(57)【要約】【課題】既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置において、キャリアセンスを行う際に、その処理を効率的に行うようにする。【解決手段】任意の所望のチャネルに対応する周波数での受信強度を検出する狭帯域キャリアセンス部と、前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り所定レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた送信を許可する手段と、広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体の中で、所定レベルを超えている場合に、前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が所定レベルを超えていないときに、該所望のチャネルを用いた送信を許可する手段と、を備える。【選択図】図６
2010171881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
任意の所望のチャネルに対応する周波数での受信強度を検出する狭帯域キャリアセンス部と、
前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体の中で、閾値レベルを超えている場合に、前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えていないときに、該所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えているときには、閾値レベルを超えない受信強度となる所望のチャネルが見つかるまで狭帯域キャリアセンス部によって受信強度を検出するチャネルを変更する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する第１手段と、
任意の所望のチャネルに対応する周波数での受信強度を検出する狭帯域キャリアセンス部と、
前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えていないときに、該所望のチャネルを用いた通信を許可する第２手段と、
を備え、前記第１手段と前記第２手段とのいずれか、または前記広帯域キャリアセンス部及び前記第１手段と前記狭帯域キャリアセンス部及び前記第２手段とのいずれかを切り替えて用いることを特徴とする通信装置。
【請求項４】
前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えているときには、閾値レベルを超えない受信強度となる所望のチャネルが見つかるまで狭帯域キャリアセンス部によって受信強度を検出するチャネルを変更する手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体の中で、閾値レベルを超えている場合に、通信を不許可とする手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項６】
既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
任意の所望のチャネルの中心周波数近傍の受信強度を検出するキャリアセンス部と、
あるチャネルが使用されずにそれに隣接するチャネルが使用されている状態でのチャネルの中心周波数近傍における受信強度の周波数に対する変化を記憶する記憶手段と、
キャリアセンス部で検出された所望のチャネルの中心周波数での受信強度が閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
キャリアセンス部で検出された所望のチャネルの中心周波数での受信強度が閾値レベルを超え且つ第２閾値レベル以下である場合に、キャリアセンス部で検出された所望チャネルの中心周波数近傍の受信強度の周波数に対する変化傾向と前記記憶手段で記憶された対応する変化傾向とを比較し、キャリアセンス部で検出された所望チャネルの中心周波数近傍の受信強度の周波数に対する変化傾向が記憶手段で記憶された変化傾向と一致しているか否かを判断し、一致していると判断したときには、該所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項７】
既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
任意の所望のチャネルの周波数領域及びそれに隣接するチャネルの周波数領域の少なくとも一部の領域にある受信信号と所望のチャネルの中心周波数からΔｆだけずれた信号とのビート信号を検出するキャリアセンス部と、
前記ビート信号の包絡線からその時間的変化を検出する手段と、
前記変化を検出する手段によりビート信号の包絡線の時間的変化がないことが検出された場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記ビート信号の包絡線の時間変化が１／Δｆの周期に従っているかどうかを判定する手段と、
前記判定する手段によりビート信号の包絡線の時間変化が１／Δｆの周期に従っている場合に、所望のチャネルを用いた通信を不許可とする手段と、
前記ビート信号の包絡線の時間変化が１／（２Δｆ）の周期に規則正しく従っているかどうかを判定する手段と、
前記判定する手段によりビート信号の包絡線の時間変化が１／（２Δｆ）の周期に規則正しく従っている場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記判定する手段によりビート信号の包絡線の時間変化が１／（２Δｆ）の周期に規則正しく従っていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を不許可する手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＲＦＩＤシステムにおけるＩＣタグとの通信のように、既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、同一チャネルでの通信衝突を避けるためにリッスンビフォートーク（ＬＢＴ）機能を有する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤシステムでは、通信装置であるリーダライタから変調または無変調の電波が送信されて、ＩＣタグがその電波を受けると、ＩＣタグにおいて起電力が発生され、その起電力によりＩＣタグからのデータが応答信号として発信されて、その応答信号をリーダライタで受け取るようになっている。
【０００３】
例えば、日本の電波法では、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤに対して９５０〜９５６ＭＨｚの周波数が割り当てられており、２００ＫＨｚ間隔で、低出力の場合には１４チャネル、大出力の場合には９チャネルの既定のチャネルが用意されており、この共通のチャネルを複数の通信装置で時分割して使用している。
【０００４】
このような複数の通信装置を使用する環境下での、同一チャネル使用による通信衝突を避けるために、リッスンビフォートーク機能を通信装置に組み入れて、所望のチャネルを使用する前にキャリアセンスを行うことが義務付けられている。
【０００５】
この通信装置のキャリアセンス回路としては、特許文献１ないし４によって提案されているものがある。
【０００６】
特許文献１では、設定された周波数の局部発振信号の周波数を用いて受信信号を復調するＲＦＩＤ用送受信装置において、通常通信の際は基準周波数の局部発振信号を出力し、キャリアセンスの際は、基準周波数に対し所定周波数分シフトした周波数の局部発振信号を出力している。
【０００７】
特許文献２では、キャリアセンスを行うときには、ローカル発振器の高周波信号の周波数を受信周波数よりもΔｆだけシフトさせ、受信した高周波信号とローカル発振器から発生する高周波信号により発生するビート周波数Δｆの振幅によりキャリアセンスを行っている。
【０００８】
特許文献３では、受信ＲＦ信号と異なる周波のローカル信号を発生し、受信ＲＦ信号とローカル信号をミキシングし、受信ＲＦ信号とローカル信号の差の周波をバンドパスフィルタに通過させるようにしている。
【０００９】
特許文献４では、局部発振器のローカル信号を変調し、ローカル信号の変調によって得られる受信機の出力によってキャリアセンスを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２９５２８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２８５８３号公報
【特許文献３】特開２００８−８５６６９号公報
【特許文献４】特開平２−１００５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように従来の提案によれば、変調または無変調の電波に対してもキャリアセンスを行うことができるようにしている。そして、受信信号の強度に基づき受信信号が存在すると判断できるときには、チャネルを変えて、再度キャリアセンスを行うことになる。
【００１２】
本発明は、キャリアセンスの処理をより効率的に行うことができる通信装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
任意の所望のチャネルに対応する周波数での受信強度を検出する狭帯域キャリアセンス部と、
前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体の中で、閾値レベルを超えている場合に、前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えていないときに、該所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えているときには、閾値レベルを超えない受信強度となる所望のチャネルが見つかるまで狭帯域キャリアセンス部によって受信強度を検出するチャネルを変更する手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する第１手段と、
任意の所望のチャネルに対応する周波数での受信強度を検出する狭帯域キャリアセンス部と、
前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えていないときに、該所望のチャネルを用いた通信を許可する第２手段と、
を備え、前記第１手段と前記第２手段とのいずれか、または前記広帯域キャリアセンス部及び前記第１手段と前記狭帯域キャリアセンス部及び前記第２手段とのいずれかを切り替えて用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、前記狭帯域キャリアセンス部によって検出された所望のチャネルに対応する周波数での受信強度が閾値レベルを超えているときには、閾値レベルを超えない受信強度となる所望のチャネルが見つかるまで狭帯域キャリアセンス部によって受信強度を検出するチャネルを変更する手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
前記既定の全チャネルの帯域全体における受信強度を検出する広帯域キャリアセンス部と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記広帯域キャリアセンス部によって検出された受信強度が帯域全体の中で、閾値レベルを超えている場合に、通信を不許可とする手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
任意の所望のチャネルの中心周波数近傍の受信強度を検出するキャリアセンス部と、
あるチャネルが使用されずにそれに隣接するチャネルが使用されている状態でのチャネルの中心周波数近傍における受信強度の周波数に対する変化を記憶する記憶手段と、
キャリアセンス部で検出された所望のチャネルの中心周波数での受信強度が閾値レベルを超えていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
キャリアセンス部で検出された所望のチャネルの中心周波数での受信強度が閾値レベルを超え且つ第２閾値レベル以下である場合に、キャリアセンス部で検出された所望チャネルの中心周波数近傍の受信強度の周波数に対する変化傾向と前記記憶手段で記憶された対応する変化傾向とを比較し、キャリアセンス部で検出された所望チャネルの中心周波数近傍の受信強度の周波数に対する変化傾向が記憶手段で記憶された変化傾向と一致しているか否かを判断し、一致していると判断したときには、該所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、既定の複数チャネルのいずれかのチャネルを用いて通信を行う通信装置であって、
任意の所望のチャネルの周波数領域及びそれに隣接するチャネルの周波数領域の少なくとも一部の領域にある受信信号と所望のチャネルの中心周波数からΔｆだけずれた信号とのビート信号を検出するキャリアセンス部と、
前記ビート信号の包絡線からその時間的変化を検出する手段と、
前記変化を検出する手段によりビート信号の包絡線の時間的変化がないことが検出された場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記ビート信号の包絡線の時間変化が１／Δｆの周期に従っているかどうかを判定する手段と、
前記判定する手段によりビート信号の包絡線の時間変化が１／Δｆの周期に従っている場合に、所望のチャネルを用いた通信を不許可とする手段と、
前記ビート信号の包絡線の時間変化が１／（２Δｆ）の周期に規則正しく従っているかどうかを判定する手段と、
前記判定する手段によりビート信号の包絡線の時間変化が１／（２Δｆ）の周期に規則正しく従っている場合に、所望のチャネルを用いた通信を許可する手段と、
前記判定する手段によりビート信号の包絡線の時間変化が１／（２Δｆ）の周期に規則正しく従っていない場合に、所望のチャネルを用いた通信を不許可する手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜２記載の本発明によれば、広帯域キャリアセンス部と狭帯域キャリアセンス部とを備えており、広帯域キャリアセンス部で検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合には、既定の複数のチャネルのいずれも使用されていないことが判断できるから、狭帯域キャリアセンス部による検出の結果によらずに、既定の複数のチャネルのうちの所望のチャネルを使用した通信を可能としている。これによって、キャリアセンスのための処理を効率化することができる。
【００２１】
請求項３〜４記載の本発明によれば、第１手段と第２手段とのいずれか、または広帯域キャリアセンス部及び第１手段と狭帯域キャリアセンス部及び第２手段とのいずれかを切り替えることにより、状況に応じた効率的なキャリアセンスを行うことができる。
【００２２】
請求項５記載の本発明によれば、広帯域キャリアセンス部で検出された受信強度が帯域全体に亘り閾値レベルを超えていない場合には、既定の複数のチャネルのいずれも使用されていないことが判断できるから、個々のチャネルに対するキャリアセンスを不要とすることができる。これによって、キャリアセンスのための処理を効率化することができる。
【００２３】
請求項６記載の本発明によれば、他の通信装置によって所望のチャネルは使用されていないけれども隣接チャネルが使用されており、この隣接チャネルの影響で所望のチャネルの中心周波数が閾値レベルを超えている場合には、所望のチャネルの使用が可能である可能性があるので、隣接するチャネルが使用されている状態での所望のチャネルの中心周波数近傍での受信強度の周波数の変化傾向を予め記憶しておき、所望のチャネルの中心周波数が第２閾値レベルを超えていない場合に、その変化傾向が一致している場合には、所望のチャネルを用いた通信を許可することで、所望のチャネルを使用する確率を増やすことができ、キャリアセンスの精度及び効率を高めることができる。
【００２４】
請求項７記載の本発明によれば、他の通信装置によって所望のチャネルは使用されていないけれども隣接チャネルが使用されている場合には、所望のチャネルの使用が可能である可能性があるので、所望のチャネルの中心周波数からΔｆだけずれた信号とのビート信号の傾向から、所望のチャネルが使用されているか隣接チャネルだけが使用されているかを判別して、隣接チャネルだけが使用されている場合には、所望のチャネルを用いた通信を許可することで、所望のチャネルを使用する確率を増やすことができ、キャリアセンスの精度及び効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る通信装置の全体ブロック図である。
【図２】本発明に係る通信装置の第１実施形態を表すブロック回路図である。
【図３】狭帯域キャリアセンス部でキャリアセンスを行うチャネルがチャネル５としたときの隣接チャネルとの間の受信強度の関係を表すスペクトル図である。
【図４】狭帯域キャリアセンス部によるキャリアセンスのタイミングチャートである。
【図５】広帯域キャリアセンス部によるキャリアセンスのタイミングチャートである。
【図６】狭帯域キャリアセンス部と広帯域キャリアセンス部とを組み合わせて使用する場合の好適な手順を表すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態に係るブロック図である。
【図８】本発明のさらに別の他の実施形態に係る信号処理・制御部の処理を表すフローチャートである。
【図９】図８の実施形態に係る原理を説明するスペクトル図である。
【図１０】本発明のさらに別の他の実施形態に係る信号処理・制御部の処理を表すフローチャートである。
【図１１】図１０の実施形態に係る原理を説明する波形図である。
【図１２】図１０の実施形態に係る原理を説明する波形図である。
【図１３】図１０の実施形態に係る原理を説明する波形図である。
【図１４】図１０のフローチャートの変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明に係る通信装置を表すブロック図である。この例では、ダイレクトコンバージョン方式を採用している。
【００２７】
図１に示すように、通信装置は、信号処理・制御部１０と、送信部１２と、アンテナ部１４と、受信部１６と、狭帯域キャリアセンス部１８と、広帯域キャリアセンス部２０と、リッスンビフォートーク（ＬＢＴ）機能と通常の受信機能とを切替える切替部２２と、を備える。
【００２８】
信号処理・制御部１０は、論理回路１０２と、ＣＰＵ１０４とを備えることができる。論理回路１０２は、集積回路で構成する他に、ソフトウエアとして構成することも可能である。
【００２９】
送信部１２は、前記信号処理・制御部１０からの制御信号に基づき、指定された周波数の高周波信号を生成する高周波発生源としての周波数シンセサイザ１２２と、信号処理・制御部１０からの変調信号に基づき、変調を行う変調器１２４と、バンドパスフィルタ１２６と、電力増幅器１２８と、ローパスフィルタ１３０と、を備える。
【００３０】
アンテナ部１４は、送受信を切替えるサーキュレータ１４２と、アンテナ１４４とを備える。
【００３１】
受信部１６は、周波数シンセサイザ１２２からの高周波信号をローカル信号として復調を行うＩＱ復調器１６２と、ローパスフィルタ１６４と、低周波増幅器１６６と、を備える。
【００３２】
ＬＢＴ機能を実行する狭帯域キャリアセンス部１８は、ＩＱ復調器１６２と、バンドパスフィルタ１８２と、増幅器１８４と、ピーク検出器１８６と、を備え、受信部１６とＩＱ復調器１６２を共有している。バンドパスフィルタ１８２としては、アクティブフィルタまたはＬＣ回路からなるパッシブフィルタを用いることができる。アクティブフィルタは半導体化に好適である。
【００３３】
ＬＢＴ機能を実行する広帯域キャリアセンス部２０は、バンドパスフィルタ２０２と、低雑音増幅器２０４と、ＲＦ検出器２０６と、を備える。バンドパスフィルタ２０２としては、ＳＡＷフィルタや誘電体フィルタを使用することができる。
【００３４】
切替部２２は、第１スイッチ２２２と、第２スイッチ２２８と、を備える。通常の受信時には、図２に示す第１スイッチ２２２及び第２スイッチ２２８を上側の接点に切替え、ＬＢＴ機能を実行する時には、第１スイッチ２２２及び第２スイッチ２２８を下側の接点に切替える。
【００３５】
（狭帯域キャリアセンスの動作）
以下、狭帯域キャリアセンス部１８の動作について説明する。
信号処理・制御部１０で決定されたキャリアセンスを行う所望のチャネルがＣＨＮであるとする。論理回路１０２からの制御信号により、周波数シンセサイザ１２２から周波数がその所望のチャネルの中心周波数Ｆｃｈｎに対してΔｆだけシフトしたＦｃｈｎ＋Δｆ（またはＦｃｈｎ−Δｆ）の周波数の信号が出力され、これをローカル信号として、ＩＱ復調器１６２で復調が行われる。チャネルＣＨＮが使用中であるとすると、バンドパスフィルタ１８２から周波数Δｆのビート信号が出力される。この信号を増幅して、ピーク検出器１８６でピーク検出を行い、受信強度に対応するＤＣ信号に変換する。このＤＣ信号が所定レベル以上であると、チャネルＣＨＮは使用されていると判断する。
【００３６】
図３は、受信強度の閾値レベルを−６４ｄＢｍとした場合のチャネル５とその隣接チャネル４、６との間の受信強度の関係を表すスペクトル図である。
【００３７】
実線は、無変調波を表し、一点鎖線は変調波を表す。チャネル５自体は使用されていないけれども隣接チャネルの影響が大きく（例えば隣接チャネルの変調波）、チャネル５の中心周波数Ｆ５において、閾値レベルを超える場合は（図３の（１）のケース）、チャネル５での通信はできない。勿論、隣接チャネルは使用されていなくても、チャネル５自体が使用されている場合には（図３の（２）のケース）、チャネル５での通信はできない。
【００３８】
一方、チャネル５自体は使用されておらず、また、隣接チャネルの影響が小さく(例えば隣接チャネルが無変調波)、チャネル５の中心周波数Ｆ５において、閾値レベルを超えない場合は（図３の（３）のケース）、チャネル５での通信は可能となる。また、隣接チャネルが使用されておらず、チャネル５自体が使用されているものの距離が離れており、受信強度が小さい場合（図３の（４）のケース）には、チャネル５での通信は可能となる。
【００３９】
図４は、狭帯域キャリアセンス部１８によるキャリアセンスのタイミングチャートである。通信装置は、１秒送信を行い少なくとも１００ｍ秒停止する。通信装置Ａがチャネル５（中心周波数Ｆ５）を使用して通信を行っている最中に、通信装置Ｂがチャネル５のキャリアセンスを１０ｍ秒行うと、チャネル５での通信はできないことが判断される。ある時間経過後、通信装置Ａが通信停止中に、再び通信装置Ｂがチャネル５のキャリアセンスを行った場合には、チャネル５を使用した通信が許可となる。
【００４０】
また、通信装置Ａが通信装置Ｂの通信中に、チャネル６でのキャリアセンスを行うと、チャネル６は空いているので、チャネル６での通信が許可となる。
【００４１】
尚、キャリアセンス時から通常の通信に切替えるときには、切替部２２での切替が行われると共に、信号処理・制御部１０からの制御信号も切り替えられる。そして、キャリアセンス時には、周波数シンセサイザ１２２からＩＱ変調器１６２に対して周波数Ｆ５±Δｆのローカル信号が出力されたのに対して、通常の通信時には、ＩＱ変調器１６２に対して周波数シンセサイザ１２２から周波数Ｆ５のローカル信号が出力されるように制御される。これによって、狭帯域キャリアセンス部１８と受信部１６とで、同じＩＱ復調器１６２を共通化することができる。
【００４２】
（広帯域キャリアセンスの動作）
次に、広帯域キャリアセンス部２０の動作について説明する。
アンテナ１４４で受信された高周波信号は、バンドパスフィルタ２０２によって濾波される。このバンドパスフィルタ２０２の通過帯域は、全チャネルの帯域全体（例えば、９５０〜９５６ＭＨｚ）に相当している。バンドパスフィルタ２０２を通過した信号を増幅器２０４が増幅して、ＲＦ検出器２０６がＤＣ信号に変換する。この受信強度に対応するＤＣ信号が所定レベル以上であると、チャネルのいずれかが使用されていると判断する。
【００４３】
図５は、広帯域キャリアセンス部２０によるキャリアセンスのタイミングチャートである。通信装置Ａがチャネル４（中心周波数Ｆ４とする）を使用して通信を行っている最中に、通信装置Ｂがキャリアセンスを行うと、通信装置Ａが通信を行っているので、通信装置Ｂは通信ができないことが判断される。ある時間経過後、通信装置Ａが通信停止中に、再び通信装置Ｂがキャリアセンスを行うと、いずれの通信装置も通信を行っていないので、通信装置Ｂのチャネル５を使用した通信が許可となる。通信装置Ｂが通信中に、通信装置Ａがキャリアセンスを行うと、通信装置Ａでは通信ができないことが判断される。
【００４４】
この広帯域キャリアセンス部２０によるキャリアセンスでは、いずれかの通信装置がいずれかのチャネルを使用していると、他の通信装置が使用できないことになる。通信装置の数が少ない状況であれば、この広帯域キャリアセンス部２０だけでも十分であり、これによって、回路構成が簡単になる。
【００４５】
（狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンス）
このように狭帯域キャリアセンス部１８と広帯域キャリアセンス部２０を両方備えた通信装置においては、選択的に狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスを切替えて使用するか、または、狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスを組み合わせて使用することが可能になる。以下、様々な形態について説明する。
【００４６】
（１）  狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスを組み合わせて使用する形態
狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスを組み合わせて使用する形態の好適な手順について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４７】
初めに、広帯域キャリアセンス部２０による処理（ステップＳ１２）を経たピーク検出器１８６からのＤＣ信号を所定レベルと比較し、受信強度が−６４ｄＢｍ以下であるかどうかを判定する(ステップＳ１４)。この判定において、受信強度が−６４ｄＢｍ以下であれば、狭帯域キャリアセンスは省略して、チャネルを決定して送信を開始する（ステップＳ３０）。ここで、ステップＳ１４及びＳ３０の処理が通信を許可する手段として機能する。
【００４８】
ステップＳ１４にて、受信強度が−６４ｄＢｍを超えていると判定されると、他の通信装置が通信中であることを意味するから、キャリアセンスを行うべき所望のチャネルを決定して狭帯域キャリアセンス部１８による処理（ステップＳ１６）を経たピーク検出器１８６からのＤＣ信号を所定レベルと比較し、受信強度が−６４ｄＢｍ以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１８）。受信強度が−６４ｄＢｍを超えている場合には、そのチャネルは使用中であるので、所望のチャネルを別のチャネルに変更して（ステップＳ２２）、狭帯域キャリアセンス部１８による処理を行う。また、−６４ｄＢｍ以下であれば、予め決められた時間１０ｍｓ経過する（ステップＳ２０）まで、狭帯域キャリアセンスを繰り返し、次いで、バックオフ時間、狭帯域キャリアセンスを再び行う（ステップＳ２４〜Ｓ２８）。バックオフ時間はランダムな時間に設定されて、これによって、同時に同じチャネルのキャリアセンスを行っている他の通信装置との間での衝突を防止する。
【００４９】
Ｓ２８での判定がＹｅｓとなると、その所望のチャネル送信を１ｓ行い（ステップＳ３０、３２）、１００ｍｓ以上停止する（ステップＳ３４）。
【００５０】
ここで、ステップＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０の処理が通信を許可する手段として機能する。また、ステップＳ２２がチャネルを変更する手段として機能する。
【００５１】
このように、広帯域キャリアセンスを優先にして狭帯域キャリアセンスと組み合わせることにより、キャリアセンスの効率化を図ることができる。尚、ステップＳ２２において所望のチャネルを別のチャネルに変更する代わりに、所望のチャネルを固定して、所定時間経過後にステップ１６〜２０の狭帯域キャリアセンスを繰り返すようにすることもできる。
【００５２】
（２）  狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスとを切替えて使用する場合
信号処理・制御部１０において、狭帯域キャリアセンス部１８と広帯域キャリアセンス部２０からの信号を選択的に取り込むことにより、狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスとの切替を行い、ソフトウエア的に切替手段を実現することができる。
【００５３】
この場合には、狭帯域キャリアセンスが選択された場合には、図６のステップＳ１６〜Ｓ２８を行い、ステップＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０の処理が通信を許可する手段として機能する。また、ステップＳ２２がチャネルを変更する手段として機能する。また、広帯域キャリアセンスが選択された場合には、図６のステップＳ１２からＳ１４を行い、ステップＳ１４、Ｓ３０の処理が通信を許可する手段として機能する。
【００５４】
または、狭帯域キャリアセンス部１８と広帯域キャリアセンス部２０とを切替るスイッチ（切替手段として機能する）を別途設けることにより、狭帯域キャリアセンスと広帯域キャリアセンスとの切替を行い、ハードウエア的に切替手段を実現すると共に、信号処理・制御部１０においてもソフトウエア的に切替手段を実現することもできる。
【００５５】
このような切替手段により、切替は通信装置が使用される状況に応じて行うことができる。例えば、多数の通信装置が存在していない状況下では、いずれの通信装置も通信していない空き時間が存在する可能性が高いので、広帯域キャリアセンス部２０による検出だけで十分となる。一方、多数の通信装置が存在しており、常時、いずれかの通信装置が通信していると予測される状況下では、狭帯域キャリアセンス部１８による検出だけで十分となる。
【００５６】
こうして状況に応じて広帯域キャリアセンスと狭帯域キャリアセンスとを切替えることで、状況に応じた効率的なキャリアセンスが行えることになる。
【００５７】
（３）  広帯域キャリアセンスのみを行う形態
予測される状況下によっては、通信装置において狭帯域キャリアセンス部１８自体を削除した構成とすることも可能である。この場合、信号処理・制御部１０は、図６のステップＳ１２からＳ１４を行い、ステップＳ１４、Ｓ３０の処理が通信を許可する手段として機能する。
これによって、個々のチャネルに対するキャリアセンスを不要として、キャリアセンスのための処理を効率化することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
図７は、本発明の他の実施形態に係るブロック回路図である。この実施形態では、図２の実施形態において受信部１６のローパスフィルタ１６４の代わりにデジタルフィルタ１６８とし、信号処理・制御部１０からの制御信号によってカットオフ周波数を変更可能としたものである。そして、狭帯域キャリアセンス部１８のバンドパスフィルタ１８２及び増幅器１８４を設ける代わりに、受信部１６のデジタルフィルタ１６８及び増幅器１６６を共通に用いている。
【００５９】
狭帯域キャリアセンスを行う場合には、デジタルフィルタ１６８を、Δｆを通過させるような通過帯域に切替え、受信時にはベースバンド信号を通過させる通過帯域に切替える。こうして、狭帯域キャリアセンス部１８と受信部１６とで一層の回路部品の共通化を行うことができる。
【００６０】
（他の実施形態２）
図８は、本発明のさらに別の他の実施形態に係る信号処理・制御部１０の処理を表すフローチャート、図９は、本発明のさらに別の他の実施形態に係る原理を表すスペクトル図である。この実施形態では、図２または好適には図７の回路構成図を使用することができる。
【００６１】
キャリアセンスを行う所望のチャネル（図９においてチャネル５）の隣接チャネル（チャネル４，６）の干渉波が存在している場合、所望のチャネルは使用されていないにもかかわらず、隣接チャネルの干渉波の影響を受けて、所望のチャネルの中心周波数での受信強度が前記閾値レベル（−６４ｄＢｍ）を超えてしまい、使用不能と判定されてしまうことが起こり得る。
【００６２】
しかしながら、隣接チャネルの干渉波が存在していてもＳ／Ｉ（Signal/Interference）比が約１０〜１５ｄＢあるとすると、受信強度−５０ｄＢｍ位までは受信可能であるため、所望チャネルを使用することができると考えられる。
【００６３】
そこで、所望チャネルが使用されておらず、隣接チャネルの干渉波の影響を受けている時の、所望チャネルの中心周波数近傍の受信強度の変化傾向を予め記憶しておき、この記憶した変化傾向との比較により、所望チャネルは使用されておらず隣接チャネルのみが使用されている状況を識別する。
【００６４】
所望チャネルの中心周波数近傍の受信強度は、狭帯域キャリアセンス部１８において、所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈｎに対して、周波数シンセサイザ１２２からのローカル信号を±Δｆ（例えば、±５０ｋＨｚ）の範囲で連続的に変化させて図７または図２のピーク検出器１８６からのＤＣ信号を取り込み、これをＡ／Ｄ変換することによって取得することができる。または、取得したデータの中で、隣接データとの偏差をとることで、変化量、微分値を取得することができる。
【００６５】
予め、あるチャネルが使用されておらず隣接チャネルのみが使用されているときのそのチャネルの中心周波数近傍±Δｆでの平均的な変化傾向のデータを取得する。図９（ｂ）に示すように、チャネル４しか使用されていない場合、±Δｆ内での変化は単調減少となると考えられる。また、図９（ｃ）に示すようにチャネル６しか使用されていない場合、±Δｆ内での変化は単調増加となると考えられる。また、図９（ｄ）に示すように、２つの隣接チャネルが両方存在しているときの平均的な変化傾向のデータも取得する。この場合、±Δｆ内での変化は単調減少の後に単調増加となると考えられる。
【００６６】
以上の変化傾向のデータとしては、例えば、変化量、微分値（変化率）、極値の数とすることができ、または「単調増加」、「単調減少」、「単調減少の後に単調増加」といったデータとすることもできる。これらのいずれかの変化傾向のデータは、記憶手段としてのメモリに格納しておく。
【００６７】
キャリアセンスを行う際には、狭帯域キャリアセンス部１８で所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈｎに対して、周波数シンセサイザ１２２からのローカル信号を±Δｆ（例えば、±５０ｋＨｚ）の範囲で連続的に変化させてピーク検出器１８６からのＤＣ信号を取り込み、これをＡ／Ｄ変換し、キャリアセンス時の変化傾向のデータを取得する（Ｓ１０２）。
【００６８】
そして、所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈｎでの受信感度が、所定閾値レベル（例えば−６４ｄＢｍ）を超えているかの判定を行う（Ｓ１０４）。超えていなければ、所望チャネルを用いた通信を許可する（Ｓ１０４、Ｓ１２０〜Ｓ１２４）。
【００６９】
受信感度が所定閾値レベルを超えている場合には、第２所定閾値レベル（例えば−５０ｄＢｍ）を超えているかの判定を行う（Ｓ１０６）。
【００７０】
受信強度が第２所定閾値レベルを超えている場合には、所望のチャネルを別のチャネルに変更して（Ｓ１０８）、狭帯域キャリアセンス部１８の処理（Ｓ１０２）を行う。超えていなければ、次に、前記キャリアセンス時の変化傾向のデータと、メモリで格納された変化傾向のデータとの比較を行う（Ｓ１１０）。
【００７１】
キャリアセンス時の変化傾向のデータがメモリで格納された隣接チャネルのみが存在しているときの変化傾向のデータと一致している場合には、所望のキャリアは使用されていないと判断し、所望チャネルを用いた通信を許可する（Ｓ１１０、Ｓ１２０〜Ｓ１２４）。
【００７２】
他方、隣接チャネルが存在している状態で、所望のチャネルでの通信（図９（ａ）の点線）が重畳すると、前記変化傾向に変化が現れる。図９（ｅ）、（ｆ）に示すように、中心周波数Ｆ５（＝９５３ＭＨｚ）付近で極値が２個現れるか、または、図９（ｇ）に示すように、極値が３個以上現れる。よって、キャリアセンス時の変化傾向のデータがメモリで格納された隣接チャネルのみが存在しているときの変化傾向のデータと一致していない場合には、所望チャネルは使用されていると判断し、所望のキャリアを別のチャネルに変更する（Ｓ１０８）。
【００７３】
以上の処理によって、所望チャネルを使用する確率を増やすことができ、キャリアセンスの精度を高めることができる。
【００７４】
（他の実施形態３）
図１０は、本発明のさらに別の他の実施形態に係る信号処理・制御部１０の処理を表すフローチャートである。この実施形態では、図２または好適には図７の回路構成図を使用することができる。
【００７５】
この実施形態では、図７におけるデジタルフィルタ１６８（または図２のバンドパスフィルタ１８２）のフィルタ帯域を急峻に減衰させる帯域ではなく、広い帯域とすることができ、及び／または、所望チャネルに対応する周波数を使用した送信可能かどうかだけでなく、ＩＣタグ等の通信相手からの応答周波数が隣接チャネルにかかる場合に、その隣接チャネルにおける干渉波の影響を加味して、所望チャネルを用いた通信が許可可能かどうかを判定することができる。
【００７６】
図１１〜図１３は、隣接チャネルのみにキャリアがあり所望チャネルにキャリアがない場合と、隣接チャネル及び所望チャネルの両方にキャリアがある場合の、それぞれ広い帯域を持つフィルタを通過後のビート信号の波形を表す。
【００７７】
図１１（ａ）及び図１２（ａ）は、隣接チャネルのみにキャリアがある場合であり、この場合には、高周波の隣接チャネルのキャリアによるビート信号だけが現れるのに対して、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）では、隣接チャネル及び所望チャネルの両方にキャリアがある場合であり、高周波の隣接チャネルのキャリアによるビート信号にΔｆの低周波の所望チャネルのキャリアによるビート信号が重畳されて現れる。図１２の例は、図１１よりも隣接チャネルのキャリアによるビート信号の強度が高いが、傾向自体は、ビート信号の大小にかかわらず、同じである。
【００７８】
一方、図１３（ａ）は、両隣の隣接チャネルにキャリアがあり所望チャネルにキャリアがない場合であり、この場合には、両隣の隣接チャネルのキャリアによるビート信号の他に、両隣の隣接チャネルのキャリア同士の差異に基づく２×Δｆの低周波のビート信号が重畳して現れる。図１３（ｂ）は、両隣の隣接チャネル及び所望チャネルのいずれもキャリアがある場合であり、この場合には、さらに、Δｆの低周波のビート信号が重畳されるために、不規則な振幅変化が現れる。
【００７９】
信号処理・制御部１０は、以上の傾向に基づき、隣接チャネルの状況に応じて所望チャネルの使用が可能かどうか判定するものであり、まず、キャリアセンスを行うべき所望のチャネルを決定し、狭帯域キャリアセンス部１８による処理を経て、ビート信号の包絡線を検出するピーク検出器１８６からのＤＣ信号をＡ／Ｄ変換した時系列のデータを取り込み（Ｓ２０２）、そのデータの受信強度が所定閾値レベル（例えば−６４ｄＢｍ）を超えているかの判定を行う（Ｓ２０４）。超えていなければ、所望チャネルを用いた通信を許可する（Ｓ２０４、Ｓ２２０〜Ｓ２２４）。
【００８０】
時系列データの受信感度が所定閾値レベルを超えている場合には、第２所定閾値レベル（例えば−５０ｄＢｍ）を超えているかの判定を行う（Ｓ２０６）。
時系列データが第２所定閾値レベルを超えている場合には、隣接チャネルまたは所望チャネルのいずれかの受信強度が大きいとして、所望のチャネルを別のチャネルに変更して（Ｓ２０８）、狭帯域キャリアセンス部１８の処理（Ｓ２０２）を行う。但し、このＳ２０６での判定は任意には省略することも可能であり、隣接チャネルからの干渉信号が存在していても所望チャネルが使用されていない場合に通信可能である状況下で、第２所定閾値レベルを超えていても、以下の処理により所望チャネルが使用されていないと判定できる場合には、通信を許可するようにしてもよい。
【００８１】
次に、時系列データの変化が所定範囲内であるかを判定する（Ｓ２１０）。時系列データの変化が所定範囲内である場合、言い換えれば、時系列データの変化がなく、その受信強度がほぼ一定である場合（例えば図１１（ａ））には、所望のチャネルは使用されていないと判定し、その所望のチャネルを用いた通信を許容する（Ｓ２１０、Ｓ２２０〜Ｓ２２４）。ここで所定範囲とは一定と見なせる許容範囲である。
【００８２】
他方、時系列データの変化が所定範囲内にない場合、言い換えれば、時系列データは変動しているときには、１／Δｆの周期の変化を行っているかを判定する（Ｓ２１２）。
【００８３】
時系列データが１／Δｆの周期の変化を行っている場合には、所望のチャネルが使用されていることを意味するから、所望のチャネルを別のチャネルに変更する（Ｓ２０８）。
【００８４】
他方、時系列データが１／Δｆの周期の変化を行っていない場合には、さらに、時系列データの変化から１／（２Δｆ）の周期の変化を行っており、且つその周期が規則正しいかどうかを判定する（Ｓ２１４）。ここで規則正しい場合の例としては、周期のばらつき、または時系列データの周期的に繰り返される最大値又は最小値の値のばらつきが所定範囲内にあること等を例示することができる。
【００８５】
時系列データが規則正しい１／（２Δｆ）の周期の変化を行っている場合には、両隣の隣接チャネルのキャリアがあるものの、所望のチャネルのキャリアはないと判定することができるから、所望のチャネルは使用されていないと判定し、その所望のチャネルを用いた通信を許容する（Ｓ２１４、Ｓ２２０〜Ｓ２２４）。
【００８６】
他方、時系列データが規則正しい１／（２Δｆ）の周期の変化を行っていない場合には、所望のチャネルは使用されていると判定して、所望のチャネルを別のチャネルに変更する（Ｓ２０８）。
【００８７】
こうして、隣接チャネルを含めてのキャリアセンスを行うことが可能になる。
【００８８】
図１４は、図１０のフローチャートの変形例である。基本的な考え方は図１０の場合と同じであるため、詳細説明は省略する。この例では、所望のチャネルが使用されていると判定されている場合と、所望のチャネルが使用されていないと判定されている場合とで、使用を許可する閾値レベルを変更しており（Ｓ２１１とＳ２１５の第３所定閾値レベル＞Ｓ２１３とＳ２１７の第２所定閾値レベル）、所望のチャネルが使用されていないと判定されている場合には、干渉波のレベルが多少高くても所望チャネルの通信を許可している。
【００８９】
例えば、干渉波が第２所定閾値レベル（例えば−５０ｄＢｍ）以上あっても、通信相手であるＩＣタグ等が接近する場合、Ｓ／Ｉ比は向上するので復調は可能となる。このような場合には、その所望チャネルによる通信を許可することにより、キャリアセンス効率及び選択チャネル効率を一層高めることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  信号処理・制御部
１２  送信部
１４  アンテナ部
１６  受信部
１８  狭帯域キャリアセンス部
２０  広帯域キャリアセンス部
【図１】
2010171881.tif 000003
【図２】
2010171881.tif 000004
【図３】
2010171881.tif 000005
【図４】
2010171881.tif 000006
【図５】
2010171881.tif 000007
【図６】
2010171881.tif 000008
【図７】
2010171881.tif 000009
【図８】
2010171881.tif 000010
【図９】
2010171881.tif 000011
【図１０】
2010171881.tif 000012
【図１１】
2010171881.tif 000013
【図１２】
2010171881.tif 000014
【図１３】
2010171881.tif 000015
【図１４】
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