JP2009065307A - 無線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線装置3aは、無線LAN部5aがTDD方式部4aに及ぼす電波干渉を、TDD方式部4aのエラーレートで測定する。このエラーレートは、エラー測定部15によって測定され、更に、判定部16は、このエラーレートが所定の閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えている場合は、その旨を制御部20に通知する。制御部20は、当該通知を判定部16から受けると、無線LAN部5aの送信出力を最小にし、無線LAN部5aの送信電波がTDD方式部4aの受信動作に及ぼす影響を低減する。このように、無線装置3aは、無線LAN部5aの送信出力を調節することにより、TDD方式部4aに対する電波干渉を低減するため、TDD方式部4aと無線LAN部5aを同時に動作させることができる。
【選択図】図2
Description
これら複数の無線部を有する無線装置では、それらを同時に動作させると、それぞれの送信出力がお互いに妨害波となる場合がある。
そのため、本来受信しなければならない希望波が正確に受信できなくなってしまい、不都合が生じる場合がある。
そのため、一方の無線部と他の無線部を時分割動作させることにより、お互いの干渉を防ぐことが行われている。
無線装置3は、TDD(Time Division Duplex:時分割複信)方式やFDD(Frequency Division Duplex:周波数分割複信)方式などの携帯電話網の基地局と無線通信する公衆無線部4と、端末と無線LANやBluetooth、ZigBeeなどの無線方式で通信する小電力無線部5を備えている。
待受状態検出部18は、公衆無線部4の待受状態を検出する機能部であり、待受状態検出部28は、小電力無線部5の待受状態を検出する機能部である。他の機能部については、後の実施の形態で説明する。
このように、一方が待受状態の場合に、他方を駆動することにより、両者の電波干渉を防ぐことができる。
この技術は、通信方式の異なる複数の無線部を備えた携帯用無線装置において、1の無線部が送信している間は、他の無線部の送信を禁止するものである。
請求項2に記載の発明では、前記測定手段は、前記第1の無線部がデータを受信する際に発生するエラーを用いて干渉の程度を測定することを特徴とする請求項1に記載の無線装置を提供する。
請求項3に記載の発明では、前記測定手段は、前記第1の無線部がデータを受信する電波の受信電界強度を用いて干渉の程度を測定することを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の無線装置を提供する。
請求項4に記載の発明では、前記低減手段は、前記測定された干渉の程度が大きいほど送信出力を低減することを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の無線装置を提供する。
請求項5に記載の発明では、前記第2の無線部は、送信出力を低減した場合に、再送回数を増加させることを特徴とする請求項1から請求項4までのうちの何れか1の請求項に記載の無線装置を提供する。
請求項6に記載の発明では、前記第2の無線部は、前記測定された干渉の程度が大きいほど再送回数を増加させることを特徴とする請求項5に記載の無線装置を提供する。
請求項7に記載の発明では、通信方式の異なる複数の無線部を備え、前記第1の無線部は、前記複数の無線部から任意に選択した1の無線部であり、前記第2の無線部は、前記複数の無線部から前記1の無線部を除いたものであることを特徴とする請求項1から請求項6に記載の無線装置を提供する。
本発明の実施の形態を図2で説明する。図2では、公衆無線部としてTDD方式、小電力無線部として無線LANを例に説明する。
無線装置3a(図2)は、無線LAN部5aがTDD方式部4aに及ぼす電波干渉を、TDD方式部4aのエラーレートで測定する。
このエラーレートは、エラー測定部15によって測定され、更に、判定部16は、このエラーレートが所定の閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えている場合は、その旨を制御部20に通知する。
また、無線LAN部5aの送信出力を最小とすると、図示しない端末6から無線LAN部5aに対する再送要求が増えると考えられるため、制御部20は、無線LAN部5aの再送回数の上限値を最大に設定する。
このため、無線装置3aは、従来の時分割方式の無線装置に比べて高い通信効率を実現することができる。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る無線システムの構成例を示した図である。
無線システム1は、基地局2、無線装置3a、端末6、6、6・・・(以下、端末6)を用いて構成されている。
基地局2は、携帯電話網の基地局であり、無線装置3aや図示しない携帯電話などからの接続要求を受けて、これらを携帯電話網に接続する。
更に、携帯電話網は、インターネットなどの通信網に接続しており、基地局2に接続した端末6は、携帯電話網を介してインターネットに接続することができる。
無線装置3aは、例えば、端末6のユーザの自宅に据え置き型で設置されたり、あるいは、携帯可能な程度に小型化して、ユーザが端末6と共に出先に携帯して使用したりする。
更に、第1の実施の形態では、TDD方式のうち、特にTDD−CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多重接続)方式を用い、これによって複数の端末6との通信仲介を可能としている。
発信者は符号によって識別することができるため、受信者は、これによって所望の無線信号を抽出することができる。
端末6は、無線装置3aを介して基地局2に接続し、携帯電話網を介してインターネットに接続することができる。
また、これらの無線部も、中継のように連携して動作するものであってもよいし、あるいは、個別に独立して動作するものであってもよい。
また、第1の実施の形態では、使用する無線方式をTDD方式と無線LANとするが、これに限定するものではなく、異なるものであれば任意でよい。
なお、図示しないが、無線装置3aは、この他にデータを無線LAN部5aとTDD方式部4aの間で変換したりするなどのデータ処理系を有している。
また、TDD方式部4aは、1の通信方式(TDD方式)で無線送受信を行う第1の無線部として機能し、無線LAN部5aは、他の通信方式(無線LAN)で無線送受信を行う第2の無線部として機能している。
送受信切替部13は、基地局2と無線通信するためのアンテナを有しており、送信状態では、送信部11が出力した無線信号を基地局2に送信し、受信状態では、基地局2が送信してきた無線信号を受信して受信部12に出力する。
受信部12は、基地局2が送信してきた無線信号を送受信切替部13から得てこれをデータに変換し、制御部10に出力する機能部である。
制御部10は、データを基地局2に送信する場合は、送受信切替部13を送信状態にすると共に、送信部11にデータを無線信号に変換させて送受信切替部13から基地局2に送信させ、基地局2からデータを受信する場合は、送受信切替部13を受信状態にすると共に、送受信切替部13が基地局2から受信した無線信号を受信部12にデータ変換させて、これを取得する。
このエラーレートは、TDD方式部4aに対する電波干渉が大きいほど大きくなり、この電波干渉は、最寄りの電波源である無線LAN部5aによるものであると考えられる。
このため、エラー測定部15は、第2の無線部(無線LAN部5a)の送信動作が、第1の無線部(TDD方式部4a)に及ぼす干渉の程度を計測する計測手段として機能している。
基地局2から受信したデータのCRCエラーを確認すると、データフレームの破壊を観測することができる。
また、例えば、後述の受信電界強度や、TDD方式部4aのスループットを計測するなど、他の方法により電波干渉の程度を計測してもよい。
判定部16は、エラー測定部15に所定時間内にn回(nは自然数で、例えば、10回)エラーレートを測定させ、測定結果が所定の閾値を越えているか否かを判定し、当該判定結果を制御部20に通知する。
ここでは、閾値を0とし、判定部16は、エラーレートが0か、あるいは0より大きいかを判断し、その上でエラーレートが0の数が、あるしきい値よりも大きいかを判断し、最終的な判断結果を制御部20に通知する。
なお、エラーレートの多数決判定ではなく、累積値や平均値など、エラーの程度を評価できるものであればよい。
即ち、エラー測定部15がエラーレートを測定した期間に、たまたま無線LAN部5aが送信動作を行っていなかった場合、無線LAN部5aの送信電波によるエラーを検出できないため、複数回エラーを測定することにより、このような可能性を低減するためである。また、たまたま何らかの要因で瞬間的に大きなエラーが発生した場合、誤って即座に切り替わることを防ぐためでもある。
無線LAN部5aは、他の無線装置(端末6)と無線信号を送受信する第2の無線送受信手段として機能している。
可変利得増幅部24は、送信部21から出力される無線信号を増幅又は減衰することにより利得を変化させる機能部である。この利得の増減によって送受信切替部23から送信される電波の送信出力が変化することになる。
そして、制御部20は、端末6にデータを送信する場合、送信部21にデータを無線信号に変換させて送受信切替部23から端末6に送信し、端末6からデータを受信する場合は、送受信切替部23に端末6からの無線信号を受信させて、これを受信部22にデータ変換させる機能を有している。
そして、エラーレートが0であった場合、制御部20は、可変利得増幅部24を制御して、無線LAN部5aの送信出力を大きくし、また、再送回数の上限値を小さく(例えば、10回)設定する。
このように、無線LAN部5aは、TDD方式部4aでの受信エラーの測定結果を用いて送信出力を大、小の2段階で切り替えることができる。
この結果、無線LAN部5aは、TDD方式部4aに干渉しないように端末6と送受信を行うことができ、TDD方式部4aが送受信中であっても、端末6との送受信を行うことができる。
このように、無線装置3aは、干渉の程度が所定値以上である場合に、第2の無線部(無線LAN部5a)の送信出力を低減する低減手段を備えている。
TDD方式部4aの送信出力を可変とすることもできるが、これについては第4の実施の形態で説明する。
即ち、無線LAN部5aの送信出力を最小とすることにより無線通信のエラーが生じやすくなるのを再送回数の上限値の増加により補っている。また、再送回数が少ないと、直ぐにタイムアウトになって通信が切断され易くなるので、それを防ぐことにもなる。
まず、エラー測定部15がエラーレートを測定し(ステップ5)、エラーレートが0か否かを判定して(ステップ7)、その測定結果を判定部16に出力する。
判定部16は、エラー測定部15の測定回数をカウンタi(初期値は0)によってカウントしており、測定回数iがn未満である場合(ステップ10;Y)、当該エラーレートを記憶すると共に、iを1だけカウントアップして、更に、エラー測定部15からのエラーレートを受け付ける。
一方、iがn以上となった場合(ステップ10;N)、判定部16は、n回測定したエラーレートのうち、それぞれが0であるか、あるいは0より大きいか判断し、その上で、エラーレートが0の数(回数)が所定の閾値よりも大きいかを判断し、最終的な判定結果を制御部20に通知する。
そして、エラーレートが0の数が所定の閾値以下の場合(ステップ15;Y)、制御部20は、可変利得増幅部24を制御して無線LAN部5aの送信出力を大きくすると共に、再送回数の上限値を小さく設定する(ステップ25)。
一方、エラーレートが0の数が所定の閾値よりも大きい場合(ステップ15;N)、制御部20は、可変利得増幅部24を制御してエラー測定部15の送信出力を小さくすると共に、再送回数の上限値を大きく設定する(ステップ30)。
以降、無線装置3aは、以上のステップ5〜ステップ30の動作を繰り返す。
(1)無線LAN部5aの送信電波がTDD方式部4aに受信動作に干渉していることを検知することができる。
(2)TDD方式部4aに対する電波干渉が検知された場合、無線LAN部5aの送信出力を低減し、TDD方式部4aに対する電波干渉を抑制することができる。
(3)無線LAN部5aの送信出力を低減すると共に、端末6に対する再送回数の上限値(最大値)を最大に設定することにより、端末6との通信を安定化させることができる。
図4は、第2の実施の形態に係る無線装置3bの構成を示したブロック図である。
第2の実施形態に係る無線装置3bは、第1の実施形態に係る無線装置3aのTDD方式部4aに、更に、受信電界強度測定部17を備えており、TDD方式部4aが受信する電波の強度(受信電界強度)によっても、無線LAN部5aがTDD方式部4aに及ぼす電波干渉を評価する。
無線装置3bは、受信電界強度が所定の閾値以下である場合、無線LAN部5aの送信電波がTDD方式部4aに干渉しているとし、無線LAN部5aの送信出力を低減する。
以下では、第1の実施の形態と、同じ機能部に関しては、同じ符号を付し、説明を省略、又は簡略化する。
判定部16は、エラーレートが0の数が所定の閾値より大きいか否かを判定するほか、受信電界強度が所定の閾値より大きいか否かも判定し、両方の判定結果を制御部20に通知する。
そして、制御部20は、エラーレートが0の数が所定の閾値より大きいか、又は、受信電界強度が所定の閾値以下である場合に、可変利得増幅部24を制御して、送受信切替部23の送信出力を小さくすると共に、再送回数の上限値を大きくする。
なお、図3と同じステップには、同じステップ番号を付し、説明を省略、又は簡略化する。
ステップ5、ステップ7及びステップ10は、図3と同じである。
判定部16は、エラーレートが0の数が所定の閾値より大きいか否かを判定すると共に(ステップ15)、TDD方式部4aの受信電界強度が所定の閾値より大きいか否かを判定し、これらの判定結果を制御部20に通知する。
そして、制御部20は、エラーレートが0の数が所定の閾値以下であることを確認した場合(ステップ15;Y)、更に、受信電界強度を確認する。
受信電界強度が閾値より大きいことを確認した場合(ステップ20;Y)、制御部20は、可変利得増幅部24を制御して無線LAN部5aの送信出力を大きくすると共に、再送回数の上限値を小さく設定する(ステップ25)。
以降、無線装置3bは、以上のステップ5〜ステップ30の動作を繰り返す。
以上の例では、制御部20は、エラーレートを確認した後、受信電界強度を確認したが、この順序は逆でもよい。
そして、何れかの判定基準で電波干渉ありと判定されると、無線装置3bは、無線LAN部5aの送信出力を低減し、基地局2との通信をより安定化させることができる。
この場合、受信電界強度が閾値以下のときは、無線LAN部5aの送信出力を小さくすると共に再送回数の上限値を大きくし、閾値よりも大きい場合は、無線LAN部5aの送信出力を大きくすると共に再送回数の上限値を小さくする。
第3の実施の形態に係る無線装置3cの構成は、図4に示したものと同様である。そのため、図4を援用して説明する。
第3の実施の形態に係る無線装置3cの制御部20は、可変利得増幅部24を制御することにより、利得を最小値と最大値の間で段階的に増加させたり(ステップアップ)、段階的に減少させたり(ステップダウン)することができる。
これによって、制御部20は、無線LAN部5aの送信出力を最小出力と最大出力の間でステップアップしたり、ステップダウンしたりすることができる。
そして、制御部20は、可変利得増幅部24の利得をステップアップするときは、再送回数の上限値をステップダウンし、利得をステップダウンするときは、再送回数の上限値をステップアップする。
このため、TDD方式部4aの受信動作に電波干渉による支障がない範囲で、無線LAN部5aの送信出力を最大に設定することができ、更に、再送回数の上限値も送信出力の設定値に適した値とすることができる。
なお、図5と同じステップには、同じステップ番号を付し、説明を省略、又は簡略化する。
制御部20は、判定部16からTDD方式部4aのエラーレートと受信電界強度の判定結果を取得すると、これを確認し、エラーレートが0の数が所定の閾値以下であり(ステップ15;Y)、受信電界強度が所定の閾値よりも大きい場合は(ステップ20;Y)、可変利得増幅部24の利得を制御して無線LAN部5aの送信出力を1段階ステップアップし、更に、再送回数を1段階ステップダウンする(ステップ35)。
一方、エラーレートが0の数が所定の閾値より大きいか(ステップ15;N)、又は、受信電界強度が所定の閾値以上の場合(ステップ20;N)、可変利得増幅部24の利得を制御して無線LAN部5aの送信出力を1段階ステップダウンし、更に、再送回数を1段階ステップアップする(ステップ40)。
以降、無線装置3cは、以上のステップ5〜ステップ40の動作を繰り返す。
このように、第3の実施の形態の無線装置3cにおいて、無線LAN部5aは、測定された干渉の程度が大きいほど送信出力を低減することができ、また、測定された干渉の程度が大きいほど再送回数を増加させることができる。
図7は、第4の実施の形態に係る無線装置3dの構成を示したブロック図である。
第4の実施の形態の無線装置3dは、第3の実施の形態の無線装置3cで、TDD方式部4aに可変利得増幅部14を備え、無線LAN部5aに、エラー測定部25、判定部26、及び受信電界強度測定部27を備えた構成となっている。
即ち、TDD方式部4aと無線LAN部5aは、互いに同等の構成を有している。
以下では、第3の実施の形態と同じ機能部に関しては、同じ符号を付し、説明を省略、又は簡略化する。
制御部10は、制御部20と同様に、可変利得増幅部14を制御して可変利得増幅部14の利得を段階的にステップアップ・ダウンしたり、TDD方式部4aの再送回数の上限値を段階的にステップアップ・ダウンする。
また、制御部10は、再送回数の上限値も段階的にステップアップしたり、ステップダウンすることができる。
このように、第4の実施の形態の無線装置3dは、無線LAN部5aがTDD方式部4aに及ぼす電波干渉と、TDD方式部4aが無線LAN部5aに及ぼす電波干渉を、互いの送信出力を調節することにより低減することができる。
なお、ステップ5からステップ40までは、図6のステップ5からステップ40までと同じであり、以下では、ステップ105以降について説明する。
判定部26は、エラー測定部25の測定回数をカウンタi(初期値は0)によってカウントしており、測定回数iがn未満である場合(ステップ110;Y)、当該エラーレートを記憶すると共に、iを1だけカウントアップして、更に、エラー測定部25からのエラーレートを受け付ける。
なお、このnは、ステップ10におけるnと同じであってもよく、又は異なっていてもよい。
制御部10は、エラーレートが0の数が所定の閾値以下であることを確認した場合(ステップ115;Y)、更に、受信電界強度を確認する。
以降、無線装置3dは、以上のステップ5〜ステップ140の動作を繰り返す。
このようにして、第4の実施の形態の無線装置3dは、TDD方式部4aと無線LAN部5aの双方のエラーレートと受信電界強度によって送信出力と再送回数を増減することにより、互いに干渉しないように送受信状態を調節することができる。
この場合、複数の無線部のうちの何れか1の無線部(即ち、複数の無線部から任意に選択した1の無線部)が受けている電波干渉を、エラーレートや受信電界強度などにより測定し、所定以上の電波干渉を受けている場合は、他の無線部(即ち、前記複数の無線部から前記1の無線部を除いたもの)の送信出力を低減するようにする。
例えば、無線部A、無線部B、無線部Cを備えた無線装置の場合、無線部Aを第1の無線部とした場合、無線部Bと無線部Cが第2の無線部となり、無線部Bを第1の無線部とした場合、無線部Cと無線部Aが第2の無線部となる。
2 基地局
3 無線装置
4 TDD方式部
5 無線LAN部
6 端末
10 制御部
11 送信部
12 受信部
13 送受信切替部
15 エラー測定部
16 判定部
17 受信電界強度測定部
18 待受状態検出部
21 送信部
22 受信部
23 送受信切替部
24 可変利得増幅部
25 エラー測定部
26 判定部
27 受信電界強度測定部
Claims (7)
- 1の通信方式で無線送受信を行う第1の無線部と、
他の通信方式で無線送受信を行う第2の無線部と、
前記第2の無線部の送信動作が、前記第1の無線部に及ぼす干渉の程度を測定する測定手段と、
前記干渉の程度が所定値以上である場合に、前記第2の無線部の送信出力を低減する低減手段と、
を具備したことを特徴とする無線装置。 - 前記測定手段は、前記第1の無線部がデータを受信する際に発生するエラーを用いて干渉の程度を測定することを特徴とする請求項1に記載の無線装置。
- 前記測定手段は、前記第1の無線部がデータを受信する電波の受信電界強度を用いて干渉の程度を測定することを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の無線装置。
- 前記低減手段は、前記測定された干渉の程度が大きいほど送信出力を低減することを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の無線装置。
- 前記第2の無線部は、送信出力を低減した場合に、再送回数を増加させることを特徴とする請求項1から請求項4までのうちの何れか1の請求項に記載の無線装置。
- 前記第2の無線部は、前記測定された干渉の程度が大きいほど再送回数を増加させることを特徴とする請求項5に記載の無線装置。
- 通信方式の異なる複数の無線部を備え、前記第1の無線部は、前記複数の無線部から任意に選択した1の無線部であり、前記第2の無線部は、前記複数の無線部から前記1の無線部を除いたものであることを特徴とする請求項1から請求項6に記載の無線装置。
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