JP5906466B2

JP5906466B2 - 通信装置および通信方式の判定方法

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Publication number: JP5906466B2
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Inventors: 陽介浮田; 林野　裕司; 裕司林野
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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（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）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（ＡｕｄｉｏＶｉｓｕａｌ）機器およびパソコンは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１５に示すように、全ての通信方式に対応した制御装置を１台設置することがコスト、運用、及び、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、特許文献１では、共通の同期信号を利用して、異なる通信方式のデータを受信する技術が開示されている。

図１６は、制御装置２２５が、通信方式Ａで端末装置２２６ａと通信し、通信方式Ｂで端末装置２２６ｂと通信するネットワーク構成図である。端末装置２２６ａが送信するフレームは、同期信号１、ヘッダ１、および、ペイロード１で構成され、端末装置２２６ｂが送信するフレームは、同期信号１、ヘッダ１、同期信号２、ヘッダ２、および、ペイロード２で構成される。ここで、例えば、同期信号とはＰＬＣＰ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）プリアンブル、ヘッダとはＰＬＣＰヘッダ、ペイロードとはＰＳＤＵ（ＰＬＣＰＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ）などである。

端末装置２２６ｂが送信するフレームは、必ず通信方式Ａの同期信号１およびヘッダ１が先頭フレームに付与される。換言すれば、特許文献１に記載の技術では、通信方式は異なるが、先頭に共通の同期信号１およびヘッダ１がフレームとして構成される。ヘッダ１には、ヘッダ１以降に後続するデータの情報が入っている。このため、制御装置２２５は、常に通信方式Ａでデータの受信待ち受けを行い、受信したデータの同期信号１で同期判定を行う。そして、制御装置２２５は、通信方式Ａに対応するヘッダ１を解析することで、受信データが通信方式Ａ及び通信方式Ｂのいずれであるかを判定することができる。

特許第４６９７０６８号

しかしながら、上記従来技術では、受信データの通信方式が異なる場合に、制御装置２２５は受信したフレームの中に共通の同期信号が含まれる場合には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が、フレームの中に共通の同期信号が含まれない場合には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ない。これは多種多様な通信方式の共存を図る上で制約事項となる。

そこで、本発明は、フレームの中に各通信方式に共通の同期信号を設定することなく異なる通信方式のフレームを受信できる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の通信方式および第２の通信方式の少なくともいずれか１方に対応する信号を受信する通信装置であって、前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、前記通信装置は、前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信部と、前記受信部で受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定部と、前記同期情報を用いて、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１方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定部と、を備える。

本態様によると、フレームの中に各通信方式に共通の同期信号を別途フレームの中に設定することなく、各通信方式に対応する同期信号を用いて異なる通信方式のフレームを受信できる。そのため、フレームのヘッダのデータ量を削減できる。

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（ａ）は、実施の形態１における通信方式Ａと通信方式Ｂのパラメータの一例を示す表であり、図２（ｂ）は、フレーム構成の一例を示す図である。図３は、実施の形態１における通信方式Ａと通信方式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における動作の流れ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と通信方式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における動作の流れを示すフローチャートである。図１０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１１は、実施の形態２における制御装置の構成を示すブロック図である。図１２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１３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１４は、実施の形態２における動作を示すシーケンス図である。図１５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。図１６は、特許文献１に開示される複数の通信方式を共存させるフレーム構成とそのネットワーク構成を示す図である。

（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の通信方式および第２の通信方式の少なくともいずれか１方に対応する信号を受信する通信装置であって、前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信部と、前記受信部で受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定部と、前記同期情報を用いて、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1方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定部と、を備える。

（２）（１）において、前記第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯が、前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の帯域内に含まれている場合、前記同期判定部は、前記同期情報を用いて、前記第１の通信方式の同期確立が可能か否かの前記判定を行った後、当該同期確立が不可能な場合に、前記第２の通信方式の同期確立が可能か否かの前記判定を行う、としても構わない。

（３）（１）または（２）において、前記同期判定部は、各通信方式に対応する中心周波数を用いて前記判定を行う、としても構わない。

（４）（１）〜（３）において、前記受信部が受信する前記信号には、さらにデータペイロードが含まれており、前記方式判定部は、前記信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれかに対応する中心周波数で同期が確立された場合、当該信号に含まれる前記データペイロードの受信処理を行う、としても構わない。

（５）（１）〜（４）のいずれか一つにおいて、前記方式判定部は、前記第２の通信方式に対応する中心周波数で前記信号の同期が確立されない場合、前記信号の受信処理を中止する、としても構わない。

（６）（１）〜（５）のいずれか一つにおいて、前記同期情報は、ビット同期情報およびフレーム同期情報から構成され、前記同期判定部は、前記ビット同期情報を用いてビット同期判定を行い、その後、前記フレーム同期情報を用いてフレーム同期判定を行い、ビット同期とフレーム同期の両方が確立された場合に前記信号の同期が確立したと判定する、としても構わない。

（７）（１）から（６）のいずれか一つにおいて、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１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であって、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チャネルを変更するチャネル制御部を備える、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記憶部を備え、前記チャネル制御部は、前記チャネルリスト記憶部を参照することにより前記チャネルを変更する、としても構わない。

（９）（１）から（８）のいずれか一つにおいて、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。

（１０）（９）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。

（１１）（１）から（１０）のいずれか一つにおいて、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。

（１２）実施の形態に係る信号受信方法は、通信ネットワークを介して異なる通信方式の信号を受信する通信装置の信号受信方法であって、前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、前記信号受信方法は、前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信ステップと、前記受信ステップで受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定ステップと、前記同期情報を用いて、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1方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定ステップと、を有する。

（１３）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の通信方式および第２の通信方式の少なくともいずれか１方に対応する信号を受信する通信装置であって、前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、前記集積回路は、前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信部と、前記受信部で受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定部と、前記同期情報を用いて、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1方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定部と、を備える。

（１４）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信号を受信する通信装置が実行する、信号受信処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、前記信号受信処理は、前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信ステップと、前記受信ステップで受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定ステップと、前記同期情報を用いて、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1方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行うステップと、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の使用の一例である。図２（ａ）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（或いは、伝送帯域幅）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２（ｂ）は、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのフレーム構成の１例である。

通信方式Ａのフレームは同期信号４ａ、ヘッダ５ａ、および、ペイロード６ａを含む。通信方式Ｂのフレームは同期信号４ｂ、ヘッダ５ｂ、および、ペイロード６ｂを含む。また同期信号４ａおよび同期信号４ｂは異なるビットパターンとする。なお、同期信号４ａおよび同期信号４ｂを、同じビットパターンとしても良い。

ここで、例えば、同期信号とはプリアンブル信号またはＳＦＤ（ＳｔａｒｔｏｆＦｒａｍｅＤｅｌｉｍｉｔｅｒ）やＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＷｏｒｄであり、ヘッダとはＰＨＲ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＨｅａｄｅｒ）であり、ペイロードとはＰＳＤＵとする。

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７ａ、通信方式Ｂの単位チャネルを７ｂ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。通信方式Ａの中心周波数は図３の周波数８ａとなり、通信方式Ｂの中心周波数は、図３の周波数８ｂとなる。また重複する周波数帯を重複周波数帯９ａ、重複しない周波数帯を非重複周波数９ｂ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１４、方式判定部１５、および、応用処理部１６を備える。制御装置１は、アンテナ１１を介して端末装置２および端末装置３と無線通信する。

受信部１４は、復調部１２、レベル検出部２５、および、同期判定部１３を備える。

復調部１２は、アンテナ１１を介して受信したデータを復調する。

レベル検出部２５は、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２５の一例として、ＣＣＡ（ＣｌｅａｒＣｈａｎｎｅｌＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）、ＣＳ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅ）、および、ＥＤ（ＥｎｅｒｇｙＤｅｔｅｃｔ）などがある。

同期判定部１３は、受信信号のビットパターンを検出し、同期を確立する。なお、同期を確立するとは、例えば、データの先頭を検出することである。

なお、同期確立の具体的な方法としては、ビット単位で同期確立を行うビット同期、或いは、予め決められたフレーム同期パターンで同期を確立するフレーム同期、などがある。またビット同期とフレーム同期を組み合わせて使用することも可能である。

また、受信部１４は、復調部１２、同期判定部１３、および、レベル検出部２５の他に、ビットレートを設定する機能、および、周波数を設定する機能などを有してもよい。受信部１４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（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ）の機能がある。

方式判定部１５は、同期判定部１３の機能を用いて、受信部１２で受信されたデータが、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１５の詳細については、図９のフローチャートを用いて後述する。

応用処理部１６は、受信部１４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、各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（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）ヘッダ、ＭＡＣペイロードの解析部などがこれにあたる。

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、復調などの機能を行う集積回路である。

ＭＣＵ１８は、マイクロコントローラであり、内部にＣＰＵコア、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、外部インターフェースであるＩ／Ｏと搭載した集積回路である。

なお、図４の方式判定部１５、および、応用処理部１６が図５のＭＣＵ１８に実装される。受信部１４が無線ＩＣ１７に実装される。なお、レベル検出部２５はＭＣＵ１８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の中心周波数（図３の周波数８ａ）で、受信待ち受けを行う（Ｓ３１）。また常時、レベル検出部２５は、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（Ｓ３２）。

Ｓ３２において、受信データの信号強度が閾値を超えている場合（Ｓ３２のＹｅｓ）、同期判定部１３は、一定期間内で、通信方式Ａに基づいて同期判定を行う。即ち、同期判定部１３は、通信方式Ａに基づいて同期信号４ａのビットパターンが検出可能か否かを判定する（Ｓ３３）。

Ｓ３３において、同期確立した場合（Ｓ３３のＹｅｓ）、即ち、同期信号４ａのビットパターンを検出できた場合、方式判定部１５は、受信データの通信方式が通信方式Ａと判断する（Ｓ３４）。

その後、制御装置１は、通信方式Ａとして、引き続きヘッダ５ａの解析およびペイロード６ａの解析などの受信処理に移行する（Ｓ３８）。

一方、Ｓ３３において、一定期間内の同期判定で同期確立しなかった場合（Ｓ３３のＮｏ）、方式判定部１５は、受信データの通信方式が通信方式Ｂと判断する（Ｓ３５）。

その後、方式判定部１５は、通信方式Ｂのビットレートおよび中心周波数（図３の周波数８ｂ）などの設定値を受信部１４に設定する（Ｓ３６）。

続いて、同期判定部１３は、一定期間内で、通信方式Ｂに基づいて同期判定を行う。即ち、通信方式Ｂに基づいて同期信号４ｂのビットパターンが検出可能か否かを判定する（Ｓ３７）。

Ｓ３７において、同期確立した場合（Ｓ３７のＹｅｓ）、即ち、同期信号４ｂのビットパターンを検出できた場合、続いて、制御装置１は、通信方式Ｂとして、引き続きヘッダ５ｂの解析、ペイロード６ｂの解析などの受信処理に移行する（Ｓ３８）。

一方、Ｓ３７において、一定期間内の同期判定で同期確立しなかった場合（Ｓ３７のＮｏ）、方式判定部１５は、受信データが、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのいずれの方式にも対応しないと判断し（例えば、受信データが雑音信号であると判断し）、データの受信を中断する（Ｓ３９）。

本実施の形態によると、制御装置１が、通信方式Ａ（周波数帯の狭い方式）に基づいてデータを待ち受け、通信方式の分からない受信データの開始を、受信データの信号強度に基づいて検出する。その後、制御装置１が、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのそれぞれの同期判定を行うことで、受信データの通信方式を判別する。

これにより、フレームの中に各通信方式に共通の同期信号を別途フレームの中に設定することなく、各通信方式に対応する同期信号を用いて異なる通信方式のフレームを受信できる。そのため、フレームのヘッダのデータ量を削減できる。その結果、フレームの伝送時間を短縮でき、無線周波数の利用効率を向上できる。

[変形例]
次に、本発明の実施の形態１の変形例を説明する。

図８は、本発明の実施の形態１の変形例として、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の周波数帯の少なくとも１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。通信方式Ａの中心周波数は周波数２２ａとなり、通信方式Ｂの中心周波数は周波数２２ｂとなる。また、２つの通信方式の間で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、本発明の実施の形態１の変形例における受信データの通信方式判定方法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および通信方式Ｂの周波数帯が重複する周波数領域（図８の重複周波数帯２１ａ）で、受信待ち受けを行う（Ｓ４５）。また常時、レベル検出部２５により受信データの信号強度が、ある特定の閾値を超えるか否かを確認する（Ｓ３２）。

Ｓ３２において、信号強度が閾値を超えている場合（Ｓ３２のＹｅｓ）、方式判定部１５は、通信方式Ａのビットレートおよび中心周波数（図８の周波数２２ａ）などの設定値を受信部１４に設定する（Ｓ４６）。

続いて、同期判定部１３は、一定期間内で、通信方式Ａに基づいて同期判定を行う。具体的には、通信方式Ａに基づいて同期信号４ａのビットパターンが検出可能か否かを判定する（Ｓ３３）。

以降の処理Ｓ３４からＳ３９は、図７の同一番号と同じ処理であり、説明を省略する。

本実施の形態１の変形例によると、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、制御装置１が、その重複周波数帯で、通信方式の分からない受信データの開始を、受信データの信号強度に基づいて検出した後、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのそれぞれの同期判定を行うことで、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、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、本発明が適用可能な実施の形態はこれに限定されず、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可能である。これにより、本発明の制御装置は、２つ以上の複数の通信方式の同時待ち受けを実現することができる。

なお、本発明の実施の形態１の各通信方式に対する同期信号を、ビット同期信号およびフレーム同期信号を組み合わせて構成してもよい。この場合、制御装置は、初めに、ビット同期信号を用いて、ビット同期判定を行う。ビット同期が確立されると、続いて、フレーム同期信号を用いて、フレーム同期判定を行う。ビット同期確立、およびフレーム同期確立の両方が成立すると、同期が確立した、と判断することも可能である。これにより、本発明の制御装置は、各種同期信号の組み合わせや、各種同期判定方法に限定されずに、複数の通信方式の同時待ち受けを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、受信信号強度の閾値判定で検出すると、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのそれぞれの同期判定を行うことで、受信データの通信方式を判別することが可能となる。

一方、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１０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１０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。

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。

また通信方式ＡのＣｈ２、ＣＨ４、ＣＨ６は空きチャネルとする。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１０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。

図１１は、本発明の実施の形態２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。

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。

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（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）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、送信すべきデータを変調する機能などのデータを送信する機能を有する。

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機能を有する。尚、チャネル制御部１０３の詳細な動作は、図１３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１２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１２は、図１１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１３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の動作を示すフローチャートである。

図１４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の動作を示すシーケンスチャートである。

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１３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１３のＳ１１１、図１４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１２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、選択する（図１３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１３のＳ１１３、図１４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。

以上、本実施の形態２によると、通信方式Ａおよび通信方式Ｂのいずれか１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、変更後における通信方式Ａおよび通信方式Ｂ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他方の通信方式の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、ノイズ影響を回避することができる。その結果、運用時のメンテナンス性を向上できる。

なお、本発明の実施の形態１、実施の形態２における通信は、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（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ）（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１３）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、本願の実施の形態１、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（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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、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（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）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（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）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、複数方式の無線通信ネットワーク、或いは有線通信ネットワークが共存する必要がある制御装置に適用できる。

１、１００、２０８、２２５制御装置
２、３、２０２ａ、２０２ｂ、２０９ａ、２０９ｂ、２２６端末装置
１１アンテナ
１２復調部
１３同期判定部
１４受信部
１５方式判定部
１６、１０１応用処理部
１７無線ＩＣ
１８、１９ＭＣＵ
１０２送信部
１０３チャネル制御部
１０４チャネルリスト

Claims

通信ネットワークを介して、第１の通信方式および第２の通信方式の少なくともいずれか１方に対応する信号を受信する通信装置であって、
前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、
前記通信装置は、
前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信部と、
前記受信部で受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定部と、
前記同期情報を用いて、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１方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定部と、
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１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であって、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チャネルを変更するチャネル制御部と、
を備える通信装置。
前記第１の通信方式に対応するチャネルの周波数帯が、前記第２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の帯域内に含まれている場合、
前記同期判定部は、前記同期情報を用いて、前記第１の通信方式の同期確立が可能か否かの前記判定を行った後、当該同期確立が不可能な場合に、前記第２の通信方式の同期確立が可能か否かの前記判定を行う、
請求項１に記載の通信装置。
前記同期判定部は、各通信方式に対応する中心周波数を用いて前記判定を行う、
請求項１または請求項２に記載の通信装置。
前記受信部が受信する前記信号には、さらにデータペイロードが含まれており、
前記方式判定部は、前記信号が前記第１の通信方式および前記第２の通信方式のいずれかに対応する周波数で同期が確立された場合、当該信号に含まれる前記データペイロードの受信処理を行う、
請求項１または請求項２に記載の通信装置。
前記方式判定部は、前記第２の通信方式に対応する中心周波数で前記信号の同期が確立されない場合、前記信号の受信処理を中止する、
請求項１または請求項２に記載の通信装置。
前記同期情報は、ビット同期情報およびフレーム同期情報から構成され、
前記同期判定部は、
前記ビット同期情報を用いてビット同期判定を行い、その後、前記フレーム同期情報を用いてフレーム同期判定を行い、ビット同期とフレーム同期の両方が確立された場合に前記信号の同期が確立したと判定する、
請求項１または請求項２に記載の通信装置。
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記憶部を備え、
前記チャネル制御部は、前記チャネルリスト記憶部を参照することにより前記チャネルを変更する、
請求項１に記載の通信装置。
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または請求項２に記載の通信装置。
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８に記載の通信装置。
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または請求項２に記載の通信装置。
通信ネットワークを介して異なる通信方式の信号を受信する通信装置の信号受信方法であって、
前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、
前記信号受信方法は、
前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信ステップと、
前記受信ステップで受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定ステップと、
前記同期情報を用いて、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１方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定ステップと、
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１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ステップであって、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チャネルを変更するチャネル制御ステップと、
を有する信号受信方法。
通信ネットワークを介して、第１の通信方式および第２の通信方式の少なくともいずれか１方に対応する信号を受信する通信装置に搭載される集積回路であって、
前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、
前記集積回路は、
前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信部と、
前記受信部で受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定部と、
前記同期情報を用いて、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１方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行う方式判定部と、
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１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であって、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チャネルを変更するチャネル制御部と、
を備える集積回路。
通信ネットワークを介して異なる通信方式の信号を受信する通信装置が実行する、信号受信処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記信号には、各通信方式に対応した同期情報が含まれており、
前記信号受信処理は、
前記第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２の通信方式に対応するチャネルの周波数帯の少なくとも一部が重複する周波数帯で前記信号を待ち受ける受信ステップと、
前記受信ステップで受信された信号に含まれる前記同期情報を用いて当該信号の同期確立が可能か否かを判定する同期判定ステップと、
前記同期情報を用いて、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１方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該１方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行い、前記１方の通信方式で前記同期確立が不可能な場合であって、且つ、前記同期情報を用いて前記他方の通信方式の前記同期確立が可能な場合は、当該他方の通信方式を用いて前記信号の受信処理を行うステップと、
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１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ステップであって、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チャネルを変更するチャネル制御ステップと、
を有するプログラム。