無線通信装置
【課題】ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置の位置方向情報を簡易な構成で導出し、当該所望の被通信対象装置との通信干渉を効果的に低減する。
【解決手段】アンテナ部は、ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で送受信される信号に対して、複数の異なる方向に指向性を有する。アンテナ制御部は、アンテナ部の複数の指向性のうち、所定方向に指向性を形成する。方向位置推定部は、指向性が形成されたアンテナ部が受信した受信信号に応じて、無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する。表示部は、推定された被無線通信装置の方向位置情報を表示する。
【解決手段】アンテナ部は、ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で送受信される信号に対して、複数の異なる方向に指向性を有する。アンテナ制御部は、アンテナ部の複数の指向性のうち、所定方向に指向性を形成する。方向位置推定部は、指向性が形成されたアンテナ部が受信した受信信号に応じて、無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する。表示部は、推定された被無線通信装置の方向位置情報を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性を有するアンテナを用いて通信対象である被通信対象装置を検出する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットへの接続形態の一つとして、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が広く普及している。この無線ＬＡＮは、有線ＬＡＮと異なり、ＬＡＮケーブルを用いることなくインターネット等のネットワークに接続可能なＬＡＮの一形態である。無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１で標準化が推進され、現在ではＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ及びＩＥＥＥ８０２．１１ａという規格が存在している。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、２．４ＧＨｚの周波数帯域の電波を用いて最大１１Ｍｂｐｓ程度の速度で通信を行うための規格である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、２．４ＧＨｚの周波数帯域の電波を用いて最大５４Ｍｂｐｓ程度の速度で通信を行うための規格である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、５．２ＧＨｚの周波数帯域の電波を用いて最大５４Ｍｂｐｓ程度の速度で通信を行うための規格である。これらの規格に準拠した機器等を用いて無線ＬＡＮのネットワークを構築することで、無線ＬＡＮを利用した通信を行うことができる。
【０００４】
このような無線ＬＡＮの規格に準拠した機器を車載用装置に適用することで、当該車載用装置を搭載した車両と、外部の無線基地局との間で無線通信を行うものの一例として、特許文献１の車載用無線ＬＡＮ装置が知られている。
【０００５】
ここで、特許文献１の車載用無線ＬＡＮ装置の構成及び動作について図１２〜図１４を参照して説明する。図１２は、車載用無線ＬＡＮ装置２０の内部構成を示したブロック図である。図１３は、車載用無線ＬＡＮ装置２０の通信対象である無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続手順を説明するフローチャートである。図１４は、周辺アクセスポイントリストの一例を示す説明図である。
【０００６】
図１２において、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、システムＭＰＵ２１、ＧＰＳ受信機２２、ジャイロセンサ２３ａ、車速パルスセンサ２３ｂ、ＨＤＤ２４ａ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２４ｂ、画像処理部２５、ディスプレイ２６、音声処理部２７、マイク２８ａ、スピーカ２８ｂ、コントロールパネル２９及び無線ＬＡＮモジュール３０を備える。
【０００７】
車載用無線ＬＡＮ２０の動作について説明する。図１３において、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、まず無線ＬＡＮアクセスポイントからブロードキャストされているビーコン信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）をサーチし（Ｓ４０１）、自車の現在位置の周辺に存在している無線ＬＡＮアクセスポイントのＲＳＳＩリストを作成する（Ｓ４０２）。車載用無線ＬＡＮ装置２０は、このＲＳＳＩリストを作成することで、現時点で利用可能な無線ＬＡＮアクセスポイントを特定する。
【０００８】
次に、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、自車の現在位置の周辺に存在している無線ＬＡＮアクセスポイントの周辺アクセスポイントリストを読み出す（Ｓ４０３）。この周辺アクセスポイントリストは、車載用無線ＬＡＮ装置２０が予め作成して保有するものであり、定期的に最新の情報に更新されている。
【０００９】
図１４は、周辺アクセスポイントリストの一例を示す図である。この例では、「Ｎｏ．」、「ＳＳＩＤ」、無線ＬＡＮアクセスポイントの「位置情報」及び「プロファイル」が示されている。プロファイルは、無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に必要な情報が含まれた設定ファイルであり、例えばＭＡＣアドレス、暗号化方式及びその暗号化キーが含まれる。
【００１０】
暗号化方式は、ＷＥＰ、ＴＫＩＰ、ＡＥＳ等である。なお、ＨＤＤ２４ａ又はＤＶＤ−ＲＯＭ２４ｂのデータベースに登録されている全ての無線ＬＡＮアクセスポイントに、プロファイルが予め関連付けされていなくても良い。
【００１１】
図１３において、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、ＲＳＳＩリストを用いて、周辺アクセスポイントリスト中の無線ＬＡＮアクセスポイントをフィルタリングする（Ｓ４０４）。ＲＳＳＩリストは実際に稼動している無線ＬＡＮアクセスポイントのリストであるが、周辺アクセスポイントリストはあくまで当該データベース上のリストである。このため、当該位置に実際に無線ＬＡＮアクセスポイントが位置するか、あるいは無線ＬＡＮアクセスポイントが実際に稼動しているかどうかまでは不明である。従って、周辺アクセスポイントリストとＲＳＳＩリストとを重ね合わせることで、実際に接続可能な無線ＬＡＮアクセスポイントだけをリストアップすることができる。
【００１２】
車載用無線ＬＡＮ装置２０は、当該フィルタリング済みの周辺アクセスポイントリストの中からプロファイルのある無線ＬＡＮアクセスポイントを選択し（Ｓ４０５）、当該無線ＬＡＮアクセスポイントに対してネットワーク接続を試みる（Ｓ４０６）。当該接続が確立した後は、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、通信状態及びアクセスポイントとの距離を監視して（Ｓ４０７）、接続の維持が困難となった時点で上述した一連の接続手順を再開する（Ｓ４０７、ＹＥＳ）。
【００１３】
このように、この車載用無線ＬＡＮ装置２０によれば、車両の現在位置を特定可能なカーナビゲーション装置と連動可能に動作し、更に、無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するために必要なプロファイル情報の設定及び無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続を簡単に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２６２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１の車載用無線ＬＡＮ装置を含む従来の無線通信装置は、上述したＩＥＥＥ８０２．１１等に準拠した無線通信を行うため、当該無線通信に用いられる電波は２．４ＧＨｚ又は５．２ＧＨｚ等のマイクロ波であった。従来の無線通信装置では、マイクロ波の周波数帯域における無線信号が用いられるため、無線通信においては指向性の無いアンテナが主に用いられていた。
【００１６】
指向性の無いアンテナが無線通信に用いられると、従来の無線通信装置の通信エリア内に位置する通信対象外のアクセスポイントへ無線信号が意図に反して到達することがある。これにより、当該通信対象外のアクセスポイントでは、当該無線通信装置からの無線信号の到達によって、通信のスループットが低下することがあった。即ち、所望のアクセスポイントではない通信対象外のアクセスポイントと誤って通信することにより、当該所望のアクセスポイントと従来の無線通信装置との間では、通信干渉が発生していたという課題があった。
【００１７】
この課題に関連して、Ｇｂｐｓ（Giga bit per second）程度の高速な無線通信を実現する方法として、ミリ波の周波数帯域を用いて非常に短い波長の電波で通信する方法が検討されている。ミリ波の周波数帯域では、無線信号の信号電力の伝播減衰がマイクロ波の周波数帯域に比べてより大きいため、所定方向に高い指向性を有するアンテナを用いることが一般的である。なお、以下の説明において、所定方向に高い指向性を有するアンテナを、「指向性アンテナ」という。
【００１８】
しかし、このような指向性アンテナを用いた場合、通信可能な近距離にアクセスポイントが位置するにも拘わらず、予め定められた指向性アンテナの指向性が所望の通信方向と異なる場合に、当該アクセスポイントとの間で通信することが困難であった。
【００１９】
従って、特定方向に位置するアクセスポイントと限定的に通信するためには、当該アクセスポイント及び従来の無線通信装置の各絶対位置情報をそれぞれ取得し、当該無線通信装置が、当該絶対位置情報に基づいて当該アクセスポイントの位置を演算する必要があった。
【００２０】
具体的には、従来の無線通信装置及びアクセスポイントにそれぞれ、絶対位置情報を計測、送信するＧＰＳ受信機等が必要であり、更に、当該無線通信装置においては当該アクセスポイントの位置を演算するための具体的構成が必要であった。従って、このような構成を、例えば携帯電話機のような小型化且つ低消費電力が要求される無線通信装置へ適用することは困難であった。
【００２１】
本発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたもので、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置の位置方向情報を簡易な構成で導出し、当該所望の被通信対象装置との間における通信干渉を効果的に低減する無線通信装置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】
【００２２】
本発明は、上述した無線通信装置であって、ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、複数の異なる指向性を有するアンテナ部と、前記アンテナ部の複数の指向性のうち、所定方向に指向性を形成するアンテナ制御部と、前記指向性が形成された前記アンテナ部によって受信された受信信号に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、を備える。
【００２３】
本発明は、上述した無線通信装置であって、ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、所定方向に指向性を有するアンテナ部と、当該無線通信装置の位置変化に対応した角度情報を検出するジャイロセンサと、前記アンテナ部によって受信された受信信号及び前記角度情報に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の無線通信装置によれば、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置との間の相対的な位置方向情報を簡易な構成で導出し、当該所望の被通信対象装置との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態の無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図２】第１の実施形態の無線通信装置の模式的な外観、及び当該無線通信装置とアクセスポイントとの相対的な方向位置情報を表示する表示部の様子を示す説明図
【図３】第１の実施形態の無線通信装置と、当該無線通信装置の通信エリア内に位置するアクセスポイントとの間の位置関係を示す説明図
【図４】第１の実施形態の無線通信装置の動作を説明するフローチャート
【図５】第２の実施形態の無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図６】第２の実施形態の無線通信装置の模式的な外観、及び当該無線通信装置とアクセスポイントとの相対的な方向位置情報を表示する表示部の様子を示す説明図
【図７】第２の実施形態の無線通信装置と、当該無線通信装置の通信エリア内に位置するアクセスポイントとの位置関係を示す説明図
【図８】第２の実施形態の無線通信装置の動作を説明するフローチャート
【図９】第３の実施形態の無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図１０】第３の実施形態の無線通信装置と、当該無線通信装置の通信エリア内に位置するアクセスポイントとの位置関係を示す説明図
【図１１】第３の実施形態の無線通信装置の動作を説明するフローチャート
【図１２】従来の車載用無線ＬＡＮ装置の内部構成を示したブロック図
【図１３】従来の車載用無線ＬＡＮ装置の通信対象である無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続手順を説明するフローチャート
【図１４】周辺アクセスポイントリストの一例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明において、本発明の無線通信装置の通信対象である被無線通信装置として、例えば無線ＬＡＮにおいて当該無線通信装置の通信を中継するアクセスポイントを例示する。但し、当該被無線通信装置は、当該アクセスポイントに限定されない。
【００２７】
また、以下の説明において、本発明に係る無線通信装置を基準にしたアクセスポイントの位置情報及び方向情報を、「方向位置情報」と記載する。
【００２８】
また、以下の説明において、本発明に係る無線通信装置は、送受信可能な周波数チャネルとして、ミリ波の周波数帯域のチャネル１及びチャネル２の計２つの周波数チャネルを用いることができるものとする。更に、当該無線通信装置の通信対象であるアクセスポイントも、同様の周波数チャネルを用いることができるものとする。以下の説明においては、チャネル数を２としたが、３以上の周波数チャネルでも同様の動作を行う。
【００２９】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態の無線通信装置１００の構成について図１〜図３を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の無線通信装置１００の内部構成を示すブロック図である。
図２は、第１の実施形態の無線通信装置１００の模式的な外観、及び当該無線通信装置１００とアクセスポイント３０１，３０２，３０３との方向位置情報を表示する表示部１０１の様子を示す説明図である。なお、アクセスポイント３０１，３０２，３０３は図３に示す。
図３は、第１の実施形態の無線通信装置１００と、当該無線通信装置１００の通信エリア内に位置するアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置関係を示す説明図である。
【００３０】
無線通信装置１００では、図１に示すように、データバス部１０７を介して、表示部１０１、アンテナ制御部１０３、無線部１１０、方向位置推定部１０４、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）部１０５及び記憶部１０６部がそれぞれ接続されている。アンテナ部１０２は、アンテナ制御部１０３と接続されている。無線部１１０は、アンテナ制御部１０３及び方向位置推定部１０４に接続されている。
【００３１】
表示部１０１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成されている。表示部１０１は、無線通信装置１００が導出したアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報に応じて、当該無線通信装置１００のアイコン３００、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコン３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを明示的に表示する（図２参照）。
【００３２】
アンテナ部１０２は、複数のアンテナ、例えば３つの指向性アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにより構成されている。各々の指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃは、図２に示すように、それぞれ異なる所定の方向に高くて狭い指向性１０２ａａ，１０２ｂｂ，１０２ｃｃを有するアンテナであり、アンテナ制御部１０３から供給される給電電力に基づいて動作する。なお、アンテナ部１０２を構成する各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃには、当該指向性アンテナを識別するための番号が予め付与されている。以下の説明において、各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃを識別する番号を、「セクタ番号」という。なお、本実施の形態では、指向性アンテナ１０２ａのセクタ番号は１、指向性アンテナ１０２ｂのセクタ番号は２、指向性アンテナ１０２ｃのセクタ番号は３とする。
【００３３】
各々の指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃは、無線通信装置１００の送受信可能な周波数チャネルにおいて、当該指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの各通信エリア内（当該通信エリアの方向も含む。以下同様。）に位置する各アクセスポイント３０１〜３０３から送信された固有情報信号を受信する。
【００３４】
この固有情報信号は、各アクセスポイント３０１〜３０３の識別番号情報を含む固有の情報信号であって、以下の説明において、各アクセスポイント３０１〜３０３から送信された各当該固有情報信号を「ビーコン信号」という。
例えば、このビーコン信号には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）又はＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）等の当該アクセスポイント３０１〜３０３の識別番号情報が含まれる。なお、このビーコン信号に関する説明は、以下の各実施形態においても同様である。
【００３５】
アンテナ制御部１０３は、ビーコン信号の受信の際に用いる指向性アンテナを切り替えて、指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうちいずれかの指向性アンテナから選択し、更に、当該選択された指向性アンテナに給電電力を供給する。
アンテナ制御部１０３は、当該選択された指向性アンテナのセクタ番号を、一時的に記憶部１０６に格納する。アンテナ制御部１０３は、当該選択された指向性アンテナの有する指向性を、アンテナ部１０２の指向性として形成する。
【００３６】
また、無線部１１０は、無線通信装置１００の送受信可能な周波数チャネルを上述したチャネル１又はチャネル２に設定し、当該チャネル１又はチャネル２においてアクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号の有無を検出する。無線部１１０は、当該設定されたチャネル１又はチャネル２を、一時的に記憶部１０６に格納する。
無線部１１０は、アンテナ部１０２の指向性を形成するように選択された、いずれかの指向性アンテナが受信したビーコン信号を、データバス部１０７を介して方向位置推定部１０４に出力する。
【００３７】
方向位置推定部１０４は、無線部１１０により出力されたビーコン信号を、データバス部１０７を介して入力する。方向位置推定部１０４は、当該入力されたビーコン信号に応じて、当該ビーコン信号を送信したアクセスポイントの方向位置情報を導出する。
方向位置推定部１０４は、当該導出されたいずれかのアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を、データバス部１０７を介して記憶部１０６に格納する。なお、この方向位置情報の導出の詳細は後述する。
【００３８】
ＭＰＵ部１０５は、ＭＰＵで構成され、図１に示した無線通信装置１００の各部の動作を制御する。例えば、ＭＰＵ部１０５は、記憶部１０６に格納されたアクセスポイント３０１〜３０３の各方向位置情報に応じて、当該各アクセスポイントのアイコン３００，３０１ａ，３０２ａ，３０３ａを表示部１０１に表示する。なお、各アクセスポイントに対応したアイコン３００，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ（図２参照）が有する機能を示すデータは、記憶部１０６に予め格納されていることが好ましい。機能を示すデータとは、プリンタ、モニタなどの種別や各アクセスポイントがサポートするデータ伝送速度やアプリケーションの種別、セキュリティ機能の有無や強度などである。
【００３９】
記憶部１０６は、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、方向位置推定部１０４により導出されたアクセスポイント３０１〜３０３の各方向位置情報を格納する。
更に、記憶部１０６は、無線通信装置１００の各部の動作時におけるワークメモリとして機能する。
【００４０】
アクセスポイント３０１〜３０３は、図３に示すように、それぞれ独立したアクセスポイントとして動作する。アクセスポイント３０１〜３０３は、各々のアクセスポイントの識別番号情報を含むビーコン信号を、ミリ波の周波数帯域における異なる周波数チャネル（チャネル１又はチャネル２）を用いて定期的に送信している。これらのアクセスポイント３０１〜３０３の説明は、以下の各実施形態においても同様である。
【００４１】
図３には、指向性アンテナ１０２ａの指向性１０２ａａによって形成された通信エリアで、アクセスポイント３０１が検出されたことが示されている。同様に、図３には、指向性アンテナ１０２ｂの指向性１０２ｂｂによって形成された通信エリアで、アクセスポイント３０２が検出されたことが示されている。同様に、図３には、指向性アンテナ１０２ｂの指向性１０２ｂｂによって形成された通信エリアと指向性アンテナ１０２ｃの指向性１０２ｃｃによって形成された通信エリアとの中間地点で、アクセスポイント３０３が検出されたことが示されている。
【００４２】
次に、無線通信装置１００の動作について、図４を参照して説明する。図４は、第１の実施形態の無線通信装置１００の動作を説明するフローチャートである。
【００４３】
図４において、無線部１１０は、ミリ波の周波数帯域における周波数チャネルの番号を初期化する（Ｓ１０１）。即ち、無線部１１０は、無線通信装置１００の送受信可能なミリ波の周波数帯域における周波数チャネルを、チャネル１に設定する。このチャネル１に設定されたという情報は、記憶部１０６に格納される。
【００４４】
アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのセクタ番号を１に初期化する（Ｓ１０２）。即ち、アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうち、当該アンテナ部１０２の指向性を形成するための指向性アンテナとして、先ず指向性アンテナ１０２ａを選択する。
【００４５】
これにより、無線通信装置１００のアンテナ部１０２では、図３に示すように、指向性アンテナ１０２ａの指向性１０２ａａが形成される。無線通信装置１００は、当該形成された指向性アンテナ１０２ａの指向性１０２ａａの通信エリア（図示しない）に、当該無線通信装置１００の通信対象であるアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００４６】
無線部１１０は、ミリ波の周波数帯域におけるチャネル１内に存在する受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を測定する（Ｓ１０３）。無線部１１０は、当該測定された受信電界強度が所定値を超える場合に（Ｓ１０４、ＹＥＳ）、ビーコン信号同期確立（Ｓ１０５）の動作に移行し、当該ビーコン信号のプリアンブルを検出して当該ビーコン信号の同期を確立する（Ｓ１０５）。無線部１１０は、当該ビーコン信号の同期を確立した後、当該ビーコン信号を方向位置推定部１０４に出力する。
【００４７】
方向位置推定部１０４は、無線部１１０により出力されたビーコン信号を入力する。方向位置推定部１０４は、当該入力されたビーコン信号のヘッダ領域の情報に基づいて、当該ビーコン信号のデータ領域を復調する。方向位置推定部１０４は、当該復調されたデータ領域のデータに基づいて、当該ビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比を導出する（Ｓ１０６）。更に、方向位置推定部１０４は、当該ビーコン信号のヘッダ領域に含まれるアクセスポイントの識別番号情報を抽出する。なお、この識別番号情報には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ又はＥＳＳＩＤ等が含まれている。
【００４８】
方向位置推定部１０４は、当該抽出されたアクセスポイントの識別番号情報、ステップＳ１０６で導出されたビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比の情報を関連づけて記憶部１０６に格納する（Ｓ１０７）。
【００４９】
次に、アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの現在のセクタ番号（＝１）に１を加算して、セクタ番号を２とする（Ｓ１０８）。即ち、アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうち、当該アンテナ部１０２の指向性を形成するための指向性アンテナとして、セクタ番号が２の指向性アンテナ１０２ｂを選択する。
【００５０】
即ち、無線通信装置１００は、ステップＳ１０９で現在のセクタ番号がアンテナ部１０２におけるセクタ番号の最大値を超えるまで、全ての送受信可能な周波数チャネルにおいて上述したステップＳ１０３からステップＳ１０８の動作を繰り返す（Ｓ１０９）。即ち、無線通信装置１００は、ミリ波の周波数帯域のチャネル１で、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの指向性１０２ａａ〜１０２ｃｃを形成し、当該形成された指向性の通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００５１】
ステップＳ１０９で現在のセクタ番号がアンテナ部１０２におけるセクタ番号の最大値を超えた場合（Ｓ１０９、ＮＯ）、無線部１１０は、ミリ波の周波数帯域で現在設定している周波数チャネルを、チャネル１からチャネル２に変更する（Ｓ１１０）。その後、無線通信装置１００は、上述したステップＳ１０２からステップＳ１０９の動作を繰り返す（Ｓ１１１）。例えば、ステップＳ１１１において現在設定されている周波数チャネルが最大チャネル数である２ではない場合（Ｓ１１１、ＹＥＳ）、無線通信装置１００は、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルをチャネル２に設定する。更に、無線通信装置１００は、当該チャネル２で、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの指向性１０２ａａ〜１０２ｃｃを形成し、当該形成された指向性の通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００５２】
以上により、記憶部１０６には、周波数チャネル及び指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうちいずれかの指向性アンテナのセクタ番号に関連して、当該指向性アンテナが受信したビーコン信号の受信電界強度、受信ＳＮ比、及びアクセスポイントの識別番号情報が格納される。
【００５３】
方向位置推定部１０４は、記憶部１０６に格納された各データ、具体的には受信ＳＮ比に基づいて、各アクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を導出する。
なお、アクセスポイント３０１〜３０３のアンテナ利得、及びビーコン信号の信号電力は、アクセスポイント３０１〜３０３から送信されるビーコン信号に含まれているものとする。
ここで、受信ＳＮ比は、受信したビーコン信号を利用することで、各アクセスポイント３０１〜３０３が送信するビーコン信号の信号電力、アクセスポイント３０１〜３０３のアンテナ利得、伝搬距離、指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの利得及び雑音指数により定まる。
【００５４】
従って、アクセスポイント３０１〜３０３のアンテナ利得、及びビーコン信号の信号電力が分かっている場合には、方向位置推定部１０４は、ステップＳ１０６で導出された受信ＳＮ比から伝搬距離を導出することができる。
【００５５】
方向位置推定部１０４は、上述した記憶部１０６に格納された受信ＳＮ比に応じて、無線通信装置１００と各アクセスポイント３０１〜３０３との方向位置情報を導出する（Ｓ１１２）。
【００５６】
この方向位置情報のうち、無線通信装置１００を基準にした各アクセスポイント３０１〜３０３の方向情報は、当該アクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号を受信した際のアンテナ部１０２の指向性に基づいて定まる。
例えば、アンテナ部１０２の指向性１０２ａａが形成されている場合にアクセスポイント３０１からビーコン信号を受信したとき、当該アクセスポイント３０１の方向情報は、図３に示すように、略北西側とされる。図３において説明のために図面の上方向を北、左方向を西、右方向を東として北西と表現している。他のアクセスポイント３０２，３０３からビーコン信号をそれぞれ受信した場合においても同様である。
【００５７】
また、当該方向位置情報のうち、無線通信装置１００と各アクセスポイント３０１〜３０３との距離情報（位置情報）は、上述したステップＳ１１２において、記憶部１０６に格納された受信ＳＮ比に応じて導出されたビーコン信号の伝搬距離に基づいて推定値として定まる。
【００５８】
また、図３に示すように、指向性１０２ｂｂが形成された通信エリアと指向性１０２ｃｃが形成された通信エリアとの中間地点でアクセスポイント３０３が検出される場合には、無線通信装置１００は、次のようにして当該アクセスポイント３０３の方向位置情報を導出する。
具体的には、方向位置推定部１０４は、指向性１０２ｂｂが形成された場合のアクセスポイントの方向位置情報と、指向性１０２ｃｃが形成された場合のアクセスポイントの方向位置情報とをそれぞれ導出する。更に、方向位置推定部１０４は、当該導出された各方向位置情報に含まれる方向（角度）及び位置（距離）の交点を導出することで、当該アクセスポイント３０３の方向位置情報を導出する。
【００５９】
方向位置推定部１０４は、当該導出されたアクセスポイントの方向位置情報を記憶部１０６に格納する。ＭＰＵ部１０５は、当該記憶部１０６に格納されたアクセスポイントの方向位置情報を、図２に示すように、表示部１０１に明示的に表示する。例えば、ＭＰＵ部１０５は、当該アクセスポイントの方向位置情報として、当該アクセスポイントの識別番号情報、例えばＥＳＳＩＤを表示部１０１に表示する。これにより、無線通信装置１００は、当該無線通信装置１００と接続可能なアクセスポイントの選択を、ユーザに対して容易に促すことができる。
【００６０】
アクセスポイント３０１〜３０３の一使用例として、アクセスポイント３０１が大画面を有するテレビジョン装置、アクセスポイント３０２がＰＣ（Personal Computer）、アクセスポイント３０３がＨＤＤ（Hard Disk Drive）レコーダのようなストレージ装置を想定する。無線通信装置１００は、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルで、指向性の高くて狭い指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃを用いて、当該指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうちいずれかの指向性アンテナを用いて指向性を形成して、アクセスポイントの有無を検出する。
【００６１】
これにより、無線通信装置１００は、方向位置情報が導出された各アクセスポイント３０１〜３０３のうち、ストレージ装置に当該無線通信装置１００からファイルを送信している状態でも、電波のテレビジョン装置やＰＣへの当該送信信号の漏洩を抑制することができる。このため、例えば、無線通信装置１００とストレージ装置との間の通信を確立することができ、同時にＰＣとテレビジョン装置との間の通信を確立することができる。
【００６２】
従って、第１の実施形態の無線通信装置１００によれば、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象であるアクセスポイント３０１〜３０３との間の相対的な位置方向情報を簡易な構成で導出することができる。更に、無線通信装置１００によれば、所望のアクセスポイント３０１〜３０３との通信を簡単に実現することができるため、当該所望のアクセスポイント３０１〜３０３との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【００６３】
なお、上述した表示部１０１には、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコンとして、当該アクセスポイントの識別番号情報、例えばＥＳＳＩＤが表示されることが好ましい。但し、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコンは、当該識別番号情報に限定されない。例えば、テレビジョン装置、ＰＣ、プリンタ等の各画像データが当該アイコンとして表示部１０１に表示されても良い。この場合、これらの各画像データは、予め無線通信装置１００の記憶部１０６内に格納されているとする。
【００６４】
また、表示部１０１の上にタッチパネルが配設されていても良く、以下の各実施形態においても同様である。この場合、表示部１０１に表示されたアクセスポイントのアイコンのタッチ入力操作に応じて、ユーザは、所望の通信対象のアクセスポイントの方向及び位置を的確に認識した上で、当該所望のアクセスポイントの方向に指向性を形成する指向性アンテナを適切に選択可能である。
【００６５】
これにより、無線通信装置１００は、ユーザ所望のアクセスポイントの方向に指向性を瞬時に形成することができ、更に通信の確立時間をより短くすることができる。更に、無線通信装置１００は、アクセスポイントとの通信の確立時間をより短くすることができるため、当該通信の秘匿性を高くすることができる。
【００６６】
更に、ミリ波の周波数帯域に対応した狭い指向性を有する指向性アンテナは一般的に高いアンテナ利得を持つ。このため、回線品質を高めることができる。従って、無線通信装置１００は、より適切な方向に指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの指向性１０２ａａ〜１０２ｃｃを形成することで、ギガビットクラスの高速な無線通信も容易に実現することができる。
【００６７】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の無線通信装置１００ａの構成について図５〜図７を参照して説明する。第２の実施形態の無線通信装置１００ａの構成及び動作に関する説明のうち、第１の実施形態の無線通信装置１００と同様の構成及び動作に関する説明は省略する。図５は、第２の実施形態の無線通信装置１００ａの内部構成を示すブロック図である。
図６は、第２の実施形態の無線通信装置の模式的な外観、及び当該無線通信装置１００ａとアクセスポイント３０１〜３０３との方向位置情報を表示する表示部１０１ａの様子を示す説明図である。
図７は、第２の実施形態の無線通信装置１００ａと、当該無線通信装置１００ａの通信エリア内に位置するアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置関係を示す説明図である。
【００６８】
無線通信装置１００ａでは、図５に示すように、データバス部１０７ａを介して、表示部１０１ａ、アンテナ制御部１０３ａ、無線部１１０ａ、方向位置推定部１０４ａ、ＭＰＵ部１０５ａ、記憶部１０６ａ及びジャイロセンサ１０８がそれぞれ接続されている。指向性アンテナ１０２ｄは、無線部１１０に接続される。
【００６９】
指向性アンテナ１０２ｄは、図６に示すように、予め固定的に定められた方向に高くて狭い指向性１０２ｄｄを有するアンテナであり、アンテナ制御部１０３ａから供給される給電電力に基づいて動作する。指向性アンテナ１０２ｄは、無線通信装置１００ａの送受信可能な周波数チャネルにおいて、当該指向性アンテナ１０２ｄの通信エリア内に位置するアクセスポイントから送信されたビーコン信号を受信する。
【００７０】
アンテナ制御部１０３ａは、指向性アンテナ１０２ｄに給電電力を供給し、当該指向性アンテナ１０２ｄで指向性１０２ｄｄを形成する。
【００７１】
無線部１１０ａは、無線通信装置１００ａの送受信可能な周波数チャネルをチャネル１又はチャネル２に設定し、当該チャネル１又はチャネル２においてアクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号の有無を検出する。無線部１１０ａは、指向性アンテナ１０２ｄが受信したビーコン信号を、データバス部１０７ａを介して方向位置推定部１０４ａに出力する。
無線部１１０ａは、当該設定されたチャネル１又はチャネル２を、一時的に記憶部１０６ａに格納する。なお、チャネル数は３以上あってもよい。
【００７２】
方向位置推定部１０４ａ、ＭＰＵ部１０５ａ及び記憶部１０６ａの動作は、上述した第１の実施形態の方向位置推定部１０４、ＭＰＵ部１０５及び記憶部１０６の動作と同様であるため、当該動作の説明は省略する。
【００７３】
ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ａを保持するユーザの保持状態に対応した角度情報を検出する。ジャイロセンサ１０８は、当該検出された角度情報を、データバス部１０７ａを介して方向位置推定部１０４ａ及び記憶部１０６ａにそれぞれ出力する。
【００７４】
図７には、ユーザの無線通信装置１００ａの保持状態に対応した角度情報に応じて指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｄｄが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０１が検出されたことが示されている。
同様に、ユーザの無線通信装置１００ａの保持状態に対応した角度情報に応じて指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｅｅが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０２が検出されたことが示されている。
同様に、ユーザの無線通信装置１００ａの保持状態に対応した角度情報に応じて指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｆｆが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０３が検出されたことが示されている。
【００７５】
次に、無線通信装置１００ａの動作について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態の無線通信装置１００ａの動作を説明するフローチャートである。
【００７６】
図８において、無線部１１０ａは、ミリ波の周波数帯域における周波数チャネルの番号を初期化する（Ｓ２０１）。即ち、無線部１１０ａは、無線通信装置１００ａの送受信可能なミリ波の周波数帯域における周波数チャネルをチャネル１に設定する。このチャネル１に設定されたという情報は、記憶部１０６ａに格納される。
【００７７】
無線部１１０ａは、ミリ波の周波数帯域におけるチャネル１内に位置する受信電界強度を測定する（Ｓ２０２）。無線部１１０ａは、当該測定された受信電界強度が所定値を超える場合に（Ｓ２０３、ＹＥＳ）、ビーコン信号同期確立（Ｓ２０４）の動作に移行し、当該ビーコン信号のプリアンブルを検出して当該ビーコン信号の同期を確立する（Ｓ２０４）。無線部１１０ａは、当該ビーコン信号の同期を確立した後、当該ビーコン信号を方向位置推定部１０４ａに出力する。
【００７８】
方向位置推定部１０４ａは、無線部１１０ａにより出力されたビーコン信号を入力する。方向位置推定部１０４ａは、当該入力されたビーコン信号のヘッダ領域の情報に基づいて、当該ビーコン信号のデータ領域を復調する。方向位置推定部１０４ａは、当該復調されたデータ領域のデータに基づいて、当該ビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比を導出する（Ｓ２０５）。更に、方向位置推定部１０４ａは、当該ビーコン信号のヘッダ領域内に含まれるアクセスポイントの識別番号情報を抽出する。なお、この識別番号情報には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ又はＥＳＳＩＤ等が含まれている。
【００７９】
このとき、ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ａを保持するユーザの保持状態に対応した角度情報を検出し（Ｓ２０６）、当該検出された角度情報を、データバス部１０７ａを介して方向位置推定部１０４ａ及び記憶部１０６ａにそれぞれ出力する。
【００８０】
方向位置推定部１０４ａは、当該抽出されたアクセスポイントの識別番号情報、ステップＳ２０５で導出されたビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比の情報を関連づけて記憶部１０６ａに格納する（Ｓ２０７）。
【００８１】
次に、無線部１１０ａは、ミリ波の周波数帯域で現在設定している周波数チャネルを、チャネル１からチャネル２に変更する（Ｓ２０８）。その後、無線通信装置１００ａは、全ての送受信可能な周波数チャネルにおいて、上述したステップＳ２０２からステップＳ２０７の動作を繰り返す（Ｓ２０９）。例えば、ステップＳ２０９において現在設定されている周波数チャネルが最大のチャネル数であるチャネル２ではない場合（Ｓ２０９、ＹＥＳ）、無線通信装置１００ａは、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルをチャネル２に設定する。更に、無線通信装置１００ａは、当該チャネル２で、ジャイロセンサ１０８により検出された角度情報に対応して形成された指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｄｄ〜１０２ｆｆの通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００８２】
以上により、記憶部１０６ａには、周波数チャネル及び指向性アンテナ１０２ｄに対応して、当該アンテナ１０２ｄが受信したビーコン信号の受信電界強度、受信ＳＮ比、及びアクセスポイントの識別番号情報の各データが格納される。
【００８３】
方向位置推定部１０４ａは、記憶部１０６ａに格納された各データ、具体的には受信ＳＮ比に基づいて、各アクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を導出する（Ｓ２１０）。
【００８４】
この方向位置情報のうち、無線通信装置１００ａを基準にした各アクセスポイント３０１〜３０３の方向は、当該アクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号を受信した場合のアンテナ１０２ｄの指向性が向けられた、無線通信装置１００ａの方向に基づいて定まる。
アンテナ１０２ｄの指向性は、ジャイロセンサ１０８により検出された角度情報に依存している。例えば、アクセスポイント３０１からビーコン信号を受信したとき、当該アクセスポイント３０１の方向情報は、図７に示すように、指向性１０２ｄｄである場合にジャイロセンサ１０８により検出された角度情報とされる。他のアクセスポイント３０２，３０３からビーコン信号をそれぞれ受信した場合においても同様である。
【００８５】
また、当該方向位置情報のうち、無線通信装置１００ａと各アクセスポイント３０１〜３０３との距離情報（位置情報）は、上述したステップＳ２１０において、記憶部１０６ａに格納された受信ＳＮ比に応じて導出されたビーコン信号の伝搬距離に基づいて定まる。
【００８６】
以上により、第２の実施形態の無線通信装置１００ａによれば、上述した無線通信装置１００と同様に、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象であるアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置方向情報を簡易な構成で導出することができる。更に、無線通信装置１００ａによれば、所望のアクセスポイント３０１〜３０３との通信を簡単に実現することができるため、当該所望のアクセスポイント３０１〜３０３との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【００８７】
上述した第１の実施形態と同様、無線通信装置１００ａの表示部１０１ａには、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコンとして、当該アクセスポイントの識別番号情報、例えばＩＳＳＩＤが表示される。従って、当該表示されたアイコンのアクセスポイントと通信する場合には、ユーザが当該アクセスポイントの方向に無線通信装置１００ａを傾けるように保持することで、無線通信装置１００ａは、当該アクセスポイントとの通信を簡単に実現することができる。
【００８８】
上述した第２の実施形態では、予め固定的に定められた方向に高くて狭い指向性を有する指向性アンテナ１０２ｄを用いるように説明した。但し、第２の実施形態の無線通信装置１００ａにおいて、当該指向性アンテナ１０２ｄの代わりに、第１の実施形態で説明したアンテナ部１０２を構成する指向性を切り替えることができる指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃが用いられても良い。
【００８９】
この場合、指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃで設定する指向性は、指向性アンテナ１０２ｄで設定される通信エリアをさらに細かく分割し、通信エリアの切替えができるような、より狭い通信エリアを持つ指向性アンテナ１０２ａ‘〜１０２ｃ‘を用いる。
指向性アンテナ１０２ｄが受信したビーコン信号に応じて導出されたアクセスポイントの方向にユーザが無線通信装置１００ａを傾けて指向性を形成することで、無線通信装置１００ａは、アクセスポイントの方向位置情報の推定を高精度に行うことができる。
【００９０】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの構成について図９及び図１０を参照して説明する。第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの構成及び動作に関する説明のうち、第１の実施形態の無線通信装置１００、或いは第２の実施形態の無線通信装置１００ａと同様の構成及び動作に関する説明は省略する。図９は、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの内部構成を示すブロック図である。
図１０は、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの模式的な外観、及び当該無線通信装置１００ｂとアクセスポイント３０１〜３０３との方向位置情報を表示する表示部１０１ｂの様子を示す説明図である。
【００９１】
無線通信装置１００ｂでは、図９に示すように、データバス部１０７ｂを介して、表示部１０１ｂ、アンテナ制御部１０３ｂ、無線部１１０ｂ、方向位置推定部１０４ｂ、ＭＰＵ部１０５ｂ、記憶部１０６ｂ及びジャイロセンサ１０８がそれぞれ接続されている。なお、ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ｂに設けられていなくても良い。アンテナ部１０９は、アンテナ制御部１０３ｂと接続されている。無線部１１０ｂは、アンテナ制御部１０３ｂ及び方向位置推定部１０４ｂに接続されている。
【００９２】
アンテナ部１０９は、複数のアンテナ、例えば３つのアンテナ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ、及び当該各アンテナ１０９ａ〜１０９ｃにそれぞれ接続された位相調整部１０９ｄ，１０９ｅ，１０９ｆから構成されるフェーズドアレイアンテナである。
【００９３】
アンテナ部１０９は、図９に示すように、それぞれ移相器等で構成される位相調整部１０９ｄ〜１０９ｆが各アンテナ１０９ａ〜１０９ｃから送信される送信信号の位相を調整して各信号間に所定の位相差を設けることで、所定方向に指向性が形成される。アンテナ部１０９は、アンテナ制御部１０３ｂから供給される給電電力に基づいて動作する。
【００９４】
各々のアンテナ１０９ａ〜１０９ｃは、無線通信装置１００ｂの送受信可能な周波数チャネルにおいて、当該アンテナ１０９ａ〜１０９ｃの各通信エリア内に位置する各アクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号を受信する。
【００９５】
アンテナ制御部１０３ｂは、アンテナ部１０９に給電電力を供給し、当該供給されたアンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性を制御する。アンテナ制御部１０３ｂは、無線部１１０ｂに接続される。
無線部１１０ｂは、無線通信装置１００ｂの送受信可能な周波数チャネルをチャネル１又はチャネル２に設定し、当該チャネル１又はチャネル２においてアクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号の有無を検出する。無線部１１０ｂは、当該設定されたチャネル１又はチャネル２を、一時的に記憶部１０６ｂに格納する。
無線部１１０ｂは、アンテナ部１０９が受信したビーコン信号を、データバス部１０７ｂを介して方向位置推定部１０４ｂに出力する。
【００９６】
方向位置推定部１０４ｂは、無線部１１０ｂにより出力されたビーコン信号を、データバス部１０７ｂを介して入力する。方向位置推定部１０４ｂは、当該入力されたビーコン信号に応じて、当該ビーコン信号を送信したアクセスポイントの方向位置情報を、フェーズドアレイアンテナの指向性パターン情報と各々の指向性パターンにおける、ビーコン信号の信号強度および位相情報から導出する。
【００９７】
特に、ビーコン信号を受信したアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報のうち、方向を推定する場合には、方向位置推定部１０４ｂが公知のＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法に従った到来方向及び距離の推定を行うことで導出可能である。
【００９８】
なお、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法とは、フェーズドアレイアンテナのような複数のアンテナに同時に到来する複数の電波の方向を測定するアルゴリズムである。具体的には、ＭＵＳＩＣ法では、まず複数のアンテナが受信した受信信号から得られる相関行列の固有値が導出される。この導出された固有値は、アクセスポイントから送信されたビーコン信号の波数によって信号固有値と雑音固有値とに分けられ、当該雑音固有値に対応した雑音固有ベクトルが導出される。この導出された雑音固有ベクトルに基づいて角度スペクトラムが導出され、当該導出された角度スペクトラムを並列平均してＭＵＳＩＣスペクトラムが導出される。この導出されたＭＵＳＩＣスペクトラムから所望のビーコン信号の到来方向が推定される。
【００９９】
方向位置推定部１０４ｂは、当該導出されたいずれかのアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を、データバス部１０７ｂを介して記憶部１０６ｂに格納する。なお、この方向位置情報の位置（距離）導出の詳細は後述する。
【０１００】
ＭＰＵ部１０５ｂ、記憶部１０６ｂ及びジャイロセンサ１０８の動作は、上述した第２の実施形態のＭＰＵ部１０５ａ、記憶部１０６ａ及びジャイロセンサ１０８の動作と同様であるため、当該動作の説明は省略する。
【０１０１】
図１０には、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性１０９ａａが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０１が検出されたことが示されている。
同様に、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性１０９ｂｂが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０２が検出されたことが示されている。
同様に、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性１０９ｃｃが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０３が検出されたことが示されている。
【０１０２】
次に、無線通信装置１００ｂの動作について、図１１を参照して説明する。図１１は、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの動作を説明するフローチャートである。なお、図１１に示すフローチャートの動作の前に、無線通信装置１００ｂは、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナにより所定方向に指向性を形成しているものとする。
【０１０３】
図１１において、無線部１１０ｂは、ミリ波の周波数帯域における周波数チャネルの番号を初期化する（Ｓ３０１）。即ち、無線部１１０ｂは、無線通信装置１００ｂの送受信可能なミリ波の周波数帯域における周波数チャネルをチャネル１に設定する。このチャネル１に設定されたという情報は、記憶部１０６ｂに格納される。
【０１０４】
無線部１１０ｂは、ミリ波の周波数帯域におけるチャネル１内に位置する受信電界強度を測定する（Ｓ３０２）。無線部１１０ｂは、当該測定された受信電界強度が所定値を超える場合に（Ｓ３０３、ＹＥＳ）、ビーコン信号同期確立（Ｓ３０４）の動作に移行し、当該ビーコン信号のプリアンブルを検出して当該ビーコン信号の同期を確立する（Ｓ３０４）。無線部１１０ｂは、当該ビーコン信号の同期を確立した後、当該ビーコン信号を方向位置推定部１０４ｂに出力する。
【０１０５】
方向位置推定部１０４ｂは、無線部１１０ｂにより出力されたビーコン信号を入力する。方向位置推定部１０４ｂは、当該入力されたビーコン信号のヘッダ領域の情報に基づいて、当該ビーコン信号のデータ領域を復調する。方向位置推定部１０４ｂは、当該復調されたデータ領域のデータに基づいて、当該ビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比を導出する（Ｓ３０５）。更に、方向位置推定部１０４ｂは、当該ビーコン信号のヘッダ領域内に含まれるアクセスポイントの識別番号情報を抽出する。なお、この識別番号情報には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ又はＥＳＳＩＤ等が含まれている。
【０１０６】
方向位置推定部１０４ｂは、当該抽出されたアクセスポイントの識別番号情報、ステップＳ３０５で導出されたビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比の情報を関連づけて記憶部１０６ｂに格納する（Ｓ３０６）。
【０１０７】
次に、無線部１１０ｂは、ミリ波の周波数帯域で現在設定している周波数チャネルを、チャネル１からチャネル２に変更する（Ｓ３０７）。その後、無線通信装置１００ｂは、全ての送受信可能な周波数チャネルにおいて、上述したステップＳ３０２からステップＳ３０６の動作を繰り返す（Ｓ３０８）。例えば、ステップＳ３０８において現在設定されている周波数チャネルが最大のチャネル数であるチャネル２ではない場合（Ｓ３０８、ＹＥＳ）、無線通信装置１００ｂは、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルをチャネル２に設定する。更に、無線通信装置１００ｂは、当該チャネル２で、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナにより形成された指向性１０９ｄｄ〜１０９ｆｆの通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【０１０８】
以上により、記憶部１０６ｂには、周波数チャネル及びアンテナ部１０９の指向性１０９ａａ〜１０９ｃｃに対応して、各アンテナ１０９ａ〜１０９ｃが受信したビーコン信号の受信電界強度、受信ＳＮ比、及びアクセスポイントの識別番号情報の各データが格納される。
【０１０９】
方向位置推定部１０４ｂは、記憶部１０６ｂに格納された各データ、具体的には受信ＳＮ比に基づいて、各アクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を導出する（Ｓ３０９）。
【０１１０】
この方向位置情報のうち、無線通信装置１００ｂを基準にした各アクセスポイント３０１〜３０３の方向は、方向位置推定部１０４ｂが上述したＭＵＳＩＣ法を適用することにより導出することができる。例えば、アクセスポイント３０１からビーコン信号を受信したとき、当該アクセスポイント３０１の方向情報は、図１０に示すように、アンテナ部１０９の指向性、及び当該ＭＵＳＩＣ法に従って導出された角度情報に基づいて導出される。他のアクセスポイント３０２，３０３からビーコン信号をそれぞれ受信した場合においても同様である。
【０１１１】
また、当該方向位置情報のうち、無線通信装置１００ａと各アクセスポイント３０１〜３０３との距離情報（位置情報）は、上述したステップＳ２１０において、記憶部１０６ｂに格納された受信ＳＮ比に応じて導出されたビーコン信号の伝搬距離に基づいて定まる。
【０１１２】
以上により、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂによれば、上述した無線通信装置１００，１００ａと同様に、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象であるアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置方向情報を簡易な構成で導出することができる。更に、無線通信装置１００ｂによれば、所望のアクセスポイント３０１〜３０３との通信を簡単に実現することができるため、当該所望のアクセスポイント３０１〜３０３との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【０１１３】
なお、第３の実施形態において、方向位置推定部１０４ｂがＭＵＳＩＣ法を用いる代わりに、アクセスポイントの方向を推定する場合に、ジャイロセンサ１０８により検出された角度情報を参照して導出しても良い。この場合、ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ｂを保持するユーザの保持状態に対応した角度情報を検出し、当該検出された角度情報を、データバス部１０７ｂを介して方向位置推定部１０４ｂ及び記憶部１０６ｂにそれぞれ出力する。
【０１１４】
以上、添付図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明の無線通信装置はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。更に、本発明は、上述した各実施形態の無線通信装置が動作する方法としても成り立つことができる。
【０１１５】
なお、上述した各実施形態では、無線通信装置１００，１００ａ，１００ｂは、送受信可能なミリ波の周波数帯域の周波数チャネルごとに、アクセスポイントの方向位置情報を導出した。更に、上述した各実施形態では、当該周波数チャネルをチャネル１及びチャネル２の２つの周波数チャネルが用いられている。
【０１１６】
例えば、この無線通信装置１００〜１００ｂは、当該周波数チャネルごとに導出した方向位置情報のうち、無線通信装置１００〜１００ｂから近い距離を表す方向位置情報を用いて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示しても良い。
【０１１７】
又は、無線通信装置１００〜１００ｂは、当該周波数チャネルごとに導出した方向位置情報のうち、無線通信装置１００〜１００ｂから遠い距離を表す方向位置情報を用いて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示しても良い。
【０１１８】
更に、無線通信装置１００〜１００ｂは、当該周波数チャネルごとに導出した方向位置情報を平均化し、当該平均化された方向位置情報に基づいて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示しても良い。但し、アクセスポイントの方向位置情報の高い推定精度を得るためには、周波数チャネルごとに導出した方向位置情報を平均化した方向位置情報に基づいて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置との間の位置方向情報を簡易な構成で導出して所望の被通信対象装置との通信を実現し、当該所望の被通信対象装置との通信干渉を効果的に低減する無線通信装置として有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１００、１００ａ、１００ｂ 無線通信装置
１０１、１０１ａ、１０１ｂ 表示部
１０２、１０９ アンテナ部
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ 指向性アンテナ
１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ アンテナ
１０２ａａ、１０２ｂｂ、１０２ｃｃ、１０２ｄｄ、１０２ｅｅ、１０２ｆｆ、１０９ａａ、１０９ｂｂ、１０９ｃｃ 指向性
１０３、１０３ａ、１０３ｂ アンテナ制御部
１０４、１０４ａ、１０４ｂ 方向位置推定部
１０５、１０５ａ、１０５ｂ ＭＰＵ部
１０６、１０６ａ、１０６ｂ 記憶部
１０７、１０７ａ、１０７ｂ データバス部
１０８ ジャイロセンサ
１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ 位相制御部
３００、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ アイコン
３０１、３０２、３０３ アクセスポイント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性を有するアンテナを用いて通信対象である被通信対象装置を検出する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットへの接続形態の一つとして、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が広く普及している。この無線ＬＡＮは、有線ＬＡＮと異なり、ＬＡＮケーブルを用いることなくインターネット等のネットワークに接続可能なＬＡＮの一形態である。無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１で標準化が推進され、現在ではＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ及びＩＥＥＥ８０２．１１ａという規格が存在している。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、２．４ＧＨｚの周波数帯域の電波を用いて最大１１Ｍｂｐｓ程度の速度で通信を行うための規格である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、２．４ＧＨｚの周波数帯域の電波を用いて最大５４Ｍｂｐｓ程度の速度で通信を行うための規格である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、５．２ＧＨｚの周波数帯域の電波を用いて最大５４Ｍｂｐｓ程度の速度で通信を行うための規格である。これらの規格に準拠した機器等を用いて無線ＬＡＮのネットワークを構築することで、無線ＬＡＮを利用した通信を行うことができる。
【０００４】
このような無線ＬＡＮの規格に準拠した機器を車載用装置に適用することで、当該車載用装置を搭載した車両と、外部の無線基地局との間で無線通信を行うものの一例として、特許文献１の車載用無線ＬＡＮ装置が知られている。
【０００５】
ここで、特許文献１の車載用無線ＬＡＮ装置の構成及び動作について図１２〜図１４を参照して説明する。図１２は、車載用無線ＬＡＮ装置２０の内部構成を示したブロック図である。図１３は、車載用無線ＬＡＮ装置２０の通信対象である無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続手順を説明するフローチャートである。図１４は、周辺アクセスポイントリストの一例を示す説明図である。
【０００６】
図１２において、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、システムＭＰＵ２１、ＧＰＳ受信機２２、ジャイロセンサ２３ａ、車速パルスセンサ２３ｂ、ＨＤＤ２４ａ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２４ｂ、画像処理部２５、ディスプレイ２６、音声処理部２７、マイク２８ａ、スピーカ２８ｂ、コントロールパネル２９及び無線ＬＡＮモジュール３０を備える。
【０００７】
車載用無線ＬＡＮ２０の動作について説明する。図１３において、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、まず無線ＬＡＮアクセスポイントからブロードキャストされているビーコン信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）をサーチし（Ｓ４０１）、自車の現在位置の周辺に存在している無線ＬＡＮアクセスポイントのＲＳＳＩリストを作成する（Ｓ４０２）。車載用無線ＬＡＮ装置２０は、このＲＳＳＩリストを作成することで、現時点で利用可能な無線ＬＡＮアクセスポイントを特定する。
【０００８】
次に、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、自車の現在位置の周辺に存在している無線ＬＡＮアクセスポイントの周辺アクセスポイントリストを読み出す（Ｓ４０３）。この周辺アクセスポイントリストは、車載用無線ＬＡＮ装置２０が予め作成して保有するものであり、定期的に最新の情報に更新されている。
【０００９】
図１４は、周辺アクセスポイントリストの一例を示す図である。この例では、「Ｎｏ．」、「ＳＳＩＤ」、無線ＬＡＮアクセスポイントの「位置情報」及び「プロファイル」が示されている。プロファイルは、無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に必要な情報が含まれた設定ファイルであり、例えばＭＡＣアドレス、暗号化方式及びその暗号化キーが含まれる。
【００１０】
暗号化方式は、ＷＥＰ、ＴＫＩＰ、ＡＥＳ等である。なお、ＨＤＤ２４ａ又はＤＶＤ−ＲＯＭ２４ｂのデータベースに登録されている全ての無線ＬＡＮアクセスポイントに、プロファイルが予め関連付けされていなくても良い。
【００１１】
図１３において、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、ＲＳＳＩリストを用いて、周辺アクセスポイントリスト中の無線ＬＡＮアクセスポイントをフィルタリングする（Ｓ４０４）。ＲＳＳＩリストは実際に稼動している無線ＬＡＮアクセスポイントのリストであるが、周辺アクセスポイントリストはあくまで当該データベース上のリストである。このため、当該位置に実際に無線ＬＡＮアクセスポイントが位置するか、あるいは無線ＬＡＮアクセスポイントが実際に稼動しているかどうかまでは不明である。従って、周辺アクセスポイントリストとＲＳＳＩリストとを重ね合わせることで、実際に接続可能な無線ＬＡＮアクセスポイントだけをリストアップすることができる。
【００１２】
車載用無線ＬＡＮ装置２０は、当該フィルタリング済みの周辺アクセスポイントリストの中からプロファイルのある無線ＬＡＮアクセスポイントを選択し（Ｓ４０５）、当該無線ＬＡＮアクセスポイントに対してネットワーク接続を試みる（Ｓ４０６）。当該接続が確立した後は、車載用無線ＬＡＮ装置２０は、通信状態及びアクセスポイントとの距離を監視して（Ｓ４０７）、接続の維持が困難となった時点で上述した一連の接続手順を再開する（Ｓ４０７、ＹＥＳ）。
【００１３】
このように、この車載用無線ＬＡＮ装置２０によれば、車両の現在位置を特定可能なカーナビゲーション装置と連動可能に動作し、更に、無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するために必要なプロファイル情報の設定及び無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続を簡単に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２６２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１の車載用無線ＬＡＮ装置を含む従来の無線通信装置は、上述したＩＥＥＥ８０２．１１等に準拠した無線通信を行うため、当該無線通信に用いられる電波は２．４ＧＨｚ又は５．２ＧＨｚ等のマイクロ波であった。従来の無線通信装置では、マイクロ波の周波数帯域における無線信号が用いられるため、無線通信においては指向性の無いアンテナが主に用いられていた。
【００１６】
指向性の無いアンテナが無線通信に用いられると、従来の無線通信装置の通信エリア内に位置する通信対象外のアクセスポイントへ無線信号が意図に反して到達することがある。これにより、当該通信対象外のアクセスポイントでは、当該無線通信装置からの無線信号の到達によって、通信のスループットが低下することがあった。即ち、所望のアクセスポイントではない通信対象外のアクセスポイントと誤って通信することにより、当該所望のアクセスポイントと従来の無線通信装置との間では、通信干渉が発生していたという課題があった。
【００１７】
この課題に関連して、Ｇｂｐｓ（Giga bit per second）程度の高速な無線通信を実現する方法として、ミリ波の周波数帯域を用いて非常に短い波長の電波で通信する方法が検討されている。ミリ波の周波数帯域では、無線信号の信号電力の伝播減衰がマイクロ波の周波数帯域に比べてより大きいため、所定方向に高い指向性を有するアンテナを用いることが一般的である。なお、以下の説明において、所定方向に高い指向性を有するアンテナを、「指向性アンテナ」という。
【００１８】
しかし、このような指向性アンテナを用いた場合、通信可能な近距離にアクセスポイントが位置するにも拘わらず、予め定められた指向性アンテナの指向性が所望の通信方向と異なる場合に、当該アクセスポイントとの間で通信することが困難であった。
【００１９】
従って、特定方向に位置するアクセスポイントと限定的に通信するためには、当該アクセスポイント及び従来の無線通信装置の各絶対位置情報をそれぞれ取得し、当該無線通信装置が、当該絶対位置情報に基づいて当該アクセスポイントの位置を演算する必要があった。
【００２０】
具体的には、従来の無線通信装置及びアクセスポイントにそれぞれ、絶対位置情報を計測、送信するＧＰＳ受信機等が必要であり、更に、当該無線通信装置においては当該アクセスポイントの位置を演算するための具体的構成が必要であった。従って、このような構成を、例えば携帯電話機のような小型化且つ低消費電力が要求される無線通信装置へ適用することは困難であった。
【００２１】
本発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたもので、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置の位置方向情報を簡易な構成で導出し、当該所望の被通信対象装置との間における通信干渉を効果的に低減する無線通信装置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】
【００２２】
本発明は、上述した無線通信装置であって、ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、複数の異なる指向性を有するアンテナ部と、前記アンテナ部の複数の指向性のうち、所定方向に指向性を形成するアンテナ制御部と、前記指向性が形成された前記アンテナ部によって受信された受信信号に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、を備える。
【００２３】
本発明は、上述した無線通信装置であって、ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、所定方向に指向性を有するアンテナ部と、当該無線通信装置の位置変化に対応した角度情報を検出するジャイロセンサと、前記アンテナ部によって受信された受信信号及び前記角度情報に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の無線通信装置によれば、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置との間の相対的な位置方向情報を簡易な構成で導出し、当該所望の被通信対象装置との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態の無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図２】第１の実施形態の無線通信装置の模式的な外観、及び当該無線通信装置とアクセスポイントとの相対的な方向位置情報を表示する表示部の様子を示す説明図
【図３】第１の実施形態の無線通信装置と、当該無線通信装置の通信エリア内に位置するアクセスポイントとの間の位置関係を示す説明図
【図４】第１の実施形態の無線通信装置の動作を説明するフローチャート
【図５】第２の実施形態の無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図６】第２の実施形態の無線通信装置の模式的な外観、及び当該無線通信装置とアクセスポイントとの相対的な方向位置情報を表示する表示部の様子を示す説明図
【図７】第２の実施形態の無線通信装置と、当該無線通信装置の通信エリア内に位置するアクセスポイントとの位置関係を示す説明図
【図８】第２の実施形態の無線通信装置の動作を説明するフローチャート
【図９】第３の実施形態の無線通信装置の内部構成を示すブロック図
【図１０】第３の実施形態の無線通信装置と、当該無線通信装置の通信エリア内に位置するアクセスポイントとの位置関係を示す説明図
【図１１】第３の実施形態の無線通信装置の動作を説明するフローチャート
【図１２】従来の車載用無線ＬＡＮ装置の内部構成を示したブロック図
【図１３】従来の車載用無線ＬＡＮ装置の通信対象である無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続手順を説明するフローチャート
【図１４】周辺アクセスポイントリストの一例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明において、本発明の無線通信装置の通信対象である被無線通信装置として、例えば無線ＬＡＮにおいて当該無線通信装置の通信を中継するアクセスポイントを例示する。但し、当該被無線通信装置は、当該アクセスポイントに限定されない。
【００２７】
また、以下の説明において、本発明に係る無線通信装置を基準にしたアクセスポイントの位置情報及び方向情報を、「方向位置情報」と記載する。
【００２８】
また、以下の説明において、本発明に係る無線通信装置は、送受信可能な周波数チャネルとして、ミリ波の周波数帯域のチャネル１及びチャネル２の計２つの周波数チャネルを用いることができるものとする。更に、当該無線通信装置の通信対象であるアクセスポイントも、同様の周波数チャネルを用いることができるものとする。以下の説明においては、チャネル数を２としたが、３以上の周波数チャネルでも同様の動作を行う。
【００２９】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態の無線通信装置１００の構成について図１〜図３を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の無線通信装置１００の内部構成を示すブロック図である。
図２は、第１の実施形態の無線通信装置１００の模式的な外観、及び当該無線通信装置１００とアクセスポイント３０１，３０２，３０３との方向位置情報を表示する表示部１０１の様子を示す説明図である。なお、アクセスポイント３０１，３０２，３０３は図３に示す。
図３は、第１の実施形態の無線通信装置１００と、当該無線通信装置１００の通信エリア内に位置するアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置関係を示す説明図である。
【００３０】
無線通信装置１００では、図１に示すように、データバス部１０７を介して、表示部１０１、アンテナ制御部１０３、無線部１１０、方向位置推定部１０４、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）部１０５及び記憶部１０６部がそれぞれ接続されている。アンテナ部１０２は、アンテナ制御部１０３と接続されている。無線部１１０は、アンテナ制御部１０３及び方向位置推定部１０４に接続されている。
【００３１】
表示部１０１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成されている。表示部１０１は、無線通信装置１００が導出したアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報に応じて、当該無線通信装置１００のアイコン３００、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコン３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを明示的に表示する（図２参照）。
【００３２】
アンテナ部１０２は、複数のアンテナ、例えば３つの指向性アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにより構成されている。各々の指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃは、図２に示すように、それぞれ異なる所定の方向に高くて狭い指向性１０２ａａ，１０２ｂｂ，１０２ｃｃを有するアンテナであり、アンテナ制御部１０３から供給される給電電力に基づいて動作する。なお、アンテナ部１０２を構成する各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃには、当該指向性アンテナを識別するための番号が予め付与されている。以下の説明において、各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃを識別する番号を、「セクタ番号」という。なお、本実施の形態では、指向性アンテナ１０２ａのセクタ番号は１、指向性アンテナ１０２ｂのセクタ番号は２、指向性アンテナ１０２ｃのセクタ番号は３とする。
【００３３】
各々の指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃは、無線通信装置１００の送受信可能な周波数チャネルにおいて、当該指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの各通信エリア内（当該通信エリアの方向も含む。以下同様。）に位置する各アクセスポイント３０１〜３０３から送信された固有情報信号を受信する。
【００３４】
この固有情報信号は、各アクセスポイント３０１〜３０３の識別番号情報を含む固有の情報信号であって、以下の説明において、各アクセスポイント３０１〜３０３から送信された各当該固有情報信号を「ビーコン信号」という。
例えば、このビーコン信号には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）又はＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）等の当該アクセスポイント３０１〜３０３の識別番号情報が含まれる。なお、このビーコン信号に関する説明は、以下の各実施形態においても同様である。
【００３５】
アンテナ制御部１０３は、ビーコン信号の受信の際に用いる指向性アンテナを切り替えて、指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうちいずれかの指向性アンテナから選択し、更に、当該選択された指向性アンテナに給電電力を供給する。
アンテナ制御部１０３は、当該選択された指向性アンテナのセクタ番号を、一時的に記憶部１０６に格納する。アンテナ制御部１０３は、当該選択された指向性アンテナの有する指向性を、アンテナ部１０２の指向性として形成する。
【００３６】
また、無線部１１０は、無線通信装置１００の送受信可能な周波数チャネルを上述したチャネル１又はチャネル２に設定し、当該チャネル１又はチャネル２においてアクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号の有無を検出する。無線部１１０は、当該設定されたチャネル１又はチャネル２を、一時的に記憶部１０６に格納する。
無線部１１０は、アンテナ部１０２の指向性を形成するように選択された、いずれかの指向性アンテナが受信したビーコン信号を、データバス部１０７を介して方向位置推定部１０４に出力する。
【００３７】
方向位置推定部１０４は、無線部１１０により出力されたビーコン信号を、データバス部１０７を介して入力する。方向位置推定部１０４は、当該入力されたビーコン信号に応じて、当該ビーコン信号を送信したアクセスポイントの方向位置情報を導出する。
方向位置推定部１０４は、当該導出されたいずれかのアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を、データバス部１０７を介して記憶部１０６に格納する。なお、この方向位置情報の導出の詳細は後述する。
【００３８】
ＭＰＵ部１０５は、ＭＰＵで構成され、図１に示した無線通信装置１００の各部の動作を制御する。例えば、ＭＰＵ部１０５は、記憶部１０６に格納されたアクセスポイント３０１〜３０３の各方向位置情報に応じて、当該各アクセスポイントのアイコン３００，３０１ａ，３０２ａ，３０３ａを表示部１０１に表示する。なお、各アクセスポイントに対応したアイコン３００，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ（図２参照）が有する機能を示すデータは、記憶部１０６に予め格納されていることが好ましい。機能を示すデータとは、プリンタ、モニタなどの種別や各アクセスポイントがサポートするデータ伝送速度やアプリケーションの種別、セキュリティ機能の有無や強度などである。
【００３９】
記憶部１０６は、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、方向位置推定部１０４により導出されたアクセスポイント３０１〜３０３の各方向位置情報を格納する。
更に、記憶部１０６は、無線通信装置１００の各部の動作時におけるワークメモリとして機能する。
【００４０】
アクセスポイント３０１〜３０３は、図３に示すように、それぞれ独立したアクセスポイントとして動作する。アクセスポイント３０１〜３０３は、各々のアクセスポイントの識別番号情報を含むビーコン信号を、ミリ波の周波数帯域における異なる周波数チャネル（チャネル１又はチャネル２）を用いて定期的に送信している。これらのアクセスポイント３０１〜３０３の説明は、以下の各実施形態においても同様である。
【００４１】
図３には、指向性アンテナ１０２ａの指向性１０２ａａによって形成された通信エリアで、アクセスポイント３０１が検出されたことが示されている。同様に、図３には、指向性アンテナ１０２ｂの指向性１０２ｂｂによって形成された通信エリアで、アクセスポイント３０２が検出されたことが示されている。同様に、図３には、指向性アンテナ１０２ｂの指向性１０２ｂｂによって形成された通信エリアと指向性アンテナ１０２ｃの指向性１０２ｃｃによって形成された通信エリアとの中間地点で、アクセスポイント３０３が検出されたことが示されている。
【００４２】
次に、無線通信装置１００の動作について、図４を参照して説明する。図４は、第１の実施形態の無線通信装置１００の動作を説明するフローチャートである。
【００４３】
図４において、無線部１１０は、ミリ波の周波数帯域における周波数チャネルの番号を初期化する（Ｓ１０１）。即ち、無線部１１０は、無線通信装置１００の送受信可能なミリ波の周波数帯域における周波数チャネルを、チャネル１に設定する。このチャネル１に設定されたという情報は、記憶部１０６に格納される。
【００４４】
アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのセクタ番号を１に初期化する（Ｓ１０２）。即ち、アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうち、当該アンテナ部１０２の指向性を形成するための指向性アンテナとして、先ず指向性アンテナ１０２ａを選択する。
【００４５】
これにより、無線通信装置１００のアンテナ部１０２では、図３に示すように、指向性アンテナ１０２ａの指向性１０２ａａが形成される。無線通信装置１００は、当該形成された指向性アンテナ１０２ａの指向性１０２ａａの通信エリア（図示しない）に、当該無線通信装置１００の通信対象であるアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００４６】
無線部１１０は、ミリ波の周波数帯域におけるチャネル１内に存在する受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を測定する（Ｓ１０３）。無線部１１０は、当該測定された受信電界強度が所定値を超える場合に（Ｓ１０４、ＹＥＳ）、ビーコン信号同期確立（Ｓ１０５）の動作に移行し、当該ビーコン信号のプリアンブルを検出して当該ビーコン信号の同期を確立する（Ｓ１０５）。無線部１１０は、当該ビーコン信号の同期を確立した後、当該ビーコン信号を方向位置推定部１０４に出力する。
【００４７】
方向位置推定部１０４は、無線部１１０により出力されたビーコン信号を入力する。方向位置推定部１０４は、当該入力されたビーコン信号のヘッダ領域の情報に基づいて、当該ビーコン信号のデータ領域を復調する。方向位置推定部１０４は、当該復調されたデータ領域のデータに基づいて、当該ビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比を導出する（Ｓ１０６）。更に、方向位置推定部１０４は、当該ビーコン信号のヘッダ領域に含まれるアクセスポイントの識別番号情報を抽出する。なお、この識別番号情報には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ又はＥＳＳＩＤ等が含まれている。
【００４８】
方向位置推定部１０４は、当該抽出されたアクセスポイントの識別番号情報、ステップＳ１０６で導出されたビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比の情報を関連づけて記憶部１０６に格納する（Ｓ１０７）。
【００４９】
次に、アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの現在のセクタ番号（＝１）に１を加算して、セクタ番号を２とする（Ｓ１０８）。即ち、アンテナ制御部１０３は、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうち、当該アンテナ部１０２の指向性を形成するための指向性アンテナとして、セクタ番号が２の指向性アンテナ１０２ｂを選択する。
【００５０】
即ち、無線通信装置１００は、ステップＳ１０９で現在のセクタ番号がアンテナ部１０２におけるセクタ番号の最大値を超えるまで、全ての送受信可能な周波数チャネルにおいて上述したステップＳ１０３からステップＳ１０８の動作を繰り返す（Ｓ１０９）。即ち、無線通信装置１００は、ミリ波の周波数帯域のチャネル１で、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの指向性１０２ａａ〜１０２ｃｃを形成し、当該形成された指向性の通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００５１】
ステップＳ１０９で現在のセクタ番号がアンテナ部１０２におけるセクタ番号の最大値を超えた場合（Ｓ１０９、ＮＯ）、無線部１１０は、ミリ波の周波数帯域で現在設定している周波数チャネルを、チャネル１からチャネル２に変更する（Ｓ１１０）。その後、無線通信装置１００は、上述したステップＳ１０２からステップＳ１０９の動作を繰り返す（Ｓ１１１）。例えば、ステップＳ１１１において現在設定されている周波数チャネルが最大チャネル数である２ではない場合（Ｓ１１１、ＹＥＳ）、無線通信装置１００は、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルをチャネル２に設定する。更に、無線通信装置１００は、当該チャネル２で、アンテナ部１０２の各指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの指向性１０２ａａ〜１０２ｃｃを形成し、当該形成された指向性の通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００５２】
以上により、記憶部１０６には、周波数チャネル及び指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうちいずれかの指向性アンテナのセクタ番号に関連して、当該指向性アンテナが受信したビーコン信号の受信電界強度、受信ＳＮ比、及びアクセスポイントの識別番号情報が格納される。
【００５３】
方向位置推定部１０４は、記憶部１０６に格納された各データ、具体的には受信ＳＮ比に基づいて、各アクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を導出する。
なお、アクセスポイント３０１〜３０３のアンテナ利得、及びビーコン信号の信号電力は、アクセスポイント３０１〜３０３から送信されるビーコン信号に含まれているものとする。
ここで、受信ＳＮ比は、受信したビーコン信号を利用することで、各アクセスポイント３０１〜３０３が送信するビーコン信号の信号電力、アクセスポイント３０１〜３０３のアンテナ利得、伝搬距離、指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの利得及び雑音指数により定まる。
【００５４】
従って、アクセスポイント３０１〜３０３のアンテナ利得、及びビーコン信号の信号電力が分かっている場合には、方向位置推定部１０４は、ステップＳ１０６で導出された受信ＳＮ比から伝搬距離を導出することができる。
【００５５】
方向位置推定部１０４は、上述した記憶部１０６に格納された受信ＳＮ比に応じて、無線通信装置１００と各アクセスポイント３０１〜３０３との方向位置情報を導出する（Ｓ１１２）。
【００５６】
この方向位置情報のうち、無線通信装置１００を基準にした各アクセスポイント３０１〜３０３の方向情報は、当該アクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号を受信した際のアンテナ部１０２の指向性に基づいて定まる。
例えば、アンテナ部１０２の指向性１０２ａａが形成されている場合にアクセスポイント３０１からビーコン信号を受信したとき、当該アクセスポイント３０１の方向情報は、図３に示すように、略北西側とされる。図３において説明のために図面の上方向を北、左方向を西、右方向を東として北西と表現している。他のアクセスポイント３０２，３０３からビーコン信号をそれぞれ受信した場合においても同様である。
【００５７】
また、当該方向位置情報のうち、無線通信装置１００と各アクセスポイント３０１〜３０３との距離情報（位置情報）は、上述したステップＳ１１２において、記憶部１０６に格納された受信ＳＮ比に応じて導出されたビーコン信号の伝搬距離に基づいて推定値として定まる。
【００５８】
また、図３に示すように、指向性１０２ｂｂが形成された通信エリアと指向性１０２ｃｃが形成された通信エリアとの中間地点でアクセスポイント３０３が検出される場合には、無線通信装置１００は、次のようにして当該アクセスポイント３０３の方向位置情報を導出する。
具体的には、方向位置推定部１０４は、指向性１０２ｂｂが形成された場合のアクセスポイントの方向位置情報と、指向性１０２ｃｃが形成された場合のアクセスポイントの方向位置情報とをそれぞれ導出する。更に、方向位置推定部１０４は、当該導出された各方向位置情報に含まれる方向（角度）及び位置（距離）の交点を導出することで、当該アクセスポイント３０３の方向位置情報を導出する。
【００５９】
方向位置推定部１０４は、当該導出されたアクセスポイントの方向位置情報を記憶部１０６に格納する。ＭＰＵ部１０５は、当該記憶部１０６に格納されたアクセスポイントの方向位置情報を、図２に示すように、表示部１０１に明示的に表示する。例えば、ＭＰＵ部１０５は、当該アクセスポイントの方向位置情報として、当該アクセスポイントの識別番号情報、例えばＥＳＳＩＤを表示部１０１に表示する。これにより、無線通信装置１００は、当該無線通信装置１００と接続可能なアクセスポイントの選択を、ユーザに対して容易に促すことができる。
【００６０】
アクセスポイント３０１〜３０３の一使用例として、アクセスポイント３０１が大画面を有するテレビジョン装置、アクセスポイント３０２がＰＣ（Personal Computer）、アクセスポイント３０３がＨＤＤ（Hard Disk Drive）レコーダのようなストレージ装置を想定する。無線通信装置１００は、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルで、指向性の高くて狭い指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃを用いて、当該指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃのうちいずれかの指向性アンテナを用いて指向性を形成して、アクセスポイントの有無を検出する。
【００６１】
これにより、無線通信装置１００は、方向位置情報が導出された各アクセスポイント３０１〜３０３のうち、ストレージ装置に当該無線通信装置１００からファイルを送信している状態でも、電波のテレビジョン装置やＰＣへの当該送信信号の漏洩を抑制することができる。このため、例えば、無線通信装置１００とストレージ装置との間の通信を確立することができ、同時にＰＣとテレビジョン装置との間の通信を確立することができる。
【００６２】
従って、第１の実施形態の無線通信装置１００によれば、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象であるアクセスポイント３０１〜３０３との間の相対的な位置方向情報を簡易な構成で導出することができる。更に、無線通信装置１００によれば、所望のアクセスポイント３０１〜３０３との通信を簡単に実現することができるため、当該所望のアクセスポイント３０１〜３０３との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【００６３】
なお、上述した表示部１０１には、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコンとして、当該アクセスポイントの識別番号情報、例えばＥＳＳＩＤが表示されることが好ましい。但し、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコンは、当該識別番号情報に限定されない。例えば、テレビジョン装置、ＰＣ、プリンタ等の各画像データが当該アイコンとして表示部１０１に表示されても良い。この場合、これらの各画像データは、予め無線通信装置１００の記憶部１０６内に格納されているとする。
【００６４】
また、表示部１０１の上にタッチパネルが配設されていても良く、以下の各実施形態においても同様である。この場合、表示部１０１に表示されたアクセスポイントのアイコンのタッチ入力操作に応じて、ユーザは、所望の通信対象のアクセスポイントの方向及び位置を的確に認識した上で、当該所望のアクセスポイントの方向に指向性を形成する指向性アンテナを適切に選択可能である。
【００６５】
これにより、無線通信装置１００は、ユーザ所望のアクセスポイントの方向に指向性を瞬時に形成することができ、更に通信の確立時間をより短くすることができる。更に、無線通信装置１００は、アクセスポイントとの通信の確立時間をより短くすることができるため、当該通信の秘匿性を高くすることができる。
【００６６】
更に、ミリ波の周波数帯域に対応した狭い指向性を有する指向性アンテナは一般的に高いアンテナ利得を持つ。このため、回線品質を高めることができる。従って、無線通信装置１００は、より適切な方向に指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃの指向性１０２ａａ〜１０２ｃｃを形成することで、ギガビットクラスの高速な無線通信も容易に実現することができる。
【００６７】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の無線通信装置１００ａの構成について図５〜図７を参照して説明する。第２の実施形態の無線通信装置１００ａの構成及び動作に関する説明のうち、第１の実施形態の無線通信装置１００と同様の構成及び動作に関する説明は省略する。図５は、第２の実施形態の無線通信装置１００ａの内部構成を示すブロック図である。
図６は、第２の実施形態の無線通信装置の模式的な外観、及び当該無線通信装置１００ａとアクセスポイント３０１〜３０３との方向位置情報を表示する表示部１０１ａの様子を示す説明図である。
図７は、第２の実施形態の無線通信装置１００ａと、当該無線通信装置１００ａの通信エリア内に位置するアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置関係を示す説明図である。
【００６８】
無線通信装置１００ａでは、図５に示すように、データバス部１０７ａを介して、表示部１０１ａ、アンテナ制御部１０３ａ、無線部１１０ａ、方向位置推定部１０４ａ、ＭＰＵ部１０５ａ、記憶部１０６ａ及びジャイロセンサ１０８がそれぞれ接続されている。指向性アンテナ１０２ｄは、無線部１１０に接続される。
【００６９】
指向性アンテナ１０２ｄは、図６に示すように、予め固定的に定められた方向に高くて狭い指向性１０２ｄｄを有するアンテナであり、アンテナ制御部１０３ａから供給される給電電力に基づいて動作する。指向性アンテナ１０２ｄは、無線通信装置１００ａの送受信可能な周波数チャネルにおいて、当該指向性アンテナ１０２ｄの通信エリア内に位置するアクセスポイントから送信されたビーコン信号を受信する。
【００７０】
アンテナ制御部１０３ａは、指向性アンテナ１０２ｄに給電電力を供給し、当該指向性アンテナ１０２ｄで指向性１０２ｄｄを形成する。
【００７１】
無線部１１０ａは、無線通信装置１００ａの送受信可能な周波数チャネルをチャネル１又はチャネル２に設定し、当該チャネル１又はチャネル２においてアクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号の有無を検出する。無線部１１０ａは、指向性アンテナ１０２ｄが受信したビーコン信号を、データバス部１０７ａを介して方向位置推定部１０４ａに出力する。
無線部１１０ａは、当該設定されたチャネル１又はチャネル２を、一時的に記憶部１０６ａに格納する。なお、チャネル数は３以上あってもよい。
【００７２】
方向位置推定部１０４ａ、ＭＰＵ部１０５ａ及び記憶部１０６ａの動作は、上述した第１の実施形態の方向位置推定部１０４、ＭＰＵ部１０５及び記憶部１０６の動作と同様であるため、当該動作の説明は省略する。
【００７３】
ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ａを保持するユーザの保持状態に対応した角度情報を検出する。ジャイロセンサ１０８は、当該検出された角度情報を、データバス部１０７ａを介して方向位置推定部１０４ａ及び記憶部１０６ａにそれぞれ出力する。
【００７４】
図７には、ユーザの無線通信装置１００ａの保持状態に対応した角度情報に応じて指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｄｄが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０１が検出されたことが示されている。
同様に、ユーザの無線通信装置１００ａの保持状態に対応した角度情報に応じて指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｅｅが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０２が検出されたことが示されている。
同様に、ユーザの無線通信装置１００ａの保持状態に対応した角度情報に応じて指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｆｆが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０３が検出されたことが示されている。
【００７５】
次に、無線通信装置１００ａの動作について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態の無線通信装置１００ａの動作を説明するフローチャートである。
【００７６】
図８において、無線部１１０ａは、ミリ波の周波数帯域における周波数チャネルの番号を初期化する（Ｓ２０１）。即ち、無線部１１０ａは、無線通信装置１００ａの送受信可能なミリ波の周波数帯域における周波数チャネルをチャネル１に設定する。このチャネル１に設定されたという情報は、記憶部１０６ａに格納される。
【００７７】
無線部１１０ａは、ミリ波の周波数帯域におけるチャネル１内に位置する受信電界強度を測定する（Ｓ２０２）。無線部１１０ａは、当該測定された受信電界強度が所定値を超える場合に（Ｓ２０３、ＹＥＳ）、ビーコン信号同期確立（Ｓ２０４）の動作に移行し、当該ビーコン信号のプリアンブルを検出して当該ビーコン信号の同期を確立する（Ｓ２０４）。無線部１１０ａは、当該ビーコン信号の同期を確立した後、当該ビーコン信号を方向位置推定部１０４ａに出力する。
【００７８】
方向位置推定部１０４ａは、無線部１１０ａにより出力されたビーコン信号を入力する。方向位置推定部１０４ａは、当該入力されたビーコン信号のヘッダ領域の情報に基づいて、当該ビーコン信号のデータ領域を復調する。方向位置推定部１０４ａは、当該復調されたデータ領域のデータに基づいて、当該ビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比を導出する（Ｓ２０５）。更に、方向位置推定部１０４ａは、当該ビーコン信号のヘッダ領域内に含まれるアクセスポイントの識別番号情報を抽出する。なお、この識別番号情報には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ又はＥＳＳＩＤ等が含まれている。
【００７９】
このとき、ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ａを保持するユーザの保持状態に対応した角度情報を検出し（Ｓ２０６）、当該検出された角度情報を、データバス部１０７ａを介して方向位置推定部１０４ａ及び記憶部１０６ａにそれぞれ出力する。
【００８０】
方向位置推定部１０４ａは、当該抽出されたアクセスポイントの識別番号情報、ステップＳ２０５で導出されたビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比の情報を関連づけて記憶部１０６ａに格納する（Ｓ２０７）。
【００８１】
次に、無線部１１０ａは、ミリ波の周波数帯域で現在設定している周波数チャネルを、チャネル１からチャネル２に変更する（Ｓ２０８）。その後、無線通信装置１００ａは、全ての送受信可能な周波数チャネルにおいて、上述したステップＳ２０２からステップＳ２０７の動作を繰り返す（Ｓ２０９）。例えば、ステップＳ２０９において現在設定されている周波数チャネルが最大のチャネル数であるチャネル２ではない場合（Ｓ２０９、ＹＥＳ）、無線通信装置１００ａは、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルをチャネル２に設定する。更に、無線通信装置１００ａは、当該チャネル２で、ジャイロセンサ１０８により検出された角度情報に対応して形成された指向性アンテナ１０２ｄの指向性１０２ｄｄ〜１０２ｆｆの通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【００８２】
以上により、記憶部１０６ａには、周波数チャネル及び指向性アンテナ１０２ｄに対応して、当該アンテナ１０２ｄが受信したビーコン信号の受信電界強度、受信ＳＮ比、及びアクセスポイントの識別番号情報の各データが格納される。
【００８３】
方向位置推定部１０４ａは、記憶部１０６ａに格納された各データ、具体的には受信ＳＮ比に基づいて、各アクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を導出する（Ｓ２１０）。
【００８４】
この方向位置情報のうち、無線通信装置１００ａを基準にした各アクセスポイント３０１〜３０３の方向は、当該アクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号を受信した場合のアンテナ１０２ｄの指向性が向けられた、無線通信装置１００ａの方向に基づいて定まる。
アンテナ１０２ｄの指向性は、ジャイロセンサ１０８により検出された角度情報に依存している。例えば、アクセスポイント３０１からビーコン信号を受信したとき、当該アクセスポイント３０１の方向情報は、図７に示すように、指向性１０２ｄｄである場合にジャイロセンサ１０８により検出された角度情報とされる。他のアクセスポイント３０２，３０３からビーコン信号をそれぞれ受信した場合においても同様である。
【００８５】
また、当該方向位置情報のうち、無線通信装置１００ａと各アクセスポイント３０１〜３０３との距離情報（位置情報）は、上述したステップＳ２１０において、記憶部１０６ａに格納された受信ＳＮ比に応じて導出されたビーコン信号の伝搬距離に基づいて定まる。
【００８６】
以上により、第２の実施形態の無線通信装置１００ａによれば、上述した無線通信装置１００と同様に、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象であるアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置方向情報を簡易な構成で導出することができる。更に、無線通信装置１００ａによれば、所望のアクセスポイント３０１〜３０３との通信を簡単に実現することができるため、当該所望のアクセスポイント３０１〜３０３との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【００８７】
上述した第１の実施形態と同様、無線通信装置１００ａの表示部１０１ａには、各アクセスポイント３０１〜３０３のアイコンとして、当該アクセスポイントの識別番号情報、例えばＩＳＳＩＤが表示される。従って、当該表示されたアイコンのアクセスポイントと通信する場合には、ユーザが当該アクセスポイントの方向に無線通信装置１００ａを傾けるように保持することで、無線通信装置１００ａは、当該アクセスポイントとの通信を簡単に実現することができる。
【００８８】
上述した第２の実施形態では、予め固定的に定められた方向に高くて狭い指向性を有する指向性アンテナ１０２ｄを用いるように説明した。但し、第２の実施形態の無線通信装置１００ａにおいて、当該指向性アンテナ１０２ｄの代わりに、第１の実施形態で説明したアンテナ部１０２を構成する指向性を切り替えることができる指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃが用いられても良い。
【００８９】
この場合、指向性アンテナ１０２ａ〜１０２ｃで設定する指向性は、指向性アンテナ１０２ｄで設定される通信エリアをさらに細かく分割し、通信エリアの切替えができるような、より狭い通信エリアを持つ指向性アンテナ１０２ａ‘〜１０２ｃ‘を用いる。
指向性アンテナ１０２ｄが受信したビーコン信号に応じて導出されたアクセスポイントの方向にユーザが無線通信装置１００ａを傾けて指向性を形成することで、無線通信装置１００ａは、アクセスポイントの方向位置情報の推定を高精度に行うことができる。
【００９０】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの構成について図９及び図１０を参照して説明する。第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの構成及び動作に関する説明のうち、第１の実施形態の無線通信装置１００、或いは第２の実施形態の無線通信装置１００ａと同様の構成及び動作に関する説明は省略する。図９は、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの内部構成を示すブロック図である。
図１０は、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの模式的な外観、及び当該無線通信装置１００ｂとアクセスポイント３０１〜３０３との方向位置情報を表示する表示部１０１ｂの様子を示す説明図である。
【００９１】
無線通信装置１００ｂでは、図９に示すように、データバス部１０７ｂを介して、表示部１０１ｂ、アンテナ制御部１０３ｂ、無線部１１０ｂ、方向位置推定部１０４ｂ、ＭＰＵ部１０５ｂ、記憶部１０６ｂ及びジャイロセンサ１０８がそれぞれ接続されている。なお、ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ｂに設けられていなくても良い。アンテナ部１０９は、アンテナ制御部１０３ｂと接続されている。無線部１１０ｂは、アンテナ制御部１０３ｂ及び方向位置推定部１０４ｂに接続されている。
【００９２】
アンテナ部１０９は、複数のアンテナ、例えば３つのアンテナ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ、及び当該各アンテナ１０９ａ〜１０９ｃにそれぞれ接続された位相調整部１０９ｄ，１０９ｅ，１０９ｆから構成されるフェーズドアレイアンテナである。
【００９３】
アンテナ部１０９は、図９に示すように、それぞれ移相器等で構成される位相調整部１０９ｄ〜１０９ｆが各アンテナ１０９ａ〜１０９ｃから送信される送信信号の位相を調整して各信号間に所定の位相差を設けることで、所定方向に指向性が形成される。アンテナ部１０９は、アンテナ制御部１０３ｂから供給される給電電力に基づいて動作する。
【００９４】
各々のアンテナ１０９ａ〜１０９ｃは、無線通信装置１００ｂの送受信可能な周波数チャネルにおいて、当該アンテナ１０９ａ〜１０９ｃの各通信エリア内に位置する各アクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号を受信する。
【００９５】
アンテナ制御部１０３ｂは、アンテナ部１０９に給電電力を供給し、当該供給されたアンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性を制御する。アンテナ制御部１０３ｂは、無線部１１０ｂに接続される。
無線部１１０ｂは、無線通信装置１００ｂの送受信可能な周波数チャネルをチャネル１又はチャネル２に設定し、当該チャネル１又はチャネル２においてアクセスポイント３０１〜３０３から送信されたビーコン信号の有無を検出する。無線部１１０ｂは、当該設定されたチャネル１又はチャネル２を、一時的に記憶部１０６ｂに格納する。
無線部１１０ｂは、アンテナ部１０９が受信したビーコン信号を、データバス部１０７ｂを介して方向位置推定部１０４ｂに出力する。
【００９６】
方向位置推定部１０４ｂは、無線部１１０ｂにより出力されたビーコン信号を、データバス部１０７ｂを介して入力する。方向位置推定部１０４ｂは、当該入力されたビーコン信号に応じて、当該ビーコン信号を送信したアクセスポイントの方向位置情報を、フェーズドアレイアンテナの指向性パターン情報と各々の指向性パターンにおける、ビーコン信号の信号強度および位相情報から導出する。
【００９７】
特に、ビーコン信号を受信したアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報のうち、方向を推定する場合には、方向位置推定部１０４ｂが公知のＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法に従った到来方向及び距離の推定を行うことで導出可能である。
【００９８】
なお、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法とは、フェーズドアレイアンテナのような複数のアンテナに同時に到来する複数の電波の方向を測定するアルゴリズムである。具体的には、ＭＵＳＩＣ法では、まず複数のアンテナが受信した受信信号から得られる相関行列の固有値が導出される。この導出された固有値は、アクセスポイントから送信されたビーコン信号の波数によって信号固有値と雑音固有値とに分けられ、当該雑音固有値に対応した雑音固有ベクトルが導出される。この導出された雑音固有ベクトルに基づいて角度スペクトラムが導出され、当該導出された角度スペクトラムを並列平均してＭＵＳＩＣスペクトラムが導出される。この導出されたＭＵＳＩＣスペクトラムから所望のビーコン信号の到来方向が推定される。
【００９９】
方向位置推定部１０４ｂは、当該導出されたいずれかのアクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を、データバス部１０７ｂを介して記憶部１０６ｂに格納する。なお、この方向位置情報の位置（距離）導出の詳細は後述する。
【０１００】
ＭＰＵ部１０５ｂ、記憶部１０６ｂ及びジャイロセンサ１０８の動作は、上述した第２の実施形態のＭＰＵ部１０５ａ、記憶部１０６ａ及びジャイロセンサ１０８の動作と同様であるため、当該動作の説明は省略する。
【０１０１】
図１０には、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性１０９ａａが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０１が検出されたことが示されている。
同様に、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性１０９ｂｂが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０２が検出されたことが示されている。
同様に、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナの指向性１０９ｃｃが形成された通信エリアで、アクセスポイント３０３が検出されたことが示されている。
【０１０２】
次に、無線通信装置１００ｂの動作について、図１１を参照して説明する。図１１は、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂの動作を説明するフローチャートである。なお、図１１に示すフローチャートの動作の前に、無線通信装置１００ｂは、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナにより所定方向に指向性を形成しているものとする。
【０１０３】
図１１において、無線部１１０ｂは、ミリ波の周波数帯域における周波数チャネルの番号を初期化する（Ｓ３０１）。即ち、無線部１１０ｂは、無線通信装置１００ｂの送受信可能なミリ波の周波数帯域における周波数チャネルをチャネル１に設定する。このチャネル１に設定されたという情報は、記憶部１０６ｂに格納される。
【０１０４】
無線部１１０ｂは、ミリ波の周波数帯域におけるチャネル１内に位置する受信電界強度を測定する（Ｓ３０２）。無線部１１０ｂは、当該測定された受信電界強度が所定値を超える場合に（Ｓ３０３、ＹＥＳ）、ビーコン信号同期確立（Ｓ３０４）の動作に移行し、当該ビーコン信号のプリアンブルを検出して当該ビーコン信号の同期を確立する（Ｓ３０４）。無線部１１０ｂは、当該ビーコン信号の同期を確立した後、当該ビーコン信号を方向位置推定部１０４ｂに出力する。
【０１０５】
方向位置推定部１０４ｂは、無線部１１０ｂにより出力されたビーコン信号を入力する。方向位置推定部１０４ｂは、当該入力されたビーコン信号のヘッダ領域の情報に基づいて、当該ビーコン信号のデータ領域を復調する。方向位置推定部１０４ｂは、当該復調されたデータ領域のデータに基づいて、当該ビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比を導出する（Ｓ３０５）。更に、方向位置推定部１０４ｂは、当該ビーコン信号のヘッダ領域内に含まれるアクセスポイントの識別番号情報を抽出する。なお、この識別番号情報には、各アクセスポイント３０１〜３０３のＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ又はＥＳＳＩＤ等が含まれている。
【０１０６】
方向位置推定部１０４ｂは、当該抽出されたアクセスポイントの識別番号情報、ステップＳ３０５で導出されたビーコン信号の受信電界強度及び受信ＳＮ比の情報を関連づけて記憶部１０６ｂに格納する（Ｓ３０６）。
【０１０７】
次に、無線部１１０ｂは、ミリ波の周波数帯域で現在設定している周波数チャネルを、チャネル１からチャネル２に変更する（Ｓ３０７）。その後、無線通信装置１００ｂは、全ての送受信可能な周波数チャネルにおいて、上述したステップＳ３０２からステップＳ３０６の動作を繰り返す（Ｓ３０８）。例えば、ステップＳ３０８において現在設定されている周波数チャネルが最大のチャネル数であるチャネル２ではない場合（Ｓ３０８、ＹＥＳ）、無線通信装置１００ｂは、ミリ波の周波数帯域の周波数チャネルをチャネル２に設定する。更に、無線通信装置１００ｂは、当該チャネル２で、アンテナ部１０９のフェーズドアレイアンテナにより形成された指向性１０９ｄｄ〜１０９ｆｆの通信エリア内にアクセスポイントが位置するか否かを検出する。
【０１０８】
以上により、記憶部１０６ｂには、周波数チャネル及びアンテナ部１０９の指向性１０９ａａ〜１０９ｃｃに対応して、各アンテナ１０９ａ〜１０９ｃが受信したビーコン信号の受信電界強度、受信ＳＮ比、及びアクセスポイントの識別番号情報の各データが格納される。
【０１０９】
方向位置推定部１０４ｂは、記憶部１０６ｂに格納された各データ、具体的には受信ＳＮ比に基づいて、各アクセスポイント３０１〜３０３の方向位置情報を導出する（Ｓ３０９）。
【０１１０】
この方向位置情報のうち、無線通信装置１００ｂを基準にした各アクセスポイント３０１〜３０３の方向は、方向位置推定部１０４ｂが上述したＭＵＳＩＣ法を適用することにより導出することができる。例えば、アクセスポイント３０１からビーコン信号を受信したとき、当該アクセスポイント３０１の方向情報は、図１０に示すように、アンテナ部１０９の指向性、及び当該ＭＵＳＩＣ法に従って導出された角度情報に基づいて導出される。他のアクセスポイント３０２，３０３からビーコン信号をそれぞれ受信した場合においても同様である。
【０１１１】
また、当該方向位置情報のうち、無線通信装置１００ａと各アクセスポイント３０１〜３０３との距離情報（位置情報）は、上述したステップＳ２１０において、記憶部１０６ｂに格納された受信ＳＮ比に応じて導出されたビーコン信号の伝搬距離に基づいて定まる。
【０１１２】
以上により、第３の実施形態の無線通信装置１００ｂによれば、上述した無線通信装置１００，１００ａと同様に、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象であるアクセスポイント３０１〜３０３との間の位置方向情報を簡易な構成で導出することができる。更に、無線通信装置１００ｂによれば、所望のアクセスポイント３０１〜３０３との通信を簡単に実現することができるため、当該所望のアクセスポイント３０１〜３０３との間における通信干渉を効果的に低減することができる。
【０１１３】
なお、第３の実施形態において、方向位置推定部１０４ｂがＭＵＳＩＣ法を用いる代わりに、アクセスポイントの方向を推定する場合に、ジャイロセンサ１０８により検出された角度情報を参照して導出しても良い。この場合、ジャイロセンサ１０８は、無線通信装置１００ｂを保持するユーザの保持状態に対応した角度情報を検出し、当該検出された角度情報を、データバス部１０７ｂを介して方向位置推定部１０４ｂ及び記憶部１０６ｂにそれぞれ出力する。
【０１１４】
以上、添付図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明の無線通信装置はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。更に、本発明は、上述した各実施形態の無線通信装置が動作する方法としても成り立つことができる。
【０１１５】
なお、上述した各実施形態では、無線通信装置１００，１００ａ，１００ｂは、送受信可能なミリ波の周波数帯域の周波数チャネルごとに、アクセスポイントの方向位置情報を導出した。更に、上述した各実施形態では、当該周波数チャネルをチャネル１及びチャネル２の２つの周波数チャネルが用いられている。
【０１１６】
例えば、この無線通信装置１００〜１００ｂは、当該周波数チャネルごとに導出した方向位置情報のうち、無線通信装置１００〜１００ｂから近い距離を表す方向位置情報を用いて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示しても良い。
【０１１７】
又は、無線通信装置１００〜１００ｂは、当該周波数チャネルごとに導出した方向位置情報のうち、無線通信装置１００〜１００ｂから遠い距離を表す方向位置情報を用いて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示しても良い。
【０１１８】
更に、無線通信装置１００〜１００ｂは、当該周波数チャネルごとに導出した方向位置情報を平均化し、当該平均化された方向位置情報に基づいて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示しても良い。但し、アクセスポイントの方向位置情報の高い推定精度を得るためには、周波数チャネルごとに導出した方向位置情報を平均化した方向位置情報に基づいて、当該方向位置情報に対応するアクセスポイントのアイコンを表示部１０１〜１０１ｂに表示することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、ミリ波の周波数帯域を用いて、通信対象である被通信対象装置との間の位置方向情報を簡易な構成で導出して所望の被通信対象装置との通信を実現し、当該所望の被通信対象装置との通信干渉を効果的に低減する無線通信装置として有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１００、１００ａ、１００ｂ 無線通信装置
１０１、１０１ａ、１０１ｂ 表示部
１０２、１０９ アンテナ部
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ 指向性アンテナ
１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ アンテナ
１０２ａａ、１０２ｂｂ、１０２ｃｃ、１０２ｄｄ、１０２ｅｅ、１０２ｆｆ、１０９ａａ、１０９ｂｂ、１０９ｃｃ 指向性
１０３、１０３ａ、１０３ｂ アンテナ制御部
１０４、１０４ａ、１０４ｂ 方向位置推定部
１０５、１０５ａ、１０５ｂ ＭＰＵ部
１０６、１０６ａ、１０６ｂ 記憶部
１０７、１０７ａ、１０７ｂ データバス部
１０８ ジャイロセンサ
１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ 位相制御部
３００、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ アイコン
３０１、３０２、３０３ アクセスポイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、
複数の異なる方向に指向性を有するアンテナ部と、
前記アンテナ部の複数の指向性のうち、所定方向に指向性を形成するアンテナ制御部と、
前記指向性が形成された前記アンテナ部によって受信された受信信号に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、
前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記アンテナ部は、複数の指向性アンテナを含み、前記複数の指向性アンテナは、それぞれ所定方向に指向性を有し、
前記アンテナ制御部は、
前記複数の指向性アンテナから切り替えて、前記アンテナ部の指向性を形成する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、
所定方向に指向性を有するアンテナ部と、
当該無線通信装置の位置変化に対応した角度情報を検出するジャイロセンサと、
前記アンテナ部によって受信された受信信号及び前記角度情報に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、
前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記アンテナ部は、複数のアンテナと、前記各アンテナで受信された各受信信号の位相を調整する位相調整部とを含み、
前記アンテナ制御部は、前記複数のアンテナから送信される各送信信号間に所定量の位相差を前記位相調整部に設定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記アンテナ部は、前記被無線通信装置から送信された当該被無線通信装置の識別情報を含む固有情報信号を受信し、
前記方向位置推定部は、前記固有情報信号の受信における周波数チャネルの受信電界強度が所定の閾値を超える場合に、前記無線通信装置に対する前記被無線通信装置の方向位置情報を推定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信装置であって、
前記方向位置推定部により推定された前記方向位置情報を格納する記憶部、を更に備え、
前記方向位置推定部は、前記受信された固有情報信号に基づいて、当該固有情報信号の受信電界強度及び受信信号ＳＮ比を導出し、当該導出された受信電界強度、受信信号ＳＮ比及び前記被無線通信装置の識別情報を前記記憶部に記憶することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信装置であって、
前記方向位置推定部は、前記周波数チャネルを切り替え、当該切り替えられた周波数チャネルの受信電界強度が所定の閾値を超える場合に、前記無線通信装置に対する前記被無線通信装置の方向位置情報を推定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１】
ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、
複数の異なる方向に指向性を有するアンテナ部と、
前記アンテナ部の複数の指向性のうち、所定方向に指向性を形成するアンテナ制御部と、
前記指向性が形成された前記アンテナ部によって受信された受信信号に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、
前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記アンテナ部は、複数の指向性アンテナを含み、前記複数の指向性アンテナは、それぞれ所定方向に指向性を有し、
前記アンテナ制御部は、
前記複数の指向性アンテナから切り替えて、前記アンテナ部の指向性を形成する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
ミリ波の周波数帯域を用いた無線通信で信号を送受信する無線通信装置であって、
所定方向に指向性を有するアンテナ部と、
当該無線通信装置の位置変化に対応した角度情報を検出するジャイロセンサと、
前記アンテナ部によって受信された受信信号及び前記角度情報に応じて、前記無線通信の通信対象である被無線通信装置の方向位置情報を推定する方向位置推定部と、
前記推定された前記被無線通信装置の方向位置情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記アンテナ部は、複数のアンテナと、前記各アンテナで受信された各受信信号の位相を調整する位相調整部とを含み、
前記アンテナ制御部は、前記複数のアンテナから送信される各送信信号間に所定量の位相差を前記位相調整部に設定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記アンテナ部は、前記被無線通信装置から送信された当該被無線通信装置の識別情報を含む固有情報信号を受信し、
前記方向位置推定部は、前記固有情報信号の受信における周波数チャネルの受信電界強度が所定の閾値を超える場合に、前記無線通信装置に対する前記被無線通信装置の方向位置情報を推定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信装置であって、
前記方向位置推定部により推定された前記方向位置情報を格納する記憶部、を更に備え、
前記方向位置推定部は、前記受信された固有情報信号に基づいて、当該固有情報信号の受信電界強度及び受信信号ＳＮ比を導出し、当該導出された受信電界強度、受信信号ＳＮ比及び前記被無線通信装置の識別情報を前記記憶部に記憶することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信装置であって、
前記方向位置推定部は、前記周波数チャネルを切り替え、当該切り替えられた周波数チャネルの受信電界強度が所定の閾値を超える場合に、前記無線通信装置に対する前記被無線通信装置の方向位置情報を推定することを特徴とする無線通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−７８１７２（Ｐ２０１２−７８１７２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２７６５（Ｐ２０１０−２２２７６５）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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