(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置であって、
所定の複数個のアンテナと、
前記所定の複数個のアンテナからの信号の伝達経路を選択的に切り替えるための信号切替部を備え、
前記信号切替部は、前記所定の複数個のアンテナのうちの一のアンテナからの信号を前記所定の複数個に分割して前記信号切替部から出力するための分配手段を含み、
前記複数のアンテナにそれぞれ対応して設けられ、前記信号切替部の出力をベースバンド信号に変換するための前記所定の複数個の高周波処理部と、
前記高周波処理部からの信号に対して、復調処理および復号処理を実行するためのベースバンド処理部とを備え、
前記信号切替部は、前記所定の複数個のアンテナからの信号をそれぞれ対応する高周波処理部に伝達する第１の状態と、前記所定の複数個のアンテナのうちの一のアンテナからの信号を前記分配手段に伝達する第２の状態とのいずれかに切替え、
前記第２の状態において、前記所定の複数個の高周波処理部からの信号に対して算出した相互相関電力に基づいて、前記無線通信装置が通信しようとする無線チャネルが占有されているか否かを判断するためのセンシング手段をさらに備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記センシング手段は、前記第１の状態において、前記所定の複数個のアンテナの各々からの信号について、受信信号電力を計測し、最大の受信信号電力を有する一のアンテナを前記第２の状態で選択する、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記センシング手段は、前記最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超える場合は、前記無線チャンネルが占有状態であると判断する、請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記センシング手段は、前記最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超えない場合に、前記相互相関電力が所定の第２のしきい値を超えないことに応じて、前記無線チャンネルが非占有であると判断する、請求項２記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記ベースバンド処理部は、ＭＩＭＯ（Multiple Input - Multiple Output）通信のための信号分離処理を実行する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
所定の複数個のアンテナと前記所定の複数個のアンテナからの信号をベースバンド信号に変換するための前記所定の複数個の高周波処理部とを有する無線通信装置において無線チャネルの占有状況を検出するための無線チャネル占有状況検知方法であって、
前記所定の複数個のアンテナのうちの一のアンテナからの信号を前記所定の複数個に分割し、前記所定の複数個の高周波処理部に前記分割された信号をそれぞれ供給するステップと、
前記所定の複数個の高周波処理部からの信号に対して算出した相互相関電力に基づいて、前記無線通信装置が通信しようとする無線チャネルが占有されているか否かを判断するステップとを備える、無線チャネル占有状況検知方法。
【請求項７】
前記所定の複数個のアンテナからの信号をそれぞれ対応する高周波処理部に伝達する状態において、前記所定の複数個のアンテナの各々からの信号について、受信信号電力を計測し、最大の受信信号電力を有する一のアンテナを特定するステップをさらに備え、
前記分割された信号をそれぞれ供給するステップにおいては、前記特定された一のアンテナからの信号を前記所定の複数個に分割する、請求項６に記載の無線チャネル占有状況検知方法。
【請求項８】
前記判断するステップは、前記最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超える場合は、前記無線チャンネルが占有状態であると判断するステップを含む、請求項７記載の無線チャネル占有状況検知方法。
【請求項９】
前記判断するステップは、前記最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超えない場合に、前記相互相関電力が所定の第２のしきい値を超えないことに応じて、前記無線チャンネルが非占有であると判断するステップを含む、請求項７記載の無線チャネル占有状況検知方法。
【請求項１０】
前記無線通信装置は、前記所定の複数個のアンテナによりＭＩＭＯ（Multiple Input - Multiple Output）通信を実行する、請求項６〜９のいずれか１項に記載の無線チャネル占有状況検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置および無線通信装置において使用される無線チャネル占有状況検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）、あるいは、無線ＬＡＮの標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１n/ac等の無線通信システムでは、周波数選択性フェージングに耐性のあるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）を採用し、さらに複数の送受信アンテナを用いることにより周波数帯域を広げずに高速伝送を実現するためにＭＩＭＯ（Multiple Input - Multiple Output）伝送技術が採用されている。
【０００３】
このように、周波数利用効率を改善するために、ＭＩＭＯ方式を採用し、複数のアンテナおよび複数のＲＦ回路を有する通信機器が増加している。
【０００４】
一方で、近年、周波数資源の逼迫やモバイルトラヒックの爆発的な増加等に対応するための周波数利用効率の向上手段の１つとして、空間的・時間的に使用されていない周波数帯域の有効利用が挙げられている。
【０００５】
１）無線ＬＡＮの通信端末間のような同一無線システム間では、たとえば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）（キャリアセンシング機能）をベースとした無線通信機器の周波数共用が実現されている。
【０００６】
２）異種無線システム間では、たとえば、標準化団体の３ＧＰＰでは、ＬＴＥを既に無線ＬＡＮ等のシステムが用いられているアンライセンス周波数帯で利用可能にする技術として、ＬＡＡ（License Assisted Access）技術の標準化が検討されている。また、コグニティブ無線ネットワーク技術などを利用して、一次利用者に割り当てられた周波数のうち、一次利用者が使っていない未使用の周波数帯域がある場合に、二次利用者が、この未使用の周波数帯のうち利用可能な周波数帯域（ホワイトスペース）で通信する技術が提案されている（たとえば、特許文献１）。
【０００７】
このような他の利用者と周波数を共用することにより周波数帯域を効率的に利用する無線通信システムでは、周波数ごとの空間的・時間的空き状況を適切に把握することが必要になる。
【０００８】
そのような他の利用者による無線チャネルの占有状況検出方法として、例えば、スペクトラムセンシング技術を用いた方法がある。その方法では、センサ（受信装置）を配置した位置でスペクトラムの有無を判定することによって、他の利用者による無線チャネル占有状況を検出することができる。
【０００９】
なお、未使用の周波数スペクトルを検出するデバイスとして、例えば、非特許文献１に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１８３２２６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】T. Yucek, ”A Survey of Spectrum Sensing Algorithm for Cognitive Radio Applications，” IEEE Communications Surveys and Tutorials,  Vol. 11, No. 1, 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、二次利用者の通信装置は、ガードインターバル区間にＺＰ（Zero Padding）区間を付加する必要があるなど、通信フォーマット自体に変更を加える必要があるなどの問題があった。
【００１３】
さらに、非特許文献１ではスペクトルセンシングに関し、様々な手法が記載されている。これらに記載されている手法のうち簡易な手法は雑音電力が信号電力に対して比較的高い場合に検出精度が著しく劣化する。一方、高精度なセンシング手法は、周波数共用を行う無線システムの信号の特徴量を事前に把握している必要があるとともに、処理が複雑になる。
【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、無線通信方式に変更を加えることなく、簡易な構成で、無線チャネルの占有状況を高精度に検知することが可能な無線通信装置および無線チャネル占有状況検知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の１つの局面に従うと、無線通信装置であって、所定の複数個のアンテナと、所定の複数個のアンテナからの信号の伝達経路を選択的に切り替えるための信号切替部を備え、信号切替部は、所定の複数個のアンテナのうちの一のアンテナからの信号を所定の複数個に分割して信号切替部から出力するための分配手段を含み、複数のアンテナにそれぞれ対応して設けられ、信号切替部の出力をベースバンド信号に変換するための所定の複数個の高周波処理部と、高周波処理部からの信号に対して、復調処理および復号処理を実行するためのベースバンド処理部とを備え、信号切替部は、所定の複数個のアンテナからの信号をそれぞれ対応する高周波処理部に伝達する第１の状態と、所定の複数個のアンテナのうちの一のアンテナからの信号を分配手段に伝達する第２の状態とのいずれかに切替え、第２の状態において、所定の複数個の高周波処理部からの信号に対して算出した相互相関電力に基づいて、無線通信装置が通信しようとする無線チャネルが利用可能であるか否かを判断するためのセンシング手段をさらに備える。
【００１６】
好ましくは、センシング手段は、第１の状態において、所定の複数個のアンテナの各々からの信号について、受信信号電力を計測し、最大の受信信号電力を有する一のアンテナを第２の状態で選択する。
【００１７】
好ましくは、センシング手段は、最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超える場合は、無線チャンネルが占有状態であると判断する。
【００１８】
好ましくは、センシング手段は、最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超えない場合に、相互相関電力が所定の第２のしきい値を超えないことに応じて、無線チャンネルが非占有であると判断する。
【００１９】
好ましくは、ベースバンド処理部は、ＭＩＭＯ（Multiple Input - Multiple Output）通信のための信号分離処理を実行する。
【００２０】
この発明の他の局面に従うと、所定の複数個のアンテナと所定の複数個のアンテナからの信号をベースバンド信号に変換するための所定の複数個の高周波処理部とを有する無線通信装置において無線チャネル占有状況を検出するための無線チャネル占有状況検知方法であって、所定の複数個のアンテナのうちの一のアンテナからの信号を所定の複数個に分割し、所定の複数個の高周波処理部に分割された信号をそれぞれ供給するステップと、所定の複数個の高周波処理部からの信号に対して算出した相互相関電力に基づいて、無線通信装置が通信しようとする無線チャネルが占有されているか否かを判断するステップとを備える。
【００２１】
好ましくは、所定の複数個のアンテナからの信号をそれぞれ対応する高周波処理部に伝達する状態において、所定の複数個のアンテナの各々からの信号について、受信信号電力を計測し、最大の受信信号電力を有する一のアンテナを特定するステップをさらに備え、分割された信号をそれぞれ供給するステップにおいては、特定された一のアンテナからの信号を所定の複数個に分割する。
【００２２】
好ましくは、判断するステップは、最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超える場合は、無線チャンネルが占有状態であると判断するステップを含む。
【００２３】
好ましくは、判断するステップは、最大の受信信号電力が第１の所定のしきい値を超えない場合に、相互相関電力が所定の第２のしきい値を超えないことに応じて、無線チャンネルが非占有であると判断するステップを含む。
【００２４】
好ましくは、無線通信装置は、所定の複数個のアンテナによりＭＩＭＯ（Multiple Input - Multiple Output）通信を実行する。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、無線通信方式に変更を加えることなく、簡易な構成で、無線チャネルの占有状況の検知をすることが可能することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態１の無線通信システムの受信機１０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図２】信号切替部１１１０の各スイッチの状態を説明するための図である。
【図３】センシング計算部１３３０の行う処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態２の無線通信システムの受信機２０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図５】信号切替部１１１０の各スイッチの状態を説明するための図である。
【図６】センシング計算部１３３０の行う処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態の無線通信システムおよび無線通信装置の構成を説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。
［実施の形態１]
図１は、実施の形態１の無線通信システムの受信機１０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【００２８】
なお、図１においては、一例として、アンテナの本数は２本であるものとして説明する。
【００２９】
図１を参照して、アンテナ１１００．１およびアンテナ１１００．２で受信された信号は、信号切替部１１１０に入力される。
【００３０】
信号切替部１１１０は、アンテナ１１００．１から信号を受けるスイッチ回路ＳＷ１およびスイッチ回路ＳＷ２と、アンテナ１１００．２から信号を受けるスイッチ回路ＳＷ１およびスイッチ回路ＳＷ３とを含む。スイッチ回路ＳＷ１は、アンテナ１１００．１からの信号とアンテナ１１００．２らの信号とを受けて、そのうちの一方を選択的にデバイダ１１２０の入力に供給する状態か、あるいは、中立状態（いずれのアンテナもデバイダ１１２０に接続しない状態）のいずれかの状態をとる。スイッチ回路ＳＷ２は、アンテナ１１００．１からの信号とデバイダ１１２０の一方出力とを選択的に出力する。スイッチ回路ＳＷ３は、アンテナ１１００．２からの信号とデバイダ１１２０の他方出力とを選択的に出力する。デバイダ１１２０は、一方出力および他方出力に、入力された信号を２分して出力する。
【００３１】
なお、信号切替部１１１０の各スイッチ回路の動作は、スイッチ制御部１４００により制御される。
【００３２】
信号切替部１１１０からの出力は、ＲＦ部１２００．１およびＲＦ部１２００．２を経てベースバンド部１３００に与えられる。
【００３３】
スイッチ回路ＳＷ２からの出力は、ＲＦ部１２００．１で低雑音増幅されてアナログ信号からデジタル信号に変換され、ベースバンド部１３００においては、復調部１３１０により、復調処理が実行される。
【００３４】
同様に、スイッチ回路ＳＷ３からの出力は、ＲＦ部１２００．２で低雑音増幅されてアナログ信号からデジタル信号に変換され、ベースバンド部１３００においては、復調部１３１０により、復調処理が実行される。
【００３５】
ここで、復調部１３１０においては、周知のＭＩＭＯ方式での信号復調処理が実行されるものとする。
【００３６】
なお、特に限定されないが、たとえば、ＯＦＤＭ通信方式でのＭＩＭＯが採用されている場合には、復調部１３１０においては、ＦＦＴ処理を行って、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理後段のサブキャリア毎の信号に対して、信号処理が実行される。。
【００３７】
復号部１３２０は、復調部１３１０の出力を、コンスタレーション上にデマッピングし、必要に応じて、デインターリーブ処理や誤り訂正処理等を実行して、復号系列を得る。
【００３８】
一方で、センシング計算部１３３０は、ＲＦ部１２００．１およびＲＦ部１２００．２からの出力に基づいて、後に説明するように、受信機１０００が使用しようとする無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されているか否かの判断処理を行う。
【００３９】
スイッチ制御部１４００は、センシング計算部１３３０での処理に応じて、信号切替部１１１０の各スイッチ回路を制御する。
【００４０】
なお、受信機１０００において、ある無線チャンネルが、空状態と判断された場合は、その情報が、送信機側にフィードバックされてもよい。
【００４１】
図２は、信号切替部１１１０の各スイッチの状態を説明するための図である。
【００４２】
図２を参照して、図１に示した信号切替部１１１０の状態は、状態１、状態２、状態３の３つの状態に分かれ、スイッチ制御部１４００は、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ３の状態をこのいずれかの状態に制御する。
【００４３】
状態１は、ベースバンド部１３００が、通常モードでの通信信号の受信処理を行ったり、通信のアイドル状態であったり、後に説明するセンシング計算部１３３０でのセンシング初期処理での状態である。
【００４４】
状態１では、スイッチ回路ＳＷ１、スイッチ回路ＳＷ２およびスイッチ回路ＳＷ３に対して、スイッチ制御部１４００は、それぞれ、状態符号“００”、“０”、“０”の信号を送信して制御するものとする。このとき、スイッチ回路ＳＷ１は、中立位置にあり、スイッチ回路ＳＷ２は、アンテナ１１００．１（図２中では、アンテナ１）とＲＦ部１２００．１とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷ３は、アンテナ１１００．２（図２中では、アンテナ２）とＲＦ部１２００．２とをつなぐ位置にある。
【００４５】
状態２では、スイッチ回路ＳＷ１、スイッチ回路ＳＷ２およびスイッチ回路ＳＷ３に対して、スイッチ制御部１４００は、それぞれ、状態符号“０１”、“１”、“１”の信号を送信して制御するものとする。このとき、スイッチ回路ＳＷ１は、アンテナ１１００．１とデバイダ１１２０の入力とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷ２は、デバイダ１１２０の一方出力とＲＦ部１２００．１とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷ３は、デバイダ１１２０の他方出力とＲＦ部１２００．２とをつなぐ位置にある。
【００４６】
したがって、状態２では、センシング計算部１３３０は、同一のアンテナ１１００．１で受信された信号がデバイダ１１２０で等分に分割され、互いに異なるＲＦ部１２００．１およびＲＦ部１２００．２で処理された信号に基づいて、無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されているか否かを判定することになる。
【００４７】
状態３では、スイッチ回路ＳＷ１、スイッチ回路ＳＷ２およびスイッチ回路ＳＷ３に対して、スイッチ制御部１４００は、それぞれ、状態符号“１０”、“１”、“１”の信号を送信して制御するものとする。このとき、スイッチ回路ＳＷ１は、アンテナ１１００．２とデバイダ１１２０の入力とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷ２は、デバイダ１１２０の一方出力とＲＦ部１２００．１とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷ３は、デバイダ１１２０の他方出力とＲＦ部１２００．２とをつなぐ位置にある。
【００４８】
したがって、状態３では、状態２と同様に、センシング計算部１３３０は、同一のアンテナ１１００．２で受信された信号がデバイダ１１２０で等分に分割され、互いに異なるＲＦ部１２００．１およびＲＦ部１２００．２で処理された信号に基づいて、無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されているか否かを判定することになる。
【００４９】
一般に、受信機の構成においては、ＲＦ部で発生する雑音が支配的であることが多い。この場合、上述のように、同一のアンテナからの信号を、複数のＲＦ部でそれぞれ処理すると、ベースバンド信号に含まれるノイズのうち各ＲＦ部で発生するノイズについては、互いに無相関であることになる。
【００５０】
図３は、図１の構成において、センシング計算部１３３０の行う処理を説明するためのフローチャートである。
【００５１】
図３を参照して、処理が開始されると（Ｓ１００）、センシング初期処理において、スイッチ制御部１４００は、信号切替部１１１０の各スイッチを状態１となるように制御し、センシング計算部１３３０は、以下の式に基づく処理により、各アンテナの受信信号電力Ｐiを取得する（Ｓ１０２）。
【００５２】
【数１】
0006455781.tif 000002
ここで、Ｋは、時間平均による相関計算のサンプル数であり、ｎは、現在時刻のタイミングを示し、＊は、複素共役であることを示す。
【００５３】
続いて、センシング計算部１３３０は、受信電力Ｐiが最大となるアンテナｉmaxを選択する（Ｓ１０４）。ここで、「アンテナｉmax」とは、第ｉmaxのアンテナであることを意味する。
【００５４】
センシング計算部１３３０は、アンテナｉmaxでの最大の受信電力Ｐimaxと所定のしきい値Threshold1とを比較し、所定のしきい値Threshold1よりも大きい場合は（Ｓ１０６でＹ）、センシング計算部１３３０は、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていると判断する（Ｓ１２０）。
【００５５】
一方、センシング計算部１３３０は、所定のしきい値Threshold1未満である場合は（Ｓ１０６でＮ）、続いて、センシング計算部１３３０からの判断結果に基づいて、スイッチ制御部１４００は、信号切替部１１１０の各スイッチを、状態（ｉmax＋１）に遷移するように制御する（Ｓ１１０）。たとえば、アンテナ１の受信電力Ｐ1が最大である場合は、信号切替部１１１０の各スイッチは、状態２に遷移する。
【００５６】
センシング計算部１３３０は、受信電力最大のアンテナからの信号が、それぞれＲＦ部１２００．１およびＲＦ部１２００．２で処理された受信ベースバンド信号に対して、以下の式に基づいた処理により、ＲＦ部ｉからの信号とＲＦ部ｊからの信号と相互相関電力Ｐijを算出する。
【００５７】
【数２】
0006455781.tif 000003
ＲＦ部ｉとは、アンテナｉに対応して設けられ、通常モードでの通信信号の受信処理において、アンテナｉからの信号に対して増幅やアナログデジタル変換処理を行う回路をいう。たとえば、アンテナ１１００．１に対しては、ＲＦ部１２００．１のことをいう。
【００５８】
続いて、センシング計算部１３３０は、以下の式により、相互相関電力Ｐijを所定のしきい値Threshold2と比較する（Ｓ１１４）。
【００５９】
【数３】
0006455781.tif 000004
なお、ここで、相互相関電力Ｐijの前の係数２は、アンテナの本数である２を意味し、デバイダ分割された信号電力を補正することに相当する。。
【００６０】
上述のとおり、ＲＦ部ｉおよびＲＦ部ｊで発生するノイズは無相関と考えられるので、センシング対象の無線チャネルに、他の無線機や無線システムの信号が存在しなければ、相互相関電力Ｐijは、極めて小さい値となることになる。
【００６１】
センシング計算部１３３０は、相互相関電力が所定のしきい値Threshold2よりも大きい場合は（Ｓ１１４でＹ）、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていると判断する（Ｓ１２０）。一方、センシング計算部１３３０は、相互相関電力が所定のしきい値Threshold2未満である場合は（Ｓ１１４でＮ）、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていないと判断する（Ｓ１３０）。
【００６２】
以上のような処理により、受信機１０００では、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていないか否かを判断することが可能となる。
【００６３】
なお、センシング初期処理は、必ずしも必須の処理ではなく、予め所定のアンテナ（たとえば、アンテナ１１００．１）からの信号により、それ以降の処理を行うものと規定しておけば、省略することも可能である。
【００６４】
しかも、このような無線チャネル占有状況の検知方法の実施にあたっては、信号切替部を追加して設けることにより、ＭＩＭＯ通信方式で使用される複数のアンテナおよびこれらのアンテナにそれぞれ対応して設けられる複数のＲＦ部を使用して、無線チャネル占有状況の検知処理を実行することができる。したがって、通常モードでのデータ通信等で使用される受信処理部の構成の一部を無線チャネル占有状況検知のための構成としても共用して、簡易な装置構成で、無線チャネル占有状況の検知を実行できる。
［実施の形態２]
実施の形態１においては、アンテナの本数は、２本であるものとして説明した。実施の形態では、アンテナの本数がより多い場合について説明する。ここでは、一例としてアンテナ本数が４本であるものとして説明することとするものの、アンテナの本数は、３本以上であれば、これより多くてもよい。
【００６５】
図４は、実施の形態２の無線通信システムの受信機２０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【００６６】
図４を参照して、アンテナ１１００．１〜１１００．４で受信された信号は、信号切替部１１１０に入力される。
【００６７】
信号切替部１１１０は、アンテナ１１００．１〜１１００．４全てから信号を受けるスイッチ回路ＳＷ１と、アンテナ１１００．１〜１１００．４からそれぞれ個別に信号を受けるスイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ５とを含む。
【００６８】
スイッチ回路ＳＷ１は、アンテナ１１００．１〜１１００．４らの信号のうちの１つを選択的にデバイダ１１２０の入力に供給する状態か、あるいは、中立状態（いずれのアンテナもデバイダ１１２０に接続しない状態）のいずれかの状態をとる。
【００６９】
スイッチ回路ＳＷｉ（ｉ＝２，３，４，５）は、対応するアンテナ１１００．（ｉ−１）からの信号とデバイダ１１２０の第（ｉ−１）出力とを選択的に出力する。デバイダ１１２０は、第１〜第４出力に、入力された信号をそれぞれ４分して出力する。
【００７０】
なお、信号切替部１１１０の各スイッチ回路の動作は、スイッチ制御部１４００により制御される。
【００７１】
信号切替部１１１０からの出力は、ＲＦ部１２００．１〜１２００．４をそれぞれ経てベースバンド部１３００に与えられる。
【００７２】
スイッチ回路ＳＷｉ（ｉ＝２，３，４，５）からの出力は、対応するＲＦ部１２００．（ｉ−１）で低雑音増幅されてアナログ信号からデジタル信号に変換され、ベースバンド部１３００においては、復調部１３１０により、復調処理が実行される。
【００７３】
ここで、復調部１３１０においては、周知のＭＩＭＯ方式での信号復調処理が実行されるものとする。
【００７４】
なお、特に限定されないが、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、ＯＦＤＭ通信方式でのＭＩＭＯを採用してもよい。
【００７５】
復号部１３２０は、復調部１３１０の出力を、コンスタレーション上にデマッピングし、必要に応じて、デインターリーブ処理や誤り訂正処理等を実行して、復号系列を得る。
【００７６】
一方で、センシング計算部１３３０は、ＲＦ部１２００．１〜１２００．４からのそれぞれの出力に基づいて、後に説明するように、受信機２０００が使用しようとする無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されているか否かの判断処理を行う。
【００７７】
スイッチ制御部１４００は、センシング計算部１３３０での処理に応じて、信号切替部１１１０の各スイッチ回路を制御する。
【００７８】
なお、受信機２０００においても、ある無線チャンネルが、空状態と判断された場合は、その情報が、送信機側にフィードバックされてもよい。
【００７９】
図５は、図４に示した信号切替部１１１０の各スイッチの状態を説明するための図である。
【００８０】
図５を参照して、図４に示した信号切替部１１１０の状態は、状態１、状態２、状態３、状態４、状態５の５つの状態に分かれ、スイッチ制御部１４００は、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ５の状態をこのいずれかの状態に制御する。
【００８１】
状態１は、ベースバンド部１３００が、通常モードでの通信信号の受信処理を行ったり、通信のアイドル状態であったり、後に説明するセンシング計算部１３３０でのセンシング初期処理での状態である。
【００８２】
状態１では、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ５に対して、スイッチ制御部１４００は、それぞれ、状態符号“０００”、“０”、“０” 、“０”、“０”の信号を送信して制御するものとする。このとき、スイッチ回路ＳＷ１は、中立位置にあり、スイッチ回路ＳＷｉ（ｉ＝２，３，４，５）は、それぞれ、アンテナ１１００．（ｉ−１）（図５中では、アンテナ（ｉ−１））とＲＦ部１２００．（ｉ−１）とをつなぐ位置にある。
【００８３】
状態２では、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ５に対して、スイッチ制御部１４００は、それぞれ、状態符号“００１”、“１”、“１” 、“１”、“１”の信号を送信して制御するものとする。このとき、スイッチ回路ＳＷ１は、アンテナ１１００．１とデバイダ１１２０の入力とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷｉ（ｉ＝２，３，４，５）は、それぞれ、デバイダ１１２０の第（ｉ−１）出力とＲＦ部１２００．（ｉ−１）とをつなぐ位置にある。
【００８４】
同様に、状態ｉ（ｉ＝３，４，５）では、スイッチ制御部１４００は、スイッチ回路ＳＷ１に対しては、アンテナ１１００．（ｉ−１）側を選択する信号を、スイッチ回路ＳＷ２〜ＳＷ５に対しては、それぞれ、状態符号 “１”、“１” 、“１”、“１”の信号を送信して制御するものとする。このとき、スイッチ回路ＳＷ１は、アンテナ１１００．（ｉ−１）とデバイダ１１２０の入力とをつなぐ位置にあり、スイッチ回路ＳＷｉ（ｉ＝２，３，４，５）は、デバイダ１１２０の第（ｉ−１）出力とＲＦ部１２００．（ｉ−１）とをつなぐ位置にある。
【００８５】
したがって、状態ｉ（ｉ＝２，３，４，５）では、センシング計算部１３３０は、同一のアンテナ１１００．（ｉ−１）で受信された信号がデバイダ１１２０で等分に分割され、互いに異なるＲＦ部１２００．１〜１２００．４で処理された信号に基づいて、無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されているか否かを判定することになる。
【００８６】
ここでも、一般に、受信機の構成においては、ＲＦ部で発生する雑音が支配的である場合は、上述のように、同一のアンテナからの信号を、複数のＲＦ部でそれぞれ処理すると、ベースバンド信号に含まれるノイズのうち各ＲＦ部で発生するノイズについては、互いに無相関であることになる。
【００８７】
図６は、図４の構成において、センシング計算部１３３０の行う処理を説明するためのフローチャートである。
【００８８】
図６を参照して、処理が開始されると（Ｓ２００）、センシング初期処理において、スイッチ制御部１４００は、信号切替部１１１０の各スイッチを状態１となるように制御し、センシング計算部１３３０は、以下の式に基づく処理により、各アンテナの受信信号電力Ｐiを取得する（Ｓ１０２）。
【００８９】
【数４】
0006455781.tif 000005
ここでも、Ｋは、時間平均による相関計算のサンプル数であり、ｎは、現在時刻のタイミングを示し、＊は、複素共役であることを示す。
【００９０】
続いて、センシング計算部１３３０は、受信電力Ｐiが最大となるアンテナｉmaxを選択する（Ｓ２０４）。
【００９１】
センシング計算部１３３０は、アンテナｉmaxでの最大の受信電力Ｐimaxと所定のしきい値Threshold1とを比較し、所定のしきい値Threshold1よりも大きい場合は（Ｓ２０６でＹ）、センシング計算部１３３０は、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていると判断する（Ｓ２２０）。
【００９２】
一方、センシング計算部１３３０は、所定のしきい値Threshold1未満である場合は（Ｓ２０６でＮ）、続いて、センシング計算部１３３０からの判断結果に基づいて、スイッチ制御部１４００は、信号切替部１１１０の各スイッチを、状態（ｉmax＋１）に遷移するように制御する（Ｓ２１０）。たとえば、アンテナ１の受信電力Ｐ1が最大である場合は、信号切替部１１１０の各スイッチは、状態２に遷移する。
【００９３】
センシング計算部１３３０は、受信電力最大のアンテナからの信号が、それぞれＲＦ部１２００．１〜１２００．４で処理された受信ベースバンド信号に対して、以下の式に基づいた処理により、ＲＦ部１２００．ｉからの信号とＲＦ部１２００．ｊからの信号と相互相関電力Ｐijを算出する。
【００９４】
【数５】
0006455781.tif 000006
ＮRXは、アンテナの本数もしくはそれに相当するＲＦ回路数であり、ここでも、ＲＦ部１２００．ｉとは、アンテナ１１００．ｉ（アンテナｉ）に対応して設けられ、通常モードでの通信信号の受信処理において、アンテナｉからの信号に対して増幅やアナログデジタル変換処理を行う回路である。
【００９５】
したがって、相互相関電力Ｐijは、複数のアンテナのペア当たりの相互相関の平均値を表していることになる。
【００９６】
続いて、センシング計算部１３３０は、以下の式により、相互相関電力Ｐijを所定のしきい値Threshold2と比較する（Ｓ２１４）。
【００９７】
【数６】
0006455781.tif 000007
ここでも、上述のとおり、ＲＦ部ｉおよびＲＦ部ｊで発生するノイズは無相関と考えられるので、センシング対象の無線チャネルに、他の無線機や無線システムの信号が存在しなければ、相互相関電力Ｐijは、極めて小さい値となることになる。
【００９８】
センシング計算部１３３０は、相互相関電力が所定のしきい値Threshold2よりも大きい場合は（Ｓ２１４でＹ）、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていると判断する（Ｓ２２０）。一方、センシング計算部１３３０は、相互相関電力が所定のしきい値Threshold2未満である場合は（Ｓ２１４でＮ）、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていないと判断する（Ｓ２３０）。
【００９９】
なお、ここでも、センシング初期処理は、必ずしも必須の処理ではなく、予め所定のアンテナ（たとえば、アンテナ１１００．１）からの信号により、それ以降の処理を行うものと規定しておけば、省略することも可能である。
【０１００】
以上のような処理により、受信機２０００では、使用しようとしている無線チャンネルが、他の無線システムまたは他の機器によりチャネルが占有されていないか否かを判断することが可能となる。
【０１０１】
また、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。
【０１０２】
今回開示された実施の形態は、本発明を具体的に実施するための構成の例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲および均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０３】
１０００，２０００  受信装置、１１００．１〜１１００．４  アンテナ、１１１０  信号切替部、１１２０  デバイダ、ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ回路、１２００．１〜１２００．４  ＲＦ部、１３００  ベースバンド部、１３１０  復調部、１３２０  復号部、１３３０  センシング計算部、１４００  スイッチ制御部。
【図１】
0006455781.tif 000008
【図２】
0006455781.tif 000009
【図３】
0006455781.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006455781.tif 000013