(57)【要約】【課題】所望の信号を受信可能か否かを判別することができる比較的簡素な構成の受信検出装置を得る。【解決手段】直交検波部４２で得られた同相成分および直交成分をそれぞれ所定レベルに増幅する可変増幅部４４ｉ，４４ｑは、その増幅率を所定期間保持する。これにより、ＢＰＳＫの二つの信号についてはその乗算値が同じとなる。したがってＢＰＳＫを受信した場合には積分器５０の出力が基準電圧Ｖｒｅｆより高くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波再生信号を用いて受信信号の同相成分および直交成分を取得する直交検波部と、
前記同相成分および直交成分をそれぞれ所定レベルに増幅する可変増幅部であって、その増幅率が所定期間維持される可変増幅部と、
前記可変増幅部によって増幅された同相成分および直交成分の乗算値を取得する乗算値取得部と、
前記乗算値に基づいて所定の出力を行う出力部と、
を備え、前記周波数の信号の受信を検出する受信検出装置。
【請求項２】
さらに、
受信信号の受信レベルを取得する受信レベル取得部と、
前記受信レベルに基づいて所定の出力を行う第二の出力部と、
を備える請求項１に記載の受信検出装置。
【請求項３】
さらに、受信信号の受信レベルを取得する受信レベル取得部を備え、
前記出力部は、前記乗算値および受信レベルに基づいて所定の出力を行うことを特徴とする請求項１に記載の受信検出装置。
【請求項４】
さらに、前記搬送波再生信号の周波数を可変させる周波数可変機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の受信検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の受信検出装置用の回路であって、
所定周波数の搬送波再生信号を用いて受信信号の同相成分および直交成分を取得する直交検波部と、
前記同相成分および直交成分をそれぞれ所定レベルに増幅する可変増幅部であって、その増幅率が所定期間維持される可変増幅部と、
前記可変増幅部によって増幅された同相成分および直交成分の乗算値を取得する乗算値取得部と、
前記乗算値に基づいて前記出力部の出力を制御するための出力制御信号を生成する出力制御信号生成部と、
を備える受信検出回路。
【請求項６】
請求項１〜４に記載の受信検出装置であって、無線ＬＡＮ信号フレームのプリアンブル部分に含まれるＢＰＳＫ信号を検出する受信検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の無線信号を受信できる状態にあるか否かを判定可能とする受信検出装置に関し、特に、無線ＬＡＮの通信エリア（いわゆるホットスポット）あるいは通信環境を知るのに好適な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮに関しては、店舗や公共の場所の一部等において通信エリア（ホットスポット）が増えつつあり、その利便性が益々向上している。
【０００３】
無線ＬＡＮなどのように、通信可能範囲（通信エリア）が比較的限られた移動通信システムについて、その通信エリアや通信環境を容易に知ることができれば、ユーザにとっては非常に便利である。そうすれば、通信機器を起動したにも拘わらず通信ができないといった不都合は生じないし、また通信環境のより良好な場所を見つけ出したりすることも可能となる。
【０００４】
通信エリアや通信環境を知ることができる装置の一つに、ＲＳＳＩ（Received Signal Sensitivity Indicator）がある。ＲＳＳＩは、特定周波数帯の受信信号の受信レベルを検出し、その受信レベルに応じた表示を行うものである。また、携帯電話機等では、通話中や待受状態において、ディスプレイに受信レベルの表示が行われる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６９４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＲＳＳＩは、特定周波数帯の受信信号であれば、それが所望の信号でなくとも受信レベルを検出してしまう。このため、例えば、複数のシステムの信号が混在するような周波数帯域（一例としては、ＩＳＭ［Industrial,Scientific and Medical］帯；高周波加熱機器、医療用機器、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮ、ＲＦ−ＩＤ等が混在する）については、所望の通信システムについての通信可否あるいは通信状態を精度良く判定するのは困難である。
【０００７】
一方、携帯電話機等において受信レベルを表示するシステムは、通常、装置（全体）に電源が供給されている状態で表示が行われるようになっており、電源がＯＦＦのときには電源を一旦ＯＮにしなければそれを確認することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる受信検出装置は、所定周波数の搬送波再生信号を用いて受信信号の同相成分および直交成分を取得する直交検波部と、上記同相成分および直交成分をそれぞれ所定レベルに増幅する可変増幅部であって、その増幅率が所定期間維持される可変増幅部と、上記可変増幅部によって増幅された同相成分および直交成分の乗算値を取得する乗算値取得部と、上記乗算値に基づいて所定の出力を行う出力部と、を備え、上記周波数の信号の受信を検出する。
【０００９】
また、上記本発明にかかる受信検出装置では、さらに、受信信号の受信レベルを取得する受信レベル取得部と、上記受信レベルに基づいて所定の出力を行う第二の出力部と、を備えるのが好適である。
【００１０】
また、上記本発明にかかる受信検出装置では、さらに、受信信号の受信レベルを取得する受信レベル取得部を備え、上記出力部は、上記乗算値および受信レベルに基づいて所定の出力を行うのが好適である。
【００１１】
また、上記本発明にかかる受信検出装置では、さらに、上記搬送波再生信号の周波数を可変させる周波数可変機構を備えるのが好適である。
【００１２】
また、本発明にかかる受信検出回路は、上記本発明にかかる受信検出装置用の回路であって、所定周波数の搬送波再生信号を用いて受信信号の同相成分および直交成分を取得する直交検波部と、上記同相成分および直交成分をそれぞれ所定レベルに増幅する可変増幅部であって、その増幅率が所定期間維持される可変増幅部と、上記可変増幅部によって増幅された同相成分および直交成分の乗算値を取得する乗算値取得部と、上記乗算値に基づいて上記出力部の出力を制御するための出力制御信号を生成する出力制御信号生成部と、を備える。
【００１３】
また、上記本発明にかかる受信検出装置は、無線ＬＡＮ信号フレームのプリアンブル部分に含まれるＢＰＳＫ信号を検出する受信検出装置として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施形態１＞  図１は、本実施形態にかかる受信検出装置１０の要部構成の一例を示す図、また図２は、受信検出装置１０に含まれる受信検出回路１４の要部構成の一例を示す図である。
【００１５】
図１の受信検出装置１０は、アンテナ１２、受信検出回路１４、スイッチング素子２０，２２、出力部（例えばＬＥＤ）２４，２６、電源電池２８および受信状態確認スイッチ３０を含む。
【００１６】
受信検出回路１４は、アンテナ１２で受信された信号から所望の信号（例えば無線ＬＡＮ信号フレームのＰＬＣＰプリアンブルに含まれるＢＰＳＫ信号）を検出すると、出力端子３２から受信検出信号を出力する。この受信検出信号によってスイッチング素子２０がＯＮされ、受信状態確認スイッチ３０と出力部２４との間の回路が閉じられる。このとき、受信状態確認スイッチ３０が人為的な押圧操作等によってＯＮされて閉じられていると、電源電池２８から受信状態確認スイッチ３０およびスイッチング素子２０を経由して出力部２４に電源電力が供給され、出力部２４が所定の出力（例えば発光出力）を行う。
【００１７】
また、受信検出回路１４は、アンテナ１２で受信された信号の電界強度（受信レベル）が所定の閾値レベルと同じかまたは超えると、出力端子３４からレベル検出信号を出力する。このレベル検出信号によってスイッチング素子２２がＯＮされる。スイッチング素子２２がＯＮされると、受信状態確認スイッチ３０と出力部２６との間の回路が閉じられる。このとき、受信状態確認スイッチ３０が人為的な押圧操作等によってＯＮされて閉じられていると、電源電池２８から受信状態確認スイッチ３０およびスイッチング素子２２を経由して出力部２６に電源電力が供給され、出力部２６が所定の出力（例えば発光出力）を行う。
【００１８】
なお、このとき、出力部２４による出力形態と出力部２６による出力形態とが異なるように構成するのが好適である。一例をあげれば、各出力部２４，２６を発光出力手段（例えばＬＥＤ）として構成する場合には、その発光色を異ならせればよい（例えば出力部２４：緑色、出力部２６：赤色等）。
【００１９】
また、受信検出回路１４の電源は、受信状態確認スイッチ３０がＯＮとなったときにのみ投入されるようになっている。これにより消費電力の抑制が図られている。
【００２０】
図２の受信検出回路１４は、アンプ３８、ＲＳＳＩユニット４０、直交検波回路４２、可変ゲインアンプ（ＡＧＣ）４４ｉ，４４ｑ、レベル検出部４６ｉ，４６ｑ、乗算器４８、積分器（または平均化器；例えばローパスフィルタ）５０、および比較器（例えばオペアンプ）５２を備える。なお、３６は入力端子、３２および３４は出力端子である。
【００２１】
ＲＳＳＩユニット４０は、アンプ３８で増幅された受信信号の電界強度が所定の閾値レベルと同じかまたは超えたときに、レベル検出信号を出力する。本実施形態では、ＲＳＳＩユニット４０が受信レベル取得部に相当する。なお、受信レベル（電界強度）を複数段階で表示するときは、それぞれ異なる閾値レベルでの判別結果を示す信号を並列に出力し、それら出力毎にスイッチ２２および出力部２６を設ければよい。
【００２２】
直交検波回路４２は、ミキサ５４ｉ，５４ｑ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５６ｉ，５６ｑ、π／２移相器５８、ＰＬＬ回路６０、局部発振器６２および制御部６４を有する。この直交検波回路４２は、アンプ３８で増幅された受信信号に、相互に直交する（位相差がπ／２の）搬送波再生信号を乗算し、当該搬送波再生信号と同じ周波数の同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）とを取得する。搬送波再生信号はＰＬＬ回路６０から出力される。ＰＬＬ回路６０は、制御部６４の制御信号に応じて搬送波再生信号の周波数を変化させる。例えば、無線ＬＡＮのＢＰＳＫ信号を検出する場合、当該周波数は、例えば無線ＬＡＮの全周波数チャネルをカバーする周波数帯域内で、各チャネルに対応する周波数となるよう順次変更される。なお、本実施形態にかかる直交検波回路４２では、搬送波再生信号の位相は受信信号の位相とは必ずしも同期していない。
【００２３】
ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑは、それぞれ、レベル検出部４６ｉ，４６ｑで検出された同相成分および直交成分の振幅レベルに基づいて増幅率を変化させ、同相成分および直交成分の振幅レベルを規定されたレベルまで増幅する。このとき、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑの増幅率は、所定期間維持されるようになっている。当該所定期間が経過すると、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑは、レベル検出部４６ｉ，４６ｑで新たに検出された同相成分および直交成分の振幅レベルに基づいて、それら同相成分および直交成分がそれぞれ所定の増幅率となるよう、増幅率を変化させる。
【００２４】
こうして増幅された同相成分および直交成分は、乗算器４８で乗算され、積分器５０を経由して比較器５２に入力される。乗算器４８の出力が基準電圧Ｖｒｅｆを超えると、比較器５２から受信検出信号が出力される。
【００２５】
ここで、図２の受信検出回路１４によってＢＰＳＫ信号が検出される原理について説明する。図３は、直交検波回路４２で取得されたＢＰＳＫ信号（すなわちローパスフィルタ（ＬＰＦ）５６ｉ，５６ｑから出力された信号）の一例のコンスタレーションを示す模式図である。
【００２６】
受信信号に所望のＢＰＳＫ信号が含まれていた場合、そのコンスタレーションは、図３に示すように、Ｉ軸およびＱ軸が交差する原点Ｏについて点対称となる２点（Ｐ１，Ｐ２）となる。これら２点（Ｐ１，Ｐ２）の位相差（｜φ１−φ２｜）はπである。ここで、本実施形態にかかる直交検波回路４２は、受信信号と搬送波再生信号との位相同期手段を有していないため、Ｉ−Ｑの信号平面におけるこれら２点（Ｐ１，Ｐ２）の出現位置は、受信信号と搬送波再生信号との間の位相オフセット（位相基準の誤差）に応じて回転することになる。
【００２７】
いま仮に、Ｐ１について、
位相：φ１＝８／９π、
Ｉ成分（振幅）：Ｉ１（＝ｃｏｓφ１）≒−０．９３、
Ｑ成分（振幅）：Ｑ１（＝ｓｉｎφ１）≒０．３４
であったとき、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑの増幅により、それらの出力Ｉｍ１，Ｑｍ１が
Ｉｍ１＝Ｉ１・Ｇｉ＝−０．９３・（１／（−０．９３））＝１
Ｑｍ１＝Ｑ１・Ｇｑ＝０．３４・（１／０．３４）＝１
となった場合について考える。ここに、Ｇｉ，Ｇｑは各ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑのゲインであり、各数値はＩ，Ｑ毎に所定値で無次元化した値とする。このとき、乗算器４８の出力Ｍｐ１は、
Ｍｐ１＝Ｉｍ１・Ｑｍ１＝１
となる。
【００２８】
他方、Ｐ２については、
位相：φ２＝φ１＋π＝１７／９π、
Ｉ成分（振幅）：Ｉ２（＝ｃｏｓφ２）≒０．９３、
Ｑ成分（振幅）：Ｑ２（＝ｓｉｎφ２）≒−０．３４
であるから、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑがＰ１のときのゲインＧｉ，Ｇｑ（すなわち、Ｇｉ＝１／（−０．９３）、Ｇｑ＝１／０．３４）を維持しているものとすれば、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑの各出力Ｉｍ２，Ｑｍ２は、
Ｉｍ２＝Ｉ２・Ｇｉ＝０．９３・（１／（−０．９３））＝−１
Ｑｍ２＝Ｑ２・Ｇｑ＝−０．３４・（１／０．３４）＝−１
となり、このときの乗算器４８の出力Ｍｐ２は、
Ｍｐ２＝Ｉｍ２・Ｑｍ２＝１
となる。
【００２９】
つまり、図２の例では、Ｐ１，Ｐ２いずれの場合においても乗算器４８の出力は「１」となる。これは、ＢＰＳＫ信号の一方（Ｐ１）の同相成分および直交成分を所定のレベル（いずれも正またはいずれも負）に増幅するゲインを用いて、他方（Ｐ２）の同相成分および直交成分を増幅した場合、同相成分と直交成分との乗算値は、双方（Ｐ１およびＰ２）で同じ値になるということを意味している。このことは、ＢＰＳＫ信号の場合、すなわち位相差がπの２点について成立し、受信信号と搬送波再生信号との位相オフセットの大きさに依存せず、すなわちＢＰＳＫ信号のコンスタレーション（Ｐ１，Ｐ２）がＩ−Ｑ信号平面でどの位置に出現しても成立する。
【００３０】
このように、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑの増幅率を所定期間一定値に保持することにより、ＢＰＳＫ信号を受信した場合には乗算器４８の出力（およびその平均値）が大きくなり、他方、ＢＰＳＫ信号以外の信号を受信した場合には乗算器４８の出力が継続的に正の所定値とはならない。したがって、閾値（図２の例の場合比較器５２の基準電圧Ｖｒｅｆ）を適切に設定することで、ＢＰＳＫ信号とそれ以外の信号とを区別することができるようになる。なお、積分器５０は、ＢＰＳＫ信号の二つの信号点間を移動する期間等の乗算器出力も平均化するので、それも加味して閾値を設定するのが好適である。また、上記原理から、ＡＧＣ４４ｉ，４４ｑの増幅率の保持期間は、各ＢＰＳＫ信号（すなわちＰ１またはＰ２）の各シンボル期間Ｔに応じて、例えば、２Ｔ以上の期間（好適には数１０Ｔ）とするのが好適である。
【００３１】
本実施形態にかかる受信検出装置１０は、受信レベルが所定レベルと同じかまたはそれを超えている場合と、ＢＰＳＫ信号が受信されている場合とを、それぞれ認識することができる。したがって本実施形態にかかる受信検出装置１０によれば、通信環境をより詳しく知ることができる。例えば、出力部２６が所定出力を行っている（すなわち受信レベルが所定レベルより高い）のにもかかわらず、出力部２４が所定出力を行っていない（すなわちＢＰＳＫ信号が受信されていない）場合には、所望の信号と同じ周波数帯のノイズ成分が多いということが考えられる。この場合、仮に通信ができたとしても誤り率が大きく、ひいては高いデータ伝送速度が得られない可能性があることがわかる。
【００３２】
＜実施形態２＞  図４は、本実施形態にかかる受信検出装置１０ａの要部構成の一例を示す図である。なお、本実施形態にかかる受信検出装置１０ａは、上記実施形態１にかかる受信検出装置１０と同様の構成を有している。このため、以下では、それら構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３３】
図４の受信検出装置１０ａは、アンテナ１２で受信された信号から所望の信号が検出され、かつアンテナ１２で受信された信号の電界強度が所定の閾値と同じかまたは超えるときに、出力部２４ａから所定の出力が行われるように構成したものである。このために、図４の例では、受信検出回路１４の出力端子３２，３４から出力される受信検出信号とレベル検出信号との論理積をとるＡＮＤゲート６６が設けられ、そのＡＮＤゲート６６の出力によってスイッチング素子２０ａがＯＮされ、受信状態確認スイッチ３０と出力部２４ａとの間の回路が閉じられる。このとき、受信状態確認スイッチ３０が人為的な押圧操作等によってＯＮされて閉じられていると、電源電池２８から受信状態確認スイッチ３０およびスイッチング素子２０ａを経由して出力部２４ａに電源電力が供給され、出力部２４ａが所定の出力（例えば発光出力）を行う。すなわち、かかる構成によれば、受信状態確認スイッチ３０の押圧操作に応じて出力部２４ａから所定の出力が行われるか否かにより、そのＢＰＳＫ信号が含まれる通信方式（例えばＰＬＣＰプリアンブルにＢＰＳＫ信号が含まれる無線ＬＡＮ）による通信が可能であるか否かを判別することができる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００３５】
また、上述したものを含め、本発明にかかる受信検出装置および受信検出回路は、比較的簡素な構成であり、かつ小型・軽量であるから、種々の情報処理装置に比較的容易に組み込むことができる。例えば、図５（ａ）に示すように、受信検出回路（図５では図示せず）等を可搬型の情報処理装置（例えばコンピュータやＰＤＡ等；図５ではいわゆるノート型のパーソナルコンピュータ）７０ａの内部に組み込み、利用者が視認しやすい位置に表示による出力部２４，２６を、また利用者が操作しやすい位置に受信状態確認スイッチ３０を設けることができる。また、例えば図５（ｂ）に示すように、受信検出回路（図５では図示せず）等を携帯電話機７０ｂの内部に組み込み、操作性や視認性の観点から適切な位置に、表示による出力部２４，２６および受信状態確認スイッチ３０を設けることができる。なお、これらの例のごとく受信検出装置または受信検出回路を情報処理装置等の内部に組み込む場合には、受信検出回路や出力部２４，２６の電源電力として、情報処理装置の電源電力を用いても良い。ただし、その場合にも、情報処理装置の主電源のＯＮ／ＯＦＦとは独立して、受信状態確認スイッチ３０が操作されたときに受信検出装置が動作するように構成するのが好適である。さらに、図５の場合のように、折りたたみ式の装置の場合、折りたたんだ状態でも受信状態確認スイッチ３０を操作でき、出力部２４，２６からの出力を視認することができるようにするのが好適である。また、本発明にかかる受信検出装置をそれ単独のデバイス（例えばキーホルダ等）として構成することができるのは言うまでもない。
【００３６】
なお、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）のデータは、図６に示すように、ＰＬＣＰ（Physical Layer Convergence Protocol）プリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ、ＭＡＣヘッダ、および送信データ（ペイロード）を含むが、このうちＰＬＣＰプリアンブルには、ＢＰＳＫ信号が含まれている。本発明にかかる受信検出装置および受信検出回路を、このＰＬＣＰプリアンブルに含まれるＢＰＳＫ信号の受信を検出することができるように、搬送波再生信号の周波数や、その可変範囲等を適切に設定することで、無線ＬＡＮの通信エリア（ホットスポット）内にあるか否かを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態にかかる受信検出装置の要部構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる受信検出装置に含まれる受信検出回路の要部構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる受信検出装置の直交検波回路において取得されたＢＰＳＫ信号の一例のコンスタレーションを示す模式図である。
【図４】本発明の別の実施形態にかかる受信検出装置の要部構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる受信検出装置を組み込んだ情報処理装置の例を示す図である。
【図６】無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）のデータ構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，１０ａ  受信検出装置、１２  アンテナ、１４  受信検出回路、２０，２２  スイッチング素子、２４，２４ａ，２６  出力部、２８  電源電池、３０  受信状態確認スイッチ、３２，３４  出力端子、３６  入力端子、３８  アンプ、４０  ＲＳＳＩユニット、４２  直交検波回路、４４ｉ，４４ｑ  ＡＧＣ、４６ｉ，４６ｑ  レベル検出部、４８  乗算器、５０  積分器、５２  比較器、５４ｉ，５４ｑ  ミキサ、５６ｉ，５６ｑ  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５８  π／２移相器、６０  ＰＬＬ回路、６２  局部発振器、６４  制御部、６６  ＡＮＤゲート、７０ａ  情報処理装置、７０ｂ  携帯電話機。
【図１】
2005159630.tif 000003
【図２】
2005159630.tif 000004
【図３】
2005159630.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005159630.tif 000007
【図６】
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