(57)【要約】【課題】運用判断時間が少なくなり、スループットがあがる運用チャンネル選択方法を提供すること。【解決手段】免許が不要な小電力通信システムに適用される運用チャンネル選択方法において、全チャンネルの電界測定を行い、測定結果が所定の電界以下の少なくとも２つのチャンネルをメモリに記憶する初期設定を行い、前記メモリに記憶されたチャンネルのうち１つのチャンネルを使用して運用を開始することと、運用中に妨害電波があった場合は、前記メモリに記憶されたチャンネルから未使用のチャンネルを選択して、運用を続けることを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
免許が不要な小電力通信システムに適用される運用チャンネル選択方法において、
全チャンネルの電界測定を行い、測定結果が所定の電界以下の少なくとも２つのチャンネルをメモリに記憶する初期設定を行い、前記メモリに記憶されたチャンネルのうち１つのチャンネルを使用して運用を開始することと、
運用中に妨害電波があった場合は、前記メモリに記憶されたチャンネルから未使用のチャンネルを選択して、運用を続けることを具備すること特徴とする運用チャンネル選択方法。
【請求項２】
請求項１に記載の運用チャンネル選択方法において、前記少なくとも２つのチャンネルを前記メモリに記憶する際に、測定結果の小さい順に記憶すること特徴とする運用チャンネル選択方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の運用チャンネル選択方法において、前記未使用のチャンネルを選択する場合に、測定結果の小さい順にチャンネルを選択すること特徴とする運用チャンネル選択方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の運用チャンネル選択方法において、前記運用中に前記メモリに記憶されたチャンネルのうち未使用チャンネルがない場合において、最後のチャンネルの使用中に妨害電波が検出された場合に、メモリの内容を消去して、前記初期設定を行って前記メモリに新たに少なくとも２つのチャンネルを記憶することを特徴とする運用チャンネル選択方法。
【請求項５】
免許が不要な小電力通信システムに適用される運用チャンネル選択方法において、
全チャンネルの電界測定を行い、測定結果が所定の電界以下の少なくとも２つのチャンネルをメモリに記憶する初期設定を行い、前記メモリに記憶されたチャンネルのうち１つのチャンネルを使用して運用を開始することと、
運用中に妨害電波があったチャンネルについて、チャンネルを新たなチャンネルに切り替えてから一定時間経過していれば、当該チャンネルを選択して運用に入ることを特徴とする運用チャンネル選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免許が不要な小電力データ通信システムの運用チャンネル選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
免許が不要な小電力データ通信システムは、容易に設置可能で使い易いシステムである。しかし、免許が不要であるため、使用する周波数帯域を誰がどのように使用しているかまったく不明である。従って、秩序ある通信を行うために、使用するチャンネルが使用されているかどうかを運用前に判定する必要がある。この操作を、通常「運用前キャリアセンス」という。なお、このキャリアセンスは、法令での要求事項でもある。
【０００３】
従来は、免許が不要な周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯が主であって、かつ帯域幅も数１０ＭＨｚ程度と狭いため、数チャンネル程度の空きチャンネルを探すのも特に問題はなかったが、最近、２５／２７ＧＨｚ帯で５００ＭＨｚの帯域幅を免許が不要なシステムに開放され、空きチャンネルを見つけることに時間がかかるようになり、従来のように簡単に空きチャンネルを探すことができなくなってきた。
【０００４】
このため、周波数スキャンにより、対となる送信機からのキャリアを検出したときに、キャリアセンスにより、使用可能な周波数チャンネルに存在するキャリアを検出して、その周波数チャンネル及び受信強度をチャネルデータとして記憶した後に、受信強度の高い順に、チャネルデータの並び替えを行って、受信強度の高い順に、対となる送信かどうか判別する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、無線チャネルの設定制御を各局がそれぞれ行う分散制御方式で、かつ制御専用チャネルを持つＭＣＡ方式の無線機において、発呼時に複数の通話チャネルのうちどれが空きチャネルであるかを認識できるようにするもので、他局の使用チャネル情報を格納するメモリを備え、発呼時にこのメモリを参照し、記憶されている使用チャネルを避けてキャリアセンスを行うようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、無線局に送受信部とは独立に複数チャネルの各チャネル受信レベルを繰り返し測定し、各チャネルの状態を記憶しておく空きチャネル検出部を設け、チャネル切り替え制御を行うチャネル制御部はこの空きチャネル検出部の空きチャネル情報に基づいてチャネル制御を行う（特許文献３参照）。
【０００７】
すべてのチャネルを検索対象とせずに、検索対象チャネルを全チャネルの一部に制限し、その制限した検察対象チャネルの中に所要品質を満たすチャネルがある場合に所要品質を満たすチャネルのうち最も品質レベルの低いチャネルを割り当てる（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００１−４５５３８号公報
【特許文献２】特開平５−３０００４７号公報
【特許文献３】特開平５−２０６９４２号公報
【特許文献４】特開平７−１４３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、まず、無線局を設置し、運用に入ると、空きチャンネルがあるか判定しなくてはならない。また、法令上、ある規定レベル以下であること、また、その中で最も妨害電力の低いチャンネルを使用することという要求があるため、設置時はすべてのチャンネルの電界を調べる必要がある。
【０００９】
運用に入って無線局を使用した場合に、無免許周波数帯なので、妨害を受けた場合当該チャンネルが使用できなくなるので、運用を停止し、再度全チャンネルキャリアセンスする必要がある。例えば、使用帯域幅が５００ＭＨｚであって、２０ＭＨｚ帯域／ＣＨ（チャンネル）であれば、このキャリアセンスのために２５回も判定しなければならなく、例えば、電界検出に１００ｍｓｅｃ／ＣＨとすると、２５ＣＨ分では、２．５秒も必要になることになる。このため、運用停止の時間が長くなってしまうことになり、この運用停止の期間が短くなる対策が望まれている。
【００１０】
本発明は、運用判断時間が少なくなり、スループットがあがる運用チャンネル選択方法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】
【００１１】
本発明の一局面に係る発明は、免許が不要な小電力通信システムに適用される運用チャンネル選択方法において、全チャンネルの電界測定を行い、測定結果が所定の電界以下の少なくとも２つのチャンネルをメモリに記憶する初期設定を行い、前記メモリに記憶されたチャンネルのうち１つのチャンネルを使用して運用を開始することと、運用中に妨害電波があった場合は、前記メモリに記憶されたチャンネルから未使用のチャンネルを選択して、運用を続けることを具備すること特徴とする。
【００１２】
なお、運用に当って、運用中に妨害電波があったチャンネルについて、チャンネルを新たなチャンネルに切り替えてから一定時間経過していれば、当該チャンネルを選択して運用に入るようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、妨害を受けたとき空きＣＨを探す必要がなくなり、運用判断時間が少なくなり、スループットがあがる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１には、本発明の一実施形態に係る運用チャンネル選択方法が適用される小電力データ通信システムの概略構成を示すブロック図である。  
図１において、小電力データ通信システムは、主に無線通信処理を司る屋外ＲＦユニット１０と、主に当該装置の制御処理やバックボーンネットワークとの通信処理を司る屋内ユニット２０とを備え、屋外ＲＦユニット１０と屋内ユニット２０とが同軸ケーブル３０によって接続されている。この構成により、屋内ユニット２０から同軸ケーブル３０を介して送信された通信信号が屋外ＲＦユニット１０で受信されてアンテナ４０から無線送信される。屋外ＲＦユニット１０がアンテナ４０から無線受信した通信信号が同軸ケーブル３０を介して送信されて屋内ユニット２０で受信される。すなわち、アンテナ４０により無線送受信される通信信号が同軸ケーブル３０を介して屋外ＲＦユニット１０と屋内ユニット２０との間で送受信される。また、屋内ユニット２０が屋外ＲＦユニット１０を制御するための制御信号なども同軸ケーブル３０を通して送受信される。
【００１６】
屋外ＲＦユニット１０は、アンテナ４０により送受信される信号を送信信号と受信信号とに分離する送受信分離部１１と、受信回路１２と、ＲＳＳＩ測定部１３と、制御信号変調部１４と、局部発振器１５と、周波数変換部１６と、分配合成部１７と、周波数変換部１８と、送信回路１９とを備えている。
【００１７】
アンテナ４０で受信した信号は受信回路１２で受信処理され、周波数変換部１６で周波数変換されて分配合成部１７から同軸ケーブル３０を介して屋内ユニット２０に出力される。受信回路１２は、所定利得で増幅する受信増幅器１２ａと、受信増幅器１２ａで増幅された受信信号のうち所定の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタ１２ｂと、バンドパスフィルタ１２ｂで帯域制限された受信信号を利得制御信号により設定された利得で増幅する可変利得増幅器１２ｃとを備えている。受信増幅器１２ａからの出力は１２ｂ以外にＲＳＳＩ測定部１３に出力されて、ＲＳＳＩ測定部１３で電界強度が測定されて、その測定結果が、可変利得増幅器１２ｃと制御信号変調部１４に出力される。なお、可変利得増幅器１２ｃへの出力信号は、可変利得増幅器１２ｃの利得制御信号となり、帯域制限された信号を適切な強度を有する信号へと増幅処理する。
【００１８】
局部発振器１５は、制御信号変調部１４からの出力信号に基づきキャリア周波数を発信し、このキャリア周波数により可変利得増幅器１２ｃからの受信信号が周波数変換部１６で周波数変換される。この変換された信号は分配合成部１７及び同軸ケーブル３０を介して屋内ユニット２０に出力される。
【００１９】
また、屋内ユニット２０からの信号は同軸ケーブル３０及び分配合成部１７を介して周波数変換部１８に入力する。ここで、例えば、数百ＭＨｚの信号が２５ＧＨｚの信号に変換される。周波数変換された信号は送信回路１９内のバンドパスフィルタ１９ａで帯域制限された後に増幅器１９ｂで増幅されて、送受信分離部１１を介してアンテナ４０から送信される。
【００２０】
屋内ユニット２０は、中間周波回路２１と、制御信号変復調回路２２と、ベースバンド信号処理部２３と、ＢＢ−ＬＳＩ制御・無線フレーム処理部２４と、高速転送処理部２５と、ＬＡＮコントローラ２６と、システム制御・保守監視部２７と、メモリ２８とを備えている。
【００２１】
システム制御・保守監視部２７は、システム全体の制御を行ったり、システムの保守状態を監視する。なお、屋外ＲＦユニット１０も同軸ケーブル３０を介してシステム制御・保守監視部２７で制御される。
【００２２】
同軸ケーブル３０から中間周波回路２１に入力した信号は、中間周波数に変換され、制御信号が制御信号変復調回路２２に出力され、受信信号がベースバンド信号処理部２３に出力される。制御信号変復調回路２２は制御信号の変復調を行い（この場合は復調を行い）、ベースバンド信号処理部２３は、受信信号のデジタル変調や、波形等化や、キャリアオフセット補償を行う。ベースバンド信号処理部２３で処理された信号はＢＢ−ＬＳＩ制御・無線フレーム処理部２４でフレーム処理が施されて、高速転送処理部２５で転送処理が行われる。なお、ＬＡＮコントローラ２６は、小電力データ通信システムと他の機器をＬＡＮ（Local Area Network）で接続するためものである。また、メモリ２８は、後述するチャンネル情報を記憶するためのメモリである。  
なお、データをアンテナから送信する場合については、逆の動作になるので、説明は省略する。
【００２３】
上記のように構成された小電力データ通信システムに適用される本発明の一実施形態に係る運用チャンネル選択方法について、図２を参照して説明する。
【００２４】
まず初期設定を行う（１１０）。次にチャンネルを決定して（１１１）、妨害波の検出（電界測定）を行う（１１２）。当該チャンネルに対応する電界情報をメモリ２８に記憶する（１１３）。測定が全チャンネル分終了していなければ（１１４のＮｏ）、他のチャンネルにチャンネルを決定し（１１１）、すべてのチャンネルに対して測定が終了するまでステップ１１１からステップ１１４を繰り返す。
【００２５】
全チャンネルの測定が終了したら（１１４のＹｅｓ）、電界レベルが所定値以下のものを所定数（例えば、ｍ個：ｍは２以上の自然数）取り出して、電界の低い順に並べる（１１５）。なお、この場合において、メモリに記憶されるチャンネルは少なくとも２つ以上であることが好ましい。ステップ１１５で、電界レベルが所定値以下のものが１個もない場合には、しばらく待って（１１８）、ステップ１１１に戻り、全チャンネルに対する電界測定を再度行う。ステップ１１５で、電界レベルが所定値以下のものがｍ個未満の場合には、１つでも該当するものがあれば、該当するものを電界の低い順に並べる（１１５）。なお、ステップ１１５における並び替えは、必ずしも必要ではない。
【００２６】
ステップ１１５で、電界レベルが所定値以下のものが１個以上であれば、ｍ個のうち、最も電界強度が低いチャンネルを選択（１１６）して、運用（１１７）に入る。
【００２７】
運用中に妨害電波によるチャンネル変更が必要になった場合の流れを図３を用いて説明する。なお、上記の初期設定において、メモリに記憶されたチャンネルが１つの場合には、妨害電波によるチャンネル変更が必要になった場合に所期設定に戻る必要があるので、動作は従来と同様になる。従って、下記の説明では、少なくとも２つのチャンネルがメモリに記憶されているものとして説明する。
【００２８】
小電力データ通信システムは、ＴＤＤ方式が多いが、自局システムの送信前に妨害電波検知機能（運用中キャリアセンス）はあり、この機能で妨害電波検出を行うものとする。なお、この妨害電波検出については、他にもいろいろ方法があり、妨害電波の検出ができればどのような方法を用いても良い。
【００２９】
図３において、運用中に妨害電波を検出した場合に、チャンネル変更が必要であれば（２００）、メモリに記憶されたチャンネルをすべて使用したかどうかを判定する（２０１）。ステップ２０１において、メモリに記憶されたチャンネルのすべてを使用したのであれば、図２のステップ１１１に戻って、すべてのチャンネルに対する電界測定を行って、再度チャンネル設定を行う。ステップ２０１において、メモリに記憶されたチャンネルのすべてを使用していないのであれば、チャンネル設定時に現在使用中のチャンネルよりも、その次に電界の高いチャンネルを選択して（２０２）、運用を続ける（２０３）。
【００３０】
このようにすることにより、妨害があっても予備の（既測定済み）チャンネルを使用して運用がすぐ可能になるため、電界検出に要する上記のような中断（例えば、２．５秒の中断）はなくなる。この場合において、予備が使えない可能性もあるが、特に半値角が非常に狭いアンテナを使用する場合には、妨害が受けにくいこと、また、運用中送信前には電界検出する（運用中キャリアセンスを確認する機能）機能があり、他への妨害を与えないので、そのときは、初期状態から始めればよい。
【００３１】
図４は、運用中の他の実施形態を示すフローチャートであり、図３のフローチャートに、運用中のチャンネルで、妨害電波を検出してから特定の時間経過したかどうかの判定を追加している（２０５）。このように、運用中のチャンネルである程度以上時間が経過すれば、前に妨害を受けたチャンネルの一時的な妨害電波はなくなる可能性があるので、再度運用に入ることも可能である。また、一度運用を中止したチャンネルについても、所定時間経過後に使用可能として、登録し直し、再度妨害電波を検出した時点で使用不可とするような運用を行っても良い。また、一定期間の間に連続して妨害電波を検出したり、複数回妨害電波を検出したりするような場合に、使用不可とするように設定しても良い。
【００３２】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。  
例えば、上記の実施形態では、メモリに記憶するチャンネルを電界の強度に応じて並び替えるようにしたが、しきい値以下のものをすべて記憶（登録）する方法でも構わない。  
また、メモリに記憶したチャンネルについて、使用しないものは登録から削除してもよいし、フラッグを立てて使用不可を表現するようにしても良い。  
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００３３】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る運用チャンネル選択方法が適用される小電力データ通信システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】小電力データ通信システムに適用される本発明の一実施形態に係る運用チャンネル選択方法の流れを示すフローチャート。
【図３】運用中に妨害電波によるチャンネル変更が必要になった場合の流れを示すフローチャート。
【図４】運用中の他の実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３５】
１０…ＲＦユニット
１１…送受信分離部
１２…受信回路
１２ａ…受信増幅器
１２ｂ…バンドパスフィルタ
１２ｃ…可変利得増幅器
１３…ＲＳＳＩ測定部
１４…制御信号変調部
１５…局部発振器
１６…周波数変換部
１７…分配合成部
１８…周波数変換部
１９…送信回路
１９ａ…バンドパスフィルタ
１９ｂ…増幅器
２０…屋内ユニット
２１…中間周波回路
２２…制御信号変復調回路
２３…ベースバンド信号処理部
２４…ＢＢ−ＬＳＩ制御・無線フレーム処理部
２５…高速転送処理部
２６…ＬＡＮコントローラ
２７…システム制御・保守監視部
２８…メモリ
３０…同軸ケーブル
４０…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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