TWI418168B - 無線通信系統、無線通信方法、無線通信裝置及電腦可讀取之程式記錄媒體 - Google Patents
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Description
本發明依據先前於2009年5月25日提出申請之日本專利申請案第2009-125135號公報，並主張其優先權利益，其所有內容透過引用倂入於此。
本發明係有關於依據無線通道的切換對象資訊來切換無線通道之無線通信系統及無線通信方法。
近年來，使用無線LAN(Local Area Network)，在中繼裝置和無線終端裝置之間進行如動態影像或靜態影像、聲音等之大量資料之收發的無線通信系統逐漸普及。可是，在這種無線通信系統，因為使用無線收發大量的資料，所以已知會因為各種干涉因素，導致流量降低、影像或聲音混亂或中斷。
因此，需要藉由各無線通信系統選擇使用複數個無線通道中彼此不會發生干涉的無線通道，以避免發生干涉。關於此無線通道的選擇，因為使用者難因應於周圍的環境來作設定，所以已有中繼裝置在判定各無線通道的通信狀況後，切換無線通道的技術。
在特開2006-94394號公報，揭示一種無線通信裝置，其在檢測到進行無線通信中之各無線通道之通信狀況惡化時，使無線通道的切換指示比其他的資料信號更優先地傳送至其他的無線通信裝置。可是，在此技術，若在通信狀況急速惡化的情況或僅無線終端裝置附近之通信狀況惡化的情況，中繼裝置變更通道時，無線終端裝置無法得到所變更之無線通道的資訊，而無法和中繼裝置進行通信。因而，無線終端裝置必須進行全部之通道掃描，找出所變更的無線通道。
又，在特開2008-148254號公報揭示一種技術，其取得在動作通道之空槽殘量，並在所取得之空槽殘量是通道變更槽殘量以下時，在有空通道的情況，將表示變更通道所花的時間(超碼框數)或變更後之通道的資訊儲存於信標信號內，並傳送該信標信號，將動作通道變更成該空通道。
可是，在此技術，在決定變更通道後，將表示變更通道所花的時間或變更後之通道的資訊儲存於信標信號內並傳送。因而，在通信狀況急速惡化的情況，無線終端裝置無法接收該信標信號，具有無法迅速且穩定地執行無線通道之變更的問題。
本發明可針對通信狀況急速的變化實現迅速且穩定之無線通道的切換，並可使通信品質變得穩定。
本發明之優點將於以下說明中闡明，且部分優點將由以下說明中顯然得知、或將透過本發明之實施習得。本發明之優點可由以下特別指出之手段及組合實現並獲得。
倂入且構成本說明書之一部分的附圖圖解本發明之實施例，且連同以上一般說明與以下實施例詳細說明，用以闡明本發明之要素。
以下，參照圖式詳細說明本發明之實施形態。此外，在本發明未限定為此實施形態。又，本發明之實施形態係表示發明之最佳形態，本發明的術語未限定於此。
[第1實施形態]
首先，說明構成。
第1圖表示在第1實施形態之無線通信系統A的示意構成圖。
如第1圖所示，無線通信系統A具備經由通信網路N和其他的中繼裝置或外部裝置連接的中繼裝置1a、及與中繼裝置1a無線連接之複數台無線終端裝置2。
在第1實施形態的無線通信系統A遵循IEEE802.15.4規格。在此情況下，中繼裝置1a相當於協調器，無線終端裝置2相當於終端裝置。
第2圖表示在第1實施形態之中繼裝置1a的示意構成圖。
如第2圖所示，中繼裝置1a具備控制部10、記憶部11、終端資訊用記憶體12、信標傳送計時器13、第1通信部14、有線I/F(Interface)16及緩衝器17等，且各部係以電性連接。
控制部10具備CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等。控制部10讀出記憶部11或終端資訊用記憶體12所記憶的各種程式、從各種表或資料等之中所指定的程式、表或資料，展開於RAM或記憶部11的工作區域，藉由和該程式的協同動作而執行各種處理，再將處理結果儲存於RAM內或記憶部11或終端資訊用記憶體12之既定的區域，同時對中繼裝置1a內的各部下達指示，統籌控制中繼裝置1a的整體動作。
控制部10執行信標傳送處理。在此信標傳送處理，產生信標信號，並使用複數個無線通道中之任一個無線通道，藉第1通信部14將所產生之信標信號按照固定週期傳送。
作為所使用的無線通道，例如在IEEE802.15.4，是16分割2.4[GHz]頻帶所得之11ch~26ch共16個無線通道之中任一個無線通道。
在本第1實施形態的信標傳送處理，係執行以下的處理。
首先，在利用第1通信部14按照固定週期傳送信標信號時，選擇複數個無線通道中之任一個無線通道。此選擇之無線通道係利用第1通信部14檢測出複數個無線通道的通信狀況時，該被檢測出之複數個無線通道的通信狀況中通信狀況最佳的無線通道或通信狀況比較良好的無線通道。
然後，用以切換成所選擇之無線通道(切換對象通道)的切換對象資訊被記憶於記憶部11，同時被儲存於信標信號內，再利用第1通信部傳送該信標信號。
又，在第1通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，在以第1通信部所使用之無線通道傳送信標信號時，切換成依據記憶部11所記憶之切換對象資訊的無線通道。
信標信號係從中繼裝置1a按照固定週期所傳送的封包資料，用以使與無線通信系統A連接之無線終端裝置2和中繼裝置1a同步。
第3圖表示在本第1實施形態之信標訊框的例子。
如第3圖所示，信標信號具有MHR(MAC(Media Access Control)訊息標題)區域B1、MAC酬載區域B2及MFR(MAC Footer)區域B3，且遵循IEEE802.15.4規格。
在MHR區域B1，包含訊框控制B11、位址區域B12等。在MAC酬載區域B2，包含SS(Superframe Specification)B21、GTS(Guaranteed Time Slot)欄B22、PA(Pending Address)欄B23、信標酬載B24等。
SSB21是超碼框的細部資訊欄，其定義在接收信標時用以進行時間管理之信標傳送間隔或信標的通信方式。在GTS欄B22，包含有受無線終端裝置保障之通信方式(例如GTS)的資訊。在PA欄B23，在有向無線終端裝置傳送之資料的情況，包含有用以識別傳送資料之無線終端裝置的終端機識別資訊(節點位址)。在信標酬載B24，包含有約50個位元組的酬載區域。在此信標酬載B24內，儲存切換對象資訊。
在切換對象資訊，包含有表示切換對象通道之通道編號及切換對象通道之通道編號的ID碼等。
記憶部11係由磁性、光學式記錄媒體或半導體等之能以電性拭除或寫入的不揮發性記憶體所構成，並固定地設置於或自由拆裝地安裝於中繼裝置1a。又，在記憶部11，預先記憶由控制部10所執行之信標傳送處理程式、各種程式及在這些程式所使用之各種表或資料等，同時記憶切換對象資訊。
記憶部11所記憶的切換對象資訊係每次傳送信標信號時被改寫。
終端資訊用記憶體12由能以電性拭除及改寫的記憶體所構成。在終端資訊用記憶體12，儲存位於中繼裝置1a本身之可通信區域之無線終端裝置2之節點位址等的資訊。
信標傳送計時器13是計算信標之傳送間隔的計時器，並向控制部10輸出表示計時時間達到傳送間隔之主旨的信標傳送時序信號。
第1通信部14具備調變電路、解調電路、RF(Radio Frequency)電路及天線14a等，並作用為通信部，其使用複數個無線通道中之任一個無線通道和複數台無線終端裝置進行無線通信。
第1通信部14進行封包之傳送電力的調整，同時進行因應於來自控制部10的指示所傳送之資料的編碼，構成封包，再將所構成之封包進行調變後，經由天線14a向無線終端裝置2傳送封包。又，第1通信部14進行封包之接收靈敏度的調整，同時進行經由天線14a所接收之封包的解調，再向控制部10輸出分析已解調之封包所得的資料。
又，第1通信部14掃描複數個無線通道(例如11~26通道)各自的電場強度，並向記憶部11輸出掃描所得之結果。
有線I/F16進行通信控制，其用以根據既定之通信方式和經由通信網路N所連接之其他的中繼裝置1a或外部裝置進行通信。
緩衝器17暫時記憶經由有線I/F16所接收的資料。
第4圖表示無線終端裝置2的示意構成圖。
如第4圖所示，無線終端裝置2具備控制部20、控制部21、位址用記憶體22、起動用計時器23、電源控制部24、顯示控制部25a、顯示部25b及終端通信部26，各部以電性連接。又，無線終端裝置2具備有電池B，並因應於來自電源控制部24的控制信號而從電池B向各部供給電力。
控制部20具備CPU、ROM及RAM等，並讀出記憶部21所記憶的各種程式、從各種表或資料中所指定的程式、表或資料，展開於RAM內或記憶部21內的工作區域，藉由和該程式的協同動作而執行各種處理，再將該處理結果儲存於RAM或記憶部21之既定的區域，同時向無線終端裝置2內的各部指示，統一控制無線終端裝置2的整體動作。
控制部20作用為終端控制部，其根據從中繼裝置所傳送的信標信號執行無線通道切換處理。
在無線通道切換處理，利用終端通信部26接收到信標信號時，該信標信號內所儲存的切換對象資訊被記憶於記憶部21。又，在終端通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，在終端通信部26所使用之無線通道被切換成依據記憶部21所記憶之切換對象資訊的無線通道。
記憶部21係由磁性、光學式記錄媒體或半導體等之能以電性拭除或寫入的不揮發性記憶體所構成，並固定地設置於或自由拆裝地安裝於無線終端裝置2。又，記憶部21作用為終端記憶體，其預先記憶由控制部20所執行之各種程式及在這些程式所使用之各種表或資料等，同時記憶從信標信號所取得之切換對象資訊。記憶部21所記憶的切換對象資訊係每次從所接收之信標信號被取得時被改寫。
位址用記憶體22由能以電性拭除及改寫的不揮發性記憶體所構成。在位址用記憶體22，記憶識別無線終端裝置2本身的終端識別資訊(節點位址)。
起動用計時器23計算終端通信部26之起動時序(起動時刻)的計時器，並向控制部20輸出表示到達起動時序之主旨的起動時序信號。起動時序係由控制部20根據從中繼裝置1a所傳送之信標信號的傳送週期所設定的。
電源控制部24根據來自控制部20的指示，控制無線終端裝置2整體的電源，並向無線終端裝置2內的各部供給來自電池B的電力。
電池B例如是鹼性乾電池或錳乾電池等之一次電池，或鎳鎘電池或鎳氫電池、鋰離子電池等之二次電池等。
顯示控制部25a根據從控制部20所輸入之顯示指示，使顯示部25b顯示各種資訊。
顯示部25b由LCD(Liquid Crystal Display)或EL(Electro Luminescence)顯示器等所構成，並因應於從顯示控制部25a所輸入之信號而將各種畫面顯示於顯示器上。
終端通信部26具備無線傳送部26a、無線接收部26b、SW(切換部)26c及天線26d等，使用複數個無線通道中之任一個無線通道接收從中繼裝置1a所傳送的信標信號以進行無線通信。
無線傳送部26a具備調變電路或RF(Radio Frequency)電路等，調整封包的傳送電力，同時進行因應於來自控制部20的指示而傳送之資料的編碼，構成封包，進行所構成之封包的調變，再經由天線26d向中繼裝置1a傳送封包。
無線接收部26b具備解調電路或RF(Radio Frequency)電路等，調整封包的接收靈敏度，同時進行經由天線26d所接收之封包的解調，並向控制部20輸出分析所解調之封包而得到的資料。
又，無線接收部26b經由天線26d掃描複數個無線通道(例如11~26通道)各自的電場強度，並向記憶部21輸出藉掃描所得之結果。
SW26c設置於天線26d和無線傳送部26a或無線接收部26b之間，根據來自控制部20的指示，切換來自無線傳送部26a之封包的傳送或藉無線接收部26b之封包的接收/電場強度的掃描。
其次，說明本第1實施形態的動作。
第5圖表示在中繼裝置1a所執行之信標傳送處理的流程圖。此外，第5圖所示的處理係藉由中繼裝置1a內之控制部10和各部的協同動作所執行，並在向中繼裝置1a供給電力之間執行。
控制部10在利用信標傳送計時器輸入信標傳送時序信號時，使用第1通信部14執行通道搜尋，使檢測出全部之無線通道的通信狀況(步驟S1)。在步驟S1，控制部10使第1通信部14掃描(測量)全部之無線通道的通信狀況，並向記憶部11輸出藉該掃描所得之各無線通道之電場強度的掃描結果。
即，利用步驟S1，得到在步驟S1所得之各無線通道之電場強度的結果，作為各無線通道的通信狀況。
控制部10根據利用步驟S1所得之各無線通道的通信狀況，選擇通信狀況最佳的無線通道，並決定為切換對象通道(步驟S2)。在步驟S2，例如選擇利用步驟S1所得之各無線通道之電場強度中電場強度最小的無線通道。此外，亦可選擇通信狀況比較佳的無線通道。
控制部10使記憶部11記憶包含有切換對象通道之資訊等的切換對象資訊，同時將該切換對象資訊儲存於信標信號的信標酬載內(步驟S3)，再從第1通信部14傳送該信標信號(步驟S4)。
控制部10根據在第1通信部14所使用之無線通道的通信狀況，判別是否切換在第1通信部所使用之無線通道(步驟S5)。
在步驟S5，控制部10根據對在步驟S4所傳送的信標信號之從無線終端裝置2所傳送之ACK信號的接收狀況，判別在第1通信部14所使用之無線通道的通信狀況。
在不切換無線通道的情況(在步驟S5為NO)，控制部10回到步驟S1的處理。作為步驟S5為NO的情況，例如在從全部之無線通道可接收到對在步驟S4所傳送之信標信號的ACK信號的情況，判別所使用之無線通道的通信狀況未惡化，而判別不切換無線通道。
在切換無線通道的情況(在步驟S5為YES)，控制部10將在第1通信部所使用之無線通道切換成依據記憶部11所記憶之切換對象資訊的無線通道(切換對象通道)(步驟S6)，並回到步驟S1的處理。
作為在步驟S5為YES的情況，例如在從全部之無線通道無法接收到對在步驟S4所傳送之信標信號的ACK信號的情況，判別所使用之無線通道的通信狀況惡化，而判別切換無線通道。
此外，中繼裝置1a在對所傳送之信標信號從無線終端裝置2傳送了資料要求信號的情況，執行資料傳送處理。在此資料傳送處理，從第1通信部14向傳送了該資料要求信號的無線終端裝置2傳送ACK信號、資料信號，並利用第1通信部14接收對該資料信號的ACK信號。
第6圖表示在無線終端裝置2所執行之無線通道切換處理的流程圖。此外，第6圖所示的處理是藉由無線終端裝置2內之控制部20和各部的協同動作而執行的，並在向無線終端裝置2供給電力之間執行。
無線終端裝置2在確立和中繼裝置1a的通信後，根據從中繼裝置1a按照固定間隔所傳送之信標信號進行間歇動作。無線終端裝置2雖然在不必通信之狀態，關掉本身的電源，進行儘量減少耗電力的動作，但是為了接收信標信號而醒來，在信標信號有對本身之資料收發要求的情況，進行根據該要求的動作。
控制部20判別是否利用起動用計時器23輸入了起動時序信號(步驟S11)，在未輸入起動時序信號的情況(在步驟S11為NO)，回到步驟S11的處理。
在輸入了起動時序信號的情況(在步驟S11為YES)，控制部20判別在終端通信部26現在所設定之無線通道，是否可從中繼裝置1a接收信標信號(步驟S12)。
在無法接收信標信號的情況(在步驟S12為NO)，控制部20將表示無法接收信標信號(NG)的0儲存於記憶部21所具有的暫存器(步驟S13)，並移至步驟S17。暫存器可使用可儲存從最新之步驟S12的判別結果至過去複數次之步驟S12的判別結果的挪移暫存器等。
在可接收信標信號的情況(在步驟S12為YES)，控制部20取得所接收之信標信號的信標酬載內所儲存之切換對象資訊，並使記憶部21記憶該取得之切換對象資訊(步驟S14)。又，控制部20利用終端通信部26向中繼裝置1a傳送ACK信號(步驟S15)。
然後，控制部20儲存表示可接收到信標信號(OK)之1儲存於記憶部21所具有的暫存器(步驟S16)，並移至步驟S17。
控制部20在步驟S13或步驟S16之後，根據在終端通信部26所使用之無線通道的通信狀況，判別是否切換在終端通信部26所使用之無線通道(步驟S17)。在步驟S17，控制部20參照記憶部21所具有的暫存器，判別在終端通信部26所使用之無線通道的通信狀況。
在不切換無線通道的情況(在步驟S17為NO)，控制部20回到步驟S11的處理。
作為在步驟S17為NO的情況，例如參照記憶部21所具有的暫存器，在可接收信標信號之機率為所預設之機率以上的情況，判別在終端通信部26所使用之無線通道的通信狀況未惡化，而判別不切換無線通道。
在切換無線通道的情況(在步驟S17為YES)，控制部20將在終端通信部26所使用之無線通道切換成依據在步驟S14記憶部21所記憶之切換對象資訊的無線通道(切換對象通道)(步驟S18)，並回到步驟S11的處理。
作為在步驟S17為YES的情況，例如參照記憶部21所具有的暫存器，在可接收信標信號之機率比所預設之機率更低的情況，判別在終端通信部26所使用之無線通道的通信狀況惡化，而判別切換無線通道。
依此方式，無線終端裝置2可參照暫存器，根據從中繼裝置所傳送之信標信號的接收機率，判別在終端通信部26所使用之無線通道的通信狀況。
此外，無線終端裝置2在所接收之信標信號表示具有給本身的資料時，執行資料接收處理。
在此資料接收處理，從終端通信部26向中繼裝置1a傳送資料要求信號。然後，利用終端通信部26接收從中繼裝置1a所傳送之ACK信號、資料信號，再從終端通信部26向中繼裝置1a傳送ACK信號。
如以上所示，若依據本第1實施形態，中繼裝置1a在傳送信標信號時，將用以切換成複數個無線通道中之任一個無線通道的切換對象資訊儲存於信標信號內，並在通信狀況惡化的情況切換成依據該切換對象資訊的無線通道，而無線終端裝置2可在所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，切換成依據所接收之信標信號內所儲存之切換對象資訊的無線通道並進行無線通信。
因而，即使通信狀況急速惡化，而無線終端裝置2無法接收來自中繼裝置1a的信標信號，無線終端裝置2亦可切換成根記憶部21所記憶之在通信狀況惡化之前所接收的信標信號所包含之切換對象資訊的無線通道，並和中繼裝置1a進行無線通信。
因此，可對於通信狀況急速變化，迅速且穩定地實現無線通道的切換，並可使通信品質變得穩定。
再者，中繼裝置1a因為在傳送信標信號時，將用以切換成通信狀況最佳之無線通道或通信狀況比較良好之無線通道的切換對象資訊儲存於信標信號內，所以在通信狀況惡化的情況，中繼裝置1a及無線終端裝置2可切換成通信狀況最佳的無線通道或通信狀況比較良好的無線通道，進行無線通信。
[第2實施形態]
首先，說明構成。
在本第2實施形態之無線通信系統的示意構成，因為除了中繼裝置1a成為中繼裝置1b以外，和在第1圖所示之第1實施形態之無線通信系統的示意構成相同，所以省略圖示及說明。
第7圖表示在第2實施形態之中繼裝置1b的示意構成圖。
如第7圖所示，中繼裝置1b係成為在第1實施形態的中繼裝置1a，還具備構成和第1通信部14一樣之第2通信部15之構成，因為其他的部分和第1實施形態的中繼裝置1a一樣，所以僅說明相異部分。
此外，將第1通信部和第2通信部總稱為通信部。
在本第2實施形態之利用控制部10所執行的信標傳送處理，使用第1通信部14及第2通信部15中的其中一個。而且，在其中一個通信部，使用複數個無線通道中之任一個無線通道，在傳送信標信號時，按照所預定之固定週期(第1週期)傳送儲存有切換對象資訊的信標信號，並和複數台無線終端裝置2進行無線通信。
在按照固定週期(第1週期)傳送信標信號時，和第1實施形態一樣，利用進行無線通信之其中一個通信部檢測出複數個無線通道的通信狀況。然後，選擇所檢測出之複數個無線通道的通信狀況中通信狀況最佳的無線通道。用以切換成該選擇之無線通道(切換對象通道)的切換對象資訊記憶於記憶部11，同時被儲存於信標信號內。接著，利用進行無線通信之其中一個通信部傳送該信標信號。或者，選擇通信狀況比較良好的無線通道。
在進行無線通信之其中一個通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，儲存有記憶部11所記憶之切換對象資訊的信標信號，按照比無線通道的通信狀況惡化之前傳送信標信號的週期(第1週期)更短的週期(第2週期)，從其中一個通信部被傳送。又，使用依據記憶部11所記憶之切換對象資訊的無線通道，從另一個通信部按照第1週期傳送在傳送信標信號時儲存有新的切換對象資訊之信標信號。
在和其中一個通信部進行無線通信之複數台無線終端裝置全部切換成和另一個通信部的無線通信的情況，停止在其中一個通信部所執行之按照第2週期之儲存有切換對象資訊之信標信號的傳送，而停止在該其中一個通信部之信標信號的傳送處理。
因為在本第2實施形態之信標信號係和第1實施形態一樣，所以省略信標訊框的圖示及說明。
因為第2通信部15之構成和第1實施形態的第1通信部14一樣，所以省略說明。
因為在本第2實施形態之無線終端裝置2的示意構成和第1實施形態一樣，所以省略圖示，並僅說明相異部分。
在本第2實施形態之利用控制部20所執行之無線通道切換處理，在利用終端通信部26接收信標信號時，該信標信號內所儲存的切換對象資訊記憶於記憶部21。
又，在終端通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，終端通信部26在所預設之時間(接收維持時間)維持信標信號之可接收狀態，在接收維持時間之間未接收到信標信號的情況，依據記憶部21所記憶的切換對象資訊切換成在終端通信部26所使用之無線通道，並接收信標信號。
其次，說明本第2實施形態的動作。
第8圖表示在中繼裝置1b對第1通信部14及第2通信部15所執行之信標傳送處理的流程圖。此外，第8圖所示的處理係藉由中繼裝置1b內之控制部10和各部的協同動作所執行，並在向中繼裝置1b供給電力之間執行。
首先，說明對第1通信部14所執行之信標傳送處理。
因為步驟S21~S25和在利用信標傳送計時器按照第1週期輸入信標傳送時序信號時所執行之第5圖所示的步驟S1~S5一樣，所以省略說明。在第1通信部14執行步驟S21~S25的處理之間，第2通信部15成為停止之狀態。
控制部10在判別了切換第1通信部14之無線通道的情況(在步驟S25為YES)，輸出切換同步信號(步驟S26)。
切換同步信號係用以取得第1通信部14和第2通信部15之動作之同步的信號。切換同步信號係對按照第1週期傳送信標信號的通信部，指示按照週期比第1週期更短之第2週期開始傳送信標信號，並對停止狀態的通信部指示使用使用依據記憶部11所記憶之切換對象資訊的無線通道按照第1週期開始傳送信標信號。
控制部10因應於切換同步信號，對按照第1週期傳送信標信號的第1通信部14，使其按照第2週期開始傳送儲存有記憶部11所記憶之切換對象資訊的信標信號(步驟S27)。
控制部10判別通道切換是否結束(步驟S28)。
在步驟S28的判別，控制部10判別在輸出切換同步信號(步驟S26)後至現在之間是否輸出通道切換結束信號。
通道切換結束信號係在輸出切換同步信號後至現在之間，按照第1週期傳送信標信號的通信部(在此為第2通信部15)在從全部的無線終端裝置接收到ACK信號的情況所輸出之信號。
即，通道切換結束信號係表示和按照第2週期傳送信標信號的通信部(在此為第1通信部14)進行無線通信之複數台無線終端裝置全部切換成和另一個通信部(在此為第2通信部15)之無線通信的信號。
在通道切換未結束的情況(在步驟S28為NO)，控制部10回到步驟S28的處理。
在通道切換結束的情況(在步驟S28為YES)，控制部10使第1通信部14停止按照第2週期之信標信號的傳送，使其停止信標信號的傳送處理(步驟S29)。
控制部10在步驟S29之後判別是否輸出了切換同步信號(步驟S30)，在未輸出切換同步信號的情況(在步驟S30為NO)，回到步驟S30的處理。
在輸出了切換同步信號的情況(在步驟S30為YES)，控制部10利用信標傳送計時器按照第1週期輸入信標傳送時序信號時，使用第1通信部14執行通道搜尋，使其檢測出全部之無線通道的通信狀況(步驟S31)。因為在步驟S31所執行之通道搜尋係和第5圖的步驟S1一樣，所以省略說明。
因為步驟S32、S33係和第5圖的步驟S2、S3一樣，所以省略說明。
控制部10因應於切換同步信號，將使用依據記憶部11所記憶之切換對象資訊的無線通道設定於第1通信部14，並以該無線通道從第1通信部14傳送信標信號(步驟S34)。
控制部10判別通道切換是否結束(步驟S35)。
在步驟S35的判別，控制部10在輸出切換同步信號(在步驟S30為YES)後至現在之間，按照第1週期傳送信標信號的通信部(在此為第1通信部)從全部的無線終端裝置接收到ACK信號的情況，判別通道切換結束。
在通道切換未結束的情況(在步驟S35為NO)，控制部10回到步驟S31的處理。
在通道切換結束的情況(在步驟S35為YES)，控制部10輸出通道切換結束信號(步驟S36)，並回到步驟S21的處理。
其次，說明第8圖所示之對第2通信部15所執行之信標傳送處理。
因為對第2通信部15所執行之信標傳送處理的處理內容係和對第1通信部14所執行之信標傳送處理一樣，所以說明對應關係，而省略詳細說明。
對第2通信部15所執行之步驟S41係和對第1通信部14所執行之步驟S29一樣。
對第2通信部15所執行之步驟S42~S48係和對第1通信部14所執行之步驟S30~S36一樣。
對第2通信部15所執行之步驟S49~S54係和對第1通信部14所執行之步驟S21~S26一樣。
對第2通信部15所執行之步驟S55、S56係和對第1通信部14所執行之步驟S27、S28一樣。
第9圖表示第1通信部和第2通信部之信標傳送處理的時序圖。
如第8圖及第9圖所示，在第1通信部14使用既定之無線通道(例如11ch)傳送在第1周期儲存有切換對象資訊之信標信號的期間(步驟S21~S25)，第2通信部15成為停止狀態(步驟S41)。以下，將其中一個通信部按照第1週期傳送包含有切換對象資訊之信標信號，而另一個通信部為停止狀態的期間稱為一般動作期間。
又，如第8圖及第9圖所示，在第1通信部14所使用之無線通道(例如11ch)的通信狀況惡化，而第1通信部14按照比第1週期更短的第2週期傳送包含有切換對象資訊之信標信號的期間(步驟S26~S28)，第2通信部15使用依據切換對象資訊的切換對象通道(例如15ch)按照第1週期傳送信標信號(步驟S42~S47)。以下，將其中一個通信部按照第2週期傳送包含有切換對象資訊之信標信號，而另一個通信部使用切換對象通道按照第1週期傳送信標信號的期間稱為切換動作期間。
然後，和第1通信部14進行無線通信之無線終端裝置全部切換成和第2通信部15之無線通信時(步驟S48)，第1通信部14成為停止狀態(步驟S29)，第2通信部15繼續使用在切換動作期間所使用的無線通道(切換對象通道(例如15ch))，按照第1週期傳送包含有切換對象資訊之信標信號。接著，第2通信部15和複數台無線終端裝置進行無線通信(步驟S49~S53)，而成為一般動作期間。
然後，第2通信部15所使用之無線通道(例如15ch)的通信狀況惡化時，成為切換動作期間，其係第2通信部15按照比第1週期更短的第2週期傳送包含有切換對象資訊之信標信號，是停止狀態的第1通信部14使用使用依據切換對象資訊的無線通道按照第1週期傳送信標信號。
此外，中繼裝置1b在對所傳送之信標信號從無線終端裝置2傳送資料要求信號的情況，執行資料傳送處理。因為在中繼裝置1b所執行之資料傳送處理係和在第1實施形態中繼裝置1a所執行之資料傳送處理相同，所以省略說明。
第10圖表示在無線終端裝置2所執行之無線通道切換處理的流程圖。此外，第10圖所示的處理是藉由無線終端裝置2內之控制部20和各部的協同動作而執行的，並在向無線終端裝置2供給電力之間執行。
因為步驟S61~S67係和第6圖所示之步驟S11~S17一樣，所以省略說明。
控制部20在切換無線通道的情況(在步驟S67為YES)，使終端通信部26維持信標信號之可接收狀態(步驟S68)，同時使根據內部計時器的計時開始。然後，控制部20判別終端通信部26是否接收到信標信號(步驟S69)。
在終端通信部26接收到信標信號的情況(在步驟S69為YES)，控制部20取得所接收到之信標信號之信標酬載內所儲存之切換對象資訊，使記憶部21記憶該取得之切換對象資訊，同時將在終端通信部26所使用之無線通道切換成依據該切換對象資訊的無線通道(切換對象通道)(步驟S70)，並回到步驟S61的處理。
在終端通信部26未接收到信標信號的情況(在步驟S69為NO)，控制部20判別使終端通信部26開始維持信標信號之可接收狀態後所計時之內部計時器的計時時間是否經過了接收維持時間(步驟S71)。
在未經過接收維持時間的情況(在步驟S71為NO)，控制部20回到步驟S69的處理。
在經過了接收維持時間的情況(在步驟S71為YES)，依據從在即將執行步驟S68之前所接收到的信標信號取得並記憶於記憶部21的切換對象資訊，將在終端通信部26所使用之無線通道切換成依據該切換對象資訊的無線通道(切換對象通道)(步驟S72)。
控制部20在步驟S72之後，使終端通信部26維持信標信號之可接收狀態同時使藉內部計時器的計時開始，並判別終端通信部26使用切換對象通道是否接收到信標信號(步驟S73)。
在終端通信部26接收到信標信號的情況(在步驟S73為YES)，控制部20取得所接收到之信標信號之信標酬載內所儲存之切換對象資訊，並使記憶部21記憶該取得之切換對象資訊後，回到步驟S61的處理。
在終端通信部26未接收到信標信號的情況(在步驟S73為NO)，控制部20判別在步驟S72之後從使終端通信部26開始維持信標信號之可接收狀態所計時之內部計時器的計時時間是否經過了接收維持時間(步驟S74)。
在未經過接收維持時間的情況(在步驟S74為NO)，控制部20回到步驟S73的處理。
在經過了接收維持時間的情況(在步驟S74為YES)，控制20使用終端通信部26執行通道搜尋，使其檢測出全部之無線通道的通信狀況(步驟S75)。因為在步驟S75之通道搜尋係和步驟S1一樣，所以省略說明。
控制部20根據利用步驟S75所得之各無線通道的通信狀況，選出通信狀況最佳的無線通道(例如，利用步驟S75所得之各無線通道的電場強度中電場強度最小的無線通道)。此外，亦可選擇通信狀況比較良好的無線通道。
然後，控制部20將在終端通信部26所使用之無線通道切換成該選出的無線通道(步驟S76)，並回到步驟S61的處理。
此外，無線終端裝置2在所接收到的信標信號表示有給自己的資料時，執行資料接收處理。因為在無線終端裝置2所執行之資料接收處理係和在第1實施形態的無線終端裝置2所執行之資料接收處理一樣，所以省略說明。
如以上所示，若依據本第2實施形態，當然可得到和第1實施形態一樣之效果，中繼裝置1b可使用2個通信部(第1通信部、第2通信部)中之其中一個通信部和無線終端裝置2進行無線通信，在其中一個通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，使從該其中一個通信部按照短的週期傳送包含有切換對象資訊的信標信號，並利用依據該切換對象資訊的無線通道從另一個通信部傳送信標信號。
因而，在無線通道之通信狀況惡化的情況，無線終端裝置2可使接收儲存有表示中繼裝置1b之另一個通信部所使用之無線通道的切換對象資訊之信標信號的機率提高。
因此，可謀求無線終端裝置之無線頻道的切換之迅速化。
再者，進行無線通信之全部的無線終端裝置2在從其中一個通信部切換成和另一個通信部之無線通信的情況，可停止利用其中一個通信部之信標信號的傳送。因而，可防止未進行無線通信之無線通道之無益的使用或防止發生浪費的耗電力。
又，無線終端裝置2可在終端通信部26所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，在所預設之時間內未接收到信標信號的情況，依據記憶部21所記憶之切換對象資訊切換在終端通信部26所使用之無線通道，並接收信標信號。
因此，因為無線終端裝置2即使無法接收最新的信標信號，亦可切換成依據記憶部21所記憶之切換對象資訊的無線通道並接收信標信號，所以不需要用以進行全部之無線通道之通道掃描的時間，而可實現迅速之無線通道的切換。
本發明所屬技術領域中熟悉該項技藝者將容易想到其餘優點及修改。因此，本發明之廣義形態並不限於此處所示及所記載之詳細說明及代表實施例。所以，在不超出以下附加之申請專利範圍及其等效者所界定之一般發明概念的範圍或精神下，可進行各種修改。
A．．．無線通信系統
N．．．通信網路
1a．．．中繼裝置
2．．．無線終端裝置
10．．．控制部
11．．．記憶部
12．．．終端資訊用記憶體
13．．．信標傳送計時器
14．．．第1通信部
15．．．第2通信部
16．．．有線I/F
17．．．緩衝器
20．．．控制部
21．．．記憶部
22．．．位址用記憶體
23．．．起動用計時器
24．．．電源控制部
26．．．終端通信部
B．．．電池
第1圖係無線通信系統的示意構成圖。
第2圖係在第1實施形態之中繼裝置的示意構成圖。
第3圖係表示信標訊框例的圖。
第4圖係無線終端裝置的示意構成圖。
第5圖係在第1實施形態之信標傳送處理的流程圖。
第6圖係在第1實施形態之無線通道切換處理的流程圖。
第7圖係在第2實施形態之中繼裝置的示意構成圖。
第8圖係在第2實施形態之信標傳送處理的流程圖。
第9圖係對第1通信部和第2通信部之信標傳送處理的時序圖。
第10圖係在第2實施形態之無線通道切換處理的流程圖。
Claims (13)
- 一種無線通信系統，其具備複數台無線終端裝置、及和該複數台無線終端裝置進行無線通信的中繼裝置，該無線通信系統的特徵為：該中繼裝置具有：記憶部，係記憶無線通道的切換對象資訊；通信部，係使用複數個無線通道中之任一個無線通道向該複數台無線終端裝置傳送信標信號，以進行無線通信；及控制部，係在藉該通信部傳送該信標信號時，將用以切換成該複數個無線通道中之任一個無線通道的切換對象資訊記憶於該記憶部，同時儲存於信標信號內，並在利用該通信部傳送該信標信號而在該通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，將在該通信部所使用之無線通道切換成依據該記憶部所記憶之切換對象資訊的無線通道；該無線終端裝置具有：終端記憶部，係記憶無線通道的切換對象資訊；終端通信部，係使用該複數個無線通道中之任一個無線通道接收從該中繼裝置所傳送之該信標信號，以進行無線通信；及終端控制部，係在利用該終端通信部接收到該信標信號時，將該信標信號內所儲存之該切換對象資訊記憶於該終端記憶部，並在該終端通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，將在該終端通信部所使用之無 線通道切換成依據該終端記憶部所記憶之切換對象資訊的無線通道；該中繼裝置係具備2個該通信部；該控制部係在使用該2個通信部中之其中一個通信部，使用該複數個無線通道中之任一個無線通道傳送該信標信號時，傳送儲存有該切換對象資訊的該信標信號以進行無線通信，並在該其中一個通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，按照比該無線通道之通信狀況惡化前更短的週期從該其中一個通信部傳送儲存有該記憶部所記憶之該切換對象資訊的該信標信號，並在使用依據該記憶部所記憶之切換對象資訊的無線通道傳送該信標信號時，按照該無線通道的通信狀況惡化之前的週期從另一個通信部傳送儲存有該切換對象資訊的該信標信號。
- 如申請專利範圍第1項之無線通信系統，其中該控制部係在藉該通信部傳送該信標信號時，利用該通信部檢測出該複數個無線通道的通信狀況，再選擇該檢測出之複數個無線通道的通信狀況中通信狀況佳的無線通道，並將該選擇之無線通道設為該複數個無線通道中之任一個無線通道。
- 如申請專利範圍第1項之無線通信系統，其中該控制部係在和該其中一個通信部進行無線通信之該複數台無線終端裝置全部切換成和該另一個通信部之無線通信的情況，停止按照比利用該其中一個通信部之該無線通道的通信狀況惡化前更短的週期所進行之儲存有該記憶部所 記憶之該切換對象資訊之該信標信號的傳送。
- 如申請專利範圍第1項之無線通信系統，其中該終端控制部係在該終端通信部接收到從該中繼裝置所傳送之該信標信號的機率比預設的機率更低的情況，判別在該終端通信部所使用之無線通道的通信狀況惡化。
- 如申請專利範圍第1項之無線通信系統，其中該終端控制部係在該終端通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，將該終端通信部以所預設之時間維持在可接收該信標信號之狀態，在該預設之時間內未接收到該信標信號的情況，依據該終端記憶部所記憶之該切換對象資訊切換在該終端通信部所使用之無線通道，接收該信標信號。
- 一種無線通信方法，係複數台無線終端裝置與中繼裝置的無線通信方法，該複數台無線終端裝置具有終端通信部，該終端通信部使用複數個無線通道中之任一個無線通道接收從中繼裝置所傳送之信標信號以進行無線通信；該中繼裝置具有通信部，該通信部使用該複數個無線通道中之任一個無線通道向該複數台無線終端裝置傳送該信標信號以進行無線通信，該無線通信方法之特徵為包含：儲存步驟，係在藉該通信部傳送該信標信號時，將用以切換成該複數個無線通道中之任一個無線通道的切換對象資訊記憶於該中繼裝置所具有的記憶部，同時儲存於信標信號內；傳送步驟，係該通信部傳送儲存有該切換對象資訊 的信標信號；第1切換步驟，係在該通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，將該通信部所使用之無線通道切換成依據該記憶部所記憶之切換對象資訊的無線通道；記憶步驟，係在該無線終端裝置的該終端通信部接收到該信標信號時，將該信標信號內所儲存之該切換對象資訊記憶於該無線終端裝置所具有的終端記憶部；及第2切換步驟，係在該終端通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，將在該終端通信部所使用之無線通道切換成依據該終端記憶部所記憶之切換對象資訊的無線通道；該中繼裝置係具備2個該通信部；該第1切換步驟係在使用該2個通信部中之其中一個通信部，使用該複數個無線通道中之任一個無線通道傳送該信標信號時，傳送儲存有該切換對象資訊的該信標信號以進行無線通信，並在該其中一個通信部所使用之無線通道之通信狀況惡化的情況，按照比該無線通道之通信狀況惡化前更短的週期從該其中一個通信部傳送儲存有該記憶部所記憶之該切換對象資訊的該信標信號，並在使用依據該記憶部所記憶之切換對象資訊的無線通道傳送該信標信號時，按照該無線通道的通信狀況惡化之前的週期從另一個通信部傳送儲存有該切換對象資訊的該信標信號。
- 如申請專利範圍第6項之無線通信方法，其中該通信部傳送儲存有該切換對象資訊之信標信號的步驟係在藉該 通信部傳送該信標信號時，利用該通信部檢測出該複數個無線通道的通信狀況，再選擇該檢測出之複數個無線通道的通信狀況中通信狀況佳的無線通道，並將該選擇之無線通道設為該複數個無線通道中之任一個無線通道。
- 一種無線通信裝置，其係選擇進行無線通信之複數個通信部中的任一個通信部，以和外部無線終端進行無線通信，該無線通信裝置的特徵為：具備：通信控制手段，係在複數個通信部中選擇第1通信部，藉由該選擇的第1通信部和該外部無線終端進行無線通信；切換移行控制手段，係監視藉由該通信控制手段所選擇的第1通信部所進行的無線通信是否有問題，當檢測出有問題時，在維持著利用該第1通信部所進行的通信狀態下，開始利用第2通信部和該外部無線終端進行無線通信；判別手段，係在利用該第2通信部的無線通信開始進行後，判別在利用該第2通信部的無線通信中和該外部無線終端所進行的通信是否確立；及切換控制手段，係在利用該判別手段判別在該第2通信部的無線通信已確立時，將和該外部無線終端所進行的無線通信從該第1通信部切換到該第2通信部；該通信控制手段係在藉由該第1通信部和該外部無 線終端進行無線通信時，以第1週期進行無線通信，該切換移行控制手段係在維持著利用該第1通信部的通信狀態之際，該第1通信部以比該第1週期更短的第2週期和該外部無線終端進行無線通信。
- 如申請專利範圍第8項之無線通信裝置，其中該切換移行控制手段係依據是否有來自該無線通信對象之外部無線終端的應答信號，來監視並檢測出利用該第1通信部所進行的無線通信是否有問題。
- 如申請專利範圍第8項之無線通信裝置，其中該切換移行控制手段，係在維持著利用該第1通信部之通信狀態下，進行利用該第2通信部的無線通信時，該第2通信部係以與該第1週期相同的週期和該外部無線終端進行無線通信。
- 如申請專利範圍第8項之無線通信裝置，其中該切換移行控制手段，係在開始進行利用該第2通信部的無線通信時，在該第2通信部進行通信狀況佳的無線通道的搜尋，以通信狀況最佳的無線通道開始進行無線通信，該判別手段判別是否在該無線通道的無線通信中和該外部無線終端所進行的通信已確立。
- 如申請專利範圍第8項之無線通信裝置，其中該切換控制手段係在藉該判別手段判別和該第2通信部的無線通信已確立時，使利用維持著通信狀態之該第1通信部所進行的通信狀態停止，藉此從該第1通信部切換到該第2通信部。
- 一種電腦可讀取之程式記錄媒體，係用以控制無線通信 裝置的電腦之程式記錄媒體，該無線通信裝置係選擇進行無線通信之複數個通信部中的任一個通信部，以和外部無線終端進行無線通信，其中，使該電腦發揮作為下列手段的功能：通信控制手段，係在複數個通信部中選擇第1通信部，藉由該選擇的第1通信部和該外部無線終端進行無線通信；切換移行控制手段，係監視藉由該通信控制手段所選擇的第1通信部所進行的無線通信是否有問題，當檢測出有問題時，在維持著利用該第1通信部的通信狀態下，開始利用第2通信部進行和該外部無線終端的無線通信；判別手段，係在利用該第2通信部的無線通信開始進行後，判別在利用該第2通信部的無線通信中和該外部無線終端所進行的通信是否確立；及切換控制手段，係在利用該判別手段判別在該第2通信部的無線通信已確立時，將和該外部無線終端所進行的無線通信從該第1通信部切換到該第2通信部；該通信控制手段係在藉由該第1通信部和該外部無線終端進行無線通信時，以第1週期進行無線通信；該切換移行控制手段係在維持著利用該第1通信部的通信狀態之際，該第1通信部以比該第1週期更短的第2週期和該外部無線終端進行無線通信。
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