(57)【要約】      （修正有）【課題】受信待受時の消費電力を削減できる無線通信装置を提供する。【解決手段】第１の無線通信システムにおける無線通信装置１０００であって、受信信号の電力を検出する電力検出部１０５と、受信信号の包絡線を検波する包絡線検波部１０３と、包絡線信号の変動量に基づいて、受信信号が、第１の無線通信システムにおける通信に用いられる第１の信号であるか否かを判定する信号判定部１０４と、無線通信を行うための無線通信部１０８と、受信信号の電力が検出され、受信信号が第１の信号であると判定された場合、無線通信部を起動する無線通信起動部１０７と、を備える。【選択図】図１
2014179784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信システムにおける無線通信装置であって、
受信信号の電力を検出する電力検出部と、
前記受信信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部により検波された包絡線信号の変動量に基づいて、前記受信信号が、前記第１の無線通信システムにおける通信に用いられる第１の信号であるか否かを判定する信号判定部と、
無線通信を行うための無線通信部と、
前記電力検出部により前記受信信号の電力が検出され、前記信号判定部により前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記無線通信部を起動する無線通信起動部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記信号判定部は、前記包絡線信号の微分値が所定値以上又は前記所定値未満であるか否かに基づいて、前記受信信号が前記第１の信号であるか否かを判定する無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記信号判定部は、前記包絡線信号が、第１の所定値及び前記第１の所定値よりも大きい第２所定値の少なくとも一方と交差する回数に基づいて、前記受信信号が前記第１の信号であるか否かを判定する無線通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線通信装置であって、
前記電力検出部は、前記信号判定部により前記受信信号が第２の無線通信システムにおける通信に用いられる第２の信号であると判定された場合、前記受信信号の電力の検出を停止する無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置であって、
前記電力検出部は、前記信号判定部により前記受信信号が前記第２の信号であると判定された場合、前記第２の信号であると判定されてから所定時間、前記受信信号の電力の検出を停止する無線通信装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無線通信装置であって、更に、
前記包絡線信号の周波数帯域を所定範囲に制限する周波数帯域制限部を備え、
前記信号判定部は、前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記周波数帯域制限部による周波数帯域の制限量を増大させ、
前記電力検出部は、前記周波数帯域制限部により制限された前記包絡線信号を用いて、前記受信信号の電力を検出する無線通信装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無線通信装置であって、更に、
前記受信信号を増幅する信号増幅部と、
前記信号増幅部により増幅された受信信号から検波された包絡線信号の振幅値が所定時間所定値以上である場合、前記信号増幅部の利得を低下させる利得制御部と、
を備える無線通信装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の無線通信装置であって、更に、
前記受信信号に含まれるアドレス情報と、当該無線通信装置を識別するアドレス情報と、が略一致するか否かを判定するアドレス判定部と、
前記電力検出部により前記受信信号の電力が検出され、前記信号判定部により前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記アドレス判定部を起動するアドレス判定起動部と、
を備える無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信装置であって、
前記無線通信起動部は、前記アドレス判定部により前記受信信号に含まれるアドレス情報と当該無線通信装置を識別するアドレス情報とが略一致すると判定された場合、前記無線通信部を起動する無線通信装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の無線通信装置であって、
前記第１の信号から検波された包絡線信号は、定包絡線信号及び非定包絡線信号のいずれか一方であり、
第２の無線通信システムにおける通信に用いられる第２の信号から検波された包絡線信号は、前記定包絡線信号及び前記非定包絡線信号のいずれか他方である無線通信装置。
【請求項１１】
第１の無線通信システムにおける無線通信装置における無線通信方法であって、
受信信号の電力を検出するステップと、
前記受信信号の包絡線の変動量に基づいて、前記受信信号が、前記第１の無線通信システムにおける通信に用いられる第１の信号であるか否かを判定するステップと、
前記受信信号の電力が検出され、前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、無線通信するための無線通信部を起動するステップと、
を有する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線端末の消費電力の削減方法として、様々な方法が提案されている。例えば、データ信号を送受信する通信用無線部と、受信専用の受信部と、を備えるウェイクアップ型無線装置が知られている。
【０００３】
ウェイクアップ型無線装置は、受信待受時、通信用無線部へ電源供給しない、又は、受信待ち受け動作を行わない低消費電力のスリープモード等により動作する。データ信号の送受信を開始する前に送信側より送出されるウェイクアップ信号を受信専用の受信部により検出した後、通信用無線部への電源供給を開始する。
【０００４】
従来のウェイクアップ型無線装置として、通信用無線部と包絡線検波器とを備え、所定帯域における電力の有無によりパターン検出を開始し、パターンを検出することにより通信用無線部を起動する無線受信機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２７０３８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の無線受信機では、通信用無線部の稼働率を十分に抑制できず、受信待受時の消費電力が増大することがあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、受信待受時の消費電力を削減できる無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信装置は、第１の無線通信システムにおける無線通信装置であって、受信信号の電力を検出する電力検出部と、前記受信信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、前記包絡線検波部により検波された包絡線信号の変動量に基づいて、前記受信信号が、前記第１の無線通信システムにおける通信に用いられる第１の信号であるか否かを判定する信号判定部と、無線通信するための無線通信部と、前記電力検出部により前記受信信号の電力が検出され、前記信号判定部により前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記無線通信部を起動する無線通信起動部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、受信待受時の消費電力を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における無線通信装置の構成例を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態における干渉信号検出部および電力判定部の第１構成例を示すブロック図
【図３】本発明の第１の実施形態における干渉信号検出部および電力判定部の第２構成例を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態における干渉信号検出部および電力判定部の第３構成例を示すブロック図
【図５】本発明の第２の実施形態における無線通信装置の構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（本開示の一形態を得るに至った経緯）
特許文献１の無線受信機では、検出された電力が自局宛ての無線信号の電力であるか、他局宛ての無線信号の電力であるか、を考慮していない。従って、自局宛て以外の無線信号の信号電力を検出した場合でも通信用無線部を起動するので、通信用無線部の稼働率が増加し、消費電力が増加していた。
【００１３】
以下、受信待受時の消費電力を削減できる無線通信装置及び無線通信装置について説明する。
【００１４】
以下の実施形態では、小型低消費電力の無線通信装置を含む無線システムが形成される。無線システムには、例えば、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はセンサ無線ネットワークシステムが含まれる。
【００１５】
無線システムでは、例えば、ミリ波やマイクロ波を用いて通信される。また、無線システムにおける無線通信装置は、例えば、小型であり、電池により数年間駆動でき、低消費電力性能を有する。また、例えば、伝送速度が低速（数ｋｂｐｓ〜数百ｋｂｐｓ程度）であり、信号の到達距離が短い（数ｍ〜数十ｍ程度）通信にも適用できる。
【００１６】
また、無線システムは複数存在し、同じ無線周波数チャネルを様々な無線システムが共有し、異なる変調信号が混在することを想定する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における無線通信装置１０００の構成例を示すブロック図である。無線通信装置１０００は、アンテナ１０１、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：低雑音増幅器）１０２、包絡線検波器１０３、干渉信号検出部１０４、電力判定部１０５、電源部１０６、電源スイッチ１０７、及び通信用無線部１０８を備える。
【００１８】
本実施形態では、主に、無線通信装置１０００が属する無線システム（自局の無線システムともいう）における通信に、非定包絡線信号を用いる場合を例示する。非定包絡線信号は、例えば、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調された信号を含む。また、他の無線システムにおける通信に、定包絡線信号を用いる場合を例示する。定包絡線信号は、例えば、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調された信号を含む。
【００１９】
アンテナ１０１は、受信待受時にウェイクアップ信号又はデータ信号を受信し、この信号（受信信号）をＬＮＡ１０２及び通信用無線部１０８に出力する。受信信号の発生源は例えば、通信相手となる自局の無線システム（第１の無線通信システムの一例）に属する他の無線通信装置、又は他の無線システム（第２の無線通信システムの一例）に属する無線通信装置を含む。
【００２０】
受信待受時とは、例えば、電力判定部１０５により自局の無線システムにおける通信に用いられる信号の電力が検出され、通信用無線部１０８が起動されるまでの期間である。
【００２１】
ＬＮＡ１０２は、アンテナ１０１からの受信信号を入力する。ＬＮＡ１０２は、受信信号を所定の利得により増幅し、増幅された受信信号を包絡線検波器１０３に出力する。
【００２２】
包絡線検波器１０３は、ＬＮＡ１０２により増幅された受信信号を入力する。包絡線検波器１０３は、増幅された受信信号の包絡線情報を抽出し、包絡線情報を含む包絡線信号を干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５に出力する。
【００２３】
干渉信号検出部１０４は、包絡線検波器１０３からの包絡線信号を入力する。干渉信号検出部１０４は、包絡線信号から包絡線の変動量を算出し、包絡線の変動量に基づいて、受信信号が他の無線システムに属する無線通信装置からの信号（干渉信号）（第２の信号の一例）であるか否かを判定する。言い換えると、干渉信号検出部１０４は、包絡線信号の変動量に基づいて、受信信号が自局の無線システムに用いられる信号（第１の信号の一例）であるか否かを判定する。干渉信号検出部１０４は、上記判定結果を含む干渉判定信号を、電力判定部１０５に出力する。干渉信号検出部１０４は、信号判定部の一例である。
【００２４】
自局の無線システムにおいて用いられる信号は非定包絡線信号であるので、包絡線の変動量が大きい場合、干渉判定信号として、受信信号が干渉信号ではないことを表す値が出力される。例えば、「Ｈ（Ｈｉｇｈ）」が干渉信号である旨を示す値に、「Ｌ（Ｌｏｗ）」が干渉信号ではない旨を示す値に、割り当てられる。この場合、干渉判定信号として、「Ｌ」が出力される。
【００２５】
また、他の無線システムからの信号は定包絡線信号であるので、包絡線の変動量が小さい場合、干渉判定信号として、受信信号が干渉信号であることを表す値を出力する。例えば、干渉判定信号として、「Ｈ」が出力される。なお、「Ｈ」、「Ｌ」の割り当ては逆でもよい。
【００２６】
電力判定部１０５は、包絡線検波器１０３からの包絡線信号と、干渉信号検出部１０４からの干渉判定信号と、を入力する。電力判定部１０５は、包絡線信号と干渉判定信号とに基づいて、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号の電力の有無を判定する。電力判定部１０５は、例えば、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号の電力が存在する場合に、第１の電源制御信号を電源スイッチ１０７に出力する。電力判定部１０５は、電力検出部の一例である。
【００２７】
電源部１０６は、電力を各ブロックに供給する。なお、通信用無線部１０８への電源供給は、電源スイッチ１０７により制御される。
【００２８】
電源スイッチ１０７は、電力判定部１０５からの第１の電源制御信号を入力し、第１の電源制御信号に応じて、通信用無線部１０８への電源の供給を制御する。つまり、電源スイッチ１０７は、無線通信部を起動する無線通信起動部の一例である。
【００２９】
電源スイッチ１０７は、例えば、第１の電源制御信号を取得した場合、電源スイッチ１０７をＯＮ状態とし、電源部１０６から通信用無線部１０８へ電力供給する。一方、電源スイッチ１０７は、例えば、第１の電源制御信号を取得しなかった場合、電源スイッチ１０７をＯＦＦ状態とし、電源部１０６から通信用無線部１０８へ電力供給しない。
【００３０】
通信用無線部１０８は、電源スイッチ１０７がＯＮ状態にされた場合に、電源部１０６から電力が供給され、動作を開始する。
【００３１】
また、通信用無線部１０８は、例えば、周波数変換部及び復調器を含み、ビット単位による受信信号の処理を行うので、他の構成ブロックと比較すると消費電力が大きい。通信用無線部１０８は、無線通信するための無線通信部の一例である。
【００３２】
なお、第１の電源制御信号が、「Ｈ」，「Ｌ」の値を有するようにしてもよい。例えば、電源スイッチ１０７は、第１の電源制御信号を取得した場合に電力供給開始するのではなく、第１の電源制御信号が「Ｈ」又は「Ｌ」である場合に、電力供給開始してもよい。
【００３３】
このように、無線通信装置１０００は、消費電力が大きい通信用無線部１１０の稼働時間を低減することにより、受信待受時の消費電力を削減できる。
【００３４】
次に、干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の詳細について説明する。
【００３５】
図２は、干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の第１構成例を示すブロック図である。干渉信号検出部１０４は、微分器２０１及び比較器２０２を含む。電力判定部１０５は、積分器２０３及び比較器２０４を含む。
【００３６】
微分器２０１は、前段の包絡線検波器１０３からの包絡線信号を入力し、包絡線信号を微分することにより包絡線信号の時間変動成分を抽出する。微分器２０１は、包絡線信号の時間変動成分を含む時間変動成分信号を、比較器２０２に出力する。微分器２０１による微分の演算は、例えばＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）によって実現される。
【００３７】
比較器２０２は、微分器２０１からの時間変動成分信号を入力し、時間変動成分信号と予め設定された第１の閾値とを比較する。比較器２０２は、上記比較結果を含む時間変動成分比較信号を、積分器２０３に出力する。
【００３８】
比較器２０２は、例えば、時間変動成分信号が第１の閾値より低い場合、包絡線の変動が小さいと判断できる。この場合、受信信号は干渉信号と推定されるので、積分器２０３の動作を停止させる時間変動成分比較信号を出力する。例えば、「Ｈ（Ｈｉｇｈ）」が積分器２０３の積分動作を停止させる旨を示す値に、「Ｌ（Ｌｏｗ）」が積分器２０３を動作させる旨を示す値に、割り当てられる。この場合、時間変動成分比較信号として、「Ｈ」が出力される。
【００３９】
また、比較器２０２は、例えば、瞬間的（所定の短時間）に比較動作し、比較動作の度に時間変動成分比較信号を更新してもよい。また、比較器２０２は、所定時間内に第１の閾値を下回る回数を計測し、時間変動成分比較信号の「Ｈ」，「Ｌ」を決定してもよい。例えば、計測された回数が所定回数以上である場合に、時間変動成分比較信号として、「Ｈ」が出力されてもよい。なお、「Ｈ」，「Ｌ」の割り当ては逆でもよい。
【００４０】
積分器２０３は、前段の包絡線検波器１０３からの包絡線信号と、比較器２０２からの時間変動成分比較信号と、を入力する。積分器２０３は、包絡線信号を積分して平均受信信号電力を算出し、上記算出結果を含む平均受信信号電力情報を、比較器２０４に出力する。この場合、積分器２０３は、時間変動成分比較信号に応じて、積分する区間を変更する。
【００４１】
例えば、積分器２０３は、時間変動成分比較信号が「Ｌ」である場合に積分し、時間変動成分比較信号が「Ｈ」である場合に積分を停止する。これにより、他の無線システムに用いられる信号を排除し、自局の無線システムに用いられる信号を電力検出できる。積分器２０３による積分の演算は、例えばＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）によって実現される。
【００４２】
比較器２０４は、積分器２０３からの平均受信信号電力情報を入力し、平均受信信号電力情報と予め設定された第２の閾値と比較する。比較器２０４は、上記比較結果を含む第１の電源制御信号を出力する。例えば、平均受信信号電力が第２の閾値以上である場合、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号である旨を示す第１の電源制御信号が出力される。平均受信信号電力が第２の閾値未満である場合、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号ではない旨を示す第１の電源制御信号が出力される。
【００４３】
干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の第１構成例によれば、例えば干渉信号（ノイズ含む）を除去して自局の無線システムに用いられる受信信号の電力を検出できる。また、自局の無線システムに用いられる信号であるか、干渉信号であるかの検出精度を向上できる。
【００４４】
図３は、干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の第２構成例を示すブロック図である。干渉信号検出部１０４は、微分器２０１、比較器２０２、及び時間計測部３０１を含む。電力判定部１０５は、積分器３０２及び比較器２０４を含む。
【００４５】
微分器２０１及び比較器２０４の動作は、第１構成例の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
時間計測部３０１は、比較器２０２からの時間変動成分比較信号を入力する。時間計測部３０１は、時間変動成分比較信号が包絡線の変動が小さいことを示す場合、例えば時間変動成分比較信号が「Ｈ」である場合、積分器３０２の動作を所定時間停止させる積分動作制御信号を積分器３０２に出力する。積分器３０２の動作を停止させる所定時間は、例えばデータ信号の１シンボル間隔の時間である。例えば、時間計測部３０１は、積分器３０２の動作を所定時間停止させる場合に、積分動作制御信号を「Ｈ」とする。
【００４７】
また、時間計測部３０１は、時間変動成分比較信号が包絡線の変動が大きいことを示す場合、例えば時間変動成分比較信号が「Ｌ」である場合、積分器３０２を動作させる積分動作制御信号を積分器３０２に出力する。例えば、時間計測部３０１は、積分器３０２を動作させる場合に、積分動作制御信号を「Ｌ」とする。なお、「Ｈ」，「Ｌ」の割り当ては逆でもよい。
【００４８】
積分器３０２は、前段の包絡線検波器１０３からの包絡線信号と、時間計測部３０１からの積分動作制御信号と、を入力する。積分器３０２は、包絡線信号を積分して平均受信信号電力を算出し、上記算出結果を含む平均受信信号電力情報を、比較器２０４に出力する。この場合、積分器３０２は、積分動作制御信号に応じて積分を行う区間を変更する。
【００４９】
例えば、積分器３０２は、積分動作制御信号が「Ｌ」である場合に積分し、積分動作制御信号が「Ｈ」である場合に積分を停止する。積分器３０２による積分の演算は、例えばＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）によって実現される。
【００５０】
例えばＯＦＤＭ変調信号を受信した場合には、包絡線の変動量が大きいため、上記比較器２０２において包絡線の振幅値が閾値を頻繁に交差する。従って、干渉信号の判定において、干渉信号と判断される場合と判断されない場合とが混在する。
【００５１】
干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の第２構成例によれば、例えば自局の無線システムがＦＳＫ変調信号を用い、他の無線システムがＯＦＤＭ変調信号を用いる場合、干渉信号の検出精度を向上できる。たとえば、ＦＳＫ変調信号（ここでは非干渉信号）であると一度判定された場合でも、本来はＯＦＤＭ変調信号（干渉信号）である可能性を考慮して、所定時間電力の積分を停止できる。従って、干渉信号の検出精度を向上できる。
【００５２】
図４は、干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の第３構成例を示すブロック図である。干渉信号検出部１０４は、比較器４０１及び変動量判定部４０３を含む。電力判定部１０５は、積分器２０３及び比較器２０４を含む。
【００５３】
比較器４０１は、前段の包絡線検波器１０３からの包絡線信号を入力する。比較器４０１は、包絡線信号と予め設定された第３の閾値（第１の所定値の一例）及び第４の閾値（第２の所定値の一例）とを比較し、第３の閾値及び第４の閾値の間に包絡線信号の振幅が含まれるか否かを判定する。比較器４０１は、上記判定結果を含む比較信号を、変動量判定部４０３に出力する。
【００５４】
変動量判定部４０３は、比較器４０１からの比較信号を入力する。変動量判定部４０３は、包絡線信号が第３の閾値及び第４の閾値の少なくとも一方と交差する回数が所定回数未満である場合、即ち包絡線の振幅の変動量が小さい場合、積分器３０２の動作を停止させる積分動作制御信号（例えば「Ｈ」）を、積分器２０３に出力する。
【００５５】
変動量判定部４０３は、包絡線信号が第３の閾値及び第４の閾値の少なくとも一方と所定回数以上交差する場合、即ち包絡線の振幅の変動量が大きく場合、積分器３０２を動作させる積分動作制御信号（例えば「Ｌ」）を、積分器２０３に出力する。なお、「Ｈ」，「Ｌ」の割り当ては逆でもよい。
【００５６】
干渉信号検出部１０４及び電力判定部１０５の第３構成例によれば、干渉信号の検出精度を向上できる。また、微分器を用いずに干渉信号を判定でき、干渉信号検出部１０４の構成を簡素化できる。
【００５７】
なお、第３構成例の干渉信号検出部１０４は、第２構成例と同様に、時間計測部３０１の機能を有し、積分器２０３の動作を所定時間停止させてもよい。
【００５８】
このように、無線通信装置１０００は、受信信号の電力検出により信号の有無を判定し、包絡線信号の変動量を用いて、受信信号が自局の無線システムにおいて通信される変調信号であるか、干渉信号であるかを判定する。無線通信装置１０００は、この判定結果に基づき、自局の無線システムに用いる変調信号の電力に反応して、通信用無線部１０８を起動する。
【００５９】
無線通信装置１０００によれば、他の無線システムに用いる変調信号の電力による通信用無線部１０８の誤起動を抑制し、受信待受時の消費電力を削減できる。また、通信のタイミングが制限される間欠受信を実施する場合と比較すると、通信遅延を防止できる。また、例えば、無線通信装置１０００を含むセンサ無線ネットワークシステムを省電力化できる。
【００６０】
なお、アンテナ１０１は、受信信号をＬＮＡ１０２及び通信用無線部１０８に出力することを例示したが、アンテナ１０１とＬＮＡ１０２及び通信用無線部１０８との間に高周波スイッチを設けても良い。また、高周波スイッチは、電源スイッチ１０７への制御信号と連動して切り替えられてもよい。
【００６１】
また、自局の無線システムにおける通信に、定包絡線信号を用い、他の通信システムにおける通信に、非定包絡線信号を用いてもよい。
【００６２】
また、通信用無線部１１０を起動した場合、ＬＮＡ１０２、包絡線検波器１０３、干渉信号検出部１０４、及び電力判定部１０５への電力供給を停止してもよい。これにより、通信用無線部１１０の動作時においても低電力化できる。
【００６３】
また、包絡線検波器１０３の出力を、例えばアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を用いて量子化してもよい。この場合、無線通信装置１０００は、ディジタル処理において、例えば干渉信号の検出又は受信信号の電力判定をしてもよい。
【００６４】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態における無線通信装置１０００Ｂの構成例を示すブロック図である。無線通信装置１０００Ｂは、アンテナ５０１、可変利得ＬＮＡ５０２、包絡線検波器５０３、帯域可変ＬＰＦ５１１、信号飽和検出部５１２、干渉信号検出部５０４、及び電力判定部５０５を備える。また、無線通信装置１０００Ｂは、電源部５０６、電源スイッチ５０７、アドレス検出部５０８、電源スイッチ５０９、及び通信用無線部５１０を備える。
【００６５】
本実施形態では、主に、自局の無線システムにおける通信に、定包絡線信号（例えばＦＳＫ変調信号）を用いる場合を例示する。また、他の無線システムにおける通信に、非定包絡線信号（例えばＯＦＤＭ変調信号）を用いる場合を例示する。
【００６６】
アンテナ５０１は、ウェイクアップ信号又はデータ信号を受信し、この信号（受信信号）を可変利得ＬＮＡ５０２、アドレス検出部５０８、及び通信用無線部５１０に出力する。
【００６７】
可変利得ＬＮＡ５０２は、アンテナ５０１からの受信信号と、信号飽和検出部５１２からの利得制御信号と、を入力する。利得制御信号は、可変利得ＬＮＡ５０２の利得を制御する信号である。可変利得ＬＮＡ５０２は、受信信号を利得制御信号に応じた利得により増幅し、増幅された受信信号を包絡線検波器５０３に出力する。可変利得ＬＮＡ５１１は、信号増幅部の一例である。
【００６８】
包絡線検波器５０３は、可変利得ＬＮＡ５０２により増幅された受信信号を入力する。包絡線検波器５０３は、増幅された受信信号の包絡線情報を抽出し、包絡線情報を含む包絡線信号を帯域可変ＬＰＦ５１１に出力する。
【００６９】
帯域可変ＬＰＦ５１１は、包絡線検波器５０３からの包絡線信号と、電力判定部５０５からの帯域制御信号と、を入力する。帯域可変ＬＰＦ５１１は、包絡線信号に対して、帯域制御信号に応じた信号帯域において帯域制限する。帯域可変ＬＰＦ５１１は、帯域制限された包絡線信号を、信号飽和検出部５１２、干渉信号検出部５０４、及び電力判定部５０５に出力する。帯域可変ＬＰＦ５１１は、周波数帯域制限部の一例である。
【００７０】
帯域可変ＬＰＦ５１１による帯域制限が小さい程、つまり包絡線信号を通過させる帯域が広い程、包絡線の変動が保存され、包絡線の変動による干渉信号の判定が容易になる。一方、ＬＰＦ５１２による帯域制限が大きい程、つまり包絡線信号を通過させる帯域が狭い程、包絡線信号の波形の変動が緩やかになり、信号電力値が安定する。
【００７１】
従って、帯域可変ＬＰＦ５１１は、電力判定部５０５により受信信号が干渉信号か否かを判定するまで、通過周波数帯域が広帯域に設定され、上記判定後に、周波数帯域の制限量を増大されて通過周波数帯域が狭帯域に設定される。
【００７２】
これにより、干渉信号の判定時には、包絡線の変動を検知しやすいので、干渉信号の検出精度を向上できる。また、干渉信号の判定が不要となった後に、自局の無線システムに用いられる変調信号の電力検出精度を向上できる。
【００７３】
信号飽和検出部５１２は、帯域可変ＬＰＦ５１１からの帯域制限された包絡線信号を入力する。信号飽和検出部５１２は、増幅された包絡線信号が帯域可変ＬＰＦ５１１の上限出力値付近の第５の閾値以上である状態が所定時間以上であるか否かにより、受信信号の飽和を判定する。受信信号の飽和とは、例えば、包絡線信号が過大に増幅され、包絡線信号の変動量の検出精度が劣化する状態をいう。
【００７４】
信号飽和検出部５１２は、受信信号が飽和した場合、可変利得ＬＮＡ５０２の利得を低く設定する利得制御信号を、可変利得ＬＮＡ５０２に出力する。信号飽和検出部５１２は、利得制御部の一例である。
【００７５】
これにより、包絡線信号の過大な増幅を回避し、包絡線信号の変動量の検出精度を向上できる。従って、干渉信号検出部５０４による干渉信号の検出精度及び電力判定部５０５による電力検出精度を向上できる。
【００７６】
干渉信号検出部５０４は、帯域可変ＬＰＦ５１１からの帯域制限された包絡線信号を入力する。干渉信号検出部５０４は、包絡線信号から包絡線の変動量を算出し、包絡線の変動量に基づいて、受信信号が干渉信号か否かを判定する。干渉信号検出部５０４は、上記判定結果を含む干渉判定信号を、電力判定部５０５に出力する。干渉信号検出部５０４の構成例は、図２〜図４に示した干渉信号検出部１０４と同様である。
【００７７】
自局の無線システムにおいて用いる信号は定包絡線信号であるので、包絡線の変動量が少ない場合、干渉判定信号として、受信信号が干渉信号ではないことを表す値が出力される。例えば、「Ｈ（Ｈｉｇｈ）」が干渉信号である旨を示す値に、「Ｌ（Ｌｏｗ）」が干渉信号ではない旨を示す値に、割り当てられる。この場合、干渉判定信号として、「Ｌ」が出力される。
【００７８】
また、他の無線システムからの信号は定包絡線信号であるので、包絡線の変動量が大きい場合、干渉判定信号として、受信信号が干渉信号であることを表す値を出力する。例えば、干渉判定信号として、「Ｈ」が出力される。なお、「Ｈ」、「Ｌ」の割り当ては逆でもよい。
【００７９】
電力判定部５０５は、帯域可変ＬＰＦ５１１からの帯域制限された包絡線信号と、干渉信号検出部５０４からの干渉判定信号と、を入力する。電力判定部５０５は、包絡線信号と干渉判定信号とに基づいて、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号の電力の有無を判定する。電力判定部５０５の構成例は、図２〜図４に示した電力判定部１０５と同様である。
【００８０】
また、電力判定部５０５は、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号の電力があると判定された場合、包絡線検波器５０３の帯域制限量を増大させる帯域制御信号を、包絡線検波器５０３に出力する。また、電力判定部５０５は、例えば、自局の無線システムにおける他の無線通信装置からの受信信号の電力が存在する場合に、第２の電源制御信号を電源スイッチ５０７に出力する。
【００８１】
電源部５０６は、電力を各ブロックに供給する。なお、アドレス検出部５０７への電力供給は、電源スイッチ５０７により制御される。また、通信用無線部５１０への電源供給は、電源スイッチ５０９により制御される。
【００８２】
電源スイッチ５０７は、電力判定部５０５からの第２の電源制御信号を入力し、第２の電源制御信号に応じて、アドレス検出部５０８への電源の供給を制御する。電源スイッチ５０７は、アドレス判定部を起動するアドレス判定起動部の一例である。
【００８３】
電源スイッチ５０７は、例えば、第２の電源制御信号を取得した場合、電源スイッチ５０７をＯＮ状態とし、電源部５０６からアドレス検出部５０８へ電力供給する。一方、電源スイッチ５０７は、例えば、第２の電源制御信号を取得しなかった場合、電源スイッチ５０７をＯＦＦ状態とし、電源部５０６からアドレス検出部５０８へ電力供給しない。
【００８４】
アドレス検出部５０８は、電源スイッチ５０７がＯＮ状態にされた場合に、電源部５０６から電力が供給され、動作を開始する。
【００８５】
また、アドレス検出部５０８は、動作開始した場合、アンテナ５０１からの受信信号を入力し、受信信号に含まれるアドレス情報を判定する。アドレス情報は、例えば、無線通信装置ごとに固有に与えられたパターン信号であり、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス、又はＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｄｄｒｅｓｓ）アドレス、を含む。また、アドレス情報は、無線通信装置ごとに与えられる情報でなく、自局の無線システムに属する無線通信装置全体に共通して与えられるグループアドレスでもよい。
【００８６】
アドレス検出部５０８は、無線通信装置１０００Ｂを識別するために無線通信装置１０００Ｂに付与されたアドレス情報と、受信信号に含まれるアドレス情報と、が略一致した場合、第３の電源制御信号を電源スイッチ５０９に出力する。アドレス検出部５０８は、アドレス判定部の一例である。
【００８７】
また、アドレス検出部５０８は、例えば、相関器を含み、アドレス情報のパターンの一致を判定するので、通信用無線部５１０と同様に、他の構成ブロックと比較すると消費電力が大きい。しかしながら、ビット単位による受信信号の処理を行う通信用無線部５１０と比較すると、アドレス情報単位のパターンの一致を判定するため、消費電力が小さい。
【００８８】
電源スイッチ５０９は、アドレス検出部５０８からの第３の電源制御信号を入力し、第３の電源制御信号に応じて、通信用無線部５１０への電源の供給を制御する。電源スイッチ５０９は、例えば、第３の電源制御信号を取得した場合、電源スイッチ５０９をＯＮ状態とし、電源部５０６から通信用無線部５１０へ電力供給する。一方、電源スイッチ５０９は、例えば、第３の電源制御信号を取得しなかった場合、電源スイッチ５０９をＯＦＦ状態とし、電源部５０６から通信用無線部５１０へ電力供給しない。
【００８９】
通信用無線部５１０は、電源スイッチ５０９がＯＮ状態とされた場合、電源部５０６から電力が供給され、動作を開始する。
【００９０】
なお、第２又は第３の電源制御信号が、「Ｈ」，「Ｌ」の値を有するようにしてもよい。例えば、電源スイッチ５０７，５０９は、第２又は第３の電源制御信号を取得した場合に電力供給開始するのではなく、第２又は第３の電源制御信号が「Ｈ」又は「Ｌ」である場合に、電力供給開始してもよい。
【００９１】
無線通信装置１０００Ｂでは、自局の通信システムに用いる信号の電力が検出された場合に、アドレス検出部５０８に電力が供給され、アドレス検出部５０８が起動する。また、アドレス検出部５０８により受信信号に含まれるアドレス情報が自局のアドレス情報と略一致する場合に、通信用無線部５１０に電力が供給され、通信用無線部５１０が動作を開始する。
【００９２】
このように、無線通信装置１０００Ｂによれば、消費電力が大きいアドレス検出部５０９及び通信用無線部５１０の稼働時間を低減することにより、受信待受時の消費電力を削減できる。
【００９３】
このように、無線通信装置１０００Ｂは、受信信号の飽和を検出し、受信信号に応じた適正な利得値により増幅する。これにより、受信信号の飽和による干渉信号か否かの判定精度を向上できる。
【００９４】
また、無線通信装置１０００Ｂは、干渉信号か否かの判定が完了するまでの期間では、包絡線検出器５０３の検出対象の信号帯域を広帯域とし、干渉信号か否かの判定後の期間では、包絡線検出器５０３の検出対象の信号帯域を狭帯域とする。信号帯域を広帯域とすることにより、包絡線の変動量の検出を容易化できる。信号帯域を狭帯域とすることにより、受信信号の信号電力の計測精度を向上できる。
【００９５】
また、無線通信装置１０００Ｂは、受信信号の電力検出による信号有無の判定に加えて、包絡線信号の変動量を用いて、受信信号が自局の無線システムに用いる変調信号であるか否かを判定する。無線通信装置１０００Ｂは、干渉信号には反応せず、自局の無線システムに用いる信号の電力に反応して、アドレス検出部５０８、通信用無線部５１０を段階的に起動する。これにより、他の無線システムに用いる信号の電力によるアドレス検出部５０８又は通信用無線部５１０の誤起動を低減でき、受信待受時の消費電力を削減できる。
【００９６】
なお、アンテナ５０１は、受信信号をＬＮＡ５０２、アドレス検出部５０８、及び通信用無線部５１０に出力することを例示したが、アンテナ５０１とＬＮＡ５０２、アドレス検出部５０８、及び通信用無線部５１０との間に、高周波スイッチを設けても良い。また、高周波スイッチは、電源スイッチ５０７又は電源スイッチ５０９への制御信号と連動して切り替えられてもよい。
【００９７】
また、自局の無線システムにおける通信に、非定包絡線信号を用い、他の通信システムにおける通信に、定包絡線信号を用いてもよい。
【００９８】
また、アドレス検出部５０８を起動した場合、ＬＮＡ５０２、包絡線検波器５０３、干渉信号検出部５０４、及び電力判定部５０５への電力供給を停止してもよい。これにより、アドレス検出部５０８の動作時においても低電力化できる。
【００９９】
また、通信用無線部５１０を起動した場合、ＬＮＡ５０２、包絡線検波器５０３、干渉信号検出部５０４、電力判定部５０５、及びアドレス検出部５０８への電力供給を停止してもよい。これにより、通信用無線部５１０の動作時においても低電力化できる。
【０１００】
また、無線通信装置１０００Ｂがアドレス検出部５０８及び電源スイッチ５０７を備えず、自局の無線システムに用いる信号の電力を検出した場合に、通信用無線部５１０を直接起動する構成でもよい。
【０１０１】
また、アドレス検出部５０８は、例えば、可変利得ＬＮＡ５０２と異なるＬＮＡ又は周波数変換部を備えても良い。
【０１０２】
また、包絡線検波器５０３の出力を、例えばＡＤＣを用いて量子化してもよい。この場合、無線通信装置１０００Ｂは、ディジタル処理において、例えば干渉信号の検出又は受信信号の電力判定をしてもよい。
【０１０３】
本開示は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であれば、どのようなものであっても適用可能である。
【０１０４】
上記実施形態では、本開示をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
【０１０５】
また、上記実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしてもよいし、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称してもよい。
【０１０６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。例えば、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続、又は、設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１０７】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１０８】
（本開示の一形態の概要）
本開示の第１の無線通信装置は、
第１の無線通信システムにおける無線通信装置であって、
受信信号の電力を検出する電力検出部と、
前記受信信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部により検波された包絡線信号の変動量に基づいて、前記受信信号が、前記第１の無線通信システムにおける通信に用いられる第１の信号であるか否かを判定する信号判定部と、
無線通信を行うための無線通信部と、
前記電力検出部により前記受信信号の電力が検出され、前記信号判定部により前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記無線通信部を起動する無線通信起動部と、
を備える。
【０１０９】
本開示の第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置であって、
前記信号判定部は、前記包絡線信号の微分値が所定値以上又は前記所定値未満であるか否かに基づいて、前記受信信号が前記第１の信号であるか否かを判定する。
【０１１０】
本開示の第３の無線通信装置は、第１の無線通信装置であって、
前記信号判定部は、前記包絡線信号が、第１の所定値及び前記第１の所定値よりも大きい第２所定値の少なくとも一方と交差する回数に基づいて、前記受信信号が前記第１の信号であるか否かを判定する。
【０１１１】
本開示の第４の無線通信装置は、第１ないし第３のいずれか１つの無線通信装置であって、
前記電力検出部は、前記信号判定部により前記受信信号が第２の無線通信システムにおける通信に用いられる第２の信号であると判定された場合、前記受信信号の電力の検出を停止する。
【０１１２】
本開示の第５の無線通信装置は、第４の無線通信装置であって、
前記電力検出部は、前記信号判定部により前記受信信号が前記第２の信号であると判定された場合、前記第２の信号であると判定されてから所定時間、前記受信信号の電力の検出を停止する。
【０１１３】
本開示の第６の無線通信装置は、第１ないし第５のいずれか１つの無線通信装置であって、
前記包絡線信号の周波数帯域を所定範囲に制限する周波数帯域制限部を備え、
前記信号判定部は、前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記周波数帯域制限部による周波数帯域の制限量を増大させ、
前記電力検出部は、前記周波数帯域制限部により制限された前記包絡線信号を用いて、前記受信信号の電力を検出する。
【０１１４】
本開示の第７の無線通信装置は、第１ないし６のいずれか１つの無線通信装置であって、
前記受信信号を増幅する信号増幅部と、
前記信号増幅部により増幅された受信信号から検波された包絡線信号の振幅値が所定時間所定値以上である場合、前記信号増幅部の利得を低下させる利得制御部と、
を備える。
【０１１５】
本開示の第８の無線通信装置は、第１ないし第７のいずれか１項の無線通信装置であって、
前記受信信号に含まれるアドレス情報と、当該無線通信装置を識別するアドレス情報と、が略一致するか否かを判定するアドレス判定部と、
前記電力検出部により前記受信信号の電力が検出され、前記信号判定部により前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、前記アドレス判定部を起動するアドレス判定起動部と、
を備える。
【０１１６】
本開示の第９の無線通信装置は、第８の無線通信装置であって、
前記無線通信起動部は、前記アドレス判定部により前記受信信号に含まれるアドレス情報と当該無線通信装置を識別するアドレス情報とが略一致すると判定された場合、前記無線通信部を起動する。
【０１１７】
本開示の第１０の無線通信装置は、第１ないし９のいずれか１つの無線通信装置であって、
前記第１の信号から検波された包絡線信号は、定包絡線信号及び非定包絡線信号のいずれか一方であり、
第２の無線通信システムにおける通信に用いられる第２の信号から検波された包絡線信号は、前記定包絡線信号及び前記非定包絡線信号のいずれか他方である。
【０１１８】
本開示の第１の無線通信方法は、
第１の無線通信システムにおける無線通信装置における無線通信方法であって、
受信信号の電力を検出するステップと、
前記受信信号の包絡線の変動量に基づいて、前記受信信号が、前記第１の無線通信システムにおける通信に用いられる第１の信号であるか否かを判定するステップと、
前記受信信号の電力が検出され、前記受信信号が前記第１の信号であると判定された場合、無線通信するための無線通信部を起動するステップと、
を有する。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、受信待受時の消費電力を削減できる無線通信装置及び無線通信方法等に有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０００，１０００Ｂ  無線通信装置
１０１  アンテナ
１０２  ＬＮＡ
１０３  包絡線検波器
１０４  干渉信号検出部
１０５  電力判定部
１０６  電源部
１０７  電源スイッチ
１０８  通信用無線部
２０１  微分器
２０２  比較器
２０３  積分器
２０４  比較器
３０１  時間計測部
３０２  積分器
４０１  比較器
４０３  変動量判定部
５０１  アンテナ
５０２  ＬＮＡ
５０３  包絡線検波器
５０４  干渉信号検出部
５０５  電力判定部
５０６  電源部
５０７  電源スイッチ
５０８  アドレス検出部
５０９  電源スイッチ
５１０  通信用無線部
５１１  帯域可変ＬＰＦ
５１２  信号飽和検出部
【図１】
2014179784.tif 000003
【図２】
2014179784.tif 000004
【図３】
2014179784.tif 000005
【図４】
2014179784.tif 000006
【図５】
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