JP6549186B2 - 無線通信装置及び電波干渉の回避方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信装置及び電波干渉の回避方法に関する。

近年、無線LAN等の無線通信装置は、大容量通信等を目的に使用周波数の高周波化が推進されている。このため、無線通信装置と気象レーダ等のレーダ装置との間で、両者の使用周波数帯域が重なることにより、電波干渉が発生する可能性が高くなっている。

従来では、例えば５ＧＨｚの周波数帯域を使用する無線LANの場合、当該周波数帯域は気象レーダ等のレーダ装置においても使用されているため、電波干渉が発生する可能性がある。このような電波干渉を回避する対策として、例えば、無線LANのアクセスポイントには、一般的にＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection:動的周波数選択）と呼ばれる電波干渉の回避機能が搭載されている。

特開２０１２−１２００３３号公報 特開２００７−２７４６５９号公報 特開２００１−２８５３０１号公報

電波干渉を回避する対策としてＤＦＳ機能は有効であるが、無線通信装置は、起動時にはＤＦＳ機能により一定時間送信を実行できないため、通信機能が待機状態となる。また、レーダ装置に接近した場合にＤＦＳ機能が作動すると、無線通信装置は、一定時間だけ、送信を実行できずに受信のみとなり、通信機能が中断状態となる可能性がある。

このような無線通信装置の待機状態や中断状態の発生は、例えば、無線通信装置としてスマートフォンや無線LAN用ルータを利用して、タブレット端末等でカーナビゲーション機能を実現する場合に、ユーザには無視できない不便性を招く。具体的には、ユーザが自動車などの移動時に、無線通信装置の起動時から一定時間、又は起動後の一定時間、カーナビゲーション機能を利用できない事態となる可能性がある。さらに当然ながら、ＤＦＳ機能が有効に機能しない場合には、レーダ装置との間で電波干渉が発生する可能性が高くなる。

そこで、レーダ装置との電波干渉の回避機能を実現できると共に、無線通信機能の待機状態または中断状態を防止できる無線通信装置を実現するという課題がある。

本実施形態の無線通信装置は、取得手段、生成手段及び制御手段を具備する。前記取得手段は、レーダ装置の設置位置及び使用周波数を含むレーダ仕様を示すレーダ情報を取得する。前記生成手段は、レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する第１の情報であって、前記レーダ装置の設置位置に基づいて、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯を識別する第２情報を含む前記第１の情報を、前記レーダ情報を使用して生成する。前記制御手段は、無線通信に使用する周波数として、前記第１の情報及び自装置の位置情報に基づいて前記電波干渉を与える周波数帯を除く使用周波数を決定する。

実施形態に関する無線通信装置の構成を説明するためのブロック図。 同実施形態に関するテーブル情報の一例を示す図。 同実施形態に関するテーブル情報の部分的具体例を示す図。 同実施形態に関する無線通信装置の動作を説明するためのフローチャート。 同実施形態の変形例に関する無線通信装置の構成を説明するためのブロック図。

以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［無線通信装置の構成］
図１は、本実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置は、例えば、無線LANのアクセスポイント（ＡＰ）、無線LAN用ルータ、スマートフォンなどに適用可能である。

図１に示すように、本実施形態の無線通信装置１０は、無線端末１５と無線通信し、また、公衆通信回線等の通信回線１６に接続している。無線端末１５は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等の携帯型情報端末あるいは通信端末である。無線通信装置１０は、通信回線１６を経由してネットワーク上のサーバ１７にアクセス可能であり、後述するように、サーバ１７により管理されているレーダ情報を受信できる。

無線通信装置１０は、通常の無線通信機能を実現する構成（図示せず）以外に、レーダ装置との電波干渉の回避機能を実現するためのコントローラ１１を含む。コントローラ１１は、プロセッサ及びソフトウェアから構成されており、テーブル情報１２及び位置情報１３を生成してメモリ（図示せず）に保持する機能、及び使用周波数を決定する機能を実行する決定部１４を含む。

テーブル情報１２は、図２及び図３を参照して後述するように、レーダ装置との電波干渉の回避機能を実行するための情報である。位置情報１３は、無線通信装置１０である自装置の位置（経度と緯度からなる座標情報）である。決定部１４は、無線通信の実行時に、レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、電波干渉の影響がない使用周波数を決定する。

本実施形態では、サーバ１７は、例えば、国際機関、政府系機関、あるいは業界団体などが管理するレーダ情報を保存しており、無線通信装置１０からのアクセス要求に応じて当該レーダ情報を提供可能であるとする。なお、サーバ１７は、所定のパスワード等による認証処理を経てアクセス許可が得られた無線通信装置１０に対して、当該レーダ情報を提供できるようにしても良い。
［本実施形態の作用効果］
以下、図２から図４を参照して、本実施形態の無線通信装置１０の動作を説明する。

図４は、無線通信装置１０のコントローラ１１が実行する処理を説明するフローチャートである。まず、コントローラ１１は、通信回線１６を経由してサーバ１７にアクセスし、レーダ情報を受信（取得）する（ステップＳ１）。ここで、コントローラ１１は、無線通信装置１０の起動時にレーダ情報を取得してもよいし、あるいは、定期的にサーバ１７にアクセスしてレーダ情報を受信して保存または更新してもよい。

コントローラ１１は、サーバ１７から受信したレーダ情報を使用又は加工して、テーブル情報１２を作成してメモリに保存する（ステップＳ２）。ここで、レーダ情報は、例えば、レーダ装置の仕様（設置位置を示す緯度と経度、使用周波数の中心周波数、帯域幅、アンテナの中心高度、運用仰角範囲、最小受信感度等）を示す情報からなる。

図２及び図３は、テーブル情報１２の一例を示す図である。図２に示すように、テーブル情報１２は、レーダ装置の設置位置に基づいて、レーダ装置に電波干渉を与える地図上の範囲を、緯度と経度を一定の刻み幅で分割して各メッシュ・エリアを定義する座標情報と、当該座標に対応する使用周波数ＦＴに関する周波数情報とを対応付けした情報である。

図３に示すように、周波数情報１２０は、無線通信装置１０及びレーダ装置が使用する例えば５ＧＨｚの周波数帯域において、座標情報により定義されるメッシュ・エリアに対応し、レーダ装置に電波干渉を与える周波数と、電波干渉の影響がない周波数とを識別するフラグを付加した周波数帯を示す情報である。ここでは、フラグ“1”はレーダ装置に電波干渉を与える周波数を示し、フラグ“0”は電波干渉の影響がない周波数を示すものとする。コントローラ１１は、サーバ１７から受信したレーダ情報に基づいて、所定の計算式により、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数と電波干渉の影響がない周波数を算出し、周波数情報１２０として作成する。

次に、図４に戻って、コントローラ１１は、自装置１０の位置（経度と緯度からなる座標情報）を示す位置情報１３を取得する（ステップＳ３）。ここで、コントローラ１１は、自装置１０が移動可能な例えばスマートフォンであれば、内蔵しているＧＰＳに検出した位置情報を当該位置情報１３としてメモリに保存する。また、コントローラ１１は、自装置１０が固定的に設置されるＡＰや無線LAN用ルータであれば、予めメモリに設定されている位置情報を当該位置情報１３として取得してもよい。

コントローラ１１は、テーブル情報１２を参照し、位置情報１３により検出される自装置１０の位置（経度と緯度からなる座標）と、テーブル情報１２のメッシュ・エリアを定義する座標とを照合する（ステップＳ４）。即ち、コントローラ１１は、自装置１０の位置と合致するメッシュ・エリアを特定する。

コントローラ１１は、テーブル情報１２から、特定した当該メッシュ・エリアの座標に対応する周波数情報１２０を参照し、使用周波数を決定する処理を実行する（ステップＳ５）。即ち、コントローラ１１は、自装置１０の位置から送信する電波の周波数帯の中で、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数を使用不可とし、使用可能な周波数を決定する。ここでは、図３に示すように、コントローラ１１は、当該メッシュ・エリアの座標に対応する周波数情報１２０から、フラグ“1”の周波数をレーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数として使用不可とする。一方、コントローラ１１は、フラグ“0”の周波数を、レーダ装置に対して電波干渉の影響がない周波数として決定する。

コントローラ１１は、使用不可とした周波数については、自装置１０の位置が変更するまで保持する。従って、自装置１０が固定的に設置されるＡＰや無線LAN用ルータであれば、コントローラ１１は、使用不可とした周波数をそのまま維持する。一方、自装置１０が移動可能な例えばスマートフォンであれば、コントローラ１１は、ステップＳ３からＳ５までを実行し、自装置１０の位置変化に応じてレーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数を使用不可とし、使用可能な周波数を決定する処理を繰り返す。

以上のように本実施形態によれば、無線通信装置１０は、無線端末１５との無線通信を実行するときに、テーブル情報１２及び位置情報１３に基づいて、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数帯を使用不可とし、使用可能として決定した周波数により無線通信を行うことが可能となる。従って、レーダ装置及び無線通信装置１０のそれぞれの使用周波数帯（例えば５ＧＨｚ）が重なる場合に、無線通信装置１０は、テーブル情報１２及び位置情報１３に基づいて、レーダ装置に電波干渉を与える可能性がある周波数帯を使用不可として設定できる。

これにより、無線通信装置１０は、従来のＤＦＳ機能を利用することなく、レーダ装置との電波干渉の影響がない周波数帯を使用して無線通信を行うことができる。換言すれば、本実施形態により、レーダ装置との電波干渉を回避し、かつ、従来のＤＦＳ機能を削減できるため、ＤＦＳ機能を要因とする無線通信機能の待機状態または中断状態を防止できる。

本実施形態は、公衆回線に接続されたスマートフォンや無線LANルータに無線通信装置１０を適用し、無線端末１５である例えばタブレット端末でカーナビゲーション機能を実現するような具体例に対して有効である。即ち、スマートフォンや無線LANルータの起動と共に、待機時間がなくカーナビゲーション機能を開始することが可能である。また、レーダ装置に近づく場合でも、カーナビゲーション機能が中断するような事態を回避できる。

さらに、近年では、4G/LTE（登録商標）などの高速無線通信サービスが普及しているが、多数のユーザが動画等の大容量データを受信する場合、十分な速度が得られない場合がある。これに対し、一部の通信キャリア等は基地局と同様に無線LANのＡＰを配備し、自社ユーザに無償で提供するサービスを行っている。これらのサービスは現時点では、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用する無線LANが採用されているが、将来的には５ＧＨｚの周波数帯域を使用する無線LANも使用されることが考えられる。このような場合には、前述したように、無線LANと同一の周波数帯（ここでは５ＧＨｚ）を使用するレーダ装置との電波干渉の発生を回避するために、本実施形態の適用が有効である。

ここで、基地局と同様に配備される無線LANのＡＰは、移動せずに固定的に運用することが想定されるため、必ずしもＧＰＳ等の位置情報１３を取得するための機能を本体に内蔵する必要がない。この場合、ＡＰとは別装置が、例えばＧＰＳを搭載した位置情報取得装置により当該ＡＰの設置位置の緯度、経度を示す座標情報を取得し、ＡＰに入力することにより同様の機能を提供することが可能である。なお、このようなＡＰが大出力仕様で屋外利用される場合、前記座標情報及び出力電力などの仕様情報を、国などの管理監督機関が管理し、サーバにおいて保存するなどの仕組みが考えられる。

なお、本実施形態では、無線通信装置１０は、サーバ１７から取得したレーダ装置の仕様を示すレーダ情報を使用して、レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する情報としてレーダ装置の位置及び周波数帯に基づいたテーブル情報１２を作成する構成である。ここで、サーバ１７側において、テーブル情報１２に相当するレーダ装置関係情報を保存して提供可能であれば、コントローラ１１によるテーブル情報１２の作成機能を不要にできるため、無線通信装置１０の機能の簡易化を図ることが可能となる。また、サーバ１７側は、レーダ装置の仕様の更新に応じてテーブル情報１２に相当するレーダ装置関係情報も更新可能であるため、無線通信装置１０は、サーバ１７にアクセスして、必要に応じて最新のテーブル情報１２を取得できる。

また、本実施形態では、無線通信装置１０は、例えばスマートフォンの場合にはＧＰＳ等により自装置の位置情報１３を取得できる一般的な機能を利用するため、位置情報１３を取得するための特別の機能は不要である。基地局情報等の精度の悪い位置情報を使う場合は、その誤差を加味して、空間的にマージンを取って使用不可の周波数を決定することが必要となる可能性がある。また、位置情報の取得頻度が少なく、無線通信装置１０が高速で移動している場合も同様に空間的マージンが必要となる可能性がある。

さらに、本実施形態のテーブル情報１２は、レーダ装置に電波干渉を与える地図上の範囲を各メッシュ・エリアに分割して、それらを定義する座標情報を有する構成である。このような座標情報により、レーダ装置との電波干渉の回避機能を適応できる範囲を特定できる。しかし、本実施形態を外国等のように、電波干渉の回避機能を適応できる範囲を特定できない場合もある。そこで、自装置１０が適応できる範囲外に位置している場合には、例えば従来のＤＦＳ機能をオンすることを指示し、逆に適応できる範囲に位置している場合には、従来のＤＦＳ機能をオフすることを指示する情報を、テーブル情報１２に含ませてもよい。
［変形例］
図５は、本実施形態の変形例に関する構成を示すブロック図である。図５に示すように、本変形例は、本実施形態の無線通信装置１０を、移動無線通信用の基地局２０に適用した構成である。即ち、当該基地局２０は、従来の基地局本体２１に対して、本実施形態の無線通信装置１０である、例えば無線LAN用ルータを接続した構成である。

本変形例では、例えばスマートフォン等の無線端末１５は、基地局本体２１を経由せずに、無線LAN用ルータである本実施形態の無線通信装置１０を経由して、例えばパケットデータ通信を実行できる。この場合、無線LAN用ルータは、前述したように、本実施形態のレーダ装置との電波干渉の回避機能を発揮し、レーダ装置との電波干渉を起こすことなく、無線端末１５のデータ通信を中継することが可能である。

なお、本変形例の場合も、前述した本実施形態と同様な作用効果を得ることができるため、当該作用効果については説明を省略する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…無線通信装置、１１…コントローラ、１２…テーブル情報部、
１３…位置情報部、１４…使用周波数の決定部、１５…無線端末、
１６…通信回線、１７…サーバ、２０…基地局。

Claims (11)

1. レーダ装置の設置位置及び使用周波数を含むレーダ仕様を示すレーダ情報を取得する取得手段と、
   レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する第１の情報であって、前記レーダ装置の設置位置に基づいて、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯を識別する第２情報を含む前記第１の情報を、前記レーダ情報を使用して生成する生成手段と、
   無線通信に使用する周波数として、前記第１の情報及び自装置の位置情報に基づいて前記電波干渉を与える周波数帯を除く使用周波数を決定する制御手段と
   を具備する無線通信装置。
2. 前記生成手段は、
   前記取得手段により取得した前記レーダ情報を使用して、前記レーダ装置の設置位置に基づいた範囲と、前記レーダ装置の使用周波数とを対応付けたテーブル情報を前記第１の情報として生成し、
   前記第２情報として、前記レーダ装置の使用周波数の中で、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯と電波干渉の影響がない周波数帯とを識別する情報を設定する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記第１の情報は、
   前記範囲として、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える範囲を示す座標情報と、前記レーダ装置の使用周波数とを対応付けたテーブル情報であり、
   前記座標情報に対応し、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯と電波干渉の影響がない周波数帯とを識別する前記第２情報を含む、請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記取得手段は、
   前記レーダ情報を、ネットワークを介してサーバから受信する手段を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 前記自装置の位置情報を生成する手段を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 前記制御手段は、
   前記自装置の位置が変更するまで、前記電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を使用不可として維持し、
   前記自装置の位置が変更された場合、前記レーダ装置との電波干渉が発生する可能性がある周波数帯を除き、使用周波数を決定する処理を再実行する、請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信装置を含み、当該無線通信装置を経由して移動無線通信を実行可能な構成の移動無線通信用の基地局。
8. 無線通信装置に適用するレーダ装置との電波干渉の回避方法であって、
   レーダ装置の設置位置及び使用周波数を含むレーダ仕様を示すレーダ情報を取得する処理と、
   レーダ装置との電波干渉の回避機能に関する第１の情報であって、前記レーダ装置の設置位置に基づいて、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯を識別する第２情報を含む前記第１の情報を、前記レーダ情報を使用して生成する処理と、
   無線通信に使用する周波数として、前記第１の情報及び自装置の位置情報に基づいて前記電波干渉を与える周波数帯を除く使用周波数を決定する処理と
   を実行する、電波干渉の回避方法。
9. 前記生成する処理は、
   前記レーダ情報を使用して、前記レーダ装置の設置位置に基づいた範囲と、前記レーダ装置の使用周波数とを対応付けたテーブル情報を前記第１の情報として生成し、
   前記第２情報として、前記レーダ装置の使用周波数の中で、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯と電波干渉の影響がない周波数帯とを識別する情報を設定する、請求項８に記載の電波干渉の回避方法。
10. 前記第１の情報は、
    前記範囲として、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える範囲を示す座標情報と、前記レーダ装置の使用周波数とを対応付けたテーブル情報であり、
    前記座標情報に対応し、前記レーダ装置に対して電波干渉を与える周波数帯と電波干渉の影響がない周波数帯とを識別する前記第２情報を含む、請求項９に記載の電波干渉の回避方法。
11. 前記取得する処理は、
    前記レーダ情報を、ネットワークを介してサーバから受信する、請求項８から１０のいずれか１項に記載の電波干渉の回避方法。