对无线信道进行切换的无线通信系统和无线通信方法

专利名称：对无线信道进行切换的无线通信系统和无线通信方法
技术领域：
本申请基于例如2009年5月25日提出的日本专利申请No. 2009-125135并要求 其优先权，在此作为参考并入其所有内容。本发明涉及根据无线信道的切换目的地信息来对无线信道进行切换的无线通信 系统和无线通信方法。
背景技术：
近年来，使用无线LAN (Local Area Network)在中继装置和无线终端装置之间进 行动态图像、静态图像、语音等大量数据收发的无线通信系统正在普及。但是，在这种无线 通信系统中，可知由于使用无线来收发大量数据，所以因各种干扰原因会导致吞吐量下 降，产生图像和语音的混乱和中断。因此，需要通过选择各无线通信系统来使用多个无线信道中互不干扰的无线信 道，从而来避免干扰。由于该无线信道的选择很难由用户根据周围的环境来设定，所以具有 由中继装置判定各无线信道的通信状况来进行无线信道的切换的技术。日本特开2006-94394号公报公开了一种无线通信装置，在检测到进行无线通信 的无线信道的通信状况恶化的情况下，比其他数据信号优先地向其他的无线通信装置发送 无线信道的切换指示。然而，在该技术中，在通信状况急剧恶化的情况下和通信状况只在无 线终端装置侧附近恶化的情况下，当中继装置进行无线信道的变更时，无线终端装置不能 获得变更后的无线信道的信息，无法与中继装置进行通信。因此，无线终端装置进行所有信 道的扫描，非找出变更后的无线信道不可。并且，日本特开2008-148254号公报公开了如下的技术获取动作信道中的空闲 时隙余量，在所获取的空闲时隙余量小于等于信道变更时隙余量的情况下，如果具有空闲 信道，则将表示信道变更之前的时间(超级帧数)和变更后的信道的信息等保存在信标 (beacon)信号内，发送该信标信号，将动作信道变更为该空闲信道。然而，在该技术中，在决 定了信道变更后，将表示信道变更之前的时间和变更后的信道的信息等保存在信标信号内 来发送。因此，在通信状况急剧恶化的情况下，无线终端装置无法接收该信标信号，存在不 能迅速且稳定地执行无线信道的变更的问题。

发明内容
本发明针对通信状况的急剧变化，能够迅速且稳定地实现无线信道的切换，并且 能够实现通信质量的稳定化。第一发明的无线通信系统，其具备多个无线终端装置和与所述多个无线终端装置 进行无线通信的中继装置，所述中继装置具有存储部，其存储无线信道的切换目的地信 息；通信部，其使用多个无线信道中的任意一个无线信道向所述多个无线终端装置发送信 标信号，进行无线通信；以及控制部，其在由所述通信部发送所述信标信号时，将用于切换 到所述多个无线信道中的任意一个无线信道的切换目的地信息存储在所述存储部中，并且保存在信标信号内，通过所述通信部发送该信标信号，在所述通信部使用的无线信道的通 信状况恶化的情况下，将所述通信部所使用的无线信道切换到基于存储在所述存储部中的 切换目的地信息的无线信道，所述无线终端装置具有终端存储部，其存储无线信道的切换 目的地信息；终端通信部，其使用所述多个无线信道中的任意一个无线信道来接收从所述 中继装置发送的所述信标信号，进行无线通信；以及终端控制部，其在所述终端通信部接收 到所述信标信号时，将保存在该信标信号内的所述切换目的地信息存储在所述终端存储部 中，在所述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将所述终端通信部所 使用的无线信道切换到基于存储在所述终端存储部中的切换目的地信息的无线信道。第二发明的无线通信系统，在第一发明的无线通信系统中，所述控制部在由所述 通信部发送所述信标信号时，通过所述通信部检测出所述多个无线信道的通信状况，选择 该检测出的多个无线信道的通信状况中通信状况好的无线信道，并将该选择的无线信道设 为所述多个无线信道中的任意一个无线信道。第三发明的无线通信系统，在第一发明的无线通信系统中，所述中继装置具备2 个所述通信部，所述控制部使用所述2个通信部中的一个通信部，使用所述多个无线信道 中的任意一个无线信道，在发送所述信标信号时发送保存有所述切换目的地信息的所述信 标信号并且进行无线通信，在所述一个通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况 下，将保存有存储在所述存储部中的所述切换目的地信息的所述信标信号以比所述无线信 道的通信状况恶化之前的周期更短的周期从所述一个通信部发送，使用基于存储在所述存 储部中的切换目的地信息的无线信道，在发送所述信标信号时将保存有所述切换目的地信 息的所述信标信号以所述无线信道的通信状况恶化前的周期从另一个通信部发送。第四发明的无线通信系统，在第三发明的的无线通信系统中，所述控制部在与所 述一个通信部进行了无线通信的所述多个无线终端装置全部切换到与所述另一个通信部 的无线通信的情况下，停止由所述一个通信部以比所述无线信道的通信状况恶化之前的周 期更短的周期进行的保存有存储在所述存储部中的所述切换目的地信息的所述信标信号 的发送。第五发明的无线通信系统，在第一发明的无线通信系统中，所述终端控制部在所 述终端通信部接收到从所述中继装置发送的所述信标信号的概率小于预先设定的概率的 情况下，判别为所述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化。第六发明的无线通信系统，在第一发明的无线通信系统中，所述终端控制部在所 述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，使所述终端通信部以预先设定 的时间维持能够接收所述信标信号的状态，在该预先设定的时间内未接收到所述信标信号 的情况下，根据存储在所述终端存储部中的所述切换目的地信息来切换所述终端通信部所 使用的无线信道，进行所述信标信号的接收。第七发明的无线通信方法，是多个无线终端装置和中继装置的无线通信方法，所 述多个无线通信装置具有终端通信部，该终端通信部使用多个无线信道中的任意一个无线 信道来接收从中继装置发送的信标信号，进行无线通信；所述中继装置具有通信部，该通信 部使用所述多个无线信道中的任意一个无线信道向所述多个无线终端装置发送所述信标 信号，进行无线通信，所述无线通信方法的特征在于，其具备以下步骤在由所述通信部发 送所述信标信号时，将用于切换到所述多个无线信道中的任意一个无线信道的切换目的地信息存储在所述中继装置所具有的存储部中，并且保存在信标信号内；所述通信部发送保 存有所述切换目的地信息的信标信号；在所述通信部使用的无线信道的通信状况恶化的情 况下，将所述通信部所使用的无线信道切换到基于存储在所述存储部中的切换目的地信息 的无线信道；在所述无线终端装置的所述终端通信部接收到所述信标信号时，将保存在该 信标信号内的所述切换目的地信息存储在所述无线终端装置所具有的终端存储部中；在所 述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将所述终端通信部所使用的无 线信道切换到基于存储在所述终端存储部中的切换目的地信息的无线信道。第八发明的无线通信方法，在第七发明的无线通信方法中，所述通信部发送保存 有所述切换目的地信息的信标信号这一步骤在由所述通信部发送所述信标信号时，通过所 述通信部检测出所述多个无线信道的通信状况，选择该检测出的多个无线信道的通信状况 中通信状况好的无线信道，并将该选择的无线信道设为所述多个无线信道中的任意一个无 线信道。根据本发明，针对通信状况的急剧变化，能够迅速且稳定地实现无线信道的切换， 并且能够实现通信质量的稳定化。本发明的优点将在以下的说明中进行阐述，并且部分根据说明书显而易见，或者 可以通过发明的实践来获知。本发明的优点可以通过以下特别指出的多种手段及其结合来 实现和获得。


被并入说明书中并构成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施例，并与以上 给出的概述和以下给出的实施例的详述一起用于解释本发明的原理。图1是无线通信系统的概略结构图。图2是实施方式1中的中继装置的概略结构图。图3是表示信标帧的例子的图。图4是无线终端装置的概略结构图。图5是实施方式1中的信标发送处理的流程图。图6是实施方式1中的无线信道切换处理的流程图。图7是实施方式2中的中继装置的概略结构图。图8是实施方式2中的信标发送处理的流程图。图9是针对第1通信部和第2通信部的信标发送处理的时序图。图10是实施方式2中的无线信道切换处理的时序图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，该发明并不被该实施方 式所限定。并且，该发明的实施方式表示本发明最优选的实施方式，该发明的用语并不限于 此。实施方式1首先，对结构进行说明。图1示出本实施方式1中的无线通信系统A的概略结构图。
如图1所示，无线通信系统A具备经由通信网络N与其他中继装置或外部装置连 接的中继装置Ia以及与中继装置Ia无线连接的多个无线终端装置2。假设本实施方式1中的无线通信系统A依据IEEE802. 15. 4的标准。在该情况下， 中继装置Ia相当于协调器，无线终端装置2相当于终端设备。图2示出本实施方式1中的中继装置Ia的概略结构图。如图2所示，中继装置Ia具备控制部10、存储部11、终端信息用存储器12、信标发 送定时器13、第1通信部14、有线I/FdnterFace) 16、缓冲器17等，各部电连接。控制部10 具备 CPU (Central Processing Unit 中央处理单元)、ROM (Read Only Memory 只读存储器)、RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)等。控制部10从存 储在存储部11和终端信息用存储器12中的各种程序、各种表和数据等中读取所指定的程 序、表和数据，并展开到RAM或存储部11的工作区域，通过与上述程序的协作来执行各种处 理，并将其处理结果保存在RAM内或者存储部11和终端信息用存储器12的预定区域内，并 且指示中继装置Ia内的各部，统一控制中继装置Ia的整个动作。控制部10执行信标发送处理。在该信标发送处理中，生成信标信号，所生成的信 标信号使用多个无线信道中的任意一个无线信道，以恒定周期通过第1通信部14发送。作为所使用的无线信道，是指例如在IEEE802. 15. 4中将2. 4 [GHz]频带16分割后 的Ilch 26ch的所有16个无线信道中的任意一个无线信道。在本实施方式1的信标发送处理中，执行以下的处理。首先，在第1通信部14以恒定周期发送信标信号时，选择多个无线信道中的任意 一个无线信道。通过第1通信部14检测多个无线信道的通信状况，该选择的无线信道是该 所检测的多个无线信道的通信状况中通信状况最好的无线信道或通信状况比较好的无线信道。并且，用于切换到所选择的无线信道(切换目的地信道)的切换目的地信息存储 在存储部11中并且保存在信标信号内，该信标信号通过第1通信部发送。并且，在第1通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，当利用第1通信 部所使用的无线信道发送信标信号时，切换到基于存储在存储部11中存储目的地信息的 无线信道。所谓信标信号是从中继装置Ia中以恒定周期发送的分组数据，用于使连接在无 线通信系统A上的无线终端装置2和中继装置Ia同步。图3示出本实施方式1中的信标帧的例子。如图3所示，信标信号具有MHR(MAC(Media Access Control)头)区域B1、MAC有 效载荷区域B2、MFR (MAC Footer)区域B3，是基于IEEE802. 15. 4标准的。MHR区域Bl包含帧控制B11、地址区域B12等。MAC有效载荷区域B2包含 SS (Superframe Specification) B21> GTS (Guaranteed Time Slot)字段 B22、PA (Pending Address)字段B23、信标有效载荷B24等。SSB21是超级帧的详细信息字段，定义了用于对接收到信标时的时间进行管理的 信标发送间隔和信标的通信方式。GTS字段B22包含无线终端装置所保障的通信方式(例 如，GTS)的信息。PA字段B23包含终端识别信息(节点地址)，该终端识别信息在具有发 送给无线终端装置的数据的情况下，识别发送数据的无线终端装置。信标有效载荷B24包含50字节左右的有效载荷区域。该信号有效载荷B24内保存有切换目的地信息。切换目的地信息包含切换目的地信道的信道号码和表示切换目的地信道的信号 号码的ID码等。存储部11由磁的、光学的记录介质或半导体等能够通过电来消除和重写的非易 失性存储器构成，固定设置在中继装置Ia中或者能够自由装卸地安装。并且，存储部11中 预先存储有控制部10所执行的信标发送处理程序、各种程序和这些程序所使用的各种表 和数据等，并且存储有切换目的地信息。存储在存储部11中的切换目的地信息在每次发送信标信号时被重写。终端信息用存储器12由能够通过电来消除和重写的存储器构成。终端信息用存 储器12保存有存在于中继装置Ia自身的能够通信的区域内的无线终端装置2的节点地址
^fn 息。信标发送定时器13是用于对信标的发送间隔进行计时的定时器，将表示计时时 间达到发送间隔的信标发送定时信号输出给控制部10。第1通信部14具备调制电路、解调电路、RF (Radio Frequency)电路、天线14a等， 作为使用多个无线信道中的任意一个无线信道与多个无线终端装置进行无线通信的通信 部来发挥作用。第1通信部14进行分组(packet)的发送功率的调整，并且对根据来自控制部10 的指示而发送的数据进行编码来构成分组，对所构成的分组进行调制，经由天线14a向无 线终端装置2发送分组。并且，第1通信部14进行分组的接收灵敏度调整，并且对经由天 线14a接收到的分组进行解调，并将对解调后的分组进行解析所获得的数据输出给控制部 10。并且，第1通信部14扫描多个无线信道(例如，11 26信道)各自的电场强度， 并将扫描所获得的结果输出给存储部11。有线I/F 16进行如下的通信控制通过预定的通信方式与经由通信网络N连接的 其他中继装置Ia或外部装置进行通信。缓冲器17暂时存储经由有线I/F 16接收的数据。图4示出无线终端装置2的概略结构图。如图4所示，无线终端装置2具备控制部20、存储部21、地址用存储器22、启动用 定时器23、电源控制部24、显示控制部25a、显示部25b、终端通信部26等，各部电连接。并 且，无线终端装置2具备电池B，根据来自电源控制部24的控制信号从电池B向各部提供电 力。控制部20具备CPU、ROM、RAM等，从存储在存储部21中的各种程序、各种表和数据 中读取所指定的程序、表和数据，并展开到RAM内或存储部21内的工作区域，通过与上述程 序的协作来执行各种处理，并将其处理结果保存在MM内或者存储器21的预定区域内，并 且指示无线终端装置2内的各部，统一控制无线终端装置2的整个动作。控制部20作为根据从中继装置发送的信标信号来执行无线信道切换处理的终端 控制部来发挥作用。在无线信道切换处理中，当终端通信部26接收到信标信号时，将保存到该信标信 号内的切换目的地信息存储在存储部21中。并且，在终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将终端通信部26所使用的无线信道切换到基于存储在存储部21中的 切换目的地信息的无线信道。存储部21由磁的、光学的记录介质或半导体等能够通过电来消除和重写的非易 失性存储器构成，固定设置在无线终端装置2中或者能够自由装卸地安装。并且，存储部 21中预先存储有控制部20所执行的各种程序和这些程序所使用的各种表和数据等，并且 作为存储有从信标信号所获取的切换目的地信息的终端存储部来发挥作用。存储在存储部 21中的切换目的地信息在每次从所接收的信标信号获取时被重写。地址用存储器22由能够通过电来消除和重写的非易失性存储器构成。地址用存 储器22存储有用于识别无线终端装置2自身的终端识别信息(节点地址)。启动用定时器23是用于对终端通信部26的启动定时(启动时刻)进行计时的定 时器，将表示达到了发送定时的启动定时信号输出给控制部20。启动定时根据从中继装置 Ia发送的信标信号的发送周期，由控制部20设定。电源控制部24根据来自控制部20的指示来控制无线终端装置2整体的电源，向 无线终端装置2内的各部提供来自电池B的电力。电池B例如是碱干电池和锰干电池等一次电池、或者镍镉电池和镍氢电池、锂离 子电池等二次电池等。显示控制部25a按照从控制部20输入的显示指示，将各种信息显示在显示部25b上。显示部 25b 由 LCD (Liquid Crystal Display)禾口 EL (ElectroLuminescence)显示 器等构成，根据从显示控制部25a输入的信号将各种画面显示在显示器上。终端通信部26具备无线发送部26a、无线接收部26b、Sff (切换部)26c、天线26d 等，使用多个无线信道中的任意一个无线信道接收从中继装置Ia发送的信标信号来进行 无线通信。无线发送部26a具备调制电路和RF(Radic) Frequency)电路等，进行分组的发送 功率的调整，并且对根据来自控制部20的指示而发送的数据进行编码来构成分组，对所构 成的分组进行调制，经由天线26a向中继装置Ia发送分组。无线接收部26b具备解调电路和RF电路等，进行分组的接收灵敏度调整，并且对 经由天线26d接收的分组进行解调，并将对解调后的分组进行解析所获得的数据输出给控 制部20。并且，无线接收部26b经由天线26d扫描多个无线信道(例如，11 26信道)各 自的电场强度，并将扫描所获得的结果输出给存储部21。Sff 26c设置在天线26d与无线发送部26a或无线接收部26b之间，根据来自控制 部20的指示，切换来自无线发送部26a的分组发送、或者无线接收部26b所进行的分组接 收/电场强度扫描。接下来，对本实施方式1的动作进行说明。图5示出在中继装置Ia中执行的信标发送处理的流程图。另外，图5所示的处理 通过中继装置Ia内的控制部10和各部的协作来执行，在向中继装置Ia提供电力的期间执 行。控制部10在通过信标发送定时器输入了信标发送定时信号时，使用第1通信部14来执行信道搜索，检测出所有的无线信道的通信状况(步骤Si)。在步骤Sl中，控制部10 使第1通信部14扫描(测定)所有的无线信道的电场强度，使通过该扫描所获得的各无线 信道的电场强度的扫描结果输出给存储部11。S卩，通过步骤Si，将在步骤Sl中获得的各无线信道的电场强度的结果作为各无线 信道的通信状况来获得。控制部10根据步骤Sl所获得的各无线信道的通信状况来选择通信状况最好的无 线信道，并决定为切换目的地信道(步骤S2)。在步骤S2中，例如选择通过步骤Sl所获得 的各无线信道的电场强度中的电场强度最小的无线信道。另外，也可以选择通信状况比较 好的无线信道。控制部10将包含切换目的地信道的信息等的切换目的地信息存储在存储部11 中，并且将该切换目的地信息保存在信标信号的信标有效载荷内(步骤S3)，从第1通信部 14发送该信标信号(步骤S4)。控制部10根据第1通信部14所使用的无线信道的通信状况，判别是否切换第1 通信部所使用的无线信道(步骤S5)。在步骤S5中，控制部10根据从无线终端装置2所发送的针对在步骤S4中发送的 信标信号的ACK信号的接收状况，判别第1通信部14所使用的无线信道的通信状况。在不切换无线信道的情况下(步骤S5 ；否)，控制部10返回步骤Sl的处理。作为 步骤S5为“否”的情况，例如在能够从所有的无线终端装置中接收到针对步骤S4所发送的 信标信号的ACK信号的情况下，判别为正在使用的无线信道的通信状况没有恶化，判别为 不切换无线信道。在切换无线信道的情况下(步骤S5 ；是)，控制部10将第1通信部使用的无线信 道切换到基于存储在存储部11中的切换目的地信息的无线信道(切换目的地信道)(步骤 S6)，并返回步骤Sl的处理。作为步骤S5为“是”的情况，例如在不能从所有的无线终端装置中接收到针对步 骤S4所发送的信标信号的ACK信号的情况下，判别为正在使用的无线信道的通信状况恶 化，判别为切换无线信道。另外，中继装置Ia在针对所发送的信标信号从无线终端装置2中发送了数据请求 信号的情况下，执行数据发送处理。在该数据发送处理中，从第1通信部14向发送了该数 据请求信号的无线终端装置2发送ACK信号、数据信号，第1通信部14接收针对该数据信 号的ACK信号。图6示出在无线终端装置2中执行的无线信道切换处理的流程图。另外，图6所 示的处理通过无线终端装置2内的控制部20和各部的协作来执行，在向无线装置2提供电 力的期间执行。无线终端装置2在与中继装置Ia建立通信后，根据从中继装置Ia以恒定间隔发 送的信标信号进行间歇动作。无线终端装置2在没有必要进行通信的状态下，切断自身的 电源，进行尽量减小消耗功率的动作，但是为了接收信标信号而唤醒，在信标信号具有向自 身进行数据收发的请求的情况下，进行依据该请求的动作。控制部20通过启动用定时器23来判别是否输入了启动定时信号(步骤Sll)，在 未输入启动定时信号的情况下(步骤Sll ；否)，返回步骤Sll的处理。
在输入了启动定时信号的情况下(步骤Sll ；是)，控制部20判别在终端通信部26 当前设定的无线信道中，是否能够从中继装置Ia接收到信标信号(步骤S12)。在不能接收到信标信号的情况下(步骤S12 ；否)，控制部20在存储部21具有的 寄存器中保存表示不能接收到信标信号(NG)的0(步骤S13)，进入步骤S17。寄存器能够 使用移位寄存器等，该移位寄存器能够保存从最新的步骤S12的判别结果到过去数次的步 骤S12的判别结果。在能够接收到信标信号的情况下(步骤S12 ；是)，控制部20获取保存在所接收 的信标信号的信标有效载荷内的切换目的地信息，并将该获取的切换目的地信息存储在存 储部21中(步骤S14)。并且，控制部20通过终端通信部26向中继装置Ia发送ACK信号 (步骤S15)。并且，控制部20在存储部21所具有的寄存器中保存表示能够接收到信标信号 (OK)的1 (步骤S16)，并进入步骤S17。控制部20在步骤S13或步骤S16后，根据终端通信部16所使用的无线信道的通 信状况，判别是否切换终端通信部26所使用的无线信道(步骤S17)。在步骤S17中，控制 部20参照存储部21具有的寄存器，判别终端通信部26所使用的无线信道的通信状况。在不切换无线信道的情况下(步骤S17 ；否)，控制部20返回步骤Sll的处理。作为步骤S17为“否”的情况，例如参照存储器21具有的寄存器，在能够接收到信 标信号的概率大于等于预先设定的概率的情况下，判别终端通信部26所使用的无线信道 的通信状况未恶化，判别为不切换无线信道。在切换无线信道的情况下(步骤S17 ；是)，控制部20将终端通信部26所使用的 无线信道切换到基于在步骤S14中存储在存储部21中的切换目的地信息的无线信道(切 换目的地信道)(步骤S18)，并返回步骤Sll的处理。作为步骤S17为“是”的情况，例如参照存储器21具有的寄存器，在能够接收到信 标信号的概率小于预先设定的概率的情况下，判别终端通信部26所使用的无线信道的通 信状况恶化，判别为切换无线信道。这样，无线终端装置2参照寄存器，根据从中继装置发送的信标信号的接收概率， 能够进行终端通信部26所使用的无线信道的通信状况的判别。另外，在示出所接收的信标信号具有以自身为目的地的数据时，无线终端装置2 执行数据接收处理。在该数据接收处理中，从终端通信部26向中继装置Ia发送数据请求信号。并且， 由终端通信部26接收从中继装置Ia发送的ACK信号、数据信号，从终端通信部26向中继 装置Ia发送ACK信号。如上所述，根据本实施方式1，中继装置Ia在发送信标信号时，将用于切换到多个 无线信道中的任意一个的无线信道的切换目的地信息保存在信标信号内，在通信状况恶化 的情况下，切换到基于该切换目的地信息的无线信道，无线终端装置2在所使用的无线信 道的通信状况恶化的情况下，能够切换到基于保存在所接收的信标信号内的切换目的地信 息的无线信道来进行无线通信。因此，即使通信状况急剧恶化，无线终端装置2不能接收来自中继装置Ia的信标 信号的情况下，无线终端装置2也能切换基于存储在终端存储部21中的在通信状况恶化之前所接收的信标信号所包含的切换目的地信息的无线信道，能够与中继装置Ia进行无线
通{曰。因此，针对通信状况的急剧变化，能够迅速且稳定地实现无线信道的切换，能够实 现通信质量的稳定化。另外，中继装置Ia在发送信标信号时，由于将用于切换到通信状况最好的无线信 道或通信状况比较好的无线信道的切换目的地信息保存在信标信号内，所以在通信状况恶 化的情况下，中继装置Ia和无线终端装置2能够切换到通信状况最好的无线信道或通信状 况比较好的无线信道来进行无线通信。实施方式2首先，对结构进行说明。本实施方式2中的无线通信系统的概略结构除了中继装置Ia变为中继装置Ib以 外，与图1所示的实施方式1中的无线通信系统的概略结构相同，所以省略图示和说明。图7示出本实施方式2中的中继装置Ib的概略结构图。如图7所示，中继装置Ib的结构为在实施方式1的中继装置Ia中还具备与第1 通信部14相同结构的第2通信部15，其他的部分与实施方式1的中继装置Ia相同，所以只 说明不同部分。另外，将第1通信部和第2通信部总称为通信部。在本实施方式2的控制部10所执行的信标发送处理中，使用第1通信部14和第 2通信部15中的一个。并且，在一个通信部中，使用多个无线信道中的任意一个无线信道， 在发送信标信号时，以预先确定的恒定周期(第1周期)发送保存有切换目的地信息的信 标信号，与多个无线终端装置2进行无线通信。在以恒定周期(第1周期)发送信标信号时，与实施方式1同样，通过进行无线通 信的一个通信部检测多个无线信道的通信状况。并且，选择所检测的多个无线信道的通信 状况中通信状况最好的无线信道。用于切换到该所选择的无线信道(切换目的地信道)的 切换目的地信息存储在存储部11中，并且保存在信标信号内。并且，进行无线通信的一个 通信部发送该信标信号。或者，也可以选择通信状况比较好的无线信道。在进行无线通信的一个通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，保存 有存储在存储部11中的切换目的地信息的信标信号以比无线信道的通信状况恶化之前发 送信标信号的周期(第1周期)短的周期(第2周期)，从一个通信部发送。并且，使用基 于存储在存储部11中的切换目的地信息的无线信道，在发送信标信号时，保存有新的切换 目的地信息的信标信号以第1周期从另一个通信部发送。在与一个通信部进行了无线通信的多个无线终端装置全部切换到与另一个通信 部的无线通信的情况下，停止一个通信部所执行的以第2周期进行的对保存有切换目的地 信息的信标信号的发送，中止该一个通信部中的信标信号的发送处理。本实施方式2中的信标信号与实施方式1相同，所以省略信标帧的图示和说明。第2通信部15与实施方式1的第1通信部14的结构相同，所以省略说明。本实施方式2中的无线终端装置2的概略结构与实施方式1同样，所以省略图示， 只说明不同的部分。在本实施方式2的控制部20所执行的无线信道切换处理中，在终端通信部26接收到信标信号时，保存在该信标信号内的切换目的地信息被存储在存储部21中。并且，在终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将能够接收信 标信号的状态维持终端通信部26预先设定的时间(接收维持时间)，在接收维持时间的期 间不能接收信标信号的情况下，根据存储在存储部21中的切换目的地信息切换终端通信 部26所使用的无线信道，进行信标信号的接收。接着，对本实施方式2的动作进行说明。图8示出对中继装置Ib中的第1通信部14和第2通信部15执行的信标发送处 理的流程图。另外，图8所示的处理通过中继装置Ib内的控制部10与各部的协作来执行， 在向中继装置Ib提供电力的期间执行。首先，说明对第1通信部14执行的信标发送处理。步骤S21 S25与通过信标发送定时器以第1周期输入信标发送定时信号时执行 的图5所示的步骤S 1 S5相同，所以省略说明。在第1通信部14中执行步骤S21 S25 的处理的期间，第2通信部15为中止状态。控制部10在判别为切换第1通信部14的无线信道的情况下(步骤S25 ；是)，输 出切换同步信号(步骤S26)。切换同步信号是用于取第1通信部14和第2通信部15的动作同步的信号。切换 同步信号对以第ι周期发送了信标信号的通信部，以周期比第1周期短的第2周期指示开 始信标信号的发送，对中止状态的通信部，使用基于存储在存储部11中的切换目的地信息 的无线信道以第1周期指示开始信标信号的发送。控制部10根据切换同步信号对以第1周期发送了信标信号的第1通信部14，以第 2周期开始发送保存有存储在存储部11中的切换目的地信息的信标信号(步骤S27)。控制部10判别信道切换是否结束(步骤S28)。在步骤S28的判别中，控制部10从输出切换同步信号(步骤S26)到当前的期间， 判别是否输出信道切换结束信号。信道切换结束信号是在从输出切换同步信号到当前的期间由以第1周期发送信 标信号的通信部(这里是第2通信部15)从所有的无线终端装置接收到ACK信号的情况下 输出的信号。S卩，信道切换结束信号是表示与以第2周期发送信标信号的通信部(这里是第1 通信部14)进行无线通信的多个无线终端装置全部切换到与另一个通信部(这里是第2通 信部15)的无线通信的信号。在信道切换未结束的情况下(步骤S28 ；否)，控制部10返回步骤S28的处理。在信道切换结束的情况下(步骤S28 ；是)，控制部10针对第1通信部14，停止以 第2周期进行的信标信号的发送，中止信标信号的发送处理(步骤S29)。控制部10在步骤S29后判别是否输出了切换同步信号(步骤S30)，在未输出切换 同步信号的情况下(步骤S30 ；否)，返回步骤S30的处理。在输出了切换同步信号的情况下(步骤S30 ；是)，当信标发送定时器以第1周期 输入了信标发送定时信号时，控制部10使用第ι通信部14执行信道搜索，检测所有无线信 道的通信状况(步骤S31)。步骤S31所执行的信道搜索与图5的步骤Sl相同，所以省略说 明。
步骤S32、S33与图5的步骤S2、S3相同，所以省略说明。控制部10根据切换同步信号，将基于存储在存储部11中的切换目的地信息的无 线信道设定在第1通信部14中，通过该无线信道从第1通信14发送信标信号(步骤S34)。控制部10判别信道切换是否结束(步骤S35)。在步骤S35的判别中，在从输出切换同步信号(步骤S30;是)到现在的期间，以 第1周期发送信标信号的通信部(这里是第1通信部)从所有的无线终端装置接收到ACK 信号的情况下，控制部10判别信道切换结束。在信道切换未结束的情况下(步骤S35 ；否)，控制部10返回步骤S31的处理。在信道切换结束的情况下(步骤S35 ；是)，控制部10输出信道切换结束信号(步 骤S36)，返回步骤S21的处理。接着，说明对图8所示的第2通信部15执行的信标发送处理。对第2通信部15执行的信标发送处理与对第1通信部14执行的信标处理的处理 内容相同，所以说明对应关系，省略详细说明。对第2通信部15执行的步骤S41与对第1通信部14执行的步骤S29相同。对第2通信部15执行的步骤S42 S48与对第1通信部14执行的步骤S30 S36相同。对第2通信部15执行的步骤S49 S54与对第1通信部14执行的步骤S21 S26相同。对第2通信部15执行的步骤S55、S56与对第1通信部14执行的步骤S27、S28相 同。图9示出第1通信部和第2通信部的信标发送处理的时序图。如图8和图9所示，第1通信部14使用预定的无线信道(例如llch)以第1周期 发送保存有切换目的地信息的信标信号的期间(步骤S21 S25)，第2通信部15为中止状 态(步骤S41)。以下，将一个通信部以第1周期发送包含切换目的地信息的信标信号、另一 个通信部为中止状态的期间称为通常动作期间。并且，如图8和图9所示，第1通信部14所使用的无线信道(例如llch)的通信 状况恶化，第1通信部14使用比第1周期短的第2周期发送包含切换目的地信息的信标信 号的期间(步骤S26 S28)，第2通信部15使用基于切换目的地信息的切换目的地信道 (例如15ch)以第1周期发送信标信号(步骤S42 S47)。以下，将一个通信部以第2周 期发送包含切换目的地信息的信标信号、另一个通信部使用切换目的地信道以第1周期发 送信标信号的期间称为切换动作期间。并且，当与第1通信部14进行了无线通信的无线终端装置全部切换到与第2通信 部15的无线通信时(步骤S48)，第1通信部14为中止状态(步骤S29)，继续使用第2通 信部15在切换动作期间使用的无线信道(切换目的地信道(例如15ch))，以第1周期发送 包含切换目的地信息的信标。并且，第2通信部15与多个无线终端装置进行无线通信(步 骤S49 S53)，成为通常动作期间。然后，当第2通信部15使用的无线信道(例如15ch)的通信状况恶化时，成为切 换动作期间，即第2通信部15以比第1周期短的第2周期发送包含切换目的地信息的信 标信号，处于中止状态的第1通信部使用基于切换目的地信息的切换目的地信道以第1周期发送信标信号。另外，中继装置Ib在针对所发送的信标信号从无线终端装置2中发送了数据请求 信号的情况下，执行数据发送处理。中继装置Ib所执行的数据发送处理与实施方式1的中 继装置Ia执行的数据发送处理相同，所以省略说明。图10示出在无线终端装置2中执行的无线信道切换处理的流程图。另外，图10 所示的处理通过无线终端装置2内的控制部20与各部的协作来执行，在向无线终端装置2 提供电力的期间执行。步骤S61 S67与图6所示的步骤S11 S17相同，所以省略说明。控制部20在切换无线信道的情况下(步骤S67 ；是)，使终端通信部26维持为能 够接收信标信号的状态(步骤S68)，并且开始基于内部定时器的计时。并且，控制部20判 别终端通信部26是否接收到信标信号(步骤S69)。在终端通信部26接收到信标信号的情况下(步骤S69 ；是)，控制部20获取保存 在所接收的信标信号的信标有效载荷内的切换目的地信息，将该获取的切换目的地信息存 储在存储部21中，并且将终端通信部26所使用的无线信道切换到基于该切换目的地信息 的无线信道(切换目的地信道)(步骤S70)，返回到步骤S61的处理。在终端通信部26未接收到信标信号的情况下(步骤S69 ；否)，控制部20判别从 将终端通信部26维持为可接收信标信号的状态开始计时的内部定时器的计时时间是否经 过了接收维持时间(步骤S71)。在未经过接收维持时间的情况下(步骤S71 ；否)，控制部20返回步骤S69的处理。在经过了接收维持时间的情况下(步骤S71 ；是)，根据即将执行步骤S68之前接 收的信标信号中获取的存储在存储部21中的切换目的地信息，将终端通信部26所使用的 无线信道切换到基于该切换目的地信息的无线信道(切换目的地信道)(步骤S72)。控制部20在步骤S72之后，将终端通信部26维持为能够接收信标信号的状态，并 且开始由内部定时器进行计时，判别终端通信部26是否使用切换目的地信道接收到信标 信号(步骤S73)。在终端通信部26接收到信标信号的情况下(步骤S73 ；是)，控制部20获取保存 在所接收的信标信号的信标有效载荷内的切换目的地信息，并将该获取的切换目的地信息 存储在存储部21中，返回到步骤S61的处理。在终端通信部26未接收信标信号的情况下(步骤S73 ；否)，控制部20判别步骤 S72之后从将终端通信部26维持为可接收信标信号的状态开始计时的内部定时器的计时 时间是否经过了接收维持时间(步骤S74)。在未经过接收维持时间的情况下(步骤S74 ；否)，控制部20返回步骤S73的处理。在经过了接收维持时间的情况下(步骤S74 ；是)，控制部20使用终端通信部26 执行信道搜索，检测所有无线信道的通信状况(步骤S75)。步骤S75中的信道搜索与步骤 Sl相同，所以省略说明。控制部20根据步骤S75所获得的各无线信道的通信状况，选出通信状况最好的无 线信道(例如，由步骤S75获得的各无线信道的电场强度中电场强度最小的无线信道)。另外，也可以选择通信状况比较好的无线信道。并且，控制部20将终端通信部26所使用的无线信道切换到该选出的无线信道 (步骤S76)，返回步骤S61的处理。另外，在示出所接收的信标信号具有以自身为目的地的数据时，无线终端装置2 执行数据接收处理。无线终端装置2所执行的数据接收处理与实施方式1的无线终端装置 2执行的数据接收处理相同，所以省略说明。如以上所述，根据本实施方式2，当然能够获得与第1实施方式同样的效果，中继 装置Ib使用2个通信部(第1通信部、第2通信部)中的一个通信部与无线终端装置2进 行无线通信，在一个通信部使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，能够以较短的周期 从该一个通信部发送包含切换目的地信息的信标信号，并且利用基于该切换目的地信息的 无线信道从另一个通信部发送信标信号。因此，在无线信道的通信状况恶化的情况下，无线终端装置2能够提高接收保存 有中继装置Ib的另一个通信部使用的无线信道所示出的切换目的地信息的信标信号的概率。因此，能够实现无线终端装置的无线信道的切换的迅速化。另外，进行了无线通信的所有无线终端装置2在从一个通信部切换到与另一个通 信部的无线通信的情况下，能够停止由一个通信部进行的信标信号的发送。因此，能够防止 不进行无线通信的无线信道的浪费使用，并且能够防止发生功率消耗的浪费。并且，无线终端装置2在终端通信部26所使用的无线信道的通信状况恶化的情况 下，在预先设定的时间内，如果未接收到信标信号，则根据存储在存储部21中的切换目的 地信息来切换终端通信部26所使用的无线信道，能够进行信标信号的接收。因此，无线终端装置2即使未接收最新的信标信号，也能切换到基于存储在终端 存储部21中的切换目的地信息的无线信道来进行信标信号的接收，所以不需要用于进行 所有的无线信道的信道扫描的时间，能够实现迅速的无线信道的切换。本领域技术人员容易想到其它的优点和变型。因此，本发明在其广泛意义上不限 于本文示出和描述的具体细节和代表性实施方式。从而，在不脱离由所附权利要求及其等 同物限定的总发明概念的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。
权利要求
一种无线通信系统，其具备多个无线终端装置和与所述多个无线终端装置进行无线通信的中继装置，所述无线通信系统的特征在于，所述中继装置具有存储部，其存储无线信道的切换目的地信息；通信部，其使用多个无线信道中的任意一个无线信道向所述多个无线终端装置发送信标信号，进行无线通信；以及控制部，其在由所述通信部发送所述信标信号时，将用于切换到所述多个无线信道中的任意一个无线信道的切换目的地信息存储在所述存储部中，并且保存在信标信号内，通过所述通信部发送该信标信号，并在所述通信部使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将所述通信部所使用的无线信道切换到基于存储在所述存储部中的切换目的地信息的无线信道，所述无线终端装置具有终端存储部，其存储无线信道的切换目的地信息；终端通信部，其使用所述多个无线信道中的任意一个无线信道来接收从所述中继装置发送的所述信标信号，进行无线通信；以及终端控制部，其在所述终端通信部接收到所述信标信号时，将保存在该信标信号内的所述切换目的地信息存储在所述终端存储部中，并在所述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将所述终端通信部所使用的无线信道切换到基于存储在所述终端存储部中的切换目的地信息的无线信道。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于， 所述控制部，在由所述通信部发送所述信标信号时，通过所述通信部检测出所述多个无线信道的通 信状况，选择该检测出的多个无线信道的通信状况中通信状况好的无线信道，并将该选择 的无线信道设为所述多个无线信道中的任意一个无线信道。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于， 所述中继装置具备2个所述通信部，所述控制部，使用所述2个通信部中的一个通信部，使用所述多个无线信道中的任意一个无线信 道，在发送所述信标信号时发送保存有所述切换目的地信息的所述信标信号并且进行无线 通信，在所述一个通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将保存有存储在所 述存储部中的所述切换目的地信息的所述信标信号以比所述无线信道的通信状况恶化之 前的周期更短的周期从所述一个通信部发送，使用基于存储在所述存储部中的切换目的地 信息的无线信道，在发送所述信标信号时将保存有所述切换目的地信息的所述信标信号以 所述无线信道的通信状况恶化前的周期从另一个通信部发送。
4.根据权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于， 所述控制部，在与所述一个通信部进行了无线通信的所述多个无线终端装置全部切换到与所述另 一个通信部的无线通信的情况下，停止由所述一个通信部以比所述无线信道的通信状况恶 化之前的周期更短的周期进行的保存有存储在所述存储部中的所述切换目的地信息的所述信标信号的发送。
5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述终端控制部，在所述终端通信部接收到从所述中继装置发送的所述信标信号的概率小于预先设定 的概率的情况下，判别为所述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化。
6.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述终端控制部，在所述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，使所述终端通信部以 预先设定的时间维持能够接收所述信标信号的状态，在该预先设定的时间内未接收到所述 信标信号的情况下，根据存储在所述终端存储部中的所述切换目的地信息来切换所述终端 通信部所使用的无线信道，进行所述信标信号的接收。
7.一种无线通信方法，是多个无线终端装置和中继装置的无线通信方法，所述多个无 线通信装置具有终端通信部，该终端通信部使用多个无线信道中的任意一个无线信道来接 收从中继装置发送的信标信号，进行无线通信；所述中继装置具有通信部，该通信部使用所 述多个无线信道中的任意一个无线信道向所述多个无线终端装置发送所述信标信号，进行 无线通信，所述无线通信方法的特征在于，包括以下步骤在由所述通信部发送所述信标信号时，将用于切换到所述多个无线信道中的任意一个 无线信道的切换目的地信息存储在所述中继装置所具有的存储部中，并且保存在信标信号 内的步骤；所述通信部发送保存有所述切换目的地信息的信标信号的步骤；在所述通信部使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将所述通信部所使用的无线 信道切换到基于存储在所述存储部中的切换目的地信息的无线信道的步骤；在所述无线终端装置的所述终端通信部接收到所述信标信号时，将保存在该信标信号 内的所述切换目的地信息存储在所述无线终端装置所具有的终端存储部中的步骤；以及在所述终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将所述终端通信部所 使用的无线信道切换到基于存储在所述终端存储部中的切换目的地信息的无线信道步骤。
8.根据权利要求7所述的无线通信方法，其特征在于，所述通信部发送保存有所述切换目的地信息的信标信号的步骤中，在由所述通信部发送所述信标信号时，通过所述通信部检测出所述多个无线信道的通 信状况，选择该检测出的多个无线信道的通信状况中通信状况好的无线信道，并将该选择 的无线信道设为所述多个无线信道中的任意一个无线信道。
全文摘要
本发明提供一种对无线信道进行切换的无线通信系统和无线通信方法。在具备多个无线终端装置和中继装置的无线通信系统中，当通信部以恒定周期发送信标信号时，中继装置进行信道搜索，选择通信状况好的无线信道，并将用于切换到该选择的无线信道的切换目的地信息保存在信标信号内进行发送，在通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将通信部所使用的无线信道切换到基于切换目的地信息的无线信道，无线终端装置在接收信标信号的终端通信部所使用的无线信道的通信状况恶化的情况下，将终端通信部所使用的无线信道切换到基于切换目的地信息的无线信道。
文档编号H04B1/74GK101902767SQ20101018827
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者上原直隆, 半田哲也, 小金孝行, 布川祐人, 水野公靖, 相原岳浩, 筱原纯人, 雨谷一志 申请人:卡西欧计算机株式会社