JP2005033312A

JP2005033312A - 無線電波の識別装置、識別切換端末、切換器および識別方法

Info

Publication number: JP2005033312A
Application number: JP2003193563A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Tauchi; 正治田内
Original assignee: Inter Energy Co Ltd
Current assignee: Inter Energy Co Ltd
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】無線通信システムを確実に区別することができ、簡易な構成でかつ安価なコストで実現できる、実用的な無線電波識別装置、無線電波識別切換端末、切換器、および無線電波の識別方法を提供する。
【解決手段】本発明の無線電波識別装置は、商用化された複数種類の多様な無線通信システム１１〜１４の各々の無線電波２１〜２４を識別する装置であり、受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて無線電波の無線通信システムの種類の識別を行う無線電波識別部３３を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用化された複数種類の無線通信方式の各々の無線電波を容易に識別し最適な無線通信方式を選択するのに適した無線電波識別装置、無線電波識別切換端末、切換器、および無線電波識別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、携帯電話、移動電話、または無線ＬＡＮ等の発展に伴い複数種類の多様な無線通信システム（方式）が提案・開発され、商用化されている。商用化された多様な無線通信システムを利用するとき、ユーザは、いずれかの無線通信システムを選択し、その無線通信システムに対応する端末を取得し、会員登録して利用することになる。通常、１つの無線通信システムに利用するとき、当該無線通信システム以外の他のシステムについては、方式が異なるため、これを利用することはできない。
【０００３】
従来、ユーザの立場から、複数の無線通信システムでの通信が行えるように、多様な複数の無線通信システムのいずれかから任意に最適な無線通信システムを選択して利用できるように構成する方式が検討されている。このような方式としては、端末において複数の無線通信システムのハードウェアを備えることによりデータ伝送を含んで通話可能とし、手動により通話状態を切り換えるようにしたものが考えられる。さらに最適な無線通信システムを選択する方式としては、電界強度を用いる方式、または、復調して得られるビットエラーレートを用いる方式が提案されている。
【０００４】
本発明に関連する技術として非特許文献１を挙げることができる。この文献の「共用技術で電波を開拓、干渉を見つけ無線を適応化」（第１１６頁〜第１２３頁）の記事の中の第１２０頁の内容で、変調方式の判別と信号の特徴抽出技術が記載されている。ここでは、周期定常性による周期周波数という特性値で変調方式を判別する技術を紹介している。
【０００５】
【非特許文献１】
日経エレクトロニクス２００３，３−１７，１１６〜１２３頁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
端末に複数の無線通信システムのハードウェアを備えて手動により通話状態を切り換えるように構成することは、コスト面を考えると、実際上困難である。
【０００７】
また電界強度を用いて最適な無線通信システムを選択する従来の方式は、無線通信システムが同じ周波数帯域に混在する場合には区別をつけることができないという問題がある。図５は電界強度を利用した場合の問題点を示す図である。図５において、周波数軸１０１と時間軸１０２と受信レベル軸１０３とが示される。信号波形１１１，１１２，１１３はシステムＡに関する信号波形である。また１１４は妨害波の波形である。周波数軸１０１において任意の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２での信号波形１１１〜１１３および妨害波の波形１１４が示されている。電界強度は、周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２での周波数スペクトルの総和である。図５で示されるように、電力強度だけで信号波形１１１〜１１３と妨害波の波形１１４との間を区別することは困難である。
【０００８】
また、復調して得られるビットエラーレートを用いて最適な無線通信システムを選択する従来の方式は、選択可能な無線通信システムごとの復調部を装備しなければならないという問題がある。さらに、この場合、ソフトウェア無線という概念を利用してシステム構築を行う場合には、最適な無線通信システムを選択するたびにデータ処理を行うソフトウェアをダウンロードしなければならないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、無線通信システムを確実に区別することができ、簡易な構成でかつ安価なコストで実現できる実用的な無線電波識別装置、無線電波識別切換端末、切換器、および無線電波の識別方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明は上記目的を達成するために次のように構成される。
【００１１】
本発明に係る無線電波識別装置は、商用化された複数種類の多様な無線通信方式の各々の無線電波を識別する装置であり、受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて無線電波の無線通信方式の種類の識別を行う識別手段を備えるように構成される。
【００１２】
本発明に係る無線電波識別切換端末は、受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて、商用化された複数種類の多様な無線通信方式の各々の種類の識別を行う識別手段と、複数種類の無線通信方式の各々に対応する処理実行プログラムを備える記憶手段と、識別手段で識別された無線通信方式に対応する処理実行プログラムを動作可能に切り換える切換手段と、を備えるように構成されている。
【００１３】
本発明に係る切換器は、受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて、商用化された複数種類の多様な無線通信方式の各々の種類の識別を行う識別手段と、複数種類の無線通信方式の各々に対応する処理実行プログラムを備える記憶手段とを備え、識別手段で識別された無線通信方式に対応する処理実行プログラムを動作可能にするように構成される。
【００１４】
本発明に係る無線電波識別方法は、商用化された複数種類の無線通信方式の各々の無線電波を識別する方法であり、受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて無線電波の無線通信方式の種類の識別を行う方法である。
【００１５】
上記の装置または方法等において、上記識別手段は、無線電波に係る信号の波形における周波数スペクトルのパラメータに基づいて無線電波の無線通信方式の種類を決定し識別を行うことで特徴づけられる。また上記の周波数スペクトルのパラメータは、好ましくは時間的に変動するパラメータであるが、これに限定されるものではない。特にパラメータとしては、受信レベル、占有帯域幅、バースト幅、ホッピングの周波数差、ホッピング時間、ＳＮ（またはＣＮ）、周波数スペクトルの形状、周期周波数、およびこれらに類する要素のいずれかが用いられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る無線電波識別装置が適用された無線通信システムの全体的なシステム構成を示す。図１で１０は無線電波識別切換端末である。無線電波識別切換端末１０は、個人ユーザの各々が所持し、用いられる。無線識別切換端末１０は、ユーザが所持できるように、例えば携帯電話のごとき携帯可能な小型装置として形成される。無線電波識別切換端末１０の置かれる無線通信の環境は、携帯電話や移動電話（ＣＤＭＡやＰＤＣ等）、無線ＬＡＮ、ブルートゥースなどの商用化された複数種類の多様な無線通信システム１１，１２，１３，１４に基づいて形成されている。無線通信システム１１〜１４の各発信局からは、独自の無線通信方式の無線電波２１，２２，２３，２４が出射されている。無線電波識別切換端末１０は、各種の多様な無線通信方式の無線電波２１〜２４が存在する環境で、多様な無線電波２１〜２４のいずれも受信でき、かつこれらの無線電波を識別して最適な無線電波を選択できるように構成されている。
【００１８】
無線電波識別切換端末１０のブロック構成を図２に示す。図２によって無線電波識別切換端末１０の内部機能が示される。図２に示すごとく、無線電波識別切換端末１０は、アンテナ３１と電波受信部３２と無線電波識別部３３と切換制御部３４と切換スイッチ部３５と各種の無線電波処理部４１，４２，４３，４４とから構成されている。さらに無線電波識別部３３は、波形抽出部５１と周波数スペクトルパラメータ抽出部５２と電波識別部５３と電波決定部５５とによって構成される。無線電波処理部４１〜４４は、それぞれ、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）処理部４１、ＰＤＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）処理部４２、無線ＬＡＮ処理部４３、ブルートゥース処理部４４である。切換スイッチ部３５は、切換制御部３４から与えられる切換指令信号ｓ１に基づいて、電波受信部３２から出力される受信電波に係る信号（またはデータ）を無線電波処理部４１〜４４のうちのいずれかの最適な処理部に供給するための接続関係を形成する。
【００１９】
上記電波受信部３２は、通常、ＲＦ受信部とＡ／Ｄ変換部で構成される。ＲＦ受信部とＡ／Ｄ変換部は、サンプリング部を形成し、受信電波で得られたアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。この場合、電波受信部３２からはデジタル信号が出力される。
【００２０】
さらに、無線電波識別部３３と、切換制御部３４と、切換スイッチ部３５と、無線電波処理部４１〜４４の各機能部分は、好ましくは、信号処理部でソフトウェアによって実現される。
【００２１】
図３は、上記の無線電波識別部３３と切換制御部３４と切換スイッチ部３５と無線電波処理部４１〜４４の各機能部分を実現する信号処理部に関するハードウェア構成を示す。信号処理部６１はＣＰＵやＤＳＰ等で構成される。記憶部６２には、無線電波識別部３３を形作る無線電波識別プログラム３３ａ、切換制御部３４を形作る切換制御プログラム３４ａ、切換スイッチ部３５を形作る切換スイッチプログラム３５ａ、無線電波処理部４１〜４４のそれぞれを形作るＣＤＭＡ処理プログラム４１ａ、ＰＤＣ処理プログラム４２ａ、無線ＬＡＮ処理プログラム４３ａ、ブルートゥース処理プログラム４４ａが格納されている。
【００２２】
なお上記の無線電波識別プログラム３３ａに関しては、図２に説明された波形抽出部５１と周波数スペクトルパラメータ抽出部５２と電波識別部５３と電波決定部５４のそれぞれを実現する下位プログラムを有している。
【００２３】
信号処理部６１の前段には電波信号を入力する入力部６３が設けられ、信号処理部６１の後段には選択された無線電波に対応する受信データを出力する出力部６４が設けられる。
【００２４】
図３に示されたハードウェア構成は、信号処理部６１等はＩＣチップで作られる。前述したサンプリング部と信号処理部６１と記憶部６２等を１チップで作ることも可能である。
【００２５】
次に、上記の図１〜図３と図４を参照して上記の無線電波識別切換端末１０の動作を説明する。図４は、無線電波を識別し選択・決定するときに利用される要素を示す図である。
【００２６】
図４では、前述した図５と同様に、周波数軸１０１、時間軸１０２、受信レベルの軸１０３が示される。図４では、さらに、これらの軸で定義される３次元空間において一例として無線電波の波形７１，７２が示されている。
【００２７】
図１〜図３において、無線電波識別切換端末１０は、無線通信システム１１〜１４の各々の発信局から出射されるそれぞれの無線通信方式の無線電波２１〜２４のいずれをもアンテナ３１を介して受信する。アンテナ３１で受信された無線電波２１〜２４は、電波受信部３２で、周波数変換された後にサンプリングされかつディジタル信号に変換されて、無線電波識別部３３と切換スイッチ部３５の入力側端子部のそれぞれに送給される。
【００２８】
無線電波識別部３３では、波形抽出部５１で、受信された無線電波２１〜２４に関してそれぞれの入力波形を抽出し、次の周波数スペクトルパラメータ抽出部５２で、入力波形から、好ましくは時間的に変動する周波数スペクトルパラメータを抽出する。
【００２９】
時間的に変動する周波数スペクトルのパラメータとしては、図４に示されるごとく、受信した電波に関する入力波形７１，７２に対して、受信レベル８１、占有帯域幅８２、バースト幅８３、ホッピングの周波数差８４、ホッピング時間８５、ＳＮ、周波数スペクトルの形状、周期周波数、およびこれらに類する要素のいずれかである。このように、時間的に変動する周波数スペクトルを利用することにより信号や妨害波を分類し、かつその周波数スペクトルのいずれかのパラメータにより通信品質を推定でき、これによって最適な無線通信システムを決定することが可能になる。
【００３０】
なお周波数スペクトルのパラメータとしては、時間的に変動するものに限定されない。
【００３１】
上記のごとく周波数スペクトルパラメータ抽出部５２で予め設定された利用すべき周波数スペクトルパラメータを抽出し、これに基づき電波識別部５３で無線電波を識別する。電波識別部５３から出力される識別信号に基づき、次段の電波決定部５４は、設定された適宜な基準に基づいて、最適な無線電波（２１〜２４）、すなわち最適な無線通信システム（１１〜１４）を選択・決定する。
【００３２】
無線電波識別部３３で選択・決定された最適な無線通信システム（１１〜１４のいずれか）の情報に基づいて、切換制御部３４は切換指令信号ｓ１を切換スイッチ部３５に与える。切換スイッチ部３５は、切換指令信号ｓ１に基づいて、ＣＤＭＡ処理部４１、ＰＤＣ処理部４２、無線ＬＡＮ処理部４３、ブルートゥース処理部４４のうちのいずれかに接続関係を形成する。切換スイッチ部３５によって最適な無線通信システムに対応する処理部に接続されると、選択された処理部によって受信データの処理が行われる。切換スイッチ部３５に基づくＣＤＭＡ処理部４１とＰＤＣ処理部４２と無線ＬＡＮ処理部４３とブルートゥース処理部４４のうちのいずれかへの接続は、図３の構成において、記憶部６２に格納されたＣＤＭＡ処理プログラム４１ａ、ＰＤＣ処理プログラム４２ａ、無線ＬＡＮ処理プログラム４３ａ、ブルートゥース処理プログラム４４ａのうちのいずれかが読み出され、実行されることにより行われる。
【００３３】
前述の各実施形態の特徴的な構成を適宜に組み合せて新たな実施形態を実現することは、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限りにおいて任意に行うことができるのは勿論である。例えば、周波数スペクトルのパラメータとしては、時間的に変動するものに限定されない。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る無線電波識別装置等によれば、商用化された複数種類の多様な無線通信方式の各々の無線電波を識別するもので、受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて無線電波の無線通信方式の種類の識別を行う識別手段を備えるようにしたため、複数の無線通信方式の無線電波を確実に区別することができる。さらに簡易な構成で、かつ安価なコストで実現でき、実用的な装置を実現できる。
【００３５】
また本発明に係る無線電波識別切換端末は、無線電波に係る信号波形に基づいて、複数種類の多様な無線通信方式の各々の種類の識別を行う識別手段と、複数種類の無線通信方式の各々に対応する処理実行プログラムを備える記憶手段と、識別手段で識別された無線通信方式に対応する処理実行プログラムを動作可能に切り換える切換手段とを備えたため、ソフト技術を利用して、簡単な構成で無線通信システムを確実に区別することができ、簡易な構成でかつ安価なコストで実現でき、実用的な装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線電波識別装置が適用された無線通信システムの全体的なシステム構成を示す構成図である。
【図２】無線電波識別切換端末の内部機能構成を示すブロック構成図である。
【図３】無線電波識別切換端末を実現するハードウェア構成を示す構成図である。
【図４】受信した電波波形の周波数スペクトルのパラメータを説明する図である。
【図５】電界強度で電波を区別する従来方法の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１０無線電波識別切換端末
１１〜１４無線通信システム
２１〜２４無線電波
３２電波受信部
３３無線電波識別部
３４切換制御部
３５切換スイッチ部
４１〜４４無線電波処理部
６１信号処理部
６２記憶部

Claims

商用化された複数種類の無線通信方式の各々の無線電波を識別する装置であり、受信した前記無線電波に係る信号の波形に基づいて前記無線電波の無線通信方式の種類の識別を行う識別手段を備えることを特徴とする無線電波識別装置。
前記識別手段は、前記波形での周波数スペクトルのパラメータに基づいて前記無線電波の無線通信方式の種類を決定し前記識別を行うことを特徴とする請求項１記載の無線電波識別装置。
前記周波数スペクトルのパラメータは時間的に変動するパラメータであることを特徴とする請求項２記載の無線電波識別装置。
前記パラメータは、受信レベル、占有帯域幅、バースト幅、ホッピングの周波数差、ホッピング時間、ＳＮ、周波数スペクトルの形状、周期周波数、およびこれらに類する要素のいずれかであることを特徴とする請求項２または３記載の無線電波識別装置。
受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて、商用化された複数種類の無線通信方式の各々の種類の識別を行う識別手段と、
前記複数種類の無線通信方式の各々に対応する処理実行プログラムを備える記憶手段と、
前記識別手段で識別された無線通信方式に対応する前記処理実行プログラムを動作可能に切り換える切換手段と、
を備えることを特徴とする無線電波識別切換端末。
前記識別手段は、前記波形での周波数スペクトルのパラメータに基づいて前記無線電波の無線通信方式の種類を決定し前記識別を行うことを特徴とする請求項５記載の無線電波識別切換端末。
前記周波数スペクトルのパラメータは時間的に変動するパラメータであることを特徴とする請求項６記載の無線電波識別切換端末。
前記パラメータは、受信レベル、占有帯域幅、バースト幅、ホッピングの周波数差、ホッピング時間、ＳＮ、周波数スペクトルの形状、周期周波数、およびこれらに類する要素のいずれかであることを特徴とする請求項６または７記載の無線電波識別切換端末。
受信した無線電波に係る信号の波形に基づいて、商用化された複数種類の無線通信方式の各々の種類の識別を行う識別手段と、
前記複数種類の無線通信方式の各々に対応する処理実行プログラムを備える記憶手段とを備え、
前記識別手段で識別された無線通信方式に対応する前記処理実行プログラムを動作可能にすることを特徴とする切換器。
前記識別手段は、前記波形での周波数スペクトルのパラメータに基づいて前記無線電波の無線通信方式の種類を決定し前記識別を行うことを特徴とする請求項７記載の切換器。
前記周波数スペクトルのパラメータは時間的に変動するパラメータであることを特徴とする請求項１０記載の切換器。
前記パラメータは、受信レベル、占有帯域幅、バースト幅、ホッピングの周波数差、ホッピング時間、ＳＮ、周波数スペクトルの形状、周期周波数、およびこれらに類する要素のいずれかであることを特徴とする請求項１０または１１記載の切換器。
商用化された複数種類の無線通信方式の各々の無線電波を識別する方法であり、受信した前記無線電波に係る信号の波形に基づいて前記無線電波の無線通信方式の種類の識別を行うことを特徴とする無線電波識別方法。
前記波形での周波数スペクトルのパラメータに基づいて前記無線電波の無線通信方式の種類を決定し前記識別を行うことを特徴とする請求項１０記載の無線電波識別方法。
前記周波数スペクトルのパラメータは時間的に変動するパラメータであることを特徴とする請求項１４記載の無線電波識別方法。
前記パラメータは、受信レベル、占有帯域幅、バースト幅、ホッピングの周波数差、ホッピング時間、ＳＮ、周波数スペクトルの形状、周期周波数、およびこれらに類する要素のいずれかであることを特徴とする請求項１４または１５記載の無線電波識別方法。