(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ信号を送受信するレーダ装置の受信信号を取得するインタフェース部と、
前記取得された受信信号における無線ＬＡＮパケットのプリアンブルの有無を監視して、当該プリアンブルが検出されると、当該受信信号の帯域における前記無線ＬＡＮによる電波干渉を検出する信号受信部と、
前記電波干渉が検出された場合に、当該電波干渉をもたらす電波源を制御するためのレーダ制御情報を前記レーダ装置に送信する解析処理部とを具備する、解析装置。
【請求項２】
前記信号受信部は、ボンディングされたチャンネルの一部帯域から電波干渉を検出する、請求項１に記載の解析装置。
【請求項３】
前記信号受信部は、前記取得された受信信号の水平偏波成分および垂直偏波成分から前記プリアンブルを検出する、請求項１に記載の解析装置。
【請求項４】
前記解析処理部は、送信仰角および送信パルスパターンを含むレーダ制御情報を生成する、請求項１に記載の解析装置。
【請求項５】
前記解析処理部は、複数の技術基準で共通な送信パルスパターンを含むレーダ制御情報を生成する、請求項４に記載の解析装置。
【請求項６】
レーダ信号を送受信するレーダ装置の受信信号を取得するインタフェース部を備える解析装置により実行される解析方法であって、
前記解析装置が、前記取得された受信信号における無線ＬＡＮパケットのプリアンブルの有無を監視して、当該プリアンブルが検出されると、当該受信信号の帯域における前記無線ＬＡＮによる電波干渉を検出する過程と、
前記電波干渉が検出された場合に、前記解析装置が、当該電波干渉をもたらす電波源を制御するためのレーダ制御情報を前記レーダ装置に送信する過程とを含む、解析方法。
【請求項７】
解析装置を具備するレーダ装置であって、
前記解析装置は、
前記レーダ装置の受信信号を取得するインタフェース部と、
前記取得された受信信号における無線ＬＡＮパケットのプリアンブルの有無を監視して、当該プリアンブルが検出されると、当該受信信号の帯域における前記無線ＬＡＮによる電波干渉を検出する信号受信部と、
前記電波干渉が検出された場合に、当該電波干渉をもたらす電波源を制御するためのレーダ制御情報を前記レーダ装置に送信する解析処理部とを具備する、レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、解析装置、解析方法およびレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Local Area Network）に代表される無線通信装置が広く普及している。この種の通信装置の使用帯域は、気象レーダに代表されるレーダ装置の使用帯域と部分的に重複している。そこで、電波干渉を検知する技術と、検知した場合には確実にそれを抑圧する技術が求められる。例えば、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection:動的周波数選択）は、電波干渉を回避するための対策として知られており、近年の無線通信装置にはその機能が実装されている。この機能を実装する、無線ＬＡＮのアクセスポイント（親局）はレーダ信号を検知するとただちに停波し、通信の周波数を他の周波数チャネルに移動する。  
また、無線ＬＡＮ信号を検出したレーダ装置が、無線ＬＡＮ装置をＤＦＳ動作させるためのパルスパターンを送信する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６３８３１３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国や地域により、レーダで用いられるパルスパターンは異なる。このため、ＤＦＳ試験で用いられるレーダのパルスパターンは、国および地域ごとに規定されている。その上で、レーダ信号の検出アルゴリズムは実装に依存する。従って、各国・各地域に仕向けられた無線ＬＡＮの親局では、該当する国・地域のＤＦＳ試験で指定された以外のパルスパターンでＤＦＳ動作することは保証されていない。
【０００５】
一方、レーダ装置側は１０ＭＨｚ幅あるいは５ＭＨｚ幅など、２０ＭＨｚあるいはそれ以上のチャネル幅を用いる無線ＬＡＮに比べて帯域の狭い信号を扱う。そのため、レーダ装置側でレーダ装置のアンテナを用いて無線ＬＡＮ信号を検出する際には、せいぜい２０ＭＨｚ幅の信号までしか受信できない。つまりレーダ装置は、無線ＬＡＮの受信信号を解析する機能を有していても、チャンネルボンディング（あるいはボンディングとも称する）を用いた無線ＬＡＮ信号を復号することができない。
【０００６】
従って、既存の技術では、ある２０ＭＨｚチャンネルで無線ＬＡＮ信号を観測していたとしても、干渉の有無が検知されるに過ぎず、それが無線ＬＡＮ信号による干渉であることを特定することは難しい。
【０００７】
なお、ボンディングとは、無線ＬＡＮの親局と子局との間での使用帯域を、Ｂｅａｃｏｎフレームなどを送信する基準である２０ＭＨｚチャンネルよりも、拡大する技術である。すなわち、帯域に空きがある場合（キャリアセンスを行い、アイドルと判定した場合）には２０ＭＨｚ単位のチャンネルを複数連結することで、任意の無線リンクの使用帯域を（親局と子局の対応する帯域には依るが）拡大することができる。
【０００８】
なお、ＢｅａｃｏｎフレームやＰｒｏｂｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム、またそれに対するＰｒｏｂｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームなど、不特定多数の端末に向けて送信されるフレームや通信相手の対応帯域が分からない場合に送信されるフレームに関しては、少なくとも２０ＭＨｚチャンネルで受信復号できるように送信される。これらのフレームに関しては、無線ＬＡＮの親局が特定した基準の２０ＭＨｚチャンネルのみで送信されることが基本である。（一部の周波数帯ではボンディングの対象となる各２０ＭＨｚチャンネルで同時に重複送信することも許容されているが、現行は５ＧＨｚ帯では許容されていない。）従って、この無線ＬＡＮの親局が特定した基準の２０ＭＨｚチャンネルと、レーダ装置が観測する周波数が同一であれば、これらのフレームは受信復号することができる。しかし、必ずしもレーダ装置が観測する周波数と同一の周波数でこれらのフレームが送信されるとは限らない。
【０００９】
そこで、目的は、電波干渉源を確実に検知することの可能な解析装置、解析方法およびレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、解析装置は、インタフェース部と、信号受信部と、解析処理部とを具備する。インタフェース部は、レーダ信号を送受信するレーダ装置の受信信号を取得する。信号受信部は、取得された受信信号から復号された無線ＬＡＮパケットのプリアンブルを検出した場合に、当該受信信号の帯域における前記無線ＬＡＮによる電波干渉があることを検出する。解析処理部は、電波干渉が検出された場合に、当該電波干渉をもたらす電波源を制御するためのレーダ制御情報をレーダ装置に送信する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係わるレーダ装置、解析装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、無線ＬＡＮ解析装置２０の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、無線ＬＡＮ解析装置２０による処理の流れの一例を示す図である。
【図４】図４は、無線ＬＡＮ信号の検出に係わる処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、受信チャンネルの変更の順序について説明するための図である。
【図６】図６は、無線ＬＡＮ信号の管理フレームの構造を説明するための図である。
【図７】図７は、ビーコンフレームのFrame Body fieldの構造を示す図である。
【図８】図８は、プローブ応答フレームのFrame Body fieldの構造を示す図である。
【図９】図９は、通信プロトコル毎のFrame Body Fieldに含まれる項目情報を示す図である。
【図１０】図１０は、無線ＬＡＮ信号の検出結果をログ出力する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、無線ＬＡＮ信号の検出結果の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、統計データの作成に係わる処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、統計データの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、統計データの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、統計データの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、固定した受信チャンネルで無線ＬＡＮ信号を検出する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、ボンディングされたチャンネルにおける無線ＬＡＮ信号内の８０２．１１ａプリアンブルとＭＡＣフレームとの関係を示す図である。
【図１８】図１８は、Ｗ５２、Ｗ５３、Ｗ５６におけるチャンネルマッピングを示す図である。
【図１９】図１９は、日本のＤＦＳパルスパターンを示す図である。
【図２０】図２０は、米国ＦＣＣのＤＦＳパルスパターンを示す図である。
【図２１】図２１は、欧州ＥＴＳＩのＤＦＳパルスパターンを示す図である。
【図２２】図２２は、気象レーダ１における通常観測時の観測スケジュールの一例を示す図である。
【図２３】図２３は、無線ＬＡＮ信号による干渉発生時の観測スケジュールの一例を示す図である。
【図２４】図２４は、通常時と干渉発生時の観測スケジュール切り替えの流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態では、レーダ装置で受信された電波を解析して無線通信装置からの電波干渉の有無を検知する。電波干渉が検出された場合には、レーダ装置から専用のパルスパターンを送信して、電波干渉をもたらす電波源としての無線通信装置を制御し、ＤＦＳを動作させる。以下では、ボンディングされたチャンネルを含む電波環境下でも電波干渉、あるいは電波干渉源を確実に検知可能とする新規な技術について説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係わるレーダ装置および解析装置の一例を示す機能ブロック図である。図１において、無線ＬＡＮ解析装置２０が、ケーブル類（同軸ケーブル、ＬＡＮケーブル、電源ケーブル等）を介して気象レーダ１に着脱可能に接続される。気象レーダ１として、例えば、二重偏波気象レーダ、あるいはマルチパラメータ・フェーズドアレイ気象レーダ（ＭＰ−ＰＡＷＲ）を想定することができる。
【００１４】
気象レーダ１は、アンテナユニット１０と、送受信切替部１１と、送信機１２と、受信信号処理装置１３と、信号処理装置４０と、データ処理装置３０とを有する。アンテナユニット１０は、例えば、パラボラアンテナや、複数のアンテナ素子を有するフェーズドアレイアンテナ（phased array antenna）等である。
【００１５】
送受信切替部１１は、電波信号の送受信を切り替える。すなわち、送受信切替部１１は、送信機１２からのレーダ送信パルスをアンテナユニット１０に転送し、またはアンテナユニット１０により受信された電波信号を受信信号処理装置１３に転送する。
【００１６】
送信機１２は、信号処理装置４０から出力されるパルスパターンに応じた送信パルス（レーダ信号）を生成してアンテナユニット１０に出力する。信号処理装置４０は、レーダ運用上の通常動作（検出、観測、測距）に必要なパルスパターンに加えて、電波干渉の回避機能に関するパルスパターンを送信機１２に出力する。
【００１７】
受信信号処理装置１３は、アンテナユニット１０により受信された電波信号の受信処理を実行し、信号処理装置４０に出力する。アンテナユニット１０により受信される受信信号は、送信したレーダ信号のエコー信号だけに限らず、無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＡＰ）等の無線通信装置から送信された電波信号を含むことがある。以下では、この種の電波信号を無線ＬＡＮ信号と総称する。無線ＬＡＮ信号は、気象レーダ１に電波干渉をもたらす可能性がある。
【００１８】
受信信号処理装置１３は、低ノイズ増幅器１３０と、分配器１３１と、周波数変換部１３２とを有する。低ノイズ増幅器１３０は、アンテナユニット１０により受信された電波信号を増幅する。実施形態において、例えば１．２ＭＨｚ近傍における信号レベルが−１００ｄＢｍ〜−５０ｄＢｍの無線ＬＡＮ信号が増幅器１３０に入力されることを想定する。分配器１３１は、低ノイズ増幅器１３０から出力される受信信号を２系統に分配し、それぞれ周波数変換部１３２と、無線ＬＡＮ解析装置２０とに出力する。周波数変換部１３２は、分配された一方の受信信号の周波数変換処理を実行する。
【００１９】
受信信号処理装置１３は、同軸ケーブル、ＬＡＮケーブルおよび電源ケーブルを接続可能なコネクタを備える。コネクタは、前面パネル、または背面パネルなどに形成される。同軸ケーブルは、分配器１３１で分配された他方の受信信号を無線ＬＡＮ解析装置２０に伝送する。特に、Ｈ系（水平偏波系）とＶ系（垂直偏波系）との双方の信号を伝送出力するため、２系統の同軸コネクタが形成される。
【００２０】
ＬＡＮケーブルは、無線ＬＡＮ解析装置２０とネットワーク機器を接続する。無線ＬＡＮ解析装置２０側から気象レーダ１とのネットワーク接続設定を行えるようにしてもよい。電源ケーブルは、無停電電源装置（ＵＰＳ）に接続され、無線ＬＡＮ解析装置２０と受信信号処理装置１３への電源供給を得る。
【００２１】
信号処理装置４０は、データ処理装置３０の制御に応じて、レーダ運用上の通常動作に必要な信号の送受信処理、及び本実施形態に関する電波干渉の回避機能上の送信処理を実行する。即ち、信号処理装置４０は、レーダ運用上の通常動作に必要な受信信号の受信処理（デジタル処理）及び運用パルスパターンの送信処理を実行すると共に、本実施形態の電波干渉の回避機能上のパルスパターン（有効パルスパターン）の送信処理を実行する。
【００２２】
無線ＬＡＮ解析装置２０は、インタフェース部２１、無線ＬＡＮ信号受信部２２、および解析処理部２３を備える。  
図２は、無線ＬＡＮ解析装置２０の一例を示す機能ブロック図である。図２において、気象レーダ１の受信信号処理装置１３から、ＲＦ帯域の受信信号が無線ＬＡＮ解析装置２０に入力される。また、気象レーダ１の観測仰角、観測方位角、および観測時刻が、信号処理装置４０から無線ＬＡＮ解析装置２０に入力される。一方、無線ＬＡＮ解析装置２０から、気象レーダ１のデータ処理装置３０に、無線ＬＡＮのＤＦＳを機能させるための仰角、およびパルスパターンのデータが送信される。
【００２３】
図２において、インタフェース部２１は、受信信号処理装置１３から分波された受信信号（ＲＦ）（Ｈ系、Ｖ系）を取得し、受信レベルの調整などを施して、無線ＬＡＮ信号受信部２２へ送信する。なお、無線ＬＡＮからの無線ＬＡＮ信号の偏波面が確定しないので、水平、垂直の両偏波による干渉を解析し、回避することが望ましい。そこで図２においては、無線ＬＡＮ解析装置２０にＨ系、Ｖ系の両系統の受信信号を入力するようにする。
【００２４】
無線ＬＡＮ信号受信部２２は、インタフェース部２１から受信信号（ＲＦ）（Ｈ系、Ｖ系）を受け、無線ＬＡＮ信号を解析し、検出情報を求める。検出情報は、例えば無線ＬＡＮ信号の検出期間、ＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ、通信プロトコル、国コード、受信電力レベル、使用チャンネル、無線ＬＡＮ検出情報等を含むことができる。この検出情報は、解析処理部２３に渡される。
【００２５】
解析処理部２３は、無線ＬＡＮ信号受信部２２から受信した検出情報を解析し、統計データを作成する。また、解析処理部２３は、検出結果をログとして出力する。無線ＬＡＮからの干渉が検出されると、解析処理部２３は、気象レーダ１の信号処理装置４０から取得した気象レーダ１の観測仰角、観測方位角、時刻と検出情報を用いて、干渉回避のためのレーダ制御情報を作成する。このレーダ制御情報は、データ処理装置３０に渡される。また、解析処理部２３は、無線ＬＡＮ信号受信部２２に制御情報を送信し、動作モードを制御する。
【００２６】
図３は、無線ＬＡＮ解析装置２０による処理の流れの一例を示す図である。無線ＬＡＮ解析装置２０の機能は、［５ＧＨｚ帯利用状況解析機能］と、［干渉回避機能］とに大きく分けることができる。［５ＧＨｚ帯利用状況解析機能］は、ブロックＢ２、Ｂ３の機能を含み、［干渉回避機能］はブロックＢ４、Ｂ５、Ｂ６の機能を含む。無線ＬＡＮ信号受信部２２がブロックＢ２、Ｂ４を処理し、解析処理部２３がブロックＢ３、Ｂ５、Ｂ６を処理する。また、ブロックＢ１の機能についてはインタフェース部２１により処理される。
【００２７】
実施形態において、［５ＧＨｚ帯利用状況解析機能］、および［干渉回避機能］の対象とする無線ＬＡＮは、５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｎ／ａｃ／ａｘに準拠し、日本国、米国ＦＣＣ、欧州ＥＴＳＩの技術基準に適合するものを想定する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘについては、２０１８年６月に作成された規格ドラフト３．０版に基づいて記載するが、フレーム構成などが最新の規格ドラフトあるいは成立規格で更新された場合にはそれに従うようにしてよい。
【００２８】
＜５ＧＨｚ帯利用状況解析機能について＞
この機能は、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの利用状況を把握する。すなわち、一般的な無線ＬＡＮアクセスポイントの受信機能に加え、実施形態では、以下の機能を有する。  
（ａ）  予め指定したシーケンスに従い受信チャンネルを変更する。  
（ｂ）  気象レーダ１において、無線ＬＡＮ信号を検出し、統計データを作成する。対象とする周波数はＷ５２、Ｗ５３、Ｗ５６とする。  
（ｃ）  無線ＬＡＮ信号の検出結果をログ出力する。
【００２９】
図３のブロックＢ１において、無線ＬＡＮ信号を含む可能性のある電波が、アンテナユニット１０から接続導波管等を経由して気象レーダ１に取り込まれ、受信信号処理装置１３（図１）により高周波増幅等の処理を施される。インタフェース部２１は、この受信信号を取り込み、無線ＬＡＮ信号受信部２２の入力レベル範囲に合わせて受信レベルを調整する。
【００３０】
ブロックＢ２において、無線ＬＡＮ信号受信部２２は、無線ＬＡＮチャンネルを例えばＷ５２、Ｗ５３、Ｗ５６の各周波数帯に切り替えつつ、無線ＬＡＮ信号を検出する。また、無線ＬＡＮ信号受信部２２は、無線ＬＡＮ信号のビーコンフレームまたはプローブ応答フレームからＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、ＳＳＩＤ、通信プロトコル、国コード、使用チャンネルを抽出し、受信信号から受信電力レベルを抽出する。
【００３１】
ブロックＢ３において、解析処理部２３は、検出した無線ＬＡＮ信号の情報（ＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ、通信プロトコル、国コード、使用チャンネル、受信電力レベル）と気象レーダ１のアンテナユニット１０の仰角、方位角とを合わせて、統計データを作成する。また、無線ＬＡＮの検出結果をログに出力する。
【００３２】
＜干渉回避機能について＞
この機能は、無線ＬＡＮからの干渉が検出された場合に、干渉状態を回避する。すなわち、気象レーダ１のアンテナユニット１０が受信した信号を解析し、無線ＬＡＮからの与干渉波を特定し、その結果に基づき、対象の無線ＬＡＮのＤＦＳを機能させる。
【００３３】
ブロックＢ４において、無線ＬＡＮ信号受信部２２は、解析処理部２３からの制御情報に従い、運用中の気象レーダの周波数に対応する無線ＬＡＮの受信チャンネルで固定し、無線ＬＡＮ信号を検出する。
【００３４】
ブロックＢ５において、解析処理部２３は、無線ＬＡＮ信号の検出情報と気象レーダ１のアンテナユニット１０の仰角、および方位角を合わせて、干渉を起こしている無線ＬＡＮの方向を特定し、無線ＬＡＮのＤＦＳを機能させる仰角とパルスパターンを選択する。ブロックＢ６において、解析処理部２３は、選択したパルスパターンで電波を送信するようにデータ処理装置３０に指示を与える。
【００３５】
＜５ＧＨｚ帯利用状況解析機能の実装例について＞
図４は、無線ＬＡＮ信号の検出に係わる処理手順の一例を示すフローチャートである。例えば、Ｗ５２、Ｗ５３、Ｗ５６の周波数帯の無線ＬＡＮ信号を検出する手順について説明する。以下の手順では、予め無線ＬＡＮ信号を受信するチャンネルのシーケンスを指定し、任意のタイミングで受信チャンネルを変更しながら無線ＬＡＮ信号を解析する。
【００３６】
図４において、無線ＬＡＮ解析装置２０は、シーケンスの最初のチャンネルを受信チャンネルとして設定し（ステップＳ１１）、無線ＬＡＮ信号の解析を開始する（ステップＳ１２）。無線ＬＡＮ信号が検出されると（ステップＳ１３でＹｅｓ）、無線ＬＡＮ信号受信部２２は、検出情報を解析処理部２３に送信する（ステップＳ１４）。
【００３７】
指定した期間（例えば１０分間）が経過すると、ステップＳ１２の処理が終了し、次の受信チャンネルが設定されたのち（ステップＳ１５）、再びステップＳ１２に移行して無線ＬＡＮ信号の解析が繰り返される。全てのステップが終了すると（ステップＳ１６でＹｅｓ）、シーケンスが終了する。
【００３８】
図５は、受信チャンネルの変更の順序について説明するための図である。図５に示されるように、Ｗ５２、Ｗ５３、Ｗ５６においてそれぞれ２０ＭＨｚ幅の個別チャンネルが配置されている。実施形態における受信チャンネルの変更シーケンスでは、Ｗ５２、Ｗ５３、Ｗ５６の周波数帯の、周波数の低い２０ＭＨｚ帯域のチャンネル（Ｃｈ３６）から順番にＣｈ４０、Ｃｈ４４、・・・、Ｃｈ１４０まで進めた１９チャンネルを、指定した間隔で設定する。
【００３９】
＜無線ＬＡＮ信号の解析について＞
次に、無線ＬＡＮ信号の解析について説明する。実施形態では、無線ＬＡＮ信号の管理フレームを解析して検出情報を抽出する。解析の対象とする信号は、ビーコンフレームまたはプローブ応答フレームとし、対象とする検出情報は、ＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ、通信プロトコル、国コード、使用チャンネル、受信電力レベルとする。
【００４０】
図６は、無線ＬＡＮ信号の管理フレームの構造を説明するための図である。管理フレームの中は、MAC header、Frame Body、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）で構成される。
【００４１】
MAC headerには、フレームの種類（ビーコンまたは、プローブ応答）とＭＡＣアドレスが格納されている。無線ＬＡＮ信号受信部２２は、気象レーダ１の受信信号から復号された無線ＬＡＮパケットの各フィールドから、これらの情報を抽出する。フレームの種類は、MAC header内のtypeとsubtypeから抽出することができる。
【００４２】
ＭＡＣアドレスには、無線ＬＡＮアクセスポイントのＭＡＣアドレスであるBSSID（Basic Service Set IDentification）を用いることができる。BSSIDは、MAC header内のAddress2、Address3に格納されており、これらのフィールドから抽出することができる。Frame Bodyは、ＳＳＩＤ、国コード、通信プロトコルの情報を格納するフィールドである。Frame Bodyの構造は、ビーコンとプローブ応答とでそれぞれ異なるが、検出に必要な情報が全て格納されている。
【００４３】
図７は、ビーコンフレームのFrame Body fieldの構造を示す図である。図８は、プローブ応答フレームのFrame Body fieldの構造を示す図である。ＳＳＩＤと国コードは、Frame Body field内の該当する項目から抽出することができる。通信プロトコルについては、Frame Body field内に含まれる項目の種類が異なるため、その項目を確認して判定する。
【００４４】
図９は、無線ＬＡＮで一般的な通信プロトコル毎のFrame Body Fieldに含まれる項目情報を示す図である。無線ＬＡＮが使用しているチャンネルについては、受信チャンネルから判別することができる。さらに、ボンディング（チャンネル・ボンディング）により帯域幅を拡大したチャンネルを使っている場合は、受信チャンネルとHT Operation、VHT Operation、HE Operationの項目から抽出することできる。受信電力レベルは、受信した無線ＬＡＮ信号そのものから算出することができる。
【００４５】
＜検出結果のログ出力、統計データの作成について＞
図１０は、無線ＬＡＮ信号の検出結果をログ出力する手順の一例を示すフローチャートである。解析処理部２３は、無線ＬＡＮ信号受信部２２から無線ＬＡＮ信号の検出情報を受信する（ステップＳ２１）と、受信した検出情報に検出時刻を付与する（ステップＳ２２）。さらに、解析処理部２３は、時刻情報に基づいて気象レーダ１の方位角、および仰角を検出情報に付与し、検出結果を作成する（ステップＳ２３）。作成された検出結果はログ情報として出力される（ステップＳ２４）。
【００４６】
図１１は、無線ＬＡＮ信号の検出結果の一例を示す図である。各時刻における検出結果に、検出された無線通信装置（アクセスポイント等）のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ、通信プロトコル、国コード、受信電力レベル、および気象レーダ１の観測仰角と方位角が対応付けられる。
【００４７】
図１２は、統計データの作成に係わる処理手順の一例を示すフローチャートである。無線ＬＡＮ解析装置２０は、統計データの収集期間の指定を受け付け（ステップＳ３１）、指定された期間における検出結果を統計処理して、統計データを作成する（ステップＳ３２）。統計処理は、例えば、指定された期間内の検出結果のＭＡＣアドレス数、通信プロトコル数、国コード数、および使用チャンネル数を集計する処理を含む。なお、同一の無線ＬＡＮアクセスポイントの重複は、ＭＡＣアドレスに基づいて除去することができる。
【００４８】
図１３〜図１５は、統計データの一例を示す図である。図１３は、ＭＡＣアドレス数、通信プロトコル数、および国コード数の集計結果を示す。図１４は、検出された無線ＬＡＮの使用チャンネル数のビーコンとプローブ応答のみについての統計を示す。図１５は、無線ＬＡＮの使用チャンネル数（２０ＭＨｚ幅チャンネルでの延べ数）を示し、複数チャンネルをボンディングして通信している場合の各２０ＭＨｚ幅チャンネルの使用状況も加味した統計データである。
【００４９】
＜干渉回避機能の実装例について＞
次に、干渉回避機能の実装例について説明する。先ず、固定した受信チャンネルでの無線ＬＡＮ信号の検出について説明する。
【００５０】
図１６は、固定した受信チャンネルで無線ＬＡＮ信号を検出する手順の一例を示すフローチャートである。図１６において、無線ＬＡＮ解析装置２０は、自らの受信チャンネルを、運用中の気象レーダ１の送信周波数に対応するチャンネルに固定する（ステップＳ４１）。次に無線ＬＡＮ解析装置２０は、受信した無線ＬＡＮ信号の８０２．１１ａプリアンブルの有無を解析する（ステップＳ４２）。８０２．１１ａプリアンブルが検出されると、無線ＬＡＮ解析装置２０は、検出結果を無線ＬＡＮ検出情報として解析処理部２３に送信する（ステップＳ４４）。
【００５１】
実施形態において、無線ＬＡＮ信号受信部２２は、気象レーダ１の受信信号から復号された無線ＬＡＮパケットのＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルを検出することで、無線ＬＡＮ信号による干渉が有ることを検出する。すなわち、既存技術においてモニタリングされるビーコンやプローブ応答ではなく、これらの更に下位層で定義されたプリアンブルの受信の有無を、無線ＬＡＮ信号受信部２２は監視する。このようにすることで、ボンディングしたチャンネルにおける干渉の見逃しを防ぐことができる。以下に、詳しく説明する。
【００５２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルとは、無線ＬＡＮパケットの先頭に挿入される自動利得制御の調整や同期取得などに用いられる信号のビット列である。狭義ではＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルは無線ＬＡＮパケットの先頭の１２シンボル（１０個のショートシンボルと２個のロングシンボル）である。この特定のパターンの１２シンボルを検出することで、５ＧＨｚ帯ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮ信号の受信開始をしたことが判断できる。ＩＥＥＥ８０２．１１ａに対し、後方互換を有するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ（まとめてＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘと記載）ではこのショートシンボル部分をＬｅｇａｃｙ  Ｓｈｏｒｔ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ（Ｌ−ＳＴＦ）、ロングシンボル部をＬｅｇａｃｙ  Ｌｏｎｇ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ（Ｌ−ＬＴＦ）と記載する。この１２シンボルの後に、１ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）シンボルのシグナルフィールドが続き、広義ではこのシグナルフィールドまで含めた部分をＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルあるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘではレガシープリアンブルと言う。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘではこのシグナルフィールド部分をＬｅｇａｃｙ  ＳＩＧＮＡＬ  Ｆｉｅｌｄ（Ｌ−ＳＩＧ）と記載する。シグナルフィールドには伝送レートとパケット長を通知するフィールドがある。前者のフィールド名がＲＡＴＥ、後者のフィールド名がＬＥＮＧＴＨである。ＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線ＬＡＮ信号である場合には、ＲＡＴＥはシグナルフィールド以降のパケット部分の伝送レートを、ＬＥＮＧＴＨは無線ＬＡＮパケットが格納するＭＡＣフレームの長さを示している。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘの無線ＬＡＮ信号である場合には、ＲＡＴＥはＢＰＳＫ(Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；二位相偏移変調)、符号化率１／２と固定であり、ＬＥＮＧＴＨは当該ＲＡＴＥでＬ−ＳＩＧ以降の部分の占有時間長を計算した場合に実際の占有時間長と合致するように調整した値が入れられる。なお、シグナルフィールドはＢＰＳＫ、符号化率１／２で変調されている。ボンディングしたチャンネルとは、２０ＭＨｚ幅のチャンネルを複数束ねて無線ＬＡＮのチャンネルとしたものである。
【００５３】
図１７は、ボンディングされたチャンネルにおける無線ＬＡＮ信号内のＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルとＭＡＣフレームとの関係を示す図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルは各２０ＭＨｚチャンネルで重複送信されるのに対し、ＭＡＣフレームを格納するデータ部（Data field）は、ボンディングされたチャンネルの帯域（２０ＭＨｚ〜１６０ＭＨｚ）で送信される。ここで、無線ＬＡＮの監視に通常使用される管理フレーム（ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム）は、データ部に格納されている。
【００５４】
図１８は、Ｗ５２、Ｗ５３、Ｗ５６におけるチャンネルマッピングを示す図である。例えば、Ｃｈ６２は４０ＭＨｚ（２０ＭＨｚ×２ｃｈ）のボンディングであり、Ｃｈ５０は１６０ＭＨｚ（２０ＭＨｚ×８ｃｈ）のボンディングである。また、一番下にあるＣｈ５８とＣｈ１２２との両方を使ったボンディングのように、周波数帯も跨いだ利用も認められている。
【００５５】
無線ＬＡＮシステムとしてボンディングを利用している場合であっても、ビーコンやプローブ応答はボンディングしたチャンネルは用いず、２０ＭＨｚ幅チャンネルで送信される。しかもボンディング対象となる複数のチャンネルのうち、どのＣｈを使うかに関する規定はない。
【００５６】
であるから、例えば、Ｃｈ６４で固定して無線ＬＡＮ信号のビーコンやプローブ応答をモニタする場合、４０ＭＨｚ以上の帯域を持つボンディングされたチャンネルを無線ＬＡＮアクセスポイントが使用していると、干渉を見逃す可能性がある。つまり、ビーコンやプローブ応答が必ずしもＣｈ６４で送信されているとは限らず、Ｃｈ３６やＣｈ１２８で送信されている可能性があるからである。このように、ビーコンやプローブ応答のみに頼る既知の方法では、干渉回避機能に必要な干渉検知をできるとはいえない。
【００５７】
その一方で、無線ＬＡＮ信号のＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルは、後方互換性を担保するために、順次拡張されたＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｎ／ａｃ／ａｘの全ての規格で同様であり、ボンディングしたチャンネル（Ｃｈ５０，Ｃｈ５８，Ｃｈ６２，Ｃｈ６４）の中にある全ての２０ＭＨｚ幅のチャンネルで送信される。これを利用すれば、例えばＣｈ６４の固定したモニタリングにおいても確実に検出することができる。発明者らはこの点に着目し、いわゆるレガシープリアンブルフィールドを監視することによって無線ＬＡＮ信号による干渉を検出することの着想を得た。
【００５８】
＜無線ＬＡＮのＤＦＳを機能させるパルスパターンの選択について＞
解析処理部２３は、気象レーダ１から取得した観測仰角、方位角、時刻と、無線ＬＡＮ信号の８０２．１１ａプリアンブルの検出時刻とから、干渉を起こしている無線ＬＡＮアクセスポイントの仰角と方位角を算出する。解析処理部２３は、干渉を起こしている仰角で、無線ＬＡＮアクセスポイントのＤＦＳを機能させるパルスパターンで気象レーダ１を動作させるべく、レーダ制御情報を生成する。
【００５９】
無線ＬＡＮ信号の８０２．１１ａプリアンブルには、通信プロトコルや国コードが含まれていないので、これらの情報を知ることができない。そこで実施形態では、日本国、米国ＦＣＣ、欧州ＥＴＳＩの技術基準で共通のＤＦＳパルスパターンを採用する。
【００６０】
図１９は、日本のＤＦＳパルスパターンを示す。図２０は、米国ＦＣＣのＤＦＳパルスパターンを示す。図２１は、欧州ＥＴＳＩのＤＦＳパルスパターンを示す。これらのうち、ＰＲＦが７００Ｈｚ、パルス幅が１．０μｓｅｃのパルスパターンが、日本の固定パルス１、米国ＦＣＣのＴｙｐｅ０，１、欧州ＥＴＳＩのＴｙｐｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ，１，２，６に相当するため、これを採用する。ＰＲＦが２６０Ｈｚ、パルス幅が２．５μｓｅｃのパルスパターンはPulse per burstが１８になるまでの期間が長くなるため採用しない。
【００６１】
図２２は、気象レーダ１における通常観測時の観測スケジュールの一例を示す。図２３は、無線ＬＡＮ信号による干渉発生時の観測スケジュールの一例を示す。図２３に示されるように、＃８，＃９，＃１２の仰角で干渉が認められる。この場合、通常観測時の観測スケジュールの＃８，＃９，＃１２にＰＲＦが７００Ｈｚ、パルス幅が１．０μｓｅｃのパルスパターンを設定している（干渉回避モード）。
【００６２】
＜選択したパルスパターンの送信について＞
解析処理部２３で生成されたレーダ制御情報は、データ処理装置３０に渡される。データ処理装置３０は、レーダ制御情報に従って選択したパルスパターンの送信スケジュールを設定し、当該パルスパターンをアンテナユニット１０から送信する。これを受信した無線ＬＡＮアクセスポイントは、ＤＦＳを機能させるので、電波干渉が抑圧される。
【００６３】
図２４は、通常時と干渉発生時の観測スケジュール切り替えの流れの一例を示す図である。気象レーダ１は、通常、通常時の観測スケジュールに従って観測を行っており、一連の観測スケジュールが完了すると、毎回観測スケジュールが更新される。無線ＬＡＮ解析装置２０において、無線ＬＡＮの干渉を検知した場合は、レーダ制御情報（仰角、パルスパターン）が気象レーダ１に伝えられ、次回の更新時に、干渉発生時の観測スケジュールが更新される。その後、一連の観測スケジュールが完了し、その後の更新時には通常時の観測スケジュールに更新され、通常の観測が実施される。
【００６４】
以上説明したようにこの実施形態では、気象レーダ１の受信信号から無線ＬＡＮパケットが受信された場合に、この無線ＬＡＮパケットのＩＥＥＥ８０２．１１ａプリアンブルを検出する。すなわち、このプリアンブルが検出されたことをもって、無線ＬＡＮ信号による電波干渉が生じていると判断できるようにした。これにより、ボンディングされたチャンネルにおける電波干渉を検出することができる、従って、電波干渉源を確実に検知することの可能な解析装置、解析方法およびレーダ装置を提供することが可能となる。
【００６５】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、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。この実施形態やその変形は、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】
【００６６】
１…気象レーダ、１０…アンテナユニット、１１…送受信切替部、１２…送信機、１３…受信信号処理装置、２０…無線ＬＡＮ解析装置、２１…インタフェース部、２２…無線ＬＡＮ信号受信部、２３…解析処理部、３０…データ処理装置、４０…信号処理装置、１３０…増幅器、１３１…分配器、１３２…周波数変換部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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