(実施例1)
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例1は、複数の周波数チャネルを使用して通信する無線装置に関する。無線装置の回路規模の増加を抑制するためには、無線装置が備える無線部の数は、「1」にされるべきである。一方、無線部が1つである場合、一方の周波数チャネルにおける信号の受信を検出している間に、他方の周波数チャネルの信号が受信されても、これは検出されない。さらに、周波数チャネルの帯域幅が複数種類規定されている場合、信号を検出する際のフィルタ等の帯域幅が切りかえられる。しかしながら、フィルタ等の帯域幅は瞬時に切りかえられずにある程度の時間を要するので、切りかえている間に到来した信号に対しては検出処理が実行されない。このような状況下でありながらも、受信検出の失敗確率の増加を抑制することが望まれる。
ここで、信号の受信を検出するための処理には、RSSIの測定と、プリアンブルの検出が含まれる。RSSIの測定では、受信信号強度が単に測定されているだけなので、受信した信号が所望の信号であるかを識別する精度は低いが、処理に要する期間は比較的短い。一方、プリアンブルの検出では、パケット信号の先頭部分に配置されているプリアンブルが検出されるので、前述の識別精度は高いが、処理に要する期間は、RSSIの測定に比較して長い。このような特徴を考慮して、本実施例に係る無線装置は、複数の周波数チャネルを切りかえながら、RSSIの測定を順次実行する。その際、周波数チャネルの帯域幅が複数種類規定されていても、最も広い帯域幅にフィルタ等の帯域幅を固定する。
図1は、通信システム100の構成を示す。通信システム100は、無線装置10、第1種端末装置12、第2種端末装置14、スマートメータ16、収集制御局18を含む。無線装置10、第1種端末装置12、第2種端末装置14、スマートメータ16は、住宅28に設置される。図1においては、説明を明瞭にするために、1つの住宅28だけが示されているが、実際には、複数の住宅28が存在し、各住宅28にスマートメータ16、無線装置10、第1種端末装置12、第2種端末装置14が設置される。
収集制御局18、スマートメータ16、無線装置10、第1種端末装置12、第2種端末装置14は、いずれも無線通信機能を備える。収集制御局18とスマートメータ16との間の無線通信はマルチホップ通信26であり、スマートメータ16と無線装置10との間の無線通信は上位通信24である。また、無線装置10と第1種端末装置12との間の無線通信は第1通信20であり、無線装置10と第2種端末装置14との間の無線通信は第2通信22である。マルチホップ通信26は、各住宅28に設置されたスマートメータ16による転送によって実現されており、Aルートに対応する。上位通信24は、WiSUN(Wireless Smart Utility Networks)のBルートに対応し、第1通信20は、WiSUNのHAN(Home Area Network)に対応する。この分野の無線通信方式はIEEE802.15.4で規定されているが、標準化された方式(WiSUNアライアンス等)や独自運用している方式などが混在している。
スマートメータ16は、前述の無線通信機能に加えて、住宅28で使用された電力量を計測する電力メータとしての機能を有する。スマートメータ16は、電力会社(電気事業者)からの商用電力が供給される配電線(図示せず)に接続されており、住宅28で使用された電力量を計測する。この機能については公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。スマートメータ16は、電力量の計測結果が含まれた検針データをマルチホップ通信26にて収集制御局18に送信する。収集制御局18は、通信システム100の親機に相当し、スマートメータ16からの検針データを受信する。これにより、電力会社による遠隔検針が可能になる。
住宅28に設置された電子機器(図示せず)には、第1種端末装置12あるいは第2種端末装置14が接続される。電子機器は、例えば、エア・コンディショナー、OA機器、テレビジョン受像装置である。第1種端末装置12、第2種端末装置14は、異なった無線通信方式である第1通信20、第2通信22にそれぞれ対応し、無線装置10と通信する。無線装置10は、上位通信24によってスマートメータ16とも通信するので、スマートメータ16からの計測結果を受信する。計測結果によって、電子機器における正確な電力管理が可能になる。以下では、無線装置10の動作に着目するので、第1通信20、第2通信22、上位通信24を説明の対象にする。
図2(a)−(b)は、第1通信20、第2通信22、上位通信24の周波数チャネル配置を示す。図2(a)は、第1通信20および上位通信24における周波数チャネルの配置を示す。図示のごとく、400kHz幅の周波数チャネルがN個周波数多重されている。ここでは、周波数の低い方から順に、CH1、CH2、・・・、CHNと示される。本実施例において、第1通信20のために使用される周波数チャネルと、上位通信24のために使用される周波数チャネルとは異なっている。以下では、第1通信20のために使用される周波数チャネルが「CHx1」と示され、上位通信24のために使用される周波数チャネルが「CHy」と示される。
図2(b)は、第2通信22における周波数チャネルの配置を示す。図示のごとく、1つの周波数チャネルは、200kHz幅であるので、第1通信20および上位通信24における周波数チャネルの半分の帯域幅であり、CH1の帯域内に配置される周波数チャネルがCH1−1、CH1−2と示される。ここでは、第1通信20、上位通信24に使用される400kHz幅の帯域幅を「第1の帯域幅」といい、第2通信22に使用される200kHz幅の帯域幅を「第2の帯域幅」という。第2の帯域幅は、第1の帯域幅よりも狭いといえる。
本実施例において、第2通信22のために使用される周波数チャネルは、第1通信20のために使用される周波数チャネルに含まれてもよく、含まれていなくてもよい。含まれている場合、第1通信20のために使用される周波数チャネルが「CH1」であれば、第2通信22のために使用される周波数チャネルは、「CH1−1」あるいは「CH1−2」である。一方、含まれていない場合、第1通信20のために使用される周波数チャネルが「CH1」であれば、第2通信22のために使用される周波数チャネルは、「CH2−1」あるいは「CH2−2」等である。以下では、第2通信22のために使用される周波数チャネルが「CHx2」と示される。
無線装置10は、第1種端末装置12、第2種端末装置14、スマートメータ16との間で、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)による通信を実行する。具体的に説明すると、無線装置10とスマートメータ16は、周波数チャネル「CHy」を使用してCSMA/CAによる通信を実行する。無線装置10と第1種端末装置12は、周波数チャネル「CHx1」を使用してCSMA/CAによる通信を実行し、無線装置10と第2種端末装置14は、周波数チャネル「CHx2」を使用してCSMA/CAによる通信を実行する。無線装置10は、例えば、HEMS(Home Energy Management System)コントローラのような電子機器を制御する制御装置に接続または搭載されるものである。
図3(a)−(b)は、第1通信20、第2通信22、上位通信24のパケット信号のフォーマットを示す。図3(a)は、第1通信20および上位通信24のパケット信号のフォーマットを示す。パケット信号は、プリアンブル、UW(Unique Word)、データを先頭から順に配置する。プリアンブルは、15byteを有しており、第1通信20、上位通信24の伝送レートが共通して100kbpsであるので、1.2msecの期間を有する。プリアンブルのパターンは既知である。UW、データについては説明を省略する。
図3(b)は、第2通信22のパケット信号のフォーマットを示す。パケット信号の構成は、図3(a)と同様であり、かつプリアンプルも15byteを有する。しかしながら、第2通信22の伝送レートは、第1通信20、上位通信24の伝送レートより低速の40kbpsであるので、プリアンブルは、3.0msecの期間を有する。つまり、第2通信22のパケット信号に含まれたプリアンブルの期間は、第1通信20、上位通信24のパケット信号に含まれたプリアンブルの期間よりも長い。
図4は、無線装置10の構成を示す。無線装置10は、通信部40、探索部42、データ処理部44、制御部46を含む。通信部40は、受信部48、送信部50を含み、探索部42は、測定部52、検出部54を含む。通信部40は、前述の無線部に相当する。
受信部48は、第1通信20、第2通信22、上位通信24のそれぞれに対応した処理を実行することによって、無線通信におけるパケット信号を受信する。また、受信部48は、パケット信号を受信するまでの間であって、かつ後述の送信部50がパケット信号を送信していない間(以下、「探索期間」という)においても、制御部46からの指示に応じて周波数チャネルを設定しながら、パケット信号の受信を試みる。受信部48は、増幅機能、周波数変換機能を有するとともに、帯域幅を可変に設定可能なフィルタを備える。フィルタの帯域幅の変更は、フィルタのタップ係数の変更によって実現されるが、変更のための設定は、制御部46によってなされる。受信部48は、これらの構成によって、ベースバンド信号を生成し、ベースバンド信号を探索部42、データ処理部44に出力する。
測定部52は、受信部48からのベースバンド信号を入力し、ベースバンド信号のRSSIを測定する。ここで、探索期間において、制御部46は、受信部48に対して、周波数チャネル「CHx1」、「CHx2」、「CHy」とを一定間隔で切りかえる指示を出力する。なお、RSSIの測定には、例えば、100μsec要するので、制御部46は、100μsec以上の間隔で周波数チャネルを切りかえさせる。これにより、測定部52は、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIの測定と、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIの測定と、周波数チャネル「CHy」におけるRSSIの測定とを切りかえながら実行する。
ここで、周波数チャネル「CHx1」、「CHy」におけるRSSIの測定は、第1の帯域幅の周波数チャネルにおけるRSSIの測定に相当する。また、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIの測定は、第2の帯域幅の周波数チャネルにおけるRSSIの測定に相当する。このような状況下において、制御部46は、周波数チャネルに関係なく、受信部48におけるフィルタの帯域幅を第1の帯域幅のまま固定させる。これにより、測定部52は、第1の帯域幅の周波数チャネルと、第2の帯域幅の周波数チャネルとに対して、共通して、第1の帯域幅でRSSIを測定する。これは、最も広い帯域幅で測定がなされることに相当する。
図5は、無線装置10において使用される周波数チャネルの配置を示す。図5は、図2(a)−(b)と同様に示されるが、図5では、「CH1」に「CHx1」が設定され、「CH3−1」に「CHx2」が設定され、「CHN」に「CHy」が設定されているとする。ここで、「CHx1」に対してRSSIを測定する際のフィルタの帯域は、第1通信用フィルタ帯域60に設定される。また、「CHx2」に対してRSSIを測定する際のフィルタの帯域は、第2通信用フィルタ帯域62に設定され、「CHy」に対してRSSIを測定する際のフィルタの帯域は、上位通信用フィルタ帯域64に設定される。第1通信用フィルタ帯域60、第2通信用フィルタ帯域62、上位通信用フィルタ帯域64は、同一の帯域幅を有する。図4に戻る。
測定部52は、例えば、パケット信号の最低受信感度をもとに設定されたしきい値を保持しており、RSSIをしきい値と比較する。測定部52は、RSSIがしきい値以上でなければ、RSSIを測定した周波数チャネルに信号が存在しないこと(以下、「信号不存在」という)を制御部46に通知する。制御部46は、信号不存在の通知を受けつけると、前述のごとく、受信部48に周波数チャネルを切りかえさせる。その結果、測定部52においてもRSSIを測定すべき周波数チャネルが切りかえられる。このように、制御部46は、測定部52における切替を制御する。
図6(a)−(c)は、無線装置10による動作概要を示す。図6(a)は、RSSIがしきい値以上にならない場合の動作を示す。図示のごとく、周波数チャネル「CHx2」、「CHx1」、「CHy」の切替が繰り返されながら、RSSI測定がなされる。図6(b)−(c)については後述し、図4に戻る。
次に、測定部52において測定したRSSIがしきい値以上である場合の処理を説明するが、ここでは、(1)周波数チャネル「CHx1」、「CHy」での処理を説明してから、(2)周波数チャネル「CHx2」での処理を説明する。
(1)周波数チャネル「CHx1」、「CHy」での処理
測定部52は、周波数チャネル「CHx1」、「CHy」において、つまり第1の帯域幅の周波数チャネルにおいて、RSSIがしきい値以上であれば、周波数チャネルに信号が存在すること(以下、「信号存在」という)を制御部46、検出部54に通知する。制御部46は、信号存在の通知を測定部52から受けつけると、受信部48での周波数チャネルを固定する。
検出部54は、信号存在の通知を測定部52から受けつけると、周波数チャネルでのベースバンド信号を受信部48から入力する。検出部54は、ベースバンド信号に対して、パケット信号に含まれるべきプリアンブルの検出処理を実行する。プリアンブルの検出による相関値がしきい値以上である場合、検出部54は、プリアンブルを検出したと決定する。一方、プリアンブルの検出による相関値がしきい値よりも小さい場合、検出部54は、プリアンブルを検出しなかったと決定する。なお、相関値に対するしきい値は、測定部52でのしきい値とは別に設定される。検出部54は、プリアンブルの検出結果を制御部46に通知する。
制御部46は、検出部54から受けつけた結果がプリアンブルを検出したことを示していた場合、受信部48に対する周波数チャネルの固定を継続するとともに、データ処理部44に対して、受信部48からのパケット信号の受信処理を実行させる。パケット信号の受信処理は、復調処理、復号処理等を含む。パケット信号の期間が終了すると、制御部46は、受信部48に対して周波数チャネルを切りかえさせる。この処理は、検出部54から受けつけた結果がプリアンブルを検出しなかったことを示していた場合も同様である。
(2)周波数チャネル「CHx2」での処理
測定部52は、周波数チャネル「CHx2」において、つまり第2の帯域幅の周波数チャネルにおいて、RSSIがしきい値以上であれば、信号存在を制御部46に通知する。ここでは、このような状況を図7を使用しながら説明する。図7は、測定部52によるRSSIの測定処理の概要を示す。横軸は、周波数を示しており、周波数チャネル「CH2」、「CH3−1」、「CH3−2」、「CH4」は、図5と同様に示される。また、前述のごとく、周波数チャネル「CH3−1」に「CHx2」が設定されているので、周波数チャネル「CHx2」での信号は、第2通信用信号帯域70に配置されるべきである。一方、第2通信用フィルタ帯域62は、周波数チャネル「CH3−1」だけではなく、周波数チャネル「CH2」、「CH3−2」にも一部はみ出すように設定される。そのため、第2通信用信号帯域70に本来の信号が到来していなくても、周波数チャネル「CH2」、「CH3−2」における干渉信号の大きさが大きければ、第2通信用フィルタ帯域62における信号のRSSIが大きくなる。
本来の信号のRSSIが大きい場合であるか、干渉信号のRSSIが大きい場合であるかを区別をするために、制御部46は、信号存在の通知を測定部52から受けつけると、受信部48に対して、隣接した別の周波数チャネルを受信させる。ここでは、例えば、別の周波数チャネルとして、「CHx2」よりも低い周波数側の周波数チャネルを設定する。周波数チャネル「CHx2」が「CH3−1」である場合、受信部48は、周波数チャネル「CH2」における信号を受信する。その際のフィルタは、図7の低側用帯域66に設定される。これにより、測定部52は、低側用帯域66における信号のRSSIを測定する。また、測定部52は、第2通信用フィルタ帯域62における信号のRSSIと、低側用帯域66における信号のRSSIを測定する。測定部52は、後者が前者以上である場合、低側用帯域66において干渉信号を受信していると判定し、後者が前者よりも小さい場合、低側用帯域66において干渉信号を受信していないと判定する。測定部52は、判定結果を制御部46に出力する。
制御部46は、干渉信号を受信していると通知された場合、周波数チャネル「CHx2」に信号は存在しないので、受信部48に対して周波数チャネルを切りかえさせる。一方、制御部46は、干渉信号が存在しないと通知された場合、受信部48に対して、周波数チャネル「CHx2」に隣接したさらに別の周波数チャネルを受信させる。ここでは、例えば、さらに別の周波数チャネルとして、「CHx2」よりも高い周波数側の周波数チャネルを設定する。周波数チャネル「CHx2」が「CH3−1」である場合、受信部48は、周波数チャネル「CH4」における信号を受信する。その際のフィルタは、図7の高側用帯域68に設定される。これにより、測定部52は、高側用帯域68における信号のRSSIを測定する。また、測定部52は、第2通信用フィルタ帯域62における信号のRSSIと、高側用帯域68における信号のRSSIを測定する。測定部52は、後者が前者以上である場合、高側用帯域68において干渉信号を受信していると判定し、後者が前者よりも小さい場合、高側用帯域68において干渉信号を受信していないと判定する。測定部52は、判定結果を制御部46に出力する。
制御部46は、干渉信号を受信していると通知された場合、周波数チャネル「CHx2」に信号は存在しないので、受信部48に対して周波数チャネルを切りかえさせる。このように、測定部52は、第2の帯域幅の周波数チャネルにおけるRSSIがしきい値以上である場合、第2の帯域幅の周波数チャネルに隣接した別の周波数チャネルにおけるRSSIも測定する。また、測定部52は、別の周波数チャネルとして、第2の帯域幅の周波数チャネルよりも低い周波数側の周波数チャネルを使用するとともに、第2の帯域幅の周波数チャネルよりも高い周波数側の周波数チャネルを使用する。なお、第2の帯域幅の周波数チャネルよりも高い周波数側の周波数チャネルに対する処理は省略されてもよい。
図6(b)−(c)は、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIがしきい値以上である場合の動作を示す。図6(b)において、「RSSI測定(1)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、「RSSI測定(2)」では、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSI以上であれば、干渉信号を受信しているので、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定される。これに続く処理は、図6(a)と同一である。
図6(c)において、「RSSI測定(1)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、「RSSI測定(2)」では、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIよりも小さかったため、「RSSI測定(3)」では、周波数チャネル「CHx2」の高い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。高い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSI以上であれば、干渉信号を受信しているので、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定される。これに続く処理は、図6(a)と同一である。図4に戻る。
周波数チャネル「CHx2」に隣接した別の周波数チャネルにおいて干渉信号を受信していると測定部52が判定した場合、干渉信号の検出精度を向上させるために、次の処理が実行されてもよい。測定部52は、干渉信号を受信したとの判定結果を検出部54に出力する。検出部54は、干渉信号を受信したとの判定結果を入力した場合に、別の周波数チャネルのベースバンド信号において、パケット信号に含まれるべきプリアンブルの検出処理を実行する。プリアンブルの検出処理は、前述の通りである。プリアンブルを検出した場合、当該別の周波数チャネルにおいて信号を受信していることが確実に確認される。
図8(a)−(c)は、無線装置10による別の動作概要を示す。特に、図8(a)は、プリアンブルの検出処理を実行する場合の動作を示す。「RSSI測定(1)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、「RSSI測定(2)」では、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSI以上であれば、「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルの検出により、干渉信号の受信が確認されたので、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定される。これに続く処理は、図6(a)と同一である。図8(b)−(c)は後述し、図4に戻る。
検出部54においてプリアンブルが検出された場合、さらに次の処理が実行が実行されてもよい。データ処理部44は、当該別の周波数チャネルにおけるパケット信号を受信可能である場合、別の周波数チャネルにおけるパケット信号に対してデータ処理を実行する。これは、周波数チャネル「CHx2」における信号を探索したが、これに隣接した別の周波数チャネルにおいて信号を受信したために、それに対してデータ処理を実行することに相当する。
図8(b)は、データ処理を実行する場合の動作を示す。「RSSI測定(1)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、「RSSI測定(2)」では、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSI以上であれば、「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルが検出されれば、「データ処理」が実行される。その後、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定され、これに続く処理は、図6(a)と同一である。図8(c)は後述し、図4に戻る。
これまで説明した処理を実行した結果、別の周波数チャネルにおいて信号を受信していないと判定された場合、次の処理が実行される。これは、第2の帯域幅の周波数チャネルにおけるRSSIよりも、別の周波数チャネルにおけるRSSIの方が小さい場合の処理に相当する。制御部46は、周波数チャネル「CHx2」に対して、受信部48におけるフィルタの帯域幅を第1の帯域幅から第2の帯域幅に変更させる。つまり、フィルタの帯域幅を狭くさせる。これは、図7において第2通信用フィルタ帯域62と示された帯域幅を、第2通信用信号帯域70と示された帯域幅に変更することに相当する。
測定部52は、受信部48からのベースバンド信号を入力し、ベースバンド信号のRSSIを測定する。これは、周波数チャネル「CHx2」に対して、第2の帯域幅でRSSIを測定することに相当する。測定部52は、第2の帯域幅で測定したRSSIと、第1の帯域幅で既に測定していたRSSIとを比較する。前者が後者以上であれば、測定部52は、信号存在を制御部46、検出部54に通知する。これに続く処理は、(1)と同様であるので、ここでは説明を省略する。一方、前者が後者よりも小さければ、測定部52は、信号不存在を制御部46に通知する。
図8(c)は、周波数チャネル「CHx2」に対して、フィルタの帯域幅を変更する場合の動作を示す。「RSSI測定(1)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、「RSSI測定(2)」では、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。低い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIよりも小さかったため、「RSSI測定(3)」では、周波数チャネル「CHx2」の高い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが測定される。高い周波数側の周波数チャネルにおけるRSSIが、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIより小さければ、「変更」では、第1の帯域幅から第2の帯域幅への変更がなされる。さらに、「RSSI測定(4)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが再び測定される。これが、既に測定した第1の帯域幅でのRSSIであって、かつ周波数チャネル「CHx2」におけるRSSI以上であれば、「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルが検出されれば、「データ処理」が実行される。その後、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定され、これに続く処理は、図6(a)と同一である。図4に戻る。
データ処理部44は、送信すべきデータが発生した場合に、パケット信号を生成する。ここで、データ処理部44は、パケット信号の送信先が第1種端末装置12、スマートメータ16であれば、図3(a)のフォーマットを使用し、パケット信号の送信先が第2種端末装置14であれば、図3(b)のフォーマットを使用する。制御部46は、受信部48がパケット信号を受信していなければ、データ処理部44において生成したパケット信号を送信部50に出力させる。制御部46は、パケット信号の送信先が第1種端末装置12であれば、周波数チャネル「CHx1」を送信部50に設定させ、第2種端末装置14であれば、周波数チャネル「CHx2」を送信部50に設定させる。また、制御部46は、パケット信号の送信先がスマートメータ16であれば、周波数チャネル「CHy」を送信部50に設定させる。送信部50は、設定した周波数チャネルにおいてキャリアセンスを実行し、送信タイミングを取得した場合に、パケット信号を送信する。
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
以上の構成による通信システム100の動作を説明する。図9は、無線装置10による受信手順を示すフローチャートである。制御部46によって第1の帯域幅が設定された状況において、測定部52は、「CHx1」でのRSSIを測定する(S10)。RSSIがしきい値以上であれば(S12のY)、ステップ40にスキップし、しきい値以上でなければ(S12のN)、測定部52は、測定部52は、「CHy」でのRSSIを測定する(S14)。RSSIがしきい値以上であれば(S16のY)、ステップ40にスキップし、しきい値以上でなければ(S16のN)、測定部52は、測定部52は、「CHx2」でのRSSIを測定する(S18)。
しきい値以上でなければ(S20のN)、ステップ10に戻り、RSSIがしきい値以上であれば(S20のY)、測定部52は、低い周波数側の周波数チャネルでのRSSIを測定する(S22)。低い周波数側の周波数チャネルでのRSSIが「CHx2」でのRSSI以上であり(S24のY)、受信可能な信号であれば(S26のY)、ステップ40にスキップする。受信可能な信号でなければ(S26のN)、ステップ10に戻る。低い周波数側の周波数チャネルでのRSSIが「CHx2」でのRSSI以上でなければ(S24のN)、測定部52は、高い周波数側の周波数チャネルでのRSSIを測定する(S28)。
高い周波数側の周波数チャネルでのRSSIが「CHx2」でのRSSI以上であり(S30のY)、受信可能な信号であれば(S32のY)、ステップ40にスキップする。受信可能な信号でなければ(S32のN)、ステップ10に戻る。高い周波数側の周波数チャネルでのRSSIが「CHx2」でのRSSI以上でなければ(S30のN)、制御部46は、第1の帯域幅を第2の帯域幅に変更する(S34)。測定部52は、「CHx2」でのRSSIを測定する(S36)。2回目に測定したRSSIの方が、1回目に測定したRSSIよりも大きくなければ(S38のN)、ステップ10に戻る。2回目に測定したRSSIの方が、1回目に測定したRSSIよりも大きければ(S38のY)、データ処理部44は、データ処理を実行する(S40)。
本実施例によれば、第1の帯域幅および第2の帯域幅の周波数チャネルにおけるRSSIを測定する際に、フィルタ等の帯域幅を第1の帯域幅のままにするので、帯域幅を切りかえる処理を不要にできる。また、帯域幅を切りかえる処理が不要になるので、帯域幅の切替に要する時間を省略できる。また、帯域幅の切替に要する時間が省略されるので、信号の受信に失敗する確率を低減できる。また、信号の受信に失敗する確率が低減されるので、周波数チャネルの帯域幅が複数種類規定されている場合に、回路規模の増加を抑制しながら、通信を失敗する確率の増加を抑制できる。
また、測定したRSSIが大きい場合でも、干渉信号の存在を確認するので、無意味な受信への移行を防止できる。また、干渉信号の存在を確認した場合、信号探索に復帰するので、信号の取り逃がしの発生を抑制できる。また、低い周波数側の周波数チャネルと高い周波数側の周波数チャネルとを使用するので、干渉信号の存在を確認できる。また、干渉信号が存在する可能性が高い場合に、プリアンブル検出を実行するので、干渉信号の検出精度を向上できる。また、別の周波数チャネルにおける信号を受信した場合に、当該信号を受信可能であれば、当該信号に対してデータ処理を実行するので、データを効率的に受信できる。また、干渉信号を検出しない場合に、第2の帯域幅でRSSIを測定するので、ノイズ等の影響を低減できる。また、ノイズ等の影響が低減されるので、信号の検出精度をさらに向上できる。
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の無線装置10は、第1の帯域幅の周波数チャネルにおける受信信号の強度と、第1の帯域幅よりも狭い第2の帯域幅の周波数チャネルにおける受信信号の強度とを切りかえながら測定する測定部52と、測定部52における切替を制御する制御部46とを備える。測定部52は、第1の帯域幅の周波数チャネルと、第2の帯域幅の周波数チャネルとに対して、共通して、第1の帯域幅で受信信号の強度を測定する。
測定部52は、第2の帯域幅の周波数チャネルにおける受信信号の強度の測定結果がしきい値以上である場合、第2の帯域幅の周波数チャネルに隣接した別の周波数チャネルにおける受信信号の強度を測定することを特徴してもよい。
測定部52は、別の周波数チャネルとして、第2の帯域幅の周波数チャネルよりも低い周波数側の周波数チャネルを使用するとともに、第2の帯域幅の周波数チャネルよりも高い周波数側の周波数チャネルを使用してもよい。
第2の帯域幅の周波数チャネルにおける受信信号の強度の測定結果よりも、別の周波数チャネルにおける受信信号の強度の測定結果の方が大きい場合に、別の周波数チャネルにおいて、受信信号に含まれるべきプリアンブルの検出処理を実行する検出部54をさらに備えてもよい。
検出部54がプリアンブルを検出し、かつ別の周波数チャネルにおける受信信号を受信可能である場合、別の周波数チャネルにおける受信信号に対してデータ処理を実行するデータ処理部44をさらに備えてもよい。
測定部52は、第2の帯域幅の周波数チャネルにおける受信信号の強度の測定結果よりも、別の周波数チャネルにおける受信信号の強度の測定結果の方が小さい場合に、第2の帯域幅の周波数チャネルに対して、第2の帯域幅で受信信号の強度を測定してもよい。
(実施例2)
次に実施例2を説明する。実施例2は、実施例1と同様に、複数の周波数チャネルを使用して通信する無線装置に関する。ここでも、無線装置は、複数の周波数チャネルを切りかえながら、RSSIの測定を順次実行する際、周波数チャネルの帯域幅が複数種類規定されていても、最も広い帯域幅にフィルタ等の帯域幅を固定する。ここでは、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが大きい場合に、周波数チャネル「CHx2」での信号を受信しているか、周波数チャネル「CHx2」に隣接した別の周波数チャネルでの信号を受信してるかを正確に検出することを目的とする。実施例2に係る通信システム100、無線装置10は、図1、図4と同様のタイプである。ここでは、実施例1との差異、特に「(2)周波数チャネル「CHx2」での処理」との差異を中心に説明する。
図4の測定部52は、周波数チャネル「CHx2」において、つまり第2の帯域幅の周波数チャネルにおいて、RSSIがしきい値以上であれば、信号存在を制御部46に通知する。制御部46は、前述のごとく、信号存在の通知を測定部52から受けつけると、本来の信号のRSSIが大きい場合であるか、干渉信号のRSSIが大きい場合であるかを区別をするために、受信部48に対して、隣接した別の周波数チャネルを受信させる。検出部54は、別の周波数チャネルのベースバンド信号において、パケット信号に含まれるべきプリアンブルの検出処理を実行する。プリアンブルを検出した場合、当該別の周波数チャネルにおいて信号を受信していることが確実に確認される。
図10(a)−(c)は、無線装置10による動作概要を示す。図8(a)は、プリアンブルの検出処理を実行する場合の動作を示す。「RSSI測定」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおいて「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルの検出により、干渉信号の受信が確認されたので、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定される。これに続く処理の説明は省略する。図10(b)−(c)は後述し、図4に戻る。
検出部54においてプリアンブルが検出された場合、データ処理部44は、当該別の周波数チャネルにおけるパケット信号を受信可能である場合、別の周波数チャネルにおけるパケット信号に対してデータ処理を実行する。図10(b)は、データ処理を実行する場合の動作を示す。「RSSI測定」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおいて「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルが検出されれば、「データ処理」が実行される。その後、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定され、これに続く処理の説明は省略する。図10(c)は後述し、図4に戻る。
これまで説明した処理を実行した結果、別の周波数チャネルにおいて信号を受信していないと判定された場合、制御部46は、周波数チャネル「CHx2」に対して、受信部48におけるフィルタの帯域幅を第1の帯域幅から第2の帯域幅に変更させる。測定部52は、受信部48からのベースバンド信号を入力し、ベースバンド信号のRSSIを測定する。これは、周波数チャネル「CHx2」に対して、第2の帯域幅でRSSIを測定することに相当する。測定部52は、第2の帯域幅で測定したRSSIと、第1の帯域幅で既に測定していたRSSIとを比較する。前者が後者以上であれば、測定部52は、信号存在を制御部46、検出部54に通知する。これに続く処理は、(1)と同様であるので、ここでは説明を省略する。一方、前者が後者よりも小さければ、測定部52は、信号不存在を制御部46に通知する。
図10(c)は、周波数チャネル「CHx2」に対して、フィルタの帯域幅を変更する場合の動作を示す。「RSSI測定(1)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが測定される。これがしきい値以上であったため、周波数チャネル「CHx2」の低い周波数側の周波数チャネルにおいて「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルが検出されなければ、「変更」では、第1の帯域幅から第2の帯域幅への変更がなされる。さらに、「RSSI測定(2)」では、周波数チャネル「CHx2」におけるRSSIが再び測定される。これが、既に測定した第1の帯域幅でのRSSIであって、かつ周波数チャネル「CHx2」におけるRSSI以上であれば、「プリアンブル検出」処理が実行される。プリアンブルが検出されれば、「データ処理」が実行される。その後、周波数チャネル「CHx1」におけるRSSIが測定され、これに続く処理の説明省略する。
以上の構成による通信システム100の動作を説明する。図11は、無線装置10による受信手順を示すフローチャートである。制御部46によって第1の帯域幅が設定された状況において、測定部52は、「CHx1」でのRSSIを測定する(S110)。RSSIがしきい値以上であれば(S112のY)、ステップ140にスキップし、しきい値以上でなければ(S112のN)、測定部52は、測定部52は、「CHy」でのRSSIを測定する(S114)。RSSIがしきい値以上であれば(S116のY)、ステップ140にスキップし、しきい値以上でなければ(S116のN)、測定部52は、測定部52は、「CHx2」でのRSSIを測定する(S118)。
しきい値以上でなければ(S120のN)、ステップ110に戻り、RSSIがしきい値以上であれば(S120のY)、検出部54は、低い周波数側の周波数チャネルにおいてプリアンブル検出を実行する(S122)。低い周波数側の周波数チャネルにおいてプリアンブルを検出した場合(S124のY)、受信可能な信号であれば(S126のY)、ステップ140にスキップする。受信可能な信号でなければ(S126のN)、ステップ110に戻る。低い周波数側の周波数チャネルにおいてプリアンブルを検出しない場合(S124のN)、検出部54は、高い周波数側の周波数チャネルにおいてプリアンブル検出を実行する(S128)。
高い周波数側の周波数チャネルにおいてプリアンブルを検出した場合(S130のY)、受信可能な信号であれば(S132のY)、ステップ140にスキップする。受信可能な信号でなければ(S132のN)、ステップ110に戻る。高い周波数側の周波数チャネルにおいてプリアンブルを検出しない場合(S130のN)、制御部46は、第1の帯域幅を第2の帯域幅に変更する(S134)。測定部52は、「CHx2」でのRSSIを測定する(S136)。2回目に測定したRSSIの方が、1回目に測定したRSSIよりも大きくなければ(S138のN)、ステップ110に戻る。2回目に測定したRSSIの方が、1回目に測定したRSSIよりも大きければ(S138のY)、データ処理部44は、データ処理を実行する(S140)。
本実施例によれば、周波数チャネル「CHx2」のRSSIがしきい値以上である場合、隣接した別の周波数チャネルにおいて、受信信号に含まれるべきプリアンブルの検出処理を実行するので、別の周波数チャネルにおける信号の存在の検出精度を向上できる。
本発明の一態様の概要は、次の通りである。測定部52において、第2の帯域幅の周波数チャネルにおける受信信号の強度の測定結果がしきい値以上である場合、第2の帯域幅の周波数チャネルに隣接した別の周波数チャネルにおいて、受信信号に含まれるべきプリアンブルの検出処理を実行する検出部54をさらに備えてもよい。
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明の実施例において、無線装置10には、1つの受信アンテナが備えられている。しかしながらこれに限らず例えば、無線装置10には、2つ以上の受信アンテナが備えられてもよい。その場合、無線装置10は、アンテナダイバーシチを実行し、RSSIを両アンテナで比較し、RSSIの大きいアンテナを選択する。本変形例によれば、受信確率を向上できる。