(57)【要約】【課題】他の無線通信システムと使用周波数を共有する無線通信システムの受信品質を向上させる。【解決手段】本発明による無線通信システムは、無線規格が異なる他のシステムと共通の周波数帯域を使用する送信端末と受信端末とを具備する。送信端末から送信されたデータが受信端末に未達の場合、送信端末は、送信時と異なる他のチャネルを利用してデータを再送する。受信端末は、再送データを、送信データの受信時と異なる他のアンテナで受信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線規格が異なる他のシステムと共通の周波数帯域を使用する無線通信システムにおいて、
データを送信する送信端末と、
前記送信データを受信する受信端末と、
を具備し、
前記送信データが前記受信端末に未達の場合、前記送信端末は、送信時と異なる他のチャネルを利用して前記データを再送し、
前記受信端末は、前記再送データを、前記送信データの受信時と異なる他のアンテナで受信する
無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信データが前記受信端末に未達の場合、前記送信端末は、前記送信時より高い空中線電力で前記データを再送する
無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信端末及び前記受信端末のそれぞれは、送信時と再送時に利用するチャネルとアンテナの組み合せが設定されたテーブルを保持し、前記テーブルを参照して再送時に利用するチャネル及びアンテナを設定する
無線通信システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信データが前記受信端末に未達の場合、前記送信端末は、送信時と異なる他のチャネル及びアンテナを利用して前記データを再送する
無線通信システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信端末は、
複数のアンテナと、
前記送信データの受信状況に応じて、前記複数のアンテナから再送に利用するアンテナを選択するとともに、複数のチャネルから再送に利用するチャネルを選択する演算装置と、
それぞれ異なるチャネルを利用してデータの送受信を行なう複数の無線モジュールと、
を備え、
前記演算装置は、選択したチャネルを利用する無線モジュールに対して前記再送データを出力する
無線通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信システムにおいて、
前記複数の無線モジュールのそれぞれは、異なる時間のキャリアセンスを実行し、
キャリアセンス時間の短い無線モジュールから前記データを送信し、前記送信データが前記受信端末に未達の場合、キャリアセンス時間の長い無線モジュールから前記データを再送する
無線通信システム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信端末は、
複数のアンテナと、
前記送信データの受信状況に応じて、前記複数のアンテナから再送に利用するアンテナを選択するとともに、複数のチャネルから再送に利用するチャネルを選択する演算装置と、
前記送信端末は、複数のチャネルが利用可能なマルチチャネル無線モジュールを備え、
前記演算装置は、前記マルチチャネル無線モジュールに対して、利用するチャネルを設定し、前記再送データを出力する
無線通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信システムにおいて、
前記マルチチャネル無線モジュールは、短いキャリアセンス時間で前記データを送信し、前記送信データが前記受信端末に未達の場合、チャネルを変更しキャリアセンス時間を長くして前記データを再送する
無線通信システム。
【請求項９】
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信端末は、
複数のアンテナと、
前記送信データの受信状況に応じて、前記複数のアンテナから、前記再送データの受信に利用するアンテナを選択するとともに、複数のチャネルから、前記再送データの受信に利用するチャネルを選択する演算装置と、
を備え、
前記再送データは、前記選択されたチャネルを利用する無線モジュールから前記演算装置に入力される
無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信端末は、それぞれ異なるチャネルを利用してデータの送受信を行なう複数の無線モジュールを備え、
前記複数の無線モジュールは、前記複数のアンテナに対応して接続され、それぞれ異なるアンテナを介してデータを受信する
無線通信システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信端末は、
それぞれ異なるチャネルを利用してデータの送受信を行なう複数の無線モジュールと、
前記複数のアンテナに接続されたアンテナ切替器と、
を備え、
前記アンテナ切替器は、前記複数のアンテナのうち、前記演算装置によって選択されたアンテナと前記再送データを受信する無線モジュールとを接続する
無線通信システム。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の無線通信システムで利用される送信端末。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の無線通信システムで利用される受信端末。
【請求項１４】
無線規格が異なる他のシステムと共通の周波数帯域を使用する無線通信システムにおいて実行される再送方法であって、
送信端末がデータを送信するステップと、
受信端末が前記送信データを受信するステップと、
前記送信データが前記受信端末に未達の場合、前記送信端末が、送信時と異なる他のチャネルを利用して前記データを再送するステップと、
前記受信端末が、前記再送データを、前記送信データの受信時と異なる他のアンテナで受信ステップと、
を具備する
データの再送方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のデータの再送方法において、
前記送信データが前記受信端末に未達の場合、前記送信端末は、前記送信時より高い空中線電力で前記データを再送するステップを更に具備する
データの再送方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のデータの再送方法において、
前記送信データが前記受信端末に未達の場合、前記送信端末の送信アンテナを他のアンテナに切り替えるステップを更に備える
データの再送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線規格が異なる他のシステムと共通の周波数帯域を使用する無線通信システム、及びその無線通信システムにおけるデータの再送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線規格（例示：ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ  ８０２．１５、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ６７等）は、周波数の有効利用と利用者間の混信を回避するため、無線通信システムにおける使用周波数帯域や出力電力範囲、変調方式等を規定している。通常、混信防止のため、無線規格が異なる無線通信システム間では、使用周波数帯域が重ならないように規定されている。
【０００３】
このように規定された無線通信システムにおける受信品質を向上させるには、フェージング対策や干渉対策が必要となる。しかし、従来技術による無線通信システムでは、どちらか一方の対策を講じることで伝搬環境が向上し、フェージング及び干渉の両者からの影響が低減される。例えば、フェージング対策を講じることで干渉による影響も抑制される。このため、通常、受信品質を向上させるため、無線規格に応じた伝搬特性や、電波環境及び使用用途等に応じて、フェージング対策と干渉対策の一方が選択適用される。
【０００４】
フェージング対策としては、送信アンテナ又は受信アンテナを切り替えてデータを送受信するアンテナダイバーシチが行なわれている。例えば、特開２００３−２４４０４１等には、データの送信時又は受信時毎にアンテナを切り替える無線通信システムが記載されている（特許文献１参照）。
【０００５】
又、干渉対策として、周波数チャネル（以下、チャネルと称す）を変更してデータの送受信を行なう周波数ダイバーシチが行なわれる。
【０００６】
一方、特定小電力無線や微弱無線のように出力電力が小さいシステムの場合、他の無線通信システムに対する影響が少ない。このため、近年、他の無線通信システムと共通の周波数帯域を利用する無線規格が規定されはじめている。
【０００７】
特定小電力無線を利用したシステムとして、例えば短距離無線通信システムやアクティブタグシステムがある。短距離無線通信システムは、センサを搭載した無線ノードや、各種機器を制御するアクチュエータを搭載した無線局でネットワークを構成し、施設内の温度制御、工場内監視、病院内管理、メータ検針、ホームセキュリティ等に利用される。又、アクティブタグシステムは、自発的に電波を出力することで、リーダ／ライタとの間の通信を行なうタグを有し、ある程度広い範囲で通信が可能である。
【０００８】
このように、特定小電力無線を利用した通信システムは、建物内や室内といった反射物の多い空間、すなわち、フェージングによって受信品質が低下しやすい環境で使用されることが多い。このため、特定小電力無線を利用した通信システムには受信品質を向上させるためにフェージング対策が必要となる。
【０００９】
通常、フェージング対策を講じることで、受信品質は向上しデータ誤りの発生確率を減じることができる。しかし、他の無線規格と使用周波数帯域が共存する無線規格を採用している場合、他の無線通信システムからの無線信号による干渉を回避することはできない。このため、他の無線通信システムと使用周波数帯域を共有する無線通信システムでは、フェージングと干渉の両方を回避する必要がある。
【００１０】
使用周波数帯域を共有する無線規格は特定小電力無線に限らず、今後、他の無線通信システムにも適用され得る。このため、上述のようなフェージングと干渉の両方を回避しなければならない場面が増加すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２４４０４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、他の無線通信システムと使用周波数帯域を共有する無線通信システムの受信品質を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による無線通信システムは、無線規格が異なる他のシステムと共通の周波数帯域を使用する送信端末と受信端末とを具備する。送信端末から送信されたデータが受信端末に未達の場合、送信端末は、送信時と異なる他のチャネルを利用してデータを再送する。受信端末は、再送データを、送信データの受信時と異なる他のアンテナで受信する。
【００１４】
本発明による無線通信システムでは、データを再送する際、送信チャネル及び受信アンテナを変更するため、他の通信システムからの信号による干渉やフェージングの両方を回避することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、他の無線通信システムと使用周波数帯域を共有する無線通信システムの受信品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明による無線通信システムの実施の形態における構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明による通信装置の第１の実施の形態における構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る使用チャネルテーブルの構造の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る使用アンテナテーブルの構造の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１及び第３の実施の形態における無線通信システムの送信機側のデータ送信及び再送動作を示すフロー図である。
【図６】図６は、第１及び第３の実施の形態における無線通信システムの受信機側のデータ受信動作を示すフロー図である。
【図７】図７は、本発明による通信装置の第１の実施の形態における構成の変形例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態における無線通信システムの送信機側のデータ送信及び再送動作を示すフロー図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態におけるデータ送信及び再送動作の概念図である。
【図１０】図１０は、本発明による通信装置の第３の実施の形態における構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施の形態における無線通信システムの送信機側のデータ送信動作を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、第４の実施の形態におけるデータ送信及び再送動作の概念図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る通信装置の簡易構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明による無線通信システムの実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示している。以下では、９５０ＭＨｚ帯の特定小電力無線を利用したセンサネットワークを一例に説明する。９５０ＭＨｚ帯の特定小電力無線は、他の無線規格であるＲＦタグシステムと共通の周波数帯域を使用している。
【００１８】
１．第１の実施の形態
図１から図６を参照して、本発明による無線通信システムの第１の実施の形態を説明する。
【００１９】
（構成）
図１は、実施の形態における無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システムは、複数の無線端末１０１〜１０３と、集計端末２００を具備する。無線端末１０１〜１０３は、センサ６を内蔵しており、周辺の環境情報（例えば、気温、湿度、光度等）を検出して集計端末２００に送信する。又、無線端末１０１〜１０３は、固定的に設けられても移動体に搭載されてもどちらでも良い。集計端末２００は、無線端末１０１〜１０３から送信されたデータを解析、集計して記憶装置に記録するコンピュータ装置である。本実施の形態における無線通信システムは、アドホックネットワークを形成し、端末相互にパケット通信が行なわれる。
【００２０】
無線端末１０１〜１０３及び集計端末２００は、相互にデータを送受信することができる。このため、第１の実施の形態における無線端末１０１〜１０３及び集計端末２００は、送信機及び受信機として図２に示す通信装置３００を備える。ただし、集計端末２００はセンサ６を備えていなくてもよい。例えば、無線端末１０１が、集計端末２００にデータを送信する場合、無線端末１０１に搭載された通信装置３００は送信機として機能し、集計端末２００に搭載された通信装置３００は受信機として機能する。又、無線端末１０１〜１０３は、それぞれから送信されたデータを集計端末２００に中継する機能を有しても良い。この場合、無線端末１０１〜１０３に搭載された通信装置３００は受信機及び送信機として機能する。
【００２１】
図２を参照して、第１の実施の形態における通信装置３００の構成を説明する。通信装置３００は、演算処理装置１、記憶装置２、パケット制御装置３、無線モジュール４１、４２、アンテナ５１、５２を備える。又、無線端末１０１〜１０３は、通信装置３００に加えてセンサ６を備える。演算処理装置１は、ソフトウェア、又はハードウェア、あるいはソフトウェアとハードウェアの連携によって実現される送信データ生成部１１と受信データ解析部１２とを備える。
【００２２】
第１の実施の形態における通信装置３００は、それぞれが異なるアンテナに接続され、異なるチャネルでデータを送信又は受信する複数の無線モジュールを備えている。ここでは、一例として２つの無線モジュール４１、４２が設けられている。第１の実施の形態では、送信に利用する無線モジュールを切り替えることで、データの再送時にアンテナ及びチャネルを変更することができる。
【００２３】
先ず、通信装置３００が送信機として機能する場合についてその構成を詳細に説明する。
【００２４】
送信データ生成部１１は記憶装置２内からデータを抽出し、当該データに、送信元識別子、宛先識別子、誤り訂正符号等を含むヘッダを付加して送信データを生成する。この際抽出したデータを分割した分割データをヘッダに付けて送信データとしても良い。又、送信データ生成部１１は、受信データ解析部１２から発行される再送指示１２０に応じて、送信済みのデータを記憶装置２から抽出し、上述と同様に送信データを生成する。生成された送信データは、パケット制御装置３に出力される。
【００２５】
受信データ解析部１２は、パケット制御装置３から入力された受信データを解析し、解析結果に基づいて送信データ生成部１１に再送指示１２０を発行する。データの到達を知らせるＡＣＫ信号を所定の時間受信しない場合、受信データ解析部１２は、モジュール切替指示１１０及び再送指示１２０を発行する。ここで、データの到達とは、受信側の端末においてデータが誤りなく受信されることを意味する。尚、データの送信から到達を知らせるＡＣＫ信号の受信までの時間は、例えば、図示しないタイマによって計測される。
【００２６】
受信誤り等により、データが受信側の端末に到達していない場合（データの未達）、送信側の受信データ解析部１２は、モジュール切替指示１１０をパケット制御装置３に対して発行し、無線モジュールの切替を行なう。第１の実施の形態では、無線モジュール毎に使用チャネルと使用アンテナが決まっているため、無線モジュールの切替によって、チャネルとアンテナを切り替えてデータの再送が可能となる。無線モジュールの切替指示は、図３に示す使用チャネルテーブル及び図４に示す使用アンテナテーブルを参照して行なわれることが好ましい。使用チャネルテーブルは、送信側及び受信側の端末で使用するチャネルを指定する情報を含む。使用アンテナテーブルは、送信側及び受信側の端末で使用するアンテナを指定する情報を含む。無線通信システム内の無線端末１０１〜１０３及び集計端末２００は、それぞれ共通の使用チャネルテーブルを保持していることが好ましい。
【００２７】
パケット制御装置３は、送信データ生成部１１から入力された送信データを、複数の無線モジュールから選択した１つに出力する。ここで、パケット制御装置３は、モジュール切替指示１１０に基づいて、送信データの出力先となる（データの送信に利用する）無線モジュールを決定する。
【００２８】
本実施の形態では、当初、図３（ａ）及び図４（ａ）に示されたテーブルに基づいて、送信に利用する無線モジュールが設定され、再送時は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示されたテーブルによって設定される。一例として、図３及び図４を参照して、無線端末Ａからデータを送信する際に利用されるチャネル及びアンテナについて説明する。初期設定として、無線端末Ａでは、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すテーブルに基づいて、使用するチャネル及びアンテナ（無線モジュール）が設定される。ここでは、無線端末Ｂ宛てにデータを送信する場合、チャネルｆ１及びアンテナＡ１（例えば無線モジュール４１）を利用し、無線端末Ｃ宛ての場合はチャネルｆ２及びアンテナＡ２（例えば無線モジュール４２）を利用し、集計端末宛ての場合はチャネルｆ１及びアンテナＡ１（無線モジュール４１）を利用するよう設定される。一方、データの再送時には、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すテーブルに基づいたモジュール切替指示１１０によって、使用するチャネル及びアンテナ（無線モジュール）が変更される。ここでは、無線端末Ｂ宛てにデータを送信する場合、チャネルｆ２及びアンテナＡ２（例えば無線モジュール４２）に切り替えられ、無線端末Ｃ宛ての場合はチャネルｆ１及びアンテナＡ１（例えば無線モジュール４１）に切替られ、集計端末宛ての場合はチャネルｆ２及びアンテナＡ２（無線モジュール４２）に切り替えられる。
【００２９】
又、第１の実施の形態では、使用チャネル及び使用アンテナと無線モジュールとが対応付けられている。このため、使用チャネルテーブル及び使用アンテナテーブルに替えて、データの送信に使用する無線モジュールを指定する無線モジュールテーブルを利用して、チャネル及びアンテナの切り替えを行っても良い。尚、無線モジュール４１、４２は、同一のアンテナに接続されても良い。この場合、データの再送時、送信アンテナの切り替えは行われない。
【００３０】
以上のように、本実施の形態における通信装置３００は、送信データが未達であると判定すると、送信アンテナ及び使用チャネルを切り替えてデータを再送信する。
【００３１】
通信装置３００は、それぞれ異なるチャネルを使用して無線信号の送受信を行なう無線モジュール４１、４２を備えている。このため、使用可能な全てのチャネルを待ち受けることができる。すなわち、通信装置３００は、送信機のみならず受信機としても機能することが可能である。以下に、通信装置３００が受信機として機能する場合について、その構成を詳細に説明する。
【００３２】
送信側の端末から送信されたデータはアンテナ５１、５２で受信され、無線モジュール４１、４２を介してパケット制御装置３に入力される。パケット制御装置３は、複数の無線モジュールからのデータを受け付け、受信データ解析部１２に出力する。
【００３３】
通信装置３００が受信機として機能する場合、受信データ解析部１２は、パケット制御装置３から入力されたデータに対する誤り検出を行なう。誤り検出の方法には、パリティチェック、巡回冗長検査、ハミング符号方式、チェックサムなどがあり、適宜選択的に適用され得る。受信データに誤りがない場合、受信データ解析部１２は、受信データからヘッダを除いてデータを抽出し、必要があれば他のデータと合成して記憶装置２に格納する。
【００３４】
通信装置３００は、受信したデータに誤りがない場合、ＡＣＫ信号を送信元の端末に送信する（図示なし）。又、通信装置３００は、受信データから誤りを検出した場合、ＮＡＣＫ信号を出力しても良い。この場合、ＮＡＣＫ信号とともに使用するチャネル及びアンテナを指定する情報が送信されても良い。
【００３５】
所定時間内にＡＣＫ信号の受信がない、もしくはＮＡＣＫ信号を受信し、受信エラーと判定した受信データ解析部１２は、モジュール切替指示１１０をパケット制御装置３に発行する。パケット制御装置３は、モジュール切替指示１１０に応じて受信に使用する無線モジュールを切り替える。この際、送信時と同様に、使用チャネルテーブル及び使用アンテナテーブルに基づいて無線モジュールの切替（モジュール切替指示１１０の発行）が行なわれることが好ましい。
【００３６】
以上のように、本実施の形態における通信装置３００は、データの受信エラーを検出するとアンテナ及びチャネルを切り替えて再送されたデータを受信する受信機として機能する。送信側と受信側では、同じ使用チャネルテーブルを利用してチャネルの切り替えが行なわれる。これにより、送信側と受信側で同じチャネルを利用して通信が可能となる。尚、使用アンテナテーブルは、端末毎に対応したテーブルが用いられることが好ましい。
【００３７】
尚、図示しないが、モジュール切替指示１１０に応じて、データの送信又は受信に使用しない無線モジュールを停止させても良い。
【００３８】
（動作）
次に、図５及び図６を参照して、第１の実施の形態における無線通信システムのデータの再送動作について説明する。以下では、無線端末１０１を送信端末、集計端末２００を受信端末として説明する。
【００３９】
先ず、図５を参照して、送信側の無線端末１０１の動作を説明する。ここでは、初期設定として、図３（ａ）及び図４（ａ）に設定されたテーブルに従い、チャネルｆ１、アンテナＡ１（アンテナ５１）が、集計端末２００との通信に使用される。
【００４０】
無線端末１０１は、センサ６で検出したデータを送信データとして生成し、集計端末２００に送信する（ステップＳ１０１）。この際、チャネルｆ１、アンテナＡ１（アンテナ５１）を利用する無線モジュール（無線モジュール４１）によってデータが送信される。無線端末１０１は、所定時間内に集計端末２００からＡＣＫ信号を受信したか否かによってデータの到達判定を行なう（ステップＳ１０２）。無線端末１０１は、データの到達を確認すると、次に送信するデータを抽出して送信データを生成し、無線モジュール４１からデータを送信する（ステップＳ１０２到達、Ｓ１０５Ｙｅｓ）。あるいは、無線端末１０１は、データの到達を確認し、次に送信するデータがない場合、送信動作を終了する（ステップＳ１０２到達、Ｓ１０５Ｎｏ）。
【００４１】
無線端末１０１は、データの未達を検出すると、使用チャネルテーブル及び使用アンテナテーブルに基づいて、データの送信に使用するチャネル及びアンテナを切り替える（ステップＳ１０３）。そして送信済みのデータが再抽出及び再生成され、切り替えられたチャネル及びアンテナを利用して集計端末２００に送信される（ステップＳ１０４）。ここでは、図３（ｂ）、図４（ｂ）に基づき、チャネルｆ２、アンテナＡ２（アンテナ５２）を利用して無線モジュール４２からデータが再送信される。
【００４２】
データが再送された後、ステップＳ１０２に移行してデータの到達判定が行なわれる。以降、上述と同様に、ステップＳ１０３で切り替えられたチャネルｆ２及びアンテナＡ２（アンテナ５２）を利用してデータの生成及び送信が行なわれる。
【００４３】
ステップＳ１０３において、チャネル及びアンテナが切り替えられてからデータを再送するまでの間、所定の待機時間を設けても良い。所定の時間が経過することで、受信環境が良好になる場合がある。例えば、無線端末１０１や他の無線端末１０２、１０３が移動したり、周囲の伝搬環境や他の無線システムの電波の出力状況が変わることで、フェージングや干渉の影響が軽減される場合がある。このような状態になるまで待機してデータを再送信することで、送信のための無駄な電力を消費することなく、チャネルやアンテナを変更、あるいは初期化しても改善されない受信品質を向上させることができる。ただし、使用するチャネル及びアンテナを初期化してデータを再送する回数は、所定の回数（０を含む）に制限されていることが好ましい。
【００４４】
本実施の形態では、２つのチャネル及びアンテナ（無線モジュール）から送信及び再送に利用するチャネル及びアンテナを選択しているが、３つ以上の複数のチャネル及びアンテナ（無線モジュール）から選択しても構わない。この場合、使用するチャネル及びアンテナに優先順位を付与し、優先順位に応じてチャネル及びアンテナが切り替えられることが好ましい。尚、この優先順位は、送信端末、受信端末で共有される。
【００４５】
図６を参照して、受信側の集計端末２００の動作を説明する。ここでは、初期設定として、図３（ａ）及び図４（ａ）に設定されたテーブルに従い、チャネルｆ１、アンテナＡ１（アンテナ５１）が、無線端末１０１との通信に使用される。
【００４６】
集計端末２００は、無線端末１０１からデータを受信すると、誤り検出を行なう（ステップＳ２０１Ｙｅｓ、Ｓ２０２）。ここで、受信エラーが検出されない場合、受信データ内のデータ本体（例えばセンサ６で検出された温度情報）は記憶装置２に記録される（ステップＳ２０２Ｎｏ、Ｓ２０４）。
【００４７】
一方、受信エラーが検出され、誤り訂正が必要であると判定された場合、集計端末２００は、使用チャネルテーブル及び使用アンテナテーブルに基づいて、データの待ち受けに利用するチャネル及びアンテナを切り替える（ステップＳ２０２Ｙｅｓ、Ｓ２０３）。ここでは、図３（ｂ）、図４（ｂ）に基づいてチャネルｆ２、アンテナＡ２（アンテナ５２）が、待ち受けチャネル及び使用アンテナとして切り替えられる。チャネル及びアンテナの切り替え後は、再送されるデータを受信するまで待ち受ける（ステップＳ２０１Ｎｏ）。
【００４８】
集計端末２００は、再送されたデータをアンテナ５２で受信すると、再送データに対して誤り検出を行なう（ステップＳ２０２）。ここで、受信エラーが検出されない場合、受信データ内のデータは記憶装置２に記録される（ステップＳ２０２Ｎｏ、Ｓ２０４）。一方、受信エラーが検出され、誤り訂正が必要であると判定された場合、集計端末２００は、待ち受けチャネル及び使用アンテナを切り替える（ステップＳ２０２Ｙｅｓ、Ｓ２０３）。ここで、テーブルに設定された全てのチャネル及びアンテナが使用済みである場合、初期化設定しても良い。ここでは、使用済みのチャネルｆ１及びアンテナＡ１を再度利用してデータの待ち受けが行なわれる。ただし、チャネル及びアンテナの切り替え及び初期化の回数は、所定の回数（０を含む）に制限されていることが好ましい。
【００４９】
以上のように、本発明による無線通信システムでは、データを再送信する際、送信側及び受信側の端末において使用チャネル及び使用アンテナが変更される。これによりフェージングのみならず他の周波数を共有する無線通信システムからの干渉を回避し、受信品質は向上される。
【００５０】
第１の実施の形態における通信装置３００では、それぞれが異なるアンテナに接続された無線モジュールを受信エラーの検出に応じて切り替えることで、使用するチャネル及びアンテナを切り替えていたが、切替方法はこれに限らない。例えば、図７に示す通信装置３０１のように、それぞれが異なるチャネルの無線信号を出力する無線モジュール４１、４２を切り替えることで使用チャネルを切り替え、アンテナ切替器８によって使用アンテナの切替を行なっても良い。
【００５１】
詳細には、通信装置３０１は、アンテナ切替器８とアンテナ切替器８を制御する無線制御装置７を備える。アンテナ切替器８は、複数の無線モジュール４１、４２と複数のアンテナ５１、５２との間に接続され、無線制御装置７からのアンテナ切替信号１３１に応じて選択されたアンテナと無線モジュールとを接続する。無線制御装置７は、受信データ解析部１２から発行されるアンテナ切替指示１３０に応じたアンテナ切替信号１３１をアンテナ切替器８に出力する。通信装置３０１の受信データ解析部１２は、受信エラーを検出するとアンテナ切替指示１３０を発行する。他の動作は、図２に示す通信装置３００と同様であるので説明は省略する。
【００５２】
通信装置３０１では、無線モジュール４１、４２はそれぞれ異なるチャネルを使用して無線信号の送受信を行なうため、無線モジュールを切り替えることで使用チャネルを切り替えることができる。又、アンテナ切替器８によって使用アンテナを切り替えることができるため、通信装置３０１では、使用するチャネルとアンテナの組み合せを任意に設定することができる。更に、チャネルとアンテナの切り替えは、送信データが到達したか否かに応じて行なわれるため、チャネルとアンテナを切り替えてデータを再送することができる。更に、無線モジュール４１、４２はそれぞれ異なるチャネルを使用して無線信号の送受信を行なうため、使用可能な全てのチャネルを待ち受けることができる。このため、通信装置３０１は、送信機のみならず受信機としても機能することが可能である。
【００５３】
２．第２の実施の形態
第１の実施の形態では、チャネル及びアンテナを変更してデータを再送していたが、更に空中線電力（出力電力、送信電力）を変更してデータを再送しても良い。第２の実施の形態における再送方法では、データの再送時、チャネル及びアンテナのみならず空中線電力を高電力に切り替える。図８は、第２の実施の形態におけるデータの再送方法を示すフロー図である。図９は、第２の実施の形態におけるデータ送信及び再送動作の概念図である。
【００５４】
送信端末は、データの送信に先立ち、キャリアセンスによる干渉確認を実行する。第２の実施の形態における送信端末は、データの送信と並行して、データの送信に使用していないチャネル及びアンテナを用いてキャリアセンスを行なう。無線規格によっては、周囲の無線環境の観測の精度に応じて空中線電力の制限値を変更するために、短いキャリアセンス時間で送信できる空中線電力より、長いキャリアセンス時間で送信できる空中線電力が高くなっている場合がある。例えば、ある無線規格では、空中線電力が１ｍＷを超えてデータを送信する場合、１０ｍｓ以上のキャリアセンスを行い、それ以外は１２８μｓ以上のキャリアセンスを行なうように規定されている。このような場合、第２の実施の形態における送信端末は、低出力（例えば１ｍＷ）でデータを送信するとともに、他のチャネル及びアンテナを用いて高出力（例えば１０ｍＷ）で長い時間（例えば１０ｍｓ）のキャリアセンスを実行する。送信端末は、低出力によるデータの送信が失敗した場合、キャリアセンスが成功した他のチャネル及びアンテナを用いて、高出力でデータを再送する。
【００５５】
図８及び図９を参照して、第２の実施の形態におけるデータの再送方法の詳細を説明する。第２の実施の形態におけるデータの再送方法は、チャネル毎に異なる複数の無線モジュール４１、４２を備える通信装置３００、３０１に好適に適用できる。以下では、一例として無線端末１０１に搭載される通信装置３００を送信機として利用した場合の第２の実施の形態におけるデータの再送方法について説明する。
【００５６】
ここでは、予め、無線モジュール４１にチャネルｆ１及びアンテナＡ１（アンテナ５１）が割り当てられ、無線モジュール４２にチャネルｆ２及びアンテナＡ２（アンテナ５２）が割り当てられているものとする。先ず、無線モジュール４１、４２のそれぞれでキャリアセンスを実行する（ステップＳ３０１）。ここでは、無線モジュール４１によってチャネルｆ１に対する１２８μｓのキャリアセンス（低出力）が実行され、無線モジュール４２によってチャネルｆ２に対する１０ｍｓのキャリアセンス（高出力）が実行される。
【００５７】
１２８μｓのキャリアセンスによって送信可能と判定されると、無線モジュール４１は、低出力（１ｍＷ）でデータを送信する（ステップＳ３０２送信可、Ｓ３０３）。この際、チャネルｆ１及びアンテナＡ１が利用される。
【００５８】
無線端末１０１は、所定時間内に集計端末２００からＡＣＫ信号を受信したか否かによってデータの到達判定を行なう（ステップＳ１０２）。無線端末１０１は、データの到達を確認すると、次に送信するデータを抽出して送信データを生成し、無線モジュール４１からデータを送信する（ステップＳ１０２到達、Ｓ１０８Ｙｅｓ）。あるいは、無線端末１０１は、データの到達を確認し、次に送信するデータがない場合、送信動作を終了する（ステップＳ１０２到達、Ｓ１０８Ｎｏ）。
【００５９】
１２８μｓのキャリアセンスによって送信不可と判定された場合（ステップＳ３０２送信不可）、あるいは、データの送信が失敗した場合（ステップＳ１０２未達）、無線端末１０１は、無線モジュール４２によるキャリアセンスの判定を待つ（ステップＳ３０４）。無線端末１０１は、無線モジュール４２によるキャリアセンス時間（ここでは１０ｍＳ）が経過し、送信可能と判定した場合、送信データを再生成し、無線モジュール４２によって高出力（１０ｍＷ）で送信する（ステップＳ３０４送信可、Ｓ３０５）。無線端末１０１はデータの到達判定を行ない、到達を確認すると、次に送信するデータを抽出して送信データを生成し、無線モジュール４１からデータを送信する（ステップＳ３０６到達、Ｓ１０８Ｙｅｓ）。あるいは、無線端末１０１は、データの到達を確認し、次に送信するデータがない場合、送信動作を終了する（ステップＳ３０６到達、Ｓ１０８Ｎｏ）。
【００６０】
一方、１０ｍｓのキャリアセンスによって送信不可と判定された場合（ステップＳ３０４送信不可）、又は、無線モジュール４２から送信されたデータが未達と判定された場合（ステップＳ３０６未達）、所定時間待機した後にステップＳ３０１に移行する（ステップＳ１０７）。この際、送信に利用するチャネル、アンテナ及び出力電力（キャリアセンス時間）の組み合せを変更してステップＳ３０１以降の処理を行っても良い。ただし、ステップＳ１０７からステップＳ３０１に移行してデータを再送する回数は、所定の回数（０を含む）に制限されていることが好ましい。
【００６１】
以上のように、本実施の形態では、複数の異なるチャネル及びアンテナを利用してキャリアセンス時間の異なるキャリアセンスを行い、空中線電力、チャネル、及びアンテナを切り替えてデータを再送している。本実施の形態におけるデータの再送方法によれば、データの再送時に空中線電力を上昇させているため、データの受信品質を更に向上させることができる。又、データの送信のためのキャリアセンスと再送のためのキャリアセンスを、異なる無線モジュールで同時に行なうため、送信失敗から再送信までの時間を短縮できる。尚、受信動作は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
３．第３の実施の形態
第１の実施の形態では、データの再送時にチャネル及びアンテナを変更するため、複数の無線モジュールを変更することで実現していたが、複数のチャネルを利用可能な無線モジュールによっても実現できる。図１０に第３の実施の形態における通信装置３０２の構成を示す。第３の実施の形態における通信装置３０２は、図７に示す通信装置３０１に搭載された無線モジュール４１、４２に替えて、複数のチャネルを利用可能なマルチチャネル無線モジュール（無線モジュール４）を備える。又、図７に示す無線制御装置７は、アンテナ切替信号１３１を出力してアンテナの切り替えを行なうが、第３の実施の形態における無線制御装置７は、受信データ解析部１２からのチャネルアンテナ切替指示１４０に応じてアンテナ切替信号１３１とともに、チャネル切替信号１３２を出力する。無線モジュール４は、チャネル切替信号１３２に応じてデータの送信に使用するチャネルを変更する。第１の実施の形態に示す通信装置３００、３０１では、パケット制御装置３によって、使用チャネルに応じた無線モジュールを選択していたが、第３の実施の形態における通信装置３０２では、無線制御装置７においてチャネルを切り替えることで、再送時のチャネルの変更を行なう。その他の構成及びデータの再送方法は、第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００６３】
尚、第３の実施の形態における通信装置３０２は、１つの無線モジュールしか搭載していないため、複数のチャネルでの待受けができない。このため、通信装置３０２は、上述の受信機としての機能は有しない。このため、上述のように使用するためには、第１の実施の形態における通信装置３００、３０１と組み合わせて利用することが好ましい。
【００６４】
４．第４の実施の形態
チャネル及びアンテナのみならず空中線電力を高電力に切り替えてデータを再送する方法の変形例を第４の実施の形態として説明する。第２の実施の形態におけるデータの再送方法は、複数の無線モジュールを搭載した第１の実施の形態における通信装置３００、３０１に好適であるが、第３の実施の形態における通信装置３０２には適用できない。第４の実施の形態におけるデータの再送方法では、チャネル毎のキャリアセンスの開始時刻を制御することで、第１の実施の形態における通信装置３００、３０１のみならず、第３の実施の形態における通信装置３０２に適用することができる。図１１は、第４の実施の形態におけるデータの再送方法を示すフロー図である。図１２は、第４の実施の形態におけるデータ送信及び再送動作の概念図である。
【００６５】
第２の実施の形態におけるデータの再送方法では、データ送信のためのキャリアセンスと再送のためのキャリアセンスを並行して行っているが第４の実施の形態では、再送のためのキャリアセンスは、送信データの未達を検出してから実行される。
【００６６】
図１１及び１２を参照して、第４の実施の形態におけるデータの再送方法の詳細を説明する。以下では、第４の実施の形態におけるデータの再送方法について、第３の実施の形態における通信装置３０２を送信機として使用した無線端末１０１の動作を一例に説明する。
【００６７】
ここでは、予め、無線モジュール４は、チャネルｆ１、ｆ２を選択的に使用できるものとする。先ず、無線モジュール４は、チャネルｆ１に対して１２８μｓでキャリアセンス（低出力）を実行する（ステップＳ４０１）。
【００６８】
１２８μｓのキャリアセンスによって送信可能と判定されると、無線モジュール４は、低出力（１ｍＷ）でデータを送信する（ステップＳ３０２送信可、Ｓ３０３）。この際、チャネルｆ１及びアンテナＡ１が利用される。
【００６９】
無線端末１０１は、所定時間内に集計端末２００からＡＣＫ信号を受信したか否かによってデータの到達判定を行なう（ステップＳ１０２）。無線端末１０１は、データの到達を確認すると、次に送信するデータを抽出して送信データを生成し、無線モジュール４１からデータを送信する（ステップＳ１０２到達、Ｓ１０８Ｙｅｓ）。あるいは、無線端末１０１は、データの到達を確認し、次に送信するデータがない場合、送信動作を終了する（ステップＳ１０２到達、Ｓ１０８Ｎｏ）。
【００７０】
１２８μｓのキャリアセンスによって送信不可と判定された場合（ステップＳ３０２送信不可）、あるいは、データの送信が失敗した場合（ステップＳ１０２未達）、使用チャネル及び使用アンテナを他のチャネル及びアンテナに切り替える（ステップＳ１０４）。無線モジュール４は、切り替え後のチャネル及びアンテナを利用して１０ｍｓのキャリアセンス（高出力）を行なう（ステップＳ４０２）。ここでは、チャネルｆ２、アンテナＡ２でキャリアセンスが行われる。無線端末１０１は、無線モジュール４によるキャリアセンス時間（ここでは１０ｍｓ）が経過し、送信可能と判定した場合、送信データを再生成し、チャネルが切り替えられた無線モジュール４によって高出力（１０ｍＷ）で送信する（ステップＳ３０４送信可、Ｓ３０５）。
【００７１】
無線端末１０１は、所定時間内に集計端末２００からＡＣＫ信号を受信したか否かによってデータの到達判定を行なう（ステップＳ３０６）。無線端末１０１は、データの到達を確認すると、次に送信するデータを抽出して送信データを生成し、無線モジュール４１からデータを送信する（ステップＳ３０６到達、Ｓ１０８Ｙｅｓ）。あるいは、無線端末１０１は、データの到達を確認し、次に送信するデータがない場合、送信動作を終了する（ステップＳ３０６到達、Ｓ１０８Ｎｏ）。
【００７２】
一方、１０ｍｓのキャリアセンスによって送信不可と判定された場合（ステップＳ３０４送信不可）、又は、ステップＳ３０５において無線モジュール４から送信されたデータが未達と判定された場合（ステップＳ３０６未達）、所定時間待機した後にステップＳ４０１に移行する（ステップＳ１０７）。この際、送信に利用するチャネル、アンテナ及び空中線電力（キャリアセンス時間）の組み合せを変更してステップＳ４０１以降の処理を行っても良い。ただし、ステップＳ１０７からステップＳ４０１に移行してデータを再送する回数（０を含む）は、所定の回数に制限されていることが好ましい。
【００７３】
以上のように、本実施の形態では、複数の異なるチャネル及びアンテナを利用してキャリアセンス時間の異なるキャリアセンスを行い、空中線電力、チャネル、及びアンテナを切り替えてデータを再送している。本実施の形態におけるデータの再送方法によれば、データの再送時に空中線電力を上昇させているため、データの受信品質を更に向上させることができる。又、再送のためのキャリアセンスをデータの到達を確認してから行っているため、再送時、１つの無線モジュールでキャリアセンスを実行しつつチャネル、アンテナ、及び空中線電力の切り替えを行なうことができる。尚、受信動作は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。本発明によれば、データを再送する際、送信チャネル及び受信アンテナを変更することで、使用周波数帯域を共有する他の通信システムからの信号による干渉を回避するとともに、フェージングによる受信劣化を防止することができる。このため、本発明による無線通信システムは、無線規格は異なるが使用周波数帯域が他の無線通信システムと共通するような無線通信システムに好適に利用され得る。尚、第１から第４の実施の形態における通信装置３００、３０１、３０２のいずれかを送信機として利用し、第１及び第２の実施の形態における通信装置３００、３０１のいずれかを受信機として利用することができる。又、無線端末１０１〜１０３及び集計端末２００の数は、上述の例に限らないのは言うまでもない。
【００７５】
又、簡易構成として、送信機として図１３に示す通信装置３０３が適用できる。通信装置３０３は、図１０に示す通信装置３０２と同様に、複数のチャネルを切り替えて利用できる無線モジュール４を備えるが、アンテナの切り替えは行なわない。この場合、受信データ解析部１２からのチャネル切替指示１５０に応じて使用チャネルが切り替えられる。通信装置３０３は、送信アンテナの切り替えは行なわず、構成が簡易であるため、端末及びシステム全体のコストを低減することができる。更に、第１、第２及び第４の実施の形態における通信装置３００、３０１のいずれかを送信機として利用した場合、データの再送時、送信アンテナの切り替えを行わないように設定することも可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１〜１０３：無線端末
２００：集計端末
３００〜３０３：通信装置
１：演算装置
２：記憶装置
３：パケット制御装置
４、４１、４２：無線モジュール
５、５１、５２：アンテナ
６：センサ
７：無線制御装置
１１：送信データ生成部
１２：受信データ解析部
１１０：モジュール切替指示
１２０：再送指示
１３０：アンテナ切替指示
１４０：チャネルアンテナ切替指示
１５０：チャネル切替指示
【図１】
2010178068.tif 000003
【図２】
2010178068.tif 000004
【図３】
2010178068.tif 000005
【図４】
2010178068.tif 000006
【図５】
2010178068.tif 000007
【図６】
2010178068.tif 000008
【図７】
2010178068.tif 000009
【図８】
2010178068.tif 000010
【図９】
2010178068.tif 000011
【図１０】
2010178068.tif 000012
【図１１】
2010178068.tif 000013
【図１２】
2010178068.tif 000014
【図１３】
2010178068.tif 000015