JP2010171707A - Receiving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャリアセンスを行う受信機に関する。 The present invention relates to a receiver that performs carrier sense.
無線LAN(Local Area Network)が幅広く用いられるようになったため、新しい周波数帯域が必要となった。日本では、無線LANに使える5GHz帯の中心周波数が欧米各国とは異なっていた。より利便性を高めるために各国との互換性を考慮して、2005年5月から周波数の再編が行われた。この際に、5250〜5350MHz帯(W53)に4つのチャネルが追加になり、さらに2007年1月には、5470〜5725MHz帯(W56)に11のチャネルが追加された。 Since a wireless local area network (LAN) has been widely used, a new frequency band has been required. In Japan, the center frequency of the 5 GHz band that can be used for a wireless LAN was different from that in Western countries. In order to enhance convenience, the frequency was reorganized in May 2005 in consideration of compatibility with each country. At this time, four channels were added to the 5250-5350 MHz band (W53), and in January 2007, 11 channels were added to the 5470-5725 MHz band (W56).
しかし、これらの追加されたチャネルは、無線LANだけではなく、レーダーによっても用いられる。無線LANのシステムが、使用中のチャネルでレーダーの干渉波を検知(キャリアセンス)した時には、そのチャネルの使用を中止し、空きチャネルに移動しなければならない。このように動的にチャネルを変更する機能は、DFS(Dynamic Frequency Selection)と呼ばれ、上記5.3GHz帯及び5.6GHz帯の無線LAN機器は、この機能を備えることが規格により義務付けられている。 However, these added channels are used not only by wireless LAN but also by radar. When a wireless LAN system detects a radar interference wave (carrier sense) on a channel in use, it must stop using that channel and move to a free channel. The function of dynamically changing the channel in this way is called DFS (Dynamic Frequency Selection), and the above-mentioned 5.3 GHz band and 5.6 GHz band wireless LAN devices are required by the standard to have this function. Yes.
特許文献1は、キャリアセンスを行うことによって空きチャネルを探す無線通信装置を記載する。
しかし特許文献1の従来技術では、空きチャネルを探す間には通信を行わない。そのためスループットが大きく低下する問題がある。
However, in the prior art of
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アクティブチャネルにおける通信と実質的に同時に、利用可能なチャネルを探して非アクティブチャネルをサーチする。本発明は、サーチの間、通信を停止する従来の受信機と比べて、スループットを改善し得る装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and searches for an inactive channel by searching for an available channel substantially simultaneously with communication in an active channel. An object of the present invention is to provide an apparatus capable of improving throughput as compared to a conventional receiver that stops communication during a search.
本発明による、アクティブチャネル及び非アクティブチャネル群を含むRF帯域における通信のための受信機は、局部発振信号と混合することによって、前記RF帯域内の信号を低帯域内の信号にダウンコンバートする第1変換器と、前記低帯域における前記アクティブチャネルに対応する信号を復調する復調器と、前記低帯域において、1つ以上の利用可能なチャネルを探して前記ダウンコンバートされた非アクティブチャネル群をサーチするチャネルモニタとを備え、前記復調器による復調と実質的に同時に、前記チャネルモニタが前記サーチを行う。 A receiver for communication in an RF band including an active channel group and an inactive channel group according to the present invention down-converts a signal in the RF band into a signal in a low band by mixing with a local oscillation signal. A converter, a demodulator for demodulating a signal corresponding to the active channel in the low band, and searching the down-converted inactive channel group for one or more available channels in the low band And the channel monitor performs the search substantially simultaneously with the demodulation by the demodulator.
ある例示的実施形態は、前記アクティブチャネルが、前記利用可能なチャネル群のうちの1つに変更されるよう、前記局部発振信号の周波数を制御するコントローラをさらに備える。 An exemplary embodiment further comprises a controller that controls a frequency of the local oscillation signal such that the active channel is changed to one of the available channels.
ある例示的実施形態は、記憶部をさらに備える受信機であって、前記サーチの結果、前記チャネルモニタが前記利用可能なチャネル群のうちの1つを特定する場合、前記特定されたチャネルに関するデータを前記記憶部に記憶し、前記サーチを一時的に停止する。 An exemplary embodiment is a receiver that further comprises a storage unit, wherein if the channel monitor identifies one of the available channel groups as a result of the search, data regarding the identified channel Is stored in the storage unit, and the search is temporarily stopped.
ある例示的実施形態は、記憶部をさらに備える受信機であって、前記チャネルモニタは、前記利用可能なチャネル群のうちの複数のチャネルを特定するまで前記サーチを継続し、前記複数の特定されたチャネル群に関するデータを前記記憶部に記憶する。 An exemplary embodiment is a receiver further comprising a storage unit, wherein the channel monitor continues the search until the plurality of channels of the available channel group are identified, and the plurality of identified ones. Data related to the channel group is stored in the storage unit.
本発明は、アクティブチャネルにおける通信をしながら、利用可能なチャネルを探して非アクティブチャネルをサーチできる。この動作は、スループットを改善し得る。 The present invention can search for an inactive channel by searching for an available channel while communicating on an active channel. This operation may improve throughput.
本発明の例示的実施形態による受信機は、複数の利用可能なチャネルを特定し、その中から最適なチャネルを選択し、それを新しいアクティブチャネルとして使用できる。その結果、単一の利用可能なチャネルしか特定しない受信機に比べて、より良い通信状況のチャネルを使用できる可能性が高まる。 A receiver according to an exemplary embodiment of the present invention can identify a plurality of available channels, select an optimal channel among them, and use it as a new active channel. As a result, it is more likely that a channel with better communication conditions can be used than a receiver that identifies only a single available channel.
以下、本発明の例示的実施形態による装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。同じ参照符号は、同じ構成要素を表す。 Embodiments of an apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same reference number represents the same component.
(実施形態1)
図1は、第1の例示的実施形態による受信機100の構成を示すブロック図である。受信機100は、典型的には送信機とともに用いられ、無線LANのような双方向無線通信を実現する。受信機100は、変換器110、復調器120、チャネルモニタ125、コントローラ160、及び記憶部170を含む。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
(周波数変換)
変換器110は、RF帯域(例えば5GHz帯)の入力信号102を受け取り、その周波数を低くするよう変換(ダウンコンバート)を行う。RF信号102は、変換器110に入力される前に、帯域通過フィルタ(BPF)等によって帯域制限されてもよく、又は帯域制限されなくてもよい。本明細書では受信機100に入力される信号102をRF(Radio Frequency)信号と呼ぶ。変換器110によってダウンコンバートされた信号104は、低帯域(Lower Band)信号と呼ぶ。本明細書では変換器110によってダウンコンバートされる前の周波数帯域を便宜上、RF帯域と呼ぶ。
(Frequency conversion)
The
典型的にはこの低帯域信号104は、帯域内の最低周波数が実質的にDC成分に相当するベースバンド信号(例えば0〜600MHz)である。代替として、この低帯域信号104が例えば1GHzのオーダーであり、受信機100内の後段でさらにダウンコンバートされる場合は、低帯域信号104は、中間周波(Intermediate Frequency、IF)信号とも呼ばれる。本明細書の「低帯域」という語は、入力されたRF帯域信号よりも低い周波数に変換される限り、ベースバンドもIFバンドも含む。
Typically, the low-
受信機100が例えば5GHz帯を利用する無線LANのための受信機であるなら、その周波数帯域だけを通すBPFを変換器110の前段に設けてもよい。変換器110は、ダウンコンバートされた低帯域信号104を復調器120及びチャネルモニタ125(具体的にはイメージリジェクション部130)に出力する。
If the
(復調)
規格IEEE802.11a(W53)及びIEEE802.11a(W56)は、それぞれ4つのチャネル及び11個のチャネルを5GHz帯の通信のために割り当てている。これらの規格に準拠する通信システムにおいて、理想的な状況では、これら15チャネルの全てが干渉等のない、利用可能なチャネルである。本明細書では、当該チャネルに干渉が存在しないと判定された、将来の通信に使われるべきチャネルを「利用可能なチャネル」と呼ぶ。
(demodulation)
The standards IEEE802.11a (W53) and IEEE802.11a (W56) allocate 4 channels and 11 channels, respectively, for 5 GHz band communication. In a communication system compliant with these standards, in an ideal situation, all of these 15 channels are usable channels without interference or the like. In this specification, a channel that is determined to have no interference in the channel and is to be used for future communication is referred to as an “available channel”.
しかし5GHz帯は、気象レーダー等によって使用される。そのため上記規格は、レーダー等の干渉が検出された時は、そのチャネルの使用を禁止する。言い換えれば、あるチャネルがレーダーによる干渉を受けると、利用可能なチャネルではなくなる。したがって現在、通信に用いているチャネル(アクティブチャネル)が干渉のために変更されなければならない時は、レーダー等の干渉がない利用可能なチャネルを探して、割り当てられたチャネルをサーチすることが必要である。このような動作は、上記規格においてDFS(Dynamic Frequency Selection、動的周波数選択)として規定される。 However, the 5 GHz band is used by weather radars and the like. Therefore, the standard prohibits the use of the channel when interference from a radar or the like is detected. In other words, if a channel is subject to radar interference, it is no longer an available channel. Therefore, when the channel currently used for communication (active channel) has to be changed due to interference, it is necessary to search for an assigned channel by searching for an available channel free from interference such as radar. It is. Such an operation is defined as DFS (Dynamic Frequency Selection) in the above standard.
受信機100は、復調器120によって復調されることによって出力される復調信号106(例えばデジタルデータ)を用いて通信を行う。当業者にはわかるように、復調信号106は、任意の適当なデジタルデータを含み得る。そのようなデータの例には、音声、映像(静止画又は動画)、テキスト等を表すデータがある。
The
この復調信号106に対応する、受信機100によって現在使用されているRF帯域のチャネルを本明細書では「アクティブチャネル」という。一方、受信機100によって使用されていないRF帯域のチャネルは「非アクティブチャネル」という。前述の規格では、例えば1つのチャネルがアクティブチャネルとして受信機100によって通信に利用され、残りの14チャネルは非アクティブチャネルに対応する。つまり通信のためにRF帯域に割り当てられたチャネルは、アクティブチャネル(例えば1チャネル)、及び非アクティブチャネル(例えば残り14チャネル)によって構成される。
An RF band channel currently used by the
受信機100が単一の復調器120しか持たない場合は、このようなアクティブチャネルは、典型的には1つだけ存在する。後述のようにアクティブチャネルが変更される時は、一時的に(典型的には短い期間の間)アクティブチャネルが実質的に存在しないこともあり得る。加えて、受信機100が通信を行っていない時(つまりアイドル状態の時)は、アクティブチャネルが存在しなくてもよい。
If
復調器120は、変換器110によって出力され、ダウンコンバートされた低帯域信号104を受け取る。この低帯域信号104は、RF帯域におけるアクティブチャネル及び非アクティブチャネルに対応する信号であり、低帯域の周波数成分を有する。例えば、信号104がベースバンド信号であるなら、低帯域信号104は、約0〜600MHzの周波数成分を有し得る。復調器120は、低帯域信号104を復調することによって、デジタルデータを得て、復調信号106として出力する。
The
(利用可能なチャネルのサーチ)
チャネルモニタ125は、イメージリジェクション部130、チャネルフィルタ140、及び信号強度検出器150を含む。これら要素は直列に結合されることによって、利用可能なチャネルを探して、通信帯域内に割り当てられたチャネルをサーチするための信号パスを構成する。
(Search for available channels)
The
イメージリジェクション部130は、ダウンコンバートされた低帯域信号104に含まれるイメージ成分を低減又は除去し、イメージ抑圧された信号135を出力する。本明細書においては「イメージ抑圧」とは、イメージ成分が完全に除去されることだけでなく、処理前に比べてイメージ成分が低減されることも含む。チャネルフィルタ140は、イメージ抑圧された信号135を受け取り、非アクティブチャネルのうちの1つ(以下、「ターゲットチャネル」という)に対応する周波数成分を有する信号145を選択的に出力する。
The
信号強度検出器150は、チャネルフィルタ140によって選択的に出力されたターゲットチャネルの信号145を受け取り、その信号強度を表す(又はその信号強度に対応する)データ155をコントローラ160に出力する。信号強度検出器150は例えば、サンプルアンドホールド回路、及びA/D(アナログ−デジタル)変換器によって実現され得る。この場合、コントローラ160は、ターゲットチャネルの信号145の強度に対応する数値データ155を受け取る。コントローラ160は、現在、サーチ中のターゲットチャネルがどの周波数に対応するかを表すデータと共に、信号強度を表すデータ(上の例では数値データ)を記憶部170に記憶すればよい。
The
代替として信号強度検出器150は、例えば、信号強度が所定の閾値より小さい時は「1」(利用可能なチャネルであることを示す)を、信号強度が所定の閾値以上の時は「0」(利用可能なチャネルではないことを示す)をコントローラ160に出力する電子回路としても実現され得る。コントローラ160は、現在、サーチ中のターゲットチャネルがどの周波数に対応するかを表すデータと共に、利用可能性を表すデータ(上の例では「1」又は「0」)を記憶部170に記憶すればよい。
Alternatively, for example, the
コントローラ160は、データ155に基づいて、レーダー等による干渉が、ターゲットチャネルにないかを判定する(以下、「利用可能性の判定」という)。具体的には、ターゲットチャネルの信号145の強度が所定の閾値よりも大きい時は、そのチャネルには干渉が存在すると判定し、そのチャネルを使用しない。逆にターゲットチャネルの信号145の強度が所定の閾値よりも小さい時は、そのチャネルには干渉が存在しないと判定し、そのチャネルは、将来の通信に使われるべき利用可能なチャネルとみなされる。
Based on the
コントローラ160は、利用可能なチャネルの情報を記憶部170に記憶する。言い換えれば、この利用可能なチャネルは、現在のアクティブチャネルが使用できなくなった場合に使用されるべき、チャネルの候補といえる。
The
チャネルモニタ125及びコントローラ160は、ターゲットチャネルに対応する帯域を通過した信号の強度に基づいて、そのターゲットチャネルの利用可能性を判定する。したがってなんらかの方法で低帯域信号104から、帯域制限された信号145を生成することが必要である。
The
図2は、イメージリジェクション部130及びチャネルフィルタ140の通過帯域特性の例を示す。この例では、イメージリジェクション部130は、受信機100による通信のために割り当てられたチャネル(すなわちアクティブチャネル及び非アクティブチャネル)の全体を通過させる帯域幅20を有する。この帯域幅20は固定されている。一方、チャネルフィルタ140は、ターゲットチャネルだけを通過させる帯域幅22を有する。帯域幅22の中心周波数をコントローラ160からの制御信号164によって変化させることによって、非アクティブチャネルの中からターゲットチャネルを順次選択し、そのターゲットチャネルについての利用可能性の判定を行うことができる。
FIG. 2 shows an example of passband characteristics of the
図3は、イメージリジェクション部130及びチャネルフィルタ140の通過帯域特性の他の例を示す。イメージリジェクション部130及びチャネルフィルタ140は、ターゲットチャネルだけを通過させる帯域幅30及び32をそれぞれ有する。これら帯域幅30及び32の中心周波数を、それぞれコントローラ160からの制御信号163及び164によって変化させることによって、非アクティブチャネルの中からターゲットチャネルを順次選択し、そのターゲットチャネルについての利用可能性の判定を行うことができる。
FIG. 3 shows another example of passband characteristics of the
上の例では、チャネルフィルタ140が単一のターゲットチャネルを通過させることを想定しているが、これには限定されない。チャネル140は、隣接する複数のターゲットチャネル群に対応する帯域を通過させてもよい。
In the above example, it is assumed that the
(動作の概要)
図4は、受信機100の動作例を概略的に示す。期間t0〜t1の間、受信機100は休止状態である。時刻t1から受信機100は、初期アクティブチャネルとして与えられたf1において通信を開始する。
(Overview of operation)
FIG. 4 schematically shows an operation example of the
期間t1〜t3の間、復調器120は、アクティブチャネルf1の信号を復調している。チャネルモニタ125は、期間t1〜t2の間、利用可能なチャネルを探して、非アクティブチャネルをサーチしている。典型的にはチャネルモニタ125及びコントローラ160は、複数の利用可能なチャネルを特定し、特定された利用可能なチャネルを表すデータを記憶部170に記憶する。チャネルモニタ125及びコントローラ160は、利用可能なチャネルが1つ見つかりしだいサーチを一時的に停止し、そのチャネルを表すデータを記憶部170に記憶してもよい。図4は、利用可能なチャネルが1つ見つかりしだい、サーチが停止される例を示す。この場合、例えば期間t2〜t3においては、通信のために復調は行われているが、利用可能なチャネルを探すサーチは行われていない。
During the period t1 to t3, the
利用可能なチャネルのサーチの結果、チャネルモニタが時刻t2までに、利用可能なチャネルf2を見つけたとする。時刻t3において、復調器120がアクティブチャネルf1を変更しなければならなくなると、復調器120は利用可能なチャネルf2を復調できるよう、変換器110の局部発振器(例えば図6に示される局部発振器114)の周波数を調整する。この周波数変更は、コントローラ160が制御信号162を変換器110に送ることによって実現され得る。期間t3〜t5の間、復調器120は、アクティブチャネルf2の信号を復調している。
As a result of searching for an available channel, the channel monitor finds an available channel f2 by time t2. If the
チャネルモニタ125は、時刻t3におけるアクティブチャネルの変更にトリガされることによって、利用可能なチャネルを探してサーチを始める。チャネルモニタ125は、期間t3〜t4の間、利用可能なチャネルを探して、非アクティブチャネルをサーチしている。利用可能なチャネルのサーチの結果、チャネルモニタが時刻t4までに、例えば利用可能なチャネルf3を見つけたとする。時刻t5において、復調器120がアクティブチャネルf2を変更しなければならなくなると、復調器120は利用可能なチャネルf3を復調できるよう、変換器110の局部発振器の周波数を調整する。期間t5〜t7の間、復調器120は、アクティブチャネルf3の信号を復調している。同様に、チャネルモニタが時刻t6までに、利用可能なチャネルf4を見つけたとする。この利用可能なチャネルf4は、時刻t7以降、復調器120の復調のために用いられる。
The channel monitor 125 starts to search for an available channel by being triggered by the change of the active channel at time t3. The channel monitor 125 searches for an inactive channel by searching for an available channel during the period t3 to t4. As a result of searching for an available channel, the channel monitor finds, for example, an available channel f3 by time t4. When the
図4に示される例では、利用可能なチャネルが例えば1つ特定されると、コントローラ160は、サーチを一時的に停止する。その結果、受信機100は、チャネルモニタ125が停止している間は、消費電力を減らすことができる。
In the example shown in FIG. 4, when one available channel is identified, for example, the
図5は、受信機100の代替の動作例を概略的に示す。期間t0〜t1の間、受信機100は休止状態である。時刻t1から受信機100は、初期アクティブチャネルとして与えられたf1において通信を開始する。
FIG. 5 schematically illustrates an alternative operation example of the
期間t1〜t2の間、復調器120は、アクティブチャネルf1の信号を復調している。チャネルモニタ125は、期間t1〜t2の間、利用可能なチャネルを探して、非アクティブチャネルをサーチしている。典型的にはチャネルモニタ125及びコントローラ160は、複数の利用可能なチャネルを特定し、特定された利用可能なチャネルを表すデータを記憶部170に記憶する。図5は、復調器のアクティブチャネルが変更されるまで、チャネルモニタ125によるサーチが継続する(例えば期間t1〜t2)例を示す。
During the period t1 to t2, the
利用可能なチャネルのサーチの結果、チャネルモニタが時刻t2までに、利用可能なチャネルf2を見つけたとする。時刻t2において、復調器120がアクティブチャネルf1を変更しなければならなくなると、復調器120は利用可能なチャネルf2を復調できるよう、変換器110の局部発振器の周波数を調整する。期間t2〜t3の間、復調器120は、アクティブチャネルf2の信号を復調している。
As a result of searching for an available channel, the channel monitor finds an available channel f2 by time t2. When the
同様に、期間t2〜t3のサーチの結果、チャネルモニタ125は、利用可能なチャネルf3を時刻t3までに見つける。期間t3〜t4の間、復調器120は、利用可能なチャネルf3の信号を復調する。
Similarly, as a result of the search in the period t2 to t3, the
図5に示されるチャネルモニタ125の動作においては、複数の利用可能なチャネルが見つかる場合がある。この場合、コントローラ160は、全ての複数の利用可能なチャネルについてのデータを記憶部170に記憶してもよい。アクティブチャネルを変更する時は、複数の利用可能なチャネルから1つのチャネルを選択する必要がある。この選択は、さまざまな方法によって実現され得る。例えば、最も直近の利用可能性の判定によって得られたデータに対応するチャネルを選択できる。この方法は、利用可能なチャネルを探してサーチしている間に電波状況が変わった場合、最新のデータに基づいてアクティブチャネルを選択できるという利点を有する。代替として、図17を参照して後述するように、全ての利用可能なチャネルについてのデータを得てから、さまざまな規則に基づいて、最適な次のアクティブチャネルを選択することもできる。
In the operation of the
図4及び図5に示されるように、復調器120による復調と実質的に同時に、チャネルモニタ125は利用可能なチャネルを探してサーチする。具体的には、図4の場合、サーチの期間t1〜t2は、通信が行われている期間t1〜t3に含まれる。図5の場合、サーチの期間t1〜t2は、通信が行われている期間t1〜t2と同じである。すなわち本発明においては、通信をいったん中断してサーチを行うのではなく、通信をしながらサーチも実質的に同時に行うことできる。換言すれば利用可能なチャネルを探すサーチの期間が、復調器による復調動作の期間に含まれる限り、そのような動作は、本明細書でいう「復調器による復調と実質的に同時に、チャネルモニタがサーチを行う」ことに含まれる。
As shown in FIGS. 4 and 5, substantially simultaneously with demodulation by
その結果、復調器120は、アクティブチャネルをf1,f2,f3,f4,…と切り替えることによって、実質的に連続的に通信のための復調を継続できる。換言すれば、受信機100は、アクティブチャネルにおける通信を行いながら、非アクティブチャネルの電波状況、例えばレーダーの干渉の有無を調べることができる。これによりシステムのスループットが改善され得る。
As a result, the
記憶部170は、利用可能なチャネルに関するデータ、例えば利用可能なチャネルのチャネル番号を表すデータを記憶する。代替として記憶部170は、利用可能なチャネルに対応する番地に、利用可能であることを示すフラグ等を記憶し得る。記憶部170は、そのようなデータを格納できる任意の適切な記憶媒体であり得る。例えば記憶部170は、半導体メモリである。
The
図6は、変換器110、復調器120、及びチャネルモニタ125の詳細を示す。
FIG. 6 shows details of
(変換器の詳細構成)
変換器110は、増幅器111、乗算器112,113、局部発振器114、及び移相器115を含む。増幅器111は、入力されたRF帯域信号102を受け取り、増幅する。局部発振器114は、局部発振信号を発生し、移相器115に出力する。局部発振器114は、コントローラ160によって出力された制御信号162を受け取り、所望のアクティブチャネルの信号が復調器120に出力されるよう、制御信号162に基づいて局部発振信号の周波数を変化させる。局部発振信号は、例えば5GHzのオーダーであるが、これには限定されない。
(Detailed configuration of the converter)
The
移相器115は、互いに直交する位相差を有する2つの信号116,117をそれぞれ乗算器112,113に出力する。よって乗算器113に入力される信号117は、乗算器112に入力される信号116と同じ周波数であり、実質的に90°進んだ位相を持つ。
The
乗算器112は、増幅されたRF帯域信号と局部発振周波信号116とを乗じ、乗算された信号118を出力する。乗算器113は、増幅されたRF帯域信号と局部発振周波信号117とを乗じ、乗算された信号119を出力する。ノードAにおける信号118及びノードBにおける信号119は、それぞれダウンコンバートされた信号の同相(I)成分及び直交(Q)成分である。
The
乗算器112が出力する低帯域信号118,119(≧0)は、RF帯域信号をcos(ωRFt)、局部発振信号をcos(ωLOt)とすると、それぞれ式1、式2によって表される。
The low-
cos(ωRFt)・cos(ωLOt)…(1)
cos(ωRFt)・sin(ωLOt)…(2)
cos (ω RF t) · cos (ω LO t) (1)
cos (ω RF t) · sin (ω LO t) (2)
変換器110で用いられる局部発振器114は、実質的に直交位相信号を生成できればよく、前述の構成には限定されない。例えば、局部発振器114は、逓倍及び分周の機能を持ち、直交位相で発振する局部発振器であってもよい。I成分信号118及びQ成分信号119は、復調器120及びチャネルモニタ125に与えられる。
The
(復調器の詳細構成)
復調器120は、BPF122、増幅器124、A/D変換器126、及びデジタル復調器128を含む。BPF122は、低帯域信号118,119を濾過することによって、現在の通信に必要なアクティブチャネルの信号を選択的に通過させる。BPF122で濾過されたアクティブチャネルのアナログ信号は、増幅器124によって増幅される。A/D変換器126は、増幅されたアクティブチャネルのアナログ信号を受け取り、デジタル化する。デジタル復調器128は、デジタル化された信号を復調することによって、デジタルデータを得て、復調信号106として出力する。復調器120は、複数のチャネルに対応するアナログ信号から所望の周波数成分のみを櫨波し、デジタル復調できればよく、その具体的な構成は、前述されたものに限定されない。
(Detailed configuration of demodulator)
The
(チャネルモニタの詳細構成)
チャネルモニタ125のイメージリジェクション部130は、変換器110によって出力された低帯域信号118,119を受け取る。イメージリジェクション部130は、例えば、位相シフタ131、加算器132、及び減算器133を有する。加算器132は上側波帯信号138を出力し、減算器133は下側波帯信号139を出力する。
(Detailed configuration of channel monitor)
The
図7は、非アクティブチャネルの側波帯成分を示す。非アクティブチャネルのうち、アクティブチャネルの高域側のチャネル(以下、「上側波帯」という)を周波数の低いチャネルから順番にcosωRF+1t,cosωRF+2t,…,cosωRF+ntとし、アクティブチャネルの低域側(以下、「下側波帯」という)を周波数の高いチャネルから順番にcosωRF−1t,cosωRF−2t,…,cosωRF−ntとする。変換器112,113から出力されるI成分信号118及びQ成分信号119(≧0)は、それぞれ式3,式4によって表される。ここで、nは1以上の整数である。
FIG. 7 shows the sideband components of the inactive channel. Of the non-active channel, the channel of the high frequency side of the active channel (hereinafter, "upper sideband" hereinafter) cos .omega RF and in order from low frequency channel + 1 t, cosω RF + 2 t, ..., and cos .omega RF + n t, the active channel the low frequency side (hereinafter, referred to as "lower sideband") to the order from the high frequency channel cosω RF-1 t, cosω RF -2 t, ..., and cosω RF-n t. The I component signal 118 and the Q component signal 119 (≧ 0) output from the
cosωRF+nt・cosωLOt+cosωRF−nt・cosωLOt…(3)
cosωRF+nt・sinωLOt+cosωRF−nt・sinωLOt…(4)
cosω RF + nt · cosω LO t + cosω RF− nt · cosω LO t (3)
cosω RF + nt · sinω LO t + cosω RF− nt · sinω LO t (4)
高域の周波数成分を無視すると、式3,式4は、それぞれ式5,式6のように変形される。 If the high frequency components are ignored, Equations 3 and 4 are transformed into Equations 5 and 6, respectively.
{cos(ωRF+nt−ωLOt)−cos(ωLOt−ωRF−nt)}/2…(5)
−{sin(ωRF+nt−ωLOt)−sin(ωLOt−ωRF−nt)}/2…(6)
{Cos (ω RF + n t -ω LO t) -cos (ω LO t-ω RF-n t)} / 2 ... (5)
- {sin (ω RF + n t-ω LO t) -sin (ω LO t-ω RF-n t)} / 2 ... (6)
位相シフタ131は、ノードAに対してノードBの位相を実質的に90°シフトする。元の信号と位相シフトされた信号とを加算器132で加算することによって、cos(ωRF+nt−ωLOt)と表される上側波帯信号138が得られる。同様に、元の信号と位相シフトされた信号とを減算器133で減算することによって、cos(ωLOt−ωRF−nt)と表される下側波帯信号139が得られる。ただし、最も周波数が高いチャネルで通信中の場合は上側波帯が存在せず、最も周波数が低いチャネルで通信中の場合は下側波帯が存在しない。ここで、位相シフタ131でシフトする位相はそれぞれの信号が相対的に90°の位相差となればよく、0°及び90°の組み合わせには限定されない。イメージリジェクション部130は、位相シフタ、加算器、及び減算器の組み合わせには限定されず、イメージ成分を低減する任意の適切な回路を利用し得る。
The
なお図3を参照して説明したようにターゲットチャネルの周波数に従って、位相シフタ131の通過帯域を変化させてもよい。この場合は、コントローラ160によって出力された制御信号163に基づいて、位相シフタ131は、90°の位相差を生む周波数が、チャネル140の通過帯域周波数と実質的に一致するよう、その回路定数を調整する。代替として位相シフタ131は、複数の位相シフト要素を備え、所望の位相シフトが得られるよう制御信号163に基づいて位相シフト要素を切り替えてもよい。
As described with reference to FIG. 3, the pass band of the
チャネルフィルタ140は、イメージリジェクション部130によってイメージ除去された信号を受け取る。チャネルフィルタ140は、BPF141,142を有する。BPF141,142の通過帯域幅の中心周波数は、コントローラ160からの制御信号664,665によってそれぞれ制御される。制御信号664,665は、図1に示される制御信号164に対応する。制御信号664,665によって制御されることによって、BPF141,142は、それぞれ信号138,139から、ターゲットチャネルの成分を選択的に信号強度検出器151,152に出力する。
The
図8は、加算器132の出力138、及び減算器133の出力139を示す。図8では、加算器出力138の周波数(ωRF+nt−ωLOt)をωIF+nとし、減算器の出力周波数(ωLOt−ωRF−nt)をωIF−nとする。これら信号138及び139は、BPF141,142を通る前なので、通信に割り当てられた全てのチャネルに対応する成分を含むよう図示されている。実際には非アクティブチャネルにおいて、所定閾値以上の信号(例えばレーダー干渉による信号)が検出されると、そのチャネルは利用可能なチャネルにはなり得ない。
FIG. 8 shows the
図9は、図8に示される割り当てられたチャネルのうちのある1チャネルが選択される時のBPF141,142の帯域を破線によって模式的に示す。なお、BPFが通過させる周波数帯域は、1チャネルには限定されず、複数チャネルに対応する帯域であってもよい。
FIG. 9 schematically shows the bands of the
信号強度検出器151,152は、それぞれ上側波帯信号138及び下側波帯信号139の信号強度を求め、信号強度を表すデータをコントローラ160に出力する。例としてコントローラ160は、検出器151,152の出力信号のうち少なくとも1つが所定の閾値より大きい信号強度を有する時には、そのターゲットチャネルには干渉が存在すると判定し得る。
The
BPF141,142は、例えば通過帯域が可変であるBPFによって実現される。そのようなBPFは、所望のターゲットチャネルに対応する周波数帯域を通過させる。しかしBPF141,142は、複数の隣接するチャネル群に対応する帯域を通過させてもよい。ただし隣接するチャネル群に対応する帯域を通過させる場合は、隣接チャネル群のうちの1つに干渉が存在するだけで、チャネル群全体が利用可能ではないと判定されてしまう。例えば1つの利用可能なチャネルが、利用可能ではないチャネルに挟まれている場合は、その1つのチャネルは利用可能ではない判定されてしまう。その結果、チャネルの使用効率は低下する可能性がある。
The
BPF141,142のそれぞれは、通過帯域の異なる複数のBPFを有してもよい。この場合、複数のBPFの出力のうちの1つを選択的に出力するスイッチを用いることによって、所望の非アクティブチャネルの帯域を通過させればよい。図10は、BPF141,142の例を示す。BPF141,142のそれぞれは、複数のBPF群1010と、スイッチ1020との組み合わせを有する。スイッチ1020を切り替えることによって、所望のターゲットチャネルを選択的に出力できる。さらに、BPF群1010のそれぞれの周波数帯域が可変であってもよい。この場合、より少ない個数のBPFによって、所望の周波数帯域をカバーすることができる。
Each of the
図11は、BPF141,142の他の例を示す。BPF141,142のそれぞれは、周波数帯域の異なる複数のBPF1140a〜dによって実現され得る。信号強度検出器1150a〜dは、それぞれBPF1140a〜dから出力される信号を受け取り、それぞれの信号に対応するデータをコントローラ160に出力する。コントローラ160は、複数のターゲットチャネルを表すデータを並列に受け取る。
FIG. 11 shows another example of the
なお、チャネルフィルタ140は、1チャネル、又は複数チャネルに対応する所望の周波数帯域を通過させることができればよく、図示された特定の構成には限定されない。
Note that the
図12は、上記実施例において、ポリフェーズフィルタ1200によって実現された位相シフタ131を概略的に示す。図2のノードAに相当する入力はAinによって表され、ノードBに相当する入力はBinによって表される。このときAin,Binから入力された信号は、1段目のポリフェーズフィルタによって、ω1=1/(R1・C1)を満たす周波数において、ノードAに対してノードBの位相が90°位相シフトされて出力される。ポリフェーズフィルタをm段(mは1以上の整数)接続した場合、ω1=1/(R1・C1),ω2=1/(R2・C2),…,ωm=1/(Rm・Cm)を満たす周波数においてノードAに対してノードBの位相が90°位相シフトされて出力される。割り当てられたチャネル(つまりアクティブチャネル及び非アクティブチャネル)を含む周波数帯域内においてノードAに対してノードBの位相が相対的に90°位相シフトされるよう、R1,R2,…,Rmと、C1,C2,…,Cmとの値を調整すれば、使用される可能性のある全てのチャネルにおいてイメージリジェクションが可能となる。なお、ポリフェーズフィルタは所望の周波数で相対的に90°位相がシフトされればよく、RC(抵抗・容量)フィルタを多段接続する構成に限定されない。
FIG. 12 schematically shows the
代替として、ポリフェーズフィルタを構成する抵抗R及び容量Cをスイッチ等で切り替えることにより周波数特性を変化させ、それによりチャネルフィルタ140で選択する周波数において位相を90°シフトしてもよい。
Alternatively, the frequency characteristic may be changed by switching the resistor R and the capacitor C constituting the polyphase filter with a switch or the like, thereby shifting the phase by 90 ° at the frequency selected by the
周波数特性の異なる複数のポリフェーズフィルタをスイッチで切り替えることによって、所望の周波数帯域において信号の位相を90°シフトしてもよい。 The phase of the signal may be shifted by 90 ° in a desired frequency band by switching a plurality of polyphase filters having different frequency characteristics with a switch.
ポリフェーズフィルタ1200は、図3に示される可変通過帯域特性30を実現してもよい。この場合、通過帯域特性30は、前述のようにチャネルフィルタ140による通過帯域特性32と同期させて変化させればよい。これによりターゲットチャネルの信号は、イメージ抑圧され、信号強度が検出される。
図13は、チャネルモニタ125に対応する、代替のチャネルモニタ425を示す。チャネルモニタ425は、イメージリジェクション部430、チャネルフィルタ141、及び信号強度検出器151を含む。イメージリジェクション部430は、位相シフタ131、加算器132、減算器133、及びスイッチ434を含む。スイッチ434は、加算器132の出力138及び減算器133の出力139のうちの1つを選択的にチャネルフィルタ141に出力する。
FIG. 13 shows an alternative channel monitor 425 corresponding to channel
図6に示されるチャネルモニタ125は、イメージリジェクション部130からコントローラ160まで、2つの並列な信号パスを有する。これに対してチャネルモニタ425は、チャネルフィルタ141及び信号強度検出器151を通る1つの信号パスしか有しない。このような構成は、より小さい面積で回路を実現できるという利点を持つ。
The channel monitor 125 shown in FIG. 6 has two parallel signal paths from the
図14は、イメージリジェクション部130に対応する、代替のイメージリジェクション部530を示す。イメージリジェクション部530は、位相シフタ131、及び加算器132を有し、上側波帯のみを取り出すことができる。図13の例と同様、イメージリジェクション部530は、チャネルフィルタ141及び信号強度検出器151を通る1つの信号パスがあればよい。そのためより小さい面積で回路を実現できるという利点を持つ。
FIG. 14 shows an alternative
図15は、イメージリジェクション部130に対応する、代替のイメージリジェクション部630を示す。イメージリジェクション部630は、位相シフタ131、及び減算器133を有し、下側波帯のみを取り出すことができる。図13の例と同様、イメージリジェクション部630は、チャネルフィルタ141及び信号強度検出器151を通る1つの信号パスがあればよい。そのためより小さい面積で回路を実現できるという利点を持つ。
FIG. 15 shows an alternative
図16は、複数のチャネルモニタ125a〜cを有する受信機1600の例を示す。この場合、チャネルモニタ125a〜cは並列に接続されることにより、3つのターゲットチャネルについて利用可能性を別個に、かつ同時に判定できる。この構成は、利用可能なチャネルのサーチをより高速に行えるという利点を有する。
FIG. 16 shows an example of a
(最適チャネルの選択方法)
図17は、利用可能なチャネルのサーチにおける、最適なチャネルの選択を説明するための概略図である。チャネルf1〜11は、通信に割り当てられたチャネル(例えば5GHz帯の11チャネル)を表す。信号強度検出器150は、チャネルf7において、アクティブチャネルの送受信による最も強い信号強度を検出する。チャネルf1,f2,f6,f9,及びf11においては、レーダー等の干渉(又はその他の妨害)による信号強度が検出される。チャネルf3〜f5,f8,及びf10は、信号強度がゼロである。例としてコントローラ160は、それぞれのチャネルにおける信号強度を表す数値データを記憶部170に記憶する。
(Optimal channel selection method)
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining selection of an optimum channel in a search for available channels. Channels f1 to 11 represent channels assigned to communication (for example, 11 channels in the 5 GHz band). The
アクティブチャネルf7がなんらかの理由(例えばレーダーの干渉)で使用できなくなると、アクティブチャネルf7以外のチャネルf1〜f6及びf8〜f11から、最も望ましいチャネルを新しいアクティブチャネルとして選択する。利用可能なチャネルとして選択されるためには、その信号強度は少なくとも所定の閾値よりも小さくなければならない。信号強度がある程度の大きさであることは、そのチャネルにレーダーによる干渉が存在することを示唆するからである。図17の状況では、信号強度がゼロであるチャネルf3〜f5,f8,及びf10の中から新しいアクティブチャネルを選択するのが好ましい。その意味では、チャネルf3〜f5,f8,及びf10の全てが利用可能なチャネルであるといえる。 If the active channel f7 cannot be used for some reason (for example, radar interference), the most desirable channel is selected as a new active channel from the channels f1 to f6 and f8 to f11 other than the active channel f7. In order to be selected as an available channel, its signal strength must be at least below a predetermined threshold. This is because the signal strength of a certain level indicates that there is radar interference in the channel. In the situation of FIG. 17, it is preferable to select a new active channel from among the channels f3 to f5, f8, and f10 having a signal strength of zero. In that sense, it can be said that all of the channels f3 to f5, f8, and f10 are usable channels.
利用可能なチャネルが複数存在する場合は、さまざまな規則によって優先順位を付けることが可能である。チャネル変更はアクティブチャネルに存在する干渉によって引き起こされることを考えると、一般に現在のアクティブチャネルのすぐ隣のチャネルは、避けるのが好ましい。この規則に基づくと、図17ではチャネルf8は、新しいアクティブチャネルには望ましくないと判定される。逆に現在のアクティブチャネルf7から離れて、かつ信号強度がゼロであるチャネルが望ましいと判定され得る。例えばf3〜f5又はf10が望ましいと判定され得る。 If there are multiple channels available, they can be prioritized according to various rules. Given that the channel change is caused by interference present in the active channel, it is generally preferable to avoid the channel immediately adjacent to the current active channel. Based on this rule, in FIG. 17, channel f8 is determined to be undesirable for the new active channel. Conversely, it may be determined that a channel away from the current active channel f7 and having a signal strength of zero is desirable. For example, it may be determined that f3 to f5 or f10 is desirable.
加えて、連続する3つ以上の利用可能なチャネルが存在する場合(ここではチャネルf3〜f5)、中央部にあるチャネルが一般には望ましい。この規則に基づくと、図17の例ではチャネルf4が最も望ましいチャネルと判定される。 In addition, if there are more than two consecutive available channels (here channels f3-f5), the central channel is generally desirable. Based on this rule, the channel f4 is determined as the most desirable channel in the example of FIG.
以上のように、受信機100は、複数の利用可能なチャネルから最適なチャネルを1つ選択し、次のアクティブチャネルとしてチャネル変更に備えることができる。その結果、割り当てられたチャネルの全体的な使用状況に基づいて、最適なチャネルを選択し、それに切り替えることができる。
As described above, the
受信機100は、アクティブチャネルにおいて通信中、実質的に同時に、非アクティブチャネルにおける信号強度をモニタすることができる。そのため受信機100は、信号強度のモニタの時に通信を中断するシステムと比べて、スループットを改善できる。
The
なお利用可能なチャネルを探してサーチを行う時、典型的にはアクティブチャネルをとばす(スキップする)。しかし代替として、アクティブチャネルを含めた全ての割り当てられたチャネルについて信号強度を求め、全チャネルについての信号強度データをいったん記憶部170に記憶してもよい。この場合、アクティブチャネルの信号強度は図17に示されるように強いので、利用可能なチャネルとして最終的には選択されることはない。あるいは、一般にコントローラ160は、現在のアクティブチャネルがどのチャネルであるか常に把握しているので、利用可能なチャネルを選択する時には、現在のアクティブチャネルを除外し得る。
When searching for an available channel, the active channel is typically skipped. However, as an alternative, the signal strength may be obtained for all assigned channels including the active channel, and the signal strength data for all channels may be temporarily stored in the
(実施形態2)
図18は、第2の例示的実施形態による受信機1800の構成を示すブロック図である。受信機1800は、チャネルフィルタ140の代わりに、チャネルフィルタ1840を利用する点で、受信機100とは異なる。受信機1800において、受信機100と同じ又は類似の機能については、図1を参照して上述した説明があてはまる。
(Embodiment 2)
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a
チャネルフィルタ1840は、乗算器1844,1845、局部発振器1843、及びBPF1841,1842を有する。乗算器1844は、信号138と、局部発振器1843によって出力される局部発振信号とを乗算する。乗算器1845は、信号139と、局部発振器1843によって出力される局部発振信号とを乗算する。BPF1841,1842は、それぞれ乗算器1844,1845の出力から所望のターゲットチャネルの信号を取り出す。局部発振器1843は、コントローラ160からの制御信号1864に基づいて、所望のターゲットチャネルの信号がBPF1841,1842を通過するよう、その発振周波数を調整する。
The
乗算器1844,1845は、それぞれイメージリジェクション部130の加算器の出力信号、減算器の出力信号138,139を受け取る。信号138,139は、ωIF±1、ωIF±2,…,ωIF±nの成分を有する。乗算器1844,1845、及び局部発振器1843は、所望のターゲットチャネルの信号強度をモニタするために、局部発振器1843の周波数を調整することによって、一定のモニタ周波数ωMNTを出力する。BPF1841,1842は、モニタ周波数ωMNTを通過させるよう入力信号を濾過する。乗算器1844,1845、及び局部発振器1843の機能は、変換器110の機能と同様に、局部発振信号との混合による周波数変換(ダウンコンバート)である。
図19は、局部発振器1843が発生する局部発振信号ωSL1,ωSL2,…,ωSLnと、モニタ周波数ωMNTとの関係を示す。このとき、ωIF±1−ωSL1=ωIF±2−ωSL2=…=ωIF±n−ωSLn=ωMNT(≧0)なる関係がある。図19の破線はBPF241,242の通過帯域幅を模式的に表す。代替として局部発振器1843は、ωSL1−ωIF±1=ωSL2−ωIF±2=…=ωSLn−ωIF±n=ωMNT(≧0)を満たす周波数を有する信号を発生してもよい。局部発振器1843は、変換器110の局部発振器114の出力を分周器で分周することによって発生してもよい。また局部発振器1843は、受信機1800内に設けられた基準発振器(例えば水晶発振器)によって発生された信号を逓倍器によって逓倍することで発生してもよい。
FIG. 19 shows the relationship between the local oscillation signals ω SL1 , ω SL2 ,..., Ω SLn generated by the local oscillator 1843 and the monitor frequency ω MNT . In this case, ω IF ± 1 -ω SL1 = ω IF ± 2 -ω SL2 = ... = ω IF ± n -ω SLn = ω MNT (≧ 0) become relevant. The broken lines in FIG. 19 schematically represent the passband widths of the BPFs 241 and 242. Alternatively, the local oscillator 1843 may generate a signal having a frequency satisfying ω SL1 −ω IF ± 1 = ω SL2 −ω IF ± 2 =... = Ω SLn −ω IF ± n = ω MNT (≧ 0) Good. The local oscillator 1843 may be generated by dividing the output of the
受信機1800は、アクティブチャネルにおいて通信中、実質的に同時に、非アクティブチャネルにおける信号強度をモニタすることができる。そのため受信機1800は、信号強度のモニタの時に通信を中断するシステムと比べて、スループットを改善できる。
The
(サーチのアルゴリズム)
図20は、利用可能なチャネルのサーチ(例えば図4の動作)を実行するのに用いられ得るアルゴリズム2000を示す。図4の動作は、例えば受信機100によって代表されるハードウェアと、アルゴリズム2000によって代表されるソフトウェアとの組み合わせ(以下、「システム」と総称する)によって実現され得る。2005において、システムは、初期値として与えられたアクティブチャネルで通信を開始する。通信を開始する前に、この初期アクティブチャネルが利用可能であるかをまず判定してもよい。
(Search algorithm)
FIG. 20 shows an
2010において、現在のアクティブチャネル(例えば図17のチャネルf7)とは異なる非アクティブチャネル(例えば図17のチャネルf1〜f6,f8〜f11)から、ターゲットチャネルを1つ選択するようチャネルフィルタ140(又はそれに加えてイメージリジェクション部130)の通過帯域幅を調整する。2020においてシステムは、ターゲットチャネルが利用可能かどうかを判定する。この利用可能性の判定は、図17を参照して説明されたやり方で例えば行われる。 At 2010, the channel filter 140 (or In addition, the pass bandwidth of the image rejection unit 130) is adjusted. At 2020, the system determines whether the target channel is available. This determination of availability is performed, for example, in the manner described with reference to FIG.
判定の結果がイエスなら、利用可能なチャネルが特定されたことになる。2030において、そのターゲットチャネル(例えば図17の周波数f4)を表すデータを記憶部170に記憶する。判定の結果がノーなら、制御は2010に戻り、非アクティブチャネルから新しいターゲットチャネルを選択する。例えば前のターゲットチャネルが図17の周波数f2なら、次のターゲットチャネルとしては周波数f3が選択され得る。このようにして利用可能なチャネルが特定されるまで、非アクティブチャネルの中でターゲットチャネルを順次、スキャンする。
If the result of the determination is yes, an available channel has been specified. In 2030, data representing the target channel (for example, frequency f4 in FIG. 17) is stored in the
2040においてシステムはサーチをいったん停止し、2050へ制御を進める。2050において、アクティブチャネルが変更されるべきかを判定する。判定の結果がイエスなら、2060において、記憶された利用可能なチャネル(例えばチャネルf4)をアクティブチャネルとして通信に使用する。判定の結果がノーなら、制御は2040に戻り、サーチ停止を維持する。 At 2040, the system stops the search and proceeds to 2050. At 2050, it is determined whether the active channel should be changed. If the determination is yes, at 2060, the stored available channel (eg, channel f4) is used for communication as the active channel. If the result of the determination is no, the control returns to 2040 and the search stop is maintained.
制御は2060から2005に戻り、新しいアクティブチャネル(例えばチャネルf4)を用いて通信を行う。したがって通信は、アクティブチャネルの変更にもかかわらず、実質的に連続的に行われる。その一方で、通信のための復調と実質的に同時に、利用可能なチャネルを探すサーチが行われる。その結果、このアルゴリズムによればスループットが改善され得る。 Control returns from 2060 to 2005 to communicate using a new active channel (eg, channel f4). Communication therefore takes place substantially continuously despite the change of the active channel. On the other hand, a search for available channels is performed substantially simultaneously with demodulation for communication. As a result, this algorithm can improve throughput.
図21は、利用可能なチャネルのサーチ(例えば図5の動作)を実行するのに用いられ得るアルゴリズム2100を示す。図5の動作は、例えば受信機100によって代表されるハードウェアと、アルゴリズム2100によって代表されるソフトウェアとの組み合わせ(以下、「システム」と総称する)によって実現され得る。2105において、システムは、初期値として与えられたアクティブチャネルで通信を開始する。通信を開始する前に、この初期アクティブチャネルが利用可能であるかをまず判定してもよい。
FIG. 21 shows an
2110において、現在のアクティブチャネル(例えば図17のチャネルf7)とは異なる非アクティブチャネル(例えば図17のチャネルf1〜f6,f8〜f11)から、ターゲットチャネルを1つ選択するようチャネルフィルタ140(又はそれに加えてイメージリジェクション部130)の通過帯域幅を調整する。2120においてシステムは、ターゲットチャネルが利用可能かどうかを判定する。この利用可能性の判定は、図17を参照して説明されたやり方で例えば行われる。 At 2110, the channel filter 140 (or to select one target channel from inactive channels (eg, channels f1-f6, f8-f11 in FIG. 17) different from the current active channel (eg, channel f7 in FIG. 17). In addition, the pass bandwidth of the image rejection unit 130) is adjusted. At 2120, the system determines whether the target channel is available. This determination of availability is performed, for example, in the manner described with reference to FIG.
判定の結果がイエスなら、利用可能なチャネルが特定されたことになる。2130において、そのターゲットチャネル(例えば図17の周波数f4)を表すデータを記憶部170に記憶する。判定の結果がノーなら、制御は2110に戻り、非アクティブチャネルから新しいターゲットチャネルを選択する。例えば前のターゲットチャネルが図17の周波数f2なら、次のターゲットチャネルとしては周波数f3が選択され得る。このようにして利用可能なチャネルが特定されるまで、非アクティブチャネルの中でターゲットチャネルを順次、スキャンする。
If the result of the determination is yes, an available channel has been specified. In 2130, data representing the target channel (for example, frequency f4 in FIG. 17) is stored in the
2150において、アクティブチャネルが変更されるべきかを判定する。判定の結果がイエスなら、2160において、記憶された利用可能なチャネル(群)(例えばチャネルf3〜5,f8,f10)から所定の規則に基づいて1つを選択し、選択されたチャネル(例えばチャネルf4)をアクティブチャネルとして通信に使用する。判定の結果がノーなら、制御は2110に戻る。 At 2150, it is determined whether the active channel should be changed. If the determination is yes, at 2160, one is selected from the stored available channel (s) (eg, channels f3-5, f8, f10) based on a predetermined rule, and the selected channel (eg, Channel f4) is used for communication as the active channel. If the result of the determination is no, the control returns to 2110.
制御は2160から2105に戻り、新しいアクティブチャネル(例えばチャネルf4)を用いて通信を行う。したがって通信は、アクティブチャネルの変更にもかかわらず、実質的に連続的に行われる。その一方で、通信のための復調と実質的に同時に、利用可能なチャネルを探すサーチが行われる。その結果、このアルゴリズムによればスループットが改善され得る。 Control returns from 2160 to 2105 to communicate using a new active channel (eg, channel f4). Communication therefore takes place substantially continuously despite the change of the active channel. On the other hand, a search for available channels is performed substantially simultaneously with demodulation for communication. As a result, this algorithm can improve throughput.
図21に示されるアルゴリズムは、アクティブチャネルが変更されるまで、利用可能なチャネル(群)が存在すれば、それを表すデータを記憶部170に記憶し続ける。そのため図21のアルゴリズムは、複数の利用可能なチャネルが特定され、記憶され得る点において図20のアルゴリズムとは異なる。2160において、複数の利用可能なチャネルのうち最も望ましいチャネルを選択し、選択されたチャネルをアクティブチャネルとして通信に使用することができる。複数の利用可能なチャネル群の中から最も望ましいチャネルを選択する方法は、図17を参照して説明した通りである。
The algorithm shown in FIG. 21 continues to store data representing an available channel (group) in the
図21に示される例では、2120において利用可能なチャネルであると判定されたチャネルのデータだけを記憶部170に記憶する。しかしこれには限定されず、全ての非アクティブチャネルについてのデータを記憶部170にいったん記憶した上で、図17を参照して説明したように、さまざまな規則に基づいて最適な利用可能なチャネルを選択してもよい。この場合、コントローラ160は、2120における利用可能性の判定をせずに、それぞれの非アクティブチャネルにおける信号強度を表すデータをいったん記憶部170に記憶する。換言すればコントローラ160は、図17の信号強度プロットに対応するデータを記憶部170に記憶する。このときアクティブチャネルをスキップすることなく、アクティブチャネルについての信号強度を表すデータを記憶してもよい。
In the example illustrated in FIG. 21, only the data of the channel determined to be an available channel in 2120 is stored in the
適当なタイミングにおいて、記憶された非アクティブチャネルのデータについて、利用可能性を判定する規則を適用する。これによって、最も望ましいチャネルを新しいアクティブチャネルとして選択することができる。この選択のタイミングは、充分な速さで選択が行える限り、アクティブチャネルの変更が必要になってからでもよい。この場合、アクティブチャネルの変更まで、非アクティブチャネルのサーチを繰り返し行い、信号強度のデータを常に最新のデータによって上書きする。これによりアクティブチャネルの変更が比較的、長期間行われない時でも、信号強度のデータが古くならない。 At an appropriate timing, rules for determining availability are applied to stored inactive channel data. This allows the most desirable channel to be selected as the new active channel. The selection timing may be after the active channel needs to be changed as long as the selection can be made at a sufficient speed. In this case, the inactive channel search is repeated until the active channel is changed, and the signal strength data is always overwritten with the latest data. As a result, even when the active channel is not changed for a relatively long time, the signal strength data is not stale.
(受信機の実現方法)
実施形態1及び2の変換器、復調器、及びチャネルモニタは、基板上に取り付けられた、半導体素子を含む回路要素群によって典型的には実現され得る。コントローラ160及び記憶部170は、典型的にはデジタル回路によって実現され得る。図20及び図21に示されるアルゴリズムは、典型的にはコンピュータで読み取り可能な媒体に記憶されたソフトウェアによって実現され得る。コンピュータで読み取り可能な媒体には、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等がある。
(Receiver implementation method)
The converter, demodulator, and channel monitor of the first and second embodiments can be typically realized by a circuit element group including a semiconductor element mounted on a substrate. The
実施形態1及び2の機能ブロック群の一部又は全ては、適宜、結合されることによって一体化されて実現されてもよい。例えば、チャネルモニタ125がハイブリッドIC(集積回路)として実現されてもよい。代替として、変換器110、復調器120、チャネルモニタ125、及びコントローラ160の全て又は一部が、ハイブリッドICとして実現されてもよい。
A part or all of the functional block groups of the first and second embodiments may be integrated and realized by being appropriately combined. For example, the
当業者には理解されるように、本発明を実現するためのさまざまな機能は、図示された名称(例えば「チャネルモニタ125」)のみに従って一体化されなくてもよい。例えばチャネルモニタ125の一部がコントローラ160を構成する半導体チップの中に組み込まれてもよい。
As will be appreciated by those skilled in the art, the various functions for implementing the present invention need not be integrated solely according to the name shown (eg, “channel monitor 125”). For example, a part of the
他の例示的実施形態においては、受信機100の機能ブロックを「ソフトウェア無線」の技術を利用して実現してもよい。「ソフトウェア無線」は、さまざまな周波数、変調方式等による通信を単一の汎用ハードウェアで扱うことができる。この場合、変換器110の直後にA/D変換器等を設けることによって、デジタル信号処理部(例えばデジタル信号プロセッサ)、及び半導体メモリに記憶されたソフトウェアが、復調器120、チャネルモニタ125、及びコントローラ160等の機能を実現できる。
In other exemplary embodiments, the functional blocks of
本発明のさまざまな実施形態による受信機は、任意の適切な送信機と共に使用され得る。例えばコントローラ160は、アクティブチャネルの周波数を表すデータを送信機に送ることによって、受信周波数の変更に伴い、送信周波数の変更を行うこともできる。
Receivers according to various embodiments of the invention can be used with any suitable transmitter. For example, the
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定されるべきであって、明細書に記載された詳細には限定されない。特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更も全て本発明の範囲内である。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. The above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be construed as limiting. The scope of the invention should be defined by the claims, and not limited to the details described in the specification. All modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明は、空きチャネルを探すために非アクティブチャネルをサーチする受信機等について有用である。 As described above, the present invention is useful for a receiver or the like that searches for an inactive channel in order to search for an empty channel.
100 受信機
102 RF帯域信号
110 変換器
120 復調器
125 チャネルモニタ
130 イメージリジェクション部
140 チャネルフィルタ
150 信号強度検出器
160 コントローラ
170 記憶部
100
Claims (14)
局部発振信号と混合することによって、前記RF帯域内の信号を低帯域内の信号にダウンコンバートする第1変換器と、
前記低帯域における前記アクティブチャネルに対応する信号を復調する復調器と、
前記低帯域において、1つ以上の利用可能なチャネルを探して前記ダウンコンバートされた非アクティブチャネル群をサーチするチャネルモニタと
を備え、
前記復調器による復調と実質的に同時に、前記チャネルモニタが前記サーチを行う受信機。 A receiver for communication in an RF band including active channels and inactive channels, comprising:
A first converter that down-converts the signal in the RF band to a signal in the low band by mixing with a local oscillation signal;
A demodulator that demodulates a signal corresponding to the active channel in the low band;
A channel monitor that searches the down-converted inactive channels for one or more available channels in the low band;
A receiver in which the channel monitor performs the search substantially simultaneously with demodulation by the demodulator.
前記サーチの結果、前記チャネルモニタが前記利用可能なチャネルのうちの1つを特定する場合、前記特定されたチャネルに関するデータを前記記憶部に記憶し、
前記サーチを一時的に停止する受信機。 The receiver according to claim 1, further comprising a storage unit,
As a result of the search, if the channel monitor identifies one of the available channels, the data relating to the identified channel is stored in the storage unit;
A receiver that temporarily stops the search.
前記チャネルモニタは、前記利用可能なチャネルのうちの複数のチャネルを特定するまで前記サーチを継続し、前記複数の特定されたチャネル群に関するデータを前記記憶部に記憶する受信機。 The receiver according to claim 1, further comprising a storage unit,
The channel monitor continues the search until a plurality of channels among the available channels are specified, and stores data related to the plurality of specified channel groups in the storage unit.
互いに直交する位相差を持つ2つの信号を生成する信号発生器と、
前記RF帯域内の信号に前記信号発生器によって生成された2つの信号のうちの1つを掛ける第1乗算器と、
前記RF帯域内の信号に前記信号発生器によって生成された2つの信号のうちのもう一つを掛ける第2乗算器と
を含む請求項1に記載の受信機。 The first converter includes:
A signal generator for generating two signals having phase differences orthogonal to each other;
A first multiplier for multiplying a signal in the RF band by one of the two signals generated by the signal generator;
The receiver according to claim 1, further comprising: a second multiplier that multiplies the signal in the RF band by another of the two signals generated by the signal generator.
前記ダウンコンバートされた前記RF帯域内の信号のイメージ成分を抑圧し、イメージ抑圧された信号を出力するイメージリジェクション部と、
前記イメージ抑圧された信号を濾過し、濾過された信号を出力するチャネルフィルタと、
前記濾過された信号の強度を検出する信号強度検出器と
を備える請求項1に記載の受信機。 The channel monitor
An image rejection unit that suppresses an image component of the down-converted signal in the RF band and outputs an image-suppressed signal;
A channel filter for filtering the image-suppressed signal and outputting the filtered signal;
The receiver according to claim 1, further comprising: a signal strength detector that detects a strength of the filtered signal.
前記ダウンコンバートされた信号を構成するI成分信号及びQ成分信号の位相を相対的に90°シフトする位相シフタと、
前記位相シフタから出力される2つの信号を加える加算器と、
前記位相シフタから出力される2つの信号のうちの一方を他方から減じる減算器と
を含む請求項6に記載の受信機。 The image rejection unit includes:
A phase shifter that relatively shifts the phases of the I component signal and the Q component signal constituting the down-converted signal by 90 °;
An adder for adding two signals output from the phase shifter;
The receiver according to claim 6, further comprising: a subtracter that subtracts one of the two signals output from the phase shifter from the other.
前記ダウンコンバートされた信号を構成するI成分信号及びQ成分信号の位相を相対的に90°シフトする位相シフタと、
前記位相シフタから出力される2つの信号を加える加算器、及び前記位相シフタから出力される2つの信号のうちの一方を他方から減じる減算器のうちの1つと
を含む請求項6に記載の受信機。 The image rejection unit includes:
A phase shifter that relatively shifts the phases of the I component signal and the Q component signal constituting the down-converted signal by 90 °;
7. The reception of claim 6, comprising: an adder that adds two signals output from the phase shifter; and one of a subtractor that subtracts one of the two signals output from the phase shifter from the other. Machine.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009011999A JP2010171707A (en) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Receiving device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103053265A (en) * | 2013-02-06 | 2013-04-24 | 常州合力电器有限公司 | Dual-wrapped lithium battery grass cutter |
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- 2009-01-22 JP JP2009011999A patent/JP2010171707A/en active Pending
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