JP6905432B2 - 無線通信装置および信号検出方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信装置および信号検出方法に関する。

無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などでは複数の無線通信機器が同じ周波数帯を共用する場合がある。このような状況で、それぞれの無線通信装置は通信時に信号干渉を防止する対策をとる必要がある。具体的には、現在使われている帯域内や帯域外の周波数使用状況に関する情報を取得する。また、使用されているチャネルや送信されている信号の種類を検出する。それぞれの無線通信装置は当該情報をもとに通信時に使うチャネルや変調方式などを決定することができる。

このように、無線通信において干渉の発生を防止し、周波数帯域を有効に活用するためには、同一信号源からの信号、より詳細には、フレームまたはパケットなどの単一信号を検出する技術が必要となる。

米国特許第６７１４６０５号明細書 米国特許第７６０６３３５号明細書

本発明の実施形態は、受信信号から単一信号を検出する無線通信装置および信号検出方法を提供する。

本発明の一実施形態としての無線通信装置は、受信信号に対して周期的なサイクルでフーリエ変換を実行することにより、周波数領域信号を生成する時間周波数解析部と、前記サイクルごとに前記周波数領域信号から閾値以上の電力値を有する信号部分であるピークを検出するピーク検出部と、前記ピークの周波数帯域と前記ピークの電力量に基づいて、単一信号に属するピーク群を特定し、特定したピーク群に基づき、前記単一信号の周波数帯域と受信時間とを推定する信号推定部と、備える。

第１の実施形態に係る全体のシステム構成例を示す図。 第１の実施形態に係る信号検出部の構成例を示す図。 受信信号の実部と虚部を示す図。 フーリエ変更後の信号と第１の閾値を示す図。 フーリエ変更後の信号を用いたピーク検出処理を示す図。 信号開始タイミングとフーリエ変換実行周期との関係を示す図。 シンボル切り替えタイミングとフーリエ変換実行周期との関係を示す図。 信号を構成する各シンボルと時間領域波形の関係を示す図。 信号をフーリエ変換した後の周波数領域波形の例を示すグラフ。 一部の周波数領域波形を拡大した例を示すグラフ。 パルス検出方法の一例を示す図。 ピーク形状の例を示す図。 ピークに係るグラフとパルスに係るグラフの対応関係を示す図。 パルスの継続判定処理と登録処理の例を示したグラフ。 第１の実施形態におけるパルス検出処理を表したフローチャート。 第１の実施形態におけるパルス検出処理を表したフローチャート。 第１の実施形態におけるパルス検出処理を表したフローチャート。 第１の実施形態におけるパルス検出処理を表したフローチャート。 パルスの登録処理の例を示したグラフ。 パルス検出処理の例を示したグラフ。 シミュレーションでパルス検出処理を適用した結果を示す図。 パルス検出処理の例を示したグラフ。 シミュレーションでパルス検出処理を適用した結果を示す図。 結合対象とするパルスの選択方法の一例を示す図。 結合対象とするパルスの選択方法の一例を示す図。 信号範囲推定処理の例を示したグラフ。 信号範囲推定処理の例を示したグラフ。 シミュレーションで信号範囲推定処理を適用した結果を示す図。 信号検出処理全体を表したフローチャート。 第２の実施形態に係る全体のシステム構成例を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る全体のシステム構成例を示す図である。図１を用いて、本実施形態の概要を説明する。図１のシステムは、無線通信装置１と、ホストシステム７０とを備える。図１では無線通信装置１とホストシステム７０の台数はそれぞれ１台であるが、２台以上であってもよい。

無線通信装置１は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１シリーズまたはその後継規格の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格や、ＩＥＥＥ８０２．１６シリーズまたはその後継規格の移動体通信規格や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線ＰＡＮ規格などにより無線通信を行う。無線ＰＡＮ規格には、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ−Ｗａｖｅ、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢまたはこれらの後継規格などがある。これらの規格は例示であり、無線通信装置１はその他の無線通信方式による通信を行ってもよい。

無線通信装置１は１種類の規格に限らず、複数の規格に対応した装置であってもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの複数の無線ＬＡＮ規格と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線通信を行う装置などが挙げられる。

無線通信装置１は、アンテナ５と、ＲＦ部１０と、ベースバンド部１００とを備えている。

アンテナ５はＲＦ部１０と電気的に接続されており、アンテナ５は、ＲＦ部１０が出力する電気的な信号を電波として送信する。また、アンテナ５が受信する電波はＲＦ部１０へ電気的な信号として入力される。

図１ではアンテナ５の１本のみが示されているが、無線通信装置１は複数のアンテナを備えてもよい。この場合、無線通信装置１は、複数のアンテナを用いて、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ，Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）を行うものであってもよい。また、送信用のアンテナと、受信用のアンテナを、別々に備える構成であってもよい。

アンテナ５の大きさと形状は特に限定されない。また、アンテナ５は無線通信装置１に内蔵されるものであっても、外付けされるものであってもよい。アンテナ５としてアレイアンテナを用いてもよい。

ＲＦ部１０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１と、ミキサ１２と、局部発振器１３と、セレクタ１４と、ＲＦアンプ１５と、ミキサ１６とを備えている。ＲＦ部１０はベースバンド部１００から入力された信号を、ベースバンド周波数から無線周波数に変換し、アンテナ５を用いて送信する。ＲＦ部１０は、アンテナ５が受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換し、ベースバンド部１００に転送する。

局部発振器１３と、ミキサ１２、１６とは、周波数変換に用いられる。低雑音増幅器１１は受信された信号を増幅する。ＲＦアンプ１５は送信時の信号を増幅する。セレクタ１４により、アンテナ５の用途を、信号の受信と送信との間で切り替えることができる。

ベースバンド部１００は、符号器１０１と、変調回路１０２と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１０３と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１０４と、復調回路１０５と、復号器１０６と、アクセス制御部１０７と、ホストインタフェース１０８と、補正部１０９と、メモリ部１１０と、制御部１１１と、信号検出部２００とを備えている。

符号器１０１は、送信するデータを一定のビット数ごとに符号化することにより、複数のフレームを生成する。符号化方式には、各種のブロック符号や畳み込み符号などがあるが、どの方式であってもよい。符号化により、一定のビット数ごとに、データ系列が生成される。生成されたデータ系列ごとに、誤り検出（誤り訂正）用の検査ビットが付加される。検査ビットの長さと、生成されるデータ系列のサイズは、符号化率により決められる。

変調回路１０２は、符号器１０１の出力するフレームのビット系列を変調する。変調回路１０２が使う変調方式としては、例えばＡＳＫ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、ＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などがあるが、その他の方式であってもよい。

変調回路１０２は更にＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などの２次変調を行ってもよい。２次変調方式としては、他にＤＳ（ｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、ＦＨ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）などがあるが、どの方式であってもよい。

Ｄ／Ａコンバータ１０３は、変調回路１０２が出力したデジタル信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａコンバータの回路方式には電流出力型、抵抗ラダー型、デルタシグマ型などがあるが、その他の方式のものであってもよい。

Ｄ／Ａコンバータ１０３はＲＦ部１０にアナログ信号を出力する。ＲＦ部１０は無線周波数へのアップコンバートと電力増幅を行った後、アンテナ５より当該信号を送信する。

Ａ／Ｄコンバータ１０４は、受信信号（アナログ信号）を、サンプリング周波数で標本化し、その振幅を量子化する。これによりアナログ信号がデジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄコンバータの方式としては、フラッシュ型やパイプライン型のものがあるが、その他の方式のものを使ってもよい。

復調回路１０５は、受信信号を復調する。復調回路１０５は送信機で使われた変調方式に対応した方式で復調を行う。例えば送信側でＯＦＤＭ変調をした場合、復調回路１０５はＯＦＤＭ復調をする。復調回路１０５でさらにチャネル補正（等化処理）を行ってもよい。

復号器１０６は、受信信号を復号し、受信データを得る。復号器１０６は、復号結果より受信データの誤り検出をすることができる。ビット誤りが訂正可能なビット数のものである場合、復号器１０６は受信データの誤り訂正をする。

復号後のデータに訂正できないビット誤りが存在する場合、アクセス制御部１０７は、データを破棄し、送信機に再送要求を送信する。無線ＬＡＮの場合、再送要求は否定応答（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：ＮＡＣＫ）の送信にあたる。送信機に明示的な再送要求をせず、送信機が再送信をするまで待機してもよい。復号後の受信データにビット誤りが存在しないか、ビット誤りがすべて訂正された場合、アクセス制御部１０７は受信データをホストインタフェース１０８に転送する。ホストインタフェース１０８は、転送されたデータを所定のプロトコルに従ってホストシステム７０に転送する。無線ＬＡＮの場合、一例として、受信データにビット誤りがないとき、もしくはビット誤りがすべて訂正された場合は、送信機へ肯定応答（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：ＡＣＫ）が送信される。

ホストインタフェース１０８は、無線通信装置１とホストシステム７０との間での電気信号の送受信を行う手段を提供する。ホストインタフェース１０８の例としては、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＵＳＢ、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＳＤＩＯなどがあるが、その他の規格によるインタフェースを用いてもよい。

補正部１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１０４がデジタル化した受信信号に対してノイズ除去処理を行う。局部発振器１３の位相雑音やミキサ１２の熱雑音のため、受信信号は周波数領域と振幅の双方においてノイズ成分を含む。位相雑音がある場合、ＯＦＤＭサブキャリア間の干渉や位相回転が発生するおそれがある。このようなノイズ成分を取り除くために、補正部１０９は時間領域または周波数領域における信号処理を行う。受信機で生じたノイズを除去することにより、正確な受信信号の波形が再現される。

また、補正部１０９で受信信号の直流（ＤＣ）成分を補正し、受信信号の電圧を信号検出部２００での信号検出に適した範囲に調整してもよい。例えば、受信信号を正規化し、中心電圧を０［Ｖ］、振幅が±ｘ［Ｖ］の範囲に入るようスケーリングすることができる。ここで、ｘは信号検出部２００へ入力可能な信号電圧をもとに決定される。

信号検出部２００は、周期的なサイクルで一定の時間幅の時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、各サイクルにおける受信信号の強度と周波数帯域に関する情報（受信信号情報）を取得する。信号検出部２００が取得した受信信号情報は、メモリ部１１０に保存される。ホストシステム７０は受信信号情報を取得することができる。受信信号情報をもとに無線通信装置１の使う無線周波数や変調方式を変更することも可能である。信号検出部２００の詳細な処理については後述する。

メモリ部１１０は、ホストシステム７０や制御部１１１が受信信号情報を参照できるよう、受信信号情報を保持する。メモリ部１１０は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでも、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ、ＦＲＡＭ等の不揮発性メモリでもよい。またハードディスク、ＳＳＤ等のストレージ装置でもよい。

制御部１１１は、メモリ部１１０に保存された受信信号情報を参照し、無線通信装置１の送受信する信号を、干渉の発生しにくいものに変更する。例えば、無線ＬＡＮの場合は、受信信号の周波数帯を参照し、受信信号と重複しない周波数帯やＯＦＤＭサブキャリア（チャネル）を使うように設定することができる。

無線通信装置１が使う変調方式を干渉に強い方式に変更してもよい。例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙなど、周波数ホッピングを利用している通信規格の場合には、受信信号の周波数帯を考慮してホッピングパターンを変更してもよい。直接シーケンス・スペクトラムを使っている場合には、受信信号の周波数帯と重複が少ない拡散符号に変更することができる。

図１のＲＦ部１０およびＲＦ部１０内の各要素、ベースバンド部１００およびベースバンド部１００内の各要素、およびホストシステム７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって構成されてもよいし、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどのハードウェアまたは回路によって構成されてもよいし、これらの組み合わせによって構成されてもよい。図１の無線通信装置は、ソフトウェアを実行するプロセッサと、ソフトウェアおよびデータを記憶するメモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶媒体を備えていてもよい。

図２は、本実施形態に係る信号検出部の構成例を示す図である。以下では図２を参照しながら説明をする。

信号検出部２００は、時間周波数解析部２０１と、ピーク検出部２０２と、ピーク記憶部２０２ａと、信号推定部２０５とを備えている。信号推定部２０５は、パルス検出部２０３と、信号範囲推定部２０４とを備えている。また、パルス検出部２０３は、パルス更新部２０３ａと、パルス登録部２０３ｂと、パルス記憶部２０３ｃとを含む。

補正部１０９が出力した補正後の受信信号は、時間周波数解析部２０１に入力される。ここで、補正後の受信信号を信号１２０と呼ぶことにする。信号１２０は複素信号であり、実部と虚部を持つ。図３は信号１２０の例を表したグラフである。図３上段は信号１２０の実部であり、図３下段は信号１２０の虚部である。グラフの縦軸は電圧であり、横軸はサンプル番号（時刻に比例）である。

時間周波数解析部２０１は入力された信号１２０に対しフーリエ変換を行い、周波数領域信号を生成する。すなわち、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。なお、変換時に窓関数処理を行ってもよい。時間領域の信号１２０は一定周期ごとに（一定時間毎のサイクルで）フーリエ変換される。これにより、時間領域の信号１２０は、周波数領域の信号１２１に変換される。フーリエ変換は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）でもよいし、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）でもよい。図４は周波数領域の信号１２１の例を表したグラフである。グラフの縦軸はｄＢｍ単位の電力であり、横軸は周波数ビン番号であり、周波数分解能の単位である。このような周波数領域の信号から、受信信号の使用する周波数帯域に関する情報を得ることができる。時間周波数解析部２０１は周波数領域の信号１２１をピーク検出部２０２に入力する。なお、ピーク検出部２０２へローパスフィルタを通した周波数領域の信号１２１を入力してもよい。

ピーク検出部２０２は、信号１２１から、電力値が閾値以上となる信号部分であるピークを検出する。図４には、ピーク検出部２０２によるピーク検出処理の第１のステップの例が示されている。この例では、第１の閾値が−６０ｄＢｍに設定されている。ここで、−６０ｄＢｍは一例であり、他の値であってもよい。また、第１の閾値の決め方については特に問わない。例えば無線ＬＡＮであれば、キャリアセンスに使われている信号強度の閾値をそのまま用いてもよいし、補正部１０９で受信信号が正規化されているのであれば、スケーリング後の閾値を使ってもよい。

図４では、信号１２１のうち、連続して第１の閾値以上となる範囲をプライマリピークと呼んでいる。図４の例では、プライマリピークは周波数ビン番号８２番から１５０番の範囲に該当する。ＲＦ部１０で実行された周波数変換処理の設定から、プライマリピークの無線周波数における範囲を特定することができる。例えば無線ＬＡＮの場合、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の中にある特定の帯域と対応付けを行うことができる。図４の例では１つのプライマリピークが検出されているが、２つ以上のプライマリピークが検出される場合もありうる。

図５はピーク検出部２０２によるピーク検出処理の第２ステップの例を示している。ピーク検出処理の第２ステップでは、プライマリピーク内の最大電力値をとるサンプルが探索される。探索の結果、サンプル１２２がプライマリピーク内の最大電力値をとることが判明したとする。第２の閾値は、プライマリピークの最大電力値から所定の値（図の符号１２３）を引いた値と定義される。図５の例で値１２３は２０ｄＢｍに設定されている。値１２３は例えば信号の有無を検出する際に用いられる閾値をもとに求めてもよいし、補正部１０９で受信信号が正規化されているのであれば、スケーリング後の値を使ってもよい。

図５では、信号１２２のうち、連続して第２の閾値以上となる範囲をセカンダリピークと呼んでいる。図５ではセカンダリピークＡ、セカンダリピークＢの２つのセカンダリピークが検出されている。セカンダリピークＡは、サンプル１２２Ａから、サンプル１２２Ｂの直前のサンプルまでの範囲であり、セカンダリピークＢは、サンプル１２２Ｂの直後のサンプルからサンプル１２２Ｃまでの範囲である。図５のセカンダリピークＡとセカンダリピークＢのようなピークの分裂は例えば、フーリエ変換のタイミングが信号の開始に同期しないことや、フーリエ変換のタイミングがシンボルタイミングに同期しないことがある。図５の例では２つのセカンダリピークが検出されているが、３つ以上のセカンダリピークが検出される場合もありうる。

ピーク検出部２０２で検出するピークは、プライマリピークとセカンダリピークのいずれを用いてもよい。ここで述べた以外の方法でピークを検出してもよい。プライマリピークまたはセカンダリピークの選択は、検出対象となっている受信信号で用いられている通信規格や変調方式に合わせて行ってもよい。ピーク検出部２０２で検出されたピークは、例えば中心周波数、最低周波数、最高周波数、帯域幅、電力値などで特定することができる。以降では、これらのうちの少なくとも１つに基づく条件を満たすピーク（例えば所定の帯域幅以上の帯域幅を有するピーク）を、有効ピークと呼ぶことにする。

有効ピークの情報は、対応する時間（フーリエ変換周期（ＦＦＴサイクル））に関する情報とともにピーク記憶部２０２ａに保存される。時間（ＦＦＴサイクル）は、一例として、その時間の開始時刻と終了時刻によって特定されることができる。ピーク記憶部２０２ａは、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでも、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ、ＦＲＡＭ等の不揮発性メモリでもよい。またハードディスク、ＳＳＤ等のストレージ装置でもよい。

これまで、図４および図５に示された信号１２１の波形を例に、時間周波数解析処理とピーク検出処理を説明した。信号１２１の周波数領域における波形は明確にピークが現れている例である。しかし、このような明確なピークが検出されない場合もある。

図６はフーリエ変換の実行周期と、信号またはシンボルの開始タイミングとの関係を示している。グラフの縦軸は複素信号の振幅であり、横軸は１０^−５秒単位の時間となっている。周期的に引かれている上下方向の破線Ｌ１は、フーリエ変換が実行される周期を示している。以降ではフーリエ変換が実行される周期をＦＦＴサイクルと呼ぶことにする。図６の例ではＦＦＴサイクルが０．３２ｘ１０^−５秒となっている。タイミング１２５は、信号またはシンボルの開始タイミングである。

図６の例では、開始タイミング１２５は、ＦＦＴサイクル１２４の途中から始まっている。このため、ＦＦＴサイクル１２４においては信号またはシンボルの開始前のホワイトノイズの部分と。受信信号と混在する。したがって、ＦＦＴサイクル１２４でフーリエ変換を実行すると、受信信号部分の正確な周波数スペクトルを得ることができない。

図７はフーリエ変換の周期と、シンボル切り替えタイミングとの関係を示している。図７でもグラフの縦軸は複素信号の振幅であり、横軸は１０^−５秒単位の時間となっている。周期的に引かれている上下方向のピッチの細かい破線Ｌ１は、ＦＦＴサイクルを示している。図７の例でもＦＦＴサイクルが約０．３ｘ１０^−５秒となっている。一方、周期的に引かれている上下方向のピッチの粗い破線Ｌ２は受信信号のシンボル切り替え周期である。ここでは受信信号のシンボル切り替え周期を、シンボル周期と呼ぶことにする。

図７で示されているように、ＦＦＴサイクル１２７はシンボル周期１２６よりも短くなっており、ＦＦＴサイクル１２７とシンボル周期１２６は一致していない。このため、ＦＦＴサイクルによっては複数のシンボルが混在する可能性がある。図７の例ではシンボルが混在しているＦＦＴサイクルがあるため、フーリエ変換を実行すると、周波数スペクトルの形が崩れる場合がある。

図８は受信信号のシンボルと、時間領域での信号波形との関係を示している。図８上側の各々の長方形は受信信号のシンボルを表している。図８下側は、時間領域での信号波形を表したグラフである。縦軸は信号の電力を、横軸は時刻を示している。図８上側のそれぞれの長方形の幅は、その直下にある信号波形に対応している。例えば、「Ｌ−ＳＩＧ」の直下に位置する信号波形はシンボル「Ｌ−ＳＩＧ」に係る信号波形であり、「ＶＨＴ−ＳＩＧ―Ａ１」の直下に位置する信号波形はシンボル「ＶＨＴ−ＳＩＧ―Ａ１」に係る信号波形である。

図８下側のグラフにおいて、周期的に上下方向に引かれている直線はＦＦＴサイクルを示している。ＦＦＴサイクル１２８は、全期間がシンボル「Ｌ−ＳＴＦ」に含まれるＦＦＴサイクルである。ＦＦＴサイクル１２９は全期間がシンボル「Ｌ−ＳＩＧ」に含まれるＦＦＴサイクルである。ＦＦＴサイクル１３０は、シンボル「Ｌ−ＳＩＧ」に係る期間と、シンボル「ＶＨＴ−ＳＩＧ―Ａ１」に係る期間とにまたがるＦＦＴサイクルである。ＦＦＴサイクル１３１は、シンボル「ＶＨＴ−ＬＴＦ１」に係る期間と、シンボル「ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂ」に係る期間とにまたがるＦＦＴサイクルである。

図９は、図８で例示されている４つのＦＦＴサイクルに対応する、フーリエ変換後の周波数領域の波形を示している。図９には４つのグラフが示されている。いずれのグラフも縦軸がｄＢｍ単位の電力であり、横軸が周波数ビン番号である。グラフ１２８ａがＦＦＴサイクル１２８に、グラフ１２９ａがＦＦＴサイクル１２９に、グラフ１３０ａがＦＦＴサイクル１３０に、グラフ１３１ａがＦＦＴサイクル１３１に、それぞれ対応している。

図９の各グラフの波形を確認する。全期間が単一のシンボルに含まれるＦＦＴサイクル１２８、１２９に対応するグラフ１２８ａ、１２９ａは方形のピークが現れている。一方、複数のシンボルをまたがるＦＦＴサイクル１３０、１３１に対応するグラフ１３０ａ、１３１ａは方形性が崩れている。図９Ａには、ＦＦＴサイクル１２９に対応する、横軸を周波数とするグラフ１２９ｂと、ＦＦＴサイクル１３０に対応する横軸を周波数とするグラフ１３０ｂが示されている。こちらのグラフでみても、全期間が単一シンボルに含まれるグラフでは、方形のピークが現れているが、複数シンボルにまたがるＦＦＴサイクルに係るグラフでは、方形のピークは現れていない。

フーリエ変換の実行周期は、シンボル切り替えのタイミング（信号開始のタイミングを含む）と同期しておらず、互いに一致しているとは限らない。このようなタイミングの不一致があるため、すべてのＦＦＴサイクルにおいて、適正な周波数スペクトルを得るのは難しい。このため、上述の時間周波数解析処理とピーク検出処理を実行しても、ＦＦＴサイクルによっては、受信信号の周波数帯域に係る情報を適正に検出できない可能性がある。

ＦＦＴサイクルによってはこのように受信信号の周波数帯域に係る情報を適正に検出できなくても、全体として単一信号の周波数帯域と受信時間を簡単な処理で推定する処理を、信号推定部２０５（パルス検出部２０３と信号範囲推定部２０４）が行う。

信号推定部２０５は、パルス検出部２０３と信号範囲推定部２０４を用いて、アンテナで受信される受信信号から、同一信号源から送信された単一信号、例えばパケットまたはフレームの信号の周波数帯域と受信時間とを推定する（信号範囲推定処理）。具体的には、信号推定部２０５は、ＦＦＴサイクル間で有効ピークの周波数帯域と有効ピークの電力量とに基づいて、単一信号に属する有効ピーク群を特定し、特定した有効ピーク群に基づき、単一信号の周波数帯域と受信時間とを推定する。

以下、パルス検出部２０３について説明する。前述したピーク検出部２０２の処理により、各ＦＦＴサイクルにおける有効ピークが特定される。ある周波数帯域において、有効ピークが複数のＦＦＴサイクルにわたって継続している場合、当該複数のＦＦＴサイクルの期間の間、単一信号が当該特定の周波数帯域を継続して使用していると考えることができる。ある周波数帯域において、ある期間（時間）の間の信号継続使用を表す情報として、パルスを定義する。パルス検出部２０３では各ＦＦＴサイクルにおける有効ピークに関する情報を用いて、パルスの検出処理を実行する。

図１０は、関連技術によるパルスの検出方法の一例を示している。以下では図１０を参照しながら、関連技術によるパルス検出について説明する。関連技術では、基準値としてピークの中心周波数ｆ_ｃ、帯域幅Δｆ、電力ｐを用いて、２つのＦＦＴサイクルをまたがってピークが継続しているか否かの判定を行っている。例えば、帯域幅Δｆとしては上述のプライマリピークの幅を用いることができる。中心周波数ｆ_ｃとしては、例えばプライマリピークの中心周波数を使うことができる。電力ｐとしては、例えばプライマリピークに含まれるサンプルの信号強度の平均値が使える。

最新のＦＦＴサイクルにおける基準値の変動が、直前のＦＦＴサイクルにおける基準値からみて一定比率の範囲内におさまっている場合、ピークが継続していると判定する。例えば、最新のＦＦＴサイクルにおける各基準値が、直前のＦＦＴサイクルにおける各基準値の９５％から１０５％の範囲内の値をとる場合、最新のＦＦＴサイクルで直前のＦＦＴサイクルと同一のピークが継続していると判定することができる。

図１０の例では、上段にｍ番目のＦＦＴサイクルにおけるピークが示されており、下段にｍ＋１番目のＦＦＴサイクルにおけるピークが示されている。ｍ＋１番目のＦＦＴサイクルにおけるピークの中心周波数ｆ_ｃ等はすべてｍ番目のＦＦＴサイクルにおけるピークの中心周波数ｆ_ｃ等から所定の範囲内におさまっている。このため、関連技術では、ｍ＋１番目のＦＦＴサイクルにおけるピークとｍ番目のＦＦＴサイクルにおけるピークは継続しており、ひとつのパルスを形成していると判定される。

１つのピークが複数の有効ピークに分裂していたり、一部がかけていたりすると、ピークの中心周波数ｆ_ｃとピークの帯域幅Δｆの値が大幅に変動する可能性がある。図１０Ａはこのような場合の例を示している。図１０Ａ上段のような波形が得られれば関連技術によるパルス検出でも問題ないが、図１０Ｂ下段のような波形の場合、パルス検出を正しく行うことができない。このように、関連技術によるパルス検出では、本来、ひとつのパルスに属する複数のピークが、それぞれ異なるパルスに分類されてしまうことがある。この場合、これらのピークは単一の信号に属さないと解釈される可能性、すなわち、異なる信号源からの信号に属する、または異なる種類の信号に属すると解釈される可能性がある。

本実施形態に係るパルス検出処理について説明する。図１１は、有効ピークと、パルスとの対応関係を示している。まずパルス検出部２０３はピーク検出部２０２から転送される有効ピーク情報１３２を受け取る。有効ピーク情報１３２の例が、図１１左下に表されている。

有効ピーク情報１３２は、有効ピークに対応するデータサンプル群１３７と、ピーク周波数幅（周波数帯域）１３４とを含む。データサンプル群１３７に含まれるそれぞれのサンプルは、少なくとも周波数ｆ_ｉと電力ｐ_ｉに関する情報を有する。ピーク周波数幅（周波数帯域）１３４として、有効ピークの両端にあるサンプルの周波数の差を使ってもよいし、サンプルの補間を行って求めた値を使ってもよい。また、サンプルの補間方法については特に問わない。

データサンプル群１３７に含まれるサンプルの電力ｐ_ｉを使って、各ＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量（エネルギー）Ｐ_ｊを求めることができる。電力量は複数の方法により定義することができる。例えば、電力量として、データサンプル群１３７に含まれるサンプルの電力値の和を用いることができる。この場合、電力量はＰ_ｊ＝Σｐ_ｉと定義される。ここで、添え字ｉは各フーリエ変換サンプルを示しており、添え字ｊは、ＦＦＴサイクルの番号を示している。ここでは有効ピーク全体の電力量を計算する例を示したが、有効ピークのうち、特定の周波数帯域に属するピーク部分の電力量を計算する場合は、有効ピークの周波数範囲をＷ１，特定の周波数範囲をＷ２（Ｗ２はＷ１の一部または全部）とすると、Ｐ_ｊ＝Σｐ_{ｉ（ｉ⊆W2）}によって、当該ピーク部分の電力量を計算できる。

また、電力量Ｐ_ｊを、データサンプル群１３７に含まれるサンプルの電力ｐ_ｉの平均値とピーク周波数幅１３４との積により計算することもできる。この場合、電力量はＰ_ｊ＝（Σｐ_ｉ）Δｆ／ｎと定義される。ここで、Δｆはピーク周波数幅１３４であり、ｎはデータサンプル群１３７に含まれるサンプルの数である。

また、データサンプル群１３７に含まれるサンプルを関数近似し、線分１３３と関数との間の面積を積分法または区分求積法により求めることもできる。この場合、求められた面積が電力量Ｐ_ｊになる。

上述の電力量Ｐ_ｊの求め方は例示であり、その他の定義を用いることを妨げるものではない。

パルス検出部２０３は、各ＦＦＴサイクルにおける有効ピークの周波数帯域と電力量Ｐ_ｊを用いて、パルス検出処理を行う。

図１１右側で、破線で囲まれた矩形によって表されたパルスが示されている。縦軸は周波数であり、横軸は時刻（ＦＦＴサイクル）である。例えば、横軸方向の幅１３５に相当する範囲は、ＦＦＴサイクルｊに対応しており、横軸方向の幅１３６に相当する範囲は、次のＦＦＴサイクルｊ＋１に対応している。線分１３４ａは、有効ピーク情報１３２におけるピーク周波数幅（周波数帯域）１３４に相当する。なお、線分１３３は、ピークを特定するための閾値を表す線である。

図１１右側におけるＰ_ｊ，Ｐ_ｊ＋１は、それぞれＦＦＴサイクルｊ、ｊ＋１における電力量を示している。電力量Ｐ_ｊはＦＦＴサイクルｊの有効ピークの電力量であり、図の線分１３４ａの周波数帯域に位置する各サンプルの電力値ｐ_ｉを用いて算出される。電力量Ｐ_ｊ＋１はＦＦＴサイクルｊ＋１の有効ピークのうち、線分１３４ａと同じ周波数帯域に属するピーク部分の電力量である。この電力量は、ＦＦＴサイクルｊ＋１の有効ピークの周波数範囲のうち、線分１３８の周波数範囲に位置する各サンプルの電力値ｐ_ｉを用いて算出される。

図１２は、ＦＦＴサイクルごとの有効ピーク（有効ピークの時間遷移）を示す。縦軸は周波数であり、横軸は時刻（ＦＦＴサイクル）である。横軸では左から順に、ＦＦＴサイクルｊ−１、ｊ、ｊ＋１、ｊ＋２、ｊ＋３、ｊ＋４が示されている。各ＦＦＴサイクルにおいて長方形状に塗りつぶされた箇所は有効ピークに相当する。ＦＦＴサイクルｊ、ｊ＋１、ｊ＋２をまたがっている破線で囲まれた矩形領域１３９はパルスに相当する。複数の時間（ＦＦＴサイクル）をまたがって存在する２つ以上の有効ピークに基づき、パルスが検出されている。

パルスの検出処理は、信号受信時にＦＦＴサイクルごとにリアルタイムに逐次実行してもよい。あるいは、信号受信が完了した後で、バッチ処理として行ってもよい。

パルス検出処理は、パルスの登録と、継続判定と、パルスの終端処理とを含む。ある有効ピークに基づき、信号受信が始まったことを検出したら、パルス検出部２０３は、当該有効ピークの周波数領域に対応する周波数範囲を有し、当該ＦＦＴサイクルから開始する新たなパルスを登録する。つまり、ＦＦＴサイクルの時間幅（つまりサイクルの開始時刻から終了時刻までの時間幅）をもち、当該開始時刻から開始する新たなパルスを登録する。パルス検出部２０３は、以降のＦＦＴサイクルごとに、当該パルスの継続判定を行う。すなわち、パルスが隣接するＦＦＴサイクル（時間）に継続するかを判断する。次のＦＦＴサイクルに継続することを、パルスは継続状態にあるという。この場合、パルスを次のＦＦＴサイクルまで拡張する（より詳細には、パルスの末尾を次のＦＦＴサイクルの終了時刻まで延ばす）。パルスが次のＦＦＴサイクルへは継続しないことを検出した場合、パルス検出部２０３は、パルスを終端することを決定し、当該ＦＦＴサイクルで、パルスを終端する。

図１２の例では、パルス１３９が、ＦＦＴサイクルｊで始まっている。パルス１３９は、開始のトリガーとなった有効ピーク１４６の周波数帯域に対応する周波数範囲を有する。有効ピーク１４６の電力量はＰ´_ｊである。ＦＦＴサイクルｊ＋１の有効ピーク１４７の電力量はＰ´_ｊ＋１である。ＦＦＴサイクルｊ＋２では３つの有効ピークが存在し、有効ピーク１４８ａの電力量はＰ´_{ａ，ｊ＋２}、有効ピーク１４８ｂの電力量はＰ´_{ｂ，ｊ＋２}、有効ピーク１４８ｃの電力量はＰ´_{ｃ，ｊ＋２}である。ＦＦＴサイクルｊ＋３の有効ピーク１４９の電力量はＰ´_ｊ＋３であるとする。

有効ピーク１４６の電力量と、有効ピーク１４７のうち当該有効ピーク１４６の周波数帯域（１５０）に属するピーク部分の電力量との関係（比または差）に基づき、ＦＦＴサイクルｊとｊ＋１の間のパルスの継続性が判定される。ここではパルスは継続状態にあると判断されている。有効ピーク１４６と有効ピーク１４７間でパルスが継続しているということは、有効ピーク１４６と有効ピーク１４７とが同じ単一信号に属することを意味している。ただし、後述する信号範囲推定部２０４の説明で述べるように、本実施形態では、異なるパルスに属する有効ピークであっても、パルス同士を結合することにより、結合されるパルスに含まれる有効ピーク群が、単一信号に属すると推定する処理が行われる。

有効ピーク１４７のうち有効ピーク１４６の周波数帯域（１５０）に属する部分の電力量と、有効ピーク１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃのうち有効ピーク１４６の周波数帯域（１５０）に属するピーク部分の電力量の合計との関係に基づき、ＦＦＴサイクルｊ＋１とｊ＋２の間のパルスの継続性が判定される。ここでは、パルスは継続状態にあると判断されている。すなわち、有効ピーク１４７と有効ピーク１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃとが同じ単一信号に属することを意味している。

有効ピーク１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃのうち有効ピーク１４６の周波数帯域（１５０）に属する部分の電力量の合計と、有効ピーク１４９のうち有効ピーク１４６の周波数帯域（１５０）に属する部分の電力量との関係に基づき、ＦＦＴサイクルｊ＋２とｊ＋３の間のパルスの継続性が判定される。ここでは、パルスは継続状態にないと判断されている。よってパルスはＦＦＴサイクルｊ＋２の終了時刻で終端している。後述するように、有効ピーク１４９に対して、ＦＦＴサイクルｊ＋３から開始する新たなパルスが登録され、ＦＦＴサイクルｊ＋４以降の有効ピークの状況に応じて、当該パルスが拡張されることとなる。図１２で述べた判定の詳細については後述する。

ここで、パルスの登録処理は、以下の複数のケースで行われ得る。
（１）信号受信時、ひとつめのパルスを登録する場合
（２）既存のパルス（継続状態にあるパルス）の終端の決定時に、当該パルスの周波数帯域内に有効ピークが検出されている場合の処理
（３）既存のパルスの周波数帯域と一部重複する有効ピークが検出されている場合の処理
（４）既存のパルスの周波数帯域を包含する有効ピークが検出されている場合の処理
（５）既存のパルスの周波数帯域と重複しない有効ピークが検出されている場合の処理
以下の説明では、（２）〜（５）の登録処理を、“その他のパルス登録処理”と呼ぶ場合がある。これらの処理の詳細については後述する。

図１３は、本実施形態に係る無線通信装置のパルス検出処理を表したフローチャートである。以下では図１３のフローチャートに沿って本実施形態に係るパルス検出処理を説明する。説明では適宜、図１２の例を参照する。

まず、ステップＳ１０１では、継続状態にあるパルスの有無を確認する。パルス更新部２０３ａは、パルス記憶部２０３ｃに保存されている、パルス情報を参照する。パルス情報は、一例として、パルスの周波数帯域、パルスが始まったＦＦＴサイクル、各ＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量、各ＦＦＴサイクルにおいて有効ピークのうち当該周波数帯域に属するピーク部分の電力量、パルス状態（継続／終端／破棄）などを含む。

ステップＳ１０１で、パルス記憶部２０３ｃにパルス情報が存在しないか、パルス情報があっても継続状態のパルスがない場合、現在対象としているＦＦＴサイクルにおいて、有効ピークが検出されているか否かを確認する（ステップＳ１０３）。すなわち、パルス更新部２０３ａは、ピーク記憶部２０２ａを参照し、対象のＦＦＴサイクルにおける有効ピークの有無を確認する。

ステップＳ１０１で、継続状態にあるパルスが存在した場合、パルスの継続判定処理とその他のパルス登録処理が実行される（ステップＳ１０２）。図１２の例では、タイミング１４２またはタイミング１４３にステップＳ１０１が実行されると、継続状態にあるパルスが存在すると判定され、パルスの継続判定処理に進む。パルス継続判定処理と、その他のパルスの登録処理の詳細については後述する。

ステップＳ１０３で有効ピークが見つかった場合、パルス更新部２０３ａは、新たなパルスを登録する。パルス登録部２０３ｂは、パルス記憶部２０３ｃに、当該パルスに関するパルス情報を保存する（ステップＳ１０４）。新しいパルスが登録されるとき、そのパルスの周波数範囲は、該当する有効ピークの周波数帯域となる。また、当該有効ピークの電力量が、当該パルスの対象のＦＦＴサイクルにおける電力量となる。パルス状態は、デフォルトで継続状態に設定される。

ステップＳ１０３で、対象のＦＦＴサイクルにおいて、有効ピークが検出されていない場合、パルス検出処理は終了する。

図１２の例では、タイミング１４１にステップＳ１０１が実行された場合、信号受信後に初めて行うパルス検出処理、または以前のパルス検出処理で検出されたパルスがすべて終端してしまったため、継続状態のパルスは存在しないと判定され、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３で、ＦＦＴサイクルｊにおける有効ピーク１４６が検出される。次のステップＳ１０４では、有効ピーク１４６に基づき、パルス１３９に関するパルス情報が登録される。ＦＦＴサイクルｊの開始時刻は、パルス１３９の開始時刻（先頭）となる。つまり、パルス１３９はＦＦＴサイクルｊに始まったと記録される。パルス状態は「継続状態」に設定される。また、パルス１３９の周波数帯域は、有効ピーク１４６の周波数帯域１５０に等しく設定される。ＦＦＴサイクルｊにおけるパルスの電力量は、有効ピーク１４６の電力量Ｐ´ｊとなる。

ステップＳ１０３の判定で、有効ピークの電力量を閾値と比較し、電力量が閾値以上である場合に限って、パルスを登録してもよい。有効ピークの電力量が閾値より小さい場合、ノイズである可能性があるため、パルス登録の対象から除外することができる。

なお、図１２の例では１つのパルスしかないが、複数の有効ピークがステップＳ１０３で見つかった場合、複数の有効ピークを、それぞれパルスとして登録することができる（ステップＳ１０４）。また、ステップＳ１０１の実行時に複数のパルスが継続状態にある場合、それぞれのパルスについて継続判定処理を実行する。（ステップＳ１０２）

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、パルスの継続判定処理と、その他のパルス登録処理を表したフローチャートである。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、図１３のステップＳ１０２で実行される処理を詳細に表したものである。パルスの継続判定処理と、その他のパルス登録処理は、継続状態にあるそれぞれのパルスについて実行される。以下では図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃのフローチャートに沿って説明する。

以下の説明において、２つの値Ｘ、Ｙの比について述べた場合、比Ｘ／Ｙとその逆数Ｙ／Ｘだけでなく、デシベル換算された比である１０ｌｏｇ_１０（Ｘ／Ｙ）や１０ｌｏｇ_１０（Ｙ／Ｘ）なども含むものとする。

ステップＳ２０１では、継続状態にあるパルスの周波数帯域について、対象のＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量を求める。パルス更新部２０３ａは、ステップＳ２０１で得られた電力量をパルス記憶部２０３ｃに保存する。

タイミング１４２でステップＳ２０１が実行された場合、有効ピーク１４７の周波数帯域すべてが、パルスの周波数範囲に含まれるため、有効ピーク１４７の電力量Ｐ´_ｊ＋１が、対象のＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量となる。タイミング１４３でステップＳ２０１が実行された場合も、有効ピーク１４８ａの電力量Ｐ´_{ａ，ｊ＋２}と、有効ピーク１４８ｂの電力量Ｐ´_{ｂ，ｊ＋２}と、有効ピーク１４８ｃの電力量Ｐ´_{ｃ，ｊ＋２}の和である電力量Ｐ´_ｊ＋２が、対象のＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量となる。

ステップＳ２０２では、１つ前のＦＦＴサイクルにおけるパルスの電力量を取得する。ステップＳ２０２でパルス更新部２０３ａは１つ前のＦＦＴサイクルにおけるパルスの電力量をパルス記憶部２０３ｃに保存されたパルス情報から取得できる。以下では図１２の例でステップＳ２０２が実行された場合の処理について説明する。

タイミング１４２でステップＳ２０２が実行された場合、有効ピーク１４６の電力量Ｐ´_ｊが１つ前のＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量となる。タイミング１４３でステップＳ２０２が実行された場合、有効ピーク１４７の電力量Ｐ´_ｊ＋１が、１つ前のＦＦＴサイクルにおける有効ピークの電力量となる。

ステップＳ２０３では、１つ前のＦＦＴサイクルにおけるパルスの電力量と、対象のＦＦＴサイクルにおけるパルスの電力量との比が閾値以上であるかが判定される。例えば、閾値をＴ、１つ前のＦＦＴサイクルにおけるパルスの電力量をＤ_ｙ−１、対象のＦＦＴサイクルにおけるパルスの電力量をＤ_ｙとすると、Ｄ_ｙ／Ｄ_ｙ−１＞＝Ｔが満たされる場合に電力量の比が、所定の範囲内（すなわちＴ以上１以下の閾値範囲内）であると判定される。閾値としては例えば０．８や０．９などの値が考えられるが、これらと異なる値を用いてもよい。この判定では、対象のＦＦＴサイクルにおける電力量の低下が、一定範囲内であるか否かの確認を行っている。

ここで、判定には、下限閾値と上限閾値の２つの閾値を用いてもよい。例えば、判定で１０％未満の電力量の変動を許容する場合、下限閾値を０．９、上限閾値を１．１に設定できる。この場合、ステップＳ２０３では電力量の比が０．９以上，１．１以下の閾値範囲（所定の範囲）内にあるか否かが判定される。ここで挙げた下限閾値と上限閾値は例であり、これらと異なる値を用いることを妨げるものではない。

電力量の比が閾値未満の場合（所定の範囲内でない場合）、パルスの終端を決定する。（ステップＳ２０６）

電力量の比が閾値以上である場合（所定の範囲内である場合）、ステップＳ２０４で、パルスの時間長が上限値を超えていないかが判定される。パルスの時間長が上限値以下である場合、パルスは継続していると判定される（ステップＳ２０５）。パルスの時間長が上限値を超えている場合、パルスの終端を決定する（ステップＳ２０６）。パルス時間長の上限値は例えば、通信規格で定められた最長の信号送信時間などを用いることができる。パルスの時間長を確認することにより、異なるパルスやノイズを誤って同一のパルスと判定することを防げる。

以下では図１２の例でステップＳ２０３が実行された場合の処理について説明する。ここでは、ふたつの閾値を用いて判定したものとする。

タイミング１４２でステップＳ２０３が実行された場合、電力量の比Ｐ´_ｊ＋１／Ｐ´_ｊは閾値Ｔ以上である。さらにパルスの時間長は上限値以下であるため、パルスは継続していると判定される（ステップＳ２０５）。タイミング１４３でステップＳ２０３が実行された場合も、電力量の比Ｐ´_ｊ＋２／Ｐ´_ｊ＋１は閾値以上である。パルスの時間長は上限値以下であるため、パルスは継続していると判定される（ステップＳ２０５）。

タイミング１４４でステップＳ２０３が実行された場合、電力量の比Ｐ´_ｊ＋３／Ｐ´_ｊ＋２は閾値より小さい値となる。したがって、パルスは終端していると決定される（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０３における閾値は固定された値である必要はなく、条件によって異なる閾値を用いてもよい。他の無線通信装置から無線通信装置１に至るまでの伝搬路においてフェージングやマルチパスがある場合、受信信号の強度や位相が変動する可能性がある。例えば、受信信号の品質が良好である場合には、電力量の変動が５％未満であればパルスが継続していると判定し、受信信号にノイズが多い場合には、電力量の変動が１５％未満であればパルスが継続していると判定することもできる。

また、ステップＳ２０３の判定は、他の方法により行ってもよい。例えば、Ｐ_ｊとＰ_ｊ＋１の差（減算値）の絶対値が、所定の範囲内にある場合は、パルスが継続していると判定してもよい。このように、ＦＦＴサイクルの電力量値の比または差を比較してパルスの継続判定を行うのであれば、方法は特に問わない。

ステップＳ２０６では、パルスの終端を決定した場合に、パルスの時間長を確認する。パルスの時間長が下限値未満である場合、パルスを破棄する。パルス更新部２０３ａはパルスを破棄する場合、パルス記憶部２０３ｃにおける当該パルスのパルス状態を「破棄」に設定する。また、パルスを破棄する場合、当該パルスに係るパルス情報を削除してもよい。パルスの時間長の下限値は、通信規格で定められた信号送信の最短時間などを用いることができる。これにより、誤ってノイズをパルスと誤判定することを防止する。

ステップＳ２０７では、対象のＦＦＴサイクルにおいて、終端されたパルスの周波数範囲内に、有効ピークが検出されている場合、当該有効ピークを新たなパルスとして登録する。なお、有効ピークが周波数範囲外にある場合は、後述する図１４Ｂ、図１４Ｃの処理の対象となる。図１２の例では、タイミング１４４でステップＳ２０７が実行された場合、周波数帯域１５０内の有効ピーク１４９が新たなパルスとして登録される。

このとき、パルス更新部２０３ａは有効ピーク１４９に関する情報をパルス登録部２０３ｂに転送する。パルス登録部２０３ｂはパルス記憶部２０３ｃにパルス情報を保存する。

なお、ステップＳ２０７では、有効ピークの電力量が閾値以上である場合にのみパルスの新規登録を行ってもよい。これにより、ノイズに係る有効ピークが誤ってパルスとして登録されることを防ぐことができる。

図１５は、その他のパルス登録処理の具体例を示した図である。以下では図１４Ｂ、図１４Ｃのフローチャートの説明を、図１５を用いて説明する。

図１４ＡのステップＳ２０１〜Ｓ２０７で実行されていたパルスの継続判定処理では、特定の周波数帯域内に位置する有効ピークの電力量のみを参照して判定を行っていた。具体的には、図１２の例では周波数帯域１５０内に属する有効ピークのピーク部分の電力量、図１１の例では、線分１３８で示す周波数帯域内に属する有効ピークのピーク部分の電力量が判定に用いられていた。ここでは、周波数帯域外にあるパルスの検出処理を行うため、着目しているパルスの周波数帯域外に位置する有効ピークのピーク部分の電力量をパルス検出時の判定に用いる。

図１４ＢのステップＳ２０８では、対象のＦＦＴサイクルにおいて、１つ以上の既存のパルスの周波数帯域を包含した有効ピークが存在しているか否かの判定が行われる。包含するとは、既存のパルスの中での最大周波数よりも上側周波数が大きく、既存のパルスの中での最小周波数よりも下側の周波数が小さいことを意味する。また、既存のパルスとは、ステップＳ２０８の実行時に継続状態にあるパルスを意味する。該当する条件の有効ピークが存在する場合、ステップＳ２０９に進む。

図１５の例では、対象のＦＦＴサイクルｋ＋３に検出された、有効ピーク１６６の周波数帯域１６１が、既存のパルス（パルス１５７、１５８）の周波数帯域（周波数帯域１６０ａ、１６０ｂ）を包含した広い範囲に及んでいる。したがって、図１５の例では、タイミング１５５にＦＦＴサイクルｋ＋３に対してステップＳ２０８が実行された場合、既存のパルスの周波数帯域を包含した有効ピークが存在していると判定される。

なお、タイミング１５５にＦＦＴサイクルｋ＋３に対してパルス継続判定処理が実行される際は、有効ピーク１６６の一部は、既存のパルスの継続条件（比と閾値とに基づく条件）を満たす。例えば、有効ピーク１６６のうち、周波数帯域１６０ｂに相当する範囲の電力量が、継続条件を満たすと判断される（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）。同様に、有効ピーク１６６のうち、周波数帯域１６０ａに相当する範囲については、別のパルス１５８の継続条件を満たすと判断される（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）。

このように、本発明の実施形態では同一の有効ピークが、複数のパルスの継続条件を満たすと判定される場合がある。これにより、互いに重なり合うパルスが検出され得る。

既存のパルスの周波数帯域を包含した有効ピークが存在すると判定された場合、対象のＦＦＴサイクルにおいて、当該有効ピーク全体の電力量が計算される（ステップＳ２０９）。図１５の例では、タイミング１５５にＦＦＴサイクルｋ＋３に対してステップＳ２０９が実行される場合、有効ピーク１６６全体の電力量Ｒ_３が求められる。

ステップＳ２０８で既存のパルスの周波数帯域を包含した有効ピークが存在しない場合、ステップＳ２１２に進む。

次のステップＳ２１０では、有効ピーク全体の電力量と、既存の他のすべてのパルスに係る電力量の和との比が閾値以上であるかを判定する。電力量の比が閾値以上である場合、有効ピーク全体に基づき、新たなパルスを登録する（ステップＳ２１１）。

図１５の例では、タイミング１５５にＦＦＴサイクルｋ＋３に対してステップＳ２１０が実行された場合、有効ピーク１６６全体の電力量はＲ_３となる。有効ピーク１６６のうち、既存のパルス１５８に係る周波数帯域１６０ａに属する部分の電力量Ｒ_２と、有効ピーク１６６のうち、既存のパルス１５７に係る周波数帯域１６０ｂに属する部分の電力量Ｒ_１との和が、既存のパルスに係る電力量の和になる。比Ｒ_３／（Ｒ_１＋Ｒ_２）は閾値以上であるため、ステップＳ２１１で有効ピーク１６６全体の周波数帯域に対応する周波数範囲を有するパルス１５９が、新規に登録される。具体的に、パルス登録部２０３ｂが、パルス記憶部２０３ｃに該当するパルス１５９に係るパルス情報を保存する。パルス１５９は、既存のパルス（パルス１５７、１５８）の周波数帯域（周波数帯域１６０ａ、１６０ｂ）を包含するパルスである。

タイミング１５６でＦＦＴサイクルｋ＋４に対してパルス検出処理が実行された場合、パルス１５７、１５８、１５９の３つのパルスがパルス継続判定の対象となる。このように、本実施形態では、複数のパルスを検出して、複数のパルスの継続判定を実行することができる。

続くステップＳ２１２〜Ｓ２１５は、既存のパルスの周波数帯と重複した有効ピークが検出された場合に実行される処理である。ここで、既存のパルスとは、処理の実行時に継続状態に設定されているパルスを意味する。以下では、図１５のタイミング１５２にＦＦＴサイクルｋに対してステップＳ２１２〜Ｓ２１５が実行された場合を例に、処理を説明する。

ステップＳ２１２では、対象のＦＦＴサイクルにおいて、既存のパルスの周波数帯域に重複する有効ピークが存在しているか否かの判定が行われる。ここでは、「既存のパルスの周波数帯域に重複する有効ピーク」に、「既存のパルスの周波数帯域をすべて包含した有効ピーク」は含まれない。該当する条件の有効ピークが存在している場合、ステップＳ２１３に進む。

図１５のタイミング１５２では、ＦＦＴサイクルｋにおいて、既存のパルス１５７と重複する範囲に有効ピーク１６７が検出されている。ＦＦＴサイクルｋには２つの有効ピークが存在するが、そのうちの１つが有効ピーク１６７である。したがって、タイミング１５２でステップＳ２１２が実行された場合、既存のパルスの周波数帯域に重複する有効ピークが存在すると判定される。

ステップＳ２１２で、対象のＦＦＴサイクルにおいて、既存のパルスの周波数帯域に重複する有効ピークが存在しない場合、ステップＳ２１６に進む。

次のステップＳ２１３では、対象のＦＦＴサイクルにおいて、有効ピーク全体の電力量と、当該有効ピークのうち、既存のパルスの周波数帯域にある部分の電力量を求める。図１５のタイミング１５２の例では、有効ピーク１６７全体の電力量Ｓ_２と、有効ピーク１６７のうち、周波数帯域１６０ｂに含まれる部分の電力量Ｓ_１とを求める。

図１４ＣのステップＳ２１４では、有効ピーク全体の電力量の、当該有効ピークのうち、既存のパルスの周波数帯域にある部分の電力量に対する比を求める。当該比が閾値以上であった場合、当該有効ピークに基づく新たなパルスを登録する（ステップＳ２１５）。これにより、既存のパルスと周波数帯域に重なりがあっても、パルスの新規登録は実行される。新しいパルスの登録後、ステップＳ２１６に進む。

図１５の例では、タイミング１５２でＦＦＴサイクルｋに対して、電力量の比Ｓ_２／Ｓ_１が閾値未満となるため、有効ピーク１６７に対する新たなパルスは登録されない。新しいパルスが登録されない場合も、ステップＳ２１６に進む。

なお、２つ以上の継続状態のパルスと周波数帯域が重複する有効ピークがある場合には、すべてのパルスについて上述の判定を行ってもよいし、いずれかのパルスについて上述の判定を行ってもよい。

続くステップＳ２１６〜２１９では、既存のパルスの周波数帯域と重複しない有効ピークが存在する場合に、パルスの検出処理を実行する。ここで既存のパルスは、処理の実行時に継続状態に設定されているパルスを意味する。以下では図１５のタイミング１５３でＦＦＴサイクルｋ＋１に対してステップＳ２１６〜２１９が実行された場合を例に、処理を説明する。

ステップＳ２１６では、対象のＦＦＴサイクルにおいて、既存のパルスと重複しない範囲に有効ピークが存在するか判定する。図１５のタイミング１５３では、対象のＦＦＴサイクルｋ＋１に既存のパルスと重複しない周波数帯域に有効ピークが検出されている。具体的には、有効ピーク１６２と、有効ピーク１６４が検出されている。有効ピークが存在する場合、ステップＳ２１７に進む。

既存のパルスと重複しない範囲に有効ピークが存在しない場合、パルス検出処理は終了する（ステップＳ２１６のＮＯ）。

ステップＳ２１７では、対象のＦＦＴサイクルにおいて、検出された有効ピークの電力量が計算される。電力量の計算は、それぞれの有効ピークごとに行う。例えば、図１５のタイミング１５３では、有効ピーク１６２の電力量Ｑ_２と、有効ピーク１６３の電力量Ｑ_３が求められる。

次のステップＳ２１８では、検出された有効ピークの電力量を閾値と比較する。電力量が閾値以上である場合、当該有効ピークに基づく新たなパルスを登録する（ステップＳ２１９）。パルスの登録後、パルス検出処理は終了する。検出された有効ピークの電力量が閾値未満である場合、当該有効ピークに対して、新たなパルスは登録されない。

図１５のタイミング１５３の例では、対象のＦＦＴサイクルｋ＋１において、有効ピーク１６２の電力量Ｑ_２が閾値以上であるため、有効ピーク１６２に対して、新たなパルス１５８が登録される（ステップＳ２１９）。このときパルス登録部２０３ｂはパルス１５８に係るパルス情報をパルス記憶部２０３ｃに保存する。

ステップＳ２１８における閾値は、例えば、ノイズと実信号とを区別できる電力値を基準に決定することができる。通信規格で最小の信号電力が決められている場合、その値をもとに閾値を決めてもよい。閾値は固定値である必要はなく、条件によって変更されるものであってもよい。例えば、ＦＦＴサイクルが長くなった場合、閾値を大きくする必要がある。ノイズが少ない環境では閾値を小さくし、ノイズが多い環境では閾値を大きく調整することもできる。

ステップＳ２１８の判定では、既存パルスの周波数帯域内の電力量と帯域外にある電力量の比を閾値と比較してもよい。この方法を用いる場合、図１５のタイミング１５３では、比Ｑ_２／Ｑ_１と、比Ｑ_３／Ｑ_１が閾値と比較される。

ステップＳ２１８で、検出された有効ピークの電力量が閾値より小さい場合、当該有効ピークはパルスとして登録されない。図１５のタイミング１５３の例では、対象のＦＦＴサイクルｋ＋１において、有効ピーク１６４の電力量Ｑ_３は閾値未満であるため、有効ピーク１６４に対して、パルスは登録されない。

パルス検出処理では、複数のパルスについて継続判定処理を行うことができる。図１５の例では、タイミング１５３で、パルス１５７、１５８の２つのパルスに係るパルス情報がパルス記憶部２０３ｃに登録される。さらにタイミング１５５で、パルス１５９に係るパルス情報もパルス記憶部２０３ｃに保存される。これらのパルスはいずれも継続状態に設定される。

タイミング１５４において、ＦＦＴサイクルｋ＋２に対してパルス検出処理が実行された場合、継続状態にあるパルス１５７、１５８が見つかる（ステップＳ１０１）。その後、パルス１５７、１５８の両方についてパルス継続判定処理が実行される（ステップＳ１０２）。タイミング１５６において、ＦＦＴサイクルｋ＋４に対してパルス検出処理が実行された場合、継続状態にあるパルス１５７、１５８、１５９が見つかる（ステップＳ１０１）。その後、パルス１５７、１５８、１５９の３つのパルスについてパルス継続判定処理が実行される（ステップＳ１０２）。

このように、本実施形態では複数のパルスが継続状態にある場合、パルスの集合を構成する各々のパルスについて継続判定を実行することができる。複数のパルスが継続状態にある場合、これらのパルスの周波数帯域外にある有効ピークについて、新たなパルスの登録処理が実行することもできる。

図１６は、関連技術による有効ピークとパルスの検出結果の一例を示した図である。一方、図１８は本実施形態による有効ピークとパルスの検出結果を示した図である。いずれの図においても、縦軸は周波数を示しており、横軸は時刻（ＦＦＴサイクル）を示している。ハッチングされた範囲が有効ピークであり、破線で囲まれた範囲が検出されたパルスである。

図１７は、関連技術による有効ピークとパルスの検出処理のシミュレーション結果の一例である。図１９は、本実施形態による有効ピークとパルスの検出処理のシミュレーション結果の一例である。図１７、図１９のいずれにおいても、内側の領域の信号強度が強く、外側の領域の信号強度は弱くなっている。破線で囲まれた箇所は、それぞれ検出されたパルスに該当する。

図１６および図１７から分かるように、関連技術によるパルス検出を行うと、本来１つであるべき同一のパルスが複数のパルスに分割されていることがわかる。また、パルスの検出漏れが発生していることも確認できる。誤検出や検出漏れがある場合、パルスの検出結果を利用した精度の高い推定が困難となる。例えば、信号を送信している無線通信機の台数を推定する場合や、送信されている信号の種類を推定する場合、あるいは、無線ＬＡＮのチャネルなど周波数帯域の使用状況を推定する場合など、正確な情報が得られなくなってしまう。

一方、本実施形態によるパルス検出を行うと、図１８および図１９から分かるように、周波数帯域について、重なり合うパルスが検出されていることがわかる。これにより、同一のパルスが分割されて検出されたり、パルスの検出漏れが発生したりする可能性が軽減される。関連技術に比べて精度の高いパルス検出が実現される。

関連技術では、検出された各々のパルスがそれぞれ独立して送信された信号であるという前提のもとで信号検出を行っていた。したがって、検出処理においてパルスと信号は区別されず、図１７においては、検出されたパルスがそれぞれ別々の受信信号に対応すると解釈されていた。

しかし検出したパルスを独立した信号として検出すると、問題が発生する場合がある。無線通信機が信号を送信するとき、必ず連続した周波数帯域を用いているとは限らない。同一の無線通信機から受信した信号をフーリエ変換し、周波数領域の信号に変換した場合、有効ピークが複数の周波数帯域において存在することがある。例えば、ＯＦＤＭ変調が行われている場合、未使用のサブキャリアがあるため、有効ピークが離散的に分布する場合がある。このような状況で関連技術による信号検出を行った場合、本来は同一の単一信号に属するパルスが別々の信号として検出されてしまうおそれがある。

そこで、本実施形態に係る無線通信装置では、複数のパルスを結合(マージ)することで、単一信号の周波数範囲および受信時間を推定する処理を実行する。具体的には、図２の信号検出部２００内部の構成要素である信号範囲推定部２０４が、複数のパルスを結合して、単一信号の周波数帯域（周波数範囲）および受信時間（時間範囲）を推定する処理を実行する。

パルス更新部２０３ａは、検出された全パルスが終端状態になってから一定期間経過すると、信号範囲推定部２０４に信号範囲推定指令を出す。本実施形態の処理をリアルタイムに行う場合、全パルスが終端してから、信号範囲推定指令が出されるまでの期間を、通信規格で定められた信号の最小送信間隔時間をもとに決めるなどしてもよい。

信号範囲推定指令を受けた信号範囲推定部２０４は、パルス記憶部２０３ｃのパルス情報を参照し、結合対象とするパルスを選択する。結合対象とするパルスの選択方法の例を説明する。

図２０は結合対象とするパルスの選択方法の一例を示している。互いに重なり合うパルスを結合する。互いに重なり合うとは、少しでもお互いの領域が重なり合うことでもよいし、それぞれ一定割合以上の面積が互いに重なり合うことでもよいし、ここで述べた以外の例でもよい。

図２０（１）では最初にパルス２５０が選択されている。例えば最も早く登録されたパルスを選択する。あるいは、所望周波数に最も近いパルスを選択する。選択方法については特に問わない。ランダムにパルスを選択してもよい。パルス２５０の範囲に重なっているパルスを探索したところ、パルス２５１が見つかったとする。パルス２５１はパルス２５０と組み合わされてパルスの集合を構成する。

図２０（２）ではパルス２５１の範囲に重なっているパルスを探索する。探索の結果、パルス２５１と重なるパルス２５２が見つかったとする。パルス２５２はパルスの集合に追加される。

図２０（３）ではパルス２５２の範囲に重なっているパルスを探索する。探索の結果、パルス２５２と重なるパルス２５３が見つかったとする。パルス２５３はパルスの集合に追加される。

図２０（４）ではパルス２５３の範囲に重なっているパルスを探索する。探索の結果、パルス２５３と重なるパルス２５４が見つかったとする。パルス２５４はパルスの集合に追加される。各パルスと重なり合うパルスがこれ以上見つからない場合、その時点でのパルスの集合を結合対象のパルスとする。図２０（４）の時点でパルスの集合はパルス２５０〜２５４であるため、パルス２５０〜２５４が結合対象のパルスとして選択される。

図２０の例では、パルスの集合にパルスが１つずつ追加されていたが、ひとつのパルスに重なり合うパルスが複数見つかる場合には、重なるパルスのすべてをパルスの集合に追加してもよい。

図２１は結合対象とするパルスの選択方法の別の例を示している。パルスから一定の距離の範囲（探索範囲）内に位置するパルスを順次パルスの集合に追加していくことにより、結合対象とするパルスを選ぶ。一定の距離の範囲内に位置するとは、中心（重心）が位置するパルスでもよいし、一定割合以上の面積が当該範囲内に含まれることでもよいし、少しでも当該範囲に重複する領域が存在することでもよいし、ここで述べた以外の例でもよい。

図２１（１）では最初にパルス２６０が選択されている。最初のパルスの選択方法については特に問わないが、乱数を使ってランダムにパルスを選んでもよい。パルス２６０の中心から半径ｒの範囲（探索範囲）内にあるパルスを探索する。探索の結果、パルス２６１が見つかったとする。パルス２６１はパルス２６０と組み合わされてパルスの集合を構成する。

図２１（２）では、パルス２６１の中心から半径ｒの範囲内にあるパルスを探索する。探索の結果、パルス２６２が新たに見つかったとする。パルス２６２はパルスの集合に追加される。

図２１（３）では、パルス２６２の中心から半径ｒの範囲内にあるパルスを探索する。探索の結果、パルス２６３が新たに見つかったとする。パルス２６３はパルスの集合に追加される。パルス２６３の中心から半径ｒの範囲内に新たなパルスが見つからない場合、その時点におけるパルスの集合を結合対象のパルスとする。図２１（４）の時点でパルスの集合はパルス２６０〜２６３であるため、パルス２６０〜２６３が結合対象のパルスとして選択される。

図２１の例では、全ステップで同じ距離ｒを使い続けていたが、途中のステップから距離ｒ＋Δｒを使って、最初より広い範囲を探索してもよい。また、探索範囲の中心点は、パルスの中心でなくてもよい。例えば、パルスの集合に属する全パルスの重心を求め、重心を中心とした円の内側と探索してもよい。

図２１の方法を使えば、パルス同士の重なりがなくても、結合対象のパルスを選び出すことができる。図２０の方法と図２１の方法を組み合わせてもよい。例えば、パルスの分布が密な箇所には図２０の方法を使い、パルスの分布が疎な箇所には図２１の方法を使うことができる。

信号範囲推定部２０４は、選択された複数のパルスを結合し、結合したパルスを用いて、単一信号の周波数範囲および受信時間を推定する。図２２と図２３は信号範囲推定部２０４による信号範囲推定の例を示す。いずれの図においても、縦軸は周波数に、横軸は時刻（ＦＦＴサイクル）に対応している。ハッチングされた部分は有効ピークである。細い破線で囲まれた部分は、検出されたパルスであり、太い破線で表された部分が、信号範囲推定部２０４により推定された信号である。

信号範囲推定部２０４は、一例として結合されたパルス群の外周を囲む矩形領域を決定することで、信号の範囲を推定する。具体的には、信号範囲推定部２０４は、結合されたパルス群の周波数帯域の上限周波数を探索する。探索により周波数帯域の上限周波数の最大値ｆ_ｈを見つける。信号範囲推定部２０４は、結合されたパルス群の周波数帯域の下限周波数も探索する。探索により周波数帯域の下限周波数の最小値ｆ_ｌを見つける。周波数ｆ_ｈ、ｆ_ｌは信号検出処理において検出される信号に係る周波数の上限と下限である。

図２２と図２３には、周波数ｆ_ｈ、ｆ_ｌが示されている。ｆ_ｈは矩形領域上部の高さ、ｆ_ｌは矩形領域下部の高さに相当する。

信号範囲推定部２０４は、結合されたパルス群の最も早い時刻と、最も遅い時刻とを探索する。探索の結果、最も早い時刻であるｔ_ｌと、最も遅い時刻であるｔ_ｈを見つける。パルス記憶部２０３ｃでの記録形式がＦＦＴサイクルの識別子である場合には、ＦＦＴサイクルの識別子から時刻を特定してもよい。

図２２と図２３には、時刻ｔ_ｌ、ｔ_ｈが示されている。ｔ_ｈは矩形領域の右端、ｔ_ｌは矩形領域の左端に相当する。

図２４は、先に説明した図１９のシミュレーション結果に対して、信号範囲の推定処理を行った結果を示している。縦軸は周波数、横軸は時刻に対応している。内側の領域の信号強度が強く、外側の領域の信号強度は弱くなっている。破線で囲まれた箇所は、検出されたパルスである。パルスの集合を実線で囲んだ矩形領域１７０が、推定された信号の範囲に相当する。

信号範囲推定部２０４は、信号範囲の推定結果を受信信号情報として、メモリ部１１０に保存する。受信信号情報は、周波数の上限および下限ならびに信号の開始時刻および終了時刻を含む。メモリ部１１０は複数の受信信号情報を保持することができる。メモリ部１１０に保存された複数の受信信号情報を参照することにより、周波数帯域の利用状況の時間遷移を確認することができる。

信号範囲推定部２０４は、受信信号情報をフィルタリングし、条件を満たしていない信号に係る受信信号情報を破棄してもよい。受信信号情報をフィルタリングする基準として、時間長、中心周波数、帯域幅、チャネル情報などを用いることができる。例えば、規格上無線ＬＡＮのチャネルとして使われていない範囲の周波数帯に信号が検出された場合には、受信信号情報を破棄してもよい。受信信号情報を破棄する場合、受信信号情報をメモリ部１１０に保存しなくてもよい。検出された信号の時間長が基準より短い場合や帯域幅が基準より狭い場合には、ノイズが検出されている可能性がある。これらの場合にも、受信信号情報を破棄してもよい。

ホストシステム７０は、ホストインタフェース１０８を経由してメモリ部１１０にアクセスすることができる。したがってホストシステム７０は、メモリ部１１０より受信信号情報を取得できる。ホストシステム７０は、受信信号情報をデータベースに保存してもよいし、無線の使用状況を提供するウェブサイトに検出された信号に関する概要を表示してもよい。ホストシステム７０は、取得した受信信号情報を参照して、他の無線通信装置が利用する通信規格、周波数帯域、変調方式を、干渉の少ないものに変更することもできる。

制御部１１１も、メモリ部１１０にアクセスして受信信号情報を取得することができる。制御部１１１は、受信信号情報を利用し、無線通信装置１のＲＦ部１０が利用する無線周波数を変更することができる。例えば、受信信号情報より、周囲の無線通信装置の多くが特定の周波数帯域やＯＦＤＭサブキャリアを利用していることがわかったら、他の無線通信装置と重複しない周波数帯域に係る無線周波数を使うことができる。また、制御部１１１は変調回路１０２、復調回路１０５を設定し、無線通信装置１が使う復変調方式を干渉の少ないものに変更してもよい。予想される干渉の程度から、符号器１０１、復号器１０６を設定して、データ送信時の符号化率を変更してもよい。例えば、強い干渉が予想される場合には符号化率を高くし、干渉が軽減される場合には符号化率を下げることができる。

互いに重複するパルスを囲むように、信号の範囲を推定することにより、複数の周波数帯域やサブキャリアを含む信号においても、正確な信号検出を行うことができる。同一の信号に属するパルスが別々の信号として検出されることを低減でき、また、パルスの検出漏れが発生する確率を低減することができる。

図２５は、本実施形態に係る信号検出処理全体のフローチャートである。

ステップＳ３０１では、受信信号の補正処理が実行される。受信信号の補正処理は必須ではないが、信号検出の精度を高めるために実施するのが望ましい。受信信号の補正処理の詳細については補正部１０９の説明で述べた通りである。

ステップＳ３０２では、補正された受信信号をフーリエ変換して、周波数領域信号を計算する。フーリエ変換処理は一定の周期で（すなわち周期的なＦＦＴサイクルで）実行される。すなわち、ＦＦＴサイクルが１〜Ｎまであるとすると、第１のＦＦＴサイクル、第２のＦＦＴサイクル・・・、第ＮのＦＦＴサイクルについてフーリエ変換を行う。任意のＦＦＴサイクルを、第ＸのＦＦＴサイクルを表してもよい。フーリエ変換の実行周期は短く設定した方が各シンボルについての正しい周波数スペクトルを得られる確率が高まるが、処理にかかる負荷が増大する。処理負荷の上限は、Ａ／Ｄコンバータの性能など装置の処理能力によって決まる。したがって、フーリエ変換の実行周期は要求される検出精度と、装置の性能などの制約条件の双方を考慮して設定する。フーリエ変換を伴う時間周波数解析処理の詳細については、時間周波数解析部２０１の説明で述べた通りである。

ステップＳ３０３では、第１のＦＦＴサイクルから第ＮのＦＦＴサイクルまでの各ＦＦＴサイクルで得られた周波数領域信号を用いてピーク検出を行う。検出されたピークは、周波数領域信号のうち、閾値以上の電力値を有する部分信号であり、有効ピークと呼ばれる。ピーク検出処理の詳細についてはピーク検出部２０２の説明で述べた通りである。

ステップＳ３０４では、パルス検出処理を実行する。パルスの検出処理では、一例として、ピーク検出で得られた各ＦＦＴサイクルにおける有効ピークの情報を使って、パルスを検出する。パルスの検出処理は、パルスの登録処理と、パルスの継続判定処理、パルスの終端処理とを含む。

パルスの登録処理では、対象のＦＦＴサイクルで検出された有効ピークに対し新規のパルスを登録するか否かの判定を行い、パルスの登録条件のいずれかに該当する場合には、パルスを新規登録する。パルスの継続判定処理では、継続状態となっているパルスに対して継続条件を満たす有効ピークが存在する場合には、当該有効ピークに対応するＦＦＴサイクルまでパルスを延ばすようにパルス情報を更新する。継続条件を満たす有効ピークがない場合には、パルスを終端する（パルスの終了時刻は、直前のＦＦＴサイクルの終了時刻に一致する）。

パルス検出処理の詳細については、図１３、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃの各フローチャートの説明で述べた通りである。

ステップＳ３０５では、信号範囲の推定処理が実行される。具体的には、パルス検出処理で検出されたパルスの集合を結合（マージ）し、単一信号の周波数帯域（周波数範囲）および受信時間を推定する。複数のパルスを結合して信号検出を行うことにより、離散的な周波数スペクトルがある信号が送信されている場合においても正確な信号検出をすることができる。信号範囲の推定処理の詳細については、信号範囲推定部２０４の説明で述べた通りである。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、データの送信機能と受信機能の両方を備えた無線通信装置に、本実施形態に係る信号検出部が組み込まれていた。信号検出部は、送信機能を備えない、受信機能のみを備えた無線通信装置に組み込まれていてもよい。

図２６は、第２の実施形態に係るシステム構成例を示す図である。図２６のシステムは、無線通信装置２と、ホストシステム７１とを備える。図２６では無線通信装置２とホストシステム７１の台数はそれぞれ１台であるが、２台以上であってもよい。ホストシステム７１は、ノートパソコン、タブレットのような他の無線通信装置が組み込まれた計算機であっても、サーバなどであってもよい。

無線通信装置２は、アンテナ６と、ＲＦ部２０と、ベースバンド部６０とを備えている。このうち、ＲＦ部２０とベースバンド部６０は内部に構成要素を有する。ＲＦ部２０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２１と、ミキサ２２と、局部発振器２３とを備えている。ベースバンド部６０は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）６１と、補正部６２と、メモリ部６３と、ホストインタフェース６４と、制御部６５と、信号検出部２００ａとを備えている。

無線通信装置２は、無線信号の受信ができればよい。したがって、無線通信装置２はレシーバーのように無線信号の送信機能がない装置であってもよい。さらに第２の実施形態に係る無線通信装置２は汎用的な受信機ではなく、信号検出の用途に特化した装置であってもよい。したがって無線通信装置２は汎用的なデータ受信を行うための復調回路や復号器などの構成要素を備えていなくてもよい。

補正部６２と信号検出部２００ａの機能は、第１の実施形態に係る補正部１０９と信号検出部２００と同様である。したがって無線通信装置２の信号検出機能は、第１の実施形態に係る無線通信装置１と同等である。

無線通信装置２が検出した信号範囲の推定結果は、メモリ部６３に保存される。ホストシステム７１は、ホストインタフェース６４を経由してメモリ部６３に格納された信号範囲の推定結果を取得することができる。ホストシステム７１は取得した情報を用いて、他の無線通信装置が無線信号の送受信に用いる周波数を変更したり、変調方式を変更したりすることができる。これにより、干渉の発生が抑制される。

また、制御部６５はメモリ部６３に格納された信号範囲の推定結果を参照して、ＲＦ部２０が受信対象とする周波数帯域を変更することができる。例えば、これまで信号検出が行われたことがない周波数帯を、新たに受信対象の周波数帯に設定することができる。こうして、無線通信装置２は幅広い周波数帯において信号検出を行うことができる。

本実施形態の無線通信装置を用いることにより、信号検出機能を備えた装置の小型化と省電力化をはかることができる。装置が低コスト化されると、多数の無線通信装置を用意して、複数地点において信号検出を行うことができる。無線通信装置２はホストシステム７１の拡張カードなどに搭載されていてもよい。拡張カードを挿入することにより、ホストシステム７１に信号検出機能を追加することができる。ホストシステム７１が他の無線通信装置を備えた計算機である場合、信号検出機能を追加して、他の無線通信装置が使用する周波数や変調方式を、干渉の少ないものに変更できるようになる。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１、２ 無線通信装置
５、６ アンテナ
１０、２０ ＲＦ部
１１、２１ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１２、１６、２２ ミキサ
１３、２３ 局部発振器
１４ セレクタ
１５ ＲＦアンプ
６０、１００ ベースバンド部
６１、１０４ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
６２、１０９ 補正部
６３、１１０ メモリ部
６４、１０８ ホストインタフェース
６５、１１１ 制御部
７０、７１ ホストシステム
１００ ベースバンド部
１０１ 符号器
１０２ 変調回路
１０３ Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）
１０５ 復調回路
１０６ 復号器
１０７ アクセス制御部
１２０，１２１ 信号
１２２ サンプル
１２３ 差分
１２４、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１ ＦＦＴサイクル
１２５、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６ タイミング
１２６ シンボル周期
１２８ａ、１２９ａ、１２９ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ グラフ
１３２ 有効ピーク情報
１３３ 線分
１３４ ピーク周波数幅
１３４ａ、１３８ 線分
１３５、１３６ 幅
１３９ 矩形領域（パルス）
１４６、１４７、１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ、１４９、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７ 有効ピーク
１５０、１６０ａ、１６０ｂ、１６１ 周波数帯域
１５７、１５８、１５９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２６０、２６１、２６２、２６３ パルス
１７０ 矩形領域
２００、２００ａ 信号検出部
２０１ 時間周波数解析部
２０２ ピーク検出部
２０２ａ ピーク記憶部
２０３ パルス検出部
２０３ａ パルス更新部
２０３ｂ パルス登録部
２０３ｃ パルス記憶部
２０４ 信号範囲推定部
２０５ 信号推定部

Claims (11)

1. 受信信号に対して周期的なサイクルでフーリエ変換を実行して、周波数領域信号を生成する時間周波数解析部と、
   第１サイクルの周波数領域信号から第１ピークを検出し、前記第１サイクルの後の第２サイクルの周波数領域信号から少なくとも１つの第２ピークを検出するピーク検出部と、
   前記第１ピークの電力量と、前記少なくとも１つの第２ピークにおいて前記第１ピークの周波数帯域に属する周波数部分の電力量の合計との関係に基づいて、前記少なくとも１つの第２ピークが、前記第１ピークと同じ単一信号に属するか否かを判断する信号推定部と、
   を備えた無線通信装置。
2. 前記信号推定部は、前記第１ピークの電力量と、前記電力量の合計との比または差に基づいて、前記少なくとも１つの第２ピークが、前記第１ピークと同じ単一信号に属するか否かを判断する
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記信号推定部は、前記第１サイクルから開始するパルスを設定し、前記パルスは前記第１ピークの周波数帯域に対応する周波数範囲を有し、
   前記信号推定部は、前記第１ピークの電力量と前記電力量の合計との比または差が第１範囲内の場合に、前記パルスを前記第２サイクルまで拡張し、前記パルスによって特定される周波数範囲およびサイクル範囲を、前記単一信号の周波数帯域および受信時間とする
   請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記ピーク検出部は、第Ｘサイクルの周波数領域信号から第Ｘピークを検出し、第Ｘサイクルの後の第Ｘ＋１サイクルの周波数領域信号から第Ｘ＋１ピークを検出し、
   前記信号推定部は、前記第Ｘピークにおいて前記第１ピークの周波数帯域に属する周波数部分の電力量と、前記第Ｘ＋１ピークにおいて前記第１ピークの周波数帯域に属する周波数部分の電力量の合計との比または差が前記第１範囲内の場合に、前記パルスを前記第Ｘ＋１サイクルまで拡張し、前記Ｘは２以上の整数である、
   請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記信号推定部は、前記比または差が前記第１範囲内でない場合、前記パルスを終端する
   請求項３または４に記載の無線通信装置。
6. 前記信号推定部は、前記第Ｘピークの電力量と、前記第Ｘピークにおいて前記第１ピークの周波数帯域に属する周波数部分の電力量との比または差が第１条件を満たす場合は、前記第Ｘサイクルから開始するパルスを設定し、前記パルスは前記第Ｘピークに対応する周波数範囲を有する
   請求項４に記載の無線通信装置。
7. 前記信号推定部は、互いに重なる複数の前記パルスの集合によって特定される周波数範囲およびサイクル範囲を、前記単一信号の前記周波数帯域および前記受信時間とする
   請求項４ないし６のいずれか一項に記載の無線通信装置。
8. 前記信号推定部により推定された前記周波数帯域および前記受信時間に基づき、自装置で使用する無線周波数を設定する制御部
   を備えた請求項７に記載の無線通信装置。
9. 少なくとも１つのアンテナを備えた請求項１ないし８のいずれか一項に記載の無線通信装置。
10. 受信信号に対して周期的なサイクルでフーリエ変換を実行して、周波数領域信号を生成する時間周波数解析部と、
    第１サイクルの周波数領域信号から第１ピークを検出し、前記第１サイクルの後の第２サイクルの周波数領域信号から第２ピークを検出するピーク検出部と、
    前記第１サイクルから開始するパルスを設定し、前記パルスは前記第１ピークの周波数帯域に対応する周波数範囲を有し、
    前記第１ピークの電力量と、前記第２ピークのうち前記第１ピークの周波数帯域に属する周波数部分の電力量との比または差が第１範囲内の場合に、前記パルスを前記第２サイクルまで拡張する信号推定部と、
    を備えた無線通信装置。
11. 受信信号に対して周期的なサイクルでフーリエ変換を実行することにより、周波数領域信号を生成し
    第１サイクルの周波数領域信号から第１ピークを検出し、
    前記第１サイクルの後の第２サイクルの周波数領域信号から少なくとも１つの第２ピークを検出し
    前記第１ピークの電力量と、前記少なくとも１つの第２ピークにおいて前記第１ピークの周波数帯域に属する周波数部分の電力量の合計との関係に基づいて、前記少なくとも１つの第２ピークが、前記第１ピークと同じ単一信号に属するか否かを判断する
    信号検出方法。

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