JP2000013334A - ２．４乃至２．５ＧＨｚ帯域で動作する無線通信システム - Google Patents

２．４乃至２．５ＧＨｚ帯域で動作する無線通信システム

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JP2000013334A
JP2000013334A JP11134523A JP13452399A JP2000013334A JP 2000013334 A JP2000013334 A JP 2000013334A JP 11134523 A JP11134523 A JP 11134523A JP 13452399 A JP13452399 A JP 13452399A JP 2000013334 A JP2000013334 A JP 2000013334A
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cooker
noise
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transmitter
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ビー カールソン グラント
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトル拡散技術を使用することなく、
比較的安価で、データスループットが制限されず、受信
器がマイクロ波加熱調理器の非常に近くに配置されてい
る場合でもうまく動作する、２．４乃至２．５ＧＨｚの
ＩＳＭ帯域の中のマイクロ波雑音を防止するためのシス
テムを提供することを目的とする。 【解決手段】 マイクロ波加熱調理器からの雑音の存
在下で２．４乃至２．５ＧＨｚのＩＳＭ帯域で動作する
ディジタル通信のシステムは、マイクロ波雑音の中の静
止期間を検出し、検出された静止期間中に通信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は２．４乃至２．５Ｇ
ＨｚのＩＳＭ（工業、科学、医療）帯域で動作するディ
ジタル無線通信システムに関する。かかるシステムは、
例えばディジタルイメージングデータを高いデータ速
度、例えば１０メガビット毎秒（Ｍｂｐｓ）以上の速度
で通信するために有用である。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル写真システムの進歩に伴い、
例えばディジタルカメラといった送信装置とパーソナル
コンピュータ又はプリンタといった他の画像装置といっ
た受信装置との間のディジタル画像の無線通信は望まし
い特徴となっている。ディジタル画像は大量のデータを
表わし、短い伝送時間が必要とされるため、高いデータ
速度の伝送が望ましい。短い伝送時間は、画像がカメラ
から受信器へ転送されている間の待機時間をより短く
し、バッテリ電力消費を減少させる。
【０００３】かかるディジタル通信システムのための望
ましい通信帯域は、帯域がライセンス下になく、国際的
に使用可能であるため、２．４乃至２．５ＧＨｚのＩＳ
Ｍ帯域である。しかしながら、この帯域を無線通信に使
用するには大きな問題が存在する。この帯域は、以下説
明されるように、この帯域の中にかなりの雑音を発生す
るマイクロ波加熱調理器に割り当てられていることであ
る。
【０００４】２．４乃至２．５ＧＨｚのＩＳＭ帯域の中
の無線周波数（ＲＦ）伝送は、歴史的に、この帯域の中
央の２．４５ＧＨｚで主に動作するマイクロ波加熱調理
器からの人工的な雑音の存在を扱わねばならなかった。
雑音は、加熱調理器の外装を通る漏れにより加熱調理器
から発せられる。漏れ雑音は、ＦＣＣによって１５部非
スペクトル拡散無線の動作について許される出力電力
（即ち１０ミリワット）よりも約２０ｄＢだけ大きな強
さを有する放射出力電力を有する。世界中で使用されて
いる２００，０００，０００台のマイクロ波加熱調理器
はこの帯域におけるはるかに最大且つ最も重大な雑音の
源である。マイクロ波加熱調理器雑音の存在下で画像を
伝送することが望まれる場所のいくつかの例としては、
家庭（特に台所）、又はマイクロ波加熱調理器の近傍に
撮影処理一貫型写真ユニットが配置されうるスーパーマ
ーケット又は百貨店の中がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】２．４乃至２．５ＧＨ
ｚのＩＳＭ帯域の中のマイクロ波雑音を防止するための
１つの可能な方法は、信号を信号の帯域幅よりもはるか
に大きい帯域幅に広げるスペクトル拡散技術を使用し、
それによりマイクロ波加熱調理器からの狭帯域雑音が変
調された信号対雑音比に対してあまり影響を与えないよ
うにすることである。しかしながらこの技術は実施する
のに比較的費用がかかり、データスループットをかなり
（例えば８倍以上）制限し、受信器がマイクロ波加熱調
理器に非常に近い場合にうまく動作しない。
【０００６】従って、２．４乃至２．５ＧＨｚのＩＳＭ
帯域におけるディジタル通信のための改善された手段が
必要とされる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題は、本発明に
よれば、マイクロ波加熱調理器からの雑音の存在下で
２．４乃至２．５ＧＨｚのＩＳＭ帯域で動作し、マイク
ロ波雑音の中の静止期間を検出し上記静止期間中に通信
するディジタル通信のシステムを提供することによって
解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】上述の問題を扱う場合、マイクロ
波加熱調理器によって生成される雑音は、交流電力線電
圧周波数に基づく周波数で周期的であると理解される。
図１を参照するに、マイクロ波加熱調理器によって生成
される雑音エネルギー波形１０が示される。ＲＦ雑音エ
ネルギーの源は、交流電力線によって駆動されるマイク
ロ波加熱調理器の中の磁電管である。出力雑音スペクト
ルは、交流線電圧に同期される約５０％のデューティサ
イクルでパルス化される。北米におけるマイクロ波雑音
エネルギーの周波数は６０ヘルツである。本発明によれ
ば、このパルス化された雑音が検出され、通信は静止期
間中に、即ちマイクロ波加熱調理器がオフである期間１
１の間に行われる。
【０００９】図２を参照するに、本発明によるディジタ
ルデータを通信するシステムは、マイクロ波加熱調理器
の存在下で通信するための送受信器１２を含む。送受信
器１２は、送信器１４と、受信器１６と、アンテナ２０
を送信器又は受信器へ選択的に接続する送信／受信スイ
ッチ１８とを含む。送信器１４は、ＦＳＫ又はＱＰＳＫ
といった任意の既知の変調スキームを使用する標準設計
の２．４乃至２．５ＧＨｚ送信器である。受信器１６は
２０ＭｂｐｓのＦＳＫ信号又は４０ＭｂｐｓのＱＰＳＫ
信号を変調することが可能な標準設計の２．４乃至２．
５ＧＨｚ受信器である。受信器１６の中の変調器は、例
えばモトローラ社のＭＣ１３１５５集積回路である。送
受信器１２はまた、受信器１６のＲＳＳＩ１７（受信信
号強度表示器）に接続されたマイクロ波雑音検出回路２
２を含む。
【００１０】送受信器１２はマイクロプロセッサ２４に
よって制御される。マイクロプロセッサ２４は例えば、
画像機器２６（即ちカメラ、プリンタ、撮影処理一貫型
写真ユニット、又はパーソナルコンピュータ）を制御す
るためにも使用されるマイクロプロセッサ、又は特に通
信システムを与えられたマイクロプロセッサでありう
る。マイクロプロセッサ２４は、送信／受信スイッチ１
８を制御し、送信器１４によって送信されるべき画像機
器２６からのデータを準備し、受信されたデータを画像
機器２６へ与えるために受信器１６からのデータを受信
する。
【００１１】図３を参照するに、マイクロ波雑音検出回
路２２は以下説明されるようにマイクロ波加熱調理器雑
音１０の中の静止期間中にデータの通信を制御するため
にマイクロプロセッサ２４へ与えられる同期クロック３
０及びロック検出信号２８を発生するために受信器１６
からのＲＳＳＩ信号を使用する。この回路２２の主な機
能は、マイクロプロセッサのためのロック検出信号２８
及び同期（Ｓｙｎｃ）クロック３０を発生するために、
ＲＳＳＩ回路（図示せず）の中のＡＭ検出器を使用して
マイクロ波加熱調理器雑音１０の包絡線を追跡すること
である。
【００１２】ロック検出信号２８は、マイクロプロセッ
サ２４に対して６０ヘルツのマイクロ波加熱調理器雑音
特徴が存在することを知らせる。ロック検出信号２８を
発生するために、信器から到来するＲＳＳＩ入力信号１
７は、まずバッファ４６においてバッファされ、位相ロ
ックループ回路５６及び同期クロック発生器回路３２の
両方に与えられる。位相ロックループ回路５６は、電圧
制御発振器（ＶＣＯ）５２と、位相誤り出力信号５４を
生成する位相比較器４８と、低域通過ループフィルタ
（ＬＰＦ）５０とからなる。回路は、５０乃至１２０ヘ
ルツのＲＳＳＩ信号１７が与えられた場合に、ロック検
出信号２８を与えられるよう設計される。回路は、モト
ローラ社といった製造者から集積回路の形状で市販され
ている。共通に使用される部品番号はＣＤ４０４６であ
る。
【００１３】図４は、図１のマイクロ波加熱調理器雑音
エネルギーを参照して示される同期クロック信号３０を
示す図である。同期クロック信号３０は、同期クロック
発生器回路３２を使用してロック検出信号２８とは別に
発生される。同期クロック信号３０は、パルス幅、周波
数及びデューティサイクルについてＲＳＳＩ信号１７と
全く同じである。一旦データ通信が開始するとＲＳＳＩ
信号１７は送受信器アクティビティからのマイクロ波加
熱調理器雑音からは分離されることができないため、こ
の検出及びラッチプロセスが必要である。２進カウンタ
３４，３６はＲＳＳＩの高い期間及び低い期間をサンプ
リングし、その結果をプリセット可能カウンタ３８，４
０へ与える。
【００１４】一旦データが与えられると、ＲＳＳＩ信号
１７によって与えられるマイクロ波特徴なしに、単安定
マルチバイブレータ４２によって同期クロック３０が発
生される。同期クロック３０はマイクロプロセッサ２４
によって与えられ、マイクロ波加熱調理器の雑音特徴の
中の予想される静止期間即ち「オフ」期間１１の間にの
み画像データの送信を可能にするために使用される。同
期クロック３０は、マイクロプロセッサが同期クロック
３０がもはや必要とされない、又は位相シフトされてい
る、と決定するまで放出されつづける。マイクロプロセ
ッサは次に、同期停止制御信号４４を使用して同期クロ
ックを停止させるよう合図する。
【００１５】位相シフトは、異なる電力位相の多数のマ
イクロ波加熱調理器からの雑音によって生じうる。３つ
の加熱調理器が３つの異なる交流位相を使用して同時に
オンとされていれば、ＲＳＳＩ信号は交流周期全体に亘
って高く、ロック検出信号２８はない。マイクロプロセ
ッサ２４は、送受信器に静かな伝送路を探索させる。し
かしながら一旦ロックが確立すると、マイクロプロセッ
サ２４は、遠い端の受信器が送信器に対してマイクロ波
加熱調理器雑音が停止され、聴くことによって雑音が停
止されたことを確認したことを合図したとき、又はロッ
ク検出信号２８が同期クロック信号３０と同期して再び
高くなり加熱調理器雑音がなくなったことを示し、送信
器がそれ自体の検出信号を生じさせているときのいずれ
かにおいて、同期クロックを使用していつ停止するべき
かを知る。
【００１６】このアプローチは異なる交流線周波数に対
して作動し、多数の加熱調理器がある場合又は交流配電
系の少なくとも２つの位相の加熱調理器がある場合でさ
え作動する。本発明はある望ましい実施例を特に参照し
て詳述されたが、本発明の精神及び範囲の中で変更及び
変形がなされうることが理解されよう。
【００１７】
【発明の効果】本発明の利点は以下の通りである。第１
に、ＲＦリンクは、マイクロ波加熱調理器雑音を軽減す
るために周波数を変更すること又は相関技術を使用する
必要がない。第２に、オフデューティサイクル転送を実
行するために要求されるソフトウエア及びクロック同期
回路は、上述の従来技術のスペクトル拡散技術のために
現在使用されている費用がかかりかさばる回路よりも、
かなりの費用節約及び小型要件を有する。第３に、５０
％のデューティサイクルマイクロ波加熱調理器雑音が存
在する間、画像データ転送は、単純ＦＳＫ変調（周波数
偏移変調）を使用して同時に最大で４つの２０ＭＨｚ伝
送路の中で約１０Ｍｂｐｓの平均速度に維持されうる。
第４に、ＱＰＳＫ変調（横軸位相偏移変調）を使用し
て、この帯域によってサポートされる４つの別々の２０
ＭＨｚ伝送路の夫々の中で平均速度として２０Ｍｂｐｓ
が維持されうる。４つの伝送路は多くの国でサポートさ
れ、特に米国においてサポートされている。夫々が１つ
の伝送路を使用する４つのシステムは、全て同時に同じ
方法を使用しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マイクロ波加熱調理器によって生成されるＲＦ
雑音のプロットを示す図である。
【図２】本発明による送受信器のブロック図を示す図で
ある。
【図３】マイクロ波加熱調理器雑音検出回路を示すブロ
ック図である。
【図４】マイクロ波加熱調理器雑音検出回路によって発
生される同期クロック信号のプロットを示す図である。
【符号の説明】
１０ マイクロ波加熱調理器雑音エネルギー波形 １１ 静止（オフ）期間 １２ 送受信器 １４ 送信器 １６ 受信器 １７ 受信信号強度表示器（ＲＳＳＩ） １８ 送信／受信スイッチ ２０ アンテナ ２２ マイクロ波雑音検出回路 ２４ マイクロプロセッサ ２６ 画像機器 ２８ ロック検出信号 ３０ 同期クロック信号 ３２ 同期クロック回路 ３４，３６ ２進カウンタ ３８，４０ プリセット可能カウンタ ４４ 同期停止信号 ４６ バッファ ４８ 位相比較器 ５０ 低域通過ループフィルタ ５２ 電圧制御発振器 ５４ 位相誤り信号 ５６ 位相ロックループ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロ波加熱調理器からの雑音の存在
    下で２．４乃至２．５ＧＨｚ帯域で動作する無線通信シ
    ステムであって、（ａ）マイクロ波加熱調理器雑音の中
    の静止期間を検出する手段と、（ｂ）該静止期間中にの
    み送信を行うよう制御する手段とを有する送信器を含む
    システム。
  2. 【請求項２】 マイクロ波雑音の中の静止期間を検出す
    る手段は更に、（ａ）マイクロ波加熱調理器エネルギー
    の振幅を検出する手段と、（ｂ）検出された振幅からマ
    イクロ波加熱調理器エネルギーの交流線周波数特徴を認
    識する手段とを更に有する、請求項１記載の無線通信シ
    ステム。
  3. 【請求項３】 （ａ）マイクロ波加熱調理器静止期間特
    徴を表わす信号を発生する手段と、（ｂ）マイクロ波加
    熱調理器雑音の存在下でなくとも信号を発生し続ける手
    段と、（ｃ）上記加熱調理器が静止状態にあると予測す
    るとき送信器によって発生させることを可能にする信号
    に応答する手段とを更に含む、請求項２記載の無線通信
    システム。
  4. 【請求項４】 マイクロ波加熱調理器からの雑音の存在
    下で２．４乃至２．５ＧＨｚ帯域で動作し送信器を含む
    無線通信システムを動作する方法であって、（ａ）マイ
    クロ波加熱調理器雑音の中の静止期間を検出する段階
    と、（ｂ）静止期間中にのみ送信器が送信するよう制御
    する段階とを含む方法。
  5. 【請求項５】 （ａ）マイクロ波加熱調理器エネルギー
    の振幅を検出する段階と、（ｂ）位相ロックループを使
    用して、検出された振幅からマイクロ波加熱調理器エネ
    ルギーの交流線周波数特徴を認識する段階とを更に有す
    る、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 （ａ）マイクロ波加熱調理器静止期間特
    徴を表わす信号を発生する段階と、（ｂ）マイクロ波加
    熱調理器雑音の存在下でなくとも信号を発生し続ける段
    階と、（ｃ）上記加熱調理器が静止状態にあると予測す
    るとき送信器によって発生させることを可能にするため
    に発生された信号を使用し、それによって伝送プロセス
    を有効とする段階とを更に含む、請求項５記載の方法。
JP11134523A 1998-06-02 1999-05-14 ２．４乃至２．５ＧＨｚ帯域で動作する無線通信システム Pending JP2000013334A (ja)

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