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1. (WO2019003798) RADIO COMMUNICATION DEVICE AND METHOD OF AVOIDING RADIO FREQUENCY INTERFERENCE
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明 細 書

発明の名称 無線通信装置及び電波干渉の回避方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

0005   0006   0007   0008  

図面の簡単な説明

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 無線通信装置及び電波干渉の回避方法

技術分野

[0001]
 本発明の実施形態は、無線通信装置及び電波干渉の回避方法に関する。

背景技術

[0002]
 近年、無線LAN等の無線通信装置は、大容量通信等を目的に使用周波数の高周波化が推進されている。このため、無線通信装置と気象レーダ等のレーダ装置との間で、両者の使用周波数帯域が重なることにより、電波干渉が発生する可能性が高くなっている。
[0003]
 従来では、例えば5GHzの周波数帯域を使用する無線LANの場合、当該周波数帯域は気象レーダ等のレーダ装置においても使用されているため、電波干渉が発生する可能性がある。このような電波干渉を回避する対策として、例えば、無線LANのアクセスポイントには、一般的にDFS(Dynamic Frequency Selection:動的周波数選択)と呼ばれる電波干渉の回避機能が搭載されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2012-120033号公報
特許文献2 : 特開2007-274659号公報
特許文献3 : 特開2001-285301号公報

発明の概要

[0005]
 電波干渉を回避する対策としてDFS機能は有効であるが、無線通信装置は、起動時にはDFS機能により一定時間送信を実行できないため、通信機能が待機状態となる。また、レーダ装置に接近した場合にDFS機能が作動すると、無線通信装置は、一定時間だけ、送信を実行できずに受信のみとなり、通信機能が中断状態となる可能性がある。
[0006]
 このような無線通信装置の待機状態や中断状態の発生は、例えば、無線通信装置としてスマートフォンや無線LAN用ルータを利用して、タブレット端末等でカーナビゲーション機能を実現する場合に、ユーザには無視できない不便性を招く。具体的には、ユーザが自動車などの移動時に、無線通信装置の起動時から一定時間、又は起動後の一定時間、カーナビゲーション機能を利用できない事態となる可能性がある。さらに当然ながら、DFS機能が有効に機能しない場合には、レーダ装置との間で電波干渉が発生する可能性が高くなる。
[0007]
 そこで、レーダ装置との電波干渉の回避機能を実現できると共に、無線通信機能の待機状態または中断状態を防止できる無線通信装置を実現するという課題がある。
[0008]
 本実施形態の無線通信装置は、情報取得手段と制御手段を具備する。前記情報取得手段は、レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する情報であって、前記レーダ装置の位置及び周波数帯に基づいて設定された前記情報を取得する。前記制御手段は、無線通信に使用する周波数として、前記情報取得手段により取得された情報及び自装置の位置情報を使用して、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、使用周波数を決定する。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 図1は、実施形態に関する無線通信装置の構成を説明するためのブロック図である。
[図2] 図2は、同実施形態に関するテーブル情報の一例を示す図である。
[図3] 図3は、同実施形態に関するテーブル情報の部分的具体例を示す図である。
[図4] 図4は、同実施形態に関する無線通信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
[図5] 図5は、同実施形態の変形例に関する無線通信装置の構成を説明するためのブロック図である。

実施形態

[0010]
  以下図面を参照して、実施形態を説明する。
[無線通信装置の構成]
 図1は、本実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置は、例えば、無線LANのアクセスポイント(AP)、無線LAN用ルータ、スマートフォンなどに適用可能である。
[0011]
 図1に示すように、本実施形態の無線通信装置10は、無線端末15と無線通信し、また、公衆通信回線等の通信回線16に接続している。無線端末15は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等の携帯型情報端末あるいは通信端末である。無線通信装置10は、通信回線16を経由してネットワーク上のサーバ17にアクセス可能であり、後述するように、サーバ17により管理されているレーダ情報を受信できる。
[0012]
 無線通信装置10は、通常の無線通信機能を実現する構成(図示せず)以外に、レーダ装置との電波干渉の回避機能を実現するためのコントローラ11を含む。コントローラ11は、プロセッサ及びソフトウェアから構成されており、テーブル情報12及び位置情報13を生成してメモリ(図示せず)に保持する機能、及び使用周波数を決定する機能を実行する決定部14を含む。
[0013]
 テーブル情報12は、図2及び図3を参照して後述するように、レーダ装置との電波干渉の回避機能を実行するための情報である。位置情報13は、無線通信装置10である自装置の位置(経度と緯度からなる座標情報)である。決定部14は、無線通信の実行時に、レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、電波干渉の影響がない使用周波数を決定する。
[0014]
 本実施形態では、サーバ17は、例えば、国際機関、政府系機関、あるいは業界団体などが管理するレーダ情報を保存しており、無線通信装置10からのアクセス要求に応じて当該レーダ情報を提供可能であるとする。なお、サーバ17は、所定のパスワード等による認証処理を経てアクセス許可が得られた無線通信装置10に対して、当該レーダ情報を提供できるようにしても良い。
[本実施形態の作用効果]
 以下、図2から図4を参照して、本実施形態の無線通信装置10の動作を説明する。
[0015]
 図4は、無線通信装置10のコントローラ11が実行する処理を説明するフローチャートである。まず、コントローラ11は、通信回線16を経由してサーバ17にアクセスし、レーダ情報を受信(取得)する(ステップS1)。ここで、コントローラ11は、無線通信装置10の起動時にレーダ情報を取得してもよいし、あるいは、定期的にサーバ17にアクセスしてレーダ情報を受信して保存または更新してもよい。
[0016]
 コントローラ11は、サーバ17から受信したレーダ情報を使用又は加工して、テーブル情報12を作成してメモリに保存する(ステップS2)。ここで、レーダ情報は、例えば、レーダ装置の仕様(設置位置を示す緯度と経度、使用周波数の中心周波数、帯域幅、アンテナの中心高度、運用仰角範囲、最小受信感度等)を示す情報からなる。
[0017]
 図2及び図3は、テーブル情報12の一例を示す図である。図2に示すように、テーブル情報12は、レーダ装置の設置位置に基づいて、レーダ装置に電波干渉を与える地図上の範囲を、緯度と経度を一定の刻み幅で分割して各メッシュ・エリアを定義する座標情報と、当該座標に対応する使用周波数FTに関する周波数情報とを対応付けした情報である。
[0018]
 図3に示すように、周波数情報120は、無線通信装置10及びレーダ装置が使用する例えば5GHzの周波数帯域において、座標情報により定義されるメッシュ・エリアに対応し、レーダ装置に電波干渉を与える周波数と、電波干渉の影響がない周波数とを識別するフラグを付加した周波数帯を示す情報である。ここでは、フラグ“1”はレーダ装置に電波干渉を与える周波数を示し、フラグ“0”は電波干渉の影響がない周波数を示すものとする。コントローラ11は、サーバ17から受信したレーダ情報に基づいて、所定の計算式により、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数と電波干渉の影響がない周波数を算出し、周波数情報120として作成する。
[0019]
 次に、図4に戻って、コントローラ11は、自装置10の位置(経度と緯度からなる座標情報)を示す位置情報13を取得する(ステップS3)。ここで、コントローラ11は、自装置10が移動可能な例えばスマートフォンであれば、内蔵しているGPSに検出した位置情報を当該位置情報13としてメモリに保存する。また、コントローラ11は、自装置10が固定的に設置されるAPや無線LAN用ルータであれば、予めメモリに設定されている位置情報を当該位置情報13として取得してもよい。
[0020]
 コントローラ11は、テーブル情報12を参照し、位置情報13により検出される自装置10の位置(経度と緯度からなる座標)と、テーブル情報12のメッシュ・エリアを定義する座標とを照合する(ステップS4)。即ち、コントローラ11は、自装置10の位置と合致するメッシュ・エリアを特定する。
[0021]
 コントローラ11は、テーブル情報12から、特定した当該メッシュ・エリアの座標に対応する周波数情報120を参照し、使用周波数を決定する処理を実行する(ステップS5)。即ち、コントローラ11は、自装置10の位置から送信する電波の周波数帯の中で、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数を使用不可とし、使用可能な周波数を決定する。ここでは、図3に示すように、コントローラ11は、当該メッシュ・エリアの座標に対応する周波数情報120から、フラグ“1”の周波数をレーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数として使用不可とする。一方、コントローラ11は、フラグ“0”の周波数を、レーダ装置に対して電波干渉の影響がない周波数として決定する。
[0022]
 コントローラ11は、使用不可とした周波数については、自装置10の位置が変更するまで保持する。従って、自装置10が固定的に設置されるAPや無線LAN用ルータであれば、コントローラ11は、使用不可とした周波数をそのまま維持する。一方、自装置10が移動可能な例えばスマートフォンであれば、コントローラ11は、ステップS3からS5までを実行し、自装置10の位置変化に応じてレーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数を使用不可とし、使用可能な周波数を決定する処理を繰り返す。
[0023]
 以上のように本実施形態によれば、無線通信装置10は、無線端末15との無線通信を実行するときに、テーブル情報12及び位置情報13に基づいて、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数帯を使用不可とし、使用可能として決定した周波数により無線通信を行うことが可能となる。従って、レーダ装置及び無線通信装置10のそれぞれの使用周波数帯(例えば5GHz)が重なる場合に、無線通信装置10は、テーブル情報12及び位置情報13に基づいて、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数帯を使用不可として設定できる。
[0024]
 これにより、無線通信装置10は、従来のDFS機能を利用することなく、レーダ装置との電波干渉の影響がない周波数帯を使用して無線通信を行うことができる。換言すれば、本実施形態により、レーダ装置との電波干渉を回避し、かつ、従来のDFS機能を削減できるため、DFS機能を要因とする無線通信機能の待機状態または中断状態を防止できる。
[0025]
 本実施形態は、公衆回線に接続されたスマートフォンや無線LANルータに無線通信装置10を適用し、無線端末15である例えばタブレット端末でカーナビゲーション機能を実現するような具体例に対して有効である。即ち、スマートフォンや無線LANルータの起動と共に、待機時間がなくカーナビゲーション機能を開始することが可能である。また、レーダ装置に近づく場合でも、カーナビゲーション機能が中断するような事態を回避できる。
[0026]
 さらに、近年では、4G/LTE(登録商標)などの高速無線通信サービスが普及しているが、多数のユーザが動画等の大容量データを受信する場合、十分な速度が得られない場合がある。これに対し、一部の通信キャリア等は基地局と同様に無線LANのAPを配備し、自社ユーザに無償で提供するサービスを行っている。これらのサービスは現時点では、2.4GHzの周波数帯域を使用する無線LANが採用されているが、将来的には5GHzの周波数帯域を使用する無線LANも使用されることが考えられる。このような場合には、前述したように、無線LANと同一の周波数帯(ここでは5GHz)を使用するレーダ装置との電波干渉の発生を回避するために、本実施形態の適用が有効である。
[0027]
 ここで、基地局と同様に配備される無線LANのAPは、移動せずに固定的に運用することが想定されるため、必ずしもGPS等の位置情報13を取得するための機能を本体に内蔵する必要がない。この場合、APとは別装置が、例えばGPSを搭載した位置情報取得装置により当該APの設置位置の緯度、経度を示す座標情報を取得し、APに入力することにより同様の機能を提供することが可能である。なお、このようなAPが大出力仕様で屋外利用される場合、前記座標情報及び出力電力などの仕様情報を、国などの管理監督機関が管理し、サーバにおいて保存するなどの仕組みが考えられる。
[0028]
 なお、本実施形態では、無線通信装置10は、サーバ17から取得したレーダ装置の仕様を示すレーダ情報を使用して、レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する情報としてレーダ装置の位置及び周波数帯に基づいたテーブル情報12を作成する構成である。
[0029]
 ここで、サーバ17側において、テーブル情報12に相当するレーダ装置関係情報を保存して提供可能であれば、コントローラ11によるテーブル情報12の作成機能を不要にできるため、無線通信装置10の機能の簡易化を図ることが可能となる。また、サーバ17側は、レーダ装置の仕様の更新に応じてテーブル情報12に相当するレーダ装置関係情報も更新可能であるため、無線通信装置10は、サーバ17にアクセスして、必要に応じて最新のテーブル情報12を取得できる。
[0030]
 また、本実施形態では、無線通信装置10は、例えばスマートフォンの場合にはGPS等により自装置の位置情報13を取得できる一般的な機能を利用するため、位置情報13を取得するための特別の機能は不要である。基地局情報等の精度の悪い位置情報を使う場合は、その誤差を加味して、空間的にマージンを取って使用不可の周波数を決定することが必要となる可能性がある。また、位置情報の取得頻度が少なく、無線通信装置10が高速で移動している場合も同様に空間的マージンが必要となる可能性がある。
[0031]
 さらに、本実施形態のテーブル情報12は、レーダ装置に電波干渉を与える地図上の範囲を各メッシュ・エリアに分割して、それらを定義する座標情報を有する構成である。このような座標情報により、レーダ装置との電波干渉の回避機能を適応できる範囲を特定できる。しかし、本実施形態を外国等のように、電波干渉の回避機能を適応できる範囲を特定できない場合もある。そこで、自装置10が適応できる範囲外に位置している場合には、例えば従来のDFS機能をオンすることを指示し、逆に適応できる範囲に位置している場合には、従来のDFS機能をオフすることを指示する情報を、テーブル情報12に含ませてもよい。
[変形例]
 図5は、本実施形態の変形例に関する構成を示すブロック図である。図5に示すように、本変形例は、本実施形態の無線通信装置10を、移動無線通信用の基地局20に適用した構成である。即ち、当該基地局20は、従来の基地局本体21に対して、本実施形態の無線通信装置10である、例えば無線LAN用ルータを接続した構成である。
[0032]
 本変形例では、例えばスマートフォン等の無線端末15は、基地局本体21を経由せずに、無線LAN用ルータである本実施形態の無線通信装置10を経由して、例えばパケットデータ通信を実行できる。この場合、無線LAN用ルータは、前述したように、本実施形態のレーダ装置との電波干渉の回避機能を発揮し、レーダ装置との電波干渉を起こすことなく、無線端末15のデータ通信を中継することが可能である。
[0033]
 なお、本変形例の場合も、前述した本実施形態と同様な作用効果を得ることができるため、当該作用効果については説明を省略する。
[0034]
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

請求の範囲

[請求項1]
 レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する情報であって、前記レーダ装置の位置及び周波数帯に基づいて設定された前記情報を取得する情報取得手段と、
 無線通信に使用する周波数として、前記情報取得手段により取得された情報及び自装置の位置情報を使用して、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、使用周波数を決定する制御手段と
を具備する無線通信装置。
[請求項2]
 前記情報取得手段は、
 前記電波干渉の回避機能に関する情報として、前記レーダ装置の位置に基づいて電波干渉が影響する各エリアを示す座標と、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯とを対応付けたテーブル情報を取得する、請求項1に記載の無線通信装置。
[請求項3]
 前記テーブル情報は、
 前記各エリアを示す座標に対応する周波数帯を示す周波数情報を含み、
 前記周波数情報は、レーダ装置に電波干渉を与える周波数と、電波干渉の影響がない周波数とを識別するフラグが付加された構成である、請求項2に記載の無線通信装置。
[請求項4]
 前記情報取得手段は、
 前記レーダ装置の設置位置及び使用周波数を含むレーダ仕様を示すレーダ情報を外部から受信する手段と、
 前記レーダ情報を使用して前記電波干渉の回避機能に関する情報を生成する手段と
を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の無線通信装置。
[請求項5]
 前記自装置の位置情報を生成する手段を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の無線通信装置。
[請求項6]
 前記制御手段は、
 前記自装置の位置が変更するまで、前記電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を使用不可として維持し、
 前記自装置の位置が変更された場合、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、使用周波数を決定する処理を再実行する、請求項1から5のいずれか1項に記載の無線通信装置。
[請求項7]
 請求項1から6のいずれか1項に記載の無線通信装置を含み、当該無線通信装置を経由して移動無線通信を実行可能な構成の移動無線通信用の基地局。
[請求項8]
 無線通信装置に適用する電波干渉の回避方法であって、
 レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する情報であって、前記レーダ装置の位置及び周波数帯に基づいて設定された前記情報を取得する処理と、
 無線通信に使用する周波数として、取得された前記情報及び自装置の位置情報を使用して、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、使用周波数を決定する処理と
を実行する、電波干渉の回避方法。
[請求項9]
 前記情報を取得する処理は、
 前記レーダ装置の位置に基づいて電波干渉が影響する各エリアを示す座標と、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯とを対応付けたテーブル情報を取得する、請求項8に記載の電波干渉の回避方法。
[請求項10]
 前記テーブル情報は、
 前記各エリアを示す座標に対応する周波数帯を示す周波数情報を含み、
 前記周波数情報は、レーダ装置に電波干渉を与える周波数と、電波干渉の影響がない周波数とを識別するフラグが付加された構成である、請求項9に記載の電波干渉の回避方法。
[請求項11]
 前記情報を取得する処理は、
 前記レーダ装置の設置位置及び使用周波数を含むレーダ仕様を示すレーダ情報を外部から受信する処理と、
 前記レーダ情報を使用して前記電波干渉の回避機能に関する情報を生成する処理と
を実行する、請求項8から10のいずれか1項に記載の電波干渉の回避方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]