(57)【要約】【課題】近隣の電波状態を測定・監視することなしに、チャネル衝突の回避やチャネル変更の処理を可能にする親端末の通信方法を提供する。【解決手段】本通信方法は、親端末１００に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するチャネル決定ステップと、自ネットワークに参加している子端末２００に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信ステップと、要求データおよび返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理ステップと、チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、選択可能な無線チャネルのいずれかをチャネル情報に基づいて変更チャネルとして選択し、選択した変更チャネルを返信データの受信が確認された子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル変更ステップと、を含む。【選択図】図１
2008193247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムに適用される前記親端末の通信方法であって、
前記親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するチャネル決定ステップと、
前記親端末のネットワークに参加している前記子端末に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、前記子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信ステップと、
前記要求データおよび前記返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理ステップと、
前記チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、前記チャネル情報に基づいて前記選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した前記変更チャネルを前記返信データの受信が確認された前記子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル制御ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記第１の識別子および前記選択可能な無線チャネルの数に応じて起動時の無線チャネルが決定されることを特徴とする、請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記要求データが送信された前記子端末の数（Ｎｓ）に対する前記返信データの受信が確認された前記子端末の数（Ｎｒ）の割合（Ｎｒ／Ｎｓ）が所定の閾値を超えない場合には、前記チャネルを変更する必要性があると判断されることを特徴とする、請求項１に記載の通信方法。
【請求項４】
前記チャネル制御ステップでは、前記割合の高いチャネルが優先的に選択されることを特徴とする、請求項３に記載の通信方法。
【請求項５】
前記親端末のネットワークに参加するために、前記親端末に固有の第２の識別子に基づいて、前記選択可能な無線チャネル上で前記親端末の使用チャネルが前記子端末により検索されることを特徴とする、請求項１に記載の通信方法。
【請求項６】
選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムに適用される親端末装置であって、
自ネットワークに参加している前記子端末に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、前記子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信部と、
前記要求データおよび前記返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理部と、
自らに固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定し、かつ、前記チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、前記チャネル情報に基づいて前記選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した前記変更チャネルを前記返信データの受信が確認された前記子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル制御部と、
を備えることを特徴とする親端末装置。
【請求項７】
前記チャネル制御部が前記第１の識別子および前記選択可能な無線チャネルの数に応じて起動時の無線チャネルを決定することを特徴とする、請求項６に記載の親端末装置。
記載の親端末。
【請求項８】
前記要求データが送信された前記子端末の数（Ｎｓ）に対する前記返信データの受信が確認された前記子端末の数（Ｎｒ）の割合（Ｎｒ／Ｎｓ）が所定の閾値を超えない場合には、前記チャネル制御部が前記チャネルを変更する必要性があると判断することを特徴とする、請求項６に記載の親端末装置。
【請求項９】
前記チャネル変更に際して、前記チャネル制御部が前記割合の高いチャネルを優先的に選択することを特徴とする、請求項８に記載の親端末装置。
【請求項１０】
選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムにおける親端末に用いられるプログラムであって、前記親端末を、
自ネットワークに参加している前記子端末に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、前記子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信手段、
前記要求データおよび前記返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理手段、
親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定し、かつ、前記チャネル情報に基づいて前記チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、前記選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した前記変更チャネルを前記返信データの受信が確認された前記子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル制御手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに適用される親端末の通信方法、親端末装置およびプログラムに係り、特に、選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムに適用される、親端末の通信方法、親端末装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティ管理を始めとして、空調・照明・室温管理、電気・ガスメータのテレメタリング、生産現場・倉庫での流通管理、家庭での電気製品の遠隔制御等、センサを用いた無線ネットワークの適用範囲が拡大している。そして、このような無線センサネットワークのアプリケーションを実現するための通信方式として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Bluetooth SIG, Inc.の登録商標；以下同様）よりも低速で伝送距離も短いが、代わりに省電力でコストも低い短距離無線通信規格であるＺｉｇＢｅｅ（Koninklijke Philips Electronics N. V.の登録商標；以下同様）が普及しつつある。ＺｉｇＢｅｅでは、物理層のインターフェースにIEEE802.15.4が用いられ、無線ＬＡＮ規格のIEEE802.11bと同じ２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域が１６チャネルに分割されて用いられる。
【０００３】
ＺｉｇＢｅｅが用いられる２．４ＧＨｚ帯は、「ジャンクバンド」とも呼ばれるほど、無線ＬＡＮを始めとする様々な通信方式で用いられている。このため、例えばセキュリティ管理製品の展示会場等、不特定多数の無線端末が存在する通信環境では、限られた数のチャネルを共用する複数のネットワークが混在し、隣接するネットワーク間で同一のチャネルが使用されると混信が生じて通信不能となる場合がある。よって、このような通信環境下では、チャネル衝突の回避やチャネル変更の処理が必要となる。
【０００４】
このような通信環境下でのネットワークの確立に関して、下記特許文献１には、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式を用いて親端末と子端末との間で通信を行う無線ＬＡＮシステムで、トラフィックの集中によるスループット悪化を低減する方法が開示されている。下記特許文献１等に開示されている方法では、親端末の起動時に使用可能なチャネルの電波状態を測定して最適チャネルが決定された上で、定期的に自ネットワークの送信を停止させて、子端末が分散して近隣の電波状態を監視することで通信環境の変化に応じて最適チャネルが選択される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３７８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法では、チャネル衝突の回避やチャネル変更の処理のために、近隣の電波状態を測定・監視する手段が必要とされる。換言すれば、限られた数のチャネルを共用する通信環境下では、近隣の電波状態を測定・監視する手段なしには、チャネル衝突の回避やチャネル変更の処理を行うことができない。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、近隣の電波状態を測定・監視することなしに、チャネル衝突の回避やチャネル変更の処理をすることができる、新規かつ改良された、親端末の通信方法、親端末装置およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムに適用される親端末の通信方法が提供される。本通信方法は、親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するチャネル決定ステップと、親端末のネットワークに参加している子端末に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信ステップと、要求データおよび返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理ステップと、チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、チャネル情報に基づいて選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した変更チャネルを返信データの受信が確認された子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
かかる方法によれば、親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するので、複数の無線ネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。また、チャネルを変更する必要性があると判断し、チャネル情報に基づいて変更チャネルを選択し、選択した変更チャネルを自ネットワークに参加している子端末に通知した上でチャネルを変更するので、親端末および子端末が最適なチャネルに自動的に移動される。
【００１０】
第１の識別子および選択可能な無線チャネルの数に応じて起動時の無線チャネルが決定されるようにしてもよい。かかる方法によれば、第１の識別子および選択可能な無線チャネルの数に応じて起動時の無線チャネルを決定するので、複数の無線ネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。
【００１１】
要求データが送信された子端末の数（Ｎｓ）に対する返信データの受信が確認された子端末の数（Ｎｒ）の割合（Ｎｒ／Ｎｓ）が所定の閾値を超えない場合には、チャネルを変更する必要性があると判断されるようにしてもよい。かかる方法によれば、上記割合が所定の閾値を超えない場合にチャネルを変更する必要性があると判断するので、チャネル衝突の発生頻度が高いチャネルに対しては、チャネルを変更する必要性があると判断される。
【００１２】
チャネル制御ステップでは、上記割合の高いチャネルが優先的に選択されるようにしてもよい。かかる方法によれば、上記割合の高いチャネルを優先的に選択するので、チャネル変更に際して、チャネル衝突の発生頻度が低いチャネルが優先的に選択される。
【００１３】
親端末のネットワークに参加するために、親端末に固有の第２の識別子に基づいて、選択可能な無線チャネル上で親端末の使用チャネルが子端末により検索されるようにしてもよい。かかる方法によれば、親端末に固有の第２の識別子に基づいて親端末の使用チャネルが検索されるので、親端末のネットワークに参加する子端末により所望の親端末が容易にアクセスされる。
【００１４】
また、本発明の第２の観点によれば、選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムに適用される親端末装置が提供される。本親端末装置は、自ネットワークに参加している子端末に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信部と、要求データおよび返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理部と、自らに固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定し、かつ、チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、チャネル情報に基づいて選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した変更チャネルを返信データの受信が確認された子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、チャネル制御部が親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するので、複数の無線ネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。また、チャネル制御部が、チャネルを変更する必要性があると判断し、チャネル情報に基づいて変更チャネルを選択し、選択した変更チャネルを自ネットワークに参加している子端末に通知した上でチャネルを変更するので、親端末および子端末が最適なチャネルに自動的に移動される。
【００１６】
チャネル制御部が第１の識別子および選択可能な無線チャネルの数に応じて起動時の無線チャネルを決定するようにしてもよい。かかる構成によれば、第１の識別子および選択可能な無線チャネルの数に応じて起動時の無線チャネルを決定するので、複数のネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。
【００１７】
要求データが送信された子端末の数（Ｎｓ）に対する返信データの受信が確認された子端末の数（Ｎｒ）の割合（Ｎｒ／Ｎｓ）が所定の閾値を超えない場合には、チャネル制御部がチャネルを変更する必要性があると判断するようにしてもよい。かかる構成によれば、上記割合が所定の閾値を超えない場合にチャネルを変更する必要性があると判断するので、チャネル衝突の発生頻度が高いチャネルに対しては、チャネルを変更する必要性があると判断される。
【００１８】
チャネル変更に際して、チャネル制御部が上記割合の高いチャネルを優先的に選択するようにしてもよい。かかる構成によれば、上記割合の高いチャネルを優先的に選択するので、チャネル変更に際して、チャネル衝突の発生頻度が低いチャネルが優先的に選択される。
【００１９】
さらに、本発明の第３の観点によれば、選択可能な複数の通信チャネルを介して親端末と子端末との間で通信を行う無線通信システムにおける親端末に用いられるプログラムが提供される。本プログラムは、親端末を、自ネットワークに参加している子端末に確認応答の返信を要求する要求データを定期的に送信し、子端末から確認応答の返信データを受信するデータ送受信手段、要求データおよび返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するチャネル情報管理手段、親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定し、かつ、チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、チャネル情報に基づいて選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した変更チャネルを返信データの受信が確認された子端末に通知し、無線チャネルを変更するチャネル制御手段、として機能させることを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、チャネル制御手段が親端末に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するので、複数の無線ネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。また、チャネル制御手段が、チャネルを変更する必要性があると判断し、チャネル情報に基づいて変更チャネルを選択し、選択した変更チャネルを自ネットワークに参加している子端末に通知した上でチャネルを変更するので、親端末および子端末が最適なチャネルに自動的に移動される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、近隣の電波状態を測定・監視することなしに、チャネル衝突の回避やチャネル変更の処理を可能にする、親端末の通信方法、親端末装置およびプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
図１は、ＺｉｇＢｅｅのネットワークモデルを示す説明図である。図１に示すように、ＺｉｇＢｅｅネットワークは、親端末１００となるコーディネータ（ＺＣ）１００、ルータ（ＺＲ）１５０、および子端末２００となるエンドデバイス（ＺＥＤ）２００で構成され、スター型のトポロジとメッシュ型のトポロジとを融合したクラスタツリー型のネットワークである。親端末１００およびルータ１５０は、ＰＡＮ（Personal Area Network）コーディネータの機能を有し、スターリンク（クラスタ）を形成する。同時に、親端末１００とルータ１５０との間でメッシュリンクを形成することで、マルチホップネットワークが構成される。一方、子端末２００は、親端末１００やルータ１５０にスターリンクで接続することで、ネットワークに参加する。子端末２００は、接続したルータ１５０を介してマルチホップ通信を行うことで、ネットワークに接続されている他のデバイスと通信できる。
【００２４】
図２は、ＺｉｇＢｅｅの一般的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。ＺｉｇＢｅｅのプロトコル構成は、例えば、IEEE802.15.4の物理層およびデータリンク層を用いて、その上位にネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層およびアプリケーション層が規格化されている。
【００２５】
ＺｉｇＢｅｅ端末１００、２００は、通常の無線ＬＡＮ端末と同様に、アンテナ１１０に接続された無線部１２０、無線部１２０に接続された復調部１３０および変調部１４０、記憶部１５０、各プロトコル層の構成１６０、１７０等を含む。無線部１２０は、IEEE802.15.4規格に準拠し、アンテナ１１０に対して２．４ＧＨｚの無線信号を送受信する回路で構成され、出力側に復調部１３０、入力側に変調部１４０が各々に接続される。復調部１３０は、ＩＦ（Intermediate
Frequency）インターフェースにより無線部１２０から取込まれた受信データを復調し、復調データを出力する回路であり、変調部１４０は、ＩＱデータとして入力された変調データを変調信号に変調し、無線部１２０に出力する回路である。復調部１３０の出力側および変調部１４０の入力側に物理層１６０が接続される。物理層１６０は、IEEE802.15.4規格に準拠し、受信時には復調データを復調部１３０から取込み、送信時には変調データを変調部１４０に出力する回路である。物理層１６０には、例えば送受信データや作業データ等を格納する記憶部１５０がＲＡＭ（Random
Access Memory）等により構成されて接続される。
【００２６】
物理層１６０には、受信電力測定やリンク品質通知、チャネルの使用状況を確認するＣＳＭＡ−ＣＡ等のデータ送受信機能を有するデータ送受信制御部１６５が設けられる。データ送受信制御部１６５の仕様は、例えば、周波数が２．４ＧＨｚ、チャネル数が１６、変調方式がＯ−ＱＰＳＫ（オフセット四位相偏移変調）、拡散方式がＤＳＳＳ（直接拡散方式）、データレートが２５０ｋｂｉｔ／ｓである。一方、図２中にプロトコル層１７０で一括して示される各プロトコル層では、データリンク層がデータフォーマット処理層であるＭＡＣ（Media Access Control）層を有し、ネットワーク層がネットワーク上に接続された２ノード間でのデータ転送管理を行う。トランスポート層が通信管理を行い、セッション層が通信の開始から終了までの管理を行う。そして、プレゼンテーション層がアプリケーション層とセッション層との間のインターフェース管理を行う。プロトコル層の構成は、例えば、無線部１２０等の回路構成部と同一のＬＳＩ（大規模集積回路）上に物理層１６０が実装され、その集積回路に接続されたＣＰＵ等に他のプロトコル層１７０が実装される場合もある。
【００２７】
ここで、本実施形態に係る親端末１００は、従来のＺｉｇＢｅｅ端末に対して、少なくとも、データ送受信機能、チャネル情報管理機能、チャネル制御機能を有するものである。
【００２８】
データ送受信機能は、自ネットワークに参加している子端末２００に確認応答の返信を要求するデータを定期的に送信し、子端末２００から確認応答の返信データを受信するものである。データ送受信機能では、自ネットワークに参加している子端末２００のネットワーク識別子に基づいて、該当する子端末２００に確認応答の返信を要求する要求データが、親端末１００のデータ送受信制御部１６５、変調部１４０、無線部１２０およびアンテナ１１０等を介して定期的に送信される。そして、子端末２００から送信された返信データが、親端末１００のアンテナ１１０、無線部１２０、復調部１３０およびデータ送受信制御部１６５等を介して受信される。ここで、自ネットワークに参加している子端末２００のネットワーク識別子は、例えば親端末１００の記憶部１５０等に確保された記憶領域にネットワーク情報として記憶され、必要に応じてデータ送受信制御部１６５を含む他の構成部によりアクセスされる。
【００２９】
チャネル情報管理機能は、要求データおよび返信データの送受信状況をチャネル情報として管理するものである。チャネル情報管理機能では、親端末１００により送信された要求データおよび受信された返信データの送受信状況等がチャネル情報として、例えば親端末１００のデータ送受信制御部１６５等により管理される。ここで、チャネル情報は、例えば親端末１００の記憶部１５０等に確保された記憶領域に記憶され、必要に応じてデータ送受信制御部１６５を含む他の構成部によりアクセスされる。
【００３０】
チャネル制御機能は、第１に、固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するものである。チャネル制御機能では、起動時のチャネルが、親端末１００に固有の第１の識別子に基づいて、親端末１００のデータ送受信制御部１６５により決定される。ここで、識別子情報は、例えば親端末１００の記憶部１５０等に確保された記憶領域にネットワーク情報として記憶され、必要に応じてデータ送受信制御部１６５を含む他の構成部によりアクセスされる。
【００３１】
チャネル制御機能は、第２に、チャネル情報に基づいてチャネルを変更する必要性があると判断した場合には、チャネル情報に基づいて選択可能な無線チャネルのいずれかを変更チャネルとして選択し、選択した変更チャネルを返信データの受信が確認された子端末２００に通知し、無線チャネルを変更するものである。チャネル制御機能では、チャネル情報に基づいて、チャネルを変更する必要性があると判断された場合には、データ送受信制御部１６５等によって、選択可能な無線チャネルのいずれかが選択され、返信データの受信が確認された子端末２００に通知された後に、チャネルが変更される。ここで、返信データの受信が確認された子端末２００に関する情報は、チャネル情報として管理されている。
【００３２】
ネットワーク情報およびチャネル情報は、親端末１００の記憶部１５０に限定されず、他の構成部に確保された記憶領域に記憶されるようにしてもよい。ここで、自ネットワークに参加している子端末２００のネットワーク識別子に関する情報は、ネットワーク接続情報の変更に応じて逐次最新の状態に更新される。また、要求データおよび返信データの送受信状況に関する情報は、例えば所定の時間が経過した後等、必要に応じて古い履歴から破棄されるので、記憶領域の確保が容易となる。
【００３３】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムが適用される通信環境を示す説明図である。なお、図３中では、便宜的にルータ（ＺＲ）１５０の表示が省略されている。図２に示す通信環境では複数のＺｉｇＢｅｅネットワーク３００、４００が存在し、互いのネットワーク３００、４００内で交信される無線信号が混在する電波状態にある。すなわち、複数のネットワーク３００、４００を構成する端末１００、２００が混在しており、各ネットワーク３００、４００で使用するチャネルの選択に応じては、一方のネットワーク（例えばネットワーク３００）を構成するＺｉｇＢｅｅ端末１００，２００が他方のネットワーク（例えばネットワーク４００）を構成するＺｉｇＢｅｅ端末１００，２００の無線信号を受信可能な状態にある。
【００３４】
図４および図５は、第１の実施形態に係る無線通信システムの通信方法を示すシーケンス図であり、図４がネットワーク確立時のシーケンスを示し、図５がネットワーク確立後のシーケンスを示している。以下では、図４および図５を主に参照しながら、本実施形態に係る無線通信システムの通信方法について説明する。
【００３５】
ネットワークの確立に際して、まず、無線通信システムを構成する親端末１００（ＺＣ）１００が自らに固有の第１の識別子に基づいて起動時のチャネルを決定する（Ｓ１００）。ここで、第１の識別子は、例えば、IEEE802.11規格の無線ＬＡＮのネットワーク識別子の１つとして用いられるＥＳＳＩＤ（Extended Service Set
IDentifier）である。ＥＳＳＩＤは、複数のネットワークとの交信が可能となる「混信」を避けるために、親端末１００に固有に割当てられたネットワーク名のようなものであり、最大３２文字までの英数字で任意に構成される。
【００３６】
図６は、ＥＳＳＩＤに基づく起動時のチャネル決定の方法を例示するフロー図である。起動時のチャネル決定に際しては、まず、ＥＳＳＩＤが数値化情報に変換される。図６に示す例では、ＥＳＳＩＤを構成する英数字の英字部のみがアスキーコードに変換（ＡＳＣ数値化）される。アスキーコードでは、英大文字「Ａ」〜「Ｚ」が６５〜９０、英小文字「ａ」〜「ｚ」が９７〜１２２に各々に対応する。本例では、ＥＳＳＩＤ「Ｏｋｉ２００６１１３０」を構成する英字部「Ｏ」、「ｋ」、「ｉ」が数値７９、１０７、１０５の各々に変換される。次に、ＥＳＳＩＤを構成する英字部の変換値および数字部の数値から合計値が算出される。本例では、７９＋１０７＋１０５＋２＋６＋１＋１＋３＝３０４の合計値がＥＳＳＩＤの数値化情報として得られる。最後に、ＥＳＳＩＤの数値化情報がＺｉｇＢｅｅで選択可能なチャネル数１６で除算されて剰余値が算出される。本例では、ＥＳＳＩＤの数値化情報３０４をチャネル数１６で除算した剰余値０が算出される。そして、この剰余値を引数として、予め定義されたチャネル割当てテーブル等（例えば、引数０、１、２．．．にチャネル１１、１２、１３．．．を割当てる。）に基づいて、起動時のチャネルが１１に決定される。
【００３７】
なお、図６に示すチャネル決定方法は、あくまでも一例を示すものである。よって、例えば、ＥＳＳＩＤとは異なる識別子に基づく方法、異なる数値化方法、異なるチャネル割当方法およびそれらの組合せ等の変形例も当然のごとく考えられる。いずれにしても、親端末１００が自らに固有の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定することで、隣接する複数の無線ネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。
【００３８】
起動時のチャネルが決定されると、次に、無線通信システムを構成する各子端末２００（ＺＥＤ１．．．ＺＥＤｎ）２００が、自らが参加を希望する親端末１００に固有の第２の識別子に基づいて、選択可能なチャネル上で親端末１００の使用チャネルを検索し、親端末１００に対する参加処理を行う（Ｓ１１０〜Ｓ１１８）。ここで、第２の識別子は、例えば、無線ＬＡＮのネットワーク識別子の１つとして用いられるＰＡＮＩＤ（Personal Area Network IDentifier）である。
【００３９】
図７は、ＰＡＮＩＤに基づくチャネル検索の方法を例示するフロー図である。チャネル検索は、２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域を１６分割したチャネル１１〜２６（周波数帯域２、４０５〜２、４８０ｋＨｚの５ｋＨｚ毎のチャネル）に対して行われる。チャネル検索に際しては、まず、チャネルの想定値ｉｉが例えば１１に設定される（Ｓ１１２）。次に、参加を希望する親端末１００のＰＡＮＩＤが想定チャネルｉｉ上に存在するか否かが調査される（Ｓ１１４）。希望するＰＡＮＩＤが想定チャネルｉｉ上に存在する場合には、想定チャネルｉｉのチャネル情報（例えば、チャネル１１に相当する周波数２、４０５ｋＨｚ）が親端末１００のチャネル情報として取得される（Ｓ１１６）。一方、希望するＰＡＮＩＤが存在しない場合には、チャネルの想定値ｉｉが例えば１２に変更された上で、変更された想定チャネルｉｉ上に該当するＰＡＮＩＤが存在するか否かが再び調査される（Ｓ１１４、Ｓ１１５）。子端末２００は、参加を希望する親端末１００のチャネル情報が取得されれば、当該親端末１００に対する参加処理を行う（Ｓ１１８）。
【００４０】
なお、図７に示すチャネル検索方法は、あくまでも一例を示すものである。よって、ネットワークの使用環境に応じて予め定義可能な（例えば、参加を希望する親端末１００のＰＡＮＩＤが存在する可能性が高いことが既知である）チャネルにチャネルの想定値ｉｉが設定されるという変形例も考えられる。いずれにしても、親端末１００に固有の識別子に基づいて親端末１００の使用チャネルを検索することで、親端末１００のネットワークに参加する子端末２００が所望のネットワークに容易にアクセスできる。
【００４１】
図８は、第１の実施形態に係る無線通信システムの親端末で実行されるネットワーク確立後の通信方法を示すフロー図である。以下では、図５とともに図８を参照しながら、ネットワーク確立後の無線通信システムの通信方法について説明する。
【００４２】
親端末１００と子端末２００との間でネットワークが確立されると、自ネットワークへの参加を確認するために、親端末１００が自ネットワークに参加している子端末２００に対して確認応答の返信を要求するデータを所定の周期ｉで送信する（Ｓ１２０〜Ｓ１２３）。なお、要求データの送信回数は、周期ｉ毎に初期化され、送信毎にカウントされる（Ｓ１２１、Ｓ１２３）。ここで、自ネットワークに参加している子端末２００は、ネットワーク情報として記憶されている子端末２００のネットワーク識別子等に基づいて特定される。親端末１００の要求データに対して、要求データを受信した子端末２００が確認応答のデータを返信する（Ｓ１３０、Ｓ１３２）。ここで、確認応答のデータとしては、ＺｉｇＢｅｅ仕様が適用されるアプリケーション（ＡＰＳ）層のＡＣＫ（送信先から送信元に送信される肯定的な確認応答）が用いられる。通信距離（約１０〜７５ｍ）の短いＺｉｇＢｅｅでは、不足する通信距離を他の端末を介して延長（マルチホップ）することができるので、ネットワークのルート全体で通信が可能となる。一方、ＺｉｇＢｅｅ仕様が適用されないＭＡＣ層のＡＣＫは、通信距離の延長に対応していないので、子端末２００の返信データが親端末１００に到達しない場合があるため、ＡＰＳ層ＡＣＫが用いられる。
【００４３】
親端末１００は、ＡＰＳ層ＡＣＫの受信状況に応じて使用チャネルの電波状態を把握する。親端末１００は、ＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認された子端末２００（例えばＺＥＤ１）が自ネットワークに参加しており（または通信可能な状態にあり）、受信が確認されなかった子端末２００（例えばＺＥＤｎ）が参加していない（または一時的に通信不能な状態にある）ことを認識する。また、親端末１００は、受信が確認されなかった子端末２００から返信されたＡＰＳ層ＡＣＫを含む通信信号が、隣接するＺｉｇＢｅｅネットワークの通信信号との間で生じたチャネル衝突等の通信障害により喪失されたものとみなす。親端末１００は、要求データの送信時点から所定の時間ｊが経過する間に、特定の子端末２００からＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認できない場合には、当該子端末２００に要求データを再送信する（Ｓ１４０〜Ｓ１４２）。そして、親端末１００は、要求データの再送信を所定の回数ｋに亘って試行する間に、当該子端末２００からＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認できない場合には、当該子端末２００と通信不能な状態にあるとみなす（Ｓ１５０、Ｓ１６０）。そして、親端末１００は、子端末２００との間で行われる要求データおよび返信データの送受信状況の詳細をチャネル情報として記憶する。
【００４４】
そして、親端末１００は、要求データが送信された子端末２００の数（Ｎｓ）に対するＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認された子端末２００の数（Ｎｒ）の割合（Ｎｒ／Ｎｓ）が所定の閾値ｌを超えない場合には、使用チャネル上で他のＺｉｇＢｅｅネットワークとの間でチャネル衝突等の通信障害が発生しているとみなす（Ｓ１６２）。そして、親端末１００は、使用チャネルの障害状況や情報の更新時間等をチャネル情報として記憶する。
【００４５】
以上で説明したように、親端末１００が使用チャネル上でチャネル衝突等の通信障害の発生を認識する一連の処理（Ｓ１２０〜Ｓ１６２）は、複数のパラメータｉ，ｊ，ｋ，ｌ、すなわち、要求データの送信周期ｉ、返信データの受信確認時間ｊ、要求データの再送回数ｋ、通信障害の発生を擬制する閾値ｌ、により調整される。ここで、各パラメータは、予め固定値として設定されてもよく、またはネットワークの使用環境に応じて定義可能な可変値として設定されてもよい。また、送信周期ｉおよび確認時間ｊは、再送回数ｋや閾値ｌに応じて変化するように設定されてもよい。また、再送回数ｋや閾値ｌは、例えば、近隣の電波状態が悪化した場合には、再送回数ｋを増加させ、閾値ｌを減少させる等、選択可能なチャネルのチャネル情報に応じて変化するように設定されてもよい。
【００４６】
図９は、チャネル情報を記憶するためのテーブルの一部を例示する説明図である。図９に示すテーブルは、ネットワークの確立時から使用されたチャネルのチャネル番号と、対応するエラー割合（Ｎｓ／Ｎｒに相当する。）、エラー割合から算出されるチャネル選択の優先度およびチャネル情報の更新時間等のチャネル情報を含む。ここで、テーブルに示す優先度は、使用されたチャネル間でエラー割合や更新時間を対比することで算出される。なお、前述したように、チャネル情報は、図９に示すテーブル中の情報以外にも、親端末１００と子端末２００との間で行われる要求データおよび返信データの送受信状況の詳細を含む。
【００４７】
以上のように、親端末１００は、要求データおよび返信データの送受信状況を管理することで、電波状態を監視することなしに、使用チャネルの電波状態を把握することがきる。
【００４８】
親端末１００は、使用チャネル上で通信障害が発生していないと判断すれば、ネットワーク処理を継続し、所定の周期ｉの経過後に、自ネットワークに参加している子端末２００に対して再び自ネットワークへの参加を確認する（Ｓ１２０〜Ｓ１６２）。一方、親端末１００は、使用チャネル上で通信障害が発生していると判断すれば、以下のようなチャネル変更の処理を行う（Ｓ１７０〜Ｓ１７４）。
【００４９】
チャネル変更の処理に際して、親端末１００は、まず、変更後のチャネルを選択する（Ｓ１７０）。変更チャネルの選択方法としては、まず、無線ＬＡＮ（IEEE802.11b）のチャネル構成上で使用頻度の少ないチャネル１５、２０、２５、２６を降順もしくは昇順で優先的に割当てることができる。次に、チャネル情報に含まれるチャネルから、エラー割合が所定の閾値以下であるチャネルまたは優先度が高いチャネルを優先的に割当てることができる。または、使用可能なチャネルを単純に昇順もしくは降順に割当てることもできる。あるいは、これらの選択方法を組合せることで、最適な変更チャネルを選択するようにしてもよい。
【００５０】
変更チャネルを選択すると、親端末１００は、通信可能な各子端末２００に対して、選択した変更チャネルのチャネル情報を通知する（Ｓ１７２）。なお、変更チャネルのチャネル情報とともに使用チャネルを変更する旨を通知するようにしてもよい。チャネル変更を通知された各子端末２００は、親端末１００と適切な同期をとった上で、使用チャネルから変更チャネルへのチャネル変更を親端末１００とともに行う（Ｓ１７４、Ｓ１８０）。
【００５１】
一方、ＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認されずに通信不能であるとみなされた子端末２００は、チャネル変更を通知されないので、親端末１００のチャネル変更後には従前のネットワークに参加できなくなる。このため、通信不能であるとみなされた子端末２００は、親端末１００との通信が所定の時間ｍ以上に亘って途絶えたことを判断すると、図７で示したように、親端末１００に固有の第２の識別子に基づいてチャネル検索を行う（Ｓ１９０、Ｓ１９２）。子端末２００は、参加を希望する親端末１００の第２の識別子が所定のチャネル上に存在することを確認すると、親端末１００に対する参加処理を行い、ネットワークを再び確立する（Ｓ１９４）。
【００５２】
これにより、親端末１００に固有の第２の識別子に基づいて親端末１００のチャネルを検索するので、返信データの受信が確認されなかった子端末２００が、親端末１００のネットワークに再び参加するために所望の親端末１００に容易にアクセスできる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、親端末１００に固有の第１の識別子に基づいて起動時の無線チャネルを決定するので、複数のＺｉｇＢｅｅネットワークに同一のチャネルが割当てられ難くなる。また、チャネルを変更する必要性があると判断し、チャネル情報に基づいて変更チャネルを選択し、選択した変更チャネルを自ネットワークに参加している子端末２００に通知した上でチャネルを変更するので、親端末１００および子端末２００が最適なチャネルに自動的に移動される。よって、近隣の電波強度を測定・監視する手段なしに、複数のＺｉｇＢｅｅネットワーク間でチャネル衝突の回避やチャネル変更の処理を行うことができる。
【００５４】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムが適用される通信環境を示す説明図である。図１０に示す通信環境では複数のＺｉｇＢｅｅネットワーク３００、４００およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮ等の無線端末５５０を含む無線ネットワーク５００が存在し、互いのネットワーク内３００、４００、５００で交信される無線信号が混在する電波状態にある。すなわち、複数のネットワーク３００、４００、５００を構成する端末１００、２００、５５０が混在しており、各ネットワーク３００、４００、５００で使用するチャネルの選択に応じては、一方のネットワーク（例えばネットワーク３００）を構成するＺｉｇＢｅｅ端末１００、２００が他方のネットワーク（例えばネットワーク４００、５００）を構成するＺｉｇＢｅｅおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮ等の端末１００、２００、５５０の無線信号を受信可能な状態にある。
【００５５】
以下では、本実施形態に係る無線通信システムの通信方法について説明するが、第１の実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１１は、第２の実施形態に係る無線通信システムの通信方法（ネットワーク確立後）を示すシーケンス図である。
【００５６】
第１の実施形態と同様に、本実施形態に係る無線通信システムでも、まず、親端末１００と子端末２００との間でネットワークが確立される。親端末１００と子端末２００との間でネットワークが確立されると、自ネットワークへの参加を確認するために、親端末１００が自ネットワークに参加している子端末２００に対して確認応答の返信を要求する要求データを所定の周期ｉで送信する（Ｓ２２０、Ｓ２２２）。親端末１００の要求データに対して、要求データを受信した子端末２００が確認応答のデータであるＡＰＳ層ＡＣＫを返信する（Ｓ２３０、Ｓ２３２）。
【００５７】
親端末１００は、ＡＰＳ層ＡＣＫの受信状況に応じて使用チャネルの電波状態を把握する。親端末１００は、ＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認された子端末２００（例えばＺＥＤ１）が自ネットワークに参加しており（または通信可能な状態にあり）、受信が確認されなかった子端末２００（例えばＺＥＤｎ）が参加していない（または一時的に通信不能な状態にある）ことを認識する。また、親端末１００は、受信が確認されなかった子端末２００から返信されたＡＰＳ層ＡＣＫを含む通信信号が、隣接するＺｉｇＢｅｅおよび／または他の無線ネットワークの通信信号との間で生じたチャネル衝突等の通信障害により喪失されたものとみなす。親端末１００は、要求データの送信時点から所定の時間ｊが経過する間に、特定の子端末２００からＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認できない場合には、当該子端末２００に要求データを再送信する（Ｓ２４０、Ｓ２４２）。そして、親端末１００は、要求データの再送信を所定の回数ｋに亘って試行する間に、当該子端末２００からＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認できない場合には、当該子端末２００と通信不能な状態にあるとみなす（Ｓ２５０、Ｓ２６０）。そして、親端末１００は、子端末２００との間で行われる要求データおよび返信データの送受信状況の詳細をチャネル情報として記憶する。
【００５８】
そして、親端末１００は、要求データが送信された子端末２００の数（Ｎｓ）に対するＡＰＳ層ＡＣＫの受信が確認された子端末２００の数（Ｎｒ）の割合（Ｎｒ／Ｎｓ）が所定の閾値ｌを超えない場合には、使用チャネル上で他のＺｉｇＢｅｅまたは他の無線ネットワークとの間でチャネル衝突等の通信障害が発生しているとみなす（Ｓ２６２）。そして、親端末１００は、使用チャネルの障害状況や情報の更新時間等をチャネル情報として記憶する。
【００５９】
親端末１００は、使用チャネル上で通信障害が発生していないと判断すれば、ネットワーク処理を継続し、所定の周期ｉの経過後に、自ネットワークに参加している子端末２００に対して再び自ネットワークへの参加を確認する（Ｓ２２０〜Ｓ２６２）。一方、親端末１００は、使用チャネル上で通信障害が発生していると判断すれば、第１の実施形態と同様にチャネル変更の処理を行う（Ｓ２７０〜Ｓ２７４）。
【００６０】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、近隣の電波強度を測定・監視する手段なしに、ＺｉｇＢｅｅネットワーク間に限定されない、ＺｉｇＢｅｅネットワークとＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮ等の無線ネットワークとの間でチャネル衝突の回避やチャネル変更の処理を行うことができる。
【００６１】
本発明に基づく方法は、コンピュータプログラムの形式で実現されるようにしてもよい。この場合、コンピュータプログラムは、例えば親端末１００のデータ送受信制御部１６５上で実行可能であって、本発明に基づく方法を実行するためにプログラミングされている。この場合、本発明がコンピュータプログラムによって実行されるので、コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムによる実行に適した方法と同様に、本発明を表す。コンピュータプログラムは、例えば親端末１００の記憶部１５０上またはコンピュータ読取可能な媒体上に記憶されている。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
例えば、前述の説明では、親端末１００から送信された要求データおよび子端末２００からの受信が確認された返信データの送受信状況に応じて、使用チャネルの電波状態を監視し、必要に応じて使用チャネルの変更処理を行う通信方法について、ＺｉｇＢｅｅ端末の場合を事例として説明した。しかし、本発明は、ＺｉｇＢｅｅ端末に限定されず、親端末に子端末が参加する方式を用いた他の無線端末にも同様に適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ＺｉｇＢｅｅのネットワークモデルを示す説明図である。
【図２】ＺｉｇＢｅｅの一般的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムが適用される通信環境を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る無線通信システムの通信方法（ネットワーク確立時）を示すシーケンス図である。
【図５】第１の実施形態に係る無線通信システムの通信方法（ネットワーク確立後）を示すシーケンス図である。
【図６】ＥＳＳＩＤに基づく起動時のチャネル決定の方法を例示するフロー図である。
【図７】ＰＡＮＩＤに基づくチャネル検索の方法を例示するフロー図である。
【図８】第１の実施形態に係る無線通信システムの親端末で実行されるネットワーク確立後の通信方法を示すフロー図である。
【図９】チャネル情報を記憶するためのテーブルの一部を例示する説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムが適用される通信環境を示す説明図である。
【図１１】第２の実施形態に係る無線通信システムの通信方法（ネットワーク確立後）を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００    親端末
２００    子端末
３００、４００    ＺｉｇＢｅｅネットワーク
５００    ＺｉｇＢｅｅ以外の無線ネットワーク
【図１】
2008193247.tif 000003
【図２】
2008193247.tif 000004
【図３】
2008193247.tif 000005
【図４】
2008193247.tif 000006
【図５】
2008193247.tif 000007
【図６】
2008193247.tif 000008
【図７】
2008193247.tif 000009
【図８】
2008193247.tif 000010
【図９】
2008193247.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月9日(2007.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
2008193247.tif 000018
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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