JP5704653B2

JP5704653B2 - 無線通信機器、無線通信方法及びプログラム

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Publication number: JP5704653B2
Application number: JP2012046353A
Authority: JP
Inventors: 雄輝山口
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: JP2013183321A

Description

本発明は、無線通信機器、無線通信方法及びプログラムに関する。

無線ＬＡＮ（Local Area Network）に関する規格には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎがある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠する無線通信機器では、データ通信に最大が４０ＭＨｚの広い帯域を使用することができ、４０ＭＨｚの帯域を用いてＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）通信を行うことができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠する無線通信機器は、ＭＩＭＯ通信を行うことにより、高速のデータ通信が可能になっている。ＭＩＭＯ通信を行う無線通信機器は複数のアンテナを備え、送信データを分割し、分割した送信データにより、帯域内の直交する複数の副搬送波（サブキャリア）を変調して複数のデータストリームを形成し、複数のアンテナを介して送信する。

特許文献１に示された無線通信機器は、無線通信機器間のストリーム数を最適化するために、無線通信機器間で使用可能なストリーム数毎に、使用可能なサブチャネル数を抽出して総伝送容量を求め、総伝送容量の多いストリーム数を、それ以降の無線通信機器間のストリーム数として設定する。

特開２０１１−４９８４２号公報

今後、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎよりもさらに高速なデータ通信を可能とする規格ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃが標準化されると、８０ＭＨｚ帯域、１６０ＭＨｚ帯域の広い帯域を用いた通信が可能となる。

通信帯域が広くなると、他の無線ＬＡＮの通信機器からの電波干渉を避けることが困難になり、安定した通信環境が得られない。

また、気象レーダー等の所定のレーダ送信電波（以下、特定優先電波という）を検出した場合、無線ＬＡＮを構成するアクセスポイントは、その特定優先電波を検出してから３０分の間は、検出した電波の周波数で送信をしてはならないことが、電波法で定められている。この場合、使用可能な通信チャネルが一定期間制限され、連続した帯域を確保することができなくなる。よって、広い帯域を用いて安定した通信が行うことができないという問題があった。

本発明は、上記課題を克服し、電波干渉や特定優先電波等の影響を受けない安定したデータ通信を行うことのできる無線通信機器、無線通信方法及びプログラム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、本発明の第１の観点に係る無線通信機器は、
無線空間に送信信号を送信し、無線空間にストリームを形成する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに対応して設けられ、対応するアンテナから送信する送信信号を発生して該対応するアンテナに与えるとともに、該送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ設定する複数の送信部と、
前記複数の送信部に対応して設けられ、対応する前記送信部を制御し、該対応する送信部が設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ変化させる複数の周波数制御部と、
前記無線空間の電波環境を監視する監視手段とを備え、
前記複数の周波数制御部は、
前記監視手段が特定の電波を検出していない第１の期間に、他の無線通信機器との間で、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように、前記対応する送信部をそれぞれ制御し、
前記他の無線通信機器との通信の間に、前記監視手段が特定の電波を検出したときには、通信中の前記他の無線通信機器との間で、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の通信帯域を通信帯域よりも細かい複数の周波数帯域に分割し、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないように前記細かい周波数帯域の単位で前記対応する送信部の出力をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る無線通信機器は、
送信信号を送信する複数の送信処理と、
各前記送信処理で設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ制御する複数の周波数制御処理と、
無線空間の電波環境を監視する監視処理とを備え、
前記周波数制御処理では、
前記監視処理で特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように対応する送信処理をそれぞれ制御し、
前記第１の期間での送信処理中に、前記監視処理で特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の通信帯域を通信帯域よりも細かい複数の周波数帯域に分割し、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないようにして、通信を実行するように、前記細かい周波数帯域の単位で前記対応する送信処理をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータに、
送信信号を送信する送信機能、
前記送信機能で送信する前記送信信号の通信帯域及び周波数を制御する周波数制御機能、
無線空間の電波環境を監視する監視機能を実現させ、
前記周波数制御機能では、
前記監視機能が特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように対応する送信機能をそれぞれ制御し、
前記第１の期間での送信処理中に、前記監視機能が特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の通信帯域を通信帯域よりも細かい複数の周波数帯域に分割し、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないようにして、通信を実行するように、前記細かい周波数帯域の単位で前記送信機能をそれぞれ制御する機能を実現させる。

本発明によれば、特定の電波の影響を受けない安定したデータ通信を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るアクセスポイントの要部を示す構成図である。図１のアクセスポイントが行うＭＩＭＯ通信を説明するための模式図である。無線ＬＡＮ子機の要部を示す構成図である。サブキャリアの説明図である。図１のアクセスポイントが行う通信の最適化を示すフローチャートである。アクセスポイントの通信帯域と干渉波との関係を説明する図である。本発明の第２の実施形態に係るアクセスポイントの要部を示す構成図である。図７のアクセスポイントが行うＭＩＭＯ通信を説明するための模式図である。アクセスポイントの通信帯域と特定優先電波との関係を説明する図である。図７のアクセスポイントが行う通信の最適化のフローチャートである。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアクセスポイント１００の要部を示す構成図である。
図２は、図１のアクセスポイントが行う通信を説明するための図である。

無線通信機器としてのアクセスポイント１００は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｎの規格にオプションとして規定されている４０ＭＨｚの通信帯域を有する。通信相手の無線ＬＡＮ子機２００も４０ＭＨｚの通信帯域を有するのであれば、図２に示すように、帯域がそれぞれ４０ＭＨｚのストリームＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の４ストリームを用いて通信相手の無線ＬＡＮ子機２００とＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）方式の通信を行うことができる。

アクセスポイント１００は、図１に示すように、送受信データ及び各種データを一時的に記憶する記憶部１１０と、プログラムにしたがって動作し、各種データ処理や必要な演算を行うと共に、記憶部１１０に対する送受信データの書き込と読み出しを行い、アクセスポイント１００の全体の動作を制御するＣＰＵ１２０と、ＲＦベースバンド部１３０と、４個の送受信部１４０，１５０，１６０，１７０とを備えている。

ＲＦベースバンド部１３０は、ＣＰＵ１２０から順次与えられた時系列の送信データを４つのストリームＳ１〜Ｓ４に対応させて４つの送信データ列に分割し、送受信部１４０〜１７０に並列に与える。また、ＲＦベースバンド部１３０は、送受信部１４０〜１７０から与えられたデータを時系列の受信データに変換して、ＣＰＵ１２０に与える。更に、ＲＦベースバンド部１３０は、送受信部１４０〜１７０の通信帯域及び送受信部１４０〜１７０の通信周波数を変更し、動作制御を行う。

送受信部１４０は、周波数制御部１４１と無線部１４２とを備えている。無線部１４２には、アンテナ１４３が接続されている。無線部１４２は、変復調アンテナ１４３を介してデータを送受信し、変復調を行う。周波数制御部１４１は、ＲＦベースバンド部１３０の指示に基づいて無線部１４２における通信帯域及び通信周波数を制御する。

送受信部１５０は、周波数制御部１５１と無線部１５２を備えている。無線部１５２には、アンテナ１５３が接続されている。無線部１５２は、変復調アンテナ１５３を介してデータを送受信し、データの変復調を行う。周波数制御部１５１は、ＲＦベースバンド部１３０の指示に基づいて無線部１５２における通信帯域及び通信周波数を制御する。

送受信部１６０は、周波数制御部１６１と無線部１６２とを備えている。無線部１６２には、アンテナ１６３が接続されている。無線部１６２は、変復調アンテナ１６３を介してデータを送受信し、データの変復調を行う。周波数制御部１６１は、ＲＦベースバンド部１３０の指示に基づいて無線部１６２における通信帯域及び通信周波数を制御する。

送受信部１７０は、周波数制御部１７１と無線部１７２とを備えている。無線部１７２には、アンテナ１７３が接続されている。無線部１７２は、変復調アンテナ１７３を介してデータを送受信し、データの変復調を行う。周波数制御部１７１は、ＲＦベースバンド部１３０の指示に基づいて無線部１７２における通信帯域及び通信周波数を制御する。

図３は、無線ＬＡＮ子機の要部を示す構成図である。
無線ＬＡＮ子機２００も、アクセスポイント１００と同様の構成であり、送受信データ及び各種データを一時的に記憶する記憶部２１０と、ＣＰＵ２２０と、ＲＦベースバンド部２３０と、４個の送受信部２４０，２５０，２６０，２７０とを備えている。記憶部２１０、ＣＰＵ２２０、ＲＦベースバンド部２３０は、アクセスポイント１００の記憶部１１０、ＣＰＵ１２０、ＲＦベースバンド部１３０と同様に機能する。

送受信部２４０は、周波数制御部２４１と無線部２４２とを備え、無線部２４２にアンテナ２４３が接続されている。

送受信部２５０は、周波数制御部２５１と無線部２５２とを備え、無線部２５２にアンテナ２５３が接続されている。

送受信部２６０は、周波数制御部２６１と無線部２６２とを備え、無線部２６２にアンテナ２６３が接続されている。

送受信部２７０は、周波数制御部２７１と無線部２７２とを備え、無線部２７２にアンテナ２７３が接続されている。

送受信部２４０，２５０，２６０，２７０も、アクセスポイント１００の送受信部１４０，１５０，１６０，１７０と同様に機能する。

次にアクセスポイント１００の動作を説明する。
アクセスポイント１００は、電波干渉つまり干渉波を検出しない状態では、４本のアンテナ１４３，１５３，１６３，１７３を利用し、異なるデータを４０ＭＨｚの帯域で空間分割多重（Space Division Multiplexing）してデータを送受信して、無線ＬＡＮ子機２００とＭＩＭＯ方式の通信を行う。

まず、干渉波を検出していない状態でアクセスポイント１００がデータを送信する場合の動作を説明する。
送信データを送信する場合、ＣＰＵ１２０は記憶部１１０から送信データを順次読み出し、送信データ列を形成し、ＲＦベースバンド部１３０へ与える。ＲＦベースバンド部１３０は、送信データ列に対して誤り訂正符合化処理を行い、誤り訂正符号化された時系列の送信データを、各ストリームＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に分配するために４分割し、４分割したデータ列を送受信部１４０，１５０，１６０，１７０に与える。

図４は、サブキャリアの説明図である。
アクセスポイント１００は、ストリームＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を形成するために、アクセスポイント１００の通信帯域の４０ＭＨｚ内に配置された異なる周波数の複数のサブキャリアを用いる。ストリームＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、それぞれ複数のサブキャリアで形成される。ストリームＳ１でデータを送信するために用いるサブキャリアと、ストリームＳ２でデータを送信するために用いるサブキャリアと、ストリームＳ３でデータを送信するために用いるサブキャリアと、ストリームＳ４でデータを送信するために用いるサブキャリアとは、互いに周波数が異る。

送受信部１４０の無線部１４２は、ストリームＳ１を形成するための複数のサブキャリアを作成する。無線部１４２は、ＲＦベースバンド部１３０から順次与えられるデータを並列データに変換し、並列データの各データで、ストリームＳ１を形成するために作成した複数のサブキャリアを同時に変調する。

無線部１４２は、変調された複数のサブキャリアに逆離散フーリエ変換を行って、時間軸上の連続信号に変換する。無線部１４２は、時間軸上の連続信号に対してガードインターバルを付加すると共に、アナログ信号に変換する。無線部１４２は、そのアナログ信号を高周波の信号に変換し、アンテナ１４３を介して送信する。

送受信部１５０の無線部１５２は、ストリームＳ２を形成するための複数のサブキャリアを作成する。無線部１５２は、ＲＦベースバンド部１３０から順次与えられるデータを複数の並列データに変換し、並列データの各データで、ストリームＳ２を形成するために作成した複数のサブキャリアを同時に変調する。

無線部１５２は、変調された複数のサブキャリアに対して所定の遅延を付加する。無線部１５２は、遅延された複数のサブキャリアに逆離散フーリエ変換を行って、時間軸上の連続信号に変換する。無線部１５２は、時間軸上の連続信号に対してガードインターバルを付加すると共に、アナログ信号に変換する。無線部１５２は、そのアナログ信号を高周波の信号に変換して、アンテナ１５３を介して送信する。送受信部１５０の各処理は、送受信部１４０の各処理と並行して行われる。

送受信部１６０の無線部１６２は、ストリームＳ３を形成するための複数のサブキャリアを作成する。無線部１６２は、ＲＦベースバンド部１３０から順次与えられるデータを並列データに変換し、並列データの各データで、ストリームＳ３を形成するために作成した複数のサブキャリアを同時に変調する。

無線部１６２は、変調された複数のサブキャリアに対して所定の遅延を付加する。無線部１６２は、遅延された複数のサブキャリアに逆離散フーリエ変換を行って、時間軸上の連続信号に変換する。無線部１６２は、時間軸上の連続信号に対してガードインターバルを付加すると共に、アナログ信号に変換する。無線部１６２は、そのアナログ信号を高周波の信号に変換して、アンテナ１６３を介して送信する。送受信部１６０の各処理は、送受信部１４０の各処理と並行して行われる。

送受信部１７０の無線部１７２は、ストリームＳ４を形成するための複数のサブキャリアを作成する。無線部１７２は、ＲＦベースバンド部１３０から与えられるデータを並列データに変換し、並列データの各データで、ストリームＳ４を形成するために作成した複数のサブキャリアを同時に変調する。

無線部１７２は、変調された複数のサブキャリアに対して所定の遅延を付加する。無線部１７２は、遅延された複数のサブキャリアに逆離散フーリエ変換を行って、時間軸上の連続信号に変換する。無線部１７２は、時間軸上の連続信号に対してガードインターバルを付加すると共に、アナログ信号に変換する。無線部１７２は、そのアナログ信号を高周波の信号に変換して、アンテナ１７３を介して送信する。送受信部１７０の各処理は、送受信部１４０の各処理と並行して行われる。

送受信部１４０，１５０，１６０，１７０から送信される信号の帯域は、無線部１４２，１５２，１６２，１７２でそれぞれ作成する複数のサブキャリアの帯域と同じである。無線部１４２，１５２，１６２，１７２でそれぞれ作成する複数のサブキャリアの帯域が、最大４０ＭＨｚの場合、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０から送信される信号の帯域、つまり通信帯域は、４０ＭＨｚとなる。送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の送信する信号が空間分割多重され、４つのストリームＳ１〜Ｓ４として、無線ＬＡＮ子機２００に送信される。

無線ＬＡＮ子機２００が、干渉波のない状態でデータを送信する場合も、無線ＬＡＮ子機２００の記憶部２１０、ＣＰＵ２２０、ＲＦベースバンド部２３０及び送受信部２４０，２５０，２６０，２７０が、アクセスポイント１００の記憶部１１０、ＣＰＵ１２０、ＲＦベースバンド部１３０及び送受信部１４０，１５０，１６０，１７０と同様に動作し、送信データが４つのストリームＳ１〜Ｓ４に空間分割多重され、アクセスポイント１００に送信される。

電波干渉のない状態で、アクセスポイント１００がデータを受信する動作を説明する。
無線ＬＡＮ子機２００が送信した信号は、アンテナ１４３，１５３，１６３，１７３によって受信される。

無線部１４０の無線部１４２は、アンテナ１４３を介した受信信号をダウンコンバートして周波数を低くし、サンプリングしてデジタルのデータ列に変換する。無線部１４２は、そのデジタルのデータ列からガードインターバルの部分を除去した後、離散フーリエ変換を行う。この変換により、複数の周波数のサブキャリア毎の変調データに分離される。

無線部１４２は、サブキャリア毎の変調データを復調し、サブキャリア毎の復調データ列を形成する。無線部１４２は、サブキャリア毎の復調データ列の並べ替えを行い、時系列の復調データ列を形成し、ＲＦベースバンド部１３０に与える。

無線部１５０の無線部１５２は、アンテナ１５３を介した受信信号をダウンコンバートして周波数を低くし、サンプリングしてデジタルのデータ列に変換する。無線部１５２は、そのデジタルのデータ列からガードインターバルの部分を除去した後、離散フーリエ変換を行う。この変換により、複数の周波数のサブキャリア毎の変調データに分離される。

無線部１５２は、サブキャリア毎の変調データを復調し、サブキャリア毎の復調データ列を形成する。無線部１５２は、サブキャリア毎の復調データ列の並べ替えを行い、時系列の復調データ列を形成し、ＲＦベースバンド部１３０に与える。

無線部１６０の無線部１６２は、アンテナ１６３を介した受信信号をダウンコンバートして周波数を低くし、サンプリングしてデジタルのデータ列に変換する。無線部１６２は、そのデジタルのデータ列からガードインターバルの部分を除去した後、離散フーリエ変換を行う。この変換により、複数の周波数のサブキャリア毎の変調データに分離される。

無線部１６２は、サブキャリア毎の変調データを復調し、サブキャリア毎の復調データ列を形成する。無線部１６２は、サブキャリア毎の復調データ列の並べ替えを行い、時系列の復調データ列を形成し、ＲＦベースバンド部１３０に与える。

無線部１７０の無線部１７２は、アンテナ１７３を介した受信信号をダウンコンバートして周波数を低くし、サンプリングしてデジタルのデータ列に変換する。無線部１７２は、そのデジタルのデータ列からガードインターバルの部分を除去した後、離散フーリエ変換を行う。この変換により、複数の周波数のサブキャリア毎の変調データに分離される。

無線部１７２は、サブキャリア毎の変調データを復調し、サブキャリア毎の復調データ列を形成する。無線部１７２は、サブキャリア毎の復調データ列の並べ替えを行い、時系列の復調データ列を形成し、ＲＦベースバンド部１３０に与える。

ＲＦベースバンド部１３０は、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０から並行して順次与えられる復調テ−タを合成したデータ列を形成し、誤り復号化を行い、受信データ列を形成してＣＰＵ１２０に与える。
ＣＰＵ１２０は、受信データ列を形成を記憶部１１０に順次書込む。

無線ＬＡＮ子機２００が、電波干渉のない状態でデータを受信する場合も、無線ＬＡＮ子機２００の記憶部２１０、ＣＰＵ２２０、ＲＦベースバンド部２３０及び送受信部２４０，２５０，２６０，２７０が、アクセスポイント１００の記憶部１１０、ＣＰＵ１２０、ＲＦベースバンド部１３０及び送受信部１４０，１５０，１６０，１７０と同様に動作する。

アクセスポイント１００のＲＦベースバンド部１３０は、無線ＬＡＮ子機２００とのデータ通信中に、定期的に電波環境を監視し、干渉波の存在を確認する。例えば、干渉波が存在すると受信データの誤り率が高くなるので、これを検出することにより、干渉波の有無及び干渉波のレベルを確認できる。アクセスポイント１００は、干渉波を検出した場合に、ストリーム数を変更するとともに干渉波を避けるように通信の最適化を行う。

図５は、アクセスポイントが行う通信の最適化を示すフローチャートである。
アクセスポイント１００は、干渉波がない状態では、送受信部１４０、送受信部１５０、送受信部１６０、送受信部１７０を用いて無線ＬＡＮ子機２００とストリーム数が４のＭＩＭＯ方式の通信を行っている（ステップＳＴ４０１）。

アクセスポイント１００のＲＦベースバンド部１３０が定期的に通信帯域内の電波環境を監視し、干渉波の存在を確認する（ステップＳＴ４０２）。干渉波が存在しない場合、無線ＬＡＮ子機２００とデータ通信を継続する（ステップＳＴ４０３：ＮＯ）。

干渉波を検出した場合（ステップＳＴ４０３：ＹＥＳ）、干渉波のレベルが低く、スループットの低下が無ければ、（ステップＳＴ４０４：ＮＯ）無線ＬＡＮ子機２００とのデータ通信を継続する。

干渉波のレベルが高く、スループットの低下が起きると（ステップＳＴ４０４：ＹＥＳ）、ＲＦベースバンド部１３０がアクセスポイント１００の通信帯域内をスキャンし、干渉波の周波数および、干渉波の存在しない周波数を確認する（ステップＳＴ４０５）。

そして、ＭＩＭＯ方式の通信のストリーム数を１に変更し（ステップＳＴ４０６）、アクセスポイント１００の通信帯域内をスキャンしたデータをもとに、干渉波の周波数を避けるように通信周波数を配置する（ステップＳＴ４０７）。

具体的には、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域をそれぞれ４０ＭＨｚから１０ＭＨｚに変更し、さらに、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域同士が重ならず、且つ、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域が干渉波と重ならないように、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信周波数を変更する。

送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の変更及び通信周波数の変更は、ＲＦベースバンド部１３０が周波数制御部１４１，１５１，１６１，１７１に指示を出し、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０で作成するサブキャリアの周波数を変化させることで実現される。

例えば、干渉波がなく、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の送受信信号が空間分割多重されたストリーム数が４のＭＩＭＯ通信を行っているときに、図６（ａ）に示すように、干渉波３１０及び干渉波３２０が発生し、その干渉波レベルが高く、スループットの低下が起きた場合、サブキャリアの周波数を変化させることで送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域をそれぞれ４０ＭＨｚから１０ＭＨｚに変更し、さらに、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域が干渉波３１０，３２０の周波数と重ならないように、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信周波数を変更する。

図６（ｂ）の例では、送受信部１４０の通信周波数が干渉波３１０の周波数よりも低くなり、送受信部１５０，１６０の通信周波数が干渉波３１０と干渉波３２０の周波数の間になり、送受信部１７０の通信周波数が干渉波３２０よりも高くなるように変更している。

送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域及び通信周波数の変更により、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０は、通信帯域が１０ＭＨｚの４ストリームで無線ＬＡＮ子機２００との通信が可能な状態となる。

尚、ＲＦベースバンド部１３０は、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の変更及び通信周波数の変更を行う前に、無線ＬＡＮ子機２００に通信帯域の変更及び通信周波数の変更を行うことをパイロット信号等で示しておくことが望ましい。

通信帯域の変更及び通信周波数の変更をパイロット信号で示すことにより、無線ＬＡＮ子機２００で、送受信部２４０，２５０，２６０，２７０の通信帯域及び通信周波数の変更が行われる。パイロット信号には、複数のサブキャリアのうちの特定のサブキャリアが用いられてもよい。

送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の変更及び通信周波数の変更を行った後、アクセスポイント１００は、ストリーム数が１のＭＩＭＯ方式で無線ＬＡＮ子機２００とデータ通信を行い（ステップＳＴ４０８）、その通信の終了後、再び電波環境をスキャンし（ステップＳＴ４０２）、干渉波が存在しなければ（ステップＳＴ４０３：ＮＯ）、ＭＩＭＯ方式の通信のストリーム数を４に戻し、無線ＬＡＮ子機２００とデータ通信を行う（ステップＳＴ４０１）。

以上のように、本実施形態では、干渉波３１０，３２０が発生した場合に、ＭＩＭＯ方式の通信のストリーム数を１に減じるので、安定した通信が可能である。また、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信周波数が干渉波３１０，３２０に重ならないようにしたので干渉波３１０，３２０の影響を避けることができる。そのため、電波環境に応じて、安定した通信環境を得ることができる。

［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係るアクセスポイントの要部を示す構成図であり、図１中の要素と共通する要素には、共通の符合を付している。

このアクセスポイント５００は、特定優先電波検出部５１０を設けたものであり、他の構成は、図１のアクセスポイント１００と同様である。特定優先電波検出部５１０は、アクセスポイント５００の通信帯域を監視し、気象レーダ等の特定優先電波を検出した場合に、ＲＦベースバンド部１３０に特定優先電波を検出したこと及びその周波数或いはチャネルを知らせる機能を有する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠する無線通信機器では、５．２５〜５．３５ＧＨｚ帯及び５．５〜５．７ＧＨｚ帯のチャネル（２０ＭＨｚ帯域）が利用可能である。今後、規格化が予定されているＩＥＥＥ８０２．１１ａｃについても、５．２５〜５．３５ＧＨｚ帯及び５．５〜５．７ＧＨｚ帯のチャネルが利用可能である。
しかし、その周波数帯を利用する場合、気象レーダー等の特定優先電波が存在する可能性があるため、アクセスポイントとして機能する無線通信機器には、電波法上、動的周波数選択（ＤＦＳ：Dynamic Frequency Selection）が義務づけられている。

ＤＦＳの一つにＣＡＣ（Channel Available Check）がある。これは通信を開始する前に、利用チャネルの周波数を対象として、１分間、特定優先電波の検出を行い、特定優先電波が運用されていないことを確認する機能である。つまり、データ通信の途中で、５．２５〜５．３５ＧＨｚ帯で使用するチャネル或いは５．５〜５．７ＧＨｚ帯で使用するチャネルを変更した場合、特定優先電波検出のために、１分間、データ通信を始めることができない。また、特定優先電波を検出してから３０分の間、特定優先電波が検出されたチャンネルの電波の送信を行ってはならないと、電波法で定められており、特定優先電波を検出すると、使用可能な通信チャンネルが一定時間制限されてしまう。

本実施形態のアクセスポイント５００は、通信帯域に特定優先電波を検出した場合に、ストリーム数を変更するとともに特定優先電波が含まれるチャネルを避けるように通信帯域の最適化を行う。特定優先電波を検出した時の動作を図８〜図１０を参照しつつ説明する。

図８は、図７のアクセスポイントが行うＭＩＭＯ通信を説明するための模式図である。
図９は、アクセスポイントの通信帯域と特定優先電波との関係を説明する図である
図１０は、図７のアクセスポイントが行う通信の最適化のフローチャートである。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、スループットを向上させるために、１６０ＭＨｚの広い通信帯域でデータ通信を行うことができる。本実施形態では、アクセスポイント５００がＩＥＥＥ８０２．１１ａｃに準拠し、無線ＬＡＮ子機２００とが、図８に示すように、１６０ＭＨｚの通信帯域でストリーム数が４のＭＩＭＯ方式でデータ通信を行うものとして説明する。

干渉波がなく、さらに、特定優先電波を検出しない状態では、アクセスポイント５００がＲＦベースバンド部１３０の指示により、図８の示すように送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域を最大１６０ＭＨｚに設定し、無線ＬＡＮ子機２００も送受信部２４０，２５０，２６０，２７０の通信帯域を最大１６０ＭＨｚに設定し、アクセスポイント５００と無線ＬＡＮ子機２００とが、５５００ＭＨｚ〜５６６０ＭＨｚの１６０ＭＨｚの通信帯域でストリーム数が４のＭＩＭＯ方式によりデータ通信を行う（ステップＳＴ６０１）。

ＲＦベースバンド部１３０が干渉波を検出した場合、ＲＦベースバンド部１３０が、ＭＩＭＯ通信のストリーム数を１に減じ、干渉波を避けるように各送受信部１１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域及び通信周波数を変更するが、その動作は第１の実施形態と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

特定優先電波検出部５１０が特定優先電波を検出しなければ（ステップＳＴ６０２：ＮＯ）、その時点でのデータ通信がストリーム数が４のＭＩＭＯ方式で行われていたか否かを判断し、データ通信がストリーム数が４のＭＩＭＯ方式で行われていた場合には（ステップＳＴ６０３：ＹＥＳ）、ストリーム数が４のＭＩＭＯ式式でのデータ通信を継続する。

データ通信がストリーム数が４のＭＩＭＯ通方式で行われていない場合には（ステップＳＴ６０３：ＮＯ）、アクセスポイント５００の通信帯域の１６０ＭＨｚの全体について、３０分間を越えて特定優先電波が検出されていなかったことを確認する。通信帯域の１６０ＭＨｚの全体について、３０分間以上特定優先電波が検出されていなかった場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、処理をステップＳＴ６０１に戻し、５５００ＭＨｚ〜５６６０ＭＨｚの１６０ＭＨｚの通信帯域でストリーム数が４のＭＩＭＯ通信によりデータ通信を行う。

通信帯域の１６０ＭＨｚの全体について、３０分間以内に特定優先電波が検出されていた場合には（ステップＳ６０４：ＮＯ）、処理をステップＳＴ６０２に戻し、特定優先電波の検出を継続する。

図９（ａ）に示すように、アクセスポイント５００の通信帯域１６０ＭＨｚに、例えば特定優先電波７１０，７２０が含まれると、特定優先電波検出部５１０が特定優先電波７１０，７２０を検出する。特定優先電波検出部５１０は、特定優先電波７１０，７２０を検出したことと、特定優先電波７１０，７２０の含まれるチャネルをＲＦベースバンド部１３０に知らせる（ステップＳＴ６０２：ＹＥＳ）。

特定優先電波を検出したチャンネルは送信を停止しなければならない。そこで、ＲＦベースバンド部１３０は、ＭＩＭＯ方式の通信のストリーム数を１に設定し（ステップＳＴ６０５）、特定優先電波７１０，７２０を検出したチャンネルを避けるように、周波数制御部１４１，１５１，１６１，１７１に指示を出し、図９（ｂ）に示すように、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域及び通信周波数を設定する（ステップＳＴ６０６）。また、この送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域及び通信周波数の設定では、それまでの３０分以内に特定優先電波が検出されたチャネルも避けるように設定される。

図９（ｂ）の例では、特定優先電波７１０，７２０を含むチャンネルの帯域をそれぞれ２０ＭＨｚとし、送受信部１４０の通信帯域を２０ＭＨｚに変更し、送受信部１４０の送受信信号の周波数が特定優先電波７１０を含むチャネルより低くなるように、送受信部１４０の通信周波数を設定している。

また、送受信部１５０の通信帯域を６０ＭＨｚに変更し、特定優先電波７１０を含むチャネルと特定優先電波７２０を含むチャネルの間に、送受信部１５０の送受信信号の周波数が入るように送受信部１５０の通信周波数を設定している。

また、送受信部１６０の通信帯域を４０ＭＨｚに変更し、送受信部１６０の送受信する信号の周波数が特定優先電波７２０を含むチャネルよりも高くなるように、送受信部１６０の通信周波数を設定している。

また、送受信部１７０の通信帯域を４０ＭＨｚに変更し、送受信部１７０の送受信信号の周波数が送受信部１６０の送受信信号の周波数よりも高くなるように、送受信部１７０の通信周波数を設定している。

送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の変更及び通信周波数の設定は、ＲＦベースバンド部１３０が周波数制御部１４１，１５１，１６１，１７１に指示を出し、無線部１４２，１５２，１６２，１７２で作成するサブキャリアの周波数を変化させることで実現される。

送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の変更及び通信周波数の設定後、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の合計は１６０ＭＨｚである。ここで、ＲＦベースバンド部１３０は、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域に新規の通信帯域があるか否かを確認する（ステップＳＴ６０７）。図９（ｂ）の例では、無線部１４２、無線部１５２、無線部１６２は、通信帯域として５５００ＭＨｚ〜５６６０ＭＨｚの周波数帯を使用するが、これらは既に通信で使用していた周波数帯であるため（ステップＳＴ６０７：ＮＯ）、１分間、特定優先電波の検出を行う必要はなく、すぐにデータ通信を始めることが出来る。

これに対し、無線部１７２は新たに５６６０ＭＨｚ〜５７００ＭＨｚの２チャンネル分の周波数を通信帯域として使用する（ステップＳＴ６０７：ＹＥＳ）。当該２チャンネル分の周波数を対象として、１分間、特定優先電波の検出を行い（ステップＳＴ６０８）、特定優先電波が運用されていないことを確認する（ステップＳＴ６０９）。

ステップＳＴ６０９の確認で、特定優先電波を１分間検出しなかった場合（ステップＳＴ６０９：ＹＥＳ）、無線部１７２に５６６０ＭＨｚ〜５７００ＭＨｚの帯域を使用させ、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０を使用してストリーム数が１のＭＩＭＯ方式でデータ通信を開始する（ステップＳＴ６１０）。無線部１７２が特定優先電波を検出した場合（ステップＳＴ６０９：ＮＯ）、使用する通信周波数を変更し（ステップＳＴ６１１）、処理をステップＳＴ６０７に戻す。使用する通信周波数がすべて決定した後、すべての送受信部１４０，１５０，１６０，１７０を使用して、ストリーム数１のＭＩＭＯ方式でデータ通信を行う（ステップＳＴ６１０）。

ここで、ステップＳＴ６０６の通信周波数の設定で、無線部１７２がそれまで通信に用いられていた５５００ＭＨｚ〜５６６０ＭＨｚ帯の周波数を使用するように設定した場合、ステップＳＴ６０８で、１分間、２チャンネル分の周波数を対象に特定優先電波が運用されていないことを確認する必要はなく（ステップＳＴ６０７：ＮＯ）、すぐに無線部１７２の使用する通信周波数を使用できるので、すべての送受信部１４０，１５０，１６０，１７０を使用して、ストリーム数が１のＭＩＭＯ方式でデータ通信を行う（ステップＳＴ６１０）。
ストリーム数が１のＭＩＭＯ通信でデータ通信を開始した後、処理をステップＳＴ６０２に戻す。

このように、本実施形態のアクセスポイント５００では、特定優先電波を検出したとき、1分間データ通信が止まることなく、特定優先電波が存在する通信周波数を避けて通信することが出来るという効果が期待できる。また、特定優先電波が存在するチャンネルを避けて通信周波数を配置するため、効率的に広い帯域を使用することが出来るという効果が得られる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、第１の実施形態では、４つの送受信部１４０，１５０，１６０，１７０を備えたアクセスポイント１００の構成例を説明したが、送受信部は２つ以上であれば、異なる周波数の通信帯域を２種類以上使用できるので干渉波の周波数を避けて配置でき、それらの通信帯域を用いて１ストリームを形成でき、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、ＭＩＭＯ通信のストリーム数を４から１に変更したが、ＭＩＭＯ通信のストリーム数は、有している送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の数の半分以下に設定すれば、送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信周波数を２種類以上使用して干渉波を避けるようにして配置することが出来るため、同様の効果が期待できる。

また、第１の実施形態では、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域を一律１０ＭＨｚに設定してストリーム数を減じたが、１０ＭＨｚ以外の自由な帯域に設定してもよい。さらに、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域は等しくなくてもよい。

また、第１の実施形態では、ストリーム数を減じた後の各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の合計が４０ＭＨｚとなっているが、帯域の合計は、アクセスポイント１００に定められた帯域内であれば２０ＭＨｚや８０ＭＨｚでもよい。

また、第１の実施形態では、干渉波の有無で、各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域を配置したが、干渉波のレベルによって各送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域やその帯域の周波数を決定してもよい。また、第１の実施形態では、アクセスポイント１００が通信帯域内の電波環境をスキャンし、干渉波の存在を確認したが、無線ＬＡＮ子機２００が通信帯域内の電波環境をスキャンし、干渉波の存在を確認してもよい。

また、第２の実施形態では、ストリーム数を減じた後の送受信部１４０，１５０，１６０，１７０の通信帯域の合成が１６０ＭＨｚとなっているが、これに限定されるものではない。

また、第２の実施形態では、アクセスポイント５００を、第１の実施形態と同様に干渉波を検出した場合に干渉波を避ける構成としたが、干渉波を避ける機能を持たないアクセスポイントでもよい。この場合でも、特定優先電波を検出したとき、1分間データ通信が止まることなく、特定優先電波が存在する通信周波数を避けて通信することが出来るという効果が期待できる。

尚、本発明は上記した機能をコンピューターに実現させるためのプログラムを含むものである。これらのプログラムは、記録媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
無線空間に送信信号を送信し、無線空間にストリームを形成する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに対応して設けられ、対応するアンテナから送信する送信信号を発生して該対応するアンテナに与えるとともに、該送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ設定する複数の送信部と、
前記複数の送信部に対応して設けられ、対応する前記送信部を制御し、該対応する送信部が設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ変化させる複数の周波数制御部と、
前記無線空間の電波環境を監視する監視手段とを備え、
前記複数の周波数制御部は、
前記監視手段が特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように前記対応する送信部をそれぞれ制御し、
前記監視手段が特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないように前記対応する送信部をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする無線通信機器。

（付記２）
前記複数の周波数制御部は、
前記監視手段が特定の電波を検出したときには、前記無線空間に形成されるストローム数が１となるように、前記対応する送信部を制御する、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信機器。

（付記３）
前記特定の電波は、干渉波を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の無線通信機器。

（付記４）
前記特定の電波は、所定のレーダー送信電波を含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１つに記載の無線通信機器。

（付記５）
複数のアンテナに対応して設けられ、対応するアンテナから送信する送信信号を発生して該対応するアンテナに与えるとともに、該送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ設定する複数の送信処理と、
前記複数の送信処理に対応して設けられ、該対応する送信処理で設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ変化させる複数の周波数制御処理と、
無線空間の電波環境を監視する監視処理とを備え、
前記複数の周波数制御処理では、
前記監視処理で特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように前記対応する送信処理をそれぞれ制御し、
前記監視処理で特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないように前記対応する送信処理をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする無線通信方法。

（付記６）
無線空間に送信信号を送信し、無線空間にストリームを形成する複数のアンテナを備えるコンピュータに、
前記複数のアンテナに対応して設けられ、対応するアンテナから送信する送信信号を発生して該対応するアンテナに与えるとともに、該送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ設定する複数の送信機能、
前記複数の送信機能に対応して設けられ、対応する前記送信機能を制御し、該対応する送信部が設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ変化させる複数の周波数制御機能、
前記無線空間の電波環境を監視する監視機能を実現させ、
前記複数の周波数制御機能では、
前記監視機能が特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように前記対応する送信機能をそれぞれ制御し、
前記監視機能が特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないように前記対応する送信機能をそれぞれ制御する機能を実現させるためのプログラム。

１００，５００アクセスポイント
１１０，２１０記憶部
１２０，２２０ＣＰＵ
１３０，２３０ＲＦベースバンド部
１４０，１５０，１６０，１７０，２４０，２５０，２６０，２７０送受信部
２００無線ＬＡＮ子機
３１０，３２０干渉波
５１０特定優先電波検出部
７１０，７２０特定優先電波

Claims

無線空間に送信信号を送信し、無線空間にストリームを形成する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに対応して設けられ、対応するアンテナから送信する送信信号を発生して該対応するアンテナに与えるとともに、該送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ設定する複数の送信部と、
前記複数の送信部に対応して設けられ、対応する前記送信部を制御し、該対応する送信部が設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ変化させる複数の周波数制御部と、
前記無線空間の電波環境を監視する監視手段とを備え、
前記複数の周波数制御部は、
前記監視手段が特定の電波を検出していない第１の期間に、他の無線通信機器との間で、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように、前記対応する送信部をそれぞれ制御し、
前記他の無線通信機器との通信の間に、前記監視手段が特定の電波を検出したときには、通信中の前記他の無線通信機器との間で、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の通信帯域を通信帯域よりも細かい複数の周波数帯域に分割し、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないように前記細かい周波数帯域の単位で前記対応する送信部の出力をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする無線通信機器。
前記周波数制御部は、前記監視手段が特定の電波を検出したときには、それぞれに異なる通信帯域を割り当てるように前記送信部を制御し、
前記監視手段が特定の電波を検出していない前記第１の期間には、前記無線空間に形成されるストリーム数が複数となるように、送信データを複数に分割し、分割したデータ列を前記複数の送信部に与え、前記監視手段が特定の電波を検出したときには、前記無線空間に形成されるストリーム数が１となるように、前記複数の送信部に送信データを分割せずに供給するベースバンド部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信機器。
前記監視手段が特定の電波を検出していない第１の期間には、
前記ベースバンド部は、前記無線空間に形成されるストリーム数が複数となるように、送信データを複数に分割し、分割した複数のデータ列を前記複数の送信部に与え、
各前記周波数制御部は、予め定められた帯域幅のＭＩＭＯ（Multiple - Input and Multiple - Output）方式の通信を行うように、対応する前記送信部の通信帯域及び周波数をそれぞれ制御し、
前記監視手段が特定の電波を検出したときには、
前記ベースバンド部は、前記無線空間に形成されるストリーム数が１つとなるように、送信データを分割せずに、１つのデータ列を前記複数の送信部に与え、
前記監視手段は、前記特定の電波と干渉しない周波数帯域を確認し、
各前記周波数制御部は、確認した干渉しない複数の周波数帯域を用いて、前記周波数制御部はそれぞれに異なる通信帯域を割り当てるように前記送信部を制御し、ストリーム数を１とするＭＩＭＯ方式の通信を行うように、対応する前記送信部の通信帯域及び周波数をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信機器。
前記特定の電波は、干渉波を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線通信機器。
前記特定の電波は、所定のレーダー送信電波を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信機器。
送信信号を送信する複数の送信処理と、
各前記送信処理で設定する前記送信信号の通信帯域及び周波数をそれぞれ制御する複数の周波数制御処理と、
無線空間の電波環境を監視する監視処理とを備え、
前記周波数制御処理では、
前記監視処理で特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように対応する送信処理をそれぞれ制御し、
前記第１の期間での送信処理中に、前記監視処理で特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の通信帯域を通信帯域よりも細かい複数の周波数帯域に分割し、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないようにして、通信を実行するように、前記細かい周波数帯域の単位で前記対応する送信処理をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする無線通信方法。
コンピュータに、
送信信号を送信する送信機能、
前記送信機能で送信する前記送信信号の通信帯域及び周波数を制御する周波数制御機能、
無線空間の電波環境を監視する監視機能を実現させ、
前記周波数制御機能では、
前記監視機能が特定の電波を検出していない第１の期間に、前記無線空間に複数のストリームが形成されるように対応する送信機能をそれぞれ制御し、
前記第１の期間での送信処理中に、前記監視機能が特定の電波を検出したときには、前記無線空間に前記第１の期間よりも少ない数のストリームが形成され、且つ、前記送信信号の通信帯域を通信帯域よりも細かい複数の周波数帯域に分割し、前記送信信号の周波数と前記特定の電波の周波数とが重ならないようにして、通信を実行するように、前記細かい周波数帯域の単位で前記送信機能をそれぞれ制御する機能を実現させるためのプログラム。