JP2017225026A - 信号検出装置、無線通信装置、無線通信端末および信号検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の実施形態としての信号検出装置は、デジタル複素信号の信号レベルを示す第1信号レベルを算出し、前記第1信号レベルの時間的な変化量を示す第1変化量を算出し、所定の第1期間内における前記第1変化量に基づき、前記第1期間における統計量を算出し、前記第1期間における前記統計量に基づき、前記第1期間内の前記デジタル複素信号に、干渉源からの電波による信号を示す干渉源信号が含まれているかについて判定を行う処理部を備える。
【選択図】図3
Description
図1は、第1の実施形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示すブロック図である。当該無線通信システムには、少なくとも、信号検出装置1と、干渉源4とが存在する。
このようにして、信号検出装置1は干渉源信号を検出する。
第1の実施形態では、干渉源信号の受信時には混信がないものと想定したが、本実施形態では、混信があることを想定し、混信があっても干渉源信号を検出する。なお、記載済みの実施形態と同様な点は、説明を省略する。
本実施形態の信号検出装置1は、干渉源信号の占有周波数帯域を導出する。図12は、第3の実施形態に係る信号検出装置1の概略構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の信号検出装置1は、さらに占有周波数帯域導出部14を備える。先の実施形態と同様の点は、説明を省略する。なお、便宜上、信号検出部13と占有周波数帯域導出部14を別に記載したが、信号検出部13が占有周波数帯域導出部14を含んでいてもよい。
本実施形態では、干渉源信号送信期間内に、他の無線装置5から他信号が送信されることを想定する。上記想定の場合、第3の実施形態では、導出された干渉源信号の占有周波数帯域に、他信号の占有周波数帯域が含まれてしまうおそれがある。ゆえに、本実施形態では、他信号の占有周波数帯域が含まれないようにする。
本案では、第2ブロックレベルの変化量(第2変化量)をパラメータとする。第2ブロックレベルの変化量は、第2ブロックレベルがlog値で表されている場合は、隣り合う第2ブロック同士における、同一周波数の第2ブロックレベル同士の差分の絶対値とする。第2ブロックレベルが真値で表されている場合は、当該第2ブロックレベル同士の比率とする。なお、比率を算出する場合は、遅い方の第2ブロックに係る第2ブロックレベルを分母に代入するのではなく、第2ブロックレベルの大きい方または小さい方を、分母に代入する。以降では、第2ブロックレベルがlog値で表されている場合を想定して説明する。当該差分の絶対値を、第2ブロックレベル差分値と記載し、第2ブロックtiにおける、周波数fkの周波数信号の第2ブロックレベル差分値をdkiと記載する。つまり、第2ブロックレベル差分値dkiは、第2ブロックtiにおける第2ブロックレベルpkiと、第2ブロックti−1における第2ブロックレベルpki−1との差分の絶対値であり、dki=|pki−pk−i|と表される。なお、第2ブロックレベル差分値の初期値dk1(i=1)は、0(ゼロ)などの任意の値としてよい。
本案では、第2ブロックレベルと、当該第2ブロックレベルに係る第2ブロックレベル差分値とに基づく演算値をパラメータとする。当該演算値を、第2ブロックレベル演算値と記載し、第2ブロックtiにおける、周波数fkの周波数信号の第2ブロックレベル演算値をckiと記載する。第2ブロックレベル演算値は、第2ブロックレベルと第2ブロックレベル差分値との加算、減算、積算、除算またはこれらの組み合わせにより算出されればよく、算出方法は任意に定めてよい。例えば、cki=pki×dkiと表される。
本方法では、総数算出部143の処理と同じく、重み係数算出部147は、パラメータ閾値比較部146から取得したパラメータ閾値の比較結果と、信号判定部134から取得した干渉源信号受信期間とに基づき、所定の条件(第3条件)を満たすパラメータの総数(第2総数)を、パラメータに係る周波数信号の周波数ごとに算出し、当該算出された周波数ごとの総数を、周波数ごとの重み係数とする。所定の条件は、例えば、パラメータに係る周波数信号が干渉源信号受信期間内に受信されており、かつ当該パラメータがパラメータ閾値を超えていることである。また当該総数に係るduty比、正規化値などの演算値を重み係数としてもよい。
本方法では、重み係数算出部147は、さらにレベル閾値比較部142からレベル閾値の比較結果を取得し、レベル閾値の比較結果と、パラメータ閾値の比較結果と、干渉源信号受信期間とに基づき、重み係数を算出する。パラメータ閾値の比較結果およびレベル閾値の比較結果は論理値で表されており、当該閾値を超えているときは1、超えていないときは0で表されているとする。
なお、これまでに説明した実施形態の信号検出装置1は、当該信号検出装置1の機能を有する無線通信端末などにより、実現されてもよい。例えば、信号検出装置1を内蔵する無線通信端末が干渉源信号を検出したときは、無線通信を一定時間停止してもよい。また、干渉源信号受信期間により干渉源信号の周期を算出し、当該周期に基づき、無線通信のタイミングを制御してもよい。これにより、無線通信端末から送信される無線信号が、干渉源信号により干渉される事態を避けることができる。
図25は、端末の全体構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。端末は、1つまたは複数のアンテナ247(1〜n:nは1以上の整数)と、無線LANモジュール248と、ホストシステム249を備える。無線LANモジュール248は、第5の実施形態に係る無線通信装置に対応する。無線LANモジュール248は、ホスト・インターフェースを備え、ホスト・インターフェースで、ホストシステム249と接続される。接続ケーブルを介してホストシステム249と接続される他、ホストシステム249と直接接続されてもよい。また、無線LANモジュール248が基板にはんだ等で実装され、基板の配線を介してホストシステム249と接続される構成も可能である。ホストシステム249は、任意の通信プロトコルに従って、無線LANモジュール248およびアンテナ247(1〜n)を用いて、外部の装置と通信を行う。通信プロトコルは、TCP/IPと、それより上位の層のプロトコルと、を含んでもよい。または、TCP/IPは無線LANモジュール248に搭載し、ホストシステム249は、それより上位層のプロトコルのみを実行してもよい。この場合、ホストシステム249の構成を簡単化できる。本端末は、例えば、移動体端末、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ/サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等でもよい。
Circuit)211と、RF(Radio Frequency)IC221と、バラン225と、スイッチ245と、アンテナ247とを備える。
図27(A)および図27(B)は、それぞれ本実施形態に係る端末の斜視図である。図16(A)の無線端末はノートPC301であり、図16(B)の無線端末は移動体端末321である。ノートPC301および移動体端末321は、それぞれ無線通信装置305、315を搭載している。無線通信装置305、315として、これまで説明してきた無線端末に搭載されていた無線通信装置、またはアクセスポイント(基地局)に搭載されていた無線通信装置、またはこれらの両方を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線端末は、ノートPCや移動体端末に限定されない。例えば、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ/サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置(基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介して外部メモリ(バッファ)と接続される。プロセッサ部ではファームウエアが動作する。このように、ファームウエアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウエアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る制御部または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウエアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係る基地局あるいは無線端末あるいはこれらの両方が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、基地局に搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置(基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置(基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置)の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、SIMカードを含む。SIMカードは、例えば無線通信装置における制御部と接続される。このように、SIMカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮/伸長部を含む。動画像圧縮/伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮/伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置(基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、LED部を含む。LED部は、送信部202、受信部203、制御部201またはこれらのうちの複数と接続される。このように、LED部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置(基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば無線通信装置における制御部と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
本実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置(基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の制御部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
1A アンテナ
11 無線受信部
12 無線処理部
121 ADC部
122 AGC部
123 DCオフセット補正部
124 振幅/位相補正部
13 信号検出部
131 信号レベル算出部
132 変化量算出部
133 統計量算出部
134 信号判定部
135 他信号除去部
14 占有周波数帯域導出部
141 FFT処理部
1411 FFT前処理部
1412 FFT実行部
1413 FFT後処理部
142 レベル閾値比較部
143 総数算出部
144 占有周波数帯域算出部
145 パラメータ算出部
146 パラメータ閾値比較部
147 重み係数算出部
2、305、315、355 無線通信装置
201 制御部
202 送信部
203 受信部
204 バッファ
211 ベースバンドIC
212 ベースバンド回路
213 メモリ
214 ホスト・インターフェース
215 CPU
216 DAC
217 ADC
221 RF IC
222、232 フィルタ
223、233 ミキサ
224、234 アンプ
225、235 バラン
242 PLL
243 水晶発振器
245 スイッチ
247 アンテナ
248 無線LANモジュール
249 ホストシステム
301 ノートPC
321 移動体端末
331 メモリーカード
332 メモリーカード本体
4 干渉源
5 他の無線装置
Claims (19)
- デジタル複素信号の信号レベルを示す第1信号レベルを算出し、
前記第1信号レベルの時間的な変化量を示す第1変化量を算出し、
所定の第1期間内における前記第1変化量に基づき、前記第1期間における統計量を算出し、
前記第1期間における前記統計量に基づき、前記第1期間内の前記デジタル複素信号に、干渉源からの電波による信号を示す干渉源信号が含まれているかについて判定を行う処理部
を備える信号検出装置。 - 前記第1期間における前記統計量は、前記第1期間内の前記第1変化量のうち、前記第1変化量に対する閾値を示す変化量閾値よりも大きい前記第1変化量の数である
請求項1に記載の信号検出装置。 - 前記第1期間における前記統計量は、前記第1期間内の前記第1変化量の平均、分散、確率密度関数、またはヒストグラムから算出されたものである
請求項1に記載の信号検出装置。 - 前記処理部は、
所定の複数の第2期間それぞれにおいて、前記第2期間内における前記デジタル複素信号から、前記第1信号レベルを2つ以上算出し、
前記第2期間内における2つ以上の前記第1信号レベルに基づき、前記第2期間に対応付けられた前記第1信号レベルを算出し、
前記第2期間に対応付けられた前記第1信号レベルに基づき、前記第1変化量を算出する
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号検出装置。 - 前記各第2期間の長さは、前記干渉源にて行われるスイッチングの半周期未満とする
請求項4に記載の信号検出装置。 - 前記第1期間は、前記干渉源にて行われるスイッチングの1周期以上である
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の信号検出装置。 - 前記第1期間は、前記干渉源信号の1周期未満である
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の信号検出装置。 - 前記第1期間は、前記第1信号レベルの高さに基づき、定められたものである
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の信号検出装置。 - 前記処理部は、
前記前記第1変化量に対しフィルタ処理を行い、
前記フィルタ処理が行われた、前記第1期間内における前記第1変化量に基づき、前記第1期間における前記統計量を算出する
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の信号検出装置。 - 前記処理部は、
前記フィルタ処理が行われた、前記第1期間における前記第1変化量が前記変化量閾値を超えた時点のうち、所定の第1条件を満たす時点に基づき、前記第1期間を整形する
請求項2に従属する請求項9に記載の信号検出装置。 - 前記処理部は、
所定の複数の第3期間それぞれにおいて、前記第3期間内における前記デジタル複素信号を周波数信号にフーリエ変換し、前記周波数信号の信号レベルを示す第2信号レベルを算出し、
前記第2信号レベルと、前記第2信号レベルに対する閾値を示すレベル閾値と、を比較し、
前記レベル閾値に係る比較結果と、前記判定により前記デジタル複素信号に前記干渉源信号が含まれていると判定された期間を示す干渉源信号受信期間とに基づき、所定の第2条件を満たす前記第2信号レベルの総数を示す第1総数を、前記第2信号レベルに係る前記周波数信号の周波数ごとに算出し、
前記第1総数、または前記第1総数に基づく演算値、に基づき、前記干渉源信号が占有する周波数帯域を算出する
請求項1ないし10のいずれか一項に記載の信号検出装置。 - 前記第2条件は、前記第2信号レベルに係る前記周波数信号が、前記干渉源信号受信期間内に受信されており、かつ前記第2信号レベルが前記レベル閾値を超えていることである
請求項11に記載の信号検出装置。 - 前記処理部は、
前記第2信号レベルの前記総数に掛け合わせるための重み係数を算出するためのパラメータとして、前記第3期間における前記第2信号レベルの変化量を示す第2変化量または前記第2変化量に基づく演算値を算出し、
前記パラメータと、前記パラメータに対する閾値を示すパラメータ閾値と、を比較し、
前記パラメータ閾値に係る比較結果と、前記干渉源信号受信期間とに基づき、所定の第3条件を満たす前記パラメータの総数を示す第2総数を、前記パラメータに係る前記周波数信号の周波数ごとに算出し、
前記第2総数または前記第2総数に基づく演算値に基づき、前記周波数信号の周波数ごとの前記重み係数を算出し、
前記重み係数と、前記第1総数または前記第1総数に基づく演算値と、に基づき、前記干渉源信号が占有する周波数帯域を算出する
請求項11または12に記載の信号検出装置。 - 前記第3条件は、前記パラメータに係る前記周波数信号が前記干渉源信号受信期間内に受信されており、かつ前記パラメータが前記パラメータ閾値を超えていることである
請求項13に記載の信号検出装置。 - 前記処理部は、
前記第2信号レベルの前記総数に掛け合わせるための重み係数を算出するためのパラメータとして、前記第3期間における前記第2信号レベルの変化量を示す第2変化量または前記第2変化量に基づく演算値を算出し、
前記パラメータと、前記パラメータに対する閾値を示すパラメータ閾値と、を比較し、
前記レベル閾値に係る比較結果と、前記パラメータ閾値に係る比較結果と、前記干渉源信号受信期間とに基づき、前記干渉源信号受信期間内に受信された前記周波数信号に係る前記第2信号レベルおよび前記パラメータの比較結果同士を用いた論理演算を行い、
周波数が同一である前記周波数信号の前記論理演算の結果に基づき、前記周波数信号の周波数ごとの前記重み係数を算出し、
前記重み係数と、前記第1総数または前記第1総数に基づく演算値と、に基づき、前記干渉源信号が占有する周波数帯域を算出する
請求項11または12に記載の信号検出装置。 - 無線信号を受信する受信部と、
無線信号を送信する送信部と、
請求項1ないし15のいずれか1項に記載の信号検出装置と、
を備えた無線通信装置であって、
前記受信部または前記信号検出装置は、前記受信部を介して受信した前記無線信号に基づくデジタル複素信号を生成し、
前記信号検出装置は、前記デジタル複素信号に対する前記判定の結果に基づき、前記送信部を制御する無線通信装置。 - 受信した無線信号からデジタル複素信号を生成し、
前記デジタル複素信号の信号レベルを示す第1信号レベルを算出し、
前記第1信号レベルの時間的な変化量を示す第1変化量を算出し、
所定の第1期間内における前記第1変化量に基づき、前記第1期間における統計量を算出し、
前記第1期間における前記統計量に基づき、前記第1期間内の前記デジタル複素信号に、干渉源からの電波による信号を示す干渉源信号が含まれているかについて判定を行い、
前記判定の結果に基づき、無線信号の送信を制御する制御回路
を備える無線通信端末。 - 少なくとも1つのアンテナをさらに備える請求項16または17に記載の無線通信端末。
- デジタル複素信号の信号レベルを示す第1信号レベルを算出する、第1信号レベル算出ステップと、
前記第1信号レベルの時間的な変化量を示す第1変化量を算出する変化量算出ステップと、
所定の第1期間内における前記第1変化量に基づき、前記第1期間における統計量を算出する統計量算出ステップと、
前記第1期間における前記統計量に基づき、前記第1期間内の前記デジタル複素信号に、干渉源からの電波による信号を示す干渉源信号が含まれているかについて判定を行う信号判定ステップと、
をプロセッサが実行する信号検出方法。
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