JP2015015543A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 通信チャネルのスキャン処理を実行するために通信端末とコントローラとの通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができる無線通信システムを提供する。【解決手段】通信端末２は、コントローラ１との通信が行われない空き時間に通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部２ｂと、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部２ｃと、判断部２ｃの判断結果をコントローラ１に送信する通信部２ａとを備える。コントローラ１は、通信端末２との間で無線信号の授受を行う通信部１ａと、通信端末２から受信した判断部２ｃの判断結果を記憶する記憶部１ｂと、記憶部１ｂに記憶した判断部２ｃの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部１ｃとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、コントローラと通信端末とが無線通信を行う無線通信システムに関するものである。

従来、コントローラと通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムがある。

そして、特許文献１に開示されている従来技術において、通信端末は、無線チャネルをスキャンし、チャネル状態を検出して、空きチャネルか使用チャネルかを認識する。そして、通信端末は、この認識結果をコントローラ（基地局）に送信して登録する。コントローラは、その登録情報に基づいて、通信チャネルの設定を通信端末に指示する。

特開２００７−８８９４０号公報

従来の無線通信システムでは、通信端末によるスキャン処理のタイミングが、通信端末とコントローラとの通信期間に一致すると、通信端末とコントローラとの通信を停止する必要があった。また、通信チャネルの変更時にスキャン処理を行うと、通信チャネルの変更に時間がかかりすぎるという問題もあった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信チャネルのスキャン処理を実行するために通信端末とコントローラとの通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができる無線通信システムを提供することにある。

本発明の無線通信システムは、コントローラと通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記第１のスキャン部の検出結果に基づいて、前記通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記判断部の判断結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、前記コントローラは、前記通信端末との間で無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記判断部の判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備えることを特徴とする。

本発明の無線通信システムは、コントローラと通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記第１のスキャン部の検出結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、前記コントローラは、前記通信端末との間で無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記第１のスキャン部の検出結果に基づいて、前記通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記判断部の判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備えることを特徴とする。

この発明において、前記コントローラは、前記通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第２のスキャン部を備え、前記チャネル選択部は、前記第２のスキャン部の検出結果も併せて用いて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択することが好ましい。

この発明において、前記通信端末を複数備え、前記チャネル選択部は、複数の前記通信端末のそれぞれに対応して前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、複数の前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択することが好ましい。

この発明において、前記コントローラは、前記通信端末との通信状態を検知する検知部を備えて、前記第２の通信部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記通信端末との通信状態が悪化したと判断した場合に、前記チャネル選択部が選択した１つの前記通信チャネルの情報を前記通信端末へ送信し、前記通信端末は、前記コントローラから受信した前記通信チャネルの情報に基づいて、前記コントローラとの通信に用いる前記通信チャネルを、前記チャネル選択部が選択した前記通信チャネルに変更することが好ましい。

以上説明したように、本発明の無線通信システムにおいて、コントローラと通信端末との間の通信が行われない空き時間に、通信チャネルのスキャンを実行するので、通信チャネルのスキャン処理を実行するために通信端末とコントローラとの通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができるという効果がある。

実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 同上のポーリングの処理を示すシーケンス図である。 同上の通信端末の動作を示すフローチャート図である。 同上の通信チャネルの判断結果を格納したテーブル構成の一例を示すテーブル図である。 同上のチャネル変更指示の送信処理を示すシーケンス図である。 同上の通信端末の動作を示す別のフローチャート図である。 同上の通信端末の動作を示す別のフローチャート図である。 同上の無線通信システムの構成を示す別のブロック図である。 同上の無線通信システムの構成を示す別のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態の無線通信システムの構成を示しており、複数の通信端末２が、１台のコントローラ１との間で無線通信を行う。コントローラ１は、複数の通信端末２のそれぞれに対して順次アクセスするポーリングを行うことによって、通信端末２との間で通信を行う。例えば、通信端末２がセンサ機器である場合、コントローラ１は、各通信端末２に対して要求信号を定期的に順次送信する。要求信号を受信した通信端末２は、計測値、監視結果、状態変化等のデータを含む応答信号をコントローラ１へ送信する。なお、複数の通信端末２を区別する場合、通信端末２１，２２，２３，．．．と称す。

上述のようにコントローラ１は、各通信端末２をポーリングすることによって、通信端末２からデータを取得する。このコントローラ１は、配下の全通信端末２との間で、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて無線通信を行う。通信端末２は、コントローラ１から通知された通信チャネルを用いて、コントローラ１との間で無線通信を行う。

以下、本無線通信システムにおける通信チャネルの設定方法について説明する。

コントローラ１は、図１に示すように、通信部１ａ（第２の通信部）と、記憶部１ｂと、チャネル選択部１ｃと、検知部１ｄとで構成される。通信部１ａは、複数の通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎから択一的に選択されたいずれか１つの通信チャネルを用いて、通信端末２との間で無線信号の送受信を行う。記憶部１ｂは、通信端末２から受信した各情報等を記憶する。チャネル選択部１ｃは、通信に用いる１つの通信チャネルを通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎから選択する。検知部１ｄは、通信端末２との通信状態を検知する。

通信端末２は、通信部２ａ（第１の通信部）と、スキャン部２ｂ（第１のスキャン部）と、判断部２ｃとで構成される。通信部２ａは、複数の通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎから択一的に選択されたいずれか１つの通信チャネルを用いて、コントローラ１との間で無線信号の送受信を行う。スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎの各受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎのそれぞれの受信品質を検出する。判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎのそれぞれを通信に用いる可否を判断する。

コントローラ１と通信端末２１，２２，２３との間の通信シーケンスを図２に示す。

コントローラ１は、通信端末２１，２２，２３のそれぞれの電源オン時（起動時）に、通信端末２１，２２，２３との間でチャネルネゴシエーションを行う。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２１，２２，２３に対して、通信に用いる通信チャネルを通知する。ここでは、コントローラ１−通信端末２１，２２，２３間の通信に、通信チャネルＣＨ１を用いるものとする。

コントローラ１の通信部１ａは、通信端末２１，２２，２３に対して、時間Ｔ１間隔で要求信号Ｙａを順次送信する。すなわち、全ての通信端末２１，２２，２３に要求信号Ｙａが送信されるポーリング周期Ｔ２＝Ｔ１×３となる。通信端末２１，２２，２３の通信部２ａは、ポーリング周期Ｔ２で自端末宛の要求信号Ｙａを受信し、要求信号Ｙａに対する返信として、計測値、監視結果、状態変化等のデータを含む応答信号Ｙｂをコントローラ１へ送信する。

通信端末２のスキャン部２ｂは、通信部２ａが応答信号Ｙｂを送信してから自端末宛の次の要求信号Ｙａを受信するまでのスキャン期間Ｔｓにスキャン処理を実行する。このスキャン期間Ｔｓは、コントローラ１と各通信端末２との間の通信が行われない空き時間である。各通信端末２のスキャン部２ｂは、このスキャン期間Ｔｓにおいて、現在使用している通信チャネルＣＨ１以外の通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎのそれぞれの受信品質を検出する。

図３に、通信端末２の通信処理のフローチャートを示す。

通信端末２の通信部２ａは、電源オンされると（Ｓ１）、コントローラ１との間でチャネルネゴシエーションを行う（Ｓ２）。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２に対して、ポーリングに用いる通信チャネル（ここでは、通信チャネルＣＨ１とする）を通知する。なお、通信端末２は、コントローラ１のネットワークに参入するときに通知された通信チャネルを不揮発性メモリに記憶しておけば、電源オン毎に行うステップＳ２でのチャネルネゴシエーションは不要となる。

そして、コントローラ１と通信端末２との間では、要求信号Ｙａおよび応答信号Ｙｂを用いたポーリング処理が開始される（Ｓ３）。通信端末２のスキャン部２ｂは、コントローラ１との間で実行するポーリングの１サイクルが終了したか否かを判断する（Ｓ４）。要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了すれば、スキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したとして、ステップＳ５に進む。スキャン部２ｂは、要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了していなければ、ポーリングの１サイクルが終了していないとして、ステップＳ３に戻る。

ポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、電源オン後の最初のスキャン処理であるので、ポーリングで使用している通信チャネルＣＨ１の番号「１」をインクリメントして「２」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ２」に切り替える（Ｓ５）。

そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ２の受信品質を検出する（Ｓ６）。ここで、ポーリングで用いられている現在の通信チャネルはＣＨ１であり、通信チャネルＣＨ２はポーリングに用いられていないので、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度は、通信チャネルＣＨ２の雑音レベルであるとみなすことができる。

判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）を通信に用いることの可否を判断する（Ｓ７）。

例えば、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信電界強度を一定時間計測し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値を求める。そして、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値未満であれば「可」、閾値以上であれば「否」と判断する。

あるいは、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信強度を複数回測定し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上となった回数をカウントする。そして、判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数未満であれば「可」、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数以上であれば「否」と判断する。

そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）の判断結果を記憶する（Ｓ８）。

通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ２」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻して（Ｓ９）、ステップＳ３に戻る。

そして、ステップＳ３，Ｓ４においてポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、２回目のスキャン処理であるので、前回のスキャン対象であった通信チャネルＣＨ２の番号「２」をインクリメントして「３」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ３」に切り替える（Ｓ５）。

そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ３の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ３の受信品質を検出する（Ｓ６）。判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨ３を通信に用いる可否を判断する（Ｓ７）。そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨ３の判断結果を記憶する（Ｓ８）。通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ３」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻して（Ｓ９）、ステップＳ３に戻る。

そして、ステップＳ３，Ｓ４においてポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、３回目のスキャン処理であるので、前回のスキャン対象であった通信チャネルＣＨ３の番号「３」をインクリメントして「４」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ４」に切り替える（Ｓ５）。

以降、スキャン部２ｂは、ステップＳ３，Ｓ４においてポーリングの１サイクルが終了する度に、スキャン対象の通信チャネルを切り替えて、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎのスキャン処理を順次実行する。そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎの各判断結果を記憶する。

すなわち、通信端末２は、ポーリングの１サイクルが終了する度に、１回のスキャン期間Ｔｓが発生し、この１回のスキャン期間Ｔｓにおいて、１つの通信チャネルに対してのみスキャン処理を実行する。

なお、ステップＳ５において、前回のスキャン対象が通信チャネルＣＨｎであった場合、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨｎ」から「ＣＨ２」に切り替える。通信チャネルＣＨ１をポーリングに用いている場合、通信チャネルＣＨｎの次のスキャン対象は、通信チャネルＣＨ２となる。すなわち、ステップＳ５において、スキャン部２ｂは、ポーリングに用いている通信チャネル以外の通信チャネルをサイクリックに切り替えることによって、スキャン対象の通信チャネルを順次設定する。

そして、通信部２ａは、判断部２ｃが記憶している通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎの各判断結果を、ポーリングの応答信号Ｙｂに付加して、コントローラ１へ送信する。なお、通信部２ａは、ステップＳ５〜Ｓ８のスキャン処理の判断結果を１回毎に（１つの通信チャネルの判断結果を）、次のポーリングの応答信号Ｙｂに付加して送信してもよい。あるいは、通信部２ａは、複数のスキャン対象の通信チャネルの判断結果を、１回のポーリングの応答信号Ｙｂに付加して送信してもよい。あるいは、通信部２ａは、全てのスキャン対象の通信チャネルの判断結果を、１回のポーリングの応答信号Ｙｂに付加して送信してもよい。

コントローラ１は、通信端末２から送信された通信チャネルの判断結果を受信部１ａが受信して、記憶部１ｂに格納する。図４は、記憶部１ｂに通信チャネルの判断結果を格納したテーブル構成の一例を示しており、記憶部１ｂは、通信端末２（図４では、通信端末２１〜２５）のそれぞれに対応させて、スキャン対象の通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ６の各判断結果を格納している。図４中の「○」は、通信に用いることができる「可」であり、「−」は、通信に用いることができない「否」である。

チャネル選択部１ｃは、記憶部１ｂに記憶した判断結果に基づいて、通信状態の悪化時に通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ６から選択する。この場合、チャネル選択部１ｃは、通信端末２１〜２５の全てにおいて判断部２ｃの判断結果が「可」である通信チャネルＣＨ４，ＣＨ５を候補として、通信チャネルＣＨ４，ＣＨ５のうちチャネル番号が小さい通信チャネルＣＨ４を選択する。

そして、検知部１ｄは、通信端末２との通信状態を検知している。検知部１ｄは、通信端末２との通信状態として、例えば現在の通信チャネルＣＨ１におけるポーリングの失敗割合を検知する。そして、通信部１ａは、ポーリングの失敗割合が閾値以上になった場合、通信端末２との通信状態が悪化したと判断する。通信端末２との通信状態が悪化したと判断した通信部１ａは、チャネル選択部１ｃが選択した通信チャネルＣＨ４への切替を要求するチャネル変更指示Ｙｃを、配下の全ての通信端末２へ送信する（図５参照）。

また、検知部１ｄは、通信端末２との通信状態として、例えば現在の通信チャネルＣＨ１におけるＳ／Ｎ比を検知してもよい。この場合、通信部１ａは、現在の通信チャネルＣＨ１におけるＳ／Ｎ比が閾値以下になった場合、通信端末２との通信状態が悪化したと判断する。

チャネル変更指示Ｙｃを受信した通信端末２は、チャネル変更指示Ｙｃを参照して、コントローラ１との通信に用いる通信チャネルを、現在の通信チャネルＣＨ１から通信チャネルＣＨ３に変更する。

上述のように、本無線通信システムは、コントローラ１と通信端末２との間の通信が行われない空き時間であるポーリングの合間（スキャン期間Ｔｓ）に、通信チャネルのスキャンを実行する。したがって、本無線通信システムは、通信チャネルのスキャン処理を実行するためにコントローラ１と通信端末２との通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができる。

また、チャネル選択部１ｃは、複数の通信端末２の受信品質を基にして通信チャネルを選択するので、システム全体で通信状況が良好な通信チャネルを選択することができる。

また、コントローラ１は、通信端末２との通信状態が悪化した場合に、通信端末２に対してチャネル変更指示Ｙｃを送信するので、コントローラ１−通信端末２間の通信不能状態の発生を抑制できる。

上述の無線通信システムは、コントローラ１と通信端末２とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムである。そして、通信端末２は、コントローラ１との通信が行われない空き時間に通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部２ｂ（第１のスキャン部）を備える。さらに、通信端末２は、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部２ｃを備える。さらに、通信端末２は、コントローラ１との間で無線信号の授受を行い、判断部２ｃの判断結果をコントローラ１に送信する通信部２ａ（第１の通信部）を備える。コントローラ１は、通信端末２との間で無線信号の授受を行う通信部１ａ（第２の通信部）を備える。さらに、コントローラ１は、通信端末２から受信した判断部２ｃの判断結果を記憶する記憶部１ｂを備える。さらに、コントローラ１は、記憶部１ｂに記憶した判断部２ｃの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部１ｃを備える。

また、通信端末２のスキャン部２ｂは、図６のフローチャートに示す通信処理を実行してもよい。

通信端末２の通信部２ａは、電源オンされると（Ｓ１１）、コントローラ１との間でチャネルネゴシエーションを行う（Ｓ１２）。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２に対して、ポーリングに用いる通信チャネルを通知する（ここでは、通信チャネルＣＨ１とする）。なお、通信端末２は、コントローラ１のネットワークに参入するときに通知された通信チャネルを不揮発性メモリに記憶しておけば、電源オン毎に行うステップＳ１２でのチャネルネゴシエーションは不要となる。

そして、コントローラ１と通信端末２との間では、要求信号Ｙａおよび応答信号Ｙｂを用いたポーリング処理が開始される（Ｓ１３）。通信端末２のスキャン部２ｂは、コントローラ１との間で実行するポーリングの１サイクルが終了したか否かを判断する（Ｓ１４）。要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了すれば、スキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したとして、ステップＳ１５に進む。スキャン部２ｂは、要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了していなければ、ポーリングの１サイクルが終了していないとして、ステップＳ１３に戻る。

ここで、ポーリング周期Ｔ２は予め決まっており、通信端末２は、スキャン処理が可能なスキャン期間Ｔｓの時間長さを予め記憶している。そこで、通信端末２のスキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したと判断した後、スキャン期間Ｔｓの時間長を計時するタイマ処理を開始する（Ｓ１５）。

そして、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、電源オン後の最初のスキャン処理であるので、ポーリングで使用している通信チャネルＣＨ１の番号「１」をインクリメントして「２」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ２」に切り替える（Ｓ１６）。

そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ２の受信品質を検出する（Ｓ１７）。ここで、ポーリングで用いられている現在の通信チャネルはＣＨ１であり、通信チャネルＣＨ２はポーリングに用いられていないので、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度は、通信チャネルＣＨ２の雑音レベルであるとみなすことができる。

判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）を通信に用いることの可否を判断する（Ｓ１８）。

例えば、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信電界強度を一定時間計測し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値を求める。そして、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値未満であれば「可」、閾値以上であれば「否」と判断する。

あるいは、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信強度を複数回測定し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上となった回数をカウントする。そして、判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数未満であれば「可」、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数以上であれば「否」と判断する。

そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）の判断結果を記憶する（Ｓ１９）。

スキャン部２ｂは、スキャン期間Ｔｓの時間長を計時するタイマ処理がカウントアップしたか否かを判断する（Ｓ２０）。スキャン部２ｂは、タイマ処理の残時間が１つの通信チャネルのスキャン処理に要する時間（ステップＳ１６〜Ｓ１９の処理に要する平均時間または最大時間）より長ければ、タイマ処理はカウントアップしていないと判断する。

スキャン部２ｂは、ステップＳ２０においてタイマ処理がカウントアップしていないと判断した場合、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ２」から「ＣＨ３」に切り替えて（Ｓ１６）、ステップＳ１７〜Ｓ１９のスキャン処理を実行する。そしてステップＳ２０において、スキャン部２ｂは、タイマ処理の残時間が１つの通信チャネルのスキャン処理に要する時間より長ければ、タイマ処理はカウントアップしていないと判断して、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ３」から「ＣＨ４」に切り替えて（Ｓ１６）、ステップＳ１７〜Ｓ１９のスキャン処理を実行する。

すなわち、スキャン部２ｂは、スキャン期間Ｔｓを予め把握していることによって、１回のスキャン期間Ｔｓ内で、可能な限り多くの通信チャネルに対するスキャン処理を繰り返し実行する。したがって、スキャン部２ｂは、スキャン処理の効率を向上させることができる。

そして、スキャン部２ｂは、ステップＳ２０においてタイマ処理の残時間が１つの通信チャネルのスキャン処理に要する時間より短くなれば、タイマ処理はカウントアップしたと判断して、スキャン処理を終了する。通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の通信チャネルからポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻して（Ｓ２１）、ステップＳ１３に戻る。

そして、ステップＳ１３，Ｓ１４においてポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン期間Ｔｓのタイマ処理を開始する（Ｓ１５）。スキャン部２ｂは、前回のスキャン対象であった通信チャネルの番号をインクリメントして、通信部２ａの通信チャネルを切り替える（Ｓ１６）。

以降、上述と同様に、スキャン部２ｂは、１回のスキャン期間Ｔｓ内で、可能な限り多くの通信チャネルに対するスキャン処理を繰り返し実行する。そして、通信部２ａは、判断部２ｃが記憶している通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎの各判断結果を、ポーリングの応答信号Ｙｂに付加して、コントローラ１へ送信する。

また、通信端末２のスキャン部２ｂは、図７のフローチャートに示す通信処理を実行してもよい。

通信端末２の通信部２ａは、電源オンされると（Ｓ３１）、コントローラ１との間でチャネルネゴシエーションを行う（Ｓ３２）。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２に対して、ポーリングに用いる通信チャネルを通知する（ここでは、通信チャネルＣＨ１とする）。なお、通信端末２は、コントローラ１のネットワークに参入するときに通知された通信チャネルを不揮発性メモリに記憶しておけば、電源オン毎に行うステップＳ３２でのチャネルネゴシエーションは不要となる。

そして、通信部２ａは、後述するポーリング待ちタイマのタイマ処理（Ｓ４２）を開始していないので、タイマ処理がカウントアップしたとみなして（Ｓ３３）、ステップＳ３７に進む。

そして、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、電源オン後の最初のスキャン処理であるので、ポーリングで使用している通信チャネルＣＨ１の番号「１」をインクリメントして「２」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ２」に切り替える（Ｓ３７）。

そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ２の受信品質を検出する（Ｓ３８）。ここで、ポーリングで用いられている現在の通信チャネルはＣＨ１であり、通信チャネルＣＨ２はポーリングに用いられていないので、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度は、通信チャネルＣＨ２の雑音レベルであるとみなすことができる。

判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）を通信に用いることの可否を判断する（Ｓ３９）。

例えば、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信電界強度を一定時間計測し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値を求める。そして、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値未満であれば「可」、閾値以上であれば「否」と判断する。

あるいは、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信強度を複数回測定し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上となった回数をカウントする。そして、判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数未満であれば「可」、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数以上であれば「否」と判断する。

そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）の判断結果を記憶する（Ｓ４０）。

通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ２」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻し（Ｓ４１）、ポーリング待ち時間を計時するタイマ処理を開始して（Ｓ４２）、ステップＳ３３に戻る。

通信部２ａは、ポーリング待ち時間を計時するタイマ処理がカウントアップしたか否かを判断する（Ｓ３３）。通信部２ａは、ポーリング待ち時間のタイマ処理がカウントアップしていなければ、コントローラ１から要求信号Ｙａを受信したか否かを判断する（Ｓ３４）。通信部２ａは、コントローラ１から要求信号Ｙａを受信していなければ、ステップＳ３３に戻る。通信部２ａは、コントローラ１から要求信号Ｙａを受信していれば、応答信号Ｙｂを送信して、ポーリング処理が実行される（Ｓ３５）。

そして、通信端末２のスキャン部２ｂは、コントローラ１との間で実行するポーリングの１サイクルが終了したか否かを判断する（Ｓ３６）。要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了すれば、スキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したとして、ステップＳ３７に進む。スキャン部２ｂは、要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了していなければ、ポーリングの１サイクルが終了していないとして、ステップＳ３５に戻る。

また、通信端末２は、ステップＳ３３においてポーリング待ち時間のタイマ処理がカウントアップしていれば、ステップＳ３７に進んで、スキャン部２ｂによるスキャン処理を実行する。すなわち、通信端末２は、ポーリング待ち時間が経過するまでに要求信号Ｙａを受信していなければ、コントローラ１は他の通信端末２とポーリングを行っているものとみなして、ポーリングよりもスキャン処理を優先して実行する。

ステップＳ３７において、スキャン部２ｂは、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ２」から「ＣＨ３」に切り替えて（Ｓ３７）、ステップＳ３８〜Ｓ４０のスキャン処理を実行する。スキャン終了後、通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ２」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻し（Ｓ４１）、ポーリング待ち時間を計時するタイマ処理を開始して（Ｓ４２）、ステップＳ３３に戻る。

以降、上述と同様に、ポーリング待ち時間のタイマ処理を行いながら、スキャン部２ｂは、通信チャネルに対するスキャン処理を実行する。そして、通信部２ａは、判断部２ｃが記憶している通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎの各判断結果を、ポーリングの応答信号Ｙｂに付加して、コントローラ１へ送信する。

上述のように、スキャン部２ｂは、コントローラ１と通信端末２との間のポーリング周期Ｔｓが変動して、通信端末２が要求信号Ｙａの受信タイミングを予測できない場合でも、スキャン処理を、ポーリング処理と両立させて効率よく実行することができる。

また、コントローラ１は、図８に示すように、スキャン部１ｅ（第２のスキャン部）と、判断部１ｆとを備えてもよい。この場合、スキャン部１ｅは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎのうち、現在使用している通信チャネルＣＨ１以外の通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎのそれぞれの各受信電界強度を測定することによって、受信品質を検出する。そして、判断部１ｆは、スキャン部１ｅの検出結果に基づいて、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨｎのそれぞれを通信に用いる可否を判断し、この判断結果を記憶部１ｂに格納する。すなわち、記憶部１ｂには、通信端末２の判断部２ｃによる判断結果（通信端末２側における通信チャネルの使用可否）と、判断部１ｆによる判断結果（コントローラ１側における通信チャネルの使用可否）の両方が格納されている。

そして、チャネル選択部１ｃは、判断部２ｃによる判断結果および判断部１ｆによる判断結果の両方に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを全通信チャネルから選択する。したがって、チャネル選択部１ｃは、コントローラ１側と通信端末２側との両方の受信品質に基づいて、使用する通信チャネルを選択するので、より通信状況のよい通信チャネルを用いることができる。

また、図９に示すように、通信端末２が判断部２ｃを備えておらず、コントローラ１が判断部１ｇを備える構成でもよい。

この場合、通信端末２の通信部２ａは、スキャン部２ｂの検出結果（スキャン対象である通信チャネルの受信強度）をコントローラ１に送信する。そして、コントローラ１の判断部１ｇは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断し、この判断結果を記憶部１ｄに格納する。チャネル選択部１ｃは、記憶部１ｄに記憶した判断部１ｇの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを全通信チャネルから選択する。

上述の無線通信システムは、コントローラ１と通信端末２とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムである。そして、通信端末２は、コントローラ１との通信が行われない空き時間に通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部２ｂ（第１のスキャン部）を備える。さらに、通信端末２は、コントローラ１との間で無線信号の授受を行い、スキャン部２ｂの検出結果をコントローラ１に送信する通信部２ａ（第１の通信部）を備える。コントローラ１は、通信端末２との間で無線信号の授受を行う通信部１ａ（第２の通信部）を備える。さらに、コントローラ１は、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部１ｇを備える。さらに、コントローラ１は、判断部１ｇの判断結果を記憶する記憶部１ｂを備える。さらに、コントローラ１は、記憶部１ｂに記憶した判断部１ｇの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部１ｃを備える。

１ コントローラ
１ａ 通信部（第２の通信部）
１ｂ 記憶部
１ｃ チャネル選択部
１ｄ 検知部
２ 通信端末
２ａ 通信部（第１の通信部）
２ｂ スキャン部（第１のスキャン部）
２ｃ 判断部

Claims (5)

1. コントローラと通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、
   前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記第１のスキャン部の検出結果に基づいて、前記通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記判断部の判断結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、
   前記コントローラは、前記通信端末との間で無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記判断部の判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. コントローラと通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、
   前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記第１のスキャン部の検出結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、
   前記コントローラは、前記通信端末との間で無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記第１のスキャン部の検出結果に基づいて、前記通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記判断部の判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備える
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 前記コントローラは、前記通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第２のスキャン部を備え、
   前記チャネル選択部は、前記第２のスキャン部の検出結果も併せて用いて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
4. 前記通信端末を複数備え、前記チャネル選択部は、複数の前記通信端末のそれぞれに対応して前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、複数の前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の無線通信システム。
5. 前記コントローラは、前記通信端末との通信状態を検知する検知部を備えて、前記第２の通信部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記通信端末との通信状態が悪化したと判断した場合に、前記チャネル選択部が選択した１つの前記通信チャネルの情報を前記通信端末へ送信し、
   前記通信端末は、前記コントローラから受信した前記通信チャネルの情報に基づいて、前記コントローラとの通信に用いる前記通信チャネルを、前記チャネル選択部が選択した前記通信チャネルに変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の無線通信システム。
   

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