(57)【要約】【課題】キャリアセンス時における通信エラーデータからシステムにおけるキャリアの変更又は設定を行う。【解決手段】無線通信装置に、キャリアセンス回数を計数するカウンタ１６ａと、受信信号中の所定の情報と予め設定した情報を比較する受信データ比較回路１４と、その一致または不一致回数をカウントするカウンタ１６ｂ〜１６ｄと、各カウンタ１６ａ〜１６ｄのカウント結果を保存するＲＡＭ３０ｃと、前記キャリアセンス回数と前記一致または不一致回数との比率から、キャリアの変更の是非を判断するマイクロコンピュータ３０を備えた。【選択図】           図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアセンス回数を計数する第１のカウンタと、受信信号中の所定の情報と予め設定した情報を比較する手段と、その一致または不一致回数をカウントする第２のカウンタと、各カウンタのカウント結果を保存する手段と、前記キャリアセンス回数と前記一致または不一致回数との比率から、通信の適または不適を判断する制御手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載された無線通信装置において、
第２のカウンタは受信信号のマンチェスタ符号化パターンの一致検出回数を計数するカウンタであって、
前記制御手段は、キャリアセンス回数をＹとし、その際における受信信号のマンチェスタ符号化パターンの不一致検出回数をＸとして、Ｘ／Ｙが所定値を超えたとき、キャリアを予め設定した他のキャリアに切り換えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載された無線通信装置において、
第２のカウンタは、キャリアセンス回数計数中における受信信号のマンチェスタ符号化パターンが一致したときのプリアンブルパターンの不一致回数を計数するカウンタであって、
前記制御手段は、キャリアセンス回数をＹとし、その際における上記プリアンブルパターンの不一致回数をＺとして、Ｚ／Ｙが所定値を超えたとき、キャリアを予め設定した他のキャリアに切り換えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載された無線通信装置において、
前記第２のカウンタは、受信信号のマンチェスタ符号化パターンが一致し、かつプリアンブルパターンが一致したときのヘッダーパターンが不一致になった回数を計数するカウンタであって、
前記制御手段は、キャリアセンス回数をＹとし、その際における上記ヘッダーパターンの不一致回数をＷとして、Ｗ／Ｙが所定値を超えたとき、キャリアを予め設定した他のキャリアに切り換えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された無線通信装置において、
上記各カウンタの計数値を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
無線通信方法であって、
キャリアセンス回数を計数する工程と、受信信号中の所定の情報と予め設定した情報を比較する工程と、その一致または不一致回数をカウントする工程と、各カウンタのカウント結果を保存する工程と、前記キャリアセンス回数と前記一致または不一致回数との比率から、通信の適または不適を判断する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信端末装置及び無線通信方法に関し、とくに常にノイズの少ないチャンネルで安定した無線通信を可能にする無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【０００２】
無線通信装置間、例えば、遠隔監視装置などにおいて、複数の子機とこれら複数の子機を制御する親機との間の通信等のように予め定めた特定の相手と無線通信を行う場合は、互いに予め定めた同じ無線周波数を用いて送受信を行っている。
ところが、無線通信を行う場合、他の機器が同じ周波数で無線通信を行っていたり、或いは電力ケーブル、電子機器等から生じる妨害電波により同一周波数のノイズが発生することがあり、このような場合は無線通信が妨害される。
【０００３】
そこで、通常無線通信を行う場合は、無線送受信に先立ちキャリア（又はキャリア周波数）センスを行うが、そのキャリアセンスで他機器が当該無線チャネルを利用していることが判明した場合、つまり送信しようとする電波と同じ周波数の電波を検知したときは、発信を見合わせ、ある時間を置いた後再度キャリアセンスを行って、電波が存在しないことが確かめられたときに初めて発信するという混信防止策が採られている。
このような場合、信号の送受信ができないと繰り返し何度もキャリアセンスを行うことになるが、このキャリアセンス動作が頻発すると、送受信が遅延するだけではなく、無線機器が例えば、遠隔監視システムにおける子機のように電池で動作している場合は、電池容量の低下に繋がり好ましくない。
【０００４】
そこで、キャリアセンスを行って状況を把握し、発信する電波と同じ周波数の電波が存在したときには、自己と同一周波数の電波が存在しないか或いは電波の存在確率が小さい周波数に切り替えるようにした、機器本体ユニットとリモコンを備えた空調・給湯給水システムが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この空調・給湯給水システムでは、機器本体ユニットが近傍に同一周波数を使用するシステムが存在することを知った場合、リモコンユニットからの電波を機器本体ユニットが受信した後の返信電波に、リモコンユニットの送受信周波数を現在の周波数ｆ１と異なる周波数ｆ２に変更する指示情報を添付する。
リモコンユニットは、これを受けて前記現在の周波数ｆ１と異なる周波数ｆ２で機器本体ユニットに返信する。機器本体ユニットは、近傍に同一周波数を使用するシステムが存在するのを知った後、一回の送信時間に対して十分短い時間間隔で周波数ｆ１とｆ２の受信を交互に繰り返し、周波数ｆ２の電波を捕捉したら、それが自己と同一のＩＤコードを持つことを確かめて、周波数ｆ２で返信を行う。
【０００６】
しかしながら、この従来の混信防止方法では、機器本体ユニットは近傍に同一周波数を使用するシステムが存在するのを知った後、その返信電波に現在の周波数ｆ１と異なる周波数ｆ２に変更する指示情報を添付するだけで、その周波数ｆ２に直ちに切り換えるものではないから、その返信のため更にキャリアセンスを行うこととなり、その返信電波を直ぐに発信できないことが発生し、発信タイミングが遅れることがある。また、仮に、本システムを電池駆動の通信機器に適用すると、電池が消耗するという問題がある。
更に、周波数ｆ１と同一周波数の電波を受信したときには、その電波の受信レベルによらず周波数を切り換えるから、周波数の切り換えも頻繁に起こり、同様に電池駆動の通信機器では電池の消耗を早めるという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本出願人は、先に、キャリアセンス回数を減らすなどして無線通信機器の電池の消耗を抑制すると共に、電波妨害回避のためにキャリア周波数を変更することができるようにした無線通信装置を提案した（特許文献２参照）。
この無線通信装置は、同一周波数の電波がキャリアセンスされたとき、その電波が自局宛比率が所定の割合以上か否か判断し、自局宛比率が所定値に達しないと判断したときは、その受信信号レベルが所定のレベル以上か否か判断し、所定のレベル以上の比率が所定値以上の場合だけ別の周波数に変換して、むやみに周波数変換するのを防止することができる。
また、この提案に係る無線通信装置では、キャリアセンスを行って、その結果に応じて実際に必要がある場合だけキャリアを変更するものであるから、むやみにキャリア変換を行うことを防止することはできる。ただ、この無線通信装置では、キャリアセンスの結果に基づきキャリアの変更を行うことを目的とするので、キャリア変更に至った、つまり、受信動作を行う際の個別の受信エラー情報についてこれを活用することまでは考慮されていない。従って、キャリアセンスにおいて得られた周囲の通信情報を、例えばシステムのキャリア設定を行う場合の情報として利用することまではできない。つまり、システムのキャリア設定に受信エラー情報を反映することはできない。
【特許文献１】特開２００２−２９５８９２号公報
【特許文献２】特願２００５−２８１８３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、本出願人が先に提案した無線通信装置を一歩進めて、受信エラーとなった個別情報を収集保存するとともに、その情報を利用して受信エラーが発生しないようなキャリア設定を行い、常に安定した通信が行えるようにすると共に、ノイズや他のシステムのキャリアに対して機器（ＣＰＵ）が反応して電池寿命が短くなることを防止することである。
【０００９】
［作用］
本発明では、受信動作を行う際に、受信エラーとなった個別情報を収集するためのカウンタを設け、各個別情報からそれぞれ受信エラーとなった要因が分かるため、その要因を考慮して、これを回避できるようにその後の受信動作、制御（チャンネル切換／受信動作の停止）を行うようにしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は無線通信装置であって、キャリアセンス回数を計数する第１のカウンタと、受信信号中の所定の情報と予め設定した情報を比較する手段と、その一致または不一致回数をカウントする第２のカウンタと、各カウンタのカウント結果を保存する手段と、前記キャリアセンス回数と前記一致または不一致回数との比率から、通信の適または不適を判断する制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された無線通信装置において、第２のカウンタは受信信号のマンチェスタ符号化パターンの一致検出回数を計数するカウンタであって、前記制御手段は、キャリアセンス回数をＹとし、その際における受信信号のマンチェスタ符号化パターンの不一致検出回数をＸとして、Ｘ／Ｙが所定値を超えたとき、キャリアを予め設定した他のキャリアに切り換えることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載された無線通信装置において、第２のカウンタは、キャリアセンス回数計数中における受信信号のマンチェスタ符号化パターンが一致したときのプリアンブルパターンの不一致回数を計数するカウンタであって、前記制御手段は、キャリアセンス回数をＹとし、その際における上記プリアンブルパターンの不一致回数をＺとして、Ｚ／Ｙが所定値を超えたとき、キャリアを予め設定した他のキャリアに切り換えることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載された無線通信装置において、前記第２のカウンタは、受信信号のマンチェスタ符号化パターンが一致し、かつプリアンブルパターンが一致したときのヘッダーパターンが不一致になった回数を計数するカウンタであって、前記制御手段は、キャリアセンス回数をＹとし、その際における上記ヘッダーパターンの不一致回数をＷとして、Ｗ／Ｙが所定値を超えたとき、キャリアを予め設定した他のキャリアに切り換えることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された無線通信装置において、上記各カウンタの計数値を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は無線通信方法であって、キャリアセンス回数を計数する工程と、受信信号中の所定の情報と予め設定した情報を比較する工程と、その一致または不一致回数をカウントする工程と、各カウンタのカウント結果を保存する工程と、前記キャリアセンス回数と前記一致または不一致回数との比率から、通信の適または不適を判断する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、常にノイズの少ないチャンネルで安定した無線通信が行えると共に、ノイズ若しくは他のシステムのキャリア受信によるＣＰＵ動作を低減して電池消費を抑えることができる。
また、保守時に、電池寿命が想定時間以下となった場合の、原因特定手段として外来ノイズの影響をＬＯＧ（データベースの変更の履歴等）から判断することができ、事前に回避対策を講じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の無線通信装置１である子機の１実施形態のＲＦ（Radio Frequency）回路部１０を示す。
ＲＦ回路部１０は、アンテナ１１からの信号を増幅する増幅器１２，増幅した信号を復調する復調回路１３，復調した信号から受信データを取り出し、予め設定したデータと比較する受信データ比較回路１４，復調された信号に基づきキャリアセンスのタイミングを生成するキャリアセンスタイミング生成回路１５，該キャリアセンスタイミング生成回路１５の生成タイミングで受信信号の後述する各種データを計数するカウンタ１６ａ〜１６ｄ、変調回路１７、変調回路１７からの安定した周波数を得るためのシンセサイザ１８、シンセサイザ１８からの信号を増幅する増幅器１９及び、このＲＦ回路１０の外部に配置されたマイクロコンピュータ３０との接続を行うためのＣＰＵインターフェース（Ｉ／Ｆ）２０とからなっている。マイクロコンピュータ３０はＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ、ＲＡＭ３０ｃから成っており、本無線通信装置の制御部として前記比較回路１４への設定データの供給、各カウンタの計数情報に基づき演算や判断を行うなど、装置全体の制御を行う。
【００１３】
ここで、上記カウンタは以下の４つのカウンタから成る。
（１）一定周期の間欠受信において、キャリアセンスを実行した回数をカウントするカウンタ１６ａ。
（２）キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンと不一致（データ破壊の可能性がある）を検出した回数をカウントするカウンタ１６ｂ。
（３）キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンと一致検出（データ破壊の可能性なし）し、プリアンブルパターン（無線端末からの無線接続のためのパターンで、送信端末から送信された信号が受信端末で正確に受信できるようにするための固定パターン）の不一致を検出した回数を計数するカウンタ１６ｃ。
（４）キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンと一致検出し、プリアンブルパターンも一致を検出した後、ヘッダパターン（アドレスを示すパターンで、例えばディップスイッチで変更することができる）が不一致になった回数を計数するカウンタ１６ｄ。
【００１４】
以上の構成において、キャリアセンスを行う場合は、アンテナ１１で受信した信号を復調器１３ｄで復調し、その復調した信号を受信データ比較回路１４で予め設定された複数のデータと比較する。各カウンタ１６ａ〜１６ｄは、復調回路１３からの出力で制御されるキャリアセンスタイミング生成回路１５からのタイミング信号で受信データ比較回路出力に同期して作動し、比較回路からの出力毎にその出力である比較結果から、目標となる数値、つまり各カウンタ毎に割り当てられた前記各情報を拾い出してカウントし、そのカウント値は子機である無線通信装置のマイクロコンピュータ３０に送信され、次に説明するような制御を行う。
【００１５】
即ち、本無線通信装置は、上記４つのカウンタをキャリア毎に独立に有しており、各キャリア毎の４つのカウンタからのカウント情報に基づき制御装置であるマイクロコンピュータは以下の制御を行う。以下、図面を用いてその処理の手順を説明する。
【００１６】
図２は、第１のカウンタ１６ａの動作手順を示すフロー図である。
第１のカウンタ１６ａは、一定周期の間欠受信において、キャリアセンスを実行した数（Ｙ）をカウントし（Ｓ１０１）、マイクロコンピュータ３０はその計数値を、記憶手段である例えばＲＡＭ３０ｃに記憶する（Ｓ１０２）。
【００１７】
図３は、第２のカウンタ１６ｂの動作手順を示すフロー図である。
第２のカウンタ１６ｂは、キャリアセンスにてキャリアありを認識した後（Ｓ２０１、ＹＥＳ）に、受信データ比較回路１４で当該キャリアのマンチェスタ符号化パターンとの不一致を検出したとき（Ｓ２０２、ＹＥＳ）、その回数（Ｘ）をカウントし（Ｓ２０３）、マイクロコンピュータ３０は、例えば、キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンとの不一致を検出した回数／キャリアセンス回数（Ｘ／Ｙ）を計算し（Ｓ２０４）、その割合（Ｘ／Ｙ）が７０％以上の場合（Ｓ２０５，ＹＥＳ）は、他機器からの輻射ノイズ、またはマンチェスタ符号化を行っていない他システムが周辺に存在すると判断し、予め設定してある他の無線チャンネルへキャリア移行する（Ｓ２０６）。
【００１８】
また、マイクロコンピュータ３０は、当該システムにおいて利用可能な全無線チャンネルのキャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンとの不一致を検出した回数／キャリアセンス回数の割合が１００％となった場合（Ｓ２０７、ＹＥＳ）は、他機器からの輻射ノイズにより全無線チャンネルが潰されていると判断し、キャリア検出周期を大きくし、電力消費を軽減するようキャリアセンス周期を変更するか、若しくは送受信動作を停止する（Ｓ２０８）。
【００１９】
図４は、第３のカウンタ１６ｃの動作手順を示すフロー図である。
カウンタ１６ｃは、キャリアセンスにてキャリアありを認識した後（Ｓ３０１，ＹＥＳ）に、マンチェスタ符号化パターンとの一致を検出し（Ｓ３０２，ＹＥＳ）、プリアンブルパターンとの不一致を検出したとき（Ｓ３０３、ＹＥＳ）、その回数（Ｚ）をカウントし（Ｓ３０４）、マイクロコンピュータ３０は、例えば、キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンとの一致を検出し、プリアンブルパターンとの不一致を検出した回数（Ｚ）／キャリアセンス回数（Ｙ）を計算し、その割合（Ｚ／Ｙ）が７０％を超える場合には（Ｓ３０５、ＹＥＳ）、マンチェスタ符号化を有する他システムが周辺に存在すると判断し、予め決定しておいた他の無線チャンネルへキャリア移行する（Ｓ３０６）。
【００２０】
図５は、第４のカウンタ１６ｄの動作手順を示すフロー図である。
カウンタ１６ｄは、キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に（Ｓ４０１、ＹＥＳ）、マンチェスタ符号化パターンとの一致を検出し（Ｓ４０２、ＹＥＳ）、プリアンブルパターンとの一致を検出し（Ｓ４０３、ＹＥＳ）、ヘッダパターンが不一致のとき（Ｓ４０４、ＹＥＳ）、その回数（Ｗ）をカウントする（Ｓ４０５）。マイクロコンピュータ３０は、例えば、キャリアセンスにてキャリアありを認識した後に、マンチェスタ符号化パターンとの一致を検出し、プリアンブルパターンとの一致を検出した後、ヘッダパターンが不一致になった回数（Ｗ）／キャリアセンス回数（Ｙ）を計算し、その割合（Ｗ／Ｙ）が７０％を超える場合は（Ｓ４０６，ＹＥＳ）、同一システムが近隣に存在すると判断して、予め決定しておいた他の無線チャンネルにキャリア移行する（Ｓ４０７）。
【００２１】
以上のように各カウンタで計数した全カウンタ情報は、ＲＡＭ３０ｃなどのメモリに保存する。これにより保守時に周辺ノイズ状況を判断し、機器設置場所の変更や無線チャンネル再指定のために利用することができる。
【００２２】
以上の説明では、無線通信装置を、例えば遠隔監視システムの子機に例を採って、子機に搭載したカウンタ情報を基に、子機のマイクロコンピュータでキャリア変更等を判断して動作を実行するものとして説明したが、以上の４つのカウンタ情報を制御チャンネルを経て上位機（親機、管理サーバ）へ伝達し、上位機からの判断／指示で上記動作を行うようにしてもよい。
また、センターのサーバへカウンタ情報を周期的に転送し、機器周辺ノイズの状況を判断して、センターからのコマンドで無線チャンネルの変更設定をすることもできる。
【００２３】
以上、説明したように、本願発明に係る無線通信装置又は無線通信方法では、前記各カウンタのカウント情報から周囲の通信エラーの内容を知ることができ、また、カウント情報を記憶しておくことで、当該区域の通信エラーの状況が把握できるため、これらを参考にすることで、保守時などにおける通信システムのキャリア設定時に適正なキャリア設定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の無線通信装置のブロック図である。
【図２】第１のカウンタの処理を説明するフロー図である。
【図３】第２のカウンタの処理を説明するフロー図である。
【図４】第３のカウンタの処理を説明するフロー図である。
【図５】第４のカウンタの処理を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０・・・ＲＦ回路部、１１・・・アンテナ、１２・・・増幅器、１３・・・復調回路、１４・・・比較回路、１５・・・キャリアセンスタイミング生成回路、１６（１６ａ〜１６ｄ）・・・カウンタ、１７・・・変調回路、１８・・・シンセサイザ、１９・・・増幅器、２０・・・ＣＰＵインターフェース、３０・・・マイクロコンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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