(57)【要約】    【課題】      キャリアセンスの判定精度が高く、かつ、キャリアセンスに要する時間が短い周波数ホッピング無線通信装置及びキャリアセンス装置を提供すること。    【解決手段】  周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にバンドパスフィルタ２０１、電力検波部２０２及び遅延部２０３を直列接続した複数の系を設置し、各系において出力タイミングを調節することによって全ての系の出力が同期して加算部２０４に入力されるようにし、同期して入力される全ての系の出力を加算した加算結果に基づいて判定部２０５がキャリアセンスの判定を行う。  【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ホッピング方式による無線信号を捕捉する受信手段と、
前記周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎に受信信号をフィルタリングする複数のバンドパスフィルタと、
フィルタリングされた前記受信信号毎に前記受信信号の電力レベルを測定する複数の検波手段と、
前記検波手段毎の測定結果の出力を遅延させる複数の遅延手段と、
フィルタリングされた全ての前記受信信号について、前記検波手段毎の測定結果及び遅延された前記検波手段毎の測定結果を加算する加算手段と、
前記加算手段による加算結果に基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する判定手段と、
前記周波数ホッピング方式で無線信号を送信する送信手段と、
前記判定手段によって無線通信が行われていると判定されたときには、前記送信手段による無線信号の送信を中止させる制御手段と、を具備する周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項２】
前記遅延手段はそれぞれ、前記周波数ホッピング方式で設定された周波数が次の周波数に遷移するまでの期間分、前記検波手段毎の測定結果の出力を遅延させるものである請求項１記載の周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項３】
前記周波数ホッピング方式で使用されるホッピングパターンを検出するホッピングパターン検出手段と、
直列接続された複数の前記遅延手段によって遅延させられている前記検波手段による測定結果について、検出された前記ホッピングパターンに基づいて前記測定結果を抽出するタイミングを選択し、選択されたタイミングで前記遅延手段のいずれかから前記測定結果を抽出して前記加算手段に出力する複数の選択手段と、を具備する請求項２記載の周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項４】
前記受信手段は、前記周波数ホッピング方式によるＯＦＤＭ信号を受信し、
前記検波手段は、フィルタリングされたＯＦＤＭ受信信号毎に自己相関を測定する、ものである請求項１記載の周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項５】
前記検波手段は、フィルタリングされた前記ＯＦＤＭ受信信号毎に自己相関を測定する自己相関測定手段と、前記ＯＦＤＭ受信信号の自己相関の測定結果を同期加算する同期加算手段と、同期加算された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記最大値の位相を検出する最大値／位相検出手段と、を具備し、
前記加算手段は、フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記検波手段によって検出された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記遅延手段によって遅延された前記最大値を加算すると伴に、前記最大値の位相の分散を算出し、
前記判定手段は、前記加算手段による前記最大値の加算結果と前記最大値の位相の分散とに基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する、ものである請求項４記載の周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項６】
前記加算手段は、フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記検波手段によって検出された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記遅延手段によって遅延された前記最大値を加算すると伴に、前記最大値の分散及び前記最大値の位相の分散をそれぞれ算出し、
前記判定手段は、前記加算手段による前記最大値の加算結果と前記最大値の分散と前記最大値の位相の分散とに基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する、ものである請求項５記載の周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項７】
周波数ホッピング方式によるＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
前記周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にＯＦＤＭ受信信号をフィルタリングする複数のバンドパスフィルタと、
フィルタリングされた前記ＯＦＤＭ受信信号毎に前記ＯＦＤＭ受信信号の電力レベルを測定する複数の第１検波手段と、
フィルタリングされた前記ＯＦＤＭ受信信号毎に自己相関を測定する自己相関測定手段と、前記ＯＦＤＭ受信信号の自己相関の測定結果を同期加算する同期加算手段と、同期加算された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記最大値の位相を検出する最大値／位相検出手段と、を備える第２検波手段と、
前記第１検波手段毎の測定結果の出力を遅延させる複数の第１遅延手段と、
前記第２検波手段毎の検出結果の出力を遅延させる複数の第２遅延手段と、
フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記第１検波手段毎の測定結果及び遅延された前記第１検波手段毎の測定結果を加算する第１加算手段と、
フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記第２検波手段によって検出された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記遅延手段によって遅延された前記最大値を加算すると伴に、前記最大値の位相の分散を算出する第２加算手段と、
前記第１加算手段による加算結果と前記第２加算手段による前記最大値の加算結果及び前記最大値の位相の分散とに基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する総合判定手段と、
前記周波数ホッピング方式でＯＦＤＭ信号を無線送信する送信手段と、
前記総合判定手段によって無線通信が行われていると判定されたときには、前記送信手段によるＯＦＤＭ信号の無線送信を中止させる制御手段と、を具備する周波数ホッピング無線通信装置。
【請求項８】
周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎に受信信号をフィルタリングする複数のバンドパスフィルタと、
フィルタリングされた前記受信信号毎に前記受信信号の電力レベルを測定する複数の検波手段と、
前記検波手段毎の測定結果の出力を遅延させる複数の遅延手段と、
フィルタリングされた全ての前記受信信号について、前記検波手段毎の測定結果及び遅延された前記検波手段毎の測定結果を加算する加算手段と、
前記加算手段による加算結果に基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する判定手段と、を具備するキャリアセンス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間経過に伴い搬送波を複数の周波数帯域にホッピングさせて無線通信を行う周波数ホッピング方式で使用される無線通信装置及びキャリアセンス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域を使用する高速無線通信技術のＵＷＢ(Ultra WideBand)技術として、２００３年７月に米国サンフランシスコ市で開催されたＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Electronics Engineers：米国電子技術者協会)８０２．１５．３標準化会合において、マルチバンドＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術が公開された（例えば、非特許文献１参照）。このマルチバンドＯＦＤＭ技術では、同標準化委員会で既に議論されているＭＡＣ方式を、上位層として適用することが想定されている。
【０００３】
ＵＷＢ技術を利用する複数の無線通信機器が同じ周波数帯域を使用するためには、一つの無線通信装置の送信した無線信号が他の無線通信装置の送信した無線信号に干渉しないように制御する必要がある。その制御方式であるＭＡＣ方式の一つとして、例えばキャリアセンスによるアクセス制御方式が挙げられる。ここで、「キャリアセンス」とは、無線信号を送信するときに、まず伝搬路上に他の無線通信装置による送信信号が流れていないか確認することをいう。キャリアセンス方式では、無線通信装置同士が対等な関係で無線通信を行う。そのため、キャリアセンス方式は、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）と呼ばれる小規模な無線ネットワークシステムに適している。一方で、他のＭＡＣ方式として時分割多重方式を使用した場合には、ネットワーク全体を制御する制御局が必要となる。そのため、時分割多重方式によるＭＡＣ方式は、ＰＡＮのような小規模な無線ネットワークシステムには適していない（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
マルチバンドＯＦＤＭ技術は、ＯＦＤＭ信号を超広帯域で周波数ホッピングさせて無線送信する技術である。マルチバンドＯＦＤＭ技術のアクセス制御方式としてキャリアセンス方式は想定されていないため、周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号をキャリアセンス方式によって受信するとすれば、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格において無線ＬＡＮに規定されている周波数ホッピング型の場合には、そのホッピングパターンに同期した電圧制御発振器（ＶＣＯ）によって周波数変換された信号をＳＡＷフィルタのような帯域通過フィルタに入力し、その出力をキャリアセンスすることになる（例えば、非特許文献２参照）。ちなみに、周波数ホッピングされていない無線信号に対する従来のキャリアセンス方式として、直接拡散信号についての相関器出力を複数シンボルに渡って積分し、その積分結果からキャリアセンスする方式が公知である（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ここで、図１０に、周波数ホッピングされた受信信号について、そのホッピングパターンに同期した電圧制御発振器（ＶＣＯ）によって周波数変換された信号をバンドパスフィルタへ入力し、その出力をそのまま用いてキャリアセンスする周波数ホッピング無線通信装置１０の構成を示す。周波数ホッピング無線通信装置１０は、アンテナ素子１１、２４、低雑音アンプ１２、乗算器１３、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４、自動利得制御手段１５、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１６、中間周波数（ＩＦ）部１７、２２、ベースバンド部１８、２１、キャリアセンス部１９、制御部２０及び無線送信（Ｔｘ）部２３を具備する。
【０００６】
アンテナ素子１１は、周波数ホッピングされた無線信号を捕捉して、その受信信号を低雑音アンプ１２に入力する。
【０００７】
低雑音アンプ１２は、アンテナ素子１１から入力されてくる受信信号を所定の利得で増幅し、増幅された受信信号を乗算器１３に入力する。
【０００８】
乗算器１３は、低雑音アンプ１２から入力されてくる受信信号にＶＣＯ１６からの出力を乗算して、周波数ホッピングされた信号の周波数を一定の周波数に変換する。ここで、ＶＣＯ１６は、制御部２０で推定されたホッピングパターンに従った周波数が出力されるように構成されている。また、乗算器１３は、ＶＣＯ１６からの出力を乗算した受信信号をＢＰＦ１４に入力する。
【０００９】
ＢＰＦ１４は、乗算器１３から入力されてくる受信信号について、周波数ホッピングされる前の変調帯域幅のみの信号を通過させ、通過させた受信信号を自動利得制御手段１５に入力する。
【００１０】
自動利得制御手段１５は、利得を適宜調節しつつＢＰＦ１４から入力されてくる受信信号の電力を入力前の電力レベルに応じた一定範囲内の電力レベルに制御し、制御された受信信号をＩＦ部１７及びキャリアセンス部１９にそれぞれ入力する。
【００１１】
ＩＦ部１７は、自動利得制御手段１５から入力されてくる受信信号に直交復調を施した後に、その受信信号をデータフィルタへ入力し、データフィルタから出力された受信信号をベースバンド部１８に入力する。
【００１２】
ベースバンド部１８は、ＩＦ部１７から入力されてくる受信信号に誤り訂正復号処理等を施して受信データを生成し、生成された受信データを図示しないデータ処理部に入力する。また、ベースバンド部１８は、受信信号に誤り訂正復号処理を施した結果、受信データを生成できなかった場合には、再送信要求信号を生成して制御部２０に入力する。
【００１３】
キャリアセンス部１９は、自動利得制御手段１５から入力されてくる受信信号の電力レベルを周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎に順次測定し、その測定結果が所定のレベル以上であるときには、他の無線通信装置によって伝搬路上に無線信号が送信されていると判定し、一方で周波数帯域間の電力レベルが所定のレベル以下であるときには、伝搬路上に無線信号が送信されていないと判定する。そして、キャリアセンス部１９は、この判定結果を逐次制御部２０に入力する。
【００１４】
制御部２０は、キャリアセンス部１９による判定結果に応じて、伝搬路上に無線信号が送信されていない場合には、ベースバンド部１８から入力されてくる再送信要求信号等を伝搬路上に無線送信するようにベースバンド部２１に指示する。一方で、制御部２０は、伝搬路上に他の無線通信装置から無線信号が送信されている場合には、ベースバンド部１８から入力されてくる再送信要求信号等を伝搬路上に無線送信しないようにベースバンド部２１に指示する。また、制御部２０は、キャリアセンス部１９による判定結果を参照することにより、周波数ホッピング方式で使用される各周波数帯域の電力レベルと無線通信システムにおいて予め定められている複数のホッピングパターンとの相互相関を求め、最も相関値が大きいホッピングパターンを選定する。そして、制御部２０は、乗算器１３がキャリアセンス部１９によって選定されたホッピングパターンに同期して受信信号の周波数を変化させるように、ＶＣＯ１６を制御する。
【００１５】
ベースバンド部２１は、制御部２０からの指示に従い、伝搬路上に無線信号を送信するように指示された場合に限り、制御部２０から入力されてくる再送信要求信号や図示しないデータ処理部から入力されてくる送信データに所定の符号化処理等を施して、その処理された送信信号をＩＦ部２２に入力する。
【００１６】
ＩＦ部２２は、ベースバンド部２１から入力されてくる送信信号に所定の変調処理等を施した後に、その処理された送信信号をＴｘ部２３に入力する。
【００１７】
Ｔｘ部２３は、Ｄ／Ａ変換器や低雑音アンプ等を具備し、ＩＦ部２２から入力されてくる送信信号に所定の送信処理を施した後に、アンテナ素子２４を介して伝搬路上に無線信号を送信する。
【特許文献１】特開２００３−１４３６４４号公報
【特許文献２】特開平６−２９９８０号公報
【非特許文献１】[平成１５年９月３日検索]、インターネット＜http://grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/TG3a_CFP.html  03267r2P802-15_TG3a-Multi-band-OFDM-CFP-Presentation.ppt＞
【非特許文献２】Manjuprakash Rama Rao etl.、「Design Challenges for a Multi-Standard 2.4GHz FHSS WLAN Radio」、IIC-Taipei Conference Proceedings P105-P109、[平成１５年９月３日検索]、インターネット＜http://www.eetasia.com/ARTICLES/1999JUN/1999JUN29_NTEK_RFD_MSD_TAC.PDF＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献１、２や非特許文献１に記載された技術では、キャリアセンスの判定精度が低いため、マルチバンドＯＦＤＭ技術のように送信信号が超広帯域で周波数ホッピングされる場合、特に高速周波数ホッピングの場合には、周波数ホッピングされた送信信号同士の衝突（コリジョン）が生じ易くなり、送信信号に含まれるデータが頻繁に破壊される問題がある。また、非特許文献２に記載された技術では、周波数ホッピング方式で使用される全ての周波数帯域の電力レベルが順次測定され、その測定結果に基づいてホッピングパターンが選定されるため、ホッピングパターンが選定されるまでに長い時間を要し、その結果伝送効率が低下するという問題がある。
【００１９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、キャリアセンスの判定精度が高く、かつ、ホッピングパターンの選定が早い周波数ホッピング無線通信装置及びキャリアセンス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、周波数ホッピング方式による無線信号を捕捉する受信手段と、前記周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎に受信信号をフィルタリングする複数のバンドパスフィルタと、フィルタリングされた前記受信信号毎に前記受信信号の電力レベルを測定する複数の検波手段と、前記検波手段毎の測定結果の出力を遅延させる複数の遅延手段と、フィルタリングされた全ての前記受信信号について、前記検波手段毎の測定結果及び遅延された前記検波手段毎の測定結果を加算する加算手段と、前記加算手段による加算結果に基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する判定手段と、前記周波数ホッピング方式で無線信号を送信する送信手段と、前記判定手段によって無線通信が行われていると判定されたときには、前記送信手段による無線信号の送信を中止させる制御手段と、を具備する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にバンドパスフィルタ、検波手段及び遅延手段がそれぞれ設けられ、周波数帯域毎の検波手段による測定結果の出力が適宜遅延された後に全て加算され、その加算結果に基づいてキャリアセンスの判定が行われるため、キャリアセンスの判定精度を高めることができ、その結果周波数ホッピングされた送信信号同士の衝突を回避することができる。さらに、この構成によれば、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎に個別に、かつ、並行してキャリアセンスのための信号処理が行われるため、キャリアセンスに要する時間を短縮できる。
【００２２】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、上記発明において、前記遅延手段はそれぞれ、前記周波数ホッピング方式で設定された周波数が次の周波数に遷移するまでの期間分、前記検波手段毎の測定結果の出力を遅延させるものである構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、上記発明による効果に加えて、各遅延手段が検波手段による測定結果の出力を周波数ホッピング方式における周波数の遷移期間に同期して遅延させるため、遅延手段の直列接続段数を調節するだけで全ての周波数帯域についての検波手段による測定結果の出力を加算手段に同時に入力することができる。
【００２４】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、上記発明において、前記周波数ホッピング方式で使用されるホッピングパターンを検出するホッピングパターン検出手段と、直列接続された複数の前記遅延手段によって遅延させられている前記検波手段による測定結果について、検出された前記ホッピングパターンに基づいて前記測定結果を抽出するタイミングを選択し、選択されたタイミングで前記遅延手段のいずれかから前記測定結果を抽出して前記加算手段に出力する複数の選択手段と、を具備する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、上記発明による効果に加えて、ホッピングパターン検出手段から各選択手段に現在使用されているホッピングパターンが通知されるため、ホッピングパターンが複雑な場合や通信途中で変更される場合でもキャリアセンスの判定精度を高めることができる。
【００２６】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、上記発明において、前記受信手段は、前記周波数ホッピング方式によるＯＦＤＭ信号を受信し、前記検波手段は、フィルタリングされたＯＦＤＭ受信信号毎に自己相関を測定する、ものである構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、上記発明による効果に加えて、各検波手段がＯＦＤＭ受信信号の自己相関を測定するため、ＯＦＤＭ受信信号に挿入されているガードインターバル（ＧＩ）を利用することによってＯＦＤＭ受信信号に含まれる雑音を効果的に除去することができる。
【００２８】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、上記発明において、前記検波手段は、フィルタリングされた前記ＯＦＤＭ受信信号毎に自己相関を測定する自己相関測定手段と、前記ＯＦＤＭ受信信号の自己相関の測定結果を同期加算する同期加算手段と、同期加算された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記最大値の位相を検出する最大値／位相検出手段と、を具備し、前記加算手段は、フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記検波手段によって検出された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記遅延手段によって遅延された前記最大値を加算すると伴に、前記最大値の位相の分散を算出し、前記判定手段は、前記加算手段による前記最大値の加算結果と前記最大値の位相の分散とに基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する、構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、上記発明による効果に加えて、各検波手段においてＯＦＤＭ受信信号の自己相関の測定結果が複数シンボル分同期加算され、その同期加算結果の最大値及び最大値の位相が検出され、検出された最大値を全ての周波数帯域について加算した加算結果と検出された最大値の位相の分散とに基づいてキャリアセンスが実行されるため、ＯＦＤＭ受信信号の特徴を活用してキャリアセンスの判定制度を効果的に高めることができる。
【００３０】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、上記発明において、前記加算手段は、フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記検波手段によって検出された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記遅延手段によって遅延された前記最大値を加算すると伴に、前記最大値の分散及び前記最大値の位相の分散をそれぞれ算出し、前記判定手段は、前記加算手段による前記最大値の加算結果と前記最大値の分散と前記最大値の位相の分散とに基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する、構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、上記発明による効果に加えて、判定手段が検波手段による検出結果である最大値の加算結果と同最大値の分散と同最大値の位相の分散とに基づいてキャリアセンスを実行することから、時間平均された情報に基づいてキャリアセンスが実行されることになるため、キャリアセンスの判定精度を一層高めることができる。
【００３２】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置は、周波数ホッピング方式によるＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、前記周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にＯＦＤＭ受信信号をフィルタリングする複数のバンドパスフィルタと、フィルタリングされた前記ＯＦＤＭ受信信号毎に前記ＯＦＤＭ受信信号の電力レベルを測定する複数の第１検波手段と、フィルタリングされた前記ＯＦＤＭ受信信号毎に自己相関を測定する自己相関測定手段と、前記ＯＦＤＭ受信信号の自己相関の測定結果を同期加算する同期加算手段と、同期加算された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記最大値の位相を検出する最大値／位相検出手段と、を備える第２検波手段と、前記第１検波手段毎の測定結果の出力を遅延させる複数の第１遅延手段と、前記第２検波手段毎の検出結果の出力を遅延させる複数の第２遅延手段と、フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記第１検波手段毎の測定結果及び遅延された前記第１検波手段毎の測定結果を加算する第１加算手段と、フィルタリングされた全ての前記ＯＦＤＭ受信信号について、前記第２検波手段によって検出された前記自己相関の測定結果の最大値及び前記遅延手段によって遅延された前記最大値を加算すると伴に、前記最大値の位相の分散を算出する第２加算手段と、前記第１加算手段による加算結果と前記第２加算手段による前記最大値の加算結果及び前記最大値の位相の分散とに基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する総合判定手段と、前記周波数ホッピング方式でＯＦＤＭ信号を無線送信する送信手段と、前記総合判定手段によって無線通信が行われていると判定されたときには、前記送信手段によるＯＦＤＭ信号の無線送信を中止させる制御手段と、を具備する構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、判定手段が、第１検波手段によって測定されたＯＦＤＭ受信信号の電力レベルの加算結果と、第２検波手段による検出結果である最大値の加算結果と、同最大値の分散と、同最大値の位相の分散と、に基づいて、キャリアセンスを実行することから、リアルタイムの情報と時間平均された情報とを組み合わせて総合的観点からキャリアセンスが実行されることになるため、キャリアセンスの判定精度をより一層高めることができる。
【００３４】
本発明に係るキャリアセンス装置は、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎に受信信号をフィルタリングする複数のバンドパスフィルタと、フィルタリングされた前記受信信号毎に前記受信信号の電力レベルを測定する複数の検波手段と、前記検波手段毎の測定結果の出力を遅延させる複数の遅延手段と、フィルタリングされた全ての前記受信信号について、前記検波手段毎の測定結果及び遅延された前記検波手段毎の測定結果を加算する加算手段と、前記加算手段による加算結果に基づいて前記周波数ホッピング方式によって無線通信が行われているか判定する判定手段と、を具備する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にバンドパスフィルタ、検波手段及び遅延手段がそれぞれ設けられ、周波数帯域毎の検波手段による測定結果の出力が適宜遅延された後に全て加算され、その加算結果に基づいてキャリアセンスの判定が行われるため、キャリアセンスの判定精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にバンドパスフィルタ、検波手段及び遅延手段がそれぞれ設けられ、周波数帯域毎の検波手段による測定結果の出力が適宜遅延された後に全て加算され、その加算結果に基づいてキャリアセンスの判定が行われるため、キャリアセンスの判定精度を高めることができ、かつ、キャリアセンスに要する時間を短縮することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にバンドパスフィルタ、検波手段及び遅延手段が直列接続されるため、キャリアセンスのための信号処理の負荷が分散されることから、高速周波数ホッピング方式でもキャリアセンスの判定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の骨子は、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にバンドパスフィルタ、検波手段及び遅延手段を直列接続した複数の系を設置し、各系において出力タイミングを調節することによって全ての系の出力が同期して加算手段に入力されるようにし、同期して入力される全ての系の出力を加算した加算結果に基づいてキャリアセンスの判定を行うことである。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る周波数ホッピング無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。周波数ホッピング無線通信装置１００は、ＵＷＢ技術を利用して超広帯域で周波数ホッピングされた無線信号を送受信する無線通信システムにおいて、携帯電話等の通信端末装置や基地局装置に搭載されて使用される。また、本実施の形態では、周波数ホッピング方式におけるホッピングパターンが固定されているものとする。
【００４１】
周波数ホッピング無線通信装置１００は、アンテナ素子１０１、１１１、低雑音アンプ１０２、ＩＦ部１０４、１０９、ベースバンド部１０５、１０８、キャリアセンス部１０６、制御部１０７及びＴｘ部１１０を具備する。
【００４２】
アンテナ素子１０１は、超広帯域で周波数ホッピングされた無線信号を捕捉するため、周波数ホッピング方式で使用される全ての周波数帯域の無線信号を受信し、その受信信号を低雑音アンプ１０２に入力する。
【００４３】
低雑音アンプ１０２は、アンテナ素子１０１から入力されてくる受信信号を所定の利得で増幅し、増幅された受信信号をＩＦ部１０４及びキャリアセンス部１０６にそれぞれ入力する。
【００４４】
ＩＦ部１０４は、低雑音アンプ１０２から入力されてくる受信信号に直交復調等の信号処理を行い、ベースバンド部１０５に入力する。
【００４５】
ベースバンド部１０５は、ＩＦ部１０４から入力されてくる受信信号にＡ／Ｄ変換を施した後に誤り訂正復号処理等を施して受信データを生成し、生成された受信データを図示しないデータ処理部に入力する。また、ベースバンド部１０５は、受信信号に誤り訂正復号処理を施した結果、受信データを生成できなかった場合には、再送信要求信号を生成して制御部１０７に入力する。
【００４６】
キャリアセンス部１０６は、低雑音アンプ１０２から入力されてくる受信信号に後述する所定の信号処理を実行することによって他の通信端末装置が周波数ホッピングされた無線信号を送信しているか判定し、その判定結果を制御部１０７に入力する。
【００４７】
制御部１０７は、キャリアセンス部１０６から入力されてくる判定結果に応じて、他の無線通信装置が伝搬路上に周波数ホッピングされた無線信号を送信していない場合には、ベースバンド部１０５から入力されてくる再送要求信号等を周波数ホッピングさせて送信するようにベースバンド部１０８に指示する。一方で、制御部１０７は、キャリアセンス部１０６から入力されてくる判定結果に応じて、他の無線通信装置が伝搬路上に周波数ホッピングされた無線信号を送信している場合には、ベースバンド部１０５から入力されてくる再送要求信号等を周波数ホッピングさせて送信しない（送信を中止する）ようにベースバンド部１０８に指示する。
【００４８】
ベースバンド部１０８は、符号化回路の他にＤ／Ａ変換器等を具備し、制御部１０７から送信するように指示されたときには、制御部１０７から入力されてくる再送信要求信号や図示しないデータ処理部から入力されてくる送信データに所定の符号化処理等を施した後に、その処理された送信信号をＩＦ部１０９に入力する。一方で、ベースバンド部１０８は、制御部１０７から送信を中止するように指示されたときには、制御部１０７から入力されてくる再送信要求信号や図示しないデータ処理部から入力されてくる送信データに所定の符号化処理等を施した後に、制御部１０７から改めて送信するように指示されるまでその処理された送信信号を保持する。
【００４９】
ＩＦ部１０９は、ベースバンド部１０８から入力されてくる送信信号に変調処理や拡散処理等を施した後に、処理された送信信号をＴｘ部１１０に入力する。
【００５０】
Ｔｘ部１１０は、ＢＰＦ及び低雑音アンプ等を具備し、ＩＦ部１０９から入力されてくる送信信号に所定の送信処理を施した後に、処理された送信信号をアンテナ素子１１１を介して他の無線通信装置に向けて無線送信する。
【００５１】
図２は、キャリアセンス部１０６のより詳細な構成を示すブロック図である。キャリアセンス部１０６は、複数のＢＰＦ２０１−１〜２０１−ｎ、複数の電力検波部２０２−１〜２０２−ｎ、複数の遅延部２０３−２−１〜２０３−ｎ−（ｎ−１）、加算部２０４及び判定部２０５を具備する。なお、「ｎ」は２以上の自然数である。また、ＢＰＦ２０１−１〜２０１−ｎはそれぞれ同一の機能を発揮するため、これらを総称する場合には、単に「ＢＰＦ２０１」と表記する。また同様に、「電力検波部２０２」や「遅延部２０３」と表記する。
【００５２】
ＢＰＦ２０１−１〜２０１−ｎはそれぞれ、周波数ホッピング方式における異なる周波数帯域を通過させるように設定されており、設定された周波数帯域でのみ低雑音アンプ１０２から入力されてくる周波数ホッピングされた受信信号を通過させ、通過させた受信信号を直列接続された電力検波部２０２−１〜２０２−ｎにそれぞれ入力する。なお、ＢＰＦ２０１は、受信信号を復調するものではないため、遮断特性の比較的緩やかなもので十分である。
【００５３】
電力検波部２０２は、ＢＰＦ２０１から入力されてくる受信信号の電力レベルを測定して、その測定結果を直列接続された遅延部２０３又は加算部２０４に入力する。なお、電力検波部２０２は、Ａ／Ｄ変換器等を備えて受信信号をディジタル信号に変換した後にその電力レベルを測定するものでもよい。また、本発明における「検波」とは、復調の意味ではなく、電波の存在を検出するという意味で使用される。
【００５４】
遅延部２０３は、直列接続された電力検波部２０２から入力されてくる受信信号の電力レベルの測定結果を、周波数ホッピング方式において任意の周波数が次の周波数に遷移するまでの期間分遅延させ、遅延させた測定結果を直列接続された次の遅延部２０３又は加算部２０４に入力する。なお、遅延部２０３はディジタル回路で構成されていてもよい。
【００５５】
加算部２０４は、全ての周波数帯域について、電力検波部２０２−１及び遅延部２０３から受信信号の電力レベルの測定結果を同時に入力される。そして、加算部２０４は、この同時入力された全ての測定結果を加算して、その加算結果を判定部２０５に逐次入力する。
【００５６】
判定部２０５は、加算部２０４から入力されてくる加算結果が一定値以上の場合には、他の無線通信装置によって周波数ホッピング方式による無線通信が行われていると判定する。一方で、判定部２０５は、加算部２０４から入力されてくる加算結果が一定値未満の場合には、他の無線通信装置によって周波数ホッピング方式による無線通信が行われていないと判定する。そして、判定部２０５は、これらの判定結果を制御部１０７に逐次入力する。
【００５７】
図３に、本実施の形態で使用される固定されたホッピングパターンを示す。図３に示すように、本実施の形態では、使用される周波数帯域が低い方から高い方に即ち周波数帯域ｚから周波数帯域ａへ順に遷移し、最高周波数帯域ａに達した後に再び最低周波数帯域ｚに遷移する。従って、本実施の形態では、ＢＰＦ２０１−１が周波数帯域ａを通過させ、同様にＢＰＦ２０１−２が周波数帯域ｂを、そしてＢＰＦ２０１−ｎが周波数帯域ｚを通過させることになる。
【００５８】
次いで、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置１００の動作について、キャリアセンス部１０６の動作を中心に詳細に説明する。
【００５９】
低雑音アンプ１０２からキャリアセンス部１０６に入力されてくる受信信号は、キャリアセンス部１０６に入力された直後に分割されて、ＢＰＦ２０１−１〜２０１−ｎにそれぞれ入力される。
【００６０】
続いて、ＢＰＦ２０１−１〜２０１−ｎでは、入力された受信信号がフィルタリングされ、それぞれ異なる周波数帯域の受信信号が抽出される。
【００６１】
続いて、ＢＰＦ２０１でフィルタリングされた受信信号は、ＢＰＦ２０１に直列接続された電力検波部２０２に入力される。
【００６２】
続いて、電力検波部２０２では、ＢＰＦ２０１によってフィルタリングされた受信信号の電力レベルがそれぞれ測定される。ここで、キャリアセンス部１０６に入力される受信信号に周波数ホッピング方式による受信信号が含まれている場合には、電力検波部２０２−１〜２０２−ｎのいずれか一つにおいて一定値以上の電力レベルが測定されることになる。一方で、キャリアセンス部１０６に入力される受信信号に周波数ホッピング方式による受信信号が含まれていない場合には、電力検波部２０２−１〜２０２−ｎのいずれにおいても一定値以上の電力レベルが測定されないことになる。
【００６３】
続いて、電力検波部２０２による受信信号の電力レベルの測定結果は、周波数帯域ａについては直接、周波数帯域ｂ〜ｚについては遅延部２０３を必要段数分介して加算部２０４に入力される。ここで、遅延部２０３はそれぞれ、電力検波部２０２による測定結果を、任意の周波数から次の周波数に遷移するまでの期間分だけ遅延させるため、図３に示すホッピングパターンに基づいて遅延部２０３を必要段数直列接続することにより、周波数帯域ａ〜ｚについての測定結果を加算部２０４に同時に入力することができる。
【００６４】
続いて、加算部２０４では、同時に入力される周波数帯域ａ〜ｚについての測定結果が加算され、その加算結果が逐次判定部２０５に入力される。
【００６５】
続いて、判定部２０５では、加算部２０４から入力されてくる加算値が、図３に示すホッピングパターンにおいて周波数帯域ｚから周波数帯域ａを経て再び周波数帯域ｚに遷移するまでの１周期分蓄積される。また、判定部２０５では、蓄積された１周期分の加算値の最高値が一定値と比較され、その最高値が一定値以上の場合には、現在他の無線通信装置によって周波数ホッピング方式による無線通信が行われていると判定される。一方で、その最高値が一定値未満の場合には、現在他の無線通信装置によって周波数ホッピング方式による無線通信が行われていないと判定される。そして、このような判定部２０５による判定結果は、逐次制御部１０７に入力される。
【００６６】
続いて、判定部２０５によって現在周波数ホッピング方式による無線通信が行われていると判定された場合には、制御部１０７からベースバンド部１０８に周波数ホッピング方式による無線信号の送信を中止するように指示が入力される。一方で、判定部２０５によって現在周波数ホッピング方式による無線通信が行われていないと判定された場合には、制御部１０７からベースバンド部１０８に必要に応じて再送要求信号等が入力されると伴に、その再送信要求信号等を送信するように指示が入力される。
【００６７】
従って、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置１００によれば、周波数ホッピング方式で使用される周波数帯域毎にＢＰＦ２０１、電力検波部２０２及び遅延部２０３が直列接続され、各周波数帯域についての電力レベルの測定結果が適宜遅延された後に全て加算され、その加算結果に基づいてキャリアセンスの判定が行われるため、キャリアセンスの判定精度を高めることができ、その結果周波数ホッピング方式で無線通信を行うシステムにおいて送信信号同士が衝突してデータが破壊されることを回避できる。
【００６８】
また、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置１００によれば、図３に示すホッピングパターンにおける周波数帯域ｚから周波数帯域ａを経て再び周波数帯域ｚに遷移するまでの１周期でキャリアセンスが完了するため、周波数ホッピング無線通信装置１００が所属する無線通信システムの伝送効率を改善することができる。
【００６９】
さらに、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置１００によれば、遅延部２０３が電力検波部２０２による測定結果の出力を周波数ホッピング方式における周波数の遷移期間に同期して遅延させるため、遅延部２０３の直列接続段数を調節するだけで全ての周波数帯域についての電力検波部２０２による測定結果の出力を加算部２０４に同時に入力することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置１００について、以下のように変形したり、応用したりしてもよい。
【００７１】
本実施の形態では、遅延部２０３それぞれが周波数ホッピング方式において任意の周波数から次の周波数に遷移するまでの周波数遷移期間（周波数ホッピングの周期）分だけ電力検波部２０２による測定結果を遅延させる場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば遅延部２０３それぞれが周波数遷移期間の数分の一だけ電力検波部２０２による測定結果を遅延させるようにしてもよい。このようにすれば、ホッピングパターンが変更されて周波数遷移期間が短縮された場合でも、キャリアセンス部１０６によるキャリアセンスの判定精度を維持することができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、ベースバンド部１０５から制御部１０７に再送信要求信号が入力される場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばベースバンド部１０５から制御部１０７に入力される信号は、無線ＬＡＮで用いられているＲＴＳ(Request To Send)／ＣＴＳ(Clear To Send)信号等であってもよい。
【００７３】
また、本実施の形態では、周波数ホッピング方式で使用される全ての周波数帯域に対応させてＢＰＦ２０１を設置する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば周波数帯域を離散的に選択して、その選択された周波数帯域についてのみＢＰＦ２０１を設置するようにしてもよい。このようにすれば、周波数ホッピング無線通信装置１００の回路構成を簡素化できると伴に、その消費電力を削減することもできる。
【００７４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る周波数ホッピング無線通信装置におけるキャリアセンス部４０６の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置は、実施の形態１に係る周波数ホッピング無線通信装置１００において、キャリアセンス部１０６の代わりにキャリアセンス部４０６を具備するものである。また、実施の形態１では、固定されたホッピングパターンが使用されたが、本実施の形態では、ホッピングパターンは適宜変更されるものとする。従って、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置の構成要素の殆どは、周波数ホッピング無線通信装置１００の構成要素と同様の機能を発揮するため、このように同様の機能を発揮する構成要素については、同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００７５】
キャリアセンス部４０６は、複数のＢＰＦ２０１、複数の電力検波部２０２、複数の遅延部２０３、加算部２０４、判定部２０５、ホッピングパターン検出部４０１及び複数の選択部４１１を具備する。
【００７６】
キャリアセンス部４０６では、電力検波部２０２−１〜２０２−ｎの全てに遅延部２０３がｎ−１個直列接続されている。そして、キャリアセンス部４０６では、電力検波部２０２による受信信号の電力レベルの測定結果が電力検波部２０２から直ちに又は直列接続された遅延部２０３を任意の段数経てから選択部４１１に入力される。
【００７７】
ホッピングパターン検出部４０１は、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置が所属する無線通信システムにおいて現在使用されているホッピングパターンを検出することにより、或いは予め準備された条件式のパラメータにランダムな数値を適宜代入することにより、ホッピングパターンを検出又は生成して、そのホッピングパターンを全ての選択部４１１に入力する。
【００７８】
選択部４１１はそれぞれ、直列接続されたＢＰＦ２０１がどの周波数帯域の受信信号を通過させるか把握しており、直列接続されたＢＰＦ２０１の通過させる周波数帯域とホッピングパターン検出部４０１から入力されてくるホッピングパターンとに基づいて、電力検波部２０２による測定結果を遅延部２０３のどの段数から取り出すか決定する。そして、選択部４１１は、決定された遅延部２０３の所定段数から電力検波部２０２による測定結果を取り出して加算部２０４に入力する。
【００７９】
従って、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置によれば、ホッピングパターン検出部４０１から全ての選択部４１１に現在使用されているホッピングパターンが通知され、選択部４１１が直列接続されたＢＰＦ２０１を通過する周波数帯域と通知されたホッピングパターンとに基づいて電力検波部２０２による測定結果をどの程度遅延させるか決定するため、周波数帯域が複雑にホッピングする場合や通信途中でホッピングパターンが変更される場合でもキャリアセンスの判定精度を高めることができる。
【００８０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る周波数ホッピング無線通信装置におけるキャリアセンス部５０６の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置は、実施の形態２におけるキャリアセンス部４０６の代わりにキャリアセンス部５０６を具備するものである。従って、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置の構成要素の殆どは、周波数ホッピング無線通信装置１００及びキャリアセンス部４０６の構成要素と同様の機能を発揮するため、このように同様の機能を発揮する構成要素については、同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００８１】
本実施の形態では、ＵＷＢ技術に由来する超広帯域で周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号によって無線通信を行う。ＯＦＤＭ信号には、有効シンボルの一部が複製されたガードインターバル（ＧＩ）が挿入されるため、このＧＩ区間を利用してＯＦＤＭ受信信号について自己相関を測定し、その自己相関の測定結果に基づいてキャリアセンスを実施する。
【００８２】
キャリアセンス部５０６は、複数のＢＰＦ２０１、複数の遅延部２０３、ホッピングパターン検出部４０１、複数の選択部４１１、複数の自己相関部５０２及び加算／分散部５０４及び判定部５０５を具備する。
【００８３】
図６は、キャリアセンス部５０６における自己相関部５０２の構成を示すブロック図である。なお、自己相関部５０２−１〜５０２−ｎは全て同一の構成からなるものとする。自己相関部５０２は、遅延部６１１、乗算器６１２、積分部６１３、同期加算部６１４及び最大値／位相検出部６１５を具備する。
【００８４】
遅延部６１１は、直列接続されたＢＰＦ２０１を通過してきたＯＦＤＭ受信信号を所定時間遅延させて乗算器６１２に入力する。ここで、遅延部６１１による遅延時間は、ＧＩ区間を有効に利用するため、ＯＦＤＭ受信信号の有効シンボル長であることが好ましい。
【００８５】
乗算器６１２は、直列接続されたＢＰＦ２０１を通過してきたＯＦＤＭ受信信号に遅延部６１１から入力されてくる所定時間遅延された同ＯＦＤＭ受信信号を乗算して、その乗算結果を積分部６１３に逐次入力する。
【００８６】
積分部６１３は、乗算器６１２から入力されてくる乗算結果を所定の区間で積分することによって自己相関を測定し、その測定結果を同期加算部６１４に逐次入力する。ここで、積分部６１３における積分区間は、ＧＩ区間長とすることが好適である。そして、遅延部６１１における遅延時間を有効シンボル長とし、積分部６１３における積分区間をＧＩ区間長とすることにより、ＯＦＤＭ受信信号の１シンボル毎にＧＩ区間で自己相関の測定結果即ち自己相関値がピークを示すようになる。ここで、図７に、遅延部６１１における遅延時間を有効シンボル長とし、積分部６１３における積分区間をＧＩ区間長とした場合における積分部６１３から同期加算部６１４に入力される自己相関値Ｓ１の一例を示す。このように自己相関値Ｓ１を実施の形態１における受信信号の電力レベルの代わりに使用することによってキャリアセンスを実行することも可能であるが、本実施の形態では、この自己相関値Ｓ１にさらに信号処理を施してキャリアセンスの判定精度を向上させる。
【００８７】
同期加算部６１４は、ＯＦＤＭ受信信号の複数シンボル分の自己相関値を同期加算し、自己相関値の同期加算結果を最大値／位相検出部６１５に逐次入力する。ここで、同期加算部６１４に図７に示す自己相関値Ｓ１が入力される場合において、同期加算部６１４が３シンボル分の自己相関値Ｓ１を同期加算した結果Ｓ２を図８に示す。
【００８８】
最大値／位相検出部６１５は、同期加算部６１４から入力されてくる同期加算された自己相関値について、その最大値と最大値の位相とを検出し、検出された最大値と最大値の位相を遅延部２０３に入力する。
【００８９】
加算／分散部５０４は、選択部４１１から入力されてくる複数シンボル分同期加算されたＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値を全て加算し、この加算結果を一定値と比較する。また、加算／分散部５０４は、選択部４１１から入力されてくる複数シンボル分同期加算されたＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値と最大値の位相とについて、それらの分散を個別に算出する。ここで、選択部４１１から加算／分散部５０４に入力される最大値の位相について、選択部４１１間での差が小さい、即ち算出された分散が小さければ、ＯＦＤＭ受信信号には雑音が少ないということになり、これは自己相関部５０２における測定結果の信頼性が高いことを意味する。また、周波数ホッピング方式では、どの周波数帯域でも送信電力が一定であるため、いずれの周波数帯域においてもＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値は近似するものと考えられる。そこで、最大値の位相の分散だけでなく最大値の分散についても、自己相関部５０２における測定結果の信頼性を確認する基準として利用することができる。
【００９０】
判定部５０５は、加算／分散部５０４から入力されてくる複数シンボル分同期加算されたＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値の加算結果と一定値を比較すると伴に、その最大値の分散の大きさとその最大値の位相の分散の大きさとを参酌して最大値の加算結果の信頼性を見極めた上で総合的にキャリアセンスの判定を行う。そのため、判定部５０５におけるキャリアセンスの判定精度は、実施の形態１における判定部２０５の判定精度よりも向上すると予想される。
【００９１】
従って、本実施の形態におけるキャリアセンス部５０６によれば、判定部５０５が複数シンボル分同期加算されたＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値の加算結果と、その最大値の分散の大きさと、その最大値の位相の分散の大きさと、に基づいてキャリアセンスの判定を行うため、その判定精度を一層高めることができる。
【００９２】
また、本実施の形態におけるキャリアセンス部５０６によれば、自己相関部５０２がＯＦＤＭ受信信号の自己相関を測定するため、ＯＦＤＭ受信信号に挿入されているＧＩを利用することによってＯＦＤＭ受信信号に含まれる雑音を効果的に除去することができる。
【００９３】
さらに、本実施の形態におけるキャリアセンス部５０６によれば、判定部５０５が自己相関部５０２による検出結果である最大値の加算結果と同最大値の分散と同最大値の位相の分散とに基づいてキャリアセンスの判定を行うことから、これらの時間平均された情報に基づいてキャリアセンスが実行されることになるため、キャリアセンスの判定精度を一層高めることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置について、以下のように変形したり、応用したりしてもよい。
【００９５】
本実施の形態では、加算／分散部５０４において複数シンボル分同期加算されたＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値とその最大値の位相とについて個別に分散を算出する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、自己相関値の最大値及びその最大値の位相のいずれか一方のみについて分散を求めるようにしてもよい。このようにすれば、加算／分散部５０４によるキャリアセンスの判定精度をあまり低下させることなく、加算／分散部５０４に生じる信号処理の負荷を軽減することができる。
【００９６】
なお、自己相関部５０２に入力されるＯＦＤＭ受信信号は、アナログ信号であってもディジタル信号であってもよいが、ディジタル信号の場合には、ダウンコンバート及び直交復調されたベースバンド信号であると好適である。また、この場合には、乗算器６１２が複素乗算手段であると、伝搬路上の位相回転の影響を受けずに自己相関の測定ができるため好適である。
【００９７】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る周波数ホッピング無線通信装置におけるキャリアセンス部９０６の構成を示すブロック図である。本実施の形態におけるキャリアセンス部９０６は、実施の形態２におけるキャリアセンス部４０６の構成要素と実施の形態３におけるキャリアセンス部５０６の構成要素とを共に具備するものである。従って、本実施の形態に係る周波数ホッピング無線通信装置の構成要素の殆どは、周波数ホッピング無線通信装置１００、キャリアセンス部４０６及びキャリアセンス部５０６の構成要素と同様の機能を発揮するため、このように同様の機能を発揮する構成要素については、同一の参照番号を付してその説明を省略する。なお、本実施の形態では、実施の形態３と同様にＵＷＢ技術に由来する超広帯域で周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号によって無線通信を行うものとする。
【００９８】
本実施の形態におけるキャリアセンス部９０６では、ＢＰＦ２０１を通過したＯＦＤＭ受信信号が電力検波部２０２と自己相関部５０２とにそれぞれ入力され、それぞれの系で別個独立に所定の信号処理が施された後に、電力検波部２０２に入力されたＯＦＤＭ受信信号については加算部２０４に、自己相関部５０２に入力されたＯＦＤＭ受信信号については加算／分散部５０４にそれぞれ入力される。また、加算部２０４からＯＦＤＭ受信信号の電力レベルの加算結果が総合判定部９０５に入力され、加算／分散部５０４から複数シンボル分同期加算されたＯＦＤＭ受信信号の自己相関値の最大値の加算結果とその最大値の分散の大きさとその最大値の位相の分散の大きさとが総合判定部９０５にそれぞれ入力される。そして、総合判定部９０５は、加算部２０４及び加算／分散部５０４から入力されてくるこれらの情報を勘案して総合的観点からキャリアセンスの判定を行う。
【００９９】
従って、本実施の形態におけるキャリアセンス部９０６によれば、総合判定部９０５にキャリアセンスの判定基準となる情報が豊富に入力されるため、キャリアセンスの判定精度を効果的に高めることができる。
【０１００】
なお、キャリアセンス応答時間や応答最小電力等に応じて、総合判定部９０５に入力される各情報の重要度等を適宜調整してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置及びキャリアセンス装置は、キャリアセンスの判定精度を高めることができるという効果を有し、周波数ホッピング方式により無線通信を行う携帯電話等の通信端末装置や基地局装置、さらには無線ＩＣ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る周波数ホッピング無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１におけるキャリアセンス部の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１における周波数のホッピングパターンを示す図
【図４】実施の形態２におけるキャリアセンス部の構成を示すブロック図
【図５】実施の形態３におけるキャリアセンス部の構成を示すブロック図
【図６】実施の形態３及び４における自己相関部の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態３における積分部からの出力波形の一例を示す図
【図８】実施の形態３における同期加算部からの出力信号の一例を示す図
【図９】実施の形態４におけるキャリアセンス部の構成を示すブロック図
【図１０】従来の周波数ホッピング無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１０３】
１００  周波数ホッピング無線通信装置
１０１、１１１  アンテナ素子
１０２  低雑音アンプ
１０４、１０９  インターフェース（ＩＦ）部
１０５、１０８  ベースバンド部
１０６、４０６、５０６、９０６  キャリアセンス部
１０７  制御部
１１０  無線送信（Ｔｘ）部
２０１  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２０２  電力検波部
２０３、６１１  遅延部
２０４  加算部
２０５、５０５  判定部
４０１  ホッピングパターン検出部
４１１  選択部
５０２  自己相関部
５０４  加算／分散部
６１２  乗算器
６１３  積分部
６１４  同期加算部
６１５  最大値／位相検出部
９０５  総合判定部
【図１】
2005210170.tif 000003
【図２】
2005210170.tif 000004
【図３】
2005210170.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005210170.tif 000009
【図８】
2005210170.tif 000010
【図９】
2005210170.tif 000011
【図１０】
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