JP4513467B2

JP4513467B2 - スペクトラム拡散通信装置

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Publication number: JP4513467B2
Application number: JP2004259820A
Authority: JP
Inventors: 雅也山田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: JP2006080638A

Description

本発明は、スペクトラム拡散通信装置に関し、特に、妨害波を検出し、回避するスペクトラム拡散通信装置に関する。

スペクトラム拡散通信は、無線ＬＡＮ（local area network）や移動通信システムなどの無線通信分野で利用されている通信方式である。ここで、スペクトラム拡散とは、元の信号を広帯域に拡散することにより、干渉に強く秘匿性の高い通信を行なう技術である。

スペクトラム拡散通信では、送信装置において、変調後の信号にＰＮ（Pseudo Noise）コードと呼ばれる拡散符号を乗算し、信号のエネルギーを広い周波数帯域に拡散して送信する。そして、受信装置において、同じ拡散符号を使って逆拡散し、元の狭帯域の信号を復元する。これにより、ノイズや混信による干渉成分が広帯域に分散され、干渉に強い無線通信を行なうことができる。

ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）で標準化され、近年一般にも広く普及しているＳＳ（spectrum spread：スペクトラム拡散）方式の無線ＬＡＮにおいて主に使用される周波数帯は、ＩＳＭ（industrial scientific and medical）バンドと呼ばれ、ＳＳ方式の無線ＬＡＮ以外に、電子レンジなどの他の規格で広く使用されている周波数帯である。

このため、ＳＳ方式の無線ＬＡＮでは、同じ周波数帯を使用している他の規格の無線通信装置が多数存在しており、これらの無線通信装置から送られる電波は妨害波となる。また、ＳＳ方式の無線ＬＡＮでは、同じ無線ＬＡＮシステムにおいて、複数の無線通信装置が通信を行なうため、通信相手以外の無線通信装置から送られる電波も妨害波となる。また、同じＳＳ方式の無線ＬＡＮを用いた他の無線ＬＡＮシステムにおける無線通信装置から送られる電波も妨害波となる。したがって、ＳＳ方式の無線ＬＡＮにおいては、このような妨害波を検出し、回避することが要求されている。

例えば、特許文献１に記載された従来の無線通信装置では、干渉妨害およびキャリア対干渉妨害比をダイナミックに決定するための方法において、干渉妨害は、アクティブＴＤＭＡタイムスロットの間に測定される。一実施形態において、基地局は、移動体局が不連続送信モードにおいて送信しているとき、ＤＴＸＯＦＦピリオドの間になされた電力レベル測定を使用して、アクティブタイムスロットにおける干渉妨害レベルを決定する。別の実施形態において、基地局は、タイムスロットのＳＡＣＣＨ部分の間の送信を辞めるように移動体局に命令し、非アクティブＳＡＣＣＨフィールドの間になされた電力レベル測定を使用して干渉妨害レベルＩ測定値を決定する。別の実施形態は、ガードおよびランプフィールドの間になされた電力レベル測定を使用して干渉妨害レベルＩの決定を提供するための構成が記載されている。

また、特許文献２に記載された従来の無線通信装置では、無線送信装置からの電波を受信して復調するとともに、スイッチ回路を経て復調信号の出力を制御する無線受信装置において、電波着信時、比較演算器の演算処理によって着信電波強度値に応じた受信動作の下限閾値を生成してメモリに記憶保持し、以後、電波の着信ごとに記憶された下限閾値と着信電波強度値とを比較演算器によって比較判定し、着信電波強度値と下限閾値との大小に応じて、スイッチ回路をオンまたはオフに制御することによって、不要波の受信動作を阻止するための構成が記載されている。
特開２００２−４４７１６号公報特開平０８−０３２４６９号公報

特許文献１記載の無線通信装置では、希望波を受信しない既知の時間に、妨害波の受信レベルを測定する構成であるが、希望波を受信する時間に妨害波を受信した場合に、希望波の受信レベルと妨害波の受信レベルとがほぼ同じか、または妨害波の受信レベルの方が高いと、希望波と妨害波の区別がつかないため、妨害波を検出し、回避することができないという欠点があった。

また、特許文献２記載の無線通信装置では、受信レベルの閾値を設定し、閾値より低い信号を受信した場合には、妨害波であると判断し、受信動作を停止する構成であるため、希望波の受信レベルと妨害波の受信レベルとがほぼ同じか、または妨害波の受信レベルの方が高い場合には、希望波と妨害波の区別がつかず、妨害波を検出し、回避することができないという欠点があった。

そこで、本発明は、希望波の受信レベルと妨害波の受信レベルとがほぼ同じか、または妨害波の受信レベルの方が高い場合でも、妨害波を検出し、回避することが可能なスペクトラム拡散通信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明の別の局面に係わるスペクトラム拡散通信装置は、受信信号の受信レベルを検出し、受信レベルを出力する受信レベル検出部と、受信信号の逆拡散を一定期間行ない、得られた一定数の相関値をカウントし、カウント結果を出力する復調部と、受信レベルおよび相関値のカウント結果である受信情報を受けて、受信レベルと受信レベルの閾値との比較および相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行ない、受信信号が妨害波かどうかを判断する判定部とを備え、判定部は、相関値のカウント結果が相関値の閾値未満の場合に受信信号は妨害波であると判断し、相関値のカウント結果が相関値の閾値以上である場合、かつ、受信レベルが受信レベルの閾値未満である場合に受信信号は妨害波であると判断する。

またこの発明の別の局面に係わるスペクトラム拡散通信装置は、受信信号の受信レベルを検出し、受信レベルを出力する受信レベル検出部と、受信信号の逆拡散を一定期間行ない、得られた一定数の相関値をカウントし、カウント結果を出力する復調部と、受信レベルおよび相関値のカウント結果である受信情報を受けて、受信レベルと受信レベルの閾値との比較および相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行ない、受信信号が妨害波かどうかを判断する判定部とを備え、受信レベル検出部から出力された受信レベルおよび復調部から出力された相関値のカウント結果である受信情報を受けて、最新の一定期間分を保存するデータ記憶部をさらに含み、判定部は、データ記憶部から最新の一定期間分の受信情報を取得し、これを用いて受信レベルの閾値および相関値の閾値の修正を行なう。

より好ましくは、判定部は、一定期間保存された相関値のカウント結果の大きいほうからｘ番目（ｘは１以上の自然数）または小さいほうからｘ番目の相関値のカウント結果を検索し、ｘ番目の相関値のカウント結果から一定値だけ小さい値または大きい値を相関値の閾値と決定し、一定期間保存された受信レベルの大きいほうからｙ番目（ｙは１以上の自然数）または小さいほうからｙ番目の受信レベルを検索し、ｙ番目の受信レベルから一定値だけ小さい値または大きい値を受信レベルの閾値と決定する。

またこの発明の別の局面に係わるスペクトラム拡散通信装置は、受信信号の受信レベルを検出し、受信レベルを出力する受信レベル検出部と、受信信号の逆拡散を一定期間行ない、得られた一定数の相関値をカウントし、カウント結果を出力する復調部と、受信レベルおよび相関値のカウント結果である受信情報を受けて、受信レベルと受信レベルの閾値との比較および相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行ない、受信信号が妨害波かどうかを判断する判定部とを備え、復調部は、複数の相関値を用いて拡散前の変調データの推定を行ない、推定された変調データの復調を行ない、復調データを生成し、復調部から復調データを受けて、データの再生を行ない、データから制御情報を生成するデータ処理部をさらに含み、データ処理部から制御情報を受けて、受信信号を送信した局装置の識別番号を取得し、識別番号を判定部へ送り、かつ、現在のタイムスロットで通信相手となるべき局装置の識別番号を判定部へ送る制御部をさらに含み、判定部は、前記受信レベルと受信レベルの閾値との比較および前記相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行なって前記受信信号が妨害波でないと判断した場合でも、制御部から受けた受信信号を送信した局装置の識別番号および通信相手となるべき局装置の識別番号が一致しない場合は、受信信号は妨害波であると判断する。

好ましくは、判定部は、前記制御部から受けた前記受信信号を送信した局装置の識別番号および前記通信相手となるべき局装置の識別番号が一致しないことにより受信信号が妨害波であると判断すると受信処理中断信号をデータ処理部に送り、データ処理部は、受信処理中断信号を受けた場合にデータの再生を停止する。

スペクトラム拡散通信装置において、希望波の受信レベルと妨害波の受信レベルとがほぼ同じか、または妨害波の受信レベルの方が高い場合でも、妨害波を検出し、回避することができる。

まず、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置が適用されるシステムについて、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置の適用例である、無線ＬＡＮシステムの構成図を示す。同図を参照して、この無線ＬＡＮシステムは、主局装置１００と、Ｍ個の従局装置１〜従局装置Ｍ（Ｍは１以上の自然数）とで構成される。

主局装置１００と、従局装置１〜従局装置Ｍとの間でスペクトラム拡散通信が行なわれる。主局装置および従局装置１〜従局装置Ｍは、スペクトラム拡散通信装置である。

図２にこの無線ＬＡＮシステムの無線フレームの構成を示す。この無線ＬＡＮシステムでは、時分割多重方式が用いられており、１つの無線フレームがＮ個（Ｎは２以上の自然数）のタイムスロットＴＳ＃１〜タイムスロットＴＳ＃Ｎにより、分割されている。

主局装置１００と、従局装置１〜従局装置Ｍとの間で送受信される無線信号は連続的な信号ではなく、パケットである。各局装置はタイムスロット１つ分より短い時間長のパケットを生成し、通信相手となる局装置に送信する。

主局装置１００は、無線フレームの開始タイミングを決定し、報知用のパケットを各従局装置に送信し、各従局装置は、この報知用のパケットにより、無線フレームの開始タイミングを認識し、かつ、各タイムスロットの開始タイミングを認識する。これにより、各局装置間において同期をとることができ、時分割多重方式を実現することができる。

各タイムスロットにおいて、主局装置１００および従局装置１〜従局装置Ｍは、どの局装置が通信相手となるかが分かっている。

各タイムスロットにおいては、１つの局装置は、送信および受信のいずれか一方を行なう。

次に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

［構成］
図３は、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置の機能ブロック図を示す。同図を参照して、このスペクトラム拡散通信装置は、アンテナ１と、スイッチ２と、受信部３と、受信レベル検出部４と、データ記憶部５と、復調部６と、データ処理部７と、制御部８と、判定部９と、送信部１０と、変調部１１とを含む。

なお、スペクトラム拡散通信装置である、図１に示す無線ＬＡＮシステムにおける主局装置１００および従局装置１〜従局装置Ｍの構成は共通である。

制御部８は、現在のタイムスロット（以下、現スロットという。）が、通信相手となる局装置へパケットを送信すべきタイムスロット（以下、送信スロットという。）であるか、あるいは、通信相手となる局装置からパケットを受信すべきタイムスロット（以下、受信スロットという。）であるかどうかを判断し、送信スロットまたは受信スロットを示す送受信情報をスイッチ２へ送る。

また、制御部８は、次のタイムスロットが受信スロットである場合、次のタイムスロットにおいて通信相手となる局装置の識別番号Ａを、次のタイムスロットが開始する前に、データ記憶部５および判定部９へ送る。

なお、送信スロットではなく、かつ、どの局装置からもパケットを受信すべきでないタイムスロットである場合は、このスペクトラム拡散通信装置は、待ち受け状態となり、制御部８は、局装置の識別番号として存在しない識別番号を、データ記憶部５および判定部９に送る。この場合、判定部９は、受信した無線信号（以下、受信信号という。）は妨害波であると判断する。

まず、このスペクトラム拡散通信装置の送信スロットにおける動作について説明する。

変調部１１は、送信すべきデータ列からなるパケットを変調し、変調したパケットを拡散し、送信部１０へ送る。

送信部１０は、拡散されたパケットを受けて、これをスイッチ２へ送る。

スイッチ２は、制御部８から受けた、送信スロットを示す送受信情報を受けて、送信部１０から受けたパケットをアンテナ１へ送る。

ここで、スイッチ２は、制御部８から送受信情報を受けて、送信部１０から受けたパケットをアンテナ１へ送るか、あるいは、アンテナ１から受けた受信信号を、受信部３へ送るかを選択する。

アンテナ１は、スイッチ２からのパケットを受けて、通信相手となる局装置にパケットを送信する。

次に、このスペクトラム拡散通信装置の受信スロットにおける基本動作について説明する。

アンテナ１は、受信信号をスイッチ２へ送る。

スイッチ２は、受信スロットを示す送受信情報を受けて、アンテナ１から受けた受信信号を、受信部３に送る。

受信部３は、スイッチ２から受けた受信信号を、受信レベル検出部４および復調部６へ送る。

受信レベル検出部４は、受信部３から受けた受信信号を包絡線検波する、すなわち、受信信号のピークを結んでできる曲線から受信レベルを検出し、データ記憶部５へ送る。

復調部６は、受信部３から受信信号を受けて、受信信号の逆拡散を行ない、逆拡散により得られた相関値のカウント結果をデータ記憶部５へ送る。

ここで、相関値のカウント結果とは、一定期間逆拡散を行なうことにより得られた一定数の相関値のうち、正の相関値をカウントした値である。

復調部６は、パケットのデータ列の１ビットに対応する期間受信信号の逆拡散を行ない、逆拡散により得られた一定数の相関値を用いて、送信側の局装置における、拡散前の変調データの推定を行なう。そして、復調部６は、推定した変調データを復調し、復調データをデータ処理部７へ送る。

データ処理部７は、復調部６から復調データを受けて、パケットのデータ列を再生する。そして、データ処理部７は、パケットのデータ列から、パケットの制御情報を生成し、これを制御部８へ送る。

ここで、制御情報とは、このパケットの先頭部分を構成するデータをいい、通信を行なう局装置同士の間で用いられる情報、例えば、これらの局装置の識別番号が含まれている。また、パケットにおける制御情報の後ろの部分に、本来通信を行なうべきデータが含まれている。

制御部８は、データ処理部７から制御情報を受けて、処理している受信信号を送信した局装置の識別番号Ｂを取得し、これを判定部９へ送る。

データ記憶部５は、受信レベル検出部４からの受信レベルおよび復調部６からの相関値のカウント結果を受けて、これらを現スロットの受信情報に加え、更新する。

ここで、受信情報とは、データ記憶部５において蓄積される受信レベルおよび相関値のカウント結果をいう。

判定部９は、受信レベルの閾値ｂおよび相関値の閾値ａを、局装置ごとに保持している。そして、判定部９は、制御部８から処理している受信信号を送信した局装置の識別番号Ｂを受けて、この識別番号Ｂに対応する局装置の受信レベルの閾値ｂおよび相関値の閾値ａを選択する。判定部９は、データ記憶部５から、現スロットの受信情報に含まれる、最新の受信レベルおよび相関値のカウント結果を取得する。判定部９は、選択した受信レベルの閾値ｂと取得した受信レベルとの比較および選択した相関値の閾値ａと取得した相関値のカウント結果との比較を行なう。判定部９は、これらの比較結果から、現在処理している受信信号が、妨害波かどうかを判断する。

また、判定部９は、制御部８から受けた処理している受信信号を送信した局装置の識別番号Ｂと、制御部８から受けた通信相手の局装置の識別番号Ａとの比較を行なう。判定部９は、両者が一致しない場合は、現在処理している受信信号は、妨害波であると判断する。

［動作］
次に、図４に示す、本実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置の動作手順を定めたフローチャートを参照して、このスペクトラム拡散通信装置の動作について説明する。

まず、上述のように、制御部８は、次のタイムスロットが受信スロットである場合、次のタイムスロットにおいて通信相手となる局装置の識別番号Ａを、次のタイムスロットが開始する前に、あらかじめデータ記憶部５および判定部９へ送っている。

新たなタイムスロットが始まると、制御部８は、現スロットが送信スロットであるかどうかを判断する（Ｓ１）。

現スロットが送信スロットである場合は、次のタイムスロットまで、受信信号の処理は行なわず、パケットの生成および送信が行なわれる（Ｓ２３）。

現スロットが送信スロットでない場合は、受信レベル検出部４は、受信部３から受けた受信信号の受信レベルを検出し、これをデータ記憶部５へ送る（Ｓ２）。また、復調部６は、受信部３から受けた受信信号から相関値のカウント結果を生成し、これをデータ記憶部５へ送る（Ｓ３）。また、復調部６は、受信部３から受けた受信信号から復調データを生成し、これをデータ処理部７へ送る（Ｓ４）。

データ記憶部５は、受信レベルおよび相関値のカウント結果を、現スロットの受信情報に加えて更新する（Ｓ５）。

判定部９は、データ記憶部５から最新の受信レベルおよび相関値のカウント結果を取得する（Ｓ６）。

判定部９は、取得した相関値のカウント結果が、保持している相関値の閾値ａ未満である場合は（Ｓ７）、受信信号は妨害波であると判断し、受信処理中断信号を復調部６およびデータ処理部７へ送る（Ｓ９）。

この場合に検出される妨害波は、他のシステムの装置から送信された無線信号であると考えられる。なぜならば、この無線ＬＡＮシステムにおいては、各局装置が拡散処理を行なう際に用いる拡散符号は共通であるため、同じ無線ＬＡＮシステムまたは他の無線ＬＡＮシステムの装置から送信された無線信号であれば、相関値のカウント結果は、相関値の閾値ａ以上となるからである。

また、判定部９は、取得した相関値のカウント結果が相関値の閾値ａ以上である場合でも（Ｓ７）、取得した受信レベルが、保持している受信レベルの閾値ｂ未満である場合は（Ｓ８）、受信信号は妨害波であると判断し、受信処理中断信号を復調部６およびデータ処理部７へ送る（Ｓ９）。

ここで、受信レベルの閾値ｂは、同じ無線ＬＡＮシステムにおける局装置からの受信信号の受信レベルの最小値より低い値を設定する。したがって、この場合に検出される妨害波は、他の無線ＬＡＮシステムにおける局装置から送信された無線信号であると考えられる。ただし、同じ無線ＬＡＮシステムの通信範囲と他の無線ＬＡＮシステムの通信範囲で重複する部分のある場合などは、他の無線ＬＡＮシステムにおける局装置から送信された無線信号の受信レベルが閾値ｂ以上である場合もある。このため、受信レベルの閾値ｂを用いて検出される妨害波は、必ずしも他の無線ＬＡＮシステムにおける局装置から送信された無線信号の全部であるとはいえない。

復調部６は、判定部９から受信処理中断信号を受けると、受信信号の処理を停止する（Ｓ１０）。

データ処理部７は、判定部９から受信処理中断信号を受けると、パケットのデータ列の再生を中止し、再生途中のパケットのデータ列を破棄する（Ｓ１０）。なお、データ処理部７は、受信処理中断信号を受けた後、最初に受けた復調データを新たなパケットのデータ列の最初のデータとして扱い、パケットのデータ列の再生を行なう。

一方、判定部９は、取得した相関値のカウント結果が相関値の閾値ａ以上であり（Ｓ７）、取得した受信レベルが受信レベルの閾値ｂ以上である場合は（Ｓ８）、少なくとも、処理している受信信号は、同じ無線ＬＡＮシステムまたは他の無線ＬＡＮシステムの局装置から送信された無線信号であると判断する。

上述のように、相関値の閾値ａおよび受信レベルの閾値ｂによる判断だけでは、処理している受信信号が、同じ無線ＬＡＮシステムの局装置から送信された無線信号であるか、または他の無線ＬＡＮシステムの局装置から送信された無線信号であるかを、十分に判断することができない。また、同じ無線ＬＡＮシステムにおいて、通信相手の局装置から送信された無線信号であるか、または通信相手以外の局装置から送信された無線信号であるかの判断をすることができない。したがって、処理している受信信号が、通信相手の局装置から送信された無線信号かどうかの判断をすることが、さらに必要となる。

判定部９が、この無線ＬＡＮシステムの局装置から送信されたパケットを受信したと判断した場合、復調部６は、受信処理を継続する（Ｓ１１）。そして、データ処理部７がパケットのデータ列から、制御情報を生成し、制御部８へ送る（Ｓ１２）。

制御部８は、データ処理部７から制御情報を受けて、処理している受信信号を送信した局装置の識別番号Ｂを取得し、この識別番号Ｂを判定部９へ送る。

判定部９は、制御部８から、処理している受信信号を送信した局装置の識別番号Ｂを受けると、この識別番号Ｂおよび前のタイムスロットにおいて制御部８から受けた通信相手の局装置の識別番号Ａが一致している場合は、処理している受信信号は、通信相手の局装置から送信された無線信号であると判断し（Ｓ１４）、復調部６は、さらに受信処理を継続する（Ｓ１４）。

データ処理部７は、パケットのデータ列の再生が完了すると、受信完了信号を判定部９へ送る（Ｓ１５）。

判定部９は、データ処理部７から受信完了信号を受けて、データ記憶部５から、通信相手の局装置に対応する累積受信情報および現スロットの受信情報に含まれる、通信相手の局装置に対応する受信情報を取得する。判定部９は、この受信情報を、累積受信情報に加えて更新し、データ記憶部５に送る。そして、判定部９は、更新した累積受信情報を用いて通信相手の局装置に対応する閾値の修正を行なう（Ｓ１６）。

また、データ記憶部５は、判定部９から、更新された累積受信情報を受けて、通信相手の局装置に対応する累積受信情報として保存する（Ｓ１７）。また、データ記憶部５は、現スロットの受信情報から、通信相手の局装置に対応する受信情報を削除する。

ここで、累積妨害波受信情報は、特に無線ＬＡＮシステム以外の他のシステムの装置から送信される妨害波の特徴を得ることを目的として収集される情報である。このため、希望波である、通信相手の局装置から送信された無線信号の受信情報を削除する必要がある。

一方、判定部９は、制御部８から、処理している受信信号を送信した局装置の識別番号Ｂを受けると、この識別番号Ｂおよび制御部８から受けた通信相手の局装置の識別番号Ａが一致していない場合は、処理している受信信号は、通信相手以外の局装置から送信された無線信号であると判断し（Ｓ１４）、受信処理中断信号を復調部６およびデータ処理部７へ送る（Ｓ１８）。

また、判定部９は、処理している受信信号は、他のシステムにおける装置から送信された無線信号ではなく、かつ、同じまたは他の無線ＬＡＮシステムにおける通信相手以外の局装置から送信された無線信号であることを示す判定情報をデータ記憶部５へ送る（Ｓ１８）。

復調部６は、判定部９から受信処理中断信号を受けると、受信信号の処理を停止する（Ｓ１９）。

データ処理部７は、判定部９から受信処理中断信号を受けると、パケットのデータ列の再生を中止し、再生途中のパケットのデータ列を破棄する（Ｓ１９）。

データ記憶部５は、判定部９から判定情報を受けると、現スロットの受信情報から、誤受信した局装置に対応する受信信号の受信情報を削除する（Ｓ２０）。

これは、受信レベルおよび相関値のカウント結果では、希望波である、通信相手の局装置から送信された無線信号と区別のつかない、通信相手以外の局装置から送信された無線信号の受信情報を削除するためである。

以上の動作の後、現スロットが終了していない場合は、再び受信信号の処理を行なう（Ｓ２１）。現スロットが終了した場合は、データ記憶部５は、現スロットの受信情報を累積妨害波受信情報に加え、更新する（Ｓ２２）。

以上より、特許文献１記載の無線通信装置および特許文献２記載の無線通信装置では、希望波の受信レベルと妨害波の受信レベルとがほぼ同じか、または妨害波の受信レベルの方が高い場合には、妨害波を検出し、回避することができないという欠点があったが、本実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置では、判定部９が、相関値の閾値ａよりも、取得した相関値のカウント結果の方が小さい場合は、受信信号は妨害波であると判断する。すなわち、受信レベルとは無関係である相関値を用いて、妨害波か否かの判断をすることにより、希望波の受信レベルと妨害波の受信レベルとがほぼ同じか、または妨害波の受信レベルの方が高い場合でも、妨害波を検出することができる。

また、判定部９は、相関値による判断に加えて、受信レベルによる判断を行なう。すなわち、判定部９は、取得した相関値のカウント結果が相関値の閾値ａ以上である場合でも、受信レベルの閾値ｂより、取得した受信レベルの方が小さい場合は、受信信号は妨害波であると判断する。これにより、同じ無線ＬＡＮシステムにおける局装置からの受信信号の受信レベルの最小値と考えられる受信レベルより低いかどうかを判断して、妨害波である、他の無線ＬＡＮシステムからの局装置から送信された無線信号を検出することができる。

また、判定部９は、パケットのデータ列に含まれる識別番号Ｂと、現スロットにおいて通信相手となる局装置の識別番号Ａとが一致していない場合は、処理している受信信号は、妨害波である、通信相手以外の局装置から送信された無線信号であると判断する。これにより、相関値のカウント結果および受信レベルを用いた判断では希望波と区別できない妨害波である、同じ無線ＬＡＮシステムにおける、通信相手以外の局装置から送信された無線信号および受信レベルの閾値ｂでは検出することのできなかった、他の無線ＬＡＮシステムにおける局装置から送信された無線信号を検出することができ、希望波の判断の信頼性をさらに高めることができる。

また、判断部９は、妨害波を検出した場合は、受信処理中断信号を復調部６およびデータ処理部７へ送る。そして、復調部６は、判定部９から受信処理中断信号を受けると、受信処理を停止する。また、データ処理部７は、判定部９から受信処理中断信号を受けると、パケットのデータ列の再生を中止し、再生途中のパケットのデータ列を破棄する。これにより、通信相手の局装置からの無線信号を受信する前に妨害波を受信した場合に、この妨害波を検出できず、受信処理を継続してしまうことにより、その後に到着した通信相手の局装置から送信された無線信号の受信処理を行なうことができなくなるという問題を防ぐことができる。また、データ処理部７が、復調部６から送られる不要な復調データからパケットのデータ列を再生し、誤ったデータ処理を行なってしまうという問題を防ぐことができる。

次に、図５に示す本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置における判定部９の動作手順を定めたフローチャートを参照して、判定部９の閾値の修正動作について説明する。

判定部９は、データ処理部７から受信完了信号を受けると、閾値の修正を開始する（Ｓ３１）。

判定部９は、データ記憶部５から、通信相手の局装置に対応する累積受信情報および現スロットの受信情報に含まれる、通信相手の局装置に対応する受信情報を取得する（Ｓ３２）。

判定部９は、取得した累積受信情報のうち、最も古いタイムスロットに対応する受信情報を削除し、取得した現スロットの受信情報を累積受信情報に加え、更新する（Ｓ３３）。

また、判定部９は、この更新された累積受信情報をデータ記憶部５に送り、データ記憶部５は、この更新された累積受信情報を、通信相手の局装置に対応する累積受信情報として保存する（Ｓ３４）。

判定部９は、更新された累積受信情報に含まれる相関値のカウント結果を大きい順に並べ、大きいほうからｘ番目（ｘは１以上の自然数）となる相関値のカウント結果Ｊを検索する。また、判定部９は、この累積受信情報に含まれる受信レベルを大きい順に並べ、大きいほうからｙ番目（ｙは１以上の自然数）となる受信レベルＫを検索する（Ｓ３５、Ｓ３６）。

判定部９は、相関値のカウント結果Ｊから一定値Ｃｊだけ小さい値を、通信相手の局装置に対応する相関値の閾値ａとする。また、判定部９は、受信レベルＫから一定値Ｃｋだけ小さい値を、通信相手の局装置に対応する受信レベルの閾値ｂとする（Ｓ３７）。

すなわち、判定部９は、相関値のカウント結果のデータの集合および受信レベルのデータの集合について、それぞれ大きいほうから一定数のデータを含む集合を選択し、その集合の最小値からさらに一定値だけ小さい値を閾値としている。

ここで、累積受信情報は、希望波と判断された場合に取得する受信情報により構成されているから、累積受信情報のほぼ全てを、一定数のデータの集合として選択するようにｘおよびｙの値を設定し、そして、選択された一定数のデータの集合の最小値からさらに小さい値を閾値とする。これにより、閾値が大きすぎることで、希望波を誤って妨害波と判断することを防ぐことができる。

以上より、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置では、データ記憶部５が、局装置ごとに累積受信情報を保存し、また、判定部９が、局装置ごとに閾値を保存し、かつ、希望波である通信相手の局装置から送信された無線信号を正確に特定できた場合にのみ、通信相手に対応する閾値の修正を行なう。これにより、各局装置ごとの伝播環境に応じた、より精度の高い閾値の修正を行なうことができる。

また、判定部９は、累積受信情報のうち、最も古いタイムスロットに対応する受信情報を削除し、現スロットの受信情報を累積受信情報に加える。このような累積受信情報を用いて閾値の修正を行なうことにより、伝播環境の変化に適切に対応することができる。

次に、本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置におけるデータ記憶部５の、あるタイムスロットにおける受信情報の処理について、図４のフローチャートと対応付けながら、図６を参照して説明する。

あるタイムスロットにおいて、このスペクトラム拡散通信装置が、最初に、他のシステムの装置からの無線信号を受信し、次に、この無線ＬＡＮシステムにおける通信相手以外の局装置からの無線信号を受信し、次に、この無線ＬＡＮシステムにおける通信相手の局装置からの無線信号を受信し、次に、他のシステムの装置からの無線信号を受信し、その後、このタイムスロットが終了した場合について説明する。

まず、他のシステムの装置からの無線信号を受信したと判断し、受信信号の処理を中止した場合は（Ｓ１０）、データ記憶部５の現スロットの受信情報には、他のシステムの装置からの無線信号の受信情報３１が蓄積されている。

次に、通信相手以外の局装置からの無線信号を受信したと判断し（Ｓ１８）、受信信号の処理を中止した場合は（Ｓ１９）、データ記憶部５の現スロットの受信情報には、誤受信した局装置に対応する受信情報３２が新たに蓄積されている。そして、データ記憶部５は、判定部９から送られる判定情報を受けて、これを削除する（Ｓ２０）。

次に、通信相手の局装置からの無線信号を受信したと判断し、そして、受信信号の処理を完了した場合は（Ｓ１５）、データ記憶部５の現スロットの受信情報には、通信相手の局装置に対応する受信情報３３が新たに蓄積されている。

そして、判定部９は、データ記憶部５から、受信情報３３および通信相手の局装置（ここでは、図６に示すように、局装置１とする）に対応する累積受信情報３５を取得する。累積受信情報には、過去Ｌタイムスロット分の受信情報が含まれている。そして、判定部９は、取得した累積受信情報３５のうち、最も古いＬタイムスロット前の受信情報を削除し、取得した受信情報３３を累積受信情報３５に加え、更新する。また、判定部９は、この更新された累積受信情報をデータ記憶部５に送り、データ記憶部５は、この更新された累積受信情報を、累積受信情報３６として保存する。また、データ記憶部５は、現スロットの受信情報から受信情報３３を削除する（Ｓ１７）。

次に、他のシステムの装置からの無線信号を受信したと判断し、受信信号の処理を中止した場合は（Ｓ１０）、データ記憶部５の現スロットの受信情報には、他のシステムの装置からの無線信号の受信情報３４が新たに蓄積されている。

そして、タイムスロットが終了すると（Ｓ２１）、データ記憶部５は、他のシステムの装置からの無線信号の受信情報３１および受信情報３４のみが含まれた現スロットの受信情報を、累積妨害波受信情報３７に加え、かつ、累積妨害波受信情報３７のうち、古い方から、受信情報３１および受信情報３４に相当する量の受信情報を削除し、累積妨害波受信情報３８として新たに保存する（Ｓ２２）。

［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。

本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置の使用される無線ＬＡＮシステムにおいて、従局装置１〜従局装置Ｍの通信相手は、常に主局装置１００であると限定するものではない。従局装置同士が直接通信を行ない、各従局装置が、主局装置１００および他の従局装置ごとの累積受信情報および閾値を保持することができる。

本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置では、相関値のカウント結果を用いて妨害波か否かの判断を行なう構成としたが、これに限定するものではない。相関値のカウント結果の代わりに、復調部６において、一定期間の逆拡散により得られた一定数の相関値からなる相関値のパターンをそのままデータ記憶部５へ送る。データ記憶部５は、他のシステムの装置からの無線信号を受信したと判断した場合にのみ、相関値のパターンを、累積妨害波受信情報として保存する。そして、判定部９が、データ記憶部５から最新の相関値のパターンおよび累積妨害波受信情報に含まれる複数の相関値のパターンを取得し、最新の相関値のパターンと、累積妨害波受信情報に含まれる複数の相関値のパターンのうちの、少なくともいずれか１つと一致する場合には、受信信号は妨害波であると判断することができる。

本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置では、判定部９が、通信相手の局装置に対応する累積受信情報および現スロットの受信情報に含まれる、通信相手の局装置に対応する受信情報を用いて、累積受信情報を更新し、これをデータ記憶部５に送る構成としたが、これに限定するものではない。データ処理部７が受信完了信号をデータ記憶部５へ送る。そして、データ記憶部５は、受信完了信号を受けると、通信相手の局装置に対応する累積受信情報のうち、最も古いタイムスロットに対応する受信情報を削除し、現スロットの受信情報を累積受信情報に加え、通信相手の局装置に対応する累積受信情報として更新し、この更新された累積受信情報を判定部９へ送ることができる。

本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置では、判定部９が、更新された累積受信情報に含まれる相関値のカウント結果および相関値のカウント結果を大きい順に並べ、大きいほうからｘ番目およびｙ番目となるものを検索し、これらから一定値だけ小さい値を閾値とする構成としたが、これに限定するものではない。判定部９は、更新された累積受信情報に含まれる相関値のカウント結果および相関値のカウント結果を小さい順に並べ、小さいほうから数えて一定数となる相関値のカウント結果および受信レベルを検索する。そして、判定部９は、得られた相関値のカウント結果および受信レベルから一定値だけ大きい値を、通信相手の局装置に対応する相関値の閾値ａおよび受信レベルの閾値ｂとすることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。無線ＬＡＮシステムの無線フレームの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信装置の動作手順を定めたフローチャートである。判定部９の動作手順を定めたフローチャートである。データ記憶部５の受信情報の処理を示す図である。

符号の説明

１００主局装置、１〜Ｍ従局装置、ＴＳ＃１〜ＴＳ＃Ｎタイムスロット、１アンテナ、２スイッチ、３受信部、４受信レベル検出部、５データ記憶部、６復調部、７データ処理部、８制御部、９判定部、１０送信部、１１変調部、３１，３２，３３，３４受信情報、３５，３６累積受信情報、３７，３８累積妨害波受信情報。

Claims

受信信号の受信レベルを検出し、前記受信レベルを出力する受信レベル検出部と、
前記受信信号の逆拡散を一定期間行ない、得られた一定数の相関値をカウントし、カウント結果を出力する復調部と、
前記受信レベルおよび前記相関値のカウント結果からなる受信情報を受けて、前記受信レベルと受信レベルの閾値との比較および前記相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行ない、前記受信信号が妨害波かどうかを判断する判定部とを備え、
前記判定部は、前記相関値のカウント結果が前記相関値の閾値未満の場合に前記受信信号は妨害波であると判断し、前記相関値のカウント結果が前記相関値の閾値以上である場合、かつ、前記受信レベルが前記受信レベルの閾値未満である場合に前記受信信号は妨害波であると判断するスペクトラム拡散通信装置。
受信信号の受信レベルを検出し、前記受信レベルを出力する受信レベル検出部と、
前記受信信号の逆拡散を一定期間行ない、得られた一定数の相関値をカウントし、カウント結果を出力する復調部と、
前記受信レベルおよび前記相関値のカウント結果からなる受信情報を受けて、前記受信レベルと受信レベルの閾値との比較および前記相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行ない、前記受信信号が妨害波かどうかを判断する判定部とを備え、
前記受信レベル検出部から出力された前記受信レベルおよび前記復調部から出力された前記相関値のカウント結果からなる前記受信情報を受けて、最新の一定期間分を保存するデータ記憶部をさらに含み、
前記判定部は、前記データ記憶部から前記最新の一定期間分の受信情報を取得し、これを用いて前記受信レベルの閾値および前記相関値の閾値の修正を行なうスペクトラム拡散通信装置。
前記判定部は、前記一定期間保存された相関値のカウント結果の大きいほうからｘ番目（ｘは１以上の自然数）または小さいほうからｘ番目の相関値のカウント結果を検索し、前記ｘ番目の相関値のカウント結果から一定値だけ小さい値または大きい値を前記相関値の閾値と決定し、前記一定期間保存された受信レベルの大きいほうからｙ番目（ｙは１以上の自然数）または小さいほうからｙ番目の受信レベルを検索し、前記ｙ番目の受信レベルから一定値だけ小さい値または大きい値を前記受信レベルの閾値と決定する請求項２記載のスペクトラム拡散通信装置。
受信信号の受信レベルを検出し、前記受信レベルを出力する受信レベル検出部と、
前記受信信号の逆拡散を一定期間行ない、得られた一定数の相関値をカウントし、カウント結果を出力する復調部と、
前記受信レベルおよび前記相関値のカウント結果からなる受信情報を受けて、前記受信レベルと受信レベルの閾値との比較および前記相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行ない、前記受信信号が妨害波かどうかを判断する判定部とを備え、
前記復調部は、前記複数の相関値を用いて拡散前の変調データの推定を行ない、前記推定された変調データの復調を行ない、復調データを生成し、
前記スペクトラム拡散通信装置は、前記復調部から前記復調データを受けて、データの再生を行ない、前記データから制御情報を生成するデータ処理部と、
前記データ処理部から前記制御情報を受けて、前記受信信号を送信した局装置の識別番号を取得し、前記識別番号を前記判定部へ送り、かつ、現在のタイムスロットで通信相手となるべき局装置の識別番号を前記判定部へ送る制御部とをさらに含み、
前記判定部は、前記受信レベルと受信レベルの閾値との比較および前記相関値のカウント結果と相関値の閾値との比較を行なって前記受信信号が妨害波でないと判断した場合でも、前記制御部から受けた前記受信信号を送信した局装置の識別番号および前記通信相手となるべき局装置の識別番号が一致しない場合は、前記受信信号は妨害波であると判断するスペクトラム拡散通信装置。
前記判定部は、前記制御部から受けた前記受信信号を送信した局装置の識別番号および前記通信相手となるべき局装置の識別番号が一致しないことにより前記受信信号が妨害波であると判断すると、前記受信処理中断信号を前記データ処理部に送り、
前記データ処理部は、前記受信処理中断信号を受けた場合に前記データの再生を停止する請求項４記載のスペクトラム拡散通信装置。