(57)【要約】【課題】ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能なスペクトラムアナライザを実現する。【解決手段】ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザにおいて、受信したビーコン信号から抽出された通信可能期間中に指示信号を出力する指示信号発生手段と、前記指示信号に基づき掃引信号を出力する掃引信号発生器と、被測定電磁波信号と前記掃引信号で周波数が掃引される信号とをミキシングして中間周波数信号に変換する信号変換手段と、前記中間周波数信号の信号強度を検出する検波手段と、前記信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを表示する演算表示手段とを備える。【選択図】                    図１
2008122311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザにおいて、
受信したビーコン信号から抽出された通信可能期間中に指示信号を出力する指示信号発生手段と、
前記指示信号に基づき掃引信号を出力する掃引信号発生器と、
被測定電磁波信号と前記掃引信号で周波数が掃引される信号とをミキシングして中間周波数信号に変換する信号変換手段と、
前記中間周波数信号の信号強度を検出する検波手段と、
前記信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを表示する演算表示手段と
を備えることを特徴とするスペクトラムアナライザ。
【請求項２】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザにおいて、
受信したビーコン信号から抽出された通信可能期間中に指示信号を出力する指示信号発生手段と、
掃引信号を出力する掃引信号発生器と、
被測定電磁波信号と前記掃引信号で周波数が掃引される信号とをミキシングして中間周波数信号に変換する信号変換手段と、
前記中間周波数信号の信号強度を検出する検波手段と、
前記指示信号が出力される期間中に出力される信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを表示する演算表示手段と
を備えることを特徴とするスペクトラムアナライザ。
【請求項３】
前記指示信号発生手段が、
ビーコン信号を受信するアンテナと、
ビーコン信号を検出するビーコン信号検出器と、
前記ビーコン信号から通信可能期間を抽出する情報抽出器と、
前記通信可能期間中に前記指示信号を出力する指示信号発生器と
を備えることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項４】
前記信号変換手段が、
前記掃引信号で周波数が掃引される信号を出力する発振器と、
被測定電磁波信号を減衰させる減衰器と、
前記減衰器の出力信号と前記発振器からの出力信号とをミキシングして中間周波数信号に変換するミキサと
を備えることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項５】
前記検波手段が、
前記中間周波数信号を抽出するフィルタと、
前記フィルタからの出力の信号強度を検出する検波器と
を備えることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項６】
前記演算表示手段が、
スペクトラムを表示する表示器と
前記信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを前記表示器に表示させる演算手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項７】
前記演算表示手段が、
スペクトラムを表示する表示器と、
前記信号強度を順次格納するとともに前記指示信号が出力される期間中に信号強度を出力するメモリと、
このメモリの出力及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを前記表示器に表示させる演算手段と
を備えることを特徴とする請求項２記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項８】
前記指示信号発生手段が、
ビーコン信号を受信するアンテナと、
ビーコン信号を検出するビーコン信号検出器と、
前記ビーコン信号からビーコン信号間隔及び通信可能期間を抽出する前記情報抽出器と、
このビーコン信号間隔及びこの通信可能期間に基づき次のビーコンが受信される以前から前記通信可能期間の終了時点まで前記指示信号を出力する前記指示信号発生器と
を備えることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のスペクトラムアナライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザに関して、特にＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムの測定が可能なスペクトラムアナライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特公平０６−０１９３９２号公報
【特許文献２】特公平０６−０１９３９５号公報
【０００４】
図４はこのような従来の高周波のスペクトラムアナライザの一例を示す構成ブロック図である。図４において１は減衰器、２はミキサ、３は周波数掃引を行うための掃引信号を発生させる掃引信号発生器、４は周波数が可変な発振器、５は増幅器、６は中間周波数信号を抽出するフィルタ、７は検波器、８はビデオフィルタ、９はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算手段、１０はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等の表示器、１００は被測定電磁波信号である。
【０００５】
また、減衰器１、ミキサ２及び発振器４は信号変換手段５０を、増幅器５、フィルタ６及び検波器７は検波手段５１を、ビデオフィルタ８、演算手段９及び表示器１０は演算表示手段５２をそれぞれ構成する。
【０００６】
被測定電磁波信号１００は減衰器１の入力端子に入力される。また、減衰器１の出力端子はミキサ２の一方の入力端子に接続される。
【０００７】
一方、掃引信号発生器３の出力端子は発振器４の制御端子に接続され、発振器４の出力端子はミキサ２の他方の入力端子に接続される。
【０００８】
ミキサ２の出力端子は増幅器５の入力端子に接続される。増幅器５の出力端子はフィルタ６を介して検波器７の入力端子に接続される。
【０００９】
検波器７の出力端子はビデオフィルタ８を介して演算手段９の垂直軸（縦軸）信号の入力端子に接続される。
【００１０】
また、掃引信号発生器３の出力端子は演算手段９の水平軸（横軸）信号の入力端子に接続される。演算手段９の出力端子は表示器１０の入力端子に接続される。
【００１１】
ここで、図４に示す従来例の動作を説明する。被測定電磁波信号１００は減衰器１によって振幅が調整され波形が整形されて、ミキサ２の入力端子に入力される。
【００１２】
一方、掃引信号が掃引信号発生器３によって出力されて発振器４に入力される。また、発振器４からの出力信号がミキサ２に入力される。この時、発振器４からの出力信号の周波数は掃引信号発生器３からの掃引信号によって掃引されて変化する。
【００１３】
減衰器１の出力信号及び発振器４からの出力信号はミキサ２においてミキシングされて一定の周波数（中間周波数信号（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＩＦ信号））に変換されて増幅器５に入力される。
【００１４】
すなわち、信号変換手段５０では被測定電磁波信号１００と発振器４からの出力信号とがミキシングされて中間周波数信号に変換されることになる。
【００１５】
中間周波数信号は増幅器５によって増幅されてフィルタ６に入力される。フィルタ６によって増幅器５からの出力から中間周波数信号が抽出されて検波器７に入力される。
【００１６】
また、検波器７によって中間周波数信号の振幅（信号強度）が検出されビデオフィルタ８に入力される。すなわち、検波手段５１では中間周波数信号の信号強度が検出されることになる。
【００１７】
信号強度はビデオフィルタ８によってノイズが取除かれて演算手段９に垂直軸（縦軸）信号として印加される。
【００１８】
他方、掃引信号発生器３の出力である発振器４の周波数を制御する掃引信号が演算手段９に水平軸（横軸）信号として印加される。
【００１９】
演算手段９は垂直軸（縦軸）信号及び水平軸（横軸）信号に基づいて横軸を周波数、縦軸を信号強度としてスペクトラムを表示器１０に表示させると共に、垂直軸（縦軸）信号及び水平軸（横軸）信号を記録し、各周波数における信号強度の最大値、最小値及び平均値を算出し、横軸を周波数、縦軸を信号強度として表示器１０に表示させる。
【００２０】
また、表示器１０の表示画面上では被測定電磁波信号１００のスペクトラムが横軸を周波数、縦軸を信号強度として表示される。
【００２１】
すなわち、演算表示手段５２では振幅及び掃引信号に基づき、横軸を周波数、縦軸を信号強度としてのスペクトラムを表示することになる。
【００２２】
この結果、信号変換手段によって被測定電磁波信号が中間周波数信号に変換され、検波手段によってこの中間周波数信号の信号強度が検出され、演算表示手段によって信号強度が垂直軸信号、掃引信号が水平軸信号としてスペクトラムが表示されることにより、被測定電磁波信号のスペクトラムを横軸が周波数、縦軸が信号強度のグラフとして表示して測定することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信について図５を用いて簡単に説明する。図５はＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信におけるビーコン信号を説明する説明図である。
【００２４】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は、８６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ及び２．４５ＧＨｚ付近の周波数を利用する無線通信で、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等の家電向け近距離無線通信において採用されている。
【００２５】
、
また、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信には、他の無線機器がチャネルを一定時間使用していないかを確認し一定時間待機した後にデータを送信するＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が採用されている。
【００２６】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信では、通信時間を配分するためにコーディネータと呼ばれる無線ネットワークを統制する無線機器から無線ネットワークに接続する複数の無線機器に定期的に図５中”ＢＣ１００”及び”ＢＣ１０１”に示すビーコン信号が送信される。
【００２７】
ビーコン信号には、無線機器が通信可能な期間の情報及び次にビーコン信号が発信されるまでのビーコン信号間隔の情報が含まれている。ちなみに、ビーコン信号の詳細な説明についてはここでは省略する。
【００２８】
例えば、図５中”ＢＣ１００”及び”ＢＣ１０１”に示すビーコン信号には、図５中”ＡＣ１００”及び”ＡＣ１０１”に示す無線機器が通信可能な期間の情報及び”ＢＳ１００”に示すビーコン信号間隔がそれぞれ含まれている。以下、無線機器が通信可能な期間を通信可能期間と呼ぶ。
【００２９】
また、複数の無線機器ではそれぞれこれらの通信可能期間を基準にして送受信処理が行われる。例えば、図５中”ＡＣ１００”及び”ＡＣ１０１”に示す通信可能期間を基準にして複数の無線機器では図５中”ＤＴ１０１”、”ＤＴ１０２”、”ＤＴ１０３”、”ＤＴ１０４”、”ＤＴ１０５”及び”ＤＴ１０６”に示すデータの送受信が行われる。
【００３０】
このため、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は通信可能期間を基準として断続的に送受信動作をすることにより、省電力で無線通信を可能とするものである。
【００３１】
しかし、図４に示す従来例では、ＩＥＥＥ８０２．１５．４が採用された無線通信のような送信電力が低く通信デューティが低い無線通信のスペクトラムを測定する場合に、以下の問題があった。
【００３２】
図４に示す従来例の問題点について図６、図７及び図８を用いて説明する。図６、図７及び図８は従来のスペクトラムアナライザの問題点を説明する説明図である。図６（ａ）は無線信号の発生期間を示す説明図、図７（ａ）はスペクトラムを測定する期間を示す説明図、図６（ｂ）、図７（ｂ）及び図８（ａ）はＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線信号のスペクトラムのグラフ、図６（ｃ）、図７（ｃ）及び図８（ｂ）はＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の無線信号のスペクトラムのグラフ、図７（ｄ）は測定結果の平均値、図８（ｃ）は測定結果の最大値のグラフである。
【００３３】
第１に、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラムを測定する場合、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信の通信デューティが低いことにより、スペクトラムアナライザの測定タイミングとＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線信号が発生するタイミングとが同期せず無線信号を測定することが出来ない。このため、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線信号を測定出来ないことにより、無線信号のスペクトラムを表示することができないといった問題点があった。
【００３４】
例えば、図６において、図６中”ＰＲ１００”及び”ＰＲ１０２”に示す信号発生期間では図６（ｃ）に示すようなスペクトラムが測定されるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等のＩＥＥＥ８０２．１５．４以外で同じ周波数を使用した無線通信が行われている。また、図６中”ＰＲ１０１”に示す信号発生期間では図６（ｂ）に示すようなスペクトラムが測定されるＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が行われている。
【００３５】
また、スペクトラムアナライザは、図６中”ＳＣ１００”、”ＳＣ１０１”、”ＳＣ１０２”、”ＳＣ１０３”に示すタイミングで無線信号のスペクトラムを測定するものとする。
【００３６】
この時、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は通信デューティが低いので、図６中”ＳＣ１００”、”ＳＣ１０１”、”ＳＣ１０２”、”ＳＣ１０３”に示すスペクトラムアナライザが測定するタイミングとＩＥＥＥ８０２．１５．４が採用された無線通信が行われるタイミングとは同期しない。
【００３７】
このため、スペクトラムアナライザが測定するタイミングがＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が行われるタイミングとは同期せずに、ＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の無線通信が行われるタイミングと同期することにより、図６中”ＳＣ１００”、”ＳＣ１０１”、”ＳＣ１０２”、”ＳＣ１０３”に示すタイミングにおいて図６（ｃ）に示すようなＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の無線信号のスペクトラムが測定されることになる。
【００３８】
また、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が行われるタイミングとスペクトラムアナライザが測定するタイミングとが偶然に同期することもあるが、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線信号の通信デューティが低い（例えば、１％）ことにより、同期する確率が低い。
【００３９】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線信号の発生タイミングとスペクトラムアナライザの測定タイミングとが同期する確率が低いことにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線信号を測定することが出来ずに無線信号のスペクトラムを表示することができないといった問題点があった。
【００４０】
また、第２に、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で通信を行う無線通信における特定のチャネルの無線信号のスペクトラムを測定する場合に、測定値の平均値表示がＩＥＥＥ８０２．１５．４以外で同じ周波数を使用する通信に占有されているように見えてしまうといった問題点があった。
【００４１】
例えば、図７において図７（ｂ）に示すようなスペクトラムのＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が時間の１％を占有し、図７（ｃ）に示すようなスペクトラムのＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の通信（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線通信）が時間の９９％を占有しているとする。
【００４２】
この場合、スペクトラムアナライザによって図７中”ＳＣ１００”、”ＳＣ１０１”、”ＳＣ１０２”、”ＳＣ１０３”、・・・、”ＳＣ１９８”及び”ＳＣ１９９”に示すタイミングで１００回測定されて算出された平均値は、図７（ｄ）に示すようなグラフが平均値として表示されることになる。
【００４３】
また、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は送信電力が小さく通信デューティが低いので、測定される信号強度が小さく、且つ、上述のようにスペクトラムアナライザの測定タイミングと同期する確率が低くスペクトラムを測定することが困難である。
【００４４】
このため、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は測定される信号強度が小さくスペクトラムアナライザの測定タイミングが合わずにスペクトラムを測定することが困難であることにより、図７（ｄ）のグラフではＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が１％分の通信に必要な時間を確保している事実がＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の無線通信の測定値に埋もれてしまい、ＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の無線通信によって占有されているように見えてしまう。
【００４５】
言い換えれば、図７（ｄ）のグラフからはＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信がチャネルを１％分の時間を占有して問題なく通信が行われていることが読み取れないことになる。
【００４６】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は測定される信号強度が小さくスペクトラムアナライザの測定タイミングが合わずにスペクトラムを測定することが困難であることにより、測定値の平均値表示からはＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が１％分の時間を占有し問題なく通信が行われていることが読み取れないといった問題点があった。
【００４７】
また、第３に、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で通信を行うＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信における特定のチャネルの無線信号のスペクトラムを測定する場合に、測定値の最大値がＩＥＥＥ８０２．１５．４以外で同じ周波数を使用するような無線通信に埋もれてしまい混信妨害を受けているように見えてしまうといった問題点があった。
【００４８】
例えば、特定のチャネルにおいて図８（ａ）及び（ｂ）に示すようなスペクトラムのＩＥＥＥ８０２．１５．４及びＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の通信が互いに混信妨害を受けずにそれぞれ通信が行われている場合、測定値の最大値は図８（ｃ）に示すように表示される。
【００４９】
この時、図８（ｃ）に示すような測定値の最大値表示では、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信がＩＥＥＥ８０２．１５．４以外の無線通信から混信妨害を受けているように見えてしまう。
【００５０】
すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は問題無く通信を行っているにも関わらず、実際の通信状況とスペクトラムアナライザによる測定値の最大値のグラフとは内容の食い違いが生じていることになる。
【００５１】
このように、測定値の最大値のグラフではＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は送信電力が小さくスペクトラムアナライザで測定される信号強度が小さいことにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４以外で同じ周波数を使用する無線通信に埋もれてしまい、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信は問題無く通信を行っているにも関わらず混信妨害を受けているように見えてしまうといった問題点があった。
【００５２】
これらのように、図４に示す従来例では、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信方式が採用された無線機器の無線通信のスペクトラムを測定する場合に、上述したような複数の問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能なスペクトラムアナライザを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５３】
上記のような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザにおいて、
受信したビーコン信号から抽出された通信可能期間中に指示信号を出力する指示信号発生手段と、前記指示信号に基づき掃引信号を出力する掃引信号発生器と、被測定電磁波信号と前記掃引信号で周波数が掃引される信号とをミキシングして中間周波数信号に変換する信号変換手段と、前記中間周波数信号の信号強度を検出する検波手段と、前記信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを表示する演算表示手段とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００５４】
請求項２記載の発明は、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザにおいて、
受信したビーコン信号から抽出された通信可能期間中に指示信号を出力する指示信号発生手段と、掃引信号を出力する掃引信号発生器と、被測定電磁波信号と前記掃引信号で周波数が掃引される信号とをミキシングして中間周波数信号に変換する信号変換手段と、前記中間周波数信号の信号強度を検出する検波手段と、前記指示信号が出力される期間中に出力される信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを表示する演算表示手段とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００５５】
請求項３記載の発明は、
請求項１若しくは請求項２記載の発明であるスペクトラムアナライザにおいて、
前記指示信号発生手段が、ビーコン信号を受信するアンテナと、ビーコン信号を検出するビーコン信号検出器と、前記ビーコン信号から通信可能期間を抽出する情報抽出器と、前記通信可能期間中に前記指示信号を出力する指示信号発生器とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００５６】
請求項４記載の発明は、
請求項１若しくは請求項２記載の発明であるスペクトラムアナライザにおいて、
前記信号変換手段が、前記掃引信号で周波数が掃引される信号を出力する発振器と、被測定電磁波信号を減衰させる減衰器と、前記減衰器の出力信号と前記発振器からの出力信号とをミキシングして中間周波数信号に変換するミキサとを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００５７】
請求項５記載の発明は、
請求項１若しくは請求項２記載の発明であるスペクトラムアナライザにおいて、
前記検波手段が、前記中間周波数信号を抽出するフィルタと、前記フィルタからの出力の信号強度を検出する検波器とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００５８】
請求項６記載の発明は、
請求項１記載の発明であるスペクトラムアナライザにおいて、
前記演算表示手段が、スペクトラムを表示する表示器と前記信号強度及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを前記表示器に表示させる演算手段とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００５９】
請求項７記載の発明は、
請求項２記載の発明であるスペクトラムアナライザにおいて、
前記演算表示手段が、スペクトラムを表示する表示器と、前記信号強度を順次格納するとともに前記指示信号が出力される期間中に信号強度を出力するメモリと、このメモリの出力及び前記掃引信号に基づきスペクトラムを前記表示器に表示させる演算手段とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００６０】
請求項８記載の発明は、
請求項１若しくは請求項２記載の発明であるスペクトラムアナライザにおいて、
前記指示信号発生手段が、ビーコン信号を受信するアンテナと、ビーコン信号を検出するビーコン信号検出器と、前記ビーコン信号からビーコン信号間隔及び通信可能期間を抽出する前記情報抽出器と、このビーコン信号間隔及びこの通信可能期間に基づき次のビーコンが受信される以前から前記通信可能期間の終了時点までの間に前記指示信号を出力する前記指示信号発生器とを備えることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１、３、４、５、６及び請求項８の発明によれば、
指示信号発生手段によって受信されたビーコン信号から通信可能期間が抽出されて通信可能期間中に指示信号が出力され、指示信号が出力されている間に掃引信号発生器によって掃引信号が発生されることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【００６２】
請求項２、３、４、５、７及び請求項８の発明によれば、
メモリによって測定内容が順次格納され、指示信号発生手段によって受信されたビーコン信号から通信可能期間が抽出されて通信可能期間中に指示信号が出力され、指示信号が出力されている間にメモリが測定内容を演算手段に出力することにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例を示す構成図である。
【００６４】
図１において１１は被測定電磁波信号を減衰させる減衰器、１２はミキサ、１３は周波数掃引を行うための掃引信号を発生させる掃引信号発生器、１４は周波数が可変な発振器、１５は増幅器、１６は中間周波数信号を抽出するフィルタ、１７は検波器、１８はビデオフィルタ、１９はＣＰＵ等の演算手段、２０はＣＲＴ等の表示器、２１はアンテナ、２２はビーコン信号検出器、２３は情報抽出器、２４はサンプリング指示信号（以下、指示信号）を発生する指示信号発生器、１１０はＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信方式が採用された無線機器から発信される被測定電磁波信号、１１１はビーコン信号である。
【００６５】
また、減衰器１１、ミキサ１２及び発振器１４は信号変換手段６０を、増幅器１５、フィルタ１６及び検波器１７は検波手段６１を、ビデオフィルタ１８、演算手段１９及び表示器２０は演算表示手段６２を、アンテナ２１、ビーコン信号検出器２２、情報抽出器２３及び指示信号発生器２４は指示信号発生手段６３をそれぞれ構成する。
【００６６】
ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信における被測定電磁波信号１１０が減衰器１１を介してミキサ１２の一方の入力端子に入力される。
【００６７】
一方、ビーコン信号１１１がアンテナ２１を介してビーコン信号検出器２２の入力端子に入力される。
【００６８】
ビーコン信号検出器２２の出力端子は情報抽出器２３の入力端子に接続される。また、情報抽出器２３の出力端子は指示信号発生器２４に接続され、指示信号発生器２４の出力端子は掃引信号発生器１３の制御端子に接続される。
【００６９】
掃引信号発生器１３の出力端子は発振器１４の制御端子に接続され、発振器１４の出力端子はミキサ１２の他方の入力端子に接続される。
【００７０】
ミキサ１２の出力端子は増幅器１５の入力端子に接続される。増幅器１５の出力端子はフィルタ１６を介して検波器１７の入力端子に接続される。
【００７１】
検波器１７の出力端子はビデオフィルタ１８を介して演算手段１９の垂直軸（縦軸）信号の入力端子に接続される。
【００７２】
また、掃引信号発生器１３の出力端子は演算手段１９の水平軸（横軸）信号の入力端子に接続される。演算手段１９の出力端子は表示器２０の入力端子に接続される。
【００７３】
ここで、図１に示す本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例の動作について図２を用いて説明する。図２は本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例の動作を説明する説明図である。
【００７４】
被測定電磁波信号１１０は減衰器１１によって振幅の調整及び波形の整形等の処理が施され減衰されて、ミキサ１２の入力端子に入力される。
【００７５】
ビーコン信号１１１はコーディネータ（図示せず）から出力され、アンテナ２１によって受信される。また、アンテナ２１の出力端子からの出力はビーコン信号検出器２２に入力される。
【００７６】
ビーコン信号検出器２２によってアンテナ２１で受信された信号からビーコン信号が検出されて情報抽出器２３に出力される。
【００７７】
例えば、図２に示すように図２中”ＡＴ１１０”に示すタイミングで図２中”ＢＣ１１０”に示すビーコン信号がアンテナ２１によって受信され、情報抽出器２３に出力される。
【００７８】
情報抽出器２３によってビーコン信号から通信可能期間が抽出されて指示信号発生器２４に出力される。
【００７９】
例えば、情報抽出器２３によってビーコン信号から図２中”ＡＣ１１０”に示す通信可能期間が検出されて指示信号発生器２４に出力される。
【００８０】
この通信可能期間に基づいて、指示信号発生器２４から掃引信号発生部１３に通信可能期間中に指示信号が出力される。
【００８１】
例えば、指示信号発生器２４から掃引信号発生部１３に図２中”ＡＣ１１０”に示す通信可能期間中に図２中”ＳＰ１１０”に示す指示信号が出力される。
【００８２】
言い換えれば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラムが測定可能となる期間中は指示信号発生器２４から指示信号が出力されることとなる。
【００８３】
すなわち、指示信号発生手段６３では受信したビーコン信号から検出された通信可能期間中に指示信号が出力されることになる。
【００８４】
また、図２中”ＡＴ１１２”に示すタイミングでコーディネータから出力される図２中”ＢＣ１１１”に示すビーコン信号も同様に処理され、図２中”ＡＣ１１１”に示す通信可能期間中に図２中”ＳＰ１１０”に示す指示信号が出力される。
【００８５】
指示信号発生器２４からの指示信号に基づいて掃引信号発生器１３から掃引信号が出力され、発振器１４に入力される。
【００８６】
この時、掃引信号発生器１３では指示信号発生器２４から出力される指示信号が出力される期間中は掃引信号が出力される。
【００８７】
例えば、指示信号発生器２４によって図２中”ＳＰ１１０”に示す指示信号が出力される期間中は、掃引信号発生器１３によって図２中”ＳＷ１１０”に示す掃引信号が出力される。
【００８８】
このため、通信可能期間中に指示信号発生器によって指示信号が出力され、指示信号が出力される間に掃引信号発生器によって掃引信号が出力されることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラムのみを測定することが可能となる。
【００８９】
一方、発振器１４から出力信号がミキサ１２に入力される。この時、発振器１４からの出力信号の周波数は掃引信号によって掃引されて変化する。
【００９０】
減衰器１１の出力信号及び発振器１４からの出力信号はミキサ１２においてミキシングされて一定の周波数（中間周波数信号（ＩＦ信号））に変換されて増幅器１５に入力される。
【００９１】
すなわち、信号変換手段６０では被測定電磁波信号１１０と発振器１４からの出力信号とがミキシングされて中間周波数信号に変換されることになる。
【００９２】
中間周波数信号は増幅器１５によって増幅されてフィルタ１６に入力される。フィルタ１６によって増幅器１５からの出力から中間周波数信号が抽出されて検波器１７に入力される。
【００９３】
フィルタ１６の出力信号は検波器１７によってその振幅（信号強度）が検出されビデオフィルタ１８に入力される。すなわち、検波手段６１では、中間周波数信号の信号強度が検出されることとなる。
【００９４】
この信号強度はビデオフィルタ１８においてノイズが取除かれ、演算手段１９に垂直軸（縦軸）信号として印加される。
【００９５】
他方、掃引信号発生器１３の出力である発振器１４の周波数を制御する掃引信号が演算手段１９に水平軸（横軸）信号として印加される。
【００９６】
演算手段１９は垂直軸（縦軸）信号及び水平軸（横軸）信号に基づいて横軸を周波数、縦軸を信号強度としてスペクトラムを表示器２０に表示させると共に、演算手段１９は垂直軸（縦軸）信号及び水平軸（横軸）信号を記録し、各周波数における信号強度の最大値、最小値及び平均値を算出し、横軸を周波数、縦軸を信号強度として表示器２０に表示させる。
【００９７】
また、表示器２０の表示画面上では横軸を周波数、縦軸を信号強度として被測定電磁波信号１１０のスペクトラムが表示される。
【００９８】
すなわち、演算表示手段６２では掃引信号及び検波手段６１で検出された信号強度に基づいて、横軸を周波数、縦軸を信号強度として被測定電磁波信号１１０のスペクトラムが表示されることになる。
【００９９】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信が行われる期間中に掃引信号発生器１３から掃引信号が出力されＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラムのみを測定することにより、測定したＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラム、観測した期間の平均値及び期間内の最大値のスペクトラムを表示することが可能となる。
【０１００】
また、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のみのスペクトラムを測定することにより、従来のようにＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信がＩＥＥＥ８０２．１５．４以外で同じ周波数を使用する無線通信によって混信妨害を受けているように表示されることはなくなる。
【０１０１】
この結果、指示信号発生手段によってビーコン信号から通信可能期間が抽出され、この通信可能期間中に指示信号が指示信号発生手段から出力され、指示信号が受信されている間に掃引信号発生器から掃引信号が出力されることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【０１０２】
なお、図１等に示す実施例では、ビーコン信号１１１はアンテナ２１を介してビーコン信号検出器２２の入力端子に接続されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、アンテナはルータ、若しくは、コーディネータの近傍に設置され同軸ケーブル等のケーブルを用いてビーコン信号をビーコン信号検出器に伝送するものであっても構わない。
【０１０３】
また、図１等に示す実施例では、振幅（信号強度）がビデオフィルタ１８によってノイズが取除かれて演算手段１９に垂直軸（縦軸）信号として印加され、演算手段１９がスペクトラムを表示器２０に表示させると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、演算手段が信号強度のノイズを取除きこの信号強度を垂直軸（縦軸）信号としてスペクトラムを表示器に表示させるものであっても構わない。
【０１０４】
また、図１等に示す実施例では、ビーコン信号検出器２２によってアンテナ２１で受信された信号からビーコン信号が検出され、情報抽出器２３によってこのビーコン信号から通信可能期間が抽出されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、情報抽出器がルータ、若しくは、コーディネータの近傍に設置され、情報抽出器によってビーコン信号から通信可能期間が抽出され、指示信号発生器に通信可能期間が出力されるものであっても構わない。
【０１０５】
また、図１等に示す実施例では、表示器２０の表示画面上には横軸を周波数、縦軸を信号強度として被測定電磁波信号１１０のスペクトラムが表示されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、スペクトラムが表示されるものであれば縦軸を周波数、横軸を信号強度として表示するものであっても構わない。
【０１０６】
また、図１等に示す実施例では、検波手段６１で検出された信号強度はビデオフィルタ１８においてノイズが取除かれてメモリ２５に出力され、ビデオフィルタ１８からの出力はメモリ２５に順次格納されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、メモリはビデオフィルタからの出力を上書き記録するようなリングメモリで構成されるものであっても構わない。
【０１０７】
また、図１等に示す実施例では、情報抽出器２３によって抽出された通信可能期間に基づいて、通信可能期間中に指示信号発生器２４から掃引信号発生部１３に指示信号が出力されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、情報抽出器がビーコン信号からビーコン信号間隔を抽出し、次のビーコンが受信されるより前から指示信号発生器から指示信号が出力されるものであっても構わない。
【０１０８】
例えば、情報抽出器がビーコン信号に含まれる図２中”ＢＳ１１０”に示すビーコン信号間隔を抽出する。
【０１０９】
指示信号発生手段には、このビーコン信号間隔に基づき次のビーコン信号が受信される以前に指示信号が発生されるようにタイマーが設定される。
【０１１０】
すなわち、次のビーコンが受信される以前に指示信号発生手段によって指示信号が出力されることになる。
【０１１１】
このため、次のビーコンが受信されるより前から指示信号が指示信号発生器から出力されることにより、ビーコン信号が受信されるタイミングを含むその前後の期間のスペクトラムを測定することが可能となる。
【０１１２】
また、図１等に示す実施例では、指示信号発生手段によってビーコン信号から通信可能期間が抽出され、この通信可能期間中に指示信号が指示信号発生手段から出力され、指示信号が受信されている間に掃引信号発生器から掃引信号が出力されることにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラムを測定すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、検波手段５１からの出力を順次格納するメモリが設置され、指示信号発生器から指示信号が出力される期間中にメモリから測定内容が演算手段に出力されてスペクトラムが表示器に表示されるものであっても構わない。
【０１１３】
例えば、検波手段５１からの出力を順次格納するメモリが設置された実施例について図３を用いて説明する。図３は本発明に係るスペクトラムアナライザの実施例を示す構成ブロック図である。２５はメモリである。図３において１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、６０、６１、６２及び６３は図１と同一符号を付してある。
【０１１４】
ちなみに、図３に示す本発明に係るスペクトラムアナライザの実施例における構成は指示信号発生器２４及びメモリ２５に係る構成以外は図１と同様の構成であるため説明を適宜省略する。
【０１１５】
情報抽出器２３の出力端子は指示信号発生器２４の入力端子に接続され、指示信号発生器２４の出力端子はメモリ２５の制御端子に接続される。
【０１１６】
一方、検波器１７の出力端子はビデオフィルタ１８を介してメモリ２５の入力端子に接続される。メモリ２５の出力端子は演算手段１９の垂直軸（横軸）信号の入力端子に接続される。
【０１１７】
また、掃引信号発生器１３の出力端子は演算手段１９の水平軸（横軸）信号の入力端子に接続される。演算手段１９の出力端子は表示器２０の入力端子に接続される。
【０１１８】
ここで、図３に示す本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例の動作について説明する。
【０１１９】
また、図３に示す本発明に係るスペクトラムアナライザの一例における動作は指示信号発生器２４及びメモリ２５に係る動作以外は図１と同様の動作であるため説明を適宜省略する。
【０１２０】
信号変換手段６０では被測定電磁波信号１１０と発振器１４からの出力信号とがミキシングされて中間周波数信号に変換される。また、検波手段６１では中間周波数信号の振幅（信号強度）が検出される。
【０１２１】
検波手段６１で検出された信号強度はビデオフィルタ１８においてノイズが取除かれてメモリ２５に出力される。ビデオフィルタ１８からの出力はメモリ２５に順次格納される。すなわち、メモリ２５では信号強度が順次格納されることになる。
【０１２２】
一方、情報抽出器２３によってビーコン信号から抽出された通信可能期間中に指示信号発生器２４からメモリ２５に指示信号が出力される。
【０１２３】
言い換えれば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信のスペクトラムが測定可能となる期間中は指示信号発生器２４からメモリ２５に指示信号が出力されることになる。
【０１２４】
すなわち、指示信号発生手段６３ではビーコン信号から抽出された通信可能期間中にメモリ２５に指示信号が出力されることになる。
【０１２５】
指示信号発生器２４から指示信号が出力される期間中にメモリ２５が測定内容を演算手段１９に出力する。また、メモリ２５からの出力は垂直軸（縦軸）信号として演算手段１９に印加される。
【０１２６】
他方、掃引信号発生器１３の出力である発振器１４の周波数を制御する掃引信号が演算手段１９に水平軸（横軸）信号として印加される。
【０１２７】
演算手段１９は垂直軸（縦軸）信号及び水平軸（横軸）信号に基づいて横軸を周波数、縦軸を信号強度としてスペクトラムを表示器２０に表示させると共に、演算手段１９は垂直軸（縦軸）信号及び水平軸（横軸）信号を記録し、各周波数における信号強度の最大値、最小値及び平均値を算出し、横軸を周波数、縦軸を信号強度として表示器２０に表示させる。
【０１２８】
また、表示器２０の表示画面上では横軸を周波数、縦軸を信号強度として被測定電磁波信号１１０のスペクトラムが表示される。
【０１２９】
演算表示手段６２では掃引信号及び検波手段６１で検出された信号強度に基づいて、横軸を周波数、縦軸を信号強度として被測定電磁波信号１１０のスペクトラムが表示される。
【０１３０】
この結果、メモリによって測定内容が順次格納され、指示信号が入力される期間中にメモリが測定内容を演算手段に出力することにより、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信に係る電磁波のスペクトラムを測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例の動作を説明する説明図である。
【図３】本発明に係るスペクトラムアナライザの実施例を示す構成ブロック図である。
【図４】従来のスペクトラムアナライザの一例を示す構成ブロック図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１５．４の無線通信におけるビーコン信号を説明する説明図である。
【図６】従来のスペクトラムアナライザの問題点を説明する説明図である。
【図７】従来のスペクトラムアナライザの問題点を説明する説明図である。
【図８】従来のスペクトラムアナライザの問題点を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１、１１  減衰器
２、１２  ミキサ
３、１３  掃引信号発生器
４、１４  発振器
５、１５  増幅器
６、１６  フィルタ
７、１７  検波器
８、１８  ビデオフィルタ
９、１９  演算手段
１０、２０  表示器
２１  アンテナ
２２  ビーコン信号検出器
２３  情報抽出器
２４  指示信号発生器
２５  メモリ
５０、６０  信号変換手段
５１、６１  検波手段
５２、６２  演算表示手段
６３  指示信号発生手段
１００、１１０  被測定電磁波信号
１１１  ビーコン信号
【図１】
2008122311.tif 000003
【図２】
2008122311.tif 000004
【図３】
2008122311.tif 000005
【図４】
2008122311.tif 000006
【図５】
2008122311.tif 000007
【図６】
2008122311.tif 000008
【図７】
2008122311.tif 000009
【図８】
2008122311.tif 000010