(57)【要約】  データフレームのような入力信号が、無線局(300)のRF段(302)において検出される。これは、入力信号が検出されるまで、ベースバンド段(304)が低電力状態又はオフ状態にあることを可能にする。RF段(302)において入力信号を検出することにより、ベースバンド段(304)により消費される電力量は有利に削減される。入力信号が検出されるとき、RF段(302)は、ベースバンド段(304)を起動するためにベースバンド段(304)に送信される起動信号を生成する。いったん起動されると、ベースバンド段(304)は信号を受信し、信号処理及びデータ再生処理を行う。
2007504720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線局におけるRF段であって、前記無線局により受信される入力信号に含まれるシーケンスを検出し、前記入力信号に含まれる前記シーケンスの検出に応じて起動信号を生成する検出器を有するRF段。
【請求項２】
前記無線局のベースバンド段が、前記起動信号を受信し、前記起動信号の受信に応じて低電力状態から動作電力状態へと遷移することを特徴とする請求項１に記載のRF段。
【請求項３】
前記検出器が、前記入力信号へ所定時間の遅延を挿入する遅延部と、前記入力信号と前記遅延された入力信号とを受信し、相関された信号を生成する相関器と、前記相関された信号を受信し、前記シーケンスを検出するピーク検出器とを有し、前記ピーク検出器は、前記シーケンスの検出に応じて前記起動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のRF段。
【請求項４】
前記検出器が、前記シーケンスにより規定される係数を持ち、前記シーケンスが前記入力信号に含まれるとき整合信号を生成する整合フィルタと、前記整合フィルタから前記整合信号を受信し、前記整合フィルタからの前記整合信号の受信に応じて前記起動信号を生成するピーク検出器とを有することを特徴とする請求項１に記載のRF段。
【請求項５】
前記入力信号が、前記シーケンスを含むデータフレームを有し、前記シーケンスは、バーカーシーケンスを有することを特徴とする請求項５に記載のRF段。
【請求項６】
前記入力信号が、前記シーケンスを含むデータフレームを有し、前記シーケンスは、OFDMシンボルのシーケンスを有することを特徴とする請求項５に記載のRF段。
【請求項７】
無線局であって、該無線局により信号が受信されないとき低電力状態にあるベースバンド段と、前記無線局により受信される信号に含まれるシーケンスを検出し、前記シーケンスの検出に応じて起動信号を生成するRF段とを有し、前記ベースバンド段が前記低電力状態から動作電力状態へ遷移することをもたらすよう、前記起動信号が前記ベースバンド段に送信される、無線局。
【請求項８】
前記RF段が、前記無線局により受信される前記信号に含まれる前記シーケンスを検出し、前記シーケンスの検出に応じて前記起動信号を生成する受信機を有することを特徴とする請求項７に記載の無線局。
【請求項９】
前記受信機が、前記信号に含まれる前記シーケンスを検出し、前記シーケンスの検出に応じて前記起動信号を生成する検出器を有することを特徴とする請求項８に記載の無線局。
【請求項１０】
前記検出器が、前記信号へ所定時間の遅延を挿入する遅延部と、前記信号と前記遅延された信号とを受信し、相関された信号を生成する相関器と、前記相関された信号を受信し、前記シーケンスを検出するピーク検出器とを有し、前記ピーク検出器は、前記シーケンスの検出に応じて前記起動信号を生成することを特徴とする請求項９に記載の無線局。
【請求項１１】
前記検出器が、前記シーケンスにより規定される係数を持ち、前記信号を受信し、及び前記シーケンスが前記信号に含まれるとき整合信号を生成する整合フィルタと、前記整合フィルタから前記整合信号を受信し、前記整合フィルタからの前記整合信号の受信に応じて、前記起動信号を生成するピーク検出器とを有することを特徴とする請求項９に記載の無線局。
【請求項１２】
前記信号が、前記シーケンスを含むデータフレームを有し、前記シーケンスは、バーカーシーケンスを有することを特徴とする請求項７に記載の無線局。
【請求項１３】
前記信号が、前記シーケンスを含むデータフレームを有し、前記シーケンスは、OFDMシンボルのシーケンスを有することを特徴とする請求項７に記載の無線局。
【請求項１４】
無線局により受信される信号に含まれるシーケンスを検出する方法において、前記無線局のRF段で前記シーケンスを検出するステップと、前記シーケンスの検出に応じて起動信号を生成するステップとを有する方法。
【請求項１５】
前記無線局のベースバンド段に、該ベースバンド段が低電力状態から動作電力状態に遷移することをもたらすよう、前記起動信号を送信するステップを更に有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記無線局のRF段で前記シーケンスを検出する前記ステップが、前記無線局の前記RF段における検出器で前記シーケンスを検出するステップを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記無線局の前記RF段における検出器で前記シーケンスを検出する前記ステップが、前記信号へ所定時間の遅延を挿入する遅延部へ前記信号を入力するステップと、相関された信号を生成する相関器へ前記信号と前記遅延された信号とを入力するステップと、前記シーケンスを検出するピーク検出器へ前記相関された信号を入力するステップとを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記無線局の前記RF段における検出器で前記シーケンスを検出する前記ステップが、前記シーケンスにより規定される係数を持つ整合フィルタへ前記信号を入力するステップと、前記シーケンスが前記信号に含まれるとき整合信号を生成するステップと、ピーク検出器が前記整合フィルタからの前記整合信号の受信に応じて前記起動信号を生成することをもたらすよう、前記ピーク検出器へ前記整合信号を入力するステップとを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記信号が、前記シーケンスを含むデータフレームを有し、前記シーケンスは、バーカーシーケンスを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記信号が、前記シーケンスを含むデータフレームを有し、前記シーケンスは、OFDMシンボルのシーケンスを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークシステムに関し、特に、無線ネットワークデバイスにおける信号検出に関する。詳細には、本発明は、無線ネットワークデバイスにおけるエネルギー効率の良い信号検出のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術に関する近年及び現在進行中の革新は結果として、無線ネットワークシステムを含む多数の用途において無線システムが使用されることを増加させた。この増加された使用は、無線ネットワークにおけるデータの通信を支援する効率的なデバイスに対する要求をもたらした。斯かるデバイスの一例は、無線局に接続されるアンテナを介して入力する信号を検出する信号検出器である。
【０００３】
図１は、従来技術における無線局を示す。無線局１００は、RF段１０２とベースバンド段１０４とを含む。RF段１０２は、受信機セクション１０６と送信機セクション１０８とを含む。ベースバンド段１０４もまた、受信機セクション１１０と送信機セクション１１２とを含む。ベースバンド段１０４は通常、コンピュータ、携帯情報端末(PDA)、プリンタ、又はデータ格納手段(図示省略)のようなデバイスに接続される。
【０００４】
図２は、ベースバンド段１０４のブロック図である。ベースバンド段１０４における受信機１１０の機能の１つは、アンテナ１１４を介する入力信号の検出である。アナログデジタル・コンバータ(ADC)２００は、線１１６を介してRF段１０２からアナログベースバンド信号を受信し、その信号をデジタル信号へ変換する。このデジタル信号は、データフレームが無線局１００により受信されたかどうかを検出する検出器２０２に入力される。もしデータフレームが受信された場合、その信号は信号処理及びデータ再生のためベースバンド処理部(baseband operations)２０４に入力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
入力信号が受信されるであろう時間は未知であるので、無線局１００における受信機１０６、１１０は共にすべての時間においてオン状態(be on)でなければならない。従って、電力がRF段１０２とベースバンド段１０４とに連続的に供給されていなければならない。通例では、バッテリが無線局１００に電力を供給する。しかしながら、電力の連続的な供給に対する要求は、バッテリが機能するであろう時間の量を減らすことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、無線ネットワークにおけるエネルギー効率の良い信号検出のためのシステム及び方法が提供される。データフレームのような入力信号は、無線局のRF段で検出される。これは、入力信号が検出されるまで、ベースバンド段が低電力(low power)状態又はオフ(off)状態にあることを可能にする。RF段で入力信号を検出することにより、ベースバンド段で消費される電力量は有利に削減される。入力信号が検出されるとき、RF段は、ベースバンド段を起動するためそのベースバンド段に送信される起動信号を生成する。いったん起動されると、ベースバンド段は、信号を受信し、信号処理及びデータ再生処理(operation)を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、無線ネットワークデバイスにおけるエネルギー効率のよい信号検出のためのシステム及び方法に関する。以下の説明は、当業者が、本発明を生産し、使用することができるように提供され、特許出願とその必要事項との関連で提供される。本発明に基づき開示される実施形態の様々な変形が、当業者には容易に明らかであろう。本書における一般的な原則は、本発明による他の実施形態にも適用されることができる。従って、本発明は、開示される実施形態に限定されることが意図されるものではなく、添付される特許請求の範囲並びに本書に説明される原則及び特徴に対応する最も広範な範囲と一致されるべきものである。
【０００８】
以下、図面を参照し、特に図３を参照すれば、本発明による無線局のブロック図が示される。無線局３００は、RF段３０２とベースバンド段３０４とを含む。RF段３０２は、受信機セクション３０６と送信機セクション３０８とを含む。RF段３０２は通常、１つ又は複数の集積回路におけるアナログ段として実現される。ベースバンド段３０４は、受信機セクション３１０と送信機セクション３１２とを含む。ベースバンド段３０４は通常、１つ又は複数の集積回路におけるデジタル段として実現される。
【０００９】
入力信号の検出は、本発明による本実施形態においては、RF段３０２の受信機３０６で行われる。これは、信号が検出されるまでベースバンド段３０４の受信機３１０が低電力状態又はオフ状態であることを可能にする。RF段３０２において入力信号を検出することにより、ベースバンド段３０４で消費される電力量が有利に削減される。
【００１０】
入力信号が検出されるとき、起動信号がRF段３０２により生成され、線３１４を介してベースバンド段３０４の受信機３１０に送信される。起動信号は、ベースバンド段３０４の受信機３１０が、低電力状態から動作電力状態(active power state)へ遷移することをもたらす。これは、様々な技術を用いて実現されることができる。例えば、本発明による一実施形態において、起動信号が受信機３１０のクロック３１６へ入力されることができ、クロックは順に受信機３１０の部品を起動する。本発明による別の実施形態においては、受信機３１０に提供される電力をスイッチオンするか又は増加させるため、起動信号が電源に入力されることができる。受信機３１０が起動されると、ベースバンド段３０４は、信号を受信し、信号処理及びデータ再生処理を行う。当業者であれば、本発明において、ベースバンド段３０４の受信機３１０を起動する他の方法が実現されることができることは理解されるであろう。
【００１１】
無線ネットワークにおいて、入力信号は通常データフレームとして形式化(format)されている。図４は、本発明において利用されることができるデータフレームの図である。データフレーム４００は、プリアンブル４０２とペイロード４０４とを含む。プリアンブル４０２は通常、フレーム検出に関するデータを含む。ペイロード４０４は通常、データとそのデータの再生に関する情報とを含む。
【００１２】
本発明による本実施形態において、無線局３００は無線ローカルエリアネットワークを支配するIEEE 802.11又はIEEE 802.11b標準規格に準拠して動作する。802.11及び802.11b標準規格は、フレーム検出のためプリアンブル４０２においてバーカーシーケンス(Barker sequence)(+1、-1、+1、+1、-1、+1、+1、+1、-1、-1、-1)を利用する。従って、RF段３０２の受信機３０６は、バーカーシーケンスを検出するために入力信号を分析し、データフレームの存在を決定する。
【００１３】
本発明において、バーカーシーケンス以外のシーケンスが検出されることができる。例えば、IEEE 802.11a及び802.11g標準規格は、フレーム検出のためOFDM(直交周波数分割多重)シンボルのシーケンスを利用する。本発明による他の実施形態において、RF段は、信号又はデータフレームの存在を決定するためにOFDMシンボルのシーケンスを検出することができる。
【００１４】
図５は、図４に示されるRF段の一実施形態のブロック図である。受信機３０６は、低ノイズアンプ５００、ダウンコンバージョン(down conversion:下方変換)動作部５０２及び検出器５０４を含む。入力信号は、IEEE 802.11標準規格に基づき2.4 GHz帯域で送信される。この2.4 GHz信号は、ベースバンド段に送られる前に下降変調(down modulated)されなければならない。ダウンコンバージョン動作部５０２は、この下降変調を行う。検出器５０４は、各入力データフレームにおいてバーカーシーケンスを検出し、ベースバンド段３０４の受信機３１０を起動するためにそのベースバンド段に送信される起動信号を生成する。
【００１５】
図６を参照すれば、本発明による第１の実施形態における、図５に示される検出器のブロック図が示される。検出器５０４は、遅延部６００、相関器６０２及びピーク検出器６０４を含む。入力信号は、その信号に所定時間の遅延を挿入するため遅延部６００に入力される。それから、入力信号と遅延された入力信号とは共に相関器６０２に入力される。本発明による本実施形態において、相関器６０２は乗算器(multiplier)である。従って、相関器６０２は、一層検出されやすいピークを持った信号を作り出すために、その入力信号と遅延された入力信号とを乗算する。
【００１６】
ピーク検出器及びピークカウンタ６０４は、相関器６０２より出力される信号におけるバーカーシーケンスを検出する。ピーク検出器及びピークカウンタ６０４は、ベースバンド段３０４の受信機３１０に送信される起動信号を生成する。受信機３１０が低電力状態から高(つまり動作)電力状態へ遷移することをもたらすよう、起動信号は受信機３１０を起動する。受信機３１０が高電力状態にあるとき、ベースバンド段３０４は、入力データフレームを受信し、処理する。そのフレームが処理されると、受信機３１０は、低電力状態又はオフ状態に戻される。RF段３０２の受信機３０６が新たな入力フレームを検出するまで、受信機３１０は、低電力状態又はオフ状態のままである。
【００１７】
図７は、図６に示される相関器に入力される入力信号波形と遅延された入力信号波形とを示す。入力信号７００と遅延された入力信号７０２とが乗算されるとき、一層識別可能なピークを持った信号が作り出される。図８は、相関器６０２から出力される信号の波形を表す。
【００１８】
次に図９を参照すれば、本発明による第２の実施形態における、図５に示される検出器のブロック図が示される。検出器５０４は、整合フィルタ９００とピーク検出器９０２とを含む。整合フィルタ９００は、本発明による本実施形態においては、連続時間の有限応答フィルタ(continuous time finite response filter)として実現されることができる。本発明による別の実施形態においては、整合フィルタ９００は、離散時間の有限応答フィルタ(discrete time finite response filter)として実現されることもできる。
【００１９】
整合フィルタの係数は、バーカー疑似ノイズコード +1、-1、+1、+1、-1、+1、+1、+1、-1、-1、-1により規定される。タップ遅延は、データレートの1 Mbps対1μs(to 1μs)により規定される。バーカーシーケンスは、ピーク検出器９０２により整合フィルタ９００の出力で検出される。いったんシーケンスが検出されると、ピーク検出器９０２は、ベースバンド段３０４の受信機３１０に送信される起動信号を生成する。起動信号は受信機３１０を起動し、それにより、ベースバンド段３０４が入力データフレームを処理することを可能にする。フレームが処理されると、受信機３１０は、低電力状態又はオフ状態に戻され、RF段３０２の受信機３０６が新たな入力フレームを検出するまで、低電力状態又はオフ状態のままである。
【００２０】
本発明は、IEEE 802.11及び802.11bに規定されるバーカーシーケンスを検出することとの関連で説明されてきたが、本発明による実施形態はこの用途に限定されるものではない。別の種類のシーケンスはが本発明による無線局のRF段で検出されることもできる。シーケンスの長さ及び複雑さは、シーケンスが無線局のRF段又はベースバンド段で検出されるべきかどうかを決定するとき考慮すべき要素のうちの２つであるにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術における無線局のブロック図である。
【図２】図１に示されるベースバンド段のブロック図である。
【図３】本発明による無線局のブロック図である。
【図４】本発明において利用されることができるデータフレームの図である。
【図５】図４に示されるRF段の一実施形態のブロック図である。
【図６】本発明による第１の実施形態における、図５に示される検出器のブロック図である。
【図７】図６に示される相関器に入力される入力信号波形と遅延入力信号波形とを示す図である。
【図８】図６に示される相関器から出力される信号の波形を表す図である。
【図９】本発明による第２の実施形態における、図５に示される検出器のブロック図である。
【図１】
2007504720.tif 000003
【図２】
2007504720.tif 000004
【図３】
2007504720.tif 000005
【図４】
2007504720.tif 000006
【図５】
2007504720.tif 000007
【図６】
2007504720.tif 000008
【図７】
2007504720.tif 000009
【図８】
2007504720.tif 000010
【図９】
2007504720.tif 000011
【国際調査報告】
2007504720.tif 000012
2007504720.tif 000013
2007504720.tif 000014