JP2018037763A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数チャネル、通信レート等の通信条件を通信状況に応じて迅速かつ確実に変更することを目的とする。
【解決手段】第１無線装置１０は、Ａチャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信しなかったものの、Ｂチャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信したときはチャネル変更処理を実行する。すなわち、Ａチャネルにおいて第ｉ＋１回目のデータパケットの送信は行わず、第ｉ＋１回目にＢチャネルで送信するデータパケットにチャネル切り換え情報を含ませる。第１無線装置１０は、第ｉ＋１回目のデータパケットの送信後に受信したアクノリッジパケットに含まれる切り換え確認情報に応じてＡチャネルを切り換える。データパケットをＢチャネルで受信した第２無線装置１２は、そのデータパケットに含まれるチャネル切り換え情報に応じたチャネルにＡチャネルを切り換える。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線装置に関し、特に、複数の周波数帯を用いて無線機との間で無線通信を行う装置に関する。

データ通信や音声通信において特定小電力無線機が広く用いられている。特定小電力無線機は、送信電力、使用周波数帯、送信時間等についての規定に従うことで免許を申請することなく使用でき、産業界の広い分野で普及している。

特定小電力無線機を用いた通信システムとしては、例えば、コンピュータと公衆通信網との間の通信を特定小電力無線機によって行うものがある。また、特許文献１および２には特定小電力無線機を用いた警報器が記載されている。これらの特許文献には火災発生等の緊急時に、緊急用の信号を複数の周波数帯域で送受信し、通信の信頼性を向上させることが記載されている。

また、本願発明に関連する技術として、特許文献２には、複数の通信チャネルが定められた無線通信システムが記載されている。無線通信システムを構成する無線通信装置は、１つのチャネルで干渉波が検出された場合、他のチャネルに切り替える命令を含むチャネル切り替え通知フレームを、通信相手である無線通信端末にその１つのチャネルで送信する。

特開２０１５−１４９８６号公報 特開２０１５−１９１４号公報 特開２００９−１１８００３号公報

特定小電力無線機が使用する周波数帯には、複数の周波数チャネルが定められている。特定小電力無線機では、送信対象のデータを送受信するためのデータ通信用チャネルとは別に、制御用チャネルが定められ、制御用チャネル用いてデータ通信用のチャネルの変更が行われる。また、制御用チャネルを用いてデータ通信用チャネルの通信レートを変更するものもある。しかし、制御用チャネルにおける通信状況によっては、データ通信用のチャネルや、その通信レート等の通信条件が確実に変更されない場合があり、パケット通信の成功率等によって示される通信状況が劣化することがある。

特許文献２に記載されている無線通信システムは、制御チャネルを用いるものではなく、切り替え元のチャネルを用いてチャネル切り替え通知フレームを通信相手に送信するものである。しかし、チャネル切り替え通知フレームを送信している間、データ通信が中断されてしまうという問題がある。

本発明は、周波数チャネル、通信レート等の通信条件を通信状況に応じて迅速かつ確実に変更することを目的とする。

複数の周波数帯を用いて無線機との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部の通信状態を制御する制御部と、を備える無線装置において、前記制御部は、前記無線機との間で複数の周波数帯で同一のデータ通信を行う冗長通信と、先のデータ通信を行ったときに、１つの周波数帯での通信状況が所定条件を満たさなかった場合、次のデータ通信を行うときに、当該１つの周波数帯についての通信条件を変更するための通信条件変更情報を、通信対象のデータに加えて他の周波数帯を用いて送信する通信条件変更処理と、 を前記無線通信部に実行させることを特徴とする。

望ましくは、前記制御部は、前記次のデータ通信を行ったときに、前記他の周波数帯での通信状況が所定条件を満たさなかった場合、前記１つの周波数帯および前記他の周波数帯についての通信条件を所定の初期条件に設定する。

本発明によれば、通信条件を通信状況に応じて迅速かつ確実に変更することができる。

本発明の実施形態に係る通信システムを示す図である。 データ通信のタイミングチャートである。 チャネル変更処理のシーケンスチャートである。 チャネル変更処理およびチャネル初期化のシーケンスチャートである。 無線装置のハードウエアを示す図である。

（１）通信システムの構成
図１には、本発明の実施形態に係る通信システムが示されている。通信システムは、パケット通信を行う第１無線装置１０および第２無線装置１２を備える。各無線装置は、例えば、特定小電力無線機の規格に従って、使用周波数帯、送受信電力等が設計される。データ通信では、音声データ、画像データ、テキストデータ等の通信対象データを含むデータパケットが、一方の無線装置から他方の無線装置に送信される。

第１無線装置１０および第２無線装置１２の間のデータ通信は、Ａ周波数帯に含まれるＡチャネルと、Ｂ周波数帯に含まれるＢチャネルの両者を用いた冗長通信によって行われる。すなわち、一方の無線装置は、同一の通信対象データを含むデータパケットをＡチャネルの無線信号およびＢチャネルの無線信号で送信する。他方の無線装置は、ＡチャネルおよびＢチャネルのうち、先にデータパケットが受信された方のデータパケットから通信対象データを取得し、後に受信されるデータパケットを用いない。

各無線装置が特定小電力無線機の規格に従って設計されている場合、例えば、Ａ周波数帯およびＢ周波数帯は、４００ＭＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯、１．２ＧＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯等の特定小電力無線機に対して定められている複数の周波数帯から選ばれる。また、後述のように、各無線装置が３つ以上の複数の周波数帯を用いる場合には、これら複数の周波数帯は、特定小電力無線機に対して定められている複数の周波数帯から選ばれる。

（２）冗長通信
図２には、データ通信の例がタイミングチャートによって示されている。この図では、Ａチャネルでのパケットの送信が実線で示され、Ｂチャネルでのパケットの送信が破線で示されている。

第１無線装置１０は、Ａチャネルでデータパケットを送信すると共に（Ｓ１０１）、Ｂチャネルでデータパケットを送信する（Ｓ１０２）。第２無線装置１２では、Ａチャネルでデータパケットが先に受信されるため、第２無線装置１２はそのデータパケットから通信対象データを取得する（Ｓ１０３）。Ａチャネルでデータパケットが受信されてから時間ｔａが経過した時に、第２無線装置１２はＢチャネルでデータパケットを受信する。第２無線装置１２は、そのデータパケットに含まれている通信対象データが、先に受信したデータパケットに含まれていた通信対象データと同一であることを認識すると、Ｂチャネルで受信されたデータパケットを破棄する（Ｓ１０４）。ここで、データパケットの破棄は、データパケットを消去することの他、データパケットに関する処理を実行しないことを含む。第２無線装置１２は、Ａチャネルでデータパケットを受信したことに応答して、Ａチャネルでアクノリッジパケットを送信する（Ｓ１０５）。また、第２無線装置１２は、Ｂチャネルでデータパケットを受信したことに応答して、Ｂチャネルでアクノリッジパケットを送信する（Ｓ１０６）。第１無線装置１０は各アクノリッジパケットを受信し、ＡチャネルおよびＢチャネルのそれぞれで送信されたデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

また、ステップＳ１０７およびＳ１０８に示されているように、第１無線装置１０がＡチャネルでデータパケットを送信すると共に（Ｓ１０７）、Ｂチャネルでデータパケットを送信した場合において（Ｓ１０８）、Ａチャネルで送信したデータパケットが、通信状況の不良により第２無線装置１２で受信されなかったものとする。この場合、第２無線装置１２は、Ｂチャネルで受信されたデータパケットから通信対象データを取得する（Ｓ１０９）。第２無線装置１２は、Ｂチャネルでデータパケットを受信したことに応答して、Ｂチャネルでアクノリッジパケットを送信する（Ｓ１１０）。第１無線装置１０はアクノリッジパケットを受信し、Ｂチャネルで送信されたデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

ステップＳ１１１およびＳ１１２において、第１無線装置１０は、Ｂチャネルでデータパケットを送信すると共に（Ｓ１１１）、Ａチャネルでデータパケットを送信する（Ｓ１１２）。第２無線装置１２では、Ｂチャネルでデータパケットが先に受信されるため、第２無線装置１２はそのデータパケットから通信対象データを取得する（Ｓ１１３）。Ｂチャネルでデータパケットが受信されてから時間ｔｂが経過した時に、第２無線装置１２は、Ａチャネルでデータパケットを受信する。第２無線装置１２は、そのデータパケットに含まれている通信対象データが、先に受信したデータパケットに含まれていた通信対象データと同一であることを認識すると、Ａチャネルで受信されたデータパケットを破棄する（Ｓ１１４）。第２無線装置１２は、Ｂチャネルでデータパケットを受信したことに応答して、Ｂチャネルでアクノリッジパケットを送信する（Ｓ１１５）。また、第２無線装置１２は、Ａチャネルでデータパケットを受信したことに応答して、Ａチャネルでアクノリッジパケットを送信する（Ｓ１１６）。第１無線装置１０は各アクノリッジパケットを受信し、ＢチャネルおよびＡチャネルのそれぞれで送信されたデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

ここでは、第１無線装置１０から第２無線装置１２にデータパケットを送信する処理について説明したが、第２無線装置１２から第１無線装置１０にデータパケットを送信する処理も同様にして行われる。また、音声データ、画像データ、テキストデータ等は、複数のデータパケットに分けて送信される。そのため、送信側の無線装置から受信側の無線装置には、複数のデータパケットが所定時間間隔で順次送信される。

このような冗長通信によれば、同一の通信対象データを含むデータパケットが、ＡチャネルおよびＢチャネルの両方で一方の無線装置から送信される。他方の無線装置は、先に受信されたデータパケットから通信対象データを取得する。これによって、一方のチャネルの通信状況が良好でない場合には、他方のチャネルによって一方の無線装置から他方の無線装置に通信対象データが送信されるため、データ通信の信頼性が向上する。

このように、第１無線装置１０はデータパケットを繰り返し送信し、各データパケットに対するアクノリッジパケットを受信する。各無線装置は、データパケットに対応するアクノリッジパケットを受信しなかった場合には、次のようなチャネル変更処理を実行する。

すなわち、第１無線装置１０は、一方の周波数帯のチャネルで先に送信したデータパケットに対するアクノリッジパケットを受信しなかった場合、他方の周波数帯のチャネルで次に送信するデータパケットにチャネル切り換え情報を含ませる。チャネル切り換え情報は、チャネルの切り換えを要求する情報であり、切り換え先のチャネルを示す情報を含む。第２無線装置１２は、受信したデータパケットにチャネル切り換え情報が含まれる場合には、その一方の周波数帯のチャネルを、チャネル切り換え情報によって示されるチャネルに切り換える。

同様に、第２無線装置１２がデータパケットを送信する場合には、第２無線装置１２は、一方の周波数帯のチャネルで先に送信したデータパケットに対するアクノリッジパケットを受信しなかった場合、他方の周波数帯のチャネルで次に送信するデータパケットにチャネル切り換え情報を含ませる。第１無線装置１０は、受信したデータパケットにチャネル切り換え情報が含まれる場合には、その一方の周波数帯のチャネルを、チャネル切り換え情報によって示されるチャネルに切り換える。

（３）チャネル変更処理
図３には、チャネル変更処理のシーケンスチャートが示されている。この図では、第１無線装置１０および第２無線装置１２のそれぞれに対し、下方向に伸びる時間軸が示されている。第１無線装置１０は、Ａチャネル無線部１４（Ａｃｈ無線部１４）、およびＢチャネル無線部１６（Ｂｃｈ無線部１６）を備える。同様に、第２無線装置１２は、Ａチャネル無線部１８、およびＢチャネル無線部２０を備える。第１無線装置１０および第２無線装置１２のそれぞれが備えるＡチャネル無線部は、Ａ周波数帯でパケットの送受信を行う。第１無線装置１０および第２無線装置１２のそれぞれが備えるＢチャネル無線部は、Ｂ周波数帯でパケットの送受信を行う。Ａ周波数帯にはＡチャネルα１〜αｎが定められており、Ｂ周波数帯にはＢチャネルβ１〜βｍが定められている。ただし、ｎおよびｍは、２以上の整数である。

初めに、第１無線装置１０および第２無線装置１２が備えるＡチャネル無線部のチャネルはα３に設定されており、Ｂチャネル無線部のチャネルはβ１０に設定されている。第１無線装置１０は、Ａチャネルα３でデータパケットを送信する（Ｄａ−１）。第２無線装置１２は、このデータパケットを受信して通信対象データを取得し、Ａチャネルα３でアクノリッジパケットを送信する（Ａａ−１）。このアクノリッジパケットを受信した第１無線装置１０は、ステップＤａ−１で送信したデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

同様に、第１無線装置１０は、Ｂチャネルβ１０でデータパケットを送信する（Ｄｂ−１）。第２無線装置１２は、このデータパケットを受信するものの、Ａチャネルα３で既に通信対象データを取得しているため、このデータパケットから通信対象データを取得しなくてもよい。第２無線装置１２は、Ｂチャネルβ１０でアクノリッジパケットを送信する（Ａｂ−１）。このアクノリッジパケットを受信した第１無線装置１０は、ステップＤｂ−１で送信したデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

同様の処理によって、第１無線装置１０はデータパケットを繰り返し送信する。第２無線装置１２が各データパケットを受信しアクノリッジパケットを送信した場合には、第１無線装置１０は各データパケットに対するアクノリッジパケットを受信する。第１回目から第Ｎ−３回目のデータパケットの送信については、Ａチャネルα３およびＢチャネルβ１０でのデータパケットの送信およびアクノリッジパケットの受信が行われている。しかし、第Ｎ−２回目のデータパケットの送信については、符号「×」で示されているように、Ａチャネルα３でのアクノリッジパケットの受信は行われていない（Ａａ−（Ｎ−２））。

そこで、第１無線装置１０は、Ａチャネルα３における第Ｎ−１回目のデータパケットの送信は行わない。そして、第Ｎ−１回目にＢチャネルβ１０で送信するデータパケットにチャネル切り換え情報を含ませて、第２無線装置１２に送信する（Ｄｂ−（Ｎ−１））。第２無線装置１２は、Ｂチャネルβ１０で第Ｎ−１回目に送信されたデータパケットを受信し、このデータパケットに含まれる通信対象データのみならずチャネル切り換え情報をも取得する。第２無線装置１２はチャネル切り換え情報に従って、Ａチャネルをα３からα４に切り換える。

第２無線装置１２は、第Ｎ−１回目に受信したデータパケットに対し、切り換え確認情報を含むアクノリッジパケットをＢチャネルβ１０で第１無線装置１０に送信する（Ａｂ−（Ｎ−１））。切り換え確認情報は、切り換え情報に基づいてチャネルを切り換えたことを送信先に伝える情報である。このアクノリッジパケットを受信した第１無線装置１０は、ステップＤｂ−（Ｎ−１）で送信したデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識すると共に、切り換え確認情報に応じてＡチャネルをα３からα４に切り換える。

第１無線装置１０は、第Ｎ回目からは、Ａチャネルα４でデータパケットを送信する（Ｄａ−Ｎ）。第２無線装置１２は、Ａチャネルα４でデータパケットを受信し、それに対するアクノリッジパケットをＡチャネルα４で送信する（Ａａ−Ｎ）。このアクノリッジパケットを受信した第１無線装置１０は、ステップＤａ−Ｎで送信したデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

さらに、第１無線装置１０は、Ｂチャネルβ１０で第Ｎ回目のデータパケットを送信する（Ｄｂ−Ｎ）。第２無線装置１２は、Ｂチャネルβ１０でデータパケットを受信し、それに対するアクノリッジパケットをＢチャネルβ１０で送信する。このアクノリッジパケットを受信した第１無線装置１０は、ステップＤｂ−Ｎで送信したデータパケットが第２無線装置１２で受信されたことを認識する。

以降、同様の処理によって、第１無線装置１０はデータパケットを繰り返し送信する。通信状況が良好である場合には、第２無線装置１２は各データパケットを受信し、アクノリッジパケットを送信する。そして、第１無線装置１０は各データパケットに対するアクノリッジパケットを受信する。また、一方のチャネルの通信状況が良好でない場合には、他方のチャネルによって、第１無線装置１０から第２無線装置１２にチャネル切り換え情報が送信されると共に、第２無線装置１２から第１無線装置１０に切り換え確認情報が送信される。これに従って第１無線装置１０および第２無線装置１２は、通信状況が良好でない周波数帯のチャネルを他のチャネルに切り換える。

このように、第１無線装置１０は、Ｂチャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信したものの、Ａチャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信しなかったときは、次のようなチャネル変更処理を実行する。すなわち、Ａチャネルにおいて第ｉ＋１回目のデータパケットの送信は行わず、第ｉ＋１回目にＢチャネルで送信するデータパケットに通信対象データに加えてチャネル切り換え情報を含ませる。チャネル切り換え情報を含むデータパケットをＢチャネルで受信した第２無線装置１２は、そのデータパケットに含まれるチャネル切り換え情報に応じたチャネルにＡチャネルを切り換える。第２無線装置１２は、切り換え確認情報を含むアクノリッジパケットをＢチャネルで第１無線装置１０に送信する。第１無線装置１０は、第ｉ＋１回目のデータパケットの送信後に受信したアクノリッジパケットに含まれる切り換え確認情報に応じて、チャネル切り換え情報に応じたチャネルにＡチャネルを切り換える。

すなわち、第１無線装置１０は、先のデータ通信を行ったときに（データパケットを送信したときに）、Ａ周波数帯での通信状況が所定条件を満たさなかった場合（Ａチャネルでアクノリッジパケットを受信しなかった場合）、次のデータ通信を行うときに、通信対象データに加えてＡ周波数帯についての通信条件を変更する通信条件変更情報（Ａチャネルに対するチャネル切り換え情報）を、Ｂ周波数帯を用いて送信する通信条件変更処理（チャネル変更処理）を実行する。

チャネル変更処理によれば、２つの周波数帯を用いて冗長通信を行う場合において、一方の周波数帯のチャネルでの通信状況が劣化した場合には、他方の周波数帯のチャネルを用いた通信によって一方の周波数帯のチャネルが切り換えられる。これによって、通信が途切れることなく迅速に、通信状況が劣化した周波数帯のチャネルの切り換えが行われる。

なお、第１無線装置１０は、データパケットを送信した後、そのデータパケットに対するアクノリッジパケットを受信しなかった場合、データパケットを再送してもよい。この場合、第１無線装置１０は、予め定められた回数までデータパケットを再送してもアクノリッジパケットを受信しなかったときに、チャネル変更処理を実行する。

また、ここでは、第１無線装置１０が第２無線装置１２に対して繰り返しデータパケットを送信する処理に説明した。同様にして、第２無線装置１２は、第１無線装置１０に対して繰り返しデータパケットを送信する処理を実行してもよい。

（４）ヘルスチェック
第１無線装置１０および第２無線装置１２は、データパケットの送受信、およびアクノリッジパケットの送受信を行っていない時間帯には、次のようなヘルスチェックを実行する。

第１無線装置１０は、Ａ周波数帯の１つのチャネルαｊ（ｊ＝１〜ｎのいずれか１つ）において、テストパケットを第２無線装置１２に送信する。第２無線装置１２はテストパケットを受信すると、テストパケットが受信されたチャネルαｊにおいて、応答パケットを第１無線装置１０に送信する。第１無線装置１０は応答パケットを受信した場合には、応答パケットを受信したときの通信状況に応じて、チャネルαｊの通信良好度を記憶する。通信良好度としては、例えば、受信信号の強度や、パケットを復調して得られたディジタルデータの誤り率が用いられる。第１無線装置１０は、応答パケットを受信しなかった場合には、チャネルαｊが通信不可能である旨の通信不能情報を記憶する。通信不能情報は、第１無線装置１０から送信されたテストパケットが第２無線装置１２で受信されなかった場合、および、第２無線装置１２から送信された応答パケットが第１無線装置１０で受信されなかった場合の両者において第１無線装置１０に記憶される。

第１無線装置１０は、このようなテスト処理をチャネルα１〜αｎのそれぞれについて順に実行する。Ａ周波数帯の総てのチャネルα１〜αｎについてテスト処理が終了すると、第１無線装置１０は、Ｂ周波数帯のチャネルβ１〜βｍのそれぞれについてもテスト処理を実行する。第１無線装置１０は、Ｂ周波数帯の総てのチャネルβ１〜βｍについてテスト処理が終了すると、再び、Ａ周波数帯のチャネルα１〜αｎのそれぞれについてテスト処理を実行する。第１無線装置１０は、このようにして、Ａ周波数帯のチャネルα１〜αｎおよびＢ周波数帯のチャネルβ１〜βｍのそれぞれについて巡回的にテスト処理を実行する。

なお、データパケットの送受信、またはアクノリッジパケットの送受信をする必要がある場合、第１無線装置１０はテスト処理を中断する。そして、データパケットの送受信、またはアクノリッジパケットの送受信が終了した後に、テスト処理を終了していなかったチャネルからテスト処理を再開する。

また、第２無線装置１２も、第１無線装置１０と同様に、Ａ周波数帯のチャネルα１〜αｎおよびＢ周波数帯のチャネルβ１〜βｍのそれぞれについて巡回的にテスト処理を実行する。

このように、第１無線装置１０および第２無線装置１２は、テスト処理を実行することによって、各チャネルについて通信良好度または通信不能情報を記憶する。

（５）チャネル初期化
上述のチャネル変更処理では、Ａ周波数帯のチャネルでの通信状況が良好でない場合には、Ｂ周波数帯のチャネルを用いてＡ周波数帯のチャネルが切り換えられる。しかし、Ａ周波数帯およびＢ周波数帯の両方のチャネルでの通信状況が良好でない場合には、Ａ周波数帯のチャネルを用いた通信のみならず、Ｂ周波数帯のチャネルを用いた通信も困難となってしまう。そこで、本実施形態に係る通信システムでは、各周波数帯のチャネルを所定の初期チャネルに設定するチャネル初期化を実行してもよい。

図４には、チャネル初期化を実行する処理のシーケンスチャートが示されている。図３に示されているシーケンスチャートに示されている処理と同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。

第１無線装置１０はデータパケットを繰り返し送信し、データパケットに対するアクノリッジパケットを受信する。第１回目から第Ｎ−３回目のデータパケットの送信については、Ａチャネルα３およびＢチャネルβ１０でのデータパケットの送信およびアクノリッジパケットの受信が行われている。しかし、Ａチャネルα３でのアクノリッジパケットの受信は行われていない（Ａａ−（Ｎ−２））。

そこで、第１無線装置１０は、Ａチャネルα３における第Ｎ−１回目のデータパケットの送信は行わず、第Ｎ−１回目にＢチャネルβ１０で送信するデータパケットにチャネル切り換え情報を含ませて、第２無線装置１２に送信する（Ｄｂ−（Ｎ−１））。第２無線装置１２は、Ｂチャネルβ１０で第Ｎ−１回目に送信されたデータパケットを受信し、このデータパケットに含まれる通信対象データのみならずチャネル切り換え情報をも取得する。第２無線装置１２は、チャネル切り換え情報に従って、Ａチャネルをα３からα４に切り換える。

第２無線装置１２は、第Ｎ−１回目に受信したデータパケットに対し、切り換え確認情報を含むアクノリッジパケットをＢチャネルβ１０で第１無線装置１０に送信する（Ａｂ−（Ｎ−１））。

図４に示される例では、符号「×」で示されているように、通信状況が良好でないために、Ｂチャネルβ１０でのアクノリッジパケットは第１無線装置１０で受信されていない（Ａｂ−（Ｎ−１））。そこで、第１無線装置１０および第２無線装置１２はチャネル初期化を行い、Ａチャネルを初期チャネルα１に設定し、Ｂチャネルを初期チャネルβ１に設定する。

チャネル初期化は、具体的には次のように実行される。第１無線装置１０は、Ａチャネルに続いてＢチャネルについてもアクノリッジパケットが受信されなかったことを認識することでチャネル初期化を実行する。すなわち、第Ｎ−２回目のステップＤａ−（Ｎ−２）でＡチャネルα３で送信したデータパケットに対するアクノリッジパケットが受信されず、続いて、第Ｎ−１回目のステップＤｂ−（Ｎ−１）でＢチャネルβ１０で送信したデータパケットに対するアクノリッジパケットが受信されなかったことを認識することで、チャネル初期化を実行する。

第２無線装置１２は、ステップＡｂ−（Ｎ−１）でＢチャネルβ１０でアクノリッジパケットを送信した後、所定時間が経過し、データパケットを受信しないことを認識すると、ヘルスチェックを開始する。ヘルスチェックによってＡチャネルα３およびＢチャネルβ１０のいずれについても通信不能情報が記憶されたことを認識することで、チャネル初期化を実行する。

このように、データパケットを送信する側の第１無線装置１０は、Ａチャネルα３でアクノリッジパケットが受信されず、引き続きＢチャネルβ１０でもアクノリッジパケットが受信されなかったことを条件にチャネル初期化を実行する。一方、データパケットを受信する側の第２無線装置１２は、データパケットが受信されない間のヘルスチェックにおいて、Ａチャネルα３およびＢチャネルβ１０の両方において通信不能であることが認識されることを条件にチャネル初期化を実行する。データパケットを受信し、それに対するアクノリッジパケットを送信している限り、第２無線装置１２は、Ａチャネルα３およびＢチャネルβ１０の両方において通信状況が劣化したことを認識できない。そこで、第２無線装置１２は、使用下にあるＡチャネルα３およびＢチャネルβ１０が、ヘルスチェックにおいて通信不能であることを認識することで、両チャネルで通信状況が劣化したことを認識しチャネル初期化を実行する。

第１無線装置１０および第２無線装置１２は、Ａ周波数帯およびＢ周波数帯のそれぞれにおける初期チャネルを、ヘルスチェックの結果に基づいて決定してもよい。すなわち、Ａ周波数帯のチャネルα１〜αｎのうち通信良好度が所定値以上であるものから選択した１つ、または最大であるものを、Ａ周波数帯の初期チャネルとしてもよい。同様に、Ｂ周波数帯のチャネルβ１〜βｍのうち通信良好度が所定値以上であるものから選択した１つ、または、最大であるものを、Ｂ周波数帯の初期チャネルとしてもよい。

チャネル初期化によれば、Ａ周波数帯のチャネルおよびＢ周波数帯のチャネルのいずれもが通信不能となった場合に、各周波数帯のチャネルが使用可能なチャネルに迅速に切り換えられる。

（６）その他の処理
（６−１）３つ以上の周波数帯を用いた通信
上記では、第１無線装置１０および第２無線装置１２が、２つの周波数帯を用いて通信を行う処理について説明した。各無線装置は、３つ以上の複数の周波数帯を用いて通信を行ってもよい。この場合、第１無線装置１０および第２無線装置１２は、複数の周波数帯のそれぞれに含まれるチャネルについて冗長通信を行う。チャネル変更処理は、通信状況が劣化した１つの周波数帯に含まれるチャネルと、通信状況が劣化していない他の１つの周波数帯に含まれるチャネルについて実行される。

例えば、第１無線装置１０は、複数の周波数帯のそれぞれのチャネルで、第２無線装置１２に対してデータパケットを繰り返し送信する。第２無線装置１２は、各周波数帯に含まれるチャネルにおいてデータパケットを受信したときは、各チャネルにおいて第１無線装置１０に対してアクノリッジパケットを送信する。

第１無線装置１０は、１つの周波数帯に含まれる第１チャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信したものの、他の１つの周波数帯に含まれる第２チャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信しなかったときは、次のようなチャネル変更処理を実行する。すなわち、第２チャネルにおいて第ｉ＋１回目のデータパケットの送信は行わず、第ｉ＋１回目に第１チャネルで送信するデータパケットに通信対象データに加えてチャネル切り換え情報を含ませる。

チャネル切り換え情報を含むデータパケットを第１チャネルで受信した第２無線装置１２は、そのデータパケットに含まれるチャネル切り換え情報に応じたチャネルに第２チャネルを切り換える。第２無線装置１２は、切り換え確認情報を含むアクノリッジパケットを第１チャネルで第１無線装置１０に送信する。

第１無線装置１０は、第ｉ＋１回目のデータパケットの送信後に受信したアクノリッジパケットに含まれる切り換え確認情報に応じて、チャネル切り換え情報に応じたチャネルに第２チャネルを切り換える。

第１無線装置１０は、冗長通信で使用されている総ての周波数帯の各チャネルにおいて、データパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信しなかった場合にはチャネル初期化を実行する。一方、第２無線装置１２は、冗長通信で使用されている総ての周波数帯の各チャネルが通信不能であることをヘルスチェックにおいて認識した場合には、チャネル初期化を実行する。

なお、ここでは、第１無線装置１０がデータパケットを送信する場合について説明したが、第２無線装置１２がデータパケットを送信する場合には、上記の説明において第１無線装置１０と第２無線装置１２とを入れ換えた処理が実行される。

（６−２）通信レート切り換え処理
上記では、通信状況が劣化した周波数帯のチャネルを切り換える処理について説明した。本実施形態に係る通信システムは、通信状況が劣化した周波数帯のチャネルの通信レートを小さくする処理を実行してもよい。通信レートは、単位時間当たりに伝送される情報量として定義され、この値が小さい程、通信状況が劣化し難い。

第１無線装置１０は、Ａチャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信しなかったものの、Ｂチャネルにおける第ｉ回目のデータパケットの送信に対してアクノリッジパケットを受信したときは、次のような通信レート変更処理を実行する。すなわち、Ａチャネルにおいて第ｉ＋１回目のデータパケットの送信は行わず、第ｉ＋１回目にＢチャネルで送信するデータパケットに通信対象データに加えて通信レート切り換え情報を含ませる。通信レート切り換え情報は、通信レートの切り換えを要求する情報であり、切り換え先の通信レートを示す情報を含む。切り換え先の通信レートは、切り換え前の通信レートよりも小さい値とされる。

通信レート切り換え情報を含むデータパケットをＢチャネルで受信した第２無線装置１２は、そのデータパケットに含まれる通信レート切り換え情報に応じた通信レートにＡチャネルの通信レートを切り換える。第２無線装置１２は、切り換え確認情報を含むアクノリッジパケットをＢチャネルで第１無線装置１０に送信する。切り換え確認情報は、通信レート切り換え情報に基づいて通信レートを切り換えたことを送信先に伝える情報である。第１無線装置１０は、第ｉ＋１回目のデータパケットの送信後に受信したアクノリッジパケットに含まれる切り換え確認情報に応じて、通信レート切り換え情報に応じた通信レートにＡチャネルの通信レートを切り換える。

すなわち、第１無線装置１０は、先のデータ通信を行ったときに（データパケットを送信したときに）、Ａ周波数帯での通信状況が所定条件を満たさなかった場合（Ａチャネルでアクノリッジパケットを受信しなかった場合）、次のデータ通信を行うときに、通信対象データに加えてＡ周波数帯についての通信条件を変更する通信条件変更情報（Ａチャネルに対する通信レート切り換え情報）を、Ｂ周波数帯を用いて送信する通信条件変更処理（通信レート変更処理）を実行する。

通信レート変更処理によれば、２つの周波数帯を用いて冗長通信を行う場合において、一方の周波数帯のチャネルでの通信状況が劣化した場合には、他方の周波数帯でのチャネルを用いた通信によって一方の周波数帯のチャネルの通信レートが小さくされる。これによって、通信状況が劣化した周波数帯のチャネルの通信レートが小さくなり、通信状況が劣化し難くなる。

第ｉ＋２回目以降のデータパケットの送信において、第１無線装置１０がアクノリッジパケットを受信し、Ａチャネルにおける通信状況が良好になったときは、Ａチャネルの通信レートを大きくして、元に戻す処理を実行してもよい。この処理は、Ａチャネルの通信レートを小さくする場合の通信レート変更処理と同様の処理によって行われる。すなわち、第１無線装置１０が、通信レート切り換え情報を含むデータパケットを第２無線装置１２に送信し、第２無線装置１２が、切り換え確認情報を含むアクノリッジパケットを第１無線装置１０に送信する処理によって行われる。

（７）無線装置のハードウエア
図５には通信システムに用いられる無線装置１００のハードウエアが示されている。無線装置１００は、図１に示される第１無線装置１０および第２無線装置１２として用いられる。無線装置１００は、無線部２２、信号処理ユニット２８および記憶部３４を備える。

無線部２２は、受信されたパケットを信号処理ユニット２８に出力し、信号処理ユニット２８から出力されたパケットを送信する。無線部２２は、Ａチャネル無線部２４およびＢチャネル無線部２６を備える。Ａチャネル無線部２４およびＢチャネル無線部２６は、それぞれ、ＡチャネルおよびＢチャネルの無線信号を送受信することでパケットの送受信を行う。このように、周波数帯ごとに無線部を個別に設けることで、各無線部が処理する無線信号の周波数帯域が狭くなり、ハードウエアの設計または製造が容易となる。なお、各無線部が、複数の周波数帯に亘る無線信号を処理可能な場合には、複数の周波数帯に対して共通の無線部が設けられてもよい。

信号処理ユニット２８は、パケット通信部３０および制御部３２を備える。信号処理ユニット２８は、プログラムに従った演算処理を実行するプロセッサを備えていてもよい。この場合、信号処理ユニット２８は、演算処理によってこれらの構成要素を仮想的に実現する。すなわち、信号処理ユニット２８が備える各構成要素は、プログラムに従った演算処理を実行することで実現される各機能を示している。なお、各構成要素はハードウエアによって個別に構成されてもよい。

パケット通信部３０は、無線部２２と共に、複数の周波数帯を用いて他の無線装置（無線機）との間で無線通信を行う無線通信部を構成する。パケット通信部３０は、データパケットおよびアクノリッジパケットを生成して無線部２２に出力し、無線部２２から出力されたデータパケットおよびアクノリッジパケットを取得する。

制御部３２は、パケット通信部３０に対し、他の無線装置との間で複数の周波数帯で同一のデータ通信を行う冗長通信を実行させる。また、制御部３２は、パケット通信部３０に対し、チャネル変更処理もしくは通信レート変更処理、ヘルスチェック、およびチャネル初期化を実行させる。

制御部３２は、ヘルスチェックにおいて得られた各周波数帯に含まれる各チャネルについての通信良好度または通信不能情報を記憶部３４に記憶する。また、制御部３２は、各チャネルについての通信良好度または通信不能情報を、必要に応じて記憶部３４から読み込む。

１０ 第１無線装置、１２ 第２無線装置、１４，１８，２４ Ａチャネル無線部、１６，２０，２６ Ｂチャネル無線部、２２ 無線部、２８ 信号処理ユニット、３０ パケット通信部、３２ 制御部、３４ 記憶部、１００ 無線装置。

Claims (2)

1. 複数の周波数帯を用いて無線機との間で無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部の通信状態を制御する制御部と、を備える無線装置において、
   前記制御部は、
   前記無線機との間で複数の周波数帯で同一のデータ通信を行う冗長通信と、
   先のデータ通信を行ったときに、１つの周波数帯での通信状況が所定条件を満たさなかった場合、次のデータ通信を行うときに、当該１つの周波数帯についての通信条件を変更するための通信条件変更情報を、通信対象のデータに加えて他の周波数帯を用いて送信する通信条件変更処理と、
   を前記無線通信部に実行させることを特徴とする無線装置。
2. 請求項１に記載の無線装置において、
   前記制御部は、
   前記次のデータ通信を行ったときに、前記他の周波数帯での通信状況が所定条件を満たさなかった場合、前記１つの周波数帯および前記他の周波数帯についての通信条件を所定の初期条件に設定することを特徴とする無線装置。
   

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