JP2007282180A

JP2007282180A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2007282180A
Application number: JP2006299655A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Sato; 哲也佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2007-10-25
Also published as: CN101395943B; EP2005776B1; KR20080097463A; KR101066950B1; CN101395943A; EP2005776A1; WO2007105816A1; EP2005776A4

Abstract

【課題】通信中の周波数帯のノイズを定量的に評価し、このノイズの影響を回避することが可能な無線通信装置を提供する。
【解決手段】本発明の無線通信装置は、通信中の周波数帯のノイズを検出するノイズ検出手段３６２と、ノイズ検出手段３６２により検出されたノイズが所定レベルを上回っているかを判定する判定手段３６３と、判定手段３６３による判定結果に基づいて、通信中の周波数帯及び／又は通信電波強度を変更する通信変更手段３１２とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線通信装置に関し、特に、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）及びＰＡＮ（ＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等のデータ伝送網によるネットワーク通信、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と複合機能プリンタ（ＭＦＰ）等の周辺機器との間の機器間通信、並びにＰＣ及びＭＦＰ等の機器内通信に関する。

近年、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト端末とキーボード、マウス、プリンタ及びモデム等の周辺機器との間のデータ伝送を実現する手段として、広くＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）が使用されている。ＵＳＢは、データ伝送の規格であり、元来、ワイヤード（有線）であるが、最近では、ユーザの利便性向上のため、ワイヤレス（無線）化が進められつつある。

図１に、一般的な無線通信装置の構造図の例を示す。図１において、無線通信装置１は、ＰＣＩ（ＰｅｒｉｆｅｒａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔＩｎｔａｒｆａｃｅ）又はＵＳＢ等のシステムバス３によりＰＣシステム２に接続されており、外部装置から無線通信により送信されたデータを受信し、受信したデータをシステムバス３を介してＰＣシステム２へ送る。無線通信装置１は、ＰＣシステム２に組み込まれても良い。無線通信装置１は、外部装置から無線通信により送信されたデータを受信し、受信したデータをＰＣシステム２へ送るために、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）部１１と、ＰＨＹ（ｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒ）部１２と、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１３とを有する。ＭＡＣ部１１は、ＰＣシステムと外部装置の間のデータ伝送を制御する伝送制御部であり、ＰＨＹ部１２は、ネットワークの物理的な接続及び伝送方式を定めた物理層であり、ＲＦ１３は、外部装置と無線でデータ送受信を行うための無線入出力部である。

ここで、図１の無線通信装置は、ワイヤレスＵＳＢにより外部装置との無線通信を行うとする。このとき、ＭＡＣ部１１とＰＨＹ部１２との間のインターフェースは、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインターフェース仕様に従う。ＷｉＭｅｄｉａは、ワイヤレスＵＳＢの下位層規格であり、様々な上位層プロトコル（ＷｉＮｅｔ、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ１３９４、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等）が共存できるように設計されている。ＷｉＭｅｄｉａを実装された無線通信装置は、ＭＡＣ−ＰＨＹインターフェースに無線通信の電波状態を表すＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ（ＣｌｅａｒＣｈａｎｎｅｌＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＳｔａｔｕｓ）信号を有する。ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号は、ＲＦ部１３が受信した無線メディアの信号レベルが所定の規定値を上回った場合に、ＰＨＹ部１２がアクティブにする信号である。

また、ＷｉＭｅｄｉａ規格によれば、この規格を実装した機器間の通信衝突を回避するための手段が提供される。しかし、ＷｉＭｅｄｉａに対応していない無線機器、又は同じ周波数帯でノイズを発生させる他の機器との衝突を回避するための手段は提供されていない。その結果生ずる問題を、図２を参照して説明する。図２は、ＰＣ及び周辺機器から成るワイヤレス無線システムの一例である。図２において、ＰＣ２１は、ＷｉＭｅｄｉａ規格に従う無線通信により複合機能プリンタ（ＭＦＰ）２２とデータ伝送を行っている。このとき、ＰＣ２１とＭＦＰ２２との間の無線通信周波数と同じ周波数帯のノイズを放出している他の機器２３がＰＣ２１及びＭＦＰ２２の近くに置かれているとすると、ＰＣ２１とＭＦＰ２２との間の通信は、他の機器２３からノイズの影響を受ける可能性があるため、安定した通信品質を確保することができない。

例えば、特開平１１−１５０７５６号公報（特許文献１参照。）には、異なる無線局間が同じ副周波数域を同時に捕捉する場合に衝突を回避することが可能な通信設備が開示されている。この通信設備は、少なくとも1台の無線局を有する複数の無線システムを備え、通信設備の1つの無線システムは、有効信号を送信する前に、予め副周波数域に制限されたパルスを送信することにより、他の無線システムと異なる副周波数域を占有しているか否かを判定することができる。

また、例えば、特開２００３−４６５１５号公報（特許文献２参照。）には、無線通信に影響を及ぼすノイズが混入された無線チャネルを事前に検出することにより、無線親機と無線子機との無線通信を確実に行うことが可能な無線通信装置が開示されている。この無線通信装置は、使用する無線チャネルのキャリア周波数以外の無線通信に影響を及ぼす可能性のある周波数について順次キャリアセンスを実施し、キャリアセンスレベルが所定値を超えている検査周波数を検出した場合に、その検査周波数に対応するチャネルを無線通信に影響を及ぼすノイズが混入されたノイズ混入チャネルと判定する。
特開平１１−１５０７５６号公報特開２００３−４６５１５号公報

しかし、特許文献1に開示された通信設備は、異なる無線局間が同じ副周波数域を同時に捕捉するか否かを判定するためにパルス状の電波を送信しており、これにより、ノイズが引き起こされるという問題がある。また、特許文献２に開示された無線通信装置では、チャネルが実際に使用可能であるか否かはキャリアの有無でしか判断することができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題を鑑みて、通信中の周波数帯のノイズを定量的に評価し、このノイズの影響を回避することが可能な無線通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、通信中の周波数帯のノイズを検出するノイズ検出手段と、該ノイズ検出手段により検出されたノイズが所定レベルを上回っているかを判定する判定手段と、該判定手段による判定結果に基づいて、前記通信中の周波数帯及び／又は通信電波強度を変更する通信変更手段とを有することを特徴とする。

これにより、通信中の周波数帯のノイズを定量的に評価し、このノイズの影響を回避することが可能な無線通信装置を提供することができる。本発明では、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインターフェース仕様において提供されるＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号とＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＡｃｔｉｖｅＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）信号とを併せて検出することにより、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けているか否かを判定し、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている場合には、この影響を受けない使用可能な他の周波数帯に切り替えることや、通信電波強度をノイズの影響が現れないほどに十分に強めること等が可能となる。結果として、本発明の無線通信装置は、通信品質を確保することができる。

望ましくは、本発明の無線通信装置は、前記ノイズ検出手段がノイズを検出するための時間を設定する測定時間タイマーを更に有することができる。

これにより、無線通信装置による通信に影響を及ぼす要因を特定することが可能になるので、その要因に応じた処置（例えば、周波数帯を切り替える、又は、通電波強度を強める等）を実施することができる。

望ましくは、本発明の無線通信装置は、前記ノイズのレベルを検出する強度判定手段を更に有することができる。

これにより、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている場合に、このノイズの影響を回避するように、通信中の周波数帯の信号レベルを適切に調整することが可能な無線通信装置を提供することができる。

望ましくは、本発明の無線通信装置は、前記ノイズ検出手段によるノイズ検出のための閾値を設定する強度閾値設定手段を更に有することができる。

これにより、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている場合に、このノイズの影響を回避するように、通信中の周波数帯の信号レベルを適切に調整することが可能な無線通信装置を提供することができる。この無線通信装置は、上述した強度判定手段を有する無線通信装置と比べ、より簡便な構成で、同等の効果を得ることができる。

また、望ましくは、本発明の無線通信装置において、前記閾値は、ヒステリシス特性を有することができる。

これにより、信号レベルが閾値近辺で変動した場合でも、安定したノイズ評価結果を得ることができる。

本発明により、無線通信に使用される周波数帯のノイズを定量的に評価し、ノイズの影響を回避することが可能な無線通信装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。

上述したように、従来のＷｉＭｅｄｉａを実装した無線通信装置は、無線通信の信号状態を表すＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号を有する。実際には、この信号の使用方法は、特に規定されておらず、機器設計者に委ねられている。そこで、本発明は、通信中の周波数帯のノイズ評価を行うために、この信号を使用する。

図３は、無線通信装置に組み込まれる本発明のＭＡＣ部の構成図の例を示す。図３において、ＭＡＣ部３００は、制御部３１と、ＰＣインターフェース（ＩＦ）３２と、ＴＸ（送信）ブロック３３と、ＲＸ（受信）ブロック３４と、送受信データバッファ３５と、ノイズ評価手段３６とを有する。制御部３１は、ＭＡＣ部３００の各部を制御するための制御手段であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）及びＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等から構成される。ＰＣインターフェース３２は、ＰＣシステム２とデータ送受信を行うための入出力手段である。ＴＸブロック３３は、ＰＨＹ部１２へデータを送信するための送信手段であり、ＲＸブロック３４は、ＰＨＹ部１２からデータを受信するための受信手段である。送受信データバッファ３５は、ＰＣシステム２からＰＣインターフェース３２により受信し、ＴＸブロック３３によりＰＨＹ部１２へ送信すべきデータ、及びＰＨＹ部１２からＲＸブロック３４により受信し、ＰＣインターフェース３２によりＰＣシステム２へ送信すべきデータを、一時的に格納する記憶手段である。ノイズ評価手段３６は、外部装置との無線通信において使用されている周波数帯におけるノイズを評価する手段である。

以下、ＭＡＣ部による無線チャネルの評価について、幾つかの実施例を挙げて、更に詳細に説明する。

図４は、本発明のＭＡＣ部の構成図の第１の例を示す。留意すべきは、図４には、ＭＡＣ部の一部しか示されておらず、本発明に係る動作を実現する構成要素のみが表されていることである。

図４のＭＡＣ部３００ａにおいて、ノイズ評価手段３６ａは、測定時間タイマー３６１と、ノイズ検出手段３６２と、判定手段３６３とを有する。

測定時間タイマー３６１は、所定の測定時間を計測するためのカウントダウン方式の計時手段である。ノイズ検出手段３６２は、通信中の周波数帯のノイズを検出する手段であり、ＰＨＹ部１２から出力される無線通信の信号状態を表すＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号が測定時間内にアクティブで、且つ、ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥがディアクティブになっていた時間（クロック数）を記録し、その結果をＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥとして出力する。即ち、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号は、通信中の周波数帯における信号レベルが所定レベル以上であることを示す信号であり、所定レベルが無線通信に使用される信号に影響が出るレベルに設定されているとすると、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号がアクティブになっている場合には、何らかの電波が、自局が無線通信で使用している周波数帯域で、無線通信に影響を及ぼすレベルで発生していると判断することができる。

ここで、無線通信に影響を及ぼすレベルとは、無線通信に何らかの障害が出るレベルであり、送信／受信パワーとデータレートに依存する。即ち、低い送信／受信パワーで通信しているならば、強度の低いノイズでも影響を受けるが、高い送信／受信パワーで通信しているならば、強度の低いノイズではあまり影響を受けない。また、低いデータレートが使用されているならば冗長度の高い誤り訂正によって正常に通信できる可能性が高いが、高いデータレートならば冗長度の低い誤り訂正しかないので、正常に通信できる可能性が低い。つまり、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をアクティブにする閾値は、使用している送信／受信パワーとデータレートからルックアップテーブルを用いて決められる。

なお、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号だけでは、そのとき発生している電波が、自局若しくは他局のＷｉＭｅｄｉａ無線通信装置による無線通信のために発生しているのか、又は、ＷｉＭｅｄｉａを除く電波発生源からＷｉＭｅｉｄａ無線通信装置に対してノイズ要因となりうる電波として発せられているのかを判断することができない。ＷｉＭｅｄｉａ又は他の無線通信装置のいずれによる電波かを判断するために、ＷｉＭｅｄｉａが提供しているＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ信号を用いる。ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ信号は、ＷｉＭｅｄｉａ−ＰＨＹからＷｉＭｅｄｉａ−ＭＡＣへ供給される信号であり、ＷｉＭｅｉｄａ−ＰＨＹがＷｉＭｅｄｉａ規格に定められた電波を送信／受信した際に、アクティブになる。つまり、ＷｉＭｅｄｉａ−ＰＨＹが受信した電波がＷｉＭｅｄｉａ規格に定められたものでない場合には、ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ信号はアクティブにならない。これを利用して、ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥがディアクティブである場合にＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号がアクティブになるならば、そのとき受信した電波は、ＷｉＭｅｄｉａの電波へのノイズ要因となりうる電波であると特定されうる。従って、
ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ＝アクティブ、且つ、ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ＝ディアクティブ、
という条件が成り立つ場合に、通信中の周波数帯にノイズが検出される。

また、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号及びＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ信号の測定結果としてノイズ検出手段３６２より出力されるＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥは、測定時間内に所定レベル以上のレベルを有する信号が存在する割合を示す値であり、通信中の無線周波数帯がノイズの影響を受けているか否かを判断する基準となる。判定手段３６３は、ノイズ検出手段３６２から出力されたＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥ値を基に、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けているか否かを判定するための手段である。

また、図４のＭＡＣ部３００ａにおいて、制御部３１ａは、通知手段３１１と、通信変更手段３１２とを有する。

通知手段３１１は、ノイズ評価手段３６ａの判定手段３６３による判定結果をＰＣインターフェース３２を介してＰＣシステム２へ通知するための手段である。通信変更手段３１２は、ノイズ評価手段３６ａの判定手段３６３による判定結果に応じて、通信中の周波数帯及び／又は通信電波強度を変更するようＳＥＲＩＡＬ＿ＤＡＴＡ信号による通信にて切り替え指示をＰＨＹ部１２へ出す手段である。

次に、図４のＭＡＣ部３００ａの動作手順を説明する。

最初に、制御部３１ａは、測定時間タイマー３６１に対してＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号の測定時間をｓｔａｒｔ＿ｖａｌｕｅに設定する。測定時間は、通信に使用される周波数帯に影響を及ぼしうる混信要素が予め想定される場合には、想定される要素に適応した値を設定できる。例えば、混信要素としてサーバールームが想定される場合には、サーバールームは定常的に稼動されると想定されるので、測定時間は、１０秒の測定を１分間隔で３０回測定するよう設定される。また、混信要素として電子レンジが想定される場合には、電子レンジは、通常、数分間連続的に使用されると想定されるので、測定時間は、１分間の測定を５分間隔で３回測定するよう設定される。また、混信要素としてＰＣによる無線通信が想定される場合には、その無線通信により数十ミリ秒間隔で散発的に短時間の電波が発生すると想定されるので、測定時間は連続した１０秒間を１回測定するよう設定される。あるいは、混信要素が予め想定されない場合でも、過去のノイズ評価結果を制御部３１の記憶装置（図示せず。）へ蓄積しておき、最も頻回に検出された値を測定時間として優先的に設定するよう試みることで、より少ない手順でノイズのパターンを評価することができる。あるいは、自局が通信しているとき又は通信していないときに限定してノイズを測定することもできる。この測定結果により、自局が通信しているときだけノイズが発生し、且つ、自局が通信していないときにはノイズが発生しないと判断される場合には、自局の電波が反射してノイズとなっている可能性が考えられるので、送信パワーを低くすることによってノイズを回避することができる。これらの設定について更に詳しく述べる。

〔サーバールーム等が想定される場合の設定〕
サーバールーム等のノイズ発生源が恒常的に動作している環境では、常にほぼ同じ周波数帯に同じようなノイズが発生することが予想される。これを推定する方法としては、まとまった連続した時間（例えば、1時間や２時間等）ノイズ測定を実施する方法がある。測定の結果、測定時間内の高い割合（例えば、９５％以上等）でノイズが検出されたならば、その測定地域には恒常的なノイズ発生源があると判断することができる。ここで、まとまった連続した時間の測定にはそれに対応したハードウェアが必要となり、ハードウェアコストが上がることが予想される。このハードウェアコストが上がることを回避する方法として、あるまとまった時間内に連続的にノイズ測定を行うのではなく、離散的にノイズ測定を行う方法がある。例えば、１０秒間連続の測定を1分間隔で６０回実施する等がある。これにより、実際の測定時間は６００秒しかないにも関わらず１時間の平均的なノイズを評価することができ、ノイズ測定にかかるハードウェアを削減することができる。

〔電子レンジ等が想定される場合の設定〕
電子レンジが使用する周波数帯は２．４ＧＨｚ帯であり、無線ＬＡＮが使用する周波数帯に影響を与えることが知られている。電子レンジや電磁調理器等の電波を放出する機器が動作する環境では、その使用特性上、数分から数十分の断続的な使用が想定される。これらの使用環境を推定するためには、次のようなノイズ測定方法が考えられる。無線通信開始直後、又は、暫く通信した後、通信品質が悪くなった場合に、あるまとまった時間（例えば、１０分間や３０分間等）連続してノイズ測定を行う。測定の結果、測定直後から一定期間は定常的なノイズ状態を示す（例：電子レンジ使用中）が、一定期間を過ぎるとノイズ状態が改善（例：電子レンジ使用完了）するような場合に、数分間電波を放出しその後停止する電子レンジ等の機器が動作していたと予想することができる。ノイズ測定のリソースを低減するために、先の測定同様、例えば、１０秒間連続の測定を１分間隔で行う等の、離散的に測定する方法が考えられる。１０秒間連続測定を１分間隔で行う３０分間のノイズ評価であれば、３００秒の測定評価リソースだけで十分である。

〔他の無線機器の通信波が想定される場合の設定〕
他の無線通信装置であって、ＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠していない装置が通信していた場合に、その通信波がノイズとして影響する場合がある。この使用環境を推定するためには、次のようなノイズ測定方法が考えられる。ある時間間隔（例えば、１分間隔）で比較的短時間（例えば、１０秒や３０秒等）のノイズ測定を実施し、各短時間の測定ごとの結果により、ノイズの割合がゼロではないが大き過ぎない値（例えば、０％より大きく９５％より小さい等）である場合に、他の無線通信装置が通信していると想定される。これは、８０２．１１に代表される最近の無線通信では、一定間隔で通信基本情報を発信するビーコンフレームを送信しており、１秒間に数回のフレーム送信が必ず行われることと、送受信フレームのフレーム間隔が仕様で規定されており、電波送信をしてはいけない間隔が必ず存在するために、ノイズが測定時間の１００％にはなりえないこととを前提としている。

これらの測定で検出されたノイズパターンは、制御部内に設けられた記憶装置に蓄積される。次回以降のノイズ検出の際に、過去に多く検出されている順に記憶装置に蓄積されたノイズパターンを確認することによって、その使用者が良く使う環境の順番にノイズパターンを確認することとなり、検出の工数を少なくすることができる。

制御部３１ａは、更に、判定手段３６３において、通信中の周波数帯がノイズの影響を受けているか否かを判断するための基準となるＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥ値に対する閾値を設定する。閾値は、例えば、ＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥ値の４０％又は６０％等の値が設定される。

各値の設定後、ノイズ評価手段３６ａは、ＰＨＹ部１２２から出力されるＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号及びＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥ信号の測定を開始する。このとき、制御部３１ａは、測定時間タイマー３６１が計時（カウントダウン）を開始するように、測定時間タイマー３６１に入力されるｔｉｍｅｒ＿ｓｔａｒｔ信号をアクティブとする。ｔｉｍｅｒ＿ｓｔａｒｔ信号がアクティブになった後、測定時間タイマー３６１は計時を開始する。測定時間タイマー３６１は、計時中に「測定中」を表す信号をアクティブとする。この信号は、ノイズ検出手段３６２へ入力されており、ノイズ検出手段３６２は、「測定中」を表す信号がアクティブとなっている間、ＰＨＹ部１２から出力されるＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号がアクティブで、且つ、ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥがディアクティブになったクロック数を記録する。即ち、通信中の周波数帯の信号レベルが、他の機器からのノイズ等の影響により所定レベル以上となる期間が記録される。

測定時間タイマー３６１がゼロとなると、制御部３１ａにより測定前に設定された測定時間が終了する。このとき、測定時間タイマー３６１は、「測定中」を表す信号をロー（Ｌｏｗ）とする。ノイズ検出手段３６２は、これを受けて、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号がアクティブで、且つ、ＰＨＹ＿ＡＣＴＩＶＥがディアクティブになったクロック数の記録結果をＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥとして判定手段３６３へ出力する。判定手段３６３は、ノイズ検出手段３６２から出力されたＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥ値が、制御部３１ａにより測定前に設定された閾値を超えているか否かを判断し、ＣＣＡ＿ＶＡＬＵＥ値が閾値を超えていた場合には、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けていると判断し、周波数帯の占有状況を表すＣｈａｎｎｅｌ＿Ｂｕｓｙ信号をアクティブとする。

また、測定時間終了時に、測定時間タイマー３６１は、制御部３１ａに測定の終了を知らせるために、ｔｉｍｅｒ＿ｅｎｄ信号をアクティブとする。ｔｉｍｅｒ＿ｅｎｄ信号がアクティブになった後、制御部３１ａは、Ｃｈａｎｎｅｌ＿Ｂｕｓｙ信号の状態を確認し、判定手段３６３によりアクティブとされている場合には、通知手段３１１を用いて、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている旨をＰＣシステム２へ通知する。

制御部３１ａの通知手段３１１からの通知を受けたＰＣシステム２は、アプリケーションの都合により、以下のいずれかの動作を行う。
（１−１）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯ではノイズが発生していないことが想定される場合、他の選択できる周波数帯へ移動し、再度、上記ノイズ評価を実行する。
（１−２）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯でも同様にノイズが発生していて通信が困難な場合、外部との無線通信を中止する。
（１−３）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯でも同様にノイズが発生していて通信が困難な場合、発生しているノイズから影響を及ぼされないほどに自局の送信電波強度を強くするよう試みる。
（１−４）電子レンジ等の機器のようにあるまとまった時間帯にノイズが発生するが、過去の経験から、数分や数十分等ある時間経過後にはノイズの改善が予想される場合、一定時間待機した後、再度、上記ノイズ評価を実行し、使用する周波数帯が空くまで待つ。
（１−５）検出されるノイズが、ＷｉＭｅｄｉａではないが、ＰＣ無線通信電波であることが予想され、自局のＰＣがその無線通信装置を実装している場合、その無線通信装置に対して送信パワーの適正化を要求する。

更に、制御部３１ａは、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている旨をＰＣシステム２へ通知するだけではなく、通信変更手段３１２を用いて、通信中の周波数帯を他の使用可能な周波数帯に切り替えるようＰＨＹ部１２へ指示を出すこともできる。この場合、無線通信装置１は、以下の動作を行う。
（１−６）通信相手に対して周波数帯を切り替える旨を現在通信中の周波数帯を利用して知らせ、通信相手との間で周波数帯変更の合意が取れた後、通信中の周波数帯を他の周波数帯に切り替えるよう動作する。

なお、図４のＭＡＣ部３００ａにおいて、制御部３１ａの通信変更手段３１２及びノイズ評価手段３６ａのノイズ検出手段３６２は、直接的にＰＨＹ部１２と信号のやり取りを行っているように表されているが、実際には、図３のＴＸブロック３３及びＲＸブロック３４を介する。

図５は、本発明のＭＡＣ部の構成図の第２の例を示す。留意すべきは、図５には、ＭＡＣ部の一部しか示されておらず、本発明に係る動作を実現する構成要素のみが表されていることである。

図５のＭＡＣ部３００ｂは、ノイズ評価手段３６ｂが通信中の信号レベル（強度）を判定するための強度判定手段３６４を更に有する点で、第１の例として示した図４のＭＡＣ部３００ａと異なる。他の構成要素は、全て、図４のＭＡＣ部３００ａと同じ機能及び動作を有する。

強度判定手段３６４は、測定時間タイマー３６１より「測定中」を表す信号を入力されており、この信号がアクティブとなっている間に、ＰＨＹ部１２より、通信中の周波数帯の信号レベルを表すＣＣＡ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨ信号を受信し、これを集計する。その後、測定時間タイマー３６１より入力される「測定中」を表す信号がロー（Ｌｏｗ）になると、強度判定手段３６４は、測定中に受信したＣＣＡ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨ信号の最大値ＣＣＡ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨ＿ＭＡＸ及び平均値ＣＣＡ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨ＿ＡＶＥを制御部３１ｂへ出力する。

制御部３１ｂは、強度判定手段３６４より出力された値ＣＣＡ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨ＿ＭＡＸ及びＣＣＡ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨ＿ＡＶＥより、通信中の周波数帯の信号レベルを把握することが可能であり、判定手段３６３によりＣｈａｎｎｅｌ＿Ｂｕｓｙ信号がアクティブとされている場合には、通知手段３１１を用いて、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている旨と共に、信号レベルに関する情報もＰＣシステム２へ通知することができる。

制御部３１ｂにより通知を受けたＰＣシステム２は、アプリケーションの都合により、以下のいずれかの動作を行う。
（２−１）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯ではノイズが発生していないことが想定される場合、他の選択できる周波数帯へ移動し、再度、上記ノイズ評価を実行する。
（２−２）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯でも同様にノイズが発生していて通信が困難な場合、外部との無線通信を中止する。
（２−３）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しているが、発生しているノイズの強度が自局の送信可能な電波強度よりも十分小さい場合には、自局の送信電波強度を強くする。
（２−４）電子レンジ等の機器のようにあるまとまった時間帯にノイズが発生するが、過去の経験から、数分や数十分等ある時間経過後にはノイズの改善が予想される場合、一定時間待機した後、再度、上記ノイズ評価を実行し、使用する周波数帯が空くまで待つ。
（２−５）検出されるノイズが、ＷｉＭｅｄｉａではないが、ＰＣ無線通信電波であることが予想され、自局のＰＣがその無線通信装置を実装している場合、その無線通信装置に対して送信パワーの適正化を要求する。
（２−６）ノイズが検出されない場合に、そのときの自局の送信電波強度を弱くする。

ＰＣシステム２は、サーバールーム等のように定常的にノイズが発生している場合に、図４のＭＡＣ部３００ａを用いたとして上記（２−１）及び（２−２）のように動作することができるが、上記（２−３）のように発生しているノイズの強度レベルを判断して、適宜自局の送信電波強度を強くすることはできない。図４のＭＡＣ部３００ａでは、単にノイズが発生しているということしか検出することができないので、判定手段３６３の判定結果に応じて自局の送信電波強度を変更したとしても、実際にはノイズの影響を回避することができない場合がある。しかし、本実施例のＭＡＣ部３００ｂでは、強度判定手段３６４を用いることにより、発生しているノイズの強度レベルまで知ることができるので、そのレベルに応じて自局の送信電波強度を適切に変更することが可能である。

また、ＰＣシステム２は、電子レンジ等の機器やＷｉＭｅｄｉａでない他の無線通信装置によるノイズが発生している場合に、図４のＭＡＣ部３００ａを用いたとして上記（２−４）及び（２−５）のように動作することができる。しかし、本実施例のＭＡＣ部３００ｂを用いることにより、ノイズ評価手段３６ｂに更に強度判定手段３６４が組み込まれているので、更に上記（２−６）のように、ノイズが検出されない場合に、そのときの自局の送信電波強度を弱くすることができる。これにより、装置の消費電力を節約することができるとともに、更に、自局の無線通信により他の機器へ影響を及ぼす可能性を低減することもできる。

また、実施例１と同様に、制御部３１ｂは、Ｃｈａｎｎｅｌ＿Ｂｕｓｙ信号が判定手段３６３によりアクティブとされている場合には、通信変更手段３１２を用いて、通信中の周波数帯を他の使用可能な周波数帯に切り替えるようＰＨＹ部１２へ指示を出すこともできる。この場合、無線通信装置１は、以下のような動作を行う。
（２−７）通信相手に対して周波数帯を切り替える旨を現在通信中の周波数帯を利用して知らせ、通信相手との間で周波数帯変更の合意が取れた後、通信中の周波数帯を他の周波数帯に切り替えるよう動作する。

図６は、本発明のＭＡＣ部の構成図の第３の例を示す。留意すべきは、図６には、ＭＡＣ部の一部しか示されておらず、本発明に係る動作を実現する構成要素のみが表されていることである。

図６のＭＡＣ部３００ｃは、ノイズ評価手段３６ｃがＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号に対する閾値を設定するための強度閾値設定手段３６５を更に有する点で、第１の例として示した図４のＭＡＣ部３００ａと異なる。

強度閾値設定手段３６５は、測定開始前に、ＰＨＹ部１２がＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をアクティブにするための閾値を表すＳＥＴ＿ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ信号を制御部３１ｃから受信し、その値をＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ信号としてＰＨＹ部１２へ出力する。ＰＨＹ部１２は、通信中の周波数帯の信号レベルがＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ信号により設定された値を超えた場合にのみ、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をアクティブとし、ＭＡＣ部３００ｃのノイズ評価手段３６ａへ出力する。

この場合、制御部３１ｃは、通信中の周波数帯において他の機器からのノイズ等の影響による信号レベルの変動の大きさを知ることができる。即ち、制御部３１ｃは、通信中の無線周波数帯の信号レベルが強度閾値設定手段３６５を介してＰＨＹ部１２に設定した閾値よりも大きいか否かを判断することが可能であり、判定手段３６３によりＣｈａｎｎｅｌ＿Ｂｕｓｙ信号がアクティブとされている場合には、通知手段３１１を用いて、通信中の周波数帯が他の機器からのノイズ等の影響を受けている旨と共に、信号レベルに関する情報もＰＣシステム２へ通知することができる。

制御部３１ｃにより通知を受けたＰＣシステム２は、アプリケーションの都合により、以下のいずれかの動作を行う。
（３−１）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯ではノイズが発生していないことが想定される場合、他の選択できる周波数帯へ移動し、再度、上記ノイズ評価を実行する。
（３−２）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しており、他の選択できる周波数帯でも同様にノイズが発生していて通信が困難な場合、外部との無線通信を中止する。
（３−３）サーバールーム等のように定常的にノイズが発生しているが、発生しているノイズの強度が自局の送信可能な電波強度よりも十分小さい場合には、自局の送信電波強度を強くする。
（３−４）電子レンジ等の機器のようにあるまとまった時間帯にノイズが発生するが、過去の経験から、数分や数十分等ある時間経過後にはノイズの改善が予想される場合、一定時間待機した後、再度、上記ノイズ評価を実行し、使用する周波数帯が空くまで待つ。
（３−５）検出されるノイズが、ＷｉＭｅｄｉａではないが、ＰＣ無線通信電波であることが予想され、自局のＰＣがその無線通信装置を実装している場合、その無線通信装置に対して送信パワーの適正化を要求する。
（３−６）ノイズが検出されない場合に、そのときの自局の送信電波強度を弱くする。

ＰＣシステム２は、サーバールーム等のように定常的にノイズが発生している場合に、図４のＭＡＣ部３００ａを用いたとして上記（３−１）及び（３−２）のように動作することができるが、上記（３−３）のように発生しているノイズの強度レベルを判断して、適宜自局の送信電波強度を強くすることはできない。図４のＭＡＣ部３００ａでは、単にノイズが発生しているということしか検出することができないので、判定手段３６３の判定結果に応じて自局の送信電波強度を変更したとしても、実際にはノイズの影響を回避することができない場合がある。しかし、本実施例のＭＡＣ部３００ｃでは、強度閾値設定手段３６５を用いることにより、発生しているノイズの強度レベルが所定の閾値よりも大きいかまで知ることができるので、そのレベルに応じて自局の送信電波強度を適切に変更することが可能である。

また、ＰＣシステム２は、電子レンジ等の機器やＷｉＭｅｄｉａでない他の無線通信装置によるノイズが発生している場合に、図４のＭＡＣ部３００ａを用いたとして上記（３−４）及び（３−５）のように動作することができる。しかし、本実施例のＭＡＣ部３００３を用いることにより、ノイズ評価手段３６ｃに更に強度閾値設定手段３６５が組み込まれているので、更に上記（３−６）のように、ノイズが検出されない場合、即ち、ノイズが所定の閾値を下回る場合に、そのときの自局の送信電波強度をノイズから影響を及ぼされない程度に弱くすることができる。これにより、装置の消費電力を節約することができるとともに、更に、自局の無線通信により他の機器へ影響を及ぼす可能性を低減することもできる。

また、実施例１と同様に、制御部３１ｃは、Ｃｈａｎｎｅｌ＿Ｂｕｓｙ信号が判定手段３６３によりアクティブとされている場合には、通信変更手段３１２を用いて、通信中の周波数帯を他の使用可能な周波数帯に切り替えるようＰＨＹ部１２へ指示を出すこともできる。この場合、無線通信装置１は、以下のような動作を行う。
（３−７）通信相手に対して周波数帯を切り替える旨を現在通信中の周波数帯を利用して知らせ、通信相手との間で周波数帯変更の合意が取れた後、通信中の周波数帯を他の周波数帯に切り替えるよう動作する。

本実施例のＭＡＣ部３００ｃは、強度判定手段を用いた図５のＭＡＣ部３００ｂに比べ、より簡便な構成で、同等の効果を得ることができる。

第３の例として示した図６のＭＡＣ部３００ｃにおいて、制御部３１ｃは、強度閾値設定手段３６５を介してＰＨＹ部１２にＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号の閾値を１つのみ設定したが、強度閾値設定手段３６５は、異なる値を有する複数の閾値を設定することもできる。

図７のＭＡＣ部３００ｄは、制御部３１ｄが強度閾値設定手段３６５を介してＰＨＹ部１２にＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号の２つの異なる閾値を設定している点で、第３の例として示した図６のＭＡＣ部３００ｃと異なる。他の構成要素は、全て、図６のＭＡＣ部３００ｃと同じ機能及び動作を有する。

強度閾値設定手段３６５は、測定開始前に、ＰＨＹ部１２がＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をアクティブにするための第１の閾値を表すＳＥＴ＿ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＡＣＴ信号と、ＰＨＹ部１２がＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をディアクティブにするための第２の閾値を表すＳＥＴ＿ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ信号とを制御部３１ｃから受信し、その値を夫々ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＡＣＴ信号及びＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ信号としてＰＨＹ部１２へ出力する。

図８に、ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＡＣＴ信号及びＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ信号によるＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号の状態決定を説明する図を一例として示す。

図８から明らかであるように、ＰＨＹ部１２は、通信中の周波数帯の信号レベルがＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＡＣＴ信号により設定された値（レベルＡ）を超えた場合に、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をアクティブとし、一方、アクティブとなった後に通信中の周波数帯の信号レベルがＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ信号により設定された値（レベルＢ＜レベルＡ）を下回った場合に、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号をディアクティブとする。なお、信号レベルが、アクティブとなった後にレベルＡとレベルＢとの間で変動する場合には、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号の状態は変化しない。即ち、アクティブとなった後のＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号は、レベルＢを下回るまで、アクティブ状態のままである。

本実施例のＭＡＣ部３００ｄは、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号に対して１つの閾値しか設定しない図６のＭＡＣ部３００ｃに比べ、信号レベルが閾値近辺で変動した場合でも、安定した評価結果を得ることができる。このように、信号レベルは、所謂ヒステリシス特性を有するレベル判定手段によって、アクティブ又はディアクティブかが判定される。

また、本実施例は、ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号に対する下側の閾値を表すＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ信号の代わりに、ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＡＣＴ信号で設定された閾値からの変化量を示す信号ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＬＴＡ信号を用いて実現されても良い。ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＬＴＡ信号とＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ信号とは：
（ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＡＣＴ）＝（ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＡＣＴ）−（ＣＣＡ＿ＴＨＲＥＳＨ＿ＤＥＬＴＡ）
のような関係を有する。

以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。

一般的な無線通信装置の構造図の例を示す。ＰＣ及び周辺機器から成るワイヤレス無線システムの一例を示す。無線通信装置に組み込まれる本発明のＭＡＣ部の構成例を示す概略図である。本発明のＭＡＣ部の構成図の第１の例を示す。本発明のＭＡＣ部の構成図の第２の例を示す。本発明のＭＡＣ部の構成図の第３の例を示す。本発明のＭＡＣ部の構成図の第４の例を示す。ＣＣＡ＿ＳＴＡＴＵＳ信号の状態決定を説明する図を示す。

符号の説明

１無線通信装置
２ＰＣシステム
１１，３００ＭＡＣ部
１２ＰＨＹ部
１３ＲＦ部
３１制御部
３１１通知手段
３１２通信変更手段
３６ノイズ評価手段
３６１測定時間タイマー
３６２ノイズ検出手段
３６３判定手段
３６４強度判定手段
３６５強度閾値設定手段

Claims

通信中の周波数帯のノイズを検出するノイズ検出手段と、
該ノイズ検出手段により検出されたノイズが所定レベルを上回っているかを判定する判定手段と、
該判定手段による判定結果に基づいて、前記通信中の周波数帯及び／又は通信電波強度を変更する通信変更手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
前記ノイズ検出手段がノイズを検出するための時間を設定する測定時間タイマーを更に有することを特徴とする、請求項１記載の無線通信装置。
前記ノイズのレベルを検出する強度判定手段を更に有することを特徴とする、請求項１又は２記載の無線通信装置。
前記ノイズ検出手段によるノイズ検出のための閾値を設定する強度閾値設定手段を更に有することを特徴とする、請求項１又は２記載の無線通信装置。
前記閾値は、ヒステリシス特性を有することを特徴とする、請求項４記載の無線通信装置。