JP5877357B2 - 通信装置および通信方式の判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークにおいて、異なる通信方式のデータを受信した場合に、当該受信データの通信方式を判別する通信装置および通信方式の判定方法に関するものである。

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１標準や８０２．１５．４標準に代表される無線通信ネットワークは、一般的に、親機となる無線通信装置（以降、制御装置と称する）と複数台の子機となる無線通信装置（以降、端末装置と称する）とを含む。
このような無線通信ネットワークでは、例えば、宅内ネットワークの用途において、８０２．１１標準の通信方式と８０２．１５．４標準の通信方式とが混在するネットワークが想定され得る。例えば、テレビなどのＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ）機器およびパーソナルコンピュータは８０２．１１標準で通信し、エアコンおよび冷蔵庫などの白物家電は８０２．１５．４標準で通信する場合が想定される。また、他にも、初代発売商品の旧型の通信方式と、最新機種商品の新しい通信方式とが混在する無線通信ネットワークも想定される。

こうした、異なる通信方式が混在する無線通信ネットワークにおいて、通信方式の数だけ制御装置の設置台数を増やすのではなく、図１７に示すように、全ての通信方式に対応した制御装置２０８を１台設置することがコスト、運用、および、メンテナンスの観点で望ましい。
しかしながら、制御装置２０８は、通信方式Ａの端末装置２０２ａ，２０２ｂ、および、通信方式Ｂの端末装置２０９ａ，２０９ｂのどちらの端末装置がどのタイミングでフレームを送信するか分からないため、常に同時に異なる通信方式を待ち受ける必要がある。

このような問題に対して、制御装置２０８が複数個の無線ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を備える技術が開示されている（例えば、特許文献１、或いは、特許文献２参照）。これらの技術では、異なる通信方式のフレームを、それぞれの無線ＩＣ或いはＰＨＹ層で復調および受信することで、異なる通信方式のフレームを同時に待ち受けることができる。

特開２００４−３２０４４６号公報 ＷＯ２００４／１０２８８９号公報

しかしながら、上記従来技術では、制御装置が、対応する通信方式の数だけ無線ＩＣを備える必要があるため、制御装置に搭載する無線ＩＣの数が増えてしまう。そのため、制御装置の商品コストが増加する。
そこで、本発明は、通信相手先となる各端末装置との間で、異なる通信方式で無線通信する場合であっても、複数個の無線ＩＣを搭載せずに１つの無線ＩＣを搭載するだけで、各通信方式に対応してデータ通信することが可能な通信装置、および、通信方式の判別方法を提供する。

本発明の一態様に係る通信装置は、通信ネットワークを介して、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信する受信部と、前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出する検出部と、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、前記検出部で第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う受信制御部と、を備える。

本態様によると、各通信方式に対応して数個の無線ＩＣを搭載することなく、１つの無線ＩＣを搭載するだけで各通信方式に対応してデータを受信できるので、親機となる無線通信装置の製造コストを下げることができる。また制御装置の複数通信方式対応や、後方互換対応、例えば、最新の通信方式が、既存通信方式にも対応するという後方互換対応も実現可能となる。

図１は、実施の形態１におけるネットワーク構成の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１における通信方式Ａおよび通信方式Ｂのパラメータの一例を示す表である。 図３は、実施の形態１における通信方式Ａおよび通信方式Ｂのスペクトラム信号を示す図である。 図４は、実施の形態１における制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 図５は、実施の形態１における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図６は、実施の形態１における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図７は、実施の形態１における制御装置の通信方式判定処理を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態１の変形例１における通信方式Ａおよび通信方式Ｂのスペクトラム信号を示す図である。 図９は、実施の形態１の変形例１における制御装置の通信方式判定処理を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態１の変形例２における通信方式Ａおよび通信方式Ｂのスペクトラム信号を示す図である。 図１１は、実施の形態１の変形例２における制御装置の通信方式判定処理を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態２におけるネットワークシステムの周波数チャネルの一例を示す図である。 図１３は、実施の形態２における制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 図１４は、実施の形態２におけるチャネルリストのメモリ構成の一例を示す表である。 図１５は、実施の形態２における動作の流れを示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態２における制御装置と端末装置との間のデータのやり取りを示すシーケンス図である。 図１７は、複数の通信方式が共存するネットワーク構成の一例を示す図である。

（１）実施の形態に係る通信装置は、通信ネットワークを介して、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信する受信部と、前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出する検出部と、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、前記検出部で第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う受信制御部と、を備える。

（２）（１）において、前記第２の通信方式に対応するチャネルの中心周波数は、前記第１の通信方式に対応するチャネルの中心周波数よりも高い周波数帯であり、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えている場合、前記検出部は、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯であって、前記重複している周波数帯よりも高い周波数帯において、第２の信号強度を検出し、前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値より大きい場合は、前記受信部で受信された信号が前記第２の通信方式であると判定する、としても構わない。

（３）（２）において、前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値以下の場合は、前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式であると判定する、としても構わない。
（４）（１）において、前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯は、前記第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯よりも広い周波数帯であり、前記第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯は、前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯に含まれており、前記第１の通信方式の周波数帯の開始値と、前記第２の通信方式の周波数帯の開始値とが対応するように設定されている、としても構わない。

（５）前記第２の通信方式に対応するチャネルの中心周波数は、前記第１の通信方式に対応するチャネルの中心周波数よりも高い周波数帯であり、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えている場合、前記検出部は、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯であって、前記重複している周波数帯よりも低い周波数帯において、第２の信号強度を検出し、前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値より大きい場合は、前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式であると判定する、としても構わない。

（６）（５）において、前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値以下の場合は、前記受信部で受信された信号が前記第２の通信方式であると判定する、としても構わない。
（７）（１）〜（６）のいずれか１つにおいて、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれか一方の通信方式に対応するチャネルを変更するに応じて、他方の通信方式に対応するチャネルを変更するチャネル制御部を備え、前記チャネル制御部は、前記変更後における前記第１の通信方式および前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯が少なくとも一部重複するように前記他方の通信方式に対応するチャネルを変更する、としても構わない。

（８）（７）において、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯が少なくとも一部重複するように、各々の通信方式のチャネルを組み合わせたチャネルリストを記憶するチャネルリスト記憶部を備え、前記チャネル制御部は、当該チャネルリスト記憶部を参照することにより前記他方の通信方式に対応するチャネルを変更する、としても構わない。

（９）（１）〜（６）のいずれか１つにおいて、前記受信制御部は、前記第１の信号強度と、前記第２の信号強度との差分値が一定値以上の場合は、前記受信部で受信された信号の通信方式が前記第１の通信方式であると判定し、前記差分値が一定値より小さい場合は、前記受信部で受信された信号の通信方式が前記第２の通信方式であると判定する、としても構わない。

（１０）（１）〜（６）のいずれか１つにおいて、前記第１の通信方式に対応するチャネルは、各チャネル間に少なくとも１つの空きチャネルを設けるように割り当てられており、前記検出部は、前記空きチャネルを利用して前記第２の信号強度を検出する、としても構わない。
（１１）（１０）において、前記空きチャネルは複数設けられており、前記検出部は、前記複数の空きチャネルの中のいずれかの空きチャネルを用いて前記第２の信号強度を検出する、としても構わない。

（１２）（１）〜（６）のいずれか１つにおいて、前記第２の通信方式の伝送帯域幅は、前記第１の通信方式の伝送帯域幅の整数倍である、としても構わない。
（１３）（１２）において、前記第１の通信方式の伝送帯域幅は２００ｋＨｚであり、前記第２の通信方式の伝送帯域幅は４００ｋＨｚである、としても構わない。
（１４）（１）〜（６）のいずれか１つにおいて、前記通信ネットワークは、無線通信ネットワークで構成される、としても構わない。

（１５）実施の形態に係る通信方式判定方法は、通信ネットワークを介して異なる通信方式のデータを受信する通信装置が実行する、受信データの通信方式判定方法であって、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信し、前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出し、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて、前記受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う。

（１６）実施の形態に係る集積回路は、通信ネットワークを介して、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信する受信部と、前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出する検出部と、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、前記検出部で第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う受信制御部と、を備える。

（１７）実施の形態に係るプログラムは、通信ネットワークを介して異なる通信方式のデータを受信する通信装置が実行する、受信データの通信方式判定処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記通信方式判定処理は、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信し、前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出し、前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて、前記受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う、処理を有する。

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信ネットワークの構成例を示した図である。図１において、制御装置１は、端末装置２および端末装置３それぞれと異なる通信方式で通信する。制御装置１は、端末装置２ａおよび端末装置２ｂと通信方式Ａで通信する。また、制御装置１は、端末装置３ａおよび端末装置３ｂと通信方式Ｂで通信する。

端末装置２および端末装置３は、例えば、冷蔵庫およびテレビ等の家電機器、ＩＨクッキングヒータ等の熱源機器、或いは、電気自動車等の電気駆動機器である。
なお、図１において、制御装置１と通信する端末装置２および端末装置３の台数は１例であり、この台数に限られない。
図２は、実施の形態１における通信方式Ａおよび通信方式Ｂの仕様の一例を示したものである。実施の形態１において、通信方式Ａは、ビットレートが５０ｋｂｐｓ、中心周波数が９２４．０ＭＨｚ、帯域幅が２００ｋＨｚとする。通信方式Ｂは、ビットレートが１００ｋｂｐｓ、中心周波数が９２４．１ＭＨｚ、帯域幅が４００ｋＨｚとする。ただし、この３つの条件は一例を示したものであり、他にも変調方式の差異、データホワイトニングの対応の差異など、さらに他の項目があっても良い。

図３は、実施の形態１における通信方式Ａおよび通信方式Ｂのスペクトラム信号を周波数軸で表記したものである。ここで図３における通信方式Ａの単位チャネルを５ａ、通信方式Ｂの単位チャネルを５ｂと定義する。図３に示すように、実施の形態１において、通信方式Ａの周波数帯および通信方式Ｂの周波数帯が重複する周波数領域が存在する。この重複する周波数帯を重複周波数帯６ａ、重複しない周波数帯を非重複周波数６ｂと定義する。なお、これら各通信方式の周波数帯は、重複するように、予め運用システムとして定められているものとする。

図４は、実施の形態１における制御装置１の機能ブロックの一例を示した図である。制御装置１は、アンテナ１１、受信部１２、レベル検出部１３、方式判定部１４、および、応用処理部１５を備える。
受信部１２は、ビットレートを設定する機能、周波数を設定する機能、アンテナ１１を介してデータを受信する機能、および、受信したデータを復調する機能などを有する。受信部１２の一例として、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、或いはその他の無線通信方式の物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）の機能がある。

レベル検出部１３は、受信部１２で受信したデータの信号強度を計測する機能と、その計測した信号強度の閾値判定をする機能とを有する。レベル検出部１３の一例として、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）、ＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ）、および、ＥＤ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｅｔｅｃｔ）などがある。
方式判定部１４は、レベル検出部１３の機能を用いて、受信部１２が受信したデータが、通信方式Ａ或いは通信方式Ｂのいずれであるかを判定する。この方式判定部１４の詳細については、図７のフローチャートを用いて後述する。

応用処理部１５は、受信部１２で受信されたデータのアプリケーション処理を実施する。アプリケーション処理とは、端末装置から送信されたデータ内容を分析する処理であり、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダおよびＭＡＣペイロードの解析部などがこれにあたる。
なお、この方式判定部１４および応用処理部１５は「受信制御部（図示しない）」として構成されて良い。

図５は、実施の形態１における制御装置１のハードウェア構成の一例を示した図である。
無線ＩＣ１７は、無線通信の変調、および、復調などを行う集積回路である。
ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８は、マイクロコントローラであり、内部にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）コア、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ、外部インターフェースであるＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）を搭載した集積回路である。

なお、図４のレベル検出部１３、方式判定部１４および応用処理部１５が図５のＭＣＵ１８に実装される。受信部１２が無線ＩＣ１７に実装される。なお、レベル検出部１３は無線ＩＣ１７に実装される場合もある。
なお、図６に示すように、無線ＩＣ１７およびＭＣＵ１８が一体化された集積回路（ＭＣＵ１９）としてもよい。

以上、実施の形態１に係るネットワーク構成および制御装置１の構成について説明した。以下、実施の形態１に係る制御装置１の動作について説明する。
図７は、実施の形態１における制御装置１が端末装置２および端末装置３からデータを受信する際における通信方式判定方法を示すフローチャートである。
まず制御装置１は、常時、通信方式Ａ（図３の５ａ）の中心周波数で、受信待ち受けを行う（Ｓ５１）。また常時、レベル検出部１３により受信データの信号強度が特定の閾値を超えるか否かを確認する（Ｓ５２）。

もしレベル検出部１３が、受信したデータの信号強度が閾値を超えていると判断した場合（Ｓ５２のＹｅｓ）、方式判定部１４は、受信部１２の周波数設定値を、非重複周波数帯（図３の６ｂ）の範囲内の値に設定変更する。その後、レベル検出部１３が、この設定変更された非重複周波数帯で、信号強度を確認する（Ｓ５３）。
非重複周波数帯での信号強度が、閾値以下の場合（Ｓ５４のＮｏ）、方式判定部１４は、受信データの通信方式が通信方式Ａと判断する（Ｓ５５）。

その後、方式判定部１４は、通信方式Ａのビットレートおよび中心周波数などの設定値を受信部１２に設定する（Ｓ５６）。
その後、制御装置１は、通信方式Ａとして、同期判定（ビット同期、フレーム同期）、ヘッダ解析、ペイロード解析などの受信処理に移行する（Ｓ５９）。
また非重複周波数帯での受信信号強度が、閾値を超えている場合（Ｓ５４のＹｅｓ）、方式判定部１４は、受信データの通信方式が通信方式Ｂと判断する（Ｓ５７）。

その後、方式判定部１４は、通信方式Ｂのビットレートおよび中心周波数などの設定値を受信部１２に設定する（Ｓ５８）。
その後、制御装置１は、通信方式Ｂとして、同期判定（ビット同期、フレーム同期）、ヘッダ解析、ペイロード解析などの受信処理に移行する（Ｓ５９）。
本実施の形態によると、制御装置１が、まず、通信方式Ａの中心周波数でデータの受信待ち受けを行い、受信データの信号強度の閾値判定を行うことにより通信方式の不明な受信データの開始を検出する。その後、非重複周波数帯で信号強度の閾値判定を実施することで、受信データの通信方式を判別する。

これにより、制御装置１が各通信方式に対応して複数個の無線ＩＣを搭載しなくとも、１つの無線ＩＣで複数個の通信方式を判別できる。
[変形例１]
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。
図８は、実施の形態１の変形例１として、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのスペクトラム信号を、周波数軸で表記したものである。図３との違いは、通信方式Ａおよび通信方式Ｂの重複する周波数帯が異なる点である。具体的には、図３では、通信方式Ａの周波数帯の全てが通信方式Ｂの周波数帯に含まれていた。一方、図８に示すように、本変形例１では、通信方式Ａの周波数帯の一部が通信方式Ｂの周波数帯に含まれない領域（図８の２１ｃ）が存在する点で実施の形態１と異なる。

ここで、図８における通信方式Ａの単位チャネルを２０ａ、通信方式Ｂの単位チャネルを２０ｂと定義する。また重複する周波数帯を重複周波数帯２１ａ、重複しない周波数帯を非重複周波数として、高い方の非重複周波数帯を２１ｂ、低い方の非重複周波数帯を２１ｃと定義する。
図９は、実施の形態１の変形例１における制御装置１が端末装置２および端末装置３からデータを受信する際における通信方式の判定処理の動作を示すフローチャートである。図７で述べた各処理と同一のものは、同じ番号を付与し、ここでは説明を省略する。

まず制御装置１は、常時、図８の重複周波数帯２１ａで、受信待ち受けを行う（Ｓ７１）。また制御装置１は、常時、レベル検出部１３により受信データの信号強度が特定の閾値を超えるか否かを確認する（Ｓ７２）。
Ｓ７２において、信号強度が閾値を超えると判断した場合（Ｓ７２のＮｏ）、方式判定部１４は、受信部１２の周波数設定値を、非重複周波数帯（図８の２１ｂ或いは２１ｃ）の値に設定変更する。ここでは２１ｂおよび２１ｃのどちらの値に設定しても良い。その後、レベル検出部１３が、Ｓ７２で設定された非重複周波数帯で、再度、信号強度の判定を実施する（Ｓ７３）。

まず、Ｓ７４において、受信したデータの信号強度が特定の閾値を越える場合（Ｓ７４のＹｅｓ）について説明する。
Ｓ７４において、非重複周波数帯での信号強度が、閾値を超えている場合（Ｓ７４のＹｅｓ）、方式判定部１４は、Ｓ７２で設定された非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネル（図８の２０ｂ）と重複するか否か確認する（Ｓ７５）。

Ｓ７５で、非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネルと重複する場合（Ｓ７５のＹｅｓ）、方式判定部１４は、受信データの通信方式が通信方式Ｂであると判断する（Ｓ７６）。以降、方式判定部１４は、通信方式Ｂの設定値を受信部１２に設定し（Ｓ５８）、受信処理を行う（Ｓ５９）。
一方、Ｓ７５で非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネルと重複しない場合（Ｓ７５のＮｏ）、方式判定部１４は、受信データの通信方式が通信方式Ａと判断する（Ｓ７８）。以降、方式判定部１４は、通信方式Ａの設定値を受信部１２に設定し（Ｓ５６）、受信処理を行う（Ｓ５９）。

次に、Ｓ７４において、受信したデータの信号強度が特定の閾値を越えない場合（Ｓ７４のＮｏ）について説明する。
Ｓ７４において、非重複周波数帯での受信信号強度が、閾値以下の場合（Ｓ７４のＮｏ）、方式判定部１４は、非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネル（図８の２０ｂ）と重複するか否か確認する（Ｓ７７）。

Ｓ７７で非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネルと重複する場合（Ｓ７７のＹｅｓ）、方式判定部１４は、受信データの通信方式が通信方式Ａと判断する（Ｓ７８）。以降、方式判定部１４は、通信方式Ａの設定値を受信部１２に設定し（Ｓ５６）、受信処理を行う（Ｓ５９）。
Ｓ７７で非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネルと重複しない場合（Ｓ７７のＮｏ）、方式判定部１４は、受信データの通信方式が通信方式Ｂと判断する（Ｓ７６）。以降、方式判定部１４は、通信方式Ｂの設定値を受信部１２に設定し（Ｓ５８）、受信処理を行う（Ｓ５９）。本変形例１によると、２つの通信方式のスペクトラム信号が一部分のみ重複していれば、非重複周波数帯で受信信号強度の判定を実施することで、受信データの通信方式を判別することが可能となる。なお、Ｓ７５およびＳ７７において、非重複周波数帯が通信方式Ｂの単位チャネルと重複しているか否かに基づいて受信データの通信方式の判定を行ったが、非重複周波数帯が通信方式Ａの単位チャネルと重複しているか否かに基づいて受信データの通信方式の判定を行っても良い。
[変形例２]
次に、本発明の実施の形態１の変形例２について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態１の変形例２として、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのスペクトラム信号を、周波数軸で表記したものである。図３との違いは、信号スペクトラムが、占有帯域幅外へスペクトラムの漏れ出し（サイドローブ）が存在することである。
ここで、図１０における通信方式Ａの単位チャネルを８３ａ、通信方式Ｂの単位チャネルを８３ｂと定義する。また、上記サイドローブを除いて、重複する周波数帯を重複周波数帯８０ａ、重複しない周波数帯を非重複周波数帯８０ｂと定義する。

図１１は、実施の形態１の変形例２における受信データの通信方式の判定処理を示すフローチャートである。図７で述べた各処理と同一のものは、同じ番号を付与し、ここでは説明を省略する。
まず制御装置１は、常時、通信方式Ａの中心周波数（図１０の周波数８１ａ）で、受信待ち受けを行う（Ｓ５１）。また常時、制御装置１は、レベル検出部１３により信号強度が、特定の閾値を超えるか否かを確認する（Ｓ５２）。

Ｓ５２で、信号強度が閾値を超えている場合（Ｓ５２のＹｅｓ）、この信号強度である受信レベルＭがメモリに保存される（Ｓ８５）。この受信レベルＭは、図１０の受信レベルＭとなる。
続いて、方式判定部１４は、受信部１２の周波数設定値を、非重複周波数帯（例えば、図１０の周波数８１ｂ）の値に設定変更する。その後、レベル検出部１３が非重複周波数帯で、再度、受信した信号の信号強度を確認する（Ｓ５３）。方式判定部１４は、この確認した受信レベルＮをメモリに保存する（Ｓ８６）。

続いて、方式判定部１４は、受信レベルＭおよび受信レベルＮのレベル差が、閾値以上あるか否かを確認する（Ｓ８７）。図１０にも示すように、受信レベルＭおよび受信レベルＮの差が、閾値以上大きい場合（Ｓ８７のＹｅｓ）、方式判定部１４は、受信データが通信方式Ａと判断する（Ｓ５５）。反対に、差が閾値未満の場合（Ｓ８７のＮｏ）、方式判定部１４は、受信データが通信方式Ｂと判断する（Ｓ５７）。

これ以降の各処理（Ｓ５６、Ｓ５８、及びＳ５９）は、図７で述べた各処理と同じ記載となるため、説明を割愛する。
本実施の形態１の変形例２によると、重複周波数帯での受信信号強度と、非重複周波数帯での受信信号強度の差異から受信データの通信方式を判別することが可能となる。
なお、本発明の実施の形態１は通信方式Ａおよび通信方式Ｂの２つの通信方式の判定方法としたが、これに限定されずに、さらに通信方式Ｃなどの３つ以上の通信方式を判定することも容易に可能である。これにより、本態様の制御装置は、２つ以上の複数の通信方式の同時待ち受けを、汎用の無線ＩＣ１つで実現することができる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、制御装置が、通信方式の分からない受信データの開始を、この受信データの信号強度に基づいて検出し、その後、非重複周波数帯でキャリアセンスを実施することで、受信データの通信方式を判別した。

実施の形態２では、受信データの通信方式を判別方法だけでなく、周波数チャネルの変更方法について説明する。
本実施の形態２におけるネットワーク構成は、実施の形態１の図１と同様であり、ここでは説明を省略する。
図１２は本実施の形態２におけるネットワークシステムでの使用可能な周波数チャネルの一例を示す。通信方式Ａは、Ｃｈ１、Ｃｈ３、Ｃｈ５を使用可能であり、通信方式Ｂは、Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３を使用可能とする。また全ての周波数チャネルのスペクトラム信号の関係は、図１２の通りとする。即ち、通信方式ＡのＣｈ１、Ｃｈ３、Ｃｈ５の各チャネルの周波数の開始値と、通信方式ＢのＣｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３の各チャネルの周波数の開始値とがそれぞれ対応して設定される。通信方式ＡのＣｈ２、ＣＨ４、ＣＨ６は空きチャネルとする。

ただし、通信方式Ａおよび通信方式Ｂの対応するチャネル間（例えば、ＣＨ１およびＣｈ１１）において、周波数の開始値は必ずしも一致していなくてもよい。また、対応するチャネル間において、通信方式Ａの周波数の終了値と通信方式Ｂの中心周波数とが一致していなくても良い。
なお、これらの周波数チャネルの割り当ては、予め運用システムとして定められているものとする。

また、図１２において、通信方式Ａの空きチャネルのチャネル数が１つの場合を例に示しているが、本実施の形態２はこの場合に限らない。通信方式Ａおよび通信方式Ｂの各チャネルが対応していれば、空きチャネルは複数設けられても良い。また、このとき、通信方式Ｂにも空きチャネルを設けても良い。この場合、レベル検出部１３は、複数の空きチャネルの中のいずれかの空きチャネルを用いて前記キャリアセンスが行われる。

図１３は、実施の形態２における制御装置１００の機能ブロックの一例を示した図である。
図４で述べた各ブロックと同一の機能を有するものは、同じ番号を付与し、ここでは説明を省略する。本実施の形態２において、制御装置１００は、応用処理部１０１、送信部１０２、チャネル制御部１０３、およびチャネルリスト１０４を備える。

応用処理部１０１は、データのアプリケーション処理を実施する機能を有する。端末装置から送信されたデータ内容を分析する処理であり、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダ、ＭＡＣペイロードの解析部などがこれにあたる。他にも、周波数チャネル変更の指示を受け付ける機能を有する。
送信部１０２は、アンテナ１１を介して端末装置２および端末装置３にデータを送信する。また、送信部１０２は、送信すべきデータを変調する機能を有する。送信部１０２は、応用処理部１０１が、チャネル変更要求を受付けた場合、端末装置２および端末装置３にチャネルが変更したことを示すチャネル変更フレームを送信する。

チャネル制御部１０３は、応用処理部１０１の指示に応じて、周波数チャネルを変更する。尚、チャネル制御部１０３の詳細な動作は、図１５の動作フローチャートを用いて、後述する。
チャネルリスト１０４は、通信方式Ａの周波数チャネルと、通信方式Ｂの周波数チャネルとの関係を、チャネル選択パターンとして関係付けたテーブルである。尚、このチャネルリスト１０４の詳細は、図１４にて後述する。

本実施の形態２におけるハードウェア構成は、実施の形態１の図５および図６と同様であり、ここでは説明を省略する。
図１４は、図１３に示すチャネルリスト１０４のメモリ構造の一例を示した図である。チャネルリスト１０４には、チャネル選択パターンごとに、通信方式Ａおよび通信方式Ｂの周波数チャネルが記憶されている。例えば、チャネル選択パターン１では、通信方式ＡがＣｈ１、通信方式ＢがＣｈ１１となる。

図１５は、本発明の実施の形態２における制御装置１００の周波数チャネル変更方法を示すフローチャートである。
図１６は、本発明の実施の形態２における周波数チャネル変更方法を示すシーケンス図である。
チャネル変更の一例として、現状、通信方式ＡはＣｈ１、通信方式ＢはＣｈ１１で動作中であり、異なるチャネルに変更する例を説明する。

チャネル制御部１０３は、応用処理部１０１から、どちらかの指定の通信方式のチャネル変更要求を受ける（図１５のＳ１１０）。ここでは、一例として、通信方式ＡをＣｈ３に変更する要求とする。
まずチャネル制御部１０３は、通信方式Ａで通信する端末装置２ａ、２ｂに対して、通信方式ＡをＣｈ１からＣｈ３に変更するための、チャネル変更フレームを、送信部１０２経由で、送信する（図１５のＳ１１１、図１６の１２１）。送信方法は、端末装置２ａ、２ｂに対してユニキャスト送信であってもよいし、一斉同報送信であってもよい。

続いて、チャネル制御部１０３は、図１４に示すチャネルリスト１０４を参照して、通信方式ＡのＣｈ３に対応するチャネル選択パターンを調べて、通信方式Ｂのチャネルを選択する（図１５のＳ１１２）。その結果、チャネル選択パターン２であり、また変更すべき通信方式Ｂの周波数チャネルは、Ｃｈ１２と分かる。
続いて、チャネル制御部１０３は、通信方式Ｂで通信する端末装置３ａ、３ｂに対して、通信方式ＢをＣｈ１１からＣｈ１２に変更するための、チャネル変更フレームを、送信部１０２経由で、送信する（図１５のＳ１１３、図１６の１２２）。送信方法は、端末装置３ａ、３ｂに対してユニキャスト送信であってもよいし、一斉同報送信であってもよい。

本実施の形態２によると、通信方式Ａおよび前記通信方式Ｂのいずれか一方の通信方式に対応するチャネルを変更するに応じて、他方の通信方式に対応するチャネルを変更する。このとき、チャネルの変更後において通信方式Ａおよび前記通信方式Ｂのそれぞれに対応するチャネルの周波数帯が少なくとも一部重複するように前記他方の通信方式に対応するチャネルを変更する。

これにより、例えば、ある特定の周波数チャネルにおいて、ノイズの影響で通信誤り率が高い場合、他の周波数チャネルに変更することで、ノイズの影響を回避することができる。その結果、運用メンテナンス面での利便性を向上できる。
以上、本発明の実施の形態１および実施の形態２について説明した。
なお、本発明の実施の形態１および実施の形態２における通信形態は、無線通信だけに限らず、電力線（電灯線）、電話線、同軸ケーブル、光ケーブルなどの有線通信でも構わない。またＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４などの通信インターフェースでも構わない。これらにより本発明の制御装置は各種伝送メディアで通信することができる。

なお、本願の実施の形態１、実施の形態２のそれぞれの処理順序を入れ替えて、或いは組み合わせて、新たな構成とすることも可能である。例えば、実施の形態２の制御装置の動作フローチャート（図１５）は、この処理順序に限定されず、Ｓ１１１の処理をＳ１１３の処理の後に入れることも可能である。
なお、本願の実施の形態１、実施の形態２の無線ネットワーク構成は、制御装置と複数の端末装置で構成されているが、制御装置を経由しないで、端末装置間で直接通信する構成とすることも可能である。この場合、制御装置の本願の構成機能を、端末装置に搭載することで、端末装置が他の端末装置が送信するデータを同時に待ち受けることが可能となる。

なお、実施の形態１、および、実施の形態２の構成は、ＣＰＵやＭＰＵで動作するコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。またこのプログラムはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体に記憶することもできる、或いはインターネットなどの伝送媒体を介して配信することもできる。

なお、本願の実施の形態１、および、実施の形態２の構成は、ＣＰＵやＭＰＵで動作するソフトウェア構成に限定されずに、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などのハードウェアで実現されているものとしてもよい。これらは、個別に１チップ化されていてもよいし、全ての構成又は一部の構成を含むように１チップ化されてもよい。集積回路は、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。また、集積回路の手法は、ＬＳＩに限定されるものではなく、専用回路又は汎用プロセッサを用いて実現してもよい。更に、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成することができるリコンフィギュアラブル・プロセッサを利用してもよい。さらに半導体技術の進歩により、又は派生する別技術により現在の半導体技術に置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。

本発明は、複数の通信方式が共存する必要のある無線通信ネットワーク、或いは有線通信ネットワークの通信制御装置に適用できる。

１、１００、２０８ 制御装置
２、３、２０２ａ、２０２ｂ、２０９ａ、２０９ｂ 端末装置
１１ アンテナ
１２ 受信部
１３ 検出部
１４ 方式判定部
１５、１０１ 応用処理部
１７ 無線ＩＣ
１８、１９ ＭＣＵ
１０２ 送信部
１０３ チャネル制御部
１０４ チャネルリスト

Claims (17)

1. 通信ネットワークを介して、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信する受信部と、
   前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出する検出部と、
   前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、前記検出部で第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う受信制御部と、
   を備える通信装置。
2. 前記第２の通信方式に対応するチャネルの中心周波数は、前記第１の通信方式に対応するチャネルの中心周波数よりも高い周波数帯であり、
   前記第１の信号強度が所定の閾値を超えている場合、前記検出部は、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯であって、前記重複している周波数帯よりも高い周波数帯において、第２の信号強度を検出し、
   前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値より大きい場合は、前記受信部で受信された信号が前記第２の通信方式であると判定する、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値以下の場合は、前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式であると判定する、
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯は、前記第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯よりも広い周波数帯であり、
   前記第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯は、前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯に含まれており、
   前記第１の通信方式の周波数帯の開始値と、前記第２の通信方式の周波数帯の開始値とが対応するように設定されている、
   請求項１に記載の通信装置。
5. 前記第２の通信方式に対応するチャネルの中心周波数は、前記第１の通信方式に対応するチャネルの中心周波数よりも高い周波数帯であり、
   前記第１の信号強度が所定の閾値を超えている場合、前記検出部は、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯であって、前記重複している周波数帯よりも低い周波数帯において、第２の信号強度を検出し、
   前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値より大きい場合は、前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式であると判定する、
   請求項１に記載の通信装置。
6. 前記受信制御部は、前記第２の信号強度が所定の閾値以下の場合は、前記受信部で受信された信号が前記第２の通信方式であると判定する、
   請求項５に記載の通信装置。
7. さらに、
   前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれか一方の通信方式に対応するチャネルを変更するに応じて、他方の通信方式に対応するチャネルを変更するチャネル制御部を備え、
   前記チャネル制御部は、前記変更後における前記第１の通信方式および前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯が少なくとも一部重複するように前記他方の通信方式に対応するチャネルを変更する、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. さらに、
   前記第１の通信方式および前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯が少なくとも一部重複するように、各々の通信方式のチャネルを組み合わせたチャネルリストを記憶するチャネルリスト記憶部を備え、
   前記チャネル制御部は、当該チャネルリスト記憶部を参照することにより前記他方の通信方式に対応するチャネルを変更する、
   請求項７に記載の通信装置。
9. 前記受信制御部は、前記第１の信号強度と、前記第２の信号強度との差分値が一定値以上の場合は、前記受信部で受信された信号の通信方式が前記第１の通信方式であると判定し、前記差分値が一定値より小さい場合は、前記受信部で受信された信号の通信方式が前記第２の通信方式であると判定する、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 前記第１の通信方式に対応するチャネルは、各チャネル間に少なくとも１つの空きチャネルを設けるように割り当てられており、
    前記検出部は、前記空きチャネルを利用して前記第２の信号強度を検出する、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記空きチャネルは複数設けられており、
    前記検出部は、前記複数の空きチャネルの中のいずれかの空きチャネルを用いて前記第２の信号強度を検出する、
    請求項１０に記載の通信装置。
12. 前記第２の通信方式の伝送帯域幅は、前記第１の通信方式の伝送帯域幅の整数倍である、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信装置。
13. 前記第１の通信方式の伝送帯域幅は２００ｋＨｚであり、前記第２の通信方式の伝送帯域幅は４００ｋＨｚである、
    請求項１２に記載の通信装置。
14. 前記通信ネットワークは、無線通信ネットワークで構成される、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信装置。
15. 通信ネットワークを介して異なる通信方式のデータを受信する通信装置が実行する、受信データの通信方式判定方法であって、
    第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信し、
    前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出し、
    前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて、前記受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、
    当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う、
    通信装置の通信方式判定方法。
16. 通信ネットワークを介して、第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信する受信部と、
    前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出する検出部と、
    前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、前記検出部で第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて前記受信部で受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う受信制御部と、
    を備える集積回路。
17. 通信ネットワークを介して異なる通信方式のデータを受信する通信装置が実行する、受信データの通信方式判定処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記通信方式判定処理は、
    第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯、および、前記第１の通信方式の周波数帯の少なくとも一部と重複する周波数帯を含む第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯のいずれかの周波数帯で送信された信号を受信し、
    前記第１の通信方式の周波数帯と、前記第２の通信方式の周波数帯とが重複する周波数帯において、前記受信部で受信された前記信号の第１の信号強度を検出し、
    前記第１の信号強度が所定の閾値を超えていれば、さらに、前記第１の通信方式および前記第２の通信方式の周波数帯が重複していない周波数帯において、第２の信号強度を検出し、前記第２の信号強度に応じて、前記受信された信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれに対応するかを判定し、
    当該判定された通信方式で前記信号の受信処理を行う、処理を有する、
    プログラム。

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