(57)【要約】【課題】有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いる。【解決手段】所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機と、前記送信機から受信した電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、前記受信機は、前記送信機が送信する電波に含まれる所定のデータパターンを検出し、前記データパターンの検出タイミングに基づいて、前記送信機が送信する電波に含まれる前記送信機の識別情報を取得し、前記受信機は、取得した前記識別情報が所定の識別情報と一致する場合、前記送信機から受信した電波のうち、前記検出タイミングに対応する電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視し、前記受信機は、前記送信機による前記データパターンの送信タイミング以外、または前記送信タイミングを含む所定期間以外において、前記データパターンの検出または前記検出タイミングの使用を停止する、監視システム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機と、
前記送信機から受信した電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、
前記受信機は、前記送信機が送信する電波に含まれる所定のデータパターンを検出し、前記データパターンの検出タイミングに基づいて、前記送信機が送信する電波に含まれる前記送信機の識別情報を取得し、
前記受信機は、取得した前記識別情報が所定の識別情報と一致する場合、前記送信機から受信した電波のうち、前記検出タイミングに対応する電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視し、
前記受信機は、前記送信機による前記データパターンの送信タイミング以外、または前記送信タイミングを含む所定期間以外において、前記データパターンの検出または前記検出タイミングの使用を停止する、監視システム。
【請求項２】
前記送信機は、周期的に電波を送信し、
前記受信機は、前記検出タイミングに基づいて、前記送信機による前記データパターンの送信タイミングを推定する、請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
前記受信機は、
前記送信機からの電波を受信して受信信号を出力する受信部と、
前記受信部から受けた前記受信信号から前記データパターンを検出する検出部と、
前記受信部と前記検出部との間に接続され、前記送信機が電波を送信する送信期間以外、または前記送信期間を含む所定期間以外において、前記受信部から前記検出部への前記受信信号を減衰させる減衰部とを備える、請求項１または請求項２に記載の監視システム。
【請求項４】
前記受信機は、
前記送信機からの電波を受信して受信信号を出力する受信部と、
前記受信部から受けた前記受信信号を復調して受信データを出力する復調部と、
前記復調部から受けた受信データから前記データパターンを検出する検出部とを備え、
前記復調部は、前記送信機が電波を送信する送信期間以外、または前記送信期間を含む所定期間以外において、前記受信信号の復調動作を停止する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項５】
前記受信機は、
前記送信機からの電波を受信して受信信号を出力する受信部と、
前記受信部から受けた前記受信信号から前記データパターンを検出し、前記データパターンの検出タイミングを通知する検出部と、
前記検出部によって通知された前記検出タイミングに基づいて、前記送信機が送信する電波に含まれる前記送信機の識別情報を取得する識別情報取得部とを備え、
前記検出部は、前記送信タイミング以外、または前記送信タイミングを含む所定期間以外において、前記検出タイミングの通知を停止する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項６】
前記受信機は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、前記複数レイヤのうち、物理レイヤの処理を行うことにより前記データパターンを検出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項７】
前記受信機は、前記検出タイミングより後に前記送信機から送信される電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項８】
前記送信機および前記受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４方式に従って通信を行い、
前記データパターンはＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システムに関し、特に、電波を用いて人間の動作を監視する監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内等の所定エリアにおいて、人の動作を検知する侵入検知装置が開発されている。侵入検知方法の一例として、たとえば、「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司  他、電子情報通信学会論文誌Ｂ、第Ｊ９０−Ｂ巻、第１号、９９．９７−１００、２００７年１月１日（非特許文献１）には、ＵＷＢ−ＩＲ（Ｕｌｔｒａ  ＷｉｄｅＢａｎｄ−Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒａｄｉｏ）による伝搬遅延プロファイルすなわち電力遅延プロファイルを用いる方法が開示されている。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、広帯域の信号を用いることから他の無線サービスとの干渉が問題となり、また、受信信号の電力を用いることから屋内におけるマルチパスフェージングの影響を受け、検出精度が劣化する場合がある。
【０００４】
このような問題点を解決するための技術として、たとえば、特開２００８−２１６１５２号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、イベント検出装置は、各アレイアンテナの受信信号に基づいて固有ベクトルすなわち到来角分布を計算し、当該固有ベクトルと、比較基準となる平時の固有ベクトルとの内積値を計算する。そして、イベント検出装置は、この内積値と所定のしきい値との比較結果に基づいて、イベントの発生すなわち侵入者の検知を行なう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司  他、電子情報通信学会論文誌Ｂ、第Ｊ９０−Ｂ巻、第１号、ｐｐ．９７−１００、２００７年１月１日
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｐａｒｔ  １５．４：  Ｌｏｗ−Ｒａｔｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  （ＬＲ−ＷＰＡＮｓ）、ＬＡＮ／ＭＡＮ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１５．４−２０１１
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のイベント検出装置では、たとえば、受信機が、不要な電波を送信する送信機および有用な電波を送信する送信機から同じ搬送波周波数の電波を短い時間をあけて受信する場合において、以下の問題を生ずることがある。すなわち、受信機では、たとえば、不要な電波を受信した後短い時間をあけて有用な電波を受信する場合、不要な電波についての処理が長引くことによって有用な電波の一部または全部を人間の動作の監視に用いることができなくなるという問題を生ずることがある。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることが可能な監視システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視システムは、所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機と、上記送信機から受信した電波を用いて上記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、上記受信機は、上記送信機が送信する電波に含まれる所定のデータパターンを検出し、上記データパターンの検出タイミングに基づいて、上記送信機が送信する電波に含まれる上記送信機の識別情報を取得し、上記受信機は、取得した上記識別情報が所定の識別情報と一致する場合、上記送信機から受信した電波のうち、上記検出タイミングに対応する電波を用いて上記所定エリアにおける人間の動作を監視し、上記受信機は、上記送信機による上記データパターンの送信タイミング以外、または上記送信タイミングを含む所定期間以外において、上記データパターンの検出または上記検出タイミングの使用を停止する。
【００１０】
本発明は、このような特徴的な処理部を備える監視システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする監視方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、監視システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、監視システムを構成する受信機および送信機として実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムの使用イメージを示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機および無線機が送信するフレームの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機、無線機および受信機におけるフレームの処理タイミングの一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における希望波選別部の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る期間設定部が推定する送信期間の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における信号減衰部の構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における希望波選別部の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における希望波選別部の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施の形態に係るフレーム処理部のソフトウェア構成の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機が無線信号を送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機が人間の動作を監視する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１４】
（１）本発明の実施の形態に係る監視システムは、所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機と、上記送信機から受信した電波を用いて上記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、上記受信機は、上記送信機が送信する電波に含まれる所定のデータパターンを検出し、上記データパターンの検出タイミングに基づいて、上記送信機が送信する電波に含まれる上記送信機の識別情報を取得し、上記受信機は、取得した上記識別情報が所定の識別情報と一致する場合、上記送信機から受信した電波のうち、上記検出タイミングに対応する電波を用いて上記所定エリアにおける人間の動作を監視し、上記受信機は、上記送信機による上記データパターンの送信タイミング以外、または上記送信タイミングを含む所定期間以外において、上記データパターンの検出または上記検出タイミングの使用を停止する。
【００１５】
このような構成により、受信機では、送信タイミング以外、または送信タイミングを含む所定期間以外において、送信機以外の装置が送信する不要な電波に含まれるデータパターンの検出または検出タイミングの使用が停止されるので、不要な電波に含まれる識別情報の取得処理等が行われることを防ぐことができる。
【００１６】
これにより、受信機では、不要な電波についての処理等が長引くことによって送信機が送信する有用な電波の一部または全部を人間の動作の監視に用いることができなくなることを回避することができる。
【００１７】
すなわち、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることができるので、所定エリアにおける人間の動作の監視精度を向上させることができる。
【００１８】
（２）好ましくは、上記送信機は、周期的に電波を送信し、上記受信機は、上記検出タイミングに基づいて、上記送信機による上記データパターンの送信タイミングを推定する。
【００１９】
このような構成により、受信機では、たとえば送信機および受信機が同期していない場合においても、検出タイミングと送信機が電波を送信する周期とから送信タイミングを正しく推定することができる。
【００２０】
これにより、受信機において、不要な電波に含まれる識別情報の取得処理等が行われることを確実に防ぐことができる。
【００２１】
また、送信機および受信機が同期していない場合においても監視システムを正しく動作させることができるので、送信機および受信機の構成の簡略化を図ることができる。
【００２２】
（３）好ましくは、上記受信機は、上記送信機からの電波を受信して受信信号を出力する受信部と、上記受信部から受けた上記受信信号から上記データパターンを検出する検出部と、上記受信部と上記検出部との間に接続され、上記送信機が電波を送信する送信期間以外、または上記送信期間を含む所定期間以外において、上記受信部から上記検出部への上記受信信号を減衰させる減衰部とを備える。
【００２３】
このような構成により、送信期間以外、または送信期間を含む所定期間以外において、送信機以外の装置からの電波に基づく受信信号を検出部の入力前に減衰させることができるので、不要な電波に含まれるデータパターンを検出してしまうことを回避することができる。
【００２４】
これにより、受信機において、不要な電波に含まれる識別情報の取得処理等が行われることをより確実に防ぐことができる。
【００２５】
（４）好ましくは、上記受信機は、上記送信機からの電波を受信して受信信号を出力する受信部と、上記受信部から受けた上記受信信号を復調して受信データを出力する復調部と、上記復調部から受けた受信データから上記データパターンを検出する検出部とを備え、上記復調部は、上記送信機が電波を送信する送信期間以外、または上記送信期間を含む所定期間以外において、上記受信信号の復調動作を停止する。
【００２６】
このような構成により、送信期間以外、または送信期間を含む所定期間以外において、検出部では、復調動作を停止した復調部からたとえばヌルデータを受けるので、送信機以外の他の装置からの不要な電波に含まれるデータパターンを検出してしまうことを回避することができる。
【００２７】
これにより、受信機において、不要な電波に含まれる識別情報の取得処理等が行われることをより確実に防ぐことができる。
【００２８】
（５）好ましくは、上記受信機は、上記送信機からの電波を受信して受信信号を出力する受信部と、上記受信部から受けた上記受信信号から上記データパターンを検出し、上記データパターンの検出タイミングを通知する検出部と、上記検出部によって通知された上記検出タイミングに基づいて、上記送信機が送信する電波に含まれる上記送信機の識別情報を取得する識別情報取得部とを備え、上記検出部は、上記送信タイミング以外、または上記送信タイミングを含む所定期間以外において、上記検出タイミングの通知を停止する。
【００２９】
このような構成により、送信タイミング以外、または送信タイミングを含む所定期間以外において、送信機以外の他の装置からの電波に基づく検出タイミングの通知を停止させることができるので、不要な電波に含まれるデータパターンの検出タイミングを使用してしまうことを回避することができる。
【００３０】
これにより、受信機において、不要な電波に含まれる識別情報の取得処理等が行われることをより確実に防ぐことができる。
【００３１】
（６）好ましくは、上記受信機は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、上記複数レイヤのうち、物理レイヤの処理を行うことにより上記データパターンを検出する。
【００３２】
このように、物理レイヤにおいてデータパターンの検出処理が完結する構成により、たとえば、データパターンの検出処理を行う際に物理レイヤにおける処理に加えて他のレイヤにおける処理を要する構成と比べて、データパターンの検出処理に要する時間をより短くすることができる。
【００３３】
これにより、送信機からの電波をより早いタイミングからサンプリングすることができるので、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることができる。
【００３４】
また、受信した電波を用いて所定エリアにおける人間の動作をリアルタイムに監視することができるので、サンプリング結果を蓄積するためのバッファを不要にするか、またはバッファの容量を小さくすることができる。
【００３５】
（７）好ましくは、上記受信機は、上記検出タイミングより後に上記送信機から送信される電波を用いて上記所定エリアにおける人間の動作を監視する。
【００３６】
このような構成により、検出タイミングより時間的に前の送信機からの電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成と比べて、たとえば、サンプリング結果を蓄積するためのバッファを不要にするか、またはバッファの容量を小さくすることができるので、受信機１０１の構成の簡略化を図ることができる。
【００３７】
（８）好ましくは、上記送信機および上記受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４方式に従って通信を行い、上記データパターンはＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）である。
【００３８】
このような構成により、受信機では、オフセットＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式に従って送信機からの電波を簡易に復調することができるので、ＳＦＤの検出処理に要する時間を短くすることができる。また、受信機における処理をリアルタイムで行うことができる。
【００３９】
また、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を満たす既製品のＺｉｇＢｅｅ（登録商標）機器を送信機として用いることができるので、監視システムの低コスト化を図ることができる。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００４１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムの使用イメージを示す図である。
【００４２】
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システム（監視システム）２０１は、動体検知センサとして機能する。侵入検知システムとして最低一組の送信機１５１および受信機１０１が、警戒エリアとしたい閉空間、たとえば家の中に設置される。そして、侵入検知システムは、送信機１５１から一定間隔以内または連続的に送信される電波を受信機１０１で受信し、受信した電波に基づいて信号処理を行なうことにより、室内に侵入した人間およびドアの開閉等を検知する。
【００４３】
たとえば、侵入検知システム２０１における受信機１０１は、アレイ式電波センサであり、複数の受信アンテナ素子を備え、閉空間における電波伝搬の変化を利用して動体の検知機能を実現する。侵入検知システム２０１が使用する電波は、原理上は周波数および帯域幅等に制約はない。
【００４４】
［構成および基本動作］
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムの構成を示す図である。
【００４５】
図２を参照して、室内等の所定エリアにおいて、受信機１０１と、送信機１５１と、無線機１６１Ａ，１６１Ｂとが設けられている。受信機１０１と送信機１５１とで侵入検知システム２０１が構成される。以下、無線機１６１Ａ，１６１Ｂの各々を無線機１６１とも称する。
【００４６】
送信機１５１は、たとえば、間欠的に電波を送信する。具体的には、送信機１５１は、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４（非特許文献２）規格等の所定の無線通信方式に従って受信機１０１へ間欠的に無線信号を送信する。この無線信号は、たとえば２．４ＧＨｚ帯の無線信号である。
【００４７】
無線機１６１は、たとえば、ＺｉｇＢｅｅ機器であり、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格の無線通信方式に従って他の無線機１６１と無線信号を送受信する。この無線信号は、たとえば２．４ＧＨｚ帯の無線信号である。
【００４８】
また、送信機１５１は、たとえば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を採用した時分割の通信を行う。このため、送信機１５１は、電波の送信の際、キャリアセンスを行い、他の装置が電波を送信しているか否かを判断する。
【００４９】
ここで、他の装置とは、たとえば所定エリアに設置された無線機１６１である。無線機１６１もまた、送信機１５１と同様にＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて時分割で通信する。
【００５０】
より詳細には、送信機１５１は、たとえば、他の装置から送信される電波を受信し、受信した電波のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）信号を生成する。そして、送信機１５１は、ＲＳＳＩ信号のレベルが所定値より大きい場合、他の装置が電波を送信中であると判断して電波の送信を延期し、所定時間経過後、再度キャリアセンスを行う。一方、送信機１５１は、ＲＳＳＩ信号のレベルが所定値以下である場合、他の装置が電波を送信していないと判断し、受信機１０１へ電波を送信する。
【００５１】
また、送信機１５１は、たとえば、周期的に電波を送信する。具体的には、送信機１５１は、たとえば、１００ミリ秒の周期で受信機１０１へ無線信号を送信する。なお、たとえば、送信機１５１において他の処理による割り込みが発生する場合、または送信機１５１がＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って電波の送信を待機する場合等により、送信機１５１による電波の送信周期が揺らぐ場合がある。
【００５２】
受信機１０１は、たとえば、侵入検知装置として、送信機１５１および無線機１６１等の複数の装置が無線信号を送信するエリアにおいて、人間の動作を検知する。
【００５３】
受信機１０１は、たとえば、送信機１５１から受信した電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を検知する。より詳細には、受信機１０１は、所定エリアの状態を示す空間特徴量に基づいて、当該エリアにおける人間の動作を検知する。すなわち、受信機１０１は、反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア内の状態を監視する。具体的には、受信機１０１は、複数のアンテナの受信信号に基づいて計算された到来角分布を監視することにより、人間の動作を検知する。
【００５４】
侵入検知システム２０１では、受信機１０１は、たとえば２．４ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１５．４規格の無線通信方式に従う通信信号の電波を利用して検知動作を行なう。
【００５５】
なお、送信機１５１および受信機１０１は、たとえば同期していない。このため、送信機１５１におけるクロックの進み方と受信機１０１におけるクロックの進み方とは異なる。
【００５６】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機および無線機が送信するフレームの一例を示す図である。
【００５７】
図３を参照して、フレーム４０１は、たとえば、送信される順に同期ヘッダ（ＳＨＲ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｈｅａｄｅｒ）、ＰＨＹヘッダ（ＰＨＲ：ＰＨＹ  Ｈｅａｄｅｒ）およびデータユニット（ＰＳＤＵ：ＰＨＹ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）により構成される。データユニットの領域には、ＭＡＣヘッダ、ＭＡＣペイロードおよびＭＡＣフッタが含まれる。
【００５８】
同期ヘッダは、たとえば５オクテットの領域を有する。同期ヘッダの１オクテット目から４オクテット目までの領域には、たとえばプリアンブルとして０ｘ００００００００の値が格納される。以下、「０ｘ」で始まる数字は、「０ｘ」以降の数字が１６進数で表されていることを意味する。また、同期ヘッダの５オクテット目の領域には、たとえばフレーム４０１の開始位置を示すＳＦＤとして０ｘＡ７の値が格納される。
【００５９】
ＰＨＹヘッダは、たとえば１オクテットの領域を有する。ＰＨＹヘッダの１オクテット目の領域には、たとえばデータユニット長を示す値が格納される。
【００６０】
データユニットにおいて、ＭＡＣヘッダおよびＭＡＣペイロードは、たとえば可変の領域を有し、また、ＭＡＣフッタは、たとえば２オクテットの領域を有する。ＭＡＣヘッダには、たとえばフレーム４０１を送信する装置の識別情報であるＩＤ情報が格納される。ＭＡＣペイロードには、たとえばデータ情報が格納される。ＭＡＣフッタには、たとえばＭＡＣヘッダおよびＭＡＣペイロードに格納された値の誤りの有無を検出するためのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）情報が格納される。
【００６１】
［受信機の構成］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【００６２】
図４を参照して、受信機１０１は、受信信号監視部５１と、アレイ受信部５２と、制御部５３とを備える。受信信号監視部５１は、アンテナ（受信部）６１と、希望波選別部６２とを含む。アレイ受信部５２は、アンテナ部２１と、受信回路２２と、分岐回路３５と、発振器３６とを含む。アンテナ部２１は、たとえば４本のアンテナを含む。受信回路２２は、アンテナ部２１におけるアンテナに対応して、バンドパスフィルタ３１、ローノイズアンプ３２、直交復調器３３およびＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３４の組を４つ含む。受信回路２２におけるこれらの組を、それぞれＲＸ１，ＲＸ２，ＲＸ３，ＲＸ４と称する。制御部５３は、空間特徴量算出部１１と、検知部１２と、メモリ１３と、メモリ制御部１４とを含む。
【００６３】
受信信号監視部５１は、たとえば送信機１５１からの無線信号を監視する。より詳細には、受信信号監視部５１におけるアンテナ６１は、送信機１５１および無線機１６１からの電波を受信して受信信号を出力する。希望波選別部６２は、たとえば、アンテナ６１経由で受ける受信信号から図３に示すフレーム４０１を生成し、生成したフレーム４０１を処理する。
【００６４】
具体的には、希望波選別部６２は、たとえば、フレーム４０１の同期ヘッダにおけるＳＦＤを検出すると、サンプリング期間を示すサンプリング指示信号をアレイ受信部５２へ出力する。
【００６５】
希望波選別部６２は、たとえば、データユニットを取得するためのデータユニット取得処理を行う。より詳細には、希望波選別部６２は、たとえば、フレーム４０１のＰＨＹヘッダからデータユニット長Ｌについての情報を取得する。そして、希望波選別部６２は、たとえば、フレーム４０１のＰＨＹヘッダより後の情報であってデータユニット長Ｌ分の情報をデータユニットとして取得する。希望波選別部６２は、たとえば、データユニットの取得が完了したタイミングでサンプリング指示信号のアレイ受信部５２への出力を停止する。
【００６６】
そして、希望波選別部６２は、たとえば、フレーム４０１のＭＡＣフッタに格納されたＣＲＣ情報に基づいて、ＭＡＣヘッダおよびＭＡＣペイロードに格納された値に誤りがあるか否かを検出するためのＣＲＣ照合処理を行う。
【００６７】
希望波選別部６２は、たとえば、ＣＲＣ照合処理において値の誤りを検出すると、蓄積データ破棄命令を制御部５３へ出力する。また、希望波選別部６２は、たとえば、ＣＲＣ照合処理において値の誤りがないと判断すると、ＭＡＣヘッダに格納されたＩＤ情報を参照し、フレーム４０１が送信機１５１から送信されたフレームであるか否かを判断するためのＩＤ判別処理を行う。
【００６８】
希望波選別部６２は、たとえば、フレーム４０１が送信機１５１から送信されたフレームであるとＩＤ判別処理において判断した場合、蓄積データ出力命令を制御部５３へ出力する。また、希望波選別部６２は、たとえば、フレーム４０１が送信機１５１以外の他の装置すなわち無線機１６１から送信されたフレームであるとＩＤ判別処理において判断した場合、蓄積データ破棄命令を制御部５３へ出力する。
【００６９】
なお、以下、希望波選別部６２が行うフレーム４０１についてのデータユニット取得処理、ＣＲＣ照合処理およびＩＤ判別処理をまとめてフレーム処理とも称する。
【００７０】
制御部５３は、アレイ受信部５２によって受信された無線信号に基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００７１】
アレイ受信部５２におけるアンテナ部２１は、たとえば所定エリアに配置された送信機１５１から周期的に送信された電波すなわち無線信号を受信する。なお、アンテナ部２１は、４本のアンテナを含む構成に限らず、１本または複数本のアンテナを含む構成であればよい。
【００７２】
受信回路２２において、バンドパスフィルタ３１は、対応のアンテナ部２１において受信された無線信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分、たとえば２．４ＧＨｚ帯以外の成分を減衰させる。
【００７３】
ローノイズアンプ３２は、バンドパスフィルタ３１を通過した無線信号を増幅して直交復調器３３へ出力する。
【００７４】
発振器３６は、ローカル信号を生成し、分岐回路３５へ出力する。分岐回路３５は、発振器３６から受けたローカル信号である無線信号を、受信回路２２の４つの組ＲＸ１，ＲＸ２，ＲＸ３，ＲＸ４の直交復調器３３へ出力する。
【００７５】
直交復調器３３は、ローノイズアンプ３２から受けた無線信号と分岐回路３５を介して発振器３６から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ３２から受けた信号をたとえば直交復調してベースバンド帯のＩ信号およびＱ信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ３４へ出力する。
【００７６】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、たとえば、受信信号監視部５１から受けるサンプリング指示信号に基づいてサンプリング処理を行う。より詳細には、Ａ／Ｄコンバータ３４は、たとえば、受信信号監視部５１からサンプリング指示信号を受けている間駆動し、直交復調器３３から受けたＩ信号およびＱ信号をそれぞれｎビット（ｎは２以上の自然数）のデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を制御部５３におけるメモリ１３へ出力する。
【００７７】
メモリ１３は、メモリ制御部１４の制御に従って、アンテナ部２１における各アンテナに対応するデジタル信号を蓄積する。メモリ制御部１４は、たとえば、受信信号監視部５１から蓄積データ破棄命令を受けると、メモリ１３に蓄積されたデジタル信号を破棄する。また、メモリ制御部１４は、たとえば、受信信号監視部５１から蓄積データ出力命令を受けると、メモリ１３に蓄積されたデジタル信号を空間特徴量算出部１１へ出力する。
【００７８】
空間特徴量算出部１１は、たとえば、メモリ制御部１４から受けたデジタル信号に基づき、各アンテナ部２１によって受信された無線信号のレベルおよび到着タイミングを算出する。そして、空間特徴量算出部１１は、算出結果に基づいて、所定エリアにおける空間特徴量を算出する。すなわち、空間特徴量算出部１１は、人間の動作を検知すべき所定エリアについて、当該所定エリアの状態を示す空間特徴量を算出する。
【００７９】
より詳細には、空間特徴量算出部１１は、たとえば特許文献１に記載の構成と同様に、到来角分布を用いて空間特徴量を抽出する。すなわち、空間特徴量算出部１１は、固有ベクトルの内積を算出することにより、空間特徴量Ｐ（ｔ）を抽出する。この内積は、比較基準となる初期ベクトルからの変化量を示す。初期ベクトルすなわち侵入者無しのときの固有ベクトルをｖｎｏとし、観測時ｔにおける固有ベクトルをｖｏｂ（ｔ）とすると、空間特徴量Ｐ（ｔ）は以下の式で表される。
Ｐ（ｔ）＝ｖｎｏ・ｖｏｂ（ｔ）
【００８０】
検知部１２は、空間特徴量算出部１１によって算出された空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を監視する。具体的には、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「１」に近いほど、観測時ｔにおける所定エリアの状態は、所定エリアに侵入者が存在していない通常時の状態に近い。このため、検知部１２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が、所定のしきい値たとえば「０．９９９」未満である場合、所定エリアに人間が侵入したと判断する。検知部１２は、所定エリアに人間が侵入したことを知らせるため、たとえば警備会社に警報信号を送信する。
【００８１】
［課題］
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機、無線機および受信機におけるフレームの処理タイミングの一例を示す図である。
【００８２】
以下、受信機１０１がフレームを受信した場合において、希望波選別部６２の比較例としての希望波選別部９６２が行うフレーム処理について説明する。
【００８３】
図５を参照して、たとえば、無線機１６１は、時刻ｔ１においてフレーム４０２の送信を開始し、時刻ｔ３においてフレーム４０２の送信を終了する。また、送信機１５１は、たとえば、時刻ｔ１およびｔ３の間においてフレーム４０３を送信するためにキャリアセンスを行うが、無線機１６１から送信された無線信号を受信したためフレーム４０３の送信を延期する。そして、送信機１５１は、たとえば、無線機１６１が無線信号の送信を完了してから短時間経過後の時刻ｔ４においてフレーム４０３の送信を開始し、時刻ｔ７においてフレーム４０３の送信を終了する。
【００８４】
すなわち、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式による時分割通信が行われる場合、受信機１０１は、たとえば、無線機１６１および送信機１５１からそれぞれ送信されたフレーム４０２および４０３を短い時間を空けて受信することがある。受信機１０１が短い時間を空けて複数のフレームを受信する場合、希望波選別部９６２では、たとえば以下の処理が行われる。
【００８５】
すなわち、希望波選別部９６２は、たとえば、時刻ｔ２から時刻ｔ６までフレーム４０２に対するフレーム処理ＰｒＡを行う。より詳細には、希望波選別部９６２は、たとえば、時刻ｔ２において、アンテナ６１経由で受信した無線信号に基づくフレーム４０２の同期ヘッダにおけるＳＦＤを検出すると、サンプリング指示信号をアレイ受信部５２へ出力する。そして、希望波選別部９６２は、たとえば、受信機１０１がＳＦＤを検出するタイミングすなわちＳＦＤ検出タイミングである時刻ｔ２から時刻ｔ３までデータユニット取得処理を行う。
【００８６】
希望波選別部９６２は、たとえば、時刻ｔ３においてデータユニット取得処理を完了すると、サンプリング指示信号のアレイ受信部５２への出力を停止するとともに、時刻ｔ６までＣＲＣ照合処理およびＩＤ判別処理を行う。
【００８７】
また、アレイ受信部５２におけるＡ／Ｄコンバータ３４は、時刻ｔ２からｔ３までのサンプリング期間Ｔ１において、サンプリング処理を行い、サンプリング結果をメモリ１３へ出力する。
【００８８】
たとえば、希望波選別部９６２が複数のフレーム処理を並行して行うことができない場合において、フレーム処理ＰｒＡが完了する前の時刻ｔ４において送信機１５１がフレーム４０３の送信を開始したとき、希望波選別部９６２は、フレーム処理ＰｒＡを行っているためフレーム４０３に格納されたＳＦＤを検出することができない。したがって、希望波選別部９６２がサンプリング指示信号をアレイ受信部５２へ出力しないため、アレイ受信部５２では、サンプリング処理が開始されない。この結果、受信機１０１は、送信機１５１からの無線信号に基づいて人間の動作を監視することができなくなる。
【００８９】
また、希望波選別部９６２は、たとえば、複数のフレーム処理を並行して行うことができる場合、フレーム処理ＰｒＡを行いながら、フレーム４０３に対するフレーム処理ＰｒＢを行う。
【００９０】
より詳細には、希望波選別部９６２は、たとえば、フレーム処理ＰｒＡが完了する時刻ｔ６より前の時刻であってＳＦＤ検出タイミングである時刻ｔ５において、フレーム４０３の同期ヘッダにおけるＳＦＤを検出すると、時刻ｔ５から時刻ｔ８までフレーム処理ＰｒＢを行う。
【００９１】
一方、希望波選別部９６２は、たとえば、時刻ｔ５においてフレーム処理ＰｒＡが完了していないため、サンプリング指示信号をアレイ受信部５２へ出力しない。
【００９２】
より詳細には、希望波選別部９６２は、たとえば、メモリ１３において無線機１６１に基づくサンプリング結果と送信機１５１に基づくサンプリング結果とが混在してしまうことを防ぐため、フレーム処理ＰｒＡにおけるＩＤ判別処理が完了し、メモリ１３に蓄積されたデータを使用するか否かを判断する時刻ｔ６までサンプリング指示信号をアレイ受信部５２へ出力しない。
【００９３】
このため、アレイ受信部５２は、時刻ｔ６から時刻ｔ７までのサンプリング期間Ｔ２において、サンプリング処理を行う。したがって、サンプリング期間Ｔ２は、希望波選別部９６２がＳＦＤを検出した時刻ｔ５から時刻ｔ７までの時間Ｔ３より短くなってしまう。
【００９４】
すなわち、アレイ受信部５２では、ＩＤ判別処理が完了するタイミングまでサンプリング処理が開始されないため、送信機１５１からの無線信号を無駄なくサンプリングすることができなくなってしまう。
【００９５】
また、メモリ制御部１４は、たとえば、時刻ｔ６におけるＩＤ判別処理の結果、フレーム４０２の送信元が無線機１６１であると判断した場合、メモリ１３に蓄積したデータを破棄する。したがって、受信機１０１は、時刻ｔ２から時刻ｔ６まで、フレーム処理ＰｒＡおよび人間の動作の監視に用いない無線信号のサンプリング処理といった不要な処理を行ってしまったことになる。このため、受信機１０１における処理の負荷が増してしまう。
【００９６】
そこで、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。
【００９７】
［受信信号を減衰させる場合における希望波選別部の構成］
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における希望波選別部の構成を示す図である。
【００９８】
図６を参照して、希望波選別部６２は、信号断続部（減衰部）７０と、バンドパスフィルタ７１と、復調部７２と、フレーム処理部７７と、期間設定部７８と、スイッチ操作部８３とを含む。信号断続部７０は、スイッチＳＷ１と、抵抗Ｒ１と、接地ノードＧ１とを含む。復調部７２は、ローノイズアンプ７３と、発振器７４と、直交復調器７５と、Ｏ−ＱＰＳＫ（Ｏｆｆｓｅｔ  ＱＰＳＫ）復調器７６とを含む。フレーム処理部７７は、ＳＦＤ検出部７９と、データユニット取得部（識別情報取得部）８０と、ＣＲＣ照合部８１と、ＩＤ判別部８２とを含む。
【００９９】
希望波選別部６２は、たとえば、送信機１５１が電波を送信する送信期間Ｔｔｐ以外、または送信期間Ｔｔｐを含む所定期間以外において、ＳＦＤの検出を停止する。ここで、送信期間Ｔｔｐとは、図３に示すフレーム４０１が送信機１５１により送信される期間を意味する。
【０１００】
希望波選別部６２における信号断続部７０は、たとえば、アンテナ６１とバンドパスフィルタ７１との間に接続されており、アンテナ６１から受ける受信信号を減衰させる。信号断続部７０におけるスイッチＳＷ１は、アンテナ６１に接続された第１端と、バンドパスフィルタ７１に接続された第２端と、第３端とを有する。抵抗Ｒ１は、スイッチＳＷ１の第３端に接続された第１端と、接地ノードに接続された第２端とを有する。
【０１０１】
スイッチＳＷ１は、たとえば、スイッチ操作部８３から接続指示信号を受けると、第１端および第２端を電気的に接続しかつ第１端および第３端を電気的に絶縁することにより、アンテナ６１と信号断続部７０より後段の回路とを電気的に接続する。
【０１０２】
また、スイッチＳＷ１は、たとえば、スイッチ操作部８３から減衰指示信号を受けると、第１端および第２端を電気的に絶縁しかつ第１端および第３端を電気的に接続することにより、アンテナ６１と信号断続部７０より後段の回路とを電気的に切り離す。
【０１０３】
バンドパスフィルタ７１は、信号断続部７０から受けた無線信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分、たとえば２．４ＧＨｚ帯以外の成分を減衰させる。
【０１０４】
復調部７２は、たとえばアンテナ６１から受けた受信信号を復調して受信データを出力する。より詳細には、復調部７２におけるローノイズアンプ７３は、バンドパスフィルタ７１を通過した無線信号を増幅して直交復調器７５へ出力する。
【０１０５】
発振器７４は、ローカル信号を生成し、直交復調器７５へ出力する。直交復調器７５は、ローノイズアンプ７３から受けた無線信号と発振器７４から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ７３から受けた信号をたとえば直交復調してベースバンド帯のＩ信号およびＱ信号に変換し、Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６へ出力する。
【０１０６】
Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６は、たとえば、オフセットＱＰＳＫ方式に従って、直交復調器７５から受けるＩ信号およびＱ信号から受信データを生成し、生成した受信データをフレーム処理部７７へ出力する。
【０１０７】
フレーム処理部７７におけるＳＦＤ検出部７９は、たとえば、送信機１５１または無線機１６１が送信する電波に含まれる所定のデータパターンであるＳＦＤを検出する。具体的には、ＳＦＤ検出部７９は、たとえば、Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６から受ける受信データから図３に示すフレーム４０１の同期ヘッダに格納されるＳＦＤの値である０ｘＡ７を検出する。
【０１０８】
より詳細には、ＳＦＤ検出部７９は、Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６から受ける受信データと０ｘＡ７の値に相当するビット列との相関演算を行い、演算結果が所定のしきい値以上となるＳＦＤ検出タイミングｔｍでＳＦＤ検出信号をデータユニット取得部８０および期間設定部７８へ出力する。
【０１０９】
データユニット取得部８０は、たとえば、ＳＦＤ検出タイミングｔｍすなわちＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けたタイミングに基づいて、送信機１５１および無線機１６１が送信する電波に含まれるデータユニットを取得する。
【０１１０】
具体的には、データユニット取得部８０は、たとえば、ＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けると、Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６が出力する受信データを用いてデータユニット取得処理を開始する。データユニット取得部８０は、たとえば、データユニット取得処理が完了すると、取得したデータユニットをＣＲＣ照合部８１へ出力する。
【０１１１】
また、データユニット取得部８０は、たとえば、ＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けてからデータユニット取得処理が完了するまでの間、サンプリング指示信号をアレイ受信部５２および期間設定部７８へ出力する。
【０１１２】
すなわち、アレイ受信部５２は、たとえば、送信機１５１から受信した電波のうち、ＳＦＤ検出タイミングに対応する電波をサンプリングする。具体的には、アレイ受信部５２は、たとえば、サンプリング指示信号に従うことにより、送信機１５１から受信する電波において、送信期間Ｔｔｐ以内であってＳＦＤ検出タイミングｔｍより後に送信機１５１から送信される電波をサンプリングする。より詳細には、アレイ受信部５２は、たとえば、フレーム４０１におけるＰＨＹヘッダおよびデータユニットの一部または全部についての情報を含む無線信号をサンプリングする。
【０１１３】
ＣＲＣ照合部８１は、たとえば、データユニット取得部８０からデータユニットを受けると、受けたデータユニットのＭＡＣフッタに格納されたＣＲＣ情報を用いてＣＲＣ照合処理を行う。また、ＣＲＣ照合部８１は、たとえば、ＭＡＣヘッダに含まれるＩＤ情報を取得し、取得したＩＤ情報をＣＲＣ照合結果とともにＩＤ判別部８２へ出力する。
【０１１４】
ＩＤ判別部８２は、ＣＲＣ照合部８１からＩＤ情報およびＣＲＣ照合結果を受けると、以下の処理を行う。すなわち、ＩＤ判別部８２は、たとえば、ＣＲＣ照合結果がＭＡＣヘッダおよびＭＡＣペイロードに格納された値の誤りを検出したことを示す場合、蓄積データ破棄命令を制御部５３へ出力し、また、ＩＤ読み取りエラーを期間設定部７８へ出力する。
【０１１５】
また、ＩＤ判別部８２は、たとえば、ＣＲＣ照合結果が誤りを検出しなかったことを示す場合、以下の処理を行う。すなわち、ＩＤ判別部８２は、たとえば、ＣＲＣ照合部８１から受けたＩＤ情報が送信機１５１のＩＤ情報と一致する場合、蓄積データ出力命令および当該ＩＤ情報を制御部５３および期間設定部７８へそれぞれ出力する。また、ＩＤ判別部８２は、たとえば、ＣＲＣ照合部８１から受けたＩＤ情報が送信機１５１のＩＤ情報と一致しない場合、蓄積データ破棄命令および当該ＩＤ情報を制御部５３および期間設定部７８へそれぞれ出力する。
【０１１６】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る期間設定部が推定する送信期間の一例を示す図である。
【０１１７】
図７を参照して、期間設定部７８は、たとえば、ＳＦＤ検出タイミングｔｍすなわちＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けるタイミングに基づいて、送信機１５１による電波の送信期間Ｔｔｐを推定する。
【０１１８】
具体的には、期間設定部７８は、たとえば、ＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けるＳＦＤ検出タイミングｔｍを記憶する。そして、期間設定部７８は、たとえば、データユニット取得部８０からサンプリング指示信号が出力されているＳＦＤ検出タイミングｔｍからタイミングｔｅ１までの期間を計測することにより、送信機１５１がＰＨＹヘッダおよびデータユニットの送信に要する時間Ｔｐｈｄを取得する。また、期間設定部７８は、たとえば、同期ヘッダの既知のビット数および１ビットあたりの既知の送信時間から、送信機１５１が同期ヘッダの送信に要する時間Ｔｓｈｒを算出する。
【０１１９】
期間設定部７８は、たとえば、タイミングｔｅ１より後のタイミングｔｉｄにおいてＩＤ判別部８２からＩＤ情報を受けると、当該ＩＤ情報が送信機１５１を示す場合、ＳＦＤ検出タイミングｔｍ、時間Ｔｐｈｄおよび時間Ｔｓｈｒに基づいて、送信機１５１によるフレーム４０１の直近の送信期間Ｔｔｐ１を認識する。
【０１２０】
たとえば、送信機１５１がフレーム４０１を送信する周期Ｔｔを期間設定部７８が把握している場合、期間設定部７８は、直近の送信期間Ｔｔｐ１の開始タイミングｔｓ１および終了タイミングｔｅ１の各々に周期Ｔｔを加えたタイミングｔｓ２およびｔｅ２により定まる期間を次の送信期間ＴｔｐＥとして推定する。
【０１２１】
また、たとえば、送信機１５１がフレームを送信する周期Ｔｔを期間設定部７８が把握していない場合、期間設定部７８は、２以上の送信期間Ｔｔｐに基づいて周期Ｔｔを算出する。そして、期間設定部７８は、たとえば、直近の送信期間Ｔｔｐ１の開始タイミングｔｓ１および終了タイミングｔｅ１の各々に算出した周期Ｔｔを加えたタイミングｔｓ２およびタイミングｔｅ２により定まる期間を次の送信期間ＴｔｐＥとして推定する。なお、期間設定部７８は、たとえば、ＩＤ判別部８２からＩＤ読み取りエラーを受けた場合、ＳＦＤ検出部７９から次のＳＦＤ検出信号を受けるまで送信期間Ｔｔｐの推定を行わない。
【０１２２】
期間設定部７８は、たとえば、送信期間Ｔｔｐに基づいて、ＳＦＤの検出を実行すべき検出実行期間およびＳＦＤの検出を停止すべき検出停止期間を設定する。具体的には、期間設定部７８は、たとえば、推定した送信期間ＴｔｐＥを検出実行期間Ｔｄｃ１として設定し、また、推定した送信期間ＴｔｐＥ以外の期間を検出停止期間として設定する。
【０１２３】
また、期間設定部７８は、たとえば、推定した送信期間ＴｔｐＥを含む所定期間を検出実行期間Ｔｄｃ２として設定し、また、検出実行期間Ｔｄｃ２以外の期間を検出停止期間として設定する。具体的には、期間設定部７８は、たとえば、推定した送信期間ＴｔｐＥの長さが４ミリ秒である場合、検出実行期間Ｔｄｃ２の長さを８ミリ秒に設定し、かつ検出実行期間Ｔｄｃ２の開始タイミングを、推定した送信期間ＴｔｐＥの開始タイミングｔｓ２より２ミリ秒早いタイミングｔｓ３に設定する。
【０１２４】
これにより、たとえば、送信機１５１において割り込み処理またはＣＳＭＡ／ＣＡ処理が行われることにより周期Ｔｔが揺らぎ、実際の送信期間Ｔｔｐおよび推定した送信期間ＴｔｐＥにずれが生じた場合であっても、実際の送信期間Ｔｔｐを検出実行期間Ｔｄｃ２内に含めることができる。
【０１２５】
期間設定部７８は、たとえば、検出実行期間Ｔｄｃ１またはＴｄｃ２において検出指示信号をスイッチ操作部８３へ出力し、また、検出停止期間において検出停止信号をスイッチ操作部８３へ出力する。
【０１２６】
スイッチ操作部８３は、たとえば、期間設定部７８から検出指示信号を受けると、接続指示信号を信号断続部７０へ出力する。また、スイッチ操作部８３は、たとえば、期間設定部７８から検出停止信号を受けると、減衰指示信号を信号断続部７０へ出力する。
【０１２７】
これにより、たとえば、アンテナ６１およびバンドパスフィルタ７１が検出実行期間において電気的に接続されるので、受信機１０１は、送信機１５１が送信するフレーム４０１を選択的に受信することができる。
【０１２８】
また、受信機１０１は、たとえば、無線機１６１が送信するフレーム４０１に含まれるＳＦＤを検出してしまうことを回避することができるので、自己における処理負荷を軽減し、かつ、送信機１５１が送信するフレーム４０１の受信ロスまたはフレーム４０１の受信期間の短縮を回避することができる。
【０１２９】
なお、期間設定部７８は、たとえば、データユニット取得部８０から受けるサンプリング指示信号に基づいて、検出実行期間の短縮または延長を行ってもよい。
【０１３０】
具体的には、期間設定部７８は、たとえば、データユニット取得部８０からサンプリング指示信号が出力される期間が満了するタイミング、すなわちフレーム４０１の受信が完了するタイミングで検出実行期間を打ち切ってもよい。
【０１３１】
これにより、たとえば、送信機１５１がフレーム４０１を送信した後、短い時間をあけて無線機１６１がフレーム４０１を送信する場合においても、受信機１０１では、無線機１６１が送信するフレーム４０１に含まれるＳＦＤを検出してしまうことを回避することができる。
【０１３２】
また、期間設定部７８は、たとえば、検出実行期間が満了するタイミングにおいてもデータユニット取得部８０からサンプリング指示信号が出力されている場合、サンプリング指示信号が出力されなくなるタイミングまで検出実行期間を延長してもよい。
【０１３３】
これにより、たとえば、送信機１５１による電波の送信周期の揺らぎが発生した場合においても、当該揺らぎの影響を次の送信期間Ｔｔｐの推定に反映させることができるので、適切に推定した送信期間ＴｔｐＥに基づいて検出実行期間を設定することができる。
【０１３４】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る受信機１０１における希望波選別部６２では、信号断続部７０により受信信号を減衰させる構成であるとしたが、これに限定するものではない。
【０１３５】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における信号減衰部の構成を示す図である。
【０１３６】
図８を参照して、希望波選別部６２は、たとえば、信号断続部７０の代わりに信号減衰部１７０を含み、信号減衰部１７０が受信信号を減衰させる構成であってもよい。
【０１３７】
より詳細には、信号減衰部１７０は、スイッチＳＷ２，ＳＷ３と、アッテネータＡＴＴ１と、接地ノードＧ２とを含む。アッテネータＡＴＴ１は、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む。
【０１３８】
信号減衰部１７０におけるスイッチＳＷ２は、アンテナ６１に接続された第１端と、第２端と、第３端とを有する。スイッチＳＷ３は、バンドパスフィルタ７１に接続された第１端と、スイッチＳＷ２の第２端に接続された第２端と、第３端とを有する。アッテネータＡＴＴ１における抵抗Ｒ２は、スイッチＳＷ２の第３端に接続された第１端と、第２端とを有する。抵抗Ｒ３は、抵抗Ｒ２の第２端に接続された第１端と、スイッチＳＷ３の第３端に接続された第２端とを有する。抵抗Ｒ４は、抵抗Ｒ２の第２端に接続された第１端と、接地ノードＧ２に接続された第２端とを有する。
【０１３９】
スイッチＳＷ２，ＳＷ３は、たとえば、スイッチ操作部８３から接続指示信号を受けると、第１端および第２端を電気的に接続しかつ第１端および第３端を電気的に絶縁することにより、アンテナ６１と信号減衰部１７０より後段の回路とを電気的に接続する。
【０１４０】
また、スイッチＳＷ２，ＳＷ３は、たとえば、スイッチ操作部８３から減衰指示信号を受けると、第１端および第２端を電気的に絶縁しかつ第１端および第３端を電気的に接続することにより、アンテナ６１からの受信信号をアッテネータＡＴＴ１において減衰させた後、バンドパスフィルタ７１および接地ノードＧ１へ出力する。
【０１４１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る信号断続部７０および信号減衰部１７０は、アンテナ６１とバンドパスフィルタ７１との間に接続される構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号断続部７０および信号減衰部１７０は、たとえば、アンテナ６１とＳＦＤ検出部７９を含むフレーム処理部７７との間に接続されていればよい。
【０１４２】
具体的には、信号断続部７０および信号減衰部１７０は、たとえば、バンドパスフィルタ７１およびローノイズアンプ７３の間、ローノイズアンプ７３および直交復調器７５の間、直交復調器７５およびＯ−ＱＰＳＫ復調器７６の間、またはＯ−ＱＰＳＫ復調器７６およびフレーム処理部７７の間に接続される構成であればよい。
【０１４３】
［受信信号の復調動作を停止させる場合における希望波選別部の構成］
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における希望波選別部の構成を示す図である。
【０１４４】
図９を参照して、希望波選別部６２の変形例である希望波選別部６３は、バンドパスフィルタ７１と、復調部７２と、フレーム処理部７７と、期間設定部７８と、電源断続部８４とを含む。復調部７２は、ローノイズアンプ７３と、発振器７４と、直交復調器７５と、Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６とを含む。
【０１４５】
バンドパスフィルタ７１、フレーム処理部７７および期間設定部７８は、図６に示すバンドパスフィルタ７１、フレーム処理部７７および期間設定部７８とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【０１４６】
希望波選別部６３は、たとえば、検出実行期間以外において、ＳＦＤの検出を停止する。具体的には、希望波選別部６３における期間設定部７８は、たとえば、検出実行期間Ｔｄｃ１またはＴｄｃ２において検出指示信号を電源断続部８４へ出力し、また、検出停止期間において検出停止信号を電源断続部８４へ出力する。
【０１４７】
電源断続部８４は、たとえば、検出停止期間において、受信信号の復調動作を停止する。具体的には、電源断続部８４は、たとえば、期間設定部７８から検出指示信号を受けると、復調部７２へ電力を供給する。また、電源断続部８４は、たとえば、期間設定部７８から検出停止信号を受けると、復調部７２への電力の供給を停止する。
【０１４８】
より詳細には、電源断続部８４は、たとえば、期間設定部７８から検出指示信号を受けると、復調部７２におけるローノイズアンプ７３、発振器７４およびＯ−ＱＰＳＫ復調器７６へ電力を供給する。
【０１４９】
また、電源断続部８４は、たとえば、期間設定部７８から検出停止信号を受けると、復調部７２におけるローノイズアンプ７３、発振器７４およびＯ−ＱＰＳＫ復調器７６の少なくともいずれか１つへの電力の供給を停止する。
【０１５０】
これにより、検出実行期間において、受信信号から生成された受信データがフレーム処理部７７へ出力されるので、フレーム処理部７７では、送信機１５１が送信するフレーム４０１に含まれるＳＦＤを検出することができる。
【０１５１】
また、検出停止期間において、受信信号が復調されないので、受信機１０１は、たとえば、無線機１６１が送信するフレーム４０１に含まれるＳＦＤを検出してしまうことを回避することができる。
【０１５２】
これにより、受信機１０１における処理負荷を軽減し、かつ、送信機１５１が送信するフレーム４０１の受信ロスまたはフレーム４０１の受信期間の短縮を回避することができる。
【０１５３】
［ＳＦＤ検出タイミングの通知を停止させる場合における希望波選別部の構成］
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における希望波選別部の構成を示す図である。
【０１５４】
図１０を参照して、希望波選別部６２の変形例である希望波選別部６４は、バンドパスフィルタ７１と、復調部７２と、フレーム処理部８５と、期間設定部７８とを含む。フレーム処理部８５は、ＳＦＤ検出部７９と、データユニット取得部（識別情報取得部）８０と、ＣＲＣ照合部８１と、ＩＤ判別部８２と、マスク部（検出部）８６とを含む。
【０１５５】
バンドパスフィルタ７１および復調部７２は、図６に示すバンドパスフィルタ７１および復調部７２とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。フレーム処理部８５におけるＳＦＤ検出部７９、データユニット取得部８０、ＣＲＣ照合部８１およびＩＤ判別部８２は、図６に示すＳＦＤ検出部７９、データユニット取得部８０、ＣＲＣ照合部８１およびＩＤ判別部８２とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【０１５６】
希望波選別部６４は、たとえば、検出実行期間以外において、ＳＦＤ検出タイミングの使用を停止する。具体的には、希望波選別部６４における期間設定部７８は、たとえば、検出実行期間Ｔｄｃ１またはＴｄｃ２において検出指示信号をマスク部８６へ出力し、また、検出停止期間において検出停止信号をマスク部８６へ出力する。
【０１５７】
ＳＦＤ検出部７９は、Ｏ−ＱＰＳＫ復調器７６から受ける受信データと０ｘＡ７の値に相当するビット列との相関演算を行い、演算結果が所定のしきい値以上となるＳＦＤ検出タイミングｔｍでＳＦＤ検出信号をマスク部８６および期間設定部７８へ出力する。
【０１５８】
マスク部８６は、たとえば、検出停止期間において、ＳＦＤ検出タイミングの通知を停止する。具体的には、マスク部８６は、期間設定部７８から検出指示信号を受けている場合、ＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けると、受けたＳＦＤ検出信号をデータユニット取得部８０へ出力する。また、マスク部８６は、たとえば、期間設定部７８から検出停止信号を受けている場合、ＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けても、受けたＳＦＤ検出信号をデータユニット取得部８０へ出力しない。
【０１５９】
これにより、フレーム処理部８５では、検出実行期間においてフレーム処理を適切に行うことができ、また、検出停止期間において、フレーム処理を停止させることができる。
【０１６０】
これにより、受信機１０１における処理負荷を軽減し、かつ、送信機１５１が送信するフレーム４０１の受信ロスまたはフレーム４０１の受信期間の短縮を回避することができる。
【０１６１】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る受信信号監視部５１では、希望波選別部６２、６３または６４がアンテナ６１経由で受信した無線信号に基づいて検出実行期間を設定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信信号監視部５１では、たとえば、希望波選別部６２、６３または６４がアレイ受信部５２におけるアンテナ部２１におけるアンテナ経由で受信した無線信号に基づいて検出実行期間を設定する構成であってもよい。
【０１６２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０１は、１台の送信機１５１から送信される電波を処理する構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信機１０１は、たとえば複数の送信機１５１から送信される各電波を処理する構成であってもよい。
【０１６３】
［希望波選別部のレイヤ構成］
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係るフレーム処理部のソフトウェア構成の一例を示す図である。
【０１６４】
図１１を参照して、フレーム処理部７７，８５は、上位層処理部４１と、ＭＡＣ処理部４２と、ＰＨＹ処理部４３とを含む。図６、図９および図１０に示すＳＦＤ検出部７９およびデータユニット取得部８０、ならびに図１０に示すマスク部８６は、ＰＨＹ処理部４３の一部または全部に相当する。ＣＲＣ照合部８１は、ＭＡＣ処理部４２の一部または全部に相当する。ＩＤ判別部８２は、上位層処理部４１の一部または全部に相当する。
【０１６５】
受信機１０１におけるフレーム処理部７７，８５は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。フレーム処理部７７，８５において、ＰＨＹ処理部４３は、物理レイヤすなわちＰＨＹレイヤの処理を行う。具体的には、ＰＨＹ処理部４３は、たとえば、送信機１５１または無線機１６１が送信した無線信号に基づく受信データからＳＦＤを検出する。また、ＰＨＹ処理部４３は、たとえば、当該受信データからＭＡＣレイヤにおけるフレームに相当するデータユニットを取得し、取得したデータユニットをＭＡＣ処理部４２へ出力する。
【０１６６】
ＭＡＣ処理部４２は、ＰＨＹレイヤより上位のＭＡＣレイヤの処理を行う。具体的には、ＭＡＣ処理部４２は、たとえば、ＰＨＹ処理部４３から受けたデータユニットに格納された値の取得および当該値の誤りの検出を行う。
【０１６７】
上位層処理部４１は、たとえば、ＭＡＣレイヤより上位のアプリケーションレイヤ等の上位層の処理を行う。具体的には、上位層処理部４１は、たとえば、ＭＡＣ処理部４２により取得された値を処理する。
【０１６８】
このように、ＰＨＹレイヤにおいてフレーム４０１に含まれるＳＦＤの検出処理が完結する構成により、ＳＦＤを検出するために要する時間を短縮することができる。
【０１６９】
これにより、たとえば無線ＬＡＮのように、ＰＨＹレイヤより上位のレイヤにおいて拡散コード等を用いて復号処理を行う構成と比べて、アレイ受信部５２におけるサンプリングをより早いタイミングで開始させることができる。具体的には、受信機１０１では、フレーム４０１のＰＨＹヘッダにおける先頭のビットからアレイ受信部５２にサンプリングさせることができる。
【０１７０】
［動作］
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機が無線信号を送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。侵入検知システム２０１における送信機１５１および受信機１０１は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
【０１７１】
図１２を参照して、まず、送信機１５１は、たとえば、受信機１０１へ送信すべきフレーム４０１を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１７２】
次に、送信機１５１は、キャリアセンスを行い、無線機１６１が電波を送信しているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。そして、送信機１５１は、たとえば、無線機１６１が電波を送信していると判断すると、所定時間経過後、再度キャリアセンスを行う（ステップＳ１０４でＹＥＳ）。
【０１７３】
一方、送信機１５１は、たとえば、無線機１６１が電波を送信していないと判断すると、フレーム４０１についての情報を含む電波を受信機１０１へ送信する（ステップＳ１０４でＮＯおよびステップＳ１０６）。
【０１７４】
次に、送信機１５１は、電波を受信機１０１へ送信してから周期Ｔｔ経過するまで待機し（ステップＳ１０８でＮＯ）、周期Ｔｔ経過すると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、受信機１０１へ送信すべきフレーム４０１を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１７５】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機が人間の動作を監視する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【０１７６】
図１３を参照して、侵入検知モードにおいて、まず、受信機１０１における受信信号監視部５１は、たとえば、送信機１５１または無線機１６１から送信される電波に基づく受信信号からフレーム４０１におけるＳＦＤを検出するための処理を継続する（ステップＳ２０２でＮＯ）。
【０１７７】
次に、受信信号監視部５１は、たとえば、ＳＦＤを検出すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ＳＦＤ検出タイミングに基づいて、フレーム４０１に対するフレーム処理としてデータユニット取得処理、ＣＲＣ照合処理およびＩＤ判別処理を行う（ステップＳ２０４）。
【０１７８】
次に、受信信号監視部５１は、たとえば、ＩＤ判別処理の結果、フレーム４０１の送信元が無線機１６１であると判断した場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、ＳＦＤを検出するための処理を継続する（ステップＳ２０２）。
【０１７９】
一方、受信信号監視部５１は、たとえば、ＩＤ判別処理の結果、フレーム４０１の送信元が送信機１５１であると判断した場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、ＳＦＤ検出タイミングに基づいて送信期間Ｔｔｐを推定する。そして、受信信号監視部５１は、たとえば、推定した送信期間Ｔｔｐに基づいて、検出実行期間および検出停止期間を設定する（ステップＳ２０８）。
【０１８０】
次に、受信信号監視部５１は、たとえば、検出停止期間である場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、無線機１６１から送信される電波に基づく受信信号の減衰処理を検出停止期間から検出実行期間に切り替わるまで継続する（ステップＳ２１０でＮＯおよびステップＳ２１２）。
【０１８１】
一方、受信信号監視部５１は、たとえば、検出実行期間である場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、送信機１５１から送信される電波に基づく受信信号からＳＦＤを検出する処理を継続する（ステップＳ２１４でＮＯ）。
【０１８２】
次に、受信信号監視部５１は、たとえば、ＳＦＤを検出すると（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、ＳＦＤ検出タイミングに基づいて、フレーム４０１に対するフレーム処理を行う。フレーム処理のうちデータユニット取得処理が行われた後、検出実行期間から検出停止期間に切り替わる。また、アレイ受信部５２は、たとえば、受信信号監視部５１から受けるサンプリング指示信号に従って無線信号のサンプリング処理を行う（ステップＳ２１６）。
【０１８３】
次に、制御部５３は、たとえば、ＩＤ判別処理の結果、フレーム４０１の送信元が無線機１６１であると判断した場合（ステップＳ２１８でＮＯ）、サンプリング処理によりメモリ１３に蓄積したデジタル信号を破棄する（ステップＳ２２２）。そして、受信信号監視部５１は、たとえば、無線機１６１から送信される電波に基づく受信信号の減衰処理を次の検出実行期間に切り替わるまで継続する（ステップＳ２１０でＮＯおよびステップＳ２１２）。
【０１８４】
一方、制御部５３は、たとえば、ＩＤ判別処理の結果、フレーム４０１の送信元が送信機１５１であると判断した場合（ステップＳ２１８でＹＥＳ）、メモリ１３に蓄積したデジタル信号から空間特徴量を算出する（ステップＳ２２０）。
【０１８５】
次に、制御部５３は、たとえば、算出した空間特徴量に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を監視する（ステップＳ２２４）。
【０１８６】
次に、受信信号監視部５１は、たとえば、無線機１６１から送信される電波に基づく受信信号の減衰処理を次の検出実行期間に切り替わるまで継続する（ステップＳ２１０でＮＯおよびステップＳ２１２）。
【０１８７】
なお、受信信号監視部５１は、たとえば、上記ステップＳ２１２において、受信信号の減衰処理の代わりに、受信信号の復調動作またはＳＦＤ検出タイミングの通知を停止してもよい。
【０１８８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る受信機１０１は、送信機１５１が電波を送信する送信期間Ｔｔｐ以外、または送信期間Ｔｔｐを含む検出実行期間以外において、データパターンの検出または検出タイミングの使用を停止する構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信機１０１は、たとえば、送信機１５１によるデータパターンの送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、データパターンの検出または検出タイミングの使用を停止する構成であってもよい。ここで、送信タイミングｔｓｆｄは、送信機１５１におけるＳＦＤの送信開始から送信終了までの期間である。
【０１８９】
具体的には、受信機１０１におけるマスク部８６は、たとえば、送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、ＳＦＤ検出部７９からＳＦＤ検出信号を受けても、受けたＳＦＤ検出信号をデータユニット取得部８０へ出力しない。
【０１９０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る送信機１５１および受信機１０１は、同期していない構成であるとしたが、これに限定するものではない。送信機１５１および受信機１０１は、たとえば送信機１５１および受信機１０１間がケーブルにより接続されることにより同期する構成であってもよい。
【０１９１】
これにより、たとえば、送信タイミングｔｓｆｄまたは送信期間Ｔｔｐに関する情報が予め受信機１０１により記憶されている場合、受信機１０１では、送信タイミングｔｓｆｄまたは送信期間Ｔｔｐを正しく認識することができる。
【０１９２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る受信機１０１では、制御部５３が、送信機１５１から受信した電波を用いて所定エリアにおける空間特徴量Ｐ（ｔ）を算出し、算出した空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部５３は、たとえば送信機１５１から受信した電波の測定値に基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成であってもよい。
【０１９３】
具体的には、制御部５３は、電波の測定値として、たとえば受信した電波のＲＳＳＩ信号のレベルに基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成であってもよい。より詳細には、制御部５３は、たとえば、所定のしきい値を適宜設定し、設定したしきい値とＲＳＳＩ信号のレベルとの比較結果に基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視してもよい。
【０１９４】
また、制御部５３は、電波の測定値として、たとえば電波を復調することにより生成されるベースバンド信号のレベル、すなわちＩ成分およびＱ成分のレベルに基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成であってもよい。より詳細には、制御部５３は、たとえば、所定のしきい値を適宜設定し、設定したしきい値とＩ成分およびＱ成分のレベルとの比較結果に基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視してもよい。
【０１９５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る受信機１０１では、希望波選別部６２〜６４が行う受信信号の減衰処理、受信信号の復調動作の停止処理およびＳＦＤ検出タイミングの通知の停止処理のうち、一部または全部を適宜組み合わせた処理を用いてデータパターンの検出または検出タイミングの使用を停止することも可能である。
【０１９６】
ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置では、たとえば、受信機が、不要な電波を送信する送信機および有用な電波を送信する送信機から同じ搬送波周波数の電波を短い時間をあけて受信する場合において、以下の問題を生ずることがある。すなわち、受信機では、たとえば、不要な電波を受信した後短い時間をあけて有用な電波を受信する場合、不要な電波についての処理が長引くことによって有用な電波の一部または全部を人間の動作の監視に用いることができなくなるという問題を生ずることがある。
【０１９７】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムは、所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機１５１と、送信機１５１から受信した電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機１０１とを備える。受信機１０１は、送信機１５１が送信する電波に含まれるデータパターンを検出し、データパターンの検出タイミングに基づいて、送信機１５１が送信する電波に含まれる送信機１５１のＩＤ情報を取得する。受信機１０１は、取得したＩＤ情報が所定のＩＤ情報と一致する場合、送信機１５１から受信した電波のうち、検出タイミングに対応する電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する。そして、受信機１０１は、送信機１５１によるデータパターンの送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、データパターンの検出または検出タイミングの使用を停止する。
【０１９８】
このような構成により、受信機１０１では、送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、無線機１６１が送信する不要な電波に含まれるデータパターンの検出または検出タイミングの使用が停止されるので、不要な電波に含まれるＩＤ情報の取得処理等が行われることを防ぐことができる。
【０１９９】
これにより、受信機１０１では、不要な電波についての処理等が長引くことによって送信機１５１が送信する有用な電波の一部または全部を人間の動作の監視に用いることができなくなることを回避することができる。
【０２００】
すなわち、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることができるので、所定エリアにおける人間の動作の監視精度を向上させることができる。
【０２０１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムでは、送信機１５１は、周期的に電波を送信する。受信機１０１は、検出タイミングに基づいて、送信機１５１によるデータパターンの送信タイミングｔｓｆｄを推定する。
【０２０２】
このような構成により、受信機１０１では、たとえば送信機１５１および受信機１０１が同期していない場合においても、検出タイミングと送信機１５１が電波を送信する周期とから送信タイミングｔｓｆｄを正しく推定することができる。
【０２０３】
これにより、受信機１０１において、不要な電波に含まれるＩＤ情報の取得処理等が行われることを確実に防ぐことができる。
【０２０４】
また、送信機１５１および受信機１０１が同期していない場合においても侵入検知システムを正しく動作させることができるので、送信機１５１および受信機１０１の構成の簡略化を図ることができる。
【０２０５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機１０１では、アンテナ６１は、送信機１５１からの電波を受信して受信信号を出力する。ＳＦＤ検出部７９は、アンテナ６１から受けた受信信号からデータパターンを検出する。信号断続部７０または信号減衰部１７０は、アンテナ６１とＳＦＤ検出部７９との間に接続され、送信機１５１が電波を送信する送信期間Ｔｔｐ以外、または送信期間Ｔｔｐを含む検出実行期間以外において、アンテナ６１からＳＦＤ検出部７９への受信信号を減衰させる。
【０２０６】
このような構成により、送信期間Ｔｔｐ以外、または送信期間Ｔｔｐを含む検出実行期間以外において、無線機１６１からの電波に基づく受信信号をＳＦＤ検出部７９の入力前に減衰させることができるので、不要な電波に含まれるデータパターンを検出してしまうことを回避することができる。
【０２０７】
これにより、受信機１０１において、不要な電波に含まれるＩＤ情報の取得処理等が行われることをより確実に防ぐことができる。
【０２０８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機１０１では、アンテナ６１は、送信機１５１からの電波を受信して受信信号を出力する。復調部７２は、アンテナ６１から受けた受信信号を復調して受信データを出力する。ＳＦＤ検出部７９は、復調部７２から受けた受信データからデータパターンを検出する。復調部７２は、送信機１５１が電波を送信する送信期間Ｔｔｐ以外、または送信期間Ｔｔｐを含む検出実行期間以外において、受信信号の復調動作を停止する。
【０２０９】
このような構成により、送信期間Ｔｔｐ以外、または送信期間Ｔｔｐを含む検出実行期間以外において、ＳＦＤ検出部７９では、復調動作を停止した復調部７２からたとえばヌルデータを受けるので、無線機１６１からの不要な電波に含まれるデータパターンを検出してしまうことを回避することができる。
【０２１０】
これにより、受信機１０１において、不要な電波に含まれるＩＤ情報の取得処理等が行われることをより確実に防ぐことができる。
【０２１１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機１０１では、アンテナ６１は、送信機１５１からの電波を受信して受信信号を出力する。ＳＦＤ検出部７９は、アンテナ６１から受けた受信信号からデータパターンを検出し、データパターンの検出タイミングを通知する。データユニット取得部８０は、ＳＦＤ検出部７９によって通知された検出タイミングに基づいて、送信機１５１が送信する電波に含まれる送信機１５１のＩＤ情報を取得する。そして、マスク部８６は、送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、検出タイミングの通知を停止する。
【０２１２】
このような構成により、送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、無線機１６１からの電波に基づく検出タイミングの通知を停止させることができるので、不要な電波に含まれるデータパターンの検出タイミングを使用してしまうことを回避することができる。
【０２１３】
これにより、受信機１０１において、不要な電波に含まれるＩＤ情報の取得処理等が行われることをより確実に防ぐことができる。
【０２１４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０１は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、複数レイヤのうち、ＰＨＹレイヤの処理を行うことによりデータパターンを検出する。
【０２１５】
このように、ＰＨＹレイヤすなわち下位レイヤにおいてデータパターンの検出処理が完結する構成により、たとえば、データパターンの検出処理を行う際に下位レイヤにおける処理に加えて上位レイヤにおける処理を要する構成と比べて、データパターンの検出処理に要する時間をより短くすることができる。
【０２１６】
これにより、送信機１５１からの電波をより早いタイミングからサンプリングすることができるので、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることができる。
【０２１７】
また、受信した電波を用いて所定エリアにおける人間の動作をリアルタイムに監視することができるので、サンプリング結果を蓄積するためのバッファを不要にするか、またはバッファの容量を小さくすることができる。
【０２１８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０１は、検出タイミングより後に送信機１５１から送信される電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する。
【０２１９】
このような構成により、検出タイミングより時間的に前の送信機１５１からの電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成と比べて、たとえば、サンプリング結果を蓄積するためのバッファを不要にするか、またはバッファの容量を小さくすることができるので、受信機１０１の構成の簡略化を図ることができる。
【０２２０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムでは、送信機１５１および受信機１０１は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４方式に従って通信を行う。そして、データパターンはＳＦＤである。
【０２２１】
このような構成により、受信機１０１では、オフセットＱＰＳＫ方式に従って送信機１５１からの電波を簡易に復調することができるので、ＳＦＤの検出処理に要する時間を短くすることができる。また、受信機１０１における処理をリアルタイムで行うことができる。
【０２２２】
また、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を満たす既製品のＺｉｇＢｅｅ機器を送信機１５１として用いることができるので、侵入検知システムの低コスト化を図ることができる。
【０２２３】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、検知部１２は、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアへの人間の侵入を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。検知部１２は、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアに存在する人間の不審行動開始を検知する構成であってもよい。この場合も、検知部１２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）の変動により、所定エリアに存在する人間の不審行動開始を検知することができる。
【０２２４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、侵入者の有無という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。侵入可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。
【０２２５】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０２２６】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る監視システムと比べて、使用目的を変更した監視システムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る侵入検知システムと同様である。
【０２２７】
本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置すなわち受信機１０１では、検知部１２が、空間特徴量算出部１１によって算出された空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアへの人間の侵入または不審行動開始を検知する。
【０２２８】
これに対して、本発明の第２の実施の形態に係る見守りシステム（監視システム）２０２における見守り装置すなわち受信機１０１では、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアにおける人間、具体的には見守り対象者の無動作または少動作を検知する。
【０２２９】
より詳細には、受信機１０１の制御部５３における検知部１２は、空間特徴量算出部１１によって算出された空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。具体的には、たとえば、検知部１２は、所定エリアにおいて、心臓発作などの異常が発生したことにより所定時間以上動いていない人間がいるか否かを監視する。この所定エリアは、たとえば、通常時には１または複数の人間が歩行等の動作を行っている領域である。
【０２３０】
受信機１０１の制御部５３における空間特徴量算出部１１は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置と同様に、初期ベクトルｖｎｏと、観測時ｔにおける固有ベクトルｖｏｂ（ｔ）とを用いて、観測時ｔにおける空間特徴量Ｐ（ｔ）を算出する。
【０２３１】
ここで、受信機１０１において比較基準として用いられる初期ベクトルｖｎｏは、たとえば所定エリアに人間が存在していないときの固有ベクトルである。
【０２３２】
したがって、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「１」より小さい値であるほど、観測時ｔにおける所定エリアの状態は、１または複数の人間が動いている通常時の状態に近い。
【０２３３】
このため、検知部１２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が所定のしきい値以上である状態が、所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ないと判断する。
【０２３４】
具体的には、上記所定のしきい値が「０．９９９」であると仮定すると、検知部１２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「０．９９９」より小さい場合、所定エリアにおいて人間の動作の有る通常状態であると判断する。一方、検知部１２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「０．９９９」以上である状態が所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ない異常状態であると判断する。
【０２３５】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る侵入検知システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０２３６】
たとえば、本発明の第２の実施の形態に係る見守りシステムは、所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機１５１と、送信機１５１から受信した電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機１０１とを備える。受信機１０１は、送信機１５１が送信する電波に含まれるデータパターンを検出し、データパターンの検出タイミングに基づいて、送信機１５１が送信する電波に含まれる送信機１５１のＩＤ情報を取得する。受信機１０１は、取得したＩＤ情報が所定のＩＤ情報と一致する場合、送信機１５１から受信した電波のうち、検出タイミングに対応する電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する。そして、受信機１０１は、送信機１５１によるデータパターンの送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、データパターンの検出または検出タイミングの使用を停止する。
【０２３７】
このような構成により、受信機１０１では、送信タイミングｔｓｆｄ以外、または送信タイミングｔｓｆｄを含む検出実行期間以外において、無線機１６１が送信する不要な電波に含まれるデータパターンの検出または検出タイミングの使用が停止されるので、不要な電波に含まれるＩＤ情報の取得処理等が行われることを防ぐことができる。
【０２３８】
これにより、受信機１０１では、不要な電波についての処理等が長引くことによって送信機１５１が送信する有用な電波の一部または全部を人間の動作の監視に用いることができなくなることを回避することができる。
【０２３９】
すなわち、有用な電波をより無駄なく人間の動作の監視に用いることができるので、所定エリアにおける人間の動作の監視精度を向上させることができる。
【０２４０】
また、本発明の第２の実施の形態に係る見守りシステムでは、受信機１０１は、所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。
【０２４１】
このような構成により、所定エリアにおける人間の見守りを良好に行なうことができる。
【０２４２】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る見守り装置では、人間の動作の有無または多少という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。人間の無動作または少動作の可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。
【０２４３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置および第２の実施の形態に係る見守り装置では、空間特徴量として固有ベクトルを用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。固有ベクトルに限らず、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイル等、他の空間特徴量を用いる構成であってもよい。
【０２４４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置および第２の実施の形態に係る見守り装置では、空間特徴量として１次元の特徴量を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。空間特徴量として多次元の特徴量を用いる構成であってもよい。たとえば、固有ベクトルそのものを特徴量ベクトルとして用いることも可能であるし、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイルを用いることも可能である。
【０２４５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置および第２の実施の形態に係る見守り装置はアレイ式電波センサであるとしたが、他の種類の電波センサであってもよい。
【０２４６】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０２４７】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【０２４８】
［付記１］
所定エリアに配置され、間欠的に電波を送信する送信機と、
前記送信機から受信した電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、
前記受信機は、前記送信機が送信する電波に含まれる所定のデータパターンを検出し、前記データパターンの検出タイミングに基づいて、前記送信機が送信する電波に含まれる前記送信機の識別情報を取得し、
前記受信機は、取得した前記識別情報が所定の識別情報と一致する場合、前記送信機から受信した電波のうち、前記検出タイミングに対応する電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視し、
前記受信機は、前記送信機による前記データパターンの送信タイミング以外、または前記送信タイミングを含む所定期間以外において、前記データパターンの検出または前記検出タイミングの使用を停止することが可能であり、
前記データパターンはＳＦＤであり、
前記識別情報はＩＤ情報であり、
前記送信機および前記受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４方式に従って通信を行い、
前記送信機は、周期的に電波を送信し、
前記受信機は、前記送信機が送信する電波に含まれる前記ＳＦＤを検出し、前記ＳＦＤの検出タイミングに基づいて、前記送信機が送信する電波に含まれる前記送信機のＩＤ情報を取得し、
前記受信機は、取得した前記ＩＤ情報が所定のＩＤ情報と一致する場合、前記送信機から受信した電波のうち、前記検出タイミングに対応する電波を用いて前記所定エリアにおける人間の動作を監視し、
前記受信機は、前記送信機による前記データパターンの送信タイミング以外、または前記送信タイミングを含む所定期間以外において、前記ＳＦＤの検出または前記検出タイミングの使用を停止する、監視システム。
【符号の説明】
【０２４９】
１１  空間特徴量算出部
１２  検知部
１３  メモリ
１４  メモリ制御部
２１  アンテナ部
２２  受信回路
３１  バンドパスフィルタ
３２  ローノイズアンプ
３３  直交復調器
３４  Ａ／Ｄコンバータ
３５  分岐回路
３６  発振器
４１  上位層処理部
４２  ＭＡＣ処理部
４３  ＰＨＹ処理部
５１  受信信号監視部
５２  アレイ受信部
５３  制御部
６１  アンテナ（受信部）
６２，６３，６４  希望波選別部
７０  信号断続部（減衰部）
７１  バンドパスフィルタ
７２  復調部
７３  ローノイズアンプ
７４  発振器
７５  直交復調器
７６  Ｏ−ＱＰＳＫ復調器
７７，８５  フレーム処理部
７８  期間設定部
７９  ＳＦＤ検出部
８０  データユニット取得部（識別情報取得部）
８１  ＣＲＣ照合部
８２  ＩＤ判別部
８３  スイッチ操作部
８４  電源断続部
８６  マスク部（検出部）
１０１  受信機
１５１  送信機
１６１Ａ，１６１Ｂ  無線機
１７０  信号減衰部
２０１  侵入検知システム（監視システム）
２０２  見守りシステム（監視システム）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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