WO2015001723A1 - 無線通信システム - Google Patents

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WO2015001723A1
WO2015001723A1 PCT/JP2014/003113 JP2014003113W WO2015001723A1 WO 2015001723 A1 WO2015001723 A1 WO 2015001723A1 JP 2014003113 W JP2014003113 W JP 2014003113W WO 2015001723 A1 WO2015001723 A1 WO 2015001723A1
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WO
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communication
unit
controller
channel
communication terminal
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/003113
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English (en)
French (fr)
Inventor
篠宮　弘達
治 西村
誠示 二村
輝 橋口
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA

Definitions

  • the present invention generally relates to a wireless communication system, and more particularly to a wireless communication system in which a controller and a communication terminal perform wireless communication.
  • the communication terminal scans the wireless channel, detects the channel state, and recognizes whether it is an empty channel or a used channel.
  • the communication terminal transmits the recognition result to the controller (base station) and registers it.
  • the controller instructs the communication terminal to set the communication channel based on the registration information.
  • the present invention has been made in view of the above-described reasons, and its purpose is not to stop communication between a communication terminal and a controller in order to execute communication channel scan processing, and furthermore, a time required for changing the communication channel. It is an object of the present invention to provide a radio communication system that can suppress the above-mentioned in a short time.
  • the wireless communication system of the present invention is the wireless communication system in which the controller and at least one communication terminal perform wireless communication with each other using any one communication channel selected from a plurality of communication channels.
  • the terminal includes: a first scan unit that detects reception quality of each of the plurality of communication channels in an idle time during which communication with the controller is not performed; and a plurality of the plurality of terminals based on a detection result of the first scan unit.
  • a determination unit that determines whether or not each of the communication channels can be used for communication, and a first communication unit that exchanges radio signals with the controller and transmits a determination result of the determination unit to the controller.
  • the controller includes a second communication unit that exchanges the wireless signal with the communication terminal, and the determination received from the communication terminal. And selecting one communication channel to be used for communication with the communication terminal from the plurality of communication channels based on the determination result of the determination unit stored in the storage unit and the determination unit stored in the storage unit And a channel selection unit.
  • the wireless communication system of the present invention is the wireless communication system in which the controller and at least one communication terminal perform wireless communication with each other using any one communication channel selected from a plurality of communication channels.
  • the terminal exchanges radio signals between the controller and a first scan unit that detects the reception quality of each of the plurality of communication channels during idle time when communication with the controller is not performed, and the first A first communication unit that transmits a detection result of one scan unit to the controller, wherein the controller transmits and receives the radio signal to and from the communication terminal; and the communication terminal Determining whether to use each of the plurality of communication channels for communication based on the detection result of the first scan unit received from the first scan unit; And a storage unit that stores the determination result of the determination unit, and a plurality of the communication channels used for communication with the communication terminal based on the determination result of the determination unit stored in the storage unit. And a channel selection unit for selecting from communication channels.
  • FIG. 1 shows a configuration of a wireless communication system according to the present embodiment, and a plurality of communication terminals 2 perform wireless communication with one controller 1.
  • the controller 1 communicates with the communication terminal 2 by performing polling for sequentially accessing each of the plurality of communication terminals 2. For example, when the communication terminal 2 is a sensor device, the controller 1 periodically and sequentially transmits a request signal to each communication terminal 2.
  • the communication terminal 2 that has received the request signal transmits a response signal including data such as measurement values, monitoring results, and state changes to the controller 1.
  • the controller 1 polls each communication terminal 2 to acquire data from the communication terminal 2.
  • the controller 1 performs wireless communication with all the communication terminals 2 under its control using any one communication channel selected alternatively from a plurality of communication channels.
  • the communication terminal 2 performs wireless communication with the controller 1 using the communication channel notified from the controller 1.
  • the controller 1 includes a communication unit 1a (second communication unit), a storage unit 1b, a channel selection unit 1c, and a detection unit 1d.
  • the communication unit 1a transmits and receives radio signals to and from the communication terminal 2 using any one communication channel selected alternatively from the plurality of communication channels CH1 to CHn.
  • the storage unit 1b stores information received from the communication terminal 2.
  • the channel selection unit 1c selects one communication channel used for communication from the communication channels CH1 to CHn.
  • the detection unit 1 d detects a communication state with the communication terminal 2.
  • the communication terminal 2 includes a communication unit 2a (first communication unit), a scan unit 2b (first scan unit), and a determination unit 2c.
  • the communication unit 2a transmits and receives radio signals to and from the controller 1 using any one communication channel selected alternatively from the plurality of communication channels CH1 to CHn.
  • the scanning unit 2b detects the reception quality of each of the communication channels CH1 to CHn by measuring the reception field strength of each of the communication channels CH1 to CHn.
  • the determination unit 2c determines whether or not each of the communication channels CH1 to CHn can be used for communication based on the detection result of the scan unit 2b.
  • FIG. 1 A communication sequence between the controller 1 and the communication terminals 21, 22, and 23 is shown in FIG.
  • the controller 1 performs channel negotiation with the communication terminals 21, 22, 23 when the communication terminals 21, 22, 23 are turned on (started up). By this channel negotiation, the controller 1 notifies the communication terminals 21, 22, and 23 of the communication channel used for communication.
  • the communication channel CH1 is used for communication between the controller 1 and the communication terminals 21, 22, and 23.
  • the communication unit 2a of the communication terminals 21, 22 and 23 receives the request signal Ya addressed to itself at the polling cycle T2, and returns a response signal including data such as measurement values, monitoring results, and state changes as a response to the request signal Ya. Yb is transmitted to the controller 1.
  • the scanning unit 2b of the communication terminal 2 executes a scanning process during a scanning period Ts from when the communication unit 2a transmits the response signal Yb until the next request signal Ya addressed to the own terminal is received.
  • the scanning period Ts of the communication terminal 21 is a free time during which communication between the controller 1 and the communication terminal 21 is not performed.
  • the scan period Ts of the communication terminal 22 is a free time during which communication between the controller 1 and the communication terminal 22 is not performed.
  • the scanning period Ts of the communication terminal 23 is a free time during which communication between the controller 1 and the communication terminal 23 is not performed.
  • the scanning unit 2b of the communication terminals 21, 22, and 23 detects the reception quality of each of the communication channels CH2 to CHn other than the communication channel CH1 currently used in the scan period Ts of the own terminal.
  • FIG. 3 shows a flowchart of communication processing of the communication terminal 2.
  • the communication unit 2a of the communication terminal 2 When the power is turned on (S1), the communication unit 2a of the communication terminal 2 performs channel negotiation with the controller 1 (S2). By this channel negotiation, the controller 1 notifies the communication terminal 2 of the communication channel used for polling (here, communication channel CH1). Note that if the communication terminal 2 stores the communication channel notified when entering the network of the controller 1 in the nonvolatile memory, the channel negotiation in step S2 performed every time the power is turned on becomes unnecessary.
  • step S4 polling processing using the request signal Ya and the response signal Yb is started between the controller 1 and the communication terminal 2 (S3).
  • the scanning unit 2b of the communication terminal 2 determines whether or not one cycle of polling executed with the controller 1 has ended (S4). If the reply of the response signal Yb to the request signal Ya is completed, the scanning unit 2b proceeds to step S5, assuming that one polling cycle is completed. If the response of the response signal Yb to the request signal Ya has not been completed, the scanning unit 2b returns to step S3, assuming that one polling cycle has not ended.
  • the scanning unit 2b increments the number of the communication channel to be scanned.
  • the scan unit 2b is the first scan processing after the power is turned on, the number “1” of the communication channel CH1 used for polling is incremented to “2”, and the communication channel of the communication unit 2a is changed. Switching from “CH1” to “CH2” (S5).
  • the scan unit 2b detects the reception quality of the communication channel CH2 by measuring the received electric field strength of the communication channel CH2 (S6).
  • the received electric field strength of the communication channel CH2 is the noise level of the communication channel CH2. Can do.
  • the determination unit 2c determines whether or not the communication channel CHm to be scanned (in this case, the communication channel CH2) can be used for communication based on the detection result of the scanning unit 2b (S7).
  • the scanning unit 2b measures the reception field strength of the communication channel CHm to be scanned for a certain time, and the determination unit 2c obtains the maximum value or average value of the reception field strength. Then, the determination unit 2c determines that the communication channel CHm can be used for communication if the maximum value or the average value of the received electric field strength is less than a predetermined threshold value. The determination unit 2c determines that the communication channel CHm cannot be used for communication if the maximum value or average value of the received electric field strength is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the scanning unit 2b measures the reception intensity of the communication channel CHm to be scanned a plurality of times, and the determination unit 2c determines the number of times that the maximum value or the average value of the received electric field intensity is equal to or greater than a predetermined threshold value. Count. Then, the determination unit 2c determines that the communication channel CHm can be used for communication if the number of times that the maximum value or average value of the received signal strength is equal to or greater than the threshold is less than the predetermined number. The determination unit 2c determines that the communication channel CHm cannot be used for communication if the number of times the maximum value or average value of the received signal strength is equal to or greater than the threshold value is equal to or greater than a predetermined number.
  • the determination unit 2c stores the determination result of the communication channel CHm to be scanned (in this case, the communication channel CH2) (S8).
  • the communication unit 2a returns the communication channel from “CH2” to be scanned to “CH1” used for polling (S9), and returns to step S3.
  • the scanning unit 2b increments the number of the communication channel to be scanned.
  • the scan unit 2b is the second scan process, the number “2” of the communication channel CH2 that was the previous scan target is incremented to “3”, and the communication channel of the communication unit 2a is set to “CH1”. To “CH3” (S5).
  • the scan unit 2b detects the reception quality of the communication channel CH3 by measuring the received electric field strength of the communication channel CH3 (S6).
  • the determination unit 2c determines whether or not the scan target communication channel CH3 can be used for communication based on the detection result of the scan unit 2b (S7).
  • the determination unit 2c stores the determination result of the communication channel CH3 to be scanned (S8).
  • the communication unit 2a returns the communication channel from “CH3” to be scanned to “CH1” used for polling (S9), and returns to step S3.
  • the scanning unit 2b increments the number of the communication channel to be scanned.
  • the scan unit 2b is the third scan process, the number “3” of the communication channel CH3 that was the previous scan target is incremented to “4”, and the communication channel of the communication unit 2a is set to “CH1”. To “CH4” (S5).
  • the scan unit 2b switches the communication channel to be scanned and sequentially executes the scan processing of the communication channels CH2 to CHn.
  • the determination unit 2c stores each determination result of the communication channels CH2 to CHn to be scanned.
  • the communication terminal 2 each time one polling cycle is completed, the communication terminal 2 generates one scan period Ts, and executes scan processing for only one communication channel in the one scan period Ts.
  • step S5 when the previous scan target is the communication channel CHn, the communication channel of the communication unit 2a is switched from “CHn” to “CH2”.
  • the next scan target of the communication channel CHn is the communication channel CH2. That is, in step S5, the scanning unit 2b sequentially sets communication channels to be scanned by cyclically switching communication channels other than the communication channel used for polling.
  • the communication unit 2a adds each determination result of the communication channels CH2 to CHn stored in the determination unit 2c to the polling response signal Yb and transmits it to the controller 1.
  • the communication unit 2a may transmit the determination result of the scan processing in steps S5 to S8 by adding it to the next polling response signal Yb every time (the determination result of one communication channel).
  • the communication unit 2a may transmit the determination results of the plurality of communication channels to be scanned added to the response signal Yb for one polling.
  • the communication unit 2a may transmit the determination results of all the communication channels to be scanned added to the response signal Yb for one polling.
  • the communication unit 1a receives the determination result of the communication channel transmitted from the communication terminal 2, and stores it in the storage unit 1b.
  • FIG. 4 shows an example of a table configuration in which the determination result of the communication channel is stored in the storage unit 1b.
  • the storage unit 1b corresponds to each of the communication terminals 2 (communication terminals 21 to 25 in FIG. 4).
  • Each determination result of the communication channels CH2 to CH6 to be scanned is stored. “OK” in FIG. 4 indicates that the corresponding communication channel can be used for communication. Further, “NG” in FIG. 4 indicates that the corresponding communication channel cannot be used for communication.
  • the channel selection unit 1c selects one communication channel to be used for communication with the communication terminal 2 from the communication channels CH2 to CH6 when the communication state deteriorates based on the determination result stored in the storage unit 1b.
  • the channel selection unit 1c uses the communication channels CH4 and CH5 determined to be usable for communication by the determination unit 2c in all of the communication terminals 21 to 25 as candidates.
  • the channel selection part 1c selects communication channel CH4 with a small channel number among communication channels CH4 and CH5.
  • the detection part 1d is detecting the communication state with each communication terminal 2.
  • FIG. The detection unit 1d detects, for example, a polling failure rate in the current communication channel CH1 as a communication state with each communication terminal 2. And the communication part 1a judges that the communication state with the communication terminal 2 deteriorated, when the failure rate of polling with respect to one communication terminal 2 becomes more than a threshold value.
  • the communication unit 1a that has determined that the communication state with one communication terminal 2 has deteriorated sends a channel change instruction Yc that requests switching to the communication channel CH4 selected by the channel selection unit 1c to all of the subordinate communication terminals 2. Transmit (see FIG. 5).
  • the detection unit 1d may detect, for example, the S / N ratio in the current communication channel CH1 as the communication state with each communication terminal 2. In this case, when the S / N ratio in the current communication channel CH1 is equal to or less than the threshold for one communication terminal 2, the communication unit 1a determines that the communication state with the communication terminal 2 has deteriorated.
  • Each communication terminal 2 that has received the channel change instruction Yc changes the communication channel used for communication with the controller 1 from the current communication channel CH1 to the communication channel CH3 with reference to the channel change instruction Yc.
  • the wireless communication system scans the communication channel during the polling period (scan period Ts), which is an idle time during which communication between the controller 1 and the communication terminal 2 is not performed. Therefore, the present wireless communication system does not stop communication between the controller 1 and the communication terminal 2 in order to execute the communication channel scan process, and further suppresses the time required for changing the communication channel in a short time. it can.
  • the channel selection unit 1c selects a communication channel based on the reception quality of the plurality of communication terminals 2, it is possible to select a communication channel having a good communication status in the entire system.
  • the controller 1 transmits the channel change instruction Yc to all the communication terminals 2, so that the communication between the controller 1 and the communication terminal 2 is disabled. Generation can be suppressed.
  • the scanning unit 2b of the communication terminal 2 may execute the communication process shown in the flowchart of FIG.
  • the communication unit 2a of the communication terminal 2 When the power is turned on (S11), the communication unit 2a of the communication terminal 2 performs channel negotiation with the controller 1 (S12). By this channel negotiation, the controller 1 notifies the communication terminal 2 of the communication channel used for polling (here, the communication channel is CH1). Note that if the communication terminal 2 stores the communication channel notified when entering the network of the controller 1 in the nonvolatile memory, the channel negotiation in step S12 performed every time the power is turned on becomes unnecessary.
  • polling processing using the request signal Ya and the response signal Yb is started between the controller 1 and the communication terminal 2 (S13).
  • the scanning unit 2b of the communication terminal 2 determines whether or not one cycle of polling performed with the controller 1 has been completed (S14). If the reply of the response signal Yb to the request signal Ya is completed, the scanning unit 2b proceeds to step S15, assuming that one polling cycle is completed. If the response of the response signal Yb to the request signal Ya has not been completed, the scanning unit 2b returns to step S13, assuming that one polling cycle has not ended.
  • the polling cycle T2 is determined in advance, and the communication terminal 2 stores in advance the length of the scan period Ts in which the scan process can be performed. Therefore, after determining that one polling cycle has ended, the scanning unit 2b of the communication terminal 2 starts a timer process for measuring the time length of the scanning period Ts (S15).
  • the scanning unit 2b increments the number of the communication channel to be scanned.
  • the scan unit 2b is the first scan processing after the power is turned on, the number “1” of the communication channel CH1 used for polling is incremented to “2”, and the communication channel of the communication unit 2a is changed. Switching from “CH1” to “CH2” (S16).
  • the scan unit 2b detects the reception quality of the communication channel CH2 by measuring the reception electric field strength of the communication channel CH2 (S17).
  • the current communication channel used for polling is CH1
  • the communication channel CH2 is not used for polling, it is assumed that the received electric field strength of the communication channel CH2 is the noise level of the communication channel CH2. Can do.
  • the determination unit 2c determines whether or not the communication channel CHm to be scanned (in this case, the communication channel CH2) can be used for communication based on the detection result of the scanning unit 2b (S18).
  • the scanning unit 2b measures the reception field strength of the communication channel CHm to be scanned for a certain time, and the determination unit 2c obtains the maximum value or average value of the reception field strength. Then, the determination unit 2c determines that the communication channel CHm can be used for communication if the maximum value or the average value of the received electric field strength is less than a predetermined threshold value. The determination unit 2c determines that the communication channel CHm cannot be used for communication if the maximum value or average value of the received electric field strength is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the scanning unit 2b measures the reception intensity of the communication channel CHm to be scanned a plurality of times, and the determination unit 2c determines the number of times that the maximum value or the average value of the received electric field intensity is equal to or greater than a predetermined threshold value. Count. Then, the determination unit 2c determines that the communication channel CHm can be used for communication if the number of times that the maximum value or average value of the received signal strength is equal to or greater than the threshold is less than the predetermined number. The determination unit 2c determines that the communication channel CHm cannot be used for communication if the number of times the maximum value or average value of the received signal strength is equal to or greater than the threshold value is equal to or greater than a predetermined number.
  • the determination unit 2c stores the determination result of the communication channel CHm to be scanned (in this case, the communication channel CH2) (S19).
  • the scanning unit 2b determines whether or not the timer process for measuring the time length of the scanning period Ts has been counted up (S20). If the remaining time of the timer process is longer than the time required for the scan process of one communication channel (the average time or the maximum time required for the processes in steps S16 to S19), the scan unit 2b determines that the timer process has not been counted up. To do.
  • step S20 If the scanning unit 2b determines that the timer process has not been counted up in step S20, the scanning unit 2b switches the communication channel of the communication unit 2a from “CH2” to “CH3” (S16), and performs the scanning process of steps S17 to S19. Execute. In step S20, if the remaining time of the timer process is longer than the time required for the scan process for one communication channel, the scan unit 2b determines that the timer process has not been counted up. Then, the scan unit 2b switches the communication channel of the communication unit 2a from “CH3” to “CH4” (S16), and executes the scan processing of steps S17 to S19.
  • the scanning unit 2b knows the scan period Ts in advance, and repeatedly executes scan processing for as many communication channels as possible within one scan period Ts. Therefore, the scanning unit 2b can improve the efficiency of the scanning process.
  • the scan unit 2b determines that the timer process has been counted up and ends the scan process.
  • the communication unit 2a returns the communication channel to “CH1” used for polling from the communication channel to be scanned (S21), and returns to step S13.
  • the scanning unit 2b starts timer processing for the scanning period Ts (S15).
  • the scanning unit 2b increments the number of the communication channel that was the previous scan target, and switches the communication channel of the communication unit 2a (S16).
  • the scan unit 2b repeatedly executes scan processing for as many communication channels as possible within one scan period Ts. Then, the communication unit 2a adds each determination result of the communication channels CH2 to CHn stored in the determination unit 2c to the polling response signal Yb and transmits the result to the controller 1.
  • the scanning unit 2b of the communication terminal 2 may execute the communication process shown in the flowchart of FIG.
  • the communication unit 2a of the communication terminal 2 When the power is turned on (S31), the communication unit 2a of the communication terminal 2 performs channel negotiation with the controller 1 (S32). By this channel negotiation, the controller 1 notifies the communication terminal 2 of the communication channel used for polling (here, the communication channel is CH1). Note that if the communication terminal 2 stores the communication channel notified when entering the network of the controller 1 in the nonvolatile memory, the channel negotiation in step S32 performed every time the power is turned on becomes unnecessary.
  • the scanning unit 2b increments the number of the communication channel to be scanned.
  • the scan unit 2b is the first scan processing after the power is turned on, the number “1” of the communication channel CH1 used for polling is incremented to “2”, and the communication channel of the communication unit 2a is changed. Switching from “CH1” to “CH2” (S37).
  • the scan unit 2b detects the reception quality of the communication channel CH2 by measuring the received electric field strength of the communication channel CH2 (S38).
  • the received electric field strength of the communication channel CH2 is the noise level of the communication channel CH2. Can do.
  • the determination unit 2c determines whether or not the scan target communication channel CHm (in this case, the communication channel CH2) can be used for communication based on the detection result of the scan unit 2b (S39).
  • the scanning unit 2b measures the reception field strength of the communication channel CHm to be scanned for a certain time, and the determination unit 2c obtains the maximum value or average value of the reception field strength. Then, the determination unit 2c determines that the communication channel CHm can be used for communication if the maximum value or the average value of the received electric field strength is less than a predetermined threshold value. The determination unit 2c determines that the communication channel CHm cannot be used for communication if the maximum value or average value of the received electric field strength is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the scanning unit 2b measures the reception intensity of the communication channel CHm to be scanned a plurality of times, and the determination unit 2c determines the number of times that the maximum value or the average value of the received electric field intensity is equal to or greater than a predetermined threshold value. Count. Then, the determination unit 2c determines that the communication channel CHm can be used for communication if the number of times that the maximum value or average value of the received signal strength is equal to or greater than the threshold is less than the predetermined number. The determination unit 2c determines that the communication channel CHm cannot be used for communication if the number of times the maximum value or average value of the received signal strength is equal to or greater than the threshold value is equal to or greater than a predetermined number.
  • the determination unit 2c stores the determination result of the communication channel CHm to be scanned (in this case, the communication channel CH2) (S40).
  • the communication unit 2a returns the communication channel from “CH2” to be scanned to “CH1” used for polling (S41), starts a timer process for measuring the polling waiting time (S42), and returns to step S33.
  • the communication unit 2a determines whether or not the timer process for counting the polling waiting time has been counted up (S33). If the polling waiting time timer process has not been counted up, the communication unit 2a determines whether or not the request signal Ya has been received from the controller 1 (S34). If the communication unit 2a has not received the request signal Ya from the controller 1, the communication unit 2a returns to step S33. If the communication unit 2a has received the request signal Ya from the controller 1, the communication unit 2a transmits the response signal Yb and the polling process is executed (S35).
  • the scanning unit 2b of the communication terminal 2 determines whether or not one cycle of polling executed with the controller 1 is completed (S36). If the reply of the response signal Yb to the request signal Ya is completed, the scanning unit 2b proceeds to step S37, assuming that one polling cycle is completed. If the response of the response signal Yb to the request signal Ya is not completed, the scanning unit 2b determines that one polling cycle has not ended, and returns to step S35.
  • step S33 the communication terminal 2 proceeds to step S37 and executes the scanning process by the scanning unit 2b.
  • the controller 1 assumes that it is polling with another communication terminal 2 and prioritizes scan processing over polling. And run.
  • step S37 the scan unit 2b switches the communication channel of the communication unit 2a from “CH2” to “CH3” (S37), and executes the scan processing of steps S38 to S40.
  • the communication unit 2a returns the communication channel from “CH2” to be scanned to “CH1” used for polling (S41), starts a timer process for measuring the polling waiting time (S42), and proceeds to step S33. Return.
  • the scanning unit 2b performs the scanning process for the communication channel while performing the polling waiting time timer process. Then, the communication unit 2a adds each determination result of the communication channels CH2 to CHn stored in the determination unit 2c to the polling response signal Yb and transmits the result to the controller 1.
  • the scan unit 2b As described above, even when the polling cycle Ts between the controller 1 and the communication terminal 2 fluctuates and the communication terminal 2 cannot predict the reception timing of the request signal Ya, the scan unit 2b And can be executed efficiently.
  • the controller 1 may include a scanning unit 1e (second scanning unit) and a determination unit 1f.
  • the scanning unit 1e detects the reception quality by measuring the received electric field strength of each of the communication channels CH2 to CHn other than the communication channel CH1 currently used among the communication channels CH1 to CHn. Then, the determination unit 1f determines whether each of the communication channels CH2 to CHn can be used for communication based on the detection result of the scan unit 1e, and stores the determination result in the storage unit 1b.
  • the determination result by the determination unit 2c of the communication terminal 2 (whether the communication channel can be used on the communication terminal 2 side) and the determination result by the determination unit 1f (whether the communication channel can be used on the controller 1 side) are stored. Both are stored.
  • the channel selection part 1c selects one communication channel used for communication with the communication terminal 2 from all the communication channels based on both the judgment result by the judgment part 2c and the judgment result by the judgment part 1f. Therefore, since the channel selection unit 1c selects a communication channel to be used based on the reception quality of both the controller 1 side and the communication terminal 2 side, a communication channel with better communication conditions can be used.
  • the communication terminal 2 may not include the determination unit 2c, and the controller 1 may include the determination unit 1g.
  • the communication unit 2a of the communication terminal 2 transmits the detection result of the scan unit 2b (the reception intensity of the communication channel to be scanned) to the controller 1. Then, the determination unit 1g of the controller 1 determines whether or not each communication channel can be used for communication based on the detection result of the scan unit 2b, and stores the determination result in the storage unit 1b. The channel selection unit 1c selects one communication channel to be used for communication with the communication terminal 2 from all communication channels based on the determination result of the determination unit 1g stored in the storage unit 1b.
  • the controller 1 and at least one communication terminal 2 perform wireless communication with each other using any one communication channel selected alternatively from a plurality of communication channels. It is. And the communication terminal 2 is provided with the scanning part 2b (1st scanning part) which detects each reception quality of a some communication channel in the idle time when communication with the controller 1 is not performed. Furthermore, the communication terminal 2 includes a determination unit 2c that determines whether or not each of the plurality of communication channels can be used for communication based on the detection result of the scan unit 2b. Furthermore, the communication terminal 2 includes a communication unit 2a (first communication unit) that exchanges radio signals with the controller 1 and transmits the determination result of the determination unit 2c to the controller 1.
  • the controller 1 includes a communication unit 1a (second communication unit) that exchanges radio signals with the communication terminal 2. Furthermore, the controller 1 includes a storage unit 1b that stores the determination result of the determination unit 2c received from the communication terminal 2. Furthermore, the controller 1 includes a channel selection unit 1c that selects one communication channel used for communication with the communication terminal 2 from a plurality of communication channels based on the determination result of the determination unit 2c stored in the storage unit 1b.
  • a communication unit 1a second communication unit
  • the controller 1 includes a storage unit 1b that stores the determination result of the determination unit 2c received from the communication terminal 2. Furthermore, the controller 1 includes a channel selection unit 1c that selects one communication channel used for communication with the communication terminal 2 from a plurality of communication channels based on the determination result of the determination unit 2c stored in the storage unit 1b.
  • Another wireless communication system is a wireless communication system in which the controller 1 and at least one communication terminal 2 perform wireless communication with each other using any one communication channel selected from a plurality of communication channels. is there. And the communication terminal 2 is provided with the scanning part 2b (1st scanning part) which detects each reception quality of a some communication channel in the idle time when communication with the controller 1 is not performed. Furthermore, the communication terminal 2 includes a communication unit 2a (first communication unit) that exchanges radio signals with the controller 1 and transmits the detection result of the scan unit 2b to the controller 1.
  • the controller 1 includes a communication unit 1a (second communication unit) that exchanges radio signals with the communication terminal 2.
  • the controller 1 includes a determination unit 1g that determines whether or not each of the plurality of communication channels can be used for communication based on the detection result of the scan unit 2b. Furthermore, the controller 1 includes a storage unit 1b that stores the determination result of the determination unit 1g. Furthermore, the controller 1 includes a channel selection unit 1c that selects one communication channel used for communication with the communication terminal 2 from a plurality of communication channels based on the determination result of the determination unit 1g stored in the storage unit 1b.
  • the communication terminal 2 of the wireless communication system performs a scan of the communication channel during the idle time when communication between the controller and the communication terminal is not performed. Therefore, the wireless communication system does not stop the communication between the communication terminal and the controller in order to execute the communication channel scan process, and further, the time required for changing the communication channel can be reduced in a short time. There is.
  • the controller 1 includes a scan unit 1e (second scan unit) that detects the reception quality of each of the plurality of communication channels.
  • the channel selection unit 1c may select one communication channel used for communication with the communication terminal 2 from a plurality of communication channels using the detection result of the scanning unit 1e.
  • the controller 1 includes a detection unit 1d that detects a communication state with the communication terminal 2.
  • the communication unit 1a determines that the communication state with the communication terminal 2 has deteriorated based on the detection result of the detection unit 1d
  • the communication unit 1a transmits information on one communication channel selected by the channel selection unit 1c to the communication terminal 2.
  • the communication terminal 2 may change the communication channel used for communication with the controller 1 to the communication channel selected by the channel selection unit 1c.
  • the wireless communication system or another wireless communication system includes a plurality of communication terminals 2.
  • the channel selection unit 1c uses one communication for communication with the plurality of communication terminals 2 based on the determination result of the determination unit 2c or the determination unit 1g stored in the storage unit 1b corresponding to each of the plurality of communication terminals 2.
  • the channel may be selected from a plurality of communication channels.
  • the controller 1 includes a detection unit 1d that detects a communication state with the communication terminal 2.
  • the communication unit 1a determines that the communication state with the one communication terminal 2 has deteriorated based on the detection result of the detection unit 1d
  • the communication unit 1a stores information on one communication channel selected by the channel selection unit 1c. 2 to send.
  • the plurality of communication terminals 2 may change the communication channel used for communication with the controller 1 to the communication channel selected by the channel selection unit 1 c based on the communication channel information received from the controller 1.

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Abstract

　通信端末は、コントローラとの通信が行われない空き時間に通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部と、スキャン部の検出結果に基づいて通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、判断部の判断結果をコントローラに送信する通信部とを備える。コントローラは、通信端末と無線信号の授受を行う通信部と、通信端末から受信した判断結果を記憶する記憶部と、記憶部に記憶した判断部の判断結果に基づいて、通信端末との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備える。

Description

無線通信システム
　本発明は、一般的に無線通信システム、より詳細にはコントローラと通信端末とが無線通信を行う無線通信システムに関するものである。
　従来、コントローラと通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムがある。
　そして、文献（日本国特許出願公報番号２００７－８８９４０）に開示されている従来技術において、通信端末は、無線チャネルをスキャンし、チャネル状態を検出して、空きチャネルか使用チャネルかを認識する。そして、通信端末は、この認識結果をコントローラ（基地局）に送信して登録する。コントローラは、その登録情報に基づいて、通信チャネルの設定を通信端末に指示する。
　従来の無線通信システムでは、通信端末によるスキャン処理のタイミングが、通信端末とコントローラとの通信期間に一致すると、通信端末とコントローラとの通信を停止する必要があった。また、通信チャネルの変更時にスキャン処理を行うと、通信チャネルの変更に時間がかかりすぎるという問題もあった。
　本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、通信チャネルのスキャン処理を実行するために通信端末とコントローラとの通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができる無線通信システムを提供することにある。
　本発明の無線通信システムは、コントローラと少なくとも１つの通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記第１のスキャン部の検出結果に基づいて、前記複数の通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記判断部の判断結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、前記コントローラは、前記通信端末との間で前記無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記判断部の前記判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の前記判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを前記複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備えることを特徴とする。
　本発明の無線通信システムは、コントローラと少なくとも１つの通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記第１のスキャン部の検出結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、前記コントローラは、前記通信端末との間で前記無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記第１のスキャン部の前記検出結果に基づいて、前記複数の通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記判断部の前記判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の前記判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備えることを特徴とする。
実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 実施形態の無線通信システムのポーリングの処理を示すシーケンス図である。 実施形態の通信端末の動作を示すフローチャート図である。 実施形態の通信チャネルの判断結果を格納したテーブル構成の一例を示すテーブル図である。 実施形態のチャネル変更指示の送信処理を示すシーケンス図である。 実施形態の通信端末の動作を示す別のフローチャート図である。 実施形態の通信端末の動作を示す別のフローチャート図である。 実施形態の無線通信システムの構成を示す別のブロック図である。 実施形態の無線通信システムの構成を示すさらに別のブロック図である。
　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）
　図１は、本実施形態の無線通信システムの構成を示しており、複数の通信端末２が、１台のコントローラ１との間で無線通信を行う。コントローラ１は、複数の通信端末２のそれぞれに対して順次アクセスするポーリングを行うことによって、通信端末２との間で通信を行う。例えば、通信端末２がセンサ機器である場合、コントローラ１は、各通信端末２に対して要求信号を定期的に順次送信する。要求信号を受信した通信端末２は、計測値、監視結果、状態変化等のデータを含む応答信号をコントローラ１へ送信する。なお、複数の通信端末２を区別する場合、通信端末２１，２２，２３，．．．と称す。
　上述のようにコントローラ１は、各通信端末２をポーリングすることによって、通信端末２からデータを取得する。このコントローラ１は、配下の全通信端末２との間で、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて無線通信を行う。通信端末２は、コントローラ１から通知された通信チャネルを用いて、コントローラ１との間で無線通信を行う。
　以下、本無線通信システムにおける通信チャネルの設定方法について説明する。
　コントローラ１は、図１に示すように、通信部１ａ（第２の通信部）と、記憶部１ｂと、チャネル選択部１ｃと、検知部１ｄとで構成される。通信部１ａは、複数の通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎから択一的に選択されたいずれか１つの通信チャネルを用いて、通信端末２との間で無線信号の送受信を行う。記憶部１ｂは、通信端末２から受信した各情報等を記憶する。チャネル選択部１ｃは、通信に用いる１つの通信チャネルを通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎから選択する。検知部１ｄは、通信端末２との通信状態を検知する。
　通信端末２は、通信部２ａ（第１の通信部）と、スキャン部２ｂ（第１のスキャン部）と、判断部２ｃとで構成される。通信部２ａは、複数の通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎから択一的に選択されたいずれか１つの通信チャネルを用いて、コントローラ１との間で無線信号の送受信を行う。スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎの各受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎのそれぞれの受信品質を検出する。判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎのそれぞれを通信に用いる可否を判断する。
　コントローラ１と通信端末２１，２２，２３との間の通信シーケンスを図２に示す。
　コントローラ１は、通信端末２１，２２，２３のそれぞれの電源オン時（起動時）に、通信端末２１，２２，２３との間でチャネルネゴシエーションを行う。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２１，２２，２３に対して、通信に用いる通信チャネルを通知する。ここでは、コントローラ１－通信端末２１，２２，２３間の通信に、通信チャネルＣＨ１を用いる。
　コントローラ１の通信部１ａは、通信端末２１，２２，２３に対して、時間Ｔ１間隔で要求信号Ｙａを順次送信する。すなわち、全ての通信端末２１，２２，２３に要求信号Ｙａが送信されるポーリング周期Ｔ２＝Ｔ１×３となる。通信端末２１，２２，２３の通信部２ａは、ポーリング周期Ｔ２で自端末宛の要求信号Ｙａを受信し、要求信号Ｙａに対する返信として、計測値、監視結果、状態変化等のデータを含む応答信号Ｙｂをコントローラ１へ送信する。
　通信端末２のスキャン部２ｂは、通信部２ａが応答信号Ｙｂを送信してから自端末宛の次の要求信号Ｙａを受信するまでのスキャン期間Ｔｓにスキャン処理を実行する。ここで、通信端末２１のスキャン期間Ｔｓは、コントローラ１と通信端末２１との間の通信が行われない空き時間である。また、通信端末２２のスキャン期間Ｔｓは、コントローラ１と通信端末２２との間の通信が行われない空き時間である。通信端末２３のスキャン期間Ｔｓは、コントローラ１と通信端末２３との間の通信が行われない空き時間である。通信端末２１，２２，２３のスキャン部２ｂは、自端末のスキャン期間Ｔｓにおいて、現在使用している通信チャネルＣＨ１以外の通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎのそれぞれの受信品質を検出する。
　図３に、通信端末２の通信処理のフローチャートを示す。
　通信端末２の通信部２ａは、電源オンされると（Ｓ１）、コントローラ１との間でチャネルネゴシエーションを行う（Ｓ２）。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２に対して、ポーリングに用いる通信チャネル（ここでは、通信チャネルＣＨ１とする）を通知する。なお、通信端末２は、コントローラ１のネットワークに参入するときに通知された通信チャネルを不揮発性メモリに記憶しておけば、電源オン毎に行うステップＳ２でのチャネルネゴシエーションは不要となる。
　そして、コントローラ１と通信端末２との間では、要求信号Ｙａおよび応答信号Ｙｂを用いたポーリング処理が開始される（Ｓ３）。通信端末２のスキャン部２ｂは、コントローラ１との間で実行するポーリングの１サイクルが終了したか否かを判断する（Ｓ４）。要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了すれば、スキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したとして、ステップＳ５に進む。スキャン部２ｂは、要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了していなければ、ポーリングの１サイクルが終了していないとして、ステップＳ３に戻る。
　ポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、電源オン後の最初のスキャン処理であるので、ポーリングで使用している通信チャネルＣＨ１の番号「１」をインクリメントして「２」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ２」に切り替える（Ｓ５）。
　そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ２の受信品質を検出する（Ｓ６）。ここで、ポーリングで用いられている現在の通信チャネルはＣＨ１であり、通信チャネルＣＨ２はポーリングに用いられていないので、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度は、通信チャネルＣＨ２の雑音レベルであるとみなすことができる。
　判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）を通信に用いることの可否を判断する（Ｓ７）。
　例えば、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信電界強度を一定時間計測し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値を求める。そして、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値未満であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが可能と判断する。判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが不可能と判断する。
　あるいは、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信強度を複数回測定し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上となった回数をカウントする。そして、判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数未満であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが可能と判断する。判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数以上であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが不可能と判断する。
　そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）の判断結果を記憶する（Ｓ８）。
　通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ２」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻して（Ｓ９）、ステップＳ３に戻る。
　そして、ステップＳ３，Ｓ４においてポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、２回目のスキャン処理であるので、前回のスキャン対象であった通信チャネルＣＨ２の番号「２」をインクリメントして「３」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ３」に切り替える（Ｓ５）。
　そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ３の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ３の受信品質を検出する（Ｓ６）。判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨ３を通信に用いる可否を判断する（Ｓ７）。そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨ３の判断結果を記憶する（Ｓ８）。通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ３」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻して（Ｓ９）、ステップＳ３に戻る。
　そして、ステップＳ３，Ｓ４においてポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、３回目のスキャン処理であるので、前回のスキャン対象であった通信チャネルＣＨ３の番号「３」をインクリメントして「４」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ４」に切り替える（Ｓ５）。
　以降、スキャン部２ｂは、ステップＳ３，Ｓ４においてポーリングの１サイクルが終了する度に、スキャン対象の通信チャネルを切り替えて、通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎのスキャン処理を順次実行する。そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎの各判断結果を記憶する。
　すなわち、通信端末２は、ポーリングの１サイクルが終了する度に、１回のスキャン期間Ｔｓが発生し、この１回のスキャン期間Ｔｓにおいて、１つの通信チャネルに対してのみスキャン処理を実行する。
　なお、ステップＳ５において、前回のスキャン対象が通信チャネルＣＨｎであった場合、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨｎ」から「ＣＨ２」に切り替える。通信チャネルＣＨ１をポーリングに用いている場合、通信チャネルＣＨｎの次のスキャン対象は、通信チャネルＣＨ２となる。すなわち、ステップＳ５において、スキャン部２ｂは、ポーリングに用いている通信チャネル以外の通信チャネルをサイクリックに切り替えることによって、スキャン対象の通信チャネルを順次設定する。
　そして、通信部２ａは、判断部２ｃが記憶している通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎの各判断結果を、ポーリングの応答信号Ｙｂに付加して、コントローラ１へ送信する。なお、通信部２ａは、ステップＳ５～Ｓ８のスキャン処理の判断結果を１回毎に（１つの通信チャネルの判断結果を）、次のポーリングの応答信号Ｙｂに付加して送信してもよい。あるいは、通信部２ａは、複数のスキャン対象の通信チャネルの判断結果を、１回のポーリングの応答信号Ｙｂに付加して送信してもよい。あるいは、通信部２ａは、全てのスキャン対象の通信チャネルの判断結果を、１回のポーリングの応答信号Ｙｂに付加して送信してもよい。
　コントローラ１は、通信端末２から送信された通信チャネルの判断結果を通信部１ａが受信して、記憶部１ｂに格納する。図４は、記憶部１ｂに通信チャネルの判断結果を格納したテーブル構成の一例を示しており、記憶部１ｂは、通信端末２（図４では、通信端末２１～２５）のそれぞれに対応させて、スキャン対象の通信チャネルＣＨ２～ＣＨ６の各判断結果を格納している。図４中の「ＯＫ」は、対応する通信チャネルを通信に用いることが可能である旨を示している。また図４中の「ＮＧ」は、対応する通信チャネルを通信に用いることができない旨を示している。
　チャネル選択部１ｃは、記憶部１ｂに記憶した判断結果に基づいて、通信状態の悪化時に通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを通信チャネルＣＨ２～ＣＨ６から選択する。この場合、チャネル選択部１ｃは、通信端末２１～２５の全てにおいて判断部２ｃにより通信に用いることが可能であると判断された通信チャネルＣＨ４，ＣＨ５を候補とする。そして、チャネル選択部１ｃは、通信チャネルＣＨ４，ＣＨ５のうちチャネル番号が小さい通信チャネルＣＨ４を選択する。
　そして、検知部１ｄは、各通信端末２との通信状態を検知している。検知部１ｄは、各通信端末２との通信状態として、例えば現在の通信チャネルＣＨ１におけるポーリングの失敗割合を検知する。そして、通信部１ａは、一の通信端末２に対してポーリングの失敗割合が閾値以上になった場合、その通信端末２との通信状態が悪化したと判断する。一の通信端末２との通信状態が悪化したと判断した通信部１ａは、チャネル選択部１ｃが選択した通信チャネルＣＨ４への切替を要求するチャネル変更指示Ｙｃを、配下の全ての通信端末２へ送信する（図５参照）。
　また、検知部１ｄは、各通信端末２との通信状態として、例えば現在の通信チャネルＣＨ１におけるＳ／Ｎ比を検知してもよい。この場合、通信部１ａは、一の通信端末２に対して現在の通信チャネルＣＨ１におけるＳ／Ｎ比が閾値以下になった場合、その通信端末２との通信状態が悪化したと判断する。
　チャネル変更指示Ｙｃを受信した各通信端末２は、チャネル変更指示Ｙｃを参照して、コントローラ１との通信に用いる通信チャネルを、現在の通信チャネルＣＨ１から通信チャネルＣＨ３に変更する。
　上述のように、本無線通信システムは、コントローラ１と通信端末２との間の通信が行われない空き時間であるポーリングの合間（スキャン期間Ｔｓ）に、通信チャネルのスキャンを実行する。したがって、本無線通信システムは、通信チャネルのスキャン処理を実行するためにコントローラ１と通信端末２との通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができる。
　また、チャネル選択部１ｃは、複数の通信端末２の受信品質を基にして通信チャネルを選択するので、システム全体で通信状況が良好な通信チャネルを選択することができる。
　また、コントローラ１は、一の通信端末２との通信状態が悪化した場合に、全ての通信端末２に対してチャネル変更指示Ｙｃを送信するので、コントローラ１－通信端末２間の通信不能状態の発生を抑制できる。
　また、通信端末２のスキャン部２ｂは、図６のフローチャートに示す通信処理を実行してもよい。
　通信端末２の通信部２ａは、電源オンされると（Ｓ１１）、コントローラ１との間でチャネルネゴシエーションを行う（Ｓ１２）。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２に対して、ポーリングに用いる通信チャネルを通知する（ここでは、通信チャネルＣＨ１とする）。なお、通信端末２は、コントローラ１のネットワークに参入するときに通知された通信チャネルを不揮発性メモリに記憶しておけば、電源オン毎に行うステップＳ１２でのチャネルネゴシエーションは不要となる。
　そして、コントローラ１と通信端末２との間では、要求信号Ｙａおよび応答信号Ｙｂを用いたポーリング処理が開始される（Ｓ１３）。通信端末２のスキャン部２ｂは、コントローラ１との間で実行するポーリングの１サイクルが終了したか否かを判断する（Ｓ１４）。要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了すれば、スキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したとして、ステップＳ１５に進む。スキャン部２ｂは、要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了していなければ、ポーリングの１サイクルが終了していないとして、ステップＳ１３に戻る。
　ここで、ポーリング周期Ｔ２は予め決まっており、通信端末２は、スキャン処理が可能なスキャン期間Ｔｓの時間長さを予め記憶している。そこで、通信端末２のスキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したと判断した後、スキャン期間Ｔｓの時間長を計時するタイマ処理を開始する（Ｓ１５）。
　そして、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、電源オン後の最初のスキャン処理であるので、ポーリングで使用している通信チャネルＣＨ１の番号「１」をインクリメントして「２」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ２」に切り替える（Ｓ１６）。
　そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ２の受信品質を検出する（Ｓ１７）。ここで、ポーリングで用いられている現在の通信チャネルはＣＨ１であり、通信チャネルＣＨ２はポーリングに用いられていないので、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度は、通信チャネルＣＨ２の雑音レベルであるとみなすことができる。
　判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）を通信に用いることの可否を判断する（Ｓ１８）。
　例えば、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信電界強度を一定時間計測し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値を求める。そして、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値未満であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが可能と判断する。判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが不可能と判断する。
　あるいは、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信強度を複数回測定し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上となった回数をカウントする。そして、判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数未満であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが可能と判断する。判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数以上であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが不可能と判断する。
　そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）の判断結果を記憶する（Ｓ１９）。
　スキャン部２ｂは、スキャン期間Ｔｓの時間長を計時するタイマ処理がカウントアップしたか否かを判断する（Ｓ２０）。スキャン部２ｂは、タイマ処理の残時間が１つの通信チャネルのスキャン処理に要する時間（ステップＳ１６～Ｓ１９の処理に要する平均時間または最大時間）より長ければ、タイマ処理はカウントアップしていないと判断する。
　スキャン部２ｂは、ステップＳ２０においてタイマ処理がカウントアップしていないと判断した場合、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ２」から「ＣＨ３」に切り替えて（Ｓ１６）、ステップＳ１７～Ｓ１９のスキャン処理を実行する。そしてステップＳ２０において、スキャン部２ｂは、タイマ処理の残時間が１つの通信チャネルのスキャン処理に要する時間より長ければ、タイマ処理はカウントアップしていないと判断する。そして、スキャン部２ｂは、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ３」から「ＣＨ４」に切り替えて（Ｓ１６）、ステップＳ１７～Ｓ１９のスキャン処理を実行する。
　すなわち、スキャン部２ｂは、スキャン期間Ｔｓを予め把握していることによって、１回のスキャン期間Ｔｓ内で、可能な限り多くの通信チャネルに対するスキャン処理を繰り返し実行する。したがって、スキャン部２ｂは、スキャン処理の効率を向上させることができる。
　そして、スキャン部２ｂは、ステップＳ２０においてタイマ処理の残時間が１つの通信チャネルのスキャン処理に要する時間より短くなれば、タイマ処理はカウントアップしたと判断して、スキャン処理を終了する。通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の通信チャネルからポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻して（Ｓ２１）、ステップＳ１３に戻る。
　そして、ステップＳ１３，Ｓ１４においてポーリングの１サイクルが終了した場合、スキャン部２ｂは、スキャン期間Ｔｓのタイマ処理を開始する（Ｓ１５）。スキャン部２ｂは、前回のスキャン対象であった通信チャネルの番号をインクリメントして、通信部２ａの通信チャネルを切り替える（Ｓ１６）。
　以降、上述と同様に、スキャン部２ｂは、１回のスキャン期間Ｔｓ内で、可能な限り多くの通信チャネルに対するスキャン処理を繰り返し実行する。そして、通信部２ａは、判断部２ｃが記憶している通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎの各判断結果を、ポーリングの応答信号Ｙｂに付加して、コントローラ１へ送信する。
　また、通信端末２のスキャン部２ｂは、図７のフローチャートに示す通信処理を実行してもよい。
　通信端末２の通信部２ａは、電源オンされると（Ｓ３１）、コントローラ１との間でチャネルネゴシエーションを行う（Ｓ３２）。このチャネルネゴシエーションによって、コントローラ１は、通信端末２に対して、ポーリングに用いる通信チャネルを通知する（ここでは、通信チャネルＣＨ１とする）。なお、通信端末２は、コントローラ１のネットワークに参入するときに通知された通信チャネルを不揮発性メモリに記憶しておけば、電源オン毎に行うステップＳ３２でのチャネルネゴシエーションは不要となる。
　そして、通信部２ａは、後述するポーリング待ちタイマのタイマ処理（Ｓ４２）を開始していないので、タイマ処理がカウントアップしたとみなして（Ｓ３３）、ステップＳ３７に進む。
　そして、スキャン部２ｂは、スキャン対象となる通信チャネルの番号をインクリメントする。ここで、スキャン部２ｂは、電源オン後の最初のスキャン処理であるので、ポーリングで使用している通信チャネルＣＨ１の番号「１」をインクリメントして「２」とし、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ２」に切り替える（Ｓ３７）。
　そして、スキャン部２ｂは、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度を測定することによって、通信チャネルＣＨ２の受信品質を検出する（Ｓ３８）。ここで、ポーリングで用いられている現在の通信チャネルはＣＨ１であり、通信チャネルＣＨ２はポーリングに用いられていないので、通信チャネルＣＨ２の受信電界強度は、通信チャネルＣＨ２の雑音レベルであるとみなすことができる。
　判断部２ｃは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）を通信に用いることの可否を判断する（Ｓ３９）。
　例えば、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信電界強度を一定時間計測し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値を求める。そして、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値未満であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが可能と判断する。判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが不可能と判断する。
　あるいは、スキャン部２ｂは、スキャン対象である通信チャネルＣＨｍの受信強度を複数回測定し、判断部２ｃは、受信電界強度の最大値または平均値が、予め決められた閾値以上となった回数をカウントする。そして、判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数未満であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが可能と判断する。判断部２ｃは、受信信号強度の最大値または平均値が閾値以上となった回数が所定回数以上であれば通信チャネルＣＨｍを通信に用いることが不可能と判断する。
　そして、判断部２ｃは、スキャン対象の通信チャネルＣＨｍ（この場合、通信チャネルＣＨ２）の判断結果を記憶する（Ｓ４０）。
　通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ２」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻し（Ｓ４１）、ポーリング待ち時間を計時するタイマ処理を開始して（Ｓ４２）、ステップＳ３３に戻る。
　通信部２ａは、ポーリング待ち時間を計時するタイマ処理がカウントアップしたか否かを判断する（Ｓ３３）。通信部２ａは、ポーリング待ち時間のタイマ処理がカウントアップしていなければ、コントローラ１から要求信号Ｙａを受信したか否かを判断する（Ｓ３４）。通信部２ａは、コントローラ１から要求信号Ｙａを受信していなければ、ステップＳ３３に戻る。通信部２ａは、コントローラ１から要求信号Ｙａを受信していれば、応答信号Ｙｂを送信して、ポーリング処理が実行される（Ｓ３５）。
　そして、通信端末２のスキャン部２ｂは、コントローラ１との間で実行するポーリングの１サイクルが終了したか否かを判断する（Ｓ３６）。要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了すれば、スキャン部２ｂは、ポーリングの１サイクルが終了したとして、ステップＳ３７に進む。スキャン部２ｂは、要求信号Ｙａに対する応答信号Ｙｂの返信が完了していなければ、ポーリングの１サイクルが終了していないとして、ステップＳ３５に戻る。
　また、通信端末２は、ステップＳ３３においてポーリング待ち時間のタイマ処理がカウントアップしていれば、ステップＳ３７に進んで、スキャン部２ｂによるスキャン処理を実行する。すなわち、通信端末２は、ポーリング待ち時間が経過するまでに要求信号Ｙａを受信していなければ、コントローラ１は他の通信端末２とポーリングを行っているとみなして、ポーリングよりもスキャン処理を優先して実行する。
　ステップＳ３７において、スキャン部２ｂは、通信部２ａの通信チャネルを「ＣＨ２」から「ＣＨ３」に切り替えて（Ｓ３７）、ステップＳ３８～Ｓ４０のスキャン処理を実行する。スキャン終了後、通信部２ａは、通信チャネルをスキャン対象の「ＣＨ２」からポーリングに用いる「ＣＨ１」に戻し（Ｓ４１）、ポーリング待ち時間を計時するタイマ処理を開始して（Ｓ４２）、ステップＳ３３に戻る。
　以降、上述と同様に、ポーリング待ち時間のタイマ処理を行いながら、スキャン部２ｂは、通信チャネルに対するスキャン処理を実行する。そして、通信部２ａは、判断部２ｃが記憶している通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎの各判断結果を、ポーリングの応答信号Ｙｂに付加して、コントローラ１へ送信する。
　上述のように、スキャン部２ｂは、コントローラ１と通信端末２との間のポーリング周期Ｔｓが変動して、通信端末２が要求信号Ｙａの受信タイミングを予測できない場合でも、スキャン処理を、ポーリング処理と両立させて効率よく実行することができる。
　また、コントローラ１は、図８に示すように、スキャン部１ｅ（第２のスキャン部）と、判断部１ｆとを備えてもよい。この場合、スキャン部１ｅは、通信チャネルＣＨ１～ＣＨｎのうち、現在使用している通信チャネルＣＨ１以外の通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎのそれぞれの各受信電界強度を測定することによって、受信品質を検出する。そして、判断部１ｆは、スキャン部１ｅの検出結果に基づいて、通信チャネルＣＨ２～ＣＨｎのそれぞれを通信に用いる可否を判断し、この判断結果を記憶部１ｂに格納する。すなわち、記憶部１ｂには、通信端末２の判断部２ｃによる判断結果（通信端末２側における通信チャネルの使用可否）と、判断部１ｆによる判断結果（コントローラ１側における通信チャネルの使用可否）の両方が格納されている。
　そして、チャネル選択部１ｃは、判断部２ｃによる判断結果および判断部１ｆによる判断結果の両方に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを全通信チャネルから選択する。したがって、チャネル選択部１ｃは、コントローラ１側と通信端末２側との両方の受信品質に基づいて、使用する通信チャネルを選択するので、より通信状況のよい通信チャネルを用いることができる。
　また、図９に示すように、通信端末２が判断部２ｃを備えておらず、コントローラ１が判断部１ｇを備える構成でもよい。
　この場合、通信端末２の通信部２ａは、スキャン部２ｂの検出結果（スキャン対象である通信チャネルの受信強度）をコントローラ１に送信する。そして、コントローラ１の判断部１ｇは、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断し、この判断結果を記憶部１ｂに格納する。チャネル選択部１ｃは、記憶部１ｂに記憶した判断部１ｇの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを全通信チャネルから選択する。
　（まとめ）
　以上説明したように無線通信システムは、コントローラ１と少なくとも１つの通信端末２とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムである。そして、通信端末２は、コントローラ１との通信が行われない空き時間に複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部２ｂ（第１のスキャン部）を備える。さらに、通信端末２は、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、複数の通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部２ｃを備える。さらに、通信端末２は、コントローラ１との間で無線信号の授受を行い、判断部２ｃの判断結果をコントローラ１に送信する通信部２ａ（第１の通信部）を備える。コントローラ１は、通信端末２との間で無線信号の授受を行う通信部１ａ（第２の通信部）を備える。さらに、コントローラ１は、通信端末２から受信した判断部２ｃの判断結果を記憶する記憶部１ｂを備える。さらに、コントローラ１は、記憶部１ｂに記憶した判断部２ｃの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部１ｃを備える。
　また、別の無線通信システムは、コントローラ１と少なくとも１つの通信端末２とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムである。そして、通信端末２は、コントローラ１との通信が行われない空き時間に複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部２ｂ（第１のスキャン部）を備える。さらに、通信端末２は、コントローラ１との間で無線信号の授受を行い、スキャン部２ｂの検出結果をコントローラ１に送信する通信部２ａ（第１の通信部）を備える。コントローラ１は、通信端末２との間で無線信号の授受を行う通信部１ａ（第２の通信部）を備える。さらに、コントローラ１は、スキャン部２ｂの検出結果に基づいて、複数の通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部１ｇを備える。さらに、コントローラ１は、判断部１ｇの判断結果を記憶する記憶部１ｂを備える。さらに、コントローラ１は、記憶部１ｂに記憶した判断部１ｇの判断結果に基づいて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部１ｃを備える。
　以上説明したように、無線通信システムの通信端末２は、コントローラと通信端末との間の通信が行われない空き時間に、通信チャネルのスキャンを実行する。そのため、無線通信システムは、通信チャネルのスキャン処理を実行するために通信端末とコントローラとの通信を停止することがなく、さらには通信チャネルの変更に要する時間を短時間に抑えることができるという効果がある。
　ここで、無線通信システムまたは別の無線通信システムにおいて、コントローラ１は、複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出するスキャン部１ｅ（第２のスキャン部）を備える。チャネル選択部１ｃは、スキャン部１ｅの検出結果も併せて用いて、通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するとしてもよい。
　ここで、無線通信システムまたは別の無線通信システムにおいて、コントローラ１は、通信端末２との通信状態を検知する検知部１ｄを備える。通信部１ａは、検知部１ｄの検知結果に基づいて通信端末２との通信状態が悪化したと判断した場合に、チャネル選択部１ｃが選択した１つの通信チャネルの情報を通信端末２へ送信する。通信端末２は、コントローラ１から受信した通信チャネルの情報に基づいて、コントローラ１との通信に用いる通信チャネルを、チャネル選択部１ｃが選択した通信チャネルに変更するとしてもよい。
　ここで、無線通信システムまたは別の無線通信システムは、通信端末２を複数備える。チャネル選択部１ｃは、複数の通信端末２のそれぞれに対応して記憶部１ｂに記憶した判断部２ｃまたは判断部１ｇの判断結果に基づいて、複数の通信端末２との通信に用いる１つの通信チャネルを複数の通信チャネルから選択するとしてもよい。
　ここで、通信端末２を複数備える無線通信システムまたは通信端末２を複数備える別の無線システムにおいて、コントローラ１は、通信端末２との通信状態を検知する検知部１ｄを備える。通信部１ａは、検知部１ｄの検知結果に基づいて一の通信端末２との通信状態が悪化したと判断した場合に、チャネル選択部１ｃが選択した１つの通信チャネルの情報を複数の通信端末２へ送信する。複数の通信端末２は、コントローラ１から受信した通信チャネルの情報に基づいて、コントローラ１との通信に用いる通信チャネルを、チャネル選択部１ｃが選択した通信チャネルに変更するとしてもよい。

Claims (6)

  1. 　コントローラと少なくとも１つの通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、
    　前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記第１のスキャン部の検出結果に基づいて、前記複数の通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記判断部の判断結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、
    　前記コントローラは、前記通信端末との間で前記無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記判断部の前記判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の前記判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを前記複数の通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備える
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　コントローラと少なくとも１つの通信端末とが、複数の通信チャネルから択一的に選択したいずれか１つの通信チャネルを用いて互いに無線通信を行う無線通信システムにおいて、
    　前記通信端末は、前記コントローラとの通信が行われない空き時間に前記複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第１のスキャン部と、前記コントローラとの間で無線信号の授受を行い、前記第１のスキャン部の検出結果を前記コントローラに送信する第１の通信部とを備え、
    　前記コントローラは、前記通信端末との間で前記無線信号の授受を行う第２の通信部と、前記通信端末から受信した前記第１のスキャン部の前記検出結果に基づいて、前記複数の通信チャネルのそれぞれを通信に用いる可否を判断する判断部と、前記判断部の判断結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した前記判断部の前記判断結果に基づいて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを複数の前記通信チャネルから選択するチャネル選択部とを備える
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 　前記コントローラは、前記複数の通信チャネルのそれぞれの受信品質を検出する第２のスキャン部を備え、
    　前記チャネル選択部は、前記第２のスキャン部の検出結果も併せて用いて、前記通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを前記複数の通信チャネルから選択する
    　ことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
  4. 　前記コントローラは、前記通信端末との通信状態を検知する検知部を備えて、前記第２の通信部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記通信端末との通信状態が悪化したと判断した場合に、前記チャネル選択部が選択した１つの前記通信チャネルの情報を前記通信端末へ送信し、
    　前記通信端末は、前記コントローラから受信した前記通信チャネルの情報に基づいて、前記コントローラとの通信に用いる前記通信チャネルを、前記チャネル選択部が選択した前記通信チャネルに変更する
    　ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の無線通信システム。
  5. 　前記通信端末を複数備え、前記チャネル選択部は、前記複数の通信端末のそれぞれに対応して前記記憶部に記憶した前記判断部の判断結果に基づいて、前記複数の通信端末との通信に用いる１つの前記通信チャネルを前記複数の通信チャネルから選択することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の無線通信システム。
  6. 　前記コントローラは、前記通信端末との通信状態を検知する検知部を備えて、前記第２の通信部は、前記検知部の検知結果に基づいて一の前記通信端末との通信状態が悪化したと判断した場合に、前記チャネル選択部が選択した１つの前記通信チャネルの情報を前記複数の通信端末へ送信し、
    　前記複数の通信端末は、前記コントローラから受信した前記通信チャネルの情報に基づいて、前記コントローラとの通信に用いる前記通信チャネルを、前記チャネル選択部が選択した前記通信チャネルに変更する
    　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
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