JP2016119645A - 無線通信システム及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラフィック量の増大による通信中断を低減し、複数のバンドの使用効率を向上し、バンド切り換えの余分な処理及びトラフィックを抑制する。【解決手段】第１の無線通信装置１は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路１２、１５と、第１の無線通信回路１２，１５が動作するバンドを設定する第１の制御回路１０とを備える。第１の制御回路１０は、周期内に第１の無線通信回路１２，１５が複数のバンドのすべてで動作するようにバンドを切り換える。第２の無線通信装置２−１は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路２２、２５と、第２の無線通信回路２２、２５が動作するバンドを設定する第２の制御回路２０とを備える。第２の制御回路２０は、当該第２の無線通信装置２−１が第１の無線通信装置１と通信できなかったとき、バンドに切り換える。【選択図】図１

Description

本開示は、複数の無線通信装置を含む無線通信システムに関し、複数の周波数帯（バンド）を使用する無線通信システムに関する。

例えば２．４ＧＨｚ帯などのアンライセンスバンドでは、無線通信装置は免許を必要とすることなく通信することができる。しかしながら、例えばセンサー無線システムなど、アンライセンスバンドを使用する無線通信装置の増加によってバンド内のトラフィック量が増加し、通信できなくなることが懸念されている。従来、複数のチャネルで通信可能な無線通信装置を提供し、通信状況が悪くなるとチャネルを切り換える方法が提案されている。この方法は、ライセンスバンドのようにバンド内の周波数割り当てが決まっている場合には有効であるが、アンライセンスバンドでは、色々な通信方式が使用され、また、無線通信装置以外の機器が混在しているので、チャネルを切り換えただけでは不十分な場合がある。また、１つの親機及び複数の子機を含む無線通信システムでは、切り換え先のチャネルの情報を親機から子機に指示するので、子機の数が増えてくると親機の負荷が大きくなり、トラフィック量も増える。

従来、複数の無線通信装置が複数の無線通信を同時に行う無線環境において、複数のバンドのうちの１つを選択的に用いる無線通信システムがあり、例えば、特許文献１〜３の発明が知られている。

特許文献１の発明は、例えばＳＵＮ（Ｓｍａｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）において、複数の無線デバイス間において無線通信に使用しているバンドを別のものに効果的に切り換えることを可能とする。特許文献１の発明は、バンド切り換え要求、応答、スケジュール情報を無線デバイス間で通知し、スケジュール情報に基づいてバンドを切り換え、これにより、動的なバンド切り換えを少ないトラフィック量で実現する。

特許文献２の発明は、例えば無線ＬＡＮにおいて、通信を行う周波数帯を自動的に切り換える際、通信が長時間、中断しないようにする。特許文献２の発明は、バンド切り換え要求を子機から親機に通知し、親機は算出した時刻に基づいてバンドを切り換える。特許文献２の発明によれば、バンド切り換え要求を受信後に一定期間経過してからバンドを切り換えるので、バンドを切り換える際に通信が長時間中断せず、無駄な時間が発生しない。

特許文献３の発明は、例えば移動体通信において、複数周波数帯域から条件に合った周波数帯域を選択して通信する。特許文献３の発明は、バンドの空き状況及び伝搬路の状況を検知し、それらに基づいてバンドを切り換える。特許文献３の発明によれば、バンドの空き状況に加えて伝搬路の状況も使うので、より良いバンドを選択できる。

特開２０１３−０８５０９９号公報 特開２０１４−０６８１３４号公報 特開２００３−２５９４３４号公報

本開示の一態様は、トラフィック量の増大による通信中断を低減し、複数のバンドの使用効率的を向上し、バンドを切り換えるための余分な処理及び余分なトラフィック量の増加を抑制することができる無線通信システムを提供する。

本開示の一態様に係る無線通信システムは、１つの第１の無線通信装置と、少なくとも１つの第２の無線通信装置とを備える。前記第１の無線通信装置は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備える。前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換える。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、前記複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備える。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって当該第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える。

本開示の一態様に係る無線通信システムによれば、トラフィック量の増大による通信中断を低減し、複数のバンドの使用効率的を向上し、バンドを切り換えるための余分な処理及び余分なトラフィック量の増加を抑制することができる。

第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図１の無線受信回路２５の構成を示すブロック図である。 図１の乱数発生器３０の構成を示すブロック図である。 図１のバンドテーブルメモリ３２の内容を示す表である。 図１の無線通信装置１の制御回路１０によって実行される親機通信処理を示すフローチャートである。 図１の無線通信装置２−１の制御回路２０によって実行される子機通信処理の第１の部分を示すフローチャートである。 図１の無線通信装置２−１の制御回路２０によって実行される子機通信処理の第２の部分を示すフローチャートである。 図１の無線通信システムの第１の例示的な動作を示すタイミングチャートである。 図１の無線通信システムの第２の例示的な動作を示すタイミングチャートである。 図１の無線通信システムの第３の例示的な動作を示すタイミングチャートである。 図１の無線通信システムの第４の例示的な動作を示すタイミングチャートである。 図１の無線通信システムによる複数のバンドＡ〜Ｅの効率的な使用の例を示す図である。 第２の実施形態に係る無線通信システムの無線通信装置２ａ−１の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る無線通信システムの無線通信装置２ｂ−１の構成を示すブロック図である。

本開示の基礎となった知見．
特許文献１及び２の発明は、バンドを選択するために、無線通信装置間でバンド切り換え要求などを送受信する必要があるので、予め１つのバンドで通信していなければならない。従って、特許文献１及び２の発明は、トラフィック量の増大による通信中断を防止するようなバンドを通信開始時に選択する場合には適用できない。また、特許文献１及び２は、２つのバンドを用いる場合のみ開示し、３つ以上のバンドを用いる場合を開示していない。

特許文献３の発明は、バンドの空き状況及び伝搬路の状況を検知するために回路規模、消費電力、及びトラフィック量が増大する。さらに、特許文献１〜３のいずれにおいても、複数のバンドを偏りなく効率的に使用することを開示していない。

そこで、本発明者は、複数の無線通信装置間で同時に行われる複数の無線通信において複数のバンドを共用する無線通信システムであって、トラフィック量の増大による通信中断を防止し、複数のバンドを偏りなく効率的に使用し、バンドを切り換えるための余分な処理及び余分なトラフィック量の増加を抑制することができる無線通信システムを提供すべく、鋭意研究した。

以下、本開示の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一又は同様の構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

第１の実施形態．
第１の実施形態では、無線通信装置を備えた１つの親機と無線通信装置をそれぞれ備えた少なくとも１つの子機とが無線通信を行う。親機は、例えば、監視カメラの制御装置であり、子機は、例えば、監視カメラである。図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。無線通信システムは、１つの親機の無線通信装置１と、少なくとも１つの子機の無線通信装置２−１とを備える。無線通信装置１は、第１の無線通信装置の一例であり、無線通信装置２−１は、第２の無線通信装置の一例である。以下、子機がＮ台ある場合について説明する。Ｎは２以上の整数である。子機の無線通信装置２−２〜２−Ｎは、それぞれ、無線通信装置２−１と同一又は同様の構成を有する。親機の無線通信装置１及び複数の子機の無線通信装置（無線通信装置２−１など）は、それぞれ、予め決められた同じ複数のバンド（例えば、４００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚなど）のうちの１つで選択的に動作する。

無線通信装置１は、制御回路１０、変調回路１１、無線送信回路１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、無線受信回路１５、復調回路１６、発振回路１７、タイマ１８、及びチャネルテーブルメモリ１９を備える。制御回路１０は、第１の制御回路の一例である。制御回路１０は、外部回路から入力されたデータ信号を変調回路１１、無線送信回路１２、及び送信アンテナ１３を介して送信し、受信アンテナ１４、無線受信回路１５、及び復調回路１６を介して受信されたデータ信号を外部回路に出力する。外部回路は、例えば、親機に設けられ、監視カメラを制御する回路である。発振回路１７は、制御回路１０の制御下で、可変な周波数の搬送波信号を無線送信回路１２及び無線受信回路１５に供給する。これにより、無線送信回路１２及び無線受信回路１５は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する。無線送信回路１２及び無線受信回路１５は、第１の無線通信回路の一例である。制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５が動作するバンド及び通信チャネルを設定する。タイマ１８は、タイマ値を発生して制御回路１０に送る。チャネルテーブルメモリ１９は、制御回路１０によって複数のバンドのそれぞれにおいて探索された空きチャネルのうちの１つを、当該バンドの通信チャネルとして格納する。制御回路１０は、予め決められた周期で無線送信回路１２及び無線受信回路１５が複数のバンドのすべてで動作するように、無線送信回路１２及び無線受信回路１５が動作するバンドを予め決められた順序（以下、第１の順序と呼ぶ）で切り換える。

無線通信装置２−１は、制御回路２０、変調回路２１、無線送信回路２２、送信アンテナ２３、受信アンテナ２４、無線受信回路２５、復調回路２６、発振回路２７、タイマ２８、ＲＳＳＩ検出回路２９、乱数発生器３０、順序決定回路３１、バンドテーブルメモリ３２、及びチャネルテーブルメモリ３３を備える。制御回路２０は、第２の制御回路の一例である。制御回路２０は、外部回路から入力されたデータ信号を変調回路２１、無線送信回路２２、及び送信アンテナ２３を介して送信し、受信アンテナ２４、無線受信回路２５、及び復調回路２６を介して受信されたデータ信号を外部回路に出力する。外部回路は、例えば、子機に設けられ、監視カメラを駆動する回路である。発振回路２７は、制御回路２０の制御下で、可変な周波数の搬送波信号を無線送信回路２２及び無線受信回路２５に供給する。これにより、無線送信回路２２及び無線受信回路２５は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する。第２の無線通信回路は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５を備えた回路の一例である。制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５が動作するバンド及び通信チャネルを設定する。タイマ２８は、タイマ値を発生して制御回路２０に送る。ＲＳＳＩ検出回路２９は、信号レベル検出回路の一例である。ＲＳＳＩ検出回路２９は、無線通信装置２−１の受信信号のＲＳＳＩ又は他の信号レベルを検出して制御回路に送る。乱数発生器３０は、乱数を発生させる。順序決定回路３１は、乱数発生器３０によって発生された乱数に基づいて、複数のバンドを逐次に切り換える順序（以下、第２の順序と呼ぶ）を決定する。バンドテーブルメモリ３２は、順序決定回路３１によって決定された第２の順序を格納する。バンドテーブルメモリ３２は、さらに、各バンドについて、ＲＳＳＩのしきい値と、通信可能距離とを格納する。チャネルテーブルメモリ３３は、無線通信装置１が動作する各バンドのチャネルであって、無線通信装置２−１によって発見されたあるバンドのチャネルと、無線通信装置１から通知された各バンドのチャネルとを格納する。制御回路２０は、無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期以上の予め決められた時間にわたって無線送信回路２２及び無線受信回路２５が無線通信装置１と通信できなかったとき、無線送信回路２２及び無線受信回路２５が動作するバンドを第２の順序に従って次のバンドに切り換える。

図２は、図１の無線受信回路２５の構成を示すブロック図である。無線受信回路２５は、受信信号を処理する複数の回路部分を含む。無線受信回路２５は、例えば、低雑音増幅器４１、ミキサ４２、帯域通過フィルタ（図２ではＢＰＦと記載している。）４３、利得制御増幅器４４、及びアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ。図２ではＡＤＣと記載している。）４５を備える。

図３は、図１の乱数発生器３０の構成を示すブロック図である。乱数発生器３０は、メモリ５１、設定回路５２、ＸＯＲゲート５３、及びフリップフロップ回路ＦＦ１〜ＦＦｎを備える。メモリ５１は乱数発生器３０の初期値を格納し、設定回路５２は乱数発生器３０の初期値を各フリップフロップ回路ＦＦ１〜ＦＦｎに設定する。

前述のように、順序決定回路３１は、乱数発生器３０によって発生された乱数に基づいて、複数のバンドを逐次に切り換える順序（すなわち、第２の順序）を決定する。例えば、５つのバンドＡ〜Ｅを切り換える順序を決定する場合、順序決定回路３１は、乱数発生器３０から３ビットの乱数「１」〜「７」を取得し、乱数発生器３０から取得された「１」〜「５」を５つのバンドＡ〜Ｅにそれぞれ対応づけて、バンドＡ〜Ｅを切り換える順序を決定する。すなわち、順序決定回路３１は、乱数発生器３０から３ビットの乱数「１」〜「７」を７回取得し（例えば、「３」、「２」、「７」、「４」、「１」、「５」、「６」）、乱数発生器３０から取得された「６」及び「７」を無視し、乱数発生器３０から「１」〜「５」を取得した順序（「３」、「２」、「４」、「１」、「５」）を、バンドＡ〜Ｅを切り換える順序とする。従って、バンドＡ〜Ｅは「Ｃ→Ｂ→Ｄ→Ａ→Ｅ→Ｃ→…」の順序で切り換えられる。順序決定回路３１は、決定された第２の順序をバンドテーブルメモリ３２に格納する。

図４は、図１のバンドテーブルメモリ３２の内容を示す表である。バンドテーブルメモリ３２は、各バンドＡ〜Ｅについて、ＲＳＳＩのしきい値と、通信可能距離とを格納する。これらの値は、予め測定されたものである。ＲＳＳＩのしきい値は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５が動作するバンドを切り換える順序を変更するために使用される。この切り換えについては後述する。ＲＳＳＩのしきい値は動的に変更されない。各バンドＡ〜ＥのＲＳＳＩのしきい値は同一の値であってもよい。また、各バンドＡ〜Ｅは、予め決められた通信可能距離ｄ１〜ｄ５を有する。通信可能距離は、周波数、送信パワー、及び受信感度に依存する。バンドテーブルメモリ３２は、さらに、順序決定回路３１によって決定された順序（すなわち、第２の順序）を格納する。

次に、図５〜図７を参照して、図１の無線通信システムの動作について説明する。

図５は、図１の無線通信装置１の制御回路１０によって実行される親機通信処理を示すフローチャートである。

図５のステップＳ１〜Ｓ４において、制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５を用いて、複数のバンドのそれぞれにおいて、空きチャネルを探索し、当該バンドの空きチャネルのうちの１つを当該バンドの通信チャネルとして決定する。ステップＳ１において、制御回路１０は、１つのバンドを選択し、無線送信回路１２及び無線受信回路１５に設定する。ステップＳ２において、制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５を用いて、キャリアセンスにより空きチャネルを探索して、１つのチャネルを決定する。ステップＳ３において、制御回路１０は、全バンドでチャネルを決定したか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ５に進み、ＮＯのときはステップＳ４に進む。ステップＳ４において、制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５が動作するバンドを、次のバンドに切り換え、ステップＳ２に戻る。制御回路１０は、各バンドについてステップＳ２〜Ｓ４を繰り返す。

図５のステップＳ５〜Ｓ１１において、制御回路１０は、各子機の無線通信装置（無線通信装置２−１など）との通信を行う。ステップＳ５において、制御回路１０は、１つのバンドを選択し、無線送信回路１２及び無線受信回路１５に設定する。ステップＳ６において、制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５を用いて、ビーコン信号を送信する。制御回路１０は、無線通信装置１が子機の無線通信装置との通信を確立したとき、無線送信回路１２及び無線受信回路１５を用いて、ステップＳ１〜Ｓ４で決定した各バンドの通信チャネルを子機の無線通信装置に通知する。例えば、ビーコン信号又は他の信号が子機の無線通信装置に到達したとき、ステップＳ１〜Ｓ４で決定した各バンドの通信チャネルは子機の無線通信装置に通知される。ステップＳ７において、制御回路１０は、タイマ値のカウントを開始する。ステップＳ８において、制御回路１０は、子機の無線通信装置からデータ信号を受信したか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ９に進み、ＮＯのときはステップＳ１０に進む。ステップＳ９において、制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５を用いて、データ信号の送信元の子機の無線通信装置にＡＣＫ信号を送信する。ステップＳ１０において、制御回路１０は、ステップＳ７でタイマ値のカウントを開始してから予め決められた時間がタイムアウトしたか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ１１に進み、ＮＯのときはステップＳ８に戻る。ステップＳ１１において、制御回路１０は、無線送信回路１２及び無線受信回路１５が動作するバンドを、予め決められた順序（第１の順序）で次のバンドに切り換え、ステップＳ６に戻る。

図６は、図１の無線通信装置２−１の制御回路２０によって実行される子機通信処理の第１の部分を示すフローチャートである。図７は、図１の無線通信装置２−１の制御回路２０によって実行される子機通信処理の第２の部分を示すフローチャートである。

図６のステップＳ２１〜Ｓ２７において、制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５に１つのバンドを設定したとき、無線送信回路２２及び無線受信回路２５を用いて当該バンドの通信チャネルを探索する。ステップＳ２１において、制御回路２０は、バンドテーブルメモリ３２から、バンドを逐次に切り換える順序（すなわち、第２の順序）を読み出す。ステップＳ２２において、制御回路２０は、第２の順序に従って１つのバンドを選択し、無線送信回路２２及び無線受信回路２５に設定する。ステップＳ２３において、制御回路２０は、タイマ値のカウントを開始する。ステップＳ２４において、制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５を用いて、チャネルスキャンを実行する。ステップＳ２５において、制御回路２０は、無線通信装置１のチャネルを発見したか否かを決定し、ＹＥＳのときは図７のステップＳ２８に進み、ＮＯのときはステップＳ２６に進む。制御回路２０は、さらに、発見した無線通信装置１のチャネルの情報をチャネルテーブルメモリ３３に格納する。ステップＳ２６において、制御回路２０は、ステップＳ２３でタイマ値のカウントを開始してから予め決められた時間がタイムアウトしたか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ２７に進み、ＮＯのときはステップＳ２４に戻る。ステップＳ２６の「予め決められた時間」は、例えば、無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期に設定される。ステップＳ２７において、制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５が動作するバンドを、第２の順序に従って次のバンドに切り換え、ステップＳ２２に戻る。制御回路２０は、いずれかのバンドでチャネルを発見するまで、ステップＳ２４〜Ｓ２７を繰り返す。すべてのバンドでチャネルが見つからなかった場合、最初に探索したバンドに戻り、ステップＳ２４〜Ｓ２７を繰り返す。

図７のステップＳ２８〜Ｓ３７において、制御回路２０は、親機の無線通信装置１との通信を行う。制御回路２０は、ステップＳ２１〜Ｓ２７で発見されたチャネルと、当該チャネルを含むバンドとを用いて、親機の無線通信装置１との通信を開始する。ステップＳ２８において、制御回路２０は、タイマ値のカウントを開始する。ステップＳ２９において、制御回路２０は、親機の無線通信装置１からビーコン信号を受信したか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ３０に進み、ＮＯのときはステップＳ３２に進む。子機の無線通信装置２−１及び他の子機の無線通信装置は、ビーコン信号を受信することにより親機の無線通信装置１に同期する。制御回路２０は、無線通信装置２−１が親機の無線通信装置１との通信を確立したとき、無線送信回路２２及び無線受信回路２５を用いて、各バンドの通信チャネルの情報を親機の無線通信装置１から取得する。例えば、ビーコン信号又は他の信号が無線通信装置２−１に到達したとき、ステップＳ１〜Ｓ４で決定した各バンドの通信チャネルは無線通信装置２−１に通知される。制御回路２０は、さらに、親機の無線通信装置１から取得した各バンドの通信チャネルの情報をチャネルテーブルメモリ３３に格納する。ステップＳ３０において、制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５を用いて、親機の無線通信装置１にデータ信号を送信する。ステップＳ３１において、制御回路２０は、親機の無線通信装置１からＡＣＫ信号を受信したか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ３３に進み、ＮＯのときはステップＳ３２に進む。ステップＳ３２において、制御回路２０は、ステップＳ２８でタイマ値のカウントを開始してから予め決められた時間がタイムアウトしたか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ３４に進み、ＮＯのときはステップＳ２９に戻る。ステップＳ３３において、制御回路２０は、ステップＳ２８でタイマ値のカウントを開始してから予め決められた時間がタイムアウトしたか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ２８に戻り、ＮＯのときはステップＳ３３を繰り返す。ステップＳ３２及びＳ３３の「予め決められた時間」は、例えば、無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期以上の時間に設定される。

ステップＳ３２がＹＥＳであるとき（すなわち、無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期以上の予め決められた時間にわたって無線通信装置２−１が親機の無線通信装置１と通信できなかったとき）、ステップＳ３４において、制御回路２０は、連続した通信不可期間の長さはしきい値以上であるか否かを決定する。ステップＳ３４がＹＥＳのときはステップＳ３５に進み、ＮＯのときはステップＳ２８に戻る。連続した通信不可期間の長さは、例えば、無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期を単位とする、無線通信装置２−１が無線通信装置１と通信できなかった時間期間の個数である。ステップＳ３４のしきい値を設けている理由は、一時的なノイズにより通信不可になったときに簡単にバンドを切り換えないようにするためである。ステップＳ３４のしきい値が長くなるほどノイズに対する耐性が向上するが、実際にバンドを切り換えるべき場合にバンドを切り換えずに通信不可の時間が長くなるというトレードオフがある。

ステップＳ３５において、制御回路２０は、現在のＲＳＳＩは予め決められたしきい値（図４）以上であるか否かを決定し、ＹＥＳのときはステップＳ３６に進み、ＮＯのときはステップＳ３７に進む。ステップＳ３６において、制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５が動作するバンドを、第２の順序に従って次のバンドに切り換える。ステップＳ３７において、制御回路２０は、無線送信回路２２及び無線受信回路２５が動作するバンドを、第２の順序に従って、現在のバンドの通信可能距離よりも長い通信可能距離を有する次のバンドに切り換える。通信不可の原因は、感度不足及びトラフィック過多の２つが考えられる。感度不足の場合（すなわち、ＲＳＳＩがしきい値未満である場合）、現在のバンドの通信可能距離よりも短い通信可能距離を有するバンドに切り換えても意味がないので、ステップＳ３７のようにバンドを切り換える。例えば、図４に示すようにバンドＡ〜Ｅを「Ｃ→Ｂ→Ｄ→Ａ→Ｅ→Ｃ→…」の順序で切り換える場合、かつ、バンドＡ〜Ｅの通信可能距離ｄ１〜ｄ５が「ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４＞ｄ５」である場合、バンドＢで通信中に感度不足により通信不可になったら、次のバンドＤはバンドＢよりも通信可能距離が短いので使用せず、さらに次のバンドＡに切り換える。

ステップＳ３６及びＳ３７においてバンドを切り換えるとき、制御回路２０は、親機の無線通信装置１から取得してチャネルテーブルメモリ３３に格納された各バンドの通信チャネルの情報を使用する。

図８は、図１の無線通信システムの第１の例示的な動作を示すタイミングチャートである。点線は、親機の無線通信装置１から子機の無線通信装置２−１〜２−Ｎへのビーコン信号を示し、太実線は、子機の無線通信装置２−１〜２−Ｎから親機の無線通信装置１へのデータ信号を示し、細実線は、親機の無線通信装置１から子機の無線通信装置２−１〜２−ＮへのＡＣＫ信号を示す。各子機の無線通信装置２−１〜２−Ｎが親機の無線通信装置１と同じバンドで動作するとき、当該子機の無線通信装置は、親機の無線通信装置１からビーコン信号を受信し、その後、親機の無線通信装置１にデータ信号を送信し、親機の無線通信装置１からＡＣＫ信号を受信する。各子機の無線通信装置２−１〜２−Ｎが親機の無線通信装置１と異なるバンドで動作するとき、当該子機の無線通信装置は、親機の無線通信装置１からビーコン信号を受信することができない。図８では、親機の無線通信装置１は、バンドＡ〜Ｅを「Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ａ→…」の順序（すなわち、第１の順序）で切り換えているが、バンドＡ〜Ｅを他の任意の順序で切り換えてもよい。親機の無線通信装置１が１つのバンドで動作している時間期間は、例えば１秒であるが、他の時間長であってもよい。各子機の無線通信装置２−１〜２−Ｎは、それぞれ発生した乱数に基づいて決定された順序（すなわち、第２の順序）でバンドＡ〜Ｅをそれぞれ切り換える。子機の無線通信装置２−３は、バンドＥで動作しているとき、かつ、無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期以上の予め決められた時間にわたって無線通信装置１と通信できなかったとき、無線通信装置２−３が動作するバンドを第２の順序に従って例えば次のバンドＤに切り換える。その後、親機の無線通信装置１がバンドＤで動作するとき、無線通信装置２−３は無線通信装置１と通信することができる。

図９は、図１の無線通信システムの第２の例示的な動作を示すタイミングチャートである。図７のステップＳ３４に関連して説明したように、一時的なノイズにより通信不可になったときに簡単にバンドを切り換えないようにするために、子機の無線通信装置（例えば無線通信装置２−３）は、連続した通信不可期間の長さがしきい値以上であるときのみ、動作するバンドを第２の順序に従って次のバンドに切り換えてもよい。図９の例では、親機の無線通信装置１がすべてのバンドを切り換える周期を単位として、子機の無線通信装置２−３が親機の無線通信装置１と２周期にわたって通信できなかったとき、子機の無線通信装置２−３は、動作するバンドを第２の順序に従って例えば次のバンドＤに切り換える。その後、親機の無線通信装置１がバンドＤで動作するとき、無線通信装置２−３は無線通信装置１と通信することができる。

図１０は、図１の無線通信システムの第３の例示的な動作を示すタイミングチャートである。子機の無線通信装置は、乱数に基づいてバンドＡ〜Ｅを切り換える順序（すなわち、第２の順序）を決定するので、複数の子機の無線通信装置（例えば無線通信装置２−１〜２−３）が同時に同じバンド（例えばバンドＡ）で動作する可能性がある。従って、複数の子機の無線通信装置が同時に送信することを防止するために、公知のＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いる。子機の無線通信装置２−１〜２−３は、親機の無線通信装置１からビーコン信号を受信した後、乱数をそれぞれ発生し、これらの乱数に基づいてそれぞれ発生したバックオフ時間ｔ１〜ｔ３にわたって待機した後、データ信号を無線通信装置１に送信する。バックオフ時間は、例えば、発生された乱数と、予め決められたスロット時間との積である。これにより、複数の子機の無線通信装置２−１〜２−３が同時に同じバンドＡで動作しても、複数の子機の無線通信装置がデータ信号を同時に送信することを防止することができる。

電力消費量の節約のために、子機の無線通信装置は、図１０に示すように、親機の無線通信装置１が１つのバンドで動作している時間期間のうち、一部の時間期間のみ動作状態になり、他の時間期間では非動作状態（すなわち、スリープ状態）になってもよい。動作状態では、例えば、子機の無線通信装置の無線送信回路２２及び無線受信回路２５がオンされ、非動作状態では、例えば、子機の無線通信装置の無線送信回路２２及び無線受信回路２５がオフされる。図１０を参照すると、親機の無線通信装置１及び子機の無線通信装置２−１〜２−３が同じバンドＡで動作する時間期間では、子機の無線通信装置２−１〜２−３は、当該時間期間の先頭から親機の無線通信装置１との通信が終了するまで動作状態になり、その後、非動作状態になる。親機の無線通信装置１及び子機の無線通信装置２−１〜２−３が異なるバンドＡ及びＢでそれぞれ動作する時間期間では、子機の無線通信装置２−１〜２−３は、当該時間期間の先頭から予め決められた時間が経過するまで動作状態になり、その後、非動作状態になる。親機の無線通信装置１及び子機の無線通信装置２−１〜２−３が同じバンドで動作する時間期間でも、子機の無線通信装置２−１〜２−３は、当該時間期間の先頭から予め決められた時間が経過するまで動作状態になり、その後、非動作状態になってもよい。図１０に示すように子機の無線通信装置が間欠的に動作することにより、電力消費量を節約することができる。

図１１は、図１の無線通信システムの第４の例示的な動作を示すタイミングチャートである。図１１は、図１０を参照して説明した子機の無線通信装置の間欠的な動作を、図８のタイミングチャートに適用した場合を示す。図１１に示すように子機の無線通信装置２−１〜２−Ｎが間欠的に動作することにより、電力消費量を節約することができる。

図１２は、図１の無線通信システムによる複数のバンドＡ〜Ｅの効率的な使用の例を示す図である。比較例では、すべての子機の無線通信装置は、同じバンドＡで動作開始し、親機の無線通信装置１と通信できない場合には、予め決められた同じ順序でバンドを切り換える。従って、比較例では、バンドＡ〜Ｅのトラフィック量に偏りが生じる。一方、図１の無線通信システムの実施例では、複数の子機の無線通信装置は、それぞれ発生した乱数に基づいて決定された順序（すなわち、第２の順序）に従って、いずれかのバンドでそれぞれ動作開始し、親機の無線通信装置１と通信できない場合には、この順序でバンドＡ〜Ｅをそれぞれ切り換える。従って、実施例では、バンドＡ〜Ｅのトラフィック量を平滑化することができる。

図１の無線通信システムは、以下の効果を有する。

図１の無線通信システムは、子機の無線通信装置が通信状況に応じてバンドを切り換えることにより、トラフィック量の増大による通信中断を防止することができる。

図１の無線通信システムは、親機の無線通信装置が予め決められた第１の順序でバンドを切り換え、子機の無線通信装置が乱数に基づいて決定された第２の順序でバンドを切り換えることにより、複数のバンドを偏りなく効率的に使用することができる。

図１の無線通信システムは、親機の無線通信装置が予め決められた第１の順序でバンドを切り換え、子機の無線通信装置が乱数に基づいて決定された第２の順序でバンドを切り換えることにより、バンドを切り換えるための余分な処理及び余分なトラフィック量の増加を抑制することができる。

図１の無線通信システムは、子機の無線通信装置が親機の無線通信装置からのビーコン信号により親機の無線通信装置に同期することにより、子機の無線通信装置の電力消費量を削減することができる。

図１の無線通信システムは、子機の無線通信装置が動作するバンドを決定する際に親機の無線通信装置が関与しないことにより、親機の無線通信装置における処理量の増加を抑制することができる。図１の無線通信システムは、子機の無線通信装置が親機の無線通信装置と予め通信できない状態にあっても、親機の無線通信装置と通信するためのバンドを決定することができる。

図１の無線通信システムは、子機の無線通信装置が、ＲＳＳＩに基づいて、現在のバンドの通信可能距離よりも長い通信可能距離を有する次のバンドに切り換えることにより、通信中断を効果的に防止することができる。

図１の無線通信システムは、親機の無線通信装置及び子機の無線通信装置が任意個数のバンドを用いる場合に適用可能である。

図１の無線通信システムによれば、トラフィック量の増大による通信中断を防止し、複数のバンドを偏りなく効率的に使用し、バンドを切り換えるための余分な処理及び余分なトラフィック量の増加を抑制することができる無線通信システムを提供することができる。

第２の実施形態．
第２の実施形態に係る無線通信システムは、第１の実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線通信装置２−１〜２−Ｎに代えて、子機に無線通信装置２ａ−１〜２ａ−Ｎが設けられている。子機の無線通信装置２ａ−１〜２ａ−Ｎは、互いに同一又は同様の構成を有する。第２の実施形態に係る無線通信システムの他の構成は、第１の実施形態と同一又は同様である。図１３は、第２の実施形態に係る無線通信システムの無線通信装置２ａ−１の構成を示すブロック図である。無線通信装置２ａ−１は、制御回路２０、変調回路２１、無線送信回路２２、送信アンテナ２３、受信アンテナ２４、無線受信回路２５ａ、復調回路２６、発振回路２７、タイマ２８、ＲＳＳＩ検出回路２９、乱数発生器３０ａ、順序決定回路３１、バンドテーブルメモリ３２、及びチャネルテーブルメモリ３３を備える。

無線受信回路２５ａ及び乱数発生器３０ａは、それらの一部の回路部分を共用している。無線受信回路２５ａは、図２の各回路部分を備える。乱数発生器３０ａは、ノイズ発生器Ｒ１、スイッチＳＷ１、平均化回路６１、及び比較器６２を備え、さらに、無線受信回路２５ａの利得制御増幅器４４及びＡ／Ｄ変換器４５を共用する。乱数発生器３０ａは、熱雑音を利用した物理乱数生成回路である。ノイズ発生器Ｒ１は、熱雑音を利用してノイズ信号を発生する。スイッチＳＷ１は、無線受信回路２５ａの受信信号及びノイズ信号の一方を、無線受信回路２５ａの複数の回路部分のうちの少なくとも１つの第１の回路部分（例えば、利得制御増幅器４４及びＡ／Ｄ変換器４５）に選択的に入力させる。スイッチＳＷ１は、例えば帯域通過フィルタ４３及び利得制御増幅器４４の間に挿入され、無線受信回路２５ａの受信信号及びノイズ信号の一方を利得制御増幅器４４に選択的に入力させる。利得制御増幅器４４は、受信信号又はノイズ信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器４５は、利得制御増幅器４４の出力信号のＡ／Ｄ変換を行い、その出力信号を無線受信回路２５ａの出力信号として後段回路に送る。平均化回路６１は、無線受信回路２５ａの出力信号を所定時間にわたって平均化することで、比較器６２に入力するためのしきい値を発生する。比較器６２は、スイッチＳＷ１によりノイズ信号が無線受信回路２５ａの第１の回路部分に入力されているとき、無線受信回路２５ａの出力信号の振幅を平均化回路６１から入力されたしきい値と比較することで乱数を発生する。

無線通信装置２ａ−１の他の回路部分は、図１の無線通信装置２−１の対応する回路部分と同一又は同様であり、同一又は同様に動作する。

無線通信装置２ａ−１の第１の回路部分は、利得制御増幅器４４及びＡ／Ｄ変換器４５以外の他の回路部分を含んでもよい。

図１３の無線通信装置２ａ−１は、無線受信回路２５ａ及び乱数発生器３０ａの一部の回路部分を共用することにより、回路を小型化することができ、乱数の精度を向上することができる。

第３の実施形態．
第３の実施形態に係る無線通信システムは、第１の実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線通信装置２−１〜２−Ｎに代えて、子機に無線通信装置２ｂ−１〜２ｂ−Ｎが設けられている。子機の無線通信装置２ｂ−１〜２ｂ−Ｎは、互いに同一又は同様の構成を有する。第３の実施形態に係る無線通信システムの他の構成は、第１の実施形態と同一又は同様である。図１４は、第３の実施形態に係る無線通信システムの無線通信装置２ｂ−１の構成を示すブロック図である。無線通信装置２ｂ−１は、制御回路２０、変調回路２１、無線送信回路２２、送信アンテナ２３、受信アンテナ２４、無線受信回路２５ｂ、復調回路２６、発振回路２７、タイマ２８、ＲＳＳＩ検出回路２９、乱数発生器３０ｂ、順序決定回路３１、バンドテーブルメモリ３２、及びチャネルテーブルメモリ３３を備える。

無線受信回路２５ｂ及び乱数発生器３０ｂもまた、それらの一部の回路部分を共用している。無線受信回路２５ｂは、図２の各回路部分に加えて、ミキサ４２及び帯域通過フィルタ４３の間に、利得制御増幅器４６を備える。乱数発生器３０ｂは、ノイズ発生器Ｒ１、スイッチＳＷ２〜ＳＷ３、平均化回路６１、及び比較器６２を備え、さらに、無線受信回路２５ｂの利得制御増幅器４６，４４、及びＡ／Ｄ変換器４５を共用する。スイッチＳＷ２は、無線受信回路２５ｂの受信信号及びノイズ信号の一方を、無線受信回路２５ｂの複数の回路部分のうちの少なくとも１つの第１の回路部分（例えば、利得制御増幅器４６、帯域通過フィルタ４３、利得制御増幅器４４、及びＡ／Ｄ変換器４５）に選択的に入力させる。スイッチＳＷ２は、例えばミキサ４２及び利得制御増幅器４６の間に挿入され、無線受信回路２５ｂの受信信号及びノイズ信号の一方を利得制御増幅器４６に選択的に入力させる。スイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ２によりノイズ信号が無線受信回路２５ｂの第１の回路部分に入力されているとき、第１の回路部分に含まれる少なくとも１つの第２の回路部分（例えば帯域通過フィルタ４３）をバイパスする。

乱数発生器３０ｂは、スイッチＳＷ２によりノイズ信号が１つの回路部分に入力されているとき、当該回路部分の後段に接続された少なくとも１つの回路部分をバイパスする２つ以上のスイッチを備えてもよい。

無線通信装置２ｂ−１の第１の回路部分は、利得制御増幅器４６、帯域通過フィルタ４３、利得制御増幅器４４、及びＡ／Ｄ変換器４５以外の他の回路部分を含んでもよい。無線通信装置２ｂ−１の第２の回路部分は、帯域通過フィルタ４３以外の他の回路部分を含んでもよい。

図１４の無線通信装置２ｂ−１は、無線受信回路２５ｂ及び乱数発生器３０ｂの一部の回路部分を共用することにより、回路を小型化することができ、乱数の精度を向上することができる。

以上、本開示の例示的な各実施形態について説明したが、本開示の構成は、これらの実施形態に限定されない。例えば、親機が複数ある場合、無線通信システムは、複数の親機の無線通信装置を含んでいてもよい。また、親機の無線通信装置は、予め定められた1つの順序でバンド切り換えを行うことに代えて、予め定められた複数の異なる順序を当該無線通信装置の記憶装置に記憶し、１周期ごとに順序を変更してもよい。

また、子機の無線通信装置は、上述した乱数に代えて、擬似乱数を用いてもよい。また、子機の無線通信装置は、乱数を用いてバンド切り換え順序を決定することに代えて、予め定められたバンド切り換え順序を当該無線通信装置の記憶装置に記憶していてもよい。この場合、記憶装置へのバンド切り換え順序の格納作業は、子機の製造工場にて行われてもよい。子機の無線通信装置の記憶装置に記憶されるバンド切り換え順序は、乱数又は擬似乱数を用いて決定されたものであってもよいし、乱数又は擬似乱数に基づかないものであってもよい。無線通信システムが複数の子機の無線通信装置を含む場合、複数の子機の無線通信装置の全部又は一部に記憶されるバンド切り換え順序は、互いに異なるものであってもよい。子機の無線通信装置は、定期的に、予め定められた時間にわたって親機と通信できなかった否かを判定してもよいし、任意のタイミングで予め定められた時間にわたって親機と通信できなかった否かを判定してもよい。

前記実施形態の説明で示した各ブロックは、典型的には集積回路（ＩＣ）として実現される。各ブロックを個別のチップとして提供されてもよく、一部又はすべてのブロックを含む１つのチップとして提供されてもよい。ここではＩＣとしたが、各ブロックを、集積度の違いにより、ＬＳＩ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されるチップとして提供してもよい。

また、各ブロックの集積回路化の手法は専用回路に限るものではなく、汎用のプログラマブルな回路で実現してもよい。各ブロックを、製造後にプログラミング可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）として、又は、集積回路内部の回路セルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサとして提供してもよい。

さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術により現在の集積回路に置き換わる技術が登場すれば、当然、その技術を用いて回路の集積化を行ってもよい。バイオ技術を適用して集積化された回路等を実現できる可能性がある。

本開示の一実施形態に係る無線通信システムは、１つの第１の無線通信装置と、少なくとも１つの第２の無線通信装置とを備える。前記第１の無線通信装置は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備える。前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換える。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、前記複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備える。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって当該第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える。

前記複数のバンドのそれぞれは、予め決められた通信可能距離を有していてもよい。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、前記第２の無線通信回路の受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出回路をさらに備えていてもよい。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって前記第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置と通信できなかったとき、かつ、前記信号レベルが予め決められた第１のしきい値未満であるとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを、現在のバンドの通信可能距離よりも長い通信可能距離を有するバンドに切り換えてもよい。

前記第１の制御回路は、前記第１の無線通信回路を用いて、前記複数のバンドのそれぞれにおいて、空きチャネルを探索し、当該バンドの空きチャネルのうちの１つを当該バンドの通信チャネルとして決定し、前記第１の無線通信回路が動作するバンド及び通信チャネルを設定してもよい。前記第１の制御回路は、前記第１の無線通信装置が前記少なくとも１つの第２の無線通信装置との通信を確立したとき、前記第１の無線通信回路を用いて、前記各バンドの通信チャネルを前記少なくとも１つの第２の無線通信装置に通知してもよい。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記第２の無線通信回路に１つのバンドを設定したとき、前記第２の無線通信回路を用いて当該バンドの通信チャネルを探索し、前記第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置との通信を確立したとき、前記第２の無線通信回路を用いて、前記各バンドの通信チャネルの情報を前記第１の無線通信装置から取得してもよい。前記第２の制御回路は、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行う場合、前記取得した各バンドの通信チャネルの情報に基づいて、前記第２の無線通信回路が動作する通信チャネルを設定してもよい。

前記第１の制御回路は、予め決められた第１の順序で、前記第１の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行ってもよい。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、更に、乱数または擬似乱数を発生させる乱数発生器と、前記乱数または擬似乱数に基づいて前記複数のバンドを切り換える第２の順序を決定する順序決定回路と、を備えていてもよい。前記第２の制御回路は、前記第２の順序に従って、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行ってもよい。

前記第２の無線通信装置は、前記第２の無線通信回路の受信信号を処理する複数の回路部分を含む無線受信回路を備えていてもよい。前記乱数発生器は、ノイズ信号を発生するノイズ発生器と、前記受信信号及び前記ノイズ信号の一方を前記複数の回路部分のうちの少なくとも１つの第１の回路部分に選択的に入力させる第１のスイッチと、前記第１のスイッチにより前記ノイズ信号が前記第１の回路部分に入力されているとき、前記第１の回路部分の出力信号の振幅を第２のしきい値と比較することで乱数を発生する比較器とを備えていてもよい。

前記第１の回路部分は、前記受信信号又は前記ノイズ信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力信号のＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器とを含むものであってもよい。

前記無線通信システムは、前記乱数発生器は、前記第１のスイッチにより前記ノイズ信号が前記第１の回路部分に入力されているとき、前記第１の回路部分に含まれる少なくとも１つの第２の回路部分をバイパスする少なくとも１つの第２のスイッチをさらに備えていてもよい。

前記第２の回路部分は帯域通過フィルタを含むものであってもよい。

前記乱数発生器は、前記無線受信回路の出力信号を所定時間にわたって平均化することで前記第２のしきい値を発生してもよい。

前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、更に、前記複数のバンドを切り換える順序を記憶する記憶装置を備えていてもよい。前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記記憶装置に記憶された順序に従って、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行ってもよい。

前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、複数の第２の無線通信装置を含むものであってもよい。前記複数の第２の無線通信装置の前記記憶装置に記憶された順序は、互いに異なるものであってもよい。

前記第２の制御回路は、乱数または擬似乱数に従って、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行ってもよい。

本開示の他の実施形態に係る無線通信装置は、少なくとも１つの子機との無線通信を行う。前記無線通信装置は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備える。前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換える。前記少なくとも１つの子機は、それぞれ、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備える。前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって当該子機が前記無線通信装置と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える。

本開示の他の実施形態に係る無線通信装置は、親機との無線通信を行う。親機は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備える。前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換える。前記無線通信装置は、前記複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備える。前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって前記無線通信装置が前記親機と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える。

本開示は、例えば低消費電力な無線通信システムに有用である。

１…無線通信装置、
２−１〜２−Ｎ，２ａ−１，２ｂ−１…無線通信装置、
１０…制御回路、
１１…変調回路、
１２…無線送信回路、
１３…送信アンテナ、
１４…受信アンテナ、
１５…無線受信回路、
１６…復調回路、
１７…発振回路、
１８…タイマ、
１９…チャネルテーブルメモリ、
２０…制御回路、
２１…変調回路、
２２…無線送信回路、
２３…送信アンテナ、
２４…受信アンテナ、
２５，２５ａ，２５ｂ…無線受信回路、
２６…復調回路、
２７…発振回路、
２８…タイマ、
２９…ＲＳＳＩ検出回路、
３０，３０ａ，３０ｂ…乱数発生器、
３１…順序決定回路、
３２…バンドテーブルメモリ、
３３…チャネルテーブルメモリ、
４１…低雑音増幅器、
４２…ミキサ、
４３…帯域通過フィルタ、
４４，４６…利得制御増幅器、
４５…Ａ／Ｄ変換器、
５１…メモリ、
５２…設定回路、
５３…ＸＯＲゲート、
６１…平均化回路、
６２…比較器、
ＦＦ１〜ＦＦｎ…フリップフロップ回路、
Ｒ１…ノイズ発生器、
ＳＷ１〜ＳＷ３…スイッチ。

Claims (14)

1. １つの第１の無線通信装置と、少なくとも１つの第２の無線通信装置とを備えた無線通信システムにおいて、
   前記第１の無線通信装置は、
   複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、
   前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備え、
   前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換え、
   前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、
   前記複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、
   前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備え、
   前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって当該第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える、無線通信システム。
2. 前記複数のバンドのそれぞれは、予め決められた通信可能距離を有し、
   前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、前記第２の無線通信回路の受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出回路をさらに備え、
   前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって前記第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置と通信できなかったとき、かつ、前記信号レベルが予め決められた第１のしきい値未満であるとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを、現在のバンドの通信可能距離よりも長い通信可能距離を有するバンドに切り換える請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記第１の制御回路は、
   前記第１の無線通信回路を用いて、前記複数のバンドのそれぞれにおいて、空きチャネルを探索し、当該バンドの空きチャネルのうちの１つを当該バンドの通信チャネルとして決定し、
   前記第１の無線通信回路が動作するバンド及び通信チャネルを設定し、
   前記第１の無線通信装置が前記少なくとも１つの第２の無線通信装置との通信を確立したとき、前記第１の無線通信回路を用いて、前記各バンドの通信チャネルを前記少なくとも１つの第２の無線通信装置に通知し、
   前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、
   前記第２の無線通信回路に１つのバンドを設定したとき、前記第２の無線通信回路を用いて当該バンドの通信チャネルを探索し、
   前記第２の無線通信装置が前記第１の無線通信装置との通信を確立したとき、前記第２の無線通信回路を用いて、前記各バンドの通信チャネルの情報を前記第１の無線通信装置から取得し、
   前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行う場合、前記取得した各バンドの通信チャネルの情報に基づいて、前記第２の無線通信回路が動作する通信チャネルを設定する、請求項１又は２記載の無線通信システム。
4. 前記第１の制御回路は、予め決められた第１の順序で、前記第１の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行い、
   前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、更に、
   乱数または擬似乱数を発生させる乱数発生器と、
   前記乱数または擬似乱数に基づいて前記複数のバンドを切り換える第２の順序を決定する順序決定回路と、
   を備え、
   前記第２の制御回路は、前記第２の順序に従って、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行う、請求項１〜３の何れか１つに記載の無線通信システム。
5. 前記第２の無線通信装置は、前記第２の無線通信回路の受信信号を処理する複数の回路部分を含む無線受信回路を備え、
   前記乱数発生器は、
   ノイズ信号を発生するノイズ発生器と、
   前記受信信号及び前記ノイズ信号の一方を前記複数の回路部分のうちの少なくとも１つの第１の回路部分に選択的に入力させる第１のスイッチと、
   前記第１のスイッチにより前記ノイズ信号が前記第１の回路部分に入力されているとき、前記第１の回路部分の出力信号の振幅を第２のしきい値と比較することで乱数を発生する比較器とを備える、請求項４記載の無線通信システム。
6. 前記第１の回路部分は、
   前記受信信号又は前記ノイズ信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器の出力信号のＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器とを含む請求項５記載の無線通信システム。
7. 前記乱数発生器は、前記第１のスイッチにより前記ノイズ信号が前記第１の回路部分に入力されているとき、前記第１の回路部分に含まれる少なくとも１つの第２の回路部分をバイパスする少なくとも１つの第２のスイッチをさらに備える請求項５又は６記載無線通信システム。
8. 前記第２の回路部分は帯域通過フィルタを含む請求項７記載の無線通信システム。
9. 前記乱数発生器は、前記無線受信回路の出力信号を所定時間にわたって平均化することで前記第２のしきい値を発生する請求項５〜８の何れか１つに記載の無線通信システム。
10. 前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、それぞれ、更に、前記複数のバンドを切り換える順序を記憶する記憶装置を備え、
    前記少なくとも１つの第２の無線通信装置のそれぞれにおいて、前記第２の制御回路は、前記記憶装置に記憶された順序に従って、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行う、請求項１記載の無線通信システム。
11. 前記少なくとも１つの第２の無線通信装置は、複数の第２の無線通信装置を含み、
    前記複数の第２の無線通信装置の前記記憶装置に記憶された順序は、互いに異なる、請求項１０記載の無線通信システム。
12. 前記第２の制御回路は、乱数または擬似乱数に従って、前記第２の無線通信回路が動作するバンドの切り換えを行う、請求項１記載の無線通信システム。
13. 少なくとも１つの子機との無線通信を行う無線通信装置であって、
    複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、
    前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備え、
    前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換え、
    前記少なくとも１つの子機は、それぞれ、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備え、
    前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって当該子機が前記無線通信装置と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える、無線通信装置。
14. 親機との無線通信を行う無線通信装置であって、
    親機は、複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第１の無線通信回路と、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを設定する第１の制御回路とを備え、
    前記第１の制御回路は、予め決められた周期内に前記第１の無線通信回路が前記複数のバンドのすべてで動作するように、前記第１の無線通信回路が動作するバンドを切り換え、
    前記無線通信装置は、前記複数のバンドのうちの１つで選択的に動作する第２の無線通信回路と、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを設定する第２の制御回路とを備え、
    前記第２の制御回路は、前記周期以上の時間にわたって前記無線通信装置が前記親機と通信できなかったとき、前記第２の無線通信回路が動作するバンドを異なるバンドに切り換える、無線通信装置。

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