(57)【要約】【課題】誤受信を防止し、受信データを有効に判定することのできるエラー検出装置および受信エラー判定方法を提供。【解決手段】受信データのLengthに基づいてフレーム継続信号108がタイミング104にて生成されるとともに、RSSI測定部110にて測定されるRSSIデータ114がキャリア有無判定部116に入力され、キャリア有無判定部116ではRSSI閾値とRSSIデータとが比較されてその比較結果に応じたキャリア有無信号が生成される。受信データ長誤り判定部124は、これらフレーム継続信号108とキャリア有無信号122に基づいて受信データ長エラー信号130を生成して出力する。【選択図】図１
2007129435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のペイロードを含む無線信号を受信するディジタル無線装置にて受信した受信信号のエラーを検出するエラー検出装置において、該装置は、
前記受信信号に応じて該受信信号の受信強度の計測を指示する指示信号を生成するとともに、該受信信号から前記ペイロードの長さ（Length）に応じたフレーム継続信号を生成するタイミング手段と、
前記受信信号の受信強度を前記指示信号に応じて測定する測定手段と、
前記受信強度に基づいて前記無線信号のキャリアの有無を判定し、キャリアの有無を示すキャリア有無信号を生成するキャリア判定手段と、
前記フレーム継続信号と前記キャリア有無信号とに基づいて、前記受信信号の前記ペイロードの長さ（Length）に誤りがあるか否かを判定する誤り判定手段とを含むことを特徴とするエラー検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエラー検出装置において、該装置は、
前記キャリアの有無を判定するための閾値として第１のパラメータを保持する第１のレジスタ手段を含み、
前記キャリア判定手段は、前記受信強度と前記第１のパラメータとを比較し、該比較の結果に応じて前記キャリア有無信号を生成することを特徴とするエラー検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエラー検出装置において、前記第１のレジスタ手段は、上位の装置から設定される前記第１のパラメータを保持することを特徴とするエラー検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のエラー検出装置において、該装置は、前記測定手段にて測定される受信強度に基づいて、前記受信信号のレベル変動から干渉波を監視する干渉波判定手段を含み、該干渉波判定手段は、所定値以上のレベル変動を検出すると干渉波検出信号を生成することを特徴とするエラー検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエラー検出装置において、該装置は、前記受信信号のレベル変動を判定するための閾値として第２のパラメータを保持する第２のレジスタ手段を含み、
前記干渉波判定手段は、前記第２のパラメータに基づいて所定値以上のレベル変動を検出することを特徴とするエラー検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエラー検出装置において、前記第２のレジスタ手段は、上位の装置から設定される前記第２のパラメータを保持することを特徴とするエラー検出装置。
【請求項７】
複数のペイロードを含む無線信号を受信するディジタル無線装置にて受信した受信信号のエラーを検出する受信エラー判定方法において、該方法は、
前記受信信号に応じて該受信信号の受信強度の計測を指示する指示信号を生成するとともに、該受信信号から前記ペイロードの長さ（Length）に応じたフレーム継続信号を生成するタイミング工程と、
前記受信信号の受信強度を前記指示信号に応じて測定する測定工程と、
前記受信強度に基づいて前記無線信号のキャリアの有無を判定し、キャリアの有無を示すキャリア有無信号を生成するキャリア判定工程と、
前記フレーム継続信号と前記キャリア有無信号とに基づいて、前記受信信号の前記ペイロードの長さ（Length）に誤りがあるか否かを判定する誤り判定工程とを含むことを特徴とする受信エラー判定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の受信エラー判定方法において、該方法は、前記キャリアの有無を判定するための閾値として第１のパラメータを保持する第１のレジスタ工程を含み、
前記キャリア判定工程は、前記受信強度と前記第１のパラメータとを比較し、該比較の結果に応じて前記キャリア有無信号を生成することを特徴とする受信エラー判定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の受信エラー判定方法において、前記第１のレジスタ工程は、上位の装置から設定される前記第１のパラメータを保持することを特徴とする受信エラー判定方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の受信エラー判定方法において、該方法は、前記測定工程にて測定される受信強度に基づいて、前記受信信号のレベル変動から干渉波を監視する干渉波判定工程を含み、該干渉波判定工程は、所定値以上のレベル変動を検出すると干渉波検出信号を生成することを特徴とする受信エラー判定方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の受信エラー判定方法において、該方法は、前記受信信号のレベル変動を判定するための閾値として第２のパラメータを保持する第２のレジスタ工程を含み、
前記干渉波判定工程は、前記第２のパラメータに基づいて所定値以上のレベル変動を検出することを特徴とする受信エラー判定方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の受信エラー判定方法において、前記第２のレジスタ工程は、上位の装置から設定される前記第２のパラメータを保持することを特徴とする受信エラー判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号を受信するディジタル無線装置にて受信信号のエラーを検出するエラー検出装置および受信エラー判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル無線装置では、無線回線の品質を確保するため一般的にフレームの誤り判定を行うCRC (Cyclic Redundancy Check code)を用いている。
【０００３】
CRCは、送信側で送信データに対して、あらかじめ定められた生成多項式を用いて処理を行い、その結果を冗長符号としてデータ列に付加して送信する。次に受信側では、受信データを送信側と同様の処理によりあらかじめ定められた生成多項式で演算を行う。その処理結果がオール“０”以外になった場合は、データ誤りと判定する。この場合、CRC演算対象となるのはペイロードデータ部分で受信データ中に含まれるLength（長さ）フィールドが示す長さである。一般的にLengthフィールドの値はペイロードデータのオクテット数（１オクテット＝８ビット）を表す。
【０００４】
特許文献２に記載のTDMA-TDD方式の基地局同期装置は、受信電界強度の変動による誤動作を防止し、受信誤りを低減することを可能とするために、バーストフレーム中のCRC判定ビットの終了時に、受信電界信号の検出信号をマスク手段にて一定期間マスクし、マスク手段の出力のエッジタイミングで基地局の同期手段をトリガする構成であった。
【０００５】
また特許文献３では、受信した信号の受信強度を表すRSSI信号と、同期がとれているかどうかを表すUW信号と、受信したデジタル信号の誤り率を表すBER信号とに基づいて受信デジタル信号の劣化を判定し、劣化していた場合には出力をミューティングするデジタル無線受信機が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２５２９４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１６３８４２号公報
【特許文献３】特開２０００−１７４６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上述のCRCを用いるディジタル無線装置では、無線特有のランダムエラーによりLengthフィールドに誤りが発生した場合、次の条件においてCRC判定でエラーならずに誤受信し、回線品質を低下させてしまうという問題があった。
【０００８】
その条件として、フレームのLengthが期待値より大きい方に誤り、且つ差分の誤ったオクテット数分すべて０データであった場合がある。たとえばLengthの期待値６オクテットに対して誤ってLengthを８オクテットであるとして受信し、且つ最後（8−6＝2）の２オクテット分すべて“０”と受信して処理判定した場合などが考えられる。
【０００９】
この理由は、CRC判定の対象はLengthフィールドにより決定されるが、上記の条件の場合は送信側で付加したCRC演算結果の冗長符号の後、さらに０連続が付加される。CRC機能の特性としてCRCの演算結果が“０”となって、その後さらに０データを演算（割り算）しても“０”となるので誤りなしの判定結果となる。ただし、受信データは正規のフレームに０データが付加されている（Lengthフィールドの誤りオクテット数）ため、まったく異なったデータとなり誤受信することになる。
【００１０】
特許文献１では、予測最大ペイロード長と予測最小ペイロード長とを算出し、予測した予測ペイロード長と、受信信号からのペイロード長情報とを対比することによりペイロード長に誤りがあるか否かを抽出するものであった。この方法では、予測ペイロード長を算出するための構成が必要となって複雑化し、また、予測ペイロード長を算出するための時間を要するために高速性が低減するという問題が発生する。また予測ペイロード長の範囲内に収まる程度のペイロード長の誤りについては、検出することができないことが考えられる。
【００１１】
本発明は、このような誤受信を防止し、受信データを有効に判定することのできるエラー検出装置および受信エラー判定方法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】
【００１２】
本発明は上述の課題を解決するために、複数のペイロードを含む無線信号を受信するディジタル無線装置にて受信した受信信号のエラーを検出するエラー検出装置において、受信信号に応じて受信信号の受信強度の計測を指示する指示信号を生成するとともに、受信信号からペイロードの長さ（Length）に応じたフレーム継続信号を生成するタイミング手段と、受信信号の受信強度を指示信号に応じて測定する測定手段と、受信強度に基づいて無線信号のキャリアの有無を判定し、キャリアの有無を示すキャリア有無信号を生成するキャリア判定手段と、フレーム継続信号とキャリア有無信号とに基づいて、受信信号のペイロードの長さ（Length）に誤りがあるか否かを判定する誤り判定手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は上述の課題を解決するために、複数のペイロードを含む無線信号を受信するディジタル無線装置にて受信した受信信号のエラーを検出する受信エラー判定方法において、この方法は、受信信号に応じて受信信号の受信強度の計測を指示する指示信号を生成するとともに、受信信号からペイロードの長さ（Length）に応じたフレーム継続信号を生成するタイミング工程と、受信信号の受信強度を指示信号に応じて測定する測定工程と、受信強度に基づいて無線信号のキャリアの有無を判定し、キャリアの有無を示すキャリア有無信号を生成するキャリア判定工程と、フレーム継続信号とキャリア有無信号とに基づいて、受信信号のペイロードの長さ（Length）に誤りがあるか否かを判定する誤り判定工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受信信号の受信強度（RSSI）の計測を指示する指示信号を生成し、受信信号からペイロードの長さ（Length）に応じたフレーム継続信号を生成することにより、これら受信強度とフレーム継続信号を認識し、さらに無線信号のキャリアの有無を判定して生成したキャリア有無信号によって、受信信号のペイロードの長さ（Length）に誤りがあるか否かを判定することができる。
【００１５】
このように本発明は、RSSI測定した結果に基づいて、所定の閾値以上であるか否かに応じてキャリア有無信号を生成し、受信信号から生成されるディジタル情報のフレーム継続信号を生成し、生成した２つの信号を比較することによって、受信信号から得られたペイロードの長さに誤りがあるか否かを検出することができる。また、キャリアの有無の判定は、第１のパラメータと受信強度との比較によって判断することができ、この第１のパラメータは上位装置から設定することができる。
【００１６】
したがって、Lengthフィールドが誤ってLengthエラーが発生しているにも関わらず、CRCが正常と判断された場合でも受信データ長エラー信号を優先させて採用することにより誤受信を検出することが可能となる。よってディジタル無線装置のシステムとしての回線品質を確保し、信頼性を向上させる効果がある。
【００１７】
さらに、受信中のRSSIデータを監視し、閾値以上のレベル変動を判定して受信したIF信号中に干渉波が存在することを検出することができる。また、閾値以上のレベル変動の判定は、第２のパラメータと受信強度との比較によって判断することができ、この第２のパラメータは上位装置から設定することができる。よって上位装置の判断により、たとえば当該チャネルを変更することにより、干渉波の悪影響を排除し、システムの回線品質を改善させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に添付図面を参照して本発明によるエラー検出装置および受信エラー判定方法の実施例を詳細に説明する。図２を参照すると、本発明によるエラー検出装置および受信エラー判定方法が適用されたディジタル無線装置におけるエラー検出回路10の実施例が示されている。なお、以下の説明において本発明に直接関係のない部分は、図示およびその説明を省略し、また、信号の参照符号はその現われる接続線の参照番号で表わす。
【００１９】
本実施例におけるエラー検出回路10は、中間周波信号（IF信号）を復調して得られる受信データ(RXD) 12を入力し、受信ペイロード長を設定する受信Lengthレジスタ部100を有する。受信Lengthレジスタ部100は、そのレジスタ値102をタイミング部104に出力する。なお、同図においてCRC検査回路、復調回路等の受信回路および送信回路はその図示を省略してある。
【００２０】
タイミング部104は、受信Lengthレジスタ部100のレジスタ値102と、ペイロードのオクテット単位のRSSI（受信電界強度）を測定する指示を示す計測指示信号を出力106に出力する機能を有する。またタイミング部104は、受信データのフレーム継続を示すフレーム継続信号を、受信データ12から得られるペイロード長情報であるLength値（受信ペイロード長）に基づいて生成し、フレーム継続信号108として出力する機能を有する。このフレーム継続信号108は、認識されるLength値に対応する期間ハイレベル”1”となって認識したLength値に応じたフレーム長を表す。
【００２１】
タイミング部104の出力106に接続されたRSSI測定部110は、入力されるIF信号112に基づいてRSSI測定を行い、そのRSSIデータ114を出力する。
【００２２】
RSSI測定部110の出力は、接続線114を介してキャリア判定部116の一方の入力に接続されている。キャリア判定部116は、RSSIデータ114と、他方の入力に接続されるRSSIレベル閾値レジスタ部120のレジスタ値118に基づいて送信キャリアの有無を判定する機能部である。RSSIレベル閾値レジスタ部120は、送信キャリアを判定するためRSSIレベルの閾値を保持して、そのレジスタ値118をパラメータとしてキャリア判定部116に供給している。キャリア判定部116は、判定結果を示すキャリア有無信号122を受信データ長誤り判定部124に供給する。
【００２３】
受信データ長誤り判定部124は、キャリア有無信号122とフレーム継続信号108とに基づいて、受信データ長が矛盾している誤りを判定する判定部である。受信データ長誤り判定部124は、受信データ長に誤りがあることを判定すると、有意の受信データ長エラー信号130を出力する。
【００２４】
以上の構成で、本実施例におけるエラー検出回路10の動作を図２に示す受信データ長エラー検出のタイミングチャートを参照して説明する。
【００２５】
まず、時間t1から受信される受信データ(RXD) 12からLength値（受信ペイロード長）を受信Lengthレジスタ部100に格納する（時間t2〜時間t3）。
【００２６】
タイミング部104は、ペイロードデータ受信のオクテットごとにRSSI測定部110に対して計測指示信号106を出力してRSSI測定を指示する。また、タイミング部104は、受信ペイロード区間の開始からフレーム継続信号108を受信データ長誤り判定部124へ送る。
【００２７】
RSSI測定部110はオクテットごとにRSSIデータ114をキャリア判定部116へ送る。キャリア判定部116は、上位装置からRSSI閾値レジスタ部120に設定されたレジスタ値118とRSSIデータ114とを比較してキャリアの有無判定を行う。キャリア判定部116は、判定結果に応じたキャリア有無信号122を受信データ長誤り判定部124へ送る。受信データ長誤り判定部124は、タイミング部104から供給されるフレーム継続信号108と、キャリア有無判定部116から供給されるキャリア有無信号122を確認する。この場合、受信データ長誤り判定部124は、送信キャリアがないにもかかわらず、フレーム継続が示されている際の矛盾を検出した場合に受信データ長エラー信号130を出力する(時間t4)。
【００２８】
以上説明したように図１および図２に示した第１の実施例によれば、Lengthフィールドが誤ってLengthエラーが発生しているにも関わらず、CRCが正常と判断された場合でも受信データ長エラー信号を出力することによりエラーとすることができるので誤受信を検出することが可能となる。よってディジタル無線装置のシステムとしての回線品質を確保し、信頼性を向上させる効果がある。
【００２９】
図３を参照すると、従来例において、Lengthエラーが発生し、CRCエラーなしと判定される状態にて誤受信する際の送信データおよび受信データの一例が示されている。
【００３０】
図示するようにCRCの下位(LSB)および上位(MSB)は、送信側で送信データに対して、あらかじめ定められた生成多項式を用いて処理した冗長符号がペイロードデータ列に付加して送信される。受信側では、受信データを送信側と同様の処理により生成多項式で演算を行い、処理結果がオール“０”以外になった場合にデータ誤りと判定される。この場合、CRC演算対象となるのはペイロードデータ部分で同図では４オクテット分であり、CRC演算結果は２オクテット分である。これは受信データ中に含まれるLengthフィールドにて示されている(0x06)。
【００３１】
しかし、たとえば無線特有のランダムエラー等により受信データのLengthフィールドに、フレームのLengthが期待値より大きい方に誤り、且つ差分の誤ったオクテット数分すべて０データであるという誤りが発生した場合があるとする。たとえばLengthの期待値６オクテットに対して誤ってLengthを８オクテットであるとして受信し、且つ最後の２オクテット分すべて“０”と受信して処理判定した場合などが考えられる。この理由は、CRC判定の対象はLengthフィールドにより決定されるが、上記の条件の場合は送信側で付加したCRC演算結果の冗長符号の後、さらに０連続が付加される形となる。CRC機能の特性としてCRCの結果が“０”（誤りなし）となった後にさらに０データを演算（割り算）しても“０”となり誤りなしの判定となる。ただし、受信データは正規のフレームに０データが付加されている（Lengthフィールドの誤りオクテット数）ため、まったく異なったデータとなり誤受信することになる。図示の例では正規の送信データ以降はキャリアもなくなっているため、受信データが不定である２オクテット分“０データ”が連続するdummyデータ(d1,d2)の発生状態を示している。この従来例の場合、受信データは、CRCエラーなしと判定されて、ペイロードデータは、”0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0xDD, 0x33”であるとして誤受信してしまう。
【００３２】
上記実施例では、このような場合が発生したとしても、たとえば無線特有のランダムエラー等が発生して、送信キャリアがないにもかかわらずフレーム継続が示される際の矛盾を検出し、この結果、受信データ長エラー信号130を出力することができるので、誤受信を防止することができる。
【００３３】
次に本発明によるディジタル無線装置および受信エラー判定方法が適用されたディジタル無線装置におけるエラー検出回路の他の構成例を図４を参照して以下に説明する。
【００３４】
図示するように本実施例におけるエラー検出回路400は、図１に示したエラー検出回路10の構成に加えて、さらに干渉波有無判定部410とRSSIレベル変動閾値レジスタ部420とを備えている点で図１に示す同じ参照符号で示した構成と同様の構成でよいのでその詳細説明を省略する。
【００３５】
図４に示すように、干渉波有無判定部410は、RSSI測定部110に接続され、RSSIデータ114を入力して干渉波の有無を判定する。また、RSSIレベル変動閾値レジスタ部420は、干渉波の存在を判定するためのRSSIレベル変動閾値を保持するレジスタであり、その保持したパラメータをレジスタ値として接続線430を介して干渉波有無判定部410に出力する。干渉波有無判定部410は、RSSIデータ114とRSSIレベル変動閾値（レジスタ値）430に基づいて、受信したIF信号112内の干渉波の有無を判定する。干渉波有無判定部410は、干渉波を検出すると干渉波検出信号440を出力する
以上の構成で、本実施例におけるディジタル無線装置のエラー検出回路400の動作を図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００３６】
まず、タイミング部104は、ペイロードデータ受信のオクテットごとにRSSI測定部110に対してRSSI測定を指示する計測指示信号106を出力する（時間t1〜時間t7）。RSSI測定部110はオクテットごとにRSSIデータ114を干渉波有無判定部410およびキャリア有無判定部116へ送る。干渉波有無判定部410は、上位装置から設定されるRSSIレベル変動閾値レジスタ部420のレジスタ値430とRSSIデータ114とを比較して干渉波の有無判定を行う。この場合、干渉波有無判定部410は、閾値以上のレベル変動が発生したことを有無判定により検出すると干渉波有を示す干渉波検出信号440を出力する（時間t6〜時間t7）。
【００３７】
以上のように図４および図５に示した第２の実施例によれば、図１に示した第１の実施例における効果に加えてさらに、受信中のRSSIデータを監視し、閾値以上のレベル変動を判定することにより受信したIF信号中に干渉波が存在することを検出する。よって上位装置の判断により、たとえば当該チャネルを変更することにより、干渉波の悪影響を排除し、システムの回線品質を改善させる効果がある。
【００３８】
なお、以上説明した各実施例は、ディジタル無線装置全般において受信データ長エラー検出方法および干渉波検出方法を用いることにより、無線回線の品質確保に適用した例を示したが、具体的には、たとえば、ZigBeeシステムなどに適用可能である。
【００３９】
このように上記実施例では、RSSI測定した結果に基づいて、所定の閾値以上であるか否かに応じてキャリア有無信号122を生成し、受信データ12から得たペイロード長情報を受信Lengthレジスタ部100に格納し、格納したペイロード長情報に基づいて、ペイロード長情報に応じて生成されるディジタル情報のフレーム継続信号108を生成し、生成した２つの信号が同一期間に同じレベルで継続しているか否かにより比較することによって、受信信号から得られたペイロード長情報に誤りがあるか否かを検出することができる。この比較処理およびペイロード長の誤り検出は、たとえば２信号の排他的論理和を算出し、その演算結果が“１”の場合に受信データ長エラー信号130を生成することができる。また、RSSIデータ114によって干渉波を検出する構成をさらに備える場合には、干渉波による悪影響を避けるために、たとえば通信チャネルを変更するなどしてより高品質の回線品質を得るように制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例におけるエラー検出回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施例における受信データ長エラー検出時の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】Lengthエラーが発生して誤受信する場合を説明するための図である。
【図４】エラー検出回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す実施例における干渉波検出時の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
10  エラー検出回路
100  受信Lengthレジスタ部
104  タイミング部
110  RSSI測定部
116  キャリア有無判定部
120  RSSI閾値レジスタ部
124  受信データ誤り判定部
410  干渉波有無判定部
420  RSSIレベル変動閾値レジスタ部
【図１】
2007129435.tif 000003
【図２】
2007129435.tif 000004
【図３】
2007129435.tif 000005
【図４】
2007129435.tif 000006
【図５】
2007129435.tif 000007