JP2011015035A - 無線通信装置及び信号強度の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波回路におけるＲＳＳＩ生成回路と、ＲＳＳＩをデジタル値に変換するＡＤ変換機を除去することにより回路を小さくするとともに、受信信号強度のレベル検出精度を落とさない無線受信装置を提供する。
【解決手段】受信された高周波無線信号を増幅してベースバンド帯に変換する高周波変換部２と、出力されたベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部３と、ＩＱベースバンド信号を復調処理するベースバンド部１と、を備え、ベースバンド部１は、デジタル変換されたベースバンド信号を積算してパワー値を計算する計算部１２と、積算されたパワー値が所定の閾値に達した時点での積算サンプル数を計数し、サンプル数に基づき高周波信号の強度を求める判定部１４と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１（無線ＬＡＮ）などの無線通信をおこなう際に受信する無線信号の受信強度を求めるための回路を有する無線通信（受信）装置、及び受信信号強度を測定する方法に関する。

無線ＬＡＮなどの無線通信において、受信側の無線通信装置では、受信した高周波信号を増幅器によって増幅した後でベースバンド信号に変換して、そのベースバンド信号をアナログデジタル変換器でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に復調処理を行うベースバンド信号処理部を含むデジタル回路であるベースバンド部に入力している。
かかる受信側の無線装置では、受信信号の強度が通信プロトコルや規格で定められる範囲内の信号を受信しなければならず、信号を受信するか否かを決定するためには、受信した信号の強度を知る必要がある。

受信した高周波信号の受信強度を測定するための構成として、例えば図７に示すようなものが、従来から存在している。
図７に示す無線通信装置は、ベースバンド信号を処理するベースバンド回路１０１と、アンテナ１０４又は１０５から受信したＲＦ（Radio Frequency）帯の高周波信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド回路１０１に出力する高周波部（ＲＦブロック）１０２と、から主に構成され、また、ベースバンド回路１０１とＲＦブロック１０２の間には、ＲＦブロック１０２からのアナログ・ベースバンド信号をデジタル変換するＡＤＣ（アナログデジタル変換器）０３を備えている。
さらに、ＲＦブロック１０２と、アンテナ１０４、アンテナ１０５の間には、両アンテナへの接続を切り替えるためのスイッチ１０６を有しており、スイッチ１０６は、アンテナ１０４、１０５のうち受信レベルの高いアンテナを選択して、ＲＦブロック１０２に接続する。
ＲＦブロック１０２は、どちらかのアンテナから受信されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（Low Noise Amplifier：ローノイズアンプ）１２６、増幅したＲＦ信号を中間周波数帯（ＩＦ）に変換するミキサ１２５、変換したＩＦ信号からイメージ信号を除去するフィルタ１２４、フィルタ１２４を通過した信号を、最適な信号レベルに変換するゲイン切替アンプ１２３、変換したＩＦ信号をベースバンド帯に周波数変換するミキサ１２２、さらにイメージ信号を除去するフィルタ１２１からなる。
さらに、ＲＦブロック１０２は、フィルタ１２４を通過した信号の強度を検出する受信信号強度検出部（ＲＳＳＩ ＤＥＴ）１３０を有している。

受信信号強度検出部（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indicator）１３０で検出された信号は、ＡＤＣ１０３とは別にＲＦブロック１０２、ベースバンド回路１０１の間に設けられたＡＤＣ１３１によりデジタル信号に変換されて、ベースバンド回路１０１に入力される。
さらに、ベースバンド回路１０１は、受信されたベースバンド信号を処理してプロトコル処理を行うベースバンド信号処理回路１１１に加え、ＡＤＣ１３１によってデジタル変換された受信信号強度の値を所定の閾値と比較する閾値比較部１１２、受信信号の強度に基づいて、アンプ１２３または１２６のゲイン値を調整し、入力信号のレベルを最適なレベルに調整するためのゲイン制御回路１１３と、を有している。
また、特許文献１には、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路において受信信号強度検出回路とＡＤＣ変換データを使用してゲイン調整を行う手続きが記載されている。すなわち、ＲＳＳＩを使用してゲインの粗調整をおこない、ＡＤＣ入力が調整範囲になるようにして、ＡＤＣの微調整を行い、ゲイン制御信号を生成することが記載されている。

しかしながら、特許文献１には、ゲインの調整手段が記載されているが、受信強度の測定について明確な方式は書かれていない。
また、特許文献２では、受信信号のＲＳＳＩ検出回路において、参照基準電圧とコンパレータによる比較を行うことが開示されており、コンパレータが基準電圧より大きいことを通知してきた場合には、復調回路のゲインを制御することが記載されている。

ところで、特許文献１、２に記載されるいずれの方式も、受信信号強度検出回路が必要となり、その上、その検出したアナログ信号を比較するための別の回路が必要となる。例えば特許文献１では、ＡＤＣを使用してＲＳＳＩ信号をデジタル化した後、比較器で比較を行うと同時に制御信号を生成してフィードバックしている。また、特許文献２では、アナログコンパレータを用意して比較調整を行っている。
いずれの方式も、ＲＳＳＩ検出回路やＡＤＣを使用しているため、回路が多くなりＬＳＩ化するうえでは、コスト的にも不利である。
受信信号強度の求め方はいく通りかあり、前述のように、ＲＦ（Radio Frequency）ブロック高周波回路で生成されるＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator）信号を利用する方法があるが、この場合、回路の雑音成分や温度依存性などにより必ずしも正確に受信強度を検出することができない。

また、受信したＲＦ信号をベースバンド帯に変換後のベースバンドＩＱ成分から受信信号パワーを計算する方法もある。
この場合、ベースバンドＩＱ信号からの計算はＡＤＣの精度にも依存するが、ＡＤＣの入力範囲（ダイナミックレンジ）を超えた信号が入ってきたときにＡＤＣの入力範囲を超えて飽和してしまうために精度よく計算しきれない面があった。
そこで、本発明は、高周波回路におけるＲＳＳＩ生成回路を除去し、受信信号強度の信号をデジタル値に変換するＡＤ変換機を除去することにより回路を小さくするとともに、受信信号強度のレベル検出精度を落とさない無線受信装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、請求項１の発明は、アンテナにより受信された高周波無線信号を増幅器により増幅後、ベースバンド信号に変換する高周波変換部と、該高周波変換部から出力されたベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置において、前記ベースバンド部は、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を積算してパワー値を計算する計算部と、該計算部で積算されるパワー値が所定の閾値に達したかを判断し、前記パワー値が前記閾値に達した時点での、前記デジタル変換部のサンプリング時間から求まる前記高周波無線信号の強度を求める判定部と、を備えた無線通信装置を特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、前記高周波無線信号の強度に基づいて、前記判定部により決定される前記デジタル変換部への入力信号強度を最適に調整するためのゲイン値に基づき前記増幅器をフィードバック制御するゲイン制御部を有する無線通信装置を特徴とする。

また、請求項３の発明は、アンテナにより受信された高周波無線信号を増幅器により増幅後、ベースバンド信号に変換する高周波変換部と、該高周波変換部から出力されたベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置において、前記ベースバンド部は、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を所定時間積算してパワー値を計算する計算部と、前記パワー値を所定の閾値と比較した結果に基づいて前記増幅器へのゲイン値を設定する判定部と、該判定部により設定されたゲイン値に基づいて前記増幅器をフィードバック制御するゲイン制御部と、当該ゲイン値に基づいて前記高周波無線信号の強度を換算する強度判定部と、を備え、前記判定部は、前記パワー値が、前記閾値を超えた場合、前記計算部によって順次計算されるパワー値が前記閾値を下回るまでゲイン値を下げ続け、前記強度判定部は、前記パワー値が前記閾値を下回った時のゲイン値から前記周波無線信号の強度を換算する無線通信装置を特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の無線受信装置において、前記アンテナにより受信される高周波無線信号がＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに準拠した信号であり、前記判定部は、受信信号のプリアンブル信号が所望の振幅値になるようなゲイン値により前記増幅器を制御する無線通信装置を特徴とする。

また、請求項５の発明は、増幅器により増幅した高周波無線信号を周波数変換したベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置の信号強度測定方法において、前記ベースバンド部が有する計算部が、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を積算してパワー値を計算するステップと、前記ベースバンド部が有する判定部が、該計算部で積算されるパワー値が所定の閾値に達したかを判断し、前記パワー値が前記閾値に達した時点での、前記デジタル変換部のサンプリング時間から求まる前記高周波無線信号の強度を求めるステップと、を有する信号強度の測定方法を特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の信号強度の測定方法において、前記ベースバンド部は、前記増幅器のゲイン値を制御するゲイン制御部を有し、前記ゲイン制御部が、前記高周波無線信号の強度に基づいて、前記判定部により決定される前記デジタル変換部への入力信号強度を最適に調整するためのゲイン値に基づき前記増幅器をフィードバック制御するステップを含む信号強度の測定方法を特徴とする。

また、請求項７の発明は、増幅器により増幅した高周波無線信号を周波数変換したベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置の信号強度測定方法において、前記ベースバンド部が有する計算部が、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を所定時間積算してパワー値を計算するステップと、前記ベースバンド部が有する判定部が、前記パワー値を所定の閾値と比較した結果に基づいて前記増幅器へのゲイン値を設定するステップと、前記ベースバンド部が有するゲイン制御部が、該判定部により設定されたゲイン値に基づいて前記増幅器をフィードバック制御するステップと、前記ベースバンド部が有する強度判定部が、当該ゲイン値に基づいて前記高周波無線信号の強度を換算するステップと、を有し、前記判定部は、前記パワー値が、前記閾値を超えた場合、前記計算部によって順次計算されるパワー値が前記閾値を下回るまでゲイン値を下げ続け、前記強度判定部は、前記パワー値が前記閾値を下回った時のゲイン値から前記周波無線信号の強度を換算する信号強度の測定方法を特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の無線受信装置において、前記アンテナにより受信される高周波無線信号がＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに準拠した信号であり、前記判定部は、受信信号のプリアンブル信号が所望の振幅値になるようなゲイン値により前記増幅器を制御する信号強度の測定方法を特徴とする。

上記のように構成したので、本発明によれば、これまで必要であった高周波回路における電力検知回路が不要となり、また、その電力検知回路デジタル値に変換するＡＤ変換機も不要となる。さらに、回路構成も複雑なゲイン制御計算をする必要もなく、単に閾値の設定とその閾値に達するまでの時間を計測するだけで、受信信号の信号強度を求めることが可能となる。

第１の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図。 入力無線信号の加算パワー値Ｐの値と時間との関係を示すグラフ図。 入力強度信号の強弱によって変わるＰ値が閾値に達するまでの時間と、受信信号強度Ｓとの関係を示す図。 第２の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図。 ゲイン設定値と受信信号強度の判定換算を示す図。 第２の実施形態における無線通信装置の動作を示すフローチャート。 無線通信装置におけるゲイン調整を行うための従来の仕組みを示す図。

以下に、図面を参照して、発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明は、受信側ブロックの構成に特徴があるため、送信側の構成は、下記に示す図面やその説明からは省いているが、送受信が可能な無線通信に本発明の受信ブロックの特徴が適用可能であることは言うまでもない。
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す無線通信装置は、ベースバンド信号を処理するベースバンド回路（ベースバンド部）１と、アンテナ４又は５から受信したＲＦ（Radio Frequency）帯の高周波信号をＩＱベースバンド信号に変換し、ベースバンド回路１に出力するＲＦブロック２と、から主に構成されている。
また、ベースバンド回路１とＲＦブロック２の間には、ＲＦブロック２からのアナログのベースバンド信号をデジタル変換するＡＤＣ（アナログデジタル変換器）３を備える。
さらに、ＲＦブロック２と、アンテナ４、アンテナ５の間には、両アンテナへの接続を切り替えるためのスイッチ６を有しており、スイッチ６は、アンテナ４、５のうち受信レベルの高いアンテナを選択して、ＲＦブロック２に接続する。

ＲＦブロック２は、どちらかのアンテナから受信されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（Low Noise Amplifier：ローノイズアンプ）２６、増幅したＲＦ信号を中間周波数帯（ＩＦ）の信号に周波数変換するミキサ２５、変換したＩＦ信号からイメージ信号を除去するフィルタ２４、フィルタ２４を通過した信号を、最適な信号レベルに変換するゲイン切替アンプ２３、変換したＩＦ信号をベースバンド帯に周波数変換するミキサ２２、さらにベースバンド信号からイメージ信号を除去するフィルタ２１からなる。
また、ベースバンド回路１は、受信されたベースバンド信号を処理してプロトコル処理を行うベースバンド信号処理回路（ベースバンド信号処理部）１１、ＡＤＣ３によってデジタル変換された受信ベースバンド信号の値を積算してパワー値を計算する電力計算部（計算部）１２、計算したパワー値に基づいて増幅器２６又は２３をフィードバック制御してＡＤＣ３への入力信号のレベルを最適なレベルに調整するゲイン制御回路（ゲイン制御部）１３と、を有している。
また、ベースバンド部１は、電力計算部１２の後段に閾値比較判定部（判定部）１４を有している。
閾値比較判定部１４は、電力計算部１２において積算されるパワー値が、予め設定した閾値に達したかどうかを判定する。また、パワー値が閾値に達するまでのＡＤサンプル数を数え、その数に基づいてアンテナ４または６からＲＦブロック２に入力される無線信号の信号強度を求め、それに基づくゲイン値を決定して、ゲイン制御回路１３に供給する。

以下に、本実施形態を、さらに詳細に説明する。
図１に示すように、ＲＦブロック２から出力されたＩＱベースバンド信号は、ＡＤＣ３に入力される。ＡＤ変換されたＩＱデジタル信号は、ベースバンド信号処理回路１１における通常の復調信号処理とは別に、電力計算部１２にその信号が入力される。
電力計算部では、入力された信号を積算する。例えば、下記の式（１）

・・・（１）
で計算する。このとき、ＩはＩＱデジタル信号中のＩ（同相）入力のＡＤ変換値、ＱはＱ（直交）入力のＡＤ変換値である。
Σは時間軸で加算していくことを表している。Ｐはある時間内で加算されたパワー値とみなしてよい。このＰ値とあらかじめ設定された閾値とを比較するのが、閾値比較判定部１４である。
ここで、Ｐ値の計算にあたり、時間軸で加算していくことを記載したが、これは、ＡＤＣ３のサンプリング速度で決まる時間間隔で加算される。つまり、式（１）で示されるＰ値が閾値を越えるまでの時間ｔを求めれば、入力された信号の強度が分かる。

図２は、入力無線信号の加算パワー値Ｐの値と時間との関係を示すグラフ図である。
図２に示すように、入力無線信号の強度が大きい時には、Ｐの値は、短い時間（ｔ１）で早く閾値に達するのに対して、無線信号の強度が弱い時にはＰの値は、長い時間（ｔ２）でゆっくりと閾値に達する。さらに、そのままサンプリングを続けると、Ｐ値はその変数で決まるビット長の大きさで飽和する。

図３は、入力強度信号の強弱によって変わるＰ値が閾値に達するまでの時間と、受信信号強度Ｓとの関係を示す図である。
Ｐの値が、閾値に達する時間は、入力信号の強度と相関があるので、図３に示すように、Ｐの値が閾値に達するまでの時間の逆数が受信信号強度ＲＳＳＩであるといえる。
この方式によれば、閾値に達するまでの時間だけで入力信号強度ＲＳＳＩが求められるので、前述のように、初期ゲイン設定が大きな値であっても、小さな値であっても、その設定値に依存することなく、時間だけ管理すればよいので、非常に簡単な構成で受信信号強度を求められる。
従って、本実施形態によれば、これまで必要であった高周波回路における電力検知回路が不要となり、また、その電力検知回路の出力をデジタル値に変換するＡＤ変換機も不要となる。さらに、回路構成も複雑なゲイン制御計算をする必要もなく、単に閾値の設定とその閾値に達するまでの時間を計測するだけで、受信信号の信号強度を求めることが可能となる。
受信信号の信号強度を求めることで、受信信号の大きさ（振幅）を推定し、ベースバンド信号処理回路１１での復調処理が精度良くできるように、ＲＦブロック２にフィードバックをしてＡＧＣ調整を行うことが出来る。
また、受信信号強度の絶対値を知ることで、受信信号が、受信すべき信号なのか否かを判定することが出来る。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、最小受信レベルは−８２ｄＢｍ、最大受信レベルは、−３０ｄＢｍの範囲で受信しなければならないが、本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線信号の受信信号強度を求めることができるため、規格で要求される受信信号レベル範囲を正確に判定できるようになり、規格要求通りに動作させることが可能となる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
図４は、本実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
第１の実施形態にかかる図１の構成との違いは、ベースバンド部１に、受信電波強度判定部（強度判定部）１５を設けたこと、アンプ２３、２６のゲイン調整をＡＧＣ（Auto Gain Control）によって行うことである。その他の構成は、図１と同じであるため、詳しい説明は省略する。
図４に示すように、高周波回路（ＲＦブロック）２から出力されたＩＱベースバンド信号は、ＡＤＣ３に入力される。ＡＤ変換されたＩＱデジタル信号は、通常の復調信号処理とは別に、電力計算部（計算部）１２にその信号が入力される。電力計算部１２では、入力された信号のパワー値を、例えば第１の実施形態で述べた式（１）のように計算する。このとき、積算する時間は固定とし、例えば、無線通信の方式がＩＥＥＥ８０２．１１（無線ＬＡＮ）等であり、トレーニング信号としてのプリアンブルを信号に含む場合は、プリンアンブル１シンボル分に相当するような時間で計算する。

閾値比較判定部１４にて、あらかじめ決めておいたＩＱ信号が飽和しない適切な値である閾値と比較をおこない、その閾値よりも大きければ、ＩＱ信号が飽和すると判断して、ゲイン制御回路１３にそれまでの設定ゲイン値よりも小さな値を設定する。この設定は、例えば、図４でいうと、アンプ２６にフィードバックされる２ビットの制御信号線である。そうすると、結局アンプ２６のアンプゲインが低いために、ＩＱ出力信号が小さくなってＡＤＣ３に入ってくるようになる。
この説明では、このフィードバックはアンプ２６に対して行ったが、より精度よく行うためにアンプ２３へのフィードバック６ビット分に反映設定してもよい。アンプ２６の切り替えは±２０ｄＢ程度の精度で調整するのに対して、アンプ２３へのフィードバックは、２−３ｄＢ程度の精度で設定できるようになっている。このフィードバックループをプリアンブルの時間内に数回繰り返すことにより、アンテナ端に入ってきた受信信号の最適化ができる。
この結果、ゲイン制御回路１３から高周波回路２にフィードバックをかけた設定信号は、ＡＤＣ３の入力を最適なレベルに設定できたことにより、受信信号の受信強度を求めたことになる。

図５に示すように、ゲイン制御回路の設定値から受信信号強度が求められる。ｇ１というゲイン設定値が決まれば、それに対応する受信信号強度Ｓ１が一意に決まる。図４、図５において、ＡＧＣ［６：０］は約２ｄＢ単位で設定できるのに対して、ＡＧＣ［７：６］は約１６ｄＢ単位で設定できること前提に説明した図である。
本実施形態においては、このＡＧＣの１ビットの重みは、さほど重要ではなく、フィードバックしたゲイン設定値が決まった瞬間に、一意で受信信号強度が求まるということが重要である。なぜなら、ゲイン設定回路は、ＡＤＣ３に入力される信号の振幅を一定に保とうとするからであり、１ビットの重みさえ分かっていれば、その換算は容易にできるためである。

図６は、本実施形態における動作を示すフローチャートである。
図６に従って、本発明の第２の実施形態における処理の流れを説明する。
ゲインの初期設定は低レベル信号を受信できるように大きめの初期値をセットしてある（ステップＳ１０１）。
アンテナ４または５、ＲＦブロック２により無線信号を受信し、ＡＤＣ３によりＡＤ変換した後（ステップＳ１０２）、電力計算部１２によって（１）式に従ってパワー値の計算を行う（ステップＳ１０３）。次に、閾値比較判定部１４により、そのパワー値が予め設定した閾値よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。閾値は、ＡＤ変換データが飽和しないようにあらかじめ決められた適切な値である。パワー値が閾値を超えてゲインの制御が必要と判断された場合には（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、アンプ２６に対してＡＧＣ［７：６］によりゲインをラフに低く設定し直す（粗調整）（ステップＳ１０５）。また、閾値を超えない場合には（Ｓ１０４でＮｏ）、そのままゲインを変更しないで次に受信される無線信号のＡＤ変換処理を続ける（ステップＳ１０６）。ＲＦブロック２によって無線受信信号が受信されてＡＤＣ３によりＡＤ変換がされ（ステップＳ１０６）、電力計算部１２によってＩＱ信号によるパワー値計算を行い（ステップＳ１０７）、パワー値が閾値をなお上回り（ステップＳ１０８）かつプリアンブル時間がまだ終了していなければ（ステップＳ１０９）は、アンプ２３に対し、ＡＧＣ［５：０］によりゲイン制御を精度よく行う（微調整）（ステップＳ１１０）。
その結果、ＡＤＣ３に入る信号レベルは飽和しない（閾値を超えない）最適なレベルにゲイン調整されるので、ベースバンド部１での信号処理が精度よくできる。ここで、求められたゲイン設定値から図５に示すような受信信号強度判定換算を行い、受信信号強度が求まる（ステップ１１１）。

本実施形態によれば、受信信号を高周波回路でゲイン制御してＡＤＣに入力されるときに、その信号が飽和しないように制御を行い、その制御によって求められたゲイン設定値を用いて受信信号の信号強度をもとめることができる。
なお、本無線通信装置が、ＩＥＥＥ８０２．１１（無線ＬＡＮ）規格に準拠した無線通信に適用される場合、ＩＥＥＥ８０２．１１のプリアンブル信号が所望の振幅値になるように、ゲイン制御回路１３にフィードバック設定値を設定した値を用いて、受信した無線信号の信号強度を決定する。
受信信号強度の絶対値を知ることで、受信信号が、受信すべき信号なのか否かを判定することが出来る。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、最小受信レベルは−８２ｄＢｍ、最大受信レベルは、−３０ｄＢｍの範囲で受信しなければならないが、本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線信号の受信信号強度を求めることができるため、規格で要求される受信信号レベル範囲を正確に判定できるようになり、規格要求通りに動作させることが可能となる。
さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠していなくても、無線信号に付加されるフォーマットがプリアンブルのようなトレーニング信号が定義されている場合に適用される。
プリアンブルフォーマットが定義されていることにより、毎回信号が飛来してきて受信するたびにゲイン調整を行う必要がある場合に適用される。

前述の説明において、ベースバンド部１におけるバンド信号処理、電力計算、閾値の比較処理、ゲイン制御の処理は、ハードウェア回路によって構成することはできるが、ソフトウェアプログラムで実装することも可能である。ソフトウェアで実現することにより、安価で高性能な無線通信装置が実現可能となる。
さらに、受信信号強度を測定することにより、測定した受信信号強度をユーザに知らせ、その電波状況をユーザが確認できるようにすることが出来るようにしたり、例えば、ユーザが接続したいと考えるアクセスポイント毎に電波状況を知らせるようなアプリケーションを作成する際にも適用することが出来る。

１ ベースバンド部、２ ＲＦブロック、３ ＡＤＣ、４ アンテナ、５ アンテナ、６ スイッチ、１１ ベースバンド信号処理回路、１２ 電力計算部、１３ ゲイン制御回路、１４ 閾値比較判定部、１５ 受信電波強度判定部、２１ フィルタ、２２ ミキサ、２３ ゲイン切替アンプ、２４ フィルタ、２５ ミキサ、２６ アンプ、１０１ ベースバンド回路、１０２ ＲＦブロック、１０３ ＡＤＣ、１０４ アンテナ、１０５ アンテナ、１０６ スイッチ、１１１ ベースバンド信号処理回路、１１２ 比較部、１１２ 閾値比較部、１１３ ゲイン制御回路、１２１ フィルタ、１２２ ミキサ、１２３ アンプ、１２３ ゲイン切替アンプ、１２４ フィルタ、１２５ ミキサ、１３１ ＡＤＣ

特開２００３−１１０５２６公報 特開２００５−２２９５７０公報

Claims (8)

1. アンテナにより受信された高周波無線信号を増幅器により増幅後、ベースバンド信号に変換する高周波変換部と、該高周波変換部から出力されたベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置において、
   前記ベースバンド部は、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を積算してパワー値を計算する計算部と、該計算部で積算されるパワー値が所定の閾値に達したかを判断し、前記パワー値が前記閾値に達した時点での、前記デジタル変換部のサンプリング時間から求まる前記高周波無線信号の強度を求める判定部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記高周波無線信号の強度に基づいて、前記判定部により決定される前記デジタル変換部への入力信号強度を最適に調整するためのゲイン値に基づき前記増幅器をフィードバック制御するゲイン制御部を有することを特徴とする無線通信装置。
3. アンテナにより受信された高周波無線信号を増幅器により増幅後、ベースバンド信号に変換する高周波変換部と、該高周波変換部から出力されたベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置において、前記ベースバンド部は、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を所定時間積算してパワー値を計算する計算部と、前記パワー値を所定の閾値と比較した結果に基づいて前記増幅器へのゲイン値を設定する判定部と、該判定部により設定されたゲイン値に基づいて前記増幅器をフィードバック制御するゲイン制御部と、当該ゲイン値に基づいて前記高周波無線信号の強度を換算する強度判定部と、を備え、前記判定部は、前記パワー値が、前記閾値を超えた場合、前記計算部によって順次計算されるパワー値が前記閾値を下回るまでゲイン値を下げ続け、前記強度判定部は、前記パワー値が前記閾値を下回った時のゲイン値から前記周波無線信号の強度を換算することを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項３に記載の無線受信装置において、
   前記アンテナにより受信される高周波無線信号がＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに準拠した信号であり、前記判定部は、受信信号のプリアンブル信号が所望の振幅値になるようなゲイン値により前記増幅器を制御することを特徴とする無線通信装置。
5. 増幅器により増幅した高周波無線信号を周波数変換したベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置の信号強度測定方法において、
   前記ベースバンド部が有する計算部が、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を積算してパワー値を計算するステップと、
   前記ベースバンド部が有する判定部が、該計算部で積算されるパワー値が所定の閾値に達したかを判断し、前記パワー値が前記閾値に達した時点での、前記デジタル変換部でのサンプリング時間から求まる前記高周波無線信号の強度を求めるステップと、を有することを特徴とする信号強度の測定方法。
6. 請求項５に記載の信号強度の測定方法において、前記ベースバンド部は、前記増幅器のゲイン値を制御するゲイン制御部を有し、
   前記ゲイン制御部が、前記高周波無線信号の強度に基づいて、前記判定部により決定される前記デジタル変換部への入力信号強度を最適に調整するためのゲイン値に基づき前記増幅器をフィードバック制御するステップを含むことを特徴とする信号強度の測定方法。
7. 増幅器により増幅した高周波無線信号を周波数変換したベースバンド信号をデジタル変換するデジタル変換部と、デジタル変換された前記ベースバンド信号を復調処理するベースバンド部と、を備える無線通信装置の信号強度測定方法において、
   前記ベースバンド部が有する計算部が、前記デジタル変換部によりデジタル変換された前記ベースバンド信号を所定時間積算してパワー値を計算するステップと、
   前記ベースバンド部が有する判定部が、前記パワー値を所定の閾値と比較した結果に基づいて前記増幅器へのゲイン値を設定するステップと、
   前記ベースバンド部が有するゲイン制御部が、該判定部により設定されたゲイン値に基づいて前記増幅器をフィードバック制御するステップと、
   前記ベースバンド部が有する強度判定部が、当該ゲイン値に基づいて前記高周波無線信号の強度を換算するステップと、を有し、
   前記判定部は、前記パワー値が、前記閾値を超えた場合、前記計算部によって順次計算されるパワー値が前記閾値を下回るまでゲイン値を下げ続け、前記強度判定部は、前記パワー値が前記閾値を下回った時のゲイン値から前記周波無線信号の強度を換算することを特徴とする信号強度の測定方法。
8. 請求項７に記載の無線受信装置において、前記アンテナにより受信される高周波無線信号がＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに準拠した信号であり、前記判定部は、受信信号のプリアンブル信号が所望の振幅値になるようなゲイン値により前記増幅器を制御することを特徴とする信号強度の測定方法。

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