JP7040569B2 - 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。

従来、無線通信システムにおいて、他のシステムからの影響を受けずに、または他のシステムへ影響を与えずに、通信品質を確保することが求められている。例えば、特許文献１には、通信品質を確保するために、外部からの干渉波の影響を低減させる技術が提案されている。具体的には、特許文献１に記載のシステムでは、基地局からの希望波電力を測定する第１のドローンと、他のシステムからの干渉波電力を測定する第２のドローンとを備えている。そして、第２のドローンが測定した干渉波電力と、第１のドローンとの距離による伝搬損失とから、第１のドローンにおける干渉波電力を求め、これを第１のドローンの測定電力から減算することで、希望波電力を正確に測定する構成となっている。

特開２０１８－９６９２８号公報

特許文献１のシステムでは、２つのドローンを用いて、測定した電力から干渉波電力を減算するという処理を行い、干渉波の影響を低減させている。この場合、複雑な信号処理が必要になるとともに、複数のドローンおよび減算処理を行うための装置が必要になり、システムの複雑化を招いてしまう。

本発明は、上記のような課題を背景としたものであり、システムの複雑化を招くことなく、干渉波の影響を低減させることができる無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信装置は、電波を送信および受信するアンテナと、アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知する干渉波検知部と、干渉波検知部により干渉波を検知した場合、干渉波のレベルおよび到来方向を取得する干渉波情報取得部と、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングを行うアンテナ制御部と、を備え、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合であって、アンテナ制御部によりヌルステアリングが行えない場合に、無線通信装置の姿勢を変更する、もしくはアンテナを移動または回転させる。本発明に係る別の無線通信装置は、送受信機からの電波を送信および受信するアンテナと、アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知する干渉波検知部と、干渉波検知部により干渉波を検知した場合、干渉波のレベルおよび到来方向を取得する干渉波情報取得部と、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングおよびアンテナのメインビームを送受信機に向けるビームステアリングを行うアンテナ制御部と、を備える。本発明に係る別の無線通信装置は、電波を送信および受信するアンテナと、アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知する干渉波検知部と、干渉波検知部により干渉波を検知した場合、干渉波のレベルおよび到来方向を取得する干渉波情報取得部と、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングを行うアンテナ制御部と、を備え、アンテナ制御部は、干渉波のレベルが第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、アンテナからの電波の送信を停止する。
本発明に係る無線通信システムは、上記何れかの無線通信装置と、無線通信装置と通信可能な送受信機と、を備える。
本発明に係る無線通信方法は、アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知するステップと、干渉波が検知された場合、干渉波のレベルおよび到来方向を取得するステップと、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングを行うステップと、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合であって、ヌルステアリングが行えない場合に、無線通信装置の姿勢を変更する、もしくはアンテナを移動または回転させるステップと、を有する。本発明に係る別の無線通信方法は、アンテナが送受信機から受信した電波に基づき干渉波の有無を検知するステップと、干渉波が検知された場合、干渉波のレベルおよび到来方向を取得するステップと、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングおよびアンテナのメインビームを送受信機に向けるビームステアリングを行うステップと、を有する。本発明に係る別の無線通信方法は、アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知するステップと、干渉波が検知された場合、干渉波のレベルおよび到来方向を取得するステップと、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングを行うステップと、干渉波のレベルが第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、アンテナからの電波の送信を停止するステップと、を有する。
本発明に係る無線通信プログラムは、上記何れかの無線通信方法を無線通信装置のプロセッサに実行させるものである。

本発明に係る無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムによれば、干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、アンテナのヌル点を到来方向に向けるヌルステアリングを行うことで、システムの複雑化を招くことなく、干渉波の影響を低減させることができる。

実施の形態１に係る無線通信システムの概略構成図である。 実施の形態１に係る移動端末の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る干渉抑制処理を説明する図である。 実施の形態２に係る干渉抑制処理を説明する図である。 実施の形態２に係る干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３に係る干渉抑制処理を説明する図である。 実施の形態３に係る干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。 変形例１に係る干渉抑制処理を説明する図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る無線通信システム１００の概略構成図である。本実施の形態における無線通信システム１００は、例えば高架橋の橋梁またはトンネルなどのインフラ設備の点検を行う際に用いられる。図１に示すように、本実施の形態の無線通信システム１００は、無線通信装置である移動端末１と、送受信機２とからなる。移動端末１と送受信機２とは、無線ＬＡＮまたは独自規格の無線通信技術によりデータ通信を行う。

本実施の形態の移動端末１は、ドローンとも称される無人の小型飛行機である。移動端末１は、自律飛行機能および自律姿勢制御機能を有し、自律して安定飛行を実現することができる。移動端末１は、インフラ設備の周辺を飛行し、インフラ設備の画像情報などの点検データを取得する。送受信機２は、プロポとも称され、移動端末１に操作者の操作に応じた制御信号を送信して移動端末１を制御するものである。また、送受信機２は、移動端末１が取得した点検データを受信し、インフラ設備の点検処理を行う。

図１に示すように、本実施の形態の無線通信システム１００の点検箇所の近くには、他の無線通信システム２００がある場合がある。他の無線通信システム２００は、ＥＴＣ料金所２０１、または無線ＬＡＮ２０２などである。周波数資源共用の目的から、無線通信システム２００のＥＴＣ料金所２０１または無線ＬＡＮ２０２では、５．７ＧＨｚ付近の周波数帯が用いられる。無線通信システム２００で送受信される電波は、無線通信システム１００を利用する際の干渉波となる。また、無線通信システム１００で送受信される電波は、無線通信システム２００を利用する際の干渉波となる。干渉波は、安定した通信品質に影響を与えるものである。すなわち、無線通信システム１００は、無線通信システム２００からの干渉波により通信品質に影響を与えられたり、無線通信システム２００の通信品質に影響を与えたりする。

そこで、本実施の形態の無線通信システム１００では、移動端末１において、他の無線通信システム２００からの干渉波による通信品質への影響（被干渉）、および他の無線通信システム２００への影響（与干渉）を抑制するための干渉抑制処理を実施する。

図２は、実施の形態１に係る移動端末１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、移動端末１は、制御装置１０と、駆動装置１１と、センサ群１２と、点検装置１３と、アンテナ１４とを備える。また、移動端末１は、図示しないリチウムイオンポリマ二次電池またはリチウムイオン二次電池などのバッテリーを備え、バッテリーにより各装置に必要な電力が供給される。

駆動装置１１は、移動端末１を飛行させるためのモータ、プロペラおよびモータの回転数を制御するＥＳＣ（Electric Speed Controller）により構成される。駆動装置１１により、移動端末１の飛行および回転が可能となる。

センサ群１２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）、加速度センサ、磁気センサおよび高度計などにより構成され、移動端末１の姿勢角、緯度、経度、および高度などのセンサデータを取得し、制御装置１０に送信する。

点検装置１３は、点検エリアにおけるインフラ設備の画像情報などの点検データを取得する装置である。点検装置１３は、例えばカメラ、赤外線センサ、または超音波センサである。センサの種類および構成は、点検を行う対象に応じて変更してもよい。また、点検装置１３は、センサの向きをモータにより変更する機能を備え、制御装置１０から受信した点検コマンドに応じてセンサの向きを変更することができる。

アンテナ１４は、送受信機２からの電波を受信し、送受信機２へ電波を送信するアンテナである。アンテナ１４は、指向性アンテナであり、例えばアンテナ素子数が５×５の平面フェーズドアレイアンテナである。アンテナ１４は、各アンテナ素子への給電の位相および振幅を変えることで放射パターンを制御することができる。

制御装置１０は、移動端末１の各部の動作を制御するものである。制御装置１０は、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭ、ＲＯＭまたはフラッシュメモリなどのメモリとを備える。また、制御装置１０は、姿勢制御部１０１と、無線制御部１０２と、ＲＦ送信回路１０３と、ＲＦ受信回路１０４と、干渉波検知部１０５と、干渉波情報取得部１０６と、アンテナ制御部１０７と、を有する。姿勢制御部１０１、無線制御部１０２、干渉波検知部１０５、干渉波情報取得部１０６、およびアンテナ制御部１０７は、プロセッサがソフトウェア（プログラム）を実行することにより実現されるか、またはＡＳＩＣ等の専用回路により実現される。

姿勢制御部１０１は、センサ群１２から取得したセンサデータを用いて、移動端末１の飛行および姿勢を制御する演算を実施し、駆動装置１１に制御コマンドを送信する。移動端末１の姿勢は、移動端末１の角度および位置を含む。また、姿勢制御部１０１は、センサ群１２から取得したセンサデータを無線制御部１０２に転送し、無線制御部１０２から送受信機２による移動端末１の操縦コマンドを取得し、駆動装置１１に操縦コマンドを転送する。

無線制御部１０２は、ＲＦ受信回路１０４により取得した受信信号に対して受信処理を行い、移動端末１を操作するための操縦コマンドに変換し、姿勢制御部１０１に転送する。また、無線制御部１０２は、ＲＦ受信回路１０４により取得した受信信号に対して受信処理を行い、点検装置１３を制御するための点検コマンドに変換し、点検装置１３に転送する。また、無線制御部１０２は、姿勢制御部１０１から取得した移動端末１のセンサデータと、点検装置１３から取得した点検データとに対して送信処理を行い、送信信号に変換して、ＲＦ送信回路１０３に送信する。

ＲＦ送信回路１０３は、無線制御部１０２から取得した送信信号を送信電波に変換し、アンテナ１４に転送する。ＲＦ受信回路１０４は、アンテナ１４が受信した受信電波を受信信号に変換し、無線制御部１０２に転送する。

干渉波検知部１０５は、干渉抑制処理において、点検エリアにおける干渉波の有無を検知する。具体的には、干渉波検知部１０５は、干渉抑制処理中にＲＦ受信回路１０４から受信信号を取得し、取得した受信信号を復調し、復調した信号のＳＮ比を測定する。そして、干渉波検知部１０５は、測定したＳＮ比が予め定められた値以下の場合、干渉波を検知したと判断する。

干渉波情報取得部１０６は、干渉波検知部１０５により干渉波が検知された場合、検知された干渉波の到来方向およびレベルを取得する。具体的には、干渉波情報取得部１０６は、アンテナ１４の各アンテナ素子の受信信号に基づき、干渉波の到来方向を推定する。到来方向の推定は、例えばＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法、またはＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariance Techniques）法などの既知の高分解能アルゴリズムを用いて行われる。また、干渉波情報取得部１０６は、受信した干渉波の電力を測定し、電力から干渉波レベルを求める。

アンテナ制御部１０７は、アンテナ１４の放射パターンを制御する。具体的には、アンテナ制御部１０７は、干渉波抑制処理において、干渉波を検知した場合であって、干渉波レベルが第１閾値以上の場合、干渉源にヌル点を向けるヌルステアリングと、送受信機２にメインビームを向けるビームステアリングとを行う。このとき、アンテナ制御部１０７は、干渉波の到来方向に対してヌル点を向け、送受信機２に対してメインビームを向けた指向性を持つよう複素ウェイトＷを演算し、合成する。複素ウェイトＷは、アンテナ１４の各アンテナ素子への給電の位相と振幅とを調整する重みである。指向性の演算には、例えばＤＣＭＰ（Directionally Constrained Minimization of power：方向拘束付き出力電力最小化）法が用いられる。なお、アンテナ制御部１０７は、送受信機２にメインビームを向けるビームステアリングを行う前に、送受信機２の位置を特定するため、送受信機２からの電波の到来方向を推定する。到来方向の推定は、上記の干渉波の到来方向の推定と同様に行われる。

また、アンテナ制御部１０７は、干渉波を検知した場合であって、干渉波レベルが第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合、アンテナ１４からの電波の送信を停止する。干渉波レベルが第２閾値以上の場合は、移動端末１と干渉源との距離が近いと考えられる。この場合は、移動端末１と送受信機２との通信により他の無線通信システム２００へ干渉波の影響を与える恐れがあると考えられるため、移動端末１からの電波の送信を停止する。第１閾値および第２閾値は、予め設定され制御装置１０のメモリに記憶される。第１閾値および第２閾値は、例えば狭域通信システム規格（ARIB STD T75）などの無線通信規格で規定されている許容できる干渉波電力値（隣接ｃｈ干渉またはスプリアスレスポンス）に基づき設定される。具体的には、規格で規定されている許容値から任意の第１マージンをとった値を第１閾値とし、規格で規定されている許容値から第１マージンよりも小さい第２マージンをとった値を第２閾値とする。第２閾値を規格で規定されている許容値とした場合、他の無線通信システム２００が運用できなくなる可能性があることから、第２閾値についても、許容値に対してマージンを設定する必要がある。

また、第１閾値および第２閾値は、干渉源からの距離に応じて変更してもよい。この場合、アンテナ制御部１０７は、受信した干渉波の電力から干渉源とのおおよその距離を算出し、算出した距離から、移動端末１が送信した電波が他の無線通信システム２００においてどの程度の受信レベルになるかを推定する。そして、与干渉を考慮し、推定した受信レベルと規格で規定されている許容値とを比較し、比較結果に応じて第１マージンおよび第２マージンを設定してもよい。具体的には、推定した受信レベルと規格で規定されている許容値との差が大きいほど、第１マージンおよび第２マージンを小さく設定する。また、被干渉を考慮した場合、受信した干渉波の電力と移動端末１内の非線形素子が持つ飽和点レベルを比較して、飽和しないレベル（移動端末１が受信器として動作できるレベル）に基づき、第１閾値および第２閾値を設定してもよい。

送受信機２は、図示しないアンテナと、ＲＦ送信回路と、ＲＦ受信回路と、制御装置と、操作者によって操作される操作部と、移動端末１から受信したデータなどを表示する表示部と、を備える。送受信機２は、操作部の操作に応じて移動端末１を制御する制御信号を送信するとともに、移動端末１からの点検データを受信する。送受信機２は、移動端末１の専用のプロポであってもよいし、スマートフォンまたはタブレットなどの情報端末であってもよい。

図３は、実施の形態１に係る干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、点検処理を開始する前に移動端末１の制御装置１０により実行される。本処理では、まず、点検エリア内における干渉波の有無を検知する動作が行われる（Ｓ１）。ここでは、水平方向および垂直方向からの干渉波を検知できるよう、移動端末１が、点検エリア内で回転および上下移動を繰り返し行う。

そして、干渉波検知部１０５により干渉波が検知されたか否かが判断される（Ｓ２）。ここで、干渉波が検知されない場合は（Ｓ２：ＮＯ）、本処理を終了し、点検処理を行う。一方、干渉波が検知された場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、干渉波情報取得部１０６により、干渉波の到来方向および干渉波レベルが取得される（Ｓ３）。

続いて、取得された干渉波レベルが第１閾値以上であるか否かが判断される（Ｓ４）。干渉波レベルが第１閾値未満の場合（Ｓ４：ＮＯ）、干渉波の影響は小さいと判断し、本処理を終了して点検処理が行われる。一方、干渉波レベルが第１閾値以上の場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、干渉波レベルが第１閾値よりも大きい第２閾値以上であるか否かが判断される（Ｓ５）。

干渉波レベルが第２閾値未満の場合（Ｓ５：ＮＯ）、アンテナ制御部１０７によりアンテナ１４のヌルステアリングおよびビームステアリングが行われる。具体的には、まず、干渉波の到来方向にヌル点が向けられる（Ｓ６）。そして、送受信機２の方向にメインビームが向けられる（Ｓ７）。これにより、点検処理における干渉波による影響を抑制することができる。

一方、干渉波レベルが第２閾値以上の場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、干渉源との距離が近く、与干渉の恐れありと判断し、アンテナ制御部１０７によりアンテナ１４からの電波の送信が停止される（Ｓ８）。その後、本処理を終了する。

図４は、実施の形態１に係る干渉抑制処理を説明する図である。図４に示すように、本実施の形態では、移動端末１が干渉波２１０を検知した場合、干渉波２１０のレベルおよび到来方向に基づき、移動端末１のアンテナ１４の指向性が制御される。具体的には干渉波レベルが第１閾値以上の場合、図４に点線で示すように、干渉波２１０の到来方向にヌル点が向けられ、図４に一点鎖線で示すように、送受信機２にメインビームが向けられる。これにより、無線通信システム１００を複雑化することなく、簡易な構成で他の無線通信システム２００からの干渉波２１０の影響を低減することができる。その結果、無線通信システム１００の通信の品質低下を抑制することができる。

また、干渉波レベルから、移動端末１と干渉源との距離が近いと判断した場合には、移動端末１からの電波の送信を停止することで、他の無線通信システム２００への干渉波の影響を低減することができる。その結果、他の無線通信システム２００における通信の品質低下も抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２について説明する。実施の形態２の無線通信システム１００は、干渉抑制処理において移動端末１の姿勢制御を行う点で、実施の形態１と相違する。移動端末１および送受信機２の構成は、実施の形態１と同じである。

図５は、実施の形態２に係る干渉抑制処理を説明する図である。図５に示すように、本実施の形態でも、移動端末１が干渉波２１０を検知した場合、干渉波２１０のレベルおよび到来方向に基づき、移動端末１のアンテナ１４の指向性が制御される。具体的には干渉波レベルが第１閾値以上の場合、図５に点線で示すように、干渉波２１０の到来方向にヌル点が向けられ、図５に一点鎖線で示すように、送受信機２にメインビームが向けられる。ここで、移動端末１と干渉源との位置関係および移動端末１の姿勢によっては、アンテナ１４への給電調整を行っても、干渉波の到来方向にヌル点を向けることができない場合がある。そこで、本実施の形態の移動端末１は、アンテナ１４への給電調整のみでは干渉波の到来方向にヌル点を向けることができない場合に、移動端末１を移動または回転させるなどの姿勢制御を行う構成となっている。ここでいう姿勢制御は、移動端末１を回転させて角度を変更することだけでなく、移動端末１を移動させて位置を変更することを含む。図５の例では、白抜き矢印で示すように移動端末１を回転させて傾かせ、ヌル点を向ける方向を変更させている。

アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが可能か否かの判断は、例えば以下のように行われる。まず、アンテナ制御部１０７により、アンテナ１４への給電調整によるヌルステアリングを行い、移動端末１で受信した干渉波レベルと任意の閾値とを比較する。このとき、干渉波レベルが閾値以下の場合、アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが可能であると判断される。一方、干渉波レベルが閾値より大きい場合、すなわち干渉波レベルが下がらない場合、アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが不可能であると判断される。ここで用いられる閾値は、移動端末１が受ける干渉波に対しては、非線形素子の飽和点を参考に設定される。一方、他の無線通信システム２００に与える干渉波については、放射パターンまたは他の無線通信システム２００との距離などから他の無線通信システム２００での受信レベルを推定して、受信レベルに応じた値が設定される。

図６は、実施の形態２に係る干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１～ステップＳ５の処理は、実施の形態１と同じである。干渉波レベルが第２閾値未満の場合（Ｓ５：ＮＯ）、アンテナ制御部１０７によりアンテナ１４のヌルステアリングおよびビームステアリングが行われる。ここでは、まずアンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが可能か否かが判断される（Ｓ１１）。そして、アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが可能である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、すなわちアンテナ１４への給電調整により干渉波の到来方向にヌル点を向けることができる場合は、ステップＳ６へ移行する。そして、実施の形態１と同様に、アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが実施される。

一方、アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングが可能でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、すなわちアンテナ１４への給電調整のみでは干渉波の到来方向にヌル点を向けることができない場合は、移動端末１の姿勢が変更される（Ｓ１２）。本実施の形態では、アンテナ制御部１０７と姿勢制御部１０１とが通信可能に接続されており、アンテナ制御部１０７から姿勢制御部１０１に操縦コマンドが送信される。この場合の操縦コマンドは、干渉波の到来方向にアンテナ１４のヌル点が向くように、移動端末１を移動または回転させるものである。姿勢制御部１０１は、アンテナ制御部１０７から操縦コマンドを受信し、駆動装置１１に操縦コマンドを転送する。これにより、移動端末１の姿勢が変更される。その後は、実施の形態１と同様に、ステップＳ６のヌルステアリングと、ステップＳ７のビームステアリングが実施され、本処理を終了する。

上記のように、本実施の形態では、アンテナ１４への給電調整のみでは適切な放射パターンへの調整が難しい場合にも、移動端末１の姿勢を変更することで、干渉波の影響を低減することができ、無線通信システム１００の通信の品質低下を抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、ヌルステアリングの際に移動端末１の姿勢制御を行う構成としたが、ビームステアリングの際、またはヌルステアリングとビームステアリングの両方において、移動端末１の姿勢制御を行ってもよい。または、アンテナ１４を可動式とし、アンテナ制御部１０７によるヌルステアリングまたはビームステアリングが可能でない場合に、移動端末１の姿勢制御に替えて、または加えて、アンテナ１４を移動または回転させてもよい。

実施の形態３．
実施の形態３について説明する。実施の形態３の無線通信システム１００は、干渉抑制処理において送受信機２への移動指示を行う点で、実施の形態１と相違する。移動端末１および送受信機２の構成は、実施の形態１と同じである。

図７は、実施の形態３に係る干渉抑制処理を説明する図である。図７に示すように、本実施の形態でも、移動端末１が干渉波２１０を検知した場合、干渉波２１０のレベルおよび到来方向に基づき、移動端末１のアンテナ１４の指向性が制御される。具体的には干渉波レベルが第１閾値以上の場合、図７に点線で示すように、干渉波２１０の到来方向にヌル点が向けられ、図７に一点鎖線で示すように、送受信機２にメインビームが向けられる。ここで、移動端末１と送受信機２の位置関係によっては、アンテナ１４への給電調整を行っても、送受信機２にメインビームを向けることができない場合がある。そこで、本実施の形態の移動端末１は、アンテナ１４への給電調整のみでは送受信機２にメインビームを向けることができない場合に、移動端末１から送受信機２に対して移動を指示する構成となっている。図７の例では、白抜き矢印で示すように送受信機２を移動させ、メインビームを送受信機２に向けている。

アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが可能か否かの判断は、実施の形態２のヌルステアリングが可能か否かの判断と同様に行われる。具体的には、まず、アンテナ制御部１０７により、給電調整によるビームステアリングを行い、移動端末１が送受信機２から受信した電波レベルと任意の閾値とを比較する。そして、送受信機２からの電波レベルが閾値以上の場合、アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが可能と判断される。一方、送受信機２からの電波レベルが閾値未満の場合、すなわち電波レベルが上がらない場合、給電調整によるビームステアリングが不可能と判断される。

図８は、実施の形態３に係る干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１～ステップＳ６の処理は、実施の形態１と同じである。ステップＳ６にてヌルステアリングが行われると、アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが可能か否かが判断される（Ｓ２１）。そして、アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが可能である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、すなわちアンテナ１４への給電調整によりメインビームを送受信機２に向けることができる場合は、ステップＳ７へ移行する。そして、実施の形態１と同様に、アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが実施される。

一方、アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが可能でない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、すなわちアンテナ１４への給電調整のみではメインビームを送受信機２に向けることができない場合は、送受信機２に移動指示が送信される（Ｓ２２）。本実施の形態では、アンテナ制御部１０７と無線制御部１０２とが通信可能に接続されており、アンテナ制御部１０７から無線制御部１０２に指示データが送信される。この場合の指示データは、送受信機２にメインビームが向くように、送受信機２の移動方向および移動距離を指示するものである。また、指示データは、ＧＰＳ情報または地図情報と連動させてもよい。送受信機２の移動方向および移動距離については、移動端末１および送受信機２のアンテナパターンおよび周辺の建物環境にも依存するため、シミュレーションおよび実測を行って予め設定しておいてもよい。

無線制御部１０２は、アンテナ制御部１０７から取得した指示データに対して送信処理を行い、送信信号に変換して、ＲＦ送信回路１０３に送信する。ＲＦ送信回路１０３は、無線制御部１０２から受信した送信信号を送信電波に変換し、アンテナ１４に送信する。そして、移動端末１から信号を受信した送受信機２の操作者は、指示に従って移動する。その後は、実施の形態１と同様に、ステップＳ７のビームステアリングが実施され、本処理を終了する。

上記のように、本実施の形態では、アンテナ１４への給電調整のみでは適切な放射パターンへの調整が難しい場合にも、送受信機２の移動を指示することで、干渉波の影響を低減することができ、無線通信システム１００の通信の品質低下を抑制することができる。なお、本実施の形態においても、アンテナ１４を可動式とし、アンテナ制御部１０７によるビームステアリングが可能でない場合に、送受信機２への移動指示に替えて、または加えてアンテナ１４を移動または回転させてもよい。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形または組み合わせが可能である。図９は、変形例１に係る干渉抑制処理を説明する図である。図９に示すように、干渉抑制処理において、実施の形態２における移動端末１の姿勢制御と、実施の形態３に係る送受信機２の移動指示との両方を行ってもよい。

また、無線通信システム１００は、インフラ設備の点検に用いられるものに限定されず、様々な用途に用いることができる。移動端末１は、点検装置１３に替えて用途に応じた装置を備えることができる。また、移動端末１は、ドローンに限定されるものではなく、自律移動が可能なロボットであってもよいし、移動機能を備えないその他の無線通信装置であってもよい。

さらに、移動端末１は、実施の形態１～３に記載される干渉波抑制処理に加え、その他の干渉波を抑制するための処理を行ってもよい。例えば、移動端末１は、予め目視または地図情報などから、点検エリアの周辺に他の無線通信システム２００が存在し、干渉を与える可能性がわかっている場合は、そのエリアでは通信を行わない設定としてもよい。または、干渉源が固定局などで、影響の範囲が予測または測定できる場合は、その結果を地図化して、地図情報から事前に移動端末１の移動経路または通信を行うポイントを定めてもよい。

１ 移動端末、２ 送受信機、１０ 制御装置、１１ 駆動装置、１２ センサ群、１３ 点検装置、１４ アンテナ、１００ 無線通信システム、１０１ 姿勢制御部、１０２ 無線制御部、１０３ ＲＦ送信回路、１０４ ＲＦ受信回路、１０５ 干渉波検知部、１０６ 干渉波情報取得部、１０７ アンテナ制御部、２００ 無線通信システム、２０１ ＥＴＣ料金所、２０２ 無線ＬＡＮ、２１０ 干渉波。

Claims (10)

1. 無線通信装置であって、
   電波を送信および受信するアンテナと、
   前記アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知する干渉波検知部と、
   前記干渉波検知部により前記干渉波を検知した場合、前記干渉波のレベルおよび到来方向を取得する干渉波情報取得部と、
   前記干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、前記アンテナのヌル点を前記到来方向に向けるヌルステアリングを行うアンテナ制御部と、
   を備え、
   前記干渉波のレベルが前記第１閾値以上の場合であって、前記アンテナ制御部により前記ヌルステアリングが行えない場合に、前記無線通信装置の姿勢を変更する、もしくは前記アンテナを移動または回転させる無線通信装置。
2. 送受信機からの電波を送信および受信するアンテナと、
   前記アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知する干渉波検知部と、
   前記干渉波検知部により前記干渉波を検知した場合、前記干渉波のレベルおよび到来方向を取得する干渉波情報取得部と、
   前記干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、前記アンテナのヌル点を前記到来方向に向けるヌルステアリングおよび前記アンテナのメインビームを前記送受信機に向けるビームステアリングを行うアンテナ制御部と、
   を備える無線通信装置。
3. 電波を送信および受信するアンテナと、
   前記アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知する干渉波検知部と、
   前記干渉波検知部により前記干渉波を検知した場合、前記干渉波のレベルおよび到来方向を取得する干渉波情報取得部と、
   前記干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、前記アンテナのヌル点を前記到来方向に向けるヌルステアリングを行うアンテナ制御部と、
   を備え、
   前記アンテナ制御部は、前記干渉波のレベルが前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、前記アンテナからの電波の送信を停止する無線通信装置。
4. 前記干渉波のレベルが前記第１閾値以上の場合であって、前記アンテナ制御部により前記ビームステアリングが行えない場合に、前記送受信機に、前記送受信機の移動を指示する信号を送信する無線制御部をさらに備える請求項２に記載の無線通信装置。
5. 前記アンテナは可動式であり、
   前記干渉波のレベルが前記第１閾値以上の場合であって、前記アンテナ制御部により前記ビームステアリングが行えない場合、前記アンテナが移動または回転される請求項２または４に記載の無線通信装置。
6. 請求項１～５の何れか一項に記載の無線通信装置と、
   前記無線通信装置と通信可能な送受信機と、を備える無線通信システム。
7. 無線通信装置における無線通信方法であって、
   アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知するステップと、
   前記干渉波が検知された場合、前記干渉波のレベルおよび到来方向を取得するステップと、
   前記干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、前記アンテナのヌル点を前記到来方向に向けるヌルステアリングを行うステップと、
   前記干渉波のレベルが前記第１閾値以上の場合であって、前記ヌルステアリングが行えない場合に、前記無線通信装置の姿勢を変更する、もしくは前記アンテナを移動または回転させるステップと、
   を有する無線通信方法。
8. アンテナが送受信機から受信した電波に基づき干渉波の有無を検知するステップと、
   前記干渉波が検知された場合、前記干渉波のレベルおよび到来方向を取得するステップと、
   前記干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、前記アンテナのヌル点を前記到来方向に向けるヌルステアリングおよび前記アンテナのメインビームを前記送受信機に向けるビームステアリングを行うステップと、
   を有する無線通信方法。
9. アンテナが受信した電波に基づき干渉波の有無を検知するステップと、
   前記干渉波が検知された場合、前記干渉波のレベルおよび到来方向を取得するステップと、
   前記干渉波のレベルが第１閾値以上の場合に、前記アンテナのヌル点を前記到来方向に向けるヌルステアリングを行うステップと、
   前記干渉波のレベルが前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、前記アンテナからの電波の送信を停止するステップと、
   を有する無線通信方法。
10. 請求項７～９の何れか一項に記載の無線通信方法を無線通信装置のプロセッサに実行させる無線通信プログラム。

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