JP2016195332A - Wireless communication device, reception intensity estimation method, and communication propriety determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信装置、受信強度推定方法、および通信可否判定方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication device, a reception strength estimation method, and a communication availability determination method.
近年、無線LANや携帯電話通信などの移動通信の分野においても、マイクロ波帯に加えて広い周波数帯域を利用するため、準ミリ波帯およびミリ波帯の利用が検討されている。例えば、マイクロ波帯とは、500MHz以上10GHz未満の周波数帯を指し、準ミリ波は、10GHz以上30GHz未満の周波数帯を指し、ミリ波帯とは、周波数30GHz以上300GHz未満の周波数帯を指す。 In recent years, in the field of mobile communication such as wireless LAN and mobile phone communication, use of a quasi-millimeter wave band and a millimeter wave band has been studied in order to use a wide frequency band in addition to a microwave band. For example, the microwave band refers to a frequency band from 500 MHz to less than 10 GHz, the quasi-millimeter wave refers to a frequency band from 10 GHz to less than 30 GHz, and the millimeter wave band refers to a frequency band from 30 GHz to less than 300 GHz.
通信に用いる信号の周波数が高いほど、利用できる周波数帯域が広くなるため、情報の伝送速度を高速化することができる。一方、通信に用いる信号の周波数が高いほど、自遊空間損失が大きくなるため、通信可能なエリアが狭くなる。また、準ミリ波帯およびミリ波帯では、移動する人体によりシャドーイン具損失が発生し、通信回路が断となる場合も生じる。この問題を解決するため、低い周波数帯の無線装置と高い周波数帯の無線装置とを用いて、高い周波数帯の無線装置が利用できない場合は低い周波数帯の無線装置に切り替えて利用するマルチバンド無線システムが提案されている。これは、CMOS LSI(Complementary Metal Oxide Semiconductor Large Scale Integration)のプロセスを用いて、極めて小型かつ安価な無線回路が実現できるようになったことが背景にある。 The higher the frequency of the signal used for communication, the wider the frequency band that can be used, so that the information transmission rate can be increased. On the other hand, the higher the frequency of the signal used for communication, the greater the self-play space loss, so the communicable area becomes narrower. Further, in the quasi-millimeter wave band and the millimeter wave band, a shadowing device loss occurs due to the moving human body, and the communication circuit may be disconnected. In order to solve this problem, a multiband radio that uses a low frequency band radio apparatus and a high frequency band radio apparatus and switches to a low frequency band radio apparatus when a high frequency band radio apparatus cannot be used. A system has been proposed. This is due to the fact that an extremely small and inexpensive wireless circuit can be realized by using a process of CMOS LSI (Complementary Metal Oxide Semiconductor Large Scale Integration).
特許文献1には、通信範囲および通信速度が異なる無線通信方式の何れを用いて通信を行うかを決定する技術が開示されている。具体的には、特許文献1に係る無線通信装置では、低速な通信方式を用いた通信によって、高速な通信方式での通信が可能な装置との距離を推定し、当該装置との距離が至近距離である場合に、当該高速な通信方式を用いた通信を行う。
前述のマルチバンド無線システムでは、一般に、無線局からの到達エリアは、周波数が高くなるほど小さくなる。このため、複数の周波数に対応する、複数の無線回路を常時電源ONとして、利用可能な周波数の無線装置を利用するという方法では消費電力が大きくなる。これにより、バッテリーで動作する携帯電話端末のような無線装置ではバッテリー寿命が短くなるという問題がある。 In the multiband radio system described above, generally, the area reached from a radio station becomes smaller as the frequency becomes higher. For this reason, power consumption increases in a method in which a plurality of radio circuits corresponding to a plurality of frequencies are always turned on and a radio apparatus having an available frequency is used. Accordingly, there is a problem that a battery life is shortened in a wireless device such as a mobile phone terminal that operates on a battery.
特許文献1に記載の技術によれば、低速な通信方式を用いて高速な通信方式での通信が可能であるか否かを判定するため、消費電力の低減を図ることができる。他方、ミリ波などの周波数の高い信号は直進性が高いため、対象の装置との距離が近くても、障害物の存在などにより、当該周波数の信号を用いた通信ができない可能性がある。
According to the technique described in
本発明の目的は、上述した課題を解決する無線通信装置、受信強度推定方法、および通信可否判定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wireless communication device, a reception strength estimation method, and a communication availability determination method that solve the above-described problems.
本発明の第1の態様によれば、無線通信装置は、他の無線通信装置から送出され、自装置の複数のアンテナが捕捉した第1の周波数の信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記信号に基づいて、異なる位置において受信された複数の信号または異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現する再現部と、前記再現部が再現した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定する強度推定部とを備える。 According to the first aspect of the present invention, the wireless communication device receives a first frequency signal transmitted from another wireless communication device and captured by a plurality of antennas of the own device, and the receiving unit. Based on the received signal, a reproduction unit that reproduces a plurality of signals received at different positions or a plurality of signals received by beams having different directivities, and reception of the plurality of signals reproduced by the reproduction unit And an intensity estimation unit that estimates an average value or median intensity as a reception intensity of a signal of a second frequency that is higher than the first frequency.
本発明の第2の態様によれば、無線通信装置は、他の無線通信装置が備える複数のアンテナによって、異なる位置から異なる時刻に送出された複数の第1の周波数の信号または異なる指向性のビームによって異なる時刻に送出された複数の第1の周波数の信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定する強度推定部とを備える。 According to the second aspect of the present invention, the wireless communication device has a plurality of first frequency signals or different directivities transmitted from different positions at different times by a plurality of antennas included in another wireless communication device. A receiving unit that receives a plurality of first frequency signals transmitted at different times depending on the beam, and an average value or median value of the received intensity of the plurality of signals received by the receiving unit is higher than the first frequency An intensity estimation unit that estimates the reception intensity of the signal of the second frequency that is the frequency.
本発明の第3の態様によれば、第1または第2の態様に係る無線通信装置は、前記強度推定部が推定した前記受信強度に基づいて、前記他の無線通信装置との第2の周波数の信号による通信の可否を判定する判定部をさらに備える。 According to the third aspect of the present invention, the wireless communication device according to the first or second aspect is configured to perform the second communication with the other wireless communication device based on the reception strength estimated by the strength estimation unit. It further includes a determination unit that determines whether communication using a frequency signal is possible.
本発明の第4の態様によれば、第1から第3の何れかの態様に係る無線通信装置は、複数の前記アンテナが、水平方向に交差する方向に並んで配置される。 According to the fourth aspect of the present invention, in the wireless communication device according to any one of the first to third aspects, the plurality of antennas are arranged side by side in a direction intersecting the horizontal direction.
本発明の第5の態様によれば、受信強度推定方法は、無線通信装置から送出され、複数のアンテナによって捕捉された第1の周波数の信号を受信するステップと、受信した複数の前記信号に基づいて、異なる位置において受信された複数の信号または異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現するステップと、再現した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定するステップとを有する。 According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a reception strength estimation method comprising: receiving a signal of a first frequency transmitted from a wireless communication device and captured by a plurality of antennas; and receiving the plurality of received signals. A step of reproducing a plurality of signals received at different positions or a plurality of signals received by beams having different directivities, and calculating an average value or a median value of the received intensities of the reproduced signals. And estimating the received intensity of a signal having a second frequency that is higher than the first frequency.
本発明の第6の態様によれば、受信強度推定方法は、無線通信装置が備える複数のアンテナによって、異なる位置から異なる時刻に送出された複数の第1の周波数の信号または異なる指向性のビームによって異なる時刻に送出された複数の第1の周波数の信号を受信するステップと、受信した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定するステップとを有する。 According to the sixth aspect of the present invention, the reception strength estimation method includes a plurality of first frequency signals or beams having different directivities transmitted from different positions at different times by a plurality of antennas included in the wireless communication apparatus. Receiving a plurality of signals of the first frequency transmitted at different times according to an average value or median of received intensity of the plurality of received signals is a frequency higher than the first frequency. And estimating the received signal strength of the frequency.
本発明の第7の態様によれば、通信可否判定方法は、第5または第6の態様に係る受信強度推定方法によって推定された前記受信強度に基づいて、前記無線通信装置との第2の周波数の信号による通信の可否を判定するステップを有する。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a second method for determining whether or not communication is possible based on the reception strength estimated by the reception strength estimation method according to the fifth or sixth aspect. And determining whether or not communication using a frequency signal is possible.
上記態様のうち少なくとも1つの態様によれば、無線通信装置は、相手装置と自装置との見通し経路における受信強度を、第1の周波数の信号を用いて特定することができる。これにより、無線通信装置は、消費電力を抑えつつ、高周波数帯での通信の可否を精度よく判定することができる。 According to at least one of the above aspects, the wireless communication apparatus can specify the reception intensity in the line-of-sight path between the partner apparatus and the own apparatus using the signal of the first frequency. As a result, the wireless communication apparatus can accurately determine whether communication in the high frequency band is possible while suppressing power consumption.
《第1の実施形態》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図1は、第1の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。
第1の実施形態に係る無線通信システム1は、アクセスポイント装置100(AP;Access Point)とステーション装置200(STA;Station)とを備える。
アクセスポイント装置100およびステーション装置200は、いずれも2.4/5GHz帯(第1の周波数)の信号を用いた通信および60GHz帯(第2の周波数)の信号を用いた通信を実施することができる。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to the first embodiment.
The
Both the
アクセスポイント装置100は、複数のアンテナ110、複数の無線通信部120および制御部130を備える。アクセスポイント装置100は、無線通信装置の一例である。
各アンテナ110は、無指向性のアンテナである。アンテナ110は、鉛直方向に並べて配置される。これにより、複数のアンテナ110は、アレイアンテナを構成する。
なお、本実施形態に係るアンテナ110は、鉛直方向に並べられるが、他の実施形態では、これに限られず、水平方向と交差する方向に並んでいればよい。
無線通信部120は、アンテナ110ごとに設けられる。無線通信部120は、対応するアンテナ110が捕捉する信号を無線信号からベースバンド信号に変調する。また無線通信部120は、対応するアンテナ110に送出させる信号をベースバンド信号から無線信号に変調する。無線通信部120は、受信部の一例である。
The
Each
In addition, although the
The
制御部130は、無線通信部120が変調したベースバンド信号を処理する。また制御部130は、無線通信部120に送信信号を出力する。
制御部130は、指示送信部131、位相シフト部132、振幅制御部133、合成部134、強度推定部135、通信エリア判定部136を備える。
指示送信部131は、ステーション装置200にプローブ信号を送信させるためのプローブ送信指示を、無線通信部120に出力する。なお、プローブ送信指示およびプローブ信号は、2.4/5GHz帯の周波数で送信される。
位相シフト部132は、無線通信部120が変調したアナログのベースバンド信号の位相をシフトする。
振幅制御部133は、無線通信部120が復調したベースバンド信号のうち、所定のアンテナ110に対応する信号以外の振幅を0にする。
合成部134は、位相シフト部132が位相をシフトしたベースバンド信号を合成し、所定の指向性のビームによって受信される信号を再現する。また、合成部134は、振幅制御部133が振幅を変化させたベースバンド信号を合成し、各アンテナの位置において受信される信号を再現する。つまり、合成部134は、再現部の一例である。
The
The
The
The
The
The
強度推定部135は、合成部134が合成した各信号を検波し、各信号の受信強度(RSSI;Received Signal Strength Indicator)を測定する。また、強度推定部135は、測定した受信強度の平均値を算出する。これにより、強度推定部135は、60GHz帯の受信強度が当該平均値であると推定する。
通信エリア判定部136は、強度推定部135が推定した受信強度と無線通信システム1の動作閾値とを比較し、ステーション装置200が自装置の60GHz帯の信号による通信エリアに存在するか否かを判定する。当該閾値は、60GHz帯の無線システムの送受信アンテナ利得、送信電力、受信系の総合NF、誤検出を低減するためのマージンなどに基づいて予め決定された値である。
The
The communication
ステーション装置200は、アンテナ210、無線通信部220、制御部230を備える。
アンテナ210は、無指向性のアンテナである。
無線通信部220は、アンテナ210が捕捉する信号を無線信号からベースバンド信号に変調する。また無線通信部220は、アンテナ210に送出させる信号をベースバンド信号から無線信号に変調する。
制御部230は、無線通信部220が変調したベースバンド信号を処理する。また制御部230は、無線通信部220に送信信号を出力する。
The
The
The
The
次に、本実施形態に係る無線通信システム1の動作について説明する。
図2は、第1の実施形態に係るアクセスポイント装置の動作を示す例である。
アクセスポイント装置100の指示送信部131は、無線通信部120に通信エリア推定に用いるプローブ信号の送信指示を出力する(ステップS1)。これにより、送信指示は、ステーション装置200に送信される。ステーション装置200の制御部230は送信指示を受け付けると、プローブ信号を生成し、当該プローブ信号を無線通信部220に出力する。これにより、プローブ信号は、アクセスポイント装置100に送信される。なお、プローブ信号は、2.4/5GHz帯の信号である。
Next, the operation of the
FIG. 2 is an example showing the operation of the access point device according to the first embodiment.
The
アクセスポイント装置100の無線通信部120は、指示送信部131が送信指示を出力すると、プローブ信号の受信を待機する(ステップS2)。無線通信部120がプローブ信号を受信していない場合(ステップS2:NO)、無線通信部120は、ステップS2による受信の待機を継続する。無線通信部120がプローブ信号を受信した場合(ステップS2:YES)、無線通信部120は、受信したプローブ信号をベースバンド信号に変換し、当該ベースバンド信号の波形をメモリに格納しておく。振幅制御部133は、アンテナ110毎に、当該アンテナ110以外のアンテナ110に対応する無線通信部120が受信した信号の振幅を0にした信号群を、合成部134に出力する。合成部134は、振幅制御部133から出力された各信号群を合成し、各アンテナ110の位置で受信された信号を再現する(ステップS3)。
When the
また位相シフト部132は、異なる指向性のビームを形成するように、各無線通信部120が変調したベースバンド信号の位相をシフトした信号群を、合成部134に出力する。合成部134は、振幅制御部133から出力された各信号群を合成し、各指向性を有するビームによって受信された信号を再現する(ステップS4)。
Further, the
次に、強度推定部135は、合成部134が合成した各信号を検波して各信号の受信強度を算出する。そして強度推定部135は、当該受信強度の平均値を、60GHz帯の受信強度として算出する(ステップS5)。次に、通信エリア判定部136は、強度推定部135が推定した60GHz帯の受信強度が、所定の動作閾値より大きいか否かを判定する(ステップS6)。強度推定部135が推定した60GHz帯の受信強度が、所定の動作閾値より大きい場合(ステップS6:YES)、通信エリア判定部136は、ステーション装置200が60GHz帯の通信エリア内に存在すると判定する(ステップS7)。これにより、アクセスポイント装置100とステーション装置200は、60GHz帯の信号による通信を開始することができる。
他方、強度推定部135が推定した60GHz帯の受信強度が、所定の動作閾値以下である場合(ステップS6:NO)、通信エリア判定部136は、ステーション装置200が60GHz帯の通信エリア内に存在しないと判定する(ステップS8)。これにより、アクセスポイント装置100とステーション装置200は、2.4/5GHz帯の信号による通信を開始する。
Next, the
On the other hand, when the 60 GHz band reception strength estimated by the
このように、本実施形態によれば、アクセスポイント装置100は、ステーション装置200から送出され、自装置の複数のアンテナ110が捕捉した2.4/5GHz帯の信号を受信する無線通信部120と、無線通信部120が受信した信号に基づいて、異なる位置において受信された複数の信号または異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現する合成部134と、合成部134が再現した複数の信号の受信強度の平均値を、60GHzの信号の受信強度として推定する強度推定部135とを備える。これにより、無線通信システム1は、プローブ信号として相対的に消費電力が高い60GHz帯の信号を利用することなく、60GHz帯の信号による通信の可否を判定することができる。これにより、無線通信システム1は、ステーション装置200の低消費電力化を図ることができる。またこれにより無線通信システム1は、60GHz帯のプローブ信号の送出を回避できるため、60GHz帯の有効利用が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
ここで、異なる位置において受信された2.4/5GHz帯の信号、および異なる指向性のビームによって受信された2.4/5GHz帯の信号の受信強度の平均値によって、60GHz帯の信号の受信強度を推定できる理由を説明する。2.4/5GHz帯の信号などの低い周波数帯の信号は、マルチパスの影響を受けることが知られている。また、信号の受信位置および受信指向性によって、信号が経由するパスが異なる。信号が経由するパスの数は無数に存在するため、マルチパスによる受信強度の変動は、正規分布で近似することができる。そのため、異なる位置において受信された信号、および異なる指向性のビームによって受信された信号の受信強度の平均値は、マルチパスの影響が小さい信号の受信強度であると推定することができる。一方、60GHz帯の信号などの高い周波数帯の信号は、自遊空間損失が大きいため指向性アンテナが利用され、通信相手に指向方向を向けて通信を行うため、反射波の受信強度は直接波に比べて充分に小さい。そのため、複数の信号の受信強度の平均値により算出されるマルチパスの影響が小さい信号の受信強度は、高い周波数帯の信号の受信強度を近似する。したがって、異なる位置において受信された2.4/5GHz帯の信号、および異なる指向性のビームによって受信された2.4/5GHz帯の信号の受信強度の平均値によって、60GHz帯の信号の受信強度を推定することができる。 Here, reception of signals in the 60 GHz band is performed by the average value of the reception strengths of the 2.4 / 5 GHz band signals received at different positions and the 2.4 / 5 GHz band signals received by beams having different directivities. The reason why the intensity can be estimated will be described. It is known that a signal in a low frequency band such as a 2.4 / 5 GHz band signal is affected by multipath. Further, the path through which the signal passes varies depending on the reception position and reception directivity of the signal. Since there are an infinite number of paths through which signals pass, fluctuations in received intensity due to multipath can be approximated by a normal distribution. Therefore, it is possible to estimate that the average value of the reception strengths of the signals received at different positions and the signals received by the beams having different directivities is the reception strength of the signal having a small multipath effect. On the other hand, a high frequency band signal such as a 60 GHz band signal has a large self-playing space loss, so a directional antenna is used. Small enough compared to Therefore, the reception strength of a signal having a small multipath influence calculated by the average value of the reception strengths of a plurality of signals approximates the reception strength of a signal in a high frequency band. Accordingly, the reception intensity of the 60 GHz band signal is determined by the average value of the reception intensity of the 2.4 / 5 GHz band signal received at different positions and the 2.4 / 5 GHz band signal received by beams having different directivities. Can be estimated.
また、アンテナ110が鉛直方向に並べて配置されることで、各アンテナ110が送出する各信号のマルチパスの影響の大きさを異ならせることができる。これは、アクセスポイント装置100とステーション装置200が近接して通信を行う場合、受信される主たる信号が、直接波と大地反射波であるためである。すなわち、アンテナ110と大地との距離を異ならせることで、異なる位置で受信される信号における大地反射の影響の大きさを異ならせることができるためである。また、アンテナ110が鉛直方向に並べて配置されることで、アンテナ110の指向性を垂直面内で異ならせることができるため、異なる指向性のビームによって受信される信号における大地反射の影響の大きさを異ならせることができるためである。
Further, by arranging the
なお、本実施形態では、アクセスポイント装置100が複数のアンテナ110によるアレイアンテナの位相シフトにより、所定の方向から到来する信号を再生するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、アクセスポイント装置100が指向性を有するアンテナをさらに備え、当該アンテナを用いて所定の方向から到来する信号を受信しても良い。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ステーション装置200がプローブ信号を1回送信するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、ステーション装置200がプローブ信号を2回以上送信しても良い。この場合、強度推定部135は、複数回受信した信号に基づいて再現された複数の信号の受信強度の平均値を、60GHz帯の信号の受信強度として推定する。これにより、強度推定部135は、時間ダイバーシチの効果により、マルチパスの影響をさらに低減することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、強度推定部135が、異なる位置において受信された複数の信号、および異なる指向性のビームによって受信された複数の信号の受信強度の平均値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、強度推定部135が、異なる位置において受信された複数の信号の受信強度の平均値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定しても良い。また例えば、他の実施形態では、強度推定部135が、異なる指向性のビームによって受信された複数の信号の受信強度の平均値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定しても良い。また例えば、他の実施形態では、強度推定部135が、複数の信号の受信強度の中央値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定しても良い。特に、マルチパスの影響が正規分布に近似しないような環境では、平均値ではなく中央値を用いたほうが、精度よく受信強度を推定できる可能性がある。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態に係る無線通信システム1は、複数のアンテナ110を全て用いて、異なる位置において受信された複数の信号、および異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、複数のアンテナ110の少なくとも2つを用いて、異なる位置において受信された複数の信号または異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現しても良い。
Further, the
《第2の実施形態》
第2の実施形態について説明する。
第1の実施形態では、アクセスポイント装置100が60GHz帯での通信の可否を判定する。これに対し、第2の実施形態では、ステーション装置200が60GHz帯での通信の可否を判定する。
図3は、第2の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。第2の実施形態に係る無線通信システム1は、第1の実施形態とアクセスポイント装置100の制御部130およびステーション装置200の制御部230の動作が異なる。
<< Second Embodiment >>
A second embodiment will be described.
In the first embodiment, the
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to the second embodiment. The
第2の実施形態に係るアクセスポイント装置100の制御部130は、指示送信部131、合成部134、強度推定部135、通信エリア判定部136に代えて、通知送信部137を備える。
通知送信部137は、ステーション装置200へのプローブ信号の送出回数を、ステーション装置200に通知する。なお、当該通知は、2.4/5GHz帯の信号にて行われる。
The
The
第2の実施形態に係るステーション装置200の制御部230は、通知受信部231、強度推定部232、通信エリア判定部233を備える。
通知受信部231は、アクセスポイント装置100からプローブ信号の送信回数を示す通知を受信する。
強度推定部232は、無線通信部220が復調したベースバンド信号を検波し、アンテナ210が捕捉した信号の受信強度を算出する。強度推定部232は、算出した受信強度の平均値を、60GHz帯の受信強度として推定する。
通信エリア判定部233は、強度推定部232が推定した受信強度と無線通信システム1の動作閾値とを比較し、自装置がステーション装置200の60GHz帯の信号による通信エリアに存在するか否かを判定する。
The
The
The strength estimation unit 232 detects the baseband signal demodulated by the
The communication area determination unit 233 compares the reception intensity estimated by the strength estimation unit 232 with the operation threshold value of the
次に、本実施形態に係る無線通信システム1の動作について説明する。
図4は、第2の実施形態に係るアクセスポイント装置の動作を示す例である。
アクセスポイント装置100の通知送信部137は、無線通信部220を介して、2.4/5GHz帯のプローブ信号の送出回数の通知を出力する(ステップS250)。これにより、当該通知は、アクセスポイント装置100に送信される。プローブ信号の送出回数は、アンテナ110の数と、指向性を有するビームのパターンの数とを加算することで、算出される。
Next, the operation of the
FIG. 4 is an example showing the operation of the access point device according to the second embodiment.
The
次に制御部130は、プローブ信号を生成する(ステップS251)。次に、振幅制御部133は、複数のアンテナ110を1つずつ選択し(ステップS252)、各アンテナ110に対応する無線通信部120以外の無線通信部120から送出する信号の振幅を0に制御して、ステップS251で生成したプローブ信号を出力する(ステップS253)。これにより、プローブ信号は、各アンテナ110の位置からそれぞれ異なる時刻に送出される。これにより、アクセスポイント装置100は、空間ダイバーシチの効果により、マルチパスフェージングの影響を低減することができる。
制御部130が各アンテナ110からプローブ信号を異なる時刻に送出させると、位相シフト部132は、指向性を持つ信号を送出すべき複数の方向を1つずつ選択し(ステップS254)、各方向について、以下のステップS255およびS256の処理を行う。位相シフト部132は、複数のアンテナ110から送出される信号の合成波がステップS254で選択した方向に指向性を有するように、複数のアンテナ110に送出する各プローブ信号の位相をシフトする(ステップS255)。次に、位相シフト部132は、位相をシフトさせたプローブ信号を複数のアンテナ110に対応する各無線通信部120に出力する(ステップS256)。これにより、プローブ信号は、所定の指向性を有するビームによってそれぞれ異なる時刻に送出される。これにより、アクセスポイント装置100は、指向性ダイバーシチの効果により、マルチパスフェージングの影響を低減することができる。
また、アクセスポイント装置100は、複数のプローブ信号を異なる時刻に送出するため、時間ダイバーシチの効果により、マルチパスフェージングの影響を低減することができる。
Next, the
When the
In addition, since the
図5は、第2の実施形態に係るステーション装置の動作を示す例である。
ステーション装置200の通知受信部231は、無線通信部220を介して、アクセスポイント装置100からプローブ信号の送信回数の通知を受信する(ステップS201)。次に、無線通信部220は、プローブ信号の受信を待機する(ステップS202)。無線通信部220がプローブ信号を受信していない場合(ステップS202:NO)、無線通信部220は、ステップS202による受信の待機を継続する。無線通信部220がプローブ信号を受信した場合(ステップS202:YES)、強度推定部135は、アンテナ110が捕捉した信号の受信強度を算出し、受信強度の最大値を特定する(ステップS203)。
FIG. 5 is an example showing the operation of the station apparatus according to the second embodiment.
The
次に通知受信部231は、ステップS201で受信した通知に基づいて、アクセスポイント装置100からの全てのプローブ信号の受信が完了したか否かを判定する(ステップS204)。アクセスポイント装置100からの全てのプローブ信号の受信が完了していない場合(ステップS204:NO)、ステップS202に戻り、プローブ信号の受信を待機する。他方、アクセスポイント装置100からの全てのプローブ信号の受信が完了した場合(ステップS204:YES)、強度推定部232は、算出した受信強度の平均値を、60GHz帯の信号の受信強度として算出する(ステップS205)。
Next, the
次に、通信エリア判定部233は、強度推定部232が推定した60GHz帯の受信強度が、所定の動作閾値より大きいか否かを判定する(ステップS206)。強度推定部232が推定した60GHz帯の受信強度が、所定の動作閾値より大きい場合(ステップS206:YES)、通信エリア判定部233は、自装置がアクセスポイント装置100の60GHz帯の通信エリア内に存在すると判定する(ステップS207)。これにより、アクセスポイント装置100とステーション装置200は、60GHz帯の信号による通信を開始することができる。
他方、強度推定部232が推定した60GHz帯の受信強度が、所定の動作閾値以下である場合(ステップS206:NO)、通信エリア判定部233は、自装置がアクセスポイント装置100の60GHz帯の通信エリア内に存在しないと判定する(ステップS208)。これにより、アクセスポイント装置100とステーション装置200は、2.4/5GHz帯の信号による通信を開始する。
Next, the communication area determination unit 233 determines whether or not the 60 GHz band reception intensity estimated by the intensity estimation unit 232 is greater than a predetermined operation threshold (step S206). When the 60 GHz band reception intensity estimated by the strength estimation unit 232 is greater than the predetermined operation threshold (step S206: YES), the communication area determination unit 233 determines that the own device is within the 60 GHz band communication area of the
On the other hand, when the 60 GHz band reception strength estimated by the strength estimation unit 232 is equal to or less than a predetermined operation threshold (step S206: NO), the communication area determination unit 233 uses the 60 GHz band communication of the
このように、本実施形態によれば、ステーション装置200は、アクセスポイント装置100が備える複数のアンテナ110によって、異なる位置から異なる時刻に送出された複数の信号および異なる指向性のビームによって異なる時刻に送出された複数の信号を受信する無線通信部120と、無線通信部120が受信した複数の信号の受信強度の平均値を、60GHz帯の信号の受信強度として推定する強度推定部232とを備える。これにより、無線通信システム1は、プローブ信号として相対的に消費電力が高い60GHz帯の信号を利用することなく、60GHz帯の信号による通信の可否を判定することができる。これにより無線通信システム1は、第1の実施形態と同様に、60GHz帯のプローブ信号の送出を回避できるため、60GHz帯の有効利用が可能となる。また、本実施形態によれば、ステーション装置200は無線信号を発することなく、60GHz帯の有効利用が可能となる。これにより、ステーション装置200の消費電力を最小限に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態では、強度推定部232が、異なる位置から送出された複数の信号、および異なる指向性のビームによって送出された複数の信号の受信強度の平均値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、強度推定部232が、異なる位置から送出された複数の信号の受信強度の平均値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定しても良い。また例えば、他の実施形態では、強度推定部232が、異なる指向性のビームによって送出された複数の信号の受信強度の平均値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定しても良い。また例えば、他の実施形態では、強度推定部232が、複数の信号の受信強度の中央値を、第2の周波数の信号の受信強度として推定しても良い。特に、マルチパスの影響が正規分布に近似しないような環境では、平均値ではなく中央値を用いたほうが、精度よく受信強度を推定できる可能性がある。 In the present embodiment, the intensity estimation unit 232 uses the average value of the reception intensities of a plurality of signals transmitted from different positions and a plurality of signals transmitted by beams having different directivities as signals of the second frequency. However, the present invention is not limited to this. For example, in another embodiment, the strength estimation unit 232 may estimate an average value of the reception strengths of a plurality of signals transmitted from different positions as the reception strength of the signal of the second frequency. Further, for example, in another embodiment, the intensity estimation unit 232 may estimate the average value of the reception intensity of a plurality of signals transmitted by beams having different directivities as the reception intensity of the signal of the second frequency. . Further, for example, in another embodiment, the strength estimation unit 232 may estimate the median value of the reception strengths of the plurality of signals as the reception strength of the signal of the second frequency. In particular, in an environment where the effect of multipath does not approximate a normal distribution, there is a possibility that the reception strength can be estimated with higher accuracy by using the median value instead of the average value.
また、本実施形態に係る無線通信システム1は、複数のアンテナ210を全て用いて、第1の周波数の信号を異なる位置から送信し、および異なる指向性のビームによって送信するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、複数のアンテナ210の少なくとも2つを用いて、第1の周波数の信号を異なる位置から送信し、および異なる指向性のビームによって送信しても良い。
In addition, the
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、無線通信システム1は、60GHz帯の信号を用いた通信の可否を、2.4/5GHz帯の信号を用いて判定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る無線通信システム1は、他のマイクロ波帯または準ミリ波帯の信号を用いて、ミリ波帯の信号を用いた通信の可否を判定しても良い。つまり、他の実施形態に係る無線通信システム1は、ある周波数帯の信号を用いた通信の可否を、当該周波数帯より高い周波数帯の信号を用いて判定するものであれば、どのような周波数の信号を用いるかを問わない。
As described above, the embodiment has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to that described above, and various design changes and the like can be made.
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、無線通信システム1は、第2の周波数の受信強度と動作閾値とを比較して、ステーション装置200が第2の周波数の信号の通信エリアに属するか否かを判定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、無線通信システム1が、第2の周波数の信号の通信エリアに属するか否かの判定を行わず、推定した第2の周波数の信号の受信強度を利用者に提示するものであっても良い。
In the above-described embodiment, the
1 無線通信システム
100 アクセスポイント装置
200 ステーション装置
110、210 アンテナ
120、220 無線通信部
130、230 制御部
131 指示送信部
135、234 強度推定部
136、235 通信エリア判定部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記受信部が受信した前記信号に基づいて、異なる位置において受信された複数の信号または異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現する再現部と、
前記再現部が再現した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定する強度推定部と
を備える無線通信装置。 A receiver that receives signals of a first frequency transmitted from another wireless communication device and captured by a plurality of antennas of the device;
A reproduction unit that reproduces a plurality of signals received at different positions or a plurality of signals received by beams having different directivities based on the signal received by the reception unit;
A wireless communication unit comprising: an intensity estimation unit configured to estimate an average value or median of reception strengths of the plurality of signals reproduced by the reproduction unit as reception strengths of signals of a second frequency that is higher than the first frequency. apparatus.
前記受信部が受信した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定する強度推定部と
を備える無線通信装置。 A plurality of first frequency signals transmitted at different times from different positions or a plurality of first frequency signals transmitted at different times by beams having different directivities by a plurality of antennas provided in other wireless communication devices A receiving unit for receiving
A wireless communication unit comprising: an intensity estimation unit configured to estimate an average value or median of reception strengths of the plurality of signals received by the reception unit as reception strengths of signals of a second frequency that is higher than the first frequency. apparatus.
をさらに備える請求項1または請求項2に記載の無線通信装置。 3. The determination unit according to claim 1, further comprising: a determination unit that determines whether communication with the second frequency communication signal with the other wireless communication device is possible based on the reception strength estimated by the strength estimation unit. Wireless communication device.
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の無線通信装置。 The wireless communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of antennas are arranged side by side in a direction intersecting a horizontal direction.
受信した複数の前記信号に基づいて、異なる位置において受信された複数の信号または異なる指向性のビームによって受信された複数の信号を再現するステップと、
再現した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定するステップと
を有する受信強度推定方法。 Receiving a first frequency signal transmitted from a wireless communication device and captured by a plurality of antennas;
Recreating a plurality of signals received at different locations or a plurality of signals received by beams of different directivity based on the plurality of received signals;
Estimating the average value or median of the received intensity of the plurality of reproduced signals as the received intensity of the signal of the second frequency that is higher than the first frequency.
受信した複数の前記信号の受信強度の平均値または中央値を、第1の周波数より高い周波数である第2の周波数の信号の受信強度として推定するステップと
を有する受信強度推定方法。 Receiving a plurality of first frequency signals transmitted from different positions at different times or a plurality of signals transmitted at different times by beams having different directivities from a plurality of antennas included in the wireless communication device;
Estimating the average value or median of the received strengths of the plurality of received signals as the received strength of the signal of the second frequency that is higher than the first frequency.
を有する通信可否判定方法。 A communication availability determination step comprising: determining whether communication with the radio communication device is performed using a signal of a second frequency based on the reception strength estimated by the reception strength estimation method according to claim 5 or 6. Method.
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