JP4631732B2 - Wireless receiver - Google Patents
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Description
本発明は、所定の周期でパルス状の信号を有する無線信号を、当該周期と同期したタイミングで受信する無線受信装置に関する。 The present invention relates to a radio reception apparatus that receives a radio signal having a pulse-like signal at a predetermined cycle at a timing synchronized with the cycle.
近年、高速無線伝送方式の一つとして、所定の周期タイミングに同期したパルス信号からなるパルス信号列を用いて超広帯域な通信を行うウルトラワイドバンド(UWB:Ultra Wide Band)通信方式が注目されている。UWB通信の一態様として、搬送波を用いず、例えばパルス幅が1nsec(ナノ秒)以下等の極めて短いパルス信号からなるパルス信号列を用いて通信を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, as one of high-speed wireless transmission methods, attention has been paid to an ultra wide band (UWB) communication method that performs ultra-wideband communication using a pulse signal sequence composed of pulse signals synchronized with a predetermined cycle timing. Yes. As one aspect of UWB communication, there is known one in which communication is performed using a pulse signal sequence including an extremely short pulse signal such as a pulse width of 1 nsec (nanoseconds) or less without using a carrier wave (for example, Patent Documents). 1).
また、無線信号の受信強度を検出し、受信強度が所定の判定レベルを超えるか否かによって、無線信号とノイズとを判別してノイズを受信しないようにした無線装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
ところで、上述の特許文献2に記載の無線装置のように、無線信号の受信強度を検出して受信強度が所定の判定レベルを超えるか否かによって無線信号とノイズとを判別し、ノイズを受信しないようにする技術を上述のUWB受信装置に適用することにより、ノイズの影響を低減することが考えられる。しかし、UWB通信は、搬送波を用いず、例えばパルス幅が1nsec以下等の極めて短いパルス信号を用いるために、他の無線通信方式と比較して送信電力スペクトル密度が非常に低く、ノイズの信号レベルと無線信号パルスの信号レベルとの差異が小さく、無線信号とノイズとを判別することができる判定レベルの設定が困難であるという不都合があった。
By the way, as in the wireless device described in
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、無線信号とノイズとの判別精度を向上し、通信の信頼性を向上させることができる無線受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a radio receiving apparatus that can improve the discrimination accuracy between radio signals and noise and improve the reliability of communication. To do.
上述の目的を達成するために、本発明に係る無線受信装置は、所定の周期でパルス状の信号を有する無線信号を、当該周期と同期したタイミングで受信する無線受信装置であって、前記無線信号を受信するための受信部と、前記周期とは異なるタイミングで前記受信部により受信された信号のレベルを取得するノイズ受信部と、前記ノイズ受信部により受信された複数の信号のレベルの平均値を、背景ノイズのレベルを示すノイズフロア値として生成し、第1ノイズフロア値として出力するノイズフロア値生成部と、前記ノイズフロア値生成部により出力された第1ノイズフロア値に基づいて、前記受信部で受信された信号が前記無線信号であるかノイズであるかを判定する判定部と、前記判定部により前記受信部で前記無線信号が受信されたと判定された場合に、前記受信部により受信された無線信号の復調を行う復調部とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, a radio reception apparatus according to the present invention is a radio reception apparatus that receives a radio signal having a pulse-like signal at a predetermined cycle at a timing synchronized with the cycle, A receiving unit for receiving a signal, a noise receiving unit for acquiring a level of the signal received by the receiving unit at a timing different from the period, and an average of the levels of a plurality of signals received by the noise receiving unit A noise floor value generating unit that generates a value as a noise floor value indicating a background noise level and outputs the first noise floor value, and a first noise floor value output by the noise floor value generating unit, A determination unit that determines whether the signal received by the reception unit is the radio signal or noise; and the reception unit receives the radio signal by the determination unit And when it is determined, it is characterized in that it comprises a demodulator for demodulating the radio signal received by the receiving unit.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズフロア値生成部は、前記ノイズ受信部により受信された複数の信号のレベルのうち、少なくとも最大値を除く残余の信号のレベルの平均値を、前記ノイズフロア値として生成することを特徴としている。 Further, in the above-described wireless reception device, the noise floor value generation unit may calculate an average value of the remaining signal levels excluding at least the maximum value among the levels of the plurality of signals received by the noise reception unit. It is generated as a floor value.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズフロア値生成部は、前記ノイズ受信部により受信された複数の信号のレベルのうち、さらに、最小値を除く残余の信号のレベルの平均値を、前記ノイズフロア値として生成することを特徴としている。 Further, in the above-described wireless reception device, the noise floor value generation unit further calculates an average value of the levels of the remaining signals excluding a minimum value among the levels of the plurality of signals received by the noise reception unit, It is generated as a noise floor value.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズフロア値生成部は、前記ノイズ受信部により受信された複数の信号のレベルのうち、さらに、最大値の次に大きい信号レベルと最小値の次に小さい信号レベルとを除く残余の信号のレベルの平均値を、前記ノイズフロア値として生成することを特徴としている。 Further, in the above-described wireless reception device, the noise floor value generation unit may further reduce a signal level that is next to the maximum value and next to the minimum value among the levels of the plurality of signals received by the noise reception unit. An average value of the remaining signal levels excluding the signal level is generated as the noise floor value.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズフロア値生成部は、定期的に前記ノイズフロア値を新たに生成することを特徴としている。 Further, in the above-described wireless reception device, the noise floor value generation unit periodically generates a new noise floor value.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズフロア値生成部により生成された第1ノイズフロア値を複数記憶する記憶部と、前記記憶部により記憶された複数の第1ノイズフロア値の平均値を、平均ノイズフロア値として生成する平均処理部とを備え、前記判定部は、前記第1ノイズフロア値の代わりに前記平均処理部により得られた平均ノイズフロア値に基づいて、前記受信部で受信された信号が前記無線信号であるかノイズであるかを判定することを特徴としている。 Further, in the above-described wireless reception device, a storage unit that stores a plurality of first noise floor values generated by the noise floor value generation unit, and an average value of the plurality of first noise floor values stored by the storage unit. An average processing unit that generates an average noise floor value, and the determination unit receives the reception unit based on an average noise floor value obtained by the average processing unit instead of the first noise floor value. It is characterized in that it is determined whether the received signal is the radio signal or noise.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズ受信部は、前記受信部により受信された信号のレベルを互いに異なる複数のタイミングでそれぞれ積分する複数の積分回路を備え、前記複数の積分回路における積分値を、前記複数の信号のレベルとして前記ノイズフロア値生成部へ出力することを特徴としている。 Further, in the above-described wireless reception device, the noise reception unit includes a plurality of integration circuits that respectively integrate the levels of the signals received by the reception unit at a plurality of different timings, and integrated values in the plurality of integration circuits Are output to the noise floor value generation unit as levels of the plurality of signals.
また、上述の無線受信装置において、前記ノイズフロア値生成部は、前記ノイズフロア値を第2ノイズフロア値として新たに生成し、前記第2ノイズフロア値が予め設定された所定の範囲を超える場合、再び前記ノイズフロア値を第2ノイズフロア値として新たに生成し、前記第2ノイズフロア値が前記範囲内である場合、当該第2ノイズフロア値を前記第1ノイズフロア値として出力することを特徴としている。 Moreover, in the above-described wireless reception device, the noise floor value generation unit newly generates the noise floor value as a second noise floor value, and the second noise floor value exceeds a predetermined range set in advance. The noise floor value is newly generated as the second noise floor value again, and when the second noise floor value is within the range, the second noise floor value is output as the first noise floor value. It is a feature.
このような構成の無線受信装置は、所定の周期でパルス状の信号を有する無線信号が受信部によって受信され、ノイズ受信部によって、前記周期とは異なるタイミングで受信された信号のレベルが取得され、ノイズフロア値生成部によって、ノイズ受信部により受信された複数の信号のレベルの平均値が、背景ノイズのレベルを示すノイズフロア値として生成され、第1ノイズフロア値として出力される。そして、判定部によって、ノイズフロア値生成部から出力された第1ノイズフロア値に基づいて、受信部で受信された信号が無線信号であるかノイズであるかが判定され、判定部により受信部で無線信号が受信されたと判定された場合に、復調部によって、受信部により受信された無線信号の復調が行われる。 In the radio reception apparatus having such a configuration, a radio signal having a pulsed signal at a predetermined cycle is received by the reception unit, and the level of the signal received at a timing different from the cycle is acquired by the noise reception unit. The noise floor value generation unit generates an average value of the levels of the plurality of signals received by the noise reception unit as a noise floor value indicating the background noise level, and outputs the noise floor value as a first noise floor value. Then, based on the first noise floor value output from the noise floor value generation unit, the determination unit determines whether the signal received by the reception unit is a radio signal or noise, and the determination unit receives the reception unit. When it is determined that the radio signal is received in step S1, the demodulation unit demodulates the radio signal received by the reception unit.
これにより、ノイズフロア値生成部により生成された第1ノイズフロア値に基づいて無線信号とノイズとが判別され、受信部で無線信号が受信されたと判定された場合に無線信号の復調が行われるので、ノイズを無線信号と誤って復調することが低減され、通信の信頼性を向上させることができる。また、ノイズフロア値は、無線信号におけるパルス周期とは異なるタイミングで複数回取得された信号のレベルを平均することにより生成され、無線信号におけるパルス信号のレベルが取得されてノイズフロア値に影響することが低減されるので、ノイズフロア値の精度を向上させ、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることにより、通信の信頼性を向上させることができる。 As a result, the radio signal and the noise are discriminated based on the first noise floor value generated by the noise floor value generator, and the radio signal is demodulated when it is determined that the radio signal is received by the receiver. Therefore, it is possible to reduce erroneous demodulation of noise as a radio signal and improve communication reliability. In addition, the noise floor value is generated by averaging the signal levels acquired a plurality of times at a timing different from the pulse period in the radio signal, and the level of the pulse signal in the radio signal is acquired to affect the noise floor value. Therefore, the reliability of communication can be improved by improving the accuracy of the noise floor value and improving the discrimination accuracy between the radio signal and noise.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る無線受信装置1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す無線受信装置1は、アンテナ2(受信部)と、パルス復調部3と、AD変換器4と、受信制御部5と、復調部6と、基準クロック生成部7と、位相制御部8とを備えている。アンテナ2は、UWB通信による無線信号RFを受信する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a
パルス復調部3は、アンテナ2で受信された無線信号を復調する回路で、アンテナ2で受信された信号を増幅するアンプ31と、アンプ31で増幅された信号を濾波するフィルタ32と、フィルタ32で濾波された信号を増幅するアンプ33と、アンプ33で増幅された信号を検波して検波信号RSを生成し、AD変換器4と復調部6とへ出力する検波器34とを備えている。
The
AD変換器4は、パルス復調部3で検波された検波信号RSをデジタル信号に変換し、信号レベル値Vsとして出力する。
The
復調部6は、受信制御部5からの制御信号に応じて検波信号RSからデータを取得し、そのデータを表す受信データRDを外部に出力する。基準クロック生成部7は、例えば水晶発振器を用いて構成されており、UWB通信におけるパルス信号の周期と同じ周期のクロック信号を生成し、位相制御部8へ出力する。
The
位相制御部8は、基準クロック生成部7から出力されたクロック信号に基づき、パルス復調部3の動作タイミングを制御するゲート信号GTをアンプ31及びアンプ33へ出力する。具体的には、位相制御部8は、UWB通信におけるパルス信号のパルス幅と同程度若しくは若干パルス幅が大きく、例えば10nsecにされたパルス信号を、UWB通信におけるパルス信号の周期、例えば500nsec周期でゲート信号GTとしてアンプ31及びアンプ33へ出力する。また、位相制御部8は、受信制御部5からの制御信号に応じて無線信号RFにおけるパルス信号のタイミングを変化させるようになっている。
The
アンプ31及びアンプ33は、ゲート信号GTにおけるパルス信号のタイミングと同期して信号を増幅し、他のタイミングでは信号増幅を行わない。これにより、パルス復調部3は、アンテナ2で受信された無線信号RFにおけるパルス信号の周期タイミングと同期した信号を、無線信号パルスとして検波して検波信号RSを生成するようになっている。
The
図2は、本発明の第1の実施形態に係る無線受信装置1に用いられる受信制御部5の構成の一例を示すブロック図である。図2に示す受信制御部5は、ノイズフロア値生成部51と、判定部52とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the reception control unit 5 used in the
ノイズフロア値生成部51は、UWB通信におけるパルス信号がアンテナ2により受信されていない場合においてパルス復調部3で検出される信号、すなわち背景ノイズの信号レベルを表すノイズフロア値Vnを生成する回路で、AD変換器4から出力された信号レベル値Vsを複数回取得して平均することによりノイズフロア値Vnを生成し、記憶する。ノイズフロア値生成部51は、例えば、記憶回路501(ノイズ受信部)、最大値判定部502、最小値判定部503、減算器504、平均処理部505、ノイズフロア記憶部506、タイマ507、及び制御部508を備えて構成されている。
The noise floor
記憶回路501は、複数、例えば10個のレジスタを用いて構成された記憶回路であり、制御部508からの制御信号に応じてAD変換器4から出力された信号レベル値Vsを複数個記憶する。最大値判定部502は、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsにおける最大値を減算器504へ出力する。最小値判定部503は、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsにおける最小値を減算器504へ出力する。
The
減算器504は、記憶回路501に記憶された複数の信号レベル値Vsを合計すると共に、最大値判定部502から出力された最大値と最小値判定部503から出力された最小値とを複数の信号レベル値Vsの合計値から減算し、平均処理部505へ出力する。平均処理部505は、複数の信号レベル値Vsを平均するための回路部で、例えば除算回路から構成されており、制御部508からの制御信号に応じて、減算器504から出力された複数の信号レベル値Vsにおける最大値と最小値とを除いた合計値を記憶回路501のレジスタ数より2少ない数で除することにより得られた平均値を、ノイズとUWB無線信号パルスとを判別するためのノイズフロア値Vnとしてノイズフロア記憶部506へ出力する。
The
ノイズフロア記憶部506は、例えばレジスタを用いて構成された記憶回路で、平均処理部505から出力されたノイズフロア値Vnを制御部508からの制御信号に応じて第1ノイズフロア値Vn1として記憶する。タイマ507は、パルス復調部3による受信タイミングをずらしたり、パルス復調部3から検波信号RSを取得するタイミングを生成したりするための時間要素を生成する制御タイミングを生成するタイマである。
The noise
制御部508は、例えばステートマシンを用いて構成されており、タイマ507から出力されたタイミング信号に応じて制御信号を生成し、位相制御部8によるゲート信号GTの出力タイミングを変化させたり、記憶回路501に複数、例えば10個の信号レベル値Vsを記憶させたり、平均処理部505にノイズフロア値Vnを算出させたり、ノイズフロア記憶部506にノイズフロア値Vnを第1ノイズフロア値Vn1として記憶させたりする。
The
判定部52は、ノイズフロア値生成部51により生成された第1ノイズフロア値Vn1に基づいて、アンテナ2で受信された信号が無線信号であるかノイズであるかを判定し、無線信号であると判定した場合に復調部6へ復調動作を開始させる制御信号を出力する。判定部52は、例えば、加算値記憶部521と、倍率設定部522と、乗算器523と、加算器524と、コンパレータ525とを備えている。
The
加算値記憶部521は、ノイズ信号レベルの標準偏差σを4.6倍にした値である4.6σを記憶する記憶部である。図3は、ノイズ信号レベルの標準偏差σの取得方法を説明するための説明図である。ノイズ信号レベルの標準偏差σは、例えば無線受信装置1が使用される環境、例えば家屋で家電機器が動作しているような環境において、UWB無線通信を行わない無信号時において無線受信装置1で受信された信号レベルの標準偏差σを計算することにより得られる。
The added
図4は、UWB無線信号を受信した場合における信号パルスとノイズとの関係を説明するための説明図である。図4に示すように、ノイズは、ノイズフロア値Vn±σの範囲になっている。そして、信号パルスの信号レベル値Vsが、|Vn−Vs|>4.6σ、すなわちノイズフロア値Vnと信号パルスの信号レベル値Vsとの差分がノイズの偏差σの4.6倍を超えていれば、信号パルスをノイズと区別して判別可能となり、正常に通信できることが知られている。そこで、ノイズ信号レベルの標準偏差σを予め実験により求め、予め4.6σを加算値記憶部521に記憶させておくようになっている。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the relationship between signal pulses and noise when a UWB wireless signal is received. As shown in FIG. 4, the noise is in the range of the noise floor value Vn ± σ. The signal level Vs of the signal pulse is | Vn−Vs |> 4.6σ, that is, the difference between the noise floor value Vn and the signal level Vs of the signal pulse exceeds 4.6 times the noise deviation σ. Thus, it is known that signal pulses can be distinguished from noise and can be normally communicated. Therefore, the standard deviation σ of the noise signal level is obtained in advance by experiments, and 4.6σ is stored in the added
倍率設定部522は、ユーザが加算値記憶部521に記憶されている4.6σの倍率αを設定することができる操作受付部で、例えば複数のディップスイッチや多接点スイッチの一例であるロータリスイッチ等により構成されている。そして、加算値記憶部521に記憶されている4.6σと倍率設定部522により受付られた倍率αとが乗算器523によって乗算され、その乗算値と、ノイズフロア記憶部506に記憶されている第1ノイズフロア値Vn1とが加算器524によって加算されて、閾値Vthとしてコンパレータ525へ出力される。
The
コンパレータ525は、加算器524から出力された閾値VthとAD変換器4から出力された信号レベル値Vsとを比較し、信号レベル値Vsが閾値Vthを超えていれば、その信号レベル値Vsは無線信号であると判定して復調部6へ復調動作を開始させる制御信号を出力する。一方、コンパレータ525は、信号レベル値Vsが閾値Vthを超えなければ、その信号レベル値Vsはノイズであると判定し、復調部6に復調動作の開始をさせる制御信号を出力しない。
The
これにより、受信部で受信された信号が無線信号であるかノイズであるかを判定するようになっている。また、閾値Vthは、Vth=Vn+4.6σ×αとして得られ、例えばユーザが倍率設定部522により倍率αを1倍に設定していれば、Vth=Vn+4.6σとなり、例えばノイズレベルが高い環境で無線受信装置1を使用する場合はユーザが倍率αを増加させ、例えば倍率αを1.5や2等として設定すれば閾値Vthを上昇させることができ、ノイズ信号レベルが高い環境においても無線信号とノイズとを判別することが可能となる。
Thereby, it is determined whether the signal received by the receiving unit is a radio signal or noise. The threshold value Vth is obtained as Vth = Vn + 4.6σ × α. For example, if the user sets the magnification α to 1 using the
復調部6は、受信制御部5から復調動作を開始させる旨の制御信号を受信すると、パルス復調部3から出力された検波信号RSを復調し、受信データRDとして外部へ出力する。
When receiving the control signal for starting the demodulation operation from the reception control unit 5, the
次に、上述のように構成された無線受信装置1の動作について説明する。図5は、無線受信装置1の動作の一例を説明するための信号波形図である。図5において、UWB通信のパルス信号周期は例えば500nsecにされており、そのパルス幅は、10nsecにされている。無線信号RFにおいて、パルスP1,P2,P3は、アンテナ2により受信されたUWB通信のパルス信号の一例を示している。
Next, the operation of the
まず、位相制御部8によって、基準クロック生成部7から出力されたクロック信号に基づき、パルス幅が10nsecにされたハイレベルの制御パルスG1がゲート信号GTとしてアンプ31及びアンプ33へ出力される。図5において、パルスP1のタイミングと制御パルスG1のタイミングとは一致している。そうすると、パルスP1はアンプ31によって増幅され、フィルタ32によって不要な周波数成分が除去され、アンプ33によって増幅され、さらに検波器34で検波されて、検波信号RSとしてAD変換器4及び復調部6へ出力される。
First, the
この場合、パルスP1が存在しないタイミングでは、アンプ31及びアンプ33は動作しないので、無線信号RFにおけるパルスP1以外のノイズ信号は検波信号RSから除去されるようになっている。また、パルスP1のタイミングでは、無線信号RFはUWB通信のパルス信号であるパルスP1を有しているので、参照符号Aで示すようにパルス復調部3から出力される検波信号RSの出力レベルは通信信号レベルを示して増大する。
In this case, since the
次に、AD変換器4によって、無線信号RFがデジタル値に変換されて信号レベル値Vsとして記憶回路501へ出力される。そして、記憶回路501によって、制御部508からの制御信号に応じて制御パルスG1のタイミングと同期して信号レベル値Vsが記憶される。
Next, the radio signal RF is converted into a digital value by the
次に、制御部508から、UWB通信のパルス信号周期、例えば500nsec周期とは異なるタイミングでパルス復調部3に無線信号RFのパルス復調動作を行わせるべく位相制御部8へ制御信号が出力され、位相制御部8によって、ゲート信号GTにおける次の制御パルスG2のタイミングが、例えばゲート信号GTのパルス幅と同じ10nsecだけ遅らされてアンプ31及びアンプ33へ出力される。そうすると、パルスP2のタイミングと制御パルスG2のタイミングとは一致しないので、パルスP2がパルス復調部3で復調されることがなく、無線信号RFにおけるノイズ信号レベルが検波信号RSとしてAD変換器4へ出力される。この場合、制御パルスG2のタイミングがパルスP2の直後となると、参照符号Bで示すように、パルスP2の影響を受けて検波信号RSの信号レベルが低下する場合がある。このように、検波信号RSの信号レベルが低下する現象は、パルスP2の信号レベルが大きいほど顕著となる。
Next, a control signal is output from the
次に、AD変換器4によって、無線信号RFがデジタル値に変換されて信号レベル値Vsとして記憶回路501へ出力される。そして、記憶回路501によって、制御部508からの制御信号に応じて制御パルスG2のタイミングと同期して検波信号RSの信号レベル値Vs、すなわちノイズ信号レベルが記憶される。
Next, the radio signal RF is converted into a digital value by the
次に、制御部508から、再びUWB通信のパルス信号周期、例えば500nsec周期とは異なるタイミングでパルス復調部3に無線信号RFのパルス復調動作を行わせるべく位相制御部8へ制御信号が出力され、位相制御部8によって、ゲート信号GTにおける次の制御パルスG2のタイミングが、例えばゲート信号GTのパルス幅と同じ10nsecだけ制御パルスG3よりもさらに遅らされてアンプ31及びアンプ33へ出力される。そうすると、制御パルスG3のタイミングはパルスP3のタイミングより20nsec遅れて一致しないので、パルスP3がパルス復調部3で復調されることがなく、無線信号RFにおけるノイズ信号レベルが検波信号RSとしてAD変換器4へ出力される。
Next, a control signal is output from the
そして、AD変換器4によって、無線信号RFがデジタル値に変換されて信号レベル値Vsとして記憶回路501へ出力される。さらに、記憶回路501によって、制御部508からの制御信号に応じて制御パルスG3のタイミングと同期して検波信号RSの信号レベル値Vs、すなわちノイズ信号レベルが記憶される。
Then, the
上述のように、制御部508によって、記憶回路501により、制御パルスG2のタイミングと同期して検波信号RSの信号レベル値Vsをノイズ信号レベルとして記憶させるべく制御動作が複数回、例えば記憶回路501のレジスタ数である10回繰り返され、記憶回路501に検波信号RSの信号レベル値Vsが10個記憶される。
As described above, the control operation is performed a plurality of times by the
次に、最大値判定部502によって、記憶回路501に記憶されている複数の検波信号RSの信号レベル値Vsにおける最大値が取得され、減算器504へ出力される。また、最小値判定部503によって、記憶回路501に記憶されている複数の検波信号RSの信号レベル値Vsにおける最小値が取得され、減算器504へ出力される。そして、減算器504によって、記憶回路501に記憶された複数の信号レベル値Vsが合計されると共に、最大値判定部502から出力された最大値と最小値判定部503から出力された最小値とが複数の信号レベル値Vsの合計値から減算され、平均処理部505へ出力される。
Next, the maximum value determination unit 502 acquires the maximum value of the signal level values Vs of the plurality of detection signals RS stored in the
次に、平均処理部505によって、制御部508からの制御信号に応じて、減算器504から出力された複数の信号レベル値Vsにおける最大値と最小値とを除いた合計値を記憶回路501のレジスタ数より2少ない数、例えば8で除することにより得られた平均値が、ノイズとUWB無線信号パルスとを判別するためのノイズフロア値Vnとしてノイズフロア記憶部506へ出力され、ノイズフロア記憶部506で第1ノイズフロア値Vn1として記憶される。
Next, the
次に、ノイズフロア記憶部506で記憶された第1ノイズフロア値Vn1が、加算器524で4.6σと加算され、閾値Vthとしてコンパレータ525へ出力される。そして、コンパレータ525によって、信号レベル値Vsと閾値Vthとが比較され、信号レベル値Vsが閾値Vthを超えていれば、その信号レベル値Vsは無線信号であると判定されて、コンパレータ525から復調部6へ復調動作を開始させる制御信号が出力される。さらに、コンパレータ525から復調部6へ復調動作を開始させる制御信号が出力されると、位相制御部8によって、ゲート信号GTのタイミングが無線信号におけるパルス信号の周期タイミングと同期されると共に、復調部6によって、パルス復調部3から出力された検波信号RSが復調され、受信データRDとして外部へ出力される。
Next, the first noise floor value Vn1 stored in the noise
一方、コンパレータ525は、信号レベル値Vsが閾値Vthを超えなければ、その信号レベル値Vsはノイズであると判定され、復調部6に復調動作の開始をさせる制御信号が出力されないので、ノイズを無線信号と誤って復調することが低減され、通信の信頼性を向上させることができる。
On the other hand, if the signal level value Vs does not exceed the threshold value Vth, the
ここで、参照符号Aで示すように、パルスP1と制御パルスG1とのタイミングが一致した場合には、ノイズ信号レベルではなくパルスP1の信号レベルが信号レベル値Vsとして記憶回路501に記憶され、そのまま平均処理を行った場合には、ノイズフロア値Vnが上昇し、第1ノイズフロア値Vn1の精度が低下する。しかし、最大値判定部502及び減算器504によって、記憶回路501に記憶された複数の信号レベル値Vsにおける最大値、すなわちパルスP1の信号レベル値や、突発的な高レベルのノイズが除外されるので、第1ノイズフロア値Vn1の精度を向上させ、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることができる。
Here, as indicated by reference symbol A, when the timings of the pulse P1 and the control pulse G1 coincide, the signal level of the pulse P1 instead of the noise signal level is stored in the
また、参照符号Bで示すように、制御パルスG2のタイミングがパルスP2の直後となり、特にパルスP2の信号レベルが大きい場合には、ノイズフロア値Vnが下降し、ノイズフロア値Vnの精度が低下する。しかし、最小値判定部503及び減算器504によって、記憶回路501に記憶された複数の信号レベル値Vsにおける最小値、すなわちパルスP2直後の信号レベル値が除外されるので、ノイズフロア値Vnの精度を向上させ、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることができる。
Further, as indicated by reference symbol B, the timing of the control pulse G2 is immediately after the pulse P2, and particularly when the signal level of the pulse P2 is high, the noise floor value Vn decreases and the accuracy of the noise floor value Vn decreases. To do. However, since the minimum
なお、最小値判定部503を備えない構成、又は最大値判定部502と最小値判定部503とを備えない構成としてもよい。この場合であっても、UWB通信のパルス信号周期とは異なるタイミングで複数回無線信号RFを受信して、得られた検波信号RSを平均するので、アンテナ2で受信された無線信号RFにおけるUWB通信のパルス信号や突発的な高レベルのノイズの影響を低減して、ノイズフロア値Vnの精度を向上させ、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることができる。
Note that a configuration without the minimum
なお、ノイズフロア値Vnの生成動作は、無線受信装置1の起動時に実行されるようにしてもよく、定期的に繰り返し新たなノイズフロア値Vnが生成されるようにしてもよい。ノイズフロア値Vnの生成動作が、無線受信装置1の起動時に実行されるようにした場合には、例えば、100msec周期で変動するような低周波の背景ノイズが有ると、このような低周波ノイズの影響が加味されずにノイズフロア値Vnが生成される。そうすると、例えば低周波ノイズのレベルが高い場合に無線受信装置1が起動されると、ノイズフロア値Vnが高く設定される結果、UWB通信のパルス信号が低いと通信できなくなる場合がある。また、例えば低周波ノイズのレベルが低い場合に無線受信装置1が起動されると、ノイズフロア値Vnが低く設定される結果、ノイズレベルがその周期で上昇した場合に背景ノイズをUWB通信のパルス信号と判断し、通信できなくなる場合がある。
The generation operation of the noise floor value Vn may be executed when the
しかし、定期的に、例えば10msec毎に繰り返し新たなノイズフロア値Vnが生成されるようにした場合、このような低周波ノイズの影響を排除することができる。 However, when a new noise floor value Vn is generated periodically, for example, every 10 msec, the influence of such low frequency noise can be eliminated.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る無線受信装置について説明する。本発明の第2の実施形態に係る無線受信装置1aは、第1の実施形態に係る無線受信装置1とは、ノイズフロア値生成部51aの構成が異なる。図6は、ノイズフロア値生成部51aの構成の一例を示すブロック図である。図6に示すノイズフロア値生成部51aは、図2に示すノイズフロア値生成部51とは、最大値側2サンプル検出部502a、最小値側2サンプル検出部503a、及び減算器504aの構成が異なる。
(Second Embodiment)
Next, a radio reception apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The
最大値側2サンプル検出部502aは、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsにおける最大値と、最大値の次に大きい値とを減算器504aへ出力する。最小値側2サンプル検出部503aは、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsにおける最小値と、最小値の次に小さい値を減算器504aへ出力する。
The maximum value side two-sample detection unit 502a outputs the maximum value among the plurality of signal level values Vs stored in the
減算器504は、記憶回路501に記憶された複数の信号レベル値Vsを合計すると共に、最大値側2サンプル検出部502aから出力された最大値及び最大値の次に大きい値と、最小値側2サンプル検出部503aから出力された最小値及び最小値の次に小さい値とを複数の信号レベル値Vsの合計値から減算し、平均処理部505へ出力する。
The
その他の構成は図2に示す受信制御部5と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。図7は、図6に示すノイズフロア値生成部51aの動作を説明するための信号波形図である。
Since the other configuration is the same as that of the reception control unit 5 shown in FIG. 2, the description thereof will be omitted, and the characteristic points of the present embodiment will be described below. FIG. 7 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the noise floor
まず、位相制御部8によって、基準クロック生成部7から出力されたクロック信号に基づき、パルス幅が10nsecにされたハイレベルの制御パルスG4がゲート信号GTとしてアンプ31及びアンプ33へ出力される。図7において、制御パルスG4のタイミングは、パルスP4の前半分のタイミングと重複している。そうすると、パルスP4の前半分はアンプ31によって増幅され、フィルタ32によって不要な周波数成分が除去され、アンプ33によって増幅され、さらに検波器34で検波されて、検波信号RSとしてAD変換器4及び復調部6へ出力される。
First, the
この場合、パルスP4の前半分が、パルス復調部3で復調され、検波信号RSとしてAD変換器4へ出力されるので、参照符号Dで示すようにパルス復調部3から出力される検波信号RSの出力レベルは通信信号レベルを示して増大する。
In this case, the first half of the pulse P4 is demodulated by the
次に、AD変換器4によって、無線信号RFがデジタル値に変換されて記憶回路501へ出力される。そして、記憶回路501によって、制御部508からの制御信号に応じて制御パルスG4のタイミングと同期して検波信号RSの信号レベル値Vsが記憶される。
Next, the
次に、制御部508から、UWB通信のパルス信号周期、例えば500nsec周期とは異なるタイミングでパルス復調部3に無線信号RFの復調動作を行わせるべく位相制御部8へ制御信号が出力され、位相制御部8によって、ゲート信号GTにおける次の制御パルスG5のタイミングが、例えばゲート信号GTのパルス幅と同じ10nsecだけ遅らされてアンプ31及びアンプ33へ出力される。そうすると、制御パルスG5のタイミングは、パルスP5の後半分と重複するので、上述の制御パルスG4のタイミングにおける場合と同様に、パルスP5の後半分がパルス復調部3で復調され、検波信号RSとしてAD変換器4へ出力されるので、参照符号Eで示すようにパルス復調部3から出力される検波信号RSの出力レベルは通信信号レベルを示して増大する。
Next, a control signal is output from the
次に、AD変換器4によって、無線信号RFがデジタル値に変換されて信号レベル値Vsとして記憶回路501へ出力される。そして、記憶回路501によって、制御部508からの制御信号に応じて制御パルスG5のタイミングと同期して検波信号RSの信号レベル値Vs、すなわちノイズ信号レベルが記憶される。
Next, the radio signal RF is converted into a digital value by the
この場合、UWB通信のパルス信号の前半部分と、後半部分とが検波信号RSの信号レベル値Vsとして記憶回路501に記憶されるので、図2に示すノイズフロア値生成部51においては、最大値判定部502によって最大値を除外しても、UWB通信のパルス信号の前半部分と後半部分とのうちいずれか一方は残るので、ノイズフロア値Vnの生成精度が低下してしまう。
In this case, since the first half and the second half of the UWB communication pulse signal are stored in the
しかし、図6に示すノイズフロア値生成部51aでは、最大値側2サンプル検出部502aと減算器504aとによって、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsにおける最大値と、最大値の次に大きい値とが除外されるので、UWB通信のパルス信号の前半部分と後半部分とを両方除外することができ、ノイズフロア値Vnの精度を向上させ、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることができる。
However, in the noise floor
同様に、ゲート信号GTにおける制御パルスのタイミングが、UWB通信のパルス信号の直後における信号レベル低下部の前半部分と重複していた場合には、通信信号パルスの影響でノイズフロアよりも信号レベルが低くなった信号レベル値Vsが、二つ記憶回路501に記憶される場合があるが、図6に示すノイズフロア値生成部51aでは、最小値側2サンプル検出部503aと減算器504aとによって、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsにおける最小値と、最小値の次に小さい値とが除外されるので、UWB通信のパルス信号の影響により信号レベルが低下した部分の前半と後半とを両方除外することができ、ノイズフロア値Vnの精度を向上させ、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることができる。
Similarly, when the timing of the control pulse in the gate signal GT overlaps with the first half of the signal level lowering portion immediately after the pulse signal of UWB communication, the signal level is higher than the noise floor due to the influence of the communication signal pulse. The signal level value Vs that has decreased may be stored in the two
(第3実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る無線受信装置について説明する。本発明の第3の実施形態に係る無線受信装置1bは、第2の実施形態に係る無線受信装置1aとは、ノイズフロア値生成部51bの構成が異なる。図8は、ノイズフロア値生成部51bの構成の一例を示すブロック図である。図8に示すノイズフロア値生成部51bは、図6に示すノイズフロア値生成部51aとは、平均処理部505とノイズフロア記憶部506との間に平均値一時記憶部509と、平均処理部510(平均処理部)とが介設されている点で異なる。
(Third embodiment)
Next, a radio receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The
平均値一時記憶部509は、例えば複数のレジスタを用いて構成されており、平均処理部505から出力されたノイズフロア値Vnを、制御部508からの制御信号に応じて複数個記憶する。平均処理部510は、平均値一時記憶部509に記憶された複数のノイズフロア値Vnを制御部508からの制御信号に応じて平均し、平均ノイズフロア値Vnnとしてノイズフロア記憶部506に記憶させる。
The average value
そして、ノイズフロア記憶部506に記憶された平均ノイズフロア値Vnnが判定部52へ出力され、判定部52は、ノイズフロア値Vnの代わりに平均ノイズフロア値Vnnを用いて、アンテナ2で受信された信号が無線信号であるかノイズであるかを判定する。
And the average noise floor value Vnn memorize | stored in the noise floor memory |
その他の構成は図6に示すノイズフロア値生成部51aと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。例えば、一時的に背景ノイズのレベルが増大した場合、例えば電子レンジ等のノイズ発生源が使用されたタイミングでノイズフロア値Vnが生成された場合、ノイズフロア値Vnの設定レベルが上昇するため、このような高レベルのノイズフロア値Vnが設定されると低レベルのUWB通信のパルス信号は、ノイズと判断されて受信できなくなる場合がある。
Since the other configuration is the same as that of the noise floor
しかし、図8に示すノイズフロア値生成部51bでは、制御部508からの制御信号に応じて、記憶回路501、最大値側2サンプル検出部502a、最小値側2サンプル検出部503a、減算器504a、及び平均処理部505によってノイズフロア値Vnが複数回生成され、その複数個のノイズフロア値Vnが平均値一時記憶部509で記憶され、その複数のノイズフロア値Vnが、制御部508からの制御信号に応じて平均処理部510によって平均され、その平均値が平均ノイズフロア値Vnnとしてノイズフロア記憶部506に記憶されるので、長時間にわたって背景ノイズのレベルを検出し、平均ノイズフロア値Vnnを生成することができる結果、一時的に背景ノイズのレベルが増大した場合であっても、平均ノイズフロア値Vnnに対するこのような一時的なノイズの影響を低減することができる。
However, in the noise floor
そして、平均ノイズフロア値Vnnに基づいて、アンテナ2で受信された信号が無線信号であるかノイズであるかが判定されるので、無線信号とノイズとの判別精度を向上させることができる。
Since it is determined whether the signal received by the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態に係る無線受信装置について説明する。図9は、本発明の第4の実施形態に係る無線受信装置1cの構成の一例を示すブロック図である。本発明の第4の実施形態に係る無線受信装置1cは、図1に示す無線受信装置1(1a,1b)とは、以下の点で異なる。
(Fourth embodiment)
Next, a radio reception apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is described. FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wireless reception device 1c according to the fourth embodiment of the present invention. The wireless reception device 1c according to the fourth embodiment of the present invention is different from the wireless reception device 1 (1a, 1b) illustrated in FIG. 1 in the following points.
すなわち、図9に示す無線受信装置1cのパルス復調部3aは、アンプ33を備えない。また、AD変換器4の代わりに複数の積分ブロック10−1〜10−nを備えている。積分ブロック10−1は、積分回路9−1とAD変換器4−1とを備え、同様に積分ブロック10−2〜10−nは、積分回路9−2〜9−nとAD変換器4−2〜4−nとをそれぞれ備えている。そして、積分回路9−1〜9−nは、アンテナ2により受信され、パルス復調部3aにより検波された信号のレベルを互いに異なる複数のタイミングでそれぞれ積分し、その積分値がAD変換器4−1〜4−nによってそれぞれデジタル値に変換されて信号レベル値Vs1〜Vsnとして受信制御部5aへ出力される。
That is, the
また、受信制御部5aは、図2に示す受信制御部5(図6に示すノイズフロア値生成部51a、図8に示すノイズフロア値生成部51b)とは、記憶回路501が積分ブロック10−1〜10−nから出力された信号レベル値Vs1〜Vsnを複数の信号レベル値として記憶する点で異なる。この場合、積分ブロック10−1〜10−n及び記憶回路501がノイズ受信部の一例に相当している。
The
位相制御部8aは、基準クロック生成部7から出力されたクロック信号に基づき、積分回路9−1〜9−nの積分タイミングをそれぞれ制御する互いに異なるタイミングにされたゲート信号GT1〜GTnを積分回路9−1〜9−nへ出力する。
The phase control unit 8a integrates gate signals GT1 to GTn having different timings for controlling the integration timings of the integration circuits 9-1 to 9-n based on the clock signal output from the reference
その他の構成は図1に示す無線受信装置1(1a,1b)と同様であるのでその説明を省略し、以下、図9に示す無線受信装置1cの動作について説明する。図10は、無線受信装置1cの動作を説明するための信号波形図である。図10において、UWB通信におけるパルス信号の周期は例えば50nsecである例を示しており、パルス幅が10nsecにされると共にタイミングが10nsecずつずれたハイレベルの制御パルスを有するゲート信号GT1〜GTnが位相制御部8aから積分回路9−1〜9−nへ出力される。 Since other configurations are the same as those of the wireless reception device 1 (1a, 1b) shown in FIG. 1, the description thereof will be omitted, and the operation of the wireless reception device 1c shown in FIG. 9 will be described below. FIG. 10 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the wireless reception device 1c. FIG. 10 shows an example in which the period of the pulse signal in UWB communication is, for example, 50 nsec, and the gate signals GT1 to GTn having high-level control pulses whose pulse width is set to 10 nsec and the timing is shifted by 10 nsec are in phase. It is output from the control unit 8a to the integrating circuits 9-1 to 9-n.
図10において、検波信号RSにおけるパルスP6のタイミングと、ゲート信号GT1における制御パルスのタイミングとは一致しており、パルスP6は積分ブロック10−1によって積分され、その積分値が信号レベル値Vs1として受信制御部5a及び復調部6へ出力される。
In FIG. 10, the timing of the pulse P6 in the detection signal RS coincides with the timing of the control pulse in the gate signal GT1, and the pulse P6 is integrated by the integration block 10-1, and the integration value is set as the signal level value Vs1. The data is output to the
また、パルスP6と、ゲート信号GT2〜GTnにおける制御パルスとは異なるタイミングにされているので、パルスP6とは異なるタイミングにおける検波信号RS、すなわちノイズ信号レベルが積分ブロック10−2〜10−nによって積分され、その積分値が信号レベル値Vs2〜Vsnとして受信制御部5aへ出力される。
In addition, since the pulse P6 and the control pulse in the gate signals GT2 to GTn are at different timings, the detection signal RS, that is, the noise signal level at the timing different from the pulse P6 is caused by the integration blocks 10-2 to 10-n. The integrated values are output to the
そして、受信制御部5aにおける記憶回路501によって、信号レベル値Vs2〜Vsnがノイズ信号レベルを示す複数の信号レベル値として記憶され、上述のノイズフロア値生成部51(51a,51b)と同様にノイズフロア値Vn(又は平均ノイズフロア値Vnn)が生成され、判定部52へ出力される。
Then, the
その他の動作は図1に示す無線受信装置1(1a,1b)と同様であるのでその説明を省略する。 Since other operations are the same as those of the wireless reception device 1 (1a, 1b) shown in FIG.
これにより、複数の積分ブロック10−2〜10−nを用いて信号パルスとは異なるタイミングにおいて取得されたノイズ信号レベルを示す複数の信号レベル値Vs2〜Vsnが、並列動作により取得されるので、信号レベル値Vs2〜Vsnを取得するための時間を短縮することができ、ノイズフロア値Vn(Vnn)の生成処理を高速化することができる。 Thereby, since the plurality of signal level values Vs2 to Vsn indicating the noise signal level acquired at a timing different from the signal pulse using the plurality of integration blocks 10-2 to 10-n are acquired by the parallel operation, The time for acquiring the signal level values Vs2 to Vsn can be shortened, and the generation process of the noise floor value Vn (Vnn) can be speeded up.
なお、ゲート信号GT1〜GTnにおける各制御パルスは、パルス幅と同じ時間だけタイミングがずれた例を示したが、各制御パルスは一部が重複していてもよく、あるいは各制御パルス間に間隔が空いていてもよい。 In addition, although each control pulse in the gate signals GT1 to GTn has shown an example in which the timing is shifted by the same time as the pulse width, each control pulse may partially overlap, or an interval between each control pulse. May be vacant.
また、例えば、複数の積分ブロック、例えば積分ブロック10−1,10−2を用いて、ゲート信号GT1,GT2における各制御パルスのタイミングをUWB無線におけるパルス信号周期毎にずらして異なる位相タイミングにすることにより、ノイズ信号レベルを示す複数の信号レベル値Vs1,Vs2を複数周期に渡って取得し、記憶回路501に記憶させるようにしてもよい。具体的には、図11に示すように、ゲート信号GT1,GT2における各制御パルスのタイミングを例えばパルス幅と同じ10nsecだけ異ならせると共に、例えば検波信号RSにおけるパルス信号の周期毎に、時間T1,T2で示すように、破線で示すゲート信号GT1,GT2における各制御パルスのパルス幅を合計した時間ずつ、ゲート信号GT1,GT2における各制御パルスのタイミングを遅らせることにより、複数周期に渡ってノイズ信号レベルを示す複数の信号レベル値Vs1,Vs2を取得し、記憶回路501に記憶させるようにしてもよい。
Further, for example, using a plurality of integration blocks, for example, integration blocks 10-1 and 10-2, the timing of each control pulse in the gate signals GT1 and GT2 is shifted for each pulse signal period in the UWB radio to have different phase timings. Thus, a plurality of signal level values Vs1 and Vs2 indicating the noise signal level may be acquired over a plurality of cycles and stored in the
(第5実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態に係る無線受信装置について説明する。本発明の第5の実施形態に係る無線受信装置1dは、第1の実施形態に係る無線受信装置1とは、ノイズフロア値生成部51cの構成が異なる。図12は、ノイズフロア値生成部51cの構成の一例を示すブロック図である。図12に示すノイズフロア値生成部51cは、図2に示すノイズフロア値生成部51とは、最大値判定部502、最小値判定部503、及び減算器504を備えず、更新用ノイズフロア記憶部511、初期値記憶部512、閾値記憶部513、及び比較器514を備える点で異なる。また、制御部508cの動作が異なる。
(Fifth embodiment)
Next, a radio receiving apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is described. The
そして、平均処理部505は、記憶回路501に記憶された複数個の信号レベル値Vsの平均値をノイズフロア値Vnとして更新用ノイズフロア記憶部511へ出力する。更新用ノイズフロア記憶部511は、例えばレジスタを用いて構成された記憶回路で、平均処理部505とノイズフロア記憶部506との間に設けられ、平均処理部505から出力されたノイズフロア値Vnを第2ノイズフロア値Vn2として、記憶すると共にノイズフロア記憶部506及び比較器514へ出力する。
Then, the
初期値記憶部512及び閾値記憶部513は、不揮発性の記憶素子、例えばEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)を用いて構成されている。初期値記憶部512には、無線受信装置1dの起動後、初期値としてノイズフロア記憶部506に記憶させるための第1ノイズフロア値Vn1が予め記憶されている。初期値記憶部512に記憶される第1ノイズフロア値Vn1の初期値は、例えば、無線受信装置1dの工場出荷時に、外来ノイズが無い状態で平均処理部505により生成されたノイズフロア値Vnを用いることができる。
The initial
閾値記憶部513は、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2が、所定の範囲内であるか否かに基づいて一時的なノイズの影響により生成されたものか否かを判定するための閾値Vnxを予め記憶すると共にその閾値Vnxを比較器514へ出力する。この閾値Vnxとしては、例えば、初期値記憶部512に記憶される第1ノイズフロア値Vn1の初期値に、例えば住宅やオフィス等の使用環境における一般的なノイズフロア値の変動幅を実験的に求め、この値、例えば3dB程度の値を加算したものを用いることができる。
Whether the threshold
ノイズフロア記憶部506は、制御部508cからの制御信号に応じて、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2を第1ノイズフロア値Vn1として、記憶すると共に比較器514及び判定部52へ出力する。比較器514は、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2と、閾値記憶部513から出力された閾値Vnxとを比較して、その比較結果を制御部508cへ出力する。
The noise
制御部508cは、さらに、平均処理部505で生成された第2ノイズフロア値Vn2を更新用ノイズフロア記憶部511に記憶させ、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2と閾値記憶部513から出力された閾値Vnxとを比較器514で比較させる。そして、制御部508cは、第2ノイズフロア値Vn2が閾値Vnxを超えていれば、記憶回路501で新たに記憶された信号レベル値Vsに基づき、平均処理部505によりさらに新たなノイズフロア値Vnを生成させ、更新用ノイズフロア記憶部511により第2ノイズフロア値Vn2として記憶させる。
The
また、制御部508cは、比較器514による第2ノイズフロア値Vn2と閾値Vnxとの比較の結果、第2ノイズフロア値Vn2が閾値Vnx以下の範囲内であれば、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2を、ノイズフロア記憶部506によって、第1ノイズフロア値Vn1として記憶させると共に判定部52へ出力させる。
In addition, as a result of the comparison between the second noise floor value Vn2 and the threshold value Vnx by the
その他の構成及び動作は無線受信装置1と同様であるのでその説明を省略し、以下、本実施形態にかかる無線受信装置1dの動作について説明する。まず、例えば図略の電源スイッチがオンされて、無線受信装置1dが起動されると、制御部508cからの制御信号に応じて、初期値記憶部512に記憶されている第1ノイズフロア値Vn1がノイズフロア記憶部506により記憶されると共に判定部52へ出力され、無線受信装置1と同様に、無線信号RFの受信、復調動作が行われる。
Since other configurations and operations are the same as those of the
次に、無線受信装置1と同様にして、位相制御部8からのゲート信号GTに応じてアンテナ2で受信された無線信号RFがパルス復調部3でパルス復調され、AD変換器4で信号レベル値Vsが取得され、記憶回路501により複数の信号レベル値Vsが記憶され、この複数の信号レベル値Vsに基づいて、平均処理部505によりノイズフロア値Vnが生成され、更新用ノイズフロア記憶部511へ出力される。
Next, in the same manner as the
そして、平均処理部505から出力されたノイズフロア値Vnが、更新用ノイズフロア記憶部511によって、第2ノイズフロア値Vn2として、記憶されると共にノイズフロア記憶部506及び比較器514へ出力される。さらに、比較器514によって、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2と、閾値記憶部513から出力された閾値Vnxとが比較され、その比較結果が制御部508cへ出力される。
The noise floor value Vn output from the
そして、第2ノイズフロア値Vn2が閾値Vnxを超えていれば、制御部508cからの制御信号に応じて、記憶回路501で新たに記憶された信号レベル値Vsに基づき、平均処理部505によりさらに新たなノイズフロア値Vnが生成され、更新用ノイズフロア記憶部511により第2ノイズフロア値Vn2として記憶される。
Then, if the second noise floor value Vn2 exceeds the threshold value Vnx, the
また、比較器514による第2ノイズフロア値Vn2と閾値Vnxとの比較の結果、第2ノイズフロア値Vn2が閾値Vnx以下の範囲内であれば、制御部508cからの制御信号に応じて、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2が、ノイズフロア記憶部506によって、第1ノイズフロア値Vn1として記憶されると共に判定部52へ出力される。
Further, as a result of the comparison between the second noise floor value Vn2 and the threshold value Vnx by the
無線受信装置1dでは、図5に示すように、無線信号RFのパルス周期と、ゲート信号GTにおける制御パルスの周期とは、異なるタイミングにされているので、例えば無線信号RFのタイミングとゲート信号GTにおける制御パルスのタイミングとが一致してしまうことにより、ノイズ信号レベルではなく無線信号パルスの信号レベルに基づいてノイズフロア値Vnが生成され、ノイズフロア値Vnが増大してしまうことが抑制されるようになっている。
In the
一方、一時的に高レベルのノイズが発生した場合、例えば電子レンジや電磁調理器具等の使用により高レベルノイズが発生した場合、ゲート信号GTにおける制御パルスの複数周期にわたって高レベルのノイズが無線受信装置1dで受信されるため、ノイズフロア値Vnが増大する。例えば、図2に示すノイズフロア値生成部51を用いた無線受信装置1では、この一時的なノイズによって増大したノイズフロア値Vnを、第1ノイズフロア値Vn1としてノイズフロア記憶部506に記憶させ、判定部52での判定基準として用いると、電子レンジ等のノイズ源となる機器の使用が終了し、ノイズレベルが低下した場合であっても、第1ノイズフロア値Vn1が増大したままになる結果、判定部52により信号パルスがノイズであると判定されてしまい、無線信号RFを正しく受信できなくなるおそれがある。
On the other hand, when high-level noise occurs temporarily, for example, when high-level noise occurs due to the use of a microwave oven, an electromagnetic cooker, or the like, high-level noise is received wirelessly over a plurality of cycles of the control pulse in the gate signal GT. Since it is received by the
しかし、図12に示すノイズフロア値生成部51cを用いた無線受信装置1dでは、平均処理部505で得られたノイズフロア値Vnを、そのまま第1ノイズフロア値Vn1としてノイズフロア記憶部506に記憶させるのではなく、一旦更新用ノイズフロア記憶部511に第2ノイズフロア値Vn2として記憶させる。そして、比較器514によって、第2ノイズフロア値Vn2を閾値Vnxと比較し、第2ノイズフロア値Vn2が閾値Vnx以下の範囲を超える場合、すなわち、例えば住宅やオフィス等における一般的なノイズフロア値の変動幅を超える場合、電子レンジや電磁調理器具等の機器の動作により一時的に高レベルのノイズが発生していると考えることができるので、このような場合には、ノイズフロア記憶部506に記憶されている第1ノイズフロア値Vn1を更新することなく再び新たなノイズフロア値Vnが第2ノイズフロア値Vn2として生成されるので、一時的な高レベルのノイズによって、第1ノイズフロア値Vn1が増大し、無線信号RFを正しく受信できなくことが抑制される。
However, in the
また、例えば電子レンジ等の高レベルのノイズ源となる機器の使用が終了し、ノイズレベルが低下した場合には、第2ノイズフロア値Vn2が低下するので、比較器514による第2ノイズフロア値Vn2と閾値Vnxとの比較の結果、第2ノイズフロア値Vn2が閾値Vnx以下の範囲内となれば、更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2が、ノイズフロア記憶部506によって、第1ノイズフロア値Vn1として記憶されると共に判定部52へ出力され、無線信号とノイズとの判別精度が向上されるので、通信の信頼性を向上させることができる。
Further, when the use of a device that becomes a high level noise source such as a microwave oven is finished and the noise level is lowered, the second noise floor value Vn2 is lowered, so that the second noise floor value by the
なお、閾値記憶部513には、第1ノイズフロア値Vn1に、例えば住宅やオフィス等の使用環境における一般的なノイズフロア値の変動幅を加算したものを閾値Vnxとして予め記憶しておく例を示したが、例えば、このような変動幅を記憶しておき、初期値記憶部512に記憶されている第1ノイズフロア値Vn1の初期値と、この変動幅とを例えば加算器で加算して比較器514へ出力してもよい。
Note that the
また、閾値記憶部513には、第1ノイズフロア値Vn1に、無線受信装置1dの使用環境における一般的なノイズフロア値の変動幅を、加算したものを閾値の上限値として記憶し、減算したものを閾値の下限値として記憶し、比較器514は、第2ノイズフロア値Vn2がこの下限値と上限値とで示される範囲内であるか否かを制御部508cへ出力するようにしてもよい。
In addition, the
また、閾値記憶部513に閾値Vnxを記憶させておく代わりに、1又は複数のディップスイッチや多接点スイッチの一例であるロータリスイッチを用いて閾値Vnxを設定するようにしてもよい。
Further, instead of storing the threshold value Vnx in the threshold
また、更新用ノイズフロア記憶部511は、図2に示すノイズフロア値生成部51、図6に示すノイズフロア値生成部51a、及び図8に示すノイズフロア値生成部51bのうちいずれかにおける平均処理部505で得られたノイズフロア値Vnを記憶する構成としてもよい。
The update noise
また、図12に示す更新用ノイズフロア記憶部511から出力された第2ノイズフロア値Vn2を、図8に示す平均値一時記憶部509にノイズフロア値Vnの代わりに記憶させ、図12に示すノイズフロア記憶部506は、図8に示す平均処理部510で得られた平均ノイズフロア値Vnnを第1ノイズフロア値Vn1として記憶すると共に判定部52へ出力する構成としてもよい。
Further, the second noise floor value Vn2 output from the update noise
また、図12に示す記憶回路501は、図9に示す複数の積分ブロック10−1〜10−nで得られた信号レベル値Vs1〜Vsnを複数の信号レベル値として記憶するものであってもよい。
Further, the
1,1a,1b,1c,1d 無線受信装置
2 アンテナ
3,3a パルス復調部
4 AD変換器
4−1〜4−n AD変換器
5,5a 受信制御部
6 復調部
7 基準クロック生成部
8,8a 位相制御部
9−1〜9−n 積分回路
10−1〜10−n 積分ブロック
31,33 アンプ
32 フィルタ
34 検波器
51,51a,51b,51c ノイズフロア値生成部
52 判定部
501 記憶回路
502 最大値判定部
502a 最大値側2サンプル検出部
503 最小値判定部
503a 最小値側2サンプル検出部
504,504a 減算器
505,510 平均処理部
508,508c 制御部
509 平均値一時記憶部
511 更新用ノイズフロア記憶部
512 初期値記憶部
513 閾値記憶部
514 比較器
521 加算値記憶部
522 倍率設定部
523 乗算器
524 加算器
525 コンパレータ
Vn ノイズフロア値
Vnn 平均ノイズフロア値
1, 1a, 1b, 1c,
Claims (8)
前記無線信号を受信するための受信部と、
前記周期とは異なるタイミングで前記受信部により受信された信号のレベルを取得するノイズ受信部と、
前記ノイズ受信部により受信された複数の信号のレベルの平均値を、背景ノイズのレベルを示すノイズフロア値として生成し、第1ノイズフロア値として出力するノイズフロア値生成部と、
前記ノイズフロア値生成部により出力された第1ノイズフロア値に基づいて、前記受信部で受信された信号が前記無線信号であるかノイズであるかを判定する判定部と、
前記判定部により前記受信部で前記無線信号が受信されたと判定された場合に、前記受信部により受信された無線信号の復調を行う復調部と
を備えることを特徴とする無線受信装置。 A wireless reception device that receives a wireless signal having a pulsed signal at a predetermined cycle at a timing synchronized with the cycle,
A receiver for receiving the radio signal;
A noise receiving unit for acquiring a level of a signal received by the receiving unit at a timing different from the period;
A noise floor value generating unit that generates an average value of the levels of a plurality of signals received by the noise receiving unit as a noise floor value indicating a background noise level, and outputs the first noise floor value;
A determination unit that determines whether a signal received by the reception unit is the radio signal or noise based on the first noise floor value output by the noise floor value generation unit;
A radio receiving apparatus comprising: a demodulating unit that demodulates the radio signal received by the receiving unit when the determining unit determines that the radio signal is received by the receiving unit.
を特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 The noise floor value generation unit generates, as the noise floor value, an average value of residual signal levels excluding at least a maximum value among a plurality of signal levels received by the noise reception unit. The wireless receiver according to claim 1.
を特徴とする請求項2記載の無線受信装置。 The noise floor value generation unit further generates an average value of remaining signal levels excluding a minimum value as the noise floor value among a plurality of signal levels received by the noise reception unit. The wireless receiver according to claim 2.
を特徴とする請求項3記載の無線受信装置。 The noise floor value generation unit further includes, among the levels of the plurality of signals received by the noise reception unit, a remaining signal excluding a signal level that is the second largest next to the maximum value and a signal level that is the second smallest next to the minimum value. The wireless reception device according to claim 3, wherein an average value of levels is generated as the noise floor value.
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無線受信装置。 The wireless reception device according to claim 1, wherein the noise floor value generation unit periodically generates a new noise floor value.
前記記憶部により記憶された複数の第1ノイズフロア値の平均値を、平均ノイズフロア値として生成する平均処理部と
を備え、
前記判定部は、前記第1ノイズフロア値の代わりに前記平均処理部により得られた平均ノイズフロア値に基づいて、前記受信部で受信された信号が前記無線信号であるかノイズであるかを判定すること
を特徴とする請求項5記載の無線受信装置。 A storage unit for storing a plurality of first noise floor values output by the noise floor value generation unit;
An average processing unit that generates an average value of a plurality of first noise floor values stored by the storage unit as an average noise floor value;
The determination unit determines whether the signal received by the reception unit is the radio signal or noise based on an average noise floor value obtained by the average processing unit instead of the first noise floor value. The wireless receiver according to claim 5, wherein the wireless receiver is determined.
前記受信部により受信された信号のレベルを互いに異なる複数のタイミングでそれぞれ積分する複数の積分回路を備え、
前記複数の積分回路における積分値を、前記複数の信号のレベルとして前記ノイズフロア値生成部へ出力すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の無線受信装置。 The noise receiver is
A plurality of integration circuits for integrating the levels of the signals received by the receiving unit at a plurality of different timings, respectively;
The radio reception apparatus according to claim 1, wherein the integration values in the plurality of integration circuits are output to the noise floor value generation unit as levels of the plurality of signals.
前記ノイズフロア値を第2ノイズフロア値として新たに生成し、
前記第2ノイズフロア値が予め設定された所定の範囲を超える場合、再び前記ノイズフロア値を第2ノイズフロア値として新たに生成し、
前記第2ノイズフロア値が前記範囲内である場合、当該第2ノイズフロア値を前記第1ノイズフロア値として出力すること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の無線受信装置。 The noise floor value generation unit
The noise floor value is newly generated as a second noise floor value,
When the second noise floor value exceeds a preset predetermined range, the noise floor value is newly generated as a second noise floor value again,
The radio reception apparatus according to claim 1, wherein when the second noise floor value is within the range, the second noise floor value is output as the first noise floor value.
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