JP6074905B2 - 無線端末およびチャネルスキャン方法 - Google Patents

Description

本件は、基地局と無線通信を行う無線端末およびチャネルスキャン方法に関する。

無線ＬＡＮ（Local Area Network）に代表されるような無線通信システムでは、例えば、移動局は無線通信する基地局を切替える場合、チャネルスキャンと呼ばれる動作をする。

例えば、移動局は、ある通信チャネル（周波数・変調方式）で運用されている基地局と通信しているとする。そして、移動局は、別の場所に移動して、別の通信チャネルで運用されている基地局のエリアに入ったとする。

この場合、移動局は、受信機のチャネルを変化させながら、基地局や他の移動局が発する信号の受信を試みて基地局のチャネル検索を行い、基地局の検索を行う。移動局は、チャネルを発見できた場合、そのチャネルを用いて新しい移動先の基地局と無線通信を行うことができる。

なお、従来、異周波数基地局が多数存在しているシステムにおいても、適切で効率の良いハンドオフを実現することができるようにした方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、余分なチャネル切換を抑制しつつ、利用者にとって快適な視聴を継続的に確保する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２６０４４８号公報 特開２０１０−２０００９３号公報

しかし、従来のチャネルスキャンは、チャネルスキャンするチャネル数が多い場合、時間を要してしまうという問題点があった。
例えば、複数の基地局が異なる１０個のチャネルを用いて無線通信を行う場合、移動局は、最大で１０個のチャネルのチャネルスキャンを実施することになり、チャネルスキャンに要する時間が長くなってしまう。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、チャネルスキャンの時間を短縮することができる無線端末およびチャネルスキャン方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、基地局と無線通信を行う無線端末が提供される。この無線端末は、基地局の位置情報とチャネル情報とを記憶した記憶部と、当該無線端末の位置を測位する測位部と、前記記憶部に記憶された基地局の位置情報と前記測位部が測位した当該無線端末の位置とに基づいて、当該無線端末と基地局との間の距離を算出する算出部と、前記算出部が算出した距離に応じて、基地局のチャネルをスキャンする順番を算出し、所定の距離内にある基地局のチャネルをスキャンするスキャン部と、を有する。

開示の装置および方法によれば、チャネルスキャンの時間を短縮できる。

第１の実施の形態に係る無線端末を説明する図である。 第２の実施の形態に係る無線通信システムを示した図である。 無線端末の機能ブロック図である。 基地局情報の例を示した図である。 チャネルリストの例を示した図である。 チャネルスキャンの動作を示したフローチャートである。 ＭＳの通信中における動作を説明する図である。 ＭＳの基地局情報の例を示した図である。 ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。 ＭＳが同じチャネルの他の基地局へ移動した場合の動作を説明する図である。 ＭＳの基地局情報の例を示した図である。 ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。 ＭＳが他のチャネルの基地局へ移動した場合の動作を説明する図である。 ＭＳの基地局情報の例を示した図である。 ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。 ＭＳがエリア外に移動した場合の動作を説明する図である。 ＭＳの基地局情報の例を示した図である。 ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。 ＭＳが基地局のエリア内に移動した場合の動作を説明する図である。 ＭＳの基地局情報の例を示した図である。 ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。 通信が途絶した場合のＭＳの動作を説明する図である。 ＭＳの基地局情報の例を示した図である。 ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。 ＭＳのハードウェアブロックを示した図である。 ＢＳが複数のチャネル候補を有する場合を説明する図である。

以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る無線端末を説明する図である。図１に示すように、無線端末は、記憶部１、測位部２、算出部３、およびスキャン部４を有している。

記憶部１には、無線端末が無線通信を行う基地局の位置情報とチャネル情報とが記憶される。
例えば、記憶部１は、図１に示すように、基地局ＩＤ（ＩＤ：Identifier）、位置情報、チャネル情報、および距離の欄を有している。

基地局ＩＤの欄には、無線端末が無線通信を行う基地局のＩＤが格納される。例えば、無線端末がＢＳ１〜ＢＳ５のＩＤを有する基地局と無線通信を行う場合、基地局ＩＤの欄には、図１の記憶部１に示すように、ＢＳ１〜ＢＳ５が格納される。

位置情報の欄には、基地局が設置されている位置情報が格納される。例えば、ＢＳ１〜ＢＳ５の基地局のそれぞれは、位置ａ〜ｅに設置されているとする。この場合、位置情報の欄には、図１の記憶部１に示すように、ａ〜ｅが格納される。

チャネル情報の欄には、基地局が無線通信を行うチャネルの情報が格納される。例えば、ＢＳ１，ＢＳ２の基地局は、チャネル１で無線通信を行うとする。ＢＳ３の基地局は、チャネル２で無線通信を行うとする。ＢＳ４，ＢＳ５の基地局は、チャネル３で無線通信を行うとする。この場合、チャネル情報の欄には、図１の記憶部１に示すように、１，１，２，３，３が格納される。

記憶部１に記憶される上記情報は、例えば、予め記憶部１に記憶しておいてもよい。また、無線端末が基地局から受信してもよい。距離の欄については、後述する。
測位部２は、無線端末の位置を測位する。

算出部３は、記憶部１に記憶された基地局の位置情報と、測位部２が測位した無線端末の位置とに基づいて、無線端末と基地局との間の距離を算出する。すなわち、算出部３は、無線端末と記憶部１に記憶されている基地局との距離を算出する。

算出部３は、算出した距離を、例えば、記憶部１に記憶する。例えば、無線端末とＢＳ１との距離は４であったとする。無線端末とＢＳ２との距離は１であったとする。無線端末とＢＳ３との距離は３であったとする。無線端末とＢＳ４との距離は１５であったとする。無線端末とＢＳ５との距離は１４であったとする。この場合、記憶部１の距離の欄には、図１の記憶部１に示すように、４，１，３，１５，１４が格納される。なお、上記例では、距離の情報は、記憶部１に記憶するとしたが、別の記憶部に記憶してもよい。

スキャン部４は、算出部３が算出した距離に応じて、基地局のチャネルをスキャンする順番を算出し、所定の距離内にある基地局のチャネルをスキャンする。
例えば、スキャン部４は、無線端末と基地局との距離が短い順に、基地局のチャネルをスキャンする順番を算出する。図１に示す記憶部１の例では、無線端末と基地局との距離は、ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ１，ＢＳ５，ＢＳ４の順に短い。従って、スキャン部４は、ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ１，ＢＳ５，ＢＳ４の順番を算出することになる。

また、スキャン部４は、例えば、所定の距離‘５’以内にある基地局のチャネルをスキャンする。例えば、上記例の場合、所定の距離‘５’以内にある基地局は、ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ１である。従って、スキャン部４は、チャネル１，２で基地局のチャネルスキャンを行う。

このように、無線端末の算出部３は、基地局と無線端末との距離を算出する。スキャン部４は、算出部３が算出した距離に応じて、基地局のチャネルをスキャンする順番を算出し、所定の距離内にある基地局のチャネルをスキャンする。これにより、無線端末は、チャネルスキャンするチャネルが、自分との距離が近い基地局のチャネルに絞られ、チャネルスキャンの時間を短縮することができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第２の実施の形態に係る無線通信システムを示した図である。図２に示すように、無線通信システムは、無線端末１１〜１６、および基地局２１〜２５，３１を有している。無線端末１１〜１６は、基地局２１〜２５と無線通信を行う。基地局２１〜２５は、基地局３１と無線通信を行う。

図２に示す無線通信システムは、例えば、畑などに設置される。無線端末１１〜１６は、畑で作業する作業者に所持される。なお、基地局２１〜２３と基地局２４，２５との間には、道路４１が存在している。

無線端末１１〜１６は、例えば、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、角速度センサ、磁気センサ、土壌水分量を測定するセンサ、土壌の伝導率を測定するセンサ、土壌のｐＨを測定するセンサ、および放射線量を測定するセンサを有している。また、無線端末１１〜１６は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を搭載しており、無線端末１１〜１６の位置を取得することができる。

無線端末１１〜１６の取得した情報は、基地局２１〜２５へ送信される。基地局２１〜２５は、無線端末１１〜１６から受信した情報を、基地局３１へ送信する。これにより、例えば、畑を管理する管理者は、基地局３１が受信した情報により、畑の温度や土壌の状態、または作業者の位置を知ることができる。

なお、基地局２１〜２５は、無線端末１１〜１６から受信した情報を、すぐに基地局３１へ送信しなくてもよい。例えば、基地局２１〜２５は、ＤＴＮ（Delay Tolerant Network）のように、情報を一定数分記憶した後、適切な時間に基地局３１へ送信してもよい。

基地局３１は、所定の情報を基地局２１〜２５へ送信する。基地局２１〜２５は、基地局３１から受信した情報を、無線端末１１〜１６へ送信する。これにより、例えば、畑を管理する管理者は、無線端末１１〜１６を所持する作業者に、所定の指示を行うことができる。

図２の例では、無線端末１１〜１６は、チャネル１で基地局２１と無線通信することができる。無線端末１１〜１６は、チャネル２で基地局２２と無線通信することができる。無線端末１１〜１６は、チャネル２で基地局２３と無線通信することができる。無線端末１１〜１６は、チャネル３で基地局２４と無線通信することができる。無線端末１１〜１６は、チャネル４で基地局２５と無線通信することができる。

図３は、無線端末の機能ブロック図である。図３に示すように、無線端末１１は、アンテナ５１、送受信部５２、制御部５３、測位部５４、センサ部５５、および記憶部５６を有している。

アンテナ５１は、制御部５３から出力される信号を、基地局２１〜２５へ無線送信する。また、アンテナ５１は、基地局２１〜２５から無線送信された信号を受信し、送受信部５２に出力する。

送受信部５２は、送受信部５２から出力される信号を無線周波数の信号に変換し、アンテナ５１に出力する。また、送受信部５２は、アンテナ５１で受信された信号の周波数をベースバンド信号の周波数に変換し、制御部５３に出力する。

制御部５３は、無線端末１１の全体の制御を行う。例えば、制御部５３は、無線端末１１と基地局２１〜２５との距離を算出したり、基地局２１〜２５のチャネルスキャンするチャネルを算出したりする。

測位部５４は、無線端末１１の位置を測位する。測位部５４は、例えば、ＧＰＳである。
センサ部５５は、温度や土壌の状態を測定する。センサ部５５は、例えば、上記した各種センサによって形成される。

記憶部５６は、データを記憶する。記憶部５６は、例えば、基地局２１〜２５の位置情報や基地局２１〜２５が無線通信に使用するチャネルの情報を記憶する。また、記憶部５６は、例えば、無線端末１１がチャネルスキャンするチャネルの情報を記憶する。

なお、図３の記憶部５６は、例えば、図１の記憶部１に対応する。測位部５４は、例えば、測位部２に対応する。制御部５３は、例えば、算出部３およびスキャン部４に対応する。

上記では、無線端末１１について説明したが、無線端末１２〜１６も図３と同様の機能ブロックを有している。
以下では、無線端末１１〜１６をＭＳ（Mobile Station）１〜ＭＳ６と呼ぶことがある。基地局２１〜２５をＢＳ（Base Station）１〜ＢＳ５と呼ぶことがある。また、基地局２１〜２５を識別するＩＤをＢＳ１〜Ｂ５とすることがある。基地局３１をＣＳ（Control Station）と呼ぶことがある。

図４は、基地局情報の例を示した図である。図４に示す基地局情報６１は、無線端末１１（ＭＳ１）が有する基地局情報を示している。基地局情報６１は、図３に示した記憶部５６に記憶される。基地局情報６１は、基地局ＩＤの欄、緯度の欄、経度の欄、高度の欄、チャネルの欄、および距離の欄を有している。

基地局ＩＤの欄には、ＢＳ１〜ＢＳ５を識別するＩＤが格納される。
緯度の欄、経度の欄、および高度の欄には、ＢＳ１〜ＢＳ５が設置されている緯度、経度、および高度が格納される。すなわち、緯度の欄、経度の欄、および高度の欄には、ＢＳ１〜ＢＳ５の位置情報が格納される。例えば、ＢＳ１の緯度、経度、および高度を、ｘ１、ｙ１、およびｈ１とすると、ＢＳ１の緯度の欄、経度の欄、および高度の欄には、基地局情報６１に示すように、ｘ１、ｙ１、およびｈ１が格納される。

チャネルの欄には、ＢＳ１〜ＢＳ５がＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信するチャネルが格納される。例えば、ＢＳ１は、ＭＳ１〜ＭＳ６とチャネル１で無線通信するとする。この場合、ＢＳ１のチャネルの欄には、基地局情報６１に示すように、‘１’が格納される。

上記の基地局ＩＤの欄、緯度の欄、経度の欄、高度の欄、およびチャネルの欄に格納される情報は、記憶部５６に予め記憶される。または、これらの情報は、ＢＳ１〜ＢＳ５を介して、ＣＳから受信するようにしてもよい。次に説明する距離の欄の情報は、ＭＳ１の制御部５３によって算出され、格納される。

距離の欄には、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との間の距離が格納される。ＭＳ１の制御部５３は、測位部５４によって測位されたＭＳ１の位置と、緯度の欄、経度の欄、および高度の欄に記憶されている情報とに基づいて、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との間の距離を算出する。

例えば、制御部５３は、ＢＳ１の緯度の欄、経度の欄、および高度の欄に記憶されている緯度、経度、および高度と、測位部５４によって測位されたＭＳ１の緯度、経度、および高度とから、ＭＳ１とＢＳ１の距離を算出する。そして、制御部５３は、算出した距離をＢＳ１の距離の欄に格納する。制御部５３は、ＢＳ２〜ＢＳ５に対しても同様にしてＭＳ１との距離を算出し、ＢＳ２〜ＢＳ５の距離の欄に格納する。

上記では、距離の情報を、基地局情報６１の距離の欄に格納するようにしたが、基地局情報６１とは別に管理してもよい。
上記では、ＭＳ１の基地局情報について説明したが、ＭＳ２〜ＭＳ６も図４と同様の基地局情報を有している。

図５は、チャネルリストの例を示した図である。図５に示すチャネルリスト６２は、ＭＳ１が有するチャネルリストを示している。チャネルリスト６２は、図３に示した記憶部５６に記憶される。

チャネルリスト６２は、ＭＳ１の制御部５３がチャネルスキャンするチャネルを示したリストである。例えば、図５の例の場合、制御部５３は、チャネル‘２’，‘１’の２つのチャネルでチャネルスキャンを行うことになる。また、制御部５３は、チャネルリストの上位にあるチャネルから、チャネルスキャンを行う。図５の例の場合、チャネル‘２’の優先度が最も高く、その次はチャネル‘１’である。

チャネルリスト６２は、制御部５３によって生成される。制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５との距離に応じて、チャネルスキャンする順番を算出する。そして、制御部５３は、所定の距離内にあるＢＳのチャネルをチャネルリスト６２として生成する。

例えば、制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５との距離が近いほど、チャネルスキャンする順番の優先度を高くする。例えば、図４の例において、ＭＳ１とＢＳ２との距離が最も近かったとする。次に、ＭＳ１とＢＳ１との距離が近かったとする。ＭＳ１とＢＳ５との距離が最も遠かったとする。この場合、チャネルスキャンする順番は、ＢＳ２，ＢＳ１，…，ＢＳ５となる。

また、制御部５３は、例えば、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリスト６２として生成するとする。例えば、図４の例において、ＢＳ１，ＢＳ２が距離‘５’以内にあるとする。この場合、制御部５３は、算出したチャネルスキャンする順番のＢＳ２，ＢＳ１，…，ＢＳ５のうち、距離‘５’以内にあるＢＳ２，ＢＳ１のチャネル‘２’，‘１’をチャネルリスト６２として生成する。

なお、制御部５３は、算出したチャネルスキャンの順番において、同じチャネルが存在する場合、最初に算出したチャネルだけをチャネルリスト６２として生成する。例えば、チャネルスキャンするチャネルの順番が、１，２，１，３，４となったとする。また、所定の距離内にあるＢＳのチャネルは、上位４チャネルで、１，２，１，３とする。この場合、３番目のチャネル１は省略され、チャネルリスト６２は、１，２，３となる。すなわち、同じチャネル‘１’を２回チャネルスキャンする必要はないので、制御部５３は、同じチャネルを算出した場合、１回目に算出したチャネルだけをチャネルリスト６２に登録する。

図６は、チャネルスキャンの動作を示したフローチャートである。
［ステップＳ１］測位部５４は、ＭＳ１の位置を測位する。
［ステップＳ２］制御部５３は、測位部５４が算出したＭＳ１の位置と、基地局情報６１に格納されているＢＳ１〜ＢＳ５の位置とに基づいて、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との間の距離を算出する。

［ステップＳ３］制御部５３は、チャネルリスト６２を生成する。制御部５３は、ステップＳ２で算出した距離に応じて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルをスキャンする順番を算出する。そして、制御部５３は、所定の距離内にあるＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルをチャネルリスト６２として生成する。

［ステップＳ４］制御部５３は、変数Ｎに‘１’を格納する。
［ステップＳ５］制御部５３は、チャネルリスト６２のＮ番目に、チャネルが格納されているか判断する。制御部５３は、チャネルリスト６２のＮ番目に、チャネルが格納されている場合、ステップＳ６へ進む。制御部５３は、チャネルリスト６２のＮ番目に、チャネルが格納されていない場合、ステップＳ１１へ進む。

［ステップＳ６］制御部５３は、通信するチャネルを、チャネルリスト６２のＮ番目のチャネルに設定する。
［ステップＳ７］制御部５３は、ステップＳ６で設定したチャネルで、チャネルスキャンを行う。すなわち、制御部５３は、無線通信可能なＢＳ１〜ＢＳ５をスキャンする。

［ステップＳ８］制御部５３は、無線通信可能なＢＳ１〜ＢＳ５がスキャンできたか判断する。制御部５３は、無線通信可能なＢＳ１〜ＢＳ５をスキャンできた場合、ステップＳ１０へ進む。制御部５３は、無線通信可能なＢＳ１〜ＢＳ５をスキャンできなかった場合、ステップＳ９へ進む。

［ステップＳ９］制御部５３は、変数Ｎに１を加算する。
［ステップＳ１０］制御部５３は、スキャンできたＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルで、無線通信を開始する。

［ステップＳ１１］制御部５３は、ＭＳ１は、ＢＳ１〜ＢＳ５の圏外に存在していると判断する。
上記の動作は、例えば、周期的に行われる。または、測位部５４および制御部５３は、無線通信しているＢＳ１〜ＢＳ５との通信断を検出した場合、上記フローチャートの動作を実行してもよい。すなわち、測位部５４および制御部５３は、ＭＳ１が他のエリアに移動し、無線通信するチャネルが変わった場合、上記フローチャートの動作を実行してもよい。

なお、制御部５３は、チャネルリスト６２にチャネルが格納されていない場合、チャネルスキャンを実施しない。例えば、制御部５３は、Ｎ＝１の場合で、ステップＳ５においてチャネルリスト６２にチャネルが格納されていないと判断した場合、ステップＳ１１へ進み、処理を終了する。

以下、ＭＳ１の動作例について説明する。
図７は、ＭＳの通信中における動作を説明する図である。図７には、無線通信システムが示してある。ＢＳ１は、チャネル（図中ＣＨ）１でＭＳ１と無線通信することができる。ＢＳ２は、チャネル１でＭＳ１と無線通信することができる。ＢＳ３は、チャネル２でＭＳ１と無線通信することができる。ＢＳ４は、チャネル３でＭＳ１と無線通信することができる。ＢＳ５は、チャネル３でＭＳ１と無線通信することができる。図７では、ＭＳ１がＢＳ１とチャネル１で無線通信している。

図８は、ＭＳの基地局情報の例を示した図である。図７の例に従えば、ＭＳ１の有する基地局情報は、図８に示す基地局情報７１のようになる。すなわち、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルの欄には、１，１，２，３，３が格納される。

また、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との距離は、ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ５，ＢＳ４の順に近い。従って、基地局情報７１の距離の欄には、例えば、１，２，３，１５，１４が格納される。

なお、図８の基地局情報７１では、図４で説明した基地局情報６１に対し、緯度の欄、経度の欄、および高さの欄を、まとめて位置の欄としている。
図９は、ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。制御部５３は、基地局情報７１の距離の欄に基づいて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルをスキャンする順番を算出する。図８に示す基地局情報７１の例の場合、スキャンするチャネルの順番は１，１，２，３，３となる。

制御部５３は、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリストとして生成するとする。図８に示す基地局情報７１の例の場合、ＢＳ４，ＢＳ５の距離は‘５’より大きい。従って、ＢＳ４，ＢＳ５のチャネル３は、チャネルスキャンから除外され、スキャンする順番は、１，１，２となる。

また、制御部５３は、重複するチャネルを除外する。従って、制御部５３の生成するチャネルリストは、図９のチャネルリスト７２に示すように、１，２となる。
図１０は、ＭＳが同じチャネルの他の基地局へ移動した場合の動作を説明する図である。図１０では、図７に対し、ＭＳ１がＢＳ２のエリアに移動し、ＢＳ２と無線通信を行っている。

図１１は、ＭＳの基地局情報の例を示した図である。図１０の例では、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との距離は、ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ１，ＢＳ４，ＢＳ５の順に近い。従って、図１０の例に従えば、ＭＳ１の有する基地局情報は、図１１に示す基地局情報７３のようになる。例えば、基地局情報７３の距離の欄には、３，１，２，１４，１５が格納される。

図１２は、ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。制御部５３は、基地局情報７３の距離の欄に基づいて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルスキャンする順番を算出する。図１１に示す基地局情報７３の例の場合、スキャンするチャネルの順番は、１，２，１，３，３となる。

制御部５３は、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリストとして生成するとする。図１１に示す基地局情報７３の例の場合、ＢＳ４，ＢＳ５の距離は‘５’より大きい。従って、ＢＳ４，ＢＳ５のチャネル３は、チャネルスキャンから除外され、スキャンする順番は、１，２，１となる。

また、制御部５３は、重複するチャネルを除外する。従って、制御部５３の生成するチャネルリストは、図１２のチャネルリスト７４に示すように、１，２となる。
図１３は、ＭＳが他のチャネルの基地局へ移動した場合の動作を説明する図である。図１３では、図１０に対し、ＭＳ１がＢＳ３のエリアに移動し、ＢＳ３と無線通信を行っている。

図１４は、ＭＳの基地局情報の例を示した図である。図１３の例では、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との距離は、ＢＳ３，ＢＳ２，ＢＳ１，ＢＳ４，ＢＳ５の順に近い。従って、図１３の例に従えば、ＭＳ１の有する基地局情報は、図１４に示す基地局情報７５のようになる。例えば、基地局情報７５の距離の欄には、５，３，２，１４，１５が格納される。

図１５は、ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。制御部５３は、基地局情報７５の距離の欄に基づいて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルスキャンする順番を算出する。図１４に示す基地局情報７５の例の場合、スキャンするチャネルの順番は、２，１，１，３，３となる。

制御部５３は、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリストとして生成するとする。図１４に示す基地局情報７５の例の場合、ＢＳ４，ＢＳ５の距離は‘５’より大きい。従って、ＢＳ４，ＢＳ５のチャネル３は、チャネルスキャンから除外され、スキャンする順番は、２，１，１となる。

また、制御部５３は、重複するチャネルを除外する。従って、制御部５３の生成するチャネルリストは、図１５のチャネルリスト７６に示すように、２，１となる。
図１６は、ＭＳがエリア外に移動した場合の動作を説明する図である。図１６では、図１３に対し、ＭＳ１がＢＳ１〜ＢＳ５のエリア外に移動している。

図１７は、ＭＳの基地局情報の例を示した図である。図１６の例では、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との距離は、ＢＳ１，ＢＳ２＝ＢＳ５，ＢＳ４，ＢＳ３（ＢＳ２とＢＳ５は同じ距離）の順に近い。従って、図１６の例に従えば、ＭＳ１の有する基地局情報は、図１７に示す基地局情報７７に示すようになる。例えば、基地局情報７７の距離の欄には、１１，１２，１５，１４，１２が格納される。

図１８は、ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。制御部５３は、基地局情報７７の距離の欄に基づいて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルスキャンする順番を算出する。図１７に示す基地局情報７７の例の場合、スキャンするチャネルの順番は、１，１，３，３，２または１，３，１，３，２となる。

制御部５３は、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリストとして生成するとする。図１７に示す基地局情報７７の例の場合、ＢＳ１〜ＢＳ５の距離は‘５’より大きい。従って、制御部５３の生成するチャネルリストは、図１８のチャネルリスト７８に示すように、空となる。

図１９は、ＭＳが基地局のエリア内に移動した場合の動作を説明する図である。図１９では、図１６に対し、ＭＳ１がＢＳ５のエリア内に移動している。
図２０は、ＭＳの基地局情報の例を示した図である。図１９の例では、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との距離は、ＢＳ５，ＢＳ４，ＢＳ２，ＢＳ１，ＢＳ３の順に近い。従って、図１９の例に従えば、ＭＳ１の有する基地局情報は、図２０に示す基地局情報７９に示すようになる。例えば、基地局情報７９の距離の欄には、１２，１１，１５，２，１が格納される。

図２１は、ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。制御部５３は、基地局情報７９の距離の欄に基づいて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルスキャンする順番を算出する。図２０に示す基地局情報７９の例の場合、スキャンするチャネルの順番は、３，３，１，１，２となる。

制御部５３は、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリストとして生成するとする。図２０に示す基地局情報７９の例の場合、ＢＳ１〜ＢＳ３の距離は‘５’より大きい。従って、ＢＳ１〜ＢＳ３のチャネル１，２は、チャネルスキャンから除外され、チャネルスキャンする順番は、３，３となる。

また、制御部５３は、重複するチャネルを除外する。従って、制御部５３の生成するチャネルリストは、図２１のチャネルリスト８０に示すように、３となる。
図２２は、通信が途絶した場合のＭＳの動作を説明する図である。図２２では、図１９に対し、ＭＳ１がＢＳ２のエリアとＢＳ３のエリアの境界に移動している。

ＭＳ１は、チャネル２を用いて、ＢＳ３と無線通信を行っていたとする。そして、ＢＳ３が故障したとする。この場合、制御部５３は、ＢＳ３との通信断を検出して、再度チャネルスキャンをする。

図２３は、ＭＳの基地局情報の例を示した図である。図２２の例では、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ５との距離は、ＢＳ３、ＢＳ２，ＢＳ１，ＢＳ４，ＢＳ５の順に近い。従って、図２２の例に従えば、ＭＳ１の有する基地局情報は、図２３に示す基地局情報８１に示すようになる。例えば、基地局情報８１の距離の欄には、５，４，３，１２，１５が格納される。

図２４は、ＭＳのチャネルリストの例を示した図である。制御部５３は、基地局情報８１の距離の欄に基づいて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルスキャンする順番を算出する。図２３に示す基地局情報８１の例の場合、スキャンするチャネルの順番は、２，１，１，３，３となる。

制御部５３は、距離‘５’以内のＢＳのチャネルをチャネルリストとして生成するとする。図２３に示す基地局情報８１の例の場合、ＢＳ４，ＢＳ５の距離は‘５’より大きい。従って、ＢＳ４，ＢＳ５のチャネル３は、チャネルスキャンから除外され、チャネルスキャンする順番は、２，１，１となる。

また、制御部５３は、重複するチャネルを除外する。従って、制御部５３の生成するチャネルリストは、図２４のチャネルリスト８２に示すように、２，１となる。
制御部５３は、チャネルリスト８２に基づいて、チャネルスキャンを実施する。しかし、図２２で説明したように、ＢＳ３は故障しているので、制御部５３は、ＢＳ３のチャネル２をスキャンすることができない。

制御部５３は、２番目のチャネル１でチャネルスキャンを実施する。ＭＳ１は、ＢＳ２とＢＳ３の境界にいるので、制御部５３は、ＢＳ２のチャネル１をスキャンすることができる。すなわち、制御部５３は、ＢＳ２と無線通信を行うことができるようになる。

なお、図２２〜図２４の動作例では、制御部５３は、ＢＳ３との通信断を検出して、ＢＳ１〜ＢＳ５との距離を算出し、チャネルリスト８２を生成した。これに対し、制御部５３は、通信断を検出したとき、チャネルリスト８２を生成しないで、周期的に生成されたチャネルリストでチャネルスキャンを実施するようにしてもよい。

次に、ＭＳ１の動作開始例について説明する。まず、ビーコンがある場合の動作について説明する。ＢＳ１〜ＢＳ５が通信に関わる情報（時間情報、ＢＳ１〜ＢＳ５のＩＤ等）が定期的に送信（ビーコン）される場合、ＭＳ１の制御部５３は、チャネルリスト６２の最上位チャネルに、無線通信するチャネルを設定する。

制御部５３は、キャリアセンスまたは受信動作を行って、ビーコンあるいはＢＳ１〜ＢＳ５と他のＭＳ２〜ＭＳ６の通信パケットの受信を行い、設定したチャネルのＢＳ１〜ＢＳ５が存在しているかを確認する。制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５を発見できなかった場合は、チャネルリスト６２に次のチャネルを設定し、前記と同様の動作を行う。

制御部５３は、全てのチャネルを試してもＢＳ１〜ＢＳ５を発見できなかった場合は、休止状態に入り、予め定められた契機（例えば、一定時間経過後やＢＳ１の操作など）で、上記の動作を実行する。

制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５を発見できた場合は、ＢＳ１〜ＢＳ５が許可する時間と方法で、ＢＳ１〜ＢＳ５との通信を試みる。制御部５３は、例えば、以下の方法でＢＳ１〜ＢＳ５との通信を試みる。

１．ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４で定義されるＣＡＰ（Contention Access Period）領域で、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）ベースの通信を試みる。

２．ＢＳ１〜ＢＳ５にＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）スロットの割り当て要求を行って、ＴＤＭＡスロットを取得する。なお、ＢＳ１〜ＢＳ５毎に予め通信すべきタイムスロットが分かっている場合は、そのスロットを利用する。

制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５と通信可能状態になったら、基地局情報６１を受信し、周期的にチャネルリスト６２を生成する。そして、制御部５３は、測位部５４およびセンサ部５５の取得した情報を定期的にＣＳに送信する。

制御部５３は、移動するなどして、ＢＳ１〜ＢＳ５のエリアから外れてしまった場合、周期的に生成されたチャネルリスト６２に基づいて、チャネルスキャンを実施する。または、制御部５３は、新たにチャネルリスト６２を生成して、チャネルスキャンを実施する。

次に、ビーコンがない場合の動作について説明する。ＢＳ１〜ＢＳ５がビーコンを送信しない場合、ＭＳ１は、チャネルを切替えて、ＢＳ１〜ＢＳ５との通信を試みる。
１．ＭＳ１の制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５との通信方法がＣＳＭＡの場合、キャリアセンスを行うなどして他に通信中のＭＳ２〜ＭＳ６が存在しないことが分かったら、ＢＳ１〜ＢＳ５へデータ送信（例えば、位置情報、センサ情報、または制御信号など）を行う。そして、制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５からのＡＣＫ（ACKnowledge）やその他のデータの受信の有無によって、ＢＳ１〜ＢＳ５の存在確認を行う。

制御部５３は、定められた回数、データ送信を行っても、返信がなかった場合、そのチャネルで運用しているＢＳ１〜ＢＳ５は存在しないものとして、次のチャネルに切替える。

２．ＭＳ１〜ＭＳ６とＢＳ１〜ＢＳ５との間の送受信タイミングが予め定められている場合には、制御部５３は、割り当てられた時間にデータ送信を行い、上記１．と同様に、ＢＳ１〜ＢＳ５の存在確認とデータ通信とを同時に行う。なお、測位部５４がＧＰＳの場合、ＧＰＳの基準時刻を用いれば、ＭＳ１〜ＭＳ６とＢＳ１〜ＢＳ５との間の時間同期を正確に行うことができる。

制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５と通信可能状態になったら、基地局情報６１を受信し、周期的にチャネルリスト６２を生成する。そして、制御部５３は、測位部５４およびセンサ部５５の取得した情報を定期的にＣＳに送信する。

制御部５３は、移動するなどして、ＢＳ１〜ＢＳ５のエリアから外れてしまった場合、周期的に生成されたチャネルリスト６２に基づいて、チャネルスキャンを実施する。または、制御部５３は、新たにチャネルリスト６２を生成して、チャネルスキャンを実施する。

図２５は、ＭＳのハードウェアブロックを示した図である。図２５に示すように、ＭＳ１は、プロセッサ９１、メモリ９２、無線部９３、ＧＰＳ９４、センサ９５、およびバス９６を有している。

プロセッサ９１には、バス９６を介して、メモリ９２、無線部９３、ＧＰＳ９４、およびセンサ９５が接続され、装置全体を制御している。
メモリ９２には、プロセッサが実行するＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムが格納される。また、メモリ９２には、プロセッサ９１による処理に必要な各種データが格納される。プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。

無線部９３は、ＢＳ１〜ＢＳ５と無線通信を行う。例えば、無線部９３は、プロセッサ９１によって処理されたデジタル信号をＤ／Ａ（Digital to Analog）変換し、Ｄ／Ａ変換した信号の周波数をアップコンバートしてＢＳ１〜ＢＳ５に送信する。また、無線部９３は、例えば、ＢＳ１〜ＢＳ５から受信した信号の周波数をダウンコンバートし、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換する。Ａ／Ｄ変換された信号は、プロセッサ９１によって所定の処理が施される。

ＧＰＳ９４は、ＭＳ１の現在位置を測定する。センサ９５は、温度や土壌の状態を検出する。
図３に示す送受信部５２は、例えば、無線部９３によってその機能が実現される。制御部５３は、例えば、プロセッサ９１によってその機能が実現される。測位部５４は、例えば、ＧＰＳ９４によってその機能が実現される。センサ部５５は、例えば、センサ９５によってその機能が実現される。記憶部５６は、メモリ９２によってその機能が実現される。

このように、ＭＳ１の制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ５とＭＳ１との距離を算出する。制御部５３は、算出した距離に応じて、ＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルをスキャンする順番を算出し、所定の距離内にあるＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルをスキャンする。これにより、ＭＳ１は、チャネルスキャンするチャネルが、自分との距離が所定の範囲内にあるＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルに絞られ、チャネルスキャンの時間を短縮することができる。

また、制御部５３は、距離が近いＢＳ１〜ＢＳ５のチャネルから、チャネルスキャンを実施するので、チャネルの発見が早くなり、チャネルスキャンの時間を短縮することができる。

なお、上記では、ＢＳ１〜ＢＳ５のそれぞれは、１つのチャネルでＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信するとした。例えば、図４の例では、ＢＳ１は、チャネル１でＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信し、ＢＳ２は、チャネル２でＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信し、ＢＳ５は、チャネル４でＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信するとした。

これに対し、ＢＳ１〜ＢＳ５のそれぞれは、複数のチャネル候補を有し、その候補の中から１つのチャネルを選択し、ＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信を行う場合がある。この場合、制御部５３は、距離の近いＢＳ１〜ＢＳ５の優先度の高いチャネルの順に、チャネルスキャンする順番を算出する。

図２６は、ＢＳが複数のチャネル候補を有する場合を説明する図である。図２６には、ＢＳ１〜ＢＳ３の基地局情報１０１が示してある。
例えば、ＢＳ１は、チャネル１，２でＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信を行うことができるとする。優先度は、チャネル２よりチャネル１が高いとする。また、ＢＳ２は、チャネル５，４でＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信を行うことができるとする。優先度は、チャネル４よりチャネル５が高いとする。また、ＢＳ３は、チャネル３，２でＭＳ１〜ＭＳ６と無線通信を行うことができるとする。優先度は、チャネル２よりチャネル３が高いとする。また、ＭＳ１とＢＳ１〜ＢＳ３との距離は、２，３，４とする。

この場合、制御部５３は、ＢＳ１〜ＢＳ３のチャネルをスキャンする順番を、１，２，５，４，３，２と算出する。なお、１番目と２番目のチャネル１，２は、ＭＳ１との距離が最も近いＢＳ１のチャネルである。３番目と４番目のチャネル５，４は、ＭＳ１との距離が２番目に近いＢＳ２のチャネルである。５番目と６番目のチャネル３，２は、ＭＳ１との距離が最も遠いＢＳ３のチャネルである。

ＢＳ１〜ＢＳ３の距離は、所定の距離‘５’以内にあり、チャネル２は重複しているので、制御部５３は、１，２，５，４，３の順でチャネルをスキャンする。
すなわち、制御部５３は、距離の近い基地局ＢＳ１〜ＢＳ３の順で、各ＢＳ１〜ＢＳ３の優先度の高いチャネルの順にチャネルをスキャンする順番を算出する。

また、ＢＳ１〜ＢＳ３間の距離が所定値以下の場合には、ＢＳ１〜ＢＳ３内のチャネル候補よりも、ＢＳ１〜ＢＳ３自体の選択を優先してもよい。
例えば、ＢＳ１とＢＳ２との間の距離が所定値以下で、ＢＳ２とＢＳ３との間の距離が所定値より大きいとする。この場合、制御部５３は、ＢＳ１，ＢＳ２の選択を優先し、チャネルスキャンする順番を１，５，２，４，３，２と算出する。なお、１番目のチャネル１は、ＢＳ１の最も優先度の高いチャネルである。２番目のチャネル５は、ＢＳ２の最も優先度の高いチャネルである。３番目のチャネル２は、ＢＳ１の２番目に優先度の高いチャネルである。４番目のチャネル４は、ＢＳ２の２番目に優先度の高いチャネルである。５番目と６番目のチャネル３，２は、ＭＳ１との距離が最も遠いＢＳ３のチャネルである。

１ 記憶部
２ 測位部
３ 算出部
４ スキャン部

Claims (7)

1. 基地局と無線通信を行う無線端末において、
   基地局の位置情報とチャネル情報とを記憶した記憶部と、
   当該無線端末の位置を測位する測位部と、
   前記記憶部に記憶された基地局の位置情報と前記測位部が測位した当該無線端末の位置とに基づいて、当該無線端末と基地局との間の距離を算出する算出部と、
   前記算出部が算出した距離に基づいて所定の距離内にある基地局を特定し、特定した基地局のチャネルのうち重複するチャネルを除外して残ったチャネルについて該チャネルをスキャンする順番を前記算出した距離に基づいて算出し、該順番に基づいて該チャネルをスキャンするスキャン部と、
   を有し、
   前記算出部は、現在無線通信している基地局との通信断を検出したタイミングで、当該無線端末と基地局との間の距離を算出し、
   前記スキャン部は、スキャンする順番を算出した所定の距離内にある基地局のチャネルを記憶したテーブルを備え、前記通信断が検出されたタイミングで、前記算出部が算出した距離に基づいて前記テーブルを更新し、前記テーブルのチャネルに基づいてチャネルスキャンを実施する
   ことを特徴とする無線端末。
2. 前記スキャン部は、基地局との距離が近い順に、基地局のチャネルをスキャンする順番を算出する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無線端末。
3. 前記算出部は、当該無線端末と基地局との間の距離を周期的に算出し、
   前記スキャン部は、前記テーブルを周期的に更新する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無線端末。
4. 前記スキャン部は、前記テーブルにチャネルが記憶されていない場合、チャネルスキャンを実施しない
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線端末。
5. 基地局が複数のチャネルのうちの１つのチャネルを選択して無線通信を行う場合、
   前記スキャン部は、距離の近い基地局の順で、各基地局の優先度の高いチャネルの順にチャネルをスキャンする順番を算出する
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線端末。
6. 前記スキャン部は、基地局間の距離が所定値より小さい場合、その基地局の順番を優先する
   ことを特徴とする、請求項５に記載の無線端末。
7. 基地局と無線通信を行う無線端末のチャネルスキャン方法において、
   前記無線端末の位置を測位し、
   基地局の位置情報とチャネル情報とを記憶した記憶部に記憶された基地局の位置情報と測位部が測位した前記無線端末の位置とに基づいて、前記無線端末と基地局との間の距離を算出し、
   算出した距離に基づいて所定の距離内にある基地局を特定し、特定した基地局のチャネルのうち重複するチャネルを除外して残ったチャネルについて該チャネルをスキャンする順番を前記算出した距離に基づいて算出し、該順番に基づいて該チャネルをスキャンし、
   前記距離を算出する工程では、現在無線通信している基地局との通信断を検出したタイミングで、当該無線端末と基地局との間の距離を算出し、
   前記スキャンする工程では、スキャンする順番を算出した所定の距離内にある基地局のチャネルを記憶したテーブルを用い、前記通信断が検出されたタイミングで、前記距離を算出する工程で算出された距離に基づいて前記テーブルを更新し、前記テーブルのチャネルに基づいてチャネルスキャンを実施する
   ことを特徴とするチャネルスキャン方法。
   

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