(57)【要約】【課題】キャリアセンスによる空きチャネルの決定を迅速に行うことができる無線システム及び無線装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、無線システム１は、無線装置２と３を含む。各無線装置は、所定の周波数帯域の信号を受信する受信部と、所定の信号の受信に応じて所定の周波数帯域に含まれる、複数のチャネルの信号を同時に受信し、受信した各チャネルの信号に基づいて各チャネルの使用状態を検出するキャリアセンスを行うキャリアセンス部と、所定の決定ルールに従って、キャリアセンス部において検出された各チャネルの使用状態に基づいて、複数のチャネルから空きチャネルを決定する空きチャネル決定部と、を有する。【選択図】図３
2019149598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線装置と第２の無線装置を含む無線システムであって、
前記第１の無線装置は、
所定の周波数帯域の信号を受信する第１の受信部と、
第１の信号の受信に応じて、前記第１の受信部において受信された前記所定の周波数帯域に含まれる複数のチャネルの信号を同時に受信し、受信した各チャネルの信号に基づいて前記各チャネルの使用状態を検出する第１のキャリアセンスを行う第１のキャリアセンス部と、
所定の決定ルールに従って、前記第１のキャリアセンス部において検出された前記各チャネルの前記使用状態に基づいて、前記複数のチャネルから空きチャネルを決定する第１の空きチャネル決定部と、
を有し、
前記第２の無線装置は、
前記所定の周波数帯域の信号を受信する第２の受信部と、
第２の信号の受信に応じて、前記第２の受信部において受信された前記所定の周波数帯域に含まれる前記複数のチャネルの信号を同時に受信し、受信した前記各チャネルの信号に基づいて前記各チャネルの前記使用状態を検出する第２のキャリアセンスを行う第２のキャリアセンス部と、
前記所定の決定ルールと同じ決定ルールに従って、前記第２のキャリアセンス部において検出された前記各チャネルの前記使用状態に基づいて、前記複数のチャネルから前記空きチャネルを決定する第２の空きチャネル決定部と、
を有する、  
無線システム。
【請求項２】
前記第１の無線装置は、前記第１の空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して送信すべき第３の信号を送信する送信部を有し、
前記第２の無線装置は、前記第２の受信部において、前記第２の空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して前記第３の信号を受信する、請求項１に記載の無線システム。
【請求項３】
前記第２の受信部は、前記空きチャネルの周波数帯域の信号を用いて復調してベースバンド信号に変換することにより前記第３の信号を受信する、請求項２に記載の無線システム。
【請求項４】
前記第１の無線装置は、前記第１の空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して送信すべき第３の信号を送信する第１の送信部を有し、
前記第２の無線装置は、前記第２の空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して送信すべき第４の信号を送信する第２の送信部を有し、
前記第１の無線装置は、前記第１の受信部において、前記第１の空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して前記第４の信号を受信し、
前記第２の無線装置は、前記第２の受信部において、前記第２の空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して前記第３の信号を受信する、
請求項１に記載の無線システム。
【請求項５】
前記第１の受信部は、前記空きチャネルの周波数帯域の信号を用いて復調してベースバンド信号に変換することにより前記第４の信号を受信し、
前記第２の受信部は、前記空きチャネルの周波数帯域の信号を用いて復調してベースバンド信号に変換することにより前記第３の信号を受信する、請求項４に記載の無線システム。
【請求項６】
前記第１の信号は、前記第２の信号の受信に対する応答信号である、請求項１から５のいずれか１つに記載の無線システム。
【請求項７】
前記第１の信号及び前記第２の信号は、前記所定の周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号である、請求項６に記載の無線システム。
【請求項８】
前記第１の信号及び前記第２の信号は、互いに異なる周波数帯域の信号である、請求項７に記載の無線システム。
【請求項９】
前記第１の信号及び前記第２の信号は、法律上キャリアセンスを必要とされない周波数帯域の信号である、請求項７又は８に記載の無線システム。
【請求項１０】
所定の周波数帯域の信号を受信する受信部と、
第１の信号の受信に応じて、前記受信部において受信された前記所定の周波数帯域に含まれる複数のチャネルの信号を同時に受信し、各チャネルの信号に基づいて前記各チャネルの使用状態を検出するキャリアセンスを行うキャリアセンス部と、
所定の決定ルールに従って、前記キャリアセンス部において検出された前記各チャネルの前記使用状態に基づいて、第２の信号の送信又は受信のための空きチャネルを決定する空きチャネル決定部と、
を有する無線装置。
【請求項１１】
所定の周波数帯域の信号を受信する受信部と、
所定の信号の受信に応じて、前記受信部において受信された前記所定の周波数帯域に含まれる複数のチャネルの信号を同時に受信し、各チャネルの信号に基づいて前記各チャネルの使用状態を検出するキャリアセンスを行うキャリアセンス部と、
所定の決定ルールに従って、前記キャリアセンス部において検出された前記各チャネルの前記使用状態に基づいて、第２の信号の送信又は受信のための空きチャネルを決定する空きチャネル決定部と、
前記空きチャネル決定部において決定された前記空きチャネルを利用して送信すべき第２の信号を送信する送信部と、
を有する無線装置。
【請求項１２】
前記受信部は、前記空きチャネルの周波数帯域の信号により復調してベースバンド信号に変換することにより前記第２の信号を受信する、請求項１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記所定の信号は、前記所定の周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号である、請求項１１又は１２に記載の無線装置。
【請求項１４】
前記所定の信号は、法律上キャリアセンスを必要とされない周波数帯域の信号である、請求項１１から１３のいずれか１つに記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線システム及び無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線装置において、無線信号を送信する前に、送信に使用するチャネルが空いているかを調べるキャリアセンスが必要となる場合がある。
【０００３】
キャリアセンスは、使用するチャネルがビジー状態すなわちそのチャネルが使用中であるかを調べることである。キャリアセンスの結果、そのチャネルがビジー状態であると、無線装置は、そのチャネルがアイドル状態すなわちそのチャネルが使用されなくなるのを待ってから、無線信号を送信する。
【０００４】
また、複数のチャネルを利用できる場合は、無線装置は、複数のチャネルの中から所定の順番で空きチャネルを探索する。例えば、あるチャネルがビジー状態にあるときは、送信側の無線装置は、受信側の無線装置にキャリアセンスを行う他のチャネルの情報を、別の周波数帯域の無線信号を用いて受信側の無線装置に伝えた後に、その伝えたチャネルのキャリアセンスを行う。もしも、その伝えたチャネルもビジー状態であるときは、送信側の無線装置は、キャリアセンスを行うさらに他のチャネルを受信側の無線装置に伝えた後に、その伝えたチャネルのキャリアセンスを行う、というようにして、複数のチャネルについて１つずつ順番にビジー状態にあるかがチェックしながら、空いているチャネルの探索を行う。
【０００５】
しかし、使用可能なチャネルが複数あってもビジー状態のチャネルが多かったりすると、空きチャネルの決定が遅れ、結果として、無線信号の送信の開始が遅れるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６５５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、実施形態は、キャリアセンスによる空きチャネルの決定を迅速に行うことができる無線システム及び無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の無線システムは、第１の無線装置と第２の無線装置を含む無線システムであって、前記第１の無線装置は、所定の周波数帯域の信号を受信する第１の受信部と、第１の信号の受信に応じて、前記第１の受信部において受信された前記所定の周波数帯域に含まれる複数のチャネルの信号を同時に受信し、受信した各チャネルの信号に基づいて前記各チャネルの使用状態を検出する第１のキャリアセンスを行う第１のキャリアセンス部と、所定の決定ルールに従って、前記第１のキャリアセンス部において検出された前記各チャネルの前記使用状態に基づいて、前記複数のチャネルから空きチャネルを決定する第１の空きチャネル決定部と、を有し、前記第２の無線装置は、前記所定の周波数帯域の信号を受信する第２の受信部と、第２の信号の受信に応じて、前記第２の受信部において受信された前記所定の周波数帯域に含まれる前記複数のチャネルの信号を同時に受信し、受信した前記各チャネルの信号に基づいて前記各チャネルの前記使用状態を検出する第２のキャリアセンスを行う第２のキャリアセンス部と、前記所定の決定ルールと同じ決定ルールに従って、前記第２のキャリアセンス部において検出された前記各チャネルの前記使用状態に基づいて、前記複数のチャネルから前記空きチャネルを決定する第２の空きチャネル決定部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係わる無線システムの構成図である。
【図２】実施形態に係わる無線システムにおけるキャリアセンスと信号の送受信のシーケンスを示す図である。
【図３】実施形態に係わる無線装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係わる無線装置の回路構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係わる、各無線装置におけるキャリアセンスによる空きチャネルの決定ルールを説明するための図である。
【図６】実施形態に係わる、受信側の無線装置におけるキャリアセンスによる空きチャネルの決定ルールを説明するための図である。
【図７】実施形態に係わる、無線装置におけるキャリアセンスのときの周波数帯域を示す図である。
【図８】実施形態に係わる、無線装置における信号復調のときの周波数帯域を示す図である。
【図９】実施形態に係わる、複数のチャネルを有するブロックが複数ある場合に、各無線装置のキャリアセンスを行うときの決定ルールを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
（構成）
図１は、本実施形態に係わる無線システムの構成図である。図２は、無線システム１におけるキャリアセンスと信号の送受信のシーケンスを示す図である。
【００１１】
無線システム１は、第１の無線装置２と第２の無線装置３とを含む。無線装置２と無線装置３は、信号の送受信を互いに無線で行うことができる。  
図２は、時間ｔの経過に応じた、無線装置２が送信すべき信号を有するときの、キャリアセンスと信号の送受信のシーケンスを示す。例えば、無線装置２が送信すべきデータを有するとき、無線装置２は、図２に示すように、所定の周波数帯域ｆ１の無線信号Ｓ１を送信する。無線信号Ｓ１の周波数帯域ｆ１は、法律上キャリアセンスが必要とされない周波数帯域である。
【００１２】
無線装置３は、無線信号Ｓ１を受信すると、周波数帯域ｆ１とは異なる所定の周波数帯域ｆ２の無線信号Ｓ２を送信する。無線信号Ｓ１及び無線信号Ｓ２は、互いに異なる周波数帯域の信号である。無線信号Ｓ２は、無線信号Ｓ１の受信に対する応答信号である。無線信号Ｓ２の周波数帯域ｆ２は、周波数帯域ｆ１と異なり、法律上キャリアセンスが必要とされない周波数帯域である。
【００１３】
無線装置３は、無線信号Ｓ１の受信に応じて、すなわち無線信号Ｓ１の受信をトリガーとして、後述するキャリアセンスを実行する。  
無線装置２は、無線信号Ｓ２の受信に応じて、すなわち無線信号Ｓ２の受信をトリガーとして、後述するキャリアセンスを実行する。
【００１４】
各無線装置２、３では、キャリアセンスの後、空きチャネルが決定される。空きチャネルが決定されると、無線装置２は、空きチャネルを利用して信号を送信し、無線装置３は、空きチャネルを利用してその信号を受信する。
【００１５】
無線装置２と３において行われるキャリアセンスは、無線装置２と無線装置３の間の信号の送受信に使用される所定の周波数帯域ｆ３に含まれる複数のチャネルについて同時に行われる。無線装置２と無線装置３の間の信号の送受信に使用される所定の周波数帯域ｆ３は、法律上キャリアセンスが必要な周波数帯域である。
無線信号Ｓ１の周波数帯域ｆ１及び無線信号Ｓ２の周波数帯域ｆ２は、所定の周波数帯域ｆ３とは異なる周波数帯域の信号である。
【００１６】
周波数帯域ｆ１は、法律上キャリアセンスが必要とされない周波数帯域、例えば日本の場合は１２０ＫＨｚから１３５ＫＨｚ帯の周波数帯域である。
【００１７】
周波数帯域ｆ２も、法律上キャリアセンスが必要とされない周波数帯域、例えば日本の場合は３１５ＭＨｚから４３３ＭＨｚ帯の周波数帯域である。
【００１８】
これに対して、周波数帯域ｆ３は、法律上キャリアセンスが必要とされる周波数帯域、例えば日本の場合は９２０ＭＨｚ帯の周波数帯域である。尚、この実施形態の説明では、無線信号Ｓ２の信号伝播距離は、無線信号Ｓ１、Ｓ３の信号伝播距離よりも相対的に大きいものとするが、必ずしもそれに限定されるものではなく、信号伝播距離の関係は送信電力や受信能力等によって変わり得る。
【００１９】
よって、このような周波数帯域の３つの無線信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を用いることにより、無線装置２と３間の距離が所定の距離の範囲内になると、無線装置２と３間で信号の送受信が可能となる。  
以上に挙げた周波数帯域は、例示である。また、使用可能な周波数帯域は、各国あるいは各地域の法律に従って選択される。
【００２０】
図３は、無線装置２の回路構成を示すブロック図である。  
無線装置２は、通信用のアンテナＡＮＴ１と、送受信の切り替え用のスイッチＳＷ１を有している。
【００２１】
さらに、無線装置２は、制御部１１と、低雑音増幅器（以下、ＬＮＡという）１２と、直交復調器１３と、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）１４と、アナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣという）１５と、周波数変換器１６と、チャネル幅ローパスフィルタ（以下、チャネル幅ＬＰＦという）１７と、復調部１８と、ブロック幅ローパスフィルタ（以下、ブロック幅ＬＰＦという）１９と、フィルタバンク２０と、空きチャネル決定器２１と、パワーアンプ（以下、ＰＡという）２２と、直交変調器２３と、ＬＰＦ２４と、デジタルアナログ変換器（以下、ＤＡＣという）２５と、初期位相設定器２６と、トリガー信号送受信部２７を含む。復調部１８は、信号確認部２８を含む。ここでは、無線装置２の各部は、ハードウエア回路により構成される。
【００２２】
制御部１１は、無線装置２の全体の動作を制御する回路を含む。制御部１１は、ハードウエア回路で構成されているが、ソフトウエアを実行可能な中央処理装置（ＣＰＵ）により構成されてもよい。制御部１１は、無線装置２内の各部の出力信号あるいは状態信号を受信すると共に、各部への制御信号を出力することによって、各部の動作を制御する。
【００２３】
スイッチＳＷ１は、制御部１１の制御の下、無線装置２が周波数帯域ｆ３の無線信号Ｓ３を受信する状態にあるときは、アンテナＡＮＴ１をＬＮＡ１２に接続するように切り替わり、無線装置２が周波数帯域ｆ３の無線信号Ｓ３を送信する状態にあるときは、アンテナＡＮＴ１をＰＡ２２に接続する。
【００２４】
アンテナＡＮＴ１で受信された信号は、ＬＮＡ１２において増幅された後に、直交復調器１３において、基本波と同相成分のＩ信号及び直交成分のＱ信号に変換される。
【００２５】
直交復調器１３の出力は、ＬＰＦ１４においてノイズなどが除去されて、ＡＤＣ１５に入力される。ＡＤＣ１５においてデジタル化された信号は、周波数変換器１６に入力され、ベースバンド信号の周波数に変換される。
【００２６】
周波数変換器１６は、受信された信号の周波数をベースバンド信号の周波数に変換する回路である。後述するように、周波数変換器１６は、キャリアセンスのとき、ブロック幅ここでは１ＭＨｚ幅の帯域に対応した周波数の信号をベースバンド信号の周波数に変換し、信号復調のときは、空きチャネル決定器２１において決定された空きチャネルの周波数の信号をベースバンド信号に変換する。  
ＬＮＡ１２、直交復調器１３、ＬＰＦ１４、ＡＤＣ１５及び周波数変換器１６は、所定の周波数帯域（１ＭＨｚ）の信号を受信する受信部を構成する。
【００２７】
周波数変換器１６の出力信号は、チャネル幅ＬＰＦ１７とブロック幅ＬＰＦ１９に供給される。
チャネル幅ＬＰＦ１７は、チャネル幅の信号だけをフィルタリングして、復調部１８に供給する。  
例えば、信号が２００ＫＨｚの範囲の信号であれば、その信号のみを復調部１８に出力する。
【００２８】
復調部１８は、各種機能を有し、受信した信号に対して所定の処理を実行する。  
周波数変換器１６の出力信号は、ブロック幅ＬＰＦ１９にも入力され、フィルタバンク２０に供給される。
【００２９】
ブロック幅ＬＰＦ１９は、所定の幅ここでは１ＭＨｚ幅内の信号をフィルタバンク２０に出力する。  
フィルタバンク２０に供給される信号は、無線信号Ｓ３の送受信に使用される複数のチャネルを含む周波数帯域ｆ１の信号である。
【００３０】
例えば、９２０ＭＨｚから９２１ＭＨｚの１ＭＨｚの範囲を１つのブロックとして、そのブロック内に５つのチャネルが設定されている場合、ブロック幅ＬＰＦ１９は、その１ＭＨｚの範囲の信号のみを通すようにフィルタリングしてフィルタバンク２０に出力する。
【００３１】
フィルタバンク２０は、所定の複数の周波数の信号のみを通すバンドパスフィルタのアレイである。  
フィルタバンク２０からの各信号は、空きチャネル決定器２１に供給される。フィルタバンク２０の出力は、ビジー状態にある１又は２以上のチャネルの信号である。例えば、上述した５つのチャネルがあるときに、第１と第３のチャネルがビジー状態であれば、第１と第３のチャネルの信号が出力され、第２、第４及び第５のチャネルの信号は、出力されない。
【００３２】
なお、フィルタバンク２０に代えて、ＦＦＴ（高速フーリエ変換器）を用いて５つのチャネルの周波数の有無を検出するようにしてもよい。  
空きチャネル決定器２１は、フィルタバンク２０からの各チャネルの信号の電力を検出し、電力が検出されたチャネルは、ビジー状態にあるチャネルであり、電力が検出されないチャネルは、アイドル状態のチャネルである、と判定する。
【００３３】
空きチャネル決定器２１における複数のアイドル状態のチャネルの中から空きチャネルを決定する手順については、後述する。空きチャネル決定器２１は、決定した空きチャネルについてのデータあるいは信号を周波数変換器１６及び直交変調器２３に供給する。
【００３４】
無線装置２における送信すべき信号は、ＤＡＣ２５においてアナログ信号に変換されて、ＬＰＦ２４に供給される。ＬＰＦ２４でフィルタリングされた送信すべき信号は、直交変調器２３を介してＰＡ２２から出力され、アンテナＡＮＴ２から無線信号Ｓ３として送信される。
【００３５】
なお、ＤＡＣ２５には、初期位相設定器２６から出力される初期位相データが与えられる。ここでは、無線信号Ｓ３は、変調されていない連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）であり、その初期位相が設定可能となっている。その無線信号Ｓ３の初期位相データは、初期位相設定器２６に設定されている。  
トリガー信号送受信部２７は、制御部１１の制御の下、図２における無線信号Ｓ１の送信のための回路、無線信号Ｓ２の受信のための回路及びアンテナを含む。
【００３６】
図４は、無線装置３の回路構成を示すブロック図である。無線装置３の回路構成は、図４に示すように、無線装置２の回路構成と同じである。  
無線装置３におけるアンテナＡＮＴ２、スイッチＳＷ２は、無線装置２におけるアンテナＡＮＴ１、スイッチＳＷ１に対応する。
【００３７】
無線装置３における、制御部３１、ＬＮＡ３２、直交復調器３３、ＬＰＦ３４、ＡＤＣ３５、周波数変換器３６、チャネル幅ローパスフィルタ３７、復調部３８、ブロック幅ＬＰＦ３９、フィルタバンク４０、空きチャネル決定器４１、ＰＡ４２、直交変調器４３、ＬＰＦ４４、ＤＡＣ４５、初期位相設定器４６、トリガー信号送受信部４７及び信号確認部４８は、それぞれ無線装置２における、制御部１１、ＬＮＡ１２、直交復調器１３、ＬＰＦ１４、ＡＤＣ１５、周波数変換器１６、チャネル幅ローパスフィルタ１７、復調部１８、ブロック幅ＬＰＦ１９、フィルタバンク２０、空きチャネル決定器２１、ＰＡ２２、直交変調器２３、ＬＰＦ２４、ＤＡＣ２５、初期位相設定器２６、トリガー信号送受信部２７及び信号確認部２８に対応する。
【００３８】
無線装置３における各部の構成は、無線装置２の各部の構成と同じである。
ＬＮＡ３２、直交復調器３３、ＬＰＦ３４、ＡＤＣ３５及び周波数変換器３６は、所定の周波数帯域（１ＭＨｚ）の信号を受信する受信部を構成する。
そして、ＰＡ４２、直交変調器４３、ＬＰＦ４４及びＤＡＣ４５が、空きチャネル決定器４１において決定された空きチャネルを利用して送信すべき信号を送信する送信部を構成する。
【００３９】
図２に示したように、無線装置２は、送信すべき信号である無線信号Ｓ３を有するとき、トリガー信号送受信部２７を用いて最初に無線信号Ｓ１を送信する。  
よって、最初に、無線装置２の制御部１１がトリガー信号送受信部２７を制御して、無線信号Ｓ１を送信する。
【００４０】
無線装置３の制御部３１は、無線信号Ｓ１を受信すると、無線信号Ｓ１をトリガー信号として、後述するキャリアセンスを行う。  
一方、無線装置２の制御部１１は、無線信号Ｓ２を受信すると、無線信号Ｓ２をトリガー信号として、後述するキャリアセンスを行う。
ここで、空きチャネル決定器２１，４１における空きチャネルの決定ルールの例を説明する。
【００４１】
図５は、各無線装置２、３におけるキャリアセンスによる空きチャネルの決定ルールを説明するための図である。空きチャネル決定器２１及び４１は、同じ決定ルールに基づいて、空きチャネルを決定する。はじめに、無線装置２の空きチャネル決定器２１におけるルールを説明する。
【００４２】
空きチャネル決定器２１は、フィルタバンク２０からの各出力信号の電力を検出して監視する回路を有している。検出された電力から、所定のルールに基づいて空きチャネルを決定する。
【００４３】
図５は、トリガー信号である無線信号Ｓ１を受信したタイミングｔ０からタイミングｔ１までの所定時間Ｔに内において、チャネル０と、チャネル３がビジー状態になったことがあり、チャネル１，２，５がアイドル状態にあったことを示している。図５において、斜線で示す期間がビジーであることを示している。
【００４４】
ここで、空きチャネルの決定ルールがアイドル状態のチャネルが複数あるときは最も数の小さい番号のチャネルを空きチャネルとして決定するというルールであるとすると、空きチャネル決定器２１は、チャネル１を空きチャネルとして決定する。図５において、太い線が、チャネル１が空きチャネルとして決定されたことを示している。
【００４５】
空きチャネルが決定されると、決定された空きチャネルのデータが周波数変換器１６と直交変調器２３に供給される。周波数変換器１６は、ＡＤＣ１５からの信号を、決定された空きチャネルの周波数を用いてベースバンド信号に変換する。送信すべき信号は、直交変調器２３において決定された空きチャネル、上述の例ではチャネル１、の周波数帯域を用いて直交変調されて送信される。
よって、ＰＡ２２、直交変調器２３、ＬＰＦ２４及びＤＡＣ２５は、空きチャネル決定器２１において決定された空きチャネルを利用して送信すべき信号（Ｓ３）を送信する送信部を構成する。
なお、復調部１８では、所定時間Ｔが経過した後、空きチャネルを利用した無線装置３からの信号に応じて、各種処理が実行可能となる。
【００４６】
受信側である無線装置３も、トリガー信号である無線信号Ｓ１を受信すると、キャリアセンスを行う。無線装置２の空きチャネル決定器２１と同様の判定を行い、決定された空きチャネルのデータが周波数変換器３６と直交変調器４３に供給される。周波数変換器３６の出力は、チャネル幅ＬＰＦ３７を通って復調部１８に供給される。
よって、無線装置２，３は、周波数変換器１６、３６を含む受信部において、空きチャネル決定器２１，４１において決定された空きチャネルを利用して無線信号Ｓ３を受信することが可能となる。周波数変換器１６，３６を含む受信部は、空きチャネルの周波数帯域の信号を用いて復調してベースバンド信号に変換することにより無線信号Ｓ３を受信する。
各フィルタバンク２０，４０は、所定の信号Ｓ１，Ｓ２の受信に応じて、直交復調器１３，３３等を含む受信部において受信された所定の周波数帯域（１ＭＨｚ）に含まれる複数のチャネルの信号を同時に受信し、受信した各チャネルの信号に基づいて各チャネルの使用状態を検出するキャリアセンスを行うキャリアセンス部を構成する。
各空きチャネル決定部２１，４１は、所定の決定ルールに従って、キャリアセンス部において検出された各チャネルの使用状態に基づいて、信号の送信又は受信のための空きチャネルを複数のチャネルから決定する。
【００４７】
なお、受信側の無線装置３では、信号の確認を行ってから信号復調が行われる。
図６は、受信側の無線装置３におけるキャリアセンスによる空きチャネルの決定ルールを説明するための図である。図６に示すように、受信側の無線装置３では、所定時間Ｔ経過後、さらにその確認処理の期間αを経過したタイミングｔ２以降に、復調部３８において復調されて、所定の処理に用いられる。図６においても、斜線で示す期間がビジーであることを示している。
【００４８】
例えば、無変調信号に基づく処理が行われるとき、所定の無変調信号を受信できていることを確認しないで、復調して処理を実行すると、誤った処理が実行される虞がある。そこで、ここでは、所定の無変調信号を受信できていることを確認してから、所定の処理を実行するために、復調部３８の信号確認部４８において受信した信号が所定の無変調信号であることが確認された後、すなわちタイミングｔ２後、復調部３８において所定の処理が実行される。
【００４９】
以上のように、例えば、５つのチャネルが、所定の周波数帯域ｆ３として、９２４ＭＨｚから９２５ＭＨｚ内を２００ＫＨｚ間隔で５つの中心周波数により設定されている場合、無線装置２と３は、５つのチャネルの中から所定にルールに基づき選択され決定された中心周波数がｆ３の無線信号Ｓ３を用いて通信を行う。
（作用）
次に、上述した無線システム１の動作について説明する。以下、無線装置２が、送信すべき信号を有し、無線装置３がその信号を受信する場合を説明する。
【００５０】
送信側の無線装置２が無線装置３へ送信すべき信号を有するとき、無線装置２の制御部１１は、トリガー信号送受信部２７を制御して無線信号Ｓ１を送信する。  
受信側の無線装置３がトリガー信号送受信部４７において無線信号Ｓ１を受信すると、制御部３１は、トリガー信号送受信部４７を制御して無線信号Ｓ２を送信すると共に、キャリアセンスを開始する。
【００５１】
無線装置２がトリガー信号送受信部２７において無線信号Ｓ２を受信すると、制御部１１は、キャリアセンスを開始する。  
無線装置２の制御部１１は、スイッチＳＷ１を制御して、アンテナＡＮＴ１とＬＮＡ１２を接続し、無線信号Ｓ３の受信を可能にする。
【００５２】
例えば、９２０ＭＨｚから９２１ＭＨｚの範囲を１つのブロックとして、そのブロック内に５つのチャネルが設定されている場合、周波数変換器１６は、１ＭＨｚの範囲の信号の周波数をベースバンド信号の周波数に変換し、ブロック幅ＬＰＦ１９は、１ＭＨｚの範囲の信号のみを通す。
【００５３】
フィルタバンク２０からの５つのチャネルの受信信号に基づいて、空きチャネル決定器２１が空きチャネルを決定する。  
空きチャネル決定器２１は、上述した決定ルールに従って、空きチャネルを決定し、決定した空きチャネルのデータを直交変調器２３に出力するため、無線装置２は、送信データを、その空きチャネルを用いて送信することができる。
【００５４】
また、決定した空きチャネルのデータは、周波数変換器１６にも出力されるので、周波数変換器１６は、その空きチャネルに対応する周波数帯域ｆ３の信号のみを受信することができる。よって、その後、復調部１８は、決定された空きチャネルの信号を正しく復調することができる。
【００５５】
無線装置３では、制御部３１は、スイッチＳＷ２を制御して、アンテナＡＮＴ２とＬＮＡ３２を接続し、無線信号Ｓ３の受信を可能にする。
【００５６】
例えば、９２０ＭＨｚから９２１ＭＨｚの範囲を１つのブロックとして、そのブロック内に５つのチャネルが設定されている場合、周波数変換器３６は、１ＭＨｚの範囲の信号の周波数をベースバンド信号の周波数に変換し、ブロック幅ＬＰＦ３９は、１ＭＨｚの範囲の信号のみを通す。
【００５７】
フィルタバンク４０からの５つのチャネルの受信信号に基づいて、空きチャネル決定器４１が空きチャネルを決定する。
空きチャネル決定器４１は、上述したように、空きチャネル決定器２１と同じルールを有しているため、空きチャネル決定器２１と同じチャネルを、空きチャネルとして決定する。
【００５８】
空きチャネル決定器４１は、決定した空きチャネルのデータを周波数変換器３６に出力するため、周波数変換器３６は、その空きチャネルに対応する周波数帯域ｆ３の信号のみを受信する。その結果、復調部３８は、決定された空きチャネルの信号を正しく復調することができる。
【００５９】
また、決定した空きチャネルのデータは、直交変調器４３にも出力されるため、無線装置３も、その後、信号をその空きチャネルを用いて送信することができる。  
そして、上述したように、無線装置３は、信号確認部４２において、所定の信号の受信を確認するので、復調部３８は、信号確認部４２において確認された信号のみを復調して、所定の処理を実行することができる。
【００６０】
図７は、無線装置２，３におけるキャリアセンスのときの周波数帯域を示す図である。図７に示すように、キャリアセンスが実行されるときは、ブロック幅に対応する広い範囲の信号がブロック幅ＬＰＦ１９、３９に出力される。
【００６１】
ここでは、５つの周波数を含むブロックの帯域が１ＭＨｚで、例として、９２４ＭＨｚから９２５ＭＨｚの周波数を受信する場合を例に示している。ＡＤＣ３５の帯域は、１ＭＨｚの幅より広い。図７において、実線の矢印で示すように、キャリアセンスをするときは、周波数変換器１６，３６は、１ＭＨｚ幅の帯域に対応した周波数の信号をベースバンド信号の周波数に変換して出力する。
【００６２】
また、無線信号Ｓ３は連続波であり、受信側の無線装置３において無線信号Ｓ３を復調するときに位相検出などが行われるため、無線信号Ｓ３は、使用されるチャネル幅のベースバンド信号に変換される。
【００６３】
図８は、無線装置２，３における信号復調のときの周波数帯域を示す図である。図８に示すように、空きチャネル決定器２１，４１において空きチャネルの周波数が決定されると、その決定されたチャネルの周波数に対応する信号のみを受信できるように、周波数変換器１６，３６は、点線の矢印で示すように、２００ＫＨｚ幅の信号を０（ゼロ）Ｈｚのベースバンド信号に変換して出力する。
【００６４】
よって、無線装置２，３では、キャリアセンスをするときは、周波数帯域を広くし、信号を受信して復調するときは、周波数帯域を狭くして空きチャネルの信号のみがベースバンド信号に変換される。
【００６５】
なお、上述した例では、無線装置２が送信装置で、無線装置３が受信装置であるが、無線装置３は、無線装置２と同じ構成を有しているので、無線装置３が送信装置で、無線装置２が受信装置となることもできる。
【００６６】
以上のように、上述した実施形態によれば、キャリアセンスによる空きチャネルの決定を迅速に行うことができる無線システム及び無線装置を提供することができる。
【００６７】
上述した無線システム１は、一方の無線装置が携帯型で無線装置２と３の間の距離が変化するようなシステムに適用可能である。  
例えば、上述した無線システム１は、車両とキーとの間のスマートキーシステムにも適用可能である。その無線システムでは、車両が無線装置２を有し、自動車のドライバーが保有する携帯装置であるキーが無線装置３を有する。ビーコンとして無線信号Ｓ１が車両から常時あるいは定期的に送信され、受信側のキーが無線信号Ｓ１に応答して無線信号Ｓ２を車両へ送信する。
【００６８】
そして、車両とキーの間の通信には、複数のチャネルが設定される。無線装置３が無線装置２の所定の距離の半径の中に入ってくると、無線装置２，３はトリガー信号を受信して同時に複数のチャネルについて同時にキャリアセンスを実行して空きチャネルを決定する。その結果、迅速な無線信号Ｓ３の送受信が行われるスマートキーシステムを実現できる。
【００６９】
次に、上述した実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
上述した実施形態では、１つのブロック内に複数、上記の例では５つのチャネルが設定されているが、複数のブロックを設定し、キャリアセンスをした１つのブロック内で空きチャネルがないときは、他のブロックについてキャリアセンスを行って空きチャネルを調べて決定するようにしてもよい。
【００７０】
例えば、無線信号Ｓ３の周波数帯域として、９２４ＭＨｚから９３４ＭＨｚの間を、１ＭＨｚ間隔で１０個のブロックに分割し、かつ分割された各ブロック内で中心周波数ｆｃを２００ＫＨｚ間隔で５つ設定する。
【００７１】
無線装置２、３は、選択されたブロックの中から選択した１つの中心周波数ｆｃの無線信号を用いて通信を行うが、キャリアセンスのとき、ある１つのブロックについて空きチャネルの有無を判定し、そのブロックに空きチャネルがないときは、他のブロックについてキャリアセンスを行う。
【００７２】
図９は、複数のチャネルを有するブロックが複数ある場合に、各無線装置２，３のキャリアセンスを行うときの決定ルールを説明するための図である。  
例えば、決定ルールでは、図９に示すように、最初は、９２４ＭＨｚから９３４ＭＨｚの中の最も低い周波数帯域の１つのブロックＢ１中の５つのチャネルについてキャリアセンスを行う。ブロックＢ１の５つのチャネルが全てビジー状態の場合は、次に、そのブロックＢ１の次に低い周波数帯域のブロックＢ２中の５つのチャネルについてキャリアセンスを行う。ブロックＢ２の５つのチャネルが全てビジー状態の場合は、次に、そのブロックＢ２の次に低い周波数帯域のブロックＢ３中の５つのチャネルについてキャリアセンスを行う。
【００７３】
以上のようにして、ブロックＢ１からキャリアセンスを開始して、ブロックＢ１〜Ｂ９までの全てのブロックの５つのチャネルが全てビジー状態の場合、最後は、９２４ＭＨｚから９３４ＭＨｚの中の最も高い周波数帯域のブロックＢ１０中の５つのチャネルについてキャリアセンスを行うというように、所定の順番で各ブロックのキャリアセンスを行う。そして、最後のブロックＢ１０においても５つのチャネルがビジー状態であるときは、ブロックＢ１に戻って、同様のキャリアセンスを繰り返す。
【００７４】
図９の決定ルールも、無線装置２と３で同じあればよく、図９に示すルール以外のルールでもよい。
（変形例２）
上述した実施形態では、無線装置２と３では、各復調部１８，３８が信号確認部２８，４８を有しているが、一方が送信装置で他方が受信装置であるときは、受信側の無線装置にのみ信号確認部を有すればよい。
【００７５】
例えば、上記の例の場合、無線装置２が信号の送信のみを行う場合、無線装置２の信号確認部２８は不要である。
（変形例３）
上述した実施形態では、無線装置２と３の両方においてキャリアセンスを行っているが、無線装置２のみがキャリアセンスを行うことによって空きチャネルを決定し、決定した空きチャネルの情報を無線信号Ｓ１又はＳ２の周波数帯域の信号を利用して、無線装置３に伝えるようにしてもよい。
【００７６】
その場合、無線装置３の制御部３１は、無線装置２からの決定した空きチャネルの情報に基づいて、無線信号Ｓ３を受信できるように、周波数変換器３６を制御する。
【００７７】
本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
ＡＮＴ１、ＡＮＴ２  アンテナ、ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ、１  無線システム、２、３  無線装置、１１  制御部、１２  低雑音増幅器、１３  直交復調器、１４  ローパスフィルタ、１５  アナログデジタル変換器、１６  周波数変換器、１７  チャネル幅ローパスフィルタ、１８  復調部、１９  ブロック幅ローパスフィルタ、２０  フィルタバンク、２１  空きチャネル決定器、２３  直交変調器、２４  ローパスフィルタ、２５  デジタルアナログ変換器、２６  初期位相設定器、２７  トリガー信号送受信部、２８  信号確認部、３１  制御部、３２  低雑音増幅器、３３  直交復調器、３６  周波数変換器、３７  チャネル幅ローパスフィルタ、３８  復調部、３９  ブロック幅ローパスフィルタ、４０  フィルタバンク、４１  空きチャネル決定器、４２  信号確認部、４３  直交変調器、４３  直交復調器、４６  初期位相設定器、４７  トリガー信号送受信部、４８  信号確認部。
【図１】
2019149598.tif 000003
【図２】
2019149598.tif 000004
【図３】
2019149598.tif 000005
【図４】
2019149598.tif 000006
【図５】
2019149598.tif 000007
【図６】
2019149598.tif 000008
【図７】
2019149598.tif 000009
【図８】
2019149598.tif 000010
【図９】
2019149598.tif 000011