JP4250875B2 - 警報装置及びそれに用いる警報発生方法並びにそのプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は警報装置及びそれに用いる警報発生方法並びにそのプログラムに関し、特に無線通信システムにおいて生じる干渉による劣化を迅速にユーザに通知する警報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インタネットアクセスが一般化してきており、一般家庭からのインタネット利用が大きく普及している。例えば、電話線を介してインタネットへアクセスする場合、家庭内の電話口から情報機器までのケーブリングが必要となり、煩わしさや美観上の不都合等が生じる。このため、家庭内の情報機器と電話口等のインタネットアクセスのための通信インタフェースとの間を無線で接続する技術が知られている。
【0003】
このような無線通信システムとしては、例えば、IEEE Std 802.11b−1999,Supplement to IEEE Standardfor Information technology − Telecommunications and information exchange between systems − Local and metropolitan area networks − Specific requirements − Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and PhysicalLayer(PHY) specifications:Higher−Speed Physical Layer(PHY) Extension inthe 2.4GHz Band(以下、文献1とする)に示されるIEEE802.11b規格に準拠した無線LAN(Local Area Network)やBLUETOOTH SPECIFICATION Version1.0B(以下、文献2とする)に示されるBluetooth(以下、ブルーツースとする)と呼ばれる無線システムが知られている。これらのシステムは文献1の11ページ、文献2の19ページに記載されているように、2.4GHz帯の周波数を用いる通信システムである。
【0004】
無線通信を行う場合、同一システムに属する他の送信装置や他のシステムの送信装置のみならず、同じ周波数帯の電波を発生させる装置等からの干渉が通信品質に影響を与える。例えば、特開平07−143090号公報には、干渉波の影響を避けて無線中継を継続する装置が開示されている。また、特開2000−022712号公報には、自システムに対する干渉を検出すると、通信を行っている周波数等のチャネルを自動的に変更する方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術は運用中の無線通信システムに対して干渉の影響を減少させるものである。一般家庭等では事前に干渉が生じているかどうかを把握し、干渉が生じないシステムを設置することが効率的である。また、従来の技術に示される干渉回避技術が実装されていない無線通信システムでは、干渉による性能劣化が生じても対処する方法を見出すことが難しく、期待する通信性能を享受することができないという問題がある。
【0006】
このような利用者の不便を事前に検知して通知する技術として、例えば、特開昭62−276420号公報に開示されている火災検出装置があるが、無線通信システムに対する干渉検知には利用することができない。
【0007】
また、特開平5−136747号公報には、送信機の空中線に方向性結合器を接続し、予期しない反射波を検出することで、送信機及び空中線の損傷を防止する技術が開示されており、この技術を干渉検出にも利用できることが示唆されている。しかしながら、上記公報記載の技術では無線送信機と結合しており、無線機を入手する前に、起こり得る干渉を予期することはできない。
【0008】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、無線通信システムに発生しうる干渉を容易に検出することができ、干渉による通信品質劣化を排除するための指針を与えることができる警報装置及びそれに用いる警報発生方法並びにそのプログラムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明による警報装置は、アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と、通信に用いる帯域幅と、良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する信号抽出手段と、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する干渉検出手段と、
前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知する手段と
を備えている。
【0010】
本発明による他の警報装置は、アンテナを介して電波を受信するとともに通信を行うシステムを識別する通信システム識別信号を入力して前記通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する信号抽出手段と、前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する干渉検出手段と、前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知する手段とを備えている。
【0011】
本発明による別の警報装置は、アンテナを介して電波を受信するとともに通信を行うシステムを識別する通信システム識別信号を入力して前記通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する信号抽出手段と、前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する干渉検出手段と、前記干渉成分及び前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が、該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示している場合に当該干渉成分の原因を推定して干渉成分原因識別信号を出力する手段と、前記干渉発生検出信号及び前記干渉成分原因識別信号を入力しかつ前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることと及び当該干渉を発生させる原因を通知する手段とを備えている。
【0012】
本発明による警報発生方法は、アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と通信に用いる帯域幅と良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出するステップと、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力するステップと、
前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知するステップと
を備えている。
【0014】
本発明によるプログラムは、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と通信に用いる帯域幅と良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する処理と、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する処理と、
前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知する処理と
を含むことを特徴とする。
【0015】
すなわち、本発明の警報装置は、利用者が利用する無線通信システムの帯域や中心周波数等の諸元を入力し、そのシステムに対して生じる干渉を検出し、干渉が生じている場合に干渉が生じているというアラームを通知する手段を有している。また、本発明の警報装置では、上記のアラームのみならず、検出された干渉を生じさせている原因を利用者に通知する手段を有している。
【0016】
ISM(Industry, Science and Medical)バンドとして利用されている2.4GHz帯は、例えば、IEEE 802.11b規格の無線LAN、ブルーツースと呼ばれる無線システムばかりではなく、一般家庭で用いられる電子レンジも用いている。このため、今後、電波干渉の影響が大きく出てくると予想される。このような電波干渉は、無線通信の専門家であればその要因を推測することができるが、一般ユーザにとってはきわめて難しいと考えられる。
【0017】
干渉が生じるか否かに関しては、ターゲットとする無線通信システムが用いる中心周波数と帯域とに基づいて、周波数帯域で生じうる電力を計測することで、ターゲットの通信システムに与える影響を推測することが可能となる。一般ユーザにとっては、干渉が生じるか否かという情報も重要であるが、その干渉の原因についての情報があれば、干渉源に対する処置を施しうる。
【0018】
一般家庭で用いられる電子レンジから放射される信号包絡線は、例えば、AdKamerman,Nedim Erkocevic,“MicrowaveOven Interference on Wireless LANs Operating in the 2.4GHz ISM Band”(IEEE,Personal,Indoor and Mobile Communications,1997.Waves of the year 2000,PIMRC’97.,The 8th IEEE International Symposium on,Volume:3,1997)に示されるように、20ミリ秒程度にわたるパルス信号である。また、IEEE 802.11bの送信信号の包絡線は伝送するデータ長によって異なるが、1500バイトのデータを送信する場合、1ミリ秒程度にわたるパルスとなる。また、ブルーツースの送信信号は625マイクロ秒の1、3、5倍のいずれかの長さであるため、その包絡線はこれらのいずれかの長さのパルスとなる。
【0019】
また、IEEE802.11bのスペクトルは1チャネルあたり20MHz帯域、ブルーツースは1チャネルあたり1MHz帯域であり、家庭用の電子レンジは15MHz程度の帯域幅を持つ。
【0020】
このように、ターゲットとする通信システムが利用する周波数帯域に対して、時間軸でのパルス長と周波数軸上でのスペクトルを解析することで、干渉源の推定も行うことが可能となる。例えば、干渉源が電子レンジであると推定されれば、一般家庭のユーザであっても、通信を行っている間には電子レンジの利用を控える等の処置をとることが可能である。つまり、無線通信システムに発生しうる干渉を容易に検出することが可能となり、干渉による通信品質劣化を排除するための指針を与えることが可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による警報装置の構成を示すブロック図である。図1において、警報装置1は帯域選択回路2と、干渉検出回路3と、干渉判定回路4と、干渉通知回路5と、ベースバンド送受信回路6と、高周波送信回路7と、記録媒体8と、受信アンテナ10と、入力端子11と、送信アンテナ12と、入出力端子13とから構成されている。
【0022】
図2は本発明の一実施例による警報装置1の処理動作を示すフローチャートである。これら図1及び図2を参照して本発明の一実施例による警報装置1の処理動作について説明する。尚、図2に示す処理動作は警報装置1のコンピュータ(図示せず)が記録媒体8に格納されたプログラムを実行することで実現される。
【0023】
入力端子11からはターゲットである無線通信システムを識別する識別子が入力される(図2ステップS1)。この識別子としては、少なくとも、1)ターゲットである無線通信システムが利用する中心周波数、2)ターゲットである無線通信システムが利用する帯域幅、3)ターゲットである無線通信システムに影響を与える干渉波レベルが含まれている。また、警報装置が無線通信システムを識別することができる識別子だけを入力し、警報装置内で以上の3つの値に変換することも可能である。
【0024】
受信アンテナ10で受信した電波は帯域選択回路2に入力される。帯域選択回路2は入力端子11から入力された識別子のうち、ターゲットである無線通信システムが利用する中心周波数と帯域幅とに基づいてターゲットである無線通信システムが利用する帯域を含む信号を選択する(図2ステップS2)。
【0025】
帯域選択回路2で選択された信号は干渉検出回路3に入力される。干渉検出回路3では入力された信号のレベルを求め、干渉レベル信号として干渉判定回路4に出力する(図2ステップS3)。
【0026】
干渉判定回路4では干渉検出回路3からの干渉レベル信号と入力端子11から入力される識別子とからターゲットである無線通信システムに影響を与える干渉波レベルと比較する(図2ステップS4)。
【0027】
干渉判定回路4は干渉検出回路3からの干渉レベル信号が無線通信システムに影響を与える干渉波レベルよりも大きい場合(図2ステップS5)、干渉が存在すると判定し、干渉通知回路5に干渉が生じていることを示す干渉検出信号を出力する。
【0028】
干渉通知回路5は干渉判定回路4から干渉検出信号が入力されると、ユーザに干渉が生じていることを示すために、例えば、音、光、振動等の手段を用いてユーザに通知する(図2ステップS6)。
【0029】
また、本発明の一実施例による警報装置は送信アンテナ12と、高周波送信回路7と、ベースバンド送受信回路6と、入出力端子13とを用いることで、ターゲットとする無線通信システムの送受信機と統合することもできる。
【0030】
信号の受信動作は帯域選択回路2で選択された信号がターゲットの無線視システムの帯域を含むので、選択された信号をベースバンド送受信回路6で復調し、入出力端子13に出力することで完了する。また、信号の送信動作は入出力端子13から入力された送信信号をベースバンド送受信回路6で変調し、高周波送信回路7と送信アンテナ12とを介して送信することで完了する。
【0031】
図3は図1の帯域選択回路2の構成を示すブロック図である。図3において、帯域選択回路2は入力端子20と、発振器21と、ダウンコンバータ22と、バンドパスフィルタ23と、出力端子24とから構成されている。
【0032】
入力端子11から入力されたターゲットである無線通信システムの識別子に基づいて、発振器21及びバンドパスフィルタ23はターゲットである無線通信システムの識別子で識別される無線通信システムの信号を選択することができるように、それぞれ発振周波数や通過帯域を定める。
【0033】
入力端子20は受信アンテナ10で受信された高周波信号を入力し、ダウンコンバータ22によってターゲットの無線通信システムに適した中間周波数の信号に変換され、バンドパスフィルタ23によってターゲットである無線通信システムが用いる帯域を含む帯域に制限し、不要な雑音や干渉成分を除去し、出力端子24に出力する。
【0034】
図4は図1の干渉検出回路3及び干渉判定回路4の構成を示すブロック図である。図4において、干渉検出回路3は入力端子30と、エンベロープ検出回路31と、AD(アナログ/ディジタル)コンバータ32とから構成され、干渉判定回路4は入力端子40と、しきい値メモリ41と、比較回路42と、出力端子43とから構成されている。
【0035】
エンベロープ検出回路31は帯域選択回路2の出力端子24から出力された信号を入力し、その包絡線を検出する。エンベロープ検出回路31としては、例えばログアンプを用いることができる。エンベロープ検出回路31で検出されたエンベロープはADコンバータ32でディジタル値に変換される。
【0036】
一方、干渉判定回路4の入力端子40にはターゲットである無線通信システムの識別子が入力され、ターゲットである無線通信システムに影響を与える干渉波レベルがしきい値メモリ41に記憶される。
【0037】
比較回路42はADコンバータ32の出力としきい値メモリ41に記憶される値とを比較し、ADコンバータ32の出力がしきい値メモリ41に記憶される値より大きい場合に干渉が生じていると判断し、出力端子43を介して干渉検出信号を出力する。
【0038】
図5は本発明の他の実施例による警報装置の構成を示すブロック図である。図5において、警報装置100は受信アンテナ110と、入力端子111と、帯域選択回路200と、干渉解析回路300と、干渉検出回路400と、干渉判定回路500と、干渉通知回路600と、記録媒体700とから構成されている。
【0039】
本発明の他の実施例による警報装置100は干渉の有無のみならず、干渉源も干渉通知回路600によってユーザに通知するようにしたことが、図1に示す本発明の一実施例による警報装置1と異なる点である。
【0040】
ここで、本発明の他の実施例による警報装置100では受信アンテナ110と入力端子111と帯域選択回路200と干渉検出回路400とに、図1の受信アンテナ10と入力端子11と帯域選択回路2と干渉検出回路3と同様のものを用いることができる。
【0041】
また、本発明の他の実施例による警報装置100は、本発明の一実施例による警報装置と同様に、送信アンテナ12と高周波送信回路7とベースバンド送受信回路6と入出力端子13とを用いることで、ターゲットとする無線通信システムの送受信機と統合することもできる。
【0042】
図6は本発明の他の実施例による警報装置100の処理動作を示すフローチャートである。これら図5及び図6を参照して本発明の他の実施例による警報装置100の処理動作について説明する。尚、図6において、ステップS11〜S13は図2に示す本発明の一実施例によるステップS1〜S3の処理と同様である。また、図6に示す処理動作は警報装置100のコンピュータ(図示せず)が記録媒体700に格納されたプログラムを実行することで実現される。
【0043】
干渉解析回路300は入力端子111からのターゲットとする無線通信システムの識別子に含まれるターゲットとする無線通信システムに対して影響を与えうる干渉レベルと、干渉検出回路400から供給される干渉レベル信号と、帯域選択回路200から供給される信号の干渉信号とを用いて干渉信号を解析してその干渉を引き起こす源を推定し(図6ステップS14)、推定結果を干渉判定回路500に出力する。
【0044】
一方、干渉判定回路500には干渉検出回路400からの干渉レベル信号と、入力端子111からのターゲットとする無線通信システムの識別子とが入力される。干渉判定回路500ではターゲットとする無線通信システムの識別子に含まれるターゲットとする無線通信システムに対して影響を与えうる干渉レベルと干渉検出回路400からの干渉レベル信号とを用いて干渉の発生の有無を判定するとともに(図6ステップS15,16)、干渉解析回路300から供給される干渉源の推定結果に基づいて干渉源を干渉通知回路600に出力する。
【0045】
干渉通知回路600では干渉が生じている場合、干渉が生じていることのみならず、その干渉源を音、光、振動等の手段を用いてユーザに通知する(図6ステップS17)。
【0046】
図7は図5の干渉解析回路300の構成を示すブロック図である。図7において、干渉解析回路300は入力端子311〜313と、時間領域解析回路320と、周波数領域解析回路330と、干渉分析回路340と、出力端子314とから構成されている。
【0047】
入力端子311には帯域選択回路200から出力される信号が入力され、時間領域解析回路320及び周波数領域解析回路330に入力される。入力端子312からは干渉検出回路400から出力される干渉レベル信号が入力される。入力端子313にはターゲットとする無線通信システムの識別子が入力される。
【0048】
時間領域解析回路320及び周波数領域解析回路330ではこれらの入力信号に基づいて、それぞれ干渉信号の継続時間や周波数スペクトルを解析し、その結果を時間領域解析結果及び周波数領域解析結果として干渉分析回路500に出力する。干渉分析回路500では時間領域解析結果や周波数領域解析結果に基づいて干渉源を推定し、推定結果を出力端子314に出力する。
【0049】
図8は図7の時間軸解析回路320の構成を示すブロック図である。図8において、時間軸解析回路320は比較回路321と、しきい値メモリ322と、加算回路323と、マックスホールド(最大値保持)回路324と、メモリ325と、タイマ326と、入力端子327,328と、出力端子329とから構成されている。
【0050】
入力端子327には干渉検出回路400から出力される干渉レベル信号が入力端子311を介して入力される。一方、入力端子328にはターゲットとする無線通信システムの識別子が入力され、ターゲットとする無線通信システムに影響を与える干渉レベルに基づいたしきい値がしきい値メモリ322に記憶される。
【0051】
比較回路321はしきい値メモリ322に記憶された値と入力端子327から入力される干渉レベル信号とを逐次比較し、干渉レベル信号がしきい値よりも大きい場合に“1”を、小さい場合に“0”をそれぞれ出力する。
【0052】
メモリ325は現在保持している値と比較回路321の出力とが加算回路323で加算された結果が保持される。また、メモリ325に対して比較回路321から“0”が出力されると、保持している値をリセットする。このようにすると、加算回路323からの出力は比較回路321から連続的に出力される“1”の数を示すこととなる。
【0053】
加算回路321の出力はマックスホールド回路324に出力され、マックスホールド回路324に最大値が保持される。タイマ326は解析時間を刻むタイマであり、タイマ326がタイムアウトした時に、保持している値を時間領域分析結果として出力端子329に出力する。
【0054】
時間領域分析結果はタイマ326で規定される観測時間内において、干渉レベルがしきい値メモリ322に記憶されるしきい値を超える最大時間を示すことになり、干渉信号の継続時間を表す。
【0055】
図9は図7の周波数領域解析回路330の構成を示すブロック図である。図9において、周波数領域解析回路330は入力端子3300〜3302と、可変利得アンプ3303と、直交復調回路3304と、ゲイン制御回路3305と、ローパスフィルタ3306と、AD(アナログ/ディジタル)変換回路3307と、直列/並列変換回路3308と、高速フーリエ変換(FFT)回路3309と、電力検出回路3310−1〜3310−nと、比較回路3311−1〜3311−nと、しきい値メモリ3312と、並列/直列変換回路3313と、カウンタ3314と、マックスホールド(最大値保持)回路3315と、タイマ3316と、出力端子3317とから構成されている。
【0056】
入力端子3301にはターゲットとする無線通信システムの識別子が入力され、ターゲットとする無線通信システムに影響を与える干渉レベルに基づいたレベルがしきい値メモリ3312に記憶される。
【0057】
入力端子3302には帯域選択回路200から供給される信号が入力される。この信号は入力端子3300を介して入力される干渉検出回路400から出力される干渉レベル信号に基づいて、適切なレベルになるようにゲイン調整される。このゲイン調整はゲイン制御回路3305と可変利得アンプ3303とによって行われる。
【0058】
可変利得アンプ3303によってゲイン調整された信号は直交復調回路3304によって直交復調される。直交復調回路3304は同相成分と直交成分とが含まれるが、ここでは図を簡単化するために、同相成分と直交成分とが流れる部分の信号線に斜め線を記入する。
【0059】
直交復調された信号はローパスフィルタ3306によって2倍の周波数成分が除去された後、AD変換回路3307によってディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換された信号は直列/並列変換回路3308によって時間的に直列なn個の信号を並列に並べ替えられて、高速フーリエ変換回路3309に入力される。ここで、高速フーリエ変換回路3309はnポイントの高速フーリエ演算を行うものとする。
【0060】
高速フーリエ変換回路3309によってフーリエ変換された信号は時間的に直列なn個の信号に含まれるn個の周波数成分が出力され、それぞれの電力を電力検出回路3310−1〜3310−nで検出する。電力検出回路3310−1〜3310−nで検出された電力はそれぞれ比較回路3311−1〜3311−nに入力され、メモリ3312に記憶されているしきい値と比較される。
【0061】
比較回路3311−1〜3311−nでは電力検出回路3310−1〜3310−nから出力される値がメモリ3312に記憶されているしきい値よりも大きい場合に“1”を、小さい場合に“0”をそれぞれ出力する。比較回路3311−1〜3311−nから出力される“1”または“0”は並列/直列変換回路3313に入力され、例えば低い周波数成分から高い周波数成分の順に直列に出力される。
【0062】
また、並列/直列変換回路3313がn個の値を直列に出力する際には、前もってカウンタ3314にリセット信号を送る。カウンタ3314は並列/直列変換回路3313から出力される“1”の数をカウントアップして出力し、“0”が入力されるとリセットする。このようにすると、マックホールド回路3315ではしきい値メモリ3312に記憶されるしきい値を超える成分を持つ連続する帯域を示す値が保持される。この値は干渉成分が持つ最大の周波数帯域を示す値に等しい。
【0063】
タイマ3316は観測時間を規定するタイマであり、タイマ3316がタイムアウトした時、マックスホールド回路3315は保持する値を周波数領域分析結果として出力端子3317に出力する。
【0064】
図10は図5の干渉分析回路500の構成を示すブロック図である。図10において、干渉分析回路500は入力端子341,342と、干渉パターン記憶回路343と、出力端子344とから構成されている。
【0065】
入力端子341,342には、それぞれ時間領域分析結果や周波数領域分析結果が入力される。時間領域分析結果や周波数領域分析結果によって定められる干渉パターンを生じさせる干渉源を記憶する干渉パターン記憶回路343に対し、入力端子341,342からの信号をアドレスとして供給することで、干渉源を出力端子344に出力する。
【0066】
図11は図10の干渉パターン記憶回路343に記憶される内容の一例を示す図である。図11において、干渉パターン記憶回路343には時間領域分析結果で定められる列と、周波数領域分析結果によって定められる行との交差する領域に推定する干渉源が記憶され、入力端子341,342から入力された値に基づいて記憶されている干渉源が出力される。干渉源としては、例えばIEEE 802.11b規格準拠の無線LAN、ブルーツース規格準拠の無線システム、典型的な家庭用電子レンジが出力される。
【0067】
図12は図5の干渉判定回路500の構成を示すブロック図である。図12において、干渉判定回路500は入力端子501〜503と、しきい値メモリ504と、比較回路505と、多重化回路506と、出力端子507とから構成されている。
【0068】
入力端子501には入力端子111から入力されるターゲットとする無線通信システムの識別子が入力され、ターゲットとする無線通信システムに影響を与えうる干渉レベルに基づいて、干渉が生じるか否かを定めるしきい値がしきい値メモリ504に記憶される。
【0069】
入力端子502には干渉検出回路400から出力される干渉レベル信号が入力される。比較回路505は干渉レベル信号としきい値メモリ504に記憶されるしきい値とを比較し、干渉レベル信号がしきい値よりも大きい場合に干渉が発生していると判定して“1”を、小さい場合に干渉が発生していないと判定して“0”をそれぞれ発生する。
【0070】
また、入力端子503には干渉解析回路300から出力される干渉源の推定結果が入力される。多重化回路506は干渉発生の有無を示す比較回路505の出力と入力端子503から入力される干渉源の推定結果とを多重化し、出力端子507を介して干渉通知回路600に出力する。
【0071】
図13はIEEE 802.11b規格の無線LANやブルーツースで送信される送信波形の包絡線及び電子レンジから放射される信号の包絡線の時間変化を模式的に示す図である。図13において、Aは電子レンジから放射される信号、Bはブルーツースの送信信号、CはIEEE 802.11bの送信信号に対応する包絡線である。
【0072】
一般家庭で用いられる電子レンジから放射される信号包絡線は、例えばAd Kamerman,Nedim Erkocevic,“Microwave Oven Interference on Wireless LANs Operating in the 2.4GHz ISM Band”(IEEE,Personal,Indoor and Mobile Communications,1997.Waves of the year 2000,PIMRC’97.,The 8th IEEE InternationalSymposium on,Volume:3,1997)に示されるように、20ミリ秒程度にわたるパルス信号である。
【0073】
また、IEEE 802.11bの送信信号の包絡線は、伝送するデータ長によって異なるが、1500バイトのデータを送信する場合、1ミリ秒程度にわたるパルスとなる。さらに、ブルーツースの送信信号は、625マイクロ秒の1、3、5倍のいずれかの長さであるため、その包絡線はこれらのいずれかの長さのパルスとなる。
【0074】
図14はIEEE 802.11bやブルーツースの送信スペクトル及び電子レンジから放射されるスペクトルを模式的に示す図である。図14において、D−1〜D−3はIEEE 802.11bで定義される14個のチャネルから3つのチャネルを示したスペクトル、F−1,F−2はブルーツースのスペクトル、Eは電子レンジから放射されるスペクトルの例を示している。
【0075】
IEEE802.11bのスペクトルは1チャネルあたり20MHz帯域、ブルーツースは1チャネルあたり1MHz帯域であり、家庭用の電子レンジは15MHz程度の帯域幅を持つ。
【0076】
このように、ターゲットとする通信システムが利用する周波数帯域に対して、時間軸でのパルス長と周波数軸上でのスペクトルとを解析することで、干渉源の推定も行うことができる。例えば、干渉源が電子レンジであると推定されれば、一般家庭のユーザであっても、通信を行っている間には電子レンジの利用を控える等の処置をとることが可能となる。
【0077】
したがって、無線通信システムに発生しうる干渉を容易に検出することができるとともに、干渉による通信品質劣化を排除するための指針を与えることができる。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外部から入力されかつ通信を行うシステムを識別する通信システム識別信号に基づいて当該システムに対して干渉が生じさせる干渉源が存在するか否かを検出し、干渉源の存在が検出された時にその干渉による通信品質劣化の発生を警報として通知することによって、無線通信システムに発生しうる干渉を容易に検出することができ、干渉による通信品質劣化を排除するための指針を与えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による警報発生装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例による警報発生装置の動作を示すフローチャートである。
【図3】図1の帯域選択回路の構成を示すブロック図である。
【図4】図1の干渉検出回路及び干渉判定回路の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の他の実施例による警報発生装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の他の実施例による警報発生装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】図5の干渉解析回路の構成を示すブロック図である。
【図8】図7の時間軸解析回路の構成を示すブロック図である。
【図9】図7の周波数領域解析回路の構成を示すブロック図である。
【図10】図5の干渉分析回路の構成を示すブロック図である。
【図11】図9の干渉パターン記憶回路に記憶される内容の一例を示す図である。
【図12】図5の干渉判定回路の構成を示すブロック図である。
【図13】IEEE 802.11b規格の無線LANやブルーツースで送信される送信波形の包絡線及び電子レンジから放射される信号の包絡線の時間変化を模式的に示す図である。
【図14】IEEE 802.11bやブルーツースの送信スペクトル及び電子レンジから放射されるスペクトルを模式的に示す図である。
【符号の説明】
1,100 警報装置
2,200 帯域選択回路
3,400 干渉検出回路
4,500 干渉判定回路
5,600 干渉通知回路
6 ベースバンド送受信回路
7 高周波送信回路
8,700 記録媒体
10,110 受信アンテナ
11,20,30,40,111,
311〜313,327,328,
3300〜3302,341,
342,501〜503 入力端子
12 送信アンテナ
13 入出力端子
21 発振器
22 ダウンコンバータ
23 バンドパスフィルタ
24,42,314,329,
3317,344,507 出力端子
31 エンベロープ検出回路
32 ADコンバータ
41,322,504,3312 しきい値メモリ
42 比較回路
300 干渉解析回路
320 時間領域解析回路
321,505,
3311−1〜3311−n 比較回路
323 加算回路
324,3315 マックスホールド回路
325 メモリ
326,3316 タイマ
330 周波数領域解析回路
340 干渉分析回路
343 干渉パターン記憶回路
506 多重化回路
3303 可変利得アンプ
3304 直交復調回路
3305 ゲイン制御回路
3306 ローパスフィルタ
3307 AD変換回路
3308 直列/並列変換回路
3309 高速フーリエ変換回路
3310−1〜3310−n 電力検出回路
3313 並列/直列変換回路
3314 カウンタ
Claims (8)
- アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と通信に用いる帯域幅と良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する信号抽出手段と、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する干渉検出手段と、
前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知する手段と
を有することを特徴とする警報装置。 - アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と、通信に用いる帯域幅と、良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する信号抽出手段と、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する干渉検出手段と、
前記干渉成分及び前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が、該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示している場合に当該干渉成分の原因を推定して干渉成分原因識別信号を出力する手段と、
前記干渉発生検出信号及び前記干渉成分原因識別信号を入力しかつ前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることと及び当該干渉を発生させる原因を通知する手段と
を有することを特徴とする警報装置。 - 前記干渉成分原因識別信号を出力する手段は、前記干渉成分を時間領域で解析して時間領域解析結果として出力する時間領域解析手段と、前記干渉成分を周波数領域で解析して周波数領域解析結果として出力する周波数領域解析手段と、前記時間領域解析結果及び前記周波数領域解析結果に基づいて前記干渉成分原因識別信号を出力する干渉分析手段とを含むことを特徴とする請求項2記載の警報装置。
- アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と通信に用いる帯域幅と良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出するステップと、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力するステップと、
前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知するステップと
を有することを特徴とする警報発生方法。 - アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と、通信に用いる帯域幅と、良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出するステップと、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力するステップと、
前記干渉成分及び前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が、該干渉 成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示している場合に当該干渉成分の原因を推定して干渉成分原因識別信号を出力するステップと、
前記干渉発生検出信号及び前記干渉成分原因識別信号を入力しかつ前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることと及び当該干渉を発生させる原因を通知するステップと
を有することを特徴とする警報発生方法。 - 前記干渉成分原因識別信号を出力するステップにおいて、前記干渉成分を時間領域で解析して時間領域解析結果として出力するステップと、前記干渉成分を周波数領域で解析して周波数領域解析結果として出力するステップと、前記時間領域解析結果及び前記周波数領域解析結果に基づいて前記干渉成分原因識別信号を出力するステップとを含むことを特徴とする請求項5記載の警報発生方法。
- コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と通信に用いる帯域幅と良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する処理と、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する処理と、
前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が当該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示す場合に前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることを通知する処理と
を含むことを特徴とするプログラム。 - コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
アンテナを介して電波を受信するとともに、通信を識別し、かつ通信を行う搬送波周波数と、通信に用いる帯域幅と、良好な通信を行えるか否かを判断する干渉量に対するしきい値とを含む通信システム識別信号を入力して当該通信システム識別信号に基づいて前記通信を行うシステムに干渉を与えうる成分を干渉成分として抽出する処理と、
前記干渉成分を入力しかつ前記通信を行うシステムに対して該干渉成分が特性を劣化させ得るか否かを示す干渉発生検出信号を出力する処理と、
前記干渉成分及び前記干渉発生検出信号を入力しかつ前記干渉発生検出信号が、該干渉成分が前記通信を行うシステムの特性を劣化させ得ることを示している場合に当該干渉成分の原因を推定して干渉成分原因識別信号を出力する処理と、
前記干渉発生検出信号及び前記干渉成分原因識別信号を入力しかつ前記通信を行うシステムの利用者に対して干渉が発生していることと及び当該干渉を発生させる原因を通知する処理と
を含むことを特徴とするプログラム。
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