JP6363466B2 - 無線通信装置及び通信制御方法 - Google Patents
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そこで、本発明の目的は、屋内での使用に制限された無線通信の周波数を、無線通信装置が屋内に存在する場合に使用するための制御を、従来よりも高い精度で行うことである。
本発明の無線端末装置において、前記通信制御部は、更に、前記外部機器の周辺環境を計測した計測データと、自無線通信装置の周辺環境を計測した計測データとの差異に基づいて、前記周波数の使用の可否を制御してもよい。
本発明の無線端末装置において、前記通信制御部は、更に、屋外で行われる無線通信の信号の受信強度を計測した計測データに基づいて、前記周波数の使用の可否を制御してもよい。
これらの無線端末装置において、前記第1方式の無線通信の相手となるクライアント装置から、前記周波数の使用の可否を制御するための前記計測データを取得する取得部を備え、前記通信制御部は、前記クライアント装置から取得された前記計測データを用いて、前記周波数の使用の可否を制御してもよい。
本発明の無線端末装置において、前記外部機器は、前記第2方式の無線通信の信号を、複数の無線通信装置へ送信し、前記通信制御部は、前記計測された前記受信強度が、前記無線通信装置毎に設定される閾値を超えている場合には、前記周波数の使用を許可してもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1の全体構成を示す図である。図1に示すように、無線通信システム1は、無線LANルータ10と、クレードル20と、クライアント装置30とを備える。無線LANルータ10、クレードル20、及びクライアント装置30の各々は、例えば、同一のユーザによって使用される。図1の例では、無線LANルータ10、クレードル20、及びクライアント装置30の各々は、屋内である室空間Rに存在する。
なお、クライアント装置30は、携帯型ゲーム機や携帯型音楽プレーヤ等の他の携帯型の無線端末装置であってもよいし、パーソナル・コンピュータ等の据え置き型の無線端末装置であってもよい。また、図1には、クライアント装置30が1台だけ示されているが、2台以上存在してもよい。
制御部11は、演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)を含むマイクロコンピュータを有する。CPUは、ROM又は記憶部17に記憶されたプログラムを、RAMに読み出して実行することにより、無線LANルータ10の各部を制御する。
近距離無線通信部14は、無線通信回路及びアンテナを有し、外部機器(例えば、クレードル20)と近距離無線通信を行う。
GPS受信部15は、衛星航法システムに属する衛星(人工衛星)からの信号を受信し、受信した信号を処理する。衛星航法システムは、本実施形態ではGPSである。GPS受信部15がGPSから受信する信号のことを、以下では「GPS信号」という。
計測項目は、ここでは、「近距離無線通信の信号の受信強度」と、「GPS受信状況」と、「周辺環境」との3つである。近距離無線通信の信号の受信強度は、近距離無線通信部14によりクレードル20から受信される、近距離無線通信の信号の受信強度である。図3に示す屋内条件テーブルTでは、この受信強度が閾値Th1を超えている場合には、屋内条件を満たすことが規定されている。GPS受信状況は、GPS受信部15により受信されるGPS信号の受信状況である。図3に示す屋内条件テーブルTでは、GPS信号の受信強度が閾値Th2以下である場合には、屋内条件を満たすことが規定されている。周辺環境は、センサ部16により計測される無線LANルータ10の周辺環境である。図3に示す屋内条件テーブルTでは、センサ部16により計測される輝度が閾値Th3以下である場合には、屋内条件を満たすことが規定されている。
なお、屋内条件テーブルTは、本実施形態では、無線LANルータ10の使用開始時点でブランクである。
制御部11は、プログラムを実行することにより、受信強度計測部111と、受信状況取得部112と、周辺環境取得部113と、通信制御部114とに相当する機能を実現する。
受信強度計測部111は、クレードル20により送信された近距離無線通信の信号が近距離無線通信部14により受信されると、受信された信号の受信強度を計測する。
受信状況取得部112は、GPS受信部15により受信されたGPS信号の受信状況を計測した計測データを取得する。受信状況取得部112は、GPS受信部15により計測された計測データを取得してもよいし、GPS受信部15から取得した信号に基づいて受信状況を計測し、この計測データを取得してもよい。
周辺環境取得部113は、センサ部16により計測された無線LANルータ10の周辺環境の計測データを取得する。
制御部21は、ROMに記憶されたプログラムを、RAMに読み出して実行することにより、クレードル20の各部を制御する。操作部23は、屋内条件テーブルTを設定するための設定ボタンB(例えば物理ボタン)を含み、ユーザにより行われた操作を受け付ける。
なお、クライアント装置30は、更に、マイクロホンやスピーカ、電源となる二次電池等の、汎用のスマートフォン又はタブレット端末と同等の構成を備える。
<屋内条件テーブルTの設定>
図6は、無線通信システム1で実行される屋内条件テーブルTの設定の流れを示すシーケンス図である。
まず、ユーザにより、無線LANルータ10及びクレードル20の電源が投入されると(ステップS1)、無線LANルータ10の制御部11は、近距離無線通信部14を介して、近距離無線通信によりクレードル20へ接続要求を送信する(ステップS2)。クレードル20の制御部21は、近距離無線通信部22を介して接続要求を受信すると、この接続要求への応答を示す接続応答を、無線LANルータ10へ送信する(ステップS3)。無線LANルータ10の制御部11は、近距離無線通信部14を介して、クレードル20からの接続応答を受信することにより、無線LANルータ10とクレードル20との近距離無線通信による接続が完了する(ステップS4)。
無線通信システム1において、ステップS5,S6の処理は、例えば所定間隔で繰り返し実行される。制御部11は、計測した無線通信信号の受信強度のうち、最新の受信強度の計測データを、RAM又は記憶部17に記憶させる。
次に、制御部11は、センサ部16により無線LANルータの周辺環境として、輝度を計測する(ステップS10)。制御部11は、ここでは、計測した周辺環境(輝度)の計測データを、RAM又は記憶部17に記憶させる。
具体的には、制御部11は、ステップS6で計測した受信強度に基づいて、「近距離無線通信の信号の受信強度」に関する屋内条件を設定する。ここでは、制御部11は、計測した受信強度に応じて一意的に定まる値を、閾値Th1として設定する。近距離無線通信の無線通信信号の受信強度は、クレードル20から無線LANルータ10までの距離に応じて変化する。よって、クレードル20及び無線LANルータ10がともに室空間Rに存在する場合、受信強度は比較的大きく、また、両者の距離に応じて受信強度が規則的に変化すると推定される。仮に、クレードル20が室空間Rに存在し、無線LANルータ10が屋外(図1の波線部参照。)に存在する場合には、室空間Rを構成する壁や扉等の建材によって、無線通信信号(電波)が遮蔽されるため、その受信強度が大きく低下すると推定される。このため、無線LANルータ10における無線通信信号の受信強度は、無線LANルータ10が屋内に存在するのか、又は屋外に存在するのかを判定するための指標となる物理量である。
以上のとおり、無線LANルータ10は、自装置が屋内に存在すると判定するための複数の計測データに基づいて、屋内条件テーブルTを設定する。
図7及び図8は、無線通信システム1で実行される通信設定の流れを示すシーケンス図である。
屋内条件テーブルTが設定された後、ユーザにより、無線LANルータ10及びクレードル20の電源が投入されると(ステップS21)、無線LANルータ10の制御部11は、近距離無線通信部14を介して、近距離無線通信によりクレードル20へ接続要求を送信する(ステップS22)。クレードル20の制御部21は、近距離無線通信部22を介して接続要求を受信すると、この接続要求への応答を示す接続応答を、無線LANルータ10へ送信する(ステップS23)。無線LANルータ10の制御部11は、近距離無線通信部14を介して、クレードル20からの接続応答を受信することにより、無線LANルータ10とクレードル20との近距離無線通信による接続が完了する(ステップS24)。
なお、無線LANルータ10において無線LAN通信の設定が行われた後は、制御部11は、次に無線LAN通信の設定が行われるまで、最新の設定に従う。
なお、周辺環境として、温度、湿度、紫外線量又は音の大きさが計測される場合、無線LANルータ10は、例えば、温度や湿度については、その日の外気温の予想と比較する等して屋内外を判定し、紫外線量又は音の大きさの場合は、屋内条件テーブルTに設定した閾値以下の場合に屋内と判定する。
次に、通信設定の他の例を説明する。
(1)衛星捕捉数
上述した通信設定では、GPSの受信状況として、GPSの受信強度が使用されていたが、GPS信号に関する他の受信状況が使用されてもよい。例えば、無線LANルータ10は、衛星航法システムに属する衛星を捕捉した数である衛星捕捉数に基づいて、5GHz帯の周波数の使用の可否を制御することも可能である。衛星捕捉数が多いほど、GPS信号の受信状況が良好であることの指標となる。
制御部11は、GPS受信部15により受信された衛星の衛星捕捉数を計測する(ステップS30A)。次に、制御部11は、計測した衛星捕捉数が、屋内条件テーブルTに設定された閾値以下か否かを判定する(ステップS31A)。衛星捕捉数が閾値を超えていると判定した場合(ステップS31A;NO)、制御部11は、無線LAN通信において5GHz帯の周波数の使用を禁止し、2.4GHz帯の周波数を使用するように、無線LAN通信の設定を行う(ステップS32)。この設定後、クライアント装置30と無線LAN通信を行うときには、制御部11は、2.4GHz帯の周波数を使用する(ステップS33)。
ステップS31Aにおいて、衛星捕捉数が閾値以下と判定した場合(ステップS31A;YES)、制御部11は、衛星捕捉数について屋内条件を満たしたと判定する。
なお、無線通信システム1において、衛星捕捉数と、GPS信号の受信強度とを併用して、無線LAN通信の設定が行われてもよい。
上述した通信設定では、無線LANルータ10の周辺環境(輝度)を計測して、屋内条件を満たすか否かを判定していたが、無線LANルータ10とクレードル20との周辺環境の差異に基づいて、屋内条件を満たすか否かを判定する方法もある。無線LANルータ10とクレードル20とが室空間Rに存在する場合には、これらの周辺環境は近くなり、反対に、無線LANルータ10が屋外に存在する場合には、これらの周辺環境に差異が現れやすいからである。
クレードル20の制御部21は、センサ部24により周辺環境を計測する(ステップS41)。制御部21は、例えば、輝度(明るさ)、温度、湿度、紫外線量及び音の大きさのうちの1つ以上を計測する。制御部21は、計測した周辺環境の計測データを、近距離無線通信部22を介して、無線LANルータ10へ送信する(ステップS42)。
ステップS41,S42の処理は、例えば繰り返し実行される。即ち、クレードル20は、例えば、所定間隔で周辺環境を繰り返し計測して、計測データを送信する。
ステップS45において、周辺環境の差異が閾値以下と判定した場合(ステップS45;NO)、制御部11は、周辺環境の差異について屋内条件を満たしたと判定する。
無線LANルータ10は、屋外で行われる無線通信の信号の受信強度に基づいて、屋内条件を満たすか否かを判定する方法もある。屋外では、移動体通信のための基地局や、公衆無線LANにおけるアクセスポイントが発した電波(例えば2.4GHz帯)が伝搬している。そこで、無線LANルータ10は、この電波の受信強度に基づいて、屋内条件を満たすか否かを判定する。
制御部11は、無線LAN通信部12を介して、屋外で使用される、2.4GHz帯の無線通信信号の受信強度を計測する(ステップS51)。次に、制御部11は、計測した2.4GHz帯の無線通信信号の受信強度が、閾値を超えているか否かを判定する(ステップS52)。この受信強度が閾値を超えていると判定した場合(ステップS52;YES)、制御部11は、無線LAN通信において5GHz帯の周波数の使用を禁止し、2.4GHz帯の周波数を使用するように、無線LAN通信の設定を行う(ステップS53)。設定後、クライアント装置30と無線LAN通信を行うときには、制御部11は、2.4GHz帯の周波数を使用する(ステップS54)。
ステップS52において、2.4GHz帯の無線通信信号の受信強度が閾値以下と判定した場合(ステップS52;NO)、制御部11は、屋外での使用が許可されている周波数の無線通信信号の受信強度について屋内条件を満たしたと判定する。
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。本発明は、例えば、以下のような形態で実施することも可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
(変形例1)
上述した実施形態では、無線LANルータ10が、GPS受信部15及びセンサ部16を備えていたが、これらを備えない構成とすることも可能である。この場合、無線LANルータ10の制御部11(受信状況取得部112、周辺環境取得部113)は、クライアント装置30から、5GHz帯の周波数の使用の可否を制御するための計測データを取得し、取得した計測データを用いて、5GHz帯の周波数の使用の可否を制御すればよい。
そこで、無線LANルータ10は、クライアント装置30に対して、例えば2.4GHz帯の周波数を使用した無線LAN通信により、計測データの送信を要求する。クライアント装置30の制御部31は、この要求を受け付けると、GPS受信部34により受信したGPS信号の受信状況、及びセンサ部35による周辺環境を計測し、この計測データを、無線LAN通信部32を介して、無線LANルータ10へ送信する。そして、無線LANルータ10の制御部11は、クライアント装置30から取得(受信)した計測データを用いて、屋内条件を満たすか否かを判定する。
この変形例によれば、無線LANルータ10が、GPS受信部15やセンサ部16等の要素を備えなくてもよく、装置構成の簡素化や低コスト化の効果を期待できる。
上述した実施形態では、無線LANルータ10は、近距離無線通信の無線通信信号の受信強度に対する閾値を固定としていたが、可変にすることも可能である。例えば、無線LANルータ10の制御部11は、時刻(時間帯)に応じて変化する閾値を設定してもよい。閾値が大きい場合ほど、クレードル20のより近傍でのみ、無線LANルータ10が5GHz帯の周波数を使用した無線通信を行える。即ち、閾値を可変にすることにより、実質的に、5GHz帯の周波数を使用した通信を利用できる地点(範囲)が制限される。例えば、子が無線LANルータ10を使用する場合、親は夜10時以降の夜間には特定の場所(例えばリビング)でしか、5GHz帯の周波数を使用できないように、無線LANルータ10に対して閾値を高くするように設定しておく。
クレードル20は、複数の無線LANルータ10と近距離無線通信を行ってもよい。この場合、複数の無線LANルータ10の各々では、装置毎に、屋内条件の閾値が設定される。この場合、例えば、子が使用する無線LANルータ10の閾値を、親が使用する無線LANルータ10の閾値よりも高い設定とすることにより、親の目が届かない範囲で、5GHz帯の周波数を使用した無線LAN通信が行われるのを、防止しやすくすることができる。更に、親が使用する無線LANルータ10がマスターとなって、子が使用するスレーブとなる無線LANルータ10の閾値を、例えば無線LAN通信により設定してもよい。
上述した実施形態で説明した構成又は動作の一部が省略されてもよい。例えば、無線LANルータ10は、少なくとも、クレードル20からの近距離無線通信の無線通信信号の受信強度に基づいて、5GHz帯の周波数の使用の可否を制御すればよい。また、5GHz帯の周波数の使用の可否を制御するために使用されない計測データについては、無線通信システム1で計測される必要はないので、この計測のための構成が省略されてよい。
上述した実施形態では、図6で説明した初期設定の処理に基づいて、屋内条件テーブルTが設定されていた。これに代えて、ユーザにより屋内条件(閾値)が設定されてもよいし、屋内条件テーブルTが予め無線LANルータ10に設定されていてもよい。
上述した実施形態では、屋内での使用に制限された周波数は5GHz帯、屋外で使用可能な周波数は2.4GHz帯としていたが、これの数値はあくまで例示であり、例えば各国や地域の法令に応じて設定されればよい。
上述した実施形態で説明した処理の順番は入れ替えられてもよい。
本発明の第1方式の無線通信は、上述した実施形態で説明した方式に限定されない。本発明の第1方式の無線通信は、屋内での使用に制限された周波数を使用することがある方式の無線通信であればよい。
本発明の第2方式の無線通信の方式は、上述した実施形態で説明した方式に限定されない。本発明の第2方式の無線通信の方式は、例えばBluetoothLE(Low Energy)であってもよく、送受信間の距離に応じて信号(電波)の受信強度が変化する方式であればよい。本発明の第2方式の無線通信として、例えば、近傍型(通信距離が70センチメートル以下)、遠隔型(通信距離が数メートル)の近距離無線通信を適用することが考えられる。
Claims (6)
- 屋内での使用に制限された周波数を使用して、第1方式の無線通信を行う無線通信部と、
前記第1方式の無線通信の相手となるクライアント装置から、前記周波数の使用の可否を制御するための計測データを取得する取得部と、
前記クライアント装置から取得された前記計測データを用いて、前記第1方式の無線通信における前記周波数の使用の可否を制御する通信制御部と
を備え、
前記計測データは、衛星航法システムに属する衛星からの信号の受信状況を計測した計測データ、屋内に配置される外部機器の周辺環境を計測した計測データと自無線通信装置の周辺環境を計測した計測データの組、又は、屋外で行われる無線通信の信号の受信強度を計測した計測データである
ことを特徴とする無線通信装置。 - 屋内での使用に制限された周波数を使用して、第1方式の無線通信を行う無線通信部と、
屋内に配置される外部機器により送信された、第2方式の無線通信の信号を受信する受信部と、
受信された前記第2方式の無線通信の信号の受信強度を計測する計測部と、
前記計測された前記受信強度が、時刻に応じて変化する閾値を超えている場合には、前記第1方式の無線通信における前記周波数の使用を許可する通信制御部と
を備える無線通信装置。 - 屋内での使用に制限された周波数を使用して、第1方式の無線通信を行う無線通信部と、
屋内に配置される外部機器により送信された、第2方式の無線通信の信号を受信する受信部と、
受信された前記第2方式の無線通信の信号の受信強度を計測する計測部と、
計測された前記受信強度に基づいて、前記第1方式の無線通信における前記周波数の使用の可否を制御する通信制御部と
を備え、
前記外部機器は、前記第2方式の無線通信の信号を、複数の無線通信装置へ送信し、
前記通信制御部は、前記計測された前記受信強度が、前記無線通信装置毎に設定される閾値を超えている場合には、前記周波数の使用を許可する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 屋内での使用に制限された周波数を使用して第1方式の無線通信を行う無線通信装置により実行される通信制御方法であって、
前記第1方式の無線通信の相手となるクライアント装置から、前記周波数の使用の可否を制御するための計測データを取得するステップと、
前記クライアント装置から取得された前記計測データを用いて、前記第1方式の無線通信における前記周波数の使用の可否を制御するステップと
を備え、
前記計測データは、衛星航法システムに属する衛星からの信号の受信状況を計測した計測データ、屋内に配置される外部機器の周辺環境を計測した計測データと前記無線通信装置の周辺環境を計測した計測データの組、又は、屋外で行われる無線通信の信号の受信強度を計測した計測データである
ことを特徴とする通信制御方法。 - 屋内での使用に制限された周波数を使用して第1方式の無線通信を行う無線通信装置により実行される通信制御方法であって、
屋内に配置される外部機器により送信された、第2方式の無線通信の信号を受信するステップと、
受信された前記第2方式の無線通信の信号の受信強度を計測するステップと、
前記計測された前記受信強度が、時刻に応じて変化する閾値を超えている場合には、前記第1方式の無線通信における前記周波数の使用を許可するステップと
を備える通信制御方法。 - 屋内での使用に制限された周波数を使用して第1方式の無線通信を行う無線通信装置により実行される通信制御方法であって、
屋内に配置される外部機器により送信された、第2方式の無線通信の信号を受信するステップと、
受信された前記第2方式の無線通信の信号の受信強度を計測する計測ステップと、
計測された前記受信強度に基づいて、前記第1方式の無線通信における前記周波数の使用の可否を制御する制御ステップと
を備え、
前記外部機器は、前記第2方式の無線通信の信号を、複数の無線通信装置へ送信し、
前記制御ステップは、前記計測された前記受信強度が、前記無線通信装置毎に設定される閾値を超えている場合には、前記周波数の使用を許可するステップである
ことを特徴とする通信制御方法。
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