JP2014072725A - 無線通信装置、無線通信システムおよびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】他の装置との無線通信への影響を抑えつつ、他の装置との無線通信に用いる通信チャネルを選択する。
【解決手段】無線通信システムは、コントローラ(無線通信装置)1と、端末装置(他の装置)2とを備える。コントローラ1において、スキャン部121は、複数のチャネルの各々において、コントローラ側通信部11で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測する。判断部122は、各チャネルにおいて、当該電波状況を用いてコントローラ側通信部11の通信状況を判断する。選択部123は、複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。そして、スキャン部121は、コントローラ側通信部11が受信待ちを行っている期間に、端末装置2においてパケットの再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断しているときに電波状況を計測する。
【選択図】図1
【解決手段】無線通信システムは、コントローラ(無線通信装置)1と、端末装置(他の装置)2とを備える。コントローラ1において、スキャン部121は、複数のチャネルの各々において、コントローラ側通信部11で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測する。判断部122は、各チャネルにおいて、当該電波状況を用いてコントローラ側通信部11の通信状況を判断する。選択部123は、複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。そして、スキャン部121は、コントローラ側通信部11が受信待ちを行っている期間に、端末装置2においてパケットの再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断しているときに電波状況を計測する。
【選択図】図1
Description
本発明は、他の装置と無線通信を行う無線通信装置、無線通信システムおよびプログラムに関する。
従来から、種々の無線通信システムが知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載された無線通信システムは、まず、無線ネットワーク内の各無線局で、使用可能な複数のチャネルにおけるチャネル評価値を計測する。その後、特許文献1に記載された無線通信システムは、当該チャネル評価値の時間的な総和を当該無線局の評価結果とし、各無線局の評価結果のチャネルごとの総和により、使用チャネルを選択する。なお、特許文献1に記載された無線通信システムは、チャネル評価値として干渉信号レベルなどを計測する。
しかしながら、従来の無線通信システムは、各チャネルでの電波干渉レベル(干渉信号レベル)を計測するために、各チャネルでの電波(無線信号)を観測(受信)しなければならなかった。このため、システムの運用中に電波を観測した場合、現在使用しているチャネルで送信された無線信号を受信することができなかった。
本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、他の装置との無線通信への影響を抑えつつ、他の装置との無線通信に用いる通信チャネルを動的に選択することができる無線通信装置、無線通信システムおよびプログラムを提供することにある。
本発明の無線通信装置は、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで他の装置と無線通信を行う通信部と、前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部と、前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部と、前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部とを備え、前記他の装置は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有し、前記スキャン部は、前記通信部が前記他の装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している期間ごとに、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測することを特徴とする。
この無線通信装置において、前記スキャン部は、前記受信待ちが中断している期間ごとに、前記複数のチャネルについて1チャネルずつ前記電波状況を計測することが好ましい。
この無線通信装置において、前記スキャン部で計測された前記電波状況の履歴を蓄積する記憶部を備え、前記判断部は、前記記憶部で蓄積された前記電波状況の履歴を用いて前記通信状況を判断することが好ましい。
この無線通信装置において、前記記憶部は、予め決められた時間帯ごとに前記電波状況を蓄積し、前記判断部は、前記時間帯ごとに、当該時間帯での前記通信部の通信頻度に応じて、前記記憶部に蓄積されている前記電波状況に重み付けをし、重み付けをした前記電波状況を用いて前記通信状況を判断することが好ましい。
この無線通信装置において、前記通信部は、CSMA/CA方式によって前記通信チャネルで前記他の装置にパケットを送信する前にキャリアセンスを行い、前記スキャン部は、前記キャリアセンスの結果を用いて、前記通信チャネルでの前記電波状況を計測することが好ましい。
本発明の無線通信システムは、前記無線通信装置と、前記無線通信装置と無線通信を行う他の装置とを備えることを特徴とする。
本発明のプログラムは、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有する他の装置と無線通信を行う無線通信装置に用いられるコンピュータを、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで他の装置と無線通信を行う通信部、前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部、前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部、および、前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部として機能させ、前記スキャン部が、前記通信部が前記他の装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している期間ごとに、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測するためのプログラムである。
本発明は、通信部が他の装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、他の装置において再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断する。そして、本発明は、当該受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルの一部ずつ通信部の電波状況を計測し、当該電波状況を用いて通信部の通信状況を判断し、通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして選択する。これにより、本発明では、受信待ちが中断しているときに他の装置から送信されたパケットを受信できなかったとしても、その後、他の装置から再送されたパケットを受信することができる。その結果、他の装置との無線通信への影響を抑えつつ、他の装置との無線通信に用いる通信チャネルを動的に選択することができる。
以下の実施形態1〜3に係るコントローラ(無線通信装置)は、複数のチャネルの各々において電波状況を計測し、当該電波状況を用いて通信部の通信状況を判断し、通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。
そして、各実施形態のコントローラは、通信部が端末装置(他の装置)からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、当該受信待ちを間欠的に中断し、当該受信待ちが中断されている期間ごとに、複数のチャネルの一部ずつ電波状況を計測する。
以下、図面を参照しながら実施形態1〜3について説明する。
(実施形態1)
実施形態1に係る無線通信システムは、図1に示すように、コントローラ(無線通信装置)1と、コントローラ1と無線通信を行う端末装置(他の装置)2とを備えている。
実施形態1に係る無線通信システムは、図1に示すように、コントローラ(無線通信装置)1と、コントローラ1と無線通信を行う端末装置(他の装置)2とを備えている。
本実施形態では、同じ場所に複数の無線ネットワークが共存する。すなわち、複数の無線通信システムの電波が同じ場所に共存する。
本実施形態では、各無線ネットワーク間で無線信号を多重化する多元接続技術として、TDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)またはFDMA(Frequency Division Multiple Access:周波数分割多元接続)が用いられている。FDMAでは、使用可能な周波数帯域を分割してできたチャネル数だけ同じ空間に無線ネットワークを収容することができる。以下、FDMAの場合を想定して説明する。
続いて、端末装置2の構成について説明する。端末装置2は、端末側通信部21と、端末側処理部22と、端末側記憶部23と、アンテナ24とを備えている。この端末装置2は、例えばCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)およびメモリが搭載されたコンピュータ(マイクロコンピュータを含む)を主構成要素とする。端末側通信部21は、アンテナ24を用いてコントローラ1と無線通信を行う機能を有している。端末側処理部22は、端末装置2の各部を制御する。端末側記憶部23は、各種の情報を記憶している。
端末装置2は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットを再送する再送機能を有している。この再送機能によって、端末装置2は、パケットを送信先が受信しなかったときに、当該パケットの送信から待機時間が経過した後に、当該パケットを再送する。待機時間は、規定時間範囲内で設定されている。この待機時間は、固定値に設定されていてもよいし、ランダムに設定されていてもよい。
続いて、コントローラ1の構成について説明する。コントローラ1は、コントローラ側通信部(通信部)11と、コントローラ側処理部12と、コントローラ側記憶部(記憶部)13と、アンテナ14とを備えている。このコントローラ1は、例えばCPUおよびメモリが搭載されたコンピュータ(マイクロコンピュータを含む)を主構成要素とする。
コントローラ側通信部11は、アンテナ14を用いて、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで端末装置2と無線通信を行う。
コントローラ側処理部12は、スキャン部121と、判断部122と、選択部123とを備えている。このコントローラ側処理部12は、コンピュータに搭載されたCPUを主構成要素とし、コントローラ側記憶部13に格納されているプログラムに従って動作する。
スキャン部121は、複数のチャネルの各々において電波状況を計測する。電波状況は、コントローラ側通信部11で受信される電波の状況を表わす。電波状況の一例としては、電波干渉レベルがある。各チャネルの電波干渉レベルの計測結果は、コントローラ側記憶部13に蓄積される。
判断部122は、複数のチャネルの各々において、コントローラ側記憶部13に蓄積されている電波干渉レベルすなわちスキャン部121で計測された電波干渉レベルを用いて、チャネル評価を行い、コントローラ側通信部11の通信状況(干渉影響度)を判断する。チャネル評価の方法としては、各チャネルでの電波干渉レベルのレベル値を評価値とする方法や、電波干渉レベルがしきい値を超えるかどうかでチャネル評価を行う方法がある。
選択部123は、判断部122で判断された通信状況を用いて複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。これにより、選択部123は、現在の通信チャネルを変更する際に最適なチャネルを選択することができる。
このようなコントローラ側処理部12において、スキャン部121は、コントローラ側通信部11が端末装置2からのパケットについて受信待ちを行っている期間(定常待ち受け期間)に、当該受信待ちを間欠的に中断させる。そして、スキャン部121は、当該受信待ちが中断しているときに電波干渉レベルを計測する。受信待ちとは、端末装置2からのパケットを受信できるように、待ち受けることをいう。
このとき、スキャン部121は、コントローラ側通信部11でのパケット受信に影響を与えない時間間隔で、電波干渉レベルを計測する。すなわち、スキャン部121は、端末装置2において設定されている待機時間よりも短い期間、受信待ちを間欠的に中断させ、電波干渉レベルを計測する。
本実施形態において、パケット受信に影響を与えない時間間隔での電波干渉レベルの計測とは、電波干渉レベルの計測によって、端末装置2からのパケットの受信に失敗したとしても、端末装置2の再送機能でパケットを受信することができるくらい短時間かつ間欠的な電波干渉レベルの計測をいう。
ところで、スキャン部121は、受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルについて一部ずつ電波干渉レベルを計測する。本実施形態のスキャン部121は、受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルについて1チャネルずつ電波干渉レベルを計測する。なお、スキャン部121は、受信待ちが中断している期間ごとに、2チャネルずつ電波干渉レベルを計測してもよいし、3以上のチャネルずつ電波干渉レベルを計測してもよい。
コントローラ側記憶部13は、スキャン部121で計測された電波干渉レベルの履歴を蓄積している。また、コントローラ側記憶部13は、端末装置2の再送機能に用いられる待機時間および規定時間範囲に関する情報を記憶している。さらに、コントローラ側記憶部13は、電波干渉レベルの履歴以外にも、必要に応じて各種の情報を記憶している。
また、コントローラ側記憶部13は、コントローラ(コンピュータ)1が各種の機能を実行するためのプログラムを格納している。すなわち、コントローラ側記憶部13は、コントローラ1をコントローラ側通信部11、コントローラ側処理部12およびコントローラ側記憶部13として機能させるためのプログラムを格納している。当該プログラムは、コントローラ1の出荷時にコントローラ側記憶部13に予め格納されている。ただし、コントローラ1が当該プログラムを出荷後に取得する場合、コントローラ1が当該プログラムを取得する手法の一例としては、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体(図示せず)を用いる手法がある。記録媒体を用いる手法の場合、コントローラ1は、記録媒体のデータを読み取るための読取装置(図示せず)を備えていればよい。記録媒体としては、例えば光ディスクやメモリカードなどがある。読取装置としては、光ディスクの情報を読み出すドライブ装置や、メモリカードの情報を読み出すメモリカードリーダなどがある。また、コントローラ1が当該プログラムを取得する他の手法としては、ネットワークを用いて当該プログラムを外部装置(例えばサーバ)(図示せず)からダウンロードする手法がある。当該プログラムをダウンロードする手法の場合、コントローラ1は、ネットワークを用いて外部装置と通信するための通信機能(図示せず)を有していればよい。
次に、本実施形態に係るコントローラ1の動作について図2〜4を用いて説明する。なお、図2,3が本実施形態のコントローラの定常動作を示し、図4が従来のコントローラの定常動作を比較例として示している。
まず、従来のコントローラの定常動作について説明する。図4(a)に示すように、定常待ち受け期間では、従来のコントローラは、端末装置からのパケットについての受信待ち受けを継続して行っている。パケットを送信する場合、図4(b)に示すように、従来のコントローラは、受信待ち受けを一時的に中断し、受信待ち受けを中断しているときにパケットを送信する(期間T9)。パケットを送信した後、従来のコントローラは、再び、受信待ち受けを行う。
これに対して、本実施形態のコントローラ1は、図2(a)に示すように、定常待ち受け期間において、周期T2で、期間T11〜T16に間欠的(定期的)に受信待ち受けを中断し、受信待ち受けを中断しているときに第1〜4のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。コントローラ1は、期間T11に第1のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T12に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ1は、期間T13に第3のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T14に第4のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ1は、期間T15に第1のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T16に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ1は、第1〜4のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。
ところで、端末装置にパケットを送信する場合、図2(b)に示すように、コントローラ1は、期間T3に受信待ち受けを一時的に中断し、受信待ち受けを中断しているときにパケットを送信する。この期間T3では、コントローラ1は、第1〜4のチャネルでの電波干渉レベルの計測も中断する。すなわち、コントローラ1は、干渉レベルの計測よりも優先して端末装置2にパケットを送信する。パケットを送信した後、コントローラ1は、再び、受信待ち受けを行う。そして、パケットの送信が終了した時点から所定時間が経過した後、コントローラ1は、周期T2で第1〜4のチャネルでの電波干渉レベルの計測を再開する。コントローラ1は、期間T12に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T13に第3のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T14に第4のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ1は、第1〜4のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。
続いて、本実施形態のコントローラ1が端末装置2からパケットを受信するときの動作について説明する。図3に示すように、端末装置2がコントローラ1にパケットを送信したとき(時刻t11)、コントローラ1は、第1のチャネルでの電波干渉レベルの計測中(期間T11)であるので、端末装置2からのパケットを受信することができない。その後、コントローラ1は、期間T12に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。一方、パケットを送信した端末装置2は、コントローラ1からACKを受信しないので、パケットを送信してから所定時間が経過した後、コントローラ1にパケットを再送する(時刻t12)。このとき、コントローラ1は、受信待ち受けを行っているので、端末装置2からパケットを受信する。その後、コントローラ1は、端末装置2にACKを送信する(時刻t13)。端末装置2からのパケットの受信を開始してから端末装置2へのACKの送信が完了するまでの期間T4では、コントローラ1は、電波干渉レベルの計測を中断する。その後、コントローラ1は、再び、受信待ち受けを行い、定期的に各チャネルでの電波干渉レベルの計測を行う。そして、コントローラ1は、期間T13に第3のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T14に第4のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T15に第5のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ1は、第1〜4のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。
次に、本実施形態に係る無線通信システムの使用例について説明する。本実施形態の無線通信システムは、例えばエネルギー管理システム、衛生管理システム、防犯・防災システム、照明制御システム、または、これらのうちの2以上を融合したシステムなどに用いられる。エネルギー管理システムは、工場、事務所または住宅内の温度や湿度、塵、人の在不在などを感知する無線センサを用いたシステムである。防犯・防災システムは、煙感知センサや窓ガラス破壊センサ、カメラなどを用いたシステムである。照明制御システムは、照明スイッチ、調光機器、照明機器などを備えるシステムである。
図5の例は、本実施形態の無線通信システムを、上記システムを融合したシステムに適用した場合を示している。図5に示す無線通信システムは、コントローラ1と無線通信を行う端末装置2として、窓センサ201と、煙センサ202と、人感センサ203と、ブザー204と、照明機器205と、電力センサ206とを備えている。窓センサ201は、警戒モードにセットするためのパケットをコントローラ1から受信すると、警戒モードになる。警戒モードにおいて不審者に窓を開けられたり、窓を壊されたりすると、窓センサ201は、侵入警報を表わすパケットをコントローラ1に送信する。当該パケットを受信したコントローラ1は、警報音を鳴らすためのパケットをブザー204に送信する。当該パケットを受信したブザー204は、警報音を鳴らす。煙センサ202は、煙を検知すると、この旨を表わすパケットをコントローラ1に送信する。当該パケットを受信したコントローラ1は、警報音を鳴らすためのパケットをブザー204に送信する。当該パケットを受信したブザー204は、警報音を鳴らす。なお、煙センサ202は、警報音を鳴らすためのパケットを直接、ブザー204に送信することもできる。照明機器205は、照明リモコン3からの照明制御パケットまたはコントローラ1からの照明制御パケットに従って、光源(図示せず)の点灯状態を切り替える。電力センサ206は、需要家に設置された複数の電力負荷(図示せず)の総電力使用量、各電力負荷の電力使用量などを計測する。そして、電力センサ206は、計測結果(電力情報)を含むパケットをコントローラ1に送信する。
以上説明した本実施形態の無線通信システムにおいて、コントローラ1は、コントローラ側通信部11が受信待ちを行っている期間に、端末装置2で再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断する。そして、コントローラ1は、当該受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルについて一部ずつ電波干渉レベル(電波状況)を計測し、電波干渉レベルを用いて通信状況を判断し、通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして選択する。これにより、本実施形態の無線通信システムでは、受信待ちが中断しているときに端末装置2から送信されたパケットを受信できなかったとしても、その後、端末装置2から再送されたパケットを受信することができる。その結果、コントローラ1と端末装置2との無線通信への影響を抑えつつ、通信チャネルを動的に選択することができる。すなわち、本実施形態のコントローラ1は、電波干渉レベルの計測によって、端末装置2からのパケット受信を阻害することが少ないので、通信チャネルを変更する必要があるか、変更するならどのチャネルが最適であるかといった判断を、通常のシステム動作への影響を抑えながら行うことができる。
また、本実施形態のコントローラ1は、受信待ちが中断している期間ごとに、1チャネルずつ電波状況を計測する。これにより、本実施形態のコントローラ1では、全てのチャネルでの電波状況を一度に計測する場合に比べて、1回当たりの中断期間を短くすることができる。その結果、コントローラ側通信部11が端末装置2から再送されたパケットを受信できないということを低減させることができる。
なお、本実施形態の変形例として、判断部122は、コントローラ側記憶部13でこれまでに蓄積されている電波干渉レベルの履歴を用いて通信状況を判断してもよい。
電波を観測したタイミングでの電波干渉レベルを計測する際に、ある一定時間のみ動作するような電波発生源が存在する場合、当該電波発生源の影響の大きいチャネルを選択してしまう可能性がある。すなわち、当該電波発生源からの電波が時間に依存して変化し、時間に応じて干渉の度合いが変動するため、干渉の小さいときに電波干渉レベルを計測すると、他の時間帯では干渉の大きいチャネルを選択してしまう可能性がある。
このような問題に対し、本変形例のコントローラ1は、これまでの電波干渉レベルの履歴を用いて通信状況を判断する。これにより、本変形例のコントローラ1では、定常的に電波(ノイズ)を発生するような電波発生源の影響だけではなく、時間に依存して電波が変化することで干渉の度合いが変わるような電波発生源の影響も考慮して、通信チャネルを選択することができる。すなわち、本変形例のコントローラ1は、継続的に電波干渉レベルを計測することができるので、時間に依存して動作するような電波発生源の影響を考慮して、通信チャネルを選択することができる。
(実施形態2)
実施形態2に係る無線通信システムは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)のキャリアセンスを通信状況の判断に用いる点で、実施形態1に係る無線通信システムと相違する。なお、実施形態1の無線通信システムと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の無線通信システムの使用形態は、実施形態1の無線通信システムと同様である(図5参照)。
実施形態2に係る無線通信システムは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)のキャリアセンスを通信状況の判断に用いる点で、実施形態1に係る無線通信システムと相違する。なお、実施形態1の無線通信システムと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の無線通信システムの使用形態は、実施形態1の無線通信システムと同様である(図5参照)。
本実施形態では、CSMA/CAの無線方式において、通信チャネルを現在のチャネルから他のチャネルに切り替えるべきかどうかの判断に、送信前のキャリアセンスでの電波の計測結果を使用する。
本実施形態のコントローラ側通信部11は、CSMA/CA方式によって通信チャネルで端末装置2にパケットを送信する前にキャリアセンスを行う。なお、実施形態1のコントローラ側通信部11と同様の機能については説明を省略する。
本実施形態のスキャン部121は、キャリアセンスの結果を用いて、通信チャネルでの電波干渉レベルを計測する。また、本実施形態のスキャン部121は、定常待ち受け期間に、パケット受信に影響を与えない時間間隔で、受信待ち受けを中断し、受信待ち受けが中断しているときに他チャネルの電波干渉レベルを計測する。なお、実施形態1のスキャン部121と同様の機能については説明を省略する。
本実施形態のコントローラ側記憶部13は、CSMA/CAの機能であるキャリアセンスによって、現在用いられている通信チャネルでの電波の計測結果を蓄積している。また、コントローラ側記憶部13は、現在用いられている通信チャネル以外の他チャネルの電波干渉レベルの計測結果を蓄積している。なお、実施形態1のコントローラ側記憶部13と同様の機能については説明を省略する。
次に、本実施形態に係るコントローラ1の動作について図6〜8を用いて説明する。なお、図6,7が本実施形態のコントローラ1の定常動作を示し、図8が従来のコントローラの定常動作を比較例として示している。
まず、従来のコントローラの定常動作について説明する。図8(a)に示すように、定常待ち受け期間では、従来のコントローラは、端末装置からのパケットについての受信待ち受けを継続して行っている。パケットを送信する場合、図8(b)に示すように、従来のコントローラは、受信待ち受けを一時的に中断し、キャリアセンスを行う(期間T91)。キャリアセンスは、送信パケットが他のエア上のパケットと衝突しないように、送信前に行われる。その後、従来のコントローラは、パケットを送信する(期間T92)。パケットを送信した後、従来のコントローラは、再び、受信待ち受けを行う。
これに対して、本実施形態のコントローラ1は、図6(a)に示すように、定常待ち受け期間において、周期T6で、期間T51〜T56に間欠的(定期的)に受信待ち受けを中断し、受信待ち受けを中断しているときに、現在使用していない第2〜5のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。ここでは、現在の通信チャネルは第1のチャネルである。コントローラ1は、期間T51に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T52に第3のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ1は、期間T53に第4のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T54に第5のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ1は、期間T55に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T56に第3のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ1は、第2〜5のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。
ところで、端末装置2にパケットを送信する場合、図6(b)に示すように、コントローラ1は、期間T71に受信待ち受けを一時的に中断し、キャリアセンスを行う。その後、コントローラ1は、期間T72に、端末装置2にパケットを送信する。期間T71および期間T72では、コントローラ1は、第2〜5のチャネルでの電波干渉レベルの計測も中断する。すなわち、コントローラ1は、干渉レベルの計測よりも優先して端末装置2にパケットを送信する。パケットを送信した後、コントローラ1は、再び、受信待ち受けを行う。そして、パケットの送信が終了した時点から所定時間が経過した後、コントローラ1は、第2〜5のチャネルでの電波干渉レベルの計測を再開する。コントローラ1は、期間T52に第3のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T53に第4のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T54に第5のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ1は、定期的にチャネルを変えていき、チャネルごとに電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ1は、第2〜5のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。
続いて、本実施形態のコントローラ1が端末装置2からパケットを受信するときの動作について説明する。図7に示すように、端末装置2が時刻t21にキャリアセンスを行って時刻t22にパケットをコントローラに送信したとき、コントローラ1は、第2のチャネルでの電波干渉レベルの計測中(期間T51)であるので、端末装置2からのパケットを受信することができない。その後、コントローラ1は、期間T52に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。一方、パケットを送信した端末装置2は、コントローラ1からACKを受信しないので、パケットを送信してから所定時間が経過した後、再び、キャリアセンスを行い(時刻t23)、コントローラ1にパケットを再送する(時刻t24)。このとき、コントローラ1は、受信待ち受けを行っているので、端末装置2からパケットを受信する。その後、コントローラ1は、端末装置2にACKを送信する(時刻t25)。端末装置2からのパケットの受信を開始してから端末装置2へのACKの送信が完了するまでの期間T8では、コントローラ1は、電波干渉レベルの計測を中断する。その後、コントローラ1は、再び、受信待ち受けを行い、定期的に各チャネルでの電波干渉レベルの計測を行う。そして、コントローラ1は、期間T53に第4のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T54に第5のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間T55に第2のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ1は、第2〜5のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。
以上説明した本実施形態の無線通信システムは、CSMA/CA方式で用いられるキャリアセンスを有効に活用して現在の通信チャネルでの電波干渉レベルを計測することができる。これにより、現在の通信チャネルでの電波干渉レベルを計測するための動作を別途行う必要がなく、他のチャネルでの電波干渉レベルのみを計測すればよい。
(実施形態3)
実施形態3に係る無線通信システムは、コントローラ側通信部11の通信頻度に応じて電波干渉レベルに重み付けをし、当該電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する点で、実施形態1に係る無線通信システムと相違する。なお、実施形態1の無線通信システムと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の無線通信システムの使用形態は、実施形態1の無線通信システムの使用形態と同様である(図5参照)。
実施形態3に係る無線通信システムは、コントローラ側通信部11の通信頻度に応じて電波干渉レベルに重み付けをし、当該電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する点で、実施形態1に係る無線通信システムと相違する。なお、実施形態1の無線通信システムと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の無線通信システムの使用形態は、実施形態1の無線通信システムの使用形態と同様である(図5参照)。
本実施形態の判断部122は、コントローラ側記憶部13で蓄積された電波干渉レベルの履歴を用いて通信状況を判断する。なお、実施形態1の判断部122と同様の機能については説明を省略する。
ところで、本実施形態のコントローラ側記憶部13は、予め決められた時間帯ごとに電波干渉レベルを蓄積している。さらに、コントローラ側記憶部13は、コントローラ側通信部11でのパケット送信回数およびパケット受信回数を時間帯ごとに蓄積している。
本実施形態の判断部122は、時間帯ごとに、当該時間帯でのコントローラ側通信部11の通信頻度に応じて、コントローラ側記憶部13に蓄積されている電波干渉レベルに重み付けをする。すなわち、判断部122は、時間帯ごとに、コントローラ側通信部11でのパケット送信回数およびパケット受信回数が多くなるほど、コントローラ側記憶部13に蓄積されている電波干渉レベルが高くなるように重み付けをする。そして、判断部122は、重み付けをした電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する。
本実施形態の選択部123は、判断部122で重み付けがされた電波干渉レベルを用いて、通信チャネルを選択する。なお、実施形態1の選択部123と同様の機能については説明を省略する。
なお、本実施形態に係るコントローラ1の動作は、実施形態1に係るコントローラ1の動作と同様であるから、説明を省略する。
以上説明した本実施形態のコントローラ1は、時間帯ごとに、当該時間帯でのコントローラ側通信部11の通信頻度に応じて電波干渉レベルに重み付けをし、重み付けをした電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する。これにより、本実施形態のコントローラ1では、コントローラ1と端末装置2との間の通信頻度の高い時間帯において、電波干渉レベルの高いチャネルを通信チャネルとして選択しにくくすることができる。
なお、本実施形態のように通信頻度に応じて重み付けがされた電波干渉レベルを用いて通信チャネルを選択する技術は、実施形態1の無線通信システムだけではなく、実施形態2の無線通信システムにも適用してもよい。
1 コントローラ(無線通信装置)
11 コントローラ側通信部(通信部)
121 スキャン部
122 判断部
123 選択部
13 コントローラ側記憶部(記憶部)
2 端末装置(他の装置)
11 コントローラ側通信部(通信部)
121 スキャン部
122 判断部
123 選択部
13 コントローラ側記憶部(記憶部)
2 端末装置(他の装置)
Claims (7)
- 使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで他の装置と無線通信を行う通信部と、
前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部と、
前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部と、
前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部とを備え、
前記他の装置は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有し、
前記スキャン部は、前記通信部が前記他の装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している期間ごとに、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記スキャン部は、前記受信待ちが中断している期間ごとに、前記複数のチャネルについて1チャネルずつ前記電波状況を計測することを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
- 前記スキャン部で計測された前記電波状況の履歴を蓄積する記憶部を備え、
前記判断部は、前記記憶部で蓄積された前記電波状況の履歴を用いて前記通信状況を判断する
ことを特徴とする請求項1または2記載の無線通信装置。 - 前記記憶部は、予め決められた時間帯ごとに前記電波状況を蓄積し、
前記判断部は、前記時間帯ごとに、当該時間帯での前記通信部の通信頻度に応じて、前記記憶部に蓄積されている前記電波状況に重み付けをし、重み付けをした前記電波状況を用いて前記通信状況を判断する
ことを特徴とする請求項3記載の無線通信装置。 - 前記通信部は、CSMA/CA方式によって前記通信チャネルで前記他の装置にパケットを送信する前にキャリアセンスを行い、
前記スキャン部は、前記キャリアセンスの結果を用いて、前記通信チャネルでの前記電波状況を計測する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線通信装置と、
前記無線通信装置と無線通信を行う他の装置と
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有する他の装置と無線通信を行う無線通信装置に用いられるコンピュータを、
使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで他の装置と無線通信を行う通信部、
前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部、
前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部、および、
前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部として機能させ、
前記スキャン部が、前記通信部が前記他の装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している期間ごとに、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測するためのプログラム。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP7193268B2 (ja) | 2018-08-17 | 2022-12-20 | 矢崎総業株式会社 | 無線端末および無線通信システム |
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JP2004320249A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Sony Corp | 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム |
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2012
- 2012-09-28 JP JP2012217601A patent/JP2014072725A/ja active Pending
-
2013
- 2013-09-20 WO PCT/JP2013/005551 patent/WO2014050041A1/ja active Application Filing
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