JP2018042068A - 受信機および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で受信信号の検出精度を向上する。
【解決手段】受信機は、無線信号を受信する受信部と、受信部の出力信号から、一部の期間が重複するように時間をずらした複数の設定区間のそれぞれにて、受信信号を検出する信号検出部と、信号検出部で検出された受信信号に基づいて復調処理を行う復調部と、を備える。信号検出部は、受信部の出力信号を複数の設定区間においてそれぞれ平滑化する平滑化部と、平滑化された信号のレベルを閾値と比較した信号を出力する比較部と、比較部で平滑化された信号と閾値とを比較するたびに、平滑部で平滑化した信号を初期化する初期化部と、を有する。復調部は、比較部にて閾値以上と判定された、平滑化された信号に基づいて復調処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、受信機および無線通信装置に関する。

無線信号の有無を検出する手法として、包絡線検波が最も一般的である。包絡線検波の一般的な実装方法は、入力信号をまず２乗するか、又は絶対値を取り、ローパスフィルタを通すものである。ローパスフィルタの時定数が十分に大きければ、入力信号の高周波成分の大半を除去でき、平滑化された出力信号を得ることができる。よって、平滑化された信号と任意の基準信号との大小を比較することで、信号の有無を判定できる。

しかしながら、入力信号の振幅が大きく変動する場合、時定数が十分に大きなローパスフィルタで包絡線検波を行うと、ローパスフィルタの出力信号レベルが小さくなり、受信信号の検出精度が低下してしまう。

特開２０１６−３９５０３号公報

本発明の実施形態は、簡易な構成で受信信号の検出精度を向上可能な受信機および無線通信装置を提供するものである。

本実施形態によれば、無線信号を受信する受信部と、
前記受信部の出力信号から、一部の期間が重複するように時間をずらした複数の設定区間のそれぞれにて、受信信号を検出する信号検出部と、
前記信号検出部で検出された受信信号に基づいて復調処理を行う復調部と、を備え、
前記信号検出部は、
前記複数の設定区間における前記受信部の出力信号をそれぞれ平滑化する平滑化部と、
前記平滑化された信号のレベルを閾値と比較した信号を出力する比較部と、
前記比較部で前記平滑化された信号と前記閾値とを比較するたびに、前記平滑部で平滑化した信号を初期化する初期化部と、を有し、
前記復調部は、前記比較部にて前記閾値以上と判定された、前記平滑化された信号に基づいて復調処理を行う、受信機が提供される。

第１の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 受信される無線信号の信号レベルが散発的に変化する例を示す波形図。 ２乗出力信号を示す波形図。 ２乗出力信号を平滑化した波形図。 ２乗出力信号の１周期内の一部の区間で平滑化処理を行う例を示す波形図。 ２つの信号検出サブ処理にて平滑化処理を行った波形図。 ３つの信号検出サブ処理にて平滑化処理を行った波形図。 図１の受信機が行う信号検出処理の処理手順を示すフローチャート。 図８の第１サブ処理と第２サブ処理の詳細な処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第２の実施形態による受信機が行う信号検出処理の処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 図１２の受信機の処理動作を示すフローチャート。 第４の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第４の実施形態による受信機が行う信号検出処理の処理手順を示すフローチャート。 図１５のステップＳ３３の第２信号検出部による信号検出処理の処理手順を示すフローチャート。 第５の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第５の実施形態による受信機が行う処理手順を示すフローチャート。 第６の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第６の実施形態による受信機が行う処理手順を示すフローチャート。 第７の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第８の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第９の実施形態による受信機の概略構成を示すブロック図。 第９の実施形態による受信機が行う処理手順を示すフローチャート。 第１０の実施形態による無線通信装置の概略構成を示すブロック図。 ホスト装置であるＰＣと周辺機器であるマウスとの間で無線通信を行う例を示す図。 ウェアラブル端末とホスト装置との間で無線通信を行う例を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図１の受信機１は、受信部２と、信号検出部３と、復調部４とを備えている。

受信部２は、無線信号を受信する。無線信号の周波数帯域や変調方式は特に問わない。受信部２は、局部発振器５と、ミキサ６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７とを有する。ミキサ６は、無線信号と局部発振信号をミキシングして、ベースバンド信号を生成する。ローパスフィルタ７は、ベースバンド信号に含まれる不要周波数成分を除去する。

信号検出部３は、受信部２の出力信号から、一部の期間が重複するように時間をずらした複数の設定区間のそれぞれにて、受信信号を検出する。期間の設定方法については、後述する。信号検出部３の詳細構成は後述する。復調部４は、信号検出部３で検出された受信信号に基づいて復調処理を行う。

信号検出部３は、平滑化部８と、比較部９と、初期化部１０とを有する。平滑化部８は、複数の設定区間における受信部２の出力信号をそれぞれ平滑化する。なお、設定区間の数に特に制限はない。比較部９は、平滑化された信号のレベルを閾値と比較した信号を出力する。より詳細には、比較部９は、閾値以上の平滑化された信号を出力する。例えば、閾値以上の平滑化された信号が複数個ある場合には、そのうちの最大の信号を比較部９は出力する。初期化部１０は、比較部９で平滑化された信号と閾値とを比較するたびに、平滑部で平滑化した信号を初期化する。復調部４は、比較部９から出力された信号に基づいて復調処理を行う。より具体的には、復調部４は、比較部９にて閾値以上であると判定された平滑化信号を用いて復調処理を行う。

図２〜図７は信号検出部３が設定する複数の設定区間を説明する図である。図２は受信される無線信号の信号レベルが散発的に変化する例を示している。この無線信号の２乗出力信号は、図３に示すように、信号レベルの変化を絶対値で表した信号になる。この２乗出力信号をローパスフィルタ７に通して平滑化すると、図４の実線曲線に示すように、信号レベルが小さくなり、受信信号の検知精度が低下してしまう。

そこで、図５は２乗出力信号の１周期内の一部の区間で平滑化処理を行う例を示している。例えば、区間Ａは２乗出力信号の信号レベルがゼロ以上であるため、平滑化信号レベルは大きくなる。ところが、区間Ｂは２乗出力信号の信号レベルがゼロであるため、平滑化信号レベルはゼロになる。また、区間ＡとＢを合わせた区間Ｃは、区間Ａの平滑化信号レベルの約半分になる。

このように、図５の例の場合、区間Ａで平滑化処理を行えば、最も受信信号レベルが大きくなることがわかる。しかしながら、実際には、受信される無線信号の振幅が大きくなる時刻は不明である。そこで、本実施形態では、平滑化処理を行う設定区間を、一部を重複させながらずらして、各設定区間ごとに平滑化処理を行って、受信信号レベルが閾値以上になる設定区間を検索する。本実施形態では、設定区間を指定して平滑化処理を行うことを信号検出サブ処理と呼ぶ。

図６は２つの信号検出サブ処理（以下、第１サブ処理と第２サブ処理）にて平滑化処理を行う例を示す図である。第１サブ処理では、時刻ｔ０から区間Ｄごとに平滑化処理を行う。第２サブ処理では、時刻ｔ０から所定時間が経過した時刻ｔ１から区間Ａごとに平滑化処理を行う。図４では、時刻ｔ０からｔ１までの所定時間を無線信号の周期の１／４に設定した例を示している。

第１サブ処理における区間Ｄは、２乗出力信号の信号レベルが０以上になる期間とずれているため、平滑化信号の信号レベルはそれほど大きくならない。一方、第２サブ処理における区間Ａは、２乗出力信号の信号レベルが０以上になる期間と合致しており、平滑化信号の信号レベルは最大となる。このように、平滑化処理を行う設定区間を一部重複させながらずらすことで、受信信号レベルができるだけ大きくなるような設定区間を比較的容易に検出できる。

図７は３つの信号検出サブ処理（以下、第１〜第３サブ処理）にて平滑化処理を行う例を示す図である。第１サブ処理では、時刻ｔ０から区間Ｅごとに平滑化処理を行う。第２サブ処理では、時刻ｔ０から第１時間ずらした時刻ｔ１から区間Ｅごとに平滑化処理を行う。第３サブ処理では、時刻ｔ１から第２時間ずらした時刻ｔ２から区間Ｅごとに平滑化処理を行う。区間Ｅの長さは、無線信号の１／２周期よりも短くしている。第１〜第３サブ処理における各区間は一部が重複している。図７の場合、第３サブ処理における区間Ｅで検出される受信信号レベルが最大となる。このように、サブ処理の数を増すほど、受信信号レベルが最大になる区間を選定しやすくなる。サブ処理の数が少ない場合には、各サブ処理において区間をずらす量を最適化するのに無線信号の複数周期が必要となり、迅速な受信処理が困難になる。

このように、本実施形態による信号検出部３は、それぞれ一部ずつ重複させながらずらした複数の設定区間を用意して、各設定区間ごとに受信信号を平滑化し、複数の設定区間の中で閾値以上の受信信号レベルの信号を検出する。

図８は図１の受信機１が行う信号検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートは、第１サブ処理と第２サブ処理を有する例を示している。まず、時刻ｔ０で第１サブ処理を開始する（ステップＳ１）。その後、時刻ｔ１になるまで待機し（ステップＳ２）、第２サブ処理を開始する（ステップＳ３）。第１サブ処理と第２サブ処理を行った結果、受信信号レベルが閾値を超える信号が最終的に出力される。この信号は、後述するように、復調部４に入力されて、復調処理が行われる。

図８のステップＳ１における第１サブ処理とステップＳ３の第２サブ処理の具体的な所定手順は同じである。図９は図８の第１サブ処理と第２サブ処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、初期化部１０にて、平滑化部８の出力信号を初期化する（ステップＳ１１）。次に、平滑化部８にて、第１サブ処理または第２サブ処理における設定区間内で受信信号の平滑化処理を行って、平滑化信号を生成する（ステップＳ１２）。次に、比較部９にて、平滑化信号が閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１３）。閾値以上と判定された場合は、信号を検出したと判断して図９の処理を終了する。閾値未満と判定された場合は、信号を検出しなかったと判断してステップＳ１１に戻る。

このように、第１の実施形態では、どのタイミングで受信信号が検出されるかわからないため、一部の期間が重複するように時間をずらした複数の設定区間を用意して、各設定区間内で受信信号を平滑化して、閾値と比較するようにしたため、平滑化後の受信信号レベルをできるだけ大きくすることができる。よって、雑音耐性が向上し、受信信号の検出精度がよくなる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、無線信号に含まれる雑音信号に応じて、閾値を調整するものである。

図１０は第２の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図１０は、図１と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では、相違点を中心に説明する。図１０の受信機１は、信号検出部３の内部に、雑音検出部１１と閾値設定部１２を有する。この他は、図１の受信機１と共通する。

雑音検出部１１は、雑音信号を検出する。閾値設定部１２は、雑音信号に基づいて閾値を設定する。

受信部２は、アナログ回路で構成されており、受信部２では、増幅処理やフィルタリング処理が行われる。アナログ回路は、熱雑音を有するため、受信部２の出力信号には、アナログ回路による雑音信号が重畳される。受信された無線信号が微小な場合、雑音との区別が困難で、雑音によって信号検出部３が誤動作をするおそれがある。そこで、本実施形態では、無線信号が入力される前に、受信部２で発生する雑音信号を雑音検出部１１で検出する。雑音信号の検出は、計算処理によって求めることができる。より具体的には、雑音検出部１１は、雑音信号の平均値と標準偏差を計算する。なお、雑音信号の平均値が既知であったり、計算しなくても推定できる場合は、計算せずにその値を取得してもよい。閾値設定部１２は、得られた標準偏差に任意の係数を乗じて平均値を加算して、閾値を生成する。この閾値は、雑音信号が重畳することを念頭に置いた値であり、比較部９で平滑化された信号が閾値以上であれば、雑音よりも信号レベルが大きい信号が検出されたことを示しており、実質的に雑音の影響を回避して、受信信号レベルの大小を判断できる。

図１１は第２の実施形態による受信機１が行う信号検出処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、雑音検出部１１にて雑音信号を検出する（ステップＳ４）。次に、閾値設定部１２にて、検出した雑音信号に基づいて閾値を設定する（ステップＳ５）。その後は、図８のステップＳ１〜Ｓ３と同様の処理を行って、信号を検出する。

このように、第２の実施形態では、比較部９にて、平滑化された信号と比較される閾値を、雑音に応じた値とするため、雑音の影響を受けずに、信号検出を行うことができる。

（第３の実施形態）
図１２は第３の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図１２の受信機１は、Ｉ信号の受信処理を行う第１受信部２ａと、Ｑ信号の受信処理を行う第２受信部２ｂと、信号検出部３と、復調部４とを備えている。

第１受信部２ａは、局部発振器５と、第１ミキサ６ａと、第１フィルタ７ａとを有する。局部発振器５は、Ｉ信号を受信するための第１局部発振信号を生成する。第１ミキサ６ａは、無線信号と第１局部発振信号とをミキシングして、第１ベースバンド信号を生成する。第１フィルタ７ａは、第１ベースバンド信号に含まれる不要周波数成分を除去する。

第２受信部２ｂは、移相器１３と、第２ミキサ６ｂと、第２フィルタ７ｂとを有する。移相器１３は、第１局部発振信号の位相を９０°シフトさせた第２局部発振信号を生成する。第２ミキサ６ｂは、無線信号と第２局部発振信号とをミキシングして、第２ベースバンド信号を生成する。第２フィルタ７ｂは、第２ベースバンド信号に含まれる不要周波数成分を除去する。第１受信部２ａと第２受信部２ｂは、それぞれアナログ信号にて受信処理を行う。

図１３は図１２の受信機１の処理動作を示すフローチャートである。まず、第１受信部２ａにて無線信号を受信し、第１信号検出部３ａにて信号検出処理を行う（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の信号検出処理は、図８および図９と同様の処理手順で行われる。

ステップＳ２１で信号が検出されると、第２受信部２ｂの受信処理を開始する（ステップＳ２２）。次に、第１受信部２ａと第２受信部２ｂの少なくとも一方で受信された信号の復調処理を行う（ステップＳ２３）。

このように、第３の実施形態では、第１受信部２ａにて信号が検出されるまでは、第２受信部２ｂの受信処理を開始させないため、第２受信部２ｂでの消費電力を削減できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１受信部２ａと第２受信部２ｂを利用して、雑音による信号の誤検出を防止するものである。

図１４は第４の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図１４の受信機１は信号検出部３の内部構成が図１２の受信機１とは異なっている。図１４の受信機１内の信号検出部３は、第１受信部２ａの出力信号から受信信号を検出する第１信号検出部３ａと、第２受信部２ｂの出力信号から受信信号を検出する第２信号検出部３ｂとを有する。第１信号検出部３ａと第２信号検出部３ｂのそれぞれは、図１と同様の平滑化部８、比較部９および初期化部１０を有する。

第４の実施形態による受信機１の概略構成は図１２と同様であるため、説明を省略する。第３の実施形態では、信号検出部３にて信号が検出されると、第２受信部２ｂの受信処理を開始していたが、雑音が多い環境下では、第１信号検出部３ａが雑音を誤って信号検出する場合がありうる。そこで、第４の実施形態では、第１信号検出部３ａにて信号が検出されると、その後に第２信号検出部３ｂでも信号が検出された場合に限り、復調処理を行う。

図１５は第４の実施形態による受信機１が行う信号検出処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、第１受信部２ａと第１信号検出部３ａを用いて信号検出処理を行う（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の信号検出処理は、図８および図９と同様の処理手順で行われる。

ステップＳ３１で信号が検出されると、第２受信部２ｂの受信処理を開始し（ステップＳ３２）、第２信号検出部３ｂにて信号検出処理を行う（ステップＳ３３）。ステップＳ３３の処理は、図８および図９と同様の処理手順で行われる。

また、ステップＳ３３の処理に並行して、ステップＳ３１で検出された信号の復調処理を復調部４にて行う（ステップＳ３４）。

次に、第２信号検出部３ｂにて信号が検出されたか否かを判定し（ステップＳ３５）、信号が検出されると、復調部４による復調処理を継続して行う（ステップＳ３６）。信号が検出されなければ、第２受信部２ｂによる受信処理を中止し（ステップＳ３７）、復調部４による復調処理も中止して、再度、第１信号検出部３ａによる信号検出処理をやり直すべく、ステップＳ１に戻る。

図１６は図１５のステップＳ３３の第２信号検出部３ｂによる信号検出処理の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、一部期間を重複させて設定区間をずらした第１サブ処理と第２処理を行うものである。まず、第１サブ処理では、第２信号検出部３ｂ内の平滑化部８の出力信号を初期化し（ステップＳ４１）、その後に第１サブ処理の設定区間内で平滑化処理を行う（ステップＳ４２）。そして、平滑化信号が閾値以上か否かを判定し（ステップＳ４３）、閾値未満であればステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を繰り返し、閾値以上であれば、図１６の処理を終了する。

一方、第２サブ処理では、第１サブ処理を開始してから所定時間が経過した後（ステップＳ４４）、第２信号検出部３ｂ内の平滑化部８の出力信号を初期化し（ステップＳ４５）、その後に第２サブ処理の設定区間内で平滑化処理を行う（ステップＳ４６）。そして、平滑化信号が閾値以上か否かを判定し（ステップＳ４７）、閾値未満であればステップＳ４５〜Ｓ４７の処理を繰り返し、閾値以上であれば、図１６の処理を終了する。

このように、第４の実施形態では、第１信号検出部３ａで信号が検出されると、その後に第２信号検出部３ｂでも信号が検出された場合に限り、復調処理を継続する。よって、雑音を受信信号と勘違いして信号検出を行った場合に、復調処理を継続しなくなり、無駄な消費電力を削減できる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、送受信信号の同期を図るものである。

図１７は第５の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図１７の受信機１は、図１２の受信機１に同期部１４を追加したものである。同期部１４は、送信機と受信機１との間で無線通信を行う際に、双方の基準クロックを同期させる処理（以下、同期処理）を行う。

図１８は第５の実施形態による受信機１が行う処理手順を示すフローチャートである。まず、第１受信部２ａと第１信号検出部３ａを用いて信号検出処理を行う（ステップＳ５１）。ステップＳ５１の処理は、図８および図９と同様の処理手順で行われる。次に、第２受信部２ｂと同期部１４の動作を開始する（ステップＳ５２）。次に、同期部１４にて、第１信号検出部３ａで検出された信号の同期処理を行う（ステップＳ５３）。同期処理は、第１受信部２ａと第２受信部２ｂの双方を用いて行われる。

同期処理が終了すると、第２受信部２ｂと同期部１４の動作を停止させて（ステップＳ５４）、第１信号検出部３ａで検出された信号の復調処理を復調部４にて行う（ステップＳ５５）。

このように、第５の実施形態では、受信機１の受信タイミングを送信機の送信タイミングに同期させる同期部１４を備えているが、第１信号検出部３ａで信号が検出された場合に、同期処理を行う期間内だけ、第２受信部２ｂと同期部１４を動作させるため、第２受信部２ｂと同期部１４で消費する電力を最小限に抑えることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態は、雑音による信号の誤検出かどうかを確認して、同期処理を継続するか否かを判断するものである。

図１９は第６の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図１９の受信機１は、図１４の受信機１に同期部１４を追加したものである。

第６の実施形態では、第１信号検出部３ａが信号を検出すると、第５の実施形態と同様に第２受信部２ｂと同期部１４の動作を開始させるが、第１信号検出部３ａが雑音を受信信号と誤って検出する場合もありうるため、第２信号検出部３ｂでも信号検出処理を行う。そして、第２信号検出部３ｂで信号が検出された場合のみ、同期処理を継続するようにする。

図２０は第６の実施形態による受信機１が行う処理手順を示すフローチャートである。まず、第１受信部２ａと第１信号検出部３ａを用いて信号検出処理を行う（ステップＳ６１）。信号が検出されると、第２受信部２ｂと同期部１４を起動させて（ステップＳ６２）、第２信号検出部３ｂにて信号検出処理を行うとともに（ステップＳ６３）、同期部１４による同期処理を行う（ステップＳ６４）。

その後、第２信号検出部３ｂにて信号が検出されたか否かを判定し（ステップＳ６５）、信号が検出された場合は、同期部１４による同期処理を継続して行い（ステップＳ６６）、同期処理が終了すると、第２受信部２ｂと同期部１４の動作を停止させる（ステップＳ６７）。その後、復調部４による復調処理を行う（ステップＳ６８）。

一方、ステップＳ６５で、第２信号検出部３ｂにて信号が検出されなかったと判定されると、第２受信部２ｂと同期部１４の動作を停止させて（ステップＳ６９）、ステップＳ６１に戻る。

このように、第６の実施形態では、第１信号検出部３ａにて信号が検出されると、第２受信部２ｂと同期部１４を動作させるとともに、第２信号検出部３ｂによる信号検出処理を行い、その後に第２信号検出部３ｂが信号を検出した場合に限り、同期部１４による同期処理を継続して、復調部４による復調処理を行う。よって、例えば、雑音によって第１信号検出部３ａが信号を誤検出した場合のように、第２信号検出部３ｂが信号を検出しなかった場合は、第２受信部２ｂ、同期部１４および復調部４の動作を停止させるため、消費電力の削減が図れる。

（第７の実施形態）
図２１は第７の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図２１の受信機１は、図１２の受信機１に第１Ａ／Ｄ変換器１５と第２Ａ／Ｄ変換器１６を追加したものである。第１Ａ／Ｄ変換器１５は、第１受信部２ａの出力信号をデジタル信号に変換する。第２Ａ／Ｄ変換器１６は、第２受信部２ｂの出力信号をデジタル信号に変換する。信号検出部３は、第１Ａ／Ｄ変換器１５の出力信号に基づいて信号検出処理を行う。また、復調部４は、第１Ａ／Ｄ変換器１５と第２Ａ／Ｄ変換器１６のいずれか一方から出力されたデジタル信号に基づいて復調処理を行う。

このように、第７の実施形態は、デジタル信号を用いて信号検出処理と復調処理を行うため、信号検出処理と復調処理の精度を向上できる。

（第８の実施形態）
図２２は第８の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図２２の受信機１は、図２１の受信機１と類似の構成を有するが、図２２の受信機１内の第１受信部２ａと第１Ａ／Ｄ変換器１５は、処理精度を可変できるようになっている。信号検出部３で信号が検出される前は、第１受信部２ａ内の第１フィルタ７ａのフィルタリング性能を低下させたり、第１Ａ／Ｄ変換器１５のＡ／Ｄ変換精度を低下させることで、消費電力の削減を図る。信号検出部３で信号が検出されると、第２受信部２ｂを動作させるとともに、第１受信部２ａと第１Ａ／Ｄ変換器１５の処理精度を向上させて、高精度で復調処理を行う。これにより、復調精度を低下させることなく、消費電力を削減することができる。

（第９の実施形態）
図２３は第９の実施形態による受信機１の概略構成を示すブロック図である。図２３の受信機１は、図２２の受信機１の構成に加えて、第３受信部２ｃと第３Ａ／Ｄ変換部１７とを備えている。第３受信部２ｃは、信号検出に必要最小限の精度の第３アナログ受信処理を行う。信号検出部３にて信号を検出する前は、第３受信部２ｃを用いて信号の到来を待ち受ける。

図２４は第９の実施形態による受信機１が行う処理手順を示すフローチャートである。まず、信号が検出される前は、第１受信部２ａと第２受信部２ｂの動作を停止させた状態で、第３受信部２ｃを動作させて（ステップＳ７１）、信号検出部３にて信号検出処理を行う（ステップＳ７２）。信号が検出されると、第１受信部２ａと第２受信部２ｂを動作させて、第３受信部２ｃの動作を停止させて（ステップＳ７３）、復調処理を行う（ステップＳ７４）。

第８の実施形態では、第１受信部２ａと第１Ａ／Ｄ変換器１５の処理精度を可変できるようにしていたが、処理精度を可変できるようにするには、第１受信部２ａと第１Ａ／Ｄ変換器１５の内部構成が複雑化するおそれがある。これに対して、本実施形態では、信号検出用に第３受信部２ｃを設けるため、第１受信部２ａと第１Ａ／Ｄ変換器１５の処理精度を可変させる必要がなくなり、受信機１全体の構成を簡略化でき、全体的な消費電力も削減できる。

（第１０の実施形態）
上述した第１〜第９の実施形態では、受信機１１の構成および動作を説明したが、以下に説明する第１０の実施形態では、第１〜第９の実施形態のいずれかの受信機１１の構成に加えて、送信機も備えた無線通信装置のハードウェア構成例について説明する。第１０の実施形態による無線通信装置内の受信機１１は、上述した第１〜第９の実施形態のいずれかで構成されるため、その詳細な説明は省略する。

図２５は第１０の実施形態による無線通信装置３０の概略構成を示すブロック図である。図１１の無線通信装置３０は、ベースバンド部３１と、ＲＦ部３２と、アンテナ部３３とを備えている。

ベースバンド部３１は、制御部３４と、受信処理部３５と、送信処理部３６とを有する。ベースバンド部３１内の各部は、デジタル信号処理を行う。

制御部３４は、例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）層の処理を行う。制御部３４は、ＭＡＣ層よりも上位のネットワーク階層の処理を行ってもよい。また、制御部３４は、ＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)に関する処理を行ってもよい。例えば、制御部３４は、伝搬路推定処理、送信ウェイト計算処理、およびストリームの分離処理などを行ってもよい。

受信処理部３５は、図１等に示した信号検出部３や復調部４を有する他に、プリアンブルおよび物理ヘッダの解析などの処理を行う。送信処理部３６は、変調部３７を有し、デジタル送信信号を生成する。

ＲＦ部３２は、図１等に示した受信部２と、送信部３８を有する。送信部３８は、送信帯域の信号を抽出する不図示の送信フィルタと、ＶＣＯ４の発振信号を利用して送信フィルタを通過後の信号を無線周波数にアップコンバートする不図示のミキサ６と、アップコンバート後の信号を増幅する不図示のプリアンプとを含んでいる。

受信部２と受信処理部３５にて受信機１が構成され、送信部３８と送信処理部３６にて送信機３９が構成される。なお、図２５は無線通信装置３０の一構成例であり、無線通信装置３０の内部構成は適宜変更可能である。

図２５に示した無線通信装置３０は、アクセスポイントや無線ルータ、コンピュータなどの据置型の無線通信装置３０にも適用できるし、スマートフォンや携帯電話等の携帯可能な無線端末にも適用できるし、マウスやキーボードなどのホスト装置と無線通信を行う周辺機器にも適用できるし、無線機能を内蔵したカード状部材にも適用できるし、生体情報を無線通信するウェアラブル端末にも適用できる。図２５に示した無線通信装置３０同士での無線通信の無線方式は、特に限定されるものではなく、第３世代以降のセルラー通信、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近接無線通信など、種々のものが適用可能である。

図２６はホスト装置であるＰＣ４１と周辺機器であるマウス４２との間で無線通信を行う例を示しており、ＰＣ４１とマウス４２の双方に、図２５に示した無線通信装置３０が内蔵されている。マウス４２は、内蔵バッテリの電力を利用して無線通信を行うが、バッテリを内蔵するスペースは限られているため、できるだけ低消費電力で無線通信を行う必要がある。このため、Bluetooth（登録商標）４．０の規格の中で策定されたBluetooth Low Energyなどの低消費無線通信が可能な無線方式を用いて無線通信を行うのが望ましい。

図２７はウェアラブル端末４３とホスト装置（例えばＰＣ４１）との間で無線通信を行う例を示している。ウェアラブル端末４３は、人間の身体に装着されるものであり、図２７のように腕に装着するタイプだけでなく、シールタイプなどの身体に貼り付けるものや、眼鏡タイプおよびイヤホンタイプなどの腕以外の身体に装着するものや、ペースメーカなどの身体の内部に入れるものなど、種々のものが考えられる。図２７の場合も、ウェアラブル端末４３とＰＣ４１の両方に、図２５に示した無線通信装置３０が内蔵されている。なお、ＰＣ４１とは、コンピュータやサーバなどである。ウェアラブル端末４３も、人間の身体に装着されるため、内蔵バッテリのためのスペースが限られているため、上述したBluetooth Low Energy等の低消費電力での無線通信が可能な無線方式を採用するのが望ましい。

また、図２５に示した無線通信装置３０同士で無線通信を行う場合、無線通信によって送受される情報の種類は特に限定されない。ただし、動画像データのようなデータ量の多い情報を送受する場合と、マウス４２の操作情報のようにデータ量の少ない情報を送受する場合とでは、無線方式を変えるのが望ましく、送受される情報量に応じて最適な無線方式で無線通信を行う必要がある。

さらに、図２５に示した無線通信装置３０同士で無線通信を行う場合、無線通信の動作状態をユーザに報知する報知部を設けてもよい。報知部の具体例としては、例えば、ＬＥＤ等の表示装置に動作状態を表示してもよいし、バイブレータの振動により動作状態を報知してもよいし、スピーカやブザー等による音声情報より動作状態を報知してもよい。

上述した実施形態で説明した受信機１１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、受信機１１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、受信機１１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 受信機、２ 受信部、３ 信号検出部、４ 復調部、５ 局部発振器、６ ミキサ、７ ローパスフィルタ、８ 平滑化部、９ 比較部、１０ 初期化部、１１ 雑音検出部、１２ 閾値設定部、１３ 移相器、１４ 同期部、１５ 第１Ａ／Ｄ変換器、１６ 第２Ａ／Ｄ変換器、１７ 第３Ａ／Ｄ変換器

Claims (13)

1. 無線信号を受信する受信部と、
   前記受信部の出力信号から、一部の期間が重複するように時間をずらした複数の設定区間のそれぞれにて、受信信号を検出する信号検出部と、
   前記信号検出部で検出された受信信号に基づいて復調処理を行う復調部と、を備え、
   前記信号検出部は、
   前記複数の設定区間における前記受信部の出力信号をそれぞれ平滑化する平滑化部と、
   前記平滑化された信号のレベルを閾値と比較した信号を出力する比較部と、
   前記比較部で前記平滑化された信号と前記閾値とを比較するたびに、前記平滑部で平滑化した信号を初期化する初期化部と、を有し、
   前記復調部は、前記比較部にて前記閾値以上と判定された、前記平滑化された信号に基づいて復調処理を行う、受信機。
2. 前記信号検出部は、
   雑音信号を検出する雑音検出部と、
   前記雑音信号に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、を有する、請求項１に記載の受信機。
3. 前記受信部は、
   第１局部発振信号を用いて、前記無線信号のアナログ受信処理を行う第１受信部と、
   前記第１局部発振信号とは位相の異なる第２局部発振信号を用いて、前記無線信号のアナログ受信処理を行う第２受信部と、を有し、
   前記第１受信部は、
   前記第１局部発振信号を生成する局部発振器と、
   前記無線信号と前記局部発振信号とをミキシングして第１ベースバンド信号を生成する第１ミキサと、
   前記第１ベースバンド信号に含まれる不要周波数成分を除去する第１フィルタと、を有し、
   前記第２受信部は、
   前記第１局部発振信号の位相を９０°シフトさせた前記第２局部発振信号を生成する移相器と、
   前記無線信号と前記第２局部発振信号とをミキシングして第２ベースバンド信号を生成する第２ミキサと、
   前記第２ベースバンド信号に含まれる不要周波数成分を除去する第２フィルタと、を有し、
   前記信号検出部は、
   前記第１受信部の出力信号から受信信号を検出する第１信号検出部と、
   前記第２受信部の出力信号から受信信号を検出する第２信号検出部と、を有し、
   前記第１信号検出部および前記第２信号検出部のそれぞれは、前記平滑部、前記比較部および前記初期化部を有する、請求項１または２に記載の受信機。
4. 前記第２受信部は、前記第１信号検出部が受信信号を検出した後、アナログ受信処理を開始する、請求項３に記載の受信機。
5. 前記復調部は、前記第１信号検出部が受信信号を検出した場合に、前記第２受信部がアナログ受信処理を開始して、前記第２信号検出部が受信信号の検出を開始するのに並行して、前記第１信号検出部が検出した受信信号の復調処理を行い、その後に、前記第２信号検出部が受信信号を検出した場合には、前記復調処理を継続する、請求項４に記載の受信機。
6. 前記第２受信部は、前記第２受信部がアナログ受信処理を開始しても、前記第２信号検出部が受信信号を検出しなかった場合は、前記第２受信部によるアナログ受信処理を停止し、
   前記復調部は、前記第２受信部がアナログ受信処理を開始しても、前記第２信号検出部が受信信号を検出しなかった場合は、前記復調処理を中止し、
   前記第１受信部は、前記第２受信部がアナログ受信処理を停止した場合には、アナログ受信処理をやり直す、請求項４または５に記載の受信機。
7. 前記第１受信部の出力信号および前記第２受信部の出力信号の少なくとも一方を送信機の送信信号と同期化する同期処理を行う同期部を備える、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の受信機。
8. 前記同期部は、前記第１信号検出部が受信信号を検出した場合に、前記第２受信部がアナログ受信処理を行うのに並行して、前記第１受信部の出力信号の前記同期処理を行い、その後に、前記第２信号検出部が受信信号を検出した場合に、前記第２受信部の出力信号を前記送信信号に同期化し、
   前記復調部は、前記同期化部で同期化された前記第１受信部の出力信号と前記第２受信部の出力信号との少なくとも一方を復調する、請求項７に記載の受信機。
9. 前記同期部は、前記第１信号検出部が受信信号を検出した場合に、前記第２受信部がアナログ受信処理を開始して、前記第２信号検出部が受信信号の検出を開始するのに並行して、前記第１受信部の出力信号の前記同期処理を行い、その後に、前記第２信号検出部が受信信号を検出すると、前記同期処理を継続し、前記第２信号検出部が受信信号を検出しなかった場合は、前記同期処理を停止する、請求項７に記載の受信機。
10. 前記第１受信部内の前記第１フィルタの出力信号をデジタル信号に変換して出力する第１Ａ／Ｄ変換器と、
    前記第２受信部内の前記第２フィルタの出力信号をデジタル信号に変換して出力する第２Ａ／Ｄ変換器と、を備える、請求項３乃至９のいずれか一項に記載の受信機。
11. 前記第１受信部は、第１動作モードと、前記第１動作モードよりも消費電力が大きくて前記第１動作モードよりも受信処理精度が高い第２動作モードとを有し、
    前記第１受信部は、前記第１信号検出部にて受信信号が検出されるまでは前記第１動作モードで動作し、受信信号が検出されると前記第２動作モードで動作する、請求項３乃至１０のいずれか一項に記載の受信機。
12. 前記無線信号のアナログ受信処理を行う第３受信部と、
    前記第３受信部の出力信号から受信信号を検出する第３信号検出部と、を備え、
    前記第３受信部および前記第２信号検出部は、受信信号の待受時に起動し、
    前記第１受信部および前記第２受信部は、受信信号の検出後に前記同期処理を行う際に起動し、
    前記第１受信部または前記第２受信部は、前記同期処理後に前記復調処理を行う際に起動する、請求項３乃至１０のいずれか一項に記載の受信機。
13. 無線信号を送受信するアンテナと、
    前記アンテナを介して受信された前記無線信号の受信処理を行う請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の受信機と、
    前記アンテナを介して送信される前記無線信号の送信処理を行う送信機と、
    前記受信機および前記送信機を制御する制御部と、
    を備える、無線通信装置。