき、請求項1に記載の無線装置から前記第1の無線フレームを受信する。移行手段は、受信手段によって受信された第1の無線フレームのフレーム長を検出し、その検出したフレーム長が請求項1に記載の無線装置の識別情報を表すとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる。

0030

この発明の実施の形態による無線装置は、請求項1に記載の無線装置の通信範囲に入り、第1の無線フレームを受信すると、所望の状態へ移行する。その結果、この発明の実施の形態による無線装置は、第1の無線フレームを受信しない限り、所望の状態へ移行しない。

0031

従って、当該無線装置の所望の状態への移行を制御できる。

0032

好ましくは、移行手段は、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなるまで所望の状態を維持する。

0033

一定条件下で所望の状態を維持できる。

0034

好ましくは、移行手段は、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなると元の状態へ移行する。

0035

従って、一定条件下で元の状態への移行を制御できる。

0036

好ましくは、移行手段は、請求項1に記載の無線装置の識別情報が当該無線装置の契約先の通信事業者の識別情報に一致するとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる。

0037

従って、当該無線装置の所望の状態への移行を信頼性良く実行できる。

0038

好ましくは、移行手段は、請求項1に記載の無線装置の識別情報が、当該無線装置が帰属したことのある無線装置の識別情報であるとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる。

0039

従って、通信経験のある無線装置を用いて当該無線装置の所望の状態への移行を制御できる。

0040

更に、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、上記の無線装置を備える。

0041

複数の無線装置の消費電力を低減して複数の無線装置と正確に無線通信を行うことができる。

0042

更に、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線装置と、請求項4から請求項8のいずれか1項に記載の端末装置とを備える。

0043

従って、無線通信システムにおける消費電力を抑制して無線通信を行うことができる。

0044

更に、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、移動と停止とを繰り替えしながら複数の無線装置を順次制御する無線装置の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、推定手段が、当該無線装置が走査対象である複数の存在領域を順次移動しながら複数の無線装置の複数の識別情報を取得するとともに複数の無線装置の複数の位置を推定する第1のステップと、制御手段が、当該無線装置が複数の存在領域を順次移動しているときに、制御対象となる無線装置の存在領域に当該無線装置が入ったとき、制御対象となる無線装置の識別情報を推定手段から受け、その受けた識別情報に基づいて制御対象となる無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを制御対象となる無線装置へ送信する制御処理を複数の無線装置の全てについて実行する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

0045

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、複数の無線装置の複数の識別情報が取得されるとともに、複数の無線装置の複数の位置が推定され、その後、プログラムをコンピュータに実行させる無線装置が制御対象となる無線装置の存在領域に入ると、その存在領域に配置された無線装置の識別情報に基づいて制御対象となる無線装置を制御するための識別情報をフレーム長によって表して送信する。そして、プログラムをコンピュータに実行させる無線装置は、この制御処理を複数の無線装置の全てについて実行する。

0046

従って、複数の無線装置の消費電力を低減して複数の無線装置を制御することができる。

0047

好ましくは、推定手段は、第1のステップにおいて、当該無線装置が複数の存在領域を順次移動しているときに、複数の無線装置の全てを制御可能状態へ移行させるためのグローバル識別情報を表すフレーム長を有する第2の無線フレームを送信するとともに、制御可能状態へ移行した無線装置の識別情報を含むパケットを制御可能状態へ移行した無線装置から受信し、パケットに含まれる識別情報を取得するとともにパケットを受信したときに当該無線装置が入っている存在領域の位置を制御可能状態へ移行した無線装置の位置と推定する推定処理を複数の無線装置の全てについて実行することにより、複数の識別情報を取得するとともに複数の位置を推定する。

0048

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、推定手段は、複数の無線装置を順次制御可能状態へ移行させて複数の無線装置から識別情報を含むパケットを順次受信して識別情報を取得するとともにパケットを受信したときに当該無線装置が入っている存在領域の位置を制御可能状態へ移行した無線装置の位置と推定する。推定手段は、この推定処理を複数の無線装置の全てについて実行する。

0049

従って、複数の無線装置の位置を正確に推定できる。

0050

好ましくは、推定手段は、第1のステップにおいて、予め設定された複数の無線装置の複数の識別情報および複数の無線装置の複数の存在領域の位置を、それぞれ、複数の識別情報および推定した複数の位置として用いる。

0051

従って、複数の無線装置の位置を推定する時間を短縮できる。

0052

好ましくは、制御手段は、第2のステップにおいて、制御対象となる無線装置の存在領域よりも広い通信範囲に前記第1の無線フレームを送信する。

0053

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、制御対象となる無線装置を正確に制御可能状態へ移行させることができる。

0054

更に、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、生成手段が、当該無線装置の識別情報に基づいて生成され、かつ、当該無線装置の通信範囲に入った端末装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを生成する第1のステップと、送信手段が、第1のステップにおいて生成された第1の無線フレームを当該無線装置の通信範囲へ送信する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

0055

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、端末装置は、プログラムを実行する無線装置の通信範囲に入って第1の無線フレームを受信すると制御可能な状態になる。

0056

従って、端末装置の消費電力を低減して端末装置を制御することができる。

0057

好ましくは、第1の無線フレームは、複数の通信事業者に対応する複数の識別情報のうちのいずれかの識別情報を表すフレーム長を有する。

0058

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、複数の通信事業者のいずれかの無線装置を用いて通信できる。好ましくは、第1の無線フレームは、当該無線装置が配置された位置を示す位置情報および時刻情報に生成された識別情報を表すフレーム長を有する。

0059

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、場所および時間に応じて無線通信を行うことができる。

0060

更に、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、受信手段が、端末装置が請求項1に記載の無線装置の通信範囲に入ったとき、請求項1に記載の無線装置から第1の無線フレームを受信する第1のステップと、移行手段が、受信手段によって受信された第1の無線フレームのフレーム長を検出し、その検出したフレーム長が請求項1に記載の無線装置の識別情報を表すとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

0061

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、請求項1に記載の無線装置の通信範囲に入り、第1の無線フレームを受信すると、所望の状態へ移行する。その結果、この発明の実施の形態による無線装置は、第1の無線フレームを受信しない限り、所望の状態へ移行しない。

0062

従って、当該無線装置の所望の状態への移行を制御できる。

0063

好ましくは、移行手段は、第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置から当該無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなるまで所望の状態を維持する。

0064

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、一定条件下で所望の状態を維持できる。

0065

好ましくは、移行手段は、第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置から当顔無線装置を制御するための識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームまたはビーコンフレームを受信しなくなると元の状態へ移行する。

0066

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、一定条件下で元の状態への移行を制御できる。

0067

好ましくは、移行手段は、第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置の識別情報が当該無線装置の契約先の通信事業者の識別情報に一致するとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる。

0068

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、当該無線装置の所望の状態への移行を信頼性良く実行できる。

0069

好ましくは、移行手段は、第2のステップにおいて、請求項1に記載の無線装置の識別情報が、当該無線装置が帰属したことのある無線装置の識別情報であるとき、当該無線装置を所望の状態へ移行させる。

0070

この発明の実施の形態によるプログラムをコンピュータに実行させることによって、通信経験のある無線装置を用いて当該無線装置の所望の状態への移行を制御できる。

発明の効果

0071

消費電力を抑制して正確に無線通信を行うことができる。

図面の簡単な説明

0072

この発明の実施の形態による無線センサーネットワークの概略図である。
図1に示すシンクの構成を示す概略図である。
図1に示すセンサーノードの構成を示す概略図である。
フレーム長とデータとの対応関係を示す対応表を示す図である。
センサーノードの位置を推定する動作を説明するための図である。
シンクとセンサーノードとの間の通信処理タイミングチャートである。
各存在領域REG_EXに存在するセンサーノードを推定する方法を説明するための図である。
シンクが保持する情報の概念図である。
データ欠損問題を抑制する方法を説明するための図である。
図1に示すシンクの動作を説明するフローチャートである。
図10に示すステップS5の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
図10に示すステップS15の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
図1に示すセンサーノードの動作を説明するフローチャートである。
この発明の実施の形態による別の無線ネットワークの概略図である。
図14に示す無線基地局の構成を示す概略図である。
図14に示す端末装置の構成を示す概略図である。
図14に示す無線ネットワークにおける動作を説明するフローチャートである。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
図20に示す端末装置の構成を示す概略図である。
図20に示す無線ネットワークにおける端末装置の動作を示すフローチャートである。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
図23に示す無線基地局の構成を示す概略図である。
図23に示す端末装置の構成を示す概略図である。
図23に示す無線ネットワークにおける動作を説明するフローチャートである。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
図27に示す無線送信機の構成を示す概略図である。
図27に示す端末装置の構成を示す概略図である。
図27に示す無線ネットワークにおける動作を示すフローチャートである。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
図31に示す移動端末の構成を示す概略図である。
この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。
図33に示す無線送信機の構成を示す概略図である。
図33に示す端末装置の構成を示す概略図である。
図33に示す無線ネットワークにおける動作を説明するフローチャートである。

実施例

0073

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

0074

図1は、この発明の実施の形態による無線センサーネットワークの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線センサーネットワーク10は、シンク1と、センサーノード2−1〜2−K(Kは、2以上の整数)とを備える。

0075

シンク1およびセンサーノード2−1〜2−Kは、例えば、IEEE802.15.4gに対応した920MHz帯で無線通信を行う。

0076

領域REGは、例えば、140m×140mの広さを有する。そして、領域REGは、碁盤目状に配置された複数の存在領域REG_EXからなる。1つの存在領域REG_Eは、例えば、10m×10mの広さを有する。

0077

センサーノード2−1〜2−Kは、領域REGの複数の存在領域REG_EXのいずれかに配置される。

0078

シンク1は、存在領域REG_EX_Sからスタートして矢印ARW1で示すように各存在領域REG_EXを順次移動し、最終的に存在領域REG_EX_Eに到達する。

0079

この場合、シンク1は、複数の存在領域REG_EXの各々の中心位置を示す位置情報を予め保持している。そして、シンク1は、後述する方法によって自己の位置を検出し、その検出した自己の位置を示す位置情報が予め保持している各存在領域REG_EXの中心位置を示す位置情報に一致すると、停止し、その存在領域REG_EXに配置されたセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)を後述する方法によって起動させ、その起動させたセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)からMACアドレスセンサー値とを含むパケットPKTを受信する。そして、シンク1は、パケットPKTを受信すると、次の存在領域REG_EXへ移動する。シンク1は、この動作を繰り返し行い、センサーノード2−1〜2−Kの全てからMACアドレスおよびセンサー値を収集する。

0080

そうすると、シンク1は、各センサーノード2−1〜2−KからMACアドレスとセンサー値とを受信したときの存在領域REG_EXの位置を各センサーノード2−1〜2−Kの位置と推定する。そして、シンク1は、その推定したセンサーノード2−1〜2−Kの位置とセンサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)とを相互に対応付けて記憶する。

0081

このように、シンク1は、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)を取得するとともにセンサーノード2−1〜2−Kの位置を推定する。

0082

その後、シンク1は、再度、存在領域REG_EX_Sからスタートして矢印ARW1で示すように各存在領域REG_EXを順次移動し、1つの存在領域REG_EXの中心位置に到達すると、停止し、1つの存在領域REG_EXに配置されたセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)のみを起動させ、その起動させたセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)からパケットPKTを受信する。そして、シンク1は、パケットPKTを受信すると、次の存在領域REG_EXへ移動する。

0083

シンク1は、この動作を繰り返し行い、センサーノード2−1〜2−Kの全てからセンサー値を収集する。

0084

センサーノード2−1〜2−Kの各々は、シンク1からウェイクアップ信号を受信するまでは、スリープ状態を維持する。そして、センサーノード2−1〜2−Kの各々は、シンク1からウェイクアップ信号を受信すると、起動状態へ移行し、センサー値を検出するとともに、自己のMACアドレスとセンサー値とを含むパケットPKTを生成してシンク1へ送信する。その後、センサーノード2−1〜2−Kの各々は、スリープ状態へ移行する。

0085

図2は、図1に示すシンク1の構成を示す概略図である。図2を参照して、シンク1は、アンテナ11と、無線通信部12と、推定部13と、GPS(Global Positioning System)受信機14と、データ収集部15とを含む。

0086

アンテナ11は、無線通信部12に接続される。無線通信部12は、推定部13またはデータ収集部15からウェイクアップ信号を受け、その受けたウェイクアップ信号を変調する。そして、無線通信部12は、その変調したウェイクアップ信号をアンテナ11を介して送信する。

0087

また、無線通信部12は、センサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)からアンテナ11を介してパケットPKTを受信し、その受信したパケットPKTを復調する。そして、無線通信部12は、その復調したパケットPKTを推定部13またはデータ収集部15へ出力する。

0088

推定部13は、複数の存在領域REG_EXの各々の中心位置を示す位置情報を予め保持している。そして、推定部13は、センサーノード2−1〜2−Kの位置を推定する場合、GPS受信機14からGPS信号を受け、その受けたGPS信号に基づいて公知の方法によってシンク1の位置を検出する。そうすると、推定部13は、その検出したシンク1の位置を示す位置情報が予め保持した中心位置の位置情報に一致すると、停止する。そして、推定部13は、センサーノード2−1〜2−Kの全てをスリープ状態から起動状態へ移行させるためのブロードキャストIDを表すフレーム長を有する無線フレームFR_Bを後述する方法によって生成し、その生成した無線フレームFR_Bからなるウェイクアップ信号WuS_Bを無線通信部12へ出力する。

0089

また、推定部13は、パケットPKTを無線通信部12から受け、その受けたパケットPKTからMACアドレスおよびセンサー値を取り出す。そして、推定部13は、MACアドレスを、パケットPKTを送信したセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)の識別情報として取得する。また、推定部13は、シンク1がパケットPKTを受信したときの存在領域REG_EXの位置をパケットPKTを送信したセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)の位置と推定する。

0090

そうすると、推定部13は、その推定したセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)の位置を示す位置情報と、センサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)の識別情報(=MACアドレス)とを相互に対応付けて保持する。

0091

そして、推定部13は、存在領域REG_EXの位置を示す位置情報をデータ収集部15から受けると、その受けた位置情報に対応付けられた識別情報(=MACアドレス)をデータ収集部15へ出力する。

0092

GPS受信機14は、常時、GPS信号を受信し、その受信したGPS信号を推定部13およびデータ収集部15へ出力する。

0093

データ収集部15は、複数の存在領域REG_EXの各々の中心位置を示す位置情報を予め保持している。また、データ収集部15は、GPS受信機14からGPS信号を常時受ける。そして、データ収集部15は、GPS受信機14から受けたGPS信号に基づいて公知の方法によってシンク1の位置を検出し、その検出した位置を示す位置情報が予め保持した存在領域REG_EXの位置を示す位置情報に一致すると、停止する。

0094

そうすると、データ収集部15は、その停止した存在領域REG_EXの位置を示す位置情報を推定部13へ出力し、存在領域REG_EXの位置に対応するMACアドレスを推定部13から受ける。

0095

そして、データ収集部15は、MACアドレスを推定部13から受けると、その受けたMACアドレスに基づいて、後述する方法によって、1つのセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)をスリープ状態から起動状態へ移行させるためのウェイクアップIDを表すフレーム長を有する無線フレームFR_Uを生成し、その生成した無線フレームFR_Uからなるウェイクアップ信号WuS_Uを無線通信部12へ出力する。

0096

また、データ収集部15は、無線通信部12からパケットPKTを受け、その受けたパケットPKTからMACアドレスおよびセンサー値を取り出し、その取り出したMACアドレスおよびセンサー値を相互に対応付けて保持する。

0097

図3は、図1に示すセンサーノード2−1の構成を示す概略図である。図3を参照して、センサーノード2−1は、アンテナ21,22と、無線通信部23と、制御部24と、センサー25と、ウェイクアップ信号受信部26と、ウェイクアップ信号判定部27とを含む。

0098

アンテナ21は、無線通信部23に接続される。アンテナ22は、ウェイクアップ信号受信部26に接続される。

0099

センサーノード2−1は、スリープ状態と起動状態とを有する。スリープ状態とは、無線通信部23、制御部24およびセンサー25が動作を停止し、ウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部27が動作している状態を言う。起動状態とは、無線通信部23、制御部24およびセンサー25が動作し、ウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部27が動作を停止している状態を言う。

0100

無線通信部23は、ウェイクアップ信号判定部27からの起動信号に応じて起動状態へ移行する。そして、無線通信部23は、起動状態において、パケットPKTを制御部14から受け、その受けたパケットPKTを変調し、その変調したパケットPKTをアンテナ21を介してシンク1へ送信する。その後、無線通信部23は、シンク1からACKを受信し、その受信したACKを制御部24へ出力する。

0101

制御部24は、ウェイクアップ信号判定部27からの起動信号に応じて起動状態へ移行する。制御部24は、センサーノード2−1のMACアドレスを保持する。制御部24は、起動状態において、センサー値を検出するようにセンサー25を制御し、センサー値をセンサー25から受ける。

0102

そして、制御部24は、MACアドレスとセンサー値とを含むパケットPKTを生成し、その生成したパケットPKTを無線通信部23へ出力する。

0103

制御部24は、ACKを受けると、動作するようにウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部27を制御するとともに、動作を停止するように無線通信部23およびセンサー25を制御し、その後、自己も動作を停止する。

0104

センサー25は、ウェイクアップ信号判定部27からの起動信号に応じて起動状態へ移行する。センサー25は、起動状態において、制御部24からの制御に従って、センサー値を検出し、その検出したセンサー値を制御部24へ出力する。

0105

ウェイクアップ信号受信部26は、アンテナ22を介して無線フレームFR_Bまたは無線フレームFR_Uを受信し、その受信した無線フレームFR_Bまたは無線フレームFR_Uの受信信号を所望のサンプリング間隔で包絡線検波し、その検波した検波値に基づいてフレーム長を検出する。より具体的には、ウェイクアップ信号受信部26は、検波値における“1”の個数カウントし、そのカウントした個数にサンプリング間隔を乗算することによってフレーム長を検出する。そして、ウェイクアップ信号受信部26は、その検出したフレーム長をウェイクアップ信号判定部27へ出力する。

0106

その後、ウェイクアップ信号受信部26は、制御部24からの制御によって動作を停止する。また、ウェイクアップ信号受信部26は、制御部24からの制御によって動作を開始する。

0107

ウェイクアップ信号判定部27は、センサーノード2−1のMACアドレスを予め保持している。また、ウェイクアップ信号判定部27は、フレーム長とデータとの関係を示す対応表を予め保持している。更に、ウェイクアップ信号判定部27は、ウェイクアップ信号受信部26からフレーム長を受ける。そして、ウェイクアップ信号判定部27は、対応表を参照して、フレーム長をデータに変換する。その後、ウェイクアップ信号判定部27は、その変換したデータがセンサーノード2−1のMACアドレスに一致するか否かを判定する。

0108

ウェイクアップ信号判定部27は、その変換したデータがセンサーノード2−1のMACアドレスに一致すると判定したとき、起動信号を生成して無線通信部23、制御部24およびセンサー25へ出力する。

0109

一方、ウェイクアップ信号判定部27は、その変換したデータがセンサーノード2−1のMACアドレスに一致しないと判定したとき、その変換したデータを破棄し、何も出力しない。

0110

その後、ウェイクアップ信号判定部27は、制御部24からの制御によって動作を停止する。また、ウェイクアップ信号判定部27は、制御部24からの制御によって動作を開始する。

0111

図4は、フレーム長とデータとの対応関係を示す対応表を示す図である。図4を参照して、対応表TBL1は、フレーム長とデータとを含む。フレーム長およびデータは、相互に対応付けられる。

0112

12.48[ms]のフレーム長は、0x0に対応付けられ、13.76[ms]のフレーム長は、0x1に対応付けられ、15.04[ms]のフレーム長は、0x2に対応付けられ、16.32[ms]のフレーム長は、0x3に対応付けられ、17.60[ms]のフレーム長は、0x4に対応付けられ、18.88[ms]のフレーム長は、0x5に対応付けられ、20.16[ms]のフレーム長は、0x6に対応付けられる。

0113

また、21.44[ms]のフレーム長は、0x7に対応付けられ、22.72[ms]のフレーム長は、0x8に対応付けられ、24.00[ms]のフレーム長は、0x9に対応付けられ、25.28[ms]のフレーム長は、0xAに対応付けられ、26.56[ms]のフレーム長は、0xBに対応付けられ、27.84[ms]のフレーム長は、0xCに対応付けられ、29.12[ms]のフレーム長は、0xDに対応付けられ、30.40[ms]のフレーム長は、0xEに対応付けられ、31.68[ms]のフレーム長は、0xFに対応付けられる。0x0〜0xFの各々は、4ビットビット値からなる。

0114

シンク1の推定部13およびデータ収集部15は、対応表TBL1を保持している。また、推定部13は、ブロードキャストIDを予め保持している。更に、各センサーノード2−1〜2−Kのウェイクアップ信号判定部27は、対応表TBL1を予め保持している。更に、各センサーノード2−1〜2−Kのウェイクアップ信号判定部27は、自己が搭載されたセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)のMACアドレスを予め保持している。

0115

この発明の実施の形態においては、次の2つのウェイクアップIDを定義する。

0116

(1)ユニキャストID
(2)ブロードキャストID
ユニキャストIDは、任意のセンサーノードを指し示すウェイクアップIDであり、各センサーノードのMACアドレス等の一意にセンサーノードを特定可能なIDである。

0117

ブロードキャストIDは、電波範囲内の全てのセンサーノードを起動状態へ移行させることができるウェイクアップIDであり、予め無線センサーネットワーク10において決められている。そして、ブロードキャストIDは、シンク1の推定部13に予め設定されている。

0118

この発明の実施の形態においては、上述したユニキャストIDおよびブロードキャストIDをウェイクアップIDとして用いる。

0119

この発明の実施の形態においては、ユニキャストIDおよびブロードキャストIDの各々は、WuID1〜WuID4からなる。

0120

ユニキャストIDが用いられる場合、ユニキャストIDにおいては、WuID1は、0x1に固定され、WuID2〜WuID4は、起動対象となるセンサーノードのMACアドレスから求められた12ビットのハッシュ値からなる。

0121

また、ブロードキャストIDが用いられる場合、ブロードキャストIDにおいては、WuID1は、0xFに固定され、WuID2〜WuID4は、起動元のシンク1のMACアドレスから求められた12ビットのハッシュ値からなる。

0122

シンク1の推定部13は、シンク1のMACアドレスのハッシュ値を演算し、12ビットのハッシュ値a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12を求める。そして、推定部13は、ハッシュ値a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12をa1a2a3a4,a5a6a7a8,a9a10a11a12に分割し、WuID1=0xFとし、WuID2=a1a2a3a4とし、WuID3=a5a6a7a8とし、WuID4=a9a10a11a12とする。

0123

この場合、a1a2a3a4=0x1、a5a6a7a8=0x5、a9a10a11a12=0x8であるとする。

0124

そうすると、推定部13は、対応表1を参照して、WuID1=0xFを31.68[ms]のフレーム長に変換し、WuID2=a1a2a3a4=0x1を13.76[ms]のフレーム長に変換し、WuID3=a5a6a7a8=0x5を18.88[ms]のフレーム長に変換し、WuID4=a9a10a11a12=0x8を22.72[ms]のフレーム長に変換する。

0125

そして、推定部13は、31.68[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_B1と、13.76[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_B2と、18.88[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_B3と、22.72[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_B4とを生成し、その生成した無線フレームFR_B1〜FR_B4からなるウェイクアップ信号WuS_Bを無線通信部12へ出力する。ウェイクアップ信号WuS_Bは、ブロードキャストIDに基づいて生成されたウェイクアップ信号である。

0126

シンク1のデータ収集部15は、起動させるセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)のMACアドレスを推定部13から受け、その受けたMACアドレスのハッシュ値を演算し、12ビットのハッシュ値b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12を求める。

0127

そして、データ収集部15は、ハッシュ値b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12をb1b2b3b4,b5b6b7b8,b9b10b11b12に分割し、WuID1=0x1とし、WuID2=b1b2b3b4とし、WuID3=b5b6b7b8とし、WuID4=b9b10b11b12とする。

0128

この場合、b1b2b3b4=0x9、b5b6b7b8=0x3、b9b10b11b12=0x5であるとする。

0129

そうすると、データ収集部15は、対応表1を参照して、WuID1=0x1を12.48[ms]のフレーム長に変換し、WuID2=b1b2b3b4=0x9を24.00[ms]のフレーム長に変換し、WuID3=b5b6b7b8=0x3を16.32[ms]のフレーム長に変換し、WuID4=b9b10b11b12=0x5を18.88[ms]のフレーム長に変換する。

0130

そして、データ収集部15は、12.48[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_U1と、24.00[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_U2と、16.32[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_U3と、18.88[ms]のフレーム長を有する無線フレームFR_U4とを生成し、その生成した無線フレームFR_U1〜FR_U4からなるウェイクアップ信号WuS_Uを無線通信部12へ出力する。ウェイクアップ信号WuS_Uは、ユニキャストIDに基づいて生成されたウェイクアップ信号である。

0131

起動対象のセンサーノード(センサーノード2−1〜2−Kのいずれか)のウェイクアップ信号受信部26は、ウェイクアップ信号WuS_Bを受信し、ウェイクアップ信号WuS_Bの受信信号を所望のサンプリング間隔(=例えば、10μs)で包絡線検波する。そして、ウェイクアップ信号受信部26は、包絡線検波の検波値における“1”の個数をカウントし、検波値が“0”になればカウント値リセットし、再度、検波値の“1”をカウントする動作を繰り返し実行する。これにより、ウェイクアップ信号受信部26は、4個のカウント値N1〜N4を取得する。

0132

そして、ウェイクアップ信号受信部26は、カウント値N1に10μsのサンプリング間隔を乗算して31.68[ms]のフレーム長を検出し、カウント値N2に10μsのサンプリング間隔を乗算して13.76[ms]のフレーム長を検出し、カウント値N3に10μsのサンプリング間隔を乗算して18.88[ms]のフレーム長を検出し、カウント値N4に10μsのサンプリング間隔を乗算して22.72[ms]のフレーム長を検出する。

0133

そうすると、ウェイクアップ信号受信部26は、31.68[ms]のフレーム長、13.76[ms]のフレーム長、18.88[ms]のフレーム長および22.72[ms]のフレーム長をウェイクアップ信号判定部27へ出力する。

0134

ウェイクアップ信号判定部27は、31.68[ms]のフレーム長、13.76[ms]のフレーム長、18.88[ms]のフレーム長および22.72[ms]のフレーム長をウェイクアップ信号受信部26から受ける。そして、ウェイクアップ信号判定部27は、対応表TBL1を参照して、31.68[ms]のフレーム長を0xFに変換し、13.76[ms]のフレーム長を0x1に変換し、18.88[ms]のフレーム長を0x5に変換し、22.72[ms]のフレーム長を0x8に変換する。

0135

そうすると、ウェイクアップ信号判定部27は、0xF,0x1,0x5,0x8を一列に配列したビット列がブロードキャストIDに一致すると判定したとき、起動信号を生成して無線通信部23、制御部24およびセンサー25へ出力する。一方、ウェイクアップ信号判定部27は、ビット列がブロードキャストIDに一致しないと判定したとき、ビット列を破棄し、何も出力しない。

0136

ウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部27は、ウェイクアップ信号WuS_Uを受信したときも、同様の動作によって、起動信号を生成し、その生成した起動信号を無線通信部23、制御部24およびセンサー25へ出力する。

0137

シンク1は、最初、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)を知らないので、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)およびセンサーノード2−1〜2−Kが配置された存在領域REG_EXの位置を推定する。

0138

図5は、センサーノードの位置を推定する動作を説明するための図である。

0139

図5を参照して、センサーノード2−k(kは、1≦k≦Kを満たす整数)は、存在領域REG_EX_kに配置され、センサーノード2−k+1は、存在領域REG_EX_k+1に配置されている。

0140

シンク1は、上述した方法によって存在領域REG_EX_kの中心位置へ移動し、停止する。

0141

図6は、シンク1とセンサーノード2−k,2−k+1との間の通信処理のタイミングチャートである。

0142

図6を参照して、シンク1の推定部13は、シンク1が存在領域REG_EX_kの中心位置で停止すると、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Bを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Bを無線通信部12へ出力する。シンク1の無線通信部12は、ウェイクアップ信号WuS_Bを推定部13から受け、その受けたウェイクアップ信号WuS_Bを変調し、その変調したウェイクアップ信号WuS_Bをタイミングt1でアンテナ11を介して送信する。

0143

センサーノード2−kのウェイクアップ信号受信部26は、ウェイクアップ信号WuS_Bをタイミングt2で受信する。そして、センサーノード2−kのウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部27は、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Bの受信処理を行い、無線通信部23、制御部24およびセンサー25を起動させる。

0144

そして、センサーノード2−kの制御部24は、センサー値を検出するようにセンサー25を制御する。センサーノード2−kのセンサー25は、制御部24からの制御に従ってセンサー値を検出し、その検出したセンサー値を制御部24へ出力する。

0145

センサーノード2−kの制御部24は、センサー値をセンサー25から受けると、センサーノード2−kのMACアドレスとセンサー値とを含むパケットPKTを生成し、その生成したパケットPKTを無線通信部23へ出力する。

0146

センサーノード2−kの無線通信部23は、パケットPKTを制御部24から受け、その受けたパケットPKTを変調し、その変調したパケットPKTの送信をタイミングt3で完了する。

0147

シンク1の無線通信部12は、アンテナ11を介してパケットPKTを受信し、その受信したパケットPKTを復調して推定部13へ出力する。シンク1の推定部13は、無線通信部12から受けたパケットPKTからMACアドレスおよびセンサー値を取り出す。

0148

そして、シンク1の推定部13は、ACKを生成し、その生成したACKを無線通信部12へ出力する。シンク1の無線通信部12は、推定部13から受けたACKを変調し、その変調したACKの送信をタイミングt4で完了する。センサーノード2−kの無線通信部23は、ACKを受信し、その受信したACKを復調して制御部24へ出力する。センサーノード2−kの制御部24は、ACKを受けると、動作を停止するように無線通信部23およびセンサー25を制御し、動作を開始するようにウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部27を制御し、その後、自己の動作を停止する。これによって、センサーノード2−kは、タイミングt4以降、スリープ状態を維持する。Tdは、ウェイクアップ無効期間である。

0149

また、シンク1の推定部13は、パケットPKTを受けると、パケットPKTを受けたときにシンク1が停止しているときの存在領域REG_EX_kの位置をセンサーノード2−kの位置と推定する。また、シンク1の推定部13は、MACアドレスをセンサーノード2−kの識別情報として取得する。

0150

そうすると、シンク1の推定部13は、その推定したセンサーノード2−kの位置を示す位置情報と、その取得したセンサーノード2−kの識別情報(=MACアドレス)とを相互に対応付けて保持する。

0151

その後、シンク1の推定部13は、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Bを生成する。そして、シンク1は、ウェイクアップ信号WuS_Bをタイミングt5で送信する。

0152

しかし、センサーノード2−kは、ウェイクアップ信号WuS_Bの受信に失敗し、スリープ状態を維持する。

0153

このように、シンク1の推定部13は、上限値Nwusに達するまで周期Twでウェイクアップ信号WuS_Bを定期的に送信する。上限値Nwusは、例えば、10回であり、周期Twは、例えば、500msecである。

0154

そして、シンク1の推定部13は、上限値Nwusに達するまでウェイクアップ信号WuS_Bを送信すると、通信処理を終了する。

0155

センサーノード2−kの制御部24は、センサー値の送信回数の上限値Nsdを保持しており、パケットPKTの送信回数が上限値Nsdに達すると、上述した方法によってセンサーノード2−kをスリープ状態へ移行させる。なお、上限値Nsdは、例えば、5回に設定される。

0156

シンク1は、存在領域REG_EX_kにおいてセンサーノード2−kを起動させ、センサーノード2−kの識別情報(=MACアドレス)とセンサーノード2−kが配置された存在領域REG_EXの位置を示す位置情報とを相互に対応付けて保持すると、存在領域REG_EX_k+1の中心へ移動し、停止する。

0157

そして、シンク1は、上述した方法によって、センサーノード2−k+1の位置を推定するとともにセンサーノード2−k+1の識別情報(=MACアドレス)を取得し、その推定したセンサーノード2−k+1の位置を示す位置情報と、センサーノード2−k+1の識別情報(=MACアドレス)とを相互に対応付けて保持する。

0158

各存在領域REG_EXに存在するセンサーノードを推定する方法について説明する。

0159

図7は、各存在領域REG_EXに存在するセンサーノードを推定する方法を説明するための図である。また、図8は、シンク1が保持する情報の概念図である。

0160

図7を参照して、センサーノードAは、存在領域REG_EX_1に配置され、セナサーノードB,Eは、存在領域REG_EX_4に配置され、センサーノードCは、存在領域REG_EX_2に配置され、センサーノードDは、存在領域REG_EX_3に配置され、センサーノードF,Gは、存在領域REG_EX_7に配置され、センサーノードHは、存在領域REG_EX_9に配置される。

0161

シンク1は、矢印ARW2によって示されるように存在領域REG_EX_1〜REG_EX_9に順次移動する。

0162

図8を参照して、シンク1の推定部13は、シンク1が存在領域REG_EX_1に停止しているときに、センサーノードAのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードAから30回受信し、センサーノードBのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードBから7回受信し、センサーノードCのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードCから8回受信し、センサーノードDのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードDから受信しない。

0163

また、シンク1の推定部13は、シンク1が存在領域REG_EX_2に停止しているときに、センサーノードAのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードAから9回受信し、センサーノードBのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードBから3回受信し、センサーノードCのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードCから30回受信し、センサーノードDのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードDから10回受信する。

0164

更に、シンク1の推定部13は、シンク1が存在領域REG_EX_3に停止しているときに、センサーノードA,BのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードA,Bから受信せず、センサーノードCのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードCから1回受信し、センサーノードDのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードDから29回受信する。

0165

更に、シンク1の推定部13は、シンク1が存在領域REG_EX_4に停止しているときに、センサーノードA,B,CのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードA,B,Cから受信せず、センサーノードDのMACアドレスとセンサー値とをセンサーノードDから3回受信する。

0166

その結果、シンク1の推定部13は、存在領域REG_EX_1においては、センサーノードAからのデータの受信回数が最大であるので、センサーノードAが存在領域REG_EX_1に配置されていると推定する。

0167

また、シンク1の推定部13は、存在領域REG_EX_2においては、センサーノードCからのデータの受信回数が最大であるので、センサーノードCが存在領域REG_EX_2に配置されていると推定する。

0168

更に、シンク1の推定部13は、存在領域REG_EX_3においては、センサーノードDからのデータの受信回数が最大であるので、センサーノードDが存在領域REG_EX_3に配置されていると推定する。

0169

このように、シンク1の推定部13は、各存在領域REG_EX_1〜REG_EX_9において、データの受信回数が最大であるセンサーノードを各存在領域REG_EX_1〜REG_EX_9に配置されたセンサーノードと推定する。

0170

そして、シンク1が停止しているときの各存在領域REG_EX_1〜REG_EX_9の位置を、データの受信回数が最大であるセンサーノードの位置と推定する。また、各存在領域REG_EX_1〜REG_EX_9に配置されたセンサーノードが上述したように推定される。

0171

その結果、シンク1の推定部13は、センサーノードAのMACアドレス(aaaaaaaaaaaaaaa)と、センサーノードAの位置(=存在領域REG_EX_1の中心位置)を示す位置情報とを相互に対応付けて保持する。また、シンク1の推定部13は、センサーノードCのMACアドレス(cccccccccccccccc)と、センサーノードCの位置(=存在領域REG_EX_2の中心位置)を示す位置情報とを相互に対応付けて保持する。更に、シンク1の推定部13は、センサーノードDのMACアドレス(dddddddddddddddd)と、センサーノードDの位置(=存在領域REG_EX_3の中心位置)を示す位置情報とを相互に対応付けて保持する。

0172

シンク1の推定部13は、上述した動作を繰り返し実行し、センサーノード2−1〜2−Kの全てについて、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)とセンサーノード2−1〜2−Kの位置を示す位置情報とを相互に対応付けて保持する。

0173

なお、受信回数が最大であるセンサーノードが複数存在すれば、即ち、1つの存在領域REG_EXに複数のセンサーノードが存在すれば、シンク1の推定部13は、その複数のセンサーノードの識別情報(=MACアドレス)と、その複数のセンサーノードの位置(=1つの存在領域REG_EXの中心位置)を示す位置情報とを相互に対応付けて保持する。

0174

上述した方法によって、センサーノード2−1〜2−Kの各々からパケットPKTを受信する場合、次のような問題がある。

0175

複数のセンサーノードが1つの存在領域REG_EX内に存在すると、パケット衝突率が大きくなるパケット衝突問題が発生する。この問題は、センサーノード同士が隠れ端末である場合に発生する。

0176

また、本来、存在する存在領域REG_EXではないセンサーノードからのセンサー値を受信する位置誤検出問題が発生する。

0177

更に、本来、存在する存在領域REG_EXのセンサーノードからセンサー値を受信できないデータ欠損問題が発生する。

0178

上述したように、各センサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)を取得するとともに、各センサーノード2−1〜2−Kの位置を推定した後、シンク1は、各存在領域REG_EXに入ると、その入った存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードのみを起動させるウェイクアップ信号WuS_Uを送信する。これによって、上述したパケット衝突問題を抑制できる。

0179

また、上述したように、各存在領域REG_EXにおいてデータの受信回数が最大であるセンサーノードを各存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードと推定することによって、上述した位置誤検出問題を抑制できる。

0180

図9は、データ欠損問題を抑制する方法を説明するための図である。図9を参照して、センサーノードAは、存在領域REG_EX_1に配置され、センサーノードBは、存在領域REG_EX_1以外に配置されている。

0181

シンク1は、存在領域REG_EX_1の中心位置で停止すると、センサーノードAのMACアドレスに基づいて、上述した方法によってセンサーノードAのみを起動させるためのウェイクアップ信号WuS_Uを生成する。そして、シンク1は、送信パワーを制御して、存在領域REG_EX_1の全範囲よりも大きい通信範囲REG_WC1に届くようにウェイクアップ信号WuS_Uを送信する。

0182

これによって、センサーノードAが存在領域REG_EX_1の端に配置されていても、シンク1は、センサーノードAを起動させ、センサーノードAからセンサー値を受信できる。

0183

従って、上述したデータ欠損問題を抑制できる。

0184

なお、センサーノードBは、通信範囲REG_WC1内に存在するが、ウェイクアップ信号WuS_Uは、センサーノードAのみを起動させるウェイクアップ信号であるので、センサーノードBは、起動されない。

0185

図10は、図1に示すシンク1の動作を説明するフローチャートである。図10を参照して、一連の動作が開始されると、シンク1の推定部13は、m=1を設定し(ステップS1)、k=1を設定する(ステップS2)。そして、シンク1は、移動を開始する(ステップS3)。なお、mは、各センサーノード2−1〜2−Kの位置を推定する回数であり、1≦m≦Mを満たす整数である。Mは、各センサーノード2−1〜2−Kの位置を推定する最大回数を表し、例えば、50回に設定される。

0186

その後、シンク1の推定部13は、シンク1が存在領域REG_EX_kに入ったか否かを判定する(ステップS4)。

0187

この場合、シンク1の推定部13は、GPS受信機14からGPS信号を常時受けており、その受けたGPS信号に基づいてシンク1の位置が存在領域REG_EX_kの中心位置に一致するとき、存在領域REG_EX_kに入ったと判定する。

0188

ステップS4において、シンク1が存在領域REG_EX_kに入ったと判定されたとき、シンク1は、移動を停止し、シンク1の推定部13は、上述した方法によって、ブロードキャストIDに基づいて生成されたウェイクアップ信号WuS_Bを用いてセンサーノード2−kの位置を推定するとともにセンサーノード2−kの識別情報(=MACアドレス)を取得する(ステップS5)。

0189

そして、シンク1の推定部13は、センサーノード2−kの識別情報(=MACアドレス)とセンサーノード2−kの位置を示す位置情報とを相互に対応付けて保持する(ステップS6)。

0190

その後、シンク1の推定部13は、k=Kであるか否かを判定する(ステップS7)。

0191

ステップS7において、k=Kでないと判定されたとき、シンク1の推定部13は、k=k+1を設定する(ステップS8)。その後、一連の動作は、ステップS3へ移行する。そして、ステップS7において、k=Kであると判定されるまで、ステップS3〜ステップS8が繰り返し実行される。

0192

ステップS7において、k=Kであると判定されると、シンク1の推定部13は、m=Mであるか否かを更に判定する(ステップS9)。

0193

ステップS9において、m=Mでないと判定されると、シンク1の推定部13は、m=m+1を設定する(ステップS10)。その後、一連の動作は、ステップS2へ移行する。そして、ステップS9において、m=Mであると判定されるまで、ステップS2〜ステップS10が繰り返し実行される。

0194

ステップS9において、m=Mであると判定されると、シンク1のデータ集主部15は、k=1を設定する(ステップS11)。そして、シンク1は、移動を開始する(ステップS12)。

0195

その後、シンク1のデータ収集部15は、ステップS4における動作と同じ動作によって、シンク1が存在領域REG_EX_kに入ったか否かを判定する(ステップS13)。

0196

ステップS13において、シンク1が存在領域REG_EX_kに入ったと判定されると、シンク1は、移動を停止し、シンク1のデータ収集部15は、存在領域REG_EX_kに配置されたセンサーノード2−kのMACアドレスを推定部13から取得する(ステップS14)。

0197

そして、シンク1のデータ収集部15は、センサーノード2−kのMACアドレスに基づいて生成されたウェイクアップ信号WuS_Uを用いてセンサーノード2−kのみを起動させ、センサーノード2−kからセンサー値を受信する(ステップS15)。

0198

その後、シンク1のデータ収集部15は、k=Kであるか否かを判定する(ステップS16)。

0199

ステップS16において、k=Kでないと判定されたとき、シンク1のデータ収集部15は、k=k+1を設定する(ステップS17)。その後、一連の動作は、ステップS12へ移行する。そして、ステップS16において、k=Kであると判定されるまで、ステップS12〜ステップS17が繰り返し実行される。

0200

ステップS16において、k=Kであると判定されると、一連の動作が終了する。

0201

ステップS7において、k=Kであると判定された時点で、シンク1の推定部13は、センサーノード2−1〜2−Kの全ての位置を推定するとともにセンサーノード2−1〜2−Kの全ての識別情報(=MACアドレス)を取得する動作を1回実行する。そして、シンク1の推定部13は、センサーノード2−1〜2−Kの全ての識別情報(=MACアドレス)と、各センサーノード2−1〜2−Kの位置を示す位置情報とを相互に対応付けて保持している。

0202

シンク1の推定部13は、ステップS2〜ステップS10によってセンサーノード2−1〜2−Kの全ての位置の推定と、センサーノード2−1〜2−Kの全ての識別情報の取得とをM回繰り返し実行する。これにより、シンク1の推定部13は、各存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードを推定するとともにセンサーノードの位置を推定する。また、シンク1の推定部13は、各センサーノードの識別情報を取得する。そして、シンク1の推定部13は、センサーノードの位置を示す位置情報とセンサーノードの識別情報とを対応付けて保持する。

0203

シンク1のデータ収集部15は、各存在領域REG_EXの中心位置を示す位置情報を予め保持している。

0204

従って、シンク1のデータ収集部15は、GPS信号に基づいてシンク1が存在領域REG_EXに入っていることを検知すると、その存在領域REG_EXの中心位置を示す位置情報を推定部13へ出力することにより、ステップS14において、存在領域REG_EXに存在するセンサーノードの識別情報(=MACアドレス)をセンサーノード2−1〜2−Kの全てについて推定部13から取得できる。

0205

図11は、図10に示すステップS5の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。

0206

図11を参照して、図10に示すステップS4において、シンク1が存在領域REG_EX_kに入ったと判定されたとき、シンク1の推定部13は、上述した方法によってブロードキャストIDを表すフレーム長を有する無線フレームFR_Bからなるウェイクアップ信号WuS_Bを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Bを無線通信部12およびアンテナ11を介して定期的に送信する(ステップS51)。この場合、シンク1の無線通信部12は、ウェイクアップ信号WuS_Bが存在領域REG_EX_kの全範囲に届く送信パワーでウェイクアップ信号WuS_Bを送信する。

0207

そして、シンク1の推定部13は、センサーノード2−kのMACアドレスとセンサー値とを含むパケットPKTをアンテナ11および無線通信部12を介して受信する(ステップS52)。

0208

その後、シンク1の推定部13は、ウェイクアップ信号WuS_Bの送信回数が上限値Nwusに達したか否かを判定する(ステップS53)。

0209

ステップS53において、ウェイクアップ信号WuS_Bの送信回数が上限値Nwusに達していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS51へ移行する。その後、ステップS53において、ウェイクアップ信号WuS_Bの送信回数が上限値Nwusに達したと判定されるまで、ステップS51〜ステップS53が繰り返し実行される。

0210

そして、ステップS53において、ウェイクアップ信号WuS_Bの送信回数が上限値Nwusに達したと判定されると、シンク1の推定部13は、パケットPKTの受信回数が最大であるセンサーノード2−kを存在領域REG_EX_kに配置されたセンサーノードと推定する(ステップS54)。

0211

その後、シンク1の推定部13は、センサーノード2−kのMACアドレスをパケットPKTから取り出し、その取り出したMACアドレスをセンサーノード2−kの識別情報として取得する(ステップS55)。

0212

そして、シンク1の推定部13は、パケットを受信したときにシンク1が入っている存在領域REG_EX_kをセンサーノード2−kの位置と推定する(ステップS56)。

0213

その後、一連の動作は、図10に示すステップS6へ移行する。

0214

図12は、図10に示すステップS15の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。

0215

図12を参照して、図10に示すステップS14の後、シンク1のデータ収集部15は、上述した方法によって、センサーノード2−kのMACアドレスを表すフレーム長を有する無線フレームFR_Uからなるウェイクアップ信号WuS_Uを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Uを無線通信部12およびアンテナ11を介して送信する(ステップS151)。

0216

そして、シンク1のデータ収集部15は、センサーノード2−kのMACアドレスとセンサー値とを含むパケットPKTをアンテナ11および無線通信部12を介して受信する(ステップS152)。

0217

その後、一連の動作は、図10に示すステップS16へ移行する。

0218

なお、シンク1は、ステップS151において、好ましくは、センサーノード2−kが配置された存在領域REG_EX_kよりも広い通信範囲REG_WC1に届くようにウェイクアップ信号WuS_Uを送信する。これによって、データ欠損問題を抑制できる。

0219

このように、シンク1は、センサーノード2−1〜2−Kの位置を推定するとともに、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報(=MACアドレス)を取得する。そして、シンク1は、その後、各存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードだけを起動させてセンサー値を受信する。

0220

従って、センサーノードの消費電力を低減して正確に無線通信を行うことができる。また、パケットの衝突を抑制できる。

0221

図10から図12に示すフローチャートが実行された場合、シンク1の推定部13は、基本的に、1つの存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードを1個であると推定し、例外的に、受信回数が最大であるセンサーノードが複数存在すれば、1つの存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードを複数個であると推定する。

0222

1つの存在領域REG_EXに配置されたセンサーノードが複数個であると推定された場合、シンク1のデータ収集部15は、図10に示すステップS14,S15において、その複数のセンサーノードのうちの1つを起動させてセンサー値を受信してもよく、その複数のセンサーノードの全てを起動させてセンサー値を受信してもよい。シンク1のデータ収集部15は、複数のセンサーノードを起動させる場合、各センサーの識別情報(=MACアドレス)に基づいて上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Uを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Uを送信する処理を複数のセンサーノードの全てについて順次実行する。

0223

この発明の実施の形態においては、各センサーノード2−1〜2−Kの位置を推定する場合に限らず、シンク1の推定部13は、各センサーノード2−1〜2−Kが存在する存在領域REG_EXを推定するようにしてもよい。

0224

図10に示すステップS2〜ステップS8を、例えば、M=40回繰り返し実行することによって、シンク1の推定部13は、図8に示すように、シンク1が存在領域REG_EX_1に停止しているときに、センサーノードAからセンサー値を30回受信し、シンク1が存在領域REG_EX_2に停止しているときに、センサーノードAからセンサー値を9回受信し、シンク1が存在領域REG_EX_3,4に停止しているときに、センサーノードAからセンサー値を受信しない。従って、シンク1の推定部13は、センサーノードAが存在領域REG_EX_1,REG_EX_2に存在すると推定してもよい。

0225

そして、シンク1の推定部13がこのようにしてセンサーノード2−1〜2−Kの各々が存在する存在領域REG_EXを推定した結果、1つの存在領域REG_EXに複数のセンサーノードが存在すると推定する場合もある。この場合、シンク1のデータ収集部15は、図10に示すステップS14,S15において、その複数のセンサーノードのうちの1つを起動させてセンサー値を受信してもよく、その複数のセンサーノードの全てを起動させてセンサー値を受信してもよい。シンク1のデータ収集部15は、複数のセンサーノードを起動させる場合、上述したように、ウェイクアップ信号WuS_Uを生成して送信する処理を複数のセンサーノードの全てについて順次実行する。

0226

図13は、図1に示すセンサーノード2−1〜2−Kの動作を説明するフローチャートである。なお、図13においては、センサーノード2−1を例にしてセンサーノード2−1〜2−Kの動作を説明する。

0227

図13を参照して、一連の動作が開始されると、センサーノード2−1は、スリープ状態を維持している(ステップS21)。

0228

そして、センサーノード2−1のウェイクアップ信号受信部26は、ウェイクアップ信号WuS_Bを受信したか否かを判定する(ステップS22)。この場合、ウェイクアップ信号受信部26は、アンテナ22を介して受信した受信信号の強度が基準値以上であるとき、ウェイクアップ信号WuS_Bを受信したと判定し、受信信号の強度が基準値よりも小さいとき、ウェイクアップ信号WuS_Bを受信しなかったと判定する。なお、基準値は、例えば、−90dBmである。

0229

ステップS22において、ウェイクアップ信号WuS_Bを受信したと判定されると、センサーノード2−1のウェイクアップ信号受信部26は、上述した方法によって、受信信号に基づいてWuS_Bを構成するフレーム長を検出し(ステップS23)、その検出したフレーム長をウェイクアップ信号判定部27へ出力する。

0230

センサーノード2−1のウェイクアップ信号判定部27は、フレーム長を受け、対応表TBL1を参照して、フレーム長をビット値に変換してビット列を取得する。即ち、センサーノード2−1のウェイクアップ信号判定部27は、フレーム長を復調してビット列を取得する(ステップS24)。

0231

そして、センサーノード2−1のウェイクアップ信号判定部27は、ビット列がウェイクアップID(=ブロードキャストID)に一致するか否かを判定する(ステップS25)。

0232

ステップS25において、ビット列がウェイクアップIDに一致しないと判定されたとき、センサーノード2−1のウェイクアップ信号判定部27は、ビット列を破棄する。

0233

一方、ステップS25において、ビット列がウェイクアップIDに一致すると判定されたとき、センサーノード2−1のウェイクアップ信号判定部27は、起動信号を生成して無線通信部23、制御部24およびセンサー25へ出力する。そして、センサーノード2−1は、起動状態へ移行する(ステップS26)。

0234

その後、センサーノード2−1の制御部24は、センサー値を検出するようにセンサー25を制御し、センサー25は、センサー値を検出し、その検出したセンサー値を制御部24へ出力する。

0235

そうすると、センサーノード2−1の制御部24は、センサーノード2−1のMACアドレスとセンサー値とを含むパケットPKTを生成し、その生成したパケットPKTを無線通信部23へ出力し、無線通信部23は、パケットPKTを変調し、その変調したパケットPKTをアンテナ21を介してシンク1へ送信する(ステップS27)。

0236

その後、センサーノード2−1は、上述した方法によってスリープ状態へ移行する(ステップS28)。

0237

そして、ステップS25において、ビット列がウェイクアップIDに一致しないと判定されたとき、またはステップS28の後、一連の動作が終了する。

0238

このように、センサーノード2−1〜2−Kは、スリープ状態を維持し、ウェイクアップ信号を受信すると、起動状態へ移行し、MACアドレスとセンサー値とをシンク1へ送信し、その後、スリープ状態へ移行する。

0239

従って、センサーノード2−1〜2−Kの消費電力を低減できる。

0240

上述した無線センサーネットワーク10においては、センサーノード2−1〜2−Kは、地中に埋められていてもよい。

0241

また、シンク1を路線バスに搭載し、センサーノード2−1〜2−Kを路線バスが走行する道路に面した建物内に設置し、路線バスが運行するときに、シンク1が上述した方法によってセンサー値をセンサーノード2−1〜2−Kから収集するようにしてもよい。

0242

この場合、シンク1は、収集したデータを蓄積してもよいし、収集したデータを3G回線等で即座にアップロードしてもよい。

0243

なお、シンク1の推定部13は、予め設定された複数のセンサーノード2−1〜2−Kの複数の識別情報および複数のセンサーノード2−1〜2−Kの複数の位置を、複数のセンサーノード2−1〜2−Kの複数の識別情報および推定された複数のセンサーノード2−1〜2−Kの複数の位置として用いてよい。

0244

また、無線センサーネットワーク10においては、シンク1は、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報を用いてセンサーノード2−1〜2−Kの全てを一斉に通信不可状態へ移行させるようにしてもよく、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報を用いてセンサーノード2−1〜2−Kの動作を変更するようにしてもよい。この場合、動作とは、例えば、低消費電力夜間モードまたは昼間モードに変換すること、またはセンサーノード2−1〜2−Kによって検出されたデータを取得する間隔を制御することである。

0245

従って、この発明の実施の形態によれば、シンク1は、センサーノード2−1〜2−Kの識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームを送信してセンサーノード2−1〜2−Kを制御可能状態へ移行させ、センサーノード2−1〜2−Kを制御するものであればよい。

0246

図14は、この発明の実施の形態による別の無線ネットワークの概略図である。図14を参照して、この発明の実施の形態による無線ネットワーク100は、無線基地局110と、端末装置120とを含む。

0247

無線基地局110および端末装置120は、無線通信空間に配置される。無線基地局110は、通信範囲REG_WC2を有する。

0248

無線基地局110は、自己のESSIDを含むビーコンフレームを生成し、その生成したビーコンフレームを定期的に送信する。また、無線基地局110は、ESSIDに基づいてウェイクアップ信号WuS_Kを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Kを定期的に送信する。

0249

端末装置120は、移動可能である。そして、端末装置120は、無線基地局110のESSIDを予め保持している。

0250

端末装置120は、無線基地局110の通信範囲REG_WC2以外では、スリープ状態を維持する。端末装置120は、無線基地局110の通信範囲REG_WC2内において、ウェイクアップ信号WuS_Kを受信すると、起動状態へ移行する。そして、端末装置120は、起動状態へ移行した後、無線基地局110からビーコンフレームを受信する限り、起動状態を維持し、無線基地局110からビーコンフレームを受信しなくなると、スリープ状態へ移行する。

0251

図15は、図14に示す無線基地局110の構成を示す概略図である。図15を参照して、無線基地局110は、アンテナ111と、無線通信部112と、ホストシステム113とを含む。

0252

アンテナ111は、無線通信部112に接続される。無線通信部112は、ホストシステム113からビーコンフレームを受けると、その受けたビーコンフレームを変調し、その変調したビーコンフレームを定期的に送信する。無線通信部112は、アンテナ111を介してパケットを受信し、その受信したパケットを復調してホストシステム113へ出力する。

0253

ホストシステム113は、無線基地局110のESSIDおよび対応表TBL1を保持している。ホストシステム113は、ESSIDを含むビーコンフレームを生成し、その生成したビーコンフレームを無線通信部112へ出力する。

0254

また、ホストシステム113は、ESSIDのハッシュ値を演算し、その演算したハッシュ値のビット値を対応表TBL1を参照してフレーム長に変換し、その変換したフレーム長を有する無線フレームを生成する。そして、ホストシステム113は、その生成した無線フレームからなるウェイクアップ信号WuS_Kを無線通信部112へ出力する。

0255

更に、ホストシステム113は、無線通信部112からパケットを受け、その受けたパケットからデータを取り出して受理する。

0256

図16は、図14に示す端末装置120の構成を示す概略図である。図16を参照して、端末装置120は、図3に示すセンサーノード2−1のセンサー25を削除し、ウェイクアップ信号判定部27をウェイクアップ信号判定部121に代え、制御部243をホストシステム122に代えたものであり、その他は、センサーノード2−1と同じである。

0257

端末装置120は、スリープ状態と起動状態とを有する。スリープ状態とは、無線通信部23およびホストシステム122が動作を停止し、ウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部121が動作している状態を言う。また、起動状態とは、無線通信部23およびホストシステム122が動作し、ウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部121が動作を停止している状態を言う。

0258

ウェイクアップ信号判定部121は、無線基地局110のESSIDおよび対応表TBL1を予め保持している。ウェイクアップ信号判定部121は、ウェイクアップ信号受信部26からフレーム長を受ける。そして、ウェイクアップ信号判定部121は、対応表TBL1を参照して、フレーム長をビット値に変換し、その変換したビット値を一列に配列したビット列が無線基地局110のESSIDに一致するか否かを判定する。

0259

ウェイクアップ信号判定部121は、ビット列が無線基地局110のESSIDに一致すると判定したとき、起動信号を生成して無線通信部23およびホストシステム122へ出力する。ウェイクアップ信号判定部121は、その他、ウェイクアップ信号判定部27と同じ動作を行う。

0260

ホストシステム122は、ウェイクアップ信号判定部121からの起動信号に応じて起動状態へ移行する。そして、ホストシステム122は、無線通信部23からビーコンフレームを受ける。ホストシステム122は、ビーコンフレームを受けている限り、端末装置120の起動状態を維持する。一方、ホストシステム122は、一定期間、ビーコンフレームを受けないとき、動作を停止するように無線通信部23を制御し、動作を開始するようにウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部121を制御し、その後、動作を停止する。なお、一定期間は、例えば、10分に設定される。

0261

ホストシステム122は、データを含むパケットを生成し、その生成したパケットを無線通信部23へ出力する。

0262

なお、無線通信部23は、ウェイクアップ信号判定部121からの起動信号に応じて起動状態へ移行する。そして、無線通信部23は、ビーコンフレームをアンテナ21を介して受信し、その受信したビーコンフレームを復調してホストシステム122へ出力する。また、無線通信部23は、パケットをホストシステム122から受け、その受けたパケットを変調し、その変調したパケットをアンテナ21を介して送信する。

0263

図17は、図14に示す無線ネットワーク100における動作を説明するフローチャートである。

0264

図17を参照して、一連の動作が開始されると、無線基地局110のホストシステム113は、無線基地局110のESSIDを含むビーコンフレームを生成し、その生成したビーコンフレームを無線通信部112へ出力する。また、無線基地局110のホストシステム113は、無線基地局110のESSIDのハッシュ値を演算し、その演算したハッシュ値を対応表TBL1を参照してフレーム長に変換し、その変換したフレーム長を有する無線フレームを生成する。そして、無線基地局110のホストシステム113は、その生成した無線フレームからなるウェイクアップ信号WuS_Kを無線通信部112へ出力する。なお、ウェイクアップ信号WuS_Kを構成する無線フレームのフレーム長は、1個であってもよく、複数個であってもよい。

0265

このように、無線基地局110のホストシステム113は、ビーコンフレームおよびウェイクアップ信号WuS_Kを生成する(ステップS31)。

0266

そして、無線基地局110の無線通信部112は、ホストシステム113からビーコンフレームを受けると、その受けたビーコンフレームを変調してアンテナ111を介して定期的に送信する。

0267

また、無線基地局110の無線通信部112は、ホストシステム113からウェイクアップ信号WuS_Kを受けると、その受けたウェイクアップ信号WuS_Kを変調してアンテナ111を介して定期的に送信する。

0268

このように、無線基地局110の無線通信部112は、ビーコンフレームおよびウェイクアップ信号WuS_Kを定期的に送信する(ステップS32)。

0269

端末装置120は、スリープ状態を維持している(ステップS33)。そして、端末装置120のウェイクアップ信号受信部26は、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Kを受信したか否かを判定する(ステップS34)。

0270

ステップS34において、ウェイクアップ信号WuS_Kを受信したと判定されたとき、端末装置120のウェイクアップ信号受信部26は、上述した方法によって、ウェイクアップ信号WuS_Kを構成するフレーム長を検出し(ステップS35)、その検出したフレーム長をウェイクアップ信号判定部121へ出力する。

0271

端末装置120のウェイクアップ信号判定部121は、ウェイクアップ信号受信部26からフレーム長を受け、対応表TBL1を参照して、上述した方法によってフレーム長を復調してビット列を取得する(ステップS36)。

0272

そして、端末装置120のウェイクアップ信号判定部121は、ビット列がESSIDに一致するか否かを判定する(ステップS37)。

0273

ステップS37において、ビット列がESSIDに一致すると判定されたとき、端末装置120のウェイクアップ信号判定部121は、起動信号を生成し、その生成した起動信号を無線通信部23およびホストシステム122へ出力する。これにより、端末装置120は、起動状態へ移行する(ステップS38)。

0274

その後、端末装置120のホストシステム122は、無線基地局110からビーコンフレームを一定期間受信しないか否かを判定する(ステップS39)。

0275

ステップS39において、ビーコンフレームを一定期間に受信したと判定されたとき、端末装置120は、起動状態を維持する(ステップS40)。そして、一連の動作は、ステップS39へ戻る。

0276

一方、ステップS39において、ビーコンフレームを一定期間に受信しないと判定されたとき、端末装置120のホストシステム122は、動作を停止するように無線通信部23を制御し、動作を開始するようにウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部121を制御し、その後、動作を停止する。これによって、端末装置120は、スリープ状態へ移行する(ステップS41A)。

0277

そして、ステップS37において、ビット列がESSIDに一致しないと判定されたとき、またはステップS41Aの後、一連の動作は、終了する。

0278

端末装置120の無線通信部23およびホストシステム122は、起動状態へ移行し、起動状態を維持しているとき、データを含むパケットを無線基地局110と送受信して無線基地局110と無線通信を行う。

0279

このように、無線基地局110は、ビーコンフレームおよびウェイクアップ信号WuS_Kを定期的に送信し、端末装置120は、無線基地局110からウェイクアップ信号WuS_Kを受信すると、起動状態へ移行し、無線基地局110からのビーコンフレームを受信する限り、起動状態を維持し、無線基地局110からのビーコンフレームを受信しなくなるとスリープ状態へ移行する。

0280

従って、端末装置120の消費電力を低減できる。

0281

なお、無線ネットワーク100においては、端末装置120のウェイクアップ信号判定部121は、接続経験の無い公衆無線スポットのIDを予め保持しており、無線基地局110は、公衆無線スポットのIDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるウェイクアップ信号を定期的に送信するようにしてもよい。この場合、端末装置120は、公衆無線スポットの通信範囲に入り、公衆無線スポットからウェイクアップ信号を受信すると、起動状態へ移行する。そして、端末装置120のウェイクアップ信号判定部121に設定される公衆無線スポットのIDは、1個に限らず、複数であってもよい。複数のIDが端末装置120のウェイクアップ信号判定部121に設定される場合、その複数のIDは、相互に異なるIDからなる。これにより、端末装置120は、公衆無線スポットの通信範囲に入ると、自動的に起動することができる。

0282

図18は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図18に示す無線ネットワーク100Aであってもよい。

0283

図18を参照して、無線ネットワーク100Aは、図14に示す無線ネットワーク100に端末装置130,140を追加したものであり、その他は、無線ネットワーク100と同じである。

0284

端末装置130,140の各々は、図16に示す端末装置120と同じ構成からなる。端末装置130,140は、端末装置120と同様に、無線基地局110の通信範囲REG_WC2以外においては、スリープ状態を維持し、通信範囲REG_WC2内に入り、無線基地局110からウェイクアップ信号WuS_Bを受信すると、起動状態へ移行する。

0285

無線ネットワーク100Aにおいては、端末装置120,130,140のウェイクアップ信号判定部121は、ブロードキャストIDを予め保持している。

0286

また、無線ネットワーク100Aにおいては、無線基地局110のホストシステム113は、上述した方法によって、ブロードキャストIDに基づいてウェイクアップ信号WuS_Bを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Bを無線通信部112へ出力する。

0287

そして、無線基地局110の無線通信部112は、ウェイクアップ信号WuS_Bを変調し、その変調したウェイクアップ信号WuS_Bをアンテナ111を介して定期的に送信する。

0288

無線ネットワーク100Aにおけるその他の説明は、無線ネットワーク100における説明と同じである。

0289

無線ネットワーク100Aにおける動作は、図17に示すフローチャートに従って実行される。この場合、無線基地局110は、ステップS31において、ビーコンフレームの生成に加えて、上述した方法によって、ブロードキャストIDに基づいてウェイクアップ信号WuS_Bを生成する。そして、無線基地局110は、ステップS32において、ビーコンフレームおよびウェイクアップ信号WuS_Bを定期的に送信する。

0290

端末装置120,130,140は、ステップS33〜ステップS40,S41Aを並列に実行する。そして、端末装置120,130,140の各々は、ステップS37において、ビット列がブロードキャストIDに一致するか否かを判定する。

0291

端末装置120,130,140は、ステップS37において、ビット列がブロードキャストIDに一致すると判定すると、起動状態へ移行する(ステップS37の“YES”,S38参照)。

0292

従って、無線ネットワーク100Aにおいては、複数の端末装置が無線基地局110の通信範囲REG_WC2内に入り、無線基地局110からウェイクアップ信号WuS_Bを受信すると、同時に起動状態へ移行する。

0293

無線ネットワーク100Aにおいては、端末装置120,130,140は、通信範囲REG_WC2内においてウェイクアップ信号WuS_Bを受信した場合に起動状態へ移行するので、端末装置120,130,140の消費電力を低減できる。

0294

図19は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図19に示す無線ネットワーク100Bであってもよい。

0295

図19を参照して、無線ネットワーク100Bは、図14に示す無線ネットワーク100に無線基地局150,160を追加したものであり、その他は、無線ネットワーク100と同じである。

0296

無線基地局150,160の各々は、図15に示す無線基地局110と同じ構成からなる。無線基地局150は、通信範囲REG_WC3を有し、無線基地局160は、通信範囲REG_WC4を有する。

0297

無線ネットワーク100Bにおいては、無線基地局110は、通信事業者Aの識別情報(=ID1)に基づいて生成されたウェイクアップ信号WuS_Aを定期的に送信する。無線基地局150は、通信事業者Bの識別情報(=ID2)に基づいて生成されたウェイクアップ信号WuS_Bを定期的に送信する。無線基地局160は、通信事業者Cの識別情報(=ID3)に基づいて生成されたウェイクアップ信号WuS_Cを定期的に送信する。

0298

例えば、識別情報ID1〜ID3は、それぞれ、無線基地局110,150,160のESSIDからなる。従って、無線基地局110のホストシステム113は、識別情報ID1=ESSIDに基づいて、上述した方法によって識別情報ID1=ESSIDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるウェイクアップ信号WuS_Aを生成する。無線基地局150,160のホストシステム113も、同様にして、それぞれ、ウェイクアップ信号WuS_B,WuS_Cを生成する。

0299

端末装置120は、通信事業者Aと契約している場合、通信範囲REG_WC2に入り、無線基地局110からウェイクアップ信号WuS_Aを受信すると、起動状態へ移行する。この場合、端末装置120のウェイクアップ信号判定部121は、識別情報ID1を予め保持している。

0300

そして、端末装置120は、通信事業者B,Cと契約していないため、通信範囲REG_WC3または通信範囲REG_WC4に入り、無線基地局150,160からそれぞれウェイクアップ信号WuS_B,WuS_Cを受信しても起動状態へ移行しない。

0301

端末装置120が各通信範囲REG_WC2〜REG_WC4に入ったときの動作は、図17に示すフローチャートに従って実行される。この場合、端末装置120は、通信範囲REG_WC2に入り、無線基地局110からウェイクアップ信号WuS_Aを受信したとき、起動状態へ移行する。そして、端末装置120は、通信範囲REG_WC3または通信範囲REG_WC4に入り、無線基地局150,160からそれぞれウェイクアップ信号WuS_B,WuS_Cを受信しても起動状態へ移行しない。端末装置120が保持する識別情報ID1がウェイクアップ信号WuS_B,WuS_Cを構成する識別情報ID2,ID3と異なるからである。

0302

無線ネットワーク100Bにおいては、端末装置120は、複数の通信事業者と契約していてもよい。例えば、端末装置120は、通信事業者B,Cと契約していてもよい。この場合、端末装置120のウェイクアップ信号判定部121は、識別情報ID2,ID3を予め保持する。そして、端末装置120は、通信範囲REG_WC3に入り、無線基地局150からウェイクアップ信号WuS_Bを受信した場合、または通信範囲REG_WC4に入り、無線基地局160からウェイクアップ信号WuS_Cを受信した場合、起動状態へ移行する。なお、端末装置120は、通信範囲REG_WC2に入り、無線基地局110からウェイクアップ信号WuS_Aを受信しても、起動状態へ移行しない。

0303

このように、端末装置120は、契約している通信事業者の無線基地局の通信範囲に入り、その無線基地局からウェイクアップ信号を受信すると、起動状態へ移行する。

0304

従って、端末装置120は、消費電力を低減して契約している通信事業者の無線基地局を用いて通信できる。

0305

図20は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図20に示す無線ネットワーク100Cであってもよい。

0306

図20を参照して、無線ネットワーク100Cは、図19に示す無線ネットワーク100Bの端末装置120を端末装置170に代えたものであり、その他は、無線ネットワーク100Bと同じである。

0307

図21は、図20に示す端末装置170の構成を示す概略図である。図21を参照して、端末装置170は、図16に示す端末装置120の無線通信部23を無線通信部23Aに代え、ウェイクアップ信号判定部121をウェイクアップ信号判定部121Aに代え、ホストシステム122をホストシステム122Aに代えたものであり、その他は、端末装置120と同じである。

0308

無線通信部23Aは、タイマーを内蔵しており、そのタイマーに基づいて定期的に起動状態へ移行する。そして、無線通信部23Aは、起動状態において、アンテナ21を介してビーコンフレームを受信し、その受信したビーコンフレームを復調してホストシステム122Aへ出力する。無線通信部23Aは、その他、無線通信部23と同じ機能を果たす。

0309

ホストシステム122Aは、タイマーを内蔵しており、そのタイマーに基づいて定期的に起動状態へ移行する。そして、ホストシステム122Aは、起動状態において、無線通信部23Aからビーコンフレームを受け、その受けたビーコンフレームからESSIDを取り出す。そうすると、ホストシステム122Aは、動作するようにウェイクアップ信号判定部121Aを制御し、その後、ESSIDをウェイクアップ信号判定部121Aへ出力する。ホストシステム122Aは、その他、ホストシステム122と同じ機能を果たす。

0310

ウェイクアップ信号判定部121Aは、ホストシステム122Aからの制御に応じて、起動状態へ移行する。そして、ウェイクアップ信号判定部121Aは、起動状態において、ESSIDをホストシステム122Aから受け、その受けたESSIDを記憶する。ウェイクアップ信号判定部121Aは、ESSIDを記憶すると、動作を停止し、スリープ状態へ移行する。ウェイクアップ信号判定部121Aは、その他、ウェイクアップ信号判定部121と同じ機能を果たす。

0311

端末装置170は、無線基地局110の通信範囲REG_WC2内に入り、タイマーに基づいて起動状態へ移行する。そして、端末装置170の無線通信部23Aは、無線基地局110のESSID1を含むビーコンフレームを無線基地局110から定期的に受信し、その受信したビーコンフレームを復調してホストシステム122Aへ出力する。

0312

端末装置170のホストシステム122Aは、ビーコンフレームを無線通信部23Aから受け、その受けたビーコンフレームから無線基地局110のESSID1を取り出す。

0313

そして、端末装置170のホストシステム122Aは、その取り出したESSID1に基づいて、無線通信部23Aおよびアンテナ21を介して無線基地局110とアソシエーション確立し、無線基地局110と無線通信を行う。

0314

また、端末装置170のホストシステム122Aは、ウェイクアップ信号判定部121Aを動作させた後、その取り出したESSID1をウェイクアップ信号判定部121Aへ出力する。そして、端末装置170のウェイクアップ信号判定部121Aは、ホストシステム122AからESSID1を受け、その受けたESSID1を記憶する。

0315

端末装置170は、無線基地局150の通信範囲REG_WC3内に入り、上述した動作によって無線基地局150のESSID2を記憶する。また、端末装置170は、無線基地局160の通信範囲REG_WC4内に入り、上述した動作によって無線基地局160のESSID3を記憶する。

0316

このように、端末装置170は、一度、帰属に成功した無線基地局110,150,160のESSID1〜ESSID3を記憶する。

0317

無線基地局110,150,160のホストシステム113は、それぞれ、ESSID1〜ESSID3に基づいて、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_A〜WuS_Cを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_A〜WuS_Cを定期的に送信する。

0318

端末装置170は、帰属に成功した無線基地局110,150,160のESSID1〜ESSID3を記憶した後、スリープ状態で通信範囲REG_WC2〜REG_WC4のいずれかに入り、ウェイクアップ信号WuS_A〜WuS_Cのいずれかを受信すると、起動状態へ移行する。

0319

図22は、図20に示す無線ネットワーク100Cにおける端末装置170の動作を示すフローチャートである。なお、端末装置170が図22に示すフローチャートのステップS51〜ステップS64を実行するとき、無線基地局110,150,160は、図17に示すステップS31,S32に従ってビーコンフレームおよびウェイクアップ信号を生成し、その生成したビーコンフレームおよびウェイクアップ信号を定期的に送信している。

0320

図22を参照して、端末装置170の無線通信部23Aおよびホストシステム122Aは、タイマーに基づいて起動状態へ移行する(ステップS51)。

0321

そして、端末装置170のホストシステム122Aは、無線基地局(=無線基地局110,150,160のいずれか)からビーコンフレームを受信したか否かを判定する(ステップS52)。

0322

ステップS52において、ビーコンフレームを受信したと判定されると、端末装置170のホストシステム122Aは、ビーコンフレームからESSIDを取り出す(ステップS53)。

0323

そして、端末装置170のホストシステム122Aは、ESSIDに基づいて無線基地局(=無線基地局110,150,160のいずれか)とアソシエーションを行って無線リンクを確立し、無線基地局(=無線基地局110,150,160のいずれか)と無線通信を行う(ステップS54)。

0324

そして、端末装置170のウェイクアップ信号判定部121Aは、ESSIDを記憶する(ステップS55)。

0325

その後、端末装置170は、スリープ状態へ移行し、スリープ状態を維持している(ステップS56)。そして、端末装置170のウェイクアップ信号受信部26は、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Kを受信したか否かを判定する(ステップS57)。

0326

ステップS57において、ウェイクアップ信号WuS_Kを受信したと判定されたとき、端末装置170のウェイクアップ信号受信部26は、上述した方法によって、ウェイクアップ信号を構成するフレーム長を検出し(ステップS58)、その検出したフレーム長をウェイクアップ信号判定部121Aへ出力する。

0327

端末装置170のウェイクアップ信号判定部121Aは、ウェイクアップ信号受信部26からフレーム長を受け、対応表TBL1を参照して、上述した方法によってフレーム長を復調してビット列を取得する(ステップS59)。

0328

そして、端末装置170のウェイクアップ信号判定部121Aは、ビット列が、記憶したESSIDに一致するか否かを判定する(ステップS60)。

0329

ステップS60において、ビット列が、記憶したESSIDに一致すると判定されたとき、端末装置170のウェイクアップ信号判定部121Aは、起動信号を生成し、その生成した起動信号を無線通信部23Aおよびホストシステム122Aへ出力する。これにより、端末装置170は、起動状態へ移行する(ステップS61)。

0330

その後、端末装置170のホストシステム122Aは、無線基地局(=無線基地局110,150,160のいずれか)からビーコンフレームを一定期間受信しないか否かを判定する(ステップS62)。

0331

ステップS62において、ビーコンフレームを一定期間に受信したと判定されたとき、端末装置170は、起動状態を維持する(ステップS63)。そして、一連の動作は、ステップS62へ戻る。

0332

一方、ステップS62において、ビーコンフレームを一定期間に受信しないと判定されたとき、端末装置170のホストシステム122Aは、動作を停止するように無線通信部23Aを制御し、動作を開始するようにウェイクアップ信号受信部26およびウェイクアップ信号判定部121Aを制御し、その後、動作を停止する。これによって、端末装置170は、スリープ状態へ移行する(ステップS64)。

0333

そして、ステップS60において、ビット列が、記憶したESSIDに一致しないと判定されたとき、またはステップS64の後、一連の動作は、終了する。

0334

このように、端末装置170は、帰属に成功した無線基地局のESSIDを記憶し、その記憶したESSIDと同じIDのウェイクアップ信号を受信すると、起動状態へ移行する。

0335

これにより、端末装置170は、家または会社に設置された無線基地局の通信範囲内に存在するときだけ、無線LAN(Local Area Network)が自動的にオンとなるように動作できる。

0336

なお、無線ネットワーク100Cにおいては、端末装置170は、3個のESSIDを記憶する場合に限らず、少なくとも1個のESSIDを記憶していればよい。

0337

図23は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図23に示す無線ネットワーク100Dであってもよい。

0338

図23を参照して、無線ネットワーク100Dは、無線基地局180と端末装置190とを備える。

0339

無線基地局180は、自己が配置された位置の位置情報および時間情報に応じて、異なる識別情報IDを生成し、その生成した識別情報IDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるウェイクアップ信号WuS_PTを生成する。そして、無線基地局180は、自己の通信範囲REG_WC5内でウェイクアップ信号WuS_PTを定期的に送信する。

0340

端末装置190は、無線基地局180の場所および時間に応じて異なる識別情報IDを外部から受け、その受けた識別情報IDを記憶する。この場合、端末装置190は、既に記憶している識別情報IDがあれば、既に記憶している識別情報IDを破棄し、外部から新たに受けた識別情報IDを記憶する。

0341

端末装置190は、無線基地局180の通信範囲REG_WC5以外では、スリープ状態を維持する。そして、端末装置190は、無線基地局180の通信範囲REG_WC5内に入り、ウェイクアップ信号WuS_PTを受信すると、起動状態へ移行する。

0342

図24は、図23に示す無線基地局180の構成を示す概略図である。図24を参照して、無線基地局180は、図15に示す無線基地局110のホストシステム113をホストシステム113Aに代えたものであり、その他は、無線基地局110と同じである。

0343

ホストシステム113Aは、無線基地局180が配置された位置を示す位置情報INF_PSと時間情報INF_Tとに基づいて無線基地局180の識別情報IDを生成する。この場合、ホストシステム113Aは、対応表TBL1および位置情報INF_PSを予め保持している。また、ホストシステム113Aは、タイマーを内蔵しており、タイマーによって時間情報INF_Tを取得する。

0344

そして、ホストシステム113Aは、位置情報INF_PSを示すビット列d1d2d3d4d5d6d7d8と、時間情報INF_Tを示すビット列t1t2t3t4t5t6t7t8とを一列に配列してビット列d1d2d3d4d5d6d7d8t1t2t3t4t5t6t7t8からなる識別情報IDを生成する。

0345

ホストシステム113Aは、識別情報IDを生成すると、識別情報IDを構成するビット列d1d2d3d4d5d6d7d8t1t2t3t4t5t6t7t8をビット値d1d2d3d4,d5d6d7d8,t1t2t3t4,t5t6t7t8に分割し、その分割した4個のビット値d1d2d3d4,d5d6d7d8,t1t2t3t4,t5t6t7t8を対応表TBL1を参照して4個のフレーム長FL1〜FL4に変換する。そして、ホストシステム113Aは、4個のフレーム長FL1〜FL4をそれぞれ有する4個の無線フレームFR1〜FR4を生成し、その生成した4個の無線フレームFR1〜FR4からなるウェイクアップ信号WuS_PTを無線通信部112へ出力する。

0346

ホストシステム113Aは、例えば、10分毎にタイマーから時間情報INF_Tを得て、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_PTを生成して無線通信部112へ出力する。

0347

無線通信部112は、ホストシステム113Aから受けたウェイクアップ信号WuS_PTを変調して定期的に送信する。

0348

ホストシステム113Aは、その他、ホストシステム113と同じ機能を果たす。

0349

図25は、図23に示す端末装置の構成を示す概略図である。図25を参照して、端末装置190は、図16に示す端末装置120のウェイクアップ信号判定部121をウェイクアップ信号判定部121Bに代えたものであり、その他は、端末装置120と同じである。

0350

ウェイクアップ信号判定部121Bは、端末装置190の外部から無線基地局180の識別情報IDを受け、その受けた識別情報IDを記憶する。そして、ウェイクアップ信号判定部121Bは、対応表TBL1を予め保持しており、ウェイクアップ信号受信部26からフレーム長を受けると、その受けたフレーム長を対応表TBL1を参照してビット値に変換し、その変換したビット値を一列に配列したビット列が、記憶した識別情報IDに一致するとき、起動信号を生成して無線通信部23およびホストシステム122へ出力する。なお、ウェイクアップ信号判定部121Bは、ビット列が識別情報IDに一致しないとき、ビット列を破棄し、何も出力しない。

0351

ウェイクアップ信号判定部121Bは、その他、ウェイクアップ信号判定部121と同じ機能を果たす。

0352

図26は、図23に示す無線ネットワークにおける動作を説明するフローチャートである。

0353

図26に示すフローチャートは、図17に示すフローチャートのステップS31,S33をそれぞれステップS31A,S33Aに代えたものであり、その他は、図17に示すフローチャートと同じである。

0354

図26を参照して、一連の動作が開始されると、無線基地局180のホストシステム113Aは、上述した方法によって、位置情報INF_PSおよび時間情報INF_Tに基づいてウェイクアップ信号WuS_PTを生成し、ビーコンフレームを生成する(ステップS31A)。そして、無線基地局180のホストシステム113Aは、その生成したウェイクアップ信号WuS_PTを無線通信部112へ出力する。

0355

その後、上述したステップS32が実行される。

0356

ステップS32の後、端末装置190のウェイクアップ信号判定部121Bは、端末装置190の外部から無線基地局180の識別情報IDを受け、その受けた識別情報IDを記憶する。そして、端末装置190は、スリープ状態を維持する。即ち、端末装置190は、無線基地局180の識別情報IDを更新し、スリープ状態を維持する(ステップS33A)。

0357

その後、上述したステップS34〜S40,S41Aが順次実行され、一連の動作が終了する。

0358

図26に示すフローチャートは、繰り返し実行される。その結果、端末装置190は、任意の時間で起動して無線通信を行うことができる。

0359

無線ネットワーク100Dにおいては、無線基地局180の識別情報IDは、無線基地局180の配置位置の近くに存在する店の識別情報IDからなっていてもよい。これにより、端末装置190は、その店が提供するアプリケーションインストールしておけば、そのアプリケーションが指定する識別情報IDを受信すると、起動状態へ移行し、クーポン券およびお得情報を受信できる。

0360

なお、上記においては、無線基地局180の識別情報IDは、10分ごとに変更されると説明したが、午前中用の識別情報ID、午後用の識別情報IDおよび夜用の識別情報IDからなるようにしてもよい。

0361

また、無線基地局180の識別情報IDは、時間情報INF_Tのみに基づいて生成されてもよい。

0362

図27は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図27に示す無線ネットワーク100Eであってもよい。

0363

図27を参照して、無線ネットワーク100Eは、無線送信機200と、端末装置210,220とを備える。

0364

無線送信機200は、通信範囲REG_WC6を有する。無線送信機200は、上述した無線基地局110と同じ方法によってウェイクアップ信号を生成し、その生成したウェイクアップ信号を定期的に送信する。

0365

端末装置210,220の各々は、通信範囲REG_WC6以外の領域では、スリープ状態を維持する。そして、端末装置210,220の各々は、通信範囲REG_WC6内に入り、ウェイクアップ信号を無線送信機から受信すると、起動状態へ移行する。また、端末装置210,220の各々は、ウェイクアップ信号を無線送信機200から受信している間、起動状態を維持する。

0366

端末装置210,220は、起動状態へ移行すると、アドホックモードで相互に無線通信を行う。

0367

図28は、図27に示す無線送信機200の構成を示す概略図である。図28を参照して、無線送信機200は、アンテナ201と、無線通信部202と、信号生成部203とを含む。

0368

アンテナ201は、無線通信部202に接続される。無線通信部202は、ウェイクアップ信号WuS_Mを信号生成部203から受け、その受けたウェイクアップ信号WuS_Mを変調する。そして、無線通信部202は、アンテナ201を介してウェイクアップ信号WuS_Mを定期的に送信する。

0369

信号生成部203は、対応表TBL1および無線送信機200の識別情報IDを予め保持している。そして、信号生成部203は、識別情報IDのハッシュ値を演算し、その演算したハッシュ値および対応表TBL1に基づいて、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Mを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Mを無線通信部202へ出力する。

0370

図29は、図27に示す端末装置210の構成を示す概略図である。図29を参照して、端末装置210は、図16に示す端末装置120のホストシステム122をホストシステム122Bに代えたものであり、その他は、端末装置120と同じである。

0371

なお、端末装置210のウェイクアップ信号判定部121は、無線送信機200の識別情報IDを予め保持している。

0372

また、図27に示す端末装置220は、図29に示す端末装置210と同じ構成からなる。

0373

図30は、図27に示す無線ネットワーク100Eにおける動作を示すフローチャートである。

0374

図30に示すフローチャートは、図17に示すフローチャートのステップS31,S32,S37,S39をそれぞれステップS31B,S32A,S37A,S39Aに代え、ステップS42を追加したものであり、その他は、図17に示すフローチャートと同じである。

0375

図30を参照して、一連の動作が開始されると、無線送信機200の信号生成部203は、無線送信機200の識別情報IDおよび対応表TBL1に基づいて、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Mを生成し(ステップS31B)、その生成したウェイクアップ信号WuS_Mを無線通信部202へ出力する。

0376

そして、無線送信機200の無線通信部202は、ウェイクアップ信号WuS_Mを信号生成部203から受け、その受けたウェイクアップ信号WuS_Mを変調して定期的に送信する(ステップS32A)。

0377

その後、端末装置210,220の各々は、上述したステップS33〜S36を順次実行する。

0378

そして、ステップS36の後、端末装置210,220の各々において、ウェイクアップ信号判定部121は、ビット列が無線送信機200の識別情報IDに一致するか否かを判定する(ステップS37A)。

0379

ステップS37Aにおいて、ビット列が無線送信機200の識別情報IDに一致すると判定されたとき、端末装置210,220の各々において、ウェイクアップ信号判定部121は、起動信号を生成して無線通信部23およびホストシステム122Bへ出力する。これにより、端末装置210,220の各々は、起動状態へ移行する(ステップS38)。

0380

そして、端末装置210,220のホストシステム122Bは、アドホックモードで相互に無線通信を行う(ステップS42)。

0381

その後、端末装置210,220の各々において、ウェイクアップ信号判定部121は、ウェイクアップ信号WuS_Mを一定期間(例えば、10分)に受信しなかったか否かを判定する(ステップS39A)。

0382

ステップS39Aにおいて、ウェイクアップ信号WuS_Mを一定期間に受信したと判定されたとき、端末装置210,220の各々は、起動状態を維持する(ステップS40)。その後、一連の動作は、ステップS42へ戻る。

0383

そして、ステップS39Aにおいて、ウェイクアップ信号WuS_Mを一定期間に受信しなかったと判定されるまで、ステップS39A,S40,S42が繰り返し実行される。

0384

ステップS39Aにおいて、ウェイクアップ信号WuS_Mを一定期間に受信しなかったと判定されたとき、上述したステップS41Aが実行される。

0385

そして、ステップS37Aにおいて、ビット列が無線送信機200の識別情報IDに一致しなかったと判定されたとき、またはステップS41Aの後、一連の動作は、終了する。

0386

このように、端末装置210,220は、無線送信機200の通信範囲REG_WC6内において起動し、アドホックモードで相互に無線通信を行う。

0387

従って、消費電力を低減して他の端末装置と無線通信を行うことができる。

0388

図31は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。

0389

この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図31に示す無線ネットワーク100Fであってもよい。

0390

図31を参照して、無線ネットワーク100Fは、移動端末230,240,259を備える。

0391

移動端末230は、通信範囲REG_WC7を有する。移動端末230は、特定のアプリケーションを起動すると、自己の識別情報IDおよび対応表TBL1に基づいて、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Nを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Nを定期的に送信する。

0392

移動端末240,250の各々は、図29に示す端末装置210と同じ構成からなる。移動端末240,250の各々は、通信範囲REG_WC7以外の領域でスリープ状態を維持する。移動端末240,250の各々は、通信範囲REG_WC7内に入り、ウェイクアップ信号WuS_Nを受信すると、起動状態へ移行する。そして、移動端末240,250の各々は、インフラストラクチャモードまたはアドホックモードで移動端末230と無線通信を行う。

0393

図32は、図31に示す移動端末230の構成を示す概略図である。図32を参照して、移動端末230は、アンテナ231と、無線通信部232と、アプリケーション部233とを含む。

0394

アンテナ231は、無線通信部232に接続される。無線通信部232は、ウェイクアップ信号WuS_Nをアプリケーション部233から受け、その受けたウェイクアップ信号WuS_Nを変調し、その変調したウェイクアップ信号WuS_Nをアンテナ231を介して定期的に送信する。

0395

無線通信部232は、アンテナ231を介してパケットを受信し、その受信したパケットを復調してアプリケーション部233へ出力する。また、無線通信部232は、パケットをアプリケーション部233から受け、その受けたパケットを変調し、その変調したパケットをアンテナ231を介して送信する。

0396

アプリケーション部233は、移動端末230の識別情報IDおよび対応表TBL1を予め保持している。アプリケーション部233は、特定のアプリケーションを起動させると、識別情報IDおよび対応表TBL1に基づいて、上述した方法によってウェイクアップ信号WuS_Nを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuS_Nを無線通信部232へ出力する。

0397

アプリケーション部233は、パケットを無線通信部232から受け、その受けたパケットからデータを取り出し、データを受理する。また、アプリケーション部233は、データを含むパケットを生成し、その生成したパケットを無線通信部232へ出力する。

0398

無線ネットワーク100Fにおける動作は、図30に示すフローチャートに従って実行される。この場合、移動端末230は、ステップS31B,S32Aを順次実行し、移動端末240,250の各々は、ステップS33〜S36,S37A,S38,S39A,S40,S41A,S42を順次実行する。そして、移動端末240,250の各々は、ステップS42において、インフラストラクチャモードまたはアドホックモードで移動端末230と無線通信を行う。

0399

このように、移動端末240,250は、移動端末230の通信範囲REG_WC7内において起動し、インフラストラクチャモードまたはアドホックモードで移動端末230と無線通信を行う。

0400

従って、消費電力を低減して他の移動端末と無線通信を行うことができる。

0401

図33は、この発明の実施の形態による更に別の無線ネットワークの概略図である。

0402

この発明の実施の形態による無線ネットワークは、図33に示す無線ネットワーク100Gであってもよい。

0403

図33を参照して、無線ネットワーク100Gは、無線送信機260と、端末装置270とを備える。

0404

無線送信機260は、例えば、電車内に配置される。無線送信機260は、マナーモードIDおよび対応表TBL1を予め保持している。そして、無線送信機260は、マナーモードIDおよび対応表TBL1に基づいて、上述した方法によってマナーモードIDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるマナーモード信号MNMSを生成し、その生成したマナーモード信号MNMSを定期的に送信する。

0405

端末装置270は、マナーモードIDおよび対応表TBL1を予め保持している。端末装置270は、電車外においては、起動状態を維持する。そして、端末装置270は、電車内に入ると、マナーモード信号MNMSを受信し、その受信したマナーモード信号MNMSを構成する無線フレームのフレーム長を上述した方法によって検出する。その後、端末装置270は、その検出したフレーム長を対応表TBL1を参照してビット値に変換し、その変換したビット値を一列に配列したビット列がマナーモードIDに一致するとき、マナーモードへ移行する。

0406

図34は、図33に示す無線送信機260の構成を示す概略図である。図34を参照して、無線送信機260は、図28に示す無線送信機200の信号生成部203を信号生成部203Aに代えたものであり、その他は、無線送信機200と同じである。

0407

信号生成部203Aは、マナーモードIDおよび対応表TBL1を予め保持している。そして、信号生成部203Aは、マナーモードIDおよび対応表TBL1に基づいて、上述した方法によって、マナーモードIDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるマナーモード信号MNMSを生成し、その生成したマナーモード信号MNMSを無線通信部202へ出力する。

0408

図35は、図33に示す端末装置270の構成を示す概略図である。図35を参照して、端末装置270は、図16に示す端末装置120のウェイクアップ信号受信部26を信号受信部26Aに代え、ウェイクアップ信号判定部121を信号判定部121Cに代えたものであり、その他は、端末装置120と同じである。

0409

信号受信部26Aは、アンテナ22を介してマナーモード信号MNMSを受信し、その受信したマナーモード信号MNMSの受信信号に基づいて、ウェイクアップ信号受信部26と同じ方法によって、フレーム長を検出する。そして、信号受信部26Aは、その検出したフレーム長を信号判定部121Cへ出力する。

0410

信号判定部121Cは、マナーモードIDおよび対応表TBL1を予め保持している。信号判定部121Cは、信号受信部26Aからフレーム長を受け、その受けたフレーム長を対応表TBL1を参照してビット値に変換し、その変換したビット値を一列に配列したビット列がマナーモードIDに一致するか否かを判定する。

0411

信号判定部121Cは、ビット列がマナーモードIDに一致すると判定したとき、マナーモード指示信号を生成して無線通信部23およびホストシステム122へ出力する。

0412

一方、信号判定部121Cは、ビット列がマナーモードIDに一致しないと判定したとき、ビット列を破棄し、何も出力しない。

0413

端末装置270は、起動状態とマナーモード状態とを有する。端末装置270において、起動状態とは、無線通信部23、ホストシステム122、信号受信部26Aおよび信号判定部121Cが動作している状態を言う。また、端末装置270において、マナーモード状態とは、無線通信部23およびホストシステム122が動作を停止し、信号受信部26Aおよび信号判定部121Cが動作している状態を言う。

0414

図36は、図33に示す無線ネットワーク100Gにおける動作を説明するフローチャートである。

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