WO2014007008A1 - 無線通信装置及び通信チャネルの選択方法 - Google Patents

無線通信装置及び通信チャネルの選択方法 Download PDF

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Abstract

 本発明は、互いに周波数帯域の一部が重複する少なくとも2つの無線通信デバイスによる通信が互いに干渉しないように制御可能な無線通信装置を提供することを目的とする。そして、本発明は、全体制御部(21)の制御下で、デバイス制御部(22A)が干渉量測定処理の実行期間中は、デバイス制御部(22B)の制御により必ず無線通信デバイス(12B)が電波(ダミーフレーム)を送信している状態にする。そして、デバイス制御部(22A)は、上記干渉量測定処理実行時に得た複数の干渉量(複数の通信チャネルAの候補に対応)に基づき、複数の通信チャネルAの候補のうち一の候補を通信チャネルAとして選択するチャネル選択処理を実行する。

Description

無線通信装置及び通信チャネルの選択方法
 この発明は、互いに周波数帯域の一部が重複する少なくとも2つの無線通信デバイスを有する無線通信装置及び一方の無線通信デバイスにおける通信チャネルの選択方法に関する。
 例えば、無線LANに関する技術規格であるWi-Fi(IEEE 802.11)と近距離無線通信(PAN(Personal Area Network))に関する技術規格であるZigBee(IEEE 802.15.4)は互いに異なる無線通信規格であるが、使用する周波数帯域は重複しているため、選択する通信チャネルによっては、互いに干渉して通信性能を劣化させることがある。
 Wi-Fiは家庭内やSOHO(Small Office/Home Office)といった限定された領域においてパソコン等の情報機器端末が無配線でネットワーク構築が可能な技術として普及してきた。最近では、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末が移動体通信キャリアのネットワークの代わりにWi-Fiで家庭内もしくはホットスポットのLANを経由してインターネットにアクセスする場合にも使用されるようになった。また、ZigBeeは安価で低消費電力という特性を持ち、家電製品や計測器等が無配線でネットワークを構築可能な技術として普及してきた。
 ところで、最近では家庭内の通信機器を集約するために、WAN(Wide Area Network)(インターネット)と家庭内LANとを接続するルータにWi-Fiのアクセスポイントを搭載するケースが増えてきた。また、将来的にはZigBeeのような通信機能を備えた家電製品が増えてくることが予想され、Wi-Fiのアクセスポイントと同様にZigBeeの通信機能も一つのルータに搭載したいという要求が出てくることは容易に予想される。
 このように、将来的にはルータが家庭内の通信機器の拠点となっていくことが予想され、その場合にはルータがWi-Fi機器とZigBee機器と同時に通信するというユースケースが想定されるが、その場合に互いの周波数帯域が重複するため互いに干渉しあって通信性能が劣化してしまう。特に、1つの機器に複数の無線通信デバイスを集約する場合、無線通信デバイス同士が近距離に位置するため、お互いが送出する電波が最大の干渉となる可能性が高い。
 このように使用する周波数帯域が互いに重複する、少なくとも2つの無線通信デバイスを1つの通信機器に集約する場合、互いに干渉しないようにそれぞれの無線通信デバイスが適切なチャネル選択を行うことが必要となるが、一般的なユーザに対しそのような適切なチャネル選択を要求するのは難易度が高いため極めて難しい。
 また、通信チャネルの選択時に、予め干渉量を測定し、干渉の少ないチャネルを自動的に選択するという方法(単純自動選択手法)も考えられるが、この方法は干渉となりうる無線通信デバイスが常時ビーコンのような電波を送出していることを前提としている。しかし、ZigBeeは低消費電力を実現するという特性上、常時電波を送出しているわけではないため、上記単純自動選択手法では選択された通信チャネルが適切でなく、有効に働かない可能性が少なからずある。
 また、上述した通信チャネルの選択に関連した技術として、例えば、特許文献1において、ダミーフレームを受信した場合に、電波発生装置から発生する電波と電波干渉を発生する周波数帯の電波の使用を停止するように制御する無線装置が開示されている。
国際公開第2008/004562号
 従来の無線通信装置において、互いに周波数帯域の一部が重複する複数の無線通信デバイスを有している、例えば、Wi-Fi用およびZigBee用の無線通信デバイスを有している無線通信装置において以下の問題が生じる。
 すなわち、Wi-FiおよびZigBeeを同時に使用する場合、それぞれの通信は別々のデバイスで独立して動作しており、例えば、Wi-Fiの使用チャネルを選択するために干渉量測定による自動チャネル選択を実施したとしても、ZigBee側が電波を送出していなければ、ZigBee側との干渉量を測定できず、ZigBeeと干渉するチャネルを誤って選択してしまう可能性が少なからずあるという問題点があった。なお、特許文献1で開示された技術は、上記問題点を何ら想定していない。
 この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、互いに周波数帯域の一部が重複する少なくとも2つの無線通信デバイスを有し、かつこれら少なくとも2つの無線通信デバイスによる通信が互いに干渉しないように制御可能な無線通信装置及び通信チャネルの選択方法を得ることを目的とする。
 この発明に係る請求項1記載の無線通信装置は、第1の周波数帯域で無線通信可能な第1の無線通信デバイスと、第2の周波数帯域で無線通信可能な第2の無線通信デバイスとを備え、前記第2の周波数帯域の少なくとも一部は前記第1の周波数帯域と重複し、前記第1の周波数帯域内の複数の第1の通信チャネル候補から第1の通信チャネルを選択し、該第1の通信チャネルを用いた前記第1の無線通信デバイスによる通信を制御する第1のデバイス制御部と、前記第2の周波数帯域内の第2の通信チャネルを用いた前記第2の無線通信デバイスによる通信を制御する第2のデバイス制御部とをさらに備え、前記第1のデバイス制御部は、前記第1の通信チャネルを選択する際、前記複数の第1の通信チャネル候補を用いた前記第1の無線通信デバイスの通信時における複数の干渉量を測定する干渉量測定処理を実行し、前記複数の干渉量に基づき前記複数の第1の通信チャネル候補のうち一の通信チャネル候補を前記第1の通信チャネルとして選択し、前記第2のデバイス制御部は、前記第1のデバイス制御部による前記干渉量測定処理実行期間中において、前記第2の通信チャネルを用いてダミーデータを送信するダミーデータ送信処理を実行するように、前記第2の無線通信デバイスを制御することを特徴としている。
 この発明における請求項1記載の本願発明の無線通信装置は、第2のデバイス制御部の制御下で第2の通信チャネルを用いてダミーデータを送信するダミーデータ送信処理を第2の無線通信デバイスに実行させながら、第1のデバイス制御部は、干渉量測定処理を実行して得られる複数の干渉量(複数の第1の通信チャネル候補に対応)に基づき、複数の第1の通信チャネル候補のうち一の通信チャネル候補を前記第1の通信チャネルとして選択している。
 このため、複数の第1の通信チャネル候補のうち、第2の無線通信デバイスによる第2の通信チャネルを用いたデータ送信時において干渉が最も生じない候補を第1の通信チャネルとして選択することができる。その結果、第1及び第2の無線通信デバイスが第1及び第2の通信チャネルで同時に通信処理を実行する場合においても、互いに通信レート及び応答性能の優れた送受信処理を可能とする効果を奏する。
 この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
この発明の実施の形態1である無線通信装置及びその周辺構成を模式的に示す説明図である。 この発明の実施の形態1である無線通信装置内の構成を示すブロック図である。 実施の形態1の無線通信装置において、無線通信デバイス12Aの通信チャネルAの選択処理を行う処理手順を示す説明図である。 実施の形態1の無線通信装置による干渉量測定に基づくチャネル選択の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態2である無線通信装置内の構成を示すブロック図である。 実施の形態2のデータ送信部の無線通信デバイス12Bに対する送信制御内容を示すフローチャートである。 実施の形態2による無線通信デバイス12Bの制御動作シーケンス例を示した説明図である。 この発明の実施の形態3である無線通信装置の構成を示すブロック図である。 プロファイルデータが指示するプロファイル内容を示す説明図である。 実施の形態3の無線通信装置による複数の干渉量の測定結果の例を示す説明図である。 複数の干渉量とプロファイルデータとに基づく想定干渉量の演算結果を示す説明図である。
 <実施の形態1>
 図1はこの発明の実施の形態1である無線通信装置及びその周辺構成を模式的に示す説明図である。本実施の形態の無線通信装置11は、周波数帯域が互いに重複する2つの無線通信デバイス12A及び12Bを共に搭載しており、無線通信デバイス12Aは例えばWi-Fi等の通信規格を満足する通信機器15Aと通信可能であり、無線通信デバイス12Bは例えZigBee等の通信規格を満足する通信機器15Bと通信可能である。
 すなわち、無線通信デバイス12Aは例えばWi-Fi規格用の第1の周波数帯域内の通信チャネルAで無線通信可能であり、無線通信デバイス12Bは例えばZigBee規格用の第2の周波数帯域内の通信チャネルBで無線通信可能であり、上記第2の周波数帯域の少なくとも一部は上記第1の周波数帯域と重複している。
 図2は、この発明の実施の形態1である無線通信装置11内の構成を示すブロック図である。無線通信装置11は全体制御部21、デバイス制御部22(22A及び22B)から構成される。これら制御部21,22は、例えば、プログラムの実行によるソフトウェア処理により実現可能である。
 デバイス制御部22Aは、第1の周波数帯域内の複数の通信チャネルAの候補(複数の第1の通信チャネル候補)から、無線通信デバイス12Aが使用する通信チャネルA(第1の通信チャネル)を選択し、選択した通信チャネルAを用いた無線通信デバイス12Aによる通信機器15A(図1)との通信処理を制御することができる。
 同様に、デバイス制御部22Bは、無線通信デバイス12Bが使用する通信チャネルB(第2の通信チャネル)を選択し、選択した通信チャネルBを用いた無線通信デバイス12Bによる通信機器15B(図1)との通信処理を制御することができる。
 なお、全体制御部21はデバイス制御部22A及び22Bとを統括制御して後に詳述するする通信チャネルAの選択処理(干渉量測定処理を含む)を実行可能にしている。
 図3は、実施の形態1の無線通信装置11において、無線通信デバイス12Aの通信チャネルAの選択方法の処理手順を示す説明図である。なお、通信チャネルAを選択する際の前提条件として、デバイス制御部22Bの制御下で通信処理を行う無線通信デバイス12Bの通信チャネルBは既に選択されているとする。
 まず、ステップST1において、全体制御部21がデバイス制御部22Bに対して、ダミーフレーム送信開始要求R1を行う。
 そして、ステップST2において、ダミーフレーム送信開始要求R1を受けたデバイス制御部22Bは、ダミーフレーム送信開始(処理)P2を実行し、通信チャネルBを用いて無線通信デバイス12Bからダミーフレーム(ダミーデータ)を送信する。
 その後、ステップST3において、デバイス制御部22Bは、全体制御部21に対して、ダミーフレームの送信を開始したことを指示するダミーフレーム送信開始要求応答R3を返す。
 ダミーフレーム送信開始P2は、デバイス制御部22Bが無線通信デバイス12Bに対して、現在選択している通信チャネルBを用いて、通信機器15に相当する全ての通信装置の送受信処理に影響の無い形式のダミーフレームの送信を開始するように、無線通信デバイス12Bを制御する処理を開始することを意味する。デバイス制御部22は、後述するダミーフレーム送信停止P10を行うまでの期間、通信チャネルBを用いてダミーフレームを一定間隔で継続して送信するように、無線通信デバイス12Bを制御する。
 続いて、デバイス制御部22Bからダミーフレーム送信開始要求応答R3を受けた全体制御部21は、ステップST4において、デバイス制御部22Aに対して、干渉量測定開始要求R4を行う。
 干渉量測定開始要求R4を受けた、デバイス制御部22Aは、ステップST5において、全体制御部21に対して干渉量測定開始要求応答R5を返す。
 そして、ステップST6において、デバイス制御部22Aは、干渉量測定(処理)P6を実行する。この際、制御対象の無線通信デバイス12Aが通信可能な複数の通信チャネルAの候補(複数の第1の通信チャネル候補)の通信時における複数の干渉量を測定する。すなわち、複数の通信チャネルAの候補を順次切り替えながら、通信チャネルAの候補ごとに干渉量を測定して、複数の通信チャネルAの候補に対応する複数の干渉量を取得する。
 その後、ステップST7において、干渉量測定P6の後にチャネル選択(処理)P7を実行する。チャネル選択P7は、例えば複数の通信チャネルAの候補のうち、最も干渉量が小さかった通信チャネルAの候補を、実際に使用する通信チャネルAとして選択する。なお、通信チャネルAの選択方法は上記に限らず、干渉量が所定の基準レベル以下となる通信チャネルAの候補の何れかを適宜選択するようにしても良い。
 そして、チャネル選択P7の後のステップST8において、デバイス制御部22Aは全体制御部21に対して干渉量測定終了通知R8を行う。
 干渉量測定終了通知R8を受けた全体制御部21は、ステップST9において、デバイス制御部22Bに対して、ダミーフレーム送信停止要求R9を行う。
 ダミーフレーム送信停止要求R9を受けたデバイス制御部22Bは、ステップST10において、ダミーフレーム送信停止(処理)P10を実行する。その結果、通信チャネルBを用いた無線通信デバイス12Bによるダミーフレームの送信は終了する。
 その後、ステップST11において、デバイス制御部22Bは、全体制御部21に対してダミーフレーム送信停止要求応答R11を返す。その結果、全体制御部21は無線通信デバイス12Aの通信チャネルAの選択処理を終了させる。
 以上のステップを経て、無線通信装置11が無線通信デバイス12Aの通信チャネルAの選択方法は終了する。
 実施の形態1で示した手順では、全体制御部21の制御下で、デバイス制御部22Aが干渉量測定P6の実行期間中は、デバイス制御部22Bの制御により必ず無線通信デバイス12Bが電波(ダミーフレーム)を送信している状態にしている。すなわち、全体制御部21は、デバイス制御部22Aによる干渉量測定P6の処理中は、デバイス制御部22Bによるダミーデータ送信処理が必ず実行されるように、デバイス制御部22A及び22Bを統括制御している。
 このため、干渉量測定P6の測定結果(複数の干渉量)に無線通信デバイス12Bの使用電波による干渉量が必ず加味されることになる。したがって、上記した複数の干渉量に基づき、複数の通信チャネルAの候補のうち一の候補を通信チャネルAとして選択するチャネル選択P7を行うことにより、無線通信デバイス12Aは無線通信デバイス12Bとが同時に通信を行ったときに、お互いに干渉しない最適な通信チャネルAを選択することができる。
 なお、実施の形態1では無線通信デバイスの搭載数が2つ(無線通信デバイス12A及び12B)の場合を示したが、無線通信デバイスの搭載数が3つ以上の場合も同様の方法で適用可能である。例えば、3つ目の無線通信デバイスとして無線通信デバイス12Cを追加した場合、無線通信デバイス12Aが干渉量測定を測定している期間に、無線通信デバイス12B及び無線通信デバイス12Cがそれぞれダミーフレームを送信するように制御する態様が考えられる。
 このように、実施の形態1の無線通信装置11は、デバイス制御部22Bの制御下で通信チャネルBを用いたダミーデータの送信(ダミーデータ送信処理)を無線通信デバイス12Bに実行させながら、デバイス制御部22Aは、干渉量測定処理を実行して得られる複数の干渉量に基づき。複数の通信チャネルAの候補のうち一の候補を通信チャネルAとして選択している。
 このため、複数の通信チャネルAの候補のうち、無線通信デバイス12Bによる通信チャネルBを用いたデータ送信時における干渉が最も生じない候補を通信チャネルAとして選択することができる。その結果、無線通信デバイス12A及び12Bが通信チャネルA及び通信チャネルBで同時に通信処理を実行する場合においても、互いに通信レート及び応答性能の優れた送受信処理を可能とする効果を奏する。
 さらに、適切な通信チャネルAの選択が行えるため、無線通信デバイス12A及び12B間の干渉を回避できるため、データの再送が減ることによる無線の送信時間の減少効果、及び送信電力を低く抑えられるといった効果が望める結果、省エネルギー化に寄与することができる。
 図4は実施の形態1の無線通信装置による干渉量測定P6に基づくチャネル選択P7の一例を示す説明図である。
 同図では、無線通信デバイス12Aが無線LAN用であり、無線通信デバイス12BがZigBee用の場合を示している。
 同図(a) に示すように、無線LANは、中心周波数2.412GHzの(通信)チャネルCH1から同2.472GHzの(通信)チャネルCH13まで0.005GHz (5MHz) 刻みの13チャネルを有しており、一つのチャネル幅の規格が22MHzに設定されている。
 同図(b) に示すように、ZigBeeは、中心周波数2.405GHzから同2.480GHzまで0.005GHz (5MHz) 刻みの16チャネル((通信)チャネルCH21~CH36)有しており、一つのチャネル幅の規格が2MHzに設定されている。
 ここで、ZigBeeでチャネルCH24を通信チャネルBとして使用中に無線LANのチャネル選択を行う場合を考える。
 この場合、無線LAN用のデバイス制御部22Aにて干渉量測定P6を実行する際、ZigBee用のデバイス制御部22BからチャネルCH24(通信チャネルB)を用いてダミーフレームが送信されることにより、複数の通信チャネルAの候補であるチャネルCH1~CH13それぞれの干渉データが測定される。
 同図(c) に示すように、無線LANのチャネルCH2,CH3の中心周波数はZigBeeのチャネルCH24とかなり近い周波数を使用しているため、最も強い干渉レベルが測定される。また、無線LANのチャネルCH1、CH4についてもZigBeeのチャネルCH24と比較的近い周波数を使用しているため、チャネルCH2,CH3に次いで強い干渉レベルが測定される。また、無線LANのチャネルCH5は使用する周波数帯域はチャネルCH24と重複していないが近接しているため、チャネルCH1~CH4の次に強い干渉レベルが測定される。
 その結果、干渉量測定P6によって、複数の通信チャネルAの候補であるチャネルCH1~CH13は、干渉レベルが大きく選択すべきでないチャネルグループCG1(チャネルCH1~CH5)と、干渉レベルが十分小さく選択可能なチャネルグループCG2(チャネルCH6~CH13)とに分類される。
 したがって、干渉量測定P6に続いて実行されるチャネル選択P7において、チャネルグループCG2内のチャネルCH6~CH13のいずれかが、実際に使用する通信チャネルAとして選択されることになる。
 なお、実施の形態1では、デバイス制御部22Bによるダミーフレーム送信開始P2~ダミーフレーム送信停止P10間にデバイス制御部22Aによって干渉量測定P6を実行する例を示したが、少なくともデバイス制御部22Aによる干渉量測定P6の実行期間中において、デバイス制御部22がダミーデータ送信処理を実行するように制御すれば、上記効果を達成することができる。
 <実施の形態2>
 実施の形態1ではダミーフレーム送信開始P2からダミーフレーム送信停止P10までの期間は一定周期で無線通信デバイス12Bからダミーフレームを送信し続ける方法を示したが、ダミーフレームのデータ量分、無線通信デバイス12Bの通信帯域を割くことになり、通信レートの低下およびレスポンス速度の低下という性能劣化を起こす可能性がある。本来、ダミーフレームを送信する目的は、無線通信デバイス12Aの干渉量の測定結果(複数の干渉量)に無線通信デバイス12Bが送出する電波による干渉量を反映させることであるため、無線通信デバイス12Bがユーザデータの送信を必要とする場合はダミーフレームではなくてユーザデータをそのまま送信しても実質的な問題はない。
 なお、上記ユーザデータとは、上述したダミーフレーム以外の送信データを意味しており、本来、無線通信デバイス12Bで送信しようとしていた実データを示す。具体例としては、プロトコル上の制御情報およびアプリケーションの要求によって送信する情報等の実データが該当する。
 以下に、上記ユーザデータに関する通信の性能劣化を防ぎながら、実施の形態1と同様にダミーフレームを送信する実施の形態2の無線通信装置13による処理内容について説明する。
 実施の形態2の無線通信装置13及びその周辺構成は図1で示した実施の形態1の無線通信装置11及びその周辺構成と同様である。
 図5は、この発明の実施の形態2である無線通信装置13内の構成を示すブロック図である。無線通信装置11は全体制御部21、デバイス制御部22A、デバイス制御部23B、アプリケーション実行部41、ダミーフレーム送信部42B及びデータ送信部43Bから構成される。これら制御部等21,22A,23B,41,42B,43Bは、例えば、プログラムの実行によるソフトウェア処理により実現可能である。
 実施の形態1の無線通信装置11との違いは、デバイス制御部23B(実施の形態1のデバイス制御部22Bに対応)と無線通信デバイス12Bとの間の制御内容を明確化するために、ダミーフレーム送信部42Bとデータ送信部43Bを追加したことである。さらに、無線通信デバイス12Bを使用する、すなわち、ユーザデータ(実データ)の送信を指示するアプリケーション実行部41が追加されている。以下、無線通信装置13内の各構成部について説明する。なお、アプリケーション実行部41に相当する実行部は無線通信デバイス12A側にも存在しても良いが、本発明との関連性は薄いため、図5では図示していない。
 デバイス制御部23Bは、ダミーフレーム送信開始を指示する際、ダミーフレーム送信部42Bに対して定周期処理開始要求R21を行い、ダミーフレーム送信停止を指示する際、ダミーフレーム送信部42Bに定周期処理停止要求R23を行う。
 アプリケーション実行部41は任意のタイミングでデータ送信部43Bにユーザデータの送信要求を指示するユーザデータ送信要求R50を行う。
 ダミーフレーム送信部42Bは、デバイス制御部23Bより定周期処理開始要求R21を受けると、データ送信部43Bに対して周期毎にダミーフレーム送信要求を行う定周期動作を開始し、デバイス制御部23Bより定周期処理停止要求R23を受けると、上記定周期動作を停止する。
 データ送信部43Bは、ダミーフレーム送信部42Bからダミーフレーム送信要求R31を受けると、ダミーフレームの送信制御を無線通信デバイス12Bに対して行い、アプリケーション実行部41からユーザデータ送信要求R50を受けるとユーザデータ送信(処理)P50を実行することにより、ユーザデータの送信制御を無線通信デバイス12Bに対して行う。ただし、データ送信部43Bは、ユーザデータ送信P50を行った直後のダミーフレーム送信要求は例外的に無視し、ダミーフレームの送信制御は行わない。
 図6はデータ送信部43Bの無線通信デバイス12Bに対する送信制御内容を示すフローチャートである。データ送信部43Bは無線通信デバイス12Bが起動すると、図6に示す処理を開始する(ステップS1)。
 まず、ステップS2において、ユーザデータ送信フラグUTFに“False”を初期設定した後、ステップS3のループ始点~ステップS11のループ終端までのループ処理に移行する。
 そして、ステップS4において、アプリケーション実行部41からのユーザデータ送信要求R50、あるいはダミーフレーム送信部42Bからのダミーフレーム送信要求R30(R31~R35)を待つ、送信要求待ち状態に移行する。すなわち、上述した送信要求があるまでステップS4で待機する。
 そして、ステップS4で送信要求を検知すると、ステップS5に移行し、送信要求種別の判別処理を実行する。送信要求種別には、アプリケーション実行部41から要求されるユーザデータ送信要求R50と、ダミーフレーム送信部42Bから要求されるダミーフレーム送信要求R30がある。なお、本明細書中において、「ダミーフレーム送信要求R30」は定期的に行われるダミーフレーム送信要求(R31~R35(図7参照))の総称として用いる。
 ステップS5の判別結果である送信要求種別がユーザデータ送信要求R50の場合、ステップS6において、データ送信部43Bはユーザデータ送信処理を行い、次のステップS7において、ユーザデータ送信フラグUTFを“True”に設定し、ステップS11のループ終端から、ステップS3のループ始点に戻り、再び、ステップS4の送信要求待ち状態となる。
 一方、ステップS5の判別結果である送信要求種別がダミーフレーム送信要求R30の場合、続く、ステップS8において、ユーザデータ送信フラグUTFの判別処理を実行する。そして、ユーザデータ送信フラグUTFが“False”の場合はステップS9に移行し、“True”の場合はステップS10に移行する。
 ステップS8でユーザデータ送信フラグUTFが“False”場合に実行されるステップS9において、データ送信部43Bはダミーフレーム送信処理を行い、ステップS11のループ終点からステップS4のループ始点に戻り、再び、ステップS4の送信要求待ち状態となる。
 一方、ステップS8でユーザデータ送信フラグUTFが“True”の場合、例外的にダミーフレーム送信を行うことなく、ユーザデータ送信フラグUTFを“False”に設定し、ステップS11のループ終端からステップS3のループ始点に戻り、再び、ステップS4の送信要求待ち状態となる。
 このように、ユーザデータ送信フラグUTFの“True”/“False”によって、ダミーフレーム送信の有/無を制御することができる。
 なお、無線通信装置13においても、全体制御部21による統括制御及びデバイス制御部22Aによる通信チャネルAの選択処理の全体の流れは、図3で示した実施の形態1の無線通信装置11と同様である。ただし、無線通信装置13は、ダミーフレーム送信開始要求R1を受けてから、ダミーフレーム送信停止要求R9を受けてダミーフレーム送信停止要求応答R11で応答するまでの、デバイス制御部22Bを主体としたダミーフレームの送信内容が異なる。
 図7は本実施の形態による、デバイス制御部23Bと、アプリケーション実行部41と、ダミーフレーム送信部42Bと、データ送信部43Bとの間で行う無線通信デバイス12Bの制御動作シーケンス例を示した説明図である。後述するように、ユーザデータ送信(処理)P50を行う時間帯は、例外的にダミーフレームの送信を行わないことを特徴としている。図7は図3で示したダミーフレーム送信開始P2からダミーフレーム送信停止P10までの期間の動作を示している。以下、図7の実施の形態2の無線通信デバイス12B側の制御動作シーケンスを説明する。
 デバイス制御部23Bはダミーフレーム送信開始P2の初期ステップとしてダミーフレーム送信部42Bに対して定周期処理開始要求R21を行う。
 ダミーフレーム送信部42Bは定周期処理開始要求R21を受けると、定周期処理を開始し、上記定周期処理として、まず、データ送信部43Bに対してダミーフレーム送信要求R31を行う。
 データ送信部43Bは起動後、図6のステップS4で示す送信要求待ち状態になっているため、ダミーフレーム送信要求R31を受けて、送信要求種別判定処理(S5)に移り、ダミーフレーム送信要求R31であると判別し、ユーザデータ送信フラグの判別処理(S8)へ移り、“False”と判定し、ダミーフレーム送信(処理)P41(S9)を実行し、再び送信要求待ち状態(S4)となる。
 同様にして、ダミーフレーム送信部42Bからのダミーフレーム送信要求R32に基づき、データ送信部43Bはダミーフレーム送信P42を実行する。このように、ダミーフレーム送信部42Bとデータ送信部43Bとが連動して、周期毎にダミーフレームを送信するという処理(P41,P42)が実行される。
 次に、あるタイミング(図7ではダミーフレーム送信P42の実行後)で、アプリケーション実行部41がユーザデータ送信要求R50をデータ送信部43Bに行った場合を説明する。このとき、データ送信部43Bは、送信要求待ち(S4)の次の送信要求種別の判別処理(S5)でユーザデータ送信要求R50を受けたと判定し、ユーザデータ送信P50を実行し(S6)、ユーザデータ送信フラグUTFを“True”に設定し(S7)、再び、送信要求待ち状態(S4)に戻る。
 次に、ダミーフレーム送信部42Bからダミーフレーム送信要求R33を受けると、データ送信部43Bは、送信要求待ち状態(S4)の次の送信要求種別の判別処理(S5)でダミーフレーム送信要求R33であると判別し、ユーザデータ送信フラグの判別処理(S8)へ移る。そして、ステップS8において、ユーザデータ送信フラグUTFが“True”であると判定し、ダミーフレーム送信処理を行うことなく単にユーザデータ送信フラグUTFを“False”に設定し(S10)、再び、送信要求待ち状態(S4)となる。
 このように、データ送信部43Bは、ユーザデータ送信P50を行った直後は、ダミーフレーム送信要求R33を受けてもダミーフレーム送信P43を実行しない。
 ダミーフレーム送信要求R30は定周期動作としてダミーフレーム送信部42Bにより繰り返し行われるが、例外的に、ユーザデータ送信P50が行われた時間帯(ダミーフレーム送信要求R30の送信タイミングの一周期分)は、ダミーフレーム送信要求R33に応答したダミーフレーム送信P43は実行されないことになる。
 以降、ユーザデータ送信要求R50がなされない場合、データ送信部43Bは、ダミーフレーム送信要求R34に応じてダミーフレーム送信P44を行い、ダミーフレーム送信要求R35に応じてダミーフレーム送信P45を実行する。
 その後、ダミーフレーム送信部42Bはダミーフレーム送信停止P10による定周期処理停止要求R23を受けると、ダミーフレーム送信要求の送信を止める。
 このように、実施の形態2では無線通信デバイス12Aの通信チャネルAを選択する際に行う、無線通信デバイス12B側のダミーフレーム送信期間中においても、無線通信デバイス12Bからユーザデータを支障なく送信することができるため、無線通信デバイス12Bから送信されるユーザデータの通信性能が劣化することはない。
 実施の形態2では無線通信デバイスの搭載数が2つの場合の例を示したが、実施の形態1と同様、無線通信デバイスの搭載数が3つ以上の場合も同様の方法で適用可能であることは勿論である。
 上述したように、デバイス制御部23Bは、通信チャネルAの選択の際における干渉量測定処理実行時に、通信チャネルB側でダミーデータを定周期送信する場合においても、無線通信デバイス12Bがユーザデータを送信している時間帯は、ダミーデータ送信処理を一時停止することができる。
 このため、実施の形態2の無線通信装置13は、通信チャネルBを用いたユーザデータ(実データ)の送信を妨げることなく、デバイス制御部22Aは通信チャネルAを選択するための干渉量測定処理を実行することができる。
 なお、実施の形態2も、実施の形態1と同様、少なくともデバイス制御部22Aによる干渉量測定P6の実行期間中において、デバイス制御部23B、ダミーフレーム送信部42B及びデータ送信部43Bがダミーデータ(あるいはユーザデータ)送信処理を実行するように制御すれば、上記効果を達成することができる。
 <実施の形態3>
 実施の形態1及び実施の形態2では、無線通信デバイス12Aが干渉量測定中に無線通信デバイス12Bがダミーフレーム(実データの場合有り)を送信することにより、無線通信デバイス12Bによる通信チャネルBを用いた送信処理による干渉を的確に考慮した、無線通信デバイス12A側の通信チャネルAの選択を行う方法を示した。
 一方、実施の形態3では、無線通信デバイス12Bが無線通信デバイス12Aに与える干渉量を予めプロファイルデータとして保持しておき、干渉量測定時には無線通信デバイス12B側からダミーフレームを送信させず、干渉量測定結果である複数の干渉量に上記プロファイルデータを加味することにより、通信チャネルBを用いた無線通信デバイス12Bによる干渉を考慮した通信チャネルAの選択を行う。
 なお、実施の形態3の無線通信装置14及びその周辺構成は、図1で示した実施の形態1の無線通信装置11及びその周辺構成と同様である。
 図8は、この発明の実施の形態3である無線通信装置14の内部構成を示すブロック図である。無線通信装置14はデバイス制御部22(22A及び22B)及びプロファイルデータ記憶部25から構成される。同図に示すように、無線通信装置14では全体制御部21(図2,図5参照)に相当する制御部を有していない。制御部22A及び22Bは、例えば、プログラムの実行によるソフトウェア処理により実現可能である。
 以下、デバイス制御部22Aの制御下で行う、無線通信デバイス12Aにおける通信チャネルAの選択方法について説明する。
 実施の形態3では、無線通信デバイス12Bの電波(通信チャネルBを使用)の無線通信デバイス12Aに対する干渉量を予めプロファイルしプロファイルデータPDとして無線通信装置14内のプロファイルデータ記憶部25に保持している。
 実施の形態3の無線通信装置14において、無線通信デバイス12Aの通信チャネルAの選択処理内容は図3で示した無線通信装置11の選択処理において、デバイス制御部22Aが単独で実行可能な干渉量測定P6及びチャネル選択P7のみ実行される。すなわち、デバイス制御部22Bは無線通信デバイス12Bによるダミーフレームの送信に関連する、ダミーフレーム送信開始要求R1,ダミーフレーム送信開始P2,ダミーフレーム送信開始要求応答R3、ダミーフレーム送信停止要求R9、ダミーフレーム送信停止P10、及びダミーフレーム送信停止要求応答R11は行わない。
 さらに、デバイス制御部22Aは、干渉量測定P6時にプロファイルデータPDを加味する想定干渉量演算処理を実行して複数の想定測定量を演算によって求める点が異なる。
 図9はプロファイルデータPDが指示する干渉量プロファイルの内容を示している。図9はある一つの通信チャネルBを用いた無線通信デバイス12Bによる送信による干渉量(dBm)のプロファイルは、無線通信デバイス12A側のチャネル毎に設定する構成としている。プロファイルデータPDが示す干渉量プロファイルは無線通信デバイス12A側のチャネルNを中心に、前後数チャネル分の干渉量を保持する。図9で示す例では、チャネルNを中心に前後2チャネル分((N-2)~(N+2))の干渉量をプロファイルしている。図9で示す様な干渉量プロファイルにより、実際に使用する通信チャネルBが決定すれば、当該通信チャネルBをチャネルNとした干渉量プロファイルを得ることができる。なお、デバイス制御部22Aは、無線通信デバイス12Bが実際に使用する通信チャネルBの情報をデバイス制御部22Bから得ることができる。
 前述したように、無線通信デバイス12Aの通信チャネルAを選択する処理の実行時に、干渉量測定P6(図3参照)を開始するが、実施の形態3では実施の形態1及び実施の形態2と異なり、ダミーフレーム送信を行わない。
 図10は実施の形態3における干渉量測定P6により得られた複数の干渉量例を示す説明図である。同図に示すように、複数の干渉量としてチャネル毎(通信チャネルAの候補毎)の干渉量(dBm)が示されている。次に、図10で示す実際の測定結果である複数の測定値に、図9のプロファイルデータPDで示すプロファイルを加算して複数の想定測定を演算する想定干渉量演算処理を実施する。
 プロファイルを加算する際には、無線通信デバイス12Bで実際に使用している通信チャネルBから、無線通信デバイス12A側の基準チャネルN(図9参照)を決定し、対応するチャネルに対して干渉量の加算処理を実施する。
 図11は干渉量測定結果である複数の測定量と干渉量プロファイルとの加算結果を示す説明図である。同図において、無線通信デバイス12Bが用いる通信チャネルBから、図9で示す基準チャネルNが通信チャネルX(通信チャネルAの候補の一つ)に一致すると判断し、通信チャネルXの実測干渉量に図9で示した干渉量プロファイルの基準チャネルNの干渉量を加算している。同様にして、通信チャネル(X+1)(通信チャネルAの候補の一つ)の実測干渉量に干渉量プロファイルの基準チャネル(N+1)の干渉量を、チャネル(X+2)(通信チャネルAの候補の一つ)の干渉量に干渉量プロファイルの基準チャネル(N+2)の干渉量を、それぞれ加算した結果を示している。同様な干渉量の加算がチャネル(X-1),(X-2)についてもプロファイル干渉量によって行われる。
 その結果、図11で示す、各通信チャネルの候補毎の干渉量(dBm)が、プロファイルデータPDが指示するプロファイルを加味した最終的な複数の想定干渉量として得られる。これら複数の想定干渉量が複数の通信チャネルAの候補に対応する。
 図11で示す複数の想定干渉量に基づき、デバイス制御部22Aは、通信チャネルAの選択処理を実施する場合、干渉量測定P6直後では干渉量が最小であった通信チャネルXではなく、複数の想定干渉量のうち通信チャネルYが最も干渉量の小さい通信チャネルと判断され、デバイス制御部22Aは通信チャネルAとして、通信チャネルYを選択することになる。
 このように、実施の形態3の無線通信装置14は、プロファイルデータPDを使用することにより、無線通信デバイス12Bからダミーフレームの送信を実行させることなく、適切な通信チャネルAの選択を実行することが可能となる。
 したがって、実施の形態3では、無線通信デバイス12Aの通信チャネルAの選択処理時に、無線通信デバイス12Bは何ら支障なく通信処理を実行することができる効果を奏する。
 なお、実施の形態2の無線通信装置13においても無線通信デバイス12Bの通信性能の劣化を防ぎつつ、通信チャネルAの選択が可能であるが、実施の形態3の無線通信装置14の方が、無線通信デバイス12Bの通信性能の全く劣化させない点で優位性を有する。
 実施の形態3では無線通信デバイスの搭載数が2つの場合の例を示したが、実施の形態1と同様、無線通信デバイスの搭載数が3つ以上の場合も同様の方法で適用可能であることは勿論である。
 上述したように、実施の形態3の無線通信装置14において、デバイス制御部22Aが通信チャネルAを選択する際、複数の通信チャネルAの候補の通信時における干渉量測定結果である複数の干渉量にプロファイルデータPDが指示する干渉量プロファイルを加味して複数の想定干渉量を得る想定干渉量演算処理を実行している。そして、デバイス制御部22Aは、該複数の想定干渉量に基づき、複数の通信チャネルAの候補のうち一の通信チャネル候補を通信チャネルAとして選択している。
 このため、実施の形態3の無線通信装置14は、通信チャネルBを用いたダミーデータの送信を全く行うことなく、複数の通信チャネルAの候補のうち最適な候補を通信チャネルAとして選択することができる効果を奏する。
 <通信チャネルAの選択方法>
 上述した実施の形態1~実施の形態3の無線通信装置11,13及び14がそれぞれ用いた通信チャネルAの選択方法は以下の通りとなる。
 (実施の形態1の無線通信装置11の場合)
 無線通信デバイス12A及び12Bが搭載された無線通信装置11において、複数の通信チャネルAの候補から無線通信デバイス12Aが用いる通信チャネルAを選択する通信チャネルの選択方法となる。この際、無線通信デバイス12Aは第1の周波数帯域で無線通信可能であり、無線通信デバイス12Bは第2の周波数帯域で無線通信可能であり、上記第2の周波数帯域の少なくとも一部は前記第1の周波数帯域と重複している。
 実施の形態1による通信チャネルAの選択方法は、全体制御部21の統括制御の下、デバイス制御部22A及びデバイス制御部22Bの制御により、以下のステップ(a)~(c)を実行することにより実現される。
 ステップ(a):上記第2の周波数帯域内の通信チャネルBを用いてダミーフレーム(ダミーデータ)を送信するダミーデータ送信処理を無線通信デバイス12Bに実行させる(図3のダミーフレーム送信開始P2~ダミーフレーム送信停止P10)。
 ステップ(b):上記ステップ(a)の実行中において、上記第1の周波数帯域内の複数の通信チャネルAの候補を用いた無線通信デバイス12Aの通信時における複数の干渉量を測定する(図3の干渉量測定P6)。
 ステップ(c):上記複数の干渉量に基づき、複数の通信チャネルAの候補のうち一の候補を通信チャネルAとして選択する(図3のチャネル選択P7)。
 実施の形態1の通信チャネルAの選択方法は、上記ステップ(a)において、通信チャネルBを用いてダミーデータの送信をするダミーデータ送信処理を無線通信デバイス12Bに実行させながら、上記ステップ(b)において干渉量測定処理を実行して複数の干渉量を測定している。そして、上記ステップ(c)において、上記ステップ(b)で得た複数の干渉量に基づき複数の通信チャネルAの候補のうち一の候補を通信チャネルAとして選択している。
 このため、複数の通信チャネルAの候補のうち、無線通信デバイス12Bによる通信チャネルBを用いたデータ送信時において干渉が最も生じない候補を通信チャネルAとして選択することができる。その結果、無線通信デバイス12A及び12Bが通信チャネルA及び通信チャネルBで同時に通信処理を実行する場合においても、互いに通信レート及び応答性能の優れた送受信処理を可能とする効果を奏する。
 (実施の形態2の無線通信装置13の場合)
 実施の形態2による通信チャネルAの選択方法は、全体制御部21の統括制御の下、デバイス制御部22A及びデバイス制御部23Bの制御により、実施の形態1のステップ(a)の追加機能として、以下の内容の改良ステップ(a)を実行することにより実現される。
 改良ステップ(a):通信チャネルBを用いて実データを送信する時間帯(図7のユーザデータ送信P50及びその後のダミーフレーム送信要求R33が行われる時間帯に相当)において、上記ダミーデータ送信処理を一時停止する(図7において、ダミーフレーム送信要求R33に応答したダミーフレーム送信P43は実行しない)。
 実施の形態2の通信チャネルAの選択方法は、上記改良ステップ(a)を実行するため、通信チャネルBを用いたユーザデータ(実データ)の送信を妨げることなく、デバイス制御部22Aは通信チャネルAを選択するための干渉量測定処理を実行することができる。
 (実施の形態3の無線通信装置14の場合)
 無線通信デバイス12A及び12Bが搭載された無線通信装置14において、複数の通信チャネルAの候補から無線通信デバイス12Aが用いる通信チャネルAを選択する通信チャネルの選択方法となる。
 実施の形態3による通信チャネルAの選択方法は、デバイス制御部22Aの制御により、以下の新たなステップ(a)~(d)を実行することにより実現される。
 ステップ(a):無線通信デバイス12Bが上記第2の周波数帯域内の通信チャネルBを用いた通信によって生じる、無線通信デバイス12Aの通信チャネルAを用いた通信に対する想定干渉量(プロファイル)をプロファイルデータPDとして予め準備する(プロファイルデータ記憶部25に予め格納する)。
 ステップ(b):複数の通信チャネルAの候補を用いた無線通信デバイス12Aの通信時における複数の干渉量を測定する。
 ステップ(c):上記複数の干渉量(図10)にプロファイルデータPD(図9)を加味して、複数の通信チャネルAの候補に対応する複数の想定干渉量(図11)を演算する。
 ステップ(d):上記複数の想定干渉量に基づき複数の通信チャネルAの候補のうち一の候補を通信チャネルAとして選択する。
 なお、図3で示した実施の形態1の通信チャネルAの選択方法との関連において、上述したステップ(b)及びステップ(c)が干渉量測定P6に対応し、上記ステップ(d)がチャネル選択P7に対応する。
 実施の形態3の通信チャネルAの選択方法は、上記ステップ(a)~(d)を実行するため、通信チャネルBを用いたダミーデータ(ダミーフレーム)の送信を全く行うことなく、複数の通信チャネルAの候補のうち最適な候補を通信チャネルAとして選択することができる。
 なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
 この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 11,13,14 無線通信装置、12A,12B 無線通信デバイス、15A,15B 通信機器、21 全体制御部、22A,22B,23B デバイス制御部、25 プロファイルデータ記憶部、41 アプリケーション実行部、42B ダミーフレーム送信部、43B データ送信部。

Claims (7)

  1.  第1の周波数帯域で無線通信可能な第1の無線通信デバイスと、
     第2の周波数帯域で無線通信可能な第2の無線通信デバイスとを備え、前記第2の周波数帯域の少なくとも一部は前記第1の周波数帯域と重複し、
     前記第1の周波数帯域内の複数の第1の通信チャネル候補から第1の通信チャネルを選択し、該第1の通信チャネルを用いた前記第1の無線通信デバイスによる通信を制御する第1のデバイス制御部と、
     前記第2の周波数帯域内の第2の通信チャネルを用いた前記第2の無線通信デバイスによる通信を制御する第2のデバイス制御部とをさらに備え、
     前記第1のデバイス制御部は、前記第1の通信チャネルを選択する際、前記複数の第1の通信チャネル候補を用いた前記第1の無線通信デバイスの通信時における複数の干渉量を測定する干渉量測定処理を実行し、前記複数の干渉量に基づき前記複数の第1の通信チャネル候補のうち一の通信チャネル候補を前記第1の通信チャネルとして選択し、
     前記第2のデバイス制御部は、前記第1のデバイス制御部による前記干渉量測定処理実行期間中において、前記第2の通信チャネルを用いてダミーデータを送信するダミーデータ送信処理を実行するように、前記第2の無線通信デバイスを制御することを特徴とする、
    無線通信装置。
  2.  請求項1記載の無線通信装置であって、
     前記第2のデバイス制御部は、前記第2の無線通信デバイスが前記第2の通信チャネルで実データを送信している時間帯は、前記ダミーデータ送信処理を一時停止することを特徴とする、
    無線通信装置。
  3.  請求項1あるいは請求項2記載の無線通信装置であって、
     前記第1のデバイス制御部による干渉量測定処理中は、前記第2のデバイス制御部によるダミーデータ送信処理が実行されるように、前記第1及び第2のデバイス制御部を統括制御する全体制御部をさらに備える、
    無線通信装置。
  4.  第1の周波数帯域で無線通信可能な第1の無線通信デバイスと、
     第2の周波数帯域で無線通信可能な第2の無線通信デバイスとを備え、前記第2の周波数帯域の少なくとも一部は前記第1の周波数帯域と重複し、
     前記第1の周波数帯域内の複数の第1の通信チャネル候補から第1の通信チャネルを選択し、該第1の通信チャネルを用いた前記第1の無線通信デバイスによる通信を制御する第1のデバイス制御部と、
     前記第2の周波数帯域内の第2の通信チャネルを用いた前記第2の無線通信デバイスによる通信を制御する第2のデバイス制御部と、
     前記第2の無線通信デバイスの前記第2の通信チャネルを用いた通信によって生じる、前記第1の無線通信デバイスの前記第1の通信チャネル用いた通信に対する想定干渉量をプロファイルデータとして記憶するプロファイルデータ記憶部とをさらに備え、
     前記第1のデバイス制御部は、前記第1の通信チャネルを選択する際、前記複数の第1の通信チャネル候補の通信時における複数の干渉量を測定し、さらに、前記複数の測定量に前記プロファイルデータを加味して複数の想定干渉量を演算する想定干渉量演算処理を実行し、前記複数の想定干渉量に基づき前記複数の第1の通信チャネル候補のうち一の通信チャネル候補を前記第1の通信チャネルとして選択することを特徴とする、
    無線通信装置。
  5.  第1及び第2の無線通信デバイスが搭載された無線通信装置において、複数の第1の通信チャネル候補から第1の無線通信デバイスが用いる第1の通信チャネルを選択する通信チャネルの選択方法であって、前記第1の無線通信デバイスは第1の周波数帯域で無線通信可能であり、前記第2の無線通信デバイスは第2の周波数帯域で無線通信可能であり、前記第2の周波数帯域の少なくとも一部は前記第1の周波数帯域と重複しており、
     (a)前記第2の周波数帯域内の第2の通信チャネルを用いてダミーデータを送信するダミーデータ送信処理を前記第2の無線通信デバイスに実行させるステップと、
     (b)前記ステップ(a)の実行中において、前記第1の周波数帯域内の前記複数の第1の通信チャネル候補を用いた前記第1の無線通信デバイスの通信時における複数の干渉量を測定するステップと、
     (c)前記複数の干渉量に基づき、前記複数の第1の通信チャネル候補のうち一の通信チャネル候補を前記第1の通信チャネルとして選択するステップとを備える、
    通信チャネルの選択方法。
  6.  請求項5記載の通信チャネルの選択方法であって、
     前記ステップ(a) は、前記第2の通信チャネルで実データを送信する時間帯において、前記ダミーデータ送信処理を一時停止するステップを含む、
    通信チャネルの選択方法。
  7.  第1及び第2の無線通信デバイスが搭載された無線通信装置において、複数の第1の通信チャネル候補から第1の無線通信デバイス用の第1の通信チャネルを選択する通信チャネルの選択方法であって、前記第1の無線通信デバイスは第1の周波数帯域で無線通信可能であり、前記第2の無線通信デバイスは第2の周波数帯域で無線通信可能であり、前記第2の周波数帯域の少なくとも一部は前記第1の周波数帯域と重複しており、
     (a)前記第2の無線通信デバイスが前記第2の周波数帯域内の第2の通信チャネルを用いた通信によって生じる、前記第1の無線通信デバイスの前記第1の通信チャネル用いた通信に対する想定干渉量をプロファイルデータとして予め準備するステップと、
     (b)前記第1の周波数帯域内の前記複数の第1の通信チャネル候補を用いた前記第1の無線通信デバイスの通信時における複数の干渉量を測定するステップと、
     (c)前記複数の干渉量に前記プロファイルデータを加味して、前記複数の第1の通信チャネル候補に対応する複数の想定干渉量を演算するステップと、
     (d)前記複数の想定干渉量に基づき前記複数の第1の通信チャネル候補のうち一の通信チャネル候補を前記第1の通信チャネルとして選択するステップとを備える、
    通信チャネルの選択方法。
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