JP6152616B2 - 通信端末、および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信を行う通信端末、および通信システムに関するものである。

従来、親機と子機との間でネットワークを構築して、親機−子機間で無線信号を用いた通信を行う通信システムがある。このような通信システムにおいて、子機は、いずれか１台の親機との間でネットワークを構築して通信接続する（例えば、特許文献１参照）。

例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and ElectronicsEngineers）８０２．１５．４規格では、子機（Device）が、ビーコン要求（Beacon Request）をブロードキャスト（同報）する。そして、ビーコン要求を受信した親機（Coordinator）は、ビーコン（Beacon）を返信する。子機は、親機から送信されたビーコンを受信し、受信したビーコンによって得られる親機毎の情報である親機情報を受信バッファに格納する。なお、ビーコン要求は、報知要求信号とも呼ばれ、ビーコンは、報知信号とも呼ばれる。

続いて、親機−子機間の登録処理（Association）において、子機は、ビーコンを送信した親機に対して登録要求（Association Request）を送信する。親機は、子機からの登録要求を受信すると、接続可否を判断して、接続許可あるいは接続拒否の情報を付加した登録応答（Association Response）を子機に返信する。登録応答が接続許可であれば、登録処理は完了する。

複数の親機が存在する場合、子機は、ビーコンを返信した複数の親機の各親機情報を受信バッファに格納する。そして、子機は、受信バッファに格納した親機情報に基づいて、受信信号強度等の条件を満たす１つの親機を選択し、この選択した親機へ登録要求を送信する。

すなわち、子機は、いずれか１台の親機を自端末に関連付けて登録する必要があり、親機を探索するためにビーコン要求をブロードキャストし、親機から返信されたビーコンによって周囲に存在する親機を探索する。そして、子機は、周囲に存在する親機から所望の親機を選択して登録する。

また、親機毎に無線通信に用いる通信チャネルが異なるシステムがあり、子機は、複数の通信チャネルから選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて、親機との間で通信する。この場合、子機は、複数の通信チャネルを順次切り替えてビーコン要求をブロードキャストし、複数の通信チャネルのそれぞれを用いて、周囲に存在する親機を探索する。

特開２０００−１２５３４９号公報

子機は、周囲に多くの親機が存在する環境下で、複数の通信チャネルを順次切り替えてビーコン要求をブロードキャストした場合、多くの親機からビーコンが返信される。しかしながら、子機の受信バッファに格納できる親機情報の数は、受信バッファの容量によって制限がある。したがって、ビーコンを返信した全ての親機の親機情報を格納することができず、受信信号強度等の条件を満たす所望の親機が存在するにも関わらず、その親機の親機情報を受信バッファに格納できない可能性がある。すなわち、所望の親機が周囲に存在するにも関わらず、この所望の親機を探索できないという問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の通信チャネルを用いて親機を探索する場合に、多数の親機から所望の親機をより確実に探索することができる通信端末、および通信システムを提供することにある。

本発明の通信端末は、親機との間でネットワークを構築して無線信号を用いた通信を行う子機を構成する通信端末であって、複数の通信チャネルから選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて、前記親機との間で通信を行い、前記通信チャネルを所定の順序で切り替えながら前記親機を探索するための探索用信号を送信し、前記探索用信号に対して前記親機が返信した応答信号を受信する無線通信部と、前記無線通信部が受信した前記応答信号によって得られる前記親機毎の情報である親機情報を格納する受信バッファとを備え、前記無線通信部は、前記通信チャネルを第１の順序で切り替えながら前記探索用信号を送信し、この探索用信号に対して前記親機が返信した応答信号によって前記受信バッファに格納された前記親機情報の数が上限値に達した場合に、前記受信バッファに格納されたいずれかの前記親機情報に対応する前記親機との間でネットワークを構築できなければ、前記第１の順序とは異なる第２の順序で前記通信チャネルを切り替えながら前記探索用信号を送信することを特徴とする。

この発明において、前記通信チャネルは、チャネル番号が付与されており、前記第１の順序は、前記チャネル番号が昇順と降順とのいずれか一方となるように前記通信チャネルを切り替える順序であり、前記第２の順序は、前記チャネル番号が昇順と降順とのいずれか他方となるように前記通信チャネルを切り替える順序であることが好ましい。

この発明において、前記無線通信部は、前記第２の順序で前記通信チャネルを切り替えながら前記探索用信号を送信した場合、受信した前記応答信号をランダムに破棄することが好ましい。

本発明の通信システムは、本発明の通信端末で構成される子機と、前記子機との間で無線信号を用いた通信を行う親機とで構成されることを特徴とする。

この発明において、前記子機は、前記親機を探索するための探索用信号を送信し、前記親機は、受信した前記探索用信号に対して返信する応答信号の送信タイミングを、前記応答信号の送信毎に変更することが好ましい。

以上説明したように、本発明の通信端末および通信システムにおいて、受信信号強度等の条件を満たす所望の親機が存在するにも関わらず、その親機の親機情報を受信バッファに格納できない事態を抑制できる。すなわち、本発明の通信端末および通信システムは、複数の通信チャネルを用いて親機を探索する場合に、多数の親機から所望の親機をより確実に探索することができるという効果がある。

実施形態１の通信システムの概略構成を示すブロック図である。 同上の子機による親機の探索処理を示す通信シーケンス図である。 同上の子機の動作を示すフローチャート図である。 同上の子機の動作を示すフローチャート図である。 同上の子機の動作を示すフローチャート図である。 同上の親機のリストを示すテーブル図である。 実施形態２の子機の動作を示すフローチャート図である。 実施形態３の親機の構成を示すブロック図である。 同上の親機の動作を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の通信システムの構成を示しており、複数の親機１と複数の子機２とが存在して、親機１と子機２との間で無線パケット（無線信号）を用いた通信を行う。例えば、親機１は、宅内の無線コントローラで構成され、子機２は、宅内の空調機器、クッキングヒータ、宅内の各所の電力消費量を計測する計測ユニット等で構成される。そして、親機１が図示しない上位サーバとの間で情報授受を行うことによって、子機２の監視制御を行うＨＥＭＳ（Home Energy ManagementSystem）等の機器監視制御システムを構成できる。

子機２は、無線通信部２ａと、受信バッファ２ｂとで構成される。なお、子機２が本発明の通信端末に相当する。

無線通信部２ａは、複数の通信チャネルＣＨ１〜ＣＨｎから１つの通信チャネルを選択して無線パケットの送受信を行う。そして、無線通信部２ａは、周囲に存在する親機１から所望の親機１を選択して登録し、この登録した親機１との間でネットワークを構築して通信接続を行う。

受信バッファ２ｂは、後述の親機情報を格納するバッファ機能を有する。

そして、図２に示すように、親機１のネットワークに参加していない子機２の無線通信部２ａは、ビーコン要求Ｙ１（Beacon Request）をブロードキャスト（同報）する。そして、ビーコン要求Ｙ１を受信した親機１（Coordinator）は、ビーコンＹ２（Beacon）を返信する。子機２の無線通信部２ａは、親機１から送信されたビーコンＹ２を受信し、受信したビーコンＹ２によって得られる親機１毎の情報である親機情報を受信バッファ２ｂに格納する。無線通信部２ａは、ビーコン要求Ｙ１の送信処理およびビーコンＹ２の受信処理を、通信チャネルを順次切り替えながら実行する。なお、ビーコン要求Ｙ１が、本発明の探索用信号に相当し、ビーコンＹ２が、本発明の応答信号に相当する。

続いて、親機１−子機２間の登録（Association）において、子機２は、ビーコンＹ２の送元である親機１のうち、いずれか１台の親機１に対して登録要求Ｙ３（Association Request）、データ要求Ｙ４（Data Request）を送信する。親機１は、子機２からの登録要求Ｙ３およびデータ要求Ｙ４を受信すると、接続可否を判断して、接続許可あるいは接続拒否の情報を付加した登録応答Ｙ５（Association Response）を子機２に返信する。登録応答Ｙ５が接続許可であれば、登録処理は完了する。親機１による接続可否は、親機１に接続可能な子機２の残台数等に基づいて判断される。

以下、子機２が親機１との間で行う登録処理について、図３を用いて説明する。

親機１の登録処理を開始した子機２（以降、子機２Ａと称す）の無線通信部２ａは、ビーコン要求Ｙ１の送信およびビーコンＹ２の受信に用いる通信チャネルの切り替え順序を選択する（Ｓ１）。

ステップＳ１において通信チャネルの切り替え順序を選択する処理を、図４に示す。まず、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数（ビーコンＹ２を返信した親機１の台数）が予め決められた上限値に達しているか否かを判定する（Ｓ２１）。子機２Ａは、今回の親機１の登録処理が初回であるので、受信バッファ２ｂに親機情報が格納されておらず、無線通信部２ａは、通信チャネルの切り替え順序として第１の順序を選択する（Ｓ２２）。通信チャネルには、チャネル番号「１」「２」「３」．．．が付与されており、第１の順序は、通信チャネルＣＨ１から開始して、チャネル番号が昇順となるように通信チャネルを切り替える。すなわち、第１の順序では、通信チャネルがＣＨ１ → ＣＨ２ → ＣＨ３ → ＣＨ４ →．．．と切り替えられる。そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂをクリア（格納している親機情報を全て消去）して（Ｓ２４）、ステップＳ１の処理を終了する。

無線通信部２ａは、スキャン時間を計時するスキャンタイマの機能を有しており、子機２Ａの無線通信部２ａは、スキャンタイマの計時動作を開始して、第１の順序の開始チャネルである通信チャネルＣＨ１でスキャン処理を開始する（Ｓ２）。通信チャネルＣＨ１でスキャン処理を開始した無線通信部２ａは、通信チャネルＣＨ１でビーコン要求Ｙ１（ＣＨ１）をブロードキャストする（Ｓ３）。以降、通信チャネルＣＨｍで送信されたビーコン要求Ｙ１には、ビーコン要求Ｙ１（ＣＨｍ）の符号を付す。

ビーコン要求Ｙ１（ＣＨ１）を受信した親機１（通信チャネルＣＨ１を用いる親機１）は、ビーコンＹ２（ＣＨ１）を返信する。以降、通信チャネルＣＨｍで送信されたビーコンＹ２には、ビーコンＹ２（ＣＨｍ）の符号を付す。

子機２Ａの無線通信部２ａは、ビーコンＹ２（ＣＨ１）を受信したか否かを判定する（Ｓ４）。

子機２Ａの無線通信部２ａは、ビーコンＹ２（ＣＨ１）を受信した場合、このビーコンＹ２（ＣＨ１）によって得られる親機１毎の情報である親機情報を受信バッファ２ｂに格納する（Ｓ６）。すなわち、受信バッファ２ｂには、ビーコンＹ２を返信した親機１のリストが格納されており、図６にリストの一例を示す。親機情報とは、親機１のＰＡＮ（Personal Area Network）−ＩＤ、アドレス、通信チャネル等であり、ビーコンＹ２に付加された親機１に関する情報である。なお、図６において、親機１を区別するために親機１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，．．．の符号を付している。

そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数（ビーコンＹ２を返信した親機１の台数）が予め決められた上限値に達しているか否かを判定する（Ｓ７）。この上限値は、受信バッファ２ｂの容量に応じて予め決められており、受信バッファ２ｂに格納できる親機情報の数の上限値である。受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達していなければ、無線通信部２ａの処理はステップＳ８に進む。受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達していれば、無線通信部２ａの処理はステップＳ１０に進む。

また、子機２Ａの無線通信部２ａは、スキャンタイマによるスキャン時間の計時がタイムアウトしたか否かを判定しており（Ｓ５）、ビーコンＹ２（ＣＨ１）を受信しなかった場合、スキャンタイマの計時がタイムアウトするまで、ステップＳ４の処理を繰り返す。そして、無線通信部２ａの処理は、ビーコンＹ２（ＣＨ１）を受信することなく、スキャンタイマの計時がタイムアウトした場合、ステップＳ８に進む。

子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達していない場合（Ｓ７）、またはスキャンタイマの計時がタイムアウトした場合（Ｓ５）、全ての通信チャネルでスキャン処理が終了したか否かを判定する（Ｓ８）。無線通信部２ａは、全ての通信チャネルでスキャン処理が終了していない場合、現状の通信チャネルＣＨ１の通信番号をインクリメントした通信チャネルＣＨ２に切り替える（Ｓ９）。そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、スキャンタイマの計時動作を開始して、通信チャネルＣＨ２でスキャン処理を開始する（Ｓ２）。通信チャネルＣＨ２でスキャン処理を開始した無線通信部２ａは、通信チャネルＣＨ２でビーコン要求Ｙ１（ＣＨ２）をブロードキャストする（Ｓ３）。ビーコン要求Ｙ１（ＣＨ２）を受信した親機１（通信チャネルＣＨ２を用いる親機１）は、ビーコンＹ２（ＣＨ２）を返信する。

子機２Ａの無線通信部２ａは、ビーコンＹ２（ＣＨ２）を受信したか否かを判定する（Ｓ４）。

子機２Ａの無線通信部２ａは、ビーコンＹ２（ＣＨ２）を受信した場合、このビーコンＹ２（ＣＨ２）によって得られる親機１毎の情報である親機情報を受信バッファ２ｂに格納する（Ｓ６）。

そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達しているか否かを判定する（Ｓ７）。受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達していなければ、無線通信部２ａの処理はステップＳ８に進む。受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達していれば、無線通信部２ａの処理はステップＳ１０に進む。

また、子機２Ａの無線通信部２ａは、スキャンタイマによるスキャン時間の計時がタイムアウトしたか否かを判定しており（Ｓ５）、ビーコンＹ２（ＣＨ２）を受信しなかった場合、スキャンタイマの計時がタイムアウトするまで、ステップＳ４の処理を繰り返す。そして、無線通信部２ａの処理は、ビーコンＹ２（ＣＨ２）を受信することなく、スキャンタイマの計時がタイムアウトした場合、ステップＳ８に進む。

子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達していない場合（Ｓ７）、またはスキャンタイマの計時がタイムアウトした場合（Ｓ５）、全ての通信チャネルでスキャン処理が終了したか否かを判定する（Ｓ８）。無線通信部２ａは、全ての通信チャネルでスキャン処理が終了していない場合、現状の通信チャネルＣＨ２の通信番号をインクリメントした通信チャネルＣＨ３に切り替える（Ｓ９）。そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、スキャンタイマの計時動作を開始して、通信チャネルＣＨ３でスキャン処理を開始する（Ｓ２）。

以降、子機２Ａの無線通信部２ａは、ステップＳ７において受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達するまで、またはステップＳ８において全ての通信チャネルでスキャン処理が終了するまで、通信チャネルを昇順で切り替えながらスキャン処理を実行する。

そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、ステップＳ７において受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達した場合、またはステップＳ８において全ての通信チャネルでスキャン処理が終了した場合、親機１の登録処理を行う（Ｓ１０）。

ステップＳ１０における親機１の登録処理を、図５に示す。まず、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納した親機１のリスト（親機１のそれぞれの親機情報）に、所望の親機１が存在するか否かを判定する（Ｓ３１）。無線通信部２ａは、ビーコンＹ２の受信時に、このビーコンＹ２の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received SignalStrength Indication）を、このビーコンＹ２から得られる親機情報に対応付けて記憶している。そして、無線通信部２ａは、ビーコンＹ２の受信信号強度が閾値以上である親機１のうち、受信信号強度が最大である親機１を所望の親機１とする。

そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納した親機１のリストに所望の親機１が存在すれば、登録処理を実行して、登録処理が成功したか否かを判定する（Ｓ３２）。具体的に、無線通信部２ａは、ステップＳ３１で選択した所望の親機１に対して登録要求Ｙ３、データ要求Ｙ４を送信する。親機１は、子機２からの登録要求Ｙ３およびデータ要求Ｙ４を受信すると、接続可否を判断して、接続許可あるいは接続拒否の情報を付加した登録応答Ｙ５を子機２Ａに返信する。無線通信部２ａは、登録応答Ｙ５が接続許可であれば登録処理が成功したとして、ステップＳ３３に進む。また、無線通信部２ａは、登録応答Ｙ５が接続拒否であれば、登録処理が失敗したとして、親機１のリストから所望の親機１を再び探索し（Ｓ３１）、登録処理を再実行する（Ｓ３２）。

親機２Ａの無線通信部２ａは、登録処理が成功した場合、受信バッファ２ｂをクリアして（Ｓ３３）、ステップＳ１０の登録処理を終了する。

また、無線通信部２ａは、ステップＳ３１において親機１のリストに所望の親機１が存在しない場合も、ステップＳ１０の登録処理を終了する。すなわち、登録処理が成功していない場合、受信バッファ２ｂはクリアされず、格納された親機情報が残った状態で登録処理を終了する。

そして、親機２Ａの無線通信部２ａは、登録処理が成功していない場合、親機１の登録処理を再び開始し、親機１に対してビーコン要求Ｙ１を送信する際に用いる通信チャネルの切り替え順序を選択する（Ｓ１）。この場合、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が予め決められた上限値に達しているか否かを判定する（Ｓ２１）。

受信バッファ２ｂには前回の処理における親機情報が格納されており、親機情報の数が予め決められた上限値に達していない場合、無線通信部２ａは、通信チャネルの切り替え順序として第１の順序を選択する（Ｓ２２）。そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂをクリアして（Ｓ２４）、ステップＳ１の処理を終了する。そして、親機２Ａの無線通信部２ａは、ステップＳ２〜Ｓ９のスキャン処理を実行した後、ステップＳ１０の登録処理を実行する。このとき、無線通信部２ａは、ステップＳ９の通信チャネル切替処理において、通信チャネルを昇順（ＣＨ１ → ＣＨ２ → ＣＨ３ → ＣＨ４ →．．．）で切り替える。

また、親機情報の数が予め決められた上限値に達している場合、無線通信部２ａは、通信チャネルの切り替え順序として第２の順序を選択する（Ｓ２３）。第２の順序は、通信チャネルＣＨｎから開始して、チャネル番号が降順となるように通信チャネルを切り替える。すなわち、第２の順序では、通信チャネルがＣＨｎ → ＣＨ（ｎ−１） → ＣＨ（ｎ−２） → ＣＨ（ｎ−３） →．．．と切り替えられる。そして、子機２Ａの無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂをクリアして（Ｓ２４）、ステップＳ１の処理を終了する。そして、親機２Ａの無線通信部２ａは、ステップＳ２〜Ｓ９のスキャン処理を実行した後、ステップＳ１０の登録処理を実行する。このとき、無線通信部２ａは、ステップＳ９の通信チャネル切替処理において、通信チャネルを降順（ＣＨｎ → ＣＨ（ｎ−１） → ＣＨ（ｎ−２） → ＣＨ（ｎ−３） →．．．）で切り替える。

すなわち、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達している場合（受信バッファ２ｂに親機情報の追加が不可能な場合）、次のスキャン処理に用いる通信チャネルの切り替え順序は、前回の切り替え順序と異なる順序にする。上述の実施形態では、チャネル番号を昇順で切り替える第１の順序を用いた場合に受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達すると、次のスキャン処理では、チャネル番号を降順で切り替える第２の順序を用いる。なお、チャネル番号を降順で切り替える第２の順序を用いた場合に受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達すると、次のスキャン処理では、チャネル番号を昇順で切り替える第１の順序を用いる構成でもよい。

例えば、子機２が、１回のスキャン処理で多くの親機１からビーコンＹ２を返信されて、ビーコンＹ２を返信した全ての親機１の親機情報を受信バッファ２ｂに格納することができず、所望の親機１との間で登録処理をできなかったとする。本実施形態では、次のスキャン処理で通信チャネルの切り替え順序を変更するので、前回のスキャン処理で受信バッファ２ｂに格納することができなかった親機１の親機情報を受信バッファ２ｂに格納することができる。したがって、子機２は、受信信号強度等の条件を満たす所望の親機１が存在するにも関わらず、その親機１の親機情報を受信バッファ２ａに格納できない事態を抑制できる。すなわち、子機２は、複数の通信チャネルを用いて親機１を探索する場合に、多数の親機１から所望の親機１をより確実に探索することができる。

また、ステップＳ１の処理において、無線通信部２ａは、受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達したことを示すフラグを設けて、該フラグの状態に応じて通信チャネルの切り替え順序を選択してもよい。

また、ステップＳ１の処理において、無線通信部２ａは、昇順および降順ともに、開始チャネルをランダムに設定してもよい。

また、通信チャネルの切り替え順序として、チャネル番号が降順となるように通信チャネルを切り替える方式を第１の順序とし、チャネル番号が昇順となるように通信チャネルを切り替える方式を第２の順序としてもよい。

また、通信チャネルの切り替え順序として、偶数のチャネル番号の通信チャネルを順次切り替える方式を第１の順序とし、奇数のチャネル番号の通信チャネルを順次切り替える方式を第２の順序としてもよい。さらには、通信チャネルの切り替え順序として、奇数のチャネル番号の通信チャネルを順次切り替える方式を第１の順序とし、偶数のチャネル番号の通信チャネルを順次切り替える方式を第２の順序としてもよい。

また、第１の順序を用いて受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達した場合（Ｓ７）、第２の順序は、第１の順序の続きから開始してもよい。

さらに、第１の順序および第２の順序は、チャネル番号の昇順および降順、チャネル番号の偶数および奇数等を適宜組み合わせて設定してもよく、第１の順序および第２の順序は、その具体的な設定方式に限定されない。

また、ステップＳ３１の処理において、受信バッファ２ｂに格納されている親機１のリスト情報を液晶画面等の表示部（図示なし）に表示し、ユーザが、親機１のリスト情報から所望の親機１を選択する構成であってもよい。

上述の子機２は、親機１との間でネットワークを構築して無線信号を用いた通信を行う子機を構成する通信端末である。そして、この通信端末は、複数の通信チャネルから選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて、親機１との間で通信を行い、通信チャネルを所定の順序で切り替えながら親機１を探索するための探索用信号（ビーコン要求）を送信し、探索用信号に対して親機が返信した応答信号（ビーコン）を受信する無線通信部２ａを備える。さらに、通信端末は、無線通信部２ａが受信した応答信号によって得られる親機１毎の情報である親機情報を格納する受信バッファ２ｂを備える。そして、無線通信部２ａは、通信チャネルを第１の順序で切り替えながら探索用信号を送信し、この探索用信号に対して親機１が返信した応答信号によって受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達した場合に、受信バッファ２ｂに格納されたいずれかの親機情報に対応する親機１との間でネットワークを構築できなければ、第１の順序とは異なる第２の順序で通信チャネルを切り替えながら探索用信号を送信する。

（実施形態２）
本実施形態の通信システムの構成は実施形態１と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の子機２が親機１との間で行う登録処理を、図７に示す。本実施形態の子機２の無線通信部２ａは、ステップＳ１１の処理を行う点が、実施形態１とは異なる。

無線通信部２ａは、乱数を発生する機能を有する。そして、無線通信部２ａは、ビーコンＹ２を受信した場合（Ｓ４）、乱数を発生して、この発生した乱数と予め決めた閾値とを比較する（Ｓ１１）。無線通信部２ａは、発生した乱数が閾値以上であれば、このビーコンＹ２によって得られる親機情報を受信バッファ２ｂに格納する（Ｓ６）。また、無線通信部２ａは、発生した乱数が閾値未満であれば、このビーコンＹ２を破棄して、ステップＳ４に戻る。

したがって、通信制御部２ａは、昇順および降順の通信チャネル切替を繰り返し行うことによって、所望の親機１を探し当てる確率が高くなる。

また、子機２は、第２の順序で通信チャネルを切り替えながらビーコン要求Ｙ１を送信した場合に、受信したビーコンＹ２をランダムに破棄することが好ましい。すなわち、ステップＳ１１におけるビーコンＹ２の破棄は、ステップＳ２１において受信バッファ２ｂに格納された親機情報の数が上限値に達したと判定された場合のみ実行されてもよい。この場合、無線通信部２ａは、ビーコンＹ２を返信した全ての親機１の親機情報を受信バッファ２ｂに格納することができなかった可能性がある場合にのみ、ステップＳ１１におけるビーコンＹ２の破棄処理を実行する。したがって、子機２は、ビーコンＹ２の破棄処理を無駄に実行することがなく、親機１の台数が少ないときに所望の親機１を探し当てる確率を維持できる。

（実施形態３）
本実施形態の通信システムの構成は実施形態１または２と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

親機１は、受信したビーコン要求Ｙ１に対して返信するビーコンＹ２の送信タイミングを、ビーコンＹ２の送信毎に変更することが好ましい。この親機１の構成を図８に示し、親機１によるビーコンＹ２の送信動作の一例を図９に示す。

親機１は、通信制御部１ａを備えており、通信制御部１ａは、一定期間（通信フレーム）を複数に分割したスロットのうちいずれか１つのスロット（使用スロット）を用いて、ビーコンＹ２を送信する。複数の親機１は、互いに同期して通信フレームを設定している。通信フレームは、スロット番号０，１，２，．．．が付与されたスロット（０）、スロット（１）、スロット（２）、．．．、スロット（ｎ）で構成される。

まず、通信制御部１ａは、ビーコンＹ２の送信処理を開始すると、使用スロットを設定済であるか否かを判定する（Ｓ４１）。通信制御部１ａは、ビーコンＹ２の送信処理が初回であれば、使用スロットの設定が未設定であるとして、ビーコンＹ２の初回送信時に用いる使用スロットの設定を行う（Ｓ４２）。通信制御部１ａは、乱数を発生する機能を有しており、発生した乱数に対応するスロットを使用スロットに設定する。ここでは、ステップＳ４２において設定された使用スロットをスロット（ｍ）に設定する。

そして、通信制御部１ａは、ステップＳ４１またはステップＳ４２が完了してから予め決められた待機時間の計時を開始し、この待機時間内に子機２からビーコン要求Ｙ１を受信したか否かを判定する（Ｓ４３）。通信制御部１ａは、待機時間が経過するまでにビーコン要求Ｙ１を受信すれば、使用スロット（ｍ）を用いてビーコンＹ２を返信する（Ｓ４４）。また、通信制御部１ａは、待機時間が経過するまでにビーコン要求Ｙ１を受信しなければ、ステップＳ４５に進む。

通信制御部１ａは、ステップＳ４４でビーコンＹ２を返信した後、またはステップＳ４３で待機時間が経過した後、使用スロット（ｍ）のスロット番号ｍをインクリメントする（Ｓ４５）。そして、通信制御部１ａは、ステップＳ４５でインクリメントしたスロット番号ｍ＋１が、スロット番号の最大値ｎを上回ったか否かを判定する（Ｓ４６）。インクリメントしたスロット番号ｍ＋１が最大値ｎを上回っている場合、通信制御部１ａは、スロット番号を０に設定して（Ｓ４７）、処理を終了する。また、インクリメントしたスロット番号ｍ＋１が最大値を上回っていない場合、通信制御部１ａは処理を終了する。

そして、通信制御部１ａは、次のビーコンＹ２の送信処理を開始すると、使用スロットはスロット（ｍ＋１）またはスロット（０）に設定済であるので（Ｓ４１）、ステップＳ４３〜Ｓ４７の処理を実行して、次のビーコンＹ２の送信処理に用いる使用スロットを変更する。

以降、親機１は、ビーコンＹ２の送信処理を開始する毎に、ステップＳ４１〜Ｓ４７の処理を実行して、ビーコンＹ２の送信処理に用いる使用スロットを変更する。

而して、同一の通信チャネルを用いる親機１が多数存在する場合でも、親機１のそれぞれがビーコンＹ２を送信するタイミングを互いにずらすことができるので、ビーコンＹ２同士の衝突を抑制できる。したがって、子機２は、親機１が送信したビーコン２を受信できる確率が高くなるので、所望の親機１を探し当てる確率が高くなる。

また、通信制御部１ａは、ステップＳ４５においてスロット番号をインクリメントする代わりに、スロット番号をランダムに設定してもよい。

１ 親機
２ 子機
２ａ 無線通信部
２ｂ 受信バッファ

Claims (5)

1. 親機との間でネットワークを構築して無線信号を用いた通信を行う子機を構成する通信端末であって、
   複数の通信チャネルから選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて、前記親機との間で通信を行い、前記通信チャネルを所定の順序で切り替えながら前記親機を探索するための探索用信号を送信し、前記探索用信号に対して前記親機が返信した応答信号を受信する無線通信部と、
   前記無線通信部が受信した前記応答信号によって得られる前記親機毎の情報である親機情報を格納する受信バッファとを備え、
   前記無線通信部は、前記通信チャネルを第１の順序で切り替えながら前記探索用信号を送信し、この探索用信号に対して前記親機が返信した応答信号によって前記受信バッファに格納された前記親機情報の数が上限値に達した場合に、前記受信バッファに格納されたいずれかの前記親機情報に対応する前記親機との間でネットワークを構築できなければ、前記第１の順序とは異なる第２の順序で前記通信チャネルを切り替えながら前記探索用信号を送信する
   ことを特徴とする通信端末。
2. 前記通信チャネルは、チャネル番号が付与されており、
   前記第１の順序は、前記チャネル番号が昇順と降順とのいずれか一方となるように前記通信チャネルを切り替える順序であり、
   前記第２の順序は、前記チャネル番号が昇順と降順とのいずれか他方となるように前記通信チャネルを切り替える順序である
   ことを特徴とする請求項１記載の通信端末。
3. 前記無線通信部は、前記第２の順序で前記通信チャネルを切り替えながら前記探索用信号を送信した場合、受信した前記応答信号をランダムに破棄することを特徴とする請求項１または２記載の通信端末。
4. 請求項１乃至３いずれか記載の通信端末で構成される子機と、前記子機との間で無線信号を用いた通信を行う親機とで構成されることを特徴とする通信システム。
5. 前記子機は、前記親機を探索するための探索用信号を送信し、
   前記親機は、受信した前記探索用信号に対して返信する応答信号の送信タイミングを、前記応答信号の送信毎に変更する
   ことを特徴とする請求項４記載の通信システム。

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