JP7578641B2 - 送信装置、送信方法、及び受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、データ送信を行う送信装置とその方法、及びデータ受信を行う受信装置とに関するものであり、特には、周波数ホッピング方式によるデータ通信技術に関する。

無線データ通信の方式として、周波数ホッピング方式が知られている。例えば、下記特許文献１には、２．４ＧＨｚ（ギガヘルツ）帯を使用して周波数ホッピング方式による無線データ通信を行う技術が開示されている。

特開２００９－８８９４３号公報

ここで、従来の２．４ＧＨｚ帯を使用する周波数ホッピング方式として、例えばＢＬＥ（Bluetooth Low Energy：登録商標）等では、周波数チャンネルの切り替え周期が１．６ｍｓ（ミリ秒）周期等の比較的短い周期とされており、各周波数チャンネルにおけるデータ送信回数は１回とされている。

一方で、近年、無線データ通信として９２０ＭＨｚ（メガヘルツ）帯を使用する通信技術が注目されている。９２０ＭＨｚ帯の通信では、規格上、２．４ＧＨｚ帯の通信を行う場合よりも周波数チャンネルの切り替え周期が長く定められている。例えば、２００ｍｓ周期等、比較的低速な切り替えが行われる。

周波数ホッピング方式として、例えば上記した９２０ＭＨｚ帯の規格のように周波数チャンネルの切り替えを比較的低速に行う方式が採用される場合には、従来の２．４ＧＨｚ帯の方式のように周波数チャンネルごとのデータ送信回数を１回としたのでは、必要なデータ転送レートを満足できなくなる虞がある。

本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う場合において、データ転送レートの向上を図ることを目的とする。

本発明に係る送信装置は、周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う送信装置であって、データ送信を行う送信部と、周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいて前記送信部がデータ送信を複数回行うように制御する送信制御部と、を備え、周波数の切り替え周期が一定とされ、各前記周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、前記周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、前記データ送信時間長をｔ、前記周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、前記送信制御部は、前記繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロットのうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の前記繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせるものである。
これにより、１周波数チャンネルあたりの送信データ量の増大化が図られる。

また、本発明に係る送信方法は、周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う送信装置における送信方法であって、周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいてデータ送信を複数回行うと共に、周波数の切り替え周期が一定とされ、各前記周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、前記周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、前記データ送信時間長をｔ、前記周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、前記繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロットのうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の前記繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせる送信方法である。
このような送信方法によっても、上記した本発明に係る送信装置と同様の作用が得られる。

また、本発明に係る受信装置は、送信装置が周波数ホッピング方式により送信するデータを受信する受信装置であって、データ受信を行う受信部と、周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいて送信装置が複数回送信するデータをそれぞれ受信するように受信部を制御する受信制御部と、を備え、周波数の切り替え周期が一定とされ、各前記周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、前記周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、前記データ送信時間長をｔ、前記周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、前記受信制御部は、前記送信装置が、前記繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロットのうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の前記繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせて送信するデータを受信するように前記受信部を制御するものである。
これにより、１周波数チャンネルあたりの受信データ量の増大化が図られる。

本発明によれば、周波数ホッピング方式によるデータ通信が行われる場合において、データ転送レートの向上を図ることができる。

第一実施形態としての通信システムの構成例を説明するためのブロック図である。 周波数ホッピング方式における周波数チャンネルの切り替えについての説明図である。 周波数チャンネルごとに複数回のデータ送信を行う手法の例の説明図である。 データ送信間隔を異ならせる手法の例の説明図である。 実施形態におけるスロットの説明図である。 送信スロットパターン群情報の例を示した図である。 実施形態における送信データの例を示した図である。 第一実施形態としての通信手法を実現するために送信制御部が実行すべき具体的な処理手順例を示したフローチャートである。 第一実施形態としての通信手法を実現するために受信制御部が実行すべき具体的な処理手順例を示したフローチャートである。 受信制御部が受信エラー対策のために実行する処理のフローチャートである。 第二実施形態としての通信システムの構成例を説明するためのブロック図である。 第二実施形態としての通信手法を実現するための処理手順例を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．第一実施形態＞
（1-1．通信システムの構成）
（1-2．実施形態としての通信手法）
（1-3．処理手順）
＜２．第二実施形態＞
＜３．変形例＞
＜４．実施形態のまとめ＞

＜１．第一実施形態＞
（1-1．通信システムの構成）
図１は、第一実施形態としての通信システム１００の構成例を説明するためのブロック図であり、通信システム１００を構成する送信機１と受信機２０それぞれの内部構成例を示している。
実施形態としての通信システム１００は、送信機１と受信機２０との間で周波数ホッピング方式による無線データ通信を行うシステムとして構成されている。本例では、このような通信システム１００を、例えば模型飛行機や模型自動車、各種ロボット等の被操縦体２を遠隔操縦するためのラジオコントロールシステムに適用する場合を例示する。この場合、送信機１としては、操作者からの操作入力を受け付け、操作情報を被操縦体２に設けられた受信機２０に対して送信する装置として構成される。被操縦体２には、不図示の可動機構を駆動するためのアクチュエータ２６が設けられる。被操縦体２における可動機構としては、例えば模型自動車の場合には操舵機構や車輪の駆動機構等が該当し、模型飛行機の場合にはプロペラの回転機構やエルロンやラダー等の可動翼の駆動機構等が該当する。また、ロボットの場合には各種関節部の可動機構等が該当する。アクチュエータ２６としては、例えば、モータやソレノイド等、上記の可動機構を駆動するためのアクチュエータが用いられる。

また、本例において、通信システム１００における使用電波帯域は例えば９２０ＭＨｚ（メガヘルツ）帯とされるものとする。さらに、周波数ホッピングにおける周波数ＣＨ（チャンネル）の切り替え周期は例えば２００ｍｓ（ミリ秒）であるとする。

図示のように送信機１は、操作部１１、エンコーダ１２、送信制御部１３、メモリ部１４、送信部１５、及びアンテナ１６を備える。
操作部１１は、被操縦体２の操縦に係る各種操作を行うための操作子を包括的に示したものである。操作部１１に設けられる操作子としては、例えば各種のレバーやボタン、ダイヤル（ホイール）、タッチセンサ等を挙げることができる。
ここで言う「操縦に係る操作」には、操縦内容を直接指示するための操作に限らず、例えばレバー等の操縦量を指示するための操作子の感度（操作量と操縦量との対応関係）の設定等、送信機１や受信機２０の各種動作設定のための操作も含まれる。
操作部１１は、操作子の操作に応じた操作情報を示す信号（操作信号）をエンコーダ１２に対して出力する。

なお、操作部１１により実現されるユーザインターフェースとしてはＧＵＩ（Graphical User Interface）も有り得る。その場合、送信機１には例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等による表示部が設けられ、操作者としてのユーザは該表示部に表示されるメニュー画面に従って例えば各種設定のための操作を行う。

エンコーダ１２は、操作部１１からの操作信号を所定のデータ形式による操作データにエンコードし、送信制御部１３に出力する。

送信制御部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータを有して構成され、ＣＰＵがＲＯＭ等のメモリに格納されたプログラムに従った処理を実行することで送信機１の全体制御を行う。主には、受信機２０に対し周波数ホッピング方式によるデータ送信を行うための各種制御を行う。

具体的に、送信制御部１３は、送信部１５の動作制御を行う。
送信部１５は、周波数ホッピング方式によるデータ送信を行うことが可能に構成され、アンテナ１６からの送信電波の周波数切り替えを行うことが可能とされる。
送信制御部１３は、エンコーダ１２から入力された操作データを含む送信データを生成し、送信部１５により該送信データを受信機２０に対して送信させる。
なお、実施形態としてのデータ送信手法の具体例については後に改めて説明する。

送信制御部１３には、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成されたメモリ部１４が接続されている。メモリ部１４は、送信制御部１３が各種処理を実行する上で用いる各種のデータの記憶に用いられる。特に、本例におけるメモリ部１４には、送信スロットパターン群情報Ｉｓが記憶されるが、この送信スロットパターン群情報Ｉｓについては改めて説明する。

ここで、送信制御部１３は、エンコーダ１２から入力される操作データに基づき、上述した各種動作設定のための処理を実行する場合もある。

続いて、被操縦体２について説明する。
図示のように被操縦体２は、受信機２０及びアクチュエータ２６を備える。
受信機２０は、アンテナ２１、受信部２２、受信制御部２３、メモリ部２４、デコーダ２５を備えている。

受信部２２は、送信機１からの送信データをアンテナ２１を介して受信する。周波数ホッピング方式によるデータ通信に対応するため、受信部２２は、受信周波数の切り替え機能を有している。

受信制御部２３は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを有して構成され、ＣＰＵがＲＯＭ等のメモリに格納されたプログラムに従った処理を実行することで受信機２０の全体制御、主には、周波数ホッピング方式によるデータ受信を行うための各種制御を行う。具体的に、受信制御部２３は、周波数ホッピング方式によるデータ受信を実現するために、受信部２２による受信周波数を順次切り替える制御を行う。
なお、実施形態としてのデータ受信手法の具体例については後に改めて説明する。

また、受信制御部２３は、受信部２２により受信された、送信機１からの送信データに含まれる操作データを取得し、該操作データをデコーダ２５に出力する処理を行う。

メモリ部２４は、受信制御部２３に接続された例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成され、受信制御部２３が各種処理を実行する上で用いる各種のデータの記憶に用いられる。特に、本例におけるメモリ部２４には、送信スロットパターン群情報Ｉｓが記憶される。

デコーダ２５は、受信制御部２３より入力される操作データをデコードすることで、アクチュエータ２６の駆動制御信号を得る。
アクチュエータ２６は、この駆動制御信号に基づき駆動される。これにより、送信機１における操作部１１の操作に応じて被操縦体２における可動機構が駆動され、被操縦体２が操作者の操作に応じて動作する。すなわち、被操縦体２の操縦が実現される。

ここで、上記のように構成される通信システム１００においては、送信機１と受信機２０との間で、データ通信開始前に、事前処理としてのプレ処理が行われる。このプレ処理は、例えば操作部１１を介したユーザ操作に基づき行われる。
このプレ処理において、送信機１と受信機２０との間で、周波数ホッピング方式における周波数の切り替えパターンが共有される。

確認のため、図２を参照し、周波数ホッピング方式における周波数ＣＨの切り替えについて説明しておく。
図示のように本例では、周波数ホッピングで使用する周波数ＣＨは、例えばＣＨ１からＣＨ２２の２２個であるとする。この場合、周波数の切り替えパターンは、この２２個の周波数ＣＨをどのような順序で切り替えるかについてのパターンを意味する。

図中、点線で示す縦線は、周波数ホッピングにおける周波数の切り替え周期を表す。前述のように、本例の場合、この周波数の切り替え周期は２００ｍｓ周期である。
以下の説明において、周波数ホッピングにおける周波数の切り替えタイミング間の期間のことを図示のように「一周波数期間」と表記する。

本例では、２００ｍｓ周期となる周波数切り替え周期により、２２の周波数ＣＨを順次切り替えていく。この場合、図中の一点鎖線で示す同一周波数ＣＨの繰り返し周期は４．４ｓとされる。

（1-2．実施形態としての通信手法）
ここで、先に触れたように、例えばＢＬＥ（Bluetooth Low Energy：登録商標）等の従来の２．４ＧＨｚ帯を使用する周波数ホッピング方式では、周波数チャンネルの切り替え周期が１．６ｍｓ周期等の比較的短い周期とされており、各周波数チャンネルにおけるデータ送信回数は１回とされている。

これに対し、本例のように９２０ＭＨｚ帯を使用する無線データ通信を行う場合には、規格上、２．４ＧＨｚ帯の通信を行う場合よりも周波数チャンネルの切り替え周期を長くすることが要請される。
具体的に、９２０ＭＨｚ帯における現実的な周波数ＣＨの数は概ね２０から３０程度であり、また、日本国内における９２０ＭＨｚ帯特定小電力無線規格では以下のような条件が定められている。
１）１時間あたりの全ての周波数ＣＨにおけるデータ送信時間の総和は７２０ｓ以下とする（つまり無線設備あたりの送信Ｄｕｔｙは２０％以下とする）
２）１周波数ＣＨにおける１時間あたりのデータ送信時間の総和は３６ｓ以下とする（つまり１周波数ＣＨあたりの送信Ｄｕｔｙは１％以下とする）
３）１周波数ＣＨにおける連続送信時間は４００ｍｓ以下とし、その周波数ＣＨによる次のデータ送信までは４ｓ以上送信を休止する

特に、上記３）の条件から、９２０ＭＨｚ帯を使用する周波数ホッピング方式の無線通信では、周波数チャンネルの切り替え周期を長くすることが要請される。

このような９２０ＭＨｚ帯の周波数ホッピング方式のように、周波数チャンネルの切り替えを比較的低速に行うことが要請される場合には、従来の２．４ＧＨｚ帯の方式のように周波数チャンネルごとのデータ送信回数を１回としたのでは、必要なデータ転送レートを満足できなくなる虞がある。
特に、本例のようにラジオコントロールシステムへの適用を想定した場合、操作データの転送レートが低下すると、被操縦体２の操縦性悪化に繋がる虞があるため、データ転送レートの向上を図ることが要請される。

そこで、本実施形態では、図３に示すように、各周波数ＣＨにおいてデータ送信を複数回行うという手法を採る。
図３の例では、上述した通信規格の条件を満足しつつデータ転送レートの向上を図るために、１周波数ＣＨあたりに２ｍｓによるデータ送信を２０回行うものとしている。
このように各周波数ＣＨにおいてデータ送信を複数回行うことで、１周波数ＣＨあたりの送信データ量の増大化が図られ、周波数ホッピング方式によるデータ通信が行われる場合において、データ転送レートの向上を図ることができる。

ここで、周波数ＣＨごとのデータ送信回数を「ｃ」（図３の例では２０回）とおく。
以下の説明では、一周波数期間をｃ等分して形成されるｃ個の期間のことを「繰り返し送信期間」と表記する。
本例では、一周波数期間＝２００ｍｓであるため、繰り返し送信期間はｃ＝２０であれば１０ｍｓの期間となる。

ここで、図３では、一周波数期間内の各繰り返し送信期間において、先頭の２ｍｓの期間でデータ送信を行う例を示したが、このように各繰り返し送信期間内においてデータ送信を行う期間が固定されていると、周波数ホッピング方式により通信を行う他の通信システム１００が比較的近傍に存在し、この他の通信システム１００と使用する周波数ＣＨが重複した場合に、受信エラーが連続して生じる可能性がある。換言すれば、受信機２０側で送信データを連続して受信できない期間が一周波数期間にわたって継続されてしまう虞がある。
また、周波数ホッピング方式では、先の図２にも示した同一周波数ＣＨの繰り返し周期で同じ周波数ＣＨが選択されることになるため、他の通信システム１００と周波数ＣＨが重複したということは、その後に再度同一の周波数ＣＨが選択された際に受信エラーが再発する虞もある。

そこで、本実施形態では、受信エラーの発生頻度抑制を図るべく、図４に示すように、周波数ＣＨごとに行われる複数回のデータ送信について、少なくとも一部のデータ送信間隔を異ならせるという手法を採る。
具体的に本例では、周波数ＣＨごとに行われる複数回のデータ送信について、データ送信間隔をランダムに変化させる。

上記のように各周波数ＣＨにおいてデータ送信間隔を異ならせることで、連続した受信エラーが生じ難くなるように図ることができ、周波数ＣＨごとに複数回のデータ送信を行うことによるデータ転送レートの向上と、通信安定性の向上との両立を図ることができる。
また、データ送信間隔をランダムに変化させることで、他の送信機１との間でデータ送信タイミングが重複してしまう可能性のさらなる低減を図ることが可能となり、通信安定性の向上効果を高めることができる。

以下、上記のように各周波数ＣＨにおいてデータ送信間隔を異ならせるための具体的な手法について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、スロットＳＬの説明図である。
スロットＳＬは、繰り返し送信期間の長さを「ｆ」（本例では１０ｍｓ）、データ送信１回あたりのデータ送信時間長を「ｔ」（本例では２ｍｓ）としたとき、繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成される期間である。

本実施形態では、各繰り返し送信期間を複数のスロットＳＬに分割し、データ送信を行うスロットＳＬを、少なくとも一部の繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせるという手法を採る。
具体的に本例では、繰り返し送信期間ごとにデータ送信を行うスロットＳＬをランダムに変化させることで、データ送信間隔をランダムに変化させる。

本実施形態において、送信制御部１３は、上記のようにデータ送信間隔を異ならせるにあたり、先の図１に示した送信スロットパターン群情報Ｉｓを用いる。

図６は、送信スロットパターン群情報Ｉｓの例を示した図である。
送信スロットパターン群情報Ｉｓは、「送信スロットパターン情報」を複数含んだ情報である。「送信スロットパターン情報」とは、ｆ／ｔ個のスロットＳＬのうち、データ送信を行うスロットである「送信スロット」を繰り返し送信期間ごとに定めた情報である。
この「送信スロットパターン情報」は、一周波数期間における送信回数ごとに、送信スロットを定めた情報と換言することができる。ここでの送信回数は、一周波数期間内における繰り返し送信期間の識別子と換言できる。

送信スロットパターン群情報Ｉｓは、上記のような送信スロットパターン情報として、繰り返し送信期間（送信回数）に対する送信スロットの割り当てパターンが異なる複数種の送信スロットパターン情報を含んで構成されている。
具体的に、本例における送信スロットパターン群情報Ｉｓにおいては、各送信スロットパターン情報における繰り返し送信期間に対する送信スロットの割り当てがランダムに行われたものとされている。このランダムな割り当ては、例えばリードソロモン系列等の擬似乱数系列に基づき行うことができる。

ここで、送信スロットパターン群情報Ｉｓにおいて、各送信スロットパターン情報を識別するための識別子を「パターン識別子」と表記する。
図示のように本例における送信スロットパターン群情報Ｉｓは、複数種類の送信スロットパターン情報と共に、それら送信スロットパターン情報ごとのパターン識別子を含む情報として構成されている。

送信機１における送信制御部１３は、上記のような送信スロットパターン群情報Ｉｓから選択した一の送信スロットパターン情報に従って、繰り返し送信期間ごと（送信回数ごと）のデータ送信タイミングを制御する。
これにより、繰り返し送信期間ごとにデータ送信を行うスロットＳＬをランダムに変化させることができ、データ送信間隔をランダムに変化させることができる。

ここで、本実施形態において、送信機１における送信制御部１３、及び受信機２０における受信制御部２３は、データ通信開始前に、データ通信に適用する送信スロットパターン情報を共有する。この共有は、例えば前述したプレ処理の際に行う。
具体的に、送信制御部１３は、該プレ処理の際に、自身が選択した送信スロットパターン情報を示すパターン識別子を送信部１５により受信制御部２３に対して送信させる。

パターン識別子を受信した受信制御部２３は、メモリ部２４に記憶された送信スロットパターン群情報Ｉｓを参照して、該パターン識別子が示す送信スロットパターン情報を特定する。そして、データ通信開始後は、該特定した送信スロットパターン情報に従って受信部２２による受信動作を実行させる。具体的には、各繰り返し送信期間において、該特定した送信スロットパターン情報が示す送信スロットに応じた期間長による受信ウィンドウの設定を受信部２２に指示し、送信データの受信動作を実行させる。ここで言う受信ウィンドウとは、受信部２２が受信動作を行う期間を意味する。受信ウィンドウを送信スロットに応じた期間とすることで、他の通信システム１００による送信データが誤受信されてしまうことの防止が図られる。

ここで、本例では、受信機２０において送信データについての受信エラーが生じた場合の対策として、送信制御部１３は、送信データ中に送信回数とパターン識別子とを含ませる処理を行う。具体的に、送信制御部１３は、繰り返し送信期間ごとの送信データとして、選択中の送信スロットパターン情報を示すパターン識別子と、データ送信回数を示す情報とを含む送信データを送信させる処理を行う。

図７は、送信データの例を示している。
本例では、受信機２０に対しては操作データを送信する。このため、上記の処理が行われることで、この場合の送信データには、操作データ、パターン識別子、及び送信回数の情報が含まれる。このとき、パターン識別子及び送信回数の情報は、送信データにおけるヘッダ領域等、実データ領域（本例では操作データの格納領域）とは異なる領域に格納することが考えられる。

受信機２０側において、受信エラーが発生した際には、一周波数期間における送信回数を正確に把握することが困難となる。具体的に、本例における受信制御部２３は、受信部２２による送信データの受信回数をカウントすることで送信回数を認識するようにされているが、この場合において、受信エラーが発生すると送信回数を正確に把握することが困難となる。
また、送信機１側において、データ通信に適用する送信スロットパターン情報はデータ通信開始以降に変更され得る。受信エラーが発生したタイミングや期間によっては、このような送信スロットパターン情報の変更を受信機２０側で認識できない場合も考えられる。

上記のように各送信データ中に送信回数の情報を含ませるようにすることで、受信エラーの発生に伴い受信機２０側でカウントする受信回数（送信回数）と実際の送信回数とが不一致となったとしても、正確な送信回数を認識することが可能となり、現在の送信回数に対応する適切なスロットのタイミングで送信データを受信することができる。
また、上記のように各送信データ中にパターン識別子を含ませることで、送信機１が選択中の送信スロットパターンを受信機２０側に通知することができ、受信機２０側が繰り返し送信期間ごとに適切にスロットを選択し、送信データを適切に受信できるように図ることができる。

（1-3．処理手順）
上記により説明した第一実施形態としての通信手法を実現するために送信制御部１３及び受信制御部２３が実行すべき具体的な処理手順例について、図８から図１０のフローチャートを参照して説明する。

図８は、送信制御部１３の処理を示したフローチャートである。
なお、図８に示す処理は、前述したプレ処理が完了した後に開始されるものである。すなわち、図８に示す処理が開始される時点では、送信機１と受信機２０との間で適用する送信スロットパターン情報が共有された状態にある。

先ず、送信制御部１３はステップＳ１０１で、送信回数ｎを０リセットする。送信回数ｎは、一周波数期間内における送信データの送信回数を意味するものである。

ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２で送信制御部１３は、選択中の送信スロットパターン情報のパターン識別子を取得し、さらに続くステップＳ１０３で、取得した送信スロットパターン情報と現在の送信回数ｎとを含む送信データを生成する。すなわち、先の図７で説明したように、パターン識別子と送信回数ｎと操作データとを含む送信データを生成するものである。

そして、ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４で送信制御部１３は、現在の送信回数ｎに対応するスロットのタイミングで送信データを送信させる。すなわち、適用中の送信スロットパターン情報における、現在の送信回数ｎに対応づけられたスロットＳＬのタイミングで、生成した送信データを送信部１５に送信させる。

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５で送信制御部１３は、繰り返し送信期間が終了したか否かを判定する。つまり本例では、１０ｍｓの時間が経過したか否かの判定を行う（図５参照）。
ステップＳ１０５において、繰り返し送信期間が終了していないと判定した場合、送信制御部１３はステップＳ１０６に進み、送信処理終了条件が成立したか否かを判定する。送信処理終了条件とは、例えば送信機１の電源ＯＦＦ等、受信機２０側に対するデータ送信処理を終了すべきとして予め定められた所定の条件を意味する。
送信処理終了条件が成立していないと判定した場合、送信制御部１３はステップＳ１０５に戻る。すなわち、ステップＳ１０５及びＳ１０６の処理によっては、繰り返し送信期間の終了と送信処理終了条件の成立との何れかを待機するループ処理が形成される。

ステップＳ１０５において、繰り返し送信期間が終了したと判定した場合、送信制御部１３はステップＳ１０７に進み、周波数ＣＨ切り替えタイミングか否かを判定する。すなわち、周波数ホッピングにおける周波数ＣＨの切り替えタイミングが到来したか否かを判定する。この処理は、送信回数ｎが周波数ＣＨごとのデータ送信回数ｃ（本例では２０）に達したか否かの判定として行うことができる。
周波数ＣＨ切り替えタイミングではないと判定した場合、送信制御部１３はステップＳ１０８に進んで送信回数ｎを１インクリメント（ｎ←ｎ＋１）し、ステップＳ１０２に戻る。
これにより、一周波数期間内においては、繰り返し送信期間ごとに、ステップＳ１０２からＳ１０４の処理が実行されて送信データの送信処理が行われると共に、ステップＳ１０８で送信回数ｎがカウントされる。

また、ステップＳ１０７において、周波数ＣＨ切り替えタイミングであると判定した場合、送信制御部１３はステップＳ１０１に戻る。これにより、周波数ＣＨごと（つまり一周波数期間ごと）に送信回数ｎが０リセットされる。

送信制御部１３は、ステップＳ１０６で送信処理終了条件が成立したと判定したことに応じて、図８に示す一連の処理を終える。

図９は、受信制御部２３の処理を示したフローチャートである。
図９に示す処理としても、前述したプレ処理が完了した後に開始されるものであり、従って図９に示す処理が開始される時点では、送信機１と受信機２０との間で適用する送信スロットパターン情報が共有された状態にある。

図９において、受信制御部２３はステップＳ２０１で、受信回数ｍを０リセットとする。そして、続くステップＳ２０２で受信制御部２３は、選択中の送信スロットパターン情報において、受信回数ｍと一致する送信回数に対応付けられているスロット番号（つまり送信スロット）を特定し、さらに続くステップＳ２０３で、特定したスロット番号に対応する受信ウィンドウによる受信動作の実行指示を行う。すなわち、受信部２２に対し、特定した送信スロットに対応する受信ウィンドウの設定を指示して、送信データの受信動作を実行させる。

ステップＳ２０３に続くステップＳ２０４で受信制御部２３は、繰り返し送信期間終了か否かを判定する。
ステップＳ２０４において、繰り返し送信期間が終了していないと判定した場合、受信制御部２３はステップＳ２０５に進み、受信処理終了条件が成立したか否かを判定する。受信処理終了条件とは、例えば送信機１側からのデータ送信の終了通知や受信機２０の電源ＯＦＦ等、送信機１からの送信データの受信処理を終了すべきとして予め定められた所定の条件を意味する。
受信処理終了条件が成立していないと判定した場合、受信制御部２３はステップＳ２０４に戻る。すなわち、ステップＳ２０４及びＳ２０５の処理によっては、繰り返し送信期間の終了と受信処理終了条件の成立との何れかを待機するループ処理が形成される。

ステップＳ２０４において、繰り返し送信期間が終了したと判定した場合、受信制御部２３はステップＳ２０６に進み、周波数ＣＨ切り替えタイミングか否かを判定し、周波数ＣＨ切り替えタイミングではないと判定した場合は、ステップＳ２０７に進んで受信回数ｍを１インクリメント（ｍ←ｍ＋１）し、ステップＳ２０２に戻る。
これにより、一周波数期間内においては、繰り返し送信期間ごとに、ステップＳ２０２及びＳ２０３の処理が実行されて送信データが適切なタイミングで受信されると共に、ステップＳ２０７で受信回数ｍがカウントされる。

また、ステップ２０６において、周波数ＣＨ切り替えタイミングであると判定した場合、受信制御部２３はステップＳ２０１に戻る。これにより、周波数ＣＨごと（つまり一周波数期間ごと）に受信回数ｍが０リセットされる。

受信制御部２３は、ステップＳ２０５で受信処理終了条件が成立したと判定したことに応じて、図９に示す一連の処理を終える。

図１０は、受信機２０における受信エラー対策のための処理を示したフローチャートである。
受信制御部２３は、図９に示した処理と並行して図１０に示す処理を実行する。

ステップＳ２５０で受信制御部２３は、受信エラーの発生を待機し、受信エラーが発生した場合は、ステップＳ２５１で受信ウィンドウを最大化した受信動作の実行指示を行う。すなわち、受信部２２に対し、繰り返し送信期間の全長まで最大化した受信ウィンドウの設定を指示して、受信動作を実行させる。

ステップＳ２５１に続くステップＳ２５２で受信制御部２３は、受信成功か否か、すなわち受信ウィンドウを最大化させた受信動作により送信データを受信できたか否かを判定し、受信成功でないと判定した場合は、ステップＳ２５１に戻る。すなわち、受信成功となるまで、受信ウィンドウを最大化した受信動作を繰り返し実行させるものである。

ステップＳ２５２において、受信成功と判定した場合、受信制御部２３はステップＳ２５３に進み、受信データに含まれるパターン識別子と送信回数の情報を取得する。そして、続くステップＳ２５４で受信制御部２３は、取得したパターン識別子が示す送信スロットパターン情報を選択し、さらに続くステップＳ２５５で、取得した送信回数に基づく受信回数ｍの修正処理を行う。すなわち、受信回数ｍを、取得した送信回数＋１の値に修正する処理を行う。なお、取得した送信回数がｃであった場合には、受信回数ｍは０とする。
上記のような受信回数ｍの修正処理が行われることで、次の繰り返し送信期間からは、受信ウィンドウを送信スロットに応じた期間に短縮化した受信動作を行うことができ、他の通信システム１００による送信データが誤受信されてしまうことの防止が図られる。

受信制御部２３は、ステップＳ２５５の修正処理を実行したことに応じて図１０に示す一連の処理を終える。

＜２．第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について説明する。
第二実施形態は、他の通信システムとの間で適用する送信スロットパターンが重複してしまうことの防止を図るものである。
なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。

図１１は、第二実施形態としての通信システム１００Ａの構成例を説明するためのブロック図である。
図示のように通信システム１００Ａは、送信機１Ａと、第一実施形態で説明した受信機２０を含む被操縦体２とを備える。

送信機１Ａは、第一実施形態の送信機１と比較して、受信部１８が追加された点と、送信制御部１３に代えて送信制御部１３Ａが設けられた点が異なる。
受信部１８は、受信部２２と同様、周波数ホッピング方式によるデータ通信に対応するため受信周波数の切り替え機能を有しており、アンテナ１６を介して、他の送信機１Ａ（又は送信機１）による送信データを受信する。

送信制御部１３Ａは、先の図８に示した処理を実行する点は送信制御部１３と同様となるが、受信部１８による受信データに基づき、以下のような処理を実行する点が送信制御部１３とは異なる。
すなわち、送信制御部１３Ａは、受信機２０に対するデータ送信の開始前に、受信部１８により他の送信機１Ａ（又は送信機１：以下、第二実施形態において同様）の送信データの受信動作を実行させ、他の送信機１Ａの送信データに含まれるパターン識別子に基づき、他の送信機１Ａが選択中の送信スロットパターン情報が、自装置が適用予定であった送信スロットパターン情報と一致するか否かを判定し、両者が一致すると判定した場合に、送信スロットパターン群情報から別の送信スロットパターン情報を選択する処理を行う。

図１２のフローチャートを参照し、上記のような第二実施形態としての通信手法を実現するための送信制御部１３Ａの具体的な処理手順例を説明する。
なお、送信制御部１３Ａは、図１２に示す処理を、例えば受信機２０に対する送信データの送信処理開始前のタイミングで開始する。

送信制御部１３ＡはステップＳ３０１で、受信動作実行指示として、受信部１８による受信動作の実行指示を行う。この受信動作としては、前述した受信ウィンドウを最大化させて実行させることが考えられる。

ステップＳ３０１に続くステップＳ３０２で送信制御部１３Ａは、データが受信され且つ受信データにパターン識別子が含まれているか否かを判定する。すなわち、ステップＳ３０１で実行させた受信動作によりデータが受信され、且つ受信されたデータ中にパターン識別子が含まれているか否かを判定する。
データが受信されてないか、又はデータが受信されたが受信データにパターン識別子が含まれておらず、ステップＳ３０２の条件を満たさないと判定した場合、送信制御部１３Ａは図１２に示す一連の処理を終える。

一方、ステップＳ３０２において、データが受信され且つ受信データにパターン識別子が含まれていると判定した場合、送信制御部１３ＡはステップＳ３０３に進み、適用予定の送信スロットパターン情報とパターン識別子が一致するか否かを判定する。すなわち、送信スロットパターン群情報Ｉｓにおける送信スロットパターン情報のうち自身が適用予定であった送信スロットパターン情報のパターン識別子と、受信データに含まれていたパターン識別子（つまり他の通信システム１００Ａ又は１００で適用中の送信スロットパターン情報を表すパターン識別子）とが一致するか否かを判定するものである。

ステップＳ３０３において、適用予定の送信スロットパターン情報とパターン識別子が一致しないと判定した場合、送信制御部１３ＡはステップＳ３０４に進み、送信スロットパターン群情報Ｉｓから適用予定であった送信スロットパターン情報を選択する。つまり、この場合は自身が適用予定であった送信スロットパターン情報と他の通信システム１００Ａ（又は１００）で適用中の送信スロットパターン情報とが重複しないため、適用予定であった送信スロットパターン情報を選択する。

一方、ステップＳ３０３において、適用予定の送信スロットパターン情報とパターン識別子が一致すると判定した場合、送信制御部１３ＡはステップＳ３０５に進み、送信スロットパターン群情報Ｉｓから別の送信スロットパターン情報（適用予定であった送信スロットパターン情報とは別の送信スロットパターン情報）を選択する。これにより、他の通信システム１００Ａ（又は１００）との間で適用する送信スロットパターンが重複してしまうことの防止が図られる。

送信制御部１３Ａは、ステップＳ３０４の処理、ステップＳ３０５の処理の何れかを実行したことに応じて図１２に示す一連の処理を終える。

＜３．変形例＞
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得るものである。
例えば、上記では、本発明をラジオコントロールシステムにおけるデータ通信に適用する場合を例示したが、本発明は、周波数ホッピング方式による無線データ通信を行う通信システムに広く好適に適用可能なものである。

また、無線データ通信における使用電波帯域、周波数ＣＨの数、データ送信回数ｃ、繰り返し送信期間の長さｆ、データ送信時間長ｔについて、実施形態で例示した数値はあくまで一例に過ぎず、それらの数値に限定されるものではない。

＜４．実施形態のまとめ＞
上記のように実施形態としての送信装置（送信機１，１Ａ）は、周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う送信装置であって、データ送信を行う送信部（同１５）と、周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいて送信部がデータ送信を複数回行うように制御する送信制御部（同１３，１３Ａ）と、を備えたものである（図３，４等参照）。
これにより、１周波数チャンネルあたりの送信データ量の増大化が図られる。
従って、周波数ホッピング方式によるデータ通信が行われる場合において、データ転送レートの向上を図ることができる。

また、実施形態としての送信装置においては、送信制御部は、周波数チャンネルごとに行われる複数回のデータ送信について、少なくとも一部のデータ送信間隔を異ならせている（図４等参照）。
周波数ホッピング方式により通信を行う他の通信システムが比較的近傍に存在する場合には、この他の通信システムとの間で周波数チャンネルが重複して受信装置側で送信データの受信がエラーとなる可能性があるが、本発明のように周波数チャンネルごとに複数回のデータ送信を行うようにした場合、他の通信システムとの間で周波数チャンネルが重複した際に、受信エラーが連続して生じる可能性がある。換言すれば、受信装置側で送信データを連続して受信できない期間が１周波数チャンネル分の期間にわたって継続されてしまう虞がある。そこで、上記のように周波数チャンネルごとに行われる複数回のデータ送信について、少なくとも一部のデータ送信間隔を異ならせるようにする。
これにより、連続した受信エラーが生じ難くなるように図ることができ、周波数チャンネルごとに複数回のデータ送信を行うことによるデータ転送レートの向上と、通信安定性の向上との両立を図ることができる。

さらに、実施形態としての送信装置においては、周波数の切り替え周期が一定とされ、各周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、データ送信時間長をｔ、周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、送信制御部は、繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロット（同ＳＬ）のうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせている（図５等参照）。
これにより、一部の繰り返し送信期間の間でデータ送信を行うスロットを異ならせるという簡易な処理で、各周波数チャンネルにおける少なくとも一部のデータ送信間隔を異ならせることが可能となる。
従って、データ送信間隔を異ならせることにより通信安定性の向上を図るための送信制御処理について、処理負担の軽減を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての送信装置においては、ｆ／ｔ個のスロットのうちデータ送信を行うスロットである送信スロットを繰り返し送信期間ごとに定めた情報である送信スロットパターン情報として、繰り返し送信期間に対する送信スロットの割り当てパターンが異なる複数種の送信スロットパターン情報を含んだ情報である送信スロットパターン群情報（同Ｉｓ）が記憶される記憶部（メモリ部１４）を備え、送信制御部は、送信スロットパターン群情報から選択した一の送信スロットパターン情報に従って、送信部に繰り返し送信期間ごとのデータ送信を実行させている（図６，図８等参照）。
これにより、送信スロットパターンを異なるパターンに切り替えることが可能となる。
従って、他の通信システムとの間で送信スロットパターンが重複し難くなるように図ることができ、受信エラーの頻度低減が図られ、通信安定性のさらなる向上を図ることができる。

また、実施形態としての送信装置においては、送信制御部は、繰り返し送信期間ごとの送信データとして、選択中の送信スロットパターン情報を示すパターン識別子と、データ送信回数を示す情報とを含む送信データを送信させている（図７，図８等参照）。
送信データ中にパターン識別子を含ませることで、送信装置が選択中の送信スロットパターンを受信装置に通知することができ、受信装置が繰り返し送信期間ごとに適切なスロットを選択し、送信データを適切に受信できるように図ることができる。また、送信データ中にデータ送信回数を示す情報を含ませることで、仮に、受信装置が途中で送信データを受信不能となって受信装置側でカウントする受信回数（送信回数）と実際の送信回数とが不一致となったとしても、正確な送信回数を認識することが可能となり、現在の送信回数に対応する適切なスロットのタイミングで送信データを受信することができる。

さらに、実施形態としての送信装置（送信機１Ａ）においては、データ受信を行う受信部（同１８）を備え、送信制御部（同１３Ａ）は、受信装置に対するデータ送信の開始前に、受信部により他の送信装置の送信データの受信動作を実行させ、他の送信装置の送信データに含まれるパターン識別子に基づき、他の送信装置が選択中の送信スロットパターン情報が、自装置が適用予定であった送信スロットパターン情報と一致するか否かを判定し、両者が一致すると判定した場合に、送信スロットパターン群情報から別の送信スロットパターン情報を選択している（図１１，図１２等参照）。
これにより、他の送信装置と送信スロットパターンが重複してしまう事態を、受信装置に対するデータ送信開始前の段階で事前に回避することが可能となる。
従って、他の送信装置と送信スロットパターンが重複することに起因した受信エラーの発生回避を図ることができ、通信安定性の向上を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての送信装置（送信機１，１Ａ）においては、送信制御部（同１３，１３Ａ）は、周波数チャンネルごとに行われる複数回のデータ送信について、データ送信間隔をランダムに変化させている。
データ送信間隔をランダムに変化させることで、他の送信装置との間でデータ送信タイミングが重複してしまう可能性のさらなる低減を図ることが可能となる。
従って、受信エラーの発生頻度のさらなる低減を図ることができ、通信安定性の向上効果を高めることができる。

実施形態としての送信方法は、周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う送信装置における送信方法であって、周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいてデータ送信を複数回行う送信方法である。
このような送信方法によっても、上記した実施形態としての送信装置と同様の作用及び効果が得られる。

また、実施形態としての受信装置（受信機２０）は、送信装置が周波数ホッピング方式により送信するデータを受信する受信装置であって、データ受信を行う受信部（同２２）と、周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいて送信装置が複数回送信するデータをそれぞれ受信するように受信部を制御する受信制御部（同２３）と、を備えるものである（図１，図９，図１１等参照）。
これにより、１周波数チャンネルあたりの受信データ量の増大化が図られる。
従って、周波数ホッピング方式によるデータ通信が行われる場合において、データ転送レートの向上を図ることができる。

１００，１００Ａ 通信システム
１，１Ａ 送信機
２ 被操縦体
１１ 操作部
１２ エンコーダ
１３，１３Ａ 送信制御部
１４ メモリ部
１５ 送信部
１６，２１ アンテナ
Ｉｓ 送信スロットパターン群情報
ＳＬ スロット
１８ 受信部
２０ 受信機
２２ 受信部
２３ 受信制御部
２４ メモリ部
２５ デコーダ
２６ アクチュエータ

Claims (7)

1. 周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う送信装置であって、
   データ送信を行う送信部と、
   周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいて前記送信部がデータ送信を複数回行うように制御する送信制御部と、を備え、
   周波数の切り替え周期が一定とされ、各前記周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、
   前記周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、前記データ送信時間長をｔ、前記周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、
   前記送信制御部は、前記繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロットのうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の前記繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせる
   送信装置。
2. 前記ｆ／ｔ個のスロットのうちデータ送信を行う前記スロットである送信スロットを前記繰り返し送信期間ごとに定めた情報である送信スロットパターン情報として、前記繰り返し送信期間に対する前記送信スロットの割り当てパターンが異なる複数種の前記送信スロットパターン情報を含んだ情報である送信スロットパターン群情報が記憶される記憶部を備え、
   前記送信制御部は、前記送信スロットパターン群情報から選択した一の前記送信スロットパターン情報に従って、前記送信部に前記繰り返し送信期間ごとのデータ送信を実行させる
   請求項１に記載の送信装置。
3. 前記送信制御部は、前記繰り返し送信期間ごとの送信データとして、選択中の前記送信スロットパターン情報を示すパターン識別子と、データ送信回数を示す情報とを含む送信データを送信させる
   請求項２に記載の送信装置。
4. データ受信を行う受信部を備え、
   前記送信制御部は、受信装置に対するデータ送信の開始前に、前記受信部により他の送信装置の送信データの受信動作を実行させ、前記他の送信装置の送信データに含まれる前記パターン識別子に基づき、前記他の送信装置が選択中の前記送信スロットパターン情報が、自装置が適用予定であった前記送信スロットパターン情報と一致するか否かを判定し、両者が一致すると判定した場合に、前記送信スロットパターン群情報から別の前記送信スロットパターン情報を選択する
   請求項３に記載の送信装置。
5. 前記送信制御部は、前記周波数チャンネルごとに行われる複数回のデータ送信について、データ送信間隔をランダムに変化させる
   請求項１から請求項４の何れかに記載の送信装置。
6. 周波数ホッピング方式によるデータ送信を行う送信装置における送信方法であって、
   周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいてデータ送信を複数回行うと共に、
   周波数の切り替え周期が一定とされ、各前記周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、
   前記周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、前記データ送信時間長をｔ、前記周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、
   前記繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロットのうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の前記繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせる
   送信方法。
7. 送信装置が周波数ホッピング方式により送信するデータを受信する受信装置であって、
   データ受信を行う受信部と、
   周波数ホッピングにより切り替えられる各周波数チャンネルにおいて前記送信装置が複数回送信するデータをそれぞれ受信するように前記受信部を制御する受信制御部と、を備え、
   周波数の切り替え周期が一定とされ、各前記周波数チャンネルにおけるデータ送信回数及び１データ送信あたりのデータ送信時間長が同じとされており、
   前記周波数チャンネルごとのデータ送信回数をｃ、前記データ送信時間長をｔ、前記周波数チャンネルの切り替えタイミング間の期間である一周波数期間をｃ等分して形成されるそれぞれの期間である繰り返し送信期間の長さをｆとしたとき、
   前記受信制御部は、
   前記送信装置が、前記繰り返し送信期間をｆ／ｔ等分して形成されるｆ／ｔ個のスロットのうち、データ送信を行うスロットを少なくとも一部の前記繰り返し送信期間の間で異ならせることで、データ送信間隔を異ならせて送信するデータを受信するように前記受信部を制御する
   受信装置。

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