(57)【要約】【課題】  無線通信装置の干渉エリア内に存在する干渉源を推定して無線通信装置と干渉源との電波干渉を低減する。【解決手段】  本発明の無線通信装置（２０）は、予め定められた複数のチャネルのうち何れか一つのチャネルを選択して無線通信を行う無線通信装置であって、複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定する判定手段（２６ａ）と、干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより干渉源を推定する推定手段（２６ｂ）と、複数のチャネルのうち干渉電波の周波数を含むチャネルの優先順位が低くなるようにチャネルを選定するチャネル選定手段（２６ｃ）と、を備える。【選択図】    図１
2005198028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた複数のチャネルのうち何れか一つのチャネルを選択して無線通信を行う無線通信装置であって、
前記複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより前記干渉源を推定する推定手段と、
前記複数のチャネルのうち前記干渉電波の周波数を含むチャネルの優先順位が低くなるようにチャネルを選定するチャネル選定手段と、
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
予め定められた複数のチャネルのうち少なくとも何れかのチャネルに干渉電波を放射する干渉源を推定するための干渉源推定方法であって、
前記複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定するステップと、
前記干渉電波が存在すると判定された場合に前記干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより前記干渉源を推定するステップと、
を含む、干渉源推定方法。
【請求項３】
予め定められた複数のチャネルのうち無線通信を行うためのチャネルを選定するチャネル選定方法であって、
前記複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定するステップと、
前記干渉電波が存在すると判定された場合に前記干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより前記干渉源を推定するステップと、
前記複数のチャネルのうち前記干渉電波の周波数を含むチャネルの優先順位が低くなるようにチャネルを選定するステップと、
を含む、チャネル選定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信装置の干渉エリア内に存在する干渉源を推定する干渉源推定技術、及び干渉源の推定結果に基づいて通信チャネルを選択するチャネル選定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．４ＧＨｚ帯はＩＳＭバンドとして電波利用が規定されていることから、無線ＬＡＮシステム、電子レンジ、マイクロ波治療器、減圧乾燥機、万引き防止システム、ＰＯＳ端末、移動体識別システム等はこの周波数帯を利用しており、これらの電波源とコードレス電話との電波干渉が顕在化してきている。従来のコードレス電話機ではこのような干渉を回避するために、（１）親機と子機の間で交わされるリンク要求時に干渉源が電波を放射しているか否かを予め定められた通信周波数でＲＳＳＩの測定を行い、ＲＳＳＩが最も低い周波数でリンク要求を送信する方法、（２）コードレス電話機の使用が予定されている各チャネルについて非通話時などに定期的にＲＳＳＩの測定を行い、ＲＳＳＩが最も低いチャネルをサーチして通信を行う方法などを行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、（１）の方法では、コードレス電話が通話中のときに干渉源が通信チャネルに割りこんでくると、容易に干渉を受けてしまうことが多い。特に、無線ＬＡＮシステムなどでは通信量が少ない場合には通信に使われるパケット数が少ないため、測定したＲＳＳＩを単位時間あたりの値に平均化すると、その値は小さくなり、干渉源の存在を発見できずに見落としてしまうことが多い。また、（２）の方法では、電子レンジのように比較的使用頻度の少ない干渉源に対しては、ＲＳＳＩを長時間測測定すると、ＲＳＳＩの単位時間あたりの平均値は小さくなり、干渉源の存在を見落とすことが多い。このように、従来方法ではある一瞬に干渉源の存在を検出できても、実際にコードレス電話で通話を行うための有効な検出方法とはならず、通話中に干渉を受けることが多い。通話中に干渉を受けると、チャネル変更などで一旦、通話が途切れるため、通話品質を下げる要因になる。
【０００４】
そこで、本発明は無線通信装置の干渉エリア内に存在する干渉源を推定して電波干渉を低減する無線通信装置、干渉源推定方法及びチャネル選定方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、予め定められた複数のチャネルのうち何れか一つのチャネルを選択して無線通信を行う無線通信装置であって、複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定する判定手段と、干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより干渉源を推定する推定手段と、複数のチャネルのうち干渉電波の周波数を含むチャネルの優先順位が低くなるようにチャネルを選定するチャネル選定手段と、を備える。干渉源から放射される干渉電波の周波数スペクトルは干渉源に特有の特性を有しているため、干渉電波の周波数スペクトルを解析することで、干渉源を推定できる。干渉源が使用している周波数帯域を含むチャネルを選択する優先順位を下げることで、無線通信装置は干渉源から電波干渉を受けることなく無線通信を行うことができる。
【０００６】
本発明の干渉源推定法推定方法は、予め定められた複数のチャネルのうち少なくとも何れかのチャネルに干渉電波を放射する干渉源を推定するための干渉源推定方法であって、複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定するステップと、干渉電波が存在すると判定された場合に、干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより干渉源を推定するステップと、を含む。干渉源から放射される干渉電波の周波数スペクトルは干渉源に特有の特性を有しているため、干渉電波の周波数スペクトルを解析することで、干渉源を推定できる。
【０００７】
本発明のチャネル選定方法は、予め定められた複数のチャネルのうち無線通信を行うためのチャネルを選定するチャネル選定方法であって、複数のチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅に含まれる周波数帯に干渉電波を放射する干渉源が存在するか否かを判定するステップと、干渉電波が存在すると判定された場合に干渉電波の周波数スペクトルを解析することにより前記干渉源を推定するステップと、複数のチャネルのうち干渉電波の周波数を含むチャネルの優先順位が低くなるようにチャネルを選定するステップと、を含む。干渉源が使用している周波数帯域を含むチャネルを選択する優先順位を下げることで、無線通信装置と干渉源との電波干渉を回避できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、干渉源から放射される干渉電波の周波数スペクトルは干渉源に特有の特性を有しているため、干渉電波の周波数スペクトルを解析することで干渉源を推定できる。また、干渉源が使用している周波数帯域を含むチャネルを選択する優先順位を下げることで、無線通信装置は干渉源から電波干渉を受けることなく無線通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、各図を参照して本実施形態について説明する。
図１は本実施形態に関わるコードレス電話機の機能ブロック図を示している。
コードレス電話機１０は親機２０と子機３０とを含んで構成されている。親機２０は網制御装置（ＮＣＵ）２５を介して公衆回線に接続しており、公衆回線から送られてきた音声信号を送信処理部（ＴＸ）２３で増幅等の処理をした後、高周波（ＲＦ）モジュール２２にて変調し、アンテナ２１を介して子機３０に送信する。さらに、親機２０は子機３０から送られてきた無線電波をアンテナ２１で受信した後、ＲＦモジュール２２にてこれを復調し、受信処理部（ＲＸ）２４で増幅等の処理をして網制御装置２５に出力する。これらのＲＦモジュール２２、送信処理部２３、及び受信処理部２４は制御部２６によって制御される。一方、子機３０は親機２０同様にアンテナ３１、ＲＦモジュール３２、送信処理部３３、受信処理部３４、及び制御部３５を備える他、更に、送受話器としてのマイク３６及びスピーカ３７を備えている。
【００１０】
親機２０と子機３０との間の無線通信は規格等で予め定められた複数のチャネルのうち通信状態が良好な何れか一つのチャネルを選択して行われる。チャネルの選定は以下に説明する干渉源推定方法により干渉源を推定し、干渉電波の周波数を含むチャネル又はこれに近傍するチャネルの優先順位が低くなるように設定する。  
【００１１】
（１）干渉源のプリサンプリング
まず、干渉源推定の第一段階としてＲＳＳＩの測定を行い、無線環境に干渉源が存在するか否かをチェックする。特に、ＩＳＭ帯のように各種の無線機器のチャネル帯域が混在する周波数帯域でコードレス電話１０を利用するには、個々の干渉源の特性を予め想定してＲＳＳＩの測定周波数、測定周期を調整するのが望ましい。例えば、ＲＳＳＩの測定周波数については、コードレス電話機１０で使用されるチャネルが分布する周波数帯域よりも広い帯域幅で行うのが好ましい。このように、ＲＳＳＩの測定周波数を広帯域に拡大することで、無線ＬＡＮシステムのように広帯域を使用してバースト的にしか通信しない無線システムの有無をサーチできる。また、ＲＳＳＩの測定周期については、比較的長いインターバル（例えば、１０秒又は１分毎など）で間欠的に行うのが好ましい。電子レンジなどは１分以下で使用されることがないため、ＲＳＳＩの測定周期を適度に調整することで、干渉源の存在の有無を精度よくサーチできる。
【００１２】
干渉源のプリサンプリングは親機２０と子機３０の何れか一方で行えばよい。通常、親機２０は外部電源（ＡＣ電源）から電源供給を受けて動作し、子機３０は内蔵バッテリから電源供給を受けて動作する。両者とも互いに相手からのリンク要求を定期的にスキャンしているため、非通話状態においてもある程度の電力消費があるが、親機２０は外部電源から電源供給を受けているので、干渉源のプリサンプリングを目的としたＲＳＳＩの測定による電力消費は子機３０ほど深刻ではない。そこで、本実施形態では、干渉源のプリサンプリングを目的としたＲＳＳＩの測定手段を親機２０に実装している。具体的には、図１に示すように、制御部２６はＲＦモジュール２２からＲＳＳＩを受け取り、ＲＳＳＩが所定の閾値を超えている場合に干渉源が存在するものと判定する判定手段２６ａとして機能する。  
【００１３】
（２）干渉源の推定
上述のプリサンプリングにおいて干渉源が存在すると判定された場合には、干渉源推定の第二段階として干渉電波の周波数スペクトルを解析し、干渉源を推定する。小電力データ通信システム（例えば、無線ＬＡＮシステム）、ＩＳＭ機器（例えば、電子レンジ、高周波治療器、減圧乾燥機、万引き防止システムなどのマグネトロン使用機器）、移動体識別システム、アマチュア無線等の干渉源はそれぞれの機器の特性に応じて、干渉電波の周波数スペクトルも個性的な特性を有しているので、ＲＳＳＩの周波数分布を解析することで、干渉源を推定できる。但し、コードレス電話機１０がＤＳ−ＳＳ方式を採用している場合、ＦＨ−ＳＳ方式を採用している干渉源がコードレス電話機１０に与える影響は少ないため、以下の説明においてはこのような干渉源は考慮しないものとする。
【００１４】
干渉電波の周波数スペクトルをサンプリングするには、ＲＳＳＩ測定用のチャネルを複数設定し、それぞれの測定用チャネルについて干渉電波のＲＳＳＩを計測することが必要となる。ＲＳＳＩ測定用チャネルの設定方法は、特に、限定されるものではないが、ここでは、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムの使用帯域を中心にＲＳＳＩ測定用チャネルを設定する方法を例示する。このように設定すれば、２．４ＧＨｚ帯無線ＡＬＮシステムの使用帯域はＩＳＭバンドのほぼ全域にわたるため、他のＩＳＭ機器等の周波数スペクトルも同時に計測できる。ＲＳＳＩ測定用チャネルとして、２４０２ＭＨｚから５ＭＨｚ毎に１５チャネルを割り振ると、無線ＬＡＮチャネルの１〜１１チャネルのそれぞれについて更にチャネル帯域を５分割してＲＳＳＩを計測できる。この他に、２４０２ＭＨｚから１０ＭＨｚ毎にチャネルを割り振ると、各チャネルのそれぞれについて更にチャネル帯域を２〜３分割してＲＳＳＩを計測することもできる。
【００１５】
図２はＲＳＳＩの測定タイミングを示している。前述したように親機２０は子機３０からのリンク要求をサーチするために定期的にスキャンを行っている。干渉電波のＲＳＳＩ測定は親機２０がリンク要求スキャンを行っていないタイミングで行う。同図において、信号がHighの区間はリンク要求スキャンを行っている区間を示しており、信号がLowの区間はＲＳＳＩの測定を行っている区間を示している。無線ＬＡＮシステムのリンク時間は親機２０によるリンク要求スキャンに要する時間よりも十分に長いため、無線ＬＡＮシステム（干渉源）から放射される干渉電波のＲＳＳＩ測定は全てのＲＳＳＩ測定用チャネルにつき同時に行う必要性は少ない。そこで、本実施形態では、同図に示すように３チャネル毎にＲＳＳＩの測定を行っている。
【００１６】
図１に示すように、親機２０は各ＲＳＳＩ測定用チャネルにて測定した干渉源のＲＳＳＩをサンプリングするためのサンプリング回路２７を備えている。制御部２６はサンプリング回路２７から供給される各ＲＳＳＩ測定用チャネルの出力データからＲＳＳＩの周波数分布（周波数スペクトル）を解析し、その周波数分布から干渉源を推定する推定手段２６ｂとして機能する。サンプリング回路２７の回路構成を図３に示す。同図において、ＣＨ１〜ＣＨｎは無線ＬＡＮシステムの使用チャネルを推定するために設定されたｎ個のＲＳＳＩ測定用チャネルを示している。ＲＳＳＩの測定はバラツキを考慮して各チャネルの測定をｍ回行い、そのピーク値Ｓｐ＿１〜Ｓｐ＿ｎを当該チャネルのＲＳＳＩとして、ピークホールド回路２８−１〜２８−ｎにラッチする。これらのｎ個のピーク値Ｓｐ＿１〜Ｓｐ＿ｎは移動平均回路２９−１〜２９−ｎによって平均化され、雑音を除去した上で最終的な出力データＯｕｔ＿１〜Ｏｕｔ＿ｎとして出力される。
【００１７】
図４は無線ＬＡＮシステムの周波数スペクトルを示している。ＲＳＳＩの測定はファイルダウンロード時、インターネット使用時、及びスタンバイ時の各状態についてそれぞれ２０分間行った。ＲＳＳＩ測定用チャネル数は３５であり、各チャネルにつき１２０回のＲＳＳＩ測定を行い、そのピーク値をサンプルデータとした（ｎ＝３５，ｍ＝１２０）。同図に示すように、ファイルダウンロード時、インターネット使用時、及びスタンバイ時において、特定のチャネル（１０〜２０ＣＨ）が他のチャネルよりもＲＳＳＩが大きい傾向は変わらず、無線ＬＡＮシステムの負荷に連動して特定のチャネルのＲＳＳＩが相対的に増減している様子が確認できる。ＤＳ−ＳＳ方式の無線ＬＡＮシステムの場合では、一つの通信が占有する帯域幅は比較的広いが、通信中において送信周波数の時間変化がないため、通信中に占有する周波数範囲が確定しやすい。また、無線ＬＡＮシステムで使用する通信チャネルは機器設定時に指定された後は滅多に変更されることがないので、無線ＬＡＮシステムの使用チャネルを一度検出した後は、通信チャネルが再設定されるまでそのチャネルを使用チャネルとして扱うことができる。
【００１８】
これに対し、電子レンジの周波数スペクトルは機器によって一定ではないが、大まかな傾向として、ＩＳＭ帯域のほぼ全域にわたり強い電磁波レベルで一定に分布していることが知られている。
【００１９】
ＲＳＳＩのサンプルデータから干渉源を推定するロジックを以下に例示する。
（１）特定のチャネルのＲＳＳＩが他のチャネルのＲＳＳＩよりも相対的に高い値を示しているか否かをチェックする。
（２）特定のチャネルのＲＳＳＩが他のチャネルのＲＳＳＩよりも相対的に高い値を示しており、且つ無線ＬＡＮシステムの負荷に連動してその特定のチャネルのＲＳＳＩが増減している場合には、当該特定のチャネルは無線ＬＡＮシステムの使用チャネルであると推定できる。
（３）これに対し、特定のチャネルのＲＳＳＩが他のチャネルのＲＳＳＩよりも相対的に高い値を示してない場合には、干渉源は無線ＬＡＮシステム以外のシステムであると推定できる。
（４）干渉源が無線ＬＡＮシステム以外のシステムと推定できる場合において、電波強度の強いほぼ一定レベルのＲＳＳＩが広帯域にわたって検出されたならば、干渉源は電子レンジであると推定できる。
（５）ある周波数帯域で不連続なピークをもつ周波数スペクトルが得られたならば、他のシステムであると推定できる。
【００２０】
さて、上述のロジックにより干渉源を推定できたならば、電波干渉を極力低減するために親機２０は複数のチャネルのうち干渉電波の周波数を含むチャネル又はこれに近傍するチャネルを使用する優先順位を下げることにより（例えば、最下位に設定する）、できるだけ通信状態が良好なチャネルを選択して無線通信を行う。図１に示すように、制御部２６は干渉源の推定結果から無線通信に使用するチャネルを選択するチャネル選定手段２６ｃとして機能する。干渉源が無線ＬＡＮシステムの場合は使用周波数を一度測定すると、通信チャネルの設定が変更されない限り、同一の周波数帯域で再び無線ＬＡＮが使用されるため、当該使用周波数を含むチャネル又はこれに近傍するチャネルの優先順位を最下位に固定するのが好ましい。干渉源が電子レンジの場合は干渉電波の周波数が変化することはないので、優先順位を下げたままに固定することができる。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、コードレス電話機１０が設置されている無線環境にどのような干渉源が存在するのかを学習し、コードレス電話機１０が干渉源と電波干渉を生じないように通信チャネルを選択するので、同一干渉エリア内に存在する複数のシステムが相互干渉を生じることなく共存できる。
【００２２】
尚、本実施形態ではコードレス電話機１０を例示して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、複数の通信チャネルのうち何れかの通信チャネルを選択して無線通信を行う無線通信装置全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態のコードレス電話機の構成図である。
【図２】干渉電波のＲＳＳＩを測定するタイミングを示す図である。
【図３】サンプリング回路の構成図である。
【図４】無線ＬＡＮシステムの周波数スペクトルである。
【符号の説明】
【００２４】
１０…コードレス電話機  ２０…親機  ２６…制御部  ２６ａ…判定手段  ２６ｂ…推定手段  ２６ｃ…チャネル選定手段  ２７…サンプリング回路
【図１】
2005198028.tif 000003
【図２】
2005198028.tif 000004
【図３】
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【図４】
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