JP4762766B2

JP4762766B2 - 無線通信装置及び無線通信システム

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Publication number: JP4762766B2
Application number: JP2006075027A
Authority: JP
Inventors: 哲也佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: US20070218870A1; JP2007251799A

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信システムに関し、特に通信相手機の位置情報を取得する無線通信装置及び無線通信システムに関する。

従来、最低３つの基地局、好ましくは４つ以上の基地局を用いて移動局の位置を求める技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数のクライアントがサーバとデータのやり取りを行い、大型ディスプレイ装置に文字を表示させて電子会議を行う技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、複数の端末をインターネットを介してＷｅｂサーバに接続し、サーバとデータのやり取りを行うことにより電子会議を行う技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、無線通信をする際の相手機の位置情報をＧＰＳや専用の測定器により取得する技術も知られている。

特開２００４−３０１８５０号公報特開２００３−２８１１０１号公報特開２００４−２４０５７７号公報

しかしながら、電子会議システム等の従来のオフィス支援システムにおいて、無線通信を行う相手機の位置を取得するために、ＧＰＳや専用の測定器を導入すると導入コストが高くなるという問題がある。また、相手の無線通信装置との距離を測定できるＷｉｍｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）の技術によれば相手機の位置を測定することができるが、ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）の技術では電波の指向性を制御することができないため、２台又は３台の無線通信装置間での位置情報の取得は困難であり４台以上の無線通信装置が必要であるという問題があった。

具体的には、無線通信装置が２台もしくは３台の場合は平面が特定できず位置情報の取得は困難である。例えば、距離を測定できる無線通信機器が２台あった場合は、自局と他局間の距離は特定できるが、他局の位置は自局を中心とした球面上の何れかの場所にあることしか判らず位置は特定できない。また、平面が予め特定されていた場合でも、他局の場所は自局を中心とした円上の何れかの場所にあることしか判らないので位置を特定することはできない。

図１２は、従来の技術において２台の無線局が位置情報を取得しようとする場合の可否を説明するものである。第１の無線局５１と第２の無線局５２、５３間の距離はＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）が提供する機能によって測定することができるが、第１の無線局５１から第２の無線局５２、５３の方向は特定できないという問題があった。

図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、従来の技術において３台の無線局が位置情報を取得しようとする場合の可否を説明するものである。第１の無線局６１と第２の無線局６２、第３の無線局６３間の距離、第２の無線局６２と第３の無線局６３間の距離はＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）が提供する機能によって測定できるが、第１の無線局６１から第２の無線局６２、第３の無線局６３への向きは、図１３（ａ）に示す場合と図１３（ｂ）に示す場合とがあり、どちらの位置関係であるかは特定することができないという問題があった。

本発明は、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができる無線通信装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、相手機と無線通信を行う無線通信手段と、前記相手機との距離を測定する距離測定手段と、前記無線通信手段による無線通信の電波の指向性を切り換える指向性切り換え手段と、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて前記相手機の方位を測定する方位測定手段と、前記距離測定手段により測定した距離と前記方位測定手段により測定した方位に基づいて、前記相手機の位置を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段により算出された相手機の位置に応じて前記無線通信手段の出力を制御する通信出力制御手段と、ビーコングループに未参加の状態で、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて各方位にスキャンを実施して前記相手機の有無を判断するとともに該相手機の識別を行った後、前記ビーコングループに参加してから、前記相手機が存在する方位に前記指向性切り換え手段により電波の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する前記相手機までの距離を前記距離測定手段により取得するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。

この構成により、相手機との距離を測定するとともに電波の指向性を切り換えて相手機の方位を測定して相手機の位置を取得するので、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができる。また、相手機の位置に基づいて無線通信の出力を制御するので、近接する他の無線機器に害を及ぼすことを防止できるとともに消費エネルギーを低減させることができる。

また、本発明の無線通信システムは、複数の無線通信装置からなる無線通信システムにおいて、少なくとも１の無線通信装置が、相手機と無線通信を行う無線通信手段と、前記相手機との距離を測定する距離測定手段と、前記無線通信手段による無線通信の電波の指向性を切り換える指向性切り換え手段と、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて前記相手機の方位を測定する方位測定手段と、前記距離測定手段により測定した距離と前記方位測定手段により測定した方位に基づいて、前記相手機の位置を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段により算出された相手機の位置に応じて前記無線通信手段の出力を制御する通信出力制御手段と、ビーコングループに未参加の状態で、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて各方位にスキャンを実施して前記相手機の有無を判断するとともに該相手機の識別を行った後、前記ビーコングループに参加してから、前記相手機が存在する方位に前記指向性切り換え手段により電波の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する前記相手機までの距離を前記距離測定手段により取得するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。

また、本発明の無線通信システムは、複数の無線通信装置からなる無線通信システムにおいて、少なくとも１の無線通信装置が、相手機と無線通信を行う無線通信手段と、前記相手機との距離を測定する距離測定手段と、前記無線通信手段による無線通信の電波の指向性を切り換える指向性切り換え手段と、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて前記相手機の方位を測定する方位測定手段と、前記距離測定手段により測定した距離と前記方位測定手段により測定した方位に基づいて、前記相手機の位置を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段により算出された相手機の位置に応じて前記無線通信手段の出力を制御する通信出力制御手段と、前記位置算出手段により算出された相手機の位置を表示する表示手段と、前記表示手段に位置が表示された相手機に対する送受信操作を入力する操作入力手段と、ビーコングループに未参加の状態で、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて各方位にスキャンを実施して前記相手機の有無を判断するとともに該相手機の識別を行った後、前記ビーコングループに参加してから、前記相手機が存在する方位に前記指向性切り換え手段により電波の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する前記相手機までの距離を前記距離測定手段により取得するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。

この構成により、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができるとともに、表示手段に位置が表示された他の機器に対して操作入力手段から簡易な操作を行うことによって、プリンタ等の他の機器にファイルを転送及び出力することができるので、サーバや有線ネットワーク等のインフラを必要としていた従来の技術と比較して、インフラコストを下げ、省スペース化を図ることができる。

本発明によれば、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができる無線通信装置及び無線通信システムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、一実施の形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態において、無線通信装置は後述する指向性可変アンテナを備えることにより、２台の無線通信装置で位置情報を取得することを可能とするものである。

無線通信装置１は、指向性可変アンテナ２と、符号復号部３（図ではＰＨＹと記載）と、無線周波数部４（図ではＲＦと記載）を備えている。これら指向性可変アンテナ２、符号復号部３、無線周波数部４は無線通信装置１における物理層１２を構成する。

また、無線通信装置１は、送信部６と、受信部７と、制御部８と、送受信データバッファ９と、インタフェース部１０を備えている。これら送信部６、受信部７、制御部８、送受信データバッファ９、インタフェース部１０は無線通信装置１におけるＭＡＣ層１３を構成する。

インタフェース部１０にはＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等の無線通信機器１１が接続されている。無線通信装置１が無線送信する際は、無線通信機器１１から送信されたデータはインタフェース部１０を介して送受信データバッファ９に一旦蓄えられる。送受信データバッファ９に蓄えられたデータは、制御部８の指令により無線周波数部４で処理されて指向性可変アンテナ２から無線送信される。一方、無線通信装置１が無線受信する際は、指向性可変アンテナ２により無線受信されたデータは、無線周波数部４で処理されて受信部７を介して送受信データバッファ９に一旦蓄えられる。送受信データバッファ９に一旦蓄えられたデータは、制御部８の指示によりインタフェース部１０を介して無線通信機器１１に送られる。なお、制御部８は、図示しないアンテナスイッチのＯＮ及びＯＦＦを制御する信号を指向性可変アンテナ２に送ることにより、指向性可変アンテナ２の指向性を電気的に制御するため、非常に高速に指向性を変化させることができる。

次に、指向性可変アンテナ２の詳細な構成について図２を参照して説明する。ここで、図２（ａ）は指向性可変アンテナ２の概略斜視図を示し、図２（ｂ）は指向性可変アンテナ２の概略断面図を示す。指向性可変アンテナ２は、一組のアンテナと給電回路により指向性を変化させることができるようになっている。

指向性可変アンテナ２は、同軸線路２３で給電され、地板２２及び上部の円錐型の上部電極２１を有しており無指向性のディスコーンアンテナ２９を形成している。このディスコーンアンテナ２９の上部電極２１と地板２２には、ディスコーンアンテナ２９の中心から放射状に延びる溝２５がそれぞれ形成されている。

同軸線路２３とディスコーンアンテナ２９との接続部付近には、同軸線路２３の信号線２４や接地導体２８と平行な金属製の浮遊導体板２６が９０度間隔で４方向に埋め込まれている。また、浮遊導体板２６と接地導体２８の間は複数のＭＥＭＳスイッチ２７により接続されている。ＭＥＭＳスイッチ２７は、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術を用いたスイッチであり、指向性可変アンテナ２の外部から図示しない制御用電極を用いて電気的にＯＮ／ＯＦＦの状態を制御するためのものである。全てのＭＥＭＳスイッチ２７をＯＦＦにすると、同軸線路２３の電界分布に乱れはなくディスコーンアンテナ２９の放射パターンは無指向性のままとなる。また、ＯＮにするＭＥＭＳスイッチ２７の方向を切り換えることによりディスコーンアンテナ２９の指向性を切り換えたり、容量を変えて動作周波数帯を制御することが可能となっている。また、上部電極２１と地板２２に設けた溝２５により、放射電界分布の不均一さを維持したまま放射し易くなっている。従って、指向性可変アンテナ２は、通常の無指向性アンテナと同等の大きさを保ったまま、複数の周波数において独立して指向性の切り替えを行うことが可能となっている。また、指向性可変アンテナ２は、指向性をＭＥＭＳスイッチ２７によって電子的に切り替え可能なため、数μ秒という非常に短い時間に指向性を切り換えることができるものである。

次に、前述した無線通信装置１を備える無線通信システムについて説明する。本実施の形態において、無線通信システムは、第１の無線局３１と第２の無線局３２とから構成される。図３（ａ）は第１の無線局３１が無線通信装置１を備えた場合を示し、図３（ｂ）は第２の無線局３２が無線通信装置１を備えた場合を示す。

図３（ａ）に示す第１の無線局３１が無線通信装置１を備える場合、第１の無線局３１は、狭い範囲で第２の無線局３２をスキャンすることができる。このとき、第１の無線局３１はＭＥＭＳスイッチ２７の切り換えにより第２の無線局３２の方向を特定することができる。また、第１の無線局３１と第２の無線局３２との距離については、後述するＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）の距離測定手順により測定することができる。同様にして、図３（ｂ）に示す第２の無線局３２が無線通信装置１を備える場合には、第２の無線局３２は、狭い範囲で第１の無線局３１をスキャンして、ＭＥＭＳスイッチ２７の切り換えにより第１の無線局３１の方向を特定することができる。また、第１の無線局３１と第２の無線局３２との距離については、ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）の距離測定手順により測定することができる。

ここで、ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）とは無線関連団体の名称であり、ＷｉＭｅｄｉａ方式のＭＡＣ仕様をＷＵＳＢ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ）技術又はその他の上位プロトコルで使用したものと定義される。ＷＵＳＢとは、ＵＳＢの無線版である。すなわち既存のＵＳＢプロトコルの物理層を無線化した仕様であり、無線技術には最大７．５ＧＨｚ幅の広帯域を使って通信するＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅｂａｎｄ）を採用している。ＵＷＢでは「ＭＢＯＡＵＷＢＰＨＹ」「ＭＢＯＡＭＡＣ」という２つの物理層と、物理層の上で動作するアプリケーションとの仲介役となる緩衝層の「ＷｉＭｅｄｉａ」らの層を定義することで、Ｗｉ-Ｆｉのような通常のデータ通信以外にも、ＷＵＳＢやＴＣＰ／ＩＰスタックなどの各種メディアのサポートが行われる。また、ＵＷＢは、短距離間の民生電子機器、パソコン周辺機器、モバイル装置同士でデータを転送するための無線技術であり、高速でありながら消費電力を低く抑えることが可能となっている。また、ＵＷＢは高画質マルチメディアコンテンツの転送に適しており、例えば、居間でデジタルビデオレコーダから高品位テレビに家族のビデオを無線で送ったり、会議室でノートパソコンからプロジェクタにプレゼンテーション用データを配信するといった利用をすることができるものである。

次に、無線通信装置１におけるＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）技術を用いた距離測定手順について説明する。図４は、ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）による距離測定手順について説明したものである。なお、以下の説明では、第１の無線局３１と第２の無線局３２の両方が無線通信装置１を備えているものとする。

初めに、距離を測定するための準備について説明する。まず、第１の無線局３１の制御部８は第１の無線局３１のＭＡＣ層１３に距離測定要求を送信すると、第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は第１の無線局３１の物理層１２のタイマー部５（図１参照）に対し時刻を測定するためのタイマーをオンする。

次いで、第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は第２の無線局３２のＭＡＣ層１３に距離判定開始要求を送信する。次いで、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は第２の無線局３２の物理層１２のタイマー部５に対し時刻を測定するためのタイマーをオンする。次いで、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は第１の無線局３１のＭＡＣ層１３に距離測定開始要求に対する受信確認を送信する。

次に、送信時間測定の手順について説明する。まず、第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は第２の無線局３２のＭＡＣ層１３に距離測定フレームを送信する。第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は距離測定フレームを送信することにより送信時刻を測定する。なお、このとき第１の無線局３１の物理層１２は送信時刻を毎フレーム記録している。距離測定フレーム送信時（Ｔ１）に、タイマー値が第１の無線局３１の物理層１２のタイマー部５に自動的に記録される。フレーム送信後、第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は第１の無線局３１の物理層１２に記録された値を読み込む。

第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は距離測定フレームを受信すると受信時刻を測定する。このとき、第２の無線局３２の物理層１２は受信時刻を毎フレーム記録しており、距離測定フレーム受信時（Ｒ１）に、タイマー値が第２の無線局３２の物理層１２のタイマー部５に自動的に記録され、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は第２の無線局３２の物理層１２に記録された値を読み込む。

次いで、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は送信局である第１の無線局３１のＭＡＣ層１３に距離測定フレームに対する受信確認を送信する。

次に、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は受信確認を送信することにより、受信確認の送信時刻を測定する。このとき、第２の無線局３２の物理層１２は送信時刻を毎フレーム記録しており、距離測定フレームに対する受信確認送信時（Ｔ２）に、タイマー値が第２の無線局３２の物理層１２のタイマー部５に自動的に記録され、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３は物理層に記録された値を読み込む。

次いで、第１の無線局３１の物理層１２は、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３からの距離測定フレームに対する受信確認を受信するとその受信時刻を測定する。このとき、第１の無線局３１の物理層１２は受信時刻を毎フレーム記録しており、距離測定フレームに対する受信確認受信時（Ｒ２）に、タイマー値が第１の無線局３１の物理層１２のタイマー部５に自動的に記録され、第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は物理層に記録された値を読み込む。

次に、第１の無線局３１における距離測定演算について説明する。第１の無線局３１のＭＡＣ層１３は、上述のように測定した送信時刻、受信時刻により、図５に示す距離測定演算モデルを基に送信時間Δｔを算出する。送信時間Δｔは、送信時間Δｔ［ｎｓ（ナノ秒）］＝｛（Ｔ１−Ｒ２）−（Ｒ１−Ｔ２）｝／２の式により算出される。なお、論理値１ｎｓ＝２８ｃｍとしている。

次に距離測定の応答について説明する。まず、第２の無線局３２のＭＡＣ層１３より第１の無線局３１のＭＡＣ層１３に対し、上述した距離測定演算で算出した距離についての距離測定応答が送信される。第１の無線局３１のＭＡＣ層１３より第１の無線局３１の物理層１２のタイマー部５に対しタイマーがオフされる。第１の無線局３１のＭＡＣ層１３より第２の無線局３２のＭＡＣ層１３に対し距離測定応答に対する受信確認が送信される。第２の無線局３２のＭＡＣ層１３より第２の無線局３２の物理層１２のタイマー部５に対しタイマーがオフされる。第１の無線局３１のＭＡＣ層１３より第１の無線局３１の制御部８に対し距離測定確認が送信される。以上の手順により第１の無線局３１と第２の無線局３２との間の距離の測定が完了する。

なお、第１の無線局３１と第２の無線局３２の両方が無線通信装置１を備えていなくてもよく、第１の無線局３１と第２の無線局３２の何れか一方が指向性可変アンテナ２を搭載した無線通信装置１を備えていれば、ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）に規定される距離測定の手順により無線局間の距離が測定できるため、２台の無線局間でも位置情報の取得が可能となる。なお、３台以上の無線局においても、そのうちの１台が指向性可変アンテナ２を搭載した無線通信装置１を備えていれば、２台の無線局の場合と同様の距離測定手順により位置情報を取得することができる。

次に、位置情報の取得手順について更に詳細に説明する。図６は、本実施の形態における無線局の位置関係の一例を示すものである。ここで、第１の無線局３１は指向性可変アンテナ２を有する無線通信装置１を備えており、前述したように指向性を９０度毎の指向性Ａ、指向性Ｂ、指向性Ｃ、指向性Ｄの４領域に切り替られるようになっている。第２の無線局３２、第３の無線局３３、第４の無線局３４、第５の無線局３５は指向性可変アンテナ２を備えていない。なお、指向性の領域数は多いほうがより高精度に位置情報を取得することができる。

以下、第１の無線局３１が第２の無線局３２、第３の無線局３３、第４の無線局３４、第５の無線局３５の位置情報を取得する手順について説明する。図７は位置情報取得手順の一例を示すシーケンス図である。まず、第１の無線局３１は、指向性可変アンテナ２の指向性を全方向に設定し、ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）の手順に沿って、ビーコングループに参加する。ビーコングループへの参加が完了すると、受信するビーコンから第２の無線局３２、第３の無線局３３、第４の無線局３４、第５の無線局３５の基本的な情報（デバイスアドレス、ＭＡＣアドレス等）を取得できる。次いで、第１の無線局３１はこの基本的な情報から位置情報を取得するべき無線局を選択する。なお、本実施の形態では第２の無線局３２、第３の無線局３３、第４の無線局３４、第５の無線局３５全ての位置情報を取得する場合について説明するが、特定の無線局だけに位置情報取得対象を絞っても良い。次に、指向性可変アンテナ２の指向性を方向Ａに設定して方向Ａの領域への電波送受信のみを可能とする。この状態で、第２の無線局３２、第３の無線局３３、第４の無線局３４、第５の無線局３５へ距離測定開始要求を順次実施する。本実施の形態では方向Ａの領域に第４の無線局３４があるので、第４の無線局３４のみから距離測定応答が返って来る。これに対して第１の無線局３１では、前述の距離測定手順により第４の無線局３４との距離を計算する。例えば、計算結果を距離Ｘとすると、方向Ａの距離Ｘに第４の無線局３４があると判断できる。その情報を制御部８内のメモリーに保存する。次に、指向性可変アンテナ２の指向性を方向Ｂに設定する。方向Ａの場合と同様の手順で、方向Ｂには距離Ｙに第２の無線局３２、距離Ｚに第５の無線局３５があると判断でき、その情報をメモリーに保存する。方向Ｃ、方向Ｄに関しても同様の手順を実施し、方向Ｄには距離Ｖに第３の無線局５３があると判断でき、その情報をメモリーに保存する。以上の動作により周囲に存在するすべての無線局の位置情報の取得が完了し、この情報は上位アプリケーションで使用可能となる。

次に、図８、図９のシーケンス図を参照して位置情報取得手順の他の例を説明する。なお、図７に示したシーケンス図は明示的に通信相手の無線局の位置情報を取得する手順であるのに対し、図８及びこれに続く図９に示すシーケンス図は、暗示的に通信相手の無線局の方向を探索する手順である。図８、図９においては、まずＢｅａｃｏｎグループに未参加の状態で指向性可変アンテナ２により各方位にスキャンを実施して無線局の有無を判断するとともに無線局の識別を行った後、Ｂｅａｃｏｎグループに参加してから無線局が存在する方位に指向性可変アンテナ２の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する無線局までの距離を取得する。この場合、第１の無線局３１は、指向性が制御された電波によって所望の無線局に向けて距離測定要求を実施することができるので、他の方向の無線局から距離測定要求の電波を傍受される可能性が低くなりセキュリティが向上する。

なお、無線局は一般的に移動可能であり常に同じ位置にあるとは限らないので、図７の位置情報取得手順又は図８、図９の位置情報取得手順を一定時間間隔毎に実施して位置情報の更新をすることが好ましい。

次に、前述の無線通信システムを、複数の異なる情報機器間で無線通信より情報の遣り取りを行うオフィス支援システムに適用した場合について説明する。図１０に示すオフィス支援システムは、オフィス内において複数のユーザがそれぞれ無線通信機器（無線局）を利用して会議や情報交換を行うためのものである。本実施のオフィス支援システムは、無線通信機器（無線局）として、ＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）４１、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔｓ）４２、携帯電話４３、プロジェクタ４４、プリンタ４５から構成されている。なお、これらに限定するものではなく、オフィス支援システムはデジタル複合機（ＭＦＰ）等を含んで構成されていてもよい。

図１０、図１１に示すオフィス支援システムにおいて、ＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３は、指向性可変アンテナ２を有する前述の無線通信装置１を備えるとともに、表示部４１ａ、４２ａ、４３ａをそれぞれ備え、表示部４１ａ、４２ａ、４３ａ上に後述するアプリケーションを実行することにより、図７又は図８、図９のシーケンス図に示す手順により周辺の無線通信機器（無線局）を検出し、周辺の無線通信機器（無線局）の位置の取得、データの送受信等を行うようになっている。また、ＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３は、ボタン、キーボード等から構成される操作入力部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂをそれぞれ備え、操作入力部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂから入力された操作に基づいて、自機のデータをプリンタ４５に送信して印字出力できるようになっている。

ここで、図１１を参照してアプリケーションの動作について説明する。図１１は、ＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３の表示部４１ａ、４２ａ、４３ａに表示されるアプリケーション画面４６の一例を示すものである。ＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３の利用者がアプリケーションを実行すると、無線通信装置１を備えたＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３は、まず、スキャン（電波をモニタ）して周辺機器の存在の有無を判別し、周辺機器の存在を確認したらビーコン送信を開始して通信に参加する。なお、この時点では、周辺機器との距離は不明なので最大パワーで送信を開始する。次いで、各周辺機器と距離測定を実施して、各周辺機器の距離に合わせた送信出力で通信を行う。例えば、図１１に示すように、自ＰＣに最も近いＰＣと通信をする場合は、最も近いＰＣに届く程度の送信出力で通信することにより、通信したい周辺機器への距離に合わせた通信が可能となる。

アプリケーションが実行されるＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３の表示部４１ａ、４２ａ、４３ａ上には、接続可能な周辺機器とその位置情報を表すアプリケーション画面４６がＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）により表示されるようになっている。

また、ＰＣ４１、ＰＤＡ４２、携帯電話４３においては、表示部４１ａ、４２ａ、４３ａ上に表示されるアプリケーション画面４６上で、送受信したいファイルをマウス等でドラッグ＆ドロップの操作をすることにより、周辺機器との間でデータを送受信することができるようになっている。また、アプリケーション画面４６上で、印刷したいファイルをＰＣ４１からプリンタ４５にドラッグ＆ドロップすることにより印字出力することができる。また、映写したいファイルをＰＣ４１からプロジェクタ４４にドラッグ＆ドロップすることにより、プレゼンテーションファイル等を配信することができるようになっている。

このように、本実施の形態の無線通信装置１及び無線通信システムにおいては、Ｗｉｍｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）の機能により相手機との距離を測定するとともに、指向性可変アンテナ２により電波の指向性を切り換えて相手機の方位を測定して相手機の位置を取得するので、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができる。また、相手機の位置に基づいて無線通信の出力を制御するので、近接する他の無線機器に害を及ぼすことを防止できるとともに消費エネルギーを低減させることができる。

また、本実施の形態の無線通信装置１をオフィス支援システムに適用した場合は、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができるとともに、表示部４１ａ、４２ａ、４３ａに位置が表示された他の機器に対して、ボタン、キーボード、マウス等の操作入力部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂによりドラッグ＆ドロップの簡易な操作を行うことによって、プリンタ４５等の他の機器にファイルを転送及び出力することができるので、サーバや有線ネットワーク等のインフラを必要としていた従来の技術と比較して、インフラコストを下げ、省スペース化を図ることができる。

以上のように、本発明に係る無線通信装置及び無線通信システムは、サーバを介することなく２台の無線通信装置でも位置情報を取得することができるという効果を有し、通信相手機の位置情報を取得する無線通信装置及び無線通信システムとして有用である。

本発明の一実施の形態の無線通信装置の構成を示すブロック図（ａ）一実施の形態の指向性アンテナの構成を示す斜視図（ｂ）一実施の形態の指向性アンテナの構成を示す断面図（ａ）一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順を説明する図（ｂ）一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順を説明する図一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順を説明するシーケンス図一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順に用いる距離演算モデル一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順を説明する図一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順の一例を説明するシーケンス図一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順の他の例を説明するシーケンス図一実施の形態の無線通信装置を備える無線局の位置取得手順の他の例を説明するシーケンス図一実施の形態の無線通信装置をオフィス支援システムに適用した例を示す構成図オフィス支援システムで実行されるアプリケーション画面を示す図従来における位置の取得を説明する図従来における位置の取得を説明する図

符号の説明

１無線通信装置
２指向性可変アンテナ（無線通信手段）
３符号復号部
４無線周波数部
５タイマー部
６送信部
７受信部
８制御部（距離測定手段、方位測定手段、位置算出手段、通信出力制御手段）
９送受信データバッファ
１０インタフェース部
１１無線通信機器
１２物理層
１３ＭＡＣ層
２１上部電極
２２地板
２３同軸線路
２４信号線
２５溝
２６浮遊導体板
２７ＭＥＭＳスイッチ（指向性切り換え手段）
２８接地導体
２９ディスコーンアンテナ
３１第１の無線局
３２第２の無線局
４１ＰＣ
４１ａ、４２ａ、４３ａ表示部（表示手段）
４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ操作入力部（操作入力手段）
４２ＰＤＡ
４３携帯電話
４４プロジェクタ
４５プリンタ
４６アプリケーション画面

Claims

相手機と無線通信を行う無線通信手段と、
前記相手機との距離を測定する距離測定手段と、
前記無線通信手段による無線通信の電波の指向性を切り換える指向性切り換え手段と、
前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて前記相手機の方位を測定する方位測定手段と、
前記距離測定手段により測定した距離と前記方位測定手段により測定した方位に基づいて、前記相手機の位置を算出する位置算出手段と、
前記位置算出手段により算出された相手機の位置に応じて前記無線通信手段の出力を制御する通信出力制御手段と、
ビーコングループに未参加の状態で、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて各方位にスキャンを実施して前記相手機の有無を判断するとともに該相手機の識別を行った後、前記ビーコングループに参加してから、前記相手機が存在する方位に前記指向性切り換え手段により電波の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する前記相手機までの距離を前記距離測定手段により取得するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
複数の無線通信装置からなる無線通信システムにおいて、
少なくとも１の無線通信装置が、
相手機と無線通信を行う無線通信手段と、
前記相手機との距離を測定する距離測定手段と、
前記無線通信手段による無線通信の電波の指向性を切り換える指向性切り換え手段と、
前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて前記相手機の方位を測定する方位測定手段と、
前記距離測定手段により測定した距離と前記方位測定手段により測定した方位に基づいて、前記相手機の位置を算出する位置算出手段と、
前記位置算出手段により算出された相手機の位置に応じて前記無線通信手段の出力を制御する通信出力制御手段と、
ビーコングループに未参加の状態で、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて各方位にスキャンを実施して前記相手機の有無を判断するとともに該相手機の識別を行った後、前記ビーコングループに参加してから、前記相手機が存在する方位に前記指向性切り換え手段により電波の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する前記相手機までの距離を前記距離測定手段により取得するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
複数の無線通信装置からなる無線通信システムにおいて、
少なくとも１の無線通信装置が、
相手機と無線通信を行う無線通信手段と、
前記相手機との距離を測定する距離測定手段と、
前記無線通信手段による無線通信の電波の指向性を切り換える指向性切り換え手段と、
前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて前記相手機の方位を測定する方位測定手段と、
前記距離測定手段により測定した距離と前記方位測定手段により測定した方位に基づいて、前記相手機の位置を算出する位置算出手段と、
前記位置算出手段により算出された相手機の位置に応じて前記無線通信手段の出力を制御する通信出力制御手段と、
前記位置算出手段により算出された相手機の位置を表示する表示手段と、
前記表示手段に位置が表示された相手機に対する送受信操作を入力する操作入力手段と、
ビーコングループに未参加の状態で、前記指向性切り換え手段により電波の指向性を切り換えて各方位にスキャンを実施して前記相手機の有無を判断するとともに該相手機の識別を行った後、前記ビーコングループに参加してから、前記相手機が存在する方位に前記指向性切り換え手段により電波の指向性を順次切り換えて、その方位に存在する前記相手機までの距離を前記距離測定手段により取得するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信システム。