(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮシステム等においては、無線ＬＡＮ基地局とノイズ源が同じ室内に設置され、無線ＬＡＮ基地局がノイズ源と隣り合わせて設置される場合があり、通信環境が低下する。【解決手段】無線信号受信用アンテナ１０２、ノイズスキャン用アンテナ１０４、アンテナ１０２と１０４間の距離と減衰率との関係を示すテーブルを有する減衰率蓄積部１０８、アンテナ１０２と１０４間の距離を設定する距離設定記憶部１０９、アンテナ１０４からの受信信号をアンテナ間の距離に対応する減衰率で減衰させる減衰回路部１０７、アンテナ１０２からの受信信号から減衰回路部１０７の出力信号を減算することによりアンテナ１０２からの受信信号のノイズを低減する減算回路１１０とを具備する。【選択図】          図２
2004173063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離に応じた最適減衰率を設定する手段と、前記第２のアンテナからの受信信号を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算し、前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離と減衰率との関係を示すデータが蓄積されたテーブルと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離を設定する手段と、設定された距離に対応する前記テーブルの減衰率で前記第２のアンテナからの受信信号を減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項３】
前記第２のアンテナはノイズ源の近傍に設置されていることを特徴とする請求項１、２に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離に応じた最適減衰率を設定する手段と、前記第２のアンテナからの受信信号を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する減算手段とを含み、前記減衰率設定手段は、前記減衰手段の減衰率を変えながら、前記減算手段の出力信号のエラー発生率を測定し、測定したエラー発生率が最小となる減衰率を最適減衰率として設定することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項５】
前記第２のアンテナはノイズ源の近傍に設置されていることを特徴とする請求項４に記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
前記最適減衰率を定期的に最適減衰率に更新する手段を有することを特徴とする請求項５に記載のノイズ低減装置。
【請求項７】
無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナからの受信信号のピーク値と前記第２のアンテナからの受信信号のピーク値とのレベル差を検出する手段と、検出されたレベル差に基づいて減衰率を算出する手段と、前記第２のアンテナからの受信信号を前記算出手段で算出された減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項８】
無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、ノイズ送信用の第３のアンテナと、前記ノイズスキャン用の第２のアンテナで受信したノイズ信号と逆位相の信号を生成する手段と、生成された逆位相信号を前記ノイズ送信用の第３のアンテナから送信することにより、前記第１のアンテナの受信信号のノイズ成分を相殺する手段とを備えたことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項９】
無線信号を受信する第１のアンテナと、疑似信号を生成する手段と、前記疑似信号を送信する第２のアンテナと、前記第２のアンテナの近傍に設けられ、前記第２のアンテナから送信された疑似信号を受信する第３のアンテナと、前記第１のアンテナと第３のアンテナで受信した信号のレベル差を検出する手段と、検出されたレベル差に応じて最適減衰率を設定する手段と、前記第３のアンテナからの受信信号を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１０】
無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離に応じた最適減衰率を設定する手段と、前記第１のアンテナからの受信信号のピーク値を検出する第１のピーク値検出手段と、前記第２のアンテナからの受信信号のピーク値を検出する第２のピーク値検出手段と、前記第１のピーク値検出手段と第２のピーク値検出手段で検出されたピーク値を比較する手段と、前記比較手段の比較結果に基づいてピーク値の大きい受信信号からノイズ成分を抽出する手段と、抽出されたノイズ成分を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１１】
前記設定手段は、前記減衰手段の減衰率を変えながら、前記減算手段の出力信号のエラー発生率を測定し、測定したエラー発生率が最小となる減衰率を最適減衰率として設定することを特徴とする請求項１０に記載のノイズ低減装置。
【請求項１２】
前記設定手段は、前記第１のアンテナからの受信信号のピーク値と前記第２のアンテナからの受信信号のピーク値とのレベル差を検出し、検出したレベル差に基づいて最適減衰率を算出することを特徴とする請求項１０に記載のノイズ低減装置。
【請求項１３】
前記第１のアンテナからの受信信号のエラー発生率を測定する手段と、測定されたエラー発生率と予め設定された規定値とを比較する手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて前記第２のアンテナの電源のオン／オフを制御する手段とを有することを特徴とする請求項１〜１２に記載のノイズ低減装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のノイズ低減装置を有することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置で受信する無線信号のノイズを低減乃至除去するノイズ低減装置、特に、通信環境の悪い無線ネットワーク等においてノイズを低減乃至除去するのに好適なノイズ低減装置及びそれを用いた無線ＬＡＮ基地局装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線による通信を行う種々のシステムでは、ノイズによる影響は避けられない問題である。近年、無線ＬＡＮシステムと呼ばれるシステムが開発されており、このシステムはサーバーとパソコンを無線で結び、パソコンからデータ通信等を行うシステムである。
【０００３】
このようなシステムでは、屋内にパソコンが設置され、同じ屋内に無線ＬＡＮ基地局が設置されるため、無線ＬＡＮ基地局は家屋内で使用される様々なノイズ源と隣り合わせて設置される場合がある。家屋内で使用されるノイズ源としては、家電製品があるが、特に、無線ＬＡＮ基地局における周波数帯域と同じ帯域の周波数のノイズを発生するノイズ源が隣り合わせて設置されるとノイズの影響を受け、無線環境が劣悪なものとなってしまう。例えば、無線ＬＡＮ基地局における周波数帯域と同じ周波数のノイズを発生する家電製品としては、電子レンジがあり、この近傍に無線ＬＡＮ基地局が設置されることがある。
【０００４】
従来の無線システムのノイズ対策としては、例えば、ダイバシティー方式が知られている。これは、２つのアンテナを用いて受信感度の良い方のアンテナから受信するという方法である。
【０００５】
また、特開２０００−２９３９６５に記載されているように予め発生が想定されるノイズをサンプリングして、不揮発性メモリに書き込んでおき、ノイズが発生した時にそれをメモリから読み出して同種類のノイズが混入した音声信号からそのノイズを減算する方法がある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２９３９６５（段落００１１〜００１３、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のダイバシティー方式は、ノイズを低減するものではないため、無線装置やシステムの近傍にノイズ源があった時には、ノイズの影響を受けてしまい、ノイズ低減効果は得られない。
【０００８】
また、特開２０００−２９３９６５の方法では、予め想定したノイズに対してのみノイズ低減効果が得られるものであり、例えば、装置の設置場所を移動する等して、予め想定したノイズ以外のノイズが混入された場合には、ノイズ低減効果は得られなかった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、装置やシステムの設置場所によらず、設置環境に応じて確実にノイズを低減乃至除去することが可能なノイズ低減装置及びそれを用いた無線ＬＡＮ基地局装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のノイズ低減装置は、上記目的を達成するため、無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離に応じた最適減衰率を設定する手段と、前記第２のアンテナからの受信信号を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算し、前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のノイズ低減装置は、無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離と減衰率との関係を示すデータが蓄積されたテーブルと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離を設定する手段と、設定された距離に対応する前記テーブルの減衰率で前記第２のアンテナからの受信信号を減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のノイズ低減装置は、無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離に応じた最適減衰率を設定する手段と、前記第２のアンテナからの受信信号を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する減算手段とを含み、前記減衰率設定手段は、前記減衰手段の減衰率を変えながら、前記減算手段の出力信号のエラー発生率を測定し、測定したエラー発生率が最小となる減衰率を最適減衰率として設定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のノイズ低減装置は、無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナからの受信信号のピーク値と前記第２のアンテナからの受信信号のピーク値とのレベル差を検出する手段と、検出されたレベル差に基づいて減衰率を算出する手段と、前記第２のアンテナからの受信信号を前記算出手段で算出された減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のノイズ低減装置は、無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、ノイズ送信用の第３のアンテナと、前記ノイズスキャン用の第２のアンテナで受信したノイズ信号と逆位相の信号を生成する手段と、生成された逆位相信号を前記ノイズ送信用の第３のアンテナから送信することにより、前記第１のアンテナの受信信号のノイズ成分を相殺する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のノイズ低減装置は、無線信号を受信する第１のアンテナと、疑似信号を生成する手段と、前記疑似信号を送信する第２のアンテナと、前記第２のアンテナの近傍に設けられ、前記第２のアンテナから送信された疑似信号を受信する第３のアンテナと、前記第１のアンテナと第３のアンテナで受信した信号のレベル差を検出する手段と、検出されたレベル差に応じて最適減衰率を設定する手段と、前記第３のアンテナからの受信信号を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のノイズ低減装置は、無線信号を受信する第１のアンテナと、ノイズスキャン用の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと第２のアンテナ間の距離に応じた最適減衰率を設定する手段と、前記第１のアンテナからの受信信号のピーク値を検出する第１のピーク値検出手段と、前記第２のアンテナからの受信信号のピーク値を検出する第２のピーク値検出手段と、前記第１のピーク値検出手段と第２のピーク値検出手段で検出されたピーク値を比較する手段と、前記比較手段の比較結果に基づいてピーク値の大きい受信信号からノイズ成分を抽出する手段と、抽出されたノイズ成分を前記最適減衰率で減衰させる手段と、前記第１のアンテナからの受信信号から前記減衰手段の出力信号を減算することにより前記第１のアンテナからの受信信号のノイズを低減する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の無線ＬＡＮ基地局装置は、上記ノイズ低減装置を有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、本発明のノイズ低減装置を上述のような無線ＬＡＮシステムに用いた場合の例を説明する。無線ＬＡＮシステムとは、前述のようにサーバーとパソコンを無線ネットワークで結び、パソコンから無線や有線のネットワークを介してデータ通信等を行うものである。以下の実施形態では、無線ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が屋内に設置され、この無線ＬＡＮ基地局に本発明のノイズ低減装置を使用することで、ノイズ源による無線環境の悪化を改善する場合を説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明によるノイズ低減装置の第１の実施形態の構成を示す概略構成図ある。図１において、１０１はアンテナ１０２を有する無線装置であり、上述のように無線ＬＡＮ基地局とする。また、１０３はノイズ源であり、例えば、無線ＬＡＮと同様の周波数帯域のノイズを発生する電子レンジとする。無線装置１０１は室内に設置され、同じ室内の無線装置１０１の近傍にノイズ源である電子レンジ１０３が設置されているものとする。無線装置１０１には無線信号受信用アンテナ１０２とは別にノイズ信号スキャン用のアンテナ１０４が設けられており、このアンテナ１０４は可能な限りノイズ源１０３に近づけて設置されている。
【００２０】
図２は図１の無線装置１０１の構成を示すブロック図である。なお、図１、図２における無線装置１０１（無線ＬＡＮ基地局）の構成は、従来公知の無線ＬＡＮ基地局と同等であるので、その構成に関しては省略し、ノイズ低減に関する構成のみ示している。これは、後述する全ての実施形態において同様である。図中１０５は無線信号受信用アンテナ１０２からの無線信号を受信する受信回路部、１０６はノイズスキャン用アンテナ１０４からの無線信号を受信する受信回路部である。受信回路部１０５、１０６はそれぞれアンテナからの受信信号を増幅して出力する。受信回路部１０５、１０６の増幅率は同じとする。また、１０７は受信回路部１０６の受信信号を減衰率蓄積部１０８からの減衰率に応じて減衰させる減衰回路部、１０９はアンテナ１０２とアンテナ１０４間の距離を記憶する距離設定記憶部である。
【００２１】
距離設定記憶部１０９には、予めアンテナ１０２とアンテナ１０４間の距離を測定して測定結果が設定されている。また、減衰率蓄積部１０８は予めアンテナ１０２とアンテナ１０４間の距離と減衰率との関係を示すデータをテーブルとして持っており、減衰回路部１０７は減衰率蓄積部１０８のテーブルの減衰率のうち、距離設定記憶部１０９に設定されたアンテナ間の距離に対応する減衰率を用いて受信回路部１０６の受信信号を減衰させる。減算回路部１１０はアンテナ１０２の無線信号を受信する受信回路部１０５の信号から、減衰回路部１０７の出力信号を減算し、アンテナ１０２からの受信信号のノイズを低減或いは除去する減算回路部である。
【００２２】
次に、本実施形態の動作について説明する。アンテナ１０２からの無線信号は受信回路部１０５で受信され、アンテナ１０４からのノイズ信号は受信回路部１０６で受信され、それぞれ所定の増幅率で増幅される。この場合、  アンテナ１０４はノイズ源１０３からのノイズを受信することから、アンテナ１０２の受信信号に混入しているノイズを低減或いは除去するためには、アンテナ１０２の受信信号からアンテナ１０４で受信したノイズを減算すれば良い。但し、アンテナ１０２とノイズ源１０３の距離はアンテナ１０４とノイズ源１０３の距離より離れているため、アンテナ１０２の受信信号に混入しているノイズレベルはアンテナ１０４の受信したノイズレベルより小さい。
【００２３】
本実施形態では、アンテナ１０４からのノイズ信号を予め定めた減衰率、即ち、アンテナ１０２とアンテナ１０４間の距離に応じた減衰率で減衰させ、無線信号を受信するアンテナ１０２からの受信信号より、前述のように減衰させたノイズ信号を減算することでアンテナ１０２からの無線信号のノイズ成分を低減或いは除去している。
【００２４】
具体的には、減衰回路部１０７はアンテナ１０４からの信号を受信する受信回路部１０６のノイズ信号を予め定めた減衰率で減衰させる。即ち、減衰回路部１０７は減衰率蓄積部１０８に蓄積されている予め定めた減衰率Ｃで受信回路部１０６の信号を減衰させて減算回路部１１０に出力する。ここで、予め定めた減衰率Ｃとは、アンテナ１０２とアンテナ１０４の距離を予め測定しておき、アンテナ１０４の設置時にその距離を距離設定記憶部１０９に設定しておく。
【００２５】
また、減衰率はアンテナの特性により異なるため、予め使用するアンテナ１０２とアンテナ１０４を決め、それを用いてアンテナ間の距離と減衰率の相関関係を測定し、このデータを減衰率記憶部１０８にテーブルとして持たせておく。従って、減衰回路１０７は減衰率記憶部１０８のテーブルの減衰率のうち、距離設定記憶部１０９に設定されたアンテナ間の距離に対応する減衰率を用いて受信回路部１０６の信号を減衰させる。
【００２６】
減算回路部１１０はアンテナ１０２からの無線信号を受信する受信回路部１０５の信号から、減衰回路部１０７の信号を減算することでアンテナ１０２からの無線信号のノイズを低減乃至除去する。ここで、アンテナ１０２からの信号を受信する受信回路部１０５の出力信号レベルをＡ、アンテナ１０４からの信号を受信する受信回路部１０６の出力レベルをＢ、予め定めた減衰率をＣとすると、減算回路部１１０のノイズを低減乃至除去した出力信号レベルＤは、以下の式（１）の通りとなる。
【００２７】
Ｄ＝Ａ−（Ｂ×Ｃ）      …（１）
ここで、アンテナ間の距離と減衰率との関係を記憶するテーブルは、予め工場出荷前に作成する。このテーブルの作成方法としては、例えば、アンテナ１０４の極近傍にノイズ源１０３に見立てた発信源を設置し、アンテナ１０２と１０４の距離を変化させながらアンテナ１０２の受信感度を測定する。この時、アンテナ１０４の受信感度を１とすると、アンテナ１０２の受信感度は１以下の値となり、このアンテナ１０２の受信感度の値が減衰率となる。
【００２８】
具体的には、アンテナ１０２とアンテナ１０４の距離を、例えば、１ｍ、５ｍ、１０ｍというように変化させ、各々の距離の場合のアンテナ１０２の受信感度を測定する。この時、アンテナ１０４の受信感度を１．０として、各距離におけるアンテナ１０２の受信感度が、例えば、０．９、０．５、０．１であるとすると、減衰率は距離１ｍの場合は０．９、距離５ｍの場合は０．５、距離１ｍの場合は０．１となる。このようにして距離と減衰率の関係を示すテーブルを作成し、減衰率蓄積部１０８のメモリに記憶させて出荷する。
【００２９】
一方、無線ＬＡＮ基地局１０１を設置する場合には、例えば、工事担当者がアンテナ１０２とアンテナ１０４間の距離を測定し、測定結果を距離設定記憶部１０９に設定する。この場合、室内に電子レンジ等のノイズ源があれば、アンテナ１０４をノイズ源に極力近い位置に設置するのが望ましい。なお、説明の簡単化のためテーブルの作成時のアンテナ間の距離を３段階としたが、アンテナ間の距離は更に細かいステップとすることが望ましい。
【００３０】
このように本実施形態では、無線信号受信用アンテナとは別にノイズスキャン用アンテナを設置し、ノイズスキャン用アンテナからの受信信号を無線信号受信用アンテナとノイズスキャン用アンテナ間の距離に応じた減衰率で減衰させ、無線信号受信用アンテナからの受信信号から、この減衰させた信号を減算しているので、ノイズ源が存在する通信環境が悪い無線ネットワーク等においても、無線信号に含まれているノイズ成分を低減乃至は除去することができ、良好な通信を行うことができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。第１の実施形態ではアンテナ１０２とアンテナ１０４間の距離を設定する煩わしさがあるが、第２の実施形態では、エラー発生率（エラーレート）を用いて最適な減衰率を決定することで距離設定の煩わしさを解消している。なお、図３では図２と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。また、ノイズスキャン用アンテナ１０４とノイズ源１０３との関係は図１と同様である。
【００３２】
本実施形態では、アンテナ１０２から減算回路部１１０までの構成及び無線信号受信用アンテナ１０４から減算回路部１１０までは同じ構成であるが、詳しく後述するように減衰回路部１０７の減衰率を変えながら減算回路部１１０から出力された受信信号のエラー発生率をエラー発生率測定部１１１で測定し、測定結果に基づいてアンテナ１０２と１０４間の距離に応じた最適減衰率を設定する。蓄積部１１２、比較部１１３は最適減衰率の設定に用いられる。１２８は装置内の各部を制御する制御部であり、これらの各部を制御することで最適減衰率の設定処理を行う。
【００３３】
図４は本実施形態の減衰率設定処理の一例を示すフローチャートである。図４の処理は無線ＬＡＮ基地局である無線装置１０１を所定の場所に設置し、且つ、アンテナ１０４を所定場所に設置した時に行う。アンテナ１０４はノイズ源近傍に設置するのが良い。まず、ｎは変数であり、例えば、ｎ＝０〜１０とし、最初は初期値のｎ＝０とする（Ｓ４０１）。また、減衰率は所定の値づつ刻んで決められており、例えば、図５に示すように減衰率は０．１づつ刻んで、減衰率Ｃｎ＝０〜１．０と決められている。
【００３４】
次に、最も小さい減衰率（ｎ＝０に対応する減衰率Ｃｎ＝０）を減衰率設定１１４に設定し、減衰回路部１０７はＣｎ＝０を用いて受信回路部１０６の出力信号を減衰させる。また、減算回路部１１０は同様に受信回路部１０５の出力信号から減衰回路部１０７の出力信号を減算するが、この減衰率Ｃｎ＝０の時における減算回路部１１０の出力Ｄｎの場合のエラー発生率Ｅｎをエラー発生率測定部１１１で測定し、測定結果を蓄積部１１２に蓄積する（Ｓ４０２）。エラー発生率の測定方法については後述する。
【００３５】
次に、減衰率を１ステップ上げて減衰率Ｃｎ＝０．１（ｎ＝１）を減衰率設定部１１４に設定し、同様にＣｎ＝０．１の時における減算回路部１１０の出力Ｄｎ＋１の場合のエラー発生率Ｅｎ＋１をエラー発生率測定部１１１で測定し、蓄積部１１２に蓄積する（Ｓ４０３）。比較部１１３はエラー発生率Ｅｎ＜エラー発生率Ｅｎ＋１の比較を行い（Ｓ４０４）、Ｅｎ＜Ｅｎ＋１であれば、前回のＣｎ＝０を最適な減衰率Ｃｘとして設定し、処理を終了する（Ｓ４０５）。
【００３６】
一方、Ｓ４０４でＥｎ＜Ｅｎ＋１でない場合には、最適減衰率は得られなかったとしてＳ４０６に進み、ｎ＝ｎ＋１とする。次に、ｎ≧ＭＡＸ（最大値）かどうかを判定し（Ｓ４０７）、この時はｎの値は最大値ではないので、再度、Ｓ４０３に戻って同様の処理を行う。即ち、減衰率を１ステップ上げてＣｎ＝０．２（ｎ＝２）とし、Ｃｎ＝０．２の時における減算回路部１１０の出力Ｄｎ＋２の場合のエラー発生率Ｅｎ＋２をエラー発生率測定部１１１で測定する（Ｓ４０３）。
【００３７】
また、比較部１１３では前回のＣｎ＝０．１の場合のエラー発生率Ｅｎ＋１と今回のＣｎ＝０．２の場合のエラー発生率Ｅｎ＋２の比較を行い（Ｓ４０４）、Ｅｎ＋１＜Ｅｎ＋２であれば、前回の減衰率Ｃｎ＝０．１を最適減衰率Ｃｘとして設定し（Ｓ４０５）、Ｅｎ＋１＜Ｅｎ＋２でなければ、最適減衰率を得られなかったとしてＳ４０６からの処理を行う。
【００３８】
以下、減衰率Ｃｎ＝０．３、Ｃｎ＝０．４、Ｃｎ＝０．５、…、というように減衰率を１ステップづつ上げながら、Ｓ４０３〜Ｓ４０７の処理を繰り返し行い、最適減衰率Ｃｘを得られた時点で処理を終了する。なお、Ｓ４０７においてｎ＝ＭＡＸで最適減衰率が得られなかった場合には、ｎ＝ＭＡＸ時に対応する減衰率を最適減衰率として設定し処理を終了する。
【００３９】
図６は減衰率とエラー発生率の関係を示すグラフである。本実施形態では、図６に示すように減衰率を変えながらエラー発生率を測定し、前回の減衰率の場合のエラー発生率と、今回の減衰率の場合のエラー発生率の比較結果に基づいて最適減衰率を設定している。
【００４０】
ここで、エラー発生率の測定方法について説明する。この測定方法としては、２つの方法を用いることができる。まず、無線ＬＡＮフレームにＣＲＣチェックピットが存在するので、このピットを確認することでエラーの有無がわかる。このことから、単位時間当たりのエラーフレームをカウントすることで、エラーの頻度を確認し、エラー発生率の測定を行う。
【００４１】
もう１つの方法は、無線ＬＡＮ基地局装置１０１から端末（図示せず）に送信したパケットについて端末で正常に受信できていれば端末から返事が戻って来るが、端末が正常に受信出来なかった場合、或いは端末からの返事を基地局側で受信出来なかった場合には、返事なしとなる。返事なしの場合には、基地局から再送処理を行うが、この時に単位時間当たりの再送回数をカウントすることでもエラーの頻度として確認でき、エラー発生率の測定が可能である。このエラー発生率の測定方法は後述する実施形態においても使用することが可能である。なお、エラー発生率の測定方法としては、これ以外にも様々な方法を用いても良いことは言うまでもない。
【００４２】
このように本実施形態では、第１の実施形態のようにアンテナ間の距離を設定するという煩わしさがなく、自動的に最適減衰率を設定することができる。また、アンテナ１０４に混入しているノイズレベルを意識することなく、最適なノイズの低減を行うことが可能である。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態ではノイズ源のノイズレベルが変化した場合や、無線装置１０１が移動した場合であっても常に最適なノイズ低減を行うように定期的に最適減衰率の更新を行うものである。本実施形態の無線装置１０１の構成は図３と同様である。また、変数ｎ＝０〜１０とし、減衰率は図５に示すように０．１づつ刻んで、減衰率Ｃｎ＝０〜１．０と決められている。これは、第２の実施形態と同様である。
【００４４】
図７は本実施形態による減衰率設定処理を示すフローチャートである。本実施形態では、第２の実施形態における図４の減衰率設定処理の終了後に図７の処理を定期的に行い、常時、最適な減衰率となるように減衰率の更新を行う。なお、図７の処理は無線装置１０１の稼働中に、例えば、５分間隔、１０分間隔というように予め時間を決めて行う。
【００４５】
図７において、まず、７０１のＥｎは図４のＳ４０５で設定された最適減衰率に対応するエラー発生率である。次に、Ｍ＝Ｅｎとし（Ｓ７０２）、その後、一定時間経過（例えば、５分）するのを待つ（Ｓ７０３）。一定時間経過すると、減算回路部１１０の出力のエラー発生率Ｅｎをエラー発生率測定部１１１で測定し、測定結果を蓄積部１１２に蓄積する（Ｓ７０４）。エラー発生率は前述の方法を用いて測定する。次いで、比較部１１３では前回のエラー発生率Ｍと今回のエラー発生率Ｅｎの比較を行う（Ｓ７０４）。この時、Ｓ７０５でＥｎ≦Ｍであれば、前回の減衰率を保持し、Ｓ７０２からの処理を行う。
【００４６】
一方、Ｓ７０５でＥｎ≦Ｍでない場合には、減衰率を１ステップ上げた場合のエラー発生率Ｅｎ＋１を測定する（Ｓ７０６）。例えば、前回の変数がｎ＝５であれば、ｎ＋１＝６に対応する減衰率を設定し、その場合のエラー発生率Ｅｎ＋１を測定する。次いで、前回のエラー発生率Ｅｎと今回のエラー発生率Ｅｎ＋１を比較し（Ｓ７０７）、Ｅｎ＜Ｅｎ＋１であれば減衰率を１ステップ下げた場合のエラー発生率Ｅｎ−１の測定を行う（Ｓ７０８）。例えば、前回の変数ｎが５であればｎ−１＝４に対応する減衰率を設定し、その場合のエラー発生率Ｅｎ−１の測定を行う。
【００４７】
次いで、前回のエラー発生率Ｅｎと今回のエラー発生率Ｅｎ−１を比較し（Ｓ７０９）、Ｅｎ＜Ｅｎ−１であれば、ｎ＝５の場合の減衰率を最適減衰率として設定し、再度Ｓ７０２からの処理を行う。また、Ｓ７０９でＥｎ＜Ｅｎ−１でない場合には、ｎ＝ｎ−１とし（Ｓ７１０）、ｎ≦０の判定を行い（Ｓ７１１）、ｎ≦０でなければＳ７０８から処理を行う。即ち、Ｓ７０８〜Ｓ７１１の処理を行い、減衰率を１ステップづつ下げていって、Ｓ７０９でＥｎ＜Ｅｎ−１となった時に１つ前のｎに対応する減衰率を最適減衰率として設定する。
【００４８】
一方、Ｓ７０７でＥｎ＜Ｅｎ＋１でなかった場合には、Ｓ７１０とは反対にｎ＝ｎ＋１とし（Ｓ７１２）、ｎ≧ＭＡＸの判定を行い（Ｓ７１３）、ｎ≧ＭＡＸでなければＳ７０６からの処理を行う。即ち、減衰率を１ステップづつ上げていってエラー発生率を測定し、Ｓ７０７でＥｎ＜ＥＮ＋１となった時にＳ７０８以降の同様の処理を行い、最適減衰率の設定を行う。
【００４９】
以下、図７の処理を定期的に実行することにより、常にエラー発生率が最小となるように最適減衰率の設定を行う。このように本実施形態では、常に減衰率を最適値に設定しているので、例えば、ノイズレベルが変化した場合や、或いは無線装置１０１が移動した場合であっても、常時、最適なノイズの低減を行うことができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図８は本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。図２、図３と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ピーク比較部１１５で受信回路部１０５の受信信号のピーク値と受信回路部１０６の受信信号のピーク値を比較し、レベル差検出部１１６で両方のピーク値のレベル差を検出する。減衰率算出部１１７は得られたレベル差に基づいて減衰率を算出する。例えば、受信回路部１０６のピーク値に対し、受信回路部１０５のピーク値が１／２であれば、減衰率は０．５である。
【００５１】
その他の構成は図２や図３と同様であり、減衰回路部１０７では得られた減衰率を用いて受信回路部１０６受信信号を減衰させ、減算回路部１１０は受信回路部１０５の受信信号から減衰回路部１０７の出力信号を減算することで、ノイズを低減乃至除去した信号を出力する。本実施形態では、簡単に減衰率を算出することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
図９は本発明の第５の実施形態を示すブロック図である。図２、図３と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、減衰率を用いることなく、ノイズを低減乃至除去するものである。図中１０４−１、１０４−２はノイズ源近傍に設置されたアンテナであり、１０４−１は送信用、１０４−２は受信用アンテナである。
【００５３】
受信用アンテナ１０４−２からの受信信号は受信回路部１１８で受信され、逆位相信号生成回路部１２０に出力される。逆位相信号生成回路部１２０では受信信号と逆位相の信号を生成し、送信回路部１１９に出力する。送信回路部１１９はこの逆位相の信号を送信用アンテナ１０４−１から送信する。この送信信号はアンテナ１０２で受信され、この時、受信されるノイズは送信アンテナ１０４−１からの逆位相信号で相殺されるので、ノイズ源があっても全く同様にノイズを低減乃至除去することができる。
【００５４】
（第６の実施形態）
図１０は本発明の第６の実施形態を示すブロック図である。なお、図１０では図２や図３と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態はノイズ源がわからない場合であっても、アンテナ１０４を任意の位置に置くことでノイズ信号を検出して、ノイズを低減するものである。また、ノイズ成分を抽出し、アンテナ１０２からの受信信号からノイズ成分のみを減算することで、ノイズ成分を確実に低減乃至除去するものである。図１０におけるアンテナ１０４はノイズ源が特定できず任意の位置に設置されており、図２や図３の場合のようにノイズ源１０３の近傍に設置していなくても良い。
【００５５】
また、アンテナ１０２とアンテナ１０４はどちらがノイズ源に近いか不明な状況であり、両方のアンテナ系は同等の回路構成を持っている。アンテナ１０２は受信回路部１０５に接続され、ここで受信した信号はピーク値検出部１２１で受信レベルの最も高いピーク値が検出される。また、アンテナ１０４は受信回路部１０６に接続され、ここで受信した信号はピーク値検出部１２２で受信レベルの最も高いピーク値が検出される。
【００５６】
図１１はノイズを含んだアンテナ１０２及びアンテナ１０４の信号を受信する受信回路部１０５、１０６の波形、及びピーク値検出部１２１、１２２でそれぞれ検出されたピーク値の例を示す。図１１（ａ）はアンテナ１０２の信号を受信する受信回路部１０５の信号、図１１（ｂ）はアンテナ１０４の信号を受信する受信回路部１０６の信号である。
【００５７】
次に、ピーク値比較部１２３はピーク値検出部１２１とピーク値検出部１２２のピーク値を比較し、ピーク値の高い方の信号をノイズ波形サンプリング回路部１２４に出力する。ノイズ波形サンプリング回路部１２４では、受信信号からノイズ波形の抽出を行う。この場合、ノイズ波形サンプリング回路部１２４は図１２に示すようにピーク値前後の立ち上がりと立ち下がりの急な部分をノイズ成分として抽出し、抽出したノイズ信号を減衰回路部１０７に出力する。
【００５８】
減衰率の設定は図２、図３或いは図８の場合と同様であり、ここでは、例えば、図３の場合と同様に得られた減衰率を減衰率設定部１１４に設定しておくものとする。もちろん、図２や図８と同様に減衰率を決定しても良い。減衰回路部１０７はノイズ波形サンプリング回路部１２４で抽出されたノイズ信号を設定された減衰率で減衰させ、減算回路部１１０に出力する。減算回路部１１０では受信回路部１０５からの受信信号から減衰回路部１０７の出力を減算し、ノイズを低減した受信信号を出力する。このようにノイズ成分を抽出し、ノイズ成分のみを減衰させて、受信回路部１０５の受信信号からその減衰させた信号を減算することにより、ノイズ成分のみを低減することができる。
【００５９】
ここで、例えば、無線ＬＡＮにおけるノイズ成分としては通常の受信信号のピーク値よりもノイズ信号のピーク値が高い場合に受信信号に影響を与える場合がある。この特性を利用してアンテナ１０２とアンテナ１０４からの受信信号のピーク値を比較し、ピーク値の高い方を選択してこれをノイズ信号のピーク値と仮定する。更に、ノイズの周波数成分を求める為に、そのピーク値の前後をサンプリングし、ノイズ成分のみを抽出する。
【００６０】
この時、ノイズ成分は正常な受信波形に比べてピーク値前後の立ち上りと立ち下りが急である特徴を有しており、この特徴を利用してノイズのみを抽出することが可能である。ここで抽出したノイズ信号を所定の減衰率で減衰させ、ピーク値の低い方の受信信号から減算することにより、ノイズ成分のみを低減することができる。
【００６１】
（第７の実施形態）
図１３は本発明の第７の実施形態を示すブロック図である。なお、図１３では減衰率を設定する構成のみ示しているが、その他の構成は第１、第２の実施形態等と同様である。図１３において、疑似信号生成部１４０は所定の疑似信号を生成し、その疑似信号は送信回路部１４１に送られ、アンテナ１４２から送信される。アンテナ１４２から送信された無線信号は無線信号受信用アンテナ１０２、アンテナ１４２の近傍に配置されたノイズスキャン用アンテナ１０４でそれぞれ受信され、これらの受信信号は受信回路部１０５、受信回路部１０６でそれぞれ増幅される。
【００６２】
レベル差検出部１４３は受信回路部１０５と受信回路部１０６の受信信号のレベル差を検出し、減衰率設定部１４４はそのレベル差に応じて減衰率を設定する。例えば、受信回路部１０６のレベルが１、受信回路部１０５のレベルが０．５であれば、減衰率は０．５と設定する。減衰率を設定する以外は第１、第２の実施形態等と同様であり、設定された最適減衰率を用いてノイズの低減乃至は除去を行う。このように本実施形態では、アンテナ間の距離を設定することなく、最適減衰率を設定することができる。
【００６３】
（第８の実施形態）
図１４は本発明の第８の実施形態を示すブロック図である。なお、図１４は本実施形態の主要部の構成のみを示しており、この主要部の構成を第１〜第７の実施形態の無線装置１０１に搭載することで、ノイズスキャン用アンテナ１０４を省電力化するものである。なお、ここでは、本実施形態の構成を、例えば、図２の装置に採用したものとして説明する。図１４では図２と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
ここで、主要部の構成とは、エラー率発生率測定部１２５、アンテナ電源制御部１２６、比較部１２７である。アンテナ１０４に接続された受信回路部１０６にアンテナ１０４の電源を制御するアンテナ電源制御部１２６が接続され、一方、アンテナ１０２が接続された受信回路部１０５には、その受信信号のエラー率を測定するエラー発生率測定部１２５が接続されている。エラー発生率測定部１２５のエラー発生率の測定方法は前述の通りである。
【００６５】
比較部１２７は測定されたエラー発生率と規定値との比較を行う。比較部１２７には、予め許容できるエラー発生率が規定値として設定されており、この規定値を下回った場合には、アンテナ電源制御部１２６に通知してアンテナ１０４の電源を切断する制御を行う。また、電源を切断した後にエラー発生率が規定値を上回った場合には、アンテナ１０４の電源を投入する制御を行う。このようにアンテナ１０４の電源を制御することにより、ノイズレベルが低い場合には、アンテナ１０４の電源を切断することで、省電力化を図ることが可能である。
【００６６】
ここで、第１〜第７の実施形態の無線装置では、アンテナ１０４は常にノイズをスキャンするために電源が入っており、従来のアンテナ１０４を設置しない無線装置に比べて消費電力が増大する。ノイズ源からのノイズの放射が減衰した場合には、アンテナ１０４は不要となることから、アンテナ１０２のエラー発生率を常に測定し、この値が規定値を下回った場合には、比較部１２７からアンテナ電源制御部１２６に電源供給を中断する命令を送ることで、アンテナ１０４の電源を切断し、省電力化を行う。
【００６７】
また、エラー発生率が規定値を上回った場合には、比較部１２７からアンテナ電源制御部１２６に電源供給を再開する命令を送ることで、アンテナ１０４の電源供給を再開し、ノイズ低減効果を落とすことなく、省電力化を行う。  なお、図１０の実施形態に関しては、ピーク値比較部１２３の比較結果に基づいてピーク値の低い方のアンテナについて、同様の制御を行うことで、省電力化することが可能である。
【００６８】
なお、第１〜第５の実施形態では、無線装置１０１に正規に設置されている無線信号受信用アンテナを１つとしたが、複数のアンテナを具備している無線装置であっても同様な制御が可能である。即ち、複数のアンテナを具備している場合には、すべてのアンテナの受信信号についてエラー発生率を測定し、その中の最もエラー発生率の低いアンテナをアンテナ１０２とする。エラー発生率は前述の測定方法を用いれば良い。
【００６９】
また、図１０の実施形態では、正規に設置されているアンテナの他にアンテナ１０４を用意する必要があるが、無線信号受信用アンテナを複数具備している場合には、アンテナ１０４を用意しなくてもよい。即ち、複数のアンテナのうち受信信号のピーク値の最も高いアンテナをアンテナ１０４とし、その他のアンテナの中で最もエラー発生率の低いアンテナをアンテナ１０２とすれば良い。エラー発生率の測定は前述の方法を用いれば良い。
【００７０】
更に、本発明は無線ＬＡＮとＰＨＳを同一筐体に収めたコンボへの応用が可能である。即ち、無線ＬＡＮ基地局とＰＨＳ基地局を同一筐体内に設置する場合には、それぞれの基地局に本発明のノイズ低減装置を実装することにより、互いに基地局のノイズを低減乃至除去することが可能である。この場合、無線ＬＡＮとＰＨＳでは周波数帯域が異なるが、同じ筐体内の至近距離にて通信を行う為に高調波等が互いのノイズ源となってしまうことから、互いのノイズを低減する効果が得られる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ノイズ源が存在する通信環境が悪い無線ネットワーク等においても、無線信号に含まれているノイズ成分を確実に低減乃至除去でき、良好な通信を行うことができる。また、ノイズが変化した場合や無線装置が移動した場合であっても、常に最適なノイズ低減効果を得ることができる。更に、ノイズレベルが減衰した場合にはノイズスキャン用アンテナの電源を切断することにより省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノイズ低減装置を有する無線ＬＡＮ基地局とノイズ源を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態の減衰率設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態の減衰率の設定例を示す図である。
【図６】第２の実施形態の減衰率とエラー発生率の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施形態の減衰率設定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】第６の実施形態のアンテナ１０２と１０４からの受信信号とノイズのピークを示す図である。
【図１２】第６の実施形態のノイズ抽出動作を説明する図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１  無線装置（無線ＬＡＮ基地局）
１０２  アンテナ
１０３  ノイズ源
１０４  ノイズスキャン用アンテナ
１０５、１０６  受信回路部
１０７  減衰回路部
１０８  減衰率蓄積部
１０９  距離設定記憶部
１１０  減算回路部
１１１  エラー発生率測定部
１１２  蓄積部
１１３  比較部
１１４  減衰率設定部
１１５  ピーク比較部
１１６  レベル差検出部
１１７  減衰率算出部
１１８  受信回路部
１１９  送信回路部
１２０  逆位相信号生成部
１２１、１２２  ピーク値検出部
１２３  ピーク比較部
１２４  ノイズ波形サンプリング回路部
１２５  エラー発生率測定部
１２６  アンテナ電源制御部
１２７  比較部
１２８  制御部
１４０  疑似信号生成部
１４１  送信回路部
１４２  アンテナ
１４３  レベル差検出部
１４４  減衰率設定部
【図１】
2004173063.tif 000003
【図２】
2004173063.tif 000004
【図３】
2004173063.tif 000005
【図４】
2004173063.tif 000006
【図５】
2004173063.tif 000007
【図６】
2004173063.tif 000008
【図７】
2004173063.tif 000009
【図８】
2004173063.tif 000010
【図９】
2004173063.tif 000011
【図１０】
2004173063.tif 000012
【図１１】
2004173063.tif 000013
【図１２】
2004173063.tif 000014
【図１３】
2004173063.tif 000015
【図１４】
2004173063.tif 000016