JP2015033069A - 無線通信装置、無線通信システム、無線通信品質計測方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】最小限の構成からなる汎用的なシーケンスにより、無線通信装置間の通信品質を適切に計測することのできる無線通信装置等を提供する。【解決手段】無線通信部１２１は、他の無線通信装置との間で無線データの送受信を行う。計測部１２２は、無線通信品質を計測するために送られるテスト用データを無線通信部１２１が受信した際の受信電波強度を計測する。制御部１４０は、計測部１２２が計測した受信電波強度、及び、無線通信部１２１が受信したテスト用データの受信回数を含む無線通信品質情報を生成する。無線通信品質データベース１３０は、制御部１４０が生成した無線通信品質情報を記憶する。【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置間の通信品質を計測するための技術に関する。

住宅内の情報家電ネットワークや、ビル内のセンサネットワーク等において、設置が容易であることや配線コストの削減などから、無線通信が用いられることが多い。
この無線通信は、伝送路が不可視であることや、周囲の環境等により通信状況が大きく変化するため、無線通信装置間で安定した通信が可能であるか否かを判断するのが難しい。
そのため、従来より、無線通信装置間の通信品質を計測する方式が提案されている。

例えば、特許文献１には、無線局Ａから無線局Ｂに試験用データを送信し、その後に、無線局Ｂから無線局Ａに返送された試験用データに基づいて誤り率を算出するシステム（誤り率測定システム）が開示されている。また、特許文献２には、端末装置からプリンタに対してテストデータを送信し、受信したプリンタが、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check)方式やパリティビット方式などにより、テストデータのエラーをチェックするシステム（プリントシステム）が開示されている。

特開２００２−２３２４３２号公報 特開２００２−２６４４３１号公報

上述した従来技術では、特定のシステム構成、及び、無線通信装置構成において、特定の動作を行うことにより、無線通信品質の計測を可能にするものである。つまり、特許文献１のシステムでは、各無線局が双方向に通信可能であることが前提となっており、また、特許文献２のシステムでは、物理層レベルのエラーをチェックすることによって無線通信品質の計測を可能としている。

しかしながら、無線通信の用途が拡大している今日においては、無線通信システムの構成だけでなく、無線通信装置の構成や機能までも、多岐にわたっている。そのため、特定の構成において特定の動作によって無線通信品質を計測する従来技術では、無線システムごとに異なる計測方式（ソフトウェア等）を開発する必要があり、開発コストの上昇を招いてしまっていた。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、最小限の構成からなる汎用的なシーケンスにより、無線通信装置間の通信品質を適切に計測することのできる無線通信装置、無線通信システム、無線通信品質計測方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信装置は、
他の無線通信装置との間で無線データの送受信を行う無線通信手段と、
無線通信品質を計測するために送られるテスト用データを前記無線通信手段が受信した際の受信電波強度を計測する計測手段と、
前記計測手段が計測した前記受信電波強度、及び、前記無線通信手段が受信した前記テスト用データの受信回数を含む無線通信品質情報を生成する制御手段と、
前記制御手段が生成した前記無線通信品質情報を記憶するデータベースと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、最小限の構成からなる汎用的なシーケンスにより、無線通信装置間の通信品質を適切に計測することができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 無線通信品質データベースに記憶される無線通信品質情報の一例を説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信品質計測処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信品質計測の手順を示すシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線通信品質計測の手順を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１００の構成の一例を示すブロック図である。この無線通信装置１００は、無線通信品質を計測するために送られるテスト用フレーム（テスト用データ）を受信して、無線通信品質を計測する装置である。
なお、テスト用フレームを受信する無線通信装置１００を、受動側（受動的な動作を行う側）と呼び、反対に、テスト用フレームを送信する他の無線通信装置を、能動側（能動的な動作を行う側）と呼ぶものとする。
また、無線通信装置１００が、一例として、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）の規格に準拠した無線データを送受信する場合について説明する。なお、送受信する無線データは、他の無線規格に準拠したものであってもよい。

図１に示すように、無線通信装置１００は、アンテナ１１０と、無線通信処理部１２０と、無線通信品質データベース１３０と、制御部１４０と、を備える。

アンテナ１１０は、一例として、ダイポールアンテナ等からなり、送信用の電気信号を無線信号に変換して放射し、また、他の無線通信装置から送信された無線信号を受信する。
すなわち、アンテナ１１０は、無線通信処理部１２０から供給された送信データ（より詳細には電気信号）を無線信号に変換して放射し、また、他の無線通信装置から送信された無線信号を受信し、受信データ（より詳細には電気信号）に変換して、無線通信処理部１２０に供給する。

無線通信処理部１２０は、所定のプロトコルに沿った無線通信を行う。
より詳細に無線通信処理部１２０は、無線通信部１２１と、計測部１２２とを含んで構成される。

無線通信部１２１は、他の無線通信装置（能動側の無線通信装置等）との間で無線データの送受信を行う。
例えば、無線通信部１２１は、能動側の無線通信装置から送られるテスト用フレームを受信する。この他にも、無線通信部１２１は、他の無線通信装置（後述するように、能動側の無線通信装置以外でもよい）から送られる初期化コマンド（初期化データ）や要求コマンド（要求データ）を受信する。
初期化コマンドは、無線通信品質データベース１３０に記憶される情報の初期化（一例として、ゼロクリア）を指示するためのデータであり、また、要求コマンドは、無線通信品質データベース１３０に記憶される情報の送信を要求するためのデータである。なお、無線通信品質データベース１３０に記憶される情報の詳細は、無線通信品質データベース１３０の説明と共に後述する。
また、無線通信部１２１は、要求コマンドを受信した際に、無線通信品質データベース１３０に記憶される情報を読み出して、他の無線通信装置に送信する。

計測部１２２は、受信した無線データの受信電波強度（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indication）を計測する。
例えば、計測部１２２は、能動側の無線通信装置から送られるテスト用フレームを受信した際の受信電波強度を計測する。

無線通信品質データベース１３０は、無線通信処理部１２０による計測結果に基づく情報（無線通信品質情報）を記憶する。
一例として、無線通信品質データベース１３０は、図２に示すような無線通信品質情報１３１（１３１−１〜１３１−ｎ）を記憶する。
この無線通信品質情報１３１には、一例として、受信回数、ＲＳＳＩ最大、ＲＳＳＩ最小、ＲＳＳＩ総和、及び、ＲＳＳＩ二乗和等が含まれている。なお、図中の識別子は、能動側の無線通信装置を識別するための情報（一例として、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレス等）である。すなわち、無線通信品質データベース１３０は、テスト用フレームを送った能動側の無線通信装置に対応して、無線通信品質情報１３１を個別に記憶する。

無線通信品質情報１３１における受信回数は、無線通信部１２１にてテスト用フレームを受信した回数を示している。なお後述するように、能動側の無線通信装置は、一度のテスト時に、一例として、テスト用フレームを１０００回送信する。
無線通信品質情報１３１におけるＲＳＳＩ最大は、計測部１２２にて計測された受信電波強度の最大値を示している。また、ＲＳＳＩ最小は、計測部１２２にて計測された受信電波強度の最小値を示している。
無線通信品質情報１３１におけるＲＳＳＩ総和は、計測部１２２にて計測された受信電波強度の合計値を示している。また、ＲＳＳＩ二乗和は、計測部１２２にて計測された受信電波強度の平方和の合計値を示している。

このような無線通信品質情報１３１は、無線通信部１２１が上述した初期化コマンドを受信した際に、制御部１４０によって、初期化（一例として、ゼロクリア）される。例えば、初期化コマンド中には、識別子が含まれており、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１が初期化される。
また、無線通信部１２１がテスト用フレームを受信した際に、計測部１２２によって、そのテスト用フレームの受信電波強度を計測される。そして、制御部１４０によって、無線通信品質情報１３１が更新される。例えば、テスト用フレーム中にも識別子が含まれており、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１の受信回数、ＲＳＳＩ最大、ＲＳＳＩ最小、ＲＳＳＩ総和、及び、ＲＳＳＩ二乗和が適宜更新される。
更に、無線通信部１２１が上述した要求コマンドを受信した際に、制御部１４０によって対象の無線通信品質情報１３１が読み出されて、無線通信部１２１から送信される。例えば、要求コマンド中にも識別子が含まれており、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１が読み出され、要求コマンドの送信元に向けて送信される。

図１に戻って、制御部１４０は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory）等（何れも図示せず）を備え、無線通信装置１００全体を制御する。具体的に制御部１４０は、ＣＰＵが、ＲＡＭをワークメモリとして用い、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより、無線通信装置１００全体を制御する。
例えば、制御部１４０は、無線通信部１２１が受信した初期化コマンド、テスト用フレーム、及び、要求コマンドに応じて、無線通信品質データベース１３０や計測部１２２を適宜制御して、無線通信品質の計測等を行う。

以下、このような構成からなる無線通信装置１００の動作について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信品質計測処理の一例を示すフローチャートである。この無線通信品質計測処理では、能動側の無線通信装置が、初期化コマンド、テスト用フレーム、及び、要求コマンドを送信する場合を、一例として説明する。なお、後述するように、テスト用フレーム以外の初期化コマンド及び要求コマンドは、他の無線通信装置から送信されてもよい。

まず、無線通信装置１００は、データを受信したか否かを判別する（ステップＳ１）。すなわち、無線通信部１２１は、能動側の無線通信装置から送られた無線データを受信したかどうかを判別する。
無線通信装置１００は、データを受信していないと判別すると（ステップＳ１；Ｎｏ）、再び、データを受信したか否かを判別する。つまり、無線通信装置１００は、データを受信するまで待機する。

一方、データを受信したと判別した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）に、無線通信装置１００は、受信したのが初期化コマンドであるか否かを判別する（ステップＳ２）。すなわち、無線通信部１２１は、能動側の無線通信装置から送られたのが、情報の初期化を指示する初期化コマンドであるかどうかを判別する。
無線通信装置１００は、受信したのが初期化コマンドでないと判別すると（ステップＳ２；Ｎｏ）、後述するステップＳ４に処理を進める。

一方、受信したのが初期化コマンドであると判別した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）に、無線通信装置１００は、無線通信品質データベース１３０の情報を初期化する（ステップＳ３）。
例えば、制御部１４０は、初期化コマンド中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１を無線通信品質データベース１３０から検索して初期化（一例として、ゼロクリア）する。
そして、制御部１４０は、上述したステップＳ１に処理を戻す。

上述したステップＳ２にて、初期化コマンドを受信していない場合、無線通信装置１００は、受信したのがテスト用フレームであるか否かを判別する（ステップＳ４）。すなわち、無線通信部１２１は、能動側の無線通信装置から送られたのが、無線通信品質を計測するためテスト用フレームであるかどうかを判別する。
無線通信装置１００は、受信したのがテスト用フレームでないと判別すると（ステップＳ４；Ｎｏ）、後述するステップＳ６に処理を進める。

一方、受信したのがテスト用フレームであると判別した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）に、無線通信装置１００は、受信電波強度を計測し、無線通信品質データベース１３０の情報を更新する（ステップＳ５）。
例えば、計測部１２２は、能動側の無線通信装置から送られたテスト用フレームの受信電波強度を計測する。そして、制御部１４０は、テスト用フレーム中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１の受信回数、ＲＳＳＩ最大、ＲＳＳＩ最小、ＲＳＳＩ総和、及び、ＲＳＳＩ二乗和を適宜更新する。
そして、制御部１４０は、上述したステップＳ１に処理を戻す。

上述したステップＳ４にて、テスト用フレームを受信していない場合、無線通信装置１００は、受信したのが要求コマンドであるか否かを判別する（ステップＳ６）。すなわち、無線通信部１２１は、能動側の無線通信装置から送られたのが、情報の送信を要求するための要求コマンドであるかどうかを判別する。
無線通信装置１００は、受信したのが要求コマンドでないと判別すると（ステップＳ６；Ｎｏ）、上述したステップＳ１に処理を戻す。なお、ステップＳ１に処理を戻す前に、無線通信装置１００は、受信したのが無効なデータである旨（一例として、エラー応答）を、能動側の無線通信装置に返信してもよい。

一方、受信したのが要求コマンドであると判別した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）に、無線通信装置１００は、無線通信品質データベース１３０から情報を読み出して、能動側の無線通信装置に送信する（ステップＳ７）。
例えば、制御部１４０は、要求コマンド中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１を無線通信品質データベース１３０から読み出すと、その無線通信品質情報１３１を無線通信部１２１から能動側の無線通信装置に送信する。
そして、制御部１４０は、上述したステップＳ１に処理を戻す。

このような無線通信品質計測処理により、能動側の無線通信装置と無線通信装置１００との間における無線通信品質を適切に計測することができる。その際、無線通信装置１００は、無線通信処理部１２０、無線通信品質データベース１３０、及び、制御部１４０といった必要最小限の構成（無線通信を行う装置において必須となる構成）によって、初期化コマンド、テスト用フレーム、及び、要求コマンドに応じた汎用的なシーケンスを実施することで、装置間の無線通信品質を計測している。
この結果、最小限の構成からなる汎用的なシーケンスにより、無線通信装置間の通信品質を適切に計測することができる。

上記の第１の実施形態では、受動側としての無線通信装置１００を中心に説明したが、以下の実施形態では、より具体的な無線通信システムについて説明する。

まず本願発明が、住宅内の無線通信システム（情報家電ネットワーク等）に適用された場合について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システム１０の構成の一例を示すブロック図である。この無線通信システム１０は、受動側としてのアダプタ２００と、この無線アダプタ２００が取り付けられた家電機器３００と、能動側としての制御装置４００と、ユーザに操作される操作端末５００と、を備えている。このうち、アダプタ２００と制御装置４００とが無線通信可能であり、また、制御装置４００と操作端末５００とも無線通信可能となっている。

アダプタ２００は、無線通信機能を持たない家電機器３００に取り付けられて使用される受動側の無線通信装置であり、アンテナ１１０と、無線通信処理部１２０と、無線通信品質データベース１３０と、制御部１４０と、アダプタＩ／Ｆ（インタフェース）２５０とを備える。
すなわち、アダプタ２００は、上述した第１の実施形態に係る無線通信装置１００の構成に、アダプタＩ／Ｆ２５０を加えた構成となっている。
そのため、アンテナ１１０、無線通信処理部１２０、無線通信品質データベース１３０、及び、制御部１４０は、それぞれ、第１の実施形態の各構成と同様である。

アダプタＩ／Ｆ２５０は、家電機器３００との間でデータのやり取りを行う。例えば、アダプタＩ／Ｆ２５０は、アダプタ２００側のプロトコルと家電機器３００側のプロトコルとを変換する。

家電機器３００は、例えば、住宅内に配置される各種電化製品（例えば、エアコン，照明機器，ＩＨ調理器、冷蔵庫、床暖房、ＴＶ等）であり、アダプタ２００が取り付けられて使用される。
この家電機器３００は、アダプタＩ／Ｆ３１０と、制御部３２０と、主機能部３３０とを備える。

アダプタＩ／Ｆ３１０は、アダプタ２００との間でデータのやり取りを行う。例えば、アダプタＩ／Ｆ３１０は、家電機器３００側のプロトコルとアダプタ２００側のプロトコルとを変換する。

制御部３２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（何れも図示せず）を備え、家電機器３００全体を制御する。
例えば、制御部３２０は、アダプタＩ／Ｆ３１０を制御して、アダプタ２００とのデータのやり取りを制御する。また、制御部３２０は、主機能部３３０を制御して、後述するように、家電機器３００本来の機能を実現させる。

主機能部３３０は、家電機器３００本来の機能（例えば、エアコンであれば空調機能、照明機器であれば照明機能等）を実現するための構成であり、制御部３２０により適宜制御される。

制御装置４００は、操作端末５００からの指示などに応じて、アダプタ２００を通じて、家電機器３００の制御などを行う。この他にも制御装置４００は、無線通信システム１０におけるルータの役割も担っている。
この制御装置４００は、能動側の無線通信装置であり、アンテナ４１０と、無線通信処理部４２０と、制御部４３０と、を備える。

アンテナ４１０は、一例として、ダイポールアンテナ等からなり、送信用の電気信号を無線信号に変換して放射し、また、他の無線通信装置から送信された無線信号を受信する。
すなわち、アンテナ４１０は、無線通信処理部４２０から供給された送信データ（より詳細には電気信号）を無線信号に変換して放射し、また、アダプタ２００や操作端末５００から送信された無線信号を受信し、受信データ（より詳細には電気信号）に変換して、無線通信処理部４２０に供給する。

無線通信処理部４２０は、所定のプロトコルに沿った無線通信を行う。より詳細に無線通信処理部４２０は、アダプタ２００との間で無線データの送受信を行う。
例えば、無線通信処理部４２０は、受動側の無線通信装置としてのアダプタ２００に、テスト用フレームを送信する。この他にも、無線通信処理部４２０は、アダプタ２００に、初期化コマンドや要求コマンドを送信する。
また、無線通信処理部４２０は、操作端末５００との間でも無線データの送受信を行う。例えば、無線通信処理部４２０は、操作端末５００から送られる、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質計測を指示する計測要求を受信する。

制御部４３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（何れも図示せず）を備え、制御装置４００全体を制御する。
例えば、制御部４３０は、操作端末５００から送られる計測要求に応じて、無線通信処理部４２０を制御して、初期化コマンド、テスト用フレーム、及び、要求コマンドをアダプタ２００に送信させる。
そして、制御部４３０は、アダプタ２００から送られる無線通信品質情報を受信すると、その情報を基に無線通信の品質を評価する。
具体的に制御部４３０は、無線通信品質情報に含まれる受信電波強度の総和（ＲＳＳＩ総和）と受信回数とを用いて受信電波強度の平均を求める。一例として、以下の数式１により、受信電波強度の平均を求める。

［数１］
Ａｖ ＝ Ｓｍ／Ｒｃ
Ａｖ：受信電波強度の平均
Ｓｍ：受信電波強度の総和
Ｒｃ：受信回数

また、制御部４３０は、無線通信品質情報に含まれる受信電波強度の総和（ＲＳＳＩ総和）と二乗和（ＲＳＳＩ二乗和）と受信回数とを用いて受信電波強度の標準偏差を求める。一例として、以下の数式２により、受信電波強度の標準偏差を求める。

［数２］
Ｓｄ² ＝ Ｓｑ／Ｒｃ − （Ｓｍ／Ｒｃ）²
Ｓｄ：受信電波強度の標準偏差
Ｓｑ：受信電波強度の二乗和
Ｒｃ：受信回数
Ｓｍ：受信電波強度の総和

また、制御部４３０は、無線通信品質情報に含まれる受信回数と、既知（若しくは、ＲＡＭ等に記憶されている）の送信回数とを用いてエラー率（ＰＥＲ：Packet Error Rate）を求める。一例として、以下の数式３により、テスト用フレームのエラー率を求める。

［数３］
Ｅｒ ＝ （Ｓｃ−Ｒｃ）／Ｓｃ
Ｅｒ：エラー率
Ｓｃ：送信回数
Ｒｃ：受信回数

制御部４３０は、このようにして求めた、受信電波強度の平均及び標準偏差や、エラー率等を用いて、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質を評価する。

操作端末５００は、例えば、タブレット端末やスマートフォン等の携帯端末であり、ユーザによって使用される。
この操作端末５００は、アンテナ５１０と、無線通信処理部５２０と、制御部５３０と、入力受付部５４０と、を備える。

アンテナ５１０は、一例として、ダイポールアンテナ等からなり、送信用の電気信号を無線信号に変換して放射し、また、他の無線通信装置から送信された無線信号を受信する。
すなわち、アンテナ５１０は、無線通信処理部５２０から供給された送信データ（より詳細には電気信号）を無線信号に変換して放射し、また、データ集約装置６００から送信された無線信号を受信し、受信データ（より詳細には電気信号）に変換して、無線通信処理部５２０に供給する。

無線通信処理部５２０は、所定のプロトコルに沿った無線通信を行う。より詳細に無線通信処理部５２０は、制御装置４００との間で無線データの送受信を行う。
例えば、無線通信処理部５２０は、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質計測を指示するための計測要求を、制御装置４００に送信する。そして、無線通信処理部５２０は、制御装置４００から送られる計測結果を受信する。

制御部５３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（何れも図示せず）を備え、操作端末５００全体を制御する。
例えば、制御部５３０は、ユーザからの指示を入力受付部５４０にて受け付けると、その指示内容に応じて、無線通信処理部５２０等を制御する。

入力受付部５４０は、一例として、タッチパネルやタッチパッド等から構成され、ユーザからの指示入力を受け付ける。
例えば、入力受付部５４０は、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質計測を指示するための計測要求を受け付ける。

以下、このような構成からなる無線通信システム１０における無線通信品質計測の動作について、図５を参照して説明する。図５は、無線通信品質計測の手順を示すシーケンス図である。

まず、操作端末５００は、ユーザの操作に従って、計測要求を制御装置４００に送信する（Ｓｑ１０１）。
すなわち、制御部５３０は、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質計測を指示するための計測要求を入力受付部５４０から受け付けると、その計測要求を無線通信処理部５２０から制御装置４００に送信する。

制御装置４００は、この計測要求を受けて、初期化コマンドをアダプタ２００に送信する（Ｓｑ１０２）。
すなわち、制御部４３０は、無線通信処理部４２０を制御して、アダプタ２００に初期化コマンドを送信する。

アダプタ２００は、この初期化コマンドを受けて、無線通信品質データベース１３０の情報を初期化する（Ｓｑ１０３）。
例えば、制御部１４０は、初期化コマンド中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１を無線通信品質データベース１３０から検索して初期化する。
そして、アダプタ２００は、初期化応答を制御装置４００に送信する（Ｓｑ１０４）。
すなわち、制御部１４０は、初期化を行った旨を示す初期化応答を、無線通信処理部４２０を制御して制御装置４００に返信する。

制御装置４００は、この初期化応答を受けて、テスト用フレームをアダプタ２００に送信する（Ｓｑ１０５）。
すなわち、制御部４３０は、無線通信処理部４２０を制御して、アダプタ２００にテスト用フレームを送信する。このテスト用フレームの送信は、所定回数（一例として、１０００回）行われる。

アダプタ２００は、このテスト用フレームを受けて、無線通信品質データベース１３０の情報を更新する（Ｓｑ１０６）。
例えば、計測部１２２は、制御装置４００から送られたテスト用フレームの受信電波強度を計測する。そして、制御部１４０は、テスト用フレーム中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１の受信回数、ＲＳＳＩ最大、ＲＳＳＩ最小、ＲＳＳＩ総和、及び、ＲＳＳＩ二乗和を適宜更新する。

制御装置４００は、一連のテスト用フレームの送信を終えると、要求コマンドをアダプタ２００に送信する（Ｓｑ１０７）。
すなわち、制御部４３０は、無線通信処理部４２０を制御して、アダプタ２００に要求コマンドを送信する。

アダプタ２００は、この要求コマンドを受けて、無線通信品質データベース１３０から無線通信品質情報を読み出す（Ｓｑ１０８）。
例えば、制御部１４０は、要求コマンド中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１を無線通信品質データベース１３０から読み出す。
そして、アダプタ２００は、読み出した無線通信品質情報を制御装置４００に送信する（Ｓｑ１０９）。

制御装置４００は、この無線通信品質情報を受けて、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質を評価する（Ｓｑ１１０）。
すなわち、制御部４３０は、アダプタ２００から受信した無線通信品質情報を基に無線通信の品質を評価する。
具体的に制御部４３０は、上述した数式１〜３を用いて、受信電波強度の平均、標準偏差及び、エラー率を求め、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質を評価する。

そして、制御装置４００は、計測結果応答を操作端末５００に送信する（Ｓｑ１１１）。
例えば、制御部４３０は、無線通信品質情報や評価結果を含む計測結果応答を、無線通信処理部４２０を制御して操作端末５００に送信する。

このような無線通信品質計測の動作により、能動側の制御装置４００と受動側のアダプタ２００との間における無線通信品質を適切に計測することができる。その際、アダプタ２００は、無線通信処理部１２０、無線通信品質データベース１３０、及び、制御部１４０といった構成（無線通信を行う装置において必須となる構成）によって、初期化コマンド、テスト用フレーム、及び、要求コマンドに応じた汎用的なシーケンスを実施することで、装置間の無線通信品質を計測している。
この結果、最小限の構成からなる汎用的なシーケンスにより、無線通信装置間の通信品質を適切に計測することができる。

上記の第２の実施形態では、制御装置４００（制御部４３０）が、数式１〜３を用いて、受信電波強度の平均、標準偏差及び、エラー率を求め、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質を評価する場合について説明したが、制御装置４００以外が無線通信の品質を評価してもよい。例えば、このような受信電波強度の平均、標準偏差及び、エラー率を、操作端末５００（制御部５３０）にて求めるようにし、操作端末５００側で、制御装置４００とアダプタ２００との間における無線通信の品質を評価するようにしてもよい。

次に、本願発明が、ビル内の無線通信システム（センサネットワーク等）に適用された場合について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システム２０の構成の一例を示す模式図である。この無線通信システム２０は、受動側としてのデータ集約装置６００と、能動側としての複数のセンサ端末７００と、ユーザに操作される操作端末５００とを備えている。このうち、各センサ端末７００からデータ集約装置６００への無線送信（片方向の無線通信）が可能であり、また、データ集約装置６００と操作端末５００とが無線通信可能となっている。

データ集約装置６００は、ビル内の天井裏などに配置され、一定周期でセンサ端末７００から送られるセンサ測定値を受信して保持する。
このデータ集約装置６００は、受動側の無線通信装置であり、アンテナ１１０と、無線通信処理部１２０と、無線通信品質データベース１３０と、制御部１４０と、センサ測定値保持部６５０とを備える。
すなわち、データ集約装置６００は、上述した第１の実施形態に係る無線通信装置１００の構成に、センサ測定値保持部６５０を加えた構成となっている。
そのため、アンテナ１１０、無線通信処理部１２０、無線通信品質データベース１３０、及び、制御部１４０は、それぞれ、第１の実施形態の各構成と同様である。
なお、無線通信処理部１２０は、センサ端末７００から送られる無線データ（センサ測定値等）も更に受信する。

センサ測定値保持部６５０は、例えば、フラッシュメモリ等からなり、無線通信処理部１２０が受信したセンサ測定値を保持する。
すなわち、各センサ端末７００にて測定されたセンタ測定値が、センサ測定値保持部６５０に集められて保持される。

センサ端末７００は、ビル内の各所に配置され、例えば、電池を電源として駆動し、温度、湿度、照度などのセンサ値を一定周期（一例として、１０分周期）毎に測定し、測定したセンサ値（センサ測定値）をデータ集約装置６００に送信する。
このセンサ端末７００は、能動側の無線通信装置であり、アンテナ７１０と、無線送信部７２０と、制御部７３０と、センサ７４０と、テストボタン７５０と、を備える。

アンテナ７１０は、一例として、ダイポールアンテナ等からなり、送信用の電気信号を無線信号に変換して放射する。
すなわち、アンテナ７１０は、無線送信部７２０から供給された送信データ（より詳細には電気信号）を無線信号に変換して放射する。

無線送信部７２０は、一定周期（一例として、１０分周期）毎に、データ集約装置６００にセンサ測定値を送信する。

制御部７３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＲＴＣ（Real Time Clock）等（何れも図示せず）を備え、センサ端末７００全体を制御する。
例えば、制御部７３０は、一定周期（一例として、１０分周期）毎にスリープモードから通常モードに移行して、センサ７４０にて測定したセンサ測定値を無線送信部７２０からデータ集約装置６００に送信する。そして、送信終了後に、制御部７３０は、消費電力削減のためスリープモードに移行する。
また、制御部７３０は、テストボタン７５０が押下された場合に、テストモードに移行し、無線送信部７２０を制御して、テスト用フレームをデータ集約装置６００に送信する。制御部７３０は、一例として、テスト用フレームを１０００回送信すると、再度スリープモードに移行する。

センサ７４０は、例えば、温度、湿度、照度などのセンサ素子からなり、測定したセンサ値（センサ測定値）を制御部７３０に供給する。

テストボタン７５０は、テスト用フレームの送信を指示するためのボタンスイッチであり、ユーザに押下されると、押下信号を制御部７３０に供給する。

操作端末５００は、上述した第２の実施形態に係る操作端末５００と同じである。
そのため、アンテナ５１０、無線通信処理部５２０、制御部５３０、及び、入力受付部５４０は、それぞれ、第２の実施形態の各構成と同様である。
なお、無線通信処理部５２０は、データ集約装置６００に対して、初期化コマンドや要求コマンドを送信する。
また、制御部５３０は、データ集約装置６００から送られる無線通信品質情報を受信すると、その情報を基に無線通信の品質を評価する。
すなわち、制御部５３０は、上述した数式１〜３を用いて、受信電波強度の平均、標準偏差及び、エラー率を求め、センサ端末７００とデータ集約装置６００との間における無線通信の品質を評価する。

以下、このような構成からなる無線通信システム２０の無線通信品質計測の動作について、図７を参照して説明する。図７は、無線通信品質計測の手順を示すシーケンス図である。

まず、操作端末５００は、ユーザの操作に従って、初期化コマンドをデータ集約装置６００に送信する（Ｓｑ２０１）。
すなわち、制御部５３０は、無線通信処理部５２０を制御して、データ集約装置６００に初期化コマンドを送信する。

データ集約装置６００は、この初期化コマンドを受けて、無線通信品質データベース１３０の情報を初期化する（Ｓｑ２０２）。
例えば、制御部１４０は、初期化コマンド中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１を無線通信品質データベース１３０から検索して初期化する。
そして、データ集約装置６００は、初期化応答を操作端末５００に送信する（Ｓｑ２０３）。
すなわち、制御部１４０は、初期化を行った旨を示す初期化応答を、無線通信処理部４２０を制御して操作端末５００に返信する。

センサ端末７００は、テストボタン７５０が押下されると、テスト用フレームをデータ集約装置６００に送信する（Ｓｑ２０４）。
すなわち、制御部７３０は、無線送信部７２０を制御して、データ集約装置６００にテスト用フレームを送信する。このテスト用フレームの送信は、所定回数（一例として、１０００回）行われる。

データ集約装置６００は、このテスト用フレームを受けて、無線通信品質データベース１３０の情報を更新する（Ｓｑ２０５）。
例えば、計測部１２２は、センサ端末７００から送られたテスト用フレームの受信電波強度を計測する。そして、制御部１４０は、テスト用フレーム中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１の受信回数、ＲＳＳＩ最大、ＲＳＳＩ最小、ＲＳＳＩ総和、及び、ＲＳＳＩ二乗和を適宜更新する。

操作端末５００は、ユーザの操作に従って、要求コマンドをデータ集約装置６００に送信する（Ｓｑ２０６）。
すなわち、制御部５３０は、無線通信処理部５２０を制御して、データ集約装置６００に要求コマンドを送信する。

データ集約装置６００は、この要求コマンドを受けて、無線通信品質データベース１３０から無線通信品質情報を読み出す（Ｓｑ２０７）。
例えば、制御部１４０は、要求コマンド中に含まれる識別子を参照し、その識別子に合致した無線通信品質情報１３１を無線通信品質データベース１３０から読み出す。
そして、データ集約装置６００は、読み出した無線通信品質情報を操作端末５００に送信する（Ｓｑ２０８）。

操作端末５００は、この無線通信品質情報を受けて、センサ端末７００とデータ集約装置６００との間における無線通信の品質を評価する（Ｓｑ２０９）。
すなわち、制御部５３０は、データ集約装置６００から受信した無線通信品質情報を基に無線通信の品質を評価する。
具体的に制御部５３０は、上述した数式１〜３を用いて、受信電波強度の平均、標準偏差及び、エラー率を求め、センサ端末７００とデータ集約装置６００との間における無線通信の品質を評価する。

このような無線通信品質計測の動作により、センサ端末７００とデータ集約装置６００との間における無線通信品質を適切に計測することができる。その際、データ集約装置６００は、無線通信処理部１２０、無線通信品質データベース１３０、及び、制御部１４０といった構成（無線通信を行う装置において必須となる構成）によって、初期化コマンド、テスト用フレーム、及び、要求コマンドに応じた汎用的なシーケンスを実施することで、装置間の無線通信品質を計測している。
この結果、最小限の構成からなる汎用的なシーケンスにより、無線通信装置間の通信品質を適切に計測することができる。

上記の第３の実施形態では、各センサ端末７００が、一定周期（一例として、１０分周期）毎に、センサ測定値をデータ集約装置６００に送信している。そのため、テスト用フレームの送信と衝突してしまう場合も生じ得る。そのため、周囲の無線通信状況等に応じてエラー率等を補正した上で、通信品質を評価してもよい。
以下、周囲の無線通信状況等に応じてエラー率等を補正することを特徴とする第３の実施形態の変形例について説明する。

この変形例では、データ集約装置６００の無線通信処理部１２０（計測部１２２）は、例えば、関連無線情報を計測する。具体的に計測部１２２は、周囲の無線通信装置の数、周囲の無線通信装置の送信時間、周囲の無線通信装置の送信頻度などの関連無線情報を計測する。
この周囲の無線通信装置の数とは、能動側としてのセンサ端末７００及び、受動側としてのデータ集約装置６００の通信範囲内に存在する無線通信装置の数を示している。
そして、制御部１４０は、このようにして計測された関連無線情報を無線通信品質データベース１３０に格納する。
なお、周囲の無線通信装置の数等の検出が容易でない場合には、能動側、受動側が通信する無線通信装置の数や、能動側と受動側が含まれる無線通信システム２０に参加している無線通信装置の数などを求め、関連無線情報として無線通信品質データベース１３０に格納するようにしてもよい。

この変形例では、データ集約装置６００が要求コマンドを受信した際に、無線通信品質データベース１３０から無線通信品質情報と共に関連無線情報を読み出して、操作端末５００に送信する。
そして、操作端末５００は、受信した関連無線情報に基づいて補正した無線通信品質を評価する。例えば、制御部５３０は、上述した数式３を用いて、エラー率を求めた後に、そのエラー率を、能動側が送信したテスト用フレームの送信時間、送信間隔、送信回数と周囲の無線通信装置の数、周囲の無線通信装置の送信時間、周囲の無線通信装置の送信頻度によって補正する。

以下、具体例を挙げて、第３の実施形態の変形例を説明する。
能動側のセンサ端末７００と受動側のデータ集約装置６００の他に５台の無線通信装置が存在し、５台の無線通信装置が定期的に通信を行っているものとする。このとき、能動側のセンサ端末７００が受動側のデータ集約装置６００にテスト用フレームを送信した場合、５台の無線通信装置の通信と衝突する可能性がある。この衝突確率をテスト用フレームの送信条件、５台の無線通信装置の送信条件によって見積もり、エラー率を補正する。
補正の手法は、例えば、他の５台の無線通信装置が存在しないとした場合のエラー率に変換する。この場合、能動側と受動側の２地点間における純粋なエラー率に補正することができる。
この他にも、能動側、受動側が通常のシステムとしての動作をした場合のエラー率に変換する手法もある。この場合、実システムを運用した際のエラー率に補正することができる。

この結果、センサ端末７００とデータ集約装置６００との間における無線通信品質をより適切に評価することができる。

上記の第３の実施形態の変形例では、関連無線情報を受動側のデータ集約装置６００（無線通信品質データベース１３０）に保持（記憶）する場合について説明したが、関連無線情報を保持するのは能動側や他の無線通信装置であってもよい。

上記実施形態では、専用の無線通信装置１００、アダプタ２００、及び、データ集約装置６００を用いる場合について説明したが、これら無線通信装置１００、アダプタ２００、及び、データ集約装置６００の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等に適用することで、当該パーソナルコンピュータ等を本発明に係る無線通信装置１００、アダプタ２００、及び、データ集約装置６００として機能させることも可能である。

また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。

１０，２０ 無線通信システム、１００ 無線通信装置、２００ アダプタ、３００ 家電機器、４００ 制御装置、５００ 操作端末、６００ データ集約装置、７００ センサ端末、１１０，４１０，５１０，６１０，７１０ アンテナ、１２０，４２０，５２０ 無線通信処理部、７２０ 無線送信部、１３０ 無線通信品質データベース、１４０，３２０，４３０，５３０，７３０ 制御部、２５０，３１０ アダプタＩ／Ｆ、３３０ 主機能部、５４０ 入力受付部、６５０ センサ測定値保持部、７４０ センサ、７５０ テストボタン

Claims (14)

1. 他の無線通信装置との間で無線データの送受信を行う無線通信手段と、
   無線通信品質を計測するために送られるテスト用データを前記無線通信手段が受信した際の受信電波強度を計測する計測手段と、
   前記計測手段が計測した前記受信電波強度、及び、前記無線通信手段が受信した前記テスト用データの受信回数を含む無線通信品質情報を生成する制御手段と、
   前記制御手段が生成した前記無線通信品質情報を記憶するデータベースと、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記無線通信手段は、複数の他の無線通信装置からそれぞれ送られた前記テスト用データを受信し、
   前記データベースは、前記テスト用データを送った他の無線通信装置を識別する識別子に応じて、前記無線通信品質情報を個別に記憶する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御手段は、前記無線通信手段が初期化データを受信した際に、前記データベースに記憶済みの前記無線通信品質情報を初期化し、
   前記制御手段は、前記無線通信手段がテスト用データを受信した際に、前記データベースの前記無線通信品質情報を更新し、
   前記制御手段は、前記無線通信手段が要求データを受信した際に、前記データベースから前記無線通信品質情報を読み出し、当該読み出した無線通信品質情報を前記無線通信手段から他の無線通信装置に送信させる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記計測手段は、周囲に存在する無線通信装置の無線通信頻度を含む関連無線情報を更に計測し、
   前記制御手段は、前記計測手段が計測した関連無線情報を前記データベースに記憶し、前記無線通信手段が要求データを受信した際に、前記データベースから前記無線通信品質情報と共に当該関連無線情報を読み出し、当該読み出した無線通信品質情報及び関連無線情報を前記無線通信手段から他の無線通信装置に送信させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 能動的動作を行う第１の無線通信装置と、受動的動作を行う第２の無線通信装置とが無線通信を行う無線通信システムであって、
   前記第１の無線通信装置は、
   前記第２の無線通信装置に向けて、無線通信品質を計測するためのテスト用データを送信する能動側通信手段、を備え、
   前記第２の無線通信装置は、
   前記第１の無線通信装置から送られた前記テスト用データを受信する受動側通信手段と、
   前記受動側通信手段が受信したテスト用データの受信電波強度を計測する計測手段と、
   前記計測手段が計測した前記受信電波強度、及び、前記受動側通信手段が受信した前記テスト用データの受信回数を含む無線通信品質情報を生成する制御手段と、
   前記制御手段が生成した前記無線通信品質情報を記憶するデータベースと、を備える、
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 前記第１の無線通信装置は、無線通信システム内に複数含まれており、
   前記受動側通信手段は、前記各第１の無線通信装置からそれぞれ送られた前記テスト用データを受信し、
   前記データベースは、前記テスト用データを送った前記第１の無線通信装置を識別する識別子に応じて、前記無線通信品質情報を個別に記憶する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記能動側通信手段は、前記第２の無線通信装置に向けて、前記無線通信品質情報の初期化を指示する初期化データ、及び、前記無線通信品質情報を要求する要求データを更に送信し、
   前記制御手段は、前記受動側通信手段が初期化データを受信した際に、前記データベースに記憶済みの前記無線通信品質情報を初期化し、
   前記制御手段は、前記受動側通信手段がテスト用データを受信した際に、前記データベースの前記無線通信品質情報を更新し、
   前記制御手段は、前記受動側通信手段が要求データを受信した際に、前記データベースから前記無線通信品質情報を読み出し、当該読み出した無線通信品質情報を前記受動側通信手段から前記第１の無線通信装置に送信させる、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信システム。
8. 前記第１の無線通信装置は、
   前記第２の無線通信装置から送られた前記無線通信品質情報に基づいて、前記第２の無線通信装置との間の無線通信品質を評価する評価手段、を更に備える、
   ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記計測手段は、周囲に存在する無線通信装置の無線通信頻度を含む関連無線情報を更に計測し、
   前記制御手段は、前記計測手段が計測した関連無線情報を前記データベースに記憶し、前記受動側通信手段が要求データを受信した際に、前記データベースから前記無線通信品質情報と共に当該関連無線情報を読み出し、当該読み出した無線通信品質情報及び関連無線情報を前記受動側通信手段から前記第１の無線通信装置に送信させ、
   前記評価手段は、前記第２の無線通信装置から送られた前記関連無線情報に基づいて補正した無線通信品質を評価する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
10. 前記第２の無線通信装置と無線通信する第３の無線通信装置が、無線通信システム内に更に含まれており、
    前記第３の無線通信装置は、
    前記第２の無線通信装置に向けて、前記無線通信品質情報の初期化を指示する初期化データ、及び、前記無線通信品質情報を要求する要求データを送信する無線通信手段、を備え、
    前記制御手段は、前記受動側通信手段が初期化データを受信した際に、前記データベースに記憶済みの前記無線通信品質情報を初期化し、
    前記制御手段は、前記受動側通信手段がテスト用データを受信した際に、前記データベースの前記無線通信品質情報を更新し、
    前記制御手段は、前記受動側通信手段が要求データを受信した際に、前記データベースから前記無線通信品質情報を読み出し、当該読み出した無線通信品質情報を前記受動側通信手段から前記第３の無線通信装置に送信させる、
    ことを特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信システム。
11. 前記第３の無線通信装置は、
    前記第２の無線通信装置から送られた前記無線通信品質情報に基づいて、前記第２の無線通信装置との間の無線通信品質を評価する評価手段、を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
12. 前記計測手段は、周囲に存在する無線通信装置の無線通信頻度を含む関連無線情報を更に計測し、
    前記制御手段は、前記計測手段が計測した関連無線情報を前記データベースに記憶し、前記受動側通信手段が要求データを受信した際に、前記データベースから前記無線通信品質情報と共に当該関連無線情報を読み出し、当該読み出した無線通信品質情報及び関連無線情報を前記受動側通信手段から前記第３の無線通信装置に送信させ、
    前記評価手段は、前記第２の無線通信装置から送られた前記関連無線情報に基づいて補正した無線通信品質を評価する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
13. 受動的動作を行う無線通信装置における無線通信品質計測方法であって、
    他の無線通信装置との間で無線データの送受信を行う無線通信ステップと、
    無線通信品質を計測するために送られるテスト用データを前記無線通信ステップにて受信した際の受信電波強度を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップにて計測した前記受信電波強度、及び、前記無線通信ステップにて受信した前記テスト用データの受信回数を含む無線通信品質情報を生成する制御ステップと、
    前記制御ステップにて生成された前記無線通信品質情報をデータベースに格納する格納ステップと、
    を備えることを特徴とする無線通信品質計測方法。
14. コンピュータを、
    他の無線通信装置との間で無線データの送受信を行う無線通信部、
    無線通信品質を計測するために送られるテスト用データを前記無線通信部が受信した際の受信電波強度を計測する計測部、
    前記計測部が計測した前記受信電波強度、及び、前記無線通信部が受信した前記テスト用データの受信回数を含む無線通信品質情報を生成する制御部、
    前記制御部が生成した前記無線通信品質情報を記憶するデータベース、
    として機能させることを特徴とするプログラム。

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