JP6801505B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は周波数可変の無線通信に関する。

無線通信に用いられる周波数帯は、業務用無線、携帯電話、無線ＬＡＮ等の通信サービスごとに割り当てられている。そして、ある通信サービスでは通信状態が過密であり、他の通信サービスでは通信状態が疎であるために、通信サービスごとの通信品質のバラつきが生じている。

この課題を解決し得る方法としてコグニティブ無線が知られている（非特許文献１、２参照）。コグニティブ無線には、通信サービスごとに周波数帯を割り当てず、選択した周波数帯が自由に使用する技術が含まれる。

ここで、特許文献１は、データを取得し、周辺地域の電波の受信レベルの大きさに基づいて受信レベルの小さい周波数帯を認識して基準周波数帯として設定し、設定された基準周波数帯で取得したデータを変調する変調装置を開示する。

また、特許文献２は、第１の通信サービスに割り当てられた周波数帯を二次利用する第２の通信サービスに送信電力を割り当てるための方法を開示する。

また、本発明に関連して、特許文献３は、無線電波の周波数を変更する方法を開示する。

また、本発明に関連して、非特許文献３は、コグニティブ無線用の受信回路を開示する。

特開２００３−３３３００４号公報 特開２０１１−５００３２号公報 国際公開第２００５／０９３９５６号

ウィキペディア フリー百科事典、"コグニティブ無線"、［平成２９年２月１４日検索］、インターネット（ｈｔｔｐｓ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／％Ｅ３％８２％Ｂ３％Ｅ３％８２％Ｂ０％Ｅ３％８３％８Ｂ％Ｅ３％８３％８６％Ｅ３％８２％Ａ３％Ｅ３％８３％９６％Ｅ７％８４％Ａ１％Ｅ７％Ｂ７％９Ａ） ソフトウェア無線、菅野 秀明、小田切 英昭、高呂 賢治、［平成２９年２月１４日検索］、インターネット（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｏｋｉ．ｃｏｍ／ｊｐ／Ｈｏｍｅ／ＪＩＳ／Ｂｏｏｋｓ／ＫＥＮＫＡＩ／ｎ２０４／ｐｄｆ／２０４＿Ｒ２０．ｐｄｆ） ＮＥＣ、利用されていない周波数を活用するコグニティブ無線の受信回路を開発、ＮＥＣ グリーンプラットフォーム研究所、［平成２９年２月１４日検索］、インターネット（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／ｊａ／１２０４／ｉｍａｇｅｓ／２００１−０１−０１．ｐｄｆ）

しかしながら、周波数帯を自由に使用するコグニティブ無線では、先にサービスエリアに入った通信端末が優先的に、通信品質が良好な周波数帯を選択し、使用することが考えられる。そのため、例えば人や物が溢れている地域では既に通信を行っている通信端末が多いために良好な通信品質が得られる周波数帯がなくなり、後から開始される通信が、その通信の重要度に拘わらず、良好な通信品質が得られない周波数帯で行われる場合が生じ得る。

本発明は、周波数帯の選択では良好な通信品質が得られない場合であっても通信品質の向上を図り得る、通信装置等の提供を目的とする。

本発明の通信装置は、第二周波数帯を表す第二周波数帯情報及び第二送信電力を表す第二送信電力情報を含む第一無線電波を受信した場合に、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の第二無線電波を送信する通信先から送られた前記第二無線電波の受信状況についての判定を行う判定部と、前記判定による判定結果により、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の設定を行う設定部と、前記設定が行われた前記第二周波数帯を表す前記第二周波数帯情報及び前記設定が行われた前記第二送信電力を表す前記第二送信電力情報を含む前記第一無線電波を、前記通信先に送信する、送信部と、を備える。

本発明の通信装置等は、周波数帯の選択では良好な通信品質が得られない場合であっても通信品質の向上を図り得る。

本実施形態の通信システムの構成例を表す概念図である。 通信装置の構成例を表す概念図である。 通信部の構成例を表す概念図である。 受信部の構成例を表す概念図である。 送信部の構成例を表す概念図である。 送信周波数帯及び送信電力の設定に関する処理の処理フロー例を表す概念図である。 本実施形態の通信装置の状況を説明する図（その１）である。 本実施形態の通信装置の状況を説明する図（その２）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その１）である。 本実施形態の通信装置の状況を説明する図（その３）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その２）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その３）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その４）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その５）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その６）である。 本実施形態の通信装置の状況を説明する図（その４）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その７）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その８）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その９）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その１０）である。 各周波数帯における受信電界強度を表すイメージ図（その１１）である。 端末Ｆ１乃至Ｆ５の各々が通信に用いる周波数帯の時間推移を表す図である。 本発明の通信装置の最小限の構成を表すブロック図である。

［構成と動作］
図１は、本実施形態の通信システムの例である通信システム１３１の構成を表す概念図である。

通信システム１３１は、通信装置１００と通信装置９０１とを備える。

通信装置１００は、送信情報を搬送する無線電波の周波数帯を変更することができる。無線電波の周波数を変更する技術は、例えば、特許文献３に開示がある。

通信装置１００は、受信電界強度の周波数分布から、受信電界強度が相対的に低い周波数帯を選択する。そして、通信装置１００は、選択した周波数帯の無線電波である第一無線電波により送信情報の通信装置９０１への送信を行う。

通信装置１００は、また、通信装置９０１から送られた無線電波である第二無線電波が搬送する無線情報の受信状況を測定する。当該受信状況については、図２を参照して後述する。そして、通信装置１００は、前記受信状況が良好でないことを判定した場合は、前記第一無線電波の送信電力を増加させる。

以下の説明において、無線情報の送信に用いられる無線電波の送信電力を、「送信電力」という。

通信装置１００は、前記第一無線電波の送信電力を表す情報を、前記第一無線電波に含ませる。

通信装置１００が通信装置９０１以外の通信装置と行う通信については、任意である。

通信装置９０１は、通信装置１００が送付する無線情報を搬送する無線電波の周波数が変更されても、当該無線情報を受信することができる。無線電波の周波数が変更されても当該無線情報を受信することができる受信装置は、例えば、非特許文献３に開示がある。

通信装置９０１は、前記第一無線電波に含まれる前記送信情報を受信する。そして、通信装置９０１は、通信装置１００に対し送信情報（第二送信情報）を送付する場合は、前記第二送信情報を搬送する電波（第二無線電波）の周波数帯を、前記第一無線電波の周波数帯と同じ周波数帯にする。

通信装置９０１は、また、前記第一無線電波に含まれる、前記第一無線電波の送信電力を表す情報から、前記第二無線電波の送信電力を設定する。前記第一無線電波の送信電力を表す情報は、例えば、前記第一無線電波の通信装置９０１における、受信電界強度である。また、前記設定は、例えば、前記第一無線電波の送信電力が一段階上がれば、前記第二無線電波の送信電力を一段階上げる設定である。

通信装置９０１が通信装置１００以外の通信装置と行う通信については、任意である。

図２は、図１に表す通信装置１００の例である通信装置１０１の構成を表す概念図である。

通信装置１０１は、通信部１０６と、処理部１１１と、記録部１１６とを備える。

通信部１０６は、通信部１０６が備える図示しないアンテナにより、周囲の無線空間を通じて通信部１０６に到達する無線電波を受け、電気信号に変換する。

通信部１０６は、処理部１１１から指示があった場合には、当該電気信号の電界強度である受信電界強度の周波数分布を測定する。当該測定を、以下、「スキャン」ということにする。そして、通信部１０６は、測定した受信電界強度の周波数分布を表す情報（以下、「スキャン結果」という。）を、処理部１１１に送る。

通信部１０６は、また、処理部１１１から指示があった場合には、当該指示に従い、図１に表す通信装置９０１への送信に用いる無線電波の、送信周波数帯及び送信電力を設定する。ここで、送信周波数帯及び送信電力は、通信部１０６が無線空間に放出する無線電波の周波数帯及び送信電力である。

通信部１０６は、送信周波数帯及び送信電力の設定を行った場合には、処理部１１１の指示に従い、図１に表す通信装置９０１への処理部１１１から送られた送信情報を搬送する無線電波を放出する。通信部１０６は、当該放出を、当該送信周波数帯、送信電力及び所定の通信方式により行う。

前記通信方式は、無線による通信方式であれば、特に制限はない。前記通信方式は、例えば、ＬＴＥ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ（登録商標）、無線ＬＡＮ等である。ここで、ＬＴＥはＬｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎの略である。また、Ｗ−ＣＤＭＡは、Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓの略である。また、ＣＤＭＡ２０００はＣｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ２０００の略である。また、ＧＳＭは、ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓの略である。また、ＬＡＮは、Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略である。

なお、通信部１０６が放出する無線電波には、当該電波の送信出力レベルを表す情報が含まれているものとする。当該情報は、通信装置９０１における、当該無線電波の受信電界強度であっても構わない。通信部１０６が放出する無線電波を受信した図１に表す通信装置９０１は、当該送信電力に応じて、当該相手方通信装置が通信装置１０１に向けて放出する無線電波の送信電力を設定する。

通信装置９０１は、例えば、ある通信装置から無線情報を受信した場合には、当該通信装置のＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と前記送信電力と送信周波数との組を記録する。当該ＩＤは、当該通信装置のアドレス等であっても構わない。そして、当該相手方通信装置が送付する無線情報の送付先ＩＤが通信装置１０１のＩＤである場合は、通信装置１０１のＩＤと合致したＩＤを含む組に含まれる前記送信電力にて、無線電波の出力を行う。

通信装置９０１は、図３及び図５を参照して後述する通信装置１０１の送信部と同様な送信部を備えることにより、送信電力の切替えが可能である。

当該相手方通信装置は、図３及び図５を参照して後述する通信装置１０１の送信部と同様な送信部を備えることにより、周波数帯の切替えが可能になる。

通信部１０６は、前述の電気信号のうち前述の通信方式によるものに含まれる情報を受信する。通信部１０６は、受信した情報を、処理部１１１に送付する。

通信部１０６は、前記情報を受信した場合に、その受信状況を表す情報である受信状況情報を取得する。当該受信状況情報は、例えば、受信信号のＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）や遅延時間である。通信部１０６は、受信状況情報を取得した場合は、当該受信状況情報を、処理部１１１に送る。

処理部１１１は、また、前記通信方式による通信を開始する場合は、前記スキャンを通信部１０６に対し指示する。そして、処理部１１１は、通信部１０６から前記スキャン結果が送られた場合には、当該スキャン結果における、受信電波強度が相対的に低い周波数帯を選択する。ただし、処理部１１１は、受信電波強度が相対的に低い周波数帯がないことを判定した場合には、任意の周波数帯を選択する。

そして、処理部１１１は、選択した周波数帯における無線電波により送信情報を送信するよう、通信部１０６に対し指示する。

処理部１１１は、また、通信部１０６が送信情報を送信するのに用いる無線電波の送信電力を通信部１０６に指示する。

処理部１１１は所定のタイミングで、通信装置１０１による受信状況が良好であるかについての判定を行う。

処理部１１１は、前記判定を、例えば、通信部１０６に再度スキャンを行わせ、通信部１０６から送られたスキャン結果において、通信部１０６に設定させた周波数帯の受信電界強度が低いかを判定することにより行う。

あるいは、処理部１１１は、前記判定を、例えば、前述の受信状況情報（Ｓ／Ｎや遅延時間等）により行う。

そして、処理部１１１は、前記判定による判定結果が、受信状況が良好ではない旨である場合は、通信部１０６に対し、無線電波の送信電力を、予め設定された上限以下の範囲内で、増加させる。これにより、通信装置１０１は、より良好な情報の送信を行い得る。

図１に表す通信装置９０１は、前述のように、当該送信電力の増加により、通信装置１０１に向けて放出する無線電波の送信電力を増加させる。そのため、通信装置１０１は、より良好な情報の受信を行い得る。

一方、処理部１１１は、前記判定による判定結果が、受信状況が良好ではなく、かつ、前記上限により無線電波の送信電力を増加できない場合は、再度スキャンを行い、より良好な受信を行い得る周波数帯を選択する。そして、処理部１１１は、選択した周波数帯の無線電波による送信情報の送信を、通信部１０６に指示する。

前記上限は、例えば、通信装置１０１の用途ごとに設定される。その場合、前記上限は、例えば、通信装置１０１が行う通信サービスが、より優先度の高いものであると考えられる通信装置１０１ほど、高く設定される。

前記上限のレベルは、例えば、通信サービスの種類による次の４段階とする。

前記上限レベルを最も高く設定する通信サービスは、例えば、防災無線、航空管制、緊急車両、ＴＶ、ラジオ等である。これらの通信サービスは、人命に関わり、又は、公共性が非常に高いものである。そのため、前記上限レベルを最も高く設定し、他の通信サービスより良好な通信を可能にする。

前記上限レベルを二番目に高く設定する通信サービスは、例えば、バス、タクシー等において利用される通信サービスである。これらの通信サービスは、上記通信サービスほど高くは、人命に関わり又は公共性が高くはないが、所定の公共性が認められるので、二番目のグループとする。

前記上限レベルを三番目に高く設定する通信サービスは、例えば、携帯電話や公衆ＬＡＮ等である。

前記上限レベルを最も低く設定する通信サービスは、例えば、アマチュア無線や近距離通信等である。前記上限レベルを最も低く設定する理由は、これらの通信サービスは、利用できない場合の影響が限定的なためである。

記録部１１６は、通信部１０６や処理部１１１が上記処理を行うのに必要なプログラムや情報を保持する。記録部１１６は、また、通信部１０６や処理部１１１が指示する情報を記録する。記録部１１６は、また、通信部１０６や処理部１１１が指示する情報を、指示する送付先に、送付する。

図３は、図２に表す通信部１０６の例である、通信部１０６ａの構成を表す概念図である。

通信部１０６ａは、アンテナ２０１と、送信部２０６と、受信部２１１とを備える。

アンテナ２０１は、無線空間を通じてアンテナ２０１に到達した電波を電気信号に変換する。アンテナ２０１は、変換した電気信号を受信部２１１に送る。

アンテナ２０１は、また、送信部２０６から送られた送信用電力を送信用無線電波に変換し、無線空間に放出する。

受信部２１１は、処理部１１１からの指示により、前記電気信号について、前述のスキャンを行う。受信部２１１は、前記スキャンを行った場合には、前述のスキャン結果を図２に表す処理部１１１に送る。

受信部２１１は、また、アンテナ２０１から送られた前記電気信号が所定の通信方式によるものである場合には、当該電気信号についての受信処理を行う。受信部２１１は、受信処理を行った場合には、当該受信処理後の信号を、図２に表す処理部１１１に送付する。

受信部２１１は、受信処理を行った場合には、当該受信に係る前述の受信状況情報を取得してもよい。受信部２１１は、受信状況情報を取得した場合は、取得した受信状況情報を、図２に表す処理部１１１に送付する。

送信部２０６は、図２に表す処理部１１１からの指示により、送信部２０６が、送信情報を搬送する無線電波を放出させるためにアンテナ２０１に送る電気信号の周波数帯及び送信電力を設定する。送信部２０６は、当該周波数帯及び送信電力の設定を行った場合には、処理部１１１の指示により、設定した送信周波数帯及び送信電力により、処理部１１１から送られた送信情報を搬送する電気信号を、アンテナ２０１に送る。

図４は、図３に表す受信部２１１の例である受信部２１１ａの構成を表す概念図である。

受信部２１１ａは、処理部３０１と、測定部３０６とを備える。

測定部３０６は、図２に表す処理部１１１からの指示により、前述の受信電界強度の周波数分布を測定する前述のスキャンを行う。そして、測定部３０６は、スキャン結果を処理部１１１に送る。

処理部３０１は、図２に表す処理部１１１の指示により、アンテナ２０１から送られた所定の電気信号についての受信処理を行う。当該受信処理は、アンテナ２０１から送られた前述の電気信号から所定の通信方式によるものを選択し、選択した電気信号に含まれる受信情報を取得する処理である。処理部３０１は、取得した受信情報を、処理部１１１に送付する。

図５は、図３に表す送信部２０６の例である送信部２０６ａの構成を表す概念図である。

送信部２０６ａは、駆動信号生成部４０１と、電力調整部４１１と、基準波生成部４１６とを備える。

基準波生成部４１６は、図２に表す処理部１１１からの指示にともない、基準波信号の周波数の設定を行う。ここで、基準波信号は、送信情報を含ませる前の搬送波信号である。基準波生成部４１６は、処理部１１１の指示により、設定した周波数の基準波信号を駆動信号生成部４０１に送る。

駆動信号生成部４０１は、図２に表す処理部１１１からの指示に従い、処理部１１１から送付された送信情報と基準波生成部４１６から送られた基準波信号とから、送信情報を含む搬送波信号である送信波信号の生成を行う。当該送信波信号は、送信電力の調整前の送信波信号である。駆動信号生成部４０１は、生成した送信波信号を電力調整部４１１に送る。

電力調整部４１１は、図２に表す処理部１１１からの指示に従い、駆動信号生成部４０１から送られた送信波信号の増幅を行う。そして、電力調整部４１１は、処理部１１１の指示により、設定した送信電力に送信電力を調整した送信波信号を、アンテナ２０１から無線電波を放出させるための駆動電力として、アンテナ２０１に送付する。
［処理フロー例］
図６は、図２に表す通信装置１０１の処理部１１１が行う、送信周波数帯及び送信電力の設定に関する処理の処理フロー例を表す概念図である。

処理部１１１は、例えば、動作に必要な電力の外部からの供給等により、図６に表す処理を開始する。

そして、処理部１１１は、Ｓ１０１の処理として、図２に表す通信部１０６に対し、前述のスキャンの実施を指示する。当該指示により通信部１０６は前述のスキャンを開始する。

そして、処理部１１１は、Ｓ１０２の処理として、通信部１０６から前述のスキャン結果が届いたかについての判定を行う。

処理部１１１は、Ｓ１０２の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、Ｓ１０４の処理を行う。

一方、処理部１１１は、Ｓ１０２の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１０２の処理を再度行う。

処理部１１１は、Ｓ１０４の処理を行う場合は、同処理として、前記スキャン結果において、受信電界強度が相対的に低くなっている周波数帯を選択する。

そして、処理部１１１は、Ｓ１０５の処理として、Ｓ１０４の処理により選択した周波数帯を、送信周波数帯として設定する旨の指示を、通信部１０６に対して行う。

そして、処理部１１１は、Ｓ１０６の処理として、送信情報を搬送する無線電波の送信電力Ｗを、通信部１０６が設定可能な電力の最小値であるＷｍｉｎに設定する旨の指示を、通信部１０６に対して行う。送信電力Ｗｍｉｎは、通信装置１０１について予め定められた送信電力である。

そして、処理部１１１は、Ｓ１０７の処理として、通信部１０６に対し、Ｓ１０５の処理により設定した送信周波数帯とＳ１０６の処理により設定した送信電力とによる通信処理の開始を指示する。その後、処理部１１１が通信部１０６に対し送信情報を送付することにより、通信部１０６は、当該送信情報を含む無線電波を無線空間に向けて放出する。

そして、処理部１１１は、Ｓ１０８の処理として、時間ΔＴが経過したかについての判定を行う。ここで、時間ΔＴは、Ｓ１０８の処理のために予め定められた時間である。

処理部１１１は、Ｓ１０８の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、Ｓ１０９の処理を行う。

一方、処理部１１１は、Ｓ１０８の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１０８の処理を再度行う。

処理部１１１は、Ｓ１０９の処理を行う場合は、同処理として、前述の、受信状況が良好であるかについての判定を行う。処理部１１１は、当該判定を、例えば受信信号のＳ／Ｎが基準値以上であるかを判定することにより行う。

処理部１１１は、Ｓ１０９の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、Ｓ１１１の処理を行う。

一方、処理部１１１は、Ｓ１０９の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１１０の処理を行う。

処理部１１１は、Ｓ１１０の処理を行う場合は、同処理として、設定されている送信電力Ｗに電力ΔＷを加算した値が、送信電力Ｗｍａｘより大きいかについての判定を行う。ここで、電力ΔＷは、Ｓ１１０及び後述のＳ１１２の処理のために予め設定された電力である。また、送信電力Ｗｍａｘは、通信部１０６が設定可能な送信電力の最大値である。

処理部１１１は、Ｓ１１０の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、Ｓ１１１の処理を行う。

一方、処理部１１１は、Ｓ１１０の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１１２の処理を行う。

処理部１１１は、Ｓ１１２の処理を行う場合は、同処理として、Ｓ１１２の処理の開始前の送信電力Ｗに電力ΔＷを加算した値を、送信電力Ｗにする設定を、通信部１０６に対して指示する。そして、処理部１１１は、Ｓ１１１の処理を行う。

処理部１１１は、Ｓ１１１の処理を行う場合は、同処理として、図６に表す処理を終了するかについての判定を行う。処理部１１１は、当該判定を、例えば、外部からの終了情報の入力の有無を判定することにより行う。当該終了情報は、例えば、外部からの供給電力の供給停止を表す情報である。

処理部１１１は、Ｓ１１１による判定結果がｙｅｓの場合は、図６に表す処理を終了する。

一方、処理部１１１は、Ｓ１１１による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１０８の処理を再度行う。
［具体例］
次に、本実施形態の通信装置の動作の具体例を説明する。

図７は、本実施形態の通信装置の状況を説明する図（その１）である。

道路５１１の道路脇５１２ａでは、端末Ｆ２及びＦ３が使用されている。また、道路脇５１２ｂでは、端末Ｆ５が使用されている。

端末Ｆ２、Ｆ３及びＦ５は、固定の送信周波数帯及び送信電力により通信を行う端末である。端末Ｆ２、Ｆ３及びＦ５における通信周波数帯は、それぞれ、この順に、周波数帯ｆ２、ｆ３及びｆ５である。

図８は、図７に表す状態において、道路脇５１２ｂにおいて、端末Ｆ４が、無線による通信を開始しようとする状態を表す図である。端末Ｆ４には、端末Ｆ２、Ｆ３及びＦ５が無線による送受信を行う際の無線電波が到達している。

端末Ｆ４は、図２に表す通信装置１０１である。端末Ｆ４は、送信周波数帯及び送信電力を調整することができる。端末Ｆ４は、図８に表す状態で図６に表す処理を開始するものとする。

図９は、図８に表す端末Ｆ４がスキャンを行った（図６に表すＳ１０１）結果（図６に表すＳ１０２のｙｅｓ）を表す図である。なお、図９以降に表す各周波数帯の受信電界強度分布においては、理解容易のため、周波数帯ごとの受信電界強度分布を足し合わせず別々に表してある。端末Ｆ４によるスキャン結果では、周波数帯ｆ２、ｆ３及びｆ５において、所定の受信電界強度が検出される。また、当該スキャンの結果、周波数帯域Ａにおいて、受信電界強度が低いことが検出される。

そして、端末Ｆ４は、図９に表す周波数帯域Ａを用いて、送信情報の送信を開始する（図６に表すＳ１０４乃至Ｓ１０７）。

これにより、端末Ｆ４からの無線電波を直接受信する相手方通信装置（図１に表す通信装置９０１参照）も、無線空間に向けて、周波数帯域Ａを用いた無線電波の送信を開始する。

そのため、端末Ｆ４はスキャンを行った場合には、例えば、図１０に表すようなスキャン結果を得る。周波数帯ｆ４における受信電界強度は、前記相手方通信装置によるものである。

図１１は、その後、バス５０６が道路５１１を矢印１９９ａの向きに進行してきた様子を表す図である。バスには、端末Ｆ１が搭載されている。端末Ｆ１は、図２に表す通信装置１０１である。すなわち、端末Ｆ１は、スキャンによる送信周波数帯の設定、及び送信電力の設定を行い得る。端末Ｆ１は、図１１に表す状態で、図６に表す処理を開始するものとする。

図１２は、端末Ｆ１が図１１に表す状態でスキャンを行ったスキャン結果（図６のＳ１０２のｙｅｓ）を表す図である。

端末Ｆ１は、スキャン結果により、端末Ｆ４が通信を行っている周波数帯ｆ４付近の周波数帯が、相対的に受信電界強度が低いことを検出する。

そして、端末Ｆ１は、周波数帯ｆ４近傍の周波数帯である周波数帯ｆ１を用いて、通信を開始する（図６のＳ１０４乃至Ｓ１０７）。

これにより、端末Ｆ１からの無線電波を直接受信する相手方通信装置も周波数帯ｆ１を用いた無線電波の送信を開始する。

そのため、端末Ｆ１は無線電波の送信開始後にスキャンを行った場合には、例えば、図１３に表すようなスキャン結果を得る（図６のＳ１０２のｙｅｓ）。

一方、端末Ｆ４における受信電界強度は、例えば、図１４に表すようになる。

そして、端末Ｆ４は、周波数帯ｆ１における端末Ｆ１が行う通信による無線電波の影響で、周波数帯ｆ４における受信状況が良好でないことを判定する（図６に表すＳ１０９のｎｏ）。

そして、端末Ｆ４はＳ１１２の処理により送信電力を増加させるが、それでも受信状況が良好にならなかったとする（図６に表すＳ１１０のｙｅｓ）。

すると、端末Ｆ４は、前述のスキャンを再度行う（図６に表すＳ１０１及びＳ１０２）。

そして、端末Ｆ４は、受信電界強度が相対的に低い周波数帯である周波数帯ｆ４’による通信を行う（図６に表すＳ１０４乃至Ｓ１０７）。

その結果、端末Ｆ４における受信電界強度の周波数分布は、図１５に表すようになる。

一方、端末Ｆ１における受信電界強度の周波数分布は、図１６に表すようになる。

その後、バス５０６は矢印１９９ａの向きに走行し、図１７に表す位置に到達したとする。

図１７に表す状態では、端末Ｆ１は、図１１に表す状態より端末Ｆ４に近づいている。そのため、周波数帯ｆ４’における端末Ｆ１における受信電界強度は、図１８に表すように増加する。そして、端末Ｆ１が行う周波数帯ｆ１による受信状況は、端末Ｆ４が行う周波数帯ｆ４’の無線電波により、良好でなくなる。

そして、端末Ｆ１は、送信電力を最大限増加させる（Ｓ１１２）が受信状況は良好にならない（Ｓ１１０のｙｅｓ）。

そのため、端末Ｆ１は、スキャンを実施し（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、図１９に表すように、受信電界強度が相対的に弱いことを検出した周波数帯ｆ１’により、通信を行う。図１９においては、単なる周波数変更のみでは通信が良好にならなかったため（Ｓ１０９のｎｏ）、送信電力の増加が行われ（Ｓ１１２）、その結果、相手方通信装置からの無線電波の強度も増加している。

一方、端末Ｆ４は、図２０に表す端末Ｆ１が行う通信による周波数帯ｆ１の無線電波の影響で、受信状況が良好でなく（図６に表すＳ１０９のｎｏ）、送信電力を増加させている（Ｓ１１２）。そして、相手方通信装置からの受信電界強度が増加したことと、図１９に表すように端末Ｆ１が通信に用いる周波数帯を周波数帯ｆ１から周波数帯ｆ１’に変更したことにより（図２１）、受信状況が良好であることを判定する（Ｓ１０９のｙｅｓ）。

そのため、端末Ｆ４は、少なくともＳ１０９の処理による判定結果が次にｎｏになるまでは、通信に用いる周波数帯の変更を行わない（図２１）。

図２２は、図１１及び図１７に表す端末Ｆ１乃至Ｆ５の各々が通信に用いる周波数帯の時間推移を表す図である。

時刻ｔ０は、図１１に表す端末Ｆ１が通信を開始する前のある時刻である。時刻ｔ０では、端末Ｆ２乃至Ｆ５の各々は、この順に、周波数帯ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５により通信を行っている。

その後、図１１に表す端末Ｆ１は周波数帯ｆ１により通信を開始する。当該開始の時刻が時刻ｔ１である。その後、端末Ｆ４は、端末Ｆ１による周波数帯ｆ１による通信により、受信状況が良好でないことを検出する。

そして、図１１に表す端末Ｆ４は、周波数帯ｆ４を周波数帯ｆ４’に変更する。当該変更の時刻が時刻ｔ２である。

図１１に表す状態におけるその後の時刻である時刻ｔ３の前後においては、各端末が通信に用いる周波数帯の変更はない。

そして、バス５０６の移動により、図１１の状態から図１６の状態に移行する。

図１６に移行した直後の時刻である時刻ｔ４の前後のおいては、各端末が通信に用いる周波数帯の変更はない。その後、端末Ｆ１は、バス５０６の移動にともない端末Ｆ４が行う周波数帯ｆ４の通信の影響による受信状況が良好でないことを検出する。

そして、端末Ｆ１は、通信に用いる周波数帯を、周波数帯ｆ１から周波数帯ｆ１’に変更する。当該変更の時刻が時刻ｔ５である。

これにより、端末Ｆ４において行われる周波数帯ｆ４による受信状況の良好さは許容範囲に保たれる。そのため、図１６に表す状態のその後の時刻である時刻ｔ６においては端末Ｆ４を含め、各端末において通信に用いる周波数の変更は行われない。
［効果］
本実施形態の通信装置は、受信状況が良好でないことを検出した場合に、まずは、相手方通信装置との間での送受信に用いる無線電波の電界強度を所定の範囲で増加させ、受信状況の改善を図る。そして、前記通信装置は、無線電波の電界強度を増加させても受信状況が十分に改善されない場合には、再度スキャンを行い、相対的に受信電界強度の低い周波数帯を選択して、通信を行う。

そのため、前記通信装置は、単にスキャンにより相対的に受信電界強度の低い周波数帯を選択して通信を行う場合と比較して、より高い通信品質を確保し得る。

図２３は、本実施形態の通信装置の最小限の構成である通信装置１０１ｘの構成を表すブロック図である。

通信装置１０１ｘは、送信部２０６ｘと設定部３０２ｘと判定部３０１ｘとを備える。

判定部３０１ｘは、図示しない通信先から送られた第二無線電波の受信状況についての判定を行う。前記通信先は、第二周波数帯を表す第二周波数帯情報及び第二送信電力を表す第二送信電力情報を含む第一無線電波を受信した場合に、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の前記第二無線電波を送信するものである。

設定部３０２ｘは、前記判定による判定結果により、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の設定を行う。

送信部２０６ｘは、前記設定が行われた前記第二周波数帯を表す前記第二周波数帯情報及び前記設定が行われた前記第二送信電力を表す前記第二送信電力情報を含む前記第一無線電波を、前記通信先に送信する。 通信装置１０１ｘは、前記通信先が送る前記第二無線電波の周波数帯を、前記第二無線電波の受信電界強度から選択するだけでなく、受信状況が良好でない場合には、前記第二無線電波の送信電力を調整する。そのため、通信装置１０１ｘは、周波数帯の選択により前記第二無線電波の受信状況が十分には改善されない場合であっても、前記第二送信電力を調整により、前記第二無線電波の受信状況の改善を行い得る。

そのため、通信装置１０１ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。

（付記Ａ１）
第二周波数帯を表す第二周波数帯情報及び第二送信電力を表す第二送信電力情報を含む第一無線電波を受信した場合に、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の第二無線電波を送信する通信先から送られた前記第二無線電波の受信状況についての判定を行う判定部と、
前記判定による判定結果により、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の設定を行う設定部と、
前記設定が行われた前記第二周波数帯を表す前記第二周波数帯情報及び前記設定が行われた前記第二送信電力を表す前記第二送信電力情報を含む前記第一無線電波を、前記通信先に送信する、送信部と、
を備える、通信装置。

（付記Ａ２）
前記第二送信電力情報が、前記第一無線電波の前記通信先における受信電界強度である第二受信電界強度である、付記Ａ１に記載された通信装置。

（付記Ａ３）
前記第二周波数帯情報が、前記第一無線電波の周波数帯である第一周波数帯である、付記Ａ１又は付記Ａ２に記載された通信装置。

（付記Ａ４）
前記第一周波数帯と前記第二周波数帯とが等しい、付記Ａ３に記載された通信装置。

（付記Ａ５）
前記第二周波数帯の前記設定を、前記第二無線電波の受信電界強度である第一受信電界強度の周波数分布において、相対的に前記第一受信電界強度が低い周波数範囲から行う、付記Ａ１乃至付記Ａ４のうちのいずれか一に記載された通信装置。

（付記Ａ６）
前記第二送信電力の前記設定を予め定められた範囲で行う、付記Ａ１乃至付記Ａ５のうちのいずれか一に記載された通信装置。

（付記Ａ７）
前記範囲の上限が、利用する通信サービスごとに決まっている、付記Ａ６に記載された通信装置。

（付記Ａ８）
前記上限が、公共性の高い前記通信サービスほど高い、付記Ａ７に記載された通信装置。

（付記Ａ９）
前記上限が最も高い前記通信サービスに、防災無線、航空管制、緊急車両、ＴＶ及びラジオのうちの少なくとも一つが含まれる、付記Ａ７又は付記Ａ８に記載された通信装置。

（付記Ａ１０）
前記第二送信電力が、前記上限であるか前記上限の近傍である場合に、前記第二周波数帯の前記設定を行う、付記Ａ７乃至付記Ａ９のうちのいずれか一に記載された通信装置。

（付記Ｂ１）
付記Ａ１乃至付記Ａ１０のうちのいずれか一に記載された通信装置と、前記通信先と、を備える通信システム。

（付記Ｂ２）
前記第二通信装置を複数備える、付記Ｂ１に記載された通信システム。

（付記Ｃ１）
第二周波数帯を表す第二周波数帯情報及び第二送信電力を表す第二送信電力情報を含む第一無線電波を受信した場合に、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の第二無線電波を送信する通信先から送られた前記第二無線電波の受信状況についての判定を行い、
前記判定による判定結果により、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の設定を行い、
前記設定が行われた前記第二周波数帯を表す前記第二周波数帯情報及び前記設定が行われた前記第二送信電力を表す前記第二送信電力情報を含む前記第一無線電波を、前記通信先に送信する、
通信方法。

（付記Ｄ１）
第二周波数帯を表す第二周波数帯情報及び第二送信電力を表す第二送信電力情報を含む第一無線電波を受信した場合に、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の第二無線電波を送信する通信先から送られた前記第二無線電波の受信状況についての判定を行う処理と、
前記判定による判定結果により、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の設定を行う処理と、
前記設定が行われた前記第二周波数帯を表す前記第二周波数帯情報及び前記設定が行われた前記第二送信電力を表す前記第二送信電力情報を含む前記第一無線電波を、前記通信先に送信する処理と、
をコンピュータに実行させる通信プログラム。

１００、１０１、１０１ｘ、９０１ 通信装置
１０６、１０６ａ 通信部
１１１ 処理部
１１６ 記録部
１３１ 通信システム
１９９ａ 矢印
２０１ アンテナ
２０６、２０６ａ、２０６ｘ 送信部
２１１、２１１ａ 受信部
３０１ 処理部
３０１ｘ 判定部
３０６ 測定部
４０１ 駆動信号生成部
４１１ 電力調整部
４１６ 基準波生成部
５１１ 道路
５０６ バス
５１２ａ、５１２ｂ 道路脇
Ａ 周波数帯域
ｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ４’、ｆ５ 周波数帯
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５ 端末

Claims (10)

1. 第二周波数帯を表す第二周波数帯情報及び第二送信電力を表す第二送信電力情報を含む第一無線電波を受信した場合に、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の第二無線電波を送信する通信先から送られた前記第二無線電波の受信状況についての判定を行う判定部と、
   前記判定による判定結果により、前記第二周波数帯及び前記第二送信電力の設定を行う設定部と、
   前記設定が行われた前記第二周波数帯を表す前記第二周波数帯情報及び前記設定が行われた前記第二送信電力を表す前記第二送信電力情報を含む前記第一無線電波を、前記通信先に送信する、送信部と、
   を備える、通信装置。
2. 前記第二送信電力情報が、前記第一無線電波の前記通信先における受信電界強度である第二受信電界強度である、請求項１に記載された通信装置。
3. 前記第二周波数帯情報が、前記第一無線電波の周波数帯である第一周波数帯である、請求項１又は請求項２に記載された通信装置。
4. 前記第一周波数帯と前記第二周波数帯とが等しい、請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一に記載された通信装置。
5. 前記第二周波数帯の前記設定を、前記第二無線電波の受信電界強度である第一受信電界強度の周波数分布において、相対的に前記第一受信電界強度が低い周波数範囲から行う、請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一に記載された通信装置。
6. 前記第二送信電力の前記設定を予め定められた範囲で行う、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか一に記載された通信装置。
7. 前記範囲の上限が、利用する通信サービスごとに決まっている、請求項６に記載された通信装置。
8. 前記上限が、公共性の高い前記通信サービスほど高い、請求項７に記載された通信装置。
9. 前記上限が最も高い前記通信サービスに、防災無線、航空管制、緊急車両、ＴＶ及びラジオのうちの少なくとも一つが含まれる、請求項７又は請求項８に記載された通信装置。
10. 前記第二送信電力が、前記上限であるか前記上限の近傍である場合に、前記第二周波数帯の前記設定を行う、請求項７乃至請求項９のうちのいずれか一に記載された通信装置。

Images