(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される無線通信装置であって、
自装置の周辺に存在する近接物の自装置に対する相対移動方向および相対位置を取得する近接情報取得部と、
前記相対移動方向および相対位置に基づいて、自装置と同一方向に移動する第１の近接物を検出し、
前記第１の近接物の内、前記相対位置に基づいて、自装置と通信可能な第２の近接物を検出し、
前記第２の近接物の内、自装置と通信可能な状態が一定時間継続する第３の近接物を検出する無線通信圏予測部と、
前記第３の近接物が検出された場合に、干渉検出処理を実施する干渉検出部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
近接物の相対移動方向および相対位置を検出する検出部、
をさらに備え、
前記近接情報取得部は、前記検出部から近接物の相対移動方向および相対位置を取得す
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】
前記近接情報取得部は、前記移動体に搭載された近傍センサが検出した前記移動体に対する近接物の相対移動方向および相対位置を当該近接物の自装置に対する相対移動方向および相対位置として前記近傍センサから取得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４】
前記干渉検出処理の干渉検出結果に基づいて、干渉の生じる周波数帯を回避して自端末が通信に使用する周波数帯を選択する干渉回避部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項５】
移動体に搭載される無線通信装置における干渉検出方法であって、
自装置の周辺に存在する近接物の自装置に対する相対移動方向および相対位置を取得する近接情報取得ステップと、
前記相対移動方向および相対位置に基づいて、自装置と同一方向に移動する第１の近接物を検出するステップと、
前記第１の近接物の内、前記相対位置に基づいて、自装置と通信可能な第２の近接物を検出するステップと、
前記第２の近接物の内、自装置と通信可能な状態が一定時間継続する第３の近接物を検出する無線通信圏予測ステップと、
前記第３の近接物が検出された場合に、干渉検出処理を実施する干渉検出ステップと、
を含むことを特徴とする干渉検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の移動体に搭載される無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両内で利用される無線通信装置の一例として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）によって携帯電話と無線接続するハンズフリー機器がある。特に、たとえば、カーナビゲーション機器などのように、ハンズフリー機器としての機能を内蔵した車載機器が普及している。
【０００３】
さらに、車載機器に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）による無線接続機能を内蔵し、ユーザが車内に持ち込んだ無線ＬＡＮ通信機能を備える機器と車載機器とを無線接続して、車内でも複数の機器間の無線通信を行うといった需要も増えつつある。無線ＬＡＮは、国際的な標準化活動によって規格化されたＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｂ／ｇ／ｎ等を利用した無線通信技術である。特に無線ＬＡＮによる通信形態は、公衆、企業内、宅内等において、パソコンあるいは携帯ゲーム機など数多くの機器間通信としての利用が幅広く普及している。
【０００４】
無線ＬＡＮを採用する無線通信システムは、これまで、屋内外の静止環境で使用される前提で開発されてきた。無線通信システムを導入すれば、駅や店舗などで契約者または利用客へ無線によるインターネット接続サービスを提供したり、また家庭でも宅内のどこからでも通信したりすることが可能になる。特に家庭の場合は、無線ＬＡＮ通信機能を搭載したパソコンや携帯ゲーム機などの普及につれて、無線ＬＡＮルータのような無線通信中継局の導入も増加の傾向にある。
【０００５】
このように無線ＬＡＮを用いた機器が増加してくると、他の無線通信ネットワークとの間の干渉が問題となってくる。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）でも無線ＬＡＮと同様に２．４ＧＨｚ帯を用いているため、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信も干渉の原因となる。宅内のように静止環境であれば、干渉の状態は大きく変化しないことが多い。このため、電波が届く範囲の近隣の無線ＬＡＮネットワークと干渉を避けるには、無線ＬＡＮアクセスポイント（ルータ）が、起動時に使用中のチャネルを調査し干渉しないチャネルを選択するといった方法がある。静止環境にあるため、いったんチャネルを確保すれば、近隣のそれぞれの無線通信ネットワーク間で干渉が起きる可能性は少なくなり、安定した通信を長く継続することができる。
【０００６】
しかし、車両のように移動環境下で無線ＬＡＮを使用する場合、車両の移動先によっては干渉を引き起こす可能性が高い。例えば、道路で複数台の車両が前後に並んで走行しているとき、あるいは車線の多い道路で横に並んで走行しているときには、車内無線通信の電波が、前後左右等の隣接する車両同士でチャネルが一致したり、チャネル幅が重なったりすると、両者あるいはどちらかの無線通信が干渉の影響を受ける。走行中に限らず、信号で停止しているときでも、車内無線通信を利用している車両同士の距離が近くなると、やはり同様の問題が発生する。特に渋滞しているときには、干渉が発生しやすくなる。
【０００７】
車両内だけで使うのであれば、干渉を避けるために、他の無線通信機器と接近した場合にお互いに車両内で使用する無線通信機器の送信電力を抑制する方法も考えられるが、現状では、一定空間内に電波送出を抑えるために無線通信の送信電力をお互いに抑制するという決め事がない。従って、車載端末の無線の送信電力だけ抑制しても、他の持込端末（ノートＰＣ、携帯ゲーム機器など）全てが動的に送信電力を抑制するとは限らない。このため、車両同士が接近すると干渉を引き起こす恐れがある。
【０００８】
このような干渉の問題に対応するため、車内無線通信を行っている複数の車両間で干渉の問題を避ける技術が検討されている。たとえば、下記特許文献１では、外部のデータセンタへ外部回線を通じてアクセスし、データセンタ内で生成された情報に基づいて相手との距離等の通信環境を把握し干渉可能性があるか否かを判定し、判定に基づき干渉回避を行う車載通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１６６４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の車載通信装置では、外部のデータセンタに接続し、干渉回避の手順を決定する。そのため、車載通信装置が電波の届かない場所にいる場合、また干渉等の問題により外部に接続する回線自体を用いることができない場合等は、データセンタにアクセスできず、干渉を回避する事ができない、という問題がある。
【００１１】
また、干渉の検出と回避の処理を常時行う方法も考えられるが、干渉が発生しないエリアでも常時これらの処理を行うことになり、自らの無線通信のスループットを低下させ無駄に電力を消費する、という問題がある。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、干渉発生源の位置や干渉の生じる周波数等の条件が固定されていない場合にも、スループットを低下させずに干渉検出を行うことができる無線通信装置および干渉予測方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、移動体に搭載される無線通信装置であって、自装置の周辺に存在する近接物の自装置に対する相対移動方向および相対位置を取得する近接情報取得部と、前記相対移動方向および相対位置に基づいて、自装置と同一方向に移動する第１の近接物を検出し、前記第１の近接物の内、前記相対位置に基づいて、自装置と通信可能な第２の近接物を検出し、前記第２の近接物の内、自装置と通信可能な状態が一定時間継続する第３の近接物を検出する無線通信圏予測部と、前記第３の近接物が検出された場合に、干渉検出処理を実施する干渉検出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、干渉発生源の位置や干渉の生じる周波数等の条件が固定されていない場合にも、スループットを低下させずに干渉検出を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、車載端末の機能構成例を示す図である。
【図２】図２は、車載端末が搭載される車両の構成例を示す図である。
【図３】図３は、干渉回避処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、判定基準表の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる無線通信装置および干渉検出方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる車載端末の機能構成例を示す図である。本実施の形態では、本発明にかかる無線通信装置として車載端末１を例に説明する。本実施の形態の車載端末１は、移動体に搭載される無線通信装置であり、図１に示すように、近接検出部（近接情報取得部）１１と、車速（速度）算出部１２と、無線通信圏予測部１３と、干渉検出および回避機能を備えた無線通信中継局１４と、を備える。
【００１８】
図２は、本実施の形態の車載端末１が搭載される車両３の構成例を示す図である。図２に示すように、車両３は、車載端末１と、無線通信端末２−１，２−２と、近傍センサ４−１，４−２と、を備える。なお、図２の構成例は一例であり、車載端末１以外に車両３に搭載される装置等は図２の例に限定されない。
【００１９】
車載端末１は、同じく車両３に搭載される無線通信端末２−１，２−２と無線通信を行っている。無線通信の方式はどのような方式でもよいが、ここでは無線ＬＡＮによる通信を行っているとする。
【００２０】
近接検出部１１は、車両３に搭載されている近傍センサ４−１，４−２から車両３に対
する近接物と車載端末１との相対距離、相対速度および相対移動方向を検出して（取得し
て）無線通信圏予測部１３へ渡す。なお、ここでは、近傍センサ４−１，４−２から取得
した相対距離、相対速度および相対移動方向を用いるため車両３の位置を自端末の位置と
して代用する。また、車載端末１がレーダ装置等を備えることとし、近接検出部１１は、
近傍センサ４−１，４−２から相対距離、相対速度および相対移動方向を取得する代わり
に自端末が近接物の相対距離、相対速度および相対移動方向を検出するレーダ装置等の検
出部を備え、検出部からこれらの情報を取得してもよい。
【００２１】
車両３に搭載されている近傍センサ４−１，４−２は、例えば衝突防止または衝突軽減
を目的とした車載用のミリ波レーダ装置やＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）レーダ装置等の近傍物を検出することができる装置である。
【００２２】
例えば、ミリ波レーダ装置を用いる場合、ミリ波レーダ装置は、前方の車両またはなんらかの障害物（対象物）を検知し、急速に対象物に接近した場合に車両が運転手へ警告したり、自動的にブレーキをかけたりするなどにより、自車両と当該対象物との衝突をできる限り回避する装置である。ミリ波レーダ装置は、ミリ波を送出して送出方向に存在する物体から反射して戻ってきたミリ波を受信する。そして、ミリ波レーダ装置は、送出から受信までの間の伝播時間やドップラー効果によって生じる周波数の差異を測定することによって、対象物の位置や自車両との相対速度を得ることができる。一般に、車載用ミリ波レーダ装置では、７６ＧＨｚ〜７７ＧＨｚが使われている。また、現在製造されているミリ波レーダでは１００ｍ〜１５０ｍ先にある対象物を検出可能なものがある。
【００２３】
また、ＵＷＢレーダ装置というものもある。ＵＷＢレーダ装置は、２４ＧＨｚ帯を使用し、ミリ波レーダ装置に比べて精度が高くコスト面でも優れているといわれているが、対象物の検出範囲は１０ｍまでである。以上は、レーダ装置の例であるが、本実施の形態で用いるレーダ装置等は、対象物の位置や自車両との相対速度および相対移動方向を得ることができる装置であれば、これらに限らずどのようなものを用いてもよい。
【００２４】
なお、近接物と車載端末１との相対距離および相対速度および相対速度方向の検出方法は、上述の方法に限定せず、他の方法としてもよい。車速算出部１２は、車両３の速度を検出してその速度情報を無線通信圏予測部１３へ渡す。
【００２５】
無線通信圏予測部１３は、自身（車載端末１または車両３）の速度情報と、近接物との相対距離、相対速度および相対移動方向に基づいて、検出された近接物が、所定の時間以上自身に近接する（その無線通信圏が自身の無線通信圏内に重なる）可能性があるか否かを判定する。検出された近接物が、一定時間以上自身に近接する可能性があるのは、例えば、近接物が同一方向に移動する移動体であり相対速度が所定の速度しきい値以下である場合、近接物が静止または同一方向以外に低速に移動しており自身の移動速度が低速またはゼロである場合（すなわち相対速度が所定のしきい値以下である場合）、等が考えられる。
【００２６】
本実施の形態では以下の手順で、検出された近接物が、一定時間以上自身に近接する可能性があるか否かを判定する。まず、検出された近接物が、一定時間以上自身に近接する可能性がある状態のうち干渉回避を実施する状態を選択し、選択した状態であるか否かを近接物との相対距離、相対速度および相対移動方向に基づいて判断できるような規則を定めておく。そして、無線通信圏予測部１３は、当該規則と相対距離、相対速度および相対移動方向とに基づいて検出された近接物が、一定時間以上自身に近接する可能性があるか否かを判断する。この規則としては、例えば、近接物が同一方向に移動しており、かつ近接物との距離が所定のしきい値以下である状態が所定の時間以上継続する場合に、検出された近接物が一定時間以上自身に近接する可能性があると判断する規則等とすることができる。
【００２７】
無線通信中継局１４は、車両３内の無線通信端末２−１，２−２と無線通信を行う。また、無線通信中継局１４は、無線通信圏予測部１３が自身の無線通信圏内に他の無線通信圏が重なっている可能性があると判定した場合に、自身の無線通信が干渉されているかどうかを調査する干渉検出処理を行う。また、無線通信中継局１４は、干渉を検出した場合には、干渉が全く無いチャネルまたはもっとも干渉の少ないチャネルへ自身の無線通信のチャネルを切り替える干渉回避処理を行う。すなわち、無線通信中継局１４は、干渉検出手段および干渉回避手段としての機能を有する。
【００２８】
干渉回避処理について、車載端末１が２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ）により通信を行っている場合を例に説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇでは、２．４１２〜２．４７２ＧＨｚを５ＭＨｚ刻みで１３のチャネルに分けている。また、１つのチャネル幅は２２ＭＨｚである。また、あるネットワークが１チャネルを使用している場合には、電波の届く範囲内にある別のネットワークは６チャネルを選択するといったように、互いに干渉しないように５チャネル以上離れたチャネルを使うようにする必要がある。無線通信中継局１４は、他の無線通信圏が使用している周波数を把握していないため、予め５チャネル以上離れたチャネルを使用することができないが、チャネルごとに干渉検出を行うことにより、干渉が全く無いチャネルまたはもっとも干渉の少ないチャネルを使用するチャネルとすることにより、干渉を回避する。
【００２９】
なお、無線通信中継局１４がチャネル切り替えを行った際には、車両３内の無線通信端末２−１，２−２に対してチャネル切り替えの情報を送信する。無線通信端末２−１，２−２は、このチャネル切替えの情報に基づいて無線通信中継局１４との通信で使用するチャネルを切替える。このため、車内の無線通信はチャネル切り替え後も継続して行うことができる。
【００３０】
図２に示す通信環境では、車両３が、移動中に建物５の近傍を通過する。また、車両３の後方に車両６が走行しているとする。建物５および車両６には、無線通信を行う通信機器が存在するとする。このような場合、車両３は車両６と同一方向に移動しているため、車両３は車両６との距離が所定のしきい値以下かつ相対速度が所定の速度しきい値以下である場合には、自身の無線通信圏内に他の無線通信圏が重なっている可能性があると判定する。また、車両３と建物５との距離が所定のしきい値以下である場合、車両３が所定の低速で移動または停止している場合には建物５内の通信機器の影響を受ける可能性があるが、ある程度の速度以上で走行している場合には建物５内の通信機器の影響を受ける時間は限られている。従って、近接物が静止している場合に自身がある程度の速度以上で走行している場合には、干渉回避処理を実施しないようにしてもよい。
【００３１】
車両３の車載端末１は、車両３の周辺の建物５内の通信機器や周辺の車両６の通信機器等が近接する場合（自身と通信機器の通信可能圏が重複する場合）、無線通信中継局１４が干渉回避処理を行う。
【００３２】
つぎに、本実施の形態の動作を説明する。図３は、本実施の形態の干渉検出処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、無線通信圏予測部１３は、取得した個々の近接物に関する相対速度および相対移動方向情報に基づいて、自身と同一方向に移動している近接物が１つでもあるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、例えば、予め定めた判定基準に基づいて自身の移動方向と近接物の移動方向とのなす角（車両３との相対角度）の差分が基準角度（移動方向基準角度）±α以内であるか否かを判定し、差分が±α以内である場合に同一方向に移動していると判定する。なお、相対移動速度が車両３に固定された座標系で算出されるとし、車両３の移動方向が当該座標系に対して固定であることから、相対移動速度の情報を用いて、自身の移動方向と近接物の移動方向とのなす角を求めることができる。また、相対移動方向だけでなく相対速度に対しても判定基準を設けてもよい。
【００３３】
ステップＳ１で、自身と同一方向に移動している近接物が１つ以上あると判定した場合（ステップＳ１  Ｙｅｓ）、無線通信圏予測部１３は、自身と同一方向に移動している近接物のうち相対距離が境界値（Ａｍ）以内のものがあるか否かを判定する（ステップＳ２）。また、ステップ２では、同一方向に移動していると判定された近接物が、新たに同一方向に移動していると判定された近接物である場合、現在時刻を近接車両認識時刻として設定する。なお、近接車両認識時刻は、同一方向に移動していると判定された近接物毎に設定する。
【００３４】
同一方向に移動している近接物のうち相対距離が境界値以内のものがあると判定した場合（ステップＳ２  Ｙｅｓ）、無線通信圏予測部１３は、当該近接物毎に近接車両認識時刻からの経過時間が基準時間（Ｂ時間）以上経過しているかを判断し、近接車両認識時刻からの経過時間が基準時間（Ｂ時間）以上経過している近接物があるか否かを判定する（ステップＳ３）。近接車両認識時刻からの経過時間が判定基準時間（Ｂ時間）以上経過している近接物が無い場合（ステップＳ３  Ｎｏ）、無線通信圏予測部１３は、一定時間待機する（一定時間待つ）処理を行い（ステップＳ４）、ステップＳ１へ戻る。
【００３５】
近接車両認識時刻からの経過時間が基準時間（Ｂ時間）以上経過している近接物が有る場合（ステップＳ３  Ｙｅｓ）、無線通信圏予測部１３は無線通信中継局１４へ干渉検出処理の開始を指示し、無線通信中継局１４が、干渉検出処理を行う（ステップＳ５）。無線中継１４は、干渉検出処理により干渉があるか否か判定する（ステップＳ６）。干渉があると判定した場合（ステップＳ６  Ｙｅｓ）、干渉回避処理を実施し（ステップＳ７）、処理を終了する。干渉が無いと判定した場合（ステップＳ６  Ｎｏ）、処理を終了する。
【００３６】
また、ステップＳ２で自身と同一方向に移動している近接物のうち相対距離が境界値（Ａｍ）以内のものがないと判定した場合（ステップＳ２  Ｎｏ）、およびステップＳ１で同一方向に移動中の近接物がないと判定した場合（ステップＳ１  Ｎｏ）は、処理を終了する。
【００３７】
図４は、無線通信圏予測部１３が保持する判定基準表の一例を示す図である。無線通信圏予測部１３は、例えば、ステップＳ１〜Ｓ３で用いる、移動方向基準角度、相対距離境界値および判定基準時間を図４に示す形式の表により保持し、判定基準表を参照して、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を実施する。なお、図４は一例であり、判定基準表に含まれる各値の保持方法は、図４の表形式に限定されない。図４に示した判定基準表の各値は、自身の無線通信可能圏の大きさ（半径等）や、想定される他の無線通信装置の無線通信可能圏の大きさ等に基づいて設定しておく。なお、判定基準時間（Ｂ時間）については、同一方向に移動する移動体が一定時間以上自身に近接しているか否かを判定するための基準である。Ｂを大きくすると干渉検出処理の頻度が低くなる一方で、干渉が生じてから回避までの時間が長くなる可能性がある。Ｂの値に特に制約はないが、干渉検出処理の頻度や干渉の影響等を考慮して適切な値を設定しておくことが望ましい。
【００３８】
なお、図３を用いて説明した手順は一例であり、自身の無線通信圏内に他の無線通信圏が重なっている可能性があるか否かを判定し、重なっている可能性がある場合に、干渉検出処理を実施し、干渉を検出した場合に干渉回避処理を実施するような手順であれば、上述した手順に限定されない。
【００３９】
このように、本実施の形態では、近接検出部１１が近接物の相対移動方向と相対距離とを取得し、無線通信圏予測部１３が、近接物の相対移動方法と相対距離とに基づいて自身の無線通信圏内に他の無線通信圏が重なっている可能性があるか否かを判定し、無線通信圏が重なっている可能性があると判定した場合に、無線通信中継局１４が干渉検出処理を行うようにした。そのため、常時定期的に干渉検出処理を行なう場合に比べ干渉検出処理を行う頻度が低下する。従って、干渉発生源の位置や干渉の生じる周波数等の条件が固定されていない場合にも、スループットを低下させずに、干渉検出を行うことができる。また常時定期的に干渉検出処理を行なう場合に比べ消費電力も低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる無線通信装置および干渉検出方法は、車両等の移動体に搭載される無線通信装置に有用であり、特に、無線ＬＡＮを採用する無線通信装置に適している。
【符号の説明】
【００４１】
１  車載端末
２−１，２−２  無線通信端末
３，６  車両
４−１，４−２  近傍センサ
５  建物
１１  近接検出部
１２  車速算出部
１３  無線通信圏予測部
１４  無線通信中継局
【図１】
0005546428.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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