JP6070022B2 - 中継装置、無線通信システム、及び中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信を中継する中継装置に関し、特に、最適な中継ポイントを探索可能な中継装置に関する。

従来、無線通信を中継するための中継装置が知られている。また、無線通信の通信状態は、様々な条件に応じて変化するため、無線状態を最適なものに維持できるよう、自走手段により自走しつつ、最適な中継ポイントを探索する中継装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００５−８６２６２号公報 特開２００３−１７９５３８号公報

中継装置を屋内に置いて使用する場合、最適な中継ポイントは、無線通信の通信状態のみで選択できない場合がある。例えば、通信状態が良好な中継ポイントであっても、屋内の人にとって邪魔になるような場合では、屋内における中継ポイントとして適していない。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、屋内で設置することを前提に、最適な中継ポイントを探索することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、所定の中継ポイントにおいて受信した無線通信を、異なる方式の無線通信に変換して送信する中継装置において、前記異なる方式の無線通信をそれぞれ送受信する第１の無線通信部及び第２の無線通信部と、当該中継装置を自走させる自走手段と、前記第１又は第２の無線通信部の少なくとも一方の無線通信の信号レベル又は信号速度を計測する第１の計測部と、当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントで前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、前記第１の計測部により計測された前記信号レベル又は前記信号速度が所定値以上であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有する構成としてもよい。

上記のように構成された発明では、探索制御部は、自走手段により当該中継装置を屋内で自走させつつ、第１の計測部と第２の計測部により、屋内の計測を行わせる。そして、探索制御部は、第１の計測部により計測された信号レベル又は信号速度が所定値以上であり、且つ、第２の計測部により計測された障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する。
そのため、通信状態と屋内の障害物の位置とに基づいて中継ポイントを探索するため、屋内における最適な中継ポイントを探索することができる。

また、本発明は、所定の中継ポイントにおいて受信した無線通信を、異なる方式の無線通信に変換して送信する中継装置において、前記異なる方式の無線通信をそれぞれ送受信する第１の無線通信部及び第２の無線通信部と、当該中継装置を自走させる自走手段と、前記第１又は第２の無線通信部の少なくとも一方の無線通信のエラーレートを計測する第１の計測部と、当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントで前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、第１の計測部により計測された前エラーレートが所定値以下であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有する構成としてもよい。

また、前記探索制御部は、前記第１の計測部により計測された計測値に基づいて、仮の中継ポイントを探索した後、前記第２の計測部により計測された前記位置に基づいて前記仮の中継ポイントの位置を修正し、前記最適な中継ポイントを探索する、構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、無線通信の通信状態を示す計測値に応じて探索したポイントを、障害物との位置に応じて修正するため、計測を複数回行う必要がなく、探索に要する時間を短くすることができる。

そして、前記第１の無線通信部は、移動体通信方式の無線通信を行い、前記第２の無線通信部は無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式の無線通信を行う、構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、無線ＬＡＮ方式の無線通信と、移動体通信方式の無線通信とを中継する最適な中継ポイントを探索することができる。
ここで、移動体通信とは、携帯電話やスマートメディア等、移動しながらでも利用できる端末を対象とした通信全般を指す。例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／３Ｇ、ＬＴＥ／４Ｇ等である。

また、前記探索制御部は、最適な中継ポイントを複数探索し、前記探索された複数の中継ポイントを記録しておき、所定の中継ポイントに移動した後、同中継ポイントにおける第１の計測部により計測される計測値が悪化した場合は、前記自走手段を制御して前記記録された他の中継ポイントに移動させる中継制御部、を有する構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、予め複数の中継ポイントを記録しておくことで、無線状態が悪化するたびに、中継ポイントの探索を行う必要がない。そのため、中継装置は、中継処理を中断させる必要がない。また、中継装置が行う探索回数を少なくすることができるため、消費電力を低くすることができる。

そして、本発明は、所定の中継ポイントにおいて受信した第１の無線通信を、異なる方式の第２の無線通信に変換して送信する中継装置と、前記第２の無線通信を用いてネットワークに接続するためのアクセスポイントと、を有する無線通信システムにおいて、前記中継装置は、前記第１の無線通信を送受信する第１の無線通信部及び前記第２の無線通信を送受信する第２の無線通信部と、当該中継装置を自走させる自走手段と、前記第１及び第２の無線通信部の無線通信の信号レベル又は信号速度を計測する第１の計測部と、当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントにおいて前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、前記第１の計測部により計測された前記信号レベル又は前記信号速度が所定値以上であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有し、前記探索制御部は、前記最適な中継ポイントを探索する際、前記第２の無線通信部を用いて、前記アクセスポイントに対する返信要求を送信させ、当該要求に対して前記アクセスポイントから返信があった場合、前記計測ポイントにおける前記第１の計測部で計測された計測値を低くするよう修正する、構成としてもよい。
中継装置の近くにアクセスポイントが位置する場合、中継装置が行う無線通信とアクセスポイントが行う無線通信とが干渉し、無線通信が適切に行われない場合がある。そのため、上記のように構成された発明では、中継装置から発せされる命令に対してアクセスポイントから返信がある場合を、アクセスポイントが近くに位置していると見なす。そして、この計測ポイントにおける計測値を低く修正することで、このポイント周辺が中継ポイントとして選択される可能性を低くすることができる。

そして、本発明は、無線通信を中継する中継方法にも適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、屋内における最適な中継ポイントを得ることができる。

無線通信システム１を説明する図である。 中継装置１０の構成を説明する構成図である。 中継装置１０により実行される処理を示すフローチャートである。 屋内計測処理を説明するフローチャートである。 中継装置１０の自走ルートを説明する図である。 中継装置１０により取得される計測リストＬ１を示す図である。 ポイント探索処理を説明するフローチャートである。 ポイント参照リストＬ２の作成を示す図である。 中継処理を説明するフローチャートである。 中継ポイントの変更を説明する図である。 中継装置１０と他の装置との関係を示す図である。 屋内計測処理を示すフローチャートである。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）第１の実施形態：
（１−１）中継装置の構成
（１−２）屋内計測処理
（１−３）ポイント探索処理
（１−４）中継処理
（２）第２の実施形態：
（３）その他の実施形態：

（１）第１の実施形態：
（１−１）中継装置の構成
図１は、無線通信システム１を説明する図である。また、図２は、中継装置１０の構成を説明する構成図である。そして、図３は、中継装置１０により実行される処理を示すフローチャートである。

図１に示す無線通信システム１では、中継装置１０は、LAN（Local Area Network）側の端末９７から送信される無線ＬＡＮ方式の無線信号を受信した後、これを移動体通信方式の無線信号に変換し、WAN(Wide Area Network)側の基地局９８に送信することができる。そして、基地局９８では、この無線信号を所定の方式に変換し、インターネット網９９に送信する。また、逆に中継装置１０は、WAN側の基地局９８から送信されてくる移動体通信方式の無線信号を受信し、これを無線ＬＡＮ方式の無線信号に変換し、端末９７に送信することができる。

無線ＬＡN方式は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に対応した無線通信（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）に対応する。また、移動体通信方式は、携帯電話やスマートメディア等、移動しながらでも利用できる端末を対象とした通信全般を指し、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／３Ｇ又はＬＴＥ／４Ｇに対応する。以下、本実施形態では、無線ＬＡＮ信号として、Ｗｉ−Ｆｉを使用し、移動体通信信号としてＬＴＥ／３Ｇを使用する場合を例に説明を行うが、これに限定されるものではない。

図２に示すように、中継装置１０は、メモリー１１、部屋センサー１２、コントローラー１３、ＬＴＥ用ＩＦ１４、Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５、ドライバー１６、自走機構１７を備える。さらに、中継装置１０は、現在の位置を検出する位置センサー１８を備える。

ＬＴＥ用（第１の無線通信部）ＩＦ１４は、ＬＴＥ／３Ｇ方式の無線信号を受信及び送信するアンテナや、受信した無線信号を所定の通信フォーマットに変換する回路を備える。また、ＬＴＥ用ＩＦ１４は、コントローラー１３に接続されている。ＬＴＥ用ＩＦ１４は、ＬＴＥ／３Ｇ方式に対応した信号をアンテナを通じて受信すると、この信号を所定の通信フォーマットに変換し、コントローラー１３に出力する。また、コントローラー１３から所定の通信フォーマットの信号が入力すると、この信号をＬＴＥ／３Ｇ方式に対応した信号に変換し、アンテナを通じて外部に送信する。

Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ（第２の無線通信部）１５は、Ｗｉ−Ｆｉ方式の無線信号を受信及び送信するアンテナや、受信した無線信号を所定の通信フォーマットに変換する回路を備える。また、Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５は、コントローラー１３に接続されている。Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５は、Ｗｉ−Ｆｉ方式の信号をアンテナを通じて受信すると、所定の通信フォーマットに変換して、コントローラー１３に出力する。また、Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５は、コントローラー１３から所定の通信フォーマットの信号が入力すると、この信号をＷｉ−Ｆｉ方式に対応した信号に変換し、アンテナを通じて外部に送信する。

部屋センサー１２は、例えば赤外線センサーであり、コントローラー１３に接続されている。この部屋センサー１２は、赤外線波を出力して、中継装置１０の周囲の障害物の位置を示す位置情報Ｐを取得する。そして、検出された位置情報Ｐは、コントローラー１３に出力される。

メモリー１１は、例えば、フラッシュメモリーであり、コントローラー１３に参照される様々なデーターが記録されている。また、本実施形態では、メモリー１１には、計測リストＬ１と、この計測リストＬ１に基づいて作成されるポイント参照リストＬ２が記録されている。

位置センサー１８は、中継装置１０の現在の位置を計測する。位置センサー１８は例えば加速度センサーやジャイロセンサーであり、中継装置１０の現在の位置を２次元座標（ｘ、ｙ）として計測する。

コントローラー１３は、中継装置１０の駆動を統合的に制御する。コントローラー１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備える集積回路により実現される。また、コントローラー１３は、ＲＯＭに記録されたプログラムを実行することにより、通信状態計測部２１、探索制御部２２、中継制御部２３の各部を機能的に備える。また、上記した、探索制御部２２、中継制御部２３による処理により、図３に示す、各処理が実現される。

通信状態計測部２１は、ＬＴＥ用ＩＦ１４又はＷｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５により受信された信号に応じて、通信状態Ｓlte、Ｓwifiを計測する。この通信状態Ｓlteは、ＬＴＥ/３Ｇ方式の無線通信の状態を示す値である。また、Ｓwifiは、Ｗｉ−Ｆｉ方式の無線通信の状態を示す値である。
通信状態計測部２１は、通信状態ＳlteとＳwifiとを、無線通信におけるＲＳＳＩ（受信信号強度）や、スループット（通信速度）、更にはエラーレートをもとに判断する。そのため、通信状態を示すＲＳＳＩやスループットが所定の閾値以上である場合や、エラーレートが所定の閾値以下である場合、通信状態が良好であると判断することができる。
以上により、通信状態計測部２１により第１の計測部が実現される。

探索制御部２２は、屋内における無線通信を中継するのに適した中継ポイントを探索する。ここで、探索制御部２２は、通信状態計測部２１により得られた通信状態Ｓlteと、通信状態Ｓwifiとに加えて、部屋センサー１２により得られる位置情報Ｐを用いて、最適な中継ポイントの探索を行う。即ち、探索制御部２２は、部屋センサー１２により得られる位置情報Ｐに基づいて、中継装置１０が自走する屋内の障害物の位置をマッピングする。そのため、探索制御部２２、部屋センサー１２により第２の計測部が実現される。

中継制御部２３は、無線通信の中継を制御する。上記のように、中継装置１０は、端末９７と基地局９８との間の通信を中継するために、Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５とＬＴＥ用ＩＦ１４との間で行なわれる通信を制御する。また、中継制御部２３は、中継処理中に無線通信の状態が悪化した場合に、中継装置１０を他の中継ポイントに移動させるための制御も行う。

探索制御部２２及び中継制御部２３は、ドライバー１６を制御して、中継装置１０の自走を制御する。ドライバー１６は、コントローラー１３に接続されており、探索制御部２２又は中継制御部２３から出力される制御信号により、自走機構１７を駆動するための駆動信号を出力する。また、自走機構１７は、例えば、車輪と、この車輪を回転させるためのモーターとを備える。

次に、図３を用いて、中継装置１０による処理を説明する。

まず、ステップＳ１１では、探索制御部２２により屋内計測処理が行われる。この屋内計測処理では、中継装置１０が屋内を自走しつつ、屋内の形状を走査する。具体的には、探索制御部２２は、部屋センサー１２や位置センサー１８を用いて屋内の障害物（本実施形態では壁）の位置を示す位置情報Ｐを計測する。また、屋内の走査に合わせて、探索制御部２２は、屋内の一定間隔に位置するポイント（計測ポイント）の通信状態（Ｓlte,Ｓwifi）を計測させる。そして、計測された通信状態は、計測リストＬ１に記録される。

ステップＳ１２では、探索制御部２２により、ステップＳ１１で計測したポイントをもとに、最適な中継ポイントが探索される（ポイント探索処理）。即ち、まず、探索制御部２２は、ステップＳ１１により探索された計測ポイント（ｉ）の中から通信状態の良好なポイントを選択する。次に、探索制御部２２は、選択されたポイントと障害物の位置とをもとに、新たなポイント（中継ポイント（ｊ））を設定する。例えば、中継ポイント（ｊ）は、通信状態（Ｓlte,Ｓwifi）を示す、ＲＳＳＩ又はスループットが所定の閾値以上であり、かつ中継装置１０が邪魔にならない壁近くや荷物、家具などの付近に設定される。これ以外にも、通信状態（Ｓlte,Ｓwifi）をエラーレートを用いて判断するものであってもよい。このステップで設定された中継ポイント（ｊ）は、ポイント参照リストＬ２に記録される。

ステップＳ１３では、中継制御部２３により、中継装置１０により中継される無線通信の方式が判断される。

ステップＳ１４では、中継制御部２３により、自走機構１７を制御して設定された中継ポイントへの移動が行われる。即ち、中継制御部２３は、自走機構１７を駆動させて、ポイント参照リストＬ２に記録された中継ポイント（ｊ）まで移動させる。

ステップＳ１５では、中継制御部２３により、中継処理が行われる。また、本実施形態では、この中継処理において、通信状態の変化に応じて、最適ポイントの変更が行われる。

（１−２）屋内計測処理
ここでは、図３のステップＳ１１において実施される屋内計測処理を説明する。
図４は、屋内計測処理を説明するフローチャートである。また、図５は、中継装置１０の自走ルートを説明する図である。そして、図６は、中継装置１０により取得される計測リストＬ１を示す図である。

まず、ステップＳ１１１では、探索制御部２２が、屋内の走査を開始させる。探索制御部２２は、ドライバー１６を制御して、自走機構１７を駆動させて屋内の走査を開始する。本実施形態では、中継装置１０が屋内をくまなく自走することで、屋内の形状が走査される。

ステップＳ１１２では、探索制御部２２は、屋内形状の走査を行う。例えば、探索制御部２２は、部屋センサー１２を用いて、所定間隔毎に設定されたポイント（計測ポイント（ｉ））で、障害物（壁）の位置情報Ｐを取得する。

ステップＳ１１３では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）における通信状態Ｓlte、Ｓwifiを取得する。例えば、図５に示すように、探索制御部２２は、計測ポイント（１）において、通信状態計測部２１からＬＴＥ用ＩＦ１４、Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ１５を通じて得られる通信状態Ｓlte、Ｓwifiを受信する。

本実施形態では、各計測ポイント（ｉ）において、ＬＴＥ方式の無線通信とＷｉ−Ｆｉ方式の無線通信の両方の通信状態Ｓlte、Ｓwifiを計測する。
これ以外にも、いずれかの方式の無線通信の通信状態を計測するものであってもよい。例えば、ＬＴＥ／３Ｇ方式の無線通信は、屋外に基地局９８が設置されているため、Ｗｉ−Ｆｉ方式の無線通信に比べて通信状態が悪いポイントが多くなる傾向がある。そのため、ＬＴＥ／３Ｇの通信状態を示すＳlteの値のみを計測するものであってもよい。

ステップＳ１１４では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）における、座標（ｘ、ｙ）を取得する。即ち、探索制御部２２は、位置センサー１８を用いて、計測ポイント（ｉ）の座標（ｘ、ｙ）を取得する。

ステップＳ１１５では、探索制御部２２は、計測リストＬ１を更新する。即ち、探索制御部２２は、計測順序（ｉ）に応じて、計測リストＬ１に、通信状態Slte、Swifi、座標（ｘ、ｙ）をそれぞれ記録していく（図６）。ここで、計測順序（ｉ）は、探索制御部２２が計測を行った計測ポイント（ｉ）の数（ｉ=1〜Ｎ１）に対応する。

ステップＳ１１６では、探索制御部２２は、計測が終了した計測ポイント（ｉ）の数が計測総数Ｎ１を上回るか否かを判断する。計測総数Ｎ１は、屋内計測処理により行われる、計測ポイントの総数を示す値である。
ここでは、計測ポイント（ｉ）の数が計測総数Ｎ１に達していないため（ステップＳ１１６：ＮＯ）、ステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１７では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）の数を示すカウンターに１をプラスし、ステップＳ１１２に戻る。

そして、探索制御部２２は、ステップＳ１１２〜Ｓ１１７の処理を繰返す。そして、計測ポイント（ｉ）の数が計測総数Ｎ１に達した場合（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、図３のステップＳ１２に進む。

上記した一連の処理により、図５に示すように屋内において、屋内の形状が走査され、障害物の位置が把握される。また、屋内のＮ１個の計測ポイント（ｉ）の、通信状態（Slte、Swifi）、座標が記録された計測リストＬ１が完成する。

（１−３）ポイント探索処理
次に、図３のステップＳ１２により実行されるポイント探索処理を説明する。
図７は、ポイント探索処理を説明するフローチャートである。また、図８は、ポイント参照リストＬ２の作成を示す図である。

ステップＳ１２１では、探索制御部２２は、計測リストＬ１から参照する参照番号（ｉ）が、計測リストＬ１に記録された計測総数Ｎ１を超えているか否かを判断する。ここでは、参照番号（ｉ）が計測リストＬ１の計測総数Ｎ１を越えていないため、ステップＳ１２２に進む。

ステップＳ１２２では、探索制御部２２は、計測リストＬ１の該当参照番号（ｉ）に記録された通信状態（Slte、Swifi）を読み出す。探索制御部２２は、計測リストＬ１の各値を、１から昇順に読み出す。

ステップＳ１２３では、探索制御部２２は、通信状態を閾値（Ｔ１、Ｔ２）と比較する。ここでは、通信状態をＲＳＳＩ又はスループットをもとに判断するため、通信状態（Slte、Swifi）がそれぞれ閾値Ｔ１、Ｔ２以上であるか否かを判断する。閾値Ｔ１は、ＬＴＥ／３Ｇを用いた無線方式における、最適なＲＳＳＩ、又はスループットを示す値である。また、閾値Ｔ２は、Ｗｉ−Ｆｉを用いた無線方式における最適なＲＳＳＩ、又はスループットを示す値である。
一方、通信状態（Slte、Swifi）をエラーレートを元に判断する場合は、探索制御部２２は、通信状態（Slte、Swifi）が所定の閾値以下となるか否かを判断する。

本実施形態では、ＬＴＥ／３Ｇ及びＷｉ−Ｆｉの両方式において、通信状態を判断する。これ以外にも、ステップＳ１１において、通信状態Ｓlteのみが検出されている場合は、ステップＳ１２３において、探索制御部２２は、通信状態Ｓlteのみを判断する構成としてもよい。

通信状態が閾値を超える場合（ステップＳ１２３：ＹＥＳ）、ステップＳ１２４では、探索制御部２２は、計測リストＬ１における該当参照番号（ｉ）に記録された項目を並べ替えた新たなリスト（ポイント参照リストＬ２の元となるリスト）を作成する。例えば、探索制御部２２は、各項目を、通信状態Ｓlte、Ｓwifiの値の大小に応じて並べ替える。例えば、大小関係が対比される計測ポイント（ｉ）において、通信状態Ｓlteと通信状態Ｓwifiとの大小関係がそれぞれ異なる場合、通信状態Slteの大小関係を有線して項目の並べ替えをおこなってもよい。

そして、ステップＳ１２５では、探索制御部２２は、参照番号（ｉ）を示すカウンターに１をプラスする。一方、通信状態が閾値を超えない場合（ステップＳ１２３：ＮＯ）、計測リストＬ１の並べ替えを行うことなく、ステップＳ１２５に進み、探索制御部２２は、参照番号（ｉ）を示すカウンターに１をプラスする。

そして、ステップＳ１２１に戻り、参照番号（ｉ）が計測リストＬ１の計測総数Ｎ１を超えるまで、ステップＳ１２１からＳ１２５の処理を繰返す。そのため、受信状態（Ｓlte、Ｓwifi）の値に応じて、並べ替えられた新たなリストが作成される。

参照番号（ｉ）が計測総数Ｎ１を超える場合（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、探索制御部２２は、ステップＳ１２６に進む。このステップＳ１２６では、探索制御部２２は、参照番号（ｉ）を示すカウンターを初期化する。

ステップＳ１２７では、探索制御部２２は、候補番号（ｊ）が、候補数Ｎ２を超えるか否かを判断する（ｊ＝１…Ｎ２）。候補番号（ｊ）は、設定された中継ポイント（ｊ）の数を示す。また、候補数Ｎ２は、設定される中継ポイント（ｊ）の総数を示す。

候補番号（ｊ）が、候補数Ｎ２を超えない場合（ステップＳ１２７：ＮＯ）、ステップＳ１２８では、探索制御部２２は、参照番号（ｉ）に記録された位置情報Ｐ（座標（ｘ、ｙ））をもとに、屋内の障害物（壁）との距離を考慮した中継ポイント（ｊ）の座標（ｘ、ｙ）を設定する。
図８（ａ）に示すように、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）までの距離が距離Ｄ１以下であり、壁Ｗまでの距離が距離Ｄ２以下となる範囲に中継ポイント（ｊ）を設定する。即ち、計測ポイント（ｉ）からの距離がＤ１の範囲内の位置にあるポイントは、通信状態に大きな変化がないと考えることができる。また、障害物（壁）との距離がＤ２の範囲にあるポイントは、人の通行等の邪魔にならないと考えることができる。一例として、距離Ｄ２は距離Ｄ１に比べて小さい値となる。また、この中継ポイント（ｊ）は、ステップＳ１２４で作成された新たなリスト（ポイント参照リストＬ２のもととなるリスト）に記録される。

計測ポイント（ｉ）において距離Ｄ１と距離Ｄ２との関係を満たすポイントが設定できた場合（ステップＳ１２９：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０では、探索制御部２２は、候補番号（ｊ）を示すカウンターに１をプラスする。そして、ステップＳ１３１では、探索制御部２２は、参照番号（ｉ）を示すカウンターに１をプラスする。

一方、計測ポイント（ｉ）において距離Ｄ１と距離Ｄ２との関係を満たすポイントが設定できない場合（ステップＳ１２９：ＮＯ）、探索制御部２２は、中継ポイント（ｊ）を設定することなく、ステップＳ１３１に進む。例えば、計測ポイント（ｉ）があまりにも対象物から離れすぎている場合、このポイントを中継ポイントから除外する。

そのため、中継ポイント（ｊ）は、通信状態のみならず、対象物との距離を考慮した位置に設定される。ここで、壁Ｗまでの距離Ｄ２が近い場所を中継ポイント（ｊ）として設定すれば、屋内において人の通行の邪魔にならないポイントに中継ポイント（ｊ）を設定することができる。

そして、ステップＳ１２７に戻り、探索制御部２２は、候補番号（ｊ）が候補数Ｎ２を超えなければ（ステップＳ１２７：ＮＯ）、次の参照番号（ｉ）に該当する計測ポイント（ｉ）に基づいて中継ポイント（ｊ）を設定する（ステップＳ１２８）。

一方、ステップＳ１２７において、候補番号（ｊ）が候補数Ｎ２を超える場合（ステップＳ１２７：ＹＥＳ）、探索制御部２２は、ステップＳ１３２に進む。このステップＳ１３２では、設定された中継ポイント（ｊ）の内ｊ＝１からＮ２までを最適な中継ポイントとして設定する。即ち、上位Ｎ２までの中継ポイント（ｊ）が記録されたポイント参照リストＬ２が作成される（図８（ｂ））。
また、ポイント探索処理では、通信状態に応じて探索したポイントを、位置関係に応じて修正するため、計測を複数回行う必要がなく、探索に要する時間を短くすることができる。

（１−４）中継処理
次に、図３のステップＳ１５において実施される中継処理を説明する。
図９は、中継処理を説明するフローチャートである。また、図１０は、中継ポイントの変更を説明する図である。

図９のステップＳ１５１では、中継制御部２３は、中継処理を開始する。例えば、この例では、中継装置１０は、基地局９８から送信されるＬＴＥ／３Ｇ方式の無線通信を受信し、Ｗｉ−Ｆｉ方式の無線通信に変換した後、端末９７に送信する場合を例に説明を行なう。

ステップＳ１５２では、中継制御部２３は、無線通信の中継を終了するコマンドが入力されていないため（ステップＳ１５２：ＮＯ）、ステップＳ１５３に進む。

ステップＳ１５３では、中継制御部２３は、現在の中継ポイントにおける通信状態を閾値Ｔ３、Ｔ４と比較する。本実施形態では、ＬＴＥ／３Ｇ方式及びＷｉ−Ｆｉ方式の両方式を用いて中継を行うため、Ｓlte、Ｓwifiの両通信状態を監視している。閾値Ｔ３は、ＬＴＥ／３Ｇ方式の無線通信の最適なＲＳＳＩ又はスループットを示す値である。また、Ｔ４は、Ｗｉ−Ｆｉ方式の無線通信の最適なＲＳＳＩ又はスループットを示す値である。上記のように、通信状態（Ｓlte、Ｓwifi）がＲＳＳＩ又はスループットを示すものである場合、通信状態（Ｓlte、Ｓwifi）が閾値Ｔ３、Ｔ４以上であれば、通信状態が最適な状態であると言える。なお、通信状態は、通信状態計測部２１により取得される。
無論、通信状態（Ｓlte、Ｓwifi）がエラーレートを示すものである場合、この通信状態（Ｓlte、Ｓwifi）がエラーレートの上限を示す閾値以下である場合、通信状態が最適な状態であると言える。
これ以外にも、ＬＴＥ／３Ｇ方式又はＷｉ−Ｆｉ方式のいずれかの無線状態のみを監視するものであってもよい。

通信状態が閾値Ｔ３、Ｔ４以上である場合（ステップＳ１５３：ＹＥＳ）、現在の中継ポイントは最適であるので、この中継ポイントを維持する。即ち、中継装置１０は、この中継ポイントから移動しない。
一方、通信状態が閾値Ｔ３、Ｔ４以下である場合（ステップＳ１５３：ＮＯ）、ステップＳ１５４では、この中継ポイントは最適な中継ポイントでなくなっているため、中継制御部２３は、ステップＳ１５４に進む。

ステップＳ１５４では、中継制御部２３は、他の最適な中継ポイントが存在するか否かを、ポイント参照リストＬ２を参照して判断する。このポイント参照リストＬ２には、最適な中継ポイントとして、ｊ＝１〜Ｎ２までの中継ポイントが記録されているものとする。

ポイント参照リストＬ２に他の中継ポイントが記録されている場合（ステップＳ１５４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５５では、中継制御部２３は、ポイント参照リストＬ２に記録された次の候補値（ｊ＋１）の座標（ｘ、ｙ）を参照して、中継装置１０をこの座標（ｘ、ｙ）まで自走させる。そして、ステップＳ１５６では、中継制御部２３は、ポイント参照リストＬ２の参照番号（ｊ）を示すカウンターに１をプラスする。

そのため、図１０に示すように、中継装置１０は、中継ポイント（１）から中継ポイント（２）へ自走していく。ここで、中継装置１０が中継ポイント（ｊ）を移動する方法は、様々な方法が考えられる。例えば、図１０では、中継装置１０は、中継ポイント（１）から中継ポイント（２）へ、直線状に自走していく。

また、この移動先の中継ポイントにおいても、通信状態が閾値Ｔ３、Ｔ４以下である場合（ステップＳ１５３：ＮＯ）、中継制御部２３は、ポイント参照リストＬ２を参照して、次の候補値に移動する（ステップＳ１５４）。上記例では、図１０に示すように、中継装置１０は、中継ポイント（２）から中継ポイント（３）に移動していく。

一方、中継ポイントの候補が存在しない場合、又は候補となる全ての中継ポイントで通信状態が閾値Ｔ３、Ｔ４以下の場合（ステップＳ１５４：ＮＯ）、中継制御部２３は、屋内の中継ポイントを再度探索させる。即ち、中継制御部２３は、図３のステップＳ１１にリターンし、探索制御部２２に最適な中継ポイントを探索させる。そのため、探索制御部２２は、図３に示す、屋内計測処理（ステップＳ１１）と、ポイント探索処理（ステップＳ１２）とを実行し、新たなポイント参照リストＬ２を作成する。

以上説明したように、この第１の実施形態では、屋内の中継ポイントを通信状態と、中継装置１０における自走経路上の障害物との位置を用いて判断するため、屋内における最適な中継ポイントを探索することができる。
また、予め複数の中継ポイントを記録しておくことで、無線状態が悪化するたびに、中継ポイントの探索を行う必要がない。そのため、中継装置１０は、中継処理を中断させる必要がない。また、中継装置１０が行う探索回数を少なくすることができるため、消費電力を低くすることができる。

（２）第２の実施形態：
以下、中継装置１０における第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態では、第１の実施形態と比べて、屋内計測処理における中継ポイントを選択するための条件が異なる。

図１１は、第２の実施形態に係る中継装置１０と他の装置との関係を示す図である。また、図１２は、第２の実施形態に係る屋内計測処理を示すフローチャートである。この図１２における処理も、第１の実施形態と同様、図３のステップＳ１１において実行される。

図１１に示すように、無線通信システム１では、壁等を挟んで他の無線ＬＡＮルーター等のアクセスポイント２００が存在している。上記のように、中継装置１０は、端末９７との間でＷｉ−Ｆｉ方式の無線通信を行うが、近くにアクセスポイント２００が存在すると、このアクセスポイント２００から出力される電波が干渉し、中継装置１０が行う無線通信の状態が悪くなる場合がある。より具体的には、中継装置１０で使用する無線ＬＡＮ方式の周波数帯とアクセスポイント２００で使用する無線ＬＡＮ方式の周波数帯が同じである場合、無線通信の干渉が生じる確率が高くなる。そのため、第２の実施形態では、このように他のアクセスポイント２００が存在する場合に、このアクセスポイント２００との距離を、中継ポイント（ｊ）を探索するための条件に加える。

まず、図１２のステップＳ２１１では、探索制御部２２が、屋内の走査を開始する。屋内を走査する手法は、第１の実施形態と同様である。

ステップＳ２１２では、探索制御部２２は、屋内形状の走査を行う。このステップにおける処理も第１の実施形態と同様である。

ステップＳ２１３では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）における通信状態を取得する。即ち、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）において、通信状態計測部２１かにより計測される通信状態Ｓlte、Ｓwifiを取得する。

ステップＳ２１４では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）において、プローブリクエストを送信する。このプローブリクエストは、アクセスポイント２００に対してＥＳＳ−ＩＤ等の返信（プローブレスポンス）を要求するものである。

そして、ステップＳ２１５では、探索制御部２２は、プローブレスポンスを受信した場合（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、近くにアクセスポイント２００が存在すると判断する。そのため、探索制御部２２は、ステップＳ２１６に進む。例えば、探索制御部２２は、ＥＳＳ−ＩＤ等を参照して、プローブレスポンスの有無を判断する。

ステップＳ２１６では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）により計測された通信状態を修正する。本実施形態では、無線ＬＡＮのＲＳＳＩ，スループットを示す通信状態Ｓwifiの値を修正する。一例として、探索制御部２２は、アクセスポイント２００から出力される無線ＬＡＮ信号の強度と、ステップＳ２１３で取得された通信状態Ｓwifiと組み合わせた新たな通信状態Ｓwifi'を設定する。この通信状態Ｓwifi'は、アクセスポイント２００から出力される無線信号の強度をその強さに応じて０から１までの数に正規化し、通信状態Ｓwifiにかけ合わせることで設定される。即ち、無線信号が強い場合を「０」に近い値とし、無線信号が弱い場合を「１」に近い値とする。
これ以外にも、プローブレスポンスを受信した計測ポイント（ｉ）では、通信状態を一律に低くするものであってもよい。また、通信状態としてエラーレートを使用する場合は、プローブレスポンスを受信した計測ポイント（ｉ）において、計測された通信状態を元の計測値より高くなるように修正すればよい。

一方、探索制御部２２は、プローブレスポンスを受信しない場合（ステップＳ２１５：ＮＯ）、近くに他のアクセスポイント２００が存在しないと判断する。そのため、通信状態Ｓwifiを修正することなく、ステップＳ２１７に進む。

図１１において、アクセスポイント２００から出力される無線ＬＡＮ信号の強度が強い領域を「Ａ」とする。即ち、領域Ａにおいて、アクセスポイント２００からの信号の干渉が強いとも判断することができる。そのため、領域Ａに属する計測ポイント（１）、（２）では、通信状態Ｓwifi’は、係数がかけ合わされることで元の通信状態Ｓwifiに比べて小さな値となる。その結果、ステップＳ１２に示すポイント探索処理において、この計測ポイント（ｉ）での通信状態が閾値Ｔ１、Ｔ２以下（以上）となり、中継ポイント（ｊ）に選択されない可能性が高くなる（ステップＳ１２３）。

ステップＳ２１７では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）における、座標（ｘ、ｙ）を取得する。即ち、探索制御部２２は、位置センサー１８を用いて、計測ポイント（ｉ）の座標（ｘ、ｙ）を取得する。

ステップＳ２１８では、探索制御部２２は、計測リストＬ１を更新する。即ち、探索制御部２２は、計測順序（ｉ）に応じて、計測リストＬ１に、通信状態Ｓlte、Ｓwifi(又は修正されたＳwifi')、座標（ｘ、ｙ）をそれぞれ記録していく。

ステップＳ２１９では、探索制御部２２は、計測が終了した計測ポイント（ｉ）の数が計測総数Ｎ１を上回るか否かを判断する。
計測ポイント（ｉ）の数が計測総数Ｎ１に達していないため（ステップＳ２１９：ＮＯ）、ステップＳ２２０では、探索制御部２２は、計測ポイント（ｉ）の数を示すカウンターに１をプラスし、ステップＳ２１２に戻る。

一方、計測ポイント（ｉ）の総数が計測総数Ｎ１に達した場合（ステップＳ２１９：ＹＥＳ）、図３のステップＳ１２に進む。

上記した一連の処理により、図１１に示すように屋内のＮ１個の計測ポイント（ｉ）において、アクセスポイント２００からの無線信号の強度が考慮された通信状態（Slte、Swifi'）、座標が記録された計測リストＬ１が完成する。

以下、このようにして完成された計測リストＬ１を用いて、図３に示す、ステップＳ１２において、最適な中継ポイントの探索処理が行われ、ポイント参照リストＬ２が作成される。
また、ステップＳ１３では、中継制御部２３により、今から行う無線通信の態様が判断される。
そして、ステップＳ１４では、中継制御部２３により、自走機構１７を制御して最適な中継ポイント（ｊ）への移動が行われる。
さらに、ステップＳ１５では、中継制御部２３により、装置間の中継処理が行われる。

以上説明したように、この第２の実施形態では、他の装置からの無線信号の強度を考慮した最適な中継ポイントの探索が行われる。そのため、他の装置が近くに存在する場合でも、最適な中継ポイントを探索することができる。

（３）その他の実施形態
屋内計測処理において、計測ポイント（ｉ）をもとに、設定される中継ポイント（ｊ）は１つに限定されない。通信状態が良好な計測ポイント（ｉ）を中心として複数の中継ポイント（ｊ）を設定するものであってもよい。

また、屋内計測処理における、通信状態の計測方法は様々なものが存在する。例えば、図４のステップＳ１１１において、通信状態が良好な計測ポイント（ｉ）の周囲に凹部状の壁等が存在する場合、壁の凹部を中心に中継ポイント（ｊ）を設定してもよい。

また、第２の計測部により計測される障害物として壁を用いたことは一例に過ぎず、家具等であってもよい。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。
即ち、上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用してもよい。
公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用してもよい。
公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用してもよい。

１…無線通信システム、１０…中継装置、１１…メモリー、１２…部屋センサー、１３…コントローラー、１４…ＬＴＥ用ＩＦ、１５…Ｗｉ−Ｆｉ用ＩＦ、１６…ドライバー、１７…自走機構、１８…位置センサー、２１…通信状態計測部、２２…探索制御部、２３…中継制御部、９７…端末、９８…基地局、９９…インターネット網、２００…アクセスポイント

Claims (7)

1. 所定の中継ポイントにおいて受信した無線通信を、異なる方式の無線通信に変換して送信する中継装置において、
   前記異なる方式の無線通信をそれぞれ送受信する第１の無線通信部及び第２の無線通信部と、
   当該中継装置を自走させる自走手段と、
   前記第１又は第２の無線通信部の少なくとも一方の無線通信の信号レベル又は信号速度を計測する第１の計測部と、
   当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、
   前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントで前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、前記第１の計測部により計測された前記信号レベル又は前記信号速度が所定値以上であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有し、
   前記探索制御部は、前記第１の計測部により計測された計測値に基づいて、仮の中継ポイントを探索した後、前記第２の計測部により計測された前記位置に基づいて前記仮の中継ポイントの位置を修正し、前記最適な中継ポイントを探索する、中継装置。
2. 所定の中継ポイントにおいて受信した無線通信を、異なる方式の無線通信に変換して送信する中継装置において、
   前記異なる方式の無線通信をそれぞれ送受信する第１の無線通信部及び第２の無線通信部と、
   当該中継装置を自走させる自走手段と、
   前記第１又は第２の無線通信部の少なくとも一方の無線通信のエラーレートを計測する第１の計測部と、
   当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、
   前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントで前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、前記第１の計測部により計測された前記エラーレートが所定値以下であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有し、
   前記探索制御部は、前記第１の計測部により計測された計測値に基づいて、仮の中継ポイントを探索した後、前記第２の計測部により計測された前記位置に基づいて前記仮の中継ポイントの位置を修正し、前記最適な中継ポイントを探索する、中継装置。
3. 前記第１の無線通信部は、移動体通信方式の無線通信を行い、前記第２の無線通信部は無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式の無線通信を行う、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の中継装置。
4. 前記探索制御部は、最適な中継ポイントを複数探索し、前記探索された複数の中継ポイントを記録しておき、
   所定の中継ポイントに移動した後、同中継ポイントにおける第１の計測部により計測される計測値が悪化した場合は、前記自走手段を制御して前記記録された他の中継ポイントに移動させる中継制御部、を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の中継装置。
5. 所定の中継ポイントにおいて受信した第１の無線通信を、異なる方式の第２の無線通信に変換して送信する中継装置と、前記第２の無線通信を用いてネットワークに接続するためのアクセスポイントと、を有する無線通信システムにおいて、
   前記中継装置は、
   前記第１の無線通信を送受信する第１の無線通信部及び前記第２の無線通信を送受信する第２の無線通信部と、
   当該中継装置を自走させる自走手段と、
   前記第１及び第２の無線通信部の無線通信の信号レベル又は信号速度を計測する第１の計測部と、
   当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、
   前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントにおいて前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、前記第１の計測部により計測された前記信号レベル又は前記信号速度が所定値以上であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有し、
   前記探索制御部は、前記最適な中継ポイントを探索する際、前記第２の無線通信部を用いて、前記アクセスポイントに対する返信要求を送信させ、当該要求に対して前記アクセスポイントから返信があった場合、前記計測ポイントにおける前記第１の計測部で計測された計測値を低くするよう修正する、無線通信システム。
6. 所定の中継ポイントにおいて受信した第１の無線通信を、異なる方式の第２の無線通信に変換して送信する中継装置において、
   前記第１の無線通信を送受信する第１の無線通信部及び前記第２の無線通信を送受信する第２の無線通信部と、
   当該中継装置を自走させる自走手段と、
   前記第１及び第２の無線通信部の無線通信の信号レベル又は信号速度を計測する第１の計測部と、
   当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測部と、
   前記自走手段により当該中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントにおいて前記第１及び第２の計測部にそれぞれ計測を行わせ、前記第１の計測部により計測された前記信号レベル又は前記信号速度が所定値以上であり、且つ、前記第２の計測部により計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索制御部と、を有し、
   前記探索制御部は、前記最適な中継ポイントを探索する際、前記第２の無線通信を行う外部のアクセスポイントに対する返信要求を、前記第２の無線通信部を用いて送信させ、当該要求に対して前記アクセスポイントから返信があった場合、前記計測ポイントにおける前記第１の計測部で計測された計測値を低くするよう修正する、中継装置。
7. 所定の中継ポイントにおいて、受信した無線通信を異なる方式の無線通信に変換して送信する中継方法において、
   中継装置を自走させつつ、所定の計測ポイントで異なる無線通信を送信受信する第１の無線通信部又は第２の無線通信部による無線通信の信号レベル又は信号速度を計測する第１の計測ステップと、
   前記計測ポイントにおいて、当該中継装置が自走する空間内における障害物の位置を計測する第２の計測ステップと、
   前記計測された前記信号レベル又は前記信号速度が所定値以上であり、且つ、前記計測された前記障害物の位置に近いポイントを最適な中継ポイントとして探索する探索ステップと、を有し、
   前記探索ステップでは、前記第１の計測ステップにより計測された計測値に基づいて、仮の中継ポイントを探索した後、前記第２の計測ステップにより計測された前記位置に基づいて前記仮の中継ポイントの位置を修正し、前記最適な中継ポイントを探索する、中継方法。

Images