(57)【要約】【課題】マイクロ波とミリ波を混載した無線通信装置において、最適な送信時間でデータを送信するために、マイクロ波による無線通信とミリ波による無線通信とを切り替えることができる無線通信装置を提供することである。【解決手段】無線通信装置は、マイクロ波無線部と、ミリ波無線部と、制御部とを備える。マイクロ波無線部は、データをマイクロ波で送信する。ミリ波無線部は、データをミリ波で送信する。制御部は、データをマイクロ波で送信する際に選択するモードと、データのサイズとから算出される送信時間に応じて、データをマイクロ波で送信するかミリ波で送信するかを切り替える制御を行う。【選択図】図１
2020047993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データをマイクロ波で送信するマイクロ波無線部と、
前記データをミリ波で送信するミリ波無線部と、
前記データを前記マイクロ波で送信する際に選択するモードと、前記データのサイズとから算出される送信時間に応じて、前記データを前記マイクロ波で送信するか前記ミリ波で送信するかを切り替える制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記送信時間が所定値以下か否かを判定し、前記送信時間が前記所定値以下と判定した場合、前記データを前記マイクロ波で送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記送信時間が前記所定値より大きいと判定した場合、前記ミリ波の通信品質が良いか否かを判定し、前記ミリ波の通信品質が良いと判定した場合、前記データを前記ミリ波で送信するように制御し、前記ミリ波の通信品質が良くないと判定した場合、前記データを前記マイクロ波で送信するように制御することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、モニタされた無線通信の品質に応じて前記マイクロ波で送信する際のモードを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、通信中の前記データのエラーの発生回数に応じて前記マイクロ波で送信する際のモードを適用的に選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項６】
データを記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記データを読み出して転送するデータ転送部と、
前記データをマイクロ波で送信するマイクロ波無線部と、
前記データをミリ波で送信するミリ波無線部と、
前記データ転送部から転送された前記データを、前記マイクロ波で送信する際に選択するモードと、前記データのサイズとから算出される送信時間に応じて、前記データを前記マイクロ波で送信するか前記ミリ波で送信するかを切り替える制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする無線通信端末。
【請求項７】
前記制御部は、前記送信時間が所定値以下か否かを判定し、前記送信時間が前記所定値以下と判定した場合、前記データを前記マイクロ波で送信することを特徴とする請求項６に記載の無線通信端末。
【請求項８】
前記制御部は、前記送信時間が前記所定値より大きいと判定した場合、前記ミリ波の通信品質が良いか否かを判定し、前記ミリ波の通信品質が良いと判定した場合、前記データを前記ミリ波で送信するように制御し、前記ミリ波の通信品質が良くないと判定した場合、前記データを前記マイクロ波で送信するように制御することを特徴とする請求項７に記載の無線通信端末。
【請求項９】
前記制御部は、モニタされた無線通信の品質に応じて前記マイクロ波で送信する際のモードを選択することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１つに記載の無線通信端末。
【請求項１０】
前記制御部は、通信中の前記データのエラーの発生回数に応じて前記マイクロ波で送信する際のモードを適用的に選択することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１つに記載の無線通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施の形態は、無線通信装置及び無線通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周波数が１ＧＨｚから３０ＧＨｚまでのマイクロ波を用いた無線通信装置が広く普及している。このようなマイクロ波を用いた無線通信の１例として、TransferJet等の近接無線通信が実用化されている。近年、より大容量のデータを送受信するために、周波数が３０ＧＨｚ以上のミリ波を用いた無線通信装置が実用化されている。
【０００３】
今後、マイクロ波を用いた無線通信の機能と、ミリ波を用いた無線通信の機能とを備え、マイクロ波による無線通信と、ミリ波による無線通信とを切り替えてデータを送信することができる無線通信装置が普及していくと考えられる。
【０００４】
一般的に、ミリ波は、マイクロ波よりも直線性が強く、送信するこができるデータの容量がマイクロ波よりも多いという特徴を有している。
【０００５】
しかしながら、マイクロ波による無線通信からミリ波による無線通信に切り替えた場合、ミリ波の通信環境はマイクロ波の通信環境に比べて、一般的に不安定な場合が多い。そのため、ミリ波による無線通信に失敗すると、マイクロ波での通信リンクを確立後にマイクロ波での無線通信を行う必要があり、データの送信に余計に時間がかかってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−７６７３７号公報
【特許文献２】特開２０１４−８２７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実施形態の課題は、マイクロ波とミリ波を混載した無線通信装置において、最適な送信時間でデータを送信するために、マイクロ波による無線通信とミリ波による無線通信とを切り替えることができる無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の無線通信装置は、マイクロ波無線部と、ミリ波無線部と、制御部とを備える。マイクロ波無線部は、データをマイクロ波で送信する。ミリ波無線部は、データをミリ波で送信する。制御部は、データをマイクロ波で送信する際に選択するモードと、データのサイズとから算出される送信時間に応じて、データをマイクロ波で送信するかミリ波で送信するかを切り替える制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る無線通信装置を備えた無線通信端末の構成を示すブロック図である。
【図２】モードによって送信できるデータ量の一例を示す図である。
【図３】マイクロ波での送信とミリ波での送信との切替処理に流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】従来のマイクロ波とミリ波との切替処理の一例を示す図である。
【図５】本実施形態のマイクロ波とミリ波との切替処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。  
まず、図１に基づき、一実施形態に係る無線通信装置を備えた無線通信端末の構成について説明する。図１は、一実施形態に係る無線通信装置を備えた無線通信端末の構成を示すブロック図である。
【００１１】
無線通信端末１は、無線通信装置としての無線通信モジュール１０と、メモリ１１と、データ転送部１２とを有して構成されている。無線通信端末１は、例えばスマートフォン、タブレット等の携帯端末であり、他の無線通信端末１００と無線によるデータ通信を行うことができる。
【００１２】
無線通信モジュール１０は、制御部２０と、第１物理部２１と、第１無線部２２と、第１アンテナ２３と、第２物理部２４と、第２無線部２５と、第２アンテナ２６とを有して構成されている。
【００１３】
記憶部としてのメモリ１１には、例えば静止画像や動画ファイル等の送信用のデータが記憶されている。データ転送部１２は、例えばユーザの指示に応じて、送信用のデータをメモリ１１から読み出し、無線通信モジュール１０の制御部２０に転送する。
【００１４】
制御部２０は、送信用のデータのサイズと、データをマイクロ波で送信する際のモードとに応じて送信時間を算出し、算出した送信時間に基づいて、送信用のデータをマイクロ波で送信するかミリ波で送信するかを切り替える。なお、送信用のデータをマイクロ波で送信するかミリ波で送信するかを切り替える切替処理については後述する。制御部２０は、データをマイクロ波で送信する場合、送信用のデータを第１物理部２１に出力し、ミリ波で送信する場合、送信用のデータを第２物理部２４に出力する。
【００１５】
第１物理部２１は、送信用のデータに対して暗号化処理、変調処理、及び、Ｄ／Ａ変換処理等の各種信号処理を行い、得られたアナログ信号を送信信号として第１無線部２２に出力する。マイクロ波無線部としての第１無線部２２は、周波数が１ＧＨｚから３０ＧＨｚまでのマイクロ波を用いて送信信号を第１アンテナ２３から他の無線通信端末１００に送信する。
【００１６】
また、他の無線通信端末１００からマイクロ波を用いてデータが送信された場合、第１アンテナ２３を介して第１無線部２２がデータを受信し、第１物理部２１に送信する。第１物理部２１は、受信したデータに対して暗号の解読処理、復調処理、及び、Ａ／Ｄ変換処理等の各種信号処理を行い、得られたデジタル信号を受信信号として制御部２０に出力する。
【００１７】
第２物理部２４は、第１物理部２１と同様に、送信用のデータに対して暗号化処理、変調処理、及び、Ｄ／Ａ変換処理等の各種信号処理を行い、得られたアナログ信号を送信信号として第２無線部２５に出力する。ミリ波無線部としての第２無線部２５は、周波数が３０ＧＨｚ以上のミリ波を用いて送信信号をアンテナ２６から他の無線通信端末１００に送信する。
【００１８】
また、他の無線通信端末１００からミリ波を用いてデータが送信された場合、第２アンテナ２６を介して第２無線部２５がデータを受信し、第２物理部２４に送信する。第２物理部２４は、受信したデータに対して暗号の解読処理、復調処理、及び、Ａ／Ｄ変換処理等の各種信号処理を行い、得られたデジタル信号を受信信号として制御部２０に出力する。制御部２０は、第１物理部２１又は第２物理部２４から出力された受信信号をデータ転送部１２を介してメモリ１１に記憶させることができる。
【００１９】
このように、本実施形態の無線通信モジュール１０は、マイクロ波無線部としての第１無線部２２と、ミリ波無線部としての第２無線部２５とを備え、マイクロ波で送信した際に見込まれる送信時間に応じてデータをマイクロ波又はミリ波により送信することができる。
【００２０】
ここで、送信用のデータをマイクロ波で送信するかミリ波で送信するかを切り替える切替処理について説明する。
【００２１】
制御部２０は、データ転送部１２から送信用のデータを受け取ると、マイクロ波での通信リンクを確立し、送信するモードを決定する。例えば、マイクロ波を用いて通信するTransferJetでは、５つのモードが存在する。
【００２２】
図２は、モードによって送信できるデータ量の一例を示す図である。図２に示すように、５つのモードをモードＡ、モードＢ、モードＣ、モードＤ及びモードＥとする。５つのモードは、通信品質によって選択されるものである。例えば、無線通信の品質をモニタする機能を設け、制御部２０は、モニタされた無線通信の品質に応じてモードを選択する。なお、制御部２０は、通信中のデータのエラーの発生回数に応じてモードを適用的に選択するようにしてもよい。制御部２０は、通信品質が良い場合にモードＥを選択し、通信品質が悪くなるに従って、モードＤ、モードＣ、モードＢ、モードＡの順番でモードを選択する。
【００２３】
最も通信品質が悪いモードＡは、３２Ｍｂｉｔ／秒の通信速度を備え、最も通信品質が良いモードＥは、５１２Ｍｂｉｔ／秒の通信速度を備えている。最も通信品質が良いモードＥは、同じデータを１回だけ送信するのに対し、最も通信品質が悪いモードＡは、同じデータを１６回送信する。すなわち、最も通信品質が良いモードＥは、最も通信品質が悪いモードＡの１６倍のデータを送信することができる。
【００２４】
また、実行速度は、通信速度の約７４％から７５％となっており、モードＡの実行速度は、２４Ｍｂｉｔ／秒となる。ここで、２４Ｍｂｉｔ／秒をバイト表記に変換すると、３ＭＢ／秒となり、モードＡでは、１秒間に３ＭＢのデータを送信することができる。
【００２５】
同様に、モードＢでは、１秒間に６ＭＢのデータを送信することができ、モードＣでは、１秒間に１２ＭＢのデータを送信することができ、モードＤでは、１秒間に２４ＭＢのデータを送信することができ、モードＥでは、１秒間に４７ＭＢのデータを送信することができる。
【００２６】
すなわち、３ＭＢ以下のデータをマイクロ波で送信する場合、１秒以内にデータを送信することができる。また、例えば、モードＣが選択され、送信するデータが１２ＭＢ以下の場合、１秒以内にデータを送信するこができる。また、モードＥが選択され、送信するデータが４７ＭＢ以下の場合、１秒以内にデータを送信することができる。
【００２７】
制御部２０は、送信するデータのサイズと、データをマイクロ波で送信する際のモードとから送信時間を算出する。そして、制御部２０は、送信時間が所定値（例えば１秒）以下の場合、マイクロ波でデータを送信する。すなわち、マイクロ波で送信した場合でも１秒以内にデータを送信できる場合、ミリ波には移行しないようにする。なお、制御部２０は、これらの制御を単独で行ってもよいが、例えば、無線通信端末１内に存在する制御機能と連携して、これらの制御を行ってもよい。
【００２８】
一方、制御部２０は、送信するデータのサイズと、データをマイクロ波で送信する際のモードとから送信時間を算出し、送信時間が所定値（例えば１秒）より大きい場合、ミリ波での通信リンクを確立し、ミリ波を用いてデータを送信する。
【００２９】
ただし、ミリ波は、マイクロ波に比べて通信品質が不安定となっている。そのため、制御部２０は、ミリ波の通信品質が良い場合、ミリ波でデータを送信し、ミリ波の通信品質が悪い場合、マイクロ波での通信リンクを確立し、マイクロ波でデータを送信する。
【００３０】
なお、本実施形態では、送信するデータのサイズと、データをマイクロ波で送信する際のモードとから算出される送信時間に応じて、マイクロ波とミリ波とを切り替えているが、これに限定されるものではない。
【００３１】
例えば、送信するデータのサイズが３ＭＢ以下の場合、モードＡからモードＥのいずれであっても１秒以内にデータを送信することができる。そのため、制御部２０は、送信するデータのサイズが３ＭＢ以下の場合、マイクロ波を用いてデータを送信し、送信するデータのサイズが３ＭＢより大きい場合、データのサイズとモードとに応じて算出される送信時間に基づいて、マイクロ波で送信するかミリ波で送信するかを切り替えるようにしてもよい。
【００３２】
図３は、マイクロ波での送信とミリ波での送信との切替処理に流れの一例を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、制御部２０は、マイクロ波での通信リンクを確立し、モードを決定する（Ｓ１）。次に、制御部２０は、送信するデータのサイズと、決定したモードとに応じて送信時間を算出する（Ｓ２）。図２に示すように、各モードＡ〜Ｅに応じて実行速度が判別しているため、制御部２０は、決定されたモードと、送信データのサイズとから送信時間を算出することができる。
【００３４】
次に、制御部２０は、送信時間が所定値以下か否かを判定する（Ｓ３）。制御部２０は、送信時間が所定値以下と判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、マイクロ波でデータを送信し（Ｓ４）、処理を終了する。なお、本実施形態では、所定値は例えば１秒とするが、１秒に限定されることなく、例えば０．９秒又は１．１秒等、適宜設定することができる。
【００３５】
一方、制御部２０は、送信時間が所定値以下でないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、ミリ波での通信リンクを確立する（Ｓ５）。ミリ波での通信リンクが確立されると、制御部２０は、ミリ波の通信品質が良いか否かを判定する（Ｓ６）。制御部２０は、ミリ波の通信品質が良いと判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ミリ波でデータを送信する（Ｓ７）。そして、制御部２０は、通信に成功したか否かを判定する（Ｓ８）。換言すると、制御部２０は、ミリ波でのデータの送信に成功したか否かを判定する。制御部２０は、通信に成功したと判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００３６】
このように、制御部２０は、マイクロ波で送信した際に送信時間が所定値よりかかる大きなデータを送信する場合、ミリ波を用いてデータを送信する。ただし、ミリ波の通信品質は、マイクロ波の通信品質より悪いため、ミリ波の通信品質が悪い場合、ミリ波でのデータの送信に失敗する虞がある。そのため、制御部２０は、ミリ波の通信品質が良いと判定した場合にミリ波を用いてデータを送信する。
【００３７】
一方、制御部２０は、ミリ波の通信品質が良くないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、または、通信に成功していないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、マイクロ波での通信リンクを確立する（Ｓ９）。そして、制御部２０は、マイクロ波でデータを送信し（Ｓ１０）、処理を終了する。
【００３８】
上述したように、ミリ波の通信品質が悪い場合、ミリ波でのデータの送信に失敗し、データの送信に時間がかかってしまうことが考えられる。そこで、制御部２０は、ミリ波の通信品質が悪いと判定した場合、再度、マイクロ波での通信リンクを確立し、マイクロ波を用いてデータを送信する。
【００３９】
図４は、従来のマイクロ波とミリ波との切替処理の一例を示す図であり、図５は、本実施形態のマイクロ波とミリ波との切替処理の一例を示す図である。なお、図４及び図５の例では、マイクロ波でデータを送信する際にモードＥが選択され、送信するデータのサイズが４０ＭＢとする。
【００４０】
図４に示すように、マイクロ波での通信リンクを確立するのに０．２秒かかる。次に、ミリ波での通信リンクを確立するのに０．２秒かかる。ミリ波での通信リンクが確立されると、ミリ波でのデータ通信を開始するが、ミリ波の通信環境は、マイクロ波の通信環境に比べて一般的に不安定の場合が多く、ミリ波での通信に失敗すると、データ通信に余計に時間がかかってしまう。ここでは、ミリ波での通信に失敗し、何度もデータの再送信を繰り返し行うため、２秒かかっている。
【００４１】
ミリ波での通信に失敗すると、マイクロ波での通信を確立するのに０．２秒かかり、マイクロ波でのデータ通信を行う。このマイクロ波でのデータの送信は、モードＥにより４０ＭＢのデータを送信するため、１秒かかる。
【００４２】
このように、マイクロ波とミリ波とが混載する無線通信モジュール１０において、通信環境が不安定なミリ波での通信に失敗すると、データの送信時間が３．６秒かかってしまう。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、図５に示すように、マイクロ波での通信リンクを確立するのに０．２秒かかる。ここで、マイクロ波で送信する際のモード、ここでは、モードＥと、送信するデータのサイズ、ここでは、４０ＭＢとに応じて送信時間が約１秒と算出される。
【００４４】
制御部２０は、送信時間が所定値、ここでは１秒以内の場合、ミリ波での通信には移行せずに、そのままマイクロ波でデータを送信する。このマイクロ波でのデータの送信は、モードＥにより４０ＭＢのデータを送信するため、１秒かかる。
【００４５】
このように、マイクロ波を用いてデータを送信した場合の送信時間が１秒以内の場合、ミリ波に不要に移行せずに、マイクロ波によりデータを送信することにより、本実施形態では、データの送信時間を約１．２秒にすることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の無線通信モジュール１０は、マイクロ波でデータを送信した際に見込まれる送信時間に応じて、マイクロ波とミリ波とを切り替えてデータを送信するようにした。この結果、無線通信モジュール１０は、マイクロ波に比べて通信品質が悪いミリ波に不要に移行することがなくなり、最適な送信時間でデータを送信することができる。例えば、無線モジュール１０は、デジタルキオスク等からの瞬時のデータダウンロードを所定以内の時間で確度良く実行することが可能となる。
【００４７】
よって、本実施形態の無線通信装置によれば、マイクロ波とミリ波を混載した無線通信装置において、最適な送信時間でデータを送信するために、マイクロ波による無線通信とミリ波による無線通信とを切り替えることができる。
【００４８】
なお、本明細書におけるフローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。
【００４９】
発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、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。これら新規な実施の形態は、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。これら実施の形態やその変形は、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。
【符号の説明】
【００５０】
１…無線通信端末、１０…無線通信モジュール、１１…メモリ、１２…データ転送部、２０…制御部、２１…第１物理部、２２…第１無線部、２３…第１アンテナ、２４…第２物理部、２５…第２無線部、２６…第２アンテナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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