JP2015002390A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線通信方式の中で、優先する通信方式の品質を高く維持することができる簡易な構成の無線通信装置を提供すること。【解決手段】無線通信装置（１）は、メインローブが互いに異なる方向に向けられた２つのアンテナ（１０１、１０２）と、第１の通信方式に準拠して通信する第１通信部（１２）と、第２の通信方式に準拠して通信する第２通信部（１３）と、前記第１通信部の通信品質を示す第１の指標値を検出する第１指標値検出部（１２６）と、前記第２通信部の通信品質を示す第２の指標値を検出する第２指標値検出部（１３６）と、前記第１及び第２通信部を前記２つのアンテナに択一的に接続するアンテナ切替器（１１）と、前記第１及び第２指標値検出部が検出する指標値のうち、優先する通信部の指標値が第１の基準値以下であれば、優先する通信部が他のアンテナに接続されるように前記アンテナ切替器を制御する制御部（１４）と、を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の無線通信方式を用いて通信を並列に実施する無線通信装置に関する。

各種の無線通信装置において、複数の無線通信方式を用いて通信を並列に実施する技術が用いられるようになってきた。当該技術では、複数の無線通信方式が同一又は近接の周波数帯を同時に利用する場合があるため、通信方式間の電波干渉による通信品質の劣化が問題となっている。例えば、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドである２．４ＧＨｚ帯を利用する通信方式としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（以下、ＢＴと呼ぶ）や、無線規格であるＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などが広く普及している。

複数の無線通信方式を並列に実施できる環境においては、利用者の観点から見ると、特定の通信方式が他の通信方式より優先的に高い品質となることが望ましい場合がある。特に、ハンズフリー通話や音楽ストリーミング等のリアルタイム性の高い通信を行う通信方式は、優先して高い品質となることが望まれる。例えば、携帯電話機で無線ＬＡＮを介してデータのダウンロードを行うと共にＢＴを介してハンズフリーでの通話を行う場合、ＢＴの通信品質はできるだけ高いことが望ましい一方で、無線ＬＡＮを介したダウンロードの速度は、通話中に遅くなったとしても利用者に格別な不都合は生じない。

上述のような、複数の無線通信方式を並列に実施する環境において、特定の無線通信方式の品質を優先して高く維持するための装置は、例えば、特許文献１及び２に開示されている。特許文献１では、複数の通信部を具備した通信装置について、ある通信部の動作内容をモニタして、モニタした動作内容に応じて、別の通信部の送受信条件を制御（例えば送信電力を下げるよう調整）する通信装置が開示されている。

また、特許文献２では、３以上の通信部及び３以上のアンテナを具備する無線通信機器であって、各々の通信の受信信号強度レベルを検出し、２つのアンテナ間の受信信号強度レベルの差を全通り算出した結果に基づいてアンテナの通信部への割り当てを切り替える無線通信機器が開示されている。

特開２００８−２３５９７８号公報 特開２０１２−４７８９号公報

ところで、自動車の車両内のような狭い空間において、無線通信装置と車両内の１つの外部端末（固定端末又は移動端末）との間で複数の無線通信方式を並列に実施する場合に好適な方法として、指向性アンテナを用いてアンテナ間のアイソレーションを大きくし、通信方式間の電波干渉を低減することが考えられる。しかしながら、こうした環境で特定の無線通信方式の品質を優先して高く維持したい場合には、外部端末の位置に依存して通信品質が大きく変動することが課題となる。

上記特許文献１及び２に記載される技術では、この課題を解決することは困難である。特許文献１に開示される通信装置は、アンテナ構成が固定であるため、外部端末の位置が移動する場合には、優先しない通信の送受信条件の制御を行ったとしても、優先する通信方式の品質が改善されにくいことが考えられる。また、特許文献２に開示される無線通信機器は、アンテナ数が３以上で構成されていると共に、２つのアンテナ間の受信信号強度レベルの差を全通り算出する必要がある。したがって、リアルタイム性の高い通信方式の品質を高く維持するためには、当該無線通信機器の処理負荷が大きくなることが考えられる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、外部端末との間で複数の無線通信方式で通信を実施する場合において、外部端末の位置によらず優先する通信方式の品質を高く維持できる簡易な構成の無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、メインローブが互いに異なる方向に向けられた２つのアンテナと、第１の通信方式に準拠して通信する第１通信部と、第２の通信方式に準拠して通信する第２通信部と、前記第１通信部の通信品質を示す第１の指標値を検出する第１指標値検出部と、前記第２通信部の通信品質を示す第２の指標値を検出する第２指標値検出部と、前記第１及び第２通信部を前記２つのアンテナに１対１接続となるように択一的に接続するアンテナ切替器と、前記第１及び第２指標値検出部が検出する指標値のうち、優先する通信部の指標値が第１の基準値以下であれば、優先する通信部が他のアンテナに接続されるように前記アンテナ切替器を制御する制御部と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線通信装置によれば、通信品質を示す指標値に基づいて、優先する通信部の指標値が所定の値以下の場合にアンテナの接続を切り替えることができるので、外部端末の位置によらず優先する通信方式の品質を高く維持することが可能となる。

上記無線通信装置においては、前記第２通信部は、前記第１指標値検出部が検出する第１の指標値が第２の基準値以下であれば、前記第２通信部の送信電力を下げる送信電力調整部を具備することが好ましい。この構成によれば、優先しない通信部の送信電力を低減することで、優先する通信方式をさらに高品質にすることが可能となる。

上記無線通信装置は、少なくとも前記第１及び第２通信部、前記第１及び第２指標値検出部、及びアンテナ切替器は筐体に収納され、前記筐体に前記２つのアンテナが近接して取り付けられ、当該筐体が自動車のダッシュボードに装着されると共に、前記２つのアンテナのメインローブが車両後方に向けられる構成とすることができる。この構成によれば、複数の無線通信間における干渉が少ない高品質な通信を、限られた領域である車両内での設置に好適な小型の無線通信装置で実現することが可能となる。

本発明によれば、外部端末との間で複数の無線通信方式で通信を実施する場合において、外部端末の位置によらず優先する通信方式の品質を高く維持できる簡易な構成の無線通信装置を提供できる。

第１の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。 第１の実施の形態に係るアンテナ切り替え制御のフローチャートを示す図である。 第１の実施の形態に係る無線通信装置において、アンテナ切り替え制御を実施する前後の各アンテナの放射パターンを示す図である。図３Ａにはアンテナ切り替え制御を実施する前の放射パターンが、図３Ｂにはアンテナ切り替え制御を実施した後の放射パターンが示されている。 第２の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。 第２の実施の形態に係る送信電力調整及びアンテナ切り替え制御のフローチャートを示す図である。 第２の実施の形態に係る無線通信装置において、送信電力調整を実施する前後の各アンテナの放射パターンを示す図である。図６Ａには送信電力調整を実施する前の放射パターンが、図６Ｂには送信電力調整を実施した後の放射パターンが示されている。

本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施の形態では、本発明の効果が顕著に奏される好適な例として、自動車等の車両内に設置した無線通信装置に関して説明するが、本発明は車両内に設置した無線通信装置に限定されない。

（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る無線通信装置１のブロック図である。無線通信装置１は、電波を送受信するアンテナ１０１及び１０２と、アンテナ１０１及び１０２に対する無線通信部の割り当てを切り替えるアンテナ切替器１１と、第１の通信方式に準拠して通信する第１通信部１２と、第２の通信方式に準拠して通信する第２通信部１３と、アンテナ切替器１１の動作を制御する制御部１４と、各種データを記憶する記憶部１５を具備している。本実施の形態においては、上記各構成要素（１１、１２、１３、１４、及び１５）は図示しない筐体７に収納されて車両のダッシュボードに装着され、アンテナ１０１及びアンテナ１０２は筐体７に取り付けられると共に近接して配置され、メインローブが当該車両後方に向くように構成されている。

アンテナ１０１及び１０２は、指向性アンテナで構成されており、第１通信部１２及び第２通信部１３の使用周波数帯の電波を送受信可能なように構成されている。さらに、アンテナ１０１及び１０２のメインローブは、車両後方に向けられると共に互いに異なる方向に向けられている。なお、車載装置に適した小型の指向性アンテナとしては、パッチアレイアンテナやコーナーリフレクタアンテナなどが利用可能である。

アンテナ切替器１１は、例えば双極双投（ＤＰＤＴ：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）スイッチにより構成されている。２つのアンテナ側端子１０１ａ及び１０２ａにアンテナ１０１及び１０２が並列に接続され、２つの通信部側端子１２ａ及び１３ａに第１通信部１２及び第２通信部１３が並列に接続される。アンテナ切替器１１は、アンテナ側端子１０１ａ及び１０２ａと通信部側端子１２ａ及び１３ａを１対１で接続するが、第１通信部１２から供給される切替制御信号に基づいて、１対１接続の組み合わせを変更することにより、アンテナ１０１及び１０２に割り当てる第１通信部１２及び第２通信部１３を切り替える。

第１通信部１２は、第１通信フロントエンド部１２０及び第１通信送受信部１２５を具備しており、第１の通信方式に準拠した通信を実施する。以下の説明においては、第１通信部１２はリアルタイム性を重視する通信を実施するものとし、第１の通信方式としてＢＴを用いるが、当該通信方式に限定されるものではない。例えば、第１の通信方式としてＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などを利用しても良い。

第１通信フロントエンド部１２０は、スイッチ１２１、受信用フロントエンド部１２２、及び送信用フロントエンド部１２３から構成される。スイッチ１２１は、単極双投（ＳＰＤＴ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。スイッチ１２１は、アンテナ切替器１１と、受信用フロントエンド部１２２又は送信用フロントエンド部１２３との電気的接続を、択一的に切り替える機能を有する。スイッチ１２１は、例えば方向性結合器により構成しても良い。受信用フロントエンド部１２２は、アンテナ切替器１１からスイッチ１２１を介して入力された受信信号を第１通信送受信部１２５に出力する。送信用フロントエンド部１２３は、第１通信送受信部１２５から入力された送信信号をスイッチ１２１を介してアンテナ切替器１１に出力する。第１通信フロントエンド部１２０は、さらにフィルタ、アンプや周波数コンバータなどの処理部を含み、送受信信号に所定の信号処理を行う構成とすることができる。

第１通信送受信部１２５は、第１の通信方式の規格に準拠した通信プロトコルに従って、第１の通信方式に対応した外部端末との間で通信する。第１通信送受信部１２５は、第１指標値検出部１２６を含み、第１指標値検出部１２６は、第１通信フロントエンド部１２０から受信用フロントエンド部１２２を介して入力された受信信号の使用周波数帯における通信品質を示す第１の指標値を検出する。ここで、検出する第１の指標値は、数値が大きいほど当該通信方式の品質が良いことを示す指標値とする。本実施の形態では、第１の指標値として、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を用いるが、これに限られるものではなく、例えば搬送波電力対干渉電力及び雑音電力比（ＣＩＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）などを用いることができる。また、数値が小さいほど当該通信方式の品質が良いということを示す値がある場合には、例えば当該値が０とならないように所定の演算を行った上で逆数をとった値を指標値として用いても良い。

第２通信部１３は、第２通信フロントエンド部１３０及び第２通信送受信部１３５を具備しており、第２の通信方式に準拠した通信を実施する。以下の説明においては、第２通信部１３ではリアルタイム性を重視しない通信を実施するものとし、第２の通信方式として無線ＬＡＮを用いるが、これに限定されるものではない。

第２通信フロントエンド部１３０は、スイッチ１３１、受信用フロントエンド部１３２、及び送信用フロントエンド部１３３を有する。第２通信送受信部１３５は、第２指標値検出部１３６を有する。第２通信フロントエンド部１３０及び第２通信送受信部１３５は、第１の通信方式用ではなく第２の通信方式用であること以外は、第１通信フロントエンド部１２０及び第１通信送受信部１２５と同じ構成とする。

制御部１４は、第１指標値検出部１２６が検出する第１の指標値と、第２指標値検出部１３６が検出する第２の指標値とのうち、優先する通信部の指標値が第１の基準値以下であれば、優先する通信部が他のアンテナに接続されるように、アンテナ切替器１１の動作を制御する。本実施の形態では、優先する通信部が第１通信部１２であるとして、第１の指標値が第１の基準値以下である場合にアンテナ切替器１１の動作を制御する。また、第１の基準値は、本実施の形態では固定値とするが、適宜変更されても良い。例えば、検出された第１の指標値の時系列データに基づいて、制御部１４が第１の基準値を所定の時間毎に変更するようにしても良い。

制御部１４がアンテナ切替器１１に対して、アンテナ切り替えを指示する切替制御信号を供給することで、アンテナ切替器１１の動作が制御される。本実施の形態では、図１において実線で示す信号経路Ｌ１にて、制御部１４が第１通信部１２を介してアンテナ切替器１１に切替制御信号を供給する。切替制御信号の入出力には、汎用入出力（ＧＰＩＯ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）を利用することができる。なお、切替制御信号は、上記と異なる信号経路を用いて伝達されても良い。例えば、図１において仮想線Ｌ２で示すように、制御部１４が第２通信部１３を介して、アンテナ切替器１１に切替制御信号を供給しても良い。また、別の仮想線Ｌ３で示すように、制御部１４がアンテナ切替器１１に切替制御信号を直接供給するように構成しても良い。

アンテナ切替器１１の制御タイミングは、所定の時間間隔（例えば１０秒間隔）とするが、第１通信部１２又は第２通信部１３が通信を開始したことを契機に実施しても良い。また、第１通信部１２及び第２通信部１３が通信を実施しているか否かに関わらず、任意のタイミングで実施しても良い。なお、アンテナ切替器１１のアンテナ切り替えに伴って、短時間であるが通信断が発生することが考えられるため、所定の時間に渡りデータ転送が行われていない場合に、アンテナ切替器１１の制御が実施される構成とすることが好ましい。

記憶部１５は、優先する通信部についての情報を保持する。例えば、制御部１４は、記憶部１５の所定領域に情報“１”が保持されている場合、第１通信部１２を優先し、情報“２”が保持されている場合、第２通信部１３を優先するように構成しても良い。本実施の形態では、記憶部１５に、優先する通信部の情報が予め設定されており、制御部１４は当該情報に従って優先する通信部を決定する。ただし、無線通信装置１の図示しない入出力部を介して、優先する通信部を外部から設定するようにしても良い。また、無線通信装置１が、図示しない外部端末との無線通信を介して、所定の信号を受信することにより、優先する通信部を認識するようにしても良い。なお、記憶部１５には、優先する通信部以外の情報を保持していても良い。例えば、第１の指標値及び／又は第２の指標値を、検出した時刻と共に保持していても良い。

次に、第１の実施の形態に係る無線通信装置１における、アンテナ切り替え制御の動作を説明する。以下、第１通信部１２を優先することを示す値が記憶部１５に設定されているとし、第１指標値検出部１２６が検出する第１の指標値が第１の基準値以下であれば、第１通信部１２が他のアンテナに接続されるように制御を実施する場合を例に説明する。また、本実施の形態では、第１通信部１２が通信中でない場合に、第２指標値検出部１３６が検出する第２の指標値が閾値以下であれば、第２通信部１３が他のアンテナに接続されるように制御を実施する。

第１の実施の形態に係る無線通信装置１における、アンテナ切り替え制御の具体的な動作について図２を参照して説明する。図２は、第１の実施の形態に係るアンテナ切り替え制御のフローチャートを示す図である。まず、制御部１４は、第１通信部１２が通信中か否かを判断する（ステップＳＴ１０１）。第１通信部１２が通信中か否かの判断は、制御部１４に第１指標値検出部１２６から第１の指標値が入力されているか否かで判断するが、第１通信部１２から通信中である又は通信中でないことを示す所定の信号を受け取って判断しても良い。第１通信部１２が通信中であると判断される場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、次に第１指標値検出部１２６で検出される第１の指標値が第１の基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。第１の指標値が第１の基準値以下であると判断される場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）、アンテナ接続を切り替える（ステップＳＴ１０３）。これにより、外部端末の位置に追従するようにアンテナの接続を切り替えることができるので、優先する第１通信部１２の品質を高く維持することが可能となる。

一方、第１通信部１２が通信中でないと判断される場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、さらに第２通信部１３が通信中か否かを判断する（ステップＳＴ１１１）。第２通信部１３が通信中であると判断される場合（ステップＳＴ１１１：ＹＥＳ）、第２指標値検出部１３６で検出される第２の指標値が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１１２）。ここで、ステップＳＴ１１２で使用する閾値は、本実施の形態ではステップＳＴ１０２で使用する第１の基準値と同じとするが、異なるとしても良い。第２の指標値が閾値以下であると判断される場合（ステップＳＴ１１２：ＹＥＳ）、アンテナ接続を切り替える（ステップＳＴ１０３）。なお、ステップＳＴ１０３において、アンテナ接続を切り替えた後、第１通信部１２の第１の指標値又は第１通信部１２が通信中でない場合の第２通信部１３の第２の指標値が、アンテナ接続を切り替える前よりも小さくなった場合、再度アンテナ切り替えを行うことで通信品質の望ましくない劣化を防止することができる。

次に、第１の実施の形態に係る無線通信装置１における、アンテナ切り替え制御が奏する効果について図３を参照して説明する。ここで、第１指標値検出部１２６及び第２指標値検出部１３６は指標値としてＲＳＳＩを検出するものとし、以下では各々の指標値をＲＳＳＩ（１）及びＲＳＳＩ（２）と表す。また、ステップＳＴ１０２で使用する第１の基準値と、ステップＳＴ１１２で使用する閾値は、いずれも−４０ｄｂｍとする。

図３は、第１の実施の形態に係る無線通信装置１において、アンテナ切り替え制御を実施する前後の各アンテナの放射パターンを示す図である。図３に図示されるように、車両３内の前方中央のダッシュボードに装着された無線通信装置１の筐体７に設けられたアンテナ１０１及び１０２それぞれのメインローブが、車両３内の後方に向けられると共に互いの干渉領域が小さくなるように別方向に向けられている。車両３内の後部座席から前方を向いた状態で、左側エリア（以下、左右方向は車両３内の後部座席から前方を向いた状態での方向を示す）においては、アンテナ１０１からの受信電力が大きく、車両３内の右側エリアにおいては、アンテナ１０２からの受信電力が大きい状態が実現され、メインローブの方向を異ならせることでアンテナ間の干渉が低減されている。無線通信装置１は、第１及び第２の通信方式を利用可能である移動端末６との間で、アンテナ１０１及び１０２を介して通信を実施する。

図３Ａは、第１及び第２の通信方式で通信を行っている移動端末６が、車両３の後部左座席から車両３の後部右座席に移動した直後の状態を示している。第１通信部１２はアンテナ１０１に接続されている。このときのアンテナ１０１の放射パターンは、第１の通信方式に用いられるメインローブ４１１、サイドローブ４２１、及びサイドローブ４３１で主に構成される。また、第２通信部１３はアンテナ１０２に接続されている。このときのアンテナ１０２の放射パターンは、第２の通信方式に用いられるメインローブ５１２、サイドローブ５２２、及びサイドローブ５３２で主に構成される。説明の簡略化のため、他のサイドローブは省略している。

図３Ａの状態においては、移動端末６はメインローブ４１１配下に存在していないため、第１通信部１２の通信品質が劣化し、さらには通信の断絶が発生することが考えられる。ここで、ＲＳＳＩ（１）＝−６０ｄｂｍ、ＲＳＳＩ（２）＝−２５ｄｂｍと検出されたとする。

図３Ａの状態から、上述したアンテナ切り替え制御を実施する。制御部１４が図２のフローチャートに従い処理を実施すると、第１通信部１２が通信中であり（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、また第１通信部１２で検出される第１の指標値であるＲＳＳＩ（１）が第１の基準値である−４０ｄｂｍ以下と判断される（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）ため、制御部１４はアンテナ接続を切り替える切替制御信号をアンテナ切替器１１に供給し、アンテナ切替器１１はアンテナ接続を切り替える（ステップＳＴ１０３）。その結果、第１通信部１２はアンテナ１０２に接続され、第２通信部１３はアンテナ１０１に接続され、図３Ｂの状態が実現される。すなわち、アンテナ１０１の放射パターンは第２の通信方式に用いられるメインローブ４１２、サイドローブ４２２、及びサイドローブ４３２となり、アンテナ１０２の放射パターンは第１の通信方式に用いられるメインローブ５１１、サイドローブ５２１、及びサイドローブ５３１となる。この状態においては、移動端末６は第１通信部１２と接続されたアンテナ１０２のメインローブ５１１配下に存在し、無線通信装置１においては第１通信部１２に係る第１の指標値が増大し、ＲＳＳＩ（１）＝−２５ｄｂｍ、ＲＳＳＩ（２）＝−６０ｄｂｍのようになる。したがって、第１の通信方式で安定した通信を行うことができる。

その後、移動端末６の位置は変わらずに、第１通信部１２の通信が終了し、第２通信部１３のみで通信が行われる状態になったとする。ここで制御部１４が図２のフローチャートに従い処理を実施する。第１通信部１２が通信中でなく（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、第２通信部１３が通信中であり（ステップＳＴ１１１：ＹＥＳ）、さらに第２通信部１３で検出される第２の指標値であるＲＳＳＩ（２）が閾値である−４０ｄｂｍ以下であると判断される（ステップＳＴ１１２：ＹＥＳ）ため、アンテナ切り替え処理を実施する（ステップＳＴ１０３）。これにより、図３Ａの状態に戻る。アンテナ切り替え後には、ＲＳＳＩ（２）＝−２５ｄｂｍのようになり、第２の通信方式の品質が改善される。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置１によれば、複数の通信方式の各々の通信品質を示す指標値に基づいて、優先する通信部の指標値が所定の値以下の場合にアンテナの接続を切り替えることができるので、通信相手となる移動端末６の位置によらず優先する通信方式の品質を高く維持することが可能となる。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について、図４から図６を参照して説明する。第１の実施の形態との相違点について主に説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

図４は、第２の実施の形態に係る無線通信装置２のブロック図である。無線通信装置２は、第１の実施の形態と同様に、アンテナ１０１及び１０２、アンテナ切替器１１、第１通信部１２、及び記憶部１５を備え、さらに第２通信部２３及び制御部２４を備えている。

第２通信部２３は、第１の実施の形態における第２通信部１３と同一機能を備え、さらに送信電力調整部２３７を具備している。送信電力調整部２３７は、制御部２４から供給される電力制御信号に基づいて送信用フロントエンド部１３３の送信電力を調整する。

制御部２４は、第１の実施の形態における制御部１４と同様に、アンテナ切替器１１のアンテナ切り替え制御を実施する。また、第２通信部２３の送信電力調整に係る制御も実施する。具体的には、第１指標値検出部１２６から入力された第１の指標値が第２の基準値以下である場合に、第２通信部２３の無線通信に係る送信電力を下げるよう、制御部２４は送信電力調整部２３７に電力制御信号を供給する。なお、第１通信部１２が通信を実施していないと判断される場合には、第２通信部２３の送信電力を規定値に設定するよう、制御部２４は送信電力調整部２３７に電力制御信号を供給しても良い。第１通信部１２が通信を実施しているか否かの判断は、第１の実施の形態と同様に行うことができる。

第２の実施の形態においては、制御部２４が生成する電力制御信号は電力の相対値を指示する信号とし、送信電力調整部２３７は現在の送信電力に対して指示された固定値だけ調整する構成とする。例えば、電力制御信号が１５ｄｂｍの減少を指示する信号である場合には、送信電力調整部２３７は送信用フロントエンド部１３３の送信電力を１５ｄｂｍ減少させる。ただし、電力制御信号はこれに制限されるものではなく、任意の形式の信号であって良い。上記電力制御信号として利用できる構成例を以下に示す。電力制御信号は、電力の絶対値を指示する信号とし、送信電力調整部２３７は送信電力を指示された電力値に設定する構成としても良い。また、電力制御信号は、電力増加、電力減少、又は電力調整なしを指示する信号とし、送信電力調整部２３７は指示に従って所定の値だけ送信電力を増加する、減少する、又は調整しないとする構成としても良い。なお、制御部２４は、第１又は第２の指標値に基づいて、電力制御信号を適宜変更しても良い。

次に、第２の実施の形態に係る無線通信装置２における、送信電力調整及びアンテナ切り替え制御の動作を説明する。以下、第１の実施の形態と同様に、第１通信部１２を優先することを示す情報が記憶部１５に設定されているとして説明を行う。

第２の実施の形態に係る無線通信装置２における、送信電力調整及びアンテナ切り替え制御の具体的な動作について図５を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態に係るアンテナ切り替え制御及び送信電力調整のフローチャートを示す図である。まず、制御部２４は、第１通信部１２が通信中か否かを判断する（ステップＳＴ２０１）。通信中か否かの判断は、制御部１４と同様の方法で行っても良い。第１通信部１２が通信中であると判断される場合（ステップＳＴ２０１：ＹＥＳ）、次に第１通信部１２の第１の指標値が第１の基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０２）。第１の指標値が第１の基準値以下であると判断される場合（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）、アンテナ接続を切り替える（ステップＳＴ２０３）。これにより、移動端末６の位置に追従するようにアンテナの接続を切り替えることができるので、優先する第１通信部１２の品質を高く維持することが可能となる。

アンテナ接続を切り替えた後（ステップＳＴ２０３終了後）、又は第１の指標値が第１の基準値以下でないと判断される場合（ステップＳＴ２０２：ＮＯ）、次に第１通信部１２の第１の指標値が第２の基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０４）。ここで、ステップＳＴ２０４で使用する第２の基準値は、本実施の形態ではステップＳＴ２０２で使用する第１の基準値と同じであるとするが、異なるとしても良い。第１の指標値が第２の基準値以下であると判断される場合（ステップＳＴ２０４：ＹＥＳ）、次に第２通信部２３が通信中か否かを判断する（ステップＳＴ２０５）。第２通信部２３が通信中であると判断される場合（ステップＳＴ２０５：ＹＥＳ）、制御部２４は第２通信部２３の送信電力を下げるよう送信電力調整部２３７に電力制御信号を供給し、送信電力調整部２３７は供給された電力制御信号に従って送信用フロントエンド部１３３の送信電力を調整する（ステップＳＴ２０６）。これにより、優先しない第２通信部２３の送信電力を低減することで、優先する第１通信部１２をさらに高品質にすることが可能となる。

一方、第１通信部１２が通信中でないと判断される場合（ステップＳＴ２０１：ＮＯ）、第２通信部２３が通信中か否かを判断する（ステップＳＴ２１１）。第２通信部２３が通信中であると判断される場合（ステップＳＴ２１１：ＹＥＳ）、第２通信部２３の送信電力を規定値にする（ステップＳＴ２１２）。ステップＳＴ２１２は、ステップＳＴ２０６で第２通信部２３の送信電力が下げられており、かつ第１通信部１２が通信していない場合に、第２通信部２３の通信品質を向上させることができる。本実施の形態では、ステップＳＴ２１２における規定値は、第２通信部２３の通信開始時の送信電力値とするが、これに限られるものではない。次に、第２通信部２３の第２の指標値が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２１３）。ここで、ステップＳＴ２１３で使用する閾値は、本実施の形態ではステップＳＴ２０２で使用する第１の基準値と同じとするが、ステップＳＴ２０４で使用する第２の基準値と同じとしても良いし、第１の基準値及び第２の基準値のいずれとも異なるとしても良い。第２の指標値が閾値以下であると判断される場合（ステップＳＴ２１３：ＹＥＳ）、アンテナ接続を切り替える（ステップＳＴ２１４）。

なお、ステップＳＴ２０３及びステップＳＴ２１４において、アンテナ接続を切り替えた後の第１通信部１２の第１の指標値又は第１通信部１２が通信中でない場合の第２通信部２３の第２の指標値が、アンテナ接続を切り替える前よりも小さくなった場合、再度アンテナ切り替えを行うことで通信品質の望ましくない劣化を防止することができる。

また、第１の基準値及び第２の基準値を変えることにより、アンテナ切り替え及び送信電力調整のいずれを主に制御に用いるかを変更することが可能である。具体的には、第１の基準値が第２の基準値より大きい場合、アンテナ切り替えに基づいた品質改善がされ易くなる。一方、第１の基準値が第２の基準値より小さい場合、送信電力調整に基づいた品質改善がされやすくなる。

第２の実施の形態に係る無線通信装置２における、送信電力調整及びアンテナ切り替え制御が奏する効果について図６を参照して説明する。ここで、第１指標値検出部１２６及び第２指標値検出部１３６は指標値としてＲＳＳＩを検出するものとし、各々の指標値をＲＳＳＩ（１）及びＲＳＳＩ（２）で表す。また、ステップＳＴ２０２で使用する第１の基準値、ステップＳＴ２０４で使用する第２の基準値、及びステップＳＴ２１３で使用する閾値は、いずれも−４０ｄｂｍとする。

図６は、第２の実施の形態に係る無線通信装置２において、送信電力調整を実施する前後の各アンテナの放射パターンを示す図である。図６においては、図３と同様に、車両３内の前方中央のダッシュボードに無線通信装置２が設置されており、アンテナ１０１のメインローブは車両３内の左側後方へ向けられ、アンテナ１０２のメインローブは車両３内の右側後方へ向けられている。

図６Ａは、第１及び第２の通信方式で通信を行っている移動端末６が、車両３の後部左座席から車両３の前部左座席に移動した直後の状態を示している。図６Ａにおいては、図３Ａと同様に、第１通信部１２はアンテナ１０１に接続される一方、第２通信部２３はアンテナ１０２に接続されている。この状態において、移動端末６はサイドローブ５３２の影響を受けるため、無線通信装置２に係る第１通信部１２の通信品質が劣化し、さらには通信の断絶が発生することが考えられる。ここで、ＲＳＳＩ（１）＝−４５ｄｂｍ、ＲＳＳＩ（２）＝−５５ｄｂｍと検出されたとする。

図６Ａの状態から、第２の実施の形態に基づいた送信電力調整及びアンテナ切り替え制御を実施する。図５のフローチャートに従い処理を実施すると、第１通信部１２が通信中であると共に（ステップＳＴ２０１：ＹＥＳ）、第１通信部１２で検出される第１の指標値であるＲＳＳＩ（１）が第１の基準値である−４０ｄｂｍ以下と判断されるため（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）、アンテナ接続を切り替える（ステップＳＴ２０３）。切り替え後、ＲＳＳＩ（１）＝−５５ｄｂｍ、ＲＳＳＩ（２）＝−４５ｄｂｍとなり、切り替え前より第１の指標値が劣化しているため、アンテナ接続を元に戻す（ステップＳＴ２０３）。この結果、ＲＳＳＩ（１）＝−４５ｄｂｍ、ＲＳＳＩ（２）＝−５５ｄｂｍとなるため、ＲＳＳＩ（１）が第２の基準値である−４０ｄｂｍ以下と判断される（ステップＳＴ２０４：ＹＥＳ）。さらに、第２通信部２３が通信中である（ステップＳＴ２０５：ＹＥＳ）ため、制御部２４は第２通信部２３の送信電力を下げるよう送信電力調整部２３７に電力制御信号を供給する（ステップＳＴ２０６）。電力制御信号として、例えば送信電力を相対的に１５ｄｂｍ減少させる信号が供給されると、送信電力調整部２３７は送信用フロントエンド部１３３の送信電力を１５ｄｂｍ減少させる。これにより、図６Ａに示すメインローブ５１２、サイドローブ５２２、及びサイドローブ５３２は縮小し、図６Ｂに示すメインローブ５１２ｓ、サイドローブ５２２ｓ、及びサイドローブ５３２ｓとなる。その結果、ＲＳＳＩ（１）＝−３０ｄｂｍ、ＲＳＳＩ（２）＝−７０ｄｂｍとなり、第１の指標値は第１の基準値である−４０ｄｂｍより改善される。したがって、無線通信装置２においては第１通信部１２に係る第１の指標値が増大し、第１の通信方式で安定した通信を行うことができる。

以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る無線通信装置２によれば、優先する通信部の指標値が所定の値以下の場合にアンテナ接続の切り替え制御及び／又は優先しない通信の送信電力調整を行うことで、優先する通信方式をさらに高品質にすることができる。

以上、各実施の形態を用いて本発明の詳細な説明を行ったが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施の形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の記載の範囲により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

（変形例）
例えば、制御部１４又は２４は、アンテナ切り替え制御を実施しても優先する通信部の指標値が改善されないと判断する場合には、アンテナ切替器１１を制御しないようにしても良い。

また、上記各実施の形態では第１通信部１２を優先する制御を示したが、第２通信部１３又は２３を優先する制御を行っても良い。なお、優先する通信部は記憶部１５に保持されている情報から制御部１４又は２４が判断するとしたが、記憶部１５によらず、優先する通信部が固定的に決定されていても良い。

さらに、上記各実施の形態では、無線通信装置１又は２の各構成要素が筐体７内に設置されており、アンテナ１０１及び１０２は近接して配置され、各アンテナのメインローブは重ならない構成であったが、２つのアンテナは離れて配置されても良く、干渉許容度によっては各アンテナのメインローブが重なる構成であっても良い。車両に無線通信装置１又は２を設置する場合を例に挙げると、アンテナ１０１が車両の前部左座席窓側に、アンテナ１０２が車両の前部右座席窓側に配置され、それぞれのメインローブが車両の後部座席中央に向いており、メインローブが重なる構成としても良い。

くわえて、第１の通信方式の使用周波数帯域と第２の通信方式の使用周波数帯域は、近接又は互いに包含関係にあっても良い。なお、上記各実施の形態では、第１の通信方式と第２の通信方式は異なるとしていたが、同じ方式であっても良い。

また、上記第２の実施の形態において、第１の通信方式をＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用の無線通信方式、第２の通信方式をＬＡＮ用の無線通信方式とすることで、ＰＡＮ用の通信品質の劣化を優先して防止しても良い。一般的にＰＡＮ用の通信の送受信信号はＬＡＮ用の通信の送受信信号より送信電力が小さいため、ＬＡＮの送受信信号から妨害を受けやすい。したがって、この構成によれば、本発明の効果が好適に奏される。

１、２ 無線通信装置
３ 車両
６ 移動端末
７ 筐体
１１ アンテナ切替器
１２ 第１通信部
１２ａ、１３ａ 通信部側端子
１３、２３ 第２通信部
１４、２４ 制御部
１５ 記憶部
１０１、１０２ アンテナ
１０１ａ、１０２ａ、 アンテナ側端子
２３７ 送信電力調整部
１２０ 第１通信フロントエンド部
１３０ 第２通信フロントエンド部
１２１、１３１ スイッチ
１２２、１３２ 受信用フロントエンド部
１２３、１３３ 送信用フロントエンド部
１２５ 第１通信送受信部
１２６ 第１指標値検出部
１３５ 第２通信送受信部
１３６ 第２指標値検出部
４１１、４１２ メインローブ（アンテナ１０１側）
４２１、４２２、４３１、４３２ サイドローブ（アンテナ１０１側）
５１１、５１２、５１２ｓ メインローブ（アンテナ１０２側）
５２１、５２２、５２２ｓ、５３１、５３２、５３２ｓ サイドローブ（アンテナ１０２側）

Claims (3)

1. メインローブが互いに異なる方向に向けられた２つのアンテナと、第１の通信方式に準拠して通信する第１通信部と、第２の通信方式に準拠して通信する第２通信部と、前記第１通信部の通信品質を示す第１の指標値を検出する第１指標値検出部と、前記第２通信部の通信品質を示す第２の指標値を検出する第２指標値検出部と、前記第１及び第２通信部を前記２つのアンテナに１対１接続となるように択一的に接続するアンテナ切替器と、前記第１及び第２指標値検出部が検出する指標値のうち、優先する通信部の指標値が第１の基準値以下であれば、優先する通信部が他のアンテナに接続されるように前記アンテナ切替器を制御する制御部と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記第２通信部は、前記第１指標値検出部が検出する第１の指標値が第２の基準値以下であれば、前記第２通信部の送信電力を下げる送信電力調整部を具備することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 少なくとも前記第１及び第２通信部、前記第１及び第２指標値検出部、及びアンテナ切替器は筐体に収納され、前記筐体に前記２つのアンテナが近接して取り付けられ、当該筐体が自動車のダッシュボードに装着されると共に、前記２つのアンテナのメインローブが車両後方に向けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置。

Images