JP7191478B2

JP7191478B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP7191478B2
Application number: JP2019080663A
Authority: JP
Inventors: 信也吉川
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2022-12-19
Anticipated expiration: 2039-04-22
Also published as: JP2020178300A

Description

本発明は、チャネル干渉を考慮して無線ＬＡＮのチャネルの切り替えを行う無線通信装置に関する。

従来から、電源切断時に使用しているチャネルをラストチャネルとして記憶するとともに、このチャネルがＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）チャネルの場合にはチャネル干渉が生じない別のチャネルを検索して代替チャネルとして記憶しておいて、次の電源投入時に代替チャネルを用いた通信を開始し、ラストチャネルとしてのＤＦＳチャネルについてチャネル干渉が生じていないことを確認した後このＤＦＳチャネルに切り替えるようにした無線通信装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１８－１２１２５３号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された無線通信装置では、次の電源投入時に、電波干渉が生じない代替チャネルで通信を開始した後、チャネル干渉が生じていない別のＤＦＳチャネルを検索して切り替えが行われるため、電源投入時のチャネル干渉を回避して通信を行うために２系統の無線通信部が必要になって構成が複雑になり、その分製品コストが上昇するという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、構成を簡素化して製品コストの低減を図りつつ電源投入時のチャネル干渉を回避することができる無線通信装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、電源投入時に、チャネル干渉が生じない第１のチャネルを使用チャネルとして設定する起動チャネル設定手段と、電源投入後に、所定のタイミングで、使用チャネルを、チャネル干渉が生じるおそれがある第２のチャネルに変更するチャネル変更手段と、使用チャネルを用いて通信を行う無線通信手段とを備えている。特に、電源投入後であって、使用チャネルとして第１のチャネルが設定されているときに、所定のタイミングが到来したか否かを判定する切替判定手段をさらに備えることが望ましい。

電源投入時に、チャネル干渉が生じない第１のチャネルを使用チャネルに設定することにより、電源投入時のチャネル干渉を確実に回避することができる。また、その後、所定のタイミングで、チャネル干渉が生じるおそれがある第２のチャネルを使用チャネルに設定することにより、効率よい通信を行うことが可能となる。また、電源投入時に設定したチャネル設定を、その後所定のタイミングで切り替えるだけであるため、１系統の無線通信手段を用意するだけでよく、構成を簡略化して製品コストを低減することが可能となる。

また、上述した所定のタイミングは、自装置の起動直後に利用者の指示に対応して第１のチャネルを介して行われる通信動作が終了した時点である。これにより、起動直後に利用者によって行われる何らかの操作に対応する通信動作を、チャネル干渉を回避して確実に実施することが可能となる。

あるいは、上述した所定のタイミングは、自装置が搭載された車両が停止状態から走行状態に移行した時点である。これにより、起動直後であって自装置が搭載された車両が走行を開始するまでに行われる通信動作を、チャネル干渉を回避して確実に実施することが可能となる。

また、上述した第１のチャネルを介して行われる通信の通信速度よりも第２のチャネルを介して行われる通信の通信速度の方が速いことが望ましい。また、上述した第１のチャネルは２．４ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネルであり、第２のチャネルは５ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネルであることが望ましい。これにより、電源投入直後にチャネル干渉を回避した通信を行うとともに、所定のタイミングを境にして通信速度を上げることが可能となる。

一実施形態の車載装置の全体構成を示す図である。無線通信装置の構成を示す図である。使用チャネルの設定・更新を行う無線通信装置の動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明の無線通信装置を適用した一実施形態の車載装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車載装置の全体構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車載装置１００は、ナビゲーション処理部１０、操作部２０、入力処理部２２、表示処理部３０、表示装置３２、デジタル－アナログ変換器（Ｄ／Ａ）４０、スピーカ４２、ＣＰＵ５０、メモリ６０、無線通信装置８０を備えている。この車載装置１００は、例えば車両に搭載されたヘッドユニットであり、ナビゲーション装置等として動作するとともに、無線ＬＡＮのアクセスポイントとしての機能を備えている。

ナビゲーション処理部１０は、メモリ６０に記憶されている地図データを用いて車載装置１００が搭載された車両の走行を案内するナビゲーション動作を行う。このナビゲーション動作には、ＧＰＳ装置１２を用いた自車位置検出や、自車位置周辺の地図表示、目的地までの走行経路を計算する経路探索、計算した走行経路に沿って目的地までの走行を案内する経路誘導などの各動作が含まれる。なお、ナビゲーション動作に必要な地図データは、メモリ６０に格納されているものとしたが、ハードディスク装置などその他の記憶装置に格納したり、外部の地図配信サーバ（図示せず）などから無線通信によって取得するようにしてもよい。

操作部２０は、車載装置１００に対する利用者による操作を受け付けるためのものであり、表示装置３２の周囲に配置された各種の操作キー、操作スイッチ、操作つまみ等を含んで構成されている。また、表示装置３２に各種の操作画面や入力画面が表示された時点で、これらの操作画面や入力画面の一部を利用者が指などで直接指し示すことにより、操作画面や入力画面の表示項目を選択することができるようになっており、このような操作画面や入力画面を用いた操作を可能とするために、指し示された指などの位置を検出するタッチパネルが操作部２０の一部として備わっている。入力処理部２２は、操作部２０を監視しており、利用者による操作内容を決定する。

表示処理部３０は、各種の操作画面や入力画面等を表示する映像信号を出力して表示装置３２にこれらの画面を表示するとともに、ナビゲーション処理部１０によって作成した地図画面や交差点案内画面等を表示する映像信号を出力して表示装置３２にこれらの画面を表示する。表示装置３２は、運転席と助手席の中央前方に設置されており、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いて構成されている。

デジタル－アナログ変換器４０は、ナビゲーション処理部１０によって生成される案内音声等をアナログの音声信号に変換してスピーカ４２から出力する。

ＣＰＵ５０は、メモリ６０に格納された所定のプログラムを実行することにより、車載装置１００の全体を制御するとともに、無線通信装置８０において起動チャネルを設定したり使用チャネルを変更する動作などを行う。

メモリ６０は、ＣＰＵ５０の動作プログラムを格納するとともに、ＣＰＵ５０の動作に必要な各種データを格納する作業領域として用いられる。ＣＰＵ５０によって実行される動作プログラムには、上述した起動チャネルの設定や使用チャネルの変更などのためのプログラムが含まれている。メモリ６０は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等の半導体メモリによって構成されており、これら以外にハードディスク装置などを含むようにしてもよい。

無線通信装置８０は、２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯に含まれる複数のチャネルの中から使用チャネルを指定して無線ＬＡＮの通信を行うものであり、外部の携帯端末装置（図示せず）の無線通信を中継するアクセスポイントとしての機能を有する。なお、本実施形態では、２．４ＧＨｚの通信帯域を使用する場合に比べてスループットの高い５ＧＨｚ帯の無線帯域を優先して使用するものとする。また、屋外での使用を考えた場合に５ＧＨｚ帯の無線帯域のチャネルは気象レーダ等で使用するチャネルとの間でチャネル干渉が生じるおそれがある。また、図１に示す構成では、車載装置１００に無線通信装置８０を内蔵する場合について説明したが、車載装置１００の外部に外付けするようにしてもよい。

図２は、無線通信装置８０の構成を示す図である。図２に示すように、無線通信装置８０は、無線通信部８１、起動ｃｈ（チャネル）設定部８２、ｃｈ切替判定部８３、切替ｃｈ設定部８４、ＤＦＳ処理部８５を含んで構成されている。

無線通信部８１は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に基づいて２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯に含まれるいずれかのチャネルを用いたＷｉ－Ｆｉによる無線通信を制御する。

起動ｃｈ設定部８２は、無線通信装置８０（車載装置１００）の電源投入時に、無線通信部８１による無線通信の使用チャネル（起動チャネル、第１のチャネル）を設定する。

ｃｈ切替判定部８３は、電源投入後に、使用チャネルを変更するか否かを判定する。具体的には、所定の切替タイミングが到来したときに、使用チャネルを変更する旨の判定が行われる。所定の切替タイミングとしては、例えば、以下に示すケース１～３のいずれか、あるいは、全部を含めることができる。なお、これら以外の具体的なケースを含めるようにしてもよい。

（ケース１）電源投入直後に、利用者の指示に応じて、無線通信部８１を介した通信を伴う何らかの動作が行われ、この通信が終了した時点
（ケース２）車載装置１００が搭載されている車両が、電源投入時の停止状態から走行状態に移行した時点
（ケース３）データ容量が所定値以上の通信動作を伴う処理を開始する時点。

切替ｃｈ設定部８４は、ｃｈ切替判定部８３によって使用チャネルを変更する旨の判定が行われたときに、無線通信部８１の使用チャネルを、電源投入時から使用されてきた２．４ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネル（起動チャネル）から、通信速度は速いがチャネル干渉が発生するおそれがある５ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネル（第２のチャネル）に変更する。

ＤＦＳ処理部８５は、無線通信部８１による無線通信に用いられるチャネルについて、気象レーダ等が使用している電波を検出（チャネル干渉の検出）し、チャネル干渉が生じていない他のチャネルを検索して新たな使用チャネルとして設定する処理を行う。

上述した起動ｃｈ設定部８２が起動チャネル設定手段に、切替ｃｈ設定部８４がチャネル変更手段に、無線通信部８１が無線通信手段に、ｃｈ切替判定部８３が切替判定手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車載装置１００はこのような構成を有しており、次に、無線通信装置８０の使用チャネルの設定・変更を行う動作について説明する。

図３は、使用チャネルの設定・更新を行う無線通信装置８０の動作手順を示す流れ図である。電源投入によって車載装置１００が起動されると、起動ｃｈ設定部８２は、２．４ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネルであって、予め起動チャネルとして指定されたチャネルを無線通信部８１の使用チャネルとして設定する（ステップ１００）。無線通信部８１は、設定された使用チャネルを用いて無線通信動作を行う（ステップ１０２）。

次に、ｃｈ切替判定部８３は、電源投入時に設定された使用チャネルを変更する切替タイミングか否かを判定する（ステップ１０４）。例えば、上述した３つのケース１～３のいずれかの時点になったか否かが判定される。いずれのケースにも該当しない場合には否定判断が行われ、ステップ１０２に戻って、電源投入時に設定された使用チャネルを用いた通信動作が継続される。

また、上述した３つのケース１～３のいずれかに該当する場合にはステップ１０４の判定において肯定判断が行われる。次に、切替ｃｈ設定部８４は、無線通信部８１で通信を行うチャネルを５ＧＨｚ帯に変更する（ステップ１０６）。また、ＤＦＳ処理部８５は、この変更されたチャネルにおいて所定時間（６０秒）レーダー検知を行って、チャネル干渉が発生しているか否かを判定する（ステップ１０８）。チャネル干渉が発生していない場合には否定判断が行われ、切替ｃｈ設定部８４は、このチャネルを無線通信部８１の使用チャネルとして設定する（ステップ１１０）。無線通信部８１は、設定された使用チャネルを用いて無線通信動作を行う（ステップ１１２）。

その後、ＤＦＳ処理部８５は、利用者によって電源切断が指示されたか否かを判定する（ステップ１１４）。例えば、車両のアクセサリースイッチ（図示せず）がオフされることで電源切断が指示されるものとすると、アクセサリースイッチがオフされない間はステップ１１４の判定において否定判断が行われる。この場合はステップ１０８に戻って、チャネル干渉の判定動作が繰り返される。

また、レーダーが検知されてチャネル干渉の発生が検出されると、ステップ１０８の判定において肯定判断が行われる。チャネル干渉が発生すると、ＤＦＳ処理部８５は、ＤＦＳスキャンを実施して、チャネル干渉が生じていない他のチャネルを検索する（ステップ１１６）。本実施形態では、２．４ＧＨｚの通信帯域よりもスループットの高い５ＧＨｚ帯の無線帯域を優先しており、ステップ１１６ではチャネル干渉が生じていない５ＧＨｚ帯の他のチャネルが検索される。その後、ステップ１１０に移行し、この新たに検索されたチャネルが使用チャネルに設定される。

また、利用者によって電源切断が指示（アクセサリースイッチがオフ）されると、ステップ１１４の判定において肯定判断が行われ、無線通信装置８０によって行われる通信動作が終了する。

このように、本実施形態の車載装置１００（無線通信装置８０）では、電源投入時に、チャネル干渉が生じない第１のチャネルを使用チャネルに設定することにより、電源投入時のチャネル干渉を確実に回避することができる。また、その後、所定のタイミングで、チャネル干渉が生じるおそれがある第２のチャネルを使用チャネルに設定することにより、効率よい通信を行うことが可能となる。また、電源投入時に設定したチャネル設定を、その後所定のタイミングで切り替えるだけであるため、１系統の無線通信手段を用意するだけでよく、構成を簡略化して製品コストを低減することが可能となる。

また、上述した所定のタイミングを、自装置の起動直後に利用者の指示に対応して第１のチャネルを介して行われる通信動作が終了した時点とすることにより、起動直後に利用者によって行われる何らかの操作に対応する通信動作を、チャネル干渉を回避して確実に実施することが可能となる。

また、上述した所定のタイミングを、自装置が搭載された車両が停止状態から走行状態に移行した時点とすることにより、起動直後であって自装置が搭載された車両が走行を開始するまでに行われる通信動作を、チャネル干渉を回避して確実に実施することが可能となる。

また、上述した所定のタイミングを、データ容量が所定値以上の通信動作が開始される時点とすることにより、データ容量が大きい通信動作を高速通信が可能なチャネルを介して効率よく行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車両に搭載された無線通信装置８０について説明したが、スマートフォンなどの携帯端末装置をアクセスポイントとして使用する場合にも本発明を適用することができる。

上述したように、本発明によれば、電源投入時に、チャネル干渉が生じない第１のチャネルを使用チャネルに設定することにより、電源投入時のチャネル干渉を確実に回避することができる。また、その後、所定のタイミングで、チャネル干渉が生じるおそれがある第２のチャネルを使用チャネルに設定することにより、チャネル干渉を考慮した制約のない効率よい通信を行うことが可能となる。また、電源投入時に設定したチャネル設定を、その後所定のタイミングで切り替えるだけであるため、１系統の無線通信手段を用意するだけでよく、構成を簡略化して製品コストを低減することが可能となる。

１００車載装置
１０ナビゲーション処理部
８０無線通信装置
８１無線通信部
８２起動ｃｈ設定部
８３ｃｈ切替判定部
８４切替ｃｈ設定部
８５ＤＦＳ処理部

Claims

電源投入時に、チャネル干渉が生じない第１のチャネルを使用チャネルとして設定する起動チャネル設定手段と、
電源投入後に、所定のタイミングで、前記使用チャネルを、チャネル干渉が生じるおそれがある第２のチャネルに変更するチャネル変更手段と、
前記使用チャネルを用いて通信を行う無線通信手段と、
を備え、前記所定のタイミングは、自装置の起動直後に利用者の指示に対応して前記第１のチャネルを介して行われる通信動作が終了した時点であることを特徴とする無線通信装置。
電源投入時に、チャネル干渉が生じない第１のチャネルを使用チャネルとして設定する起動チャネル設定手段と、
電源投入後に、所定のタイミングで、前記使用チャネルを、チャネル干渉が生じるおそれがある第２のチャネルに変更するチャネル変更手段と、
前記使用チャネルを用いて通信を行う無線通信手段と、
を備え、前記所定のタイミングは、自装置が搭載された車両が停止状態から走行状態に移行した時点であることを特徴とする無線通信装置。
電源投入後であって、前記使用チャネルとして前記第１のチャネルが設定されているときに、前記所定のタイミングが到来したか否かを判定する切替判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
前記第１のチャネルを介して行われる通信の通信速度よりも前記第２のチャネルを介して行われる通信の通信速度の方が速いことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
前記第１のチャネルは２．４ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネルであり、前記第２のチャネルは５ＧＨｚ帯の通信帯域に含まれるチャネルであることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の無線通信装置。