WO2013008291A1 - 無線通信装置、無線通信システム及びチャネル選択方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム及びチャネル選択方法 Download PDF

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正裕 石原
弘明 後迫
吉秋 小泉
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    • H04W74/0808—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using carrier sensing, e.g. as in CSMA

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication system, and a channel selection method. More specifically, the present invention relates to a wireless communication apparatus, a wireless communication system, and a channel selection method used in a communication environment in which a plurality of wireless communication systems are mixed.
  • a communication procedure such as CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) is used to avoid simultaneous transmission of a plurality of wireless communication devices and prevent interference.
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
  • interference is prevented by shifting the time during which a plurality of wireless communication apparatuses use a communication channel by time division.
  • a plurality of communication channels in which the frequency band of radio waves is shifted little by little are prepared as follows, for example, so that a plurality of wireless communication devices respectively use communication channels of each frequency band to avoid interference. Things are also done.
  • Channel 1 2412 MHz Channel 2: 2417 MHz Channel 3: 2422 MHz Channel 4: 2427MHz Channel 5: 2432 MHz Channel 6: 2437 MHz (Omitted) Channel 13: 2472 MHz
  • the newly activated wireless communication device selects a communication channel with a low frequency of use, the time for which the own device can use the communication channel can be lengthened. Is possible.
  • the field strength of each of a plurality of communication channels that can be used for data communication is repeatedly measured, and the measurement result of the field strength is compared with a threshold (hereinafter referred to as “field strength threshold”).
  • field strength threshold a threshold
  • Patent Document 1 a data communication apparatus that selects a communication channel having the largest number of measurement results less than as a communication channel to be used.
  • this wireless communication device interference with other wireless communication systems can be avoided as much as possible even in a communication environment in which various communication devices are mixed.
  • the carrier sense threshold of the wireless communication device is a threshold at which transmission is not performed when electric field strength exceeding this is measured in CSMA / CA carrier sense. In this way, it is possible to determine whether the transmittable time is long or short in the communication channel in which the electric field strength is measured.
  • the reception sensitivity of the wireless communication device is generally designed to be lower than the carrier sense threshold, when there is a simultaneous transmission wave equal to or lower than the carrier sense threshold, the wireless communication device transmits the simultaneous transmission.
  • the reception sensitivity deteriorates due to wave interference. For this reason, when the electric field strength threshold is set to the carrier sense threshold, it is possible to determine whether the transmission possible time is long or short in each communication channel, but the interference of simultaneous transmission waves below the carrier sense threshold is reduced. It becomes difficult to determine whether the frequency of receiving is high or low.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and can improve the communication efficiency by selecting a channel that can increase the transmittable time and has a low interference frequency.
  • An object is to provide a communication system and a channel selection method.
  • the electric field strength measuring unit repeatedly measures the electric field strength of each of the plurality of communication channels available for data communication a plurality of times.
  • the channel discriminating unit obtains the electric field intensity measured a plurality of times by the electric field intensity measuring unit as a first threshold value as a carrier sense threshold value and a second threshold value that is an interference level at which reception sensitivity deteriorates due to interference.
  • the number of times that the electric field intensity exceeds each threshold is counted for each communication channel in comparison with a plurality of different threshold values, and the communication channel to be used is determined based on the number of times that each threshold is exceeded in each counted communication channel. select.
  • the present invention for example, based on the number of times that the electric field intensity exceeds the first threshold, it is possible to determine whether the transmittable time is long or short, and based on the number of times that the second threshold is exceeded. Thus, it is possible to determine whether the frequency of simultaneous transmission wave interference below the carrier sense threshold is high or low. Therefore, if a communication channel to be used is selected based on the number of times that these threshold values are exceeded, the transmission possible time can be lengthened and a communication channel with a low interference frequency can be selected. As a result, communication efficiency can be improved.
  • FIG. 1 shows the configuration of a wireless communication system according to this embodiment.
  • a wireless communication system 100 according to this embodiment includes a wireless communication device (master device) 101 and a wireless communication device (slave device) 102.
  • wireless communication devices 201, 202, 301, and 302 are shown as other wireless communication devices.
  • the wireless communication devices 201 and 202 and the wireless communication devices 301 and 302 are wireless communication devices used for different wireless communication systems.
  • the wireless communication devices 201 and 202 and the wireless communication devices 301 and 302 may use different communication channels, or may use the same communication channel.
  • the wireless communication device (base device) 101 includes an antenna 11, a wireless circuit 12, an electric field strength measurement circuit 13, a channel determination unit 14, a modem unit 15, and a control unit 16. .
  • the antenna 11 transmits and receives radio waves.
  • the antenna 11 is connected to the radio circuit 12.
  • the radio circuit 12 includes a receiving unit (not shown) that receives a radio signal corresponding to a radio wave received by the antenna 11.
  • the reception unit of the radio circuit 12 includes, for example, a filter that limits the band of a radio signal, an LNA (Low Noise Amp.) That amplifies the radio signal, a mixer that converts the radio signal into an IF (Intermediate Frequency) stage, and the like.
  • the radio circuit 12 includes a transmission unit (not shown) that transmits a radio signal corresponding to a radio wave transmitted from the antenna 11.
  • the transmission unit of the wireless circuit 12 includes a PA (Power Amp.) And the like.
  • the electric field strength measurement circuit 13 has a plurality of communication channels, and extracts the radio signal of each communication channel from the radio signal output from the radio circuit 12.
  • the electric field strength measurement circuit 13 measures the electric field strength (reception level) of the extracted radio signal of each communication channel. More specifically, the electric field strength measurement circuit 13 repeatedly measures the electric field strength of the radio signal of each of a plurality of communication channels that can be used for data communication output from the radio circuit 12 a plurality of times.
  • the channel discrimination unit 14 is connected to the electric field strength measurement circuit 13.
  • the channel determination unit 14 is a microcontroller, for example.
  • the channel discriminating unit 14 discriminates the reception state of the radio signal of the channel based on the electric field strength measured by the electric field strength measuring circuit 13.
  • the channel discrimination unit 14 includes a memory (not shown) that stores a plurality of threshold values and discrimination results used for channel discrimination. It includes a threshold value a1 (first threshold value) as a carrier sense threshold value and a threshold value a2 (second threshold value) that is an interfered level at which reception sensitivity deteriorates due to interference.
  • a1 first threshold value
  • a2 second threshold value
  • the channel discriminating unit 14 compares the electric field intensity measured multiple times by the electric field intensity measuring circuit 13 with a plurality of different threshold values including the threshold value a1 and the threshold value a2, and the electric field intensity exceeds the threshold values a1 and a2. The number of times is counted for each communication channel and stored in the memory.
  • the channel determination unit 14 selects a communication channel to be used based on the number of times that the respective thresholds a1 and a2 are exceeded in each counted communication channel.
  • the radio circuit 12 is also connected to the modem unit 15.
  • the modem unit 15 demodulates the radio signal output from the radio circuit 12 and modulates the radio signal output to the radio circuit 12.
  • the channel determination unit 14 and the modem unit 15 are connected to the control unit 16.
  • the control unit 16 is a microcontroller, for example.
  • the control unit 16 includes a CPU and a memory (both not shown), and operates when the CPU executes a program stored in the memory.
  • the control unit 16 controls the wireless communication device (master unit) 101 in an integrated manner.
  • the control unit 16 receives a signal that has passed through the antenna 11, the radio circuit 12, and the modem unit 15, and transmits a signal through the modem unit 15, the radio circuit 12, and the antenna 11.
  • the control unit 16 switches the communication channel for transmitting and receiving the signal.
  • the wireless communication device (child device) 102 includes an antenna 21, a wireless circuit 22, an electric field strength measurement circuit 23, a modem unit 24, and a control unit 25.
  • the configuration of the wireless communication apparatus (slave unit) 102 is the same as the configuration of the wireless communication apparatus (master unit) 101 except that the channel determination unit 14 is not provided.
  • radio communication system 100 Next, the operation of radio communication system 100 according to this embodiment will be described.
  • FIG. 4 shows a search process for a communication channel to be used.
  • control unit 16 performs switching setting to a communication channel that has not been measured yet from available communication channels (step S100). Specifically, the control unit 16 performs communication channel switching setting in the electric field strength measurement circuit 13 via the channel determination unit 14. At this time, not all communication channels have been measured, so switching to any communication channel may be performed.
  • the electric field strength measurement circuit 13 measures the electric field strength of the switched communication channel for a predetermined number of times over a predetermined time (step S101).
  • the radio signal received by the antenna 11 is amplified by the radio circuit 12.
  • the electric field strength measuring circuit 104 measures the electric field strength of the radio signal of each amplified communication channel.
  • FIG. 5 shows an example of the measurement result of the electric field strength measured in this way.
  • white points and black points respectively indicate electric field strengths measured in different communication channels.
  • the channel discriminating unit 14 counts the number of times the electric field intensity exceeds the threshold values a1 and a2, and stores them in the memory (step S102).
  • the measurement result of the electric field strength measured by the electric field strength measurement circuit 13 is input to the channel discrimination unit 14.
  • the channel discriminating unit 14 compares a plurality of measured values of the electric field strength with the threshold values a1 and a2 stored in the memory of the channel discriminating unit 14, and counts the number of times the threshold values a1 and a2 are exceeded, respectively. (See FIG. 5).
  • the threshold a1 is set to the carrier sense threshold of the wireless communication device (master device) 101
  • the threshold a2 is a level at which the reception sensitivity of the wireless communication device (parent device) 101 deteriorates, that is, Interference level is set. Since the reception sensitivity of the wireless communication apparatus (master device) 101 is sufficiently lower than the carrier sense threshold value, the threshold value a1 is set to be larger than the threshold value a2.
  • Interference level (dBm) Reception sensitivity (dBm) of wireless communication apparatus (master unit) 101 ⁇ Required SNR (SN ratio) (dB) +6 dB of wireless communication apparatus (parent unit) 101
  • the channel determination unit 14 determines whether there is still a communication channel that can be used (step S103). If there is an available communication channel (step S103; Yes), the channel determination unit 14 returns to step S100. Thereafter, steps S100 ⁇ S101 ⁇ S102 ⁇ S103 are repeated until there is no available communication channel (step S103; No). In this process, the memory of the channel discriminating unit 14 stores the number of times that the electric field strength measurement result exceeds the threshold value a1 and the threshold value a2 for each of all available communication channels.
  • the channel determination unit 14 selects a communication channel to be used according to a preset rule based on the number of times that the measurement result of the electric field strength of each communication channel exceeds the threshold value a1 and the threshold value a2 (step S104). .
  • the rule is to select the communication channel with the smallest number of times exceeding the threshold value a2 from the communication channel group whose number of times the threshold value a1 is exceeded is a predetermined number or less.
  • the rule is that the number of times of measurement of the electric field strength of each communication channel is 50, and the channel that has the smallest number of times exceeding the threshold value a2 is selected from among the communication channels that exceed the threshold value a1 within 5 times.
  • FIG. 6 shows an example of the number of times the thresholds a1 and a2 are exceeded in the channel discriminating unit 14.
  • the communication channel groups in which the number of times that the threshold value a1 has been exceeded is 5 or less are channel C and channel D.
  • the number of times the threshold a2 is exceeded is compared, and channel C is selected as the communication channel to be used.
  • rules can be applied as rules for selecting a communication channel.
  • a rule may be applied in which the number of times exceeding each threshold value (threshold values a1 and a2 in this embodiment) is weighted and a communication channel having the largest total value is selected.
  • the rules to be set can be changed as appropriate depending on whether the radio communication system 100 places importance on whether the transmission time is long or short, or places importance on whether the frequency of interference is high or low. Is desirable.
  • control unit 16 sets the communication channel selected by the channel determination unit 14 as a communication channel to be used (step S105). Based on the communication channel selection result acquired from the channel determination unit 14, the control unit 16 switches the communication channel used by the wireless communication apparatus (master device) 101 for communication.
  • the control unit 25 of the wireless communication device (slave device) 102 searches for the wireless communication device (parent device) 101 for all available communication channels (step S201).
  • a beacon signal transmitted from the wireless communication device (parent device) may be searched, or the wireless communication device (slave device) 102 may actively search for the wireless communication device (parent device).
  • Machine) 101 may be searched.
  • the control unit 25 switches the communication channel to be used.
  • the wireless communication apparatus (slave unit) 102 waits for reception for a certain time in each communication channel.
  • the control unit 25 receives a beacon signal via the antenna 21, the wireless circuit 22, and the modem unit 23.
  • the control unit 25 transmits a connection request to the wireless communication device (master device) 101 via the modem unit 23 (step S202).
  • the control unit 25 that has received the connection request from the wireless communication apparatus (slave unit) 102 returns a response permitting the connection of the wireless communication apparatus (slave unit) 102 via the modem unit 24 or the like.
  • the control unit 25 of the wireless communication apparatus (slave unit) 102 starts communication with the control unit 16 of the wireless communication apparatus (master unit) 101 (step S203).
  • the transmittable time is long or short based on the number of times that the electric field intensity exceeds the first threshold value a1.
  • the threshold value a2 of 2 is exceeded, it is possible to determine whether the frequency of receiving interference of simultaneous transmission waves equal to or lower than the carrier sense threshold value is high or low. Therefore, if a communication channel to be used is selected based on the number of times, the transmission possible time can be lengthened, and a communication channel with low interference frequency can be selected. As a result, communication efficiency can be improved.
  • the wireless communication devices 101 and 102 constituting the wireless communication system 100 are the master unit and the slave unit, respectively.
  • the channel selection is performed when starting up first without distinguishing between the master unit and the slave unit. You may comprise.
  • the program to be executed is a computer-readable recording such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), and an MO (Magneto-Optical Disk).
  • a system that executes the above-described processing may be configured by storing and distributing the program on a medium and installing the program.
  • the program may be stored in a disk device or the like included in a predetermined server device on a communication network such as the Internet, and may be downloaded, for example, superimposed on a carrier wave.
  • the present invention is suitable for use in a wireless communication device.

Abstract

　電界強度測定回路（１３）は、データ通信に利用可能な複数の通信チャネル各々の電界強度を複数回繰り返して測定する。チャネル判別部（１４）は、電界強度測定回路（１３）によって測定された複数回の電界強度を、キャリアセンス閾値としての第１の閾値と干渉を受けて受信感度が劣化する被干渉レベルである第２の閾値とを含む複数の異なる閾値と比較して、電界強度が各閾値を超えた回数を、通信チャネル毎にカウントし、カウントされた各通信チャネルにおいて各閾値を超えた回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択する。

Description

無線通信装置、無線通信システム及びチャネル選択方法
　この発明は、無線通信装置、無線通信システム及びチャネル選択方法に関する。さらに詳細には、複数の無線通信システムが混在する通信環境下で用いられる無線通信装置、無線通信システム及びチャネル選択方法に関する。
　無線通信システムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）などの通信手順を用いて、複数の無線通信装置が同時に送信することを避け、混信が起こらないような工夫が為されている。この通信手順では、複数の無線通信装置が、通信チャネルを利用する時間を時間分割によりシフトすることで、混信を防止している。
　また、無線電波の周波数帯を少しずつシフトさせた複数の通信チャネルを、例えば以下のように用意して、複数の無線通信装置がそれぞれ各周波数帯の通信チャネルを利用することで、混信を避けることも行われている。
　（２．４ＧＨｚ帯のチャネル例）
　チャネル１：２４１２ＭＨｚ
　チャネル２：２４１７ＭＨｚ
　チャネル３：２４２２ＭＨｚ
　チャネル４：２４２７ＭＨｚ
　チャネル５：２４３２ＭＨｚ
　チャネル６：２４３７ＭＨｚ
　　　（中略）
　チャネル１３：２４７２ＭＨｚ
　この通信手順では、新規に起動した無線通信装置が、使用頻度が少ない通信チャネルを選択するようにすれば、自機が通信チャネルを利用可能な時間を長くすることができるので、効率的な通信が可能になる。
　使用頻度が少ない通信チャネルを選択する方法としては、自機が起動して通信を開始する前に、複数の利用可能な通信チャネルに対して電界強度を測定して、空きがある通信チャネルを選択する方法がある。
　例えば、データ通信に利用可能な複数の通信チャネル各々の電界強度を複数回繰り返して測定し、電界強度の測定結果と閾値（以下、「電界強度閾値」という）とを比較して、電界強度閾値未満の測定結果の回数が最も多い通信チャネルを、利用する通信チャネルとして選択するデータ通信装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　この無線通信装置によれば、様々な通信装置が混在する通信環境下であっても、他の無線通信システムとの混信を極力回避することができる。
特開２０１０－１０３６６５号公報
　特許文献１に記載された無線通信装置では、上述の電界強度閾値として、無線通信装置のキャリアセンス閾値を設定するのが一般的である。キャリアセンス閾値とは、ＣＳＭＡ／ＣＡのキャリアセンスにおいて、これを超える電界強度を測定した場合、送信を実施しない閾値のことである。このようにすれば、電界強度を測定した通信チャネルにおいて、送信可能な時間が長いか短いかを判別することができる。
　ところが、一般に、無線通信装置の受信感度は、キャリアセンス閾値よりも低くなるように設計されているので、キャリアセンス閾値以下の同時送信波があった場合には、無線通信装置では、その同時送信波の干渉を受け、その受信感度が劣化する。このため、電界強度閾値をキャリアセンス閾値に設定した場合には、各通信チャネルにおいて、送信可能な時間が長いか短いかの判別は可能であるが、キャリアセンス閾値以下の同時送信波の干渉を受ける頻度が、高いか低いかの判別をするのは困難になる。
　この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、送信可能時間を長くすることができ、干渉の頻度の小さいチャネルを選択することにより、通信効率を向上することができる無線通信装置、無線通信システム及びチャネル選択方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、この発明に係る無線通信装置において、電界強度測定部は、データ通信に利用可能な複数の通信チャネル各々の電界強度を複数回繰り返して測定する。チャネル判別部は、電界強度測定部によって測定された複数回の電界強度を、キャリアセンス閾値としての第１の閾値と干渉を受けて受信感度が劣化する被干渉レベルである第２の閾値とを含む複数の異なる閾値と比較して、電界強度が各閾値を超えた回数を、通信チャネル毎にカウントし、カウントされた各通信チャネルにおいて各閾値を超えた回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択する。
　この発明によれば、例えば、電界強度が、第１の閾値を超えた回数に基づいて、送信可能な時間が長いか短いか判別することができるうえ、第２の閾値を超えた回数に基づいて、キャリアセンス閾値以下の同時送信波の干渉を受ける頻度が、高いか低いかを判別することができる。したがって、これらの閾値を超えた回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択するようにすれば、送信可能時間を長くすることができ、干渉の頻度の小さい通信チャネルを選択することができる。この結果、通信効率を向上することができる。
この発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に係る無線通信装置（親機）の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に係る無線通信装置（子機）の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に係る無線通信装置（親機）の動作を示すフローチャートである。 電界強度の測定結果の一例を示すグラフである。 この発明の実施の形態に係る各通信チャネルにおいて各閾値を超えた回数を表すテーブルを示す図である。 この発明の実施の形態に係る無線通信装置（子機）の動作を示すフローチャートである。
　この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１には、この実施の形態に係る無線通信システムの構成が示されている。この実施の形態に係る無線通信システム１００は、無線通信装置（親機）１０１と、無線通信装置（子機）１０２とを備える。
　この無線通信システム１００の通信環境下では、他の無線通信システムが複数存在している。図１では、他の無線通信装置として、例えば、無線通信装置２０１、２０２、３０１、３０２が示されている。無線通信装置２０１、２０２と、無線通信装置３０１、３０２は、それぞれ異なる無線通信システムに用いられる無線通信装置である。無線通信装置２０１、２０２及び無線通信装置３０１、３０２は、それぞれ別の通信チャネルを使用していてもよいし、同じ通信チャネルを使用していてもよい。
　次に、この実施の形態に係る無線通信装置（親機）１０１の構成について、図２を参照して説明する。
　図２に示すように、無線通信装置（親機）１０１は、アンテナ１１と、無線回路１２と、電界強度測定回路１３と、チャネル判別部１４と、モデム部１５と、制御部１６とを備える。
　アンテナ１１は、無線電波の送受信を行う。アンテナ１１は、無線回路１２に接続される。
　無線回路１２は、アンテナ１１で受信される無線電波に相当する無線信号を受信する受信部（不図示）を備える。無線回路１２の受信部は、例えば無線信号を帯域制限するフィルタと、無線信号を増幅するＬＮＡ（Low Noise Amp.）と、無線信号をＩＦ（Intermediate Frequency）段に変換するミキサ等を備える。一方、無線回路１２は、アンテナ１１から送信される無線電波に相当する無線信号を送信する送信部（不図示）を備える。無線回路１２の送信部は、ＰＡ（Power Amp.）等を備える。
　電界強度測定回路１３は、複数の通信チャネルを有しており、無線回路１２から出力された無線信号から各通信チャネルの無線信号を抽出する。電界強度測定回路１３は、抽出された各通信チャネルの無線信号の電界強度（受信レベル）を測定する。より具体的には、電界強度測定回路１３は、無線回路１２から出力されるデータ通信に利用可能な複数の通信チャネル各々の無線信号の電界強度を複数回繰り返して測定する。
　チャネル判別部１４は、電界強度測定回路１３に接続されている。チャネル判別部１４は、例えばマイクロコントローラである。チャネル判別部１４は、電界強度測定回路１３で測定された電界強度に基づいて、そのチャネルの無線信号の受信状態を判別する。
　チャネル判別部１４は、チャネル判別に用いられる複数の閾値や判別結果を記憶するメモリ（不図示）を備えている。その中には、キャリアセンス閾値としての閾値ａ１（第１の閾値）と、干渉を受けて受信感度が劣化する被干渉レベルである閾値ａ２（第２の閾値）とが含まれている。
　チャネル判別部１４は、電界強度測定回路１３によって測定された複数回の電界強度を、閾値ａ１と閾値ａ２とを含む複数の異なる閾値と比較して、電界強度が各閾値ａ１、ａ２を超えた回数を、通信チャネル毎にカウントし、メモリに記憶する。
　また、チャネル判定部１４は、カウントされた各通信チャネルにおいて各閾値ａ１、ａ２を超えた回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択する。
　無線回路１２は、モデム部１５にも接続されている。モデム部１５は、無線回路１２から出力された無線信号の復調を行うとともに、無線回路１２に出力する無線信号の変調を行う。
　チャネル判別部１４とモデム部１５とは、制御部１６に接続される。制御部１６は、例えばマイクロコントローラである。制御部１６は、ＣＰＵ及びメモリ（いずれも不図示）を備え、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、動作する。
　制御部１６は、無線通信装置（親機）１０１を、統括的に制御する。制御部１６は、アンテナ１１、無線回路１２、モデム部１５を経た信号を受信するとともに、モデム部１５、無線回路１２、アンテナ１１を介して信号を送信する。また、制御部１６は、その信号の送受信の通信チャネルを切り替える。
　次に、実施の形態における無線通信装置（子機）１０２の構成について、図３を参照して説明する。
　図３に示すように、無線通信装置（子機）１０２は、アンテナ２１と、無線回路２２と、電界強度測定回路２３と、モデム部２４と、制御部２５とを備える。無線通信装置（子機）１０２の構成は、チャネル判別部１４を有しないほかは、無線通信装置（親機）１０１の構成と同じである。
　次に、この実施の形態に係る無線通信システム１００の動作について説明する。
　無線通信装置（親機）１０１は、動作を開始すると、通信に利用する通信チャネルの探索を開始する。図４には、利用する通信チャネルの探索処理が示されている。
　まず、制御部１６は、利用可能な通信チャネルの中から、まだ、測定されていない通信チャネルへの切り替え設定を行う（ステップＳ１００）。具体的には、制御部１６は、チャネル判別部１４を介して、電界強度測定回路１３における通信チャネルの切り替え設定を行う。なお、この時点では、全ての通信チャネルが測定されていないので、どの通信チャネルへの切り替え設定を行ってもよい。
　続いて、電界強度測定回路１３は、切り替え設定された通信チャネルの電界強度を、一定時間を置いて、所定回数測定する（ステップＳ１０１）。アンテナ１１で受信された無線信号は、無線回路１２により増幅される。電界強度測定回路１０４は、この増幅された各通信チャネルの無線信号の電界強度を測定する。
　図５には、このようにして測定された、電界強度の測定結果の一例が示されている。なお、図５では、白点と、黒点とは、異なる通信チャネルで測定された電界強度をそれぞれ示している。
　図４に戻り、続いて、チャネル判別部１４は、電界強度が、閾値ａ１、ａ２をそれぞれ超えた回数をカウントし、メモリに記憶する（ステップＳ１０２）。電界強度測定回路１３により測定された電界強度の測定結果は、チャネル判別部１４に入力される。チャネル判別部１４は、電界強度の複数の測定値と、チャネル判別部１４のメモリに予め記憶された閾値ａ１、ａ２とを比較し、閾値ａ１、ａ２を超えた回数をそれぞれカウントして、メモリに記録する（図５参照）。
　なお、前述のように、閾値ａ１には、無線通信装置（親機）１０１のキャリアセンス閾値が設定され、閾値ａ２には、無線通信装置（親機）１０１の受信感度が劣化するレベル、すなわち被干渉レベルが設定されている。無線通信装置（親機）１０１の受信感度は、キャリアセンス閾値よりも十分に低いため、閾値ａ１は、閾値ａ２よりも大きくなるように設定されている。
　また、仮に、被干渉レベルの干渉波が入力された場合の無線通信装置（親機）１０１の受信感度劣化量を６ｄＢと規定すると、閾値ａ２、すなわち被干渉レベルには、以下の式で計算される値が設定される。
　被干渉レベル（ｄＢｍ）＝無線通信装置（親機）１０１の受信感度（ｄＢｍ）－無線通信装置（親機）１０１の必要ＳＮＲ（ＳＮ比）（ｄＢ）＋６ｄＢ
　続いて、チャネル判別部１４は、まだ、利用可能な通信チャネルが有るか否かを判定する（ステップＳ１０３）。利用可能な通信チャネルがあれば（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、チャネル判定部１４は、ステップＳ１００に戻る。以降、利用可能な通信チャネルが無くなるまで（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１００→Ｓ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３が繰り返される。この過程で、チャネル判別部１４のメモリには、利用可能な全ての通信チャネル各々について、電界強度測定結果が閾値ａ１、閾値ａ２を超えた回数が記憶される。
　続いて、チャネル判別部１４は、各通信チャネルの電界強度の測定結果が閾値ａ１、閾値ａ２を超えた回数に基づいて、予め設定されたルールに従って、利用する通信チャネルを選択する（ステップＳ１０４）。
　この実施の形態では、閾値ａ１を超えた回数が所定回数以下である通信チャネル群のうち、閾値ａ２を超えた回数が最も少ない通信チャネルを選択することをルールとする。
　ここでは、例えば、各通信チャネルの電界強度の測定回数を５０回とし、閾値ａ１を超えた回数が５回以内の通信チャネルのうち、閾値ａ２を超えた回数が最も少ないチャネルを選択するというルールを設定した場合について考える。
　図６には、チャネル判別部１４における閾値ａ１、ａ２を超えた回数の一例が示されている。図６の場合、閾値ａ１を越えた回数が５回以内の通信チャネル群は、チャネルＣ、チャネルＤとなる。次に、チャネルＣとチャネルＤについて、閾値ａ２を超えた回数を比較して、チャネルＣが、利用される通信チャネルとして選択される。
　なお、通信チャネルを選択するためのルールとしては、この他のルールも適用することが可能である。例えば、各々の閾値（この実施の形態では、閾値ａ１，ａ２）を超えた回数に重み付けをして、合計した値が最も大きい通信チャネルを選択する、というルールを適用するようにしてもよい。
　設定するルールについては、無線通信システム１００が、送信可能な時間が長いか短いかを重視するか、干渉を受ける頻度が高いか低いかを重視するか、によって適宜変更可能であるようにするのが望ましい。
　図４に戻り、制御部１６は、チャネル判別部１４において選定された通信チャネルを、利用する通信チャネルとして設定する（ステップＳ１０５）。制御部１６は、チャネル判別部１４から取得した通信チャネルの選定結果に基づいて、無線通信装置（親機）１０１が通信に利用する通信チャネルを切り替える。
　次に、無線通信装置（子機）１０２の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。
　図７に示すように、まず、無線通信装置（子機）１０２の制御部２５は、利用可能な全ての通信チャネルについて無線通信装置（親機）１０１を探索する（ステップＳ２０１）。ここでは、通信チャネルの決定後、無線通信装置（親機）から送信されるビーコン信号を探索するようにしてもよいし、無線通信装置（子機）１０２から、アクティブに、無線通信装置（親機）１０１を探索するようにしてもよい。
　ここでは、無線通信装置（親機）１０１がビーコン信号を送信する場合について説明する。無線通信装置（子機）１０２では、制御部２５が、使用する通信チャネルを切り替える。無線通信装置（子機）１０２は、各通信チャネルにおいて、一定時間受信待機する。無線通信装置（親機）１０１で決定された通信チャネルにおいて、制御部２５は、アンテナ２１、無線回路２２、モデム部２３を介して、ビーコン信号を受信する。
　ビーコン信号を受信した無線通信装置（子機）１０２では、制御部２５が、モデム部２３を介して接続要求を無線通信装置（親機）１０１に送信する（ステップＳ２０２）。無線通信装置（子機）１０２からの接続要求を受信した制御部２５はモデム部２４等を介して、無線通信装置（子機）１０２の接続を許可する応答を返す。
　無線通信装置（子機）１０２が無線通信装置（親機）１０１からの応答を受信することで、無線通信装置（親機）１０１と無線通信装置（子機）１０２との接続が確立すると、無線通信装置（子機）１０２の制御部２５は、無線通信装置（親機）１０１の制御部１６との間で通信を開始する（ステップＳ２０３）。
　以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、電界強度が、第１の閾値ａ１を超えた回数に基づいて、送信可能な時間が長いか短いか判別することができるうえ、第２の閾値ａ２を超えた回数に基づいて、キャリアセンス閾値以下の同時送信波の干渉を受ける頻度が、高いか低いかを判別することができる。したがって、これらの回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択するようにすれば、送信可能時間を長くすることができ、干渉の頻度の小さい通信チャネルを選択することができる。この結果、通信効率を向上することができる。
　上記実施の形態において、無線通信システム１００を構成する無線通信装置１０１、１０２を、それぞれ親機と子機としたが、親機と子機の区別なく、先に立ち上がったほうがチャネル選定をするように構成してもよい。
　なお、上記実施の形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical Disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するシステムを構成することとしてもよい。
　また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしてもよい。
　また、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等してもよい。
　この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
　この発明は、無線通信装置に用いられるのに好適である。
　１１　　　アンテナ
　１２　　　無線回路
　１３　　　電界強度測定回路
　１４　　　チャネル判別部
　１５　　　モデム部
　１６　　　制御部
　２１　　　アンテナ
　２２　　　無線回路
　２３　　　電界強度測定回路
　２４　　　モデム部
　２５　　　制御部
　１００　　無線通信システム
　１０１　　無線通信装置（親機）
　１０２　　無線通信装置（子機）
　２０１　　無線通信装置
　２０２　　無線通信装置
　３０１　　無線通信装置
　３０２　　無線通信装置

Claims (7)

  1. 　データ通信に利用可能な複数の通信チャネル各々の電界強度を複数回繰り返して測定する電界強度測定部と、
    　前記電界強度測定部によって測定された複数回の電界強度を、キャリアセンス閾値としての第１の閾値と干渉を受けて受信感度が劣化する被干渉レベルである第２の閾値とを含む複数の異なる閾値と比較して、前記電界強度が前記各閾値を超えた回数を、前記通信チャネル毎にカウントし、カウントされた前記各通信チャネルにおいて前記各閾値を超えた回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択するチャネル判別部と、
    　を備える無線通信装置。
  2. 　前記チャネル判別部は、
    　前記第１の閾値を超えた回数が所定数以下のチャネルのうち、前記第２の閾値を超えた回数が最小の通信チャネルを、利用する通信チャネルとして選択する、
    　請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記チャネル判別部は、
    　前記各閾値を超えた回数の重み付け積算値に基づいて、利用する通信チャネルを決定する、
    　請求項１に記載の無線通信装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信装置を備える無線通信システム。
  5. 　データ通信に利用可能な複数の通信チャネル各々の電界強度を複数回繰り返して測定する電界強度測定工程と、
    　前記電界強度測定工程において測定された複数回の電界強度を、キャリアセンス閾値としての第１の閾値と干渉を受けて受信感度が劣化する被干渉レベルである第２の閾値とを含む複数の異なる閾値と比較して、前記電界強度が前記各閾値を超えた回数を、前記通信チャネル毎にカウントし、カウントされた前記各通信チャネルにおいて前記各閾値を超えた回数に基づいて、利用する通信チャネルを選択するチャネル判別工程と、
    　を含むチャネル選択方法。
  6. 　前記チャネル判別工程では、
    　前記第１の閾値を超えた回数が、所定数以下のチャネルのうち、前記第２の閾値を超えた回数が最小の通信チャネルを、利用する通信チャネルとして選択する、
    　請求項５に記載のチャネル選択方法。
  7. 　前記チャネル判別工程では、
    　前記各閾値を超えた回数の重み付け積算値に基づいて、利用する通信チャネルを決定する、
    　請求項５に記載のチャネル選択方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2852203A1 (en) * 2013-06-28 2015-03-25 Panasonic Corporation Channel determination method and wireless communication apparatus

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109525998B (zh) * 2014-06-23 2022-05-17 瑞昱半导体股份有限公司 无线通信装置与方法
CN105022047B (zh) * 2015-08-18 2017-11-14 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种激光测距仪使用频率自动记录装置及其控制方法
CN106253996B (zh) * 2016-08-09 2020-06-19 北京小米移动软件有限公司 灵敏度衰减测试方法及装置
JP6630251B2 (ja) * 2016-09-20 2020-01-15 株式会社東芝 無線通信装置および無線通信方法
US20220210854A1 (en) * 2020-12-30 2022-06-30 Google Llc Fixed Broadband Wireless Access CPE with Embedded IoT Gateways

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005159760A (ja) * 2003-11-26 2005-06-16 Ntt Electornics Corp チャネルクリアアクセス信号生成回路及び電子装置
WO2007055000A1 (ja) * 2005-11-08 2007-05-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 干渉判断装置、データ読取装置、ｒｆｉｄシステム、干渉判断方法および干渉判断プログラム
JP2010103665A (ja) 2008-10-22 2010-05-06 Sony Corp データ通信装置、データ通信システム、および通信制御方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5551064A (en) * 1994-07-27 1996-08-27 Motorola, Inc. Method and apparatus for communication unit frequency assignment
CA2196903C (en) 1994-08-09 2003-10-07 Kumar Balachandran Method and apparatus for efficient handoffs by mobile communication entities
JP3075217B2 (ja) * 1997-06-30 2000-08-14 日本電気株式会社 移動通信システムのキャリアセンス方法
US20060084444A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-20 Nokia Corporation System and method utilizing a cognitive transceiver for ad hoc networking
CA2886341C (en) * 2005-02-04 2015-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Optimal channel assignment for multi-class, multi-channel wireless lans and the like
JP4253321B2 (ja) * 2005-11-09 2009-04-08 株式会社東芝 無線通信装置及び無線通信方法
JP4284354B2 (ja) * 2006-12-26 2009-06-24 株式会社東芝 無線通信装置
US8155482B2 (en) * 2007-09-12 2012-04-10 Cisco Technology, Inc. Selecting wider bandwidth channels in a wireless network
JP2011015051A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Casio Computer Co Ltd 無線通信装置及びプログラム
US9113371B2 (en) * 2010-07-01 2015-08-18 The Hong Kong University Of Science And Technology Cross-layer optimization for next-generation WiFi systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005159760A (ja) * 2003-11-26 2005-06-16 Ntt Electornics Corp チャネルクリアアクセス信号生成回路及び電子装置
WO2007055000A1 (ja) * 2005-11-08 2007-05-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 干渉判断装置、データ読取装置、ｒｆｉｄシステム、干渉判断方法および干渉判断プログラム
JP2010103665A (ja) 2008-10-22 2010-05-06 Sony Corp データ通信装置、データ通信システム、および通信制御方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2731394A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2852203A1 (en) * 2013-06-28 2015-03-25 Panasonic Corporation Channel determination method and wireless communication apparatus
US9479318B2 (en) 2013-06-28 2016-10-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Channel determination method and wireless communication apparatus

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