JP2012257087A

JP2012257087A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2012257087A
Application number: JP2011129182A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Miyamoto; 弘光宮本
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-27

Abstract

【課題】指定された所望チャネルの信号を正しく受信できる無線通信装置及び方法を提供する。
【解決手段】指定されたチャネルに対応する第１の周波数帯域を含む所定周波数帯域内の無線信号を受信し、当該受信した無線信号について当該第１の周波数帯域における第１の受信強度を測定し、当該第１の受信強度が閾値を超えている場合に当該第１の周波数帯域外の第２の周波数帯域における第２の受信強度を測定し、当該第１の受信強度が当該第２の受信強度よりも一定以上小さいと判定した場合に当該無線信号の受信を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、指定チャネルに属する信号を受信して信号処理を施す無線通信装置及び方法に関する。

従来より、予め指定された所望のチャネル（以下、指定チャネルと称する）に対応する周波数帯域に属する搬送波信号すなわちキャリアを検出して、当該指定チャネルに対応する信号を受信する無線通信装置が知られている。一般に、例えば無線システムにおけるキャリア検出においては、所望チャネルに対応する周波数を設定し、当該周波数における受信レベルを測定していた（例えば特許文献１）。受信レベルが閾値より小さい場合には「キャリア無し」と判定して低消費電力化のために受信を停止し、省電力モードに移行する。受信レベルが閾値より大きい場合には「キャリア有り」と判定して受信データの解析を開始し、受信データが自身宛のデータであると判定した場合には受信データの受信を継続する。

特開平９−１４８９７５号公報

しかしながら、例えば１２．５ＫＨｚなどチャネル帯域幅が比較的狭い通信システム（以下、狭帯域無線システムと称する）においては、所望チャネルに隣接するチャネル（以下、隣接チャネルと称する）が使用された場合、隣接チャネルのキャリアを所望チャネルのキャリアであると誤認して隣接チャネルに対応する信号の受信を継続してしまうという問題があった。その結果、待ち受け時の消費電力が増大してしまい、例えばバッテリーにより動作する無線通信装置の場合には動作可能時間が大幅に減少してしまうという問題もあった。

本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、所望チャネルの信号を正しく受信できる無線通信装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明による無線通信装置は、指定されたチャネルに対応する第１の周波数帯域内の無線信号を受信してこれに対して信号処理を施す無線通信装置であって、前記第１の周波数帯域を含む所定周波数帯域内の無線信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された無線信号を信号処理する信号処理部と、前記受信部によって受信された無線信号について前記第１の周波数帯域における第１の受信強度を測定し、前記第１の受信強度が閾値を超えている場合に前記第１の周波数帯域外の第２の周波数帯域における第２の受信強度を測定する受信強度測定部と、前記第１の受信強度が前記第２の受信強度よりも一定以上小さいと判定した場合に前記受信部に対して受信停止指令を発する判定指令部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明による無線通信方法は、指定されたチャネルに対応する第１の周波数帯域内の無線信号を受信してこれに対して信号処理を施す無線通信方法であって、前記第１の周波数帯域を含む所定周波数帯域内の無線信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにおいて受信された無線信号を信号処理する信号処理ステップと、前記受信ステップにおいて受信された無線信号について前記第１の周波数帯域における第１の受信強度を測定し、前記第１の受信強度が閾値を超えている場合に前記第１の周波数帯域外の第２の周波数帯域における第２の受信強度を測定する受信強度測定ステップと、第１の受信強度が前記第２の受信強度よりも一定以上小さいと判定した場合に前記受信ステップにおける受信の停止を指令する判定指令ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明による無線通信装置及び方法によれば、所望チャネルの信号を正しく受信することができる。

本発明の無線通信装置の実施例である信号受信装置の構成を示すブロック図である。判定処理ルーチンを示すフローチャートである。受信強度を示すグラフの一例である。受信強度を示すグラフの他の一例である。受信強度を示すグラフの他の一例である。受信強度を示すグラフの他の一例である。

以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１には、本発明の無線通信装置の実施例である信号受信装置１０の構成が示されている。信号受信装置１０は、例えば火災警報端末などのセキュリティ装置（図示せず）から無線通信によりセキュリティ情報を収集する装置であり得る。また、信号受信装置１０は、例えば工場等に設けられているデータ処理装置（図示せず）から無線通信により製品処理データを収集する装置であり得る。通常、セキュリティ装置やデータ処理装置といった装置の種別毎に使用されるチャネルが異なるが、信号受信装置１０が例えばセキュリティ装置からの情報を収集する場合には、そのセキュリティ装置が使用するチャネルに対応する受信信号に対してデータ解析処理を施す。すなわち、信号受信装置１０は、受信信号が指定チャネルに対応するものであるかを判断し、指定チャネルに対応するものである場合には、その受信信号に対してデータ解析処理を施す。

指定チャネル設定レジスタ１１は、ある指定チャネルに対応する１つの周波数（以下、基準周波数と称する）を記憶している。基準周波数は、例えば４２９．５０００ＭＨｚとすることができる。

プラス側オフセットレジスタ１２ａは、指定チャネルに対してプラス側に存在するチャネル（以下、プラス側チャネルと称する）に対応する１つの周波数（以下、プラス側周波数と称する）を指定するためのプラス側オフセット値を記憶している。プラス側オフセット値は、例えば＋１２．５ＫＨｚである。この場合、基準周波数が例えば４２９．５０００ＭＨｚのときには、プラス側周波数は４２９．５１２５ＭＨｚとなる。

マイナス側オフセットレジスタ１２ｂは、指定チャネルに対してマイナス側に存在するチャネル（以下、マイナス側チャネルと称する）に対応する１つの周波数（以下、マイナス側周波数と称する）を指定するためのマイナス側オフセット値を記憶している。マイナス側オフセット値は、例えば−１２．５ＫＨｚである。この場合、基準周波数が例えば４２９．５０００ＭＨｚのときには、マイナス側周波数は４２９．４８７５ＭＨｚとなる。

プラス側／マイナス側チャネルは、例えば、指定チャネルに隣接するチャネルなど指定チャネルの近傍のチャネルである。プラス側チャネルに対応する周波数領域、及びマイナス側チャネルに対応する周波数領域は、指定チャネルに対応する周波数領域外に存在する。

受信部１３は、指定チャネルに対応する周波数領域を含む所定周波数帯域内の無線信号を受信する。すなわち、受信部１３は、少なくとも１つのプラス側チャネルに対応する周波数領域から、少なくとも１つのマイナス側チャネルに対応する周波数領域までの所定範囲の無線信号を受信する。受信部１３は、判定指令部１６からの受信停止指令に応じて無線信号の受信を停止する。

受信強度測定部１４は、受信部１３によって受信された無線信号（以下、受信信号と称する）のキャリアすなわち搬送波の受信強度を測定する。以下、当該測定によって得られた受信強度を測定受信強度と称する。受信強度測定部１４は、指定チャネル、プラス側チャネル、及びマイナス側チャネルに対応する周波数における受信強度を測定できる。何れの周波数における受信強度を測定するのかについては後述する（図２〜図６を参照）。

受信強度閾値レジスタ１５は、測定受信強度が所定レベル以上であるか否かを判断するための閾値（以下、受信強度閾値と称する）を記憶している。

判定指令部１６は、測定受信強度と受信強度閾値との比較、及び測定受信強度同士の比較に基づいて、受信信号が指定チャネルに対応するものであるか否かについて判定する。判定動作の詳細については後述する（図２〜図６を参照）。判定指令部１６は、受信信号が指定チャネルに対応するものでないと判定した場合には、受信部１３に対して受信停止指令を発する。

ヘッダ検出部１７は、判定指令部１６によって受信信号が指定チャネルに対応する信号であると判定された場合に、当該受信信号を構成するパケットに含まれるヘッダパターンの検出を開始する。

ペイロード処理部１８は、ヘッダ検出部１７によってヘッダパターンが検出された場合に、パケットのペイロードに含まれるデータに対して例えばデータ種別の分類処理やデータ値の統計処理等のデータ処理を施す。

以下、図２〜図６を参照しつつ、受信強度測定部１４及び判定指令部１６による判定処理について説明する。図３〜図６に示されているチャネル「−５」〜「＋５」のうちのチャネル「０」に対応する受信信号に対してデータ処理を施す場合の例について説明する。この場合、チャネル「０」が上記の指定チャネルに相当する。また、「＋１」〜「＋５」チャネルがプラス側チャネルであり、「−５」〜「−１」チャネルがマイナス側チャネルである。各チャネルの周波数帯域幅は例えば１２．５ＫＨｚである。

最初に、図３に示される受信強度分布２１の受信信号を信号受信装置１０が受信した場合について説明する。

先ず、判定指令部１６は、指定チャネル設定レジスタ１１に記憶されている基準周波数を取り込むことを受信強度測定部１４に対して指示する（ステップＳ１）。

次に、受信強度測定部１４は、基準周波数における受信信号の受信強度（以下、第１の受信強度と称する）を測定する（ステップＳ２）。基準周波数は、指定チャネル「０」に対応する周波数帯域内の任意の１の周波数である。例えば、指定チャネル「０」の周波数帯域が４２９．４９３７５〜４２９．５０６２５ＭＨｚである場合には、基準周波数を当該周波数帯域の中央値である４２９．５０００ＭＨｚとすることができる。受信強度分布２１の受信信号の場合、第１の受信強度は強度Ｄ（図３）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度が受信強度閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３）。第１の受信強度である強度Ｄは受信強度閾値よりも小さいので、判定指令部１６は受信部１３に対して受信停止指令を発する（ステップＳ１１）。つまり、受信信号が指定チャネル「０」に対応する信号であるか否かを判定するには第１の受信強度が小さ過ぎるので、この時点で判定処理を終了する。図２のステップＳ４〜Ｓ１１の動作を行なわずに受信停止するので、早期に省電力動作モードに移行することができる。

次に、図４に示される受信強度分布２２の受信信号を信号受信装置１０が受信した場合について説明する。

先ず、受信強度測定部１４は、基準周波数における受信信号の第１の受信強度を測定する（ステップＳ２）。受信強度分布２２の受信信号の場合、第１の受信強度は強度Ａ（図４）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ａは受信強度閾値よりも大きいと判定する（ステップＳ３）。

次に、判定指令部１６は、プラス側オフセットレジスタ１２ａに記憶されているプラス側オフセット値を取り込むことを受信強度測定部１４に対して指示する（ステップＳ４）。

次に、受信強度測定部１４は、基準周波数からプラス側オフセット値分だけオフセットして得られたプラス側周波数における受信信号の受信強度（以下、第２の受信強度と称する）を測定する（ステップＳ５）。プラス側周波数は、プラス側チャネル「＋１」に対応する周波数帯域内の任意の１の周波数である。例えば、基準周波数が４２９．５０００ＭＨｚであり、プラス側オフセット値が＋１２．５ＫＨｚのときには、プラス側周波数は４２９．５１２５ＭＨｚとなる。受信強度分布２２の受信信号の場合、第２の受信強度は強度Ｂ（図４）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度が第２の受信強度も大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。受信強度分布２２の受信信号の場合、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ａが第２の受信強度である強度Ｂよりも大きいと判定する。

次に、判定指令部１６は、マイナス側オフセットレジスタ１２ｂに記憶されているマイナス側オフセット値を取り込むことを受信強度測定部１４に対して指示する（ステップＳ７）。

次に、受信強度測定部１４は、基準周波数からマイナス側オフセット値分だけオフセットして得られたマイナス側周波数における受信信号の受信強度（以下、第３の受信強度と称する）を測定する（ステップＳ８）。マイナス側周波数は、マイナス側チャネル「−１」に対応する周波数帯域内の任意の１の周波数である。例えば、基準周波数が４２９．５０００ＭＨｚであり、マイナス側オフセット値が−１２．５ＫＨｚのときには、マイナス側周波数は４２９．４８７５ＭＨｚとなる。受信強度分布２２の受信信号の場合、第３の受信強度は強度Ｂ（図４）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度が第３の受信強度も大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。受信強度分布２２の受信信号の場合、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ａが第３の受信強度である強度Ｂよりも大きいと判定する。この場合、判定指令部１６は、受信信号が指定チャネル「０」に対応する信号であると判定する。

次に、判定指令部１６は、受信部１３に対して無線信号の受信継続を指令して（ステップＳ１０）、判定処理を終了する。

この場合、ヘッダ検出部１７は、判定指令部１６による当該判定に応じて、当該受信信号を構成するパケットに含まれるヘッダパターンの検出を開始する。ペイロード処理部１８は、ヘッダ検出部１７によってヘッダパターンが検出された場合に、パケットのペイロードに含まれるデータに対して所定のデータ処理を施す。

このように、受信強度分布２２の受信信号を信号受信装置１０が受信した場合には、当該受信信号が指定チャネル「０」に対応する信号であると判定して受信を継続し所定のデータ処理を施すことができる。

次に、図５に示される受信強度分布２３の受信信号を信号受信装置１０が受信した場合について説明する。

次に、受信強度測定部１４は、基準周波数における受信信号の第１の受信強度を測定する（ステップＳ２）。受信強度分布２３の受信信号の場合、第１の受信強度は強度Ｂ（図５）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ｂは受信強度閾値よりも大きいと判定する（ステップＳ３）。

次に、受信強度測定部１４は、判定指令部１６による当該判定に応じて、基準周波数からプラス側オフセット値分だけオフセットして得られたプラス側周波数における受信信号の第２の受信強度を測定する（ステップＳ５）。プラス側周波数は、プラス側チャネル「＋１」に対応する周波数帯域内の任意の１の周波数である。受信強度分布２３の受信信号の場合、第２の受信強度は強度Ａ（図５）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ｂが第２の受信強度である強度Ａよりも小さいと判定する（ステップＳ６）。そして、判定指令部１６は受信部１３に対して受信停止指令を発する（ステップＳ１１）。つまり、プラス側チャネル「＋１」に対応する第２の受信強度の方が、指定チャネル「０」に対応する第１の受信強度よりも大きいので、受信信号が指定チャネル「０」に対応する信号ではないと判定し、この時点で判定処理を終了する。これにより、省電力動作モードに移行することができる。

次に、図６に示される受信強度分布２４の受信信号を信号受信装置１０が受信した場合について説明する。

次に、受信強度測定部１４は、基準周波数における受信信号の第１の受信強度を測定する（ステップＳ２）。受信強度分布２４の受信信号の場合、第１の受信強度は強度Ｂ（図６）となる。

次に、受信強度測定部１４は、判定指令部１６による当該判定に応じて、基準周波数からプラス側オフセット値分だけオフセットして得られたプラス側周波数における受信信号の第２の受信強度を測定する（ステップＳ５）。プラス側周波数は、プラス側チャネル「＋１」に対応する周波数帯域内の任意の１の周波数である。受信強度分布２４の受信信号の場合、第２の受信強度は強度Ｃ（図６）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ｂが第２の受信強度である強度Ｃよりも大きいと判定する（ステップＳ６）。

次に、受信強度測定部１４は、判定指令部１６による当該判定に応じて、基準周波数からマイナス側オフセット値分だけオフセットして得られたマイナス側周波数における受信信号の第３の受信強度を測定する（ステップＳ８）。マイナス側周波数は、マイナス側チャネル「−１」に対応する周波数帯域内の任意の１の周波数である。受信強度分布２４の受信信号の場合、第３の受信強度は強度Ａ（図６）となる。

次に、判定指令部１６は、第１の受信強度である強度Ｂが第３の受信強度である強度Ａよりも小さいと判定する（ステップＳ９）。そして、判定指令部１６は受信部１３に対して受信停止指令を発する（ステップＳ１１）。つまり、マイナス側チャネル「−１」に対応する第３の受信強度の方が、指定チャネル「０」に対応する第１の受信強度よりも大きいので、受信信号が指定チャネル「０」に対応する信号ではないと判定し、この時点で判定処理を終了する。これにより、省電力動作モードに移行することができる。

このように、本実施例の信号受信装置１０においては、受信信号について所望の指定チャネルの受信強度と、指定チャネル以外のチャネルの受信強度とを測定及び比較し、指定チャネルの受信強度の方が大きい場合に、受信信号の受信を継続して所定のデータ処理を施す。信号受信装置１０のかかる動作により、所望チャネルの信号を正しく受信することができる。また、所望チャネル以外のチャネルに対応する信号を受信した場合には受信を停止するので、消費電力が大幅に低減される。故に、信号受信装置１０がバッテリーにより動作する場合には、その動作可能時間を大幅に延ばすことができる。

また、指定チャネルに対応する第１の周波数帯域よりも高い帯域である第２の周波数帯域における第２の受信強度、及び第１の周波数帯域よりも低い帯域である第３の周波数帯域における第３の受信強度をそれぞれ測定し、第１の受信強度が前記第２の受信強度及び第３の受信強度の少なくともいずれかよりも小さいと判定した場合に無線信号の受信を中止することにより、所望チャネルの信号をより正しく受信することができる。

また、第１の受信強度が第２の受信強度よりも大きいと判定された場合にのみ第３の受信強度を測定することにより、早期に省電力動作モードに移行することができる。

本実施例は、チャネル帯域幅１２．５ＫＨｚの場合の例であるが、チャネル帯域幅がこれよりも広い場合又は狭い場合でも同様の効果を奏することができる。

また、本実施例は、指定チャネルの受信強度とプラス側チャネルの受信強度とを比較してからマイナス側チャネルの受信強度と比較する場合の例であるが、かかる構成に限られない。指定チャネルの受信強度とマイナス側チャネルの受信強度とを比較してからプラス側チャネルの受信強度と比較する構成としても同様の効果を奏することができる。

また、本実施例は、指定チャネルの受信強度とこれに隣接するチャネルの受信強度とを測定及び比較判定する場合の例であるが、かかる構成に限られない。例えば、指定チャネルの受信強度とこれより２つ以上離れたチャネルの受信強度とを測定及び比較判定する構成としても同様の効果を奏することができる。

また、本実施例は、隣接チャネルの受信強度が指定チャネルの受信強度よりも大きい場合に受信を停止する場合の例であるが、かかる構成に限られない。例えば、隣接チャネルの受信強度が指定チャネルの受信強度よりも「一定以上」大きい場合に受信を停止する構成としても良い。指定チャネルに対応する信号と隣接チャネルに対応する信号とが同時に受信されており、且つ隣接チャネルの受信強度が指定チャネルの受信強度よりも大きい場合であっても、隣接チャネルの受信強度が指定チャネルの受信に対して影響を与えない程度のレベルであれば受信動作を継続しても問題ないと考えられるからである。なお、「一定以上」は、指定チャネルの受信強度が隣接チャネルの受信強度と等しい場合も含み得る。

１０信号受信装置
１１指定チャネル設定レジスタ
１２ａプラス側オフセットレジスタ
１２ｂマイナス側オフセットレジスタ
１３受信部
１４受信強度測定部
１５受信強度閾値レジスタ
１６判定指令部
１７ヘッダ検出部
１８ペイロード処理部

Claims

指定されたチャネルに対応する第１の周波数帯域内の無線信号を受信してこれに対して信号処理を施す無線通信装置であって、
前記第１の周波数帯域を含む所定周波数帯域内の無線信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された無線信号を信号処理する信号処理部と、
前記受信部によって受信された無線信号について前記第１の周波数帯域における第１の受信強度を測定し、前記第１の受信強度が閾値を超えている場合に前記第１の周波数帯域外の第２の周波数帯域における第２の受信強度を測定する受信強度測定部と、
前記第１の受信強度が前記第２の受信強度よりも一定以上小さいと判定した場合に前記受信部に対して受信停止指令を発する判定指令部と、を含むことを特徴とする無線通信装置。
前記第２の周波数帯域は、前記第１の周波数帯域よりも高い帯域であり、
前記受信強度測定部は、前記第１の周波数帯域よりも低い帯域である第３の周波数帯域における第３の受信強度を更に測定し、
前記判定指令部は、前記第１の受信強度が前記第２の受信強度及び第３の受信強度の少なくともいずれかよりも一定以上小さいと判定した場合に前記受信停止指令を発することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記受信強度測定部は、前記判定指令部によって前記第１の受信強度が前記第２の受信強度よりも大きいと判定された場合に前記第３の受信強度を測定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
指定されたチャネルに対応する第１の周波数帯域内の無線信号を受信してこれに対して信号処理を施す無線通信方法であって、
前記第１の周波数帯域を含む所定周波数帯域内の無線信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された無線信号を信号処理する信号処理ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された無線信号について前記第１の周波数帯域における第１の受信強度を測定し、前記第１の受信強度が閾値を超えている場合に前記第１の周波数帯域外の第２の周波数帯域における第２の受信強度を測定する受信強度測定ステップと、
第１の受信強度が前記第２の受信強度よりも一定以上小さいと判定した場合に前記受信ステップにおける受信の停止を指令する判定指令ステップと、を含むことを特徴とする無線通信方法。
前記第２の周波数帯域は、前記第１の周波数帯域よりも高い帯域であり、
前記受信強度測定ステップにおいては、前記第１の周波数帯域よりも低い帯域である第３の周波数帯域における第３の受信強度を更に測定し、
前記判定指令ステップにおいては、前記第１の受信強度が前記第２の受信強度及び第３の受信強度の少なくともいずれかよりも一定以上小さいと判定した場合に前記受信ステップにおける受信の停止を指令することを特徴とする請求項４に記載の無線通信方法。
前記受信強度測定ステップにおいては、前記判定指令ステップにおいて前記第１の受信強度が前記第２の受信強度よりも大きいと判定された場合に前記第３の受信強度を測定することを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。