JP2008085719A - 無線通信装置および無線通信装置用半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様な電波が混合された電波を受信電波として認識する状況下においても、電子レンジが放射する妨害波の周期性を確実に検出し、省電力かつ高効率な無線通信装置を実現する。
【解決手段】無線変復調部５と、受信ベースバンド信号処理部６、送信ベースバンド信号処理部７および妨害波検出処理部８を含むベースバンド信号処理部９とを備える。妨害波検出処理部８は、妨害波が含まれることがある受信電波のＲＳＳＩ値が閾値を超えているときにＲＳＳＩ信号Ｓ５を生成出力するＲＳＳＩ信号生成手段１０と、ＲＳＳＩ信号についてＲＳＳＩ値が閾値を超えている期間と閾値未満の期間からなる第１の周期性Ｆ１を判定する第１周期性判定手段２０と、ＲＳＳＩ信号について第１の周期性が反復継続する期間と反復継続しない期間からなる第２の周期性Ｆ２を判定する第２周期性判定手段３０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信装置に用いられる半導体集積回路に関する。特には、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンド（産業・科学・医学用の機器に用いられている周波数帯）を使用して無線送受信を行う携帯型の無線通信装置に関する。

２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドは、ある一定値以下の出力であれば免許不要で使用できる。このことから、２．４ＧＨｚ帯を使用して様々な規格に基づいた無線通信が行われている。ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇを含む）は、２．４ＧＨｚ帯を使用する無線通信規格の代表的なものである。

近年、ＩＥＥＥ８０２．１１規格による無線通信は、従来のパーソナルコンピュータでの利用から、携帯電話をはじめとする携帯機器での利用へと応用範囲が広がってきている。これらの携帯機器では、特に省電力かつ高効率な通信への要求が強い。本明細書では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格を標準規格と称することにする。

しかし、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドは、標準規格をはじめとする無線通信以外にも、様々な産業機器によって利用されており、それら産業機器が発する電波は、無線通信に対する妨害波となって無線通信に対して悪影響を与える。電子レンジは、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドを使用する産業機器の中で特に身近で使用されるものである。

電子レンジの使用時には、２．４ＧＨｚ帯の強力な妨害波が断続的に放射される。妨害波が放射されている期間、妨害波の影響が及ぶ範囲下では、標準規格をはじめとする２．４ＧＨｚ帯を使用する無線通信は使用することができなくなる。そのため、２．４ＧＨｚ帯を使用して省電力かつ高効率な無線通信を実現するためには、無線通信装置において、電子レンジが放射する妨害波を検知して、電子レンジが妨害波を放射するであろう時間帯を予測し、予測結果に基づいて通信制御を行うことが重要である。

従来、この種の電子レンジ妨害波を予測する無線通信装置として次ぎのようなものがある（例えば特許文献１参照）。図１６に従来の無線通信装置の構成を示すブロック図、図１７はその動作を示すタイミングチャートである。以下に、動作を説明する。

一般的な電子レンジが放射する妨害波は、電子レンジの使用時に、商用交流電源の周波数あるいはその整数倍の周波数に同期して、妨害波を高頻度で放射する期間と、妨害波を放射しない期間とを周期的に繰り返す。図１６に示す無線通信装置は、アンテナ５１で受信した電波から受信回路５３内部のリミッタアンプ５８において受信電波の強度を示すＲＳＳＩ信号を生成し、妨害波検出部６５に入力する。ＲＳＳＩ信号は、電子レンジの使用時に、図１７（ａ）に示すように、妨害波を高頻度で放射する期間と妨害波を放射しない期間とで構成される周期性を示す。さらに、図１６に示す無線通信装置は、妨害波検出部６５において、マスタクロックを任意の周波数に分周する分周回路６６、ＲＳＳＩ信号と分周回路６６の出力の位相を比較する比較器６７、および比較器６７の出力から周期を判定する周期判定回路６８の各部の働きによって、ＲＳＳＩ信号の周期性を検出する。以下、妨害波検出部６５の働きを図１７で詳しく説明する。

分周回路６６は、図１７（ｂ）に示すような可変周波数の分周信号を出力する。比較器６７では図１７（ａ）に示すＲＳＳＩ信号と図１７（ｂ）に示す分周信号とを位相比較し、結果を周期判定回路６８に対して出力する。周期判定回路６８は、図１７（ａ）に示すＲＳＳＩ信号と図１７（ｂ）に示す分周信号との同期を判定すると、図１７（ｂ）に示す分周信号の周波数を固定するとともに、図１７（ｃ）に示すＲＳＳＩ信号に同期した妨害波の放射周期信号を出力する。図１６に示す無線通信装置は、図１７（ｃ）に示す妨害波の放射周期信号を妨害波予測信号として、受信データ処理部６１、送信データ処理部６３および電源制御部６４に対して出力する。このようにして、電子レンジが放射する妨害波の周期性を検出し、電子レンジが妨害波を放射するであろう時間帯を予測する。
特開２００２−１１１６０３号公報（第４−６頁、第１−６図）

しかし、上記従来の無線通信装置では、電子レンジの他に無線通信をはじめとする多種多様な電波が混合された電波を受信電波として認識する状況下では、位相同期による電子レンジが放射する妨害波の周期性の検出に時間を要し、結果として省電力かつ高効率な無線通信を実現することが難しくなるという課題があった。

本発明は、上記従来の無線通信装置での課題を解決するために、電子レンジを含む多種多様な電波が混合された電波を受信電波として認識する状況下においても、電子レンジが放射する妨害波の周期性をより確実に検出し、省電力かつ高効率な無線通信を実現する無線通信装置を提供することを目的としている。

本発明による無線通信装置は、
無線変復調部と、受信ベースバンド信号処理部、送信ベースバンド信号処理部および妨害波検出処理部を含むベースバンド信号処理部とを備えた無線通信装置であって、
前記妨害波検出処理部は、
妨害波が含まれることがある受信電波のＲＳＳＩ値が閾値を超えているときにＲＳＳＩ信号を生成出力するＲＳＳＩ信号生成手段と、
前記ＲＳＳＩ信号について前記ＲＳＳＩ値が閾値を超えている期間と閾値未満の期間からなる第１の周期性を判定する第１周期性判定手段と、
前記ＲＳＳＩ信号について前記第１の周期性が反復継続する期間と反復継続しない期間からなる第２の周期性を判定する第２周期性判定手段とを備えた構成としている。

電子レンジが放射する妨害波は、２つの周期性を伴っている。ＲＳＳＩ信号についてＲＳＳＩ値が閾値を超えている期間と閾値未満の期間からなる第１の周期性と、ＲＳＳＩ信号について第１の周期性が反復継続する期間と反復継続しない期間からなる第２の周期性とである。第２の周期性の周期は、第１の周期性の周期よりも長い（第２の周期性の周波数は、第１の周期性の周波数よりも低い）。ＲＳＳＩ（Receiver Signal Strength Indicator）は、ＲＦ受信パワーのことである。

妨害波検出処理部において、ＲＳＳＩ信号生成手段は、受信電波に含まれる受信ベースバンド信号において、そのＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていれば、ＲＳＳＩ信号を生成して第１周期性判定手段に出力する。ＲＳＳＩ信号を入力した第１周期性判定手段は、ＲＳＳＩ信号が第１の周期性をもっているかを判定し、第１の周期性をもっているときは、第１周期性判定信号を生成して第２周期性判定手段に出力する。第１周期性判定信号を入力した第２周期性判定手段は、第１周期性判定信号が第２の周期性をもっているかを判定し、第２の周期性をもっているときは、妨害波検出信号を生成出力する。すなわち、妨害波検出処理部は、受信電波において、電子レンジが放射する妨害波を他の多種多様な電波から識別して認識するため、電子レンジが放射する妨害波の周期性をより確実に検出することができる。その結果、省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

上記構成の無線通信装置において、前記第１および第２周期性判定手段は、そのいずれか一方または両方が位相同期回路で構成されているという態様がある。

上記構成の無線通信装置において、前記第１周期性判定手段は、さらに、前記第１の周期性に関する情報を保持する記憶手段を備えているという態様がある。この場合、記憶手段から第１の周期性に関する情報を読み出すことによって、受信電波における第１の周期性を迅速に判定することが可能になる。

また上記構成の無線通信装置において、前記第１周期性判定手段は、前記第１の周期性に関する情報を測定した上で前記記憶手段に格納するという態様がある。このように構成すれば、記憶手段に対して第１の周期性に関する情報を製造時にあらかじめ組み込んだり、あるいは製造後に後から書き込んだりする必要がなくなる。

また上記構成の無線通信装置において、前記ＲＳＳＩ信号生成手段は、前記受信電波に対する標準規格（ＩＥＥＥ８０２．１１規格）パケットのプリアンブル同期に失敗する場合にのみ、閾値を超えているか否かを判定するという態様がある。この場合、受信電波が標準規格パケットであることが判明した場合には、電子レンジ妨害波検出動作を行わないことで無駄な動作を省き、高効率な動作を行わせることが可能になる。

また上記構成の無線通信装置において、互いに実質的に干渉しない複数の無線チャネルにおいて、前記受信電波の前記第１の周期性および前記第２の周期性を検出するという態様がある。このように構成すれば、広い周波数帯域に対して影響を与える電子レンジ妨害波をより確実に検出することができる。

また上記構成の無線通信装置において、前記受信電波における前記第１の周期性、前記第２の周期性に関する情報を取得し、前記受信電波に含まれる妨害波の発生時刻および継続時間を予測する妨害波予測手段を備えているという態様がある。このように構成すれば、将来における電子レンジからの妨害波発生パターンを予測することで電子レンジからの妨害波の放射に適応した制御を行うことができ、省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

また上記構成の無線通信装置において、前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータが存在するために必要となる最小時間よりも短い場合には、前記妨害波停止の期間において前記データの受信動作を停止するという態様がある。このように構成すれば、電子レンジによる妨害波が存在しないと予測される場合であっても、データが存在しないと予測される時間に受信動作を停止することで省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

また上記構成の無線通信装置において、前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータを送信するために必要となる最小時間よりも短い場合には、前記妨害波停止の期間において前記データの送信動作を停止するという態様がある。このように構成すれば、電子レンジによる妨害波が存在しないと予測される場合であっても、データを送信することが不可能であると予測される時間に送信動作を停止することで省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

また上記構成の無線通信装置において、前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータを送信するために必要となる最小時間よりも短く、かつデータが存在するために必要となる最小時間よりも長く、さらに前記データは分割して送信することが可能である場合、前記データを複数回に分割して送信するという態様がある。このように構成すれば、電子レンジによる妨害波が存在する環境下であっても、データを分割して送信することで省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

また上記構成の無線通信装置において、前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータを送信するために必要となる最小時間よりも短い場合に、前記妨害波停止の期間において、前記データを送信するために実行するＣＳＭＡ／ＣＡ方式競合制御におけるバックオフ時間を計測するカウンタの動作を停止するという態様がある。このように構成すれば、電子レンジによる妨害波が存在する環境下であっても、送信パケットの衝突を最大限回避することで高効率な無線通信を実現することができる。

また上記構成の無線通信装置において、前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間に関する情報をＩＥＥＥ８０２．１１規格パケットのヘッダにおけるデュレーション領域の値に反映させて、前記ＩＥＥＥ８０２．１１規格パケットを送信するという態様がある。このように構成すれば、電子レンジによる妨害波検出機能をもたない無線通信装置に対しても、電子レンジによる妨害波の持続時間を通知することができ、高効率な無線通信を実現することができる。

本発明による無線通信装置用半導体集積回路は、受信ベースバンド信号処理部、送信ベースバンド信号処理部および妨害波検出処理部を備えた無線通信装置用半導体集積回路であって、
前記妨害波検出処理部は、
妨害波が含まれることがある受信電波のＲＳＳＩ値が閾値を超えているときにＲＳＳＩ信号を生成出力するＲＳＳＩ信号生成手段と、
前記ＲＳＳＩ信号について前記ＲＳＳＩ値が閾値を超えている期間と閾値未満の期間からなる第１の周期性を判定する第１周期性判定手段と、
前記ＲＳＳＩ信号について前記第１の周期性が反復継続する期間と反復継続しない期間からなる第２の周期性を判定する第２周期性判定手段とを備えているものである。

本発明によれば、前記２種類の周期性を検出する妨害波検出処理手段によって、電子レンジを含む多種多様な電波が混合された電波を受信電波として認識する状況下であっても、電子レンジが放射する妨害波を他の多種多様な電波とは分けて認識するため、電子レンジが放射する妨害波の周期性をより確実に検出することができる。その結果、省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

以下、本発明にかかわる無線通信装置の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は送受信アンテナ、２は送受切替回路、３は無線受信部、４は無線送信部、５は無線変復調部、６は受信ベースバンド信号処理部、７は送信ベースバンド信号処理部、８は妨害波検出処理部、９はベースバンド信号処理部である。ベースバンド信号処理部９は、受信ベースバンド信号処理部６、送信ベースバンド信号処理部７および妨害波検出処理部８から構成されている。送受信アンテナ１に送受切替回路２を介して接続された無線受信部３と無線送信部４とが無線変復調部５を構成している。

無線受信部３は、送受切替回路２から受信電波を入力し、高周波復調処理を行って受信ベースバンド信号Ｓ１を生成し、受信ベースバンド信号処理部６に出力する。受信ベースバンド信号処理部６は、無線受信部３から受信ベースバンド信号Ｓ１を入力し、ベースバンド信号処理およびメディアアクセス制御を行った後、受信データＳ２として、本無線通信装置の外部に出力する。送信ベースバンド信号処理部７は、本無線通信装置の外部より送信データＳ３を入力し、メディアアクセス制御およびベースバンド信号処理を行った後、無線送信部４に送信ベースバンド信号Ｓ４を出力する。無線送信部４は、送信ベースバンド信号処理部７から送信ベースバンド信号Ｓ４を入力し、高周波変調処理を行って送信電波を生成し、送受切替回路２の送信側出力から送受信アンテナ１を経由して外部に放射する。妨害波検出処理部８は、無線受信部３から受信ベースバンド信号Ｓ１を入力し、電子レンジが放射する妨害波を判定し、判定結果を妨害波検出信号Ｓ９として出力する。

図２は、実施の形態１における妨害波検出処理部８の詳細構造を示すブロック図である。図２において、１０はＲＳＳＩ信号生成部である。受信ベースバンド信号Ｓ１よりＲＳＳＩ信号Ｓ５を生成し、第１周期性判定部２０に出力する。

第１周期性判定部２０は、任意周期およびデューティ比の信号波形を発生する信号生成部２１、ＲＳＳＩ信号Ｓ５を信号生成部２１の波形（Ｓ６）と位相比較する位相比較部２２、位相比較部２２の結果を基に位相同期したかどうかを判定する同期判定部２３から構成されている。第１周期性判定部２０は、判定結果を第１周期性判定信号Ｓ７として第２周期性判定部３０に出力する。

第２周期性判定部３０は、任意周期およびデューティ比の信号波形を発生する信号生成部３１、第１周期性判定信号Ｓ７を信号生成部３１の波形（Ｓ８）と位相比較する位相比較部３２、位相比較部３２の結果を基に位相同期したかどうかを判定する同期判定部３３から構成されている。第２周期性判定部３０は、判定結果を妨害波検出信号Ｓ９として妨害波検出処理部８の外部に出力する。

続いて、本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作を図１、図２および図３を用いて説明する。

電子レンジからの妨害波を含む受信電波は、送受信アンテナ１で受信した後、無線受信部３を経て、受信ベースバンド信号Ｓ１より妨害波検出処理部８に入力される。妨害波検出処理部８の内部において、受信ベースバンド信号Ｓ１はまずＲＳＳＩ信号生成部１０に入力される。ＲＳＳＩ信号生成部１０では、受信ベースバンド信号Ｓ１の強度が閾値を超えていた場合に値“１”の値をとり、閾値を超えていない場合に値“０”の値をとるＲＳＳＩ信号Ｓ５を生成する。

図３（ａ）に、ＲＳＳＩ信号Ｓ５を示す。電子レンジからの妨害波が２つの周期性をもつ場合、ＲＳＳＩ信号Ｓ５には、第１の周期性Ｆ１と第２の周期性Ｆ２との２つの周期性が観測される。第１の周期性Ｆ１は、値“１”である第１の電波検出期間と、値“０”である第１の電波静止期間とで構成される。第２の周期性Ｆ２は、第１の周期性Ｆ１で以って反復継続している一連の期間である第２の電波検出期間と、第２の電波検出期間以外の期間である第２の電波静止期間とで構成される。

第１周期性判定部２０は、ＲＳＳＩ信号Ｓ５を入力する。ＲＳＳＩ信号Ｓ５は、信号生成部２１の発生する信号Ｓ６と、位相比較部２２において、立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングで位相比較される。位相比較部２２の比較結果により、信号生成部２１の発生する信号Ｓ６の周期およびデューティ比が制御される。同期判定部２３は、ＲＳＳＩ信号Ｓ５と信号生成部２１の発生する信号Ｓ６とが立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングにおいて位相同期していると判定すると、第１周期性判定信号Ｓ７の値を“１”にして、第２周期性判定部３０に出力する。具体的には、図３（ａ）に示すＲＳＳＩ信号Ｓ５がもつ第１の周期性Ｆ１を信号生成部２１の発生する信号Ｓ６との位相同期検出により判定し、図３（ｂ）に示す第１周期性判定信号Ｓ７の値を“１”にする。この動作により、第１周期性判定部２０は、ＲＳＳＩ信号Ｓ５のもつ第１の周期性Ｆ１を検出する。

第２周期性判定部３０は、第１周期性判定信号Ｓ７を入力する。第１周期性判定信号Ｓ７は、信号生成部３１の発生する信号Ｓ８と、位相比較部３２において立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングで位相比較される。位相比較部３２の比較結果により、信号生成部３１の発生する信号Ｓ８の周期およびデューティ比が制御される。同期判定部３３は、第１周期性判定信号Ｓ７と信号生成部３１の発生する信号Ｓ８とが立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングにおいて位相同期しているか否かを判定する。具体的には、図３（ｂ）に示す第１周期性判定信号Ｓ７がＲＳＳＩ信号Ｓ５から受け継いでもつ第２の周期性Ｆ２を信号生成部３１の発生する信号Ｓ８との位相同期検出により判定する。位相同期していると判定すると、図３（ｃ）に示す妨害波検出信号Ｓ９の値を“１”にする。この動作により、第２周期性判定部３０はＲＳＳＩ信号Ｓ５のもつ第２の周期性Ｆ２を検出する。

本実施の形態によれば、第１周期性判定部２０と第２周期性判定部３０により受信電波のもつ２種類の周期性を検出する。これにより、例えば図３（ａ）に示すように、ＲＳＳＩ信号Ｓ５に電子レンジ妨害波とは無関係の雑音Ｓｎが混在して存在していた場合であっても、第１周期性判定部２０により雑音Ｓｎの成分は除去することができ、第２周期性判定部３０への影響を最小限に抑えることができる。これによって、多種多様な電波が混合された電波を受信電波として認識する状況下においても、電子レンジが放射する妨害波の周期性をより確実に検出することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における無線通信装置の構成については、実施の形態１の場合の図１、図２が援用される。そして、図２において、第１周期性判定部２０の信号生成部２１と位相比較部２２とで形成されるループ回路、および第２周期性判定部３０の信号生成部３１と位相比較部３２とで形成されるループ回路がそれぞれ位相同期回路によって置き換えられたものとなっている。この位相同期回路の置き換えは、いずれか一方のみでもかまわない。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成については、実施の形態１の場合の図１、図２が援用される。さらに、図２における第１周期性判定部２０に代えて、図４に示す構成の第１周期性判定部２０が適用される。図４において、図２と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。図４において、２４は電子レンジが放射する妨害波の第１の周期性Ｆ１の周期およびデューティ比に関する情報を記憶する周期・デューティ比情報記憶部である。図５は周期・デューティ比情報記憶部２４の記憶内容の一例を示す。２５は同期判定部２３からの信号を基に、ＲＳＳＩ信号Ｓ５がもつ第１の周期性Ｆ１に最も近い周期およびデューティ比に関する情報を周期・デューティ比情報記憶部２４から選択し、信号生成部２１に設定する制御部である。

周期・デューティ比情報記憶部２４に記憶する周期およびデューティ比の情報は、製造時にあらかじめ組み込むことが可能である。また、周期およびデューティ比の情報は、外部情報入力インタフェース信号Ｓ１０を用いて、製造後に後から書き込むことも可能である。

本実施の形態によれば、周期・デューティ比情報記憶部２４に記憶してある周期およびデューティ比の情報によって受信電波における第１の周期性Ｆ１を迅速に検出することが可能になる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成については、実施の形態１の場合の図１、図２が援用される。さらに、図２における第１周期性判定部２０に代えて、図６に示す構成の第１周期性判定部２０が適用される。本実施の形態の第１周期性判定部２０は、実施の形態３の場合の図４の機能に加えて、受信電波における第１の周期性Ｆ１を測定し、測定結果から得られる周期およびデューティ比の情報を周期・デューティ比情報記憶部２４に記憶させるように構成している。すなわち、ＲＳＳＩ信号Ｓ５と信号生成部２１の発生する信号Ｓ６とについて、立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングが位相同期していると同期判定部２３が判定すると、信号生成部２１の発生する信号Ｓ６の周期・デューティ比情報Ｒ１を周期・デューティ比情報記憶部２４に記憶させるようになっている。

本実施の形態によれば、周期・デューティ比情報を製造時にあらかじめ組み込んだり、あるいは製造後に後から書き込んだりすることなく、周期・デューティ比情報記憶部２４に対して、周期・デューティ比情報を記憶させることが可能になる。

（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５における無線通信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の場合の図１の構成と異なる点は、受信電波から生成した受信ベースバンド信号Ｓ１が標準規格（ＩＥＥＥ８０２．１１規格）のパケットのプリアンブル同期に成功しているか否かに関する情報を示すプリアンブル同期検出信号Ｓ１１を受信ベースバンド信号処理部６から妨害波検出処理部８に通知するように構成したことである。妨害波検出処理部８は、受け取ったプリアンブル同期検出信号Ｓ１１がプリアンブル同期に成功を示しているときは、受信電波は電子レンジからの妨害波ではないと判定し、ＲＳＳＩ信号生成部１０の動作を停止させて、電子レンジ妨害波検出動作を行わないように構成されている。

本実施の形態によれば、受信電波が標準規格パケットであることが判明した場合には、電子レンジ妨害波検出動作を行わないことで無駄な動作を省き、高効率な電子レンジ妨害波検出動作を行わせることが可能になる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における無線通信装置の構成については、実施の形態１の場合の図１、図２が援用される。

図８に示すように、一般的に標準規格パケットが使用する周波数帯域は、使用しているチャネル番号およびその前後各２チャネルに影響する。無線通信占有帯域Ａ１は、使用チャネルであるチャネル番号３に加えて、その前後各２チャネルであるチャネル番号１から５までの合計５チャネル分に影響を及ぼす。そのため、複数の標準規格パケットを同時に送受信する際において、互いのパケットが実質的に干渉しないようにするためには、一般的に互いのパケットを５チャネル以上離すことが必要となる。しかし、電子レンジ妨害波は、電子レンジ妨害波占有帯域Ａ２に示すように、５チャネル分を超える広い周波数帯域に対して影響を与える。

本実施の形態における無線通信装置は、無線受信部３および妨害波検出処理部８を時分割による方法で複数チャネルで動作させるか、あるいは、無線受信部３および妨害波検出処理部８を無線通信装置内に複数個用意する。これにより、５チャネル以上離れた複数チャネルに対して、受信電波に対する電子レンジ妨害波の検出を行う。複数チャネルにおいて、受信電波において同一の周期性が検出された場合に、受信電波を電子レンジからの妨害波であると判定し、標準規格パケットその他の電子レンジ妨害波とは無関係な雑音と分離する。

本実施の形態によれば、５チャネル以上離れた複数チャネルに対して、電子レンジ妨害波の検出を行うことで電子レンジ妨害波をより確実に検出することができる。

（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７における無線通信装置の構成を示すブロック図、図１０は実施の形態７における妨害波検出処理部８の詳細構造を示すブロック図である。

図１０において、４１は将来における電子レンジからの妨害波発生パターンを予測する妨害波発生パターン予測部、４２は予測した妨害波発生パターンを記憶する妨害波発生パターン記憶部、４３は予測した妨害波発生パターンに応じて、無線受信部３、無線送信部４、受信ベースバンド信号処理部６、送信ベースバンド信号処理部７のうちの必要な部分に対する動作制御を行う送受信制御部である（図９参照）。

妨害波発生パターン予測部４１は、第１周期性判定部２０からの第１周期性判定信号Ｓ７と第２周期性判定部３０からの妨害波検出信号Ｓ９を受信して電子レンジ妨害波が検出されていることを確認すると、ＲＳＳＩ信号Ｓ５、信号生成部２１からの第１の周期性Ｆ１の周期・デューティ比情報Ｒ１、信号生成部３１からの第２の周期性Ｆ２の周期・デューティ比情報Ｒ２、およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、将来における電子レンジからの妨害波発生パターンを予測する。妨害波発生パターン予測部４１において予測した妨害波発生パターンは、妨害波発生パターン記憶部４２に格納する。妨害波発生パターン記憶部４２では、図１１に示すように、将来において放射されると予測した妨害波の開始時刻、妨害波の継続時間、および開始時刻と継続時間から計算される妨害波の終了時刻とを複数個記憶する。送受信制御部４３は、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された情報およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、送受信制御信号Ｓ１２によって、無線受信部３、無線送信部４、受信ベースバンド信号処理部６および送信ベースバンド信号処理部７に対する動作制御を行う。

本実施の形態によれば、将来における電子レンジからの妨害波発生パターンを予測し、予測結果を記憶することで電子レンジからの妨害波の放射に適応した制御を行うことができ、省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

（実施の形態８）
図１２は本発明の実施の形態８における無線通信装置の構成を示すブロック図、図１３は実施の形態８における妨害波検出処理部８の詳細構造を示すブロック図である。

図１２において、１１は動作中に変動する動作モードのパラメータを保存する動作モード保存部である。その動作モードのパラメータは、無線変復調部５およびベースバンド信号処理部９の妨害波検出処理部８で使用される。

図１３において、４４は妨害波検出処理部８の内部に設けられ、動作モード保存部１１から送られてくる動作モード信号Ｓ１３を基にして、現時点の動作モードに基づく最小限パケット存在時間（後述）を計算し、送受信制御部４３に対して出力する最小時間導出部である。

例えば標準規格方式の通信で使用するパラメータとしては、変調方式（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで使用するＤＳ方式、またはＩＥＥＥ８０２．１１ｇで使用するＯＦＤＭ方式）、変調レート、パケットヘッダのプリアンブルの長さ、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式アクセス制御で使用するスロット時間の値、等がある。標準規格では、データを送受信するためにパケットを用いる。標準規格パケットには、送受信するデータの他に、同期確立用プリアンブル情報や、パケット宛先等のメディアアクセス制御用パラメータを格納するためのパケットヘッダ、パケット全体のエラーチェックを行うためのパケットトレイラ、およびパケットの前に最低限空けなければならないと規定されている無電波状態であるギャップ時間が存在する。そのため、標準規格パケットを送信するためには、たとえ送信するデータが存在しない場合であっても、ギャップ時間、パケットヘッダを送信するための時間、パケットトレイラを送信するための時間を合計した時間が、パケット送信のための最小限時間として必要になる。言い換えると、最小限時間未満の時間長の標準規格パケットは存在できない。この最小限時間を「最小限パケット存在時間」と称する。最小限時間の長さは、動作モードの値に依存して変化する。最小時間導出部４４は、動作モード保存部１１から送られてきた動作モード信号Ｓ１３を基にして、現時点の動作モードに基づく最小限パケット存在時間を計算し、送受信制御部４３に対して出力する。

送受信制御部４３は、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された情報およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、電子レンジからの妨害波が存在しないと予測される時間が最小時間導出部４４からの最小限パケット存在時間よりも短い場合には、標準規格パケットは存在しないと判断し、無線受信部３および受信ベースバンド信号処理部６を制御して、パケットの受信動作を停止する。

本実施の形態によれば、電子レンジによる妨害波が存在しないと予測される場合であっても、データが存在しないと予測される時刻に受信動作を停止することで省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

（実施の形態９）
図１４は本発明の実施の形態９における無線通信装置の構成を示すブロック図、図１５は実施の形態９における妨害波検出処理部８の詳細構造を示すブロック図である。

図１４に示すように、送信ベースバンド信号処理部７は、これから送信するデータ、例えば標準規格パケットに関する情報を、送信データ情報信号Ｓ１４を使用して妨害波検出処理部８の内部の最小時間導出部４４に対して出力するように構成されている。

図１５に示すように、最小時間導出部４４は、動作モード保存部１１から送られてきた動作モード信号Ｓ１３を基に、現時点で送信データ情報信号Ｓ１４から送られてきた情報内容に基づくパケットを送信するために必要となる最小限パケット送信時間を計算し、送受信制御部４３に対して出力する。

送受信制御部４３は、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された情報およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、電子レンジからの妨害波が存在しないと予測される時間が最小限パケット送信時間よりも短い場合に、パケットは送信することが不可能であると判断し、無線送信部４および送信ベースバンド信号処理部７を制御して、パケットの送信動作を停止する。

本実施の形態によれば、電子レンジによる妨害波が存在しないと予測される場合であっても、データを送信することが不可能であると予測される時刻に送信動作を停止することで省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０における無線通信装置の構成については、実施の形態９の場合の図１４、図１５が援用される。

標準規格では、１つのパケットに収めて送信するように送られてきたデータを２つ以上のパケットに分割して送信するパケット分割送信が可能である。送信ベースバンド信号処理部７は、送信データ情報信号Ｓ１４を使用して、これから送信するデータ、例えば標準規格パケットに関する情報をパケット分割送信の可否に関する情報とともに、妨害波検出処理部８の内部の最小時間導出部４４に対して出力する。

最小時間導出部４４は、動作モード保存部１１から送られてきた動作モード信号Ｓ１３を基に、実施の形態８と同じ方法により現時点の動作モードに基づき標準規格パケットが存在するために最小限必要となる最小限パケット存在時間を計算し、送受信制御部４３に対して出力する。また、実施の形態９と同じ方法により現時点の動作モードに基づき送信データ情報信号Ｓ１４から送られてきた情報内容に基づくパケットを送信するために最小限必要となる最小限パケット送信時間を計算し、送受信制御部４３に対して出力する。

送受信制御部４３は、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された情報およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、電子レンジからの妨害波が存在しないと予測される時間が最小限パケット送信時間よりも短く、かつ最小限パケット存在時間よりも長く、さらにパケット分割送信の可否に関する情報においてパケット分割可能と通知されている場合に、送信ベースバンド信号処理部７を制御して、妨害波が存在しないと予測される時間内に収まるようにパケットを分割送信する制御を行う。

本実施の形態によれば、電子レンジによる妨害波が存在する環境下であっても、データを分割して送信することで省電力かつ高効率な無線通信を実現することができる。

（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１０における無線通信装置の構成については、実施の形態９の場合の図１４、図１５が援用される。

標準規格では、パケットを送信するためにＣＳＭＡ／ＣＡ方式競合制御を使用する。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式競合制御では、無線媒体上での他の送信パケットとの衝突を避けるために、パケットを無線媒体に送信する前にあらかじめ無線媒体が既に使用中か否かを確認する。そして、無線媒体が既に使用中であった場合には、ランダムに定められる時間を割り当てる。ランダムに定められる時間をバックオフ時間と称する。無線媒体が使用されておらず、データの送信が可能であるタイミングでは、バックオフ時間を計測するカウンタを動作させながら、パケット送信を行わずに待機する。無線媒体が使用されているタイミングでは、バックオフ時間計測カウンタは動作させない。そして、バックオフ時間計測カウンタによりバックオフ時間が経過したと判定された時刻にパケットを無線媒体に送信する。

最小時間導出部４４は、動作モード保存部１１から送られてきた動作モード信号Ｓ１３を基に、実施の形態８と同じ方法により現時点の動作モードに基づき標準規格パケットが存在するために最小限必要となる最小限パケット存在時間を計算し、送受信制御部４３に対して出力する。

送受信制御部４３は、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された情報およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、電子レンジからの妨害波が存在しないと予測される時間が最小限パケット存在時間よりも短い場合、送信ベースバンド信号処理部７を制御してバックオフ時間計測カウンタの動作を停止する。

電子レンジによる妨害波が存在する環境下では、電子レンジからの妨害波が存在しないと予測される時間が最小限パケット存在時間よりも短い状況が頻繁に発生する。

本実施の形態によれば、状況に応じてバックオフ時間計測カウンタの動作を停止することで、バックオフ時間計測カウンタがカウント終了してパケットが送信可能となる状態に移行することを防ぎ、これによって、パケットが送信可能な状況になった場合に、複数の無線通信装置が一斉にパケットを発生してパケットの衝突が発生してしまい、再度バックオフ時間を設定することになるといった事態を防止する。

すなわち、電子レンジによる妨害波が存在する環境下であっても、送信パケットの衝突を最大限回避することで高効率な無線通信を実現することができる。

（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２における無線通信装置は、実施の形態７における無線通信装置の妨害波検出処理部と同じである。

標準規格パケットのパケットヘッダにはデュレーション領域と称する領域がある。デュレーション領域には、パケットを送信する無線通信装置が無線媒体を使用する予定の期間長を書き込んでパケットを送信する。パケットの宛先ではない無線通信装置は、パケットを検出した場合、パケットの終了直後からデュレーション領域に書き込まれた期間長の間、パケットを送信することを禁止される。標準規格では、デュレーション領域を使用して、無線通信装置が無線媒体を特定の期間、他の無線通信装置に使用されないように確保したい場合、ＣＴＳパケットと称する種類の制御パケットを使用することができる。

送受信制御部４３は、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された情報およびマスタクロックＣＫからのクロック情報を基に、妨害波発生パターン記憶部４２に記憶された妨害波の継続時間をデュレーション領域に書き込んだ自分自身を宛先とするＣＴＳパケットを送信するよう、無線受信部３および送信ベースバンド信号処理部７に対して制御を行う。この制御によって、妨害波の継続時間をデュレーション領域に書き込んだ自分自身を宛先とするＣＴＳパケットを無線媒体に送信する。ＣＴＳパケットを受信した他の無線通信装置は、デュレーション領域に書き込まれた期間長の間、パケットの送信動作を停止することができる。

本実施の形態によれば、電子レンジによる妨害波検出機能をもたない無線通信装置に対しても、電子レンジによる妨害波の持続時間を通知することができ、高効率な無線通信を実現することができる。

（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３における半導体集積回路は、上記のいずれかの実施の形態において、妨害波検出処理部８を含むベースバンド信号処理部９の機能を実現する回路を半導体集積回路で実現したものである。

本発明の無線通信装置および半導体集積回路は、電子レンジを含む多種多様な電波が混合された電波を受信電波として認識する状況下であっても、電子レンジが放射する妨害波の周期性をより確実に検出することができることから、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドを使用して無線送受信を行う携帯型の無線通信装置等の用途に有用である。

本発明の実施の形態１における無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における妨害波検出処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における妨害波検出処理部の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態３における妨害波検出処理部の第１周期性判定部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における妨害波検出処理部の周期・デューティ比情報記憶部のテーブル図 本発明の実施の形態４における妨害波検出処理部の第１周期性判定部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５における無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６における電子レンジ妨害波占有周波数帯域の説明図 本発明の実施の形態７における無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７における妨害波検出処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７における妨害波検出処理部の妨害波発生パターン記憶部のテーブル図 本発明の実施の形態８における無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８における妨害波検出処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態９における無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態９における妨害波検出処理部の構成を示すブロック図 従来の技術における無線通信装置の構成を示すブロック図 従来の技術における無線通信装置の動作を示すタイミングチャート

符号の説明

１ 送受信アンテナ
２ 送受切替回路
３ 無線受信部
４ 無線送信部
５ 無線変復調部
６ 受信ベースバンド信号処理部
７ 送信ベースバンド信号処理部
８ 妨害波検出処理部
９ ベースバンド信号処理部
１０ ＲＳＳＩ信号生成部
１１ 動作モード保存部
２０ 第１周期性判定部
２１ 任意周期およびデューティ比信号生成部
２２ 位相比較部
２３ 同期判定部
２４ 周期・デューティ比情報記憶部
２５ 制御部
３０ 第２周期性判定部
３１ 任意周期およびデューティ比信号生成部
３２ 位相比較部
３３ 同期判定部
４１ 妨害波発生パターン予測部
４２ 妨害波発生パターン記憶部
４３ 送受信制御部
４４ 最小時間導出部
Ａ１ ＩＥＥＥ８０２．１１無線通信占有帯域
Ａ２ 電子レンジ妨害波占有帯域
ＣＫ マスタクロック
Ｆ１ 第１周期性
Ｆ２ 第２周期性
Ｒ１ 第１周期性における周期・デューティ比情報
Ｒ２ 第２周期性における周期・デューティ比情報
Ｓ１ 受信ベースバンド信号
Ｓ２ 受信データ
Ｓ３ 送信データ
Ｓ４ 送信ベースバンド信号
Ｓ５ ＲＳＳＩ信号
Ｓ７ 第１周期性判定信号
Ｓ９ 妨害波検出信号
Ｓ１０ 外部情報入力インタフェース信号
Ｓ１１ プリアンブル同期検出信号
Ｓ１２ 送受信制御信号
Ｓ１３ 動作モード信号
Ｓ１４ 送信データ情報信号
Ｓｎ 雑音

Claims (13)

1. 無線変復調部と、受信ベースバンド信号処理部、送信ベースバンド信号処理部および妨害波検出処理部を含むベースバンド信号処理部とを備えた無線通信装置であって、
   前記妨害波検出処理部は、
   妨害波が含まれることがある受信電波のＲＳＳＩ値が閾値を超えているときにＲＳＳＩ信号を生成出力するＲＳＳＩ信号生成手段と、
   前記ＲＳＳＩ信号について前記ＲＳＳＩ値が閾値を超えている期間と閾値未満の期間からなる第１の周期性を判定する第１周期性判定手段と、
   前記ＲＳＳＩ信号について前記第１の周期性が反復継続する期間と反復継続しない期間からなる第２の周期性を判定する第２周期性判定手段とを備えている無線通信装置。
2. 前記第１および第２周期性判定手段は、そのいずれか一方または両方が位相同期回路で構成されている請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記第１周期性判定手段は、さらに、前記第１の周期性に関する情報を保持する記憶手段を備えている請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記第１周期性判定手段は、前記第１の周期性に関する情報を測定した上で前記記憶手段に格納する請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記ＲＳＳＩ信号生成手段は、前記受信電波に対するＩＥＥＥ８０２．１１規格パケットのプリアンブル同期に失敗する場合にのみ、閾値を超えているか否かを判定する請求項１から請求項４までのいずれかに記載の無線通信装置。
6. 互いに実質的に干渉しない複数の無線チャネルにおいて、前記受信電波の前記第１の周期性および前記第２の周期性を検出する請求項１から請求項５までのいずれかに記載の無線通信装置。
7. 前記受信電波における前記第１の周期性、前記第２の周期性に関する情報を取得し、前記受信電波に含まれる妨害波の発生時刻および継続時間を予測する妨害波予測手段を備えている請求項１から請求項６までのいずれかに記載の無線通信装置。
8. 前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータが存在するために必要となる最小時間よりも短い場合には、前記妨害波停止の期間において前記データの受信動作を停止する請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータを送信するために必要となる最小時間よりも短い場合には、前記妨害波停止の期間において前記データの送信動作を停止する請求項７または請求項８に記載の無線通信装置。
10. 前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータを送信するために必要となる最小時間よりも短く、かつデータが存在するために必要となる最小時間よりも長く、さらに前記データは分割して送信することが可能である場合、前記データを複数回に分割して送信する請求項７または請求項８に記載の無線通信装置。
11. 前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間がデータを送信するために必要となる最小時間よりも短い場合に、前記妨害波停止の期間において、前記データを送信するために実行するＣＳＭＡ／ＣＡ方式競合制御におけるバックオフ時間を計測するカウンタの動作を停止する請求項７から請求項９までのいずれかに記載の無線通信装置。
12. 前記妨害波予測手段において予測された妨害波停止の継続時間に関する情報をＩＥＥＥ８０２．１１規格パケットのヘッダにおけるデュレーション領域の値に反映させて、前記ＩＥＥＥ８０２．１１規格パケットを送信する請求項７から請求項１１までのいずれかに記載の無線通信装置。
13. 受信ベースバンド信号処理部、送信ベースバンド信号処理部および妨害波検出処理部を備えた無線通信装置用半導体集積回路であって、
    前記妨害波検出処理部は、
    妨害波が含まれることがある受信電波のＲＳＳＩ値が閾値を超えているときにＲＳＳＩ信号を生成出力するＲＳＳＩ信号生成手段と、
    前記ＲＳＳＩ信号について前記ＲＳＳＩ値が閾値を超えている期間と閾値未満の期間からなる第１の周期性を判定する第１周期性判定手段と、
    前記ＲＳＳＩ信号について前記第１の周期性が反復継続する期間と反復継続しない期間からなる第２の周期性を判定する第２周期性判定手段とを備えている無線通信装置用半導体集積回路。

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