JP2008219798A - 無線通信方式判別装置および無線通信方式判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予め定めた複数の通信方式の中の１つを受信側で簡単に判別することのできる無線通信方式判別装置および無線通信方式判別方法を提供することにある。
【解決手段】無線通信方式判別装置１００を備えた移動無線端末は、受信部１０１で図示しない無線基地局から幾つかの通信方式の１つでディジタル変調した信号を受信する。第１および第２の受信レベル検出部１１４₁、１１４₂は、それぞれ固有の周波数位置で受信レベルを解析し制御部１０７に通知する。制御部１０７は１つの周波数位置でのみ所定以上の受信レベルが特定時間範囲で検出されたと判別したとき、この周波数位置に対応する通信方式で通信が行われたものと判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信方式判別装置および無線通信方式判別方法に係わり、特に携帯電話機のような無線通信端末に無線周波数を効率的に活用させるための無線通信方式判別装置および無線通信方式判別方法に関する。

従来から、無線周波数は、船舶用あるいはテレビジョン放送用といったように用途別に周波数帯域が割り当てられている。また、たとえば携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）のような無線通信端末の利用できる周波数帯域についても、従来では通信方式ごとに使用周波数を割り当てている。したがって、たとえば日本全土で複数の通信方式が同一の周波数帯域に混在することはなかった。

ところが、携帯電話機をはじめとする通信端末の増加と各種の通信方式の登場による周波数帯域の要求により、通信方式ごとに使用周波数を別個に割り当てることが困難になってきている。このため、共通した周波数を使用する複数の通信方式をエリアごとに使い分けることで、全体として同一の周波数を複数の通信方式で共通して使用することが検討されている。このような事情は、日本国内に限定されるものではなく、国外でも同様であり、エリアを異にして、同一周波数を複数の通信方式で共通して使用することが検討されている。

同一周波数を複数の通信方式で共通して使用する場合、受信機側は、受信に際して該当する周波数を選択するだけでなく、複数の通信方式の中からそのエリアで使用されている通信方式を選択する必要がある。そこで、通信方式の違いによるキャリア周波数間隔の長短を利用して複数の点の受信レベルの違いから通信方式を判別する手法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。

この提案では、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）通信方式のキャリア周波数間隔は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）通信方式のキャリア周波数間隔に比べて狭いことを利用している。そして、両通信方式で共通に受信することのできる第１の周波数と、所定の周波数だけずれた第２の周波数のそれぞれについて受信レベルを判別することにしている。

この結果として、この提案では第１の周波数が検出されなければ、ＴＤＭＡ通信方式とＷ−ＣＤＭＡ通信方式の通信が共に行われていないと判別する。また、第１の周波数と第２の周波数が共に同等の受信レベルで検出されれば、周波数間隔の広いＷ−ＣＤＭＡ通信方式が行われていると判別する。更に、第１の周波数は十分な受信レベルで検出できても第２の周波数の受信レベルが低いような場合にはＴＤＭＡ通信方式が行われていると判別するようにしている。
特開２００６−２７０５４０号公報（第００３４段落〜第００３８段落、図３）

ところが、この提案の無線通信方式判別装置では、無線の受信レベルが安定していないとＷ−ＣＤＭＡ通信方式であっても第２の周波数の受信レベルが低い状態になる場合があり、この場合には無線通信方式を判別できなかったり、ＴＤＭＡ通信方式と間違って判別するおそれがあった。

このような問題を解消するために、信号の先頭部分に位置するプリアンブルに通信方式を示す識別情報を書き込んで送信し、受信側では通信方式ごとにいくつかの識別情報を用意しておいて、両者の一致をとることで通信方式を判別することが考えられる。ところが、このようにすると、受信側の装置は通信方式ごとの識別情報を所定の記録装置に格納しておき、これを受信した情報と比較する作業が必要となる。したがって、受信側の装置が複雑化してコストアップの要因となる。

そこで本発明の目的は、予め定めた複数の通信方式の中の１つを受信側で簡単に判別することのできる無線通信方式判別装置および無線通信方式判別方法を提供することにある。

請求項１記載の発明では、（イ）同一周波数帯域を少なくとも一部に共用する予め定めた複数種類の無線通信方式による信号を個々の通信方式で受信するために設けられた前記した無線通信方式の種類だけの受信手段と、（ロ）これら複数の受信手段のそれぞれに１つずつ予め対応させた固有の周波数の位置で所定の受信レベル以上の信号が正の値からなる予め定めた特定時間範囲内で存在しているかどうかを判別する受信レベル存否判別手段と、（ハ）この受信レベル存否判別手段が前記した予め定めた複数種類の無線通信方式のうちで前記した複数の受信手段の１つについてのみ存在を判別したとき、この存在を判別した受信手段に対応した１種類の無線通信方式を受信対象の無線通信方式として特定する無線通信方式特定手段とを無線通信方式判別装置に具備させる。

すなわち本発明では、少なくとも同一の周波数帯域が一部で共有される複数種類の無線通信方式中から現在送られてくる信号の無線通信方式を特定するようになっている。このために本発明では、それぞれの無線通信方式の受信手段で信号を受信して、これらの無線通信方式に１つずつ固有に対応した周波数の位置で受信レベルをチェックするようにしている。そして、これらのうちの１つの周波数の位置で、あるレベル以上の信号が検出され、かつその検出時間が、正の値からなる予め定めた特定時間範囲内で存在している場合には、その周波数の位置に対応した無線通信方式であると判別するようにしている。複数の周波数の位置で同様の判別が行われたり、そのような位置が特定されなかった場合には、無線通信方式の特定は行われない。これら無線通信方式ごとの固有の位置の判別と特定時間範囲でこれが検出されるかの判別を行えばよいので、無線通信方式の判別を簡易に行うことができる。

一例としては、複数種類の無線通信方式が、ディジタル変調として、π／４ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式を採用しており、その送信信号のプリアンブルには「００」、「０１」、「１１」、「１０」のうちの予め定めた１種類のシンボルパターンが所定のビット長だけ繰り返されたパターンとして組み込まれており、受信レベル存否判別手段はシンボルパターンの受信時にそのシンボルパターンの種類に応じて送信信号の中心周波数からシフトとした前記した固有の周波数の位置で、受信レベルの存否を判別するものとなる。また、この場合、前記した特定時間範囲は、シンボルパターンの繰り返されたビット長のデータを伝送する時間を特定するための下限値と上限値によって区切られた時間の範囲となる。これは、送信したシンボルパターンの繰り返しに対して通信方式の違いによって生じる受信周波数の位置で、送信したシンボルパターンの繰り返しの長さを判別することにしているためである。

前記した複数種類の無線通信方式は、一例として２種類の無線通信方式である。この場合、前記した固有の周波数の位置は無線通信方式別およびシンボルパターン別にそれぞれ第１の固有周波数位置と、この第１の固有周波数位置と異なる第２の固有周波数位置とになっており、これら第１の固有周波数位置と第２の固有周波数位置のいずれか一方のみで所定レベル以上の受信レベルがあったとき、この固有周波数位置に対応する無線通信方式が受信された通信方式として特定されることになる。２種類の無線通信方式は、同一周波数帯域を少なくとも一部に使用するＴＤＭＡ通信方式とＦＤＭＡ方式であってもよい。

請求項６記載の発明では、（イ）所定のビットパターンの繰り返しからなるビット情報を一部に含む送信信号をＱＰＳＫ変調方式で変調した送信信号を、予め定めた通信方式ごとに用意された複数の受信手段で受信する受信ステップと、（ロ）この受信ステップで送信信号を受信した結果、前記した複数の受信手段ごとに得られた受信信号について、対応する通信方式ごとにビットパターンによって固有となった周波数の位置で受信レベルを測定する受信レベル測定ステップと、（ハ）この受信レベル測定ステップで所定以上の受信レベルがあるとされた受信手段について、それに対応する周波数の位置でその受信信号の受信時間が予め定めた正の値からなる予め定めた特定時間範囲内に存在するかを判別する受信時間判別ステップと、（ニ）この受信時間判別ステップで前記した特定時間範囲内に存在すると判別された受信信号が前記した複数の受信手段のうちの１つのみであるかを判別する該当受信信号数判別ステップと、（ホ）この該当受信信号数判別ステップで１つの受信手段であると判別したときその受信手段に対応する通信方式で通信が行われたと通信方式を特定する通信方式特定ステップとを無線通信方式判別方法に具備させる。

すなわち本発明では、所定のビットパターンの繰り返しからなるビット情報を一部に含む送信信号をＱＰＳＫ変調方式で変調した送信信号を、予め定めた通信方式ごとに用意された複数の受信手段で受信し、対応する通信方式ごとにビットパターンによって固有となった周波数の位置で受信レベルを測定するようにしている。そして、通信方式ごとにビットパターンによって固有となった周波数の位置の１つで所定以上の受信レベルが判別され、かつその継続時間が前記した特定時間範囲内に存在する場合にはその受信手段に対応する通信方式で通信が行われたと通信方式を特定することにしている。

以上説明したように本発明によれば、単純に特定周波数の位置で受信レベルがあるかと、その受信レベルの判別時間が正の値からなる予め定めた特定時間範囲内であるかどうかの判別を行うことで通信方式を特定することができる。したがって、簡単な回路装置を用いて無線通信方式について信頼性の高い判別を行うことができる。しかも、送信側の設備を特別な回路装置に変更することを要しない。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例における無線通信方式判別装置の要部を表わしたものである。この無線通信方式判別装置１００は、受信部１０１に第１の受信アンテナ１０２₁を備えた第１の受信波調整回路部１０３₁と、第２の受信アンテナ１０２₂を備えた第２の受信波調整回路部１０３₂を備えており、移動無線端末の一部を構成している。無線通信方式判別装置１００は、図示しない無線基地局から２通りの通信方式のいずれか１つで電波の受信を行った場合、その通信方式を判別する。移動無線端末と無線基地局は、この判別結果に応じてその後の通信を行うことになる。

ところで、第１の受信波調整回路部１０３₁は、第１の受信アンテナ１０２₁によって受信した第１の受信波１０４₁を入力して、図示しないバンドパスフィルタやアッテネータで必要外の帯域をカットすると共に、同じく図示しないでアンプで増幅して、第１の受信信号１０５₁を出力するようになっている。第２の受信波調整回路部１０３₂も同様に、第２の受信アンテナ１０２₂によって受信した第２の受信波１０４₂を入力して、図示しないバンドパスフィルタやアッテネータで必要外の帯域をカットすると共に、同じく図示しないでアンプで増幅して、第２の受信信号１０５₂を出力するようになっている。

第１の受信信号１０５₁は、第１のミキサ１０６₁に入力されるようになっている。第１のミキサ１０６₁は、制御部１０７からの第１の周波数制御信号１０８₁によって出力を制御される第１のＰＬＬ（Phase Locked Loop）部１０９₁から第１のローカル周波数１１１₁を入力する。そして第１の受信信号１０５₁と周波数混合を行って、ロックさせたい第１の周波数Ｆ₁にミックスダウンされた第１の受信信号１１２₁を出力するようになっている。

第２の受信信号１０５₂の方は、第２のミキサ１０６₂に入力されるようになっている。第２のミキサ１０６₂は、制御部１０７からの第２の周波数制御信号１０８₂によって出力を制御される第２のＰＬＬ部１０９₂から第２のローカル周波数１１１₂を入力する。そして第２の受信信号１０５₂と周波数混合を行って、ロックさせたい第２の周波数Ｆ₂にミックスダウンされた第２の受信信号１１２₂を出力するようになっている。

第１のミキサ１０６₁から出力される第１の受信信号１１２₁は、第１の受信レベル検出部１１４₁と第１の受信波調整部１１５₁の双方に入力されるようになっている。第１の受信レベル検出部１１４₁は、受信波の受信レベルを解析して第１の受信レベル解析結果１１６₁を制御部１０７に入力する。第１の受信波調整部１１５₁は、図示しない内蔵のバンドパスフィルタやセカンド（２ｎｄ）ローカル周波数発生回路等の回路を利用して第１の受信データ１１７₁を抽出して制御部１０７へ通知する。

第２のミキサ１０６₂から出力される第２の受信信号１１２₂は、第２の受信レベル検出部１１４₂と第２の受信波調整部１１５₂の双方に入力されるようになっている。第２の受信レベル検出部１１４₂は、受信波の受信レベルを解析して第２の受信レベル解析結果１１６₂を制御部１０７に入力する。第２の受信波調整部１１５₂は、図示しない内蔵のバンドパスフィルタやセカンド（２ｎｄ）ローカル周波数発生回路等の回路を利用して第２の受信データ１１７₂を抽出して制御部１０７へ通知する。

制御部１０７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１と、この無線通信方式判別装置１００を制御するための制御プログラムを格納したメモリ１２２を備えている。制御部１０７は、第１の受信レベル解析結果１１６₁および第２の受信レベル解析結果１１６₂を入力して、これを基にして第１の通信方式と第２の通信方式のいずれが受信されているかどうかの判別を行う。そして、受信されていると判別された通信方式を選択して電波の受信処理を行うことになる。

ところで、本実施例では同一の無線周波数帯を地域によってＴＤＭＡ通信方式としてＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses：（社）電波産業会）のＳＴＤ−Ｔ７９で通信を行ったり、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多元接続）通信方式としてＡＲＩＢのＳＴＤ-Ｔ６１で通信を行っているものとする。ＳＴＤ−Ｔ７９は、たとえば市町村デジタル移動通信システムで使用される通信方式であり、ＳＴＤ-Ｔ６１は、たとえば消防や救急車あるいはタクシ無線で使用されている通信方式である。

図２は、ＴＤＭＡ通信方式とＦＤＭＡ通信方式が同一周波数帯で重なった場合のスペクトラムの一例を表わしたものである。この例では、周波数帯域幅が２５ＫＨｚのＴＤＭＡ通信方式の電波の波形１３１と、周波数帯域幅が６．２５ＫＨｚのＦＤＭＡ通信方式の電波の波形１３２が、同一周波数で重なった状態をスペクトラムアナライザで見た場合を示している。

本実施例では、ディジタル変調として、π／４ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四相位相偏移）変調方式を採用しているものとする。このπ／４ＱＰＳＫ変調方式では、搬送波の位相変化をπ／２ラジアン置きにすることで、１シンボルで４つの状態の情報伝達を実現している。

図３は、π／４ＱＰＳＫ信号の星座図を表わしたものである。同相部［横軸］は記号Ｉで、直交部［縦軸］は記号Ｑで表わしている。搬送波の位相変化をこの図に示すように９０゜（π／２ラジアン）置きにすると、「００」、「０１」、「１１」、「１０」のそれぞれ２ビットのデータを４つの位相の変化として表わすことができる。星座図は、星座模様とも呼ばれる。

π／４ＱＰＳＫ変調方式で、通信方式を識別するための固定データとして「００」のデータを１シンボルを構成するパターン（以下、シンボルパターンという。）として変調するものとする。また、このようなデータ変調を、この明細書では、オール「０」変調と呼ぶことにする。

なお、通信方式を識別するための固定データは、シンボルパターン「００」である必要はなく、シンボルパターン「０１」、「１１」、「１０」のいずれであってもよい。

データの伝送速度を９．６ｋｂｐｓ（キロビット／秒）とすると、オール「０」変調で、シンボルパターン「００」は２ビット構成となっている。したがって、ＦＤＭＡ通信方式でπ／４ＱＰＳＫ変調方式のオール「０」変調を行うと、シンボルレートが４８００シンボル／秒となる。

ここでシンボルレートとは、データレートをシンボル当たりのビット数で割った値である。すなわち、このπ／４ＱＰＳＫ変調方式の場合には、シンボルパターン「００」が２ビットで構成されているので、データの伝送速度の２分の１がシンボルレートとなる。本実施例とは異なるが、「０００」、「００１」、……「１１１」のようにシンボルパターンとして３ビットのデータが必要な変調方式を採用すれば、シンボルレートはビットレートの３分の１となる。

図４は、π／４ＱＰＳＫ変調方式でオール「０」変調を行った場合のＴＤＭＡ通信方式とＦＤＭＡ通信方式のスペクトラムの違いを表わしたものである。ＴＤＭＡ通信方式とＦＤＭＡ通信方式では、「０」で表わしたセンタからそれぞれの信号の受信レベルのピークが存在する位置が異なってくる。図４では、図２に示したような帯域幅が２５ＫＨｚのＴＤＭＡ通信方式と、６．２５ＫＨｚのＦＤＭＡ通信方式で、変調方式としてπ／４ＱＰＳＫ変調方式でオール「０」変調を行った場合を示している。

ＴＤＭＡ通信方式の場合には、波形１４１として示したようにセンタ周波数Ｆ₀から＋２ＫＨｚずれた第１の周波数Ｆ₁の位置でオール０変調波が受信されて、この第１の周波数Ｆ₁で受信レベルがピークを示している。これに対して、ＦＤＭＡ方式の場合には、センタ周波数Ｆ₀から＋０．６ＫＨｚずれた第２の周波数Ｆ₂の位置でオール０変調波が受信されて、この第２の周波数Ｆ₂の位置で受信レベルがピークを示している。したがって、センタ周波数Ｆ₀からずれた、これら第１の周波数Ｆ₁および第２の周波数Ｆ₂による２つのピーク位置を測定点としてそれぞれの受信レベルを測定すれば、該当するエリアでＴＤＭＡ通信方式で通信が行われているか、ＦＤＭＡ方式で通信が行われているかを判別することができる。

図５は、ＳＴＤ−Ｔ７９によるＴＤＭＡ通信方式の制御用物理チャネルの第１ユニット信号のフォーマットを示したものである。このＴＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１５１で、「ＬＰ」はリニアライザ用プリアンブルであり、３６ビットで構成されている。「Ｒ」はバースト過渡応答用ガード時間であり、６ビットで構成されている。「Ｐ」はプリアンブルであり、５６ビットで構成されている。「ＣＡＣ」は情報チャネルであり、５８ビットで構成されている。「ＳＷ」は同期ワードであり、２０ビットで構成されている。「Ｉ」はアイドルビットであり、２ビットで構成されている。「ＣＣ」はカラーコード（干渉対策コード）であり、６ビットで構成されている。２番目の「ＣＡＣ」は情報チャネルであり、１１２ビットで構成されている。「Ｇ」は過渡応答用ガード時間であり、２４ビットで構成されている。このＴＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１５１は、上り下り、および移動局間の直接通信で用いられる。

本実施例では、リニアライザ用プリアンブル「ＬＰ」をすべてシンボルパターン「００」の繰り返しのビットパターンに設定する。これにより、ＴＤＭＡ通信方式で前記した無線基地局が通信を行う際には、このリニアライザ用プリアンブル「ＬＰ」がオール「０」変調されて、図１に示した受信部１０１がこれを受信することになる。

図６は、ＳＴＤ-Ｔ６１によるＦＤＭＡ通信方式の同期バースト信号のフォーマットを示したものである。このＦＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１６１で、「ＬＰ＋Ｒ」はリニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイムであり、４０ビットで構成されている。「Ｐｂ」はプリアンブルであり、「１００１」の固定データを用いた８８ビットで構成されている。「ＲＩ」は無線情報チャネルであり、５６ビットで構成されている。「ＳＷ」は同期ワードであり、３２ビットで構成されている。２番目の「Ｐｂ」はプリアンブルであり、５６ビットで構成されている。「ＰＩ」はパラメータ情報チャネル（ＰＩＣＨ）であり、１０４ビットで構成されている。このパラメータ情報チャネル「ＰＩ」は、４１ビット分の実データにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking）の６ビットとオール「０」の５ビットを付加した合計５２ビットを畳み込みして１０４ビットとしている。「Ｇ」は過渡応答用ガード時間であり、８ビットで構成されている。このＦＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１６１は、上り下りの通信で用いられる。

本実施例では、リニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイム「ＬＰ＋Ｒ」をすべてシンボルパターン「００」の繰り返しのビットパターンに設定する。これにより、ＦＤＭＡ通信方式で前記した無線基地局が通信を行う際には、このリニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイム「ＬＰ＋Ｒ」がオール「０」変調されて、図１に示した受信部１０１がこれを受信することになる。

ところで、図１に示した無線通信方式判別装置１００は、該当するエリアで、ＴＤＭＡ通信方式としてＡＲＩＢのＳＴＤ−Ｔ７９で通信を行うか、ＦＤＭＡ通信方式としてＡＲＩＢのＳＴＤ-Ｔ６１で通信を行う二者択一方式で通信が行われることを前提として装置の設定が行われている。具体的には、第１の受信アンテナ１０２₁を備えた第１の受信波調整回路部１０３₁は、第１のＰＬＬ部１０９₁の調整によって第１の周波数Ｆ₁（センタ周波数Ｆ₀を基準として＋２．０ＫＨｚ）にロックされている。第２の受信アンテナ１０２₂を備えた第２の受信波調整回路部１０３₂の方は、第２のＰＬＬ部１０９₂の調整によって第２の周波数Ｆ₂（センタ周波数Ｆ₀を基準として＋０．６ＫＨｚ）にロックされている。

図７は、本実施例の無線通信方式判別装置が通信方式を判別する処理の流れを表わしたものである。図示しない無線基地局は、π／４ＱＰＳＫ変調方式で送信を行っているものとする。各無線通信方式の送信は、図５および図６を用いて説明した。

図１に示した制御部１０７は、たとえば無線通信方式判別装置１００の電源が投入された場合のように通信を開始するタイミングで受信部１０１から比較的長い第１の時間Ｔ₁だけ第１の受信レベル解析結果１１６₁および第２の受信レベル解析結果１１６₂を受信する（ステップＳ２０１）。

そして、まず、第１の受信レベル解析結果１１６₁を用いて、第１の受信アンテナ１０２₁によって受信した電波における第１の周波数Ｆ₁の受信レベルが、ノイズ成分を考慮した第１のしきい値を超えた継続時間としての第１の受信時間Ｒ₁を測定する（ステップＳ２０２）。この測定により得られる第１の受信時間Ｒ₁は、第１の時間Ｔ₁との関係で、図５に示したＴＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１５１の信号が複数回繰り返し受信されるとした場合、これらの平均値を算出してもよい。

次に、制御部１０７は、第２の受信レベル解析結果１１６₂を用いて、第２の受信アンテナ１０２₂によって受信した電波における第２の周波数Ｆ₂の受信レベルが、ノイズ成分を考慮した第２のしきい値を超えた継続時間としての第２の受信時間Ｒ₂を測定する（ステップＳ２０３）。この測定により得られる第２の受信時間Ｒ₂は、第１の時間Ｔ₁との関係で、図６に示したＦＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１６１の信号が複数回繰り返し受信されるとした場合、これらの平均値を算出してもよい。

なお、第１の時間Ｔ₁は、ＴＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１５１あるいはＦＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１６１の信号が図示しない無線基地局から送出されているとした場合、これを少なくとも１回、望ましくは複数回検出できる時間に設定する。

以上の図７に示した処理は、第１の受信時間Ｒ₁と第２の受信時間Ｒ₂のいずれか一方を測定する処理である。したがって、前回の通信でたとえばＦＤＭＡ通信方式による通信が確認された場合には、ステップＳ２０３の処理をステップＳ２０２の処理に先立って行い、次に説明するようにしてＦＤＭＡ通信方式による通信が確認された場合にはステップＳ２０２の処理を中止するといったような各種の変形処理が可能である。

図８は、制御部による通信方式の判別処理の様子を表わしたものである。この通信方式の判別処理は、図７に示した受信測定処理で第１の受信時間Ｒ₁と第２の受信時間Ｒ₂の少なくとも一方の測定が終了した時点で開始される。ここでは第１の受信時間Ｒ₁と第２の受信時間Ｒ₂の測定が終了した時点で判別が開始するものとして説明する。

まず、第１の受信時間Ｒ₁が時間ｔ₁₁よりも長く、かつ時間ｔ₁₂よりも短いものであるかの判別が行われる。ここで第１の受信時間Ｒ₁がこの条件を満足した場合には（Ｙ）、第２の受信時間Ｒ₂が時間ｔ₂₁よりも長く、かつ時間ｔ₂₂よりも短いものであるかの判別が行われる（ステップＳ２２２）。ここで第２の受信時間Ｒ₂について、第２の受信時間Ｒ₂が時間ｔ₂₁よりも長く、かつ時間ｔ₂₂よりも短いとする条件を満たさない場合には（Ｎ）、無線基地局がＴＤＭＡ通信方式としてＡＲＩＢのＳＴＤ−Ｔ７９で通信を行っているものと判別する（ステップＳ２２３）。

したがって、ステップＳ２２１の判別は、オール「０」変調されている信号があるとしたときに、これが図５に示したＴＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１５１におけるリニアライザ用プリアンブル「ＬＰ」に対応する信号であるかどうかの判別となる。また、ステップＳ２２２の判別は、オール「０」変調されている信号があるとしたときに、これが図６に示したＦＤＭＡ通信方式用信号フォーマット１６１におけるリニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイム「ＬＰ＋Ｒ」に対応する信号であるかどうかの判別となる。

そこで、ステップＳ２２２の判別を例に挙げて説明する。図６に示したリニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイム「ＬＰ＋Ｒ」は４０ビットで構成されている。これは、実データ部で最大で８ビット分のオール「０」が発生するので、これと区別するためである。この４０ビットをオール「０」変調されている信号で無線基地局から送信した場合、約４．１６ｍｓ（ミリ秒）の間、図４に示したセンタ周波数Ｆ₀から＋０．６ＫＨｚずれた第２の周波数Ｆ₂の位置で受信波が固定される。また、リニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイム「ＬＰ＋Ｒ」以外の部分では「１００１」の固定ビットパターンで構成されているか畳み込み後にスクランブルがかかっている。このため、連続するオール「０」のデータは８ビット以下となる。８ビット連続で「０」のデータを受信したとしても０．８３ｍｓの間となる。そこで、時間ｔ₂₁を０．８４ｍｓとし、時間ｔ₂₂を４．１６ｍｓと設定すれば問題はない。

同様にして図５に示したリニアライザ用プリアンブル「ＬＰ」の場合には、たとえば時間ｔ₁₁を「０」のデータが８ビット分固定される時間として０．２５ｍｓとし、時間ｔ₁₂を１．１３ｍｓと設定することになる。

図８に戻って説明を続ける。ステップＳ２２１で第１の受信時間Ｒ₁がその与えられた条件を満たし（Ｙ）、ステップＳ２２２で第２の受信時間Ｒ₂もその与えられた条件を満たしたとする（Ｙ）。この場合には同一エリアに同じ周波数帯域に異なった通信方式が混在することになる。これは、本発明の前提を欠く。そこでこの場合、制御部１０７は通信方式が未判別であると判別する（ステップＳ２２４）。この場合には何らかのノイズによる場合が考えられるので、図７のステップＳ２０１で受信部１０１から第１の受信レベル解析結果１１６₁および第２の受信レベル解析結果１１６₂を新たなタイミングで受信するようにしてもよい。

一方、ステップＳ２２１で第１の受信時間Ｒ₁がその与えられた条件を満たさなかったときには（Ｎ）、ステップＳ２２２と同様の判別が行われる（ステップＳ２２５）。そして、この場合に第２の受信時間Ｒ₂について、第２の受信時間Ｒ₂が時間ｔ₂₁よりも長く、かつ時間ｔ₂₂よりも短いとする条件を満たした場合には（Ｙ）、無線基地局がＦＤＭＡ通信方式としてＡＲＩＢのＳＴＤ-Ｔ６１で通信を行っているものと判別する（ステップＳ２２６）。

これに対して、ステップＳ２２５で第２の受信時間Ｒ₂がその与えられた条件を満たないと判別された場合には（Ｎ）、ＴＤＭＡ通信方式ならびにＦＤＭＡ通信方式による通信が検出されなかったことになる。そこでこの場合もステップＳ２２４に処理が進んで制御部１０７は通信方式が未判別であると判別することになる。この場合にも、所定時間ごとに、あるいはユーザの指示によって、図７のステップＳ２０１で受信部１０１から第１の受信レベル解析結果１１６₁および第２の受信レベル解析結果１１６₂を新たなタイミングで受信するようにしてもよい。

以上説明したように本実施例では、受信データを抽出してその解析結果から２つの通信方式のいずれであるかを判別する必要がない。したがって、簡単かつ迅速に通信方式を判別することができる。また、本実施例では移動無線端末あるいは移動局のみで通信方式を判別して通信状態に移行することができる。したがって、無線基地局側で通信方式を判別させるための特別な考慮を必要としない。

＜発明の変形可能性＞
以上説明した実施例では、図１に示したように受信部１０１に第１の受信アンテナ１０２₁と第２の受信アンテナ１０２₂を用意した。そして、図４に示したようにセンタ周波数Ｆ₀からずれた第１の周波数Ｆ₁と第２の周波数Ｆ₂の２つのピーク位置のいずれか１つに、ある値以上の受信レベルがある時間範囲内に存在するかを判別することにした。そして、同じ周波数帯で２つのデジタル無線通信方式がエリア別に択一的に使用される通信システムで、どの無線通信方式がそれぞれのエリアで使用されているかを判別するようにした。

本発明では、これに限定されない。すなわち、まず、同じ周波数帯で３つのデジタル無線通信方式がエリア別に択一的に使用される通信システムであってもよい。この場合にも、どの無線通信方式がそれぞれのエリアで使用されているか、あるいはいずれの無線通信方式も使用されていないかを判別することができる。たとえば、３種類あるいは４種類の無線通信方式の無線基地局が存在し、これらの種類分の無線通信方式が全国的に存在するとする。この場合にも、あるエリアでどの種類の無線通信方式の無線基地局が使用されているかを判別することができる。

また、実施例では図３に示したπ／４ＱＰＳＫ信号を用いて、通信方式を識別するための固定データとして「００」のデータでオール「０」変調を行った。これは、搬送波の位相変化を９０゜（π／２ラジアン）置きにしたときに存在するシンボルパターン「００」、「０１」、「１１」、「１０」のうちのシンボルパターン「００」でデータで変調を行うことにしたものである。残りの３つのシンボルパターン「０１」、「１１」、「１０」のいずれを用いても、同様に２種類あるいは３種類以上の無線通信方式を判別することができる。

また、実施例では図３に示したπ／４ＱＰＳＫ変調方式を使用して４種類のシンボルパターン「００」、「０１」、「１１」、「１０」のいずれかを使用することにしたが、本発明はこれらのシンボルパターン以外も使用可能である。

図９は、π／４ＱＰＳＫ変調方式を使用したπ／８ＱＰＳＫ信号の星座図を表わしたものである。この図では図３と同様に、同相部［横軸］は記号Ｉで、直交部［縦軸］は記号Ｑで表わしている。π／４ＱＰＳＫ変調方式は、８相位相偏移変調方式とも呼ばれる。この変調方式の場合には、４５゜（π／４ラジアン）置きにすることで、「０００」、「００１」、「０１１」、「０１０」、「１００」、「１０１」、「１１１」、「１１０」のそれぞれ３ビットのデータを８つの位相の変化として表わすことができる。この場合には、８種類のシンボルパターン「０００」、「００１」、「０１１」、「０１０」、「１００」、「１０１」、「１１１」、「１１０」のいずれかを、たとえば図５に示したようにプリアンブルに繰り返しパターンとして組み込めばよい。

同様に、４相の位相偏移（図３）や８相の位相偏移（図９）に限らずに、その他の複数相の位相偏移にも本発明を適用可能である。更に一般的には複数ビットのシンボルパターンを複数回繰り返して使用した識別情報を使用して、通信方式が異なることによるセンタ周波数からの周波数のシフト量とその識別情報を構成するビット数から決まる存在時間を識別することで、複数の通信方式の判別を行うことができる。

本発明の一実施例における無線通信方式判別装置の要部を表わしたブロック図である。 ＴＤＭＡ通信方式とＦＤＭＡ通信方式が同一周波数帯で重なった場合のスペクトラムの一例を表わした特性図である。 π／４ＱＰＳＫ信号の星座図である。 π／４ＱＰＳＫ変調方式でオール「０」変調を行った場合のＴＤＭＡ通信方式とＦＤＭＡ通信方式のスペクトラムの違いを表わした特性図である。 ＳＴＤ−Ｔ７９によるＴＤＭＡ通信方式の制御用物理チャネルの第１ユニット信号のフォーマット説明図である。 ＳＴＤ-Ｔ６１によるＦＤＭＡ通信方式の同期バースト信号のフォーマット説明図である。 本実施例の無線通信方式判別装置が通信方式を判別する処理の流れを表わした流れ図である。 本実施例の制御部による通信方式の判別処理の様子を表わした流れ図である。 π／４ＱＰＳＫ変調方式を使用したπ／８ＱＰＳＫ信号の星座図である。

符号の説明

１００ 無線通信方式判別装置
１０１ 受信部
１０２ 受信アンテナ
１０３ 受信波調整回路部
１０６ ミキサ
１０７ 制御部
１０９ ＰＬＬ部
１１４ 受信レベル検出部
１１６ 受信レベル解析結果
Ｆ₀ センタ周波数
Ｆ₁ 第１の周波数
Ｆ₂ 第２の周波数
ＬＰ リニアライザ用プリアンブル
ＬＰ＋Ｒ リニアライザ用プリアンブルおよびバースト過渡応答用ガードタイム

Claims (6)

1. 同一周波数帯域を少なくとも一部に共用する予め定めた複数種類の無線通信方式による信号を個々の通信方式で受信するために設けられた前記無線通信方式の種類だけの受信手段と、
   これら複数の受信手段のそれぞれに１つずつ予め対応させた固有の周波数の位置で所定の受信レベル以上の信号が正の値からなる予め定めた特定時間範囲内で存在しているかどうかを判別する受信レベル存否判別手段と、
   この受信レベル存否判別手段が前記予め定めた複数種類の無線通信方式のうちで前記複数の受信手段の１つについてのみ存在を判別したとき、この存在を判別した受信手段に対応した１種類の無線通信方式を受信対象の無線通信方式として特定する無線通信方式特定手段
   とを具備することを特徴とする無線通信方式判別装置。
2. 前記複数種類の無線通信方式は、ディジタル変調として、π／４ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式を採用しており、その送信信号のプリアンブルには「００」、「０１」、「１１」、「１０」のうちの予め定めた１種類のシンボルパターンが所定のビット長だけ繰り返されたパターンとして組み込まれており、前記受信レベル存否判別手段は前記シンボルパターンの受信時にそのシンボルパターンの種類に応じて前記送信信号の中心周波数からシフトとした前記固有の周波数の位置で、受信レベルの存否を判別することを特徴とする請求項１記載の無線通信方式判別装置。
3. 前記特定時間範囲は、前記シンボルパターンの繰り返されたビット長のデータを伝送する時間を特定するための下限値と上限値によって区切られた時間の範囲であることを特徴とする請求項２記載の無線通信方式判別装置。
4. 前記複数種類の無線通信方式は２種類の無線通信方式であり、前記固有の周波数の位置は無線通信方式別およびシンボルパターン別にそれぞれ第１の固有周波数位置と、この第１の固有周波数位置と異なる第２の固有周波数位置とになっており、これら第１の固有周波数位置と第２の固有周波数位置のいずれか一方のみで所定レベル以上の受信レベルがあったとき、この固有周波数位置に対応する無線通信方式が受信された通信方式として特定されることを特徴とする請求項２記載の無線通信方式判別装置。
5. 前記２種類の無線通信方式は、同一周波数帯域を少なくとも一部に使用するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）通信方式とＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式であることを特徴とする請求項４記載の無線通信方式判別装置。
6. 所定のビットパターンの繰り返しからなるビット情報を一部に含む送信信号をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式で変調した送信信号を、予め定めた通信方式ごとに用意された複数の受信手段で受信する受信ステップと、
   この受信ステップで前記送信信号を受信した結果、前記複数の受信手段ごとに得られた受信信号について、対応する通信方式ごとに前記ビットパターンによって固有となった周波数の位置で受信レベルを測定する受信レベル測定ステップと、
   この受信レベル測定ステップで所定以上の受信レベルがあるとされた受信手段について、それに対応する周波数の位置でその受信信号の受信時間が予め定めた正の値からなる予め定めた特定時間範囲内に存在するかを判別する受信時間判別ステップと、
   この受信時間判別ステップで前記特定時間範囲内に存在すると判別された受信信号が前記複数の受信手段のうちの１つのみであるかを判別する該当受信信号数判別ステップと、
   この該当受信信号数判別ステップで１つの受信手段であると判別したときその受信手段に対応する通信方式で通信が行われたと通信方式を特定する通信方式特定ステップ
   とを具備することを特徴とする無線通信方式判別方法。

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