JP2007208456A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用可能な無線通信チャネル数が低減した場合でも、通信品質の低下をある程度抑制でき、さらには改善することも可能とする。
【解決手段】チャネル管理手段１５Ｃにより、チャネル管理情報１４Ａから計数した使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較することにより、使用可能チャネル数を検査し、使用可能チャネル数が判定チャネル数まで低下しており、無線通信状況の悪化が確認された場合、チャネル開放手段１５Ｄにより、チャネル管理情報１４Ａで使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特にブルートゥース(登録商標:Bluetooth)通信方式で用いるスペクトラム拡散変調方式の周波数ホッピング技術に関する。

汎用無線インターフェースであるブルートゥース無線通信方式では、変調方式として周波数ホッピング・スペクトラム拡散（FHSS:Frequency Hopping Spread Spectrum）変調方式が用いられている（非特許文献１など参照）。この周波数ホッピング・スペクトラム拡散変調方式は、一定時間ごとに搬送波周波数を変えてすなわち周波数ホッピングして伝送する方式である。
一般に、任意の帯域幅の電力は周波数ホッピングする周期に対して十分長い時間で平均すると低くなるので他のシステムの通信を妨害しにくく、また特定の周波数に妨害波が存在してもすぐ別の周波数にホッピングするので他のシステムからの干渉に強いといわれている。

ブルートゥース無線通信方式では、２．４ＧＨｚ帯に１ＭＨｚ間隔で７９個または２３個のチャネルを設け、通信開始時にマスタ側とスレーブ側との間で設定したチャネル選択順に基づき、１６００回／秒という速度で周波数ホッピングを繰り返し、その際、選択したチャネルを用いて相手無線装置と所望のパケットを送受信することにより、データ通信を行うものとなっている。

従来、このような周波数ホッピング技術として、他の機器から送信されている電波により任意のチャネルでパケット送受信のエラーが発生した場合、そのチャネルを使用不可とするアダプティブ周波数ホッピング（AFH：Adaptive Frequency Hopping）方式が使用される（例えば、非特許文献２など参照／Bluetooth 1.2）。
このアダプティブ周波数ホッピング方式によれば、使用不可と判断されたチャネルはチャネル選択順から除外されるため、そのチャネルに対してそれ以降周波数ホッピングが行われなくなり、当該チャネルの搬送波周波数における他の機器との電波の相互干渉や、同種の無線通信装置との当該チャネルにおけるパケット送受信の衝突による無線通信の途切れを低減できる。

また、アダプティブ周波数ホッピング方式では、使用可能ブルートゥースチャネル数の下限値としてミニマムチャネル数が予め設定されている。したがって、パケット送受信エラーが発生したブルートゥースチャネルを順次使用不可と設定した場合、これに応じて使用可能ブルートゥースチャネル数が削減されるが、使用可能ブルートゥースチャネル数がミニマムチャネル数に到達した以降は、任意のブルートゥースチャネルでパケット送受信エラーが発生してもそのブルートゥースチャネルは使用不可と設定されない。これにより、最低限のブルートゥースチャネル数が確保される。

http://www.bluetooth.org/spec/ http://www.ericsson.com/bluetooth/files/whitepaper_on_afh_final.pdf http://grouper.ieee.org/groups/802/11/

しかしながら、このような従来技術では、他の機器から送信されている電波により任意のチャネルでパケット送受信のエラーが発生した場合には、アダプティブ周波数ホッピング方式に基づいて当該チャネルを使用不可とするため、使用可能チャネル数が低減した状況で、例えばデータパケットを利用した音声通話や動画通信などのストリーミング系の無線通信に代表される高負荷無線通信を行う場合には、使用可能チャネル数が不足し、当該高負荷無線通信について所望の通信品質が得られないという問題点があった。

一般に、データパケットを利用した音声通話や動画通信などのストリーミング系の無線通信では、データ量が多いためデータパケットを間断なく順次転送する必要があり、このようなストリーミング系の無線通信をブルートゥース無線通信装置で行う場合、当該ブルートゥース無線通信装置によるチャネル使用頻度が大きく上昇する。
このため、使用可能なブルートゥースチャネル数が低減した状況において、このようなストリーミング系の無線通信がいずれかのブルートゥース無線通信装置で開始された場合、当該ブルートゥース無線通信装置によるチャネル使用頻度が上昇し、同一無線エリアで併用されるブルートゥース無線通信装置間で使用可能ブルートゥースチャネル数が不足してチャネル衝突が発生しやすくなる。

例えば、複数の電話端末を通話回線に交換接続し、あるいは電話端末を内線伝送路を介して相互接続する電話システムにおいて、電話端末（親機）とハンドセット（子機）の間をブルートゥース無線通信方式で接続する場合、同一無線エリアで複数の音声通話が同時期に並行して行われる可能性が高い。このため、間欠的にデータパケットを送受信する一般的な無線データ通信と比較して、長期間に渡りブルートゥースチャネルの使用頻度が上昇し、チャネル衝突が発生しやすくなる。また、音声通話では、無線通信状況が悪化してデータパケットをスムーズに転送できなくなると音声の途切れが発生するため、ユーザはより顕著に通信品質の悪化を感じてしまう。

また、ブルートゥース無線通信方式はＩＳＭバンドに設けられたブルートゥースチャネルを使用するため、例えば無線ＬＡＮ通信方式（非特許文献３など参照）などの同一ＩＳＭバンドを用いる装置での無線通信環境へ影響を及ぼす場合もある。
この際、無線通信環境が悪化をブルートゥース無線通信装置側で回避する技術として、無線ＬＡＮ通信方式で用いる無線ＬＡＮチャネルなど、ブルートゥース無線通信装置以外の装置で使用する周波数帯域を優先して確保し、これら装置で使用していない周波数帯域をブルートゥース無線通信方式のチャネルとして用いる方法が考えられる。

しかし、このような方法では、使用可能なブルートゥースチャネル数が制限されるため、いずれかのブルートゥース無線通信装置でストリーミング系の無線通信が開始された場合、長期間に渡りブルートゥースチャネルの使用頻度が上昇し、これにより無線通信状況がさらに悪化して通信品質の低下が顕著となるという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、使用可能な無線通信チャネル数が低減した場合でも、通信品質の低下をある程度抑制でき、さらには改善することも可能な無線通信装置を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置は、搬送波周波数の異なる複数の無線通信チャネルについてその使用可否を示すチャネル管理情報を記憶する記憶部と、チャネル管理情報のうち使用可を示す無線通信チャネルのうちから所定周期で順次切替選択した無線通信チャネルを用いて相手無線装置と無線通信を行うとともに、選択した無線通信チャネルが電波干渉により使用できない場合には当該無線通信チャネルの使用不可をチャネル管理情報に設定する通信制御手段とを有する無線通信装置であって、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況を確認する通信状況確認手段と、通信状況確認手段により当該無線通信装置での無線通信状況の悪化が確認された場合、チャネル管理情報で使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定するチャネル開放手段とを備えている。

この際、通信状況確認手段で、チャネル管理情報から計数した使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較し、使用可能チャネル数が判定チャネル数まで低下した時点で無線通信状況が悪化していると判定するようにしてもよい。

また、チャネル開放手段で、使用不可チャネルを使用可に設定する際、使用不可設定順序の古いものから順に使用可に設定するようにしてもよい。

また、チャネル開放手段で、使用不可チャネルを使用可に設定する際、当該無線通信装置とは異なる無線通信方式で使用する無線周波数帯域に相当する搬送波周波数を用いる１つ以上の無線通信チャネルがチャネル管理情報により使用不可に設定されている場合、当該無線周波数帯域の端部に位置する使用不可チャネルから順に使用可に設定するようにしてもよい。

また、通信状況確認手段で、当該無線通信装置での無線通信負荷の変化を監視し、当該無線通信負荷の増大に応じて無線通信状況が悪化していると判定するようにしてもよい。

また、通信状況確認手段で、当該無線通信装置でのストリーミング系無線通信の実施有無を監視し、ストリーミング系無線通信の実施検出に応じて無線通信状況が悪化していると判定するようにしてもよい。

本発明によれば、無線通信装置において、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況について悪化が確認された場合、チャネル管理情報で使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部が使用可に設定されるため、チャネル管理情報の使用可能チャネル数すなわちアダプティブ周波数ホッピング方式に基づき選択できるチャネル候補数を増すことができる。

この際、使用不可から使用可へ変更されたチャネルのうち、他の機器からの電波により定常的に使用不可なチャネルも存在するが、このうちのいくつかのチャネルは、たまたま他の機器や他の無線通信装置との間で電波干渉が発生した可能性もあり、その後、他の機器からの電波送信が停止されて、あるいは他の無線通信装置でのチャネル切替選択に応じて、実際には使用可能な状態に戻っているチャネルも存在する。
したがって、本発明を適用すれば、同一無線エリアで併用される無線通信装置間で使用可能チャネル数の不足が緩和されて、無線通信装置間でのチャネル衝突の発生を抑制できるため、通信品質の低下をある程度抑制でき、さらには改善することも可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
この無線通信装置（マスタ側）１は、ブルートゥース(登録商標:Bluetooth)無線通信方式のアダプティブ周波数ホッピング（AFH：Adaptive Frequency Hopping）方式に基づいて、無線回線３を介して相手無線装置（スレーブ側）２と無線データ通信を行う通信装置である。

本実施の形態は、無線通信装置により、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況を確認し、無線通信状況の悪化が確認された場合、チャネル管理情報で使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定するようにしたものである。

無線通信装置１には、表示部１１、操作入力部１２、機能部１３、記憶部１４、制御部１５、および無線モジュール１６が設けられている。
表示部１１は、ＬＣＤやＬＥＤなどの表示装置からなり、制御部１５からの指示に応じて各種可視表示を行う機能を有している。
操作入力部１２は、操作キーなどの操作入力装置からなり、ユーザの操作を検出して制御部１５へ出力する機能を有している。

機能部１３は、無線通信装置１で行う本来の機能を実現する機能処理を実行する機能を有している。機能処理の具体例としては、無線データ通信を用いた各種情報処理のほか、データパケットを利用した音声通話や動画通信などのストリーミング系の無線通信などの高負荷無線通信がある。特に、音声通話や動画通信などのストリーミング系の無線通信を行う場合、機能部１３は、無線通信装置１に設けられているマイクやスピーカ（図示せず）で入出力される音声信号とデータパケットとを相互に変換（符号化／復号化）処理を行う。また動画通信については、受信したデータパケットから映像信号を復号して表示部１１で画面表示する。

記憶部１４は、メモリなどの記憶装置からなり、制御部１５での処理動作に用いる各種処理情報やプログラム１４Ｐを記憶する機能を有している。プログラム１４Ｐは、予め外部装置や記録媒体から読み出されて記憶部１４へ格納される。
記憶部１４で記憶される主な処理情報としては、チャネル管理情報１４Ａがある。チャネル管理情報１４Ａは、当該無線通信装置１の無線データ通信で使用する各ブルートゥースチャネルの使用可否を示す情報である。

図２は、チャネル管理情報の構成例である。ここでは、各チャネル番号とそのチャネルの使用可否（可／不可）が組として登録されている。このチャネル管理情報１４Ａにおける各チャネルの使用可否は、無線モジュール１６でのアダプティブ周波数ホッピング方式に基づく無線通信制御によりチャネルテーブル１９Ａに設定された各ブルートゥースチャネルの使用可否状況に応じて、制御部１５により更新される。また、使用不可と設定されているチャネルが、制御部１５により、必要に応じて使用可に更新され、チャネルテーブル１９Ａに反映される。

制御部１５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１４のプログラム１４Ｐを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させ各種機能手段を実現する機能を有している。
主な機能手段としては、機能制御手段１５Ａ、通信状況確認手段１５Ｂ、チャネル管理手段１５Ｃ、およびチャネル開放手段１５Ｄがある。

機能制御手段１５Ａは、操作入力部１２で検出されたユーザ操作や装置外部から入力された指示情報に応じて、機能部１３および無線モジュール１６を制御して、無線通信装置１で行う本来の機能を実現する機能を有している。具体的には、機能部１３で行われる無線データ通信を用いた各種情報処理のための通信制御や、データパケットを利用した音声通話や動画通信などのストリーミング系の無線通信などの高負荷無線通信のための通信制御を行う機能を有している。

通信状況確認手段１５Ｂは、記憶部１４のチャネル管理情報１４Ａから計数した使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較することにより無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況を確認する機能を有している。
チャネル開放手段１５Ｄは、通信状況確認手段１５Ｂにより、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況の悪化が確認された場合、チャネル管理情報１４Ａで使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定する機能を有している。

チャネル管理手段１５Ｃは、無線モジュール１６のチャネルテーブル１９Ａから読み取ったチャネル使用可否状況に基づきチャネル管理情報１４Ａを更新する機能と、チャネル開放手段１５Ｄにより使用不可チャネルの一部または全部が使用可に設定された場合、その使用可否の変更をチャネルテーブル１９Ａに反映する機能とを有している。

無線モジュール１６は、ブルートゥース無線通信方式に準拠した無線インターフェースを提供する機能モジュールであり、個々の機能を実現する回路部や処理部が無線通信装置１を構成する１つの構成要素として一体に実装されている。
この無線モジュール１６には、無線送受信部１７、モジュール制御部１８、およびモジュール記憶部１９が設けられている。

無線送受信部１７は、ブルートゥース無線通信方式に準拠して無線信号を送受信する回路部であり、相手無線装置２との間で無線信号を送受信することにより無線回線３を介した無線データ通信を行う機能を有している。この際、無線送受信部１７は、アダプティブ周波数ホッピング方式に基づき２．４ＧＨｚ帯に１ＭＨｚ間隔で設けた７９個または２３個のチャネルをモジュール制御部１８からの指示に基づき周波数ホッピングを繰り返し、その周波数ホッピングで選択したチャネルを用いて相手無線装置２とデータ通信を行うとともに、パケット送受信エラーが任意のチャネルで発生した場合、使用可能チャネル数がミニマムチャネル数（下限値）となるまで、当該チャネルを順次使用不可と設定する。

モジュール記憶部１９は、メモリなどの記憶装置からなり、モジュール制御部１８での処理動作に用いる各種処理情報を記憶する機能を有している。モジュール記憶部１９で記憶する主な処理情報として、チャネルテーブル１９Ａがある。
チャネルテーブル１９Ａは、周波数ホッピング・スペクトラム拡散変調方式で順次選択する各チャネルの使用可否を管理するための処理情報であり、チャネル番号ごとに当該チャネルの使用可否情報が対応付けて登録されている。
このほか、モジュール記憶部１９には、モジュール制御部１８に読み込まれて実行されることにより各種機能手段を実現するためのプログラムなどを予め格納しておいてもよい。

モジュール制御部１８は、ＣＰＵとその周辺回路からなるハードウェアとこれらＣＰＵあるいは周辺回路に設けたメモリ（図示せず）やモジュール記憶部１９に予め格納されているプログラムとを協働させることにより、ブルートゥース無線通信方式に準拠して無線送受信部１７を制御するための機能手段を実現する。

このモジュール制御部１８で実現される主な機能手段としては、通信制御手段１８Ａがある。
通信制御手段１８Ａは、無線送受信部１７を制御して相手無線装置２と制御部１５との間のデータ通信を制御する機能と、周波数ホッピング・スペクトラム拡散変調方式に基づき、相手無線装置２との間でデータ通信開始時に取り決めたチャネル選択順に基づき各チャネルのうちからいずか１つを順次選択して無線送受信部１７へ指示する機能とを有している。この際、通信制御手段１８Ａは、モジュール記憶部１９のチャネルテーブル１９Ａを参照し、チャネル選択順にしたがって選択される次のチャネルが使用不可の場合、後続する使用可のチャネルまでスキップし、その使用可のチャネルを選択する。

このほか、通信制御手段１８Ａは、データ通信時にアダプティブ周波数ホッピング方式で選択したチャネルでの相手無線装置２との通信状況を制御部１５へ通知する機能と、制御部１５からの指示に応じてモジュール記憶部１９のチャネルテーブル１９Ａについて任意のチャネルの使用可否情報を更新する機能と、制御部１５からの指示に応じてモジュール記憶部１９のチャネルテーブル１９Ａを相手無線装置２へ通知して更新する機能とを有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作として使用チャネル改定処理を示すフローチャートである。
ここでは、無線通信装置１の機能部１３が電話機の通話機能を有し、制御部１５の機能制御手段１５Ａにより、ブルートゥース無線通信方式を用いた高負荷無線通信として、機能部１３での通話機能で用いられる音声通話が開始される場合を例として説明する。

無線通信装置１の制御部１５は、音声通話の開始を指示するユーザ操作が操作入力部１２を介して検出された場合、機能制御手段１５Ａにより、機能部１３および無線モジュール１６を制御して、データパケットを利用した音声通話のための無線通信を開始する。
制御部１５は、機能部１３での音声通話を開始する際、図３の使用チャネル改定処理を実行する。

まず、制御部１５は、チャネル管理手段１５Ｃにより、無線モジュール１６のモジュール制御部１８に対して、モジュール記憶部１９のチャネルテーブル１９Ａから各チャネルの使用可否状況の読み出しを指示し、その内容に基づき記憶部１４のチャネル管理情報１４Ａを更新する（ステップ１００）。

次に、通信状況確認手段１５Ｂは、更新されたチャネル管理情報１４Ａから使用可能チャネル数を計数し、その使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較することにより、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況を確認する（ステップ１０１）。
ここで、使用可能チャネル数が判定チャネル数以上存在する場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、音声通話のための十分な使用可能チャネルが存在していて、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況が良好であり、使用不可チャネルの開放は不要であることから、制御部１５は、一連の使用チャネル改定処理を終了する。

一方、使用可能チャネル数が判定チャネル数を下回る場合（ステップ１０２：ＮＯ）、音声通話のための使用可能チャネルが不足していて、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況が悪化しており、使用不可チャネルを開放して使用可能チャネルの増加が必要であることから、制御部１５は、チャネル開放手段１５Ｄにより、チャネル管理情報１４Ａ内の使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定する（ステップ１０３）。

この際、判定チャネル数や使用可に設定するチャネル数は、当該無線通信装置１で行う高負荷無線通信でのチャネル使用状況や、同一無線エリアで併用されるブルートゥース無線通信装置によるチャネル使用状況、さらには当該無線通信装置１で行う高負荷無線通信に必要とされる通信品質に応じて適宜決定すればよい。また、実際に使用可に設定するチャネルの選択については、チャネル番号順やランダムなどの一般的な方法で適宜選択すればよい。

これに応じて、チャネル管理手段１５Ｃは、無線モジュール１６のモジュール制御部１８に対して、チャネル開放手段１５Ｄにより設定変更されたチャネル管理情報１４Ａの内容に基づくチャネルテーブル１９Ａの更新を指示し（ステップ１０４）、一連の使用チャネル改定処理を終了する。
これにより、モジュール制御部１８により、チャネルテーブル１９Ａが更新されて使用可能チャネルが増加し、これら使用可能チャネルからアダプティブ周波数ホッピング方式に基づき選択されたチャネルを用いて機能部１３での音声通話のための無線通信が開始される。

このように、本実施の形態は、通信状況確認手段１５Ｂにより、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置１での無線通信状況を確認し、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置１での無線通信状況の悪化が確認された場合、チャネル開放手段１５Ｄにより、チャネル管理情報１４Ａで使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定するようにしたので、チャネル管理情報１４Ａの使用可能チャネル数すなわちアダプティブ周波数ホッピング方式に基づき選択できるチャネル候補数を増加することができる。

この際、使用不可から使用可へ変更されたチャネルのうち、他の機器からの電波により定常的に使用不可なチャネルも存在するが、このうちのいくつかのチャネルは、たまたま他の機器との間で電波干渉が発生した可能性もあり、その後、他の機器からの電波送信が停止されて使用可能な状態となっているチャネルも存在する。
したがって、同一無線エリアで併用される無線通信装置１において、使用可能チャネル数の不足が緩和され、無線通信装置１間でのチャネル衝突の発生を抑制できるため、これに起因して音声通話や映像通信上で生ずる途切れやパルス性のノイズを低減できる。これにより、ストリーミング系無線通信の通信品質低下をある程度抑制でき、さらには改善することも可能となる。

複数の電話端末を通話回線に交換接続する電話システムにおいて、電話端末（親機）とハンドセット（子機）の間をブルートゥース無線通信方式で接続する場合、これら電話端末が用いられる同一無線エリアでストリーミング系無線通信である音声通話が同時期に並行して行われる可能性が高い。
このため、間欠的にデータパケットを送受信し、転送エラー発生に応じて当該データパケットを再送可能な一般的な無線データ通信と比較して、長期間に渡りブルートゥースチャネルの使用頻度が上昇し、チャネル衝突が発生しやすくなる。また、ストリーミング系の無線通信では、無線通信状況が悪化してデータパケットをスムーズに送受信できなくなると音声や動画の途切れが発生するため、ユーザはより顕著に通信品質の悪化を感じてしまう。

これに対して、本実施の形態を適用すれば、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況の悪化に応じて、今まで使用不可と設定された使用不可チャネルが使用可に変更されるため、使用可能チャネル数を増加させることができる。これにより、同一無線エリアで複数のストリーミング系無線通信が同時に行われる場合でも、ある程度の使用可能チャネル数を確保することができる。したがって、無線通信状況が悪化してデータパケットをスムーズに転送できなくなった場合に発生する音声や動画の途切れを抑制でき、さらには改善することも可能となる。

また、本実施の形態では、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置１での無線通信状況を確認する際、通信状況確認手段１５Ｂにより、記憶部１４のチャネル管理情報１４Ａから計数した使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較し、使用可能チャネル数が判定チャネル数まで低下した時点で無線通信状況が悪化していると判定するようにしたので、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置１での無線通信状況を容易かつ的確に判定することができる。

また、本実施の形態では、機能部１３での音声通話を開始する際、図３の使用チャネル改定処理を実行するようにしたので、通信品質の低下が顕著となるストリーミング系無線通信を開始する際、十分な使用可能チャネル数を得ることができ、通信品質の悪化が発生する事前に対応を行うことができるとともに、使用チャネル改定処理の実行を必要最小限に留めることができ、当該無線通信装置１の制御部１５での処理負担を軽減できる。
なお、使用チャネル改定処理を実行するタイミングについては、ストリーミング系無線通信の開始時点に限定されるものではなく、例えば制御部１５での処理能力に余裕がある場合には、ストリーミング系無線通信の有無に関係なく常時実行しておいてもよい。

［第２の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置で用いられるチャネル管理情報の構成例である。

本発明の第１の実施の形態では、使用不可チャネルの一部を使用可に設定する場合、いずれの使用不可チャネルを選択するかについては、チャネル番号順やランダムなどの一般的な方法で適宜選択すればよいと説明した。本実施の形態では、使用不可チャネルと設定された順序が古いものから順に使用可に設定する場合について説明する。なお、本実施の形態にかかる無線通信装置の構成については、第１の実施の形態とほぼ同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本実施の形態にかかる無線通信装置で用いられるチャネル管理情報は、前述した第１の実施の形態のもの（図２）と比較して、各チャネル番号とそのチャネルの使用可否（可／不可）に加え、当該チャネルが使用不可に設定された順序が組として設定されている。この使用不可設定順序は、制御部１５のチャネル管理手段１５Ｃが、無線モジュール１６のチャネルテーブル１９Ａに基づき記憶部１４のチャネル管理情報１４Ａを更新する際、使用不可チャネルの増加に応じて、チャネル管理情報１４Ａの過去の使用不可設定順序に基づき設定される。使用不可設定順序の内容については、シーケンシャルな番号でもよく日時情報であってもよい。

チャネル開放手段１５Ｄは、使用不可チャネルのうちの一部を使用可能チャネルに設定変更する場合、チャネル管理情報１４Ａの使用不可設定順序を参照し、使用不可チャネルと設定された順序が古いものから順に使用可に設定する。

前述したように、ブルートゥース無線通信方式では、他の機器から送信されている電波により任意のチャネルでパケット送受信のエラーが発生した場合には、アダプティブ周波数ホッピング方式に基づいて当該チャネルを使用不可とするため、ある程度時間が経過すれば他の機器から電波送信が終了している可能性が高くなる。したがって、本実施の形態のように、使用不可チャネルと設定された順序が古いものから順に使用可に設定することにより、実際に使用可能なチャネルを高い確率で効率よく選択することができ、通信品質の低下をより効果的に抑制できる。

［第３の実施の形態］
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる無線通信装置について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる無線通信装置で用いられる無線ＬＡＮチャネル管理情報の構成例である。図６は、チャネル番号変換テーブルの構成例である。図７は、本発明の第３の実施の形態にかかる無線通信装置のチャネル開放処理を示すフローチャートである。

本実施の形態は、ブルートゥース無線通信方式と同じＩＳＭバンドを用いる無線ＬＡＮ通信方式が、無線通信装置１と同一の無線エリアで併用され、無線ＬＡＮチャネルで用いる周波数帯域を優先して確保し、無線ＬＡＮ通信方式で使用していない周波数帯域をブルートゥース無線通信方式のチャネルとして用いる場合を前提とし、このような無線環境で適用されるチャネル開放について説明する。

無線ＬＡＮチャネルの優先確保は、ユーザ操作に応じて無線通信装置１の制御部１５で行われる。
制御部１５は、操作入力部１２で検出されたユーザ操作に応じて、チャネル管理手段１５Ｃにより、当該無線通信装置１と同一無線エリアで併用されている使用無線ＬＡＮチャネルのチャネル番号を当該操作内容から取得して、使用無線ＬＡＮチャネルと対応するブルートゥースチャネル番号を導出し、記憶部１４の無線ＬＡＮチャネル管理情報１４Ｂに当該ブルートゥースチャネルが「使用中」であると設定する。図５に示した無線ＬＡＮチャネル管理情報の構成例では、無線ＬＡＮチャネル番号と当該チャネルの使用有無（未使用／使用中）が組として登録されている。

次に、チャネル管理手段１５Ｃは、無線ＬＡＮチャネル管理情報１４Ｂから、「使用中」と設定されている使用無線ＬＡＮチャネル番号を検索し、当該使用無線ＬＡＮチャネルと同一周波数を用いるブルートゥースチャネルを導出し、記憶部１４のチャネル管理情報１４Ａにおいてこれらブルートゥースチャネルを使用不可に設定する。

無線ＬＡＮチャネル番号とブルートゥースチャネル番号とのチャネル変換には、図６に示すようなチャネル番号変換テーブルを用いてもよく、所定の数式により変換してもよい。このチャネル変換は、単位チャネル数に基づき行われる。単位チャネル数は、１つの無線ＬＡＮチャネルを使用した際に使用不可となるブルートゥースチャネルのチャネル数である。

なお、１つの無線ＬＡＮチャネルの使用周波数帯域幅が中心周波数に対して±１０ＭＨｚの場合、ブルートゥースチャネルの使用周波数帯域幅が１ＭＨｚであることから単位チャネル数＝２０となり、中心周波数に対して左右に１０チャネルずつブルートゥースチャネルが対応することになる。この際、無線ＬＡＮチャネルとブルートゥースチャネルとの間に余裕を持たせて、例えば単位チャネル数＝２４としてもよい。

このようにして、無線ＬＡＮチャネルが優先確保されている場合、アダプティブ周波数ホッピング方式で選択候補となるブルートゥースチャネル数は、大きく削減される。
本実施の形態は、このような無線通信チャネル使用状況において、使用不可のブルートゥースチャネルを使用可に開放する場合、制御部１５のチャネル開放手段１５Ｄにより、優先確保されている無線ＬＡＮチャネルの無線周波数帯域を圧縮し、当該無線周波数帯域の端部に位置するブルートゥースチャネルから順に使用可に設定するようにしたものである。

具体的なチャネル開放処理については、図７に示すように、まず、チャネル開放手段１５Ｄは、記憶部１４のチャネル管理情報１４Ａのうち、記憶部１４の無線ＬＡＮチャネル管理情報１４Ｂで「使用中」と設定されている使用無線ＬＡＮチャネルと対応する、単位チャネル数ｎのブルートゥースチャネルを使用可に設定する（ステップ１１０）。
次に、圧縮チャネル数ｄｎだけ単位チャネル数ｎを削減して、新たな単位チャネル数ｎ’＝ｎ−ｄｎとし（ステップ１１１）、この圧縮された新たな単位チャネル数ｎ’に基づき、使用無線ＬＡＮチャネルと対応する単位チャネル数ｎ’のブルートゥースチャネルを使用不可に設定し（ステップ１１２）、一連のチャネル開放処理を終了する。

図８は、圧縮チャネル設定処理の動作例を示す説明図である。ここでは、周波数ｆａからｆｂまでの周波数帯域を使用する無線ＬＡＮチャネル４０を圧縮してチャネル設定を行う場合が示されている。
無線ＬＡＮチャネル４０が使用無線ＬＡＮチャネル番号として受け付けられた場合、単位チャネル数ｎに基づき、中心周波数ｆ０を中心として周波数ｆａからｆｂまでの周波数を用いるブルートゥースチャネルが使用不可チャネル４１として判定され、周波数ｆａより低い周波数を用いるブルートゥースチャネルと、周波数ｆｂより高い周波数を用いるブルートゥースチャネルとがそれぞれ使用可能チャネル４２，４３として判定される。

ここで、使用可能チャネル数が判定チャネル数まで低下していることが確認された場合、チャネル開放処理により、単位チャネル数ｎが圧縮チャネル数ｄｎだけ削減されてｎ’となり、無線ＬＡＮチャネル４０の周波数帯域は、周波数ｆａ’からｆｂ’までの帯域に圧縮される。
これに応じて、使用不可チャネル４１も中心周波数ｆ０を中心として左右の端部で均等に削減されて、使用可能チャネル４２については周波数ｆａからｆａ’の間のチャネル数が増加するとともに、使用可能チャネル４３については周波数ｆｂからｆｂ’の間のチャネル数が増加し、ブルートゥースチャネル全体での使用可能チャネル数を増加できる。

このように、本実施の形態は、チャネル開放手段により、使用不可チャネルを使用可に設定する際、当該無線周波数帯域の端部に位置する無線通信チャネルから順に使用可に設定するようにしたので、当該無線通信装置とは異なる無線通信方式で使用する無線周波数帯域に相当する複数の無線通信チャネルがチャネル管理情報により使用不可に設定されている場合でも、アダプティブ周波数ホッピング方式に基づき選択できるチャネル候補数を増すことができる。

この際、単位チャネル数の削減は、使用無線ＬＡＮチャネルの使用周波数帯域幅の圧縮を意味するが、通常、単位チャネル数に余裕を持たせて無線ＬＡＮチャネルとブルートゥースチャネルの間に未使用周波数帯域を設定する場合も多く、このような場合には、その未使用周波数帯域を有効利用できる。
また、無線ＬＡＮ通信方式では、各無線ＬＡＮチャネルごとに搬送波周波数を中心とした２０ＭＨｚ幅の広い周波数帯域を有しており、その端部にブルートゥースチャネルとの電波干渉が発生しても無線ＬＡＮデータ通信への影響は極めて小さいため、ＩＳＭバンドでの厳しい無線通信環境の場合に限って無線ＬＡＮチャネルの周辺周波数帯域を有効利用できる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態にかかる無線通信装置について説明する。
第１の実施の形態では、通信状況確認手段１５Ｂにより、無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況を確認する際、チャネル管理情報から計数した使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較し、使用可能チャネル数が判定チャネル数まで低下した時点で無線通信状況が悪化していると判定する場合について説明した。

音声通話や画像通信などのストリーミング系の無線通信について、ユーザが主観的に感じる通信品質は、ユーザごとの個人的なばらつきやストリーミング系の無線通信でやり取りする内容によるばらつきなど、各種の要因により通信品質が左右される。
本実施の形態では、通信状況確認手段１５Ｂにより、所定の操作入力に応じて無線通信状況が悪化していると判定することにより、ユーザの意図に応じて無線通信状況の悪化を判定しうるようにしたものである。

すなわち、無線通信装置１の制御部１５は、所定のユーザ操作が操作入力部１２を介して検出された場合、通信状況確認手段１５Ｂにより、当該操作入力に応じて無線通信状況が悪化していると判定し、図３の使用チャネル改定処理を実行する。この際のユーザ操作は、無線通信状況の悪化あるいは改善を示す操作であってもよく、使用可能チャネル数の増加を要求する操作であってもよく、音声通話などのストリーミング系無線通信の開始を指示する操作であってもよい。

これにより、ユーザの意図に応じた任意の状況やタイミングで、チャネル管理情報で使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定して、通話端末２Ａでの使用可能チャネル数を増加させることができ、音声通話についてユーザが主観的に感じる通信品質をリアルタイムで改善することができる。

なお、通信状況確認手段１５Ｂにおいて、上記ユーザ操作に応じて無線通信状況が悪化していると判定する際、機能制御手段１５Ａでのストリーミング系無線通信の実施状況を確認し、ストリーミング系無線通信の開始時または通信中にのみ、上記ユーザ操作に応じて無線通信状況が悪化していると判定するようにしてもよい。これにより無用な使用チャネル改定処理の実施を回避できる。

また、本実施の形態では、ユーザ操作が検出された場合に無線通信状況が悪化していると判定する場合を例として説明したが、無線通信状況の悪化判定についてはこれに限定されるものではなく、他の判定方法を用いてもよい。

例えば、通信状況確認手段１５Ｂにより、当該無線通信装置１での無線通信負荷の変化を監視し、当該無線通信負荷が所定のしきい値を超えて増大した場合に無線通信状況が悪化していると判定するようにしてもよい。
これにより、機能制御手段１５Ａでの高負荷無線通信の開始という状態遷移にかかわらず、実際のデータ送受信頻度に即して無線通信負荷の増大有無を監視することができ、より柔軟に使用可能チャネル数を増加することができる。この際、無線通信負荷は、無線モジュール１６や機能制御手段１５Ａからデータ送受信頻度などの通信状況情報を定期的に取得すればよい。

あるいは、通信状況確認手段１５Ｂにより、当該無線通信装置１でのストリーミング系無線通信の実施有無を監視し、ストリーミング系無線通信の実施検出に応じて無線通信状況が悪化していると判定するようにしてもよい。この際、ストリーミング系無線通信の実施有無については、ストリーミング系無線通信を管理する機能制御手段１５Ａから取得すればよい。
これにより、ストリーミング系無線通信などの高負荷無線通信の開始とほぼ同時に自動的に使用可能チャネル数を増加することができ、高負荷無線通信による通信品質の低下を抑制できる。

［実施の形態の拡張］
以上の各実施の形態では、通信状況確認手段１５Ｂ、チャネル管理手段１５Ｃ、およびチャネル開放手段１５Ｄをすべて無線モジュール１６の制御用ホストである制御部１５に設けた場合を例として説明したが、これら手段の一部またはすべてを無線モジュール１６内のモジュール制御部１８で実現してもよく、ブルートゥース無線通信方式のアダプティブ周波数ホッピング機能の１つとして無線モジュール内に実装できる。これにより、制御部１５での処理を大幅に軽減でき、全体として安価な無線通信装置を実現できる。

また、各実施の形態では、無線通信装置で用いられる無線通信方式がブルートゥース無線通信方式である場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、ブルートゥース無線通信方式と同等のアダプティブ周波数ホッピング方式を用いる無線通信方式であれば、前述と同様にして各実施の形態を適用でき、同様の作用効果が得られる。
また、第３の実施の形態では、同一無線エリア内でブルートゥース無線通信方式と併用される無線通信方式が無線ＬＡＮ通信方式である場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、他の無線通信方式であっても前述と同様にして第３の実施の形態を適用でき、同様の作用効果が得られる。

また、各実施の形態では、それぞれの実施の形態を個別に実施した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、各実施の形態を任意に組合せて実施してもよく、それぞれの持つ作用効果を併せ持つ無線通信装置を実現できる。
また、各実施の形態では、ストリーミング系無線通信を行う無線通信装置に適用した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＳＴＮ回線、ＩＳＤＮ回線、ＩＰ電話回線（インターネット）、ＰＢＸ内線、専用回線などの通信回線に接続される電話端末（親機）と、無線回線を介して電話端末に接続されるハンドセット（子機）とからなる単独電話機（親子電話装置）に適用してもよく、内線伝送路を介して収容した複数の電話端末を通話回線に交換接続する電話制御装置からなる電話システムで用いられる電話端末に適用してもよい。

本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 チャネル管理情報の構成例である。 本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作として使用チャネル改定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置で用いられるチャネル管理情報の構成例である。 本発明の第３の実施の形態にかかる無線通信装置で用いられる無線ＬＡＮチャネル管理情報の構成例である。 チャネル番号変換テーブルの構成例である。 本発明の第３の実施の形態にかかる無線通信装置のチャネル開放処理を示すフローチャートである。 圧縮チャネル設定処理の動作例を示す説明図である。

符号の説明

１…無線通信装置、１１…表示部、１２…操作入力部、１３…機能部、１４…記憶部、１４Ａ…チャネル管理情報、１４Ｂ…無線ＬＡＮチャネル管理情報、１４Ｐ…プログラム、１５…制御部、１５Ａ…機能制御手段、１５Ｂ…通信状況確認手段、１５Ｃ…チャネル管理手段、１５Ｄ…チャネル開放手段、１６…無線モジュール、１７…無線送受信部、１８…モジュール制御部、１８Ａ…通信制御手段、１９…モジュール記憶部、１９Ａ…チャネルテーブル、２…相手無線装置、３…無線回線、４０…無線ＬＡＮチャネル、４１…使用不可チャネル、４２，４３…使用可能チャネル、ｎ，ｎ’…単位チャネル数、ｄｎ…圧縮チャネル数。

Claims (6)

1. 搬送波周波数の異なる複数の無線通信チャネルについてそれぞれの使用可否を示すチャネル管理情報を記憶する記憶部と、前記チャネル管理情報で使用可と設定されている無線通信チャネルのうちから所定周期で順次切替選択した無線通信チャネルを用いて前記相手無線装置と無線通信を行うとともに、前記選択した無線通信チャネルが電波干渉により使用できない場合には当該無線通信チャネルの使用不可を前記チャネル管理情報に設定する通信制御手段とを有する無線通信装置であって、
   前記無線通信チャネルを用いた当該無線通信装置での無線通信状況を確認する通信状況確認手段と、
   前記通信状況確認手段により当該無線通信装置での無線通信状況の悪化が確認された場合、前記チャネル管理情報で使用不可と設定されている使用不可チャネルの一部または全部を使用可に設定するチャネル開放手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記通信状況確認手段は、前記チャネル管理情報から計数した使用可能チャネル数と所定の判定チャネル数とを比較し、前記使用可能チャネル数が前記判定チャネル数まで低下した時点で前記無線通信状況が悪化していると判定することを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記チャネル開放手段は、前記使用不可チャネルを使用可に設定する際、使用不可設定順序の古いものから順に使用可に設定することを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記チャネル開放手段は、前記使用不可チャネルを使用可に設定する際、当該無線通信装置とは異なる無線通信方式で使用する無線周波数帯域に相当する搬送波周波数を用いる１つ以上の無線通信チャネルが前記チャネル管理情報により使用不可に設定されている場合、当該無線周波数帯域の端部に位置する使用不可チャネルから順に使用可に設定することを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記通信状況確認手段は、当該無線通信装置での無線通信負荷の変化を監視し、当該無線通信負荷の増大に応じて前記無線通信状況が悪化していると判定することを特徴とする無線通信装置。
6. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記通信状況確認手段は、当該無線通信装置でのストリーミング系無線通信の実施有無を監視し、前記ストリーミング系無線通信の実施検出に応じて前記無線通信状況が悪化していると判定することを特徴とする無線通信装置。

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