JP2006211242A - 無線通信方法および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数ホッピング無線を行う際、ブルートゥース機器とワイヤレスLAN ステーションの間の干渉を確実に検出・回避でき、低消費電力を実現する。
【解決手段】ホッピング周波数決定部1023-1の指示により複数のチャネルを順次使用してパケットデータを受信する無線機器において、受信動作時にパケットデータの先頭が検出できなかった時、本来受信されるべきパケットデータがチャネル品質の劣化によって受信できずパケット誤りと見做し、該無線機器があるチャネルのチャネル品質を推定する際、それぞれのチャネル毎に行った受信動作の数とパケット誤り数よりチャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信方法および無線通信装置に係り、特に周波数ホッピング方式の無線データ通信におけるチャネル品質推定方法、使用チャネル決定方法および送信電力決定方法とそれを採用した無線通信装置に関するもので、同じ周波数を使用する二つの異なる無線方式（例えばブルートゥース機器と無線ローカルエリアネットワーク機器）の間の干渉を検出して回避するために例えばブルートゥース対応の携帯端末に搭載されて使用されるものである。

近年、電子機器間を無線で接続するための新たな無線通信システムが開発されている。この種の無線通信システムとしては、IEEE802.11b/g およびブルートゥース（Bluetooth ）(TM)などが知られている。

IEEE802.11b/g は無線方式のローカルエリアネットワーク（Wireless LAN）をターゲットとして策定された近距離無線通信方式の規格であり、ブルートゥースは、コンピュータに限らず様々な機器同士の接続をターゲットとして策定された近距離無線通信方式の規格である。これら無線通信方式では、一定の基準を満たせば免許なしで自由に使用できる周波数帯域として、ＩＳＭバンド（Industrial Scientific and Medical band）と称される2.4 GHz 帯が用いられる。この2.4GHz帯のＩＳＭバンドに存在する他の電子機器（例えば電子レンジ）から放出されるノイズ信号の影響を小さく抑えるために、IEEE802.11b/g では直接拡散方式のスペクトラム拡散（Direct Spread Spectrum;DSSS ）技術が導入されており、また、ブルートゥースでは周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散（Frequency Hopping Spread Spectrum;FHSS）技術が導入されており、これにより、十分な耐ノイズ性を実現している。

具体的に述べると、携帯電話やPDA （パーソナルデジタルアシスタント）、ノートパソコン、音声端末機器などの間でデータを交換するために、ブルートゥース対応の携帯端末（以下、ブルートゥース機器と記す）が用いられている。この場合、2.40GHz から2.48GHz までの周波数帯に定められた79個の周波数チャネルのうちから選択する１つのチャネルを時間経過とともに切り換えて無線通信を行う周波数ホッピング方式を採用している。この周波数ホッピング方式は、予め決められた疑似ランダムアルゴリズムに基づいて一定時間間隔（例えば625 μｓ）で繰り返すようにチャネル選択を行い、１つのチャネルに１パケットデータを割り当てて通信を行なう。一方、2.4GHz帯を使用しているワイヤレスLAN ステーションは、周波数ホッピングを行なわず、常に固定的に設定された周波数帯域（ブルートゥース機器のほぼ20チャネル分に相当する連続した周波数幅）を使用する。

図３は、ブルートゥース機器とワイヤレスLAN 機器が2.4GHz帯のＩＳＭバンドを使用する場合の周波数関係を示す。ブルートゥースは2.4GHz帯のＩＳＭバンドのほぼ全てを1MHz幅の79チャネル(ch)に分割し、それらのチャネルを機器アドレスなどによって定まる予め定められたシーケンスによって、使用する周波数を625μｓ毎に順次変更しながら通信を行う。

一方、ワイヤレスLAN では、2.4GHz帯のＩＳＭバンドの中に合計13個のチャネルが規定されている。一つのチャネルが占有する帯域幅は±10MHz 程であり、これらのチャネルは図３に示すように重なり合うように配置されている。ワイヤレスLAN のアクセスポイントには、設置時にどれかのチャネルが割り当てられており、その割り当てられたチャネルを使用して通信を行う。ノイズ信号の影響は、DSSS方式を適用することで軽減されている。お互いのサービス範囲が重なるように複数のアクセスポイントを配備する時には、互いに干渉しないようにアクセスポイントにチャネルを割り当てる。

図３から明らかなように、同一周波数領域にブルートゥース機器とワイヤレスLAN 機器が存在すると、互いが送出する電波が互いの通信の妨害を行うことになる。これに対応するため、ブルートゥース機器にアダプティブ周波数ホッピング（ＡＦＨ、Adaptive Frequency Hopping)という技術が導入された。これは、何らかの方法でブルートゥース機器がチャネルを観測し、自身の通信を妨害する電波があると判断したチャネルを避けて周波数ホッピングを行うことでこれらの間の干渉を防ぐ技術である。

この技術を実現するためには、ブルートゥース機器がそれぞれのチャネルの状態を観測し、どのチャネルを使用するか決定する必要がある。そこで、適切な応答速度で確実に他からの妨害が入るチャネル、即ち、品質が悪いチャネルを検出して品質の劣悪なチャネルの使用を回避できるように使用する周波数を決定するチャネル品質推定方法および使用チャネル決定方法を導入することが望まれる。また、ブルートゥース機器は、携帯電話やヘッドセット等の電池容量が小さな機器に適用されることが多く、消費電流を少なく抑えることが求められ、これらの方法を導入したことによる消費電流の増大を極力避ける必要がある。

一般には、ある無線機器が自身の使用するチャネル品質を推定する方法には、（ａ）通信に先立って使用チャネルに存在する電波の電界強度を測定する方法（Passive 方式）と、（ｂ）通信しているユーザデータ・制御データの誤り率が予め定められた値を超えた時にそのチャネルの品質が劣化していると見做す方法（Active方式）がある。

前者（ａ）のPassive 方式は、電界強度を直接測定するので、他の機器からの干渉を迅速に検出できる一方、ユーザデータや制御データの受信以外に受信動作を行わなければならないので消費電流が増加する。また、ブルートゥースのパケットにも各種の誤り訂正技術が導入されており、軽微な干渉であればそれらの誤り訂正技術で干渉の影響を抑えることができるが、passive 方式の場合には、測定された電波が実際に通信に与える影響がどの程度か知ることができない、といった問題がある。

これに対して、後者（ｂ）のActive方式は、ユーザデータや制御データの誤り率を測定することで他の無線機器からの干渉を検出するので、干渉源からの電波が実際に通信に与える影響を加味して干渉が深刻か否か判断できる、とか、ユーザデータや制御データの受信以外に受信動作を行わないので消費電流の増加はない、という利点がある。一方、誤り率の測定のために多数のデータを受信してみる必要があり、それぞれのチャネルの状態を判断するために時間がかかる、といった問題点がある。また、妨害波の強度が時間を追って変化するという問題もある。この時間変化は、電波伝搬環境の時間変化（フェージング）が原因であったり、ワイヤレスLAN のように、チャネル使用がそもそもバースト的であることが原因であったりする。これらの原因により、妨害波の強度は時間を追って変化するので、それによる干渉の影響も変化するという問題点もある。

さらにまた、前記したＡＦＨにより品質の劣悪なチャネルの使用を避ける場合、ＩＳＭバンドの大部分のチャネル品質が劣悪した場合には、ＩＳＭバンドの一部分にブルートゥース機器が送出する電波が集中し、他の機器に悪影響を及ぼすことが懸念される。

なお、特許文献１には、ＡＦＨを用いた無線通信のチャネル品質の評価に際して、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比S/N などを使用できる点が開示されている。
特許第３４４３０９４号公報

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、ブルートゥース機器とワイヤレスLAN ステーションの間の干渉を確実に検出・回避でき、低消費電力を実現し得る無線通信方法および無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の無線通信方法は、複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを送受信する周波数ホッピング方式の無線通信方法において、受信動作時にパケットの先頭が検出できなかった時、前記パケットをチャネル品質の劣化によって受信できないパケット誤りと見做すステップと、通信に使用する周波数チャネルのチャネル品質を推定する際、それぞれのチャネル毎に行った受信動作の数と前記パケット誤り数よりチャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定するステップとを具備することを特徴とする。

本発明の無線通信装置は、複数の周波数チャネルのうちから時間経過とともに１つの周波数チャネルを選択する機能を有するホッピング周波数決定手段と、前記ホッピング周波数決定手段により選択された周波数チャネルにパケットデータを割り当てて順次パケットデータの送信を行う機能を有する送信部と、前記ホッピング周波数決定手段により選択された周波数チャネルのパケットデータの受信を順次行う機能を有する受信部と、前記受信部によるパケットデータの受信動作に際してパケットデータの先頭が検出できなかった時には、本来受信されるべきパケットデータがチャネル品質の劣化によって受信できないパケット誤りと見做す機能を有するパケット誤り検出手段と、前記受信部により受信した周波数チャネルのチャネル品質を推定する際、周波数チャネル毎に行ったパケットデータの受信動作の数と前記パケット誤り検出手段により検出されたパケット誤り数に基づいて周波数チャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定し、前記チャネル品質を推定した結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを判定する判定し、使用不可能と判定した周波数チャネルを避けて前記ホッピング周波数決定手段により周波数ホッピングを行わせるように制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明の無線通信方法および無線通信装置によれば、ブルートゥース機器とワイヤレスLAN ステーションの間の干渉を確実に検出・回避し、低消費電力化を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の無線通信装置の第１の実施形態に係るブルートゥース機器の機能面に着目した構成（物理レイヤの構成）およびワイヤレスLAN アクセスポイントからの干渉の様子を示すブロック図である。本実施形態では、複数種の無線通信方式として、ブルートゥースおよびIEEE802.11b を例示する。

図１において、第１のブルートゥース機器102-1 は、無線アンテナ101-1 、送信部1021-1、受信部1022-1、送受信制御部1025-1、ホッピング周波数決定部1023-1、上位プロトコル処理部1024-1を有する。第２のブルートゥース機器102-2 も、上記第１のブルートゥース機器102-1 と同様に、無線アンテナ101-2 、送信部1021-2、受信部1022-2、送受信制御部1025-2、ホッピング周波数決定部1023-2、上位プロトコル処理部1024-2を有する。

上記各ブルートゥース機器102-1 および102-2 は、ブルートゥース規格に基づいた無線通信を行うモジュールであり、2.4GHz帯のＩＳＭバンドを用いて通信を行う。ブルートゥース規格の無線通信システムでは、周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散通信が利用される。2.4GHz帯のＩＳＭバンドは1MHz間隔で79個の周波数チャネル（以下、通信チャネルと云う）に分割されており、ホッピングパターンに基づいて１タイムスロット毎に時分割で使用チャネルの切り替えが行われる（周波数ホッピング）。ブルートゥース規格の無線通信システムはマスタ・スレーブ方式で行われ、ホッピングパターンの管理はマスタによって行われる。同じホッピングパターンを用いて、１台のマスタと最大７台のスレーブとの間でピコネットと称される無線ネットワークを形成して通信することができる。

ワイヤレスLAN アクセスポイントのLAN モジュールは、IEEE802.11b 規格に基づいて無線通信を行うものであり、ブルートゥースジュールと同様に、2.4GHz帯のＩＳＭバンドを用いて通信を行う。IEEE802.11b 規格の無線通信システムでは、直接拡散方式のスペクトラム拡散通信が利用される。2.4GHz帯の周波数帯域には5MHz程度の間隔で14個の周波数チャネル（以下、通信チャネルと云う）が割り当てられており、14個の周波数チャネルのうちの１以上の任意の周波数チャネルを選択的に使用することができる。無線ネットワークの形態には、ＢＳＡ（Basic Service Area）と称されるエリア内における無線端末（station）同士の通信に使用されるAdhocネットワークと、複数の無線端末とアクセスポイント（ＡＰ）とによって構成されるinfrastructureネットワークとがある。無線ネットワーク上の信号衝突を防ぐために、ＣＳＭＡ／ＣＡと称されるキャリアセンス／衝突回避機能が設けられている。

本実施形態においては、同一の無線周波数帯域を使用する上述のIEEE802.11b 規格の無線通信とブルートゥース規格の無線通信との間の信号の干渉を防止するために、ブルートゥースモジュールにはそれぞれ通信チャネル制御部として送受信制御部1025-1,1025-2 が設けられている。ブルートゥースモジュールの通信チャネル制御部は、それが使用している通信チャネルそれぞれの中からIEEE802.11b などの他の無線通信方式と干渉している通信チャネルを探し出して、その通信チャネルの使用を中止し、他の無線通信方式に解放する制御を行う。

ブルートゥースモジュールでは、ホッピングパターンの管理などを初めとする通信制御は全てマスタ主導で行われ、パケット誤り率ＰＥＲ（Packet Error Rate）の監視および干渉チャネルの判別などの処理はマスタ側のみで行い、干渉チャネルであると判別された通信チャネルの使用中止をマスタからスレーブに通知すればよい。

ブルートゥースモジュールは、通常、高周波数（ＲＦ）部およびベースバンド部とそれらを制御するためのファームウェア（プロトコルスタックを含む）を記憶した記憶部とを含む１チップのＬＳＩ（２チップ構成の場合もある）により実現されている。この場合、ホッピング制御等の処理はベースバンド部のプロトコルスタックにて行われるので、上述の通信チャネル制御部の機能はベースバンド部のプロトコルスタックに組み込むことができる。また、ＰＥＲの算出の元になるパケット誤りは受信部1022-1、1022-2の誤り検出部10221-1、10221-2にて行われ、受信電力の測定が電界強度測定部10222-1、10222-2にて行われる。

ワイヤレスLAN モジュールの通信チャネル制御部（図示せず）には、それが使用している通信チャネルそれぞれの中からブルートゥースなどの他の無線通信方式と干渉している通信チャネルを探し出して、その通信チャネルの使用を中止し、他の無線通信方式に解放する制御を行う機能はない。

なお、図１中の各ブルートゥース機器102-i(i=1,2)の無線アンテナ101-i(i=1,2)以外の部分が複数個の半導体チップで構成される場合は、送信部1021-i(i=1,2) 、ＲＦ受信部、アナログ／デジタル変換するＡＤ変換回路部（図示せず）などが１チップで構成され、誤り検出部10221-i(i=1,2)、電界強度測定部10222-i(i=1,2)、送受信制御部1025-i(i=1,2) 、上位プロトコル処理部1024-i(i=1,2) 、ホッピング周波数決定部1023-i(i=1,2) 、使用可能と判定された周波数チャネルのデータを格納するための記憶回路部（図示せず）などが別の１チップで構成される。

さらに、各ブルートゥース機器102-i(i=1,2)の無線アンテナ101-i(i=1,2)以外の各部は、相互間でデータおよび制御信号の授受を行うので、同じ集積回路チップ上に搭載される、つまり、１個の半導体チップで構成されることが望ましい。

次に、上記各部が有する基本的な機能について概略的に説明する。

上位プロトコル処理部1024-i(i=1,2) は、パケットの組み立て／分解などを行うものであり、通信したいデータからブルートゥースリンクレベルのパケットを作成して送信部1021-i(i=1,2) に渡し、受信したブルートゥースリンクレベルのパケットからデータを再生する。

ホッピング周波数決定部1023-i(i=1,2) は、予め定められた複数の周波数チャネルのうちから無線通信に使用する１つの周波数チャネルを選択し、選択する周波数チャネルを時間経過とともに指示する。

送信部1021-i(i=1,2) は、無線アンテナ101-i(i=1,2)に接続されており、ホッピング周波数決定部1023-i(i=1,2) により順次指示された周波数チャネルにそれぞれ上位プロトコル処理部1024-i(i=1,2) から渡されたパケットデータを１つずつ割り当ててパケットデータの送信を行う。

受信部1022-i(i=1,2) は、無線アンテナ101-i(i=1,2)に接続されており、少なくとも、パケットデータ受信部（図示せず）と、誤り検出部10221-i(i=1,2)と、電界強度測定部10222-i(i=1,2)を有する。

パケットデータ受信部は、ホッピング周波数決定部1023-i(i=1,2) により順次指示された周波数チャネルのパケットデータの受信を行う。

誤り検出部10221-i(i=1,2)は、パケットデータ受信部によるパケットデータの受信動作時に、パケットデータの先頭が検出できなかった時には、本来受信されるべきパケットデータがチャネル品質の劣化によって受信できないパケット誤りと見做す。

電界強度測定部10222-i(i=1,2)は、周波数チャネルの受信電界の強度を測定する。

送受信制御部1025-i(i=1,2) は、ブルートゥースで定義されている625 μsの長さをもつスロット毎に、送信動作、受信動作、電界強度測定動作の中のどれかを行うか、または、何も行わないかを決定し、送信部1021-i、受信部1022-i、ホッピング周波数決定部1023-iに指示を出して、図２中に示す各ステップ中のどれかを実行させるように制御する。

次に、図１の２個の周波数ホッピング無線装置を用いた無線通信システムにおいて無線通信を行う場合の一連の手順の一例について概要を説明する。

なお、ブルートゥース・プロトコル(Bluetooth Protocol)では、通信を行う二つもしくはそれ以上の機器の中でマスタ(Master)として動作する機器を一つ決め、マスタ側機器がもう一方のスレーブ(Slave) として動作する機器のデータ送出を制御する。ここでは、第１のブルートゥース機器102-1 がマスタ側、第２のブルートゥース機器102-2 がスレーブ側となる場合を例にとって説明する。

まず、第１のブルートゥース機器102-1 がBluetooth SIG 標準に従ってInquiry, Paging を行って第２のブルートゥース機器102-2 の発見を行う。その後、第２のブルートゥース機器102-2 に向けてコネクションを設定し、そのコネクションを用いてユーザデータを授受する。

このような一連の手順を実行した後、実際にユーザデータを通信する際のブルートゥース機器102-i の動作の概要は以下の通りである。この場合、第１、第２のブルートゥース機器102-1 、102-2 は同じ動作をする。

上位プロトコル処理部1024-iは通信したいデータからブルートゥースリンクレベルのパケットを作成する。そのパケットが送信部1021-iに渡され、該パケットがホッピング周波数決定部1023-iによって指定される周波数で送出される。一方、コネクション設定中には、受信部1022-iは、ホッピング周波数決定部1023-iによって指定される周波数を受信してパケットを再生し、そのパケットを上位プロトコル処理部1024-iに渡す。

ブルートゥース機器102-i の近傍に存在するワイヤレスLAN アクセスポイント100 が電波を送出すると、ブルートゥース機器102-i 間の通信に影響を与える。このことは、受信部1022-iに含まれる誤り検出部10221-i での誤り検出率の増大や、ブルートゥース機器が意図していないチャネルの電界強度の増大として認識される。これらの情報に基づいて、ホッピング周波数決定部1023-iがワイヤレスLAN アクセスポイント100 との干渉を検出し、使用チャネルを決定する。

図２は、図１中のブルートゥース機器102-i の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。このフローチャートには、ブルートゥース機器102-i の送信部1021-iのパケットデータ送信時、受信部1022-iのパケットデータ受信時、電界強度測定部10222-i(i=1,2)の電界強度測定時、ホッピング周波数決定部1023-iの使用チャネル決定時のそれぞれの動作がステップ(S) 毎に示されている。

ブルートゥース標準では、625 μsの長さをもつスロットが定義されている。ブルートゥース機器102-i の送受信制御部1025-i(i=1,2) は、このスロット毎に、送信動作、受信動作、電界強度測定動作の中のどれかを行うか、または、何も行わないかを決定し、送信部1021-i、受信部1022-i、ホッピング周波数決定部1023-iに指示を出して図２中に示した各ステップ中のどれかを実行する。

（ａ）パケットデータ送信時の動作は以下の通りである。
パケットデータの送信が開始される（S201）と、まず、ホッピング周波数決定部1023-iが送信部1021-iに送信周波数を指示する（S202）。送信部1021-iは、指示された周波数で、上位プロトコル処理部1024-iから与えられたパケットデータを変調し、送出する（S203）。与えられたパケットの送出が終了すると、送信動作を終了する（S204）。

（ｂ）パケットデータ受信時の動作は以下の通りである。
パケットデータの受信が開始される（S205）と、まず、ホッピング周波数決定部1023-iが受信部1022-iに受信周波数を指示する（S206）。受信部1022-iは、指示された周波数でパケット受信動作を行う（S207）。

具体的には、指示された周波数の電波を受信して復調する（S207）。その後、復調データから予め定められたパターンのシンクワード(Sync Word) をサーチしてパケットデータの先頭を検出する（S208）。検出できた場合にはS209へ進む。パケットが発見できなければ、S214に進み、同期検出ができなかった旨の誤り情報を更新して受信動作を終了する。パケットデータの先頭が検出できた場合には、S209において、ヘッダ部分に含まれる誤り検出・訂正符号を用いて誤り検出部10221-i がヘッダ部分の誤り検出・訂正を行う。ここで、ヘッダ部分の誤り検出・訂正符号の能力を超える誤りが検出された場合には、S214に進み、ヘッダ誤りは検出されたが誤りを訂正できなかった旨の誤り情報を更新して受信動作を終了する。

ヘッダ部分に誤りが発見されない、もしくは、誤りが発見されても誤り訂正に成功した場合には、S210において、誤り検出部10221-i がデータ部の誤り検査を行なう。この場合、まず、ヘッダ部分に含まれる情報を参照し、パケット種別を認識する。ブルートゥースの場合、パケット種別毎に使用される誤り検出・訂正符号が定められており、受信部1022-iはそれにしたがって情報部分の誤り検出・訂正動作を行う。誤りが検出されないか、検出されても訂正できた場合は、S211に進む。誤りが検出され、訂正し切れなかった場合は、S214に進み、誤りは検出されたが誤りを訂正できなかった旨の誤り情報を更新して受信動作を終了する。なお、パケット種別によっては誤り検出・訂正符号がデータ部に含まれていない。この種のパケットはデータ部誤り検査がなされず、S211に進む。

データ部の誤り検査の結果、誤りが検出されなかったか、検出されても訂正できた場合には、受信部1022-iは、電界強度測定部10222-i を参照し、現在受信動作中のパケットが搬送されてきた搬送波の電界強度情報を更新する（S211）。電界強度測定部10222-i は、予め定められた方法により、S207で復調動作を受けた電波の強度を測定し、その値を更新する。ここで、電界強度測定部10222-i の電界強度測定法には種々考えられるが、本発明の有効性にはなんら影響を及ぼさないので、特に限定せずに説明を進める。

受信動作の最後に、今まで処理してきたパケットを上位プロトコル処理部1024-iに転送し（S212）、受信動作を終了する（S213）。

（ｃ）電界強度測定時の動作は以下の通りである。
電界強度測定が開始される（S205）と、まず、ホッピング周波数決定部1023-iが電界強度を測定する周波数を指示する（S216）。受信部1022-iの電界強度測定部10222-i は、指示された周波数の電界強度を測定し、その測定が終了した時に受信部1022-iが電界強度測定部10222-i を参照して電界強度情報を更新する（S218）。以上で電界強度測定が終了する（S218）。

（ｄ）使用チャネル決定時の動作は以下の通りである。
使用チャネル決定時の動作は、上で述べた送信動作、受信動作、電界強度測定動作とは異なり、625 μsのスロット毎に実行されるものではなく、ブルートゥース機器102-i の送受信制御部1025-iが、ホッピング周波数決定部1023-iの動作を調節する目的で、予め定められた間隔（例えば10秒間隔）で実行を指示する。送受信制御部1025-iの指示で使用チャネル決定動作が開始される（S219）と、ホッピング周波数決定部1023-iが、誤り検出部10221-i 、電界強度測定部10222-i が保持している誤り情報、電界強度情報を参照し（S220）、得られた情報に基づいてチャネル品質を推定し、使用チャネルを決定する（S221）。最後に、該使用チャネルを対向側のブルートゥース機器102-i に通知して（S222）、終了する（S223）。

なお、使用チャネル決定動作は、Bluetooth Protocol構成規則にしたがい、マスタ側機器で行われる。S222では、マスタ側機器からスレーブ側機器に使用すると決定したチャネルが通知されることになる。

上述したようにS208,S209,S210の動作は、受信部1022-iにおいて、受信した電波からパケットが再生される動作である。あるパケットを送信したチャネルのチャネル品質が劣化していると、パケットの再生に失敗する可能性が高まる。あるスロットで受信した電波からのパケット再生に失敗する時、失敗の種類には以下のものがある。

（ａ）シンクエラー(Sync Error): 同期検出ステップ(S208)で実行されるSync Wordの検索がタイムアウトしてしまった場合。この場合には、パケットが検出されない。

（ｂ）ヘッダエラー(Header Error)：ヘッダ誤り検査ステップ(S209)で、誤りが検出され、その誤りが訂正符号の能力を超える場合。この場合には、そのパケットは廃棄される。

（ｃ）情報部エラー：データ部誤り検査ステップ(S210)で、誤りが検出され、その誤りが訂正符号の能力を超える場合。この場合には、そのパケットは廃棄される。

これらのエラーが発生すると、その情報が誤り情報更新ステップ(S214)で誤り種別毎、使用チャネル毎に分類・蓄積され、使用チャネル決定動作時に使用される。

そして、本実施形態においては、以下に述べるような機能およびそれを実現（本例ではマイクロプロセッサとプログラムを用いてソフトウェア的に実現）する手段が前記送受信制御部1025-iに付加されている。

（１）チャネル品質推定機能
パケットデータ受信部により受信した周波数チャネルのそれぞれについてチャネル品質を推定する時、それぞれの周波数チャネル毎に行ったパケットデータの受信動作の数とパケット誤り検出部により検出されたパケット誤り数よりチャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定する機能である。

（２）周波数チャネル選択機能は、チャネル品質推定機能による推定結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを判定する判定機能および使用不可能と判定した周波数チャネルを避けて周波数ホッピングを行わせるようにホッピング周波数決定部1023-iを制御する機能である。

＜第１の実施例（チャネル品質評価方法１）＞
無線機器が自身の使用するチャネル品質を前記Active方式を用いて推定する場合、通信中のパケットの誤り率に基づいてそれぞれのチャネル品質を推定する。しかし、シンクエラーが起きた時にも、受信動作で使用していたチャネルの品質が劣化した結果として本来送信されてくるべきだったパケットを受信できなかったと見做すと、シンクエラー情報もチャネル品質の推定に使用することができる。

具体的には、例えば以下の方法でパケット誤り率を計算する。誤り検出部10221 は、チャネル毎に受信動作を何回行ったか記憶している。さらに、シンクエラーが起きた時、当該チャネルでのパケット誤り回数をインクリメントする。使用チャネル決定手順では、それぞれのチャネルの前回パケット誤り率を計算した時点からの受信動作回数でパケット誤り回数を除することにより、それぞれのチャネルのパケット誤り率を算出する。パケット誤り率の算出後、誤り検出部10221-iは、受信動作の回数とシンクエラーの回数のデータをクリアする。ここで、前回パケット誤り率を計算した時点からの受信動作回数が予め決められた値より少なく、これらの値に基づいたパケット誤り率の精度が悪く、誤判定のおそれが高いと判断される場合には、パケット誤り率の算出とデータのクリアを行わず、前回計算したパケット誤り率を使用するようにしてもよい。もしくは、後ほど述べる「パケット誤り指数」をパケット誤り率の代わりに用いてもよい。

なお、本願出願人の先願に係る特願２００３−３６２１９８号の「周波数ホッピング無線装置」には、チャネル品質評価方法の一具体例として、受信信号強度(Received Signal Strength Indication;RSSI)を周波数チャネル毎に継続的にモニタし、RSSI値が所定の閾値を越える頻度を測定し、その頻度が所定の判定基準を越えるか否かを判定する技術が記載されている。また、チャネル品質評価方法の他の具体例として、選択された各周波数チャネルについて受信データの誤りが発生する頻度を測定し、その頻度が所定の判定基準を越えるか否かを判定する技術が記載されている。

通常は、上記先願のように、パケット誤りを捉えるために通常のデータ誤りをカウントしてもよいが、ブルートゥースはパケット通信を行うので、データ誤りを検出するためにはパケットに含まれる誤り訂正符号を受信できなければならない。このことは、パケットを正常に受信できなければデータ誤りを検出することができないことを意味する。よって、データ誤りをカウントすると、測定対象のデータ誤りをカウントできるパケットが正常に受信される頻度が小さくなるので、パケット同期がとれないような劣悪な環境でチャネル品質評価が終了するまでに必要な時間が延びることになる。即ち、パケット同期がとれないような劣悪な電波環境下では、シンクエラーが頻発し、結果としてヘッダ誤り検査ステップ(S209)、データ部誤り検査ステップ(S210)に到達する単位時間当たりの受信パケット数が減少する。このため、ヘッダ誤り検査ステップ(S209)、データ部誤り検査ステップ(S210)での誤り率算定に必要な数のパケットを受信するまでに必要な時間が長くなってしまう。

そこで、上記第１の実施例によれば、パケット誤りを捉えるためにシンクエラーに注目し、シンクエラーを本来送信されてくるべきだったパケットが受信できなかったと見做し、シンクエラーをパケット誤り回数としてカウントした結果をパケット誤り率算定に使用している。したがって、パケット誤り率算定のための単位時間あたりの受信パケット数の減少を防ぎ、チャネル品質の変化を迅速に検出することができるので、前記したような劣悪な環境でチャネル品質評価が終了するまでの所要時間が延びるような状況を避けることができる。

＜第２の実施例（チャネル品質評価方法２）＞
チャネル品質を推定する時、品質が良好と見做され、受信動作で使用されているチャネルはパケット誤り率を算定してチャネル品質を推定し、パケット誤り率が予め定めた値よりも大きくなったら品質が劣化したと見做して使用を停止する。一方、品質が劣悪と見做され、受信動作で使用されていないチャネルは空きスロットで順次電界強度測定を行い、電界強度が低下した時に品質が良好になったと見做して使用を再開する。

上記第２の実施例によれば、ブルートゥース機器が使用するチャネル数が少なくなり、ブルートゥース機器間の干渉が無視できなくなった時に、過去にチャネル品質が劣悪と見做され、今まで使用されていなかったチャネルの中から新たに使用し始めるチャネルを選択する必要がある。この時、今まで劣悪と見做していたチャネルにパケットを送出することなくチャネル品質が推定できる。

したがって、前記Passive 方式の導入による消費電力の増大を最小化しながら、過去に劣悪と見做して今まで使用されていなかったチャネルの中から再利用を決定する時に、ユーザデータの通信に悪影響を及ばずにチャネル品質が推定できる。

＜第３の実施例（チャネル品質評価方法３）＞
誤り情報更新の時に、パケット誤り率を計算するためにそれぞれのチャネル毎に受信動作回数と種別毎の誤り回数を記憶しておく代わりに、以下の様に定義される「パケット誤り指数」を記憶しておく。この「パケット誤り指数」をパケット誤り率と見做してチャネル品質推定を行う。

（１）パケット誤り指数の初期値：予め定められた数Ａ(0〜1)
（２）受信動作を行った後の当該チャネルのパケット誤り指数：
（ａ）その受信動作で受信したパケットに誤りが見つからなかった場合
一つ前のパケット誤り指数×｛１―（１／予め定められた数Ｂ(0〜1)）｝
（ｂ）その受信動作で受信したパケットに誤りが見つかった場合
一つ前のパケット誤り指数×｛１−（１／予め定められた数Ｂ）｝
＋（１／予め定められた数Ｂ）
上記した第３の実施例によれば、唯一の変数を覚えておくだけで、近似的にパケット誤り率を計算することができる。したがって、必要な計算リソースを小さく抑えてパケット誤り率を計算することができる。

＜第４の実施例（チャネル品質評価方法４）＞
あるチャネルの品質を推定する時、予め定められた回数だけ当該チャネルでパケット受信動作を行った後のパケット誤り率の算定結果によりチャネル品質の推定を開始し、その後はパケット受信動作を行う毎にパケット誤り率を算定し、チャネル品質の推定を更新する。

上記第４の実施例によれば、予め定められた回数のパケット受信動作を行った後、つまり統計的平衡に入った後のパケット誤り率を算定することができる。したがって、統計的平衡に入った後のパケット誤り率でチャネル品質の推定を行うことができ、安定したチャネル品質推定を行うことができる。

＜第５の実施例（チャネル品質評価方法５）＞
それぞれのチャネルにつきパケット誤り率測定と空きスロット時の電界強度測定とを並行して行っておく。そして、使用チャネルを決定する時、電界強度測定回数を勘案し、充分信頼のおける値が得られたと考えられない時は、パケット誤り率を用いて使用チャネルを決定する。

上記第５の実施例によれば、負荷の高い通信を行って充分な空きスロットがなく、電界強度測定によるチャネル品質推定の信頼性が低い時でも、使用チャネルを決定する時、信頼性の低い電界強度測定結果を使用せずに済む。したがって、ユーザデータの通信から推定される信頼性の高いチャネル品質推定結果に基づいて安定した使用チャネル決定を行うことができる。

＜第６の実施例（チャネル品質評価方法６）＞
予め空きスロットでの電界強度測定結果と、それぞれのチャネルの実際のパケット誤り率とを関連付けておき、電界強度測定結果からチャネル品質を推定する時、予め定めたパケット誤り率となる電界強度よりも観測された電界強度が高い時には劣悪と判定し、低い時には良好と判定する。

上記第６の実施例によれば、バックグラウンドノイズがパケット誤り率に与える影響を考慮してチャネル品質を推定することができる。したがって、空きスロットでの電界強度が実際の通信に与える影響を考慮してチャネル品質をより高い信頼性で推定することが可能になる。

＜第７の実施例（使用チャネル選択方法１）＞
多数のブルートゥース機器が通信する状態では、ホッピングに使用するチャネルが少ないと異なるピコネット間で干渉が発生する確率が高くなるので、ＡＦＨ動作時に最低限度の使用数のチャネル（最小使用チャネル）を規定し、それを保証することが望ましい。

そこで、第７の実施例では、使用チャネルの決定時に、それぞれのチャネルのパケット誤り率を、それぞれのチャネルでの受信動作の回数とパケット誤り数とから算定し、このパケット誤り率がチャネル品質を表わすものとしてパケット誤り率の最も低いチャネル（チャネル品質が最も良いチャネル）から順に予め定められた数のチャネルを選択する。実際の通信では、その選択したチャネルを使用する。

上記第７の実施例によれば、ＩＳＭバンドの全域に亘ってチャネル品質が劣化した場合でも使用するチャネル数の下限値を決めることができる。したがって、複数のブルートゥース機器が送信を行う場合に同じ周波数で送信を行う確率を小さく保つことができる。

＜第８の実施例（使用チャネル選択方法２）＞
ブルートゥース機器は携帯されることを想定する必要がある。したがって、時間経過に伴って干渉源となるワイヤレスLAN アクセスポイントが変化する。一般的に、ワイヤレスLAN アクセスポイント間の干渉を防ぐため、隣り合うアクセスポイントが使用する周波数は互いに異なる。この状況下で、あるアクセスポイントＡが使用している周波数を避けて周波数ホッピングを行っているブルートゥース機器を、別のアクセスポイントＢの付近で携帯していた場合、このアクセスポイントＢが使用している周波数も避けるように動作する。

そこで、第８の実施例では、上記したような動作を繰り返した場合に使用するチャネルがなくなってしまうことを避けるために、使用中のチャネルの品質が劣化した場合には、異なる電波環境に移動したものと見做し、今まで品質が劣悪と見做していたチャネルも使用できる可能性があるので、過去に品質が劣化したと判定して使用しなくなったチャネルの再使用を開始する。

即ち、パケット受信動作時の誤り検出に基づいてパケット誤り率を計算してチャネル品質を推定し、推定したチャネル品質に応じて使用するチャネルを決定する場合において、使用しているチャネルのパケット誤り率が予め定められた値以上になった時、過去に品質が劣化したと判断して使用しなくなったチャネルの再使用を開始する。

上記第８の実施例によれば、過去に品質が劣化したと判断し使用しなくなったチャネルの再使用を開始する。したがって、使用しているチャネルの品質が劣化している時、ブルートゥース機器もしくは干渉源となっている機器が移動して新しい無線環境ができたと見做し、新しく使用を開始するチャネルを選択することができる。

＜第９の実施例（使用チャネル選択方法３）＞
上記第８の実施例において、時間経過によるパケット誤り率の変化はさほど急激でないと仮定すると、使用しないと判定したチャネルのうちでパケット誤り率がさほど劣化していなかったチャネルが良好になっている可能性が高い。

そこで、第９の実施例では、上記第８の実施例において、再利用を開始するチャネルは、使用されなくなった時のパケット誤り率が小さいものから順に選択する。

上記第９の実施例によれば、新しい無線環境で使用可能な確率の高いチャネルから順に使用する。したがって、新しい無線環境で使用可能なチャネルを迅速に検出することができる。

＜第１０の実施例（使用チャネル選択方法４）＞
ブルートゥース標準では、相手側でのチャネル品質判定結果を自己側にフィードバックし、その結果を考慮して使用するチャネルを決定することが定められている。この理由は、スレーブ側では通信に影響を与えているが、マスタ側では通信に影響を与えるほどは電波が届いていない場合に、そのチャネルを使用すると結局は通信品質が劣化してしまうという問題、いわゆる、隠れ端末問題を解決するためである。しかし、一方、マルチベンダ環境では、相手側による品質判定結果に100 ％依存することは危険である。

そこで、第１０の実施例では、相手側による品質判定結果をある程度だけ参考にするものとし、使用チャネルの決定時に、対向する無線機器から通知される各チャネルの品質推定結果を、自身が計算したパケット誤り率に反映させる。具体的には、対向する無線機器から通知される各チャネルの品質判定結果が、「良好」の場合には予め定めた値をパケット誤り率から引き、「劣悪」の場合には予め定めた値をパケット誤り率に加える。このように変更を加えた値に基づいて使用チャネルの決定を行う。

上記第１０の実施例によれば、対向する無線機器のチャネル品質判定結果を反映して使用するチャネルを決定することができる。したがって、自身には影響を及ぼさないが、対向する無線機器には影響を及ぼしている干渉源による通信品質の劣化を抑えることができる。さらに、対向する無線機器のチャネル品質判定結果を自身の測定結果に反映させ、その結果に基づいて使用チャネルを決定するので、対向する無線機器が信頼性の低いチャネル品質判定結果を送ってきた場合の通信品質の劣化を小さく抑えることができる。

なお、前記したようにワイヤレスLAN で使用するチャネルの帯域幅は、ブルートゥースのチャネル幅よりも広い。したがって、干渉源がワイヤレスLAN であると仮定した場合、ブルートゥースのあるチャネルの品質が劣化した場合に、「そのチャネルが干渉を受けるワイヤレスLAN のチャネル」が干渉を及ぼすブルートゥースのチャネルを推定することができる。そこで、使用チャネル選択方法のさらに他の実施例として、品質が劣化したと認識したチャネルに隣接する、予め定められた数のチャネルも同時に品質が劣化したと見做し、そのチャネルを使用しないように決定するようにしてもよい。

＜第１１の実施例（送信電力の決定方法１）＞
ＡＦＨで使用するチャネルの数が少なくなった場合、現行の電波法で規定された１ＭＨｚ当りの空中線電力を越え、ＩＳＭバンドで使用できる機器の条件を逸脱することが生じるので、これを防止する必要がある。

そこで、第１１の実施例では、使用チャネルを決定した結果、使用すると判定したチャネルの個数が予め定められた数よりも小さい場合には、使用すると判定したチャネルの個数に応じて定められる電力を最大として電波を送出する。

即ち、ブルートゥースの場合、通信している機器の間で、電波が弱くなった時に相手に対してInc Power というメッセージを送出し、より強い電力での電波送出を要求することができる。このメッセージを受け取った側は、そのメッセージに応えて送信電力を強くしようとする。この時に、ＡＦＨで使用しているチャネル数を参照し、該チャネル数が予め定められた個数よりも小さい場合には、使用すると判定したチャネルの個数に応じて定められる電力、例えばモジュールが送出可能な最大電力よりも小さい値までは送信電力を強くする。そして、それを越える場合は、物理的に送出可能な能力を持つ場合でも、これ以上の電力で送信できないことを相手に通知するメッセージmax powerを送出し、送信電力をそれ以上強くすることを拒否する。

これに対して、使用すると判定したチャネルの個数に応じて定められる１ＭＨｚ当りの空中線電力よりも大きな電力で送出している場合には、通信相手に通知することなく、該チャネルの個数から定められる電力まで送信電力を絞る。

上記第１１の実施例によれば、ＩＳＭバンドの大部分のチャネル品質が低下し、ブルートゥースが使用するチャネルの数が少なくなっても、１ＭＨｚ当りの空中線電力を一定値以下に抑えることができる。したがって、使用するチャネルがＩＳＭバンドの一部になって他の機器に悪影響を及ぼす状況を避けることができる。

本実施形態のブルートゥース機器のより詳細な動作は以下のとおりである。

チャネル品質の推定の結果、使用すると決定したチャネル数から定まる送出許可最大電力と、その時点でのデバイスの送出電力とを比較する。もし、送出許可最大電力を超える送出電力で送出しようとしているなら、送出電力を送出許可最大電力まで絞る。ここで、送出許可最大電力は、例えば、使用すると決定したチャネル数をN, 技術基準に適合するための１ＭＨｚあたりの空中線電力をA[mW]とすると、ブルートゥースのチャネルの帯域幅が1MHzであることを考慮すれば、A×Nで与えられる。

ブルートゥースでは、通信中に、誤り少なく復調可能な範囲(Golden Range)に受信電力が入るよう、対向側に対して送信電力を大きくする(Incr_Power)、もしくは送信電力を小さくする(Decr_Power)ことを要求できる。前述の制御を行う場合、対向側機器からIncr_Powerを要求された時に、その要求に応じると送出許可最大電力を超えてしまう場合、対向側に対してこれ以上送出電力を上げることができないことを通知（Max_Powerを通知）して、送出許可最大電力での送出をすることとしてもよい。

この場合、Max_Powerを通知した機器との通信の品質は（その機器のGolden Rangeに受信電力が入っていないことから）劣化したままとなる。これはSync_Error/Heder_Error/情報部Errorが増加したままであることを示し、本願発明のチャネル品質推定方式ではチャネルの通信品質が劣化したまま、と判定されることが起きる。技術基準に適合するために空中線電力を制限するのは、ブルートゥース機器の中でclass 1と呼ばれる高出力の機器であることから、これがおきる時は、周囲にWLAN等の干渉源があるなかで通信を行っている機器との距離が徐々に広がっている場合が主なケースと想定される。このケースの場合、通信距離が大きいのでWLAN等の干渉源がブルートゥース通信に与える影響の時間変化も小さく、既に「劣悪」と判定した別のチャネルが「良好」に変化している可能性は低い。この場合、「劣悪」と判定したチャネルの中で「良好」と変化したチャネルを探し出す動作を行うと、機器間の通信品質により大きな影響を及ぼすことが想定される。これを防ぐため、なるべく過去に使用すると判定したチャネルを使用しつづけることが望ましい。これを実現するため、送出許可最大電力を超えないように送出電力を制御した機器との通信の場合、チャネルの品質が劣悪と判定するパケット誤り率のスレシホールド値を予め定められた値だけ大きくすることとしてもよい。この場合、再度対向機器との距離が縮まり、対向機器からDecr_Powerが通知され、送出許可最大電力を下回る電力での送信を対向側から要求された時、「劣悪」と判断するパケット誤り率のスレシホールドのスレシホールド値を元に戻すこととしてもよい。もしくは、これが生じた場合、その時点でチャネル品質推定を停止しても良い。チャネル品質の推定を停止した場合、再度対向機器との距離が縮まり、対向機器からDecr_Powerが通知され、送出許可最大電力を下回る電力での送信を対向側から要求された時にチャネル品質推定を再開しても良い。

対向側機器からの受信電波が弱くなり、対向側にIncr_Powerを送出した結果としてMax_Powerが帰ってくる場合があるが、送出許可最大電力を上回る送信を避けるよう、選択されているチャネル数に応じて送出電力の上限を設ける場合、このMax_Powerの意味として、(1) 対向側機器が送出できる最大電力に到達している場合、（２）選択したチャネル数に応じた送出許可最大電力に到達している場合、の二通りの場合が存在する。ブルートゥースの場合、対向側機器の送出電力の絶対値を知ることができないので、Max_Powerがどちらの意味を持っているか区別できないが、送出許可最大電力を上限とする送出電力の制限はClass 1機器にのみ起きることであり、この場合には機器間の通信距離が大きくなっており、干渉源からの干渉の時間変化が小さくなっていると想定されるので、Incr_Powerを送出し、Max_Powerを受信した場合でも、Incr_Powerを受信した場合と同様、「劣悪」と判定するパケット誤り率を予め定めた値だけ大きくするか、もしくはチャネル品質推定を停止することとして、それまで選択していたチャネルをなるべく継続して使用するようにしてもよい。「劣悪」と判定するパケット誤り率を大きくした場合や、チャネル品質推定を停止した場合、やはり、同様に、Decr_Powerを送出できる受信電力になった時に、「劣悪」と判定するパケット誤り率を元に戻す、もしくは、チャネル品質推定を再開することとしてもよい。

＜第１２の実施例（送信電力の決定方法２）＞
使用チャネルを決定する際、少なくとも、送出したい電力の大きさに応じて定められる個数のチャネルを常に使用する。この際、予め定められた方法で推定したチャネル品質が良いものから順にチャネルを選択し、それらのチャネルを使用して通信を行う。通信を行っている間にチャネル品質を測定し、予め定められた条件よりも悪化した場合にはそのチャネルの使用を中止し、他のチャネルの再使用を開始する。

ここで、再使用を開始した他のチャネルもチャネル品質が悪く、再使用されるべきであるレベルのチャネル品質であった場合、最低限は使用するチャネルの数が少なくなってしまう状況が想定される。このような事態が生じた場合には、使用を中止するチャネルの数を制限し、送出したい電力の大きさに応じて定められる個数のチャネルは常に使用することとする。換言すれば、チャネル品質が劣悪と判定され、通信に悪影響が残るおそれがあるとしても、送信電力を保持する場合には、その送信電力で１ＭＨｚ当りの空中線電力の最大値を越えない数のチャネルは使用する必要がある。

上記第１２の実施例によれば、ＩＳＭバンドの大部分のチャネル品質が低下し、ブルートゥースが使用するチャネルの数が少なくなっても、送信電力を大きく絞ることなく１ＭＨｚ当りの空中線電力を一定値以下に抑えることができる。したがって、使用するチャネルがＩＳＭバンドの一部になって他の機器に悪影響を及ぼす状況を避けることができる。

本実施形態のブルートゥース機器のより詳細な動作は以下のとおりである。

チャネル品質の推定の結果、使用すると決定したチャネル数から定まる送出許可最大電力と、その時点でのデバイスの送出電力とを比較する。もし、送出許可最大電力を超える送出電力で送出しようとしているなら、送出電力しようとしている電力で送出許可最大電力を守れるよう、選択するチャネル数を増やす。ここで、送出許可最大電力は、例えば、使用すると決定したチャネル数をN, 技術基準に適合するための１ＭＨｚあたりの空中線電力をA[mW]とすると、ブルートゥースのチャネルの帯域幅が1MHzであることを考慮すれば、A×Nで与えられる。また、このときに新たに追加するチャネルの総数は、送出電力をB[mW]とすると、B−A×Nとなる。

ブルートゥースでは、通信中に、誤り少なく復調可能な範囲(Golden Range)に受信電力が入るよう、対向側に対して送信電力を大きくする(Incr_Power)、もしくは送信電力を小さくする(Decr_Power)ことを要求できる。前述の制御を行う場合、対向側機器からIncr_Powerを要求された時に、その要求に応じると送出許可最大電力を超えてしまう場合、その要求に応じてチャネルの品質が劣悪と判定したチャネルの使用を継続することになる。これは、使用を継続すると判断したチャネルでSync_Error/Heder_Error/情報部Errorが増加したままであることを示し、本願で開示している使用チャネル決定方式では「劣悪」と判定されているチャネルの中から新しく使用するチャネルを選択することが継続して起きることを意味する。ところで、技術基準に適合するために空中線電力を制限するのは、ブルートゥース機器の中でclass 1と呼ばれる高出力の機器であることから、これがおきる時は、周囲にWLAN等の干渉源があるなかで比較的長距離の通信を行っている機器との距離がさらに徐々に広がっている場合が主なケースと想定される。このケースの場合、通信距離が大きいのでWLAN等の干渉源が与えるブルートゥース機器間の通信に与える影響の時間変化も少なく、既に「劣悪」と判定した別のチャネルが「良好」に変化している可能性は低い。この場合、「劣悪」と判定したチャネルの中で「良好」と変化したチャネルを探し出す動作を行うと、機器間の通信品質により大きな影響を及ぼすことが想定される。これを防ぐため、なるべく過去に使用すると判定したチャネルを使用しつづけることが望ましい。これを実現するため、送出許可最大電力を超えないようにチャネル数を増加させた制御を行った機器との通信の場合、チャネルの品質が劣悪と判定するパケット誤り率のスレシホールド値を予め定められた値だけ大きくすることとしてもよい。この場合、再度対向機器との距離が縮まり、対向機器からDecr_Powerが通知され、「劣悪」と判定されるチャネルを選択しなくても送出許可最大電力を満足できるようになった時、「劣悪」と判断するパケット誤り率のスレシホールドのスレシホールド値を元に戻すこととしてもよい。もしくは、これが生じた場合、その時点でチャネル品質推定を停止しても良い。チャネル品質の推定を停止した場合、再度対向機器との距離が縮まり、対向機器からDecr_Powerが通知され、「劣悪」と判定されるチャネルを選択しなくても送出許可最大電力を満足できるようになった時にチャネル品質推定を再開しても良い。

送出許可最大電力を満足するよう、「劣悪」と判定されたチャネルも含めて選択する場合、Max_Powerの対向側機器からの受信電波が弱くなり、対向側にIncr_Powerを送出した結果としてこちらが「劣悪」と判定したチャネルにつき、対抗側機器でのチャネル品質推定結果で、「良好」と判定されたと通知されることがある。この「良好」の意味としては、（１）対向側機器にとっての隠れ端末が存在し、対抗側機器でのチャネル判定の結果が良好である場合、（２）「劣悪」と判定されたチャネルも含めてホッピングシーケンスに入れないと送出許可最大電力を満足できない場合、の二通りの場合が存在する。ブルートゥースの場合、対向側機器の送出電力の絶対値を知ることができないので、こちらの「劣悪」判定と異なる「良好」判定の意味がどちらであるか区別できないが、相手の「良好」判定に従ってチャネルを選択しなければ、相手側で送信許可最大電力が満足できなくなる。

以上説明した本発明の実施形態は、特許文献１の発明と比べて、以下のような特徴を有する。

（１）チャネル品質推定方法に関しては、パケット誤り率の統計的情報を計算する時に発生する様々な困難な問題を解決する点で特徴を有する。

（２）使用チャネル選択方法に関しては、ブルートゥース機器間の干渉の確率を低減させるための最低チャネル数を確保するための方策、電波環境が変化した場合に対応するための方策、Active方式では「使用していないチャネルの品質を推定するための情報を得ることができない」という問題を補うために、Passive 方式を導入する点で特徴を有する。

（３）ＡＦＨとチャネル選択の関連については、選択チャネルが少なくなった時に１ＭＨｚ当りの空中線電力が大きくなってしまってＩＳＭバンドで使用できる機器の要件を満足できなくなり、この点を課題として解決する点で特徴を有する。

以上説明した本発明の実施形態に係る無線通信方法および無線通信装置とそれにより得られる効果を整理すると、以下の様である。

（１）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、受信動作時にパケットの先頭が検出できなかった時、本来受信されるべきパケットがチャネル品質の劣化によって受信できずパケット誤りと見做し、該無線機器があるチャネルのチャネル品質を推定する時、それぞれのチャネル毎に行った受信動作の数と前記パケット誤り数よりチャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定する。

このような構成によれば、Active方式のチャネル品質推定方法で、迅速にチャネル品質を推定できる効果が得られる。

（２）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、品質が良好と見做されて受信動作で使用されているチャネルはパケット誤り率を算出してチャネル品質を推定し、品質が劣悪と見做されて受信動作で使用されていないチャネルは空きスロットで順次電界強度測定を行ってチャネル品質を推定する。

このような構成によれば、過去に劣悪と見做されて今まで使用されていなかったチャネルの中から新たに使用し始めるチャネルを選択する時、ユーザデータの通信に悪影響を与えずにチャネル品質が推定できる効果が得られる。

（３）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、パケット誤り指数をチャネル毎に記憶しておき、受信動作毎に、
（ａ）その受信動作で受信したパケットに誤りが見つからなかった場合：ひとつ前のパケット誤り指数に、（１―１／予め定められた数Ｂ(0〜1)）を掛けた値
（ｂ）その受信動作で受信したパケットに誤りが見つかった場合：ひとつ前のパケット誤り指数に（１−１／予め定められた数Ｂ）を掛け、それに（１／予め定められた数Ｂ）を加えた値と更新し、該更新した値をパケット誤り率と見做してチャネル品質を推定する。

このような構成によれば、唯一の変数を覚えておくだけで、近似的にパケット誤り率が計算できるので、必要な計算リソースを小さく抑えてパケット誤り率計算ができる効果が得られる。

（４）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、あるチャネルのチャネル品質を推定する時、予め定められた数の回数パケット受信動作を行った後のパケット誤り率の算定結果によりチャネル品質の推定を開始し、その後はパケット受信動作を行うたびにパケット誤り率を算定し、チャネル品質の推定を更新する。

このような構成によれば、統計的平衡に入った後のパケット誤り率でチャネル品質の推定を行うことができ、安定したチャネル品質推定を行うことができる効果が得られる。

（５）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、周波数ホッピング無線通信部により選択された周波数チャネルのそれぞれについてパケット誤り率と電界強度測定とで個別にチャネル毎の品質特性を評価しておき、チャネル品質推定部によるチャネル品質の推定対象となった周波数チャネルのチャネル品質の推定結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを判定する時、電界強度測定の測定スロットの頻度を考慮して、チャネル品質推定部によりパケット誤り率から推定したチャネル品質を使用するか，電界強度測定から推定したチャネル品質を使用するかを選択する。

このような構成によれば、負荷の高い通信を行って充分な空きスロットがなく、電界強度測定によるチャネル品質推定の信頼性が低い時でも、ユーザデータの通信から推定される信頼性の高いチャネル品質推定結果で派使用チャネルを決定することができるという効果が得られる。

（６）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、空きスロットで順次電界強度測定を行っておいた結果と、それぞれのチャネルを使って実際に通信を行った結果として測定できるパケット誤り率とを関連付けておき、周波数ホッピング無線通信部により選択された周波数チャネルのそれぞれについて電界強度測定からチャネル品質を推定する時、予め定めたパケット誤り率となる電界強度よりも観測された電界強度が高い時は劣悪と判定し、低い時は良好と判定する。

このような構成によれば、空きスロットでの電界強度測定結果と、実際のパケット誤り率との間の関係を測定して電界強度測定の結果、劣悪と見做すか良好と見做すかを決定することができるので、より信頼性の高いチャネル品質推定が可能になる。

（７）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、予め定められた方法で推定したチャネル品質に応じて使用するチャネルを決定する時、チャネル品質をパケット誤り率と見做し、それぞれのチャネルのパケット誤り率を比較し、パケット誤り率の最も低いチャネルから順に予め定められた数のチャネルを使用する。

このような構成によれば、複数のブルートゥース機器が送信を行う場合に同じ周波数で送信を行う確率を小さく保つことができるという効果が得られる。

（８）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、パケット受信動作時の誤り検出に基づいてパケット誤り率を計算してチャネル品質を推定し、該推定したチャネル品質に応じて使用するチャネルを決定する際、使用しているチャネルのパケット誤り率が予め定められた値以上になった時、過去に品質が劣化したと判断し使用しなくなったチャネルの再使用を開始する。

このような構成によれば、使用しているチャネルの品質が劣化している時、ブルートゥース機器もしくは干渉源となっている機器が移動して新しい無線環境ができたと見做し、新しく使用を開始するチャネルを選択することができるという効果が得られる。

（９）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、パケット受信動作時の誤り検出に基づいてパケット誤り率を計算し、このパケット誤り率に基づいてチャネル品質を推定し、推定対象となった周波数チャネルのチャネル品質の推定結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを決定する時、対向する無線機器から通知される各チャネルの品質推定結果が良好の場合には予め定めた値をパケット誤り率から引き、通知される各チャネルの品質推定結果が劣悪の場合には予め定めた値をパケット誤り率に加え、その結果を用いて使用チャネルを決定する。

このような構成によれば、自身には影響をおよばさないが、対向無線機器には影響を及ぼしている干渉源による通信品質の劣化を抑えることができる。また、対向無線機器が信頼性の低いチャネル品質推定結果を送ってきた場合の通信品質の劣化を小さく抑えることができる。

（１０）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、パケット受信動作時の誤り検出に基づいてパケット誤り率を計算してチャネル品質を推定し、該推定したチャネル品質に応じて使用するチャネルを決定する際、使用しているチャネルのパケット誤り率が予め定められた値以上になった時、過去に品質が劣化したと判断し使用しなくなったチャネルの再使用を開始する。この際、利用を開始するチャネルは、使用されなくなった時のパケット誤り率が小さいものから順に使用する。

このような構成によれば、新しい無線環境で使用可能な確率の高いチャネルから順に使用するので、迅速に新しい無線環境で使用可能なチャネルを検出できる。

（１１）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、使用チャネルを決定した結果、使用すると判定したチャネルの個数が予め定められた数よりも小さい場合に、使用すると判定したチャネルの個数に応じて定められる電力を最大として電波を送出する。

このような構成によれば、使用するチャネルがＩＳＭバンドの一部になって、他の機器に悪影響を及ぼす状況を避けることができる。

（１２）ホッピング周波数決定部の指示により複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを受信する無線通信方法および無線通信装置において、使用チャネルを決定した結果、使用すると判定したチャネルの個数がその時の送出電力より定められた数よりも小さい場合であっても、送出電力より定められた数のチャネルを使用する。

このような構成によれば、使用するチャネルがＩＳＭバンドの一部になって、他の機器に悪影響を及ぼす状況を避けることができる。

本発明の無線通信装置の第１の実施形態に係るブルートゥース機器の機能面に着目した構成およびワイヤレスLAN アクセスポイントからの干渉の様子を示すブロック図。 図１中のブルートゥース機器の動作の一例を概略的に示すフローチャート。 ブルートゥース機器とワイヤレスLAN 機器が2.4GHz帯のＩＳＭバンドを使用する場合の周波数関係を示す図。

符号の説明

102-1 …第１のブルートゥース機器、102-2 …第２のブルートゥース機器、101-1,101-2 …無線アンテナ、1021-1, 1021-2…送信部、1022-1, 1022-2…受信部、1025-1, 1025-2…送受信制御部、1023-1, 1023-2…ホッピング周波数決定部、1024-1, 1024-2…上位プロトコル処理部。

Claims (5)

1. 複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを送受信する周波数ホッピング方式の無線通信方法において、
   受信動作時にパケットの先頭が検出できなかった時、前記パケットをチャネル品質の劣化によって受信できないパケット誤りと見做すステップと、
   通信に使用する周波数チャネルのチャネル品質を推定する際、それぞれのチャネル毎に行った受信動作の数と前記パケット誤り数よりチャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定するステップ
   とを具備することを特徴とする無線通信方法。
2. 複数の周波数チャネルを順次使用してパケットを送受信する周波数ホッピング方式の無線通信方法において、
   予め定められた方法で推定したチャネル品質に応じて使用するチャネルを決定する際、チャネル品質をパケット誤り率と見做し、それぞれのチャネルのパケット誤り率を比較するステップと、
   前記比較の結果、パケット誤り率の最も低いチャネルから順に予め定められた数のチャネルを使用するステップ
   とを具備することを特徴とする無線通信方法。
3. 複数の周波数チャネルのうちから時間経過とともに１つの周波数チャネルを選択する機能を有するホッピング周波数決定手段と、
   前記ホッピング周波数決定手段により選択された周波数チャネルにパケットデータを割り当てて順次パケットデータの送信を行う機能を有する送信部と、
   前記ホッピング周波数決定手段により選択された周波数チャネルのパケットデータの受信を順次行う機能を有する受信部と、
   前記受信部によるパケットデータの受信動作に際してパケットデータの先頭が検出できなかった時には、本来受信されるべきパケットデータがチャネル品質の劣化によって受信できないパケット誤りと見做す機能を有するパケット誤り検出手段と、
   前記受信部により受信した周波数チャネルのチャネル品質を推定する際、周波数チャネル毎に行ったパケットデータの受信動作の数と前記パケット誤り検出手段により検出されたパケット誤り数に基づいて周波数チャネル毎のパケット誤り率を算出し、該パケット誤り率を用いてチャネル品質を推定し、前記チャネル品質を推定した結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを判定する判定し、使用不可能と判定した周波数チャネルを避けて前記ホッピング周波数決定手段により周波数ホッピングを行わせるように制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする無線通信装置。
4. ホッピング周波数決定部の指示により、予め定められた複数の周波数チャネルのうちから１つの周波数チャネルを選択して所定のパケットデータを割り当て、選択する周波数チャネルを時間経過とともに切り換えてパケットデータの送信を行う送信部およびパケットデータの受信を行う受信部と、
   前記受信部によりパケットデータの受信を行う周波数チャネルのそれぞれについてチャネル品質を推定する時、チャネル品質が良好と見做されて受信動作で使用されている周波数チャネルについてはパケット誤り率を算出してチャネル品質を推定し、チャネル品質が劣悪と見做されて受信動作で使用されていない周波数チャネルについては空きスロットで順次電界強度測定を行ってチャネル品質を推定し、前記チャネル品質の推定対象となった周波数チャネルのチャネル品質の推定結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを判定し、使用不可能と判定した周波数チャネルを避けて周波数ホッピングを行わせるように前記ホッピング周波数決定部を制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする無線通信装置。
5. ホッピング周波数決定部の指示により、予め定められた複数の周波数チャネルのうちから１つの周波数チャネルを選択して所定のパケットデータを割り当て、選択する周波数チャネルを時間経過とともに切り換えてパケットデータの送信を行う送信部およびパケットデータの受信を行う受信部と、
   前記受信部によりパケットデータの受信を行う周波数チャネルのそれぞれについてチャネル品質を推定する時、予め定められた回数のパケットデータ受信動作を行った後のパケット誤り率の算定結果によりチャネル品質の推定を開始し、その後はパケットデータ受信動作を行う毎にパケット誤り率を算定し、チャネル品質の推定を更新し、前記チャネル品質の推定対象となった周波数チャネルのチャネル品質の推定結果に基づいて該周波数チャネルが使用可能かどうかを判定し、使用不可能と判定した周波数チャネルを避けて周波数ホッピングを行わせるように前記ホッピング周波数決定部を制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする無線通信装置。

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