JP6689546B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載されて他の無線機器との間で無線通信を行う移動可能な無線通信装置および無線通信方法に関する。

従来から、あらかじめデフォルトチャンネルと変更先チャンネルを設定しておいて、起動時に５ＧＨｚ帯のデフォルトチャンネルを用いて通信を行い、使用中のチャンネルでレーダーの電波を検出したときに、変更先チャンネルに切り替えるようにした無線通信装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来から、最初にレーダー検出が不要な第１の帯域を用いて通信を行い、その後レーダー検出が必要であって検出が終了した第２の帯域の通信に切り替えるようにした無線通信装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１０−２７８８２５号公報 特開２０１６-１９１９２号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された無線通信装置では、起動時にデフォルトチャンネルを用いて通信を行うため、必ずしも常に良好な通信状態を確保することができるとは限らないという問題があった。例えば、無線通信装置が車両に搭載されている場合には、電波状態やデフォルトチャンネルの使用状況が使用場所によって一定でないため、デフォルトチャンネルにおいてレーダーの電波が検出されない場合であっても、良好な通信状態を確保できないおそれがある。この点については、特許文献２の無線通信装置についても同様であり、起動時に通信を開始する第１の帯域があらかじめ決まっているため、使用場所によって良好な通信状態を確保できないおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、起動時から良好な通信状態を確保することができる無線通信装置および無線通信方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、複数のチャネルの中から使用チャネルを指定して通信を行う無線通信装置において、電源切断時に、その時点における使用チャネルがレーダー検出の対象になっている場合に、電波状態が良好な代替チャネルを検索する代替チャネル検索手段と、代替チャネル検索手段によって検索された代替チャネルを記憶する代替チャネル記憶手段と、次の電源投入時に、代替チャネル記憶手段に記憶されている代替チャネルを使用チャネルに設定する使用チャネル設定手段とを備えている。

また、本発明の無線通信方法は、複数のチャネルの中から使用チャネルを指定して通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、電源切断時に、その時点における使用チャネルがレーダー検出の対象になっている場合に、電波状態が良好な代替チャネルを代替チャネル検索手段によって検索するステップと、代替チャネル検索手段によって検索された代替チャネルを代替チャネル記憶手段によって記憶するステップと、次の電源投入時に、代替チャネル記憶手段に記憶されている代替チャネルを使用チャネル設定手段によって使用チャネルに設定するステップとを有する。

また、上述した代替チャネルは、レーダー検出の対象になっていないことが望ましい。電源切断時に良好な通信状態を有する代替チャネルを検索しておいて、次の電源投入時（起動時）にこの代替チャネルを用いることにより、起動時から良好な通信状態を確保することが可能となる。

また、電源切断時に、その時点における使用チャネルを最終チャネルとして記憶する最終チャネル記憶手段と、次の電源投入時に、最終チャネル記憶手段に記憶されている最終チャネルがレーダー検出の対象になっている特定チャネルか否かを判定する特定チャネル判定手段とをさらに備え、使用チャネル設定手段は、特定チャネル判定手段によって特定チャネルである旨の判定が行われた場合に、代替チャネル記憶手段に記憶されている代替チャネルを新たに使用チャネルに設定し、特定チャネル判定手段によって特定チャネルでない旨の判定が行われた場合に、最終チャネル記憶手段に記憶されている最終チャネルを引き続き使用チャネルとして設定することが望ましい。電源切断時に使われていた通信状態が良好な最終チャネルがレーダー検出の対象になっていない場合には次の電源投入時にもこの最終チャネルが継続して用いられるため、起動時から良好な通信状態を期待することが可能となる。

また、上述した特定チャネル判定手段によって特定チャネルである旨の判定が行われ、代替チャネル記憶手段に記憶されている代替チャネルが新たに使用チャネルに設定されたときに、最終チャネル記憶手段に記憶されている最終チャネルについてレーダー検出を行うレーダー検出手段と、最終チャネル記憶手段に記憶されている最終チャネルについてレーダーによる使用が検出されなかったときに、使用チャネルをそれまで使用中の代替チャネルから最終チャネルに切り替えるチャネル切替手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、電源切断時に使われていた通信状態が良好な最終チャネルがレーダー検出の対象になっている場合であっても、レーダーによる使用が検出されなかった場合には継続して使用することが可能となる。

また、上述したレーダー検出手段およびチャネル切替手段の動作は、使用チャネル設定手段によって設定された使用チャネルを用いた通信動作と並行して、バックグラウンドで行われることが望ましい。これにより、代替チャネルを用いた通信動作を継続しながら、電波状態が良好な最終チャネルに関するレーダー検出を行うことにより、良好な通信状態に対する影響を防止することが可能となる。

また、上述したチャネル切替手段は、最終チャネル記憶手段に記憶されている最終チャネルについてレーダーによる使用が検出されたときに、レーダー検出の対象となっているがレーダーによる使用が検出されない他のチャネルに切り替えることが望ましい。これにより、最終チャネルについてレーダによる使用が検出された場合であっても、通信状態が良好な他のチャネルを探して切り替えることにより、良好な通信状態を維持することが可能となる。

また、上述した複数のチャネルは、少なくとも一部が５ＧＨｚの通信帯域に含まれていることが望ましい。

これにより、レーダー使用による障害が多い５ＧＨｚの通信帯域を有効に利用することができ、スループットの高い無線通信を優先的に行うことが可能となる。

また、本発明の無線通信装置および無線通信方法では、電源切断時と次の電源投入時に使用場所が変化していないことが望ましい。また、本発明の無線通信装置は、車両に搭載されていることが望ましい。これにより、電源切断時に電波状態が良好なチャネル（代替チャネルや最終チャネル）を用いることにより、次の電源投入時以降も良好な通信状態を維持することが可能となる。

一実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。 無線通信装置の電源切断時のＷｉ−Ｆｉ終了処理の動作手順を示す流れ図である。 電源切断後であって次の電源投入時の無線通信装置のＷｉ−Ｆｉ起動処理の動作手順を示す流れ図である。 無線通信装置において通信動作と並行してバックグラウンドで行われるレーダー検出の動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の無線通信装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。図１に示す無線通信装置１は、２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯に含まれる複数のチャネルの中から使用チャネルを指定して無線通信を行うためのものであり、無線通信部１０、２０、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）機能部１２、２２、チャネル切替処理部（Ｃｈ切替処理部）３０、スキャン処理部（ＳＣＡＮ処理部）４０、メモリ５０を含んで構成されている。この無線通信装置１は、車両に搭載されており、電源切断時と次の電源投入時において使用場所が同じであってその間の移動はないものとする。また、この無線通信装置１は、ナビゲーション動作やラジオ受信動作、オーディオ・動画再生動作等を行う車載装置としてのヘッドユニットに内蔵あるいは外付けされており、スマートフォン等の端末装置との間で無線通信を行う際にアクセスポイントとして動作する。

無線通信部１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に基づいて２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯に含まれるいずれかのチャネルを用いたＷｉ−Ｆｉによる無線通信を制御する。同様に、無線通信部２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に基づいて２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯に含まれるいずれかのチャネルを用いたＷｉ−Ｆｉによる無線通信を制御する。なお、上述した５ＧＨｚ帯には、気象レーダー等との干渉が発生する帯域であるＷ５３やＷ５６のタイプに属する各チャネルが含まれている。

ＤＦＳ機能部１２は、無線通信部１０における無線通信に用いられるチャネルについて、気象レーダ等が使用している電波を検出（レーダー検出）し、そのチャネルを避けて通信を行うための処理を行う。同様に、ＤＦＳ機能部２２は、無線通信部２０における無線通信に用いられるチャネルについて、気象レーダ等が使用している電波を検出（レーダー検出）し、そのチャネルを避けて通信を行うための処理を行う。

チャネル切替処理部３０は、無線通信部１０、２０のそれぞれにおいて使用されるチャネルを切り替える。

スキャン処理部４０は、無線通信部１０、２０のそれぞれにおける使用チャネルを所定の順番に切り替えて、電波状態が良好な（スループットが高い）チャネルを検索する。また、スキャン処理部４０は、無線通信装置１の電源遮断時に、その時点における無線通信部１０の使用チャネルがレーダー検出の対象になっている場合に、電波状態が良好な代替チャネルを検索する。この代替チャネルは、レーダー検出の対象になっていないチャネルの中から選択される。

メモリ５０は、ラストチャネル格納部（ラストＣｈ）５２および代替チャネル格納部（代替Ｃｈ）５４を有する。ラストチャネル格納部５２には、無線通信装置１の電源遮断時に、その時点における無線通信部１０の使用チャネルがラストチャネル（最終チャネル）として、例えばチャネル切替処理部３０によって格納される。また、代替チャネル格納部５４には、無線通信装置１の電源遮断時にスキャン処理部４０によって検索された代替チャネルが格納される。

上述したチャネル切替処理部３０には、特定チャネル判定部（特定Ｃｈ判定部）３２、使用チャネル設定部（使用Ｃｈ設定部）３４、チャネル切替部（Ｃｈ切替部）３６が含まれる。

特定チャネル判定部３２は、電源切断後であって次の電源投入時に、ラストチャネル格納部５２に格納されているラストチャネルがレーダー検出の対象になっている特定チャネルか否かを判定する。

使用チャネル設定部３４は、特定チャネル判定部３２によってラストチャネルが特定チャネルである旨の判定が行われた場合に、代替チャネル格納部５４に格納されている代替チャネルを、無線通信部１０の使用チャネルに設定する。また、使用チャネル設定部３４は、特定チャネル判定部３２によってラストチャネルが特定チャネルでない旨の判定が行われた場合に、ラストチャネル格納部５２に格納されているラストチャネルを、無線通信部１０の使用チャネルとして設定する。

チャネル切替部３６は、使用チャネル設定部３４によって代替チャネルが無線通信部１０の使用チャネルに設定された後に、ラストチャネル格納部５２に格納されているラストチャネルについてＤＦＳ機能部２２によってレーダーの使用が検出されなかったときに、無線通信部１０の使用チャネルをそれまで使用していた代替チャネルからラストチャネルに切り替える。

また、チャネル切替部３６は、使用チャネル設定部３４によって代替チャネルが無線通信部１０の使用チャネルに設定された後に、ラストチャネル格納部５２に格納されているラストチャネルについてＤＦＳ機能部２２によってレーダーの使用が検出されたときには、無線通信部１０の使用チャネルをそれまで使用していた代替チャネルから、レーダー検出の対象にはなっているがその時点でレーダによる使用が検出されていない他のチャネルに切り替える。

なお、上述したラストチャネルについてのレーダー検出は、無線通信部２０とＤＦＳ機能部２２を用いて、無線通信部１０を用いた通信動作と並行してバックグラウンドで行われる。また、上述した他のチャネルの検索は、無線通信部２０、ＤＦＳ機能部２２、スキャン処理部４０を用いて、無線通信部１０を用いた通信動作と並行してバックグラウンドで行われる。

上述したスキャン処理部４０が代替チャネル検索手段に、代替チャネル格納部５４が代替チャネル記憶手段に、チャネル切替部３６が使用チャネル設定手段に、ラストチャネル格納部５２が最終チャネル記憶手段に、特定チャネル判定部３２が特定チャネル判定手段に、ＤＦＳ機能部２２がレーダー検出手段に、チャネル切替部３６がチャネル切替手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の無線通信装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。

図２は、無線通信装置１の電源切断時のＷｉ−Ｆｉ終了処理の動作手順を示す流れ図である。無線通信装置１の電源が切断されると（例えば、車両のアクセサリースイッチがオフされると）、チャネル切替処理部３０は、その時点における無線通信部１０の使用チャネルをラストチャネルとしてメモリ５０内のラストメモリ格納部５２に格納する（ステップ１００）。また、無線通信部１０は、無線通信部１０、２０を用いたＷｉ−Ｆｉによる無線接続を切断する処理を行う（ステップ１０２）。

次に、ＤＦＳ機能部１２は、ラストチャネル格納部５２に格納されたラストチャネルがレーダー検出の対象であるＤＦＳチャネルか否かを判定する（ステップ１０４）。ラストチャネルがＤＦＳチャネルの場合には肯定判断が行われる。次に、スキャン処理部４０は、無線通信部１０あるいは無線通信部２０に指示を送って、レーダー検出の対象ではない非ＤＦＳチャネルを対象にスキャンを行い、それらの中から最も電波状態が良好な（スループットが高い、他の通信や妨害波が存在しないなど）チャネルを検索し（ステップ１０６）、この検索によって特定されたチャネルを代替チャネルとしてメモリ５０内の代替チャネル格納部５４に格納する（ステップ１０８）。その後、あるいは、ラストチャネルがＤＦＳチャネルでない場合にはステップ１０４の判定において否定判断が行われた後、無線通信部１０、２０を用いたＷｉ−Ｆｉ機能が停止する（ステップ１１０）。このようにして、電源切断時に、ラストチャネルと代替チャネルの両方が、あるいは、ラストチャネルのみがメモリ５０に記憶される。

図３は、電源切断後であって次の電源投入時の無線通信装置１のＷｉ−Ｆｉ起動処理の動作手順を示す流れ図である。図２に示す動作手順に従って電源切断時のＷｉ−Ｆｉ終了処理が行われた後、次に無線通信装置１に電源が投入されると（例えば、車両のアクセサリースイッチがオンされると）、チャネル切替処理部３０は、メモリ５０のラストチャネル格納部５２に格納されているラストチャネルを読み出す（ステップ２００）。

次に、ＤＦＳ機能部１２は、この読み出されたラストチャネルがレーダー検出の対象となるＤＦＳチャネルか否かを判定する（ステップ２０２）。ラストチャネルがＤＦＳチャネルの場合には肯定判断が行われ、次に、チャネル切替部３０は、メモリ５０の代替チャネル格納部５４から代替チャネルを読み出して（ステップ２０４）、無線通信部１０の使用チャネルとして設定する（ステップ２０６）。

また、ラストチャネルがＤＦＳチャネルでない場合にはステップ２０２の判定において否定判断が行われる。次に、チャネル切替部３６は、ステップ２００において読み出したラストチャネルを無線通信部１０の使用チャネルとして設定する（ステップ２０８）。その後、無線通信部１０は、設定された使用チャネルを用いて無線通信動作を開始する（ステップ２１０）。

図４は、無線通信装置１において通信動作と並行してバックグラウンドで行われるレーダー検出の動作手順を示す流れ図である。本実施形態の無線通信装置１には、通常の通信動作を行う無線通信部１０とは別に、この通信動作と並行してバックグラウンドで動作可能な無線通信部２０が備わっている。図３に示した動作手順において、ラストチャネルがＤＦＳチャネルの場合には、図４に示す動作手順に従ってこのラストチャネルについてレーダー検出が常に行われる。このレーダ検出動作は、無線通信部１０による代替チャネルを用いた通信動作と並行してバックグラウンドで常に行われる。

まず、ＤＦＳ機能部２２は、無線通信部２０の使用チャネルをレーダー検出の対象になっているラストチャネルに設定し、このラストチャネルに対して継続して１秒以上のレーダーチェックを行い（ステップ３００）、レーダーが検出されたか否かを判定する（ステップ３０２）。レーダーが検出されなかった場合には否定判断が行われ、チャネル切替部３６は、無線通信部１０の使用チャネルを、それまで用いられていた代替チャネル（図３のステップ２０６）からラストチャネルに切り替える（ステップ３０４）。

一方、レーダーが検出された場合にはステップ３０２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、チャネル切替部３６は、無線通信部２０の使用チャネルを、レーダー検出の対象になっている他のチャネルに切り替える（ステップ３０６）。その後、ステップ３００に戻って次のチャネルについてレーダーチェック以降の動作が繰り返される。そして、レーダーが検出されない他のチャネルが見つかった場合（ステップ３０２の判定において否定判断）には、ステップ３０４において無線通信部１０の使用チャネルがこの他のチャネルに切り替えられる。

このように、本実施形態の無線通信装置１では、電源切断時に良好な通信状態を有する代替チャネルを検索しておいて、次の電源投入時（起動時）にこの代替チャネルを用いることにより、起動時から良好な通信状態を確保することが可能となる。

また、電源切断時に使われていた通信状態が良好なラストチャネルがレーダー検出の対象になっていない場合には次の電源投入時にもこのラストチャネルが継続して用いられるため、起動時から良好な通信状態を期待することが可能となる。

また、電源切断時に使われていた通信状態が良好な最終チャネルがレーダー検出の対象になっている場合であっても、次の電源投入時に実際にレーダーによる使用が検出されなかった場合には継続して使用することが可能となる。

また、代替チャネルを用いた通信動作を継続しながら、電波状態が良好な最終チャネルに関するレーダー検出を行うことにより、良好な通信状態に対する影響を防止することが可能となる。

また、最終チャネルについてレーダによる使用が検出された場合であっても、通信状態が良好な他のチャネルを探して切り替えることにより、良好な通信状態を維持することが可能となる。

また、レーダー使用による障害が多い５ＧＨｚの通信帯域を有効に利用することができ、スループットの高い無線通信を優先的に行うことが可能となる。

また、電源切断時と次の電源投入時に使用場所が変化していない場合や車両に搭載されている場合には、電源切断時に電波状態が良好なチャネル（代替チャネルや最終チャネル）を次の電源投入時に用いることにより、それ以降も良好な通信状態を維持することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、２つの無線通信部１０、２０が備わっており、一方の無線通信部１０による通信動作と並行して、他方の無線通信部２０によるラストチャネルやその他のチャネルに対するレーダーチェックをバックグラウンドで行う場合について説明したが、無線通信部１０のみを有する場合にも本発明を適用することができる。但し、この場合には、ラストチャネルやその他のチャネルに対するレーダーチェックをバックグラウンドで行うことができないため、図４に示す動作手順は実施されない。

また、上述した実施形態では、車両に搭載された無線通信装置について説明したが、スマートフォン等の携帯端末装置に内蔵された無線通信装置について本発明を適用することもできる。

上述したように、本発明によれば、電源切断時に良好な通信状態を有する代替チャネルを検索しておいて、次の電源投入時（起動時）にこの代替チャネルを用いることにより、起動時から良好な通信状態を確保することが可能となる。

１ 無線通信装置
１０、２０ 無線通信部
１２、２２ ＤＦＳ機能部
３０ チャネル切替処理部（Ｃｈ切替処理部）
３２ 特定チャネル判定部（特定Ｃｈ判定部）
３４ 使用チャネル設定部（使用Ｃｈ設定部）
３６ チャネル切替部（Ｃｈ切替部）
４０ スキャン処理部（ＳＣＡＮ処理部）
５０ メモリ
５２ ラストチャネル格納部（ラストＣｈ）
５４ 代替チャネル格納部（代替Ｃｈ）

Claims (10)

1. 複数のチャネルの中から使用チャネルを指定して通信を行う無線通信装置において、
   電源切断時に、その時点における使用チャネルがレーダー検出の対象になっている場合に、電波状態が良好な代替チャネルを検索する代替チャネル検索手段と、
   前記代替チャネル検索手段によって検索された前記代替チャネルを記憶する代替チャネル記憶手段と、
   次の電源投入時に、前記代替チャネル記憶手段に記憶されている前記代替チャネルを使用チャネルに設定する使用チャネル設定手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記代替チャネルは、レーダー検出の対象になっていないことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 電源切断時に、その時点における使用チャネルを最終チャネルとして記憶する最終チャネル記憶手段と、
   次の電源投入時に、前記最終チャネル記憶手段に記憶されている前記最終チャネルがレーダー検出の対象になっている特定チャネルか否かを判定する特定チャネル判定手段と、
   をさらに備え、前記使用チャネル設定手段は、前記特定チャネル判定手段によって前記特定チャネルである旨の判定が行われた場合に、前記代替チャネル記憶手段に記憶されている前記代替チャネルを新たに使用チャネルに設定し、前記特定チャネル判定手段によって前記特定チャネルでない旨の判定が行われた場合に、前記最終チャネル記憶手段に記憶されている前記最終チャネルを引き続き使用チャネルとして設定することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 前記特定チャネル判定手段によって前記特定チャネルである旨の判定が行われ、前記代替チャネル記憶手段に記憶されている前記代替チャネルが新たに使用チャネルに設定されたときに、前記最終チャネル記憶手段に記憶されている前記最終チャネルについてレーダー検出を行うレーダー検出手段と、
   前記最終チャネル記憶手段に記憶されている前記最終チャネルについてレーダーによる使用が検出されなかったときに、使用チャネルをそれまで使用中の前記代替チャネルから前記最終チャネルに切り替えるチャネル切替手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記レーダー検出手段および前記チャネル切替手段の動作は、前記使用チャネル設定手段によって設定された使用チャネルを用いた通信動作と並行して、バックグラウンドで行われることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記チャネル切替手段は、前記最終チャネル記憶手段に記憶されている前記最終チャネルについてレーダーによる使用が検出されたときに、レーダー検出の対象となっているがレーダーによる使用が検出されない他のチャネルに切り替えることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記複数のチャネルは、少なくとも一部が５ＧＨｚの通信帯域に含まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の無線通信装置。
8. 電源切断時と次の電源投入時に使用場所が変化していないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
9. 車両に搭載されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の無線通信装置。
10. 複数のチャネルの中から使用チャネルを指定して通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、
    電源切断時に、その時点における使用チャネルがレーダー検出の対象になっている場合に、電波状態が良好な代替チャネルを代替チャネル検索手段によって検索するステップと、
    前記代替チャネル検索手段によって検索された前記代替チャネルを代替チャネル記憶手段によって記憶するステップと、
    次の電源投入時に、前記代替チャネル記憶手段に記憶されている前記代替チャネルを使用チャネル設定手段によって使用チャネルに設定するステップと、
    を有することを特徴とする無線通信方法。

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