特開 2024-132650 無線通信システム及び無線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132650

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】無線通信システム及び無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/54 20230101AFI20240920BHJP

   H04W 84/20 20090101ALI20240920BHJP

   H04W 4/40 20180101ALI20240920BHJP

   H04W 92/18 20090101ALI20240920BHJP

   H04B 17/309 20150101ALI20240920BHJP

   H04B 17/382 20150101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H04W72/54

H04W84/20

H04W4/40

H04W92/18

H04B17/309

H04B17/382

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043504

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】松本 翔

(72)【発明者】

【氏名】早瀬 陽一

(72)【発明者】

【氏名】本多 由宇人

(72)【発明者】

【氏名】中島 肇

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067BB03

5K067EE02

5K067HH22

(57)【要約】

【課題】無線通信に使用する複数の通信チャネルから通信品質が低下した通信チャネルを削除しても、通信チャネルの数の不足の発生を効果的に抑制すること。
【解決手段】マスタ装置２０は、スレーブ装置３０から受信した信号の通信品質を示す特性データを検出する。マスタ装置２０は、検出した特性データに基づき、所定の通信品質基準を満たさないと判定される通信チャネルを、無線通信に使用する複数の通信チャネルから削除する。マスタ装置２０は、通信チャネルの削除によって、無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回るか否かを判定する。最小制限値を下回ると判定された場合、マスタ装置２０は、無線通信に使用する複数の通信チャネルを、所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす通信チャネルに変更する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の通信チャネルから順次に選択される１つの前記通信チャネルを介して、マスタ装置（２０）とスレーブ装置（３０）との間で無線通信を実行する無線通信システムであって、
前記通信チャネル毎に、実行された前記無線通信の通信品質を示す特性データを検出する検出部（Ｓ６０）と、
前記検出部によって検出された前記特性データに基づき、所定の通信品質基準を満たさないと判定される前記通信チャネルを、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルから削除する削除部（Ｓ７０）と、
前記削除部による前記通信チャネルの削除によって、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数が最小制限値を下回るか否かを判定する判定部（Ｓ４４０、Ｓ５３０）と、
前記判定部によって前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回ると判定された場合、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、前記所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす複数の前記通信チャネルに変更する変更部（Ｓ４６０～Ｓ４９０、Ｓ５５０～Ｓ５７０）と、を備える無線通信システム。

【請求項2】

前記削除部は、前記所定の通信品質基準を満たさない前記通信チャネルを削除した後に残る複数の前記通信チャネルからなる第１の通信チャネル群と、前記緩和通信品質基準を満たさない前記通信チャネルを削除した後に残る複数の前記通信チャネルからなる第２の通信チャネル群とを生成し、
前記判定部により、前記第１の通信チャネル群に含まれる複数の前記通信チャネルの数が、前記最小制限値を下回ったと判定されると、前記変更部は、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、前記第２の通信チャネル群に含まれる複数の前記通信チャネルに変更する、請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記判定部は、前記変更部によって前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルが変更された場合、変更された複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回るか否かも判定し、
前記判定部によって、前記変更部によって変更された複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回ると判定された場合、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、初期の複数の前記通信チャネルに初期化する初期化部（Ｓ５００、Ｓ５８０）をさらに備える、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記判定部によって、複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値以上と判定された場合、判定対象である複数の前記通信チャネルを示すチャネルマップを前記マスタ装置と前記スレーブ装置とで共有させるチャネルマップ共有部（Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ２３０、Ｓ２４０）をさらに備える、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記削除部によって削除済みの前記通信チャネルに関して、所定の復帰条件が満足されると、削除済みの前記通信チャネルを、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルへ復帰させる復帰部（Ｓ８０）をさらに備える、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項6】

前記通信チャネル毎に検出される前記特性データは、第１の特性データと第２の特性データとを含み、
前記削除部は、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの両方が、前記所定の通信品質基準に対応するそれぞれの第１のしきい値を満たす場合に、対応する前記通信チャネルは前記所定の通信品質基準を満たすと判定し、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの少なくとも一方がそれぞれの前記第１のしきい値を満たさない場合に、対応する前記通信チャネルは前記所定の通信品質基準を満たさないと判定する、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項7】

前記削除部は、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの両方が、前記緩和通信品質基準に対応する、それぞれの前記第１のしきい値よりも低い通信品質を示すそれぞれの第２のしきい値を満たす場合に、対応する前記通信チャネルは前記緩和通信品質基準を満たすと判定し、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの少なくとも一方がそれぞれの前記第２のしきい値を満たさない場合に、対応する前記通信チャネルは前記緩和通信品質基準を満たさないと判定する、請求項６に記載の無線通信システム。

【請求項8】

前記スレーブ装置は複数設けられ、
前記マスタ装置は、複数の前記スレーブ装置とそれぞれ前記無線通信を行うものであり、
前記判定部は、前記最小制限値と比較する前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数を、複数の前記スレーブ装置の全てで使用可能な前記通信チャネルの数として算出するものであり、
前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルは、複数の前記スレーブ装置において共通化される、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項9】

前記スレーブ装置は複数設けられ、
前記マスタ装置は、複数の前記スレーブ装置とそれぞれ前記無線通信を行うものであり、
前記判定部は、前記最小制限値と比較する前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数を、複数の前記スレーブ装置毎に算出するものであり、
前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルは、複数の前記スレーブ装置に対して個別に設定される、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項10】

前記無線通信は、パケット通信であり、
前記特性データは、前記パケット通信における、受信信号強度、信号雑音比／信号干渉雑音比、パケットエラーレート、パケットアライバルレート、及びビットエラーレートの少なくとも１つである、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項11】

前記マスタ装置と前記スレーブ装置との少なくとも一方は移動体に搭載される、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項12】

前記移動体は、車両である、請求項１１に記載の無線通信システム。

【請求項13】

複数の通信チャネルから順次に選択される１つの前記通信チャネルを介して、マスタ装置（２０）とスレーブ装置（３０）との間で無線通信を実行する無線通信方法であって、
前記通信チャネル毎に、実行された前記無線通信の通信品質を示す特性データを検出する検出ステップ（Ｓ６０）と、
前記検出ステップにおいて検出された前記特性データに基づき、所定の通信品質基準を満たさないと判定される前記通信チャネルを、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルから削除する削除ステップ（Ｓ７０）と、
前記削除ステップにおける前記通信チャネルの削除によって、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数が最小制限値を下回るか否かを判定する判定ステップ（Ｓ４４０、Ｓ５３０）と、
前記判定ステップにおいて前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回ると判定された場合、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、前記所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす複数の前記通信チャネルに変更する変更ステップ（Ｓ４６０～Ｓ４９０、Ｓ５５０～Ｓ５７０）と、を備える無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複数の通信チャネルから順次に選択される１つの通信チャネルを介して、マスタ装置とスレーブ装置との間で無線通信を実行する無線通信システム及び無線通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の無線通信システムとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の無線通信システムは、パケットエラーが生じたとき、そのパケットの無線信号のＲＳＳＩ値が、予め設定された閾値Ｔｈ１より大きい場合、このパケットを受信した受信動作が他の電波との干渉による受信エラーであると判断する。そして、受信回数と受信エラー回数とを計数して、各周波数チャネルにおける干渉による受信エラーの頻度（受信エラー回数／受信回数）を記憶する。受信エラー頻度が閾値Ｔｈ２を越えた場合、干渉による受信エラー頻度が閾値Ｔｈ２を越えた周波数チャネルに干渉源が存在すると判断して、この周波数チャネルを使用不可チャネルとして記憶する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１２８８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したように、特許文献１の無線通信システムは、他の電波との干渉により通信品質が低下した周波数チャネルを使用不可チャネルとする。また、特許文献１の無線通信システムは、使用不可チャネルとした周波数チャネルを、設定期間が経過すると、使用可能な周波数チャネルに戻す。

【0005】

しかしながら、例えば、無線通信システムを構成するマスタ装置とスレーブ装置間の通信環境が悪い場合、使用可能な周波数チャネル（通信チャネル）が極端に減少する可能性がある。この場合、複数の通信チャネル間でのチャネルホッピングを十分に活用することができず、外部ノイズとの干渉回避機能が低下する可能性がある。

【0006】

ここで、特許文献１の無線通信システムでは、使用不可チャネルとした通信チャネルを、設定期間が経過したときに使用可能な通信チャネルに戻すが、その設定時間が長い場合、通信チャネルの数の不足を解消することが困難になる。一方、設定時間が短い場合、通信品質が低下したままの通信チャネルを使用して無線通信を行う可能性が高くなるため、通信エラーが多発する虞がある。このように、使用不可とした通信チャネルを、設定時間が経過したときに使用可能な通信チャネルに戻すだけでは、効果的に通信チャネルの数の不足の発生を抑えることは困難である。

【0007】

本開示は、上述した点に鑑みてなされたものであり、無線通信に使用する複数の通信チャネルから通信品質が低下した通信チャネルを削除しても、通信チャネルの数の不足の発生を効果的に抑制することが可能な無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本開示による無線通信システムは、複数の通信チャネルから順次に選択される１つの通信チャネルを介して、マスタ装置（２０）とスレーブ装置（３０）との間で無線通信を実行する無線通信システムであって、
通信チャネル毎に、実行された無線通信の通信品質を示す特性データを検出する検出部（Ｓ６０）と、
検出部によって検出された特性データに基づき、所定の通信品質基準を満たさないと判定される通信チャネルを、無線通信に使用する複数の通信チャネルから削除する削除部（Ｓ７０）と、
削除部による通信チャネルの削除によって、無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回るか否かを判定する判定部（Ｓ４４０、Ｓ５３０）と、
判定部によって無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回ると判定された場合、無線通信に使用する複数の通信チャネルを、所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす複数の通信チャネルに変更する変更部（Ｓ４６０～Ｓ４９０、Ｓ５５０～Ｓ５７０）と、を備えるように構成される。

【0009】

また、本開示による無線通信方法は、複数の通信チャネルから順次に選択される１つの通信チャネルを介して、マスタ装置（２０）とスレーブ装置（３０）との間で無線通信を実行する無線通信方法であって、
通信チャネル毎に、実行された無線通信の通信品質を示す特性データを検出する検出ステップ（Ｓ６０）と、
検出ステップにおいて検出された特性データに基づき、所定の通信品質基準を満たさないと判定される通信チャネルを、無線通信に使用する複数の通信チャネルから削除する削除ステップ（Ｓ７０）と、
削除ステップにおける通信チャネルの削除によって、無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回るか否かを判定する判定ステップ（Ｓ４４０、Ｓ５３０）と、
判定ステップにおいて無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回ると判定された場合、無線通信に使用する複数の通信チャネルを、所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす複数の通信チャネルに変更する変更ステップ（Ｓ４６０～Ｓ４９０、Ｓ５５０～Ｓ５７０）と、を備えるように構成される。

【0010】

上述したように、本開示による無線通信システム及び無線通信方法では、所定の通信品質基準を満たさない通信チャネルの削除によって、無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回ると、無線通信に使用する複数の通信チャネルが、所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす通信チャネルも含む複数の通信チャネルに変更される。緩和通信品質基準は、所定の通信品質基準よりも緩和されているので、緩和通信品質基準を満たす通信チャネルの数は、所定の通信品質基準を満たす通信チャネルの数よりも増加する。これにより、無線通信に使用する複数の通信チャネルとして、最小制限値以上の数の複数の通信チャネルを確保することが容易になる。さらに、増加された複数の通信チャネルは、少なくとも緩和通信品質基準を満たすものであるため、通信エラーが発生する虞も低減することができる。

【0011】

上記括弧内の参照番号は、本開示の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本開示の範囲を制限することを意図したものではない。

【0012】

また、上記した本開示の特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】マスタ装置とスレーブ装置との通信環境の電界強度分布の一例を示す図である。

【図3】各通信チャネルの受信信号強度の一例を示す図である。

【図4】第１実施形態における、マスタ装置とスレーブ装置との通信シーケンスを示すフローチャートである。

【図5】第１実施形態における、通信チャネルの削除判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

【図6】通信品質を示す特性データであるＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値に対して、それぞれ２種類のしきい値を定めることを示した図である。

【図7】第１実施形態における、チャネルマップの作成処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

【図8】全てのスレーブ装置の第１及び第２の通信チャネル群に含まれる通信チャネルに対してＡＮＤ演算を行って、ＡＮＤ演算結果を算出する処理を説明するための説明図である。

【図9】第２実施形態における、チャネルマップの作成処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しつつ、本開示の好ましい実施形態について説明する。なお、同一又は類似の構成については、複数の図面に渡って同じ参照番号を付与することにより、説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せても良い。

【0015】

（第１実施形態）
本実施形態の無線通信システムは、マスタ装置とスレーブ装置とを含む。マスタ装置とスレーブ装置との少なくとも一方は、移動体に搭載されて使用され得る。移動体は、例えば、自動車や鉄道車両などの車両、電動垂直離着陸機やドローンなどの飛行体、船舶、建設機械、農業機械などを含む。

【0016】

車両における具体的な用途として、本実施形態に係る無線通信システムは、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車などの電動車両に電池パックとして搭載される電池を管理する電池管理システムに適用することができる。電池管理システムに適用される場合、例えば、マスタ装置は、電池制御装置に接続され、複数のスレーブ装置は、電池パックを構成する複数の電池スタック設けられる監視装置にそれぞれ接続される。この場合、マスタ装置と複数のスレーブ装置とはともに車両に搭載される。

【0017】

複数の電池スタックごとに設けられる各監視装置は、対応する電池スタックに含まれる各電池セルの電圧及び電流、電池スタックの温度などの電池情報を各種のセンサ等によって取得する。そして、各監視装置は、無線通信システムを介して、電池制御装置から電池情報を要求するデータを受信すると、取得した電池情報を電池制御装置へ向けて、無線通信システムを介して送信する。電池制御装置は、取得した電池情報に基づいて、電池スタック全体の充電量（ＳＯＣ）を算出したり、電池パックの温度を適正範囲に調整するため、昇温・冷却機構を駆動したり、各電池セルの電圧を揃えるいわゆる均等化処理の実行要否を判断したりする。電池制御装置は、少なくとも１つの電池スタックにおいて均等化処理の実行が必要と判断した場合、無線通信システムを介して、該当する監視装置に均等化処理の実行を指示する。また、各監視装置は、各種のセンサの異常や、自身の動作の異常を判定する処理を行い、異常が判定された場合には、無線通信システムを介して、異常情報を電池制御装置に送信する。

【0018】

あるいは、本実施形態に係る無線通信システムは、車両において、いわゆるスマートキーシステムやタイヤ空気圧監視システムに適用されても良い。スマートキーシステムに適用される場合、例えば、マスタ装置は車両に搭載され、車両ドアのロック、アンロックや車両のエンジン等の駆動源のオン、オフを制御する制御装置に接続される。複数のスレーブ装置は、複数のユーザによって保有される携帯キーや携帯端末に搭載される。タイヤ空気圧監視システムに適用される場合、マスタ装置は車両に搭載され、タイヤ空気圧の表示や空気圧が異常である場合の警告等を行なう制御装置に接続される。複数のスレーブ装置は、各タイヤ内に設けられ、同じく各タイヤ内に設けられた空気圧検出装置に接続される。さらに、本実施形態に係る、無線通信システムは、車両の診断システムに適用されても良い。この場合、例えば自己診断機能を備えた複数の車載装備に複数のスレーブ装置が接続され、マスタ装置は、サービス工場に設置された診断制御装置に接続される。これらの例では、マスタ装置と複数のスレーブ装置の少なくとも一方が固定した位置に配置され、及び／又は、少なくとも一方が車両に搭載される。

【0019】

ただし、本実施形態に係る無線通信システムの適用例は車両に限られず、上述したように、車両以外の移動体、例えばドローンなどの飛行体、船舶、建設機械、農業機械などの各種装備の制御や管理を行なうシステムへの適用も可能である。さらに、本実施形態に係る無線通信システムは、ビルなどの建物の各種装備や工場などの生産設備などの制御や管理を行なうシステムへの適用も可能である。

【0020】

図１は、無線通信システム１０の概略構成を示すブロック図である。無線通信システム１０のマスタ装置２０とスレーブ装置３０は、ともに、例えば車両（自動車）に搭載される。この際、マスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、共通の筐体内に配置される構成としても良いし、共通の筐体に配置されない構成としても良い。マスタ装置２０は、１つであっても良いし、複数であっても良い。同様に、スレーブ装置３０は、１つであっても良いし、複数であっても良い。マスタ装置２０とスレーブ装置３０とは、例えばブルートゥースローエナジー（ブルートゥースは登録商標、以下、ブルートゥースＬＥと表記する）通信のように、複数の通信チャネルから順次に選択される１つの通信チャネルを介して、無線通信を行う。

【0021】

一例として本実施形態の無線通信システム１０は、１つのマスタ装置２０と、複数のスレーブ装置３０を備える。なお、図１には、図示の簡略化のため、１つのスレーブ装置３０しか示されていないが、複数のスレーブ装置３０は、いずれも同様に構成され得る。

【0022】

マスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信では、近距離通信で使用される周波数帯、たとえば２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯などを用いることができる。このような高周波帯の電波は、ＬＦ帯の電波に比べて直進性が強く、車両のボディなどの金属体で反射されやすい性質をもつ。ＬＦは、Low Frequencyの略称である。近距離通信の規格としては、例えば、ブルートゥースやブルートゥースＬＥなどを採用することができる。一例として、本実施形態のマスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、ブルートゥースＬＥ規格に準拠した無線通信（以降、ブルートゥースＬＥ通信）を実施可能に構成されている。通信接続及び暗号通信などに係る通信方法の細部は、ブルートゥースＬＥ規格で規定されるシーケンスに従って実施される。

【0023】

マスタ装置２０は、図１に示すように、制御回路（ＣＮＴ）２１と、無線通信回路（ＷＣ）２２と、アンテナ２３を備える。マスタ装置２０は、上記した要素以外にも、スレーブ装置３０以外の機器と有線又は無線で通信するための入出力インターフェースや、バスラインを備える。

【0024】

制御回路２１は、たとえばプロセッサ２１１と、メモリ２１２を備える。メモリ２１２は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭを含む。ＲＡＭは、Random Access Memoryの略称である。ＲＯＭは、Read Only Memoryの略称である。

【0025】

制御回路２１においてプロセッサ２１１は、ＲＡＭを一時的な記憶領域として用いつつＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、所定の処理（制御）を実行する。プロセッサ２１１は、プログラムに含まれる複数の命令を実行することで、複数の機能部を構築する。プログラムの保存媒体は、ＲＯＭに限定されない。たとえばＨＤＤやＳＳＤなど、多様な記憶媒体を採用可能である。ＨＤＤは、Hard-disk Driveの略称である。ＳＳＤは、Solid State Driveの略称である。

【0026】

プロセッサ２１１は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＦＰなどである。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略称である。ＭＰＵは、Micro-Processing Unitの略称である。ＧＰＵは、Graphics Processing Unitの略称である。ＤＦＰは、Data Flow Processorの略称である。制御回路２１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなど、複数種類の演算処理装置を組み合わせて実現されてもよい。

【0027】

制御回路２１は、ＳｏＣとして実現されてもよい。ＳｏＣは、System on Chipの略称である。制御回路２１は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡを用いて実現されてもよい。ＡＳＩＣは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。ＦＰＧＡは、Field-Programmable Gate Arrayの略称である。

【0028】

制御回路２１は、スレーブ装置３０に対して処理を要求するコマンド（例えば、データを要求するコマンド、所定の処理の実行を要求するコマンドなど）を生成し、該コマンドを含む送信データを、送信パケットにより無線通信回路２２に送信する。制御回路２１は、スレーブ装置３０から送信されるパケットを受信し、受信したパケットに含まれるデータに基づき、所定の処理を実行する。すなわち、マスタ装置２０とスレーブ装置３０とが行う無線通信はパケット通信である。

【0029】

無線通信回路２２は、パケットを無線で送受信するために、図示しないＲＦ回路を含む。無線通信回路２２は、送信信号を変調し、ＲＦ信号の周波数で発振する送信機能を有する。無線通信回路２２は、受信信号を復調する受信機能を有する。ＲＦは、radio frequencyの略称である。

【0030】

無線通信回路２２は、制御回路２１から送信されたデータを含むパケットを変調し、アンテナ２３を介してスレーブ装置３０に送信する。制御回路２１は、例えば、後述する接続確立処理において交換される暗号化情報を用いて電池情報要求データなどの送信データを暗号化したデータを、無線通信回路２２に出力する。無線通信回路２２は、送信パケットに、通信制御情報などの無線通信に必要なデータを付与して送信する。無線通信に必要なデータは、例えば識別子（ＩＤ）、シーケンス番号、次のシーケンス番号、誤り検出符号などを含む。無線通信回路２２は、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との間の通信のデータサイズ、通信形式、スケジュール、エラー検知などを制御しても良い。これら通信に関する制御は、制御回路２１が行っても良い。

【0031】

無線通信回路２２は、スレーブ装置３０から送信されたパケットを、アンテナ２３を介して受信し、復調する。そして、復調したパケットを制御回路２１に送信する。アンテナ２３は、電気信号を電波に変換して空間に放射する。アンテナ２３は、空間を伝搬する電波を受信して、電気信号に変換する。

【0032】

スレーブ装置３０は、図１に示すように、制御回路（ＣＮＴ）３１と、無線通信回路（ＷＣ）３２と、アンテナ３３を備える。スレーブ装置３０は、上記した要素以外にも、マスタ装置２０以外の機器と有線または無線で通信するための入出力インターフェースや、バスラインを備える。制御回路３１は、マスタ装置２０の制御回路２１と同様の構成を有する。制御回路３１は、たとえばプロセッサ３１１と、メモリ３１２を備える。メモリ３１２は、たとえばＲＡＭ、ＲＯＭを含む。

【0033】

制御回路３１は、無線通信回路３２を介して取得する要求コマンドに基づいて、要求された処理（要求されたデータを取得して返送するなどの応答処理、要求された処理の実行処理など）を実行する。例えば、受信したデータに含まれる要求コマンドが、電池情報の送信要求であった場合、スレーブ装置３０の制御回路３１は、その送信要求を対応する電池スタックの監視装置に送信し、監視装置から電池情報を取得する、そして、制御回路３１は、要求に対する応答として、処理結果（例えば、取得した電池情報）を含む、暗号化情報を用いて暗号化されたデータを無線通信回路３２に送信する。制御回路３１は、要求された処理に従い、例えば車両に搭載された機器の制御を実行することも可能である。

【0034】

無線通信回路３２は、パケットを無線で送受信するために、図示しないＲＦ回路を含む。無線通信回路３２は、無線通信回路２２と同様に、送信機能および受信機能を有する。無線通信回路３２は、マスタ装置２０から送信されたパケットを、アンテナ３３を介して受信し、復調する。そして、復調したパケットに含まれるデータを制御回路３１に送信する。無線通信回路３２は、制御回路３１から送信されたデータを含むパケットを変調し、アンテナ３３を介してマスタ装置２０に送信する。無線通信回路３２は、送信パケットに、通信制御情報などの無線通信に必要なデータを付与して送信する。

【0035】

無線通信回路３２は、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との間の通信のデータサイズ、通信形式、スケジュール、エラー検知などを制御してもよい。これら通信に関する制御は、制御回路３１が行ってもよい。アンテナ３３は、電気信号を電波に変換して空間に放射する。アンテナ３３は、空間を伝搬する電波を受信して、電気信号に変換する。

【0036】

図２は、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との通信環境の電界強度分布の一例を示す図である。図２は、所定周波数における所定タイミングの電磁界シミュレーション結果を示している。以下では、電界強度分布を電界分布と示すことがある。

【0037】

マスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、例えば、車両における所定の位置に配置される。それぞれ所定位置に配置されたマスタ装置２０及びスレーブ装置３０から所定周波数の無線電波信号を送信すると、送信波と反射波との干渉や外部ノイズとの干渉により、使用環境において電界強度の高い部分と低い部分が生じる。反射波は、マスタ装置２０及びスレーブ装置３０の周辺に存在する車両の金属要素による反射、例えば車両ボディによる反射、金属筐体による反射、ハーネスによる反射などによって生じる。このような理由から、マスタ装置２０とスレーブ装置３０の通信環境には、図２に示すような、電界強度の強い部分と、電界強度の低い部分である所謂ＮＵＬＬ点が複数生じる。

【0038】

スレーブ装置３０が、マスタ装置２０との電界分布において、電界強度の低い部分もしくはその近傍に位置すると、スレーブ装置３０は、マスタ装置２０からの無線信号を正しく受信できない可能性が高くなり、通信エラーが生じ得る。このような通信エラーが生じる可能性が高い通信チャネルは、通信品質が低下した通信チャネルである。

【0039】

ここで、マスタ装置２０とスレーブ装置３０とが、複数の通信チャネルから順次に選択される１つの通信チャネルを介して、無線通信を実行する場合、各通信チャネルの周波数が異なるため、各通信チャネルの電界分布も変化し得る。この結果、各通信チャネルで通信品質が異なり得る。

【0040】

例えば、図３に示すように、通信チャネルＡを介した無線通信においては、通信品質を示すパラメータの１つである受信電力（受信信号強度）は良好である。また、通信チャネルＣを介した無線通信においては、受信電力は非常に高い値を示す。従って、マスタ装置２０とスレーブ装置３０は、通信品質が良好又は非常に高い通信チャネルＡ、Ｃを利用する場合、通信エラーが十分に抑制された高品質の無線通信を行い得る。一方、通信チャネルＢ、Ｎを介した無線通信においては、受信電力が低くなっている。このため、マスタ装置２０とスレーブ装置３０が通信品質が低下している通信チャネルＢ、Ｎを利用する場合、無線通信において通信エラーが発生する可能性が高くなる。なお、図３では、理解を容易にするため、周波数に対する受信信号強度の一例を実線にて示している。

【0041】

従って、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信は、通信品質が低下した通信チャネルを避けて、高品質の無線通信を行い得る通信チャネルを使用して行うことが好ましい。

【0042】

ただし、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との間の電界分布は、外部環境（外部からのノイズなど）や、マスタ装置２０及び／又はスレーブ装置３０の振動（ハーネスの振動を含む）などによって変化する。このため、マスタ装置２０及びスレーブ装置３０が車両に搭載されたときには、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との通信環境の電界分布は、例えば、車両の振動や車両の周囲環境の状態などに応じて変化する。この結果、通信品質が良好な通信チャネル及び通信品質が低下した通信チャネルも、固定的なものではなく、刻々と変化する可能性がある。従って、通信品質が低下したことに応じて、該当する通信チャネルを無線通信に使用する複数の通信チャネルから削除するとともに、通信品質が回復したことに応じて、該当する通信チャネルを無線通信に使用する複数の通信チャネルの一つとして復帰させることが求められる。さらに、外部ノイズ等との干渉回避機能を有効化するため、無線通信に使用する複数の通信チャネルとして、最小制限値以上の数の複数の通信チャネルを確保することが求められる。

【0043】

本実施形態の無線通信システム１０において、通信品質が低下した通信チャネルを除きつつ、無線通信に使用する複数の通信チャネルとして、最小制限値以上の数の複数の通信チャネルを確保して、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信を実現するための制御処理が、図４に示すマスタ装置２０とスレーブ装置３０との通信シーケンスを示す図を参照して説明される。図４では、マスタ装置２０をＭＡＳＴＥＲ、スレーブ装置３０をＳＬＡＶＥと示している。また、図４は、マスタ装置２０と、１つのスレーブ装置３０との間で実行される通信シーケンスを示している。複数のスレーブ装置３０がある場合、マスタ装置２０は、複数のスレーブ装置３０と図４に示す通信シーケンスを個別に実施する。

【0044】

まずマスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、図２に示す通信シーケンスを実行する前に、接続確立処理を実行する。例えば、無線通信システム１０が車両に搭載される場合、例えばユーザの操作によってＩＧ信号がオフからオンに切り替わると、接続確立処理が実行される。この接続確立処理は、マスタ装置２０と、マスタ装置２０との無線通信の接続対象であるすべてのスレーブ装置３０との間で実行される。なお、マスタ装置２０とスレーブ装置３０とが常時接続される場合は、接続確立処理は、所定のタイミングで１回だけ実施される。ただし、通信中にエラーが発生して、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信接続が切断された場合は、再接続のために接続確立処理が実施される場合がある。

【0045】

接続確立処理では、例えば、スレーブ装置３０が、アドバタイズ用の通信チャネルを介してアドバタイズ信号を送信するアドバタイズ動作を実行し、マスタ装置２０がアドバタイズ信号をスキャンするスキャン動作を実行する。アドバタイズ用の通信チャネルは、複数（例えば、ブルートゥースＬＥの場合３つ）の通信チャネルを含む。マスタ装置２０は、スキャン動作によりアドバタイズ信号を受信すると、当該アドバタイズ信号を送信したスレーブ装置３０へ接続要求を送信する。これにより、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との間に、通信接続が確立される。さらに、マスタ装置２０とスレーブ装置３０とは、通信接続が確立された後、暗号化情報の交換を行ったり、周波数チャネルホッピングに関する初期情報の共有処理を行ったりする。初期情報は、例えばホッピングパターン又はホッピングのための関数などを含む。

【0046】

接続確立処理が終了すると、マスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、周期的に生じる通信イベント毎に、複数の通信チャネルから順次に選択されるデータ用の通信チャネルを介して、データ通信を実行する。なお、ブルートゥースＬＥの場合、データ用の通信チャネルとして３７の通信チャネルが用意されている。具体的には、図４に示すように、ステップＳ１０において、マスタ装置２０は、スレーブ装置３０に対して、例えば、データの要求コマンドの送信、つまりデータ要求を送信する。スレーブ装置３０は、ステップＳ２１０にてデータ要求を受信すると、ステップＳ２２０にて、応答するために必要な所定処理、つまり要求されたデータを取得して送信する処理を実行する。

【0047】

なお、マスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、通信イベント毎に、周波数チャネルホッピングを行って使用するデータ用の通信チャネルを切り替えて、データ要求の送受信や要求したデータの送受信を行う。この際、マスタ装置２０及びスレーブ装置３０は、例えば、後述するチャネルマップに従って、周波数チャネルホッピングによって切り替えられる通信チャネルを決定する。

【0048】

マスタ装置２０は、ステップＳ２０において、要求したデータを受信する。そして、ステップＳ３０において、マスタ装置２０は、データが正しく受信できたか否かを確認するため、受信したデータに含まれる誤り検出符号に基づいて、例えばチェックサム判定を行う。続くステップＳ４０では、マスタ装置２０は、ステップＳ３０の処理においてデータが正しく受信できていないと判定された場合に、同一の通信イベント内での再送のための処理を実行するか否かを判定する。例えば、マスタ装置２０は、今回の通信イベントの終了時間まで再送を行う程度の余裕があれば、再送を行うと決定し、余裕がなければ再送は行わないと決定することができる。ステップＳ４０において、マスタ装置２０は、再送を行うと決定した場合、ステップＳ１０からの処理を再度実行する。ステップＳ３０の処理においてデータが正しく受信できたと判定された場合、又は、ステップＳ４０で再送を行わないと決定した場合、マスタ装置２０は、ステップＳ５０の処理に進む。

【0049】

ステップＳ５０では、マスタ装置２０は、受信したデータに含まれる情報に基づく処理を実行する。なお、ステップＳ３０の処理で、データが正しく受信できていないと判定され、かつステップＳ４０の処理で、再送は行わないと決定した場合、ステップＳ５０の処理は省略されても良いし、以前に受信したデータに基づいてステップＳ５０の処理が実行されても良い。

【0050】

ステップＳ６０では、マスタ装置２０は、スレーブ装置３０から受信した信号の通信品質を示す特性データとして、受信信号強度（ＲＳＳＩ）と、パケットエラーレート（ＰＥＲ）を検出する。ＰＥＲは、マスタ装置２０の受信パケット数に対するエラーパケット数の割合をパーセンテージで示したものである。マスタ装置２０は、ＲＳＳＩに代えて、信号雑音比（ＳＮＲ）／信号干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を検出しても良い。ＳＮＲ／ＳＩＮＲは、例えば、マスタ装置２０が、スレーブ装置３０からの無線信号を受信したときのＲＳＳＩ値と、無線信号を受信していないときのＲＳＳＩ値との比によって検出することができる。また、マスタ装置２０は、ＰＥＲに代えて、ビットエラーレート（ＢＥＲ）を検出しても良い。マスタ装置２０は、通信チャネル毎に、検出したＲＳＳＩ又はＳＮＲ／ＳＩＮＲと、ＰＥＲ又はＢＥＲを保存して蓄積する。なお、通信品質を示す特性データは、上述したようにマスタ装置２０が検出することに加えて、もしくは代えて、スレーブ装置３０が、マスタ装置２０からの信号を受信したときのＲＳＳＩやＰＥＲなどを検出して、マスタ装置２０へ送信することによって取得することも可能である。

【0051】

ステップＳ７０では、マスタ装置２０は、ステップＳ６０で検出した通信品質を示す特性データに基づいて、通信チャネルの通信品質の低下を判定する。そして、通信品質が低下していると判定した通信チャネルを、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信に使用する通信チャネルから削除する。なお、削除される通信チャネルは、データ用の通信チャネルである。この通信チャネルの削除判定処理は、後に詳細に説明される。

【0052】

ステップＳ８０では、マスタ装置２０は、これまでの通信イベント時において削除判定により削除済みの通信チャネルの復帰判定を実行する。この復帰判定において、所定の復帰条件が満たされると、削除済みの通信チャネルが、無線通信に使用する通信チャネルとして復帰する。例えば、所定の復帰条件の一例として、通信チャネルを削除してから所定時間が経過したことに応じて、削除済みの通信チャネルが復帰するようにしても良い。あるいは、所定の復帰条件の別の例として、削除済みの通信チャネルが、削除済みの通信チャネルに隣接する通信チャネルが良好な通信品質を示すことに応じて、無線通信に使用する通信チャネルとして復帰するようにしても良い。このようにして、無線通信に使用する通信チャネルとして復帰可と判定された通信チャネルは、実際にマスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信に使用される。ただし、実際に無線通信に使用されたときの通信品質が低下したままであれば、再び、削除判定の対象となり得る。

【0053】

ステップＳ９０では、マスタ装置２０は、ステップＳ７０の削除判定結果、ステップＳ８０の復帰判定結果、さらには、無線通信に使用可能な複数の通信チャネルの数に基づいて、チャネルマップを作成する。本実施形態では、複数のスレーブ装置３０に対して、共通のチャネルマップを作成する例を説明する。本実施形態のチャネルマップ作成処理は、後に詳細に説明される。なお、チャネルマップは、無線通信に使用可能な通信チャネルを示すものであっても良いし、使用不可の通信チャネルを示すものであっても良い。さらに、使用可能な通信チャネルと使用不可の通信チャネルの両方を示すものであっても良い。また、チャネルマップの作成により、使用可能／使用不可の通信チャネルに変更があった場合、周波数チャネルホッピングパターンが更新されても良い。周波数チャネルホッピングパターンが更新されない場合、ホッピング予定の通信チャネルが使用不可の場合、例えば、次にホッピング予定の通信チャネルを使用すれば良い。

【0054】

ステップＳ１００では、マスタ装置２０は、チャネルマップ作成処理により作成されたチャネルマップをスレーブ装置３０へ送信する。ステップＳ２３０において、スレーブ装置３０は、マスタ装置２０から送信されたチャネルマップを受信する。ステップＳ２４０で、スレーブ装置３０は、受信確認信号（Ａｃｋ信号）をマスタ装置２０に返送する。ステップＳ１１０で、マスタ装置２０は、スレーブ装置３０からのＡｃｋ信号を受信する。そして、ステップＳ１２０において、マスタ装置２０は、Ａｃｋ信号が正しく受信できたか否かを確認するため、受信したＡｃｋ信号に含まれる誤り検出符号に基づいて、例えばチェックサム判定を行う。続くステップＳ１３０では、マスタ装置２０は、ステップＳ１２０の処理においてデータが正しく受信できていないと判定された場合に、同一の通信イベント内での再送のための処理を実行するか否かを判定する。ステップＳ１３０において、マスタ装置２０は、再送を行うと決定した場合、ステップＳ１００からの処理を再度実行する。ステップＳ１２０の処理においてデータが正しく受信できたと判定された場合、又は、ステップＳ１３０で再送を行わないと決定した場合、マスタ装置２０は、図４のフローチャートに示す処理を終了する。

【0055】

このようにして、マスタ装置２０とスレーブ装置３０とで、チャネルマップの共有処理が行われる。なお、マスタ装置２０は、上述したステップＳ７０～Ｓ１３０までの処理を、通信イベント毎に行っても良いし、複数の通信イベントが経過する毎に行っても良い。また、ステップＳ７０～Ｓ９０までの処理は、マスタ装置２０以外の処理装置によって実行され、その処理結果が、マスタ装置２０に与えられるように構成しても良い。

【0056】

次に、上述した通信チャネルの削除判定処理について、図５のフローチャートを参照して詳しく説明する。図５のフローチャートは、通信チャネルの削除判定処理の詳細な一例を示すものである。

【0057】

ステップＳ３１０では、マスタ装置２０は、無線通信に使用した通信チャネルの通信品質を示す第１及び第２の特性データである、ＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値を取得する。なお、ＲＳＳＩ値は大きいほど通信品質が良好であることを示し、ＰＥＲ値は小さいほど通信品質が良好であることを示す。また、ＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値は、通信チャネルが直前の無線通信に使用されたときに、ステップＳ６０にて検出されたＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値であっても良いし、過去の複数回の無線通信において検出された所定数のＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値をそれぞれ平均化した値や、それらの中央値であっても良い。

【0058】

ステップＳ３２０では、マスタ装置２０は、取得したＲＳＳＩ値が、ＲＳＳＩ用の第１しきい値を満たす（ＲＳＳＩ用の第１しきい値よりも大きい）か否かを判定する。この判定処理において、ＲＳＳＩ値が、ＲＳＳＩ用の第１しきい値を満たすと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３３０の処理に進む。一方、ＲＳＳＩ値が、ＲＳＳＩ用の第１しきい値を満たさないと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３４０の処理に進む。

【0059】

ステップＳ３３０では、マスタ装置２０は、取得したＰＥＲ値が、ＰＥＲ用の第１しきい値を満たす（ＰＥＲ用の第１しきい値よりも小さい）か否かを判定する。この判定処理において、ＰＥＲ値が、ＰＥＲ用の第１しきい値を満たすと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３５０の処理に進む。この場合、通信チャネルの通信品質は低下していないとみなし得るため、通信チャネルは第１の通信チャネル群から削除されない。一方、ＰＥＲ値が、ＰＥＲ用の第１しきい値を満たさないと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３４０の処理に進む。

【0060】

ステップＳ３４０では、ＲＳＳＩ値をＲＳＳＩ用の第１しきい値と比較した結果、又はＰＥＲ値をＰＥＲ用の第１しきい値と比較した結果、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値とのいずれかが第１しきい値を満たさないので、マスタ装置２０は、通信チャネルを第１の通信チャネル群から削除する。第１の通信チャネル群は、ＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ用の第１しきい値より大きく、かつＰＥＲ値がＰＥＲ用の第１しきい値より小さい通信チャネルの集合である。換言すると、第１の通信チャネル群は、ＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値に基づいて、通信品質が良好であると判定された通信チャネルの集合である。

【0061】

このように、削除判定処理では、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値との両方が、所定の通信品質基準に対応するそれぞれの第１のしきい値を満たす場合、通信チャネルは所定の通信品質基準を満たすとみなし、第１の通信チャネル群に属したままとする。そうではなく、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値との少なくとも一方が、それぞれの第１のしきい値を満たさない場合、通信チャネルは所定の通信品質基準を満たさないとみなし、第１の通信チャネル群から削除する。

【0062】

ステップＳ３５０では、マスタ装置２０は、ＲＳＳＩ値が、ＲＳＳＩ用の第１しきい値よりも小さいＲＳＳＩ用の第２しきい値を満たす（ＲＳＳＩ用の第２しきい値より大きい）か否かを判定する。この判定処理において、ＲＳＳＩ値が、ＲＳＳＩ用の第２しきい値を満たすと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３６０の処理に進む。一方、ＲＳＳＩ値が、ＲＳＳＩ用の第２しきい値を満たさないと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３７０の処理に進む。

【0063】

ステップＳ３６０では、マスタ装置２０は、ＰＥＲ値が、ＰＥＲ用の第１しきい値よりも大きいＰＥＲ用の第２しきい値を満たす（ＰＥＲ用の第２しきい値よりも小さい）か否かを判定する。この判定処理において、ＰＥＲ値が、ＰＥＲ用の第２しきい値を満たすと判定すると、マスタ装置２０は、削除判定処理を終了する。この場合、通信チャネルの通信品質は、それぞれの第２しきい値に対応する緩和通信品質基準よりも低下していないとみなし得るため、通信チャネルは第２の通信チャネル群から削除されない。一方、ＰＥＲ値が、ＰＥＲ用の第２しきい値を満たさないと判定すると、マスタ装置２０は、ステップＳ３７０の処理に進む。

【0064】

ステップＳ３７０では、ＲＳＳＩ値をＲＳＳＩ用の第２しきい値と比較した結果、又はＰＥＲ値をＰＥＲ用の第２しきい値と比較した結果、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値とのいずれかが第２しきい値を満たさないので、マスタ装置２０は、通信チャネルを第２の通信チャネル群から削除する。第２の通信チャネル群は、ＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ用の第２しきい値より大きく、かつＰＥＲ値がＰＥＲ用の第２しきい値より小さい通信チャネルの集合である。

【0065】

このように、削除判定処理では、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値との両方が、所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準に対応するそれぞれの第２のしきい値を満たす場合、通信チャネルは緩和通信品質基準を満たすとみなし、第２の通信チャネル群に属したままとする。そうではなく、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値との少なくとも一方が、それぞれの第２のしきい値を満たさない場合、通信チャネルは緩和通信品質基準を満たさないとみなし、第２の通信チャネル群から削除する。

【0066】

ここで、第１の通信チャネル群と第２の通信チャネル群との関係について、図に基づき詳細に説明する。本実施形態では、通信チャネルの通信品質を示す特性データとして、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値の２種類のデータを検出し、検出したＲＳＳＩ値及びＰＥＲ値に対して、所定の通信品質基準及び緩和通信品質基準にそれぞれ相当する２種類のしきい値（ＲＳＳＩ用の第１しきい値、ＲＳＳＩ用の第２しきい値、ＰＥＲ用の第１しきい値、ＰＥＲ用の第２しきい値）を定める。

【0067】

図６に示すように、ＲＳＳＩ用の第１しきい値は、ＲＳＳＩ用の第２しきい値よりも大きい。ＲＳＳＩは、その値が大きいほど、通信品質が良好であることを示す。つまり、ＲＳＳＩ用の第２しきい値は、通信品質の低下を判定するという観点からすると、ＲＳＳＩ用の第１しきい値よりも、大きな通信品質の低下を判定するものである。従って、ＲＳＳＩ用の第２しきい値は、ＲＳＳＩ用の第１しきい値よりも緩和されていると言える。

【0068】

また、図６に示すように、ＰＥＲ用の第１しきい値は、ＰＥＲ用の第２しきい値よりも小さい。ＰＥＲは、その値が小さいほど、通信品質が良好であることを示す。従って、ＲＳＳＩの場合と同様に、ＰＥＲ用の第２しきい値は、通信品質の低下を判定するという観点からすると、ＰＥＲ用の第１しきい値よりも、大きな通信品質の低下を判定するものである。従って、ＰＥＲ用の第２しきい値も、ＰＥＲ用の第１しきい値よりも緩和されていると言える。

【0069】

そして、本実施形態では、図６に示すように、ＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ用の第１しきい値よりも大きく、かつＰＥＲ値がＰＥＲ用の第１しきい値よりも小さい、通信品質が良好な領域を主使用領域と定める。そして、その主使用領域に属する通信チャネルの集合を第１の通信チャネル群とする。それに対して、ＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ用の第１しきい値以下であるが、ＲＳＳＩ用の第２しきい値よりも大きく、かつ、ＰＥＲ値がＰＥＲ用の第１しきい値以上であるが、ＰＥＲ用の第２しきい値よりも小さい領域を使用制限領域と定める。使用制限領域に属する通信チャネルは、後述するように、主使用領域に属する通信チャネルの数が最小制限値以下である場合のみ、無線通信に使用される。主使用領域及び使用制限領域に属する通信チャネルの集合が第２の通信チャネル群となる。すなわち、第２の通信チャネル群は、第１の通信チャネル群の通信チャネルを含み、さらに、使用制限領域に属する通信チャネルを加えたものである。

【0070】

次に、上述したチャネルマップの作成処理について、図７のフローチャートを参照して詳しく説明する。図７のフローチャートは、チャネルマップの作成処理の詳細な一例を示すものである。なお、上述したように、本実施形態のチャネルマップの作成処理は、複数のスレーブ装置３０に対して、共通のチャネルマップを作成するためのものである。

【0071】

ステップＳ４１０では、ステップＳ７０の削除判定処理、及びステップＳ８０の復帰判定処理が行われた後に、マスタ装置２０は、第１の通信チャネル群に属する通信チャネル及び第２通信チャネル群に属する通信チャネルを、全てのスレーブ装置３０について読み出す。

【0072】

図５のフローチャートを用いて説明したように、削除判定処理では、通信品質が所定の通信品質基準を満たさない通信チャネルが第１の通信チャネル群から削除され、緩和通信品質基準を満たさない通信チャネルが第２の通信チャネル群から削除される。逆に言えば、所定の通信品質基準を満たす通信チャネルの集合が第１の通信チャネル群として記憶され、緩和通信品質基準を満たす通信チャネルの集合が第２の通信チャネル群として記憶されている。これらの第１の通信チャネル群と第２の通信チャネル群は、マスタ装置２０において、スレーブ装置３０毎に区別して記憶されている。

【0073】

また、スレーブ装置３０毎に実施される復帰判定処理において、通信チャネルの復帰可との判定がなされると、マスタ装置２０は、該当するスレーブ装置３０に対して記憶されている第１の通信チャネル群及び第２の通信チャネル群の双方に、復帰可と判定された通信チャネルを追加する。このようにして、削除判定処理及び／又は復帰判定処理により、スレーブ装置３０毎に第１の通信チャネル群及び第２の通信チャネル群に含まれる通信チャネルが更新される。

【0074】

ステップＳ４２０では、マスタ装置２０は、全てのスレーブ装置３０の第１の通信チャネル群に含まれる通信チャネルに対してＡＮＤ演算を行って、ＡＮＤ演算結果を算出する。例えば、図８に示すように、複数のスレーブ装置３０として、スレーブ１～スレーブ３が設けられている場合、スレーブ１の第１の通信チャネル群、スレーブ２の第１の通信チャネル群、及びスレーブ３の第１の通信チャネル群の全てに属する通信チャネルが、第１の通信チャネル群のＡＮＤ演算結果として算出される。図８の例には、第１の通信チャネル群のＡＮＤ演算結果として、ＣＨ３５、ＣＨ２、ＣＨ０などが算出されることが示されている。なお、図８においては、各通信チャネル群に含まれる通信チャネルを「１」、含まれない通信チャネルを「０」で示している。

【0075】

ステップＳ４３０では、マスタ装置２０は、第１の通信チャネル群に対するＡＮＤ演算結果として得られた通信チャネルの数を算出する。ステップＳ４４０では、マスタ装置２０は、算出された通信チャネルの数が最小制限値よりも少ないか否かを判定する。最小制限値は、外部ノイズとの干渉回避のために必要と考えられる通信チャネルの数を規定するものである。チャネルホッピングにより無線通信に使用する通信チャネルを切り替える場合に、無線通信に使用できる通信チャネルの数が少ないと、複数の通信チャネル間でのチャネルホッピングを十分に活用することができず、外部ノイズ等との干渉回避機能が低下する可能性があるためである。

【0076】

ステップＳ４４０において、算出された通信チャネルの数が最小制限値以上と判定された場合、マスタ装置２０は、ステップＳ４５０の処理に進み、最小制限値未満と判定された場合、ステップＳ４６０の処理に進む。ステップＳ４５０では、第１の通信チャネル群のＡＮＤ演算により算出された複数の通信チャネルから、全てのスレーブ装置３０に共通のチャネルマップを作成する。

【0077】

ステップＳ４６０では、マスタ装置２０は、全てのスレーブ装置３０の第２の通信チャネル群に含まれる通信チャネルに対してＡＮＤ演算を行って、ＡＮＤ演算結果を算出する。この第２の通信チャネル群に対するＡＮＤ演算も、第１の通信チャネル群に対するＡＮＤ演算と同様に、スレーブ１の第２の通信チャネル群、スレーブ２の第２の通信チャネル群、及びスレーブ３の第２の通信チャネル群の全てに属する通信チャネルが、第２の通信チャネル群のＡＮＤ演算結果として算出される。図８の例には、第２の通信チャネル群のＡＮＤ演算結果として、第１の通信チャネル群のＡＮＤ演算結果であるＣＨ３５、ＣＨ２、ＣＨ０に加えて、ＣＨ３６、ＣＨ１などが算出されることが示されている。このように、第２の通信チャネル群に対するＡＮＤ演算によって算出される通信チャネルの数は、第１の通信チャネル群に対するＡＮＤ演算によって算出される通信チャネルの数よりも増加する。

【0078】

ステップＳ４７０では、マスタ装置２０は、第２の通信チャネル群に対するＡＮＤ演算結果として得られた通信チャネルの数を算出する。ステップＳ４８０では、マスタ装置２０は、算出された通信チャネルの数が最小制限値よりも少ないか否かを判定する。この最小制限値は、ステップＳ４４０の最小制限値と同じものである。ステップＳ４８０において、算出された通信チャネルの数が最小制限値以上と判定された場合、マスタ装置２０は、ステップＳ４９０の処理に進み、最小制限値未満と判定された場合、ステップＳ５００の処理に進む。

【0079】

ステップＳ４９０では、第２の通信チャネル群のＡＮＤ演算により算出された複数の通信チャネルから、全てのスレーブ装置３０に共通のチャネルマップを作成する。一方、ステップＳ５００では、第２の通信チャネル群に含まれる通信チャネルの数が最小制限値未満であり、緩和した通信品質基準によっても、最小制限値以上の数の通信チャネルが得られないため、全てのスレーブ装置３０に共通のチャネルマップを初期化する。すなわち、共通のチャネルマップは、データ用のすべての通信チャネルを含むように初期化される。

【0080】

以上のように、本実施形態では、所定の通信品質基準を満たさない通信チャネルの削除によって、無線通信に使用する複数の通信チャネルの数が最小制限値を下回ると、無線通信に使用する複数の通信チャネルが、所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす通信チャネルも含む複数の通信チャネルに変更される。緩和通信品質基準は、所定の通信品質基準よりも緩和されているので、緩和通信品質基準を満たす通信チャネルの数は、所定の通信品質基準を満たす通信チャネルの数よりも増加する。これにより、無線通信に使用する複数の通信チャネルとして、最小制限値以上の数の複数の通信チャネルを確保することが容易になる。さらに、増加された複数の通信チャネルは、少なくとも緩和通信品質基準を満たすものであるため、通信エラーが発生する虞も低減することができる。

【0081】

（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に係る無線通信システムについて、図面を参照して説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、第１実施形態の無線通信システムと同様に構成されるため、構成に関する説明は省略する。

【0082】

第１実施形態に係る無線通信システムは、全てのスレーブ装置３０に対して共通のチャネルマップを作成するものであった。それに対して、第２実施形態に係る無線通信システムは、複数のスレーブ装置３０に対して、個別にチャネルマップを作成するものである。そのため、第２実施形態に係る無線通信システムと、第１実施形態に係る無線通信システムとは、チャネルマップの作成処理のみが異なる。以下、本実施形態に係る無線通信システムにおいて実施されるチャネルマップ作成処理を、図９のフローチャートを参照して説明する。

【0083】

ステップＳ５１０では、ステップＳ７０の削除判定処理、及びステップＳ８０の復帰判定処理が行われた後に、マスタ装置２０は、第１の通信チャネル群に属する通信チャネル及び第２通信チャネル群に属する通信チャネルを、全てのスレーブ装置３０について読み出す。

【0084】

ステップＳ５２０では、マスタ装置２０は、複数のスレーブ装置３０から１つのスレーブ装置３０を選択し、選択したスレーブ装置の第１の通信チャネル群に含まれる通信チャネルの数を算出する。ステップＳ５３０では、マスタ装置２０は、算出された通信チャネルの数が最小制限値よりも少ないか否かを判定する。本実施形態の最小制限値は、第１実施形態の最小制限値と同じものである。

【0085】

ステップＳ５３０において、算出された通信チャネルの数が最小制限値以上と判定された場合、マスタ装置２０は、ステップＳ５４０の処理に進み、最小制限値未満と判定された場合、ステップＳ５５０の処理に進む。ステップＳ５４０では、第１の通信チャネル群に属する複数の通信チャネルから、ステップＳ５２０で選択されたスレーブ装置３０用のチャネルマップを作成する。

【0086】

ステップＳ５５０では、マスタ装置２０は、第２の通信チャネル群に含まれる通信チャネルの数を算出する。ステップＳ５６０では、マスタ装置２０は、算出された通信チャネルの数が最小制限値よりも少ないか否かを判定する。この最小制限値は、ステップＳ５３０の最小制限値と同じものである。ステップＳ５６０において、算出された通信チャネルの数が最小制限値以上と判定された場合、マスタ装置２０は、ステップＳ５７０の処理に進み、最小制限値未満と判定された場合、ステップＳ５８０の処理に進む。

【0087】

ステップＳ５７０では、第２の通信チャネル群に属する複数の通信チャネルから、ステップＳ５２０で選択されたスレーブ装置３０用のチャネルマップを作成する。一方、ステップＳ５９０では、緩和した通信品質基準によっても、最小制限値以上の数の通信チャネルが得られないため、ステップＳ５２０で選択したスレーブ装置３０用のチャネルマップを初期化する。

【0088】

ステップＳ５９０では、全てのスレーブ装置３０の選択が行われ、全てのスレーブ装置３０に対して個別のチャネルマップの作成が完了したか否かを判定する。ステップＳ５９０において、全てのスレーブ装置３０に対して個別のチャネルマップの作成が完了したと判定された場合、図９のフローチャートに示す処理を終了する。一方、全てのスレーブ装置３０に対して個別のチャネルマップの作成が完了していないと判定された場合、ステップＳ５２０の処理に戻り、チャネルマップの作成が完了していないスレーブ装置３０を選択して、上述したステップＳ５２０～Ｓ５９０の処理を繰り返す。

【0089】

上述した第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、無線通信に使用する複数の通信チャネルとして、最小制限値以上の数の複数の通信チャネルを確保することが容易になるとの効果を奏することができる。また、増加された複数の通信チャネルは、少なくとも緩和通信品質基準を満たすものであるため、通信エラーが発生する虞も低減することができるとの効果も奏することができる。加えて、第２実施形態では、チャネルマップが複数のスレーブ装置３０に対して個別に作成されるので、チャネルマップの作成処理が容易になるとともに、最小制限値以上の数の複数の通信チャネルがより確保しやすくなる。

【0090】

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。以下に、本開示のいくつかの変形例を示す。

【0091】

（変形例１）
上述した第１実施形態では、通信品質を示す第１の特性データとしてＲＳＳＩ値を用い、第２の特性データとしてＰＥＲ値を用いる例、すなわち、２種類の特性データを用いる例を説明した。しかしながら、通信品質を示す特性データは、２種類以上ではなく、１種類のみであっても良い。

【0092】

（変形例２）
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、通信品質を示す特性データ（ＲＳＳＩ値やＰＥＲ値など）により通信品質の低下が判定されたとき、その特性データを検出した通信を行った通信チャネルだけを削除するものであった。

【0093】

しかしながら、通信品質が低下したとみなして、マスタ装置２０とスレーブ装置３０との無線通信を行う通信チャネルから削除する通信チャネルは、検出した特性データ（ＲＳＳＩ値やＰＥＲ値など）から直接的に通信品質が低下したと判定され得る通信チャネルに加えて、当該通信チャネルの近傍の通信チャネルを含んでも良い。１つの通信チャネルの通信品質が低下したと判定された場合、概して、その近傍の周波数の通信チャネルの通信品質も同様の傾向を示す可能性が高いためである。この場合、例えば、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値とのいずれか一方がしきい値を満たさない場合よりも、ＲＳＳＩ値とＰＥＲ値との両方がしきい値を満たさない場合、削除する通信チャネルの数を増やしても良い。

【0094】

（変形例３）
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、第２の特性データとしてＰＥＲを使用していた。しかしながら、パケット通信のエラーレートではなく、パケット通信の成功レートであるパケットアライバルレート（ＰＡＲ）を使用することもできる。なお、ＰＡＲを使用する場合、しきい値との大小関係や、平均値と瞬時値との大小関係は、上述した第１実施形態及び第２実施形態とは逆になる。

【0095】

（変形例４）
上述した第２実施形態では、複数のスレーブ装置３０のチャネルマップの作成が一度にまとめて実施される例を示したが、チャネルマップの作成は、複数のスレーブ装置３０に対して、異なるタイミングで実施されても良い。例えば、通信チャネルが削除されたことに応じて、その通信チャネルが削除されたスレーブ装置３０のチャネルマップ作成処理を実施し、他のスレーブ装置３０のチャネルマップはそのまま維持しても良い。

【0096】

（変形例５）
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、チャネルマップ作成処理の最初の処理（ステップＳ４１０、Ｓ５１０）で、全てのスレーブ装置３０の第１の通信チャネル群に属する通信チャネル及び第２の通信チャネル群に属する通信チャネルを読み出していた。しかしながら、まず、第１の通信チャネル群に属する通信チャネルを読み出して、通信チャネルの数が最小制限値に満たない場合に、第２の通信チャネル群に属する通信チャネルを読み出すようにしても良い。さらに、第２実施形態においては、変形例４に記載したように、個別にチャネルマップ作成処理を行う場合、チャネルマップ作成処理の対象となるスレーブ装置３０の第１の通信チャネル群に属する通信チャネル及び第２の通信チャネル群に属する通信チャネルだけを読み出すようにしても良い。

【0097】

最後に、この明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。以下の複数の技術的思想の組み合わせは、無線通信システムのみでなく、無線通信方法にも当てはまる。

【0098】

（技術的思想１）
複数の通信チャネルから順次に選択される１つの前記通信チャネルを介して、マスタ装置（２０）とスレーブ装置（３０）との間で無線通信を実行する無線通信システムであって、
前記通信チャネル毎に、実行された前記無線通信の通信品質を示す特性データを検出する検出部（Ｓ６０）と、
前記検出部によって検出された前記特性データに基づき、所定の通信品質基準を満たさないと判定される前記通信チャネルを、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルから削除する削除部（Ｓ７０）と、
前記削除部による前記通信チャネルの削除によって、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数が最小制限値を下回るか否かを判定する判定部（Ｓ４４０、Ｓ５３０）と、
前記判定部によって前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回ると判定された場合、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、前記所定の通信品質基準よりも緩和された緩和通信品質基準を満たす複数の前記通信チャネルに変更する変更部（Ｓ４６０～Ｓ４９０、Ｓ５５０～Ｓ５７０）と、を備える無線通信システム。

【0099】

（技術的思想２）
前記削除部は、前記所定の通信品質基準を満たさない前記通信チャネルを削除した後に残る複数の前記通信チャネルからなる第１の通信チャネル群と、前記緩和通信品質基準を満たさない前記通信チャネルを削除した後に残る複数の前記通信チャネルからなる第２の通信チャネル群とを生成し、
前記判定部により、前記第１の通信チャネル群に含まれる複数の前記通信チャネルの数が、前記最小制限値を下回ったと判定されると、前記変更部は、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、前記第２の通信チャネル群に含まれる複数の前記通信チャネルに変更する、技術的思想１に記載の無線通信システム。

【0100】

（技術的思想３）
前記判定部は、前記変更部によって前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルが変更された場合、変更された複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回るか否かも判定し、
前記判定部によって、前記変更部によって変更された複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値を下回ると判定された場合、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルを、初期の複数の前記通信チャネルに初期化する初期化部（Ｓ５００、Ｓ５８０）をさらに備える、技術的思想１又は２に記載の無線通信システム。

【0101】

（技術的思想４）
前記判定部によって、複数の前記通信チャネルの数が前記最小制限値以上と判定された場合、判定対象である複数の前記通信チャネルを示すチャネルマップを前記マスタ装置と前記スレーブ装置とで共有させるチャネルマップ共有部（Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ２３０、Ｓ２４０）をさらに備える、技術的思想１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0102】

（技術的思想５）
前記削除部によって削除済みの前記通信チャネルに関して、所定の復帰条件が満足されると、削除済みの前記通信チャネルを、前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルへ復帰させる復帰部（Ｓ８０）をさらに備える、技術的思想１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0103】

（技術的思想６）
前記通信チャネル毎に検出される前記特性データは、第１の特性データと第２の特性データとを含み、
前記削除部は、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの両方が、前記所定の通信品質基準に対応するそれぞれの第１のしきい値を満たす場合に、対応する前記通信チャネルは前記所定の通信品質基準を満たすと判定し、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの少なくとも一方がそれぞれの前記第１のしきい値を満たさない場合に、対応する前記通信チャネルは前記所定の通信品質基準を満たさないと判定する、技術的思想１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0104】

（技術的思想７）
前記削除部は、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの両方が、前記緩和通信品質基準に対応する、それぞれの前記第１のしきい値よりも低い通信品質を示すそれぞれの第２のしきい値を満たす場合に、対応する前記通信チャネルは前記緩和通信品質基準を満たすと判定し、前記第１の特性データと前記第２の特性データとの少なくとも一方がそれぞれの前記第２のしきい値を満たさない場合に、対応する前記通信チャネルは前記緩和通信品質基準を満たさないと判定する、技術的思想６に記載の無線通信システム。

【0105】

（技術的思想８）
前記スレーブ装置は複数設けられ、
前記マスタ装置は、複数の前記スレーブ装置とそれぞれ前記無線通信を行うものであり、
前記判定部は、前記最小制限値と比較する前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数を、複数の前記スレーブ装置の全てで使用可能な前記通信チャネルの数として算出するものであり、
前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルは、複数の前記スレーブ装置において共通化される、技術的思想１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0106】

（技術的思想９）
前記スレーブ装置は複数設けられ、
前記マスタ装置は、複数の前記スレーブ装置とそれぞれ前記無線通信を行うものであり、
前記判定部は、前記最小制限値と比較する前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルの数を、複数の前記スレーブ装置毎に算出するものであり、
前記無線通信に使用する複数の前記通信チャネルは、複数の前記スレーブ装置に対して個別に設定される、技術的思想１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0107】

（技術的思想１０）
前記無線通信は、パケット通信であり、
前記特性データは、前記パケット通信における、受信信号強度、信号雑音比／信号干渉雑音比、パケットエラーレート、パケットアライバルレート、及びビットエラーレートの少なくとも１つである、技術的思想１乃至９のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0108】

（技術的思想１１）
前記マスタ装置と前記スレーブ装置との少なくとも一方は移動体に搭載される、技術的思想１乃至１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【0109】

（技術的思想１２）
前記移動体は、車両である、技術的思想１１に記載の無線通信システム。

【符号の説明】

【0110】

１０：無線通信システム、２０：マスタ装置、２１：制御回路、２２：無線通信回路、２３：アンテナ、３０：スレーブ装置、３１：制御回路、３２：無線通信回路、３３：アンテナ、２１１：プロセッサ、２１２：メモリ、３１１：プロセッサ、３１２：メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】