WO2014050041A1

WO2014050041A1 - 無線通信装置、無線通信システムおよびプログラム

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Publication number: WO2014050041A1
Application number: PCT/JP2013/005551
Authority: WO
Inventors: 誠示二村; 篠宮　弘達; 治西村; 輝橋口
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JP2014072725A

Abstract

　無線通信システムは、コントローラ（無線通信装置）と、端末装置（外部装置）とを備える。コントローラにおいて、スキャン部は、コントローラ側通信部が受信待ちを行っている期間に、端末装置においてパケットの再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、複数のチャネルについて一部ずつ電波状況を計測する。判断部は、各チャネルにおいて、当該電波状況を用いてコントローラ側通信部の通信状況を判断する。選択部は、複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。

Description

無線通信装置、無線通信システムおよびプログラム

　本発明は、外部装置と無線通信を行う無線通信装置、無線通信システムおよびプログラムに関する。

　従来から、種々の無線通信システムが知られている（例えば日本国公開特許第２００４－３２０２４９号公報（以下「文献１」という）参照）。文献１に記載された無線通信システムは、まず、無線ネットワーク内の各無線局で、使用可能な複数のチャネルにおけるチャネル評価値を計測する。その後、文献１に記載された無線通信システムは、当該チャネル評価値の時間的な総和を当該無線局の評価結果とし、各無線局の評価結果のチャネルごとの総和により、使用チャネルを選択する。なお、文献１に記載された無線通信システムは、チャネル評価値として干渉信号レベルなどを計測する。

　しかしながら、従来の無線通信システムは、各チャネルでの電波干渉レベル（干渉信号レベル）を計測するために、各チャネルでの電波（無線信号）を観測（受信）しなければならなかった。このため、システムの運用中に電波を観測した場合、現在使用しているチャネルで送信された無線信号を受信することができなかった。

　本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、外部装置との無線通信への影響を抑えつつ、外部装置との無線通信に用いる通信チャネルを動的に選択することができる無線通信装置、無線通信システムおよびプログラムを提供することにある。

　本発明の無線通信装置は、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで外部装置と無線通信を行う通信部と、前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部と、前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部と、前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部とを備え、前記外部装置は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有し、前記スキャン部は、前記通信部が前記外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測することを特徴とする。

　この無線通信装置において、前記スキャン部は、前記受信待ちが中断している前記複数の期間の各々に、前記複数のチャネルについて１チャネルずつ前記電波状況を計測することが好ましい。

　この無線通信装置において、前記スキャン部で計測された前記電波状況の履歴を蓄積する記憶部を備え、前記判断部は、前記記憶部で蓄積された前記電波状況の履歴を用いて前記通信状況を判断することが好ましい。

　この無線通信装置において、前記記憶部は、予め決められた時間帯ごとに前記電波状況を蓄積し、前記判断部は、前記時間帯ごとに、当該時間帯での前記通信部の通信頻度に応じて、前記記憶部に蓄積されている前記電波状況に重み付けをし、重み付けをした前記電波状況を用いて前記通信状況を判断することが好ましい。

　この無線通信装置において、前記通信部は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によって前記通信チャネルで前記外部装置にパケットを送信する前にキャリアセンスを行い、前記スキャン部は、前記キャリアセンスの結果を用いて、前記複数のチャネルのうち前記通信チャネルに選択されているチャネルでの前記電波状況を計測し、前記受信待ちが中断している前記複数の期間に、前記複数のチャネルのうち前記通信チャネルに選択されていない残りのチャネルにおける前記電波状況を計測することが好ましい。

　本発明の無線通信システムは、前記無線通信装置と、前記無線通信装置と無線通信を行う外部装置とを備えることを特徴とする。

　本発明のプログラムは、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有する外部装置と無線通信を行う無線通信装置に用いられるコンピュータを、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで前記外部装置と無線通信を行う通信部、前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部、前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部、および、前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部として機能させ、前記スキャン部が、前記通信部が前記外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測するためのプログラムである。本発明は、プログラムに限らず、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。

　本発明は、通信部が外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、外部装置において再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断する。そして、本発明は、当該受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルの一部ずつ通信部の電波状況を計測し、当該電波状況を用いて通信部の通信状況を判断し、通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして選択する。これにより、本発明では、受信待ちが中断しているときに外部装置から送信されたパケットを受信できなかったとしても、その後、外部装置から再送されたパケットを受信することができる。その結果、外部装置との無線通信への影響を抑えつつ、外部装置との無線通信に用いる通信チャネルを動的に選択することができる。

　本発明の好ましい実施形態をより詳細に記載する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記載および添付図面に関連して一層よく理解される。
無線通信システムの構成を示す概略図である。図２Ａ，２Ｂは、実施形態１に係るコントローラの動作の説明図である。実施形態１に係るコントローラの動作の説明図である。図４Ａ，４Ｂは、実施形態１の比較例の動作の説明図である。無線通信システムの使用例を示す概略図である。図６Ａ，６Ｂは、実施形態２に係るコントローラの動作の説明図である。実施形態２に係るコントローラの動作の説明図である。実施形態２の比較例の動作の説明図である。

　以下の実施形態１～３に係るコントローラ（無線通信装置）は、複数のチャネルの各々において電波状況を計測し、当該電波状況を用いて通信部の通信状況を判断し、通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。

　そして、各実施形態のコントローラは、通信部が端末装置（外部装置）からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、当該受信待ちを間欠的に中断し、当該受信待ちが中断されている期間ごとに、複数のチャネルの一部ずつ電波状況を計測する。

　以下、図面を参照しながら実施形態１～３について説明する。

　（実施形態１）
　実施形態１に係る無線通信システムは、図１に示すように、コントローラ（無線通信装置）１と、コントローラ１と無線通信を行う端末装置（外部装置）２とを備えている。

　本実施形態では、同じ場所に複数の無線ネットワークが共存する。すなわち、複数の無線通信システムの電波が同じ場所に共存する。

　本実施形態では、各無線ネットワーク間で無線信号を多重化する多元接続技術として、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）またはＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多元接続）が用いられている。ＦＤＭＡでは、使用可能な周波数帯域を分割してできたチャネル数だけ同じ空間に無線ネットワークを収容することができる。以下、ＦＤＭＡの場合を想定して説明する。

　続いて、端末装置２の構成について説明する。端末装置２は、端末側通信部２１（以下「通信部２１」という）と、端末側処理部２２（以下「処理部２２」という）と、端末側記憶部２３（以下「記憶部２３」という）と、アンテナ２４とを備えている。この端末装置２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）およびメモリが搭載されたコンピュータ（マイクロコンピュータを含む）を主構成要素とする。通信部２１は、アンテナ２４を用いてコントローラ１と無線通信を行う機能を有している。処理部２２は、端末装置２の各部を制御する。記憶部２３は、各種の情報を記憶している。

　端末装置２は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットを再送する再送機能を有している。この再送機能によって、端末装置２は、パケットを送信先が受信しなかったときに、当該パケットの送信から待機時間が経過した後に、当該パケットを再送する。待機時間は、規定時間範囲内で設定されている。この待機時間は、固定値に設定されていてもよいし、ランダムに設定されていてもよい。

　続いて、コントローラ１の構成について説明する。コントローラ１は、コントローラ側通信部１１（以下「通信部１１」という）と、コントローラ側処理部１２（以下「処理部１２」という）と、コントローラ側記憶部１３（以下「記憶部１３」という）と、アンテナ１４とを備えている。このコントローラ１は、例えばＣＰＵおよびメモリが搭載されたコンピュータ（マイクロコンピュータを含む）を主構成要素とする。

　通信部１１は、アンテナ１４を用いて、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで端末装置２と無線通信を行う。

　処理部１２は、スキャン部１２１と、判断部１２２と、選択部１２３とを備えている。この処理部１２は、コンピュータに搭載されたＣＰＵを主構成要素とし、記憶部１３に格納されているプログラムに従って動作する。

　スキャン部１２１は、複数のチャネルの各々において電波状況を計測する。電波状況は、通信部１１で受信される電波の状況を表わす。電波状況の一例としては、電波干渉レベルがある。各チャネルの電波干渉レベルの計測結果は、記憶部１３に蓄積される。

　判断部１２２は、複数のチャネルの各々において、記憶部１３に蓄積されている電波干渉レベルすなわちスキャン部１２１で計測された電波干渉レベルを用いて、チャネル評価を行い、通信部１１の通信状況（干渉影響度）を判断する。チャネル評価の方法としては、各チャネルでの電波干渉レベルのレベル値を評価値とする方法や、電波干渉レベルがしきい値を超えるかどうかでチャネル評価を行う方法がある。

　選択部１２３は、判断部１２２で判断された通信状況を用いて複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。これにより、選択部１２３は、現在の通信チャネルを変更する際に最適なチャネルを選択することができる。

　このような処理部１２において、スキャン部１２１は、通信部１１が端末装置２からのパケットについて受信待ちを行っている期間（定常待ち受け期間）に、当該受信待ちを間欠的に中断させる。そして、スキャン部１２１は、当該受信待ちが中断しているときに電波干渉レベルを計測する。受信待ちとは、端末装置２からのパケットを受信できるように、待ち受けることをいう。

　このとき、スキャン部１２１は、通信部１１でのパケット受信に影響を与えない時間間隔で、電波干渉レベルを計測する。すなわち、スキャン部１２１は、端末装置２において設定されている待機時間よりも短い期間、受信待ちを間欠的に中断させ、電波干渉レベルを計測する。

　本実施形態において、パケット受信に影響を与えない時間間隔での電波干渉レベルの計測とは、電波干渉レベルの計測によって、端末装置２からのパケットの受信に失敗したとしても、端末装置２の再送機能でパケットを受信することができるくらい短時間かつ間欠的な電波干渉レベルの計測をいう。

　ところで、スキャン部１２１は、受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルについて一部ずつ電波干渉レベルを計測する。本実施形態のスキャン部１２１は、受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルについて１チャネルずつ電波干渉レベルを計測する。これにより、スキャン部１２１は、当該受信待ちが中断している複数の期間に、複数のチャネルの全ての電波干渉レベル（電波状況）を計測する。なお、スキャン部１２１は、受信待ちが中断している期間ごとに、２チャネルずつ電波干渉レベルを計測してもよいし、３以上のチャネルずつ電波干渉レベルを計測してもよい。

　記憶部１３は、スキャン部１２１で計測された電波干渉レベルの履歴を蓄積している。また、記憶部１３は、端末装置２の再送機能に用いられる待機時間および規定時間範囲に関する情報を記憶している。さらに、記憶部１３は、電波干渉レベルの履歴以外にも、必要に応じて各種の情報を記憶している。

　また、記憶部１３は、コントローラ（コンピュータ）１が各種の機能を実行するためのプログラムを格納している。すなわち、記憶部１３は、コントローラ１を通信部１１、処理部１２および記憶部１３として機能させるためのプログラムを格納している。当該プログラムは、コントローラ１の出荷時に記憶部１３に予め格納されている。ただし、コントローラ１が当該プログラムを出荷後に取得する場合、コントローラ１が当該プログラムを取得する手法の一例としては、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（図示せず）を用いる手法がある。記録媒体を用いる手法の場合、コントローラ１は、記録媒体のデータを読み取るための読取装置（図示せず）を備えていればよい。記録媒体としては、例えば光ディスクやメモリカードなどがある。読取装置としては、光ディスクの情報を読み出すドライブ装置や、メモリカードの情報を読み出すメモリカードリーダなどがある。また、コントローラ１が当該プログラムを取得する他の手法としては、ネットワークを用いて当該プログラムを外部装置（例えばサーバ）（図示せず）からダウンロードする手法がある。当該プログラムをダウンロードする手法の場合、コントローラ１は、ネットワークを用いて外部装置と通信するための通信機能（図示せず）を有していればよい。

　次に、本実施形態に係るコントローラ１の動作について図２Ａ，２Ｂ，３，４Ａ，４Ｂを用いて説明する。なお、図２Ａ，２Ｂ，３が本実施形態のコントローラの定常動作を示し、図４Ａ，４Ｂが従来のコントローラの定常動作を比較例として示している。

　まず、従来のコントローラの定常動作について説明する。図４Ａに示すように、定常待ち受け期間では、従来のコントローラは、端末装置からのパケットについての受信待ち受けを継続して行っている。パケットを送信する場合、図４Ｂに示すように、従来のコントローラは、受信待ち受けを一時的に中断し、受信待ち受けを中断しているときにパケットを送信する（期間Ｔ９）。パケットを送信した後、従来のコントローラは、再び、受信待ち受けを行う。

　これに対して、本実施形態のコントローラ１は、図２Ａに示すように、定常待ち受け期間において、周期Ｔ２で、期間Ｔ１１～Ｔ１６に間欠的（定期的）に受信待ち受けを中断し、受信待ち受けを中断しているときに第１～４のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。コントローラ１は、期間Ｔ１１に第１のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１２に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ１は、期間Ｔ１３に第３のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１４に第４のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ１は、期間Ｔ１５に第１のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１６に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ１は、第１～４のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。

　ところで、端末装置２にパケットを送信する場合、図２Ｂに示すように、コントローラ１は、期間Ｔ３に受信待ち受けを一時的に中断し、受信待ち受けを中断しているときにパケットを送信する。この期間Ｔ３では、コントローラ１は、第１～４のチャネルでの電波干渉レベルの計測も中断する。すなわち、コントローラ１は、干渉レベルの計測よりも優先して端末装置２にパケットを送信する。パケットを送信した後、コントローラ１は、再び、受信待ち受けを行う。そして、パケットの送信が終了した時点から所定時間が経過した後、コントローラ１は、周期Ｔ２で第１～４のチャネルでの電波干渉レベルの計測を再開する。コントローラ１は、期間Ｔ１２に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１３に第３のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１４に第４のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ１は、第１～４のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。

　続いて、本実施形態のコントローラ１が端末装置２からパケットを受信するときの動作について説明する。図３に示すように、端末装置２がコントローラ１にパケットを送信したとき（時刻ｔ１１）、コントローラ１は、第１のチャネルでの電波干渉レベルの計測中（期間Ｔ１１）であるので、端末装置２からのパケットを受信することができない。その後、コントローラ１は、期間Ｔ１２に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。一方、パケットを送信した端末装置２は、コントローラ１からＡＣＫを受信しないので、パケットを送信してから所定時間が経過した後、コントローラ１にパケットを再送する（時刻ｔ１２）。このとき、コントローラ１は、受信待ち受けを行っているので、端末装置２からパケットを受信する。その後、コントローラ１は、端末装置２にＡＣＫを送信する（時刻ｔ１３）。端末装置２からのパケットの受信を開始してから端末装置２へのＡＣＫの送信が完了するまでの期間Ｔ４では、コントローラ１は、電波干渉レベルの計測を中断する。その後、コントローラ１は、再び、受信待ち受けを行い、定期的に各チャネルでの電波干渉レベルの計測を行う。そして、コントローラ１は、期間Ｔ１３に第３のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１４に第４のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ１５に第５のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ１は、第１～４のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。

　次に、本実施形態に係る無線通信システムの使用例について説明する。本実施形態の無線通信システムは、例えばエネルギー管理システム、衛生管理システム、防犯・防災システム、照明制御システム、または、これらのうちの２以上を融合したシステムなどに用いられる。エネルギー管理システムは、工場、事務所または住宅内の温度や湿度、塵、人の在不在などを感知する無線センサを用いたシステムである。防犯・防災システムは、煙感知センサや窓ガラス破壊センサ、カメラなどを用いたシステムである。照明制御システムは、照明スイッチ、調光機器、照明機器などを備えるシステムである。

　図５の例は、本実施形態の無線通信システムを、上記システムを融合したシステムに適用した場合を示している。図５に示す無線通信システムは、コントローラ１と無線通信を行う端末装置２として、窓センサ２０１と、煙センサ２０２と、人感センサ２０３と、ブザー２０４と、照明機器２０５と、電力センサ２０６とを備えている。窓センサ２０１は、警戒モードにセットするためのパケットをコントローラ１から受信すると、警戒モードになる。警戒モードにおいて不審者に窓を開けられたり、窓を壊されたりすると、窓センサ２０１は、侵入警報を表わすパケットをコントローラ１に送信する。当該パケットを受信したコントローラ１は、警報音を鳴らすためのパケットをブザー２０４に送信する。当該パケットを受信したブザー２０４は、警報音を鳴らす。煙センサ２０２は、煙を検知すると、この旨を表わすパケットをコントローラ１に送信する。当該パケットを受信したコントローラ１は、警報音を鳴らすためのパケットをブザー２０４に送信する。当該パケットを受信したブザー２０４は、警報音を鳴らす。なお、煙センサ２０２は、警報音を鳴らすためのパケットを直接、ブザー２０４に送信することもできる。照明機器２０５は、照明リモコン３からの照明制御パケットまたはコントローラ１からの照明制御パケットに従って、光源（図示せず）の点灯状態を切り替える。電力センサ２０６は、需要家に設置された複数の電力負荷（図示せず）の総電力使用量、各電力負荷の電力使用量などを計測する。そして、電力センサ２０６は、計測結果（電力情報）を含むパケットをコントローラ１に送信する。

　以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置（コントローラ１）は、通信部１１と、スキャン部１２１と、判断部１２２と、選択部１２３とを備える。通信部１１は、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで外部装置（端末装置２）と無線通信を行う。スキャン部１２１は、複数のチャネルの各々において、通信部１１で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測する。判断部１２２は、複数のチャネルの各々において、スキャン部１２１で計測された電波状況を用いて通信部１１の通信状況を判断する。選択部１２３は、判断部１２２で判断された通信状況を用いて複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。外部装置は、再送機能を有する。再送機能は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する機能である。スキャン部１２１は、通信部１１が外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、複数のチャネルについて一部ずつ電波状況を計測する。

　本実施形態に係る無線通信システムは、無線通信装置（コントローラ１）と、無線通信装置と無線通信を行う外部装置（端末装置２）とを備える。

　本実施形態に係るプログラムは、無線通信装置（コントローラ１）に用いられるコンピュータを、通信部１１、スキャン部１２１、判断部１２２および選択部１２３として機能させるためのプログラムである。無線通信装置は、外部装置（端末装置２）と無線通信を行う。外部装置は、再送機能を有する。再送機能は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合、当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に、当該パケットを再送する機能である。通信部１１は、使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで外部装置と無線通信を行う。スキャン部１２１は、複数のチャネルの各々において、通信部１１で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測する。判断部１２２は、複数のチャネルの各々において、スキャン部１２１で計測された電波状況を用いて通信部１１の通信状況を判断する。選択部１２３は、判断部１２２で判断された通信状況を用いて複数のチャネルの中から通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして動的に選択する。スキャン部１２１は、通信部１１が外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、複数のチャネルについて一部ずつ電波状況を計測する。

　上述したように、本実施形態の無線通信システムにおいて、コントローラ１は、通信部１１が受信待ちを行っている期間に、端末装置２で再送のために設定された待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断する。そして、コントローラ１は、当該受信待ちが中断している期間ごとに、複数のチャネルについて一部ずつ電波干渉レベル（電波状況）を計測し、電波干渉レベルを用いて通信状況を判断し、通信状況の最適なチャネルを通信チャネルとして選択する。これにより、本実施形態の無線通信システムでは、受信待ちが中断しているときに端末装置２から送信されたパケットを受信できなかったとしても、その後、端末装置２から再送されたパケットを受信することができる。その結果、コントローラ１と端末装置２との無線通信への影響を抑えつつ、通信チャネルを動的に選択することができる。すなわち、本実施形態のコントローラ１は、電波干渉レベルの計測によって、端末装置２からのパケット受信を阻害することが少ないので、通信チャネルを変更する必要があるか、変更するならどのチャネルが最適であるかといった判断を、通常のシステム動作への影響を抑えながら行うことができる。

　また、本実施形態に係る無線通信装置（コントローラ１）のように、スキャン部１２１は、受信待ちが中断している複数の期間の各々に、複数のチャネルについて１チャネルずつ電波状況を計測することが好ましい。

　上述したように、本実施形態のコントローラ１は、受信待ちが中断している期間ごとに、１チャネルずつ電波状況を計測する。これにより、本実施形態のコントローラ１では、全てのチャネルでの電波状況を一度に計測する場合に比べて、１回当たりの中断期間を短くすることができる。その結果、通信部１１が端末装置２から再送されたパケットを受信できないということを低減させることができる。

　なお、本実施形態の変形例として、判断部１２２は、記憶部１３で蓄積された電波状況（電波干渉レベル）の履歴を用いて通信状況を判断してもよい。記憶部１３は、スキャン部１２１で計測された電波状況の履歴を蓄積する。

　電波を観測したタイミングでの電波干渉レベルを計測する際に、ある一定時間のみ動作するような電波発生源が存在する場合、当該電波発生源の影響の大きいチャネルを選択してしまう可能性がある。すなわち、当該電波発生源からの電波が時間に依存して変化し、時間に応じて干渉の度合いが変動するため、干渉の小さいときに電波干渉レベルを計測すると、他の時間帯では干渉の大きいチャネルを選択してしまう可能性がある。

　このような問題に対し、本変形例のコントローラ１は、これまでの電波干渉レベルの履歴を用いて通信状況を判断する。これにより、本変形例のコントローラ１では、定常的に電波（ノイズ）を発生するような電波発生源の影響だけではなく、時間に依存して電波が変化することで干渉の度合いが変わるような電波発生源の影響も考慮して、通信チャネルを選択することができる。すなわち、本変形例のコントローラ１は、継続的に電波干渉レベルを計測することができるので、時間に依存して動作するような電波発生源の影響を考慮して、通信チャネルを選択することができる。

　（実施形態２）
　実施形態２に係る無線通信システムは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）のキャリアセンスを通信状況の判断に用いる点で、実施形態１に係る無線通信システムと相違する。なお、実施形態１の無線通信システムと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の無線通信システムの使用形態は、実施形態１の無線通信システムと同様である（図５参照）。

　本実施形態では、ＣＳＭＡ／ＣＡの無線方式において、通信チャネルを現在のチャネルから他のチャネルに切り替えるべきかどうかの判断に、送信前のキャリアセンスでの電波の計測結果を使用する。

　本実施形態の通信部１１は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によって通信チャネルで端末装置２にパケットを送信する前にキャリアセンスを行う。なお、実施形態１の通信部１１と同様の機能については説明を省略する。

　本実施形態のスキャン部１２１は、キャリアセンスの結果を用いて、通信チャネルでの電波干渉レベルを計測する。また、本実施形態のスキャン部１２１は、定常待ち受け期間に、パケット受信に影響を与えない時間間隔で、受信待ち受けを中断し、受信待ち受けが中断しているときに他チャネルの電波干渉レベルを計測する。なお、実施形態１のスキャン部１２１と同様の機能については説明を省略する。

　本実施形態の記憶部１３は、ＣＳＭＡ／ＣＡの機能であるキャリアセンスによって、現在用いられている通信チャネルでの電波の計測結果を蓄積している。また、記憶部１３は、現在用いられている通信チャネル以外の他チャネルの電波干渉レベルの計測結果を蓄積している。なお、実施形態１の記憶部１３と同様の機能については説明を省略する。

　次に、本実施形態に係るコントローラ１の動作について図６Ａ，６Ｂ，７，８Ａ，８Ｂを用いて説明する。なお、図６Ａ，６Ｂ，７が本実施形態のコントローラ１の定常動作を示し、図８Ａ，８Ｂが従来のコントローラの定常動作を比較例として示している。

　まず、従来のコントローラの定常動作について説明する。図８Ａに示すように、定常待ち受け期間では、従来のコントローラは、端末装置からのパケットについての受信待ち受けを継続して行っている。パケットを送信する場合、図８Ｂに示すように、従来のコントローラは、受信待ち受けを一時的に中断し、キャリアセンスを行う（期間Ｔ９１）。キャリアセンスは、送信パケットが他のエア上のパケットと衝突しないように、送信前に行われる。その後、従来のコントローラは、パケットを送信する（期間Ｔ９２）。パケットを送信した後、従来のコントローラは、再び、受信待ち受けを行う。

　これに対して、本実施形態のコントローラ１は、図６Ａに示すように、定常待ち受け期間において、周期Ｔ６で、期間Ｔ５１～Ｔ５６に間欠的（定期的）に受信待ち受けを中断し、受信待ち受けを中断しているときに、現在使用していない第２～５のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。ここでは、現在の通信チャネルは第１のチャネルである。コントローラ１は、期間Ｔ５１に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５２に第３のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ１は、期間Ｔ５３に第４のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５４に第５のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ１は、期間Ｔ５５に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５６に第３のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ１は、第２～５のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。

　ところで、端末装置２にパケットを送信する場合、図６Ｂに示すように、コントローラ１は、期間Ｔ７１に受信待ち受けを一時的に中断し、キャリアセンスを行う。その後、コントローラ１は、期間Ｔ７２に、端末装置２にパケットを送信する。期間Ｔ７１および期間Ｔ７２では、コントローラ１は、第２～５のチャネルでの電波干渉レベルの計測も中断する。すなわち、コントローラ１は、干渉レベルの計測よりも優先して端末装置２にパケットを送信する。パケットを送信した後、コントローラ１は、再び、受信待ち受けを行う。そして、パケットの送信が終了した時点から所定時間が経過した後、コントローラ１は、第２～５のチャネルでの電波干渉レベルの計測を再開する。コントローラ１は、期間Ｔ５２に第３のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５３に第４のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５４に第５のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。その後、コントローラ１は、定期的にチャネルを変えていき、チャネルごとに電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ１は、第２～５のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。

　続いて、本実施形態のコントローラ１が端末装置２からパケットを受信するときの動作について説明する。図７に示すように、端末装置２が時刻ｔ２１にキャリアセンスを行って時刻ｔ２２にパケットをコントローラに送信したとき、コントローラ１は、第２のチャネルでの電波干渉レベルの計測中（期間Ｔ５１）であるので、端末装置２からのパケットを受信することができない。その後、コントローラ１は、期間Ｔ５２に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。一方、パケットを送信した端末装置２は、コントローラ１からＡＣＫを受信しないので、パケットを送信してから所定時間が経過した後、再び、キャリアセンスを行い（時刻ｔ２３）、コントローラ１にパケットを再送する（時刻ｔ２４）。このとき、コントローラ１は、受信待ち受けを行っているので、端末装置２からパケットを受信する。その後、コントローラ１は、端末装置２にＡＣＫを送信する（時刻ｔ２５）。端末装置２からのパケットの受信を開始してから端末装置２へのＡＣＫの送信が完了するまでの期間Ｔ８では、コントローラ１は、電波干渉レベルの計測を中断する。その後、コントローラ１は、再び、受信待ち受けを行い、定期的に各チャネルでの電波干渉レベルの計測を行う。そして、コントローラ１は、期間Ｔ５３に第４のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５４に第５のチャネルでの電波干渉レベルを計測し、期間Ｔ５５に第２のチャネルでの電波干渉レベルを計測する。このようにして、コントローラ１は、第２～５のチャネルでの電波干渉レベルの計測を繰り返す。

　以上説明した本実施形態に係る無線通信装置（コントローラ１）のように、通信部１１およびスキャン部１２１は、以下の動作を行うことが好ましい。通信部１１は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によって通信チャネルで外部装置（端末装置２）にパケットを送信する前にキャリアセンスを行う。スキャン部１２１は、キャリアセンスの結果を用いて、複数のチャネルのうち通信チャネルに選択されているチャネルでの電波状況を計測する。そして、スキャン部１２１は、受信待ちが中断している複数の期間に、複数のチャネルのうち通信チャネルに選択されていない残りのチャネルにおける電波状況を計測する。

　本実施形態の無線通信システムは、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で用いられるキャリアセンスを有効に活用して現在の通信チャネルでの電波干渉レベルを計測することができる。これにより、現在の通信チャネルでの電波干渉レベルを計測するための動作を別途行う必要がなく、他のチャネルでの電波干渉レベルのみを計測すればよい。

　（実施形態３）
　実施形態３に係る無線通信システムは、通信部１１の通信頻度に応じて電波干渉レベルに重み付けをし、当該電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する点で、実施形態１に係る無線通信システムと相違する。なお、実施形態１の無線通信システムと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の無線通信システムの使用形態は、実施形態１の無線通信システムの使用形態と同様である（図５参照）。

　本実施形態の判断部１２２は、記憶部１３で蓄積された電波干渉レベルの履歴を用いて通信状況を判断する。なお、実施形態１の判断部１２２と同様の機能については説明を省略する。

　ところで、本実施形態の記憶部１３は、予め決められた時間帯ごとに電波干渉レベルを蓄積している。さらに、記憶部１３は、通信部１１でのパケット送信回数およびパケット受信回数を時間帯ごとに蓄積している。

　本実施形態の判断部１２２は、時間帯ごとに、当該時間帯での通信部１１の通信頻度に応じて、記憶部１３に蓄積されている電波干渉レベルに重み付けをする。すなわち、判断部１２２は、時間帯ごとに、通信部１１でのパケット送信回数およびパケット受信回数が多くなるほど、記憶部１３に蓄積されている電波干渉レベルが高くなるように重み付けをする。そして、判断部１２２は、重み付けをした電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する。

　本実施形態の選択部１２３は、判断部１２２で重み付けがされた電波干渉レベルを用いて、通信チャネルを選択する。なお、実施形態１の選択部１２３と同様の機能については説明を省略する。

　なお、本実施形態に係るコントローラ１の動作は、実施形態１に係るコントローラ１の動作と同様であるから、説明を省略する。

　以上説明した本実施形態の無線通信装置（コントローラ１）のように、記憶部１３および判断部１２２は、以下の動作を行うことが好ましい。記憶部１３は、予め決められた時間帯ごとに電波状況（電波干渉レベル）を蓄積する。判断部１２２は、上記時間帯ごとに、当該時間帯での通信部１１の通信頻度に応じて、記憶部１３に蓄積されている電波状況に重み付けをし、重み付けをした電波状況を用いて通信状況を判断する。

　上述したように、本実施形態のコントローラ１は、時間帯ごとに、当該時間帯での通信部１１の通信頻度に応じて電波干渉レベルに重み付けをし、重み付けをした電波干渉レベルを用いて通信状況を判断する。これにより、本実施形態のコントローラ１では、コントローラ１と端末装置２との間の通信頻度の高い時間帯において、電波干渉レベルの高いチャネルを通信チャネルとして選択しにくくすることができる。

　なお、本実施形態のように通信頻度に応じて重み付けがされた電波干渉レベルを用いて通信チャネルを選択する技術は、実施形態１の無線通信システムだけではなく、実施形態２の無線通信システムにも適用してもよい。

　本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記載したが、本発明の本来の精神および範囲、すなわち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によってさまざまな修正および変形が可能である。

Claims

　使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで外部装置と無線通信を行う通信部と、
　前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部と、
　前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部と、
　前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部とを備え、
　前記外部装置は、パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有し、
　前記スキャン部は、前記通信部が前記外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測する
　ことを特徴とする無線通信装置。
　前記スキャン部は、前記受信待ちが中断している前記複数の期間の各々に、前記複数のチャネルについて１チャネルずつ前記電波状況を計測する
　ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
　前記スキャン部で計測された前記電波状況の履歴を蓄積する記憶部を備え、
　前記判断部は、前記記憶部で蓄積された前記電波状況の履歴を用いて前記通信状況を判断する
　ことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
　前記記憶部は、予め決められた時間帯ごとに前記電波状況を蓄積し、
　前記判断部は、前記時間帯ごとに、当該時間帯での前記通信部の通信頻度に応じて、前記記憶部に蓄積されている前記電波状況に重み付けをし、重み付けをした前記電波状況を用いて前記通信状況を判断する
　ことを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
　前記通信部は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によって前記通信チャネルで前記外部装置にパケットを送信する前にキャリアセンスを行い、
　前記スキャン部は、前記キャリアセンスの結果を用いて、前記複数のチャネルのうち前記通信チャネルに選択されているチャネルでの前記電波状況を計測し、前記受信待ちが中断している前記複数の期間に、前記複数のチャネルのうち前記通信チャネルに選択されていない残りのチャネルにおける前記電波状況を計測する
　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
　請求項１～５のいずれか１項に記載の無線通信装置と、
　前記無線通信装置と無線通信を行う外部装置と
　を備えることを特徴とする無線通信システム。
　パケットを送信したときに当該パケットを送信先が受信しなかった場合に当該パケットの送信から規定時間範囲内で設定された待機時間が経過した後に当該パケットを再送する再送機能を有する外部装置と無線通信を行う無線通信装置に用いられるコンピュータを、
　使用可能な複数のチャネルの中から選択された通信チャネルで前記外部装置と無線通信を行う通信部、
　前記複数のチャネルの各々において、前記通信部で受信される電波の状況を表わす電波状況を計測するスキャン部、
　前記複数のチャネルの各々において、前記スキャン部で計測された前記電波状況を用いて前記通信部の通信状況を判断する判断部、および、
　前記判断部で判断された前記通信状況を用いて前記複数のチャネルの中から前記通信状況の最適なチャネルを前記通信チャネルとして動的に選択する選択部として機能させ、
　前記スキャン部が、前記通信部が前記外部装置からのパケットについて受信待ちを行っている期間に、前記待機時間よりも短い期間、当該受信待ちを間欠的に中断させ、当該受信待ちが中断している複数の期間の各々に、前記複数のチャネルについて一部ずつ前記電波状況を計測するためのプログラム。