アンテナ切り替え受信システム及びそれを備えた無線通信器
【課題】アンテナ切り替え受信システムにおいて、マルチパスが多い環境下においてもマルチパスフェージングによるレベル変動の影響を低減する。
【解決手段】複数のアンテナを所定の周期で切り替えながら（＃１）、送信システムから送信される無線信号を受信する（＃２）。受信した信号をダウンコンバート、復調し（＃３、＃４）、ビット同期が確立される（＃５）。その後、ユニークワードが検出される（＃６においてＹＥＳ）とアンテナを固定して（＃７）、その後のペイロードが受信される（＃８）。
【解決手段】複数のアンテナを所定の周期で切り替えながら（＃１）、送信システムから送信される無線信号を受信する（＃２）。受信した信号をダウンコンバート、復調し（＃３、＃４）、ビット同期が確立される（＃５）。その後、ユニークワードが検出される（＃６においてＹＥＳ）とアンテナを固定して（＃７）、その後のペイロードが受信される（＃８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて、アンテナを切り替えて受信するアンテナ切り替え受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、マルチパスフェージングによるレベル劣化が課題のひとつとして挙げられる。受信アンテナが受信する信号は、送信アンテナから直接受信アンテナに入力される信号だけではなく、複数の異なる経路を経て入力される信号も存在する。そのため、各々異なる遅延時間を持った信号（マルチパス）も受信アンテナに入力されてしまうため、受信アンテナ端で信号同士が重なり合い、打ち消し合うなどして受信レベルが劣化してしまう。これがマルチパスフェージングによるレベル劣化と称される現象である。
【０００３】
このマルチパスフェージングによるレベル劣化の影響を回避するための代表的な方策として、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア伝送技術がある。これは伝送する情報を複数のキャリア（サブキャリア）に分けて広い周波数帯域で伝送するため、マルチパスフェージングによるレベル劣化の影響を低減できるという技術である。しかしながら、ＯＦＤＭ伝送ではフーリエ逆変換及びフーリエ変換により周波数軸と時間軸を変換して処理する複雑な構成が必要となり回路規模が増大してしまうため、低コスト化を図るのが困難であるという欠点があった。
【０００４】
また、複数のアンテナを切り替える「切り替えダイバーシチ」、「選択ダイバーシチ」や各アンテナでの受信信号を合成する「合成ダイバーシチ」による対策がある。これらはマルチパスフェージングによる影響は受信器の場所や電波の偏波面などによって異なることを利用した方策である。「選択ダイバーシチ」は、複数のアンテナでの受信レベルを監視しておき、最適なアンテナで信号を受信する技術であるが、アンテナの個数分の受信器が必要となるため回路規模が大きくなるという欠点があった。また、「合成ダイバーシチ」は複数のアンテナで受信した信号の位相を揃えて合成する技術であるが、こちらもアンテナの個数分の受信器及び各信号の位相を合わせる移相器が必要となるため回路規模が大きくなるという欠点があった。
【０００５】
「切り替えダイバーシチ」は一方のアンテナでマルチパスフェージングの影響がある場合は、もう一方のアンテナに切り替えることによりマルチパスフェージングの影響を低減するという技術である（例えば、特許文献１参照）。近年、携帯用無線機器の普及により、アンテナ切り替え部も小型化や低コスト化が要求されており、１つの受信機で構成できるため、開発が容易で回路規模が小さく低コスト化が図れる「切り替えダイバーシチ」が様々な無線器に搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−３０３２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、「切り替えダイバーシチ」においては、切り替え先のアンテナでの受信レベルはアンテナを切り替えるまで分からない。そのため、もし切り替え先のアンテナでの受信レベルがさらに低かった場合には、より劣悪な条件で信号を受信しなければならないという欠点がある。
【０００８】
さらに無線ＬＡＮでは、複数のパケット（フレーム：プリアンブル、ユニークワード、ペイロードを構成する信号の一塊）を受信し、エラーが複数のパケットに亘って検出された際にアンテナを切り替えるシステム、つまりエラーが発生した後のアンテナ切り替えを基本としている。発生したエラーに対しては再度同じパケットを送信器に送ってもらうことにより対応している（再送機能）。しかしながら、マルチパスフェージングにより通信環境が劣悪な状況では再送回数が増え、複数の機器と通信し、次々に新しいペイロード信号を受信する必要がある機器には不向きとなる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、簡素な構成で、マルチパスが多い環境下においても正確に信号品質の高いアンテナを選択することにより、マルチパスフェージングによるレベル変動の影響を低減できるアンテナ切り替え受信システム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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明のアンテナ切り替え受信システムは、複数のアンテナを切り替えて無線信号を受信するアンテナ切り替え受信システムにおいて、所定周期でアンテナを切り替えながら受信した無線信号からユニークワードを検索し、該ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信することを特徴とする。
【００１１】
この発明において、アンテナの切り替えを制御するアンテナ制御部と、既知のユニークワードのビット列を予め設定し記憶するユニークワード設定部と、アンテナを切り替えながら受信した無線信号のビット列を検索して、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードと同一のビット列を検出するユニークワード検出部とを備え、前記アンテナ制御部は、前記ユニークワード検出部による前記ユニークワードの検出結果に応じて、ペイロードを受信するアンテナを選択することが好ましい。
【００１２】
この発明において、前記ユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列との一致度に関する閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、前記ユニークワード検出部は、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列とを比較して、前記閾値設定部によって設定された閾値以上のビット数が一致したとき、前記ユニークワードを検出したと判断することが好ましい。
【００１３】
この発明において、対応する送信システムからは、相異なるビット列から成る複数のユニークワードが特定の順序でペイロードの前に送信され、前記送信システムから送信される複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが、前記ユニークワード設定部によって予め設定され記憶されており、前記ユニークワード検出部は、前記複数のユニークワードを個別に検出する複数ユニークワード検出部であり、前記複数ユニークワード検出部が、複数のユニークワードのうち最後のユニークワードを検出したとき、前記アンテナ制御部は、該最後のユニークワードを受信したアンテナに固定して、その後のペイロードを受信することが好ましい。
【００１４】
この発明において、パケットの終端を検出するパケットエンド検出部をさらに備え、前記パケットエンド検出部がパケットの終端を検出すると、前記アンテナ制御部は、アンテナを所定周期で切り替える制御に自動的に復帰して、次のパケットを受信することが好ましい。
【００１５】
この発明において、特定のユニークワードを検出した後、第１所定時間をカウントする第１カウンタをさらに備え、前記第１カウンタが第１所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わないことが好ましい。
【００１６】
この発明において、受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部をさらに備え、前記受信レベル検出部が所定の第１閾値以上の信号レベルを検出した後、前記ユニークワード検出部が、ユニークワードの検索を開始することが好ましい。
【００１７】
この発明において、ペイロードを受信する際に前記アンテナ制御部によって選択されたアンテナの情報を記憶する選択アンテナ記憶部と、前記選択アンテナ記憶部に記憶されている情報から、いずれかのアンテナが所定回数連続して前記アンテナ制御部によって選択されている場合、ユーザにその旨を通知する通知部とをさらに備えたことが好ましい。
【００１８】
この発明において、搭載されるアンテナ数の２倍の数のプリアンブル及びユニークワードが送信され、各アンテナはプリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期で切り替えられることが好ましい。
【００１９】
この発明において、受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに通知する受信レベル通知部と、ユーザがアンテナ切り替え機能の有効／無効を設定するための切り替え機能設定部とをさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この発明において、受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部と、前記受信レベル検出部が所定の第２閾値以上の信号レベルを検出したとき、アンテナ切り替え機能を無効にする切り替え機能制御部とをさらに備えることが好ましい。
【００２１】
この発明において、前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部がアンテナ切り替え機能を無効にしたとき、対応する送信システムに対してその旨を通知することが好ましい。
【００２２】
この発明において、アンテナ切り替え機能が無効である状態において、第２所定時間連続してユニークワードを検出できない場合、前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部はアンテナ切り替え機能を有効にすることが好ましい。
【００２３】
この発明において、ペイロードの受信に成功したとき、対応する送信システムに対してその旨のＡＣＫを送信することが好ましい。
【００２４】
この発明において、アンテナ切り替え機能が無効である状態においても、定期的にアンテナ切り替え機能を有効にすることが好ましい。
【００２５】
この発明において、上記アンテナ切り替え受信システムと、無線信号を送信する送信部をさらに備え、ペイロードを受信した後、前記送信部が無線信号を送信するとき、前記アンテナ制御部はペイロードの受信の際に選択されたアンテナを用いる無線通信器が好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のアンテナ切り替え受信システムによれば、所定周期でアンテナを切り替えてユニークワードを検索し、ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信する。このため、マルチパスの多発する環境下においても、非同期で次々に新しいパケットを受信する信号に対して、各パケットのペイロード受信前にアンテナ選択を完了できる。これにより、マルチパスフェージングに起因して受信レベルが劣化することによる受信エラーの発生を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示すフローチャート。
【図３】同実施形態において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係を示す図。
【図４】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示すブロック図。
【図５】上記変形例の動作を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態によるアンテナ切り替えシステムの別の変形例の構成を示すブロック図。
【図７】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図８】同変形例において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係の一例を示す図。
【図９】同変形例において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係の別の例を示す図。
【図１０】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図１１】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図１２】同変形例において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す図。
【図１３】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図１４】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図１５】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図１６】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図１７】同変形例の第２カウンタを有さない構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す図。
【図１８】同変形例の第２カウンタを有する構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す図。
【図１９】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２０】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図２１】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２２】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図２３】定期通信において、本変形例によって受信されるパケットと第３所定時間の関係を示す図。
【図２４】非定期通信において、本変形例によって受信されるパケットと第３所定時間の関係を示す図。
【図２５】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２６】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図２７】本変形例によって受信されるパケットと受信システムの動作モード等の関係を示す図。
【図２８】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２９】本変形例によって受信されるパケットと、そのパケットを受信する際に選択されていたアンテナの関係を示す図。
【図３０】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図３１】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図３２】同変形例によってアンテナ切り替え機能を有効にしたときと無効にしたときの対応する送信システムから送信されるパケットの構成を示す図。
【図３３】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図３４】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図３５】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例において、対応する送信システムから送信され、受信システムによって受信されるパケットの例。
【図３６】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例において、対応する送信システムから送信され、受信システムによって受信されるパケットの例。
【図３７】本発明のアンテナ切り替え受信システムを適用して構築された無線通信システムの概略を示す図。
【図３８】無線通信システムにおいて、アンテナ切り替え受信システムが実装される無線器によって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信及び送信される信号との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態によるアンテナ切り替え受信システムについて図面を参照して説明する。アンテナ切り替え受信システムは、例えば無線通信機能を有する配電盤等に内蔵される。この種の配電盤は、管理者によって操作されるモニタ装置から無線送信された指令を受信して、消費電力等の情報を無線送信する。配電盤から送信された消費電力等の情報を受信したモニタ装置は、配電盤によって電力が分配される領域の現在又は積算の消費電力を表示する。モニタ装置は、環境等に応じて適宜に設置・移動できるように、配電盤とモニタ装置とは、無線通信機能が付与されている。
【００２９】
本実施形態において、モニタ装置には単一のアンテナが備えられ、配電盤には複数のアンテナが備えられる。配電盤は、アンテナ切り替え受信システムによって周囲環境に適したアンテナを選択・切り替えながら、モニタ装置との間で安定した無線通信を行う。
【００３０】
図１は、アンテナ切り替え受信システムの構成を示す。アンテナ切り替え受信システムは、受信器０１と複数のアンテナ０２等によって構成されている。受信器０１は、アンテナ切替部０３と、ＲＦ部０４と、ベースバンド部０５等によって構成されている。
【００３１】
アンテナ切替部０３は、アンテナ０２を構成する２つのアンテナＡ，Ｂのうち、無線信号を受信するアンテナを切り替える。ＲＦ部０４は、アンテナＡ又はＢを用いて受信した無線信号をダウンコンバートし、ベースバンド信号を抽出する。ベースバンド部０５は、ＲＦ部０４によって抽出されたベースバンド信号を処理する。
【００３２】
ベースバンド部０５は、復調部０６と、同期確立部０７と、ユニークワード設定部０８と、ユニークワード検出部０９と、アンテナ制御部１０等によって構成されている。復調部０６は、ＲＦ部０４によって抽出されたベースバンド信号を復調する。同期確立部０７は、復調されたベースバンド信号のビット同期を確立する。
【００３３】
ユニークワード設定部０８は、既知のユニークワードのビット列を予め設定し記憶する。既知のユニークワードは、対応する送信システムとの間で共有され、このユニークワードが付与されたパケットが送信システムから送信される。ユニークワード検出部０９は、復調されたベースバンド信号を検索し、ユニークワードのビット列を検出する。アンテナ制御部１０は、アンテナ切り替えの制御を行う。すなわち、アンテナ制御部１０は、ユニークワード検出部０９によるユニークワードのビット列の検出結果に基づいて、アンテナの切り替え要否を判断し、アンテナ切替部０３に対してアンテナの切り替えのための制御信号を出力する。なお、本実施形態は、アンテナ切替部０３によって２つアンテナを切り替えて無線信号を受信する構成であるが、アンテナの個数は３つ以上であってもよい。
【００３４】
図２は、アンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図３は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係を示す。１つのパケットは、複数対のプリアンブル及びユニークワードとその後に続けて送信されるペイロード等によって構成される。
【００３５】
アンテナ切り替え受信システムは、アンテナＡ，Ｂを所定の周期で切り替えながら（＃１）、送信システムから送信される無線信号を受信する（＃２）。受信した信号はＲＦ部０４によってダウンコンバートされ（＃３）、ベースバンド部０５の復調部０６によって復調され（＃４）、同期確立部０７によってビット同期が確立され（＃５）、ユニークワード検出部０９によってユニークワードが検出される（＃６）。
【００３６】
このとき、いずれのタイミングでアンテナＡ，Ｂが切り替えられてもプリアンブル及びユニークワードを受信できるように、各アンテナに対して２回ずつ、プリアンブルとユニークワードが送信される。本実施形態においては、２つのアンテナが使用されるので、図３に示すように、プリアンブルとユニークワードが４回ずつ送信される。このように、アンテナ切り替え受信システムに搭載されるアンテナ数の２倍のプリアンブル及びユニークワードが送信され、また、各アンテナはプリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期で切り替えられる。
【００３７】
図３においては、１度目に送信されたプリアンブルは、その受信中にアンテナが切り替えられて受信できず、２度目に送信されたプリアンブル又はユニークワードは、アンテナＢがマルチパスフェージングの影響を受けたことにより受信できない場合が示されている。この場合は、ビット同期を確立できないので、ユニークワードが検出できない（＃６においてＮＯのループを繰り返す）。そして、３度目に送信されたプリアンブルは、その受信中にアンテナが切り替えられて受信できず、４度目に送信されたプリアンブルがアンテナＡによって受信され、ビット同期が確立されてユニークワードが検出される。この場合は、＃６においてＮＯのループを経た後、次のループで＃６においてＹＥＳを経て、アンテナをＡに固定して（＃７）、その後のペイロードが受信される（＃８）。仮に、最初に送信されたユニークワードを検出した場合は、アンテナを固定したまま他のユニークワードを検出した後、ペイロードを受信する。
【００３８】
本アンテナ切り替え受信システムによれば、所定周期でアンテナを切り替えてユニークワードを検索し、ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信する。このため、マルチパスの多発する環境下においても、非同期で次々に新しいパケットを受信する信号に対して、各パケットのペイロード受信前にアンテナ選択を完了できる。これにより、マルチパスフェージングに起因して受信レベルが劣化することによる受信エラーの発生を回避することが可能となる。
【００３９】
（変形例）
図４は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、閾値設定部１１をさらに備える。閾値設定部１１は、ユニークワードのビット列とアンテナＡ，Ｂを切り替えながら受信した無線信号のビット列との一致度に関する閾値を設定する。
【００４０】
例えば、ユニークワードが３２ビットのビット列で構成される場合、ユニークワードの受信中における通信環境の瞬間的な変動等により、ユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とが数ビット分一致しない場合がある。このような場合であっても、ペイロードを受信する前に通信環境が回復すれば、問題なくペイロードを受信することができる。そこで、本変形例において、例えば、ユニークワードのビット列に対する受信した無線信号のビット列の誤りが２ビットまで許容される場合、閾値を３０ビットと設定する。これにより、ユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とが３０ビット以上一致すれば、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードを検出したと判断する。このように、閾値は、ユニークワードのビット列に対する受信した無線信号のビット列の誤り数の許容限界値に応じて設定される。より具体的には、ユニークワードのビット数から許容限界値のビット数を減じた値が閾値として設定される。
【００４１】
図５は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。同期確立部０７によってビット同期が確立された後（＃５）、ユニークワード検出部０９は、ユニークワード設定部０８によって記憶されているユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とを比較する。このとき、閾値設定部１１によって設定された閾値以上のビット数が一致したとき（＃９においてＹＥＳ）、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードを検出したと判断し、＃７に移行する。一方、閾値設定部１１によって設定された閾値以上のビット数が一致しないとき（＃９においてＮＯ）、＃２に戻る。
【００４２】
本変形例によれば、ユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とが閾値以上一致すれば、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードを検出したと判断する。これにより、ユニークワードの受信中における通信環境の瞬間的な変動等が発生し、その後、ペイロードを受信する前に通信環境が回復する場合に、問題なく受信したペイロードのパケットを看過することを回避できる。
【００４３】
（変形例）
図６は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムにおけるユニークワード検出部０９の一形態として、複数ユニークワード検出部１２を適用している。また、この変形例においては、各アンテナ毎に受信した無線信号の品質を検出し比較する信号品質比較部１３をさらに備える。
【００４４】
図７は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図８は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係の一例を示す。また、図９は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係の別の例を示す。
【００４５】
本変形例においては、対応する送信システムから、相異なるビット列から成る複数のユニークワードが特定の順序でペイロードの前に送信される。そして、対応する送信システムから送信される複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが、ユニークワード設定部０８によって予め設定され記憶されている。すなわち、図９において、それぞれのユニークワード（ＵＷ１〜ＵＷ４）は、相異なるビット列によって構成される。なお、図８に示す場合は、ユニークワードＵＷ１〜ＵＷ３は同一でユニークワードＵＷ４のみ異なるものであってもよい。複数ユニークワード検出部１２は、複数のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４を個別に検出する。そして、複数ユニークワード検出部１２が検出したユニークワード毎に異なるアンテナ選択動作が割り当てられる。
【００４６】
図７において、同期確立部０７によってビット同期が確立された後（＃５）、複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１〜ＵＷ３のうちいずれか１つが検出されると、予め設定されている動作を実施する（＃１３〜＃３２）。この動作に関しては、後述する。
【００４７】
一方、複数ユニークワード検出部１２が最後のユニークワードであるユニークワードＵＷ４を検出すると（＃１３，＃２２，＃３１においてＮＯ、＃１２においてＹＥＳ）、アンテナを固定したまま、その後のペイロードを受信する（＃８）。図８においては、アンテナＡによってユニークワードＵＷ４が受信され、アンテナＡによってペイロードが受信される場合を示している。一方、複数ユニークワード検出部１２が最後のユニークワードであるユニークワードＵＷ４を検出しなかった場合は（＃１２においてＮＯ）、＃２に戻る。このように、図８においては、ペイロードの頭出しのために最後のユニークワードＵＷ４を検出したことを認識できればいいので、ユニークワードＵＷ１〜ＵＷ３は同一でユニークワードＵＷ４のみ異なるものであってもよい。
【００４８】
以下、＃１３〜＃３２の動作について説明する。複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１が検索され検出されると（＃１３においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３が受信した無線信号の品質を検出する（＃１４）。すなわち、ユニークワードＵＷ１の信号品質が検出される。そして、アンテナを切り替えた後（＃１５）、複数ユニークワード検出部１２がユニークワードＵＷ２を検索し（＃１６）、ユニークワードＵＷ２が検出されると（＃１７においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３がユニークワードＵＷ２の品質を検出する（＃１８）。さらに信号品質比較部１３は、ユニークワードＵＷ１とユニークワードＵＷ２の信号品質を比較して、ペイロードを受信するアンテナを選択する。この場合の一例として、図９にはアンテナＡによって受信されたユニークワードＵＷ１が、アンテナＢによって受信されたユニークワードＵＷ２よりも信号品質に優れ、再度アンテナを切り替えてアンテナＡによってペイロードを受信する動作が示されている。
【００４９】
アンテナ切り替え後、すなわちユニークワードＵＷ２の信号品質がよければ（＃１９においてＮＯ）、ユニークワードＵＷ２を受信したアンテナに固定し（＃２０）、＃１２に移行する。一方、アンテナ切り替え前、すなわちユニークワードＵＷ１の信号品質がよければ（＃１９においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ１を受信したアンテナに切り替えて（＃２１）、＃１２に移行する。なお、＃１２においてユニークワードＵＷ４を受信するのは、ペイロードの頭出しのためである。
【００５０】
複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１が検出されない場合は（＃１３においてＮＯ）、以下の動作を行う。複数ユニークワード検出部１２によって次のユニークワードＵＷ２が検索され検出されると（＃２２においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３が受信した無線信号の品質を検出する（＃２３）。すなわち、ユニークワードＵＷ２の信号品質が検出される。そして、アンテナを切り替えた後（＃２４）、複数ユニークワード検出部１２がユニークワードＵＷ３を検索し（＃２５）、ユニークワードＵＷ３が検出されると（＃２６においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３がユニークワードＵＷ３の品質を検出する（＃２７）。さらに信号品質比較部１３は、ユニークワードＵＷ２とユニークワードＵＷ３の信号品質を比較して、ペイロードを受信するアンテナを選択する。
【００５１】
アンテナ切り替え後、すなわちユニークワードＵＷ３の信号品質がよければ（＃２８においてＮＯ）、ユニークワードＵＷ３を受信したアンテナに固定し（＃２９）、＃１２に移行する。一方、アンテナ切り替え前、すなわちユニークワードＵＷ２の信号品質がよければ（＃２８においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ２を受信したアンテナに切り替えて（＃３０）、＃１２に移行する。
【００５２】
複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ２が検出されない場合は（＃２２においてＮＯ）、以下の動作を行う。複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ３が検索され検出されると（＃３１においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ３を受信したアンテナに固定し（＃３２）、＃１２に移行する。一方、複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ３が検出されない場合は（＃３１においてＮＯ）、アンテナを固定せずに（つまり、周期的なアンテナ切替のまま）＃１２に移行する。このように、ユニークワードＵＷ１を検出したとき、信号品 質比較部１３は、ユニークワードＵＷ１とユニークワードＵＷ２の信号品質を比較し、ユニークワードＵＷ２を検出したときは、ユニークワードＵＷ２とユニークワードＵＷ３の信号品質を比較する。一方、ユニークワードＵＷ３又はＵＷ４を検出したとき、もう一方のアンテナでユニークワードＵＷ１，ＵＷ２が検出できなかったので、アンテナを切り替える意義がなくなるため、信号品質比較部１３は、アンテナ毎のレベル比較を行わない。なお、＃１３、＃２２において、瞬間的なノイズ等の影響を受け、ユニークワードＵＷ１、ＵＷ２を検出できない場合も考えられる。そこで、＃３１において複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ３が検出されると、アンテナを切り替えてユニークワードＵＷ４を検出し、ユニークワードＵＷ３とユニークワードＵＷ４の信号品質を比較するように構成してもよい。また、＃１７において、ユニークワードＵＷ２を検出できない場合は、ユニークワードＵＷ３又はＵＷ４を検出し、ユニークワードＵＷ１とユニークワードＵＷ３又はＵＷ４の信号品質を比較するように構成してもよい。同様に、＃２６において、ユニークワードＵＷ３を検出できない場合は、ユニークワードＵＷ４を検出し、ユニークワードＵＷ２とユニークワードＵＷ４の信号品質を比較するように構成してもよい。
【００５３】
本変形例においては、ユニークワード設定部に記憶されている複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが同一の順序でペイロードの前に送信され、複数ユニークワード検出部１２は、複数のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４を個別に検出する。これにより、検出したユニークワード毎に異なるアンテナ選択動作を割り当てることが可能となる。
【００５４】
例えば、ペイロード直前の最後のユニークワードＵＷ４を検出したとき、アンテナを切り替えることなくその後のペイロードを受信したりすることができる。また、信号品質比較部１３が各アンテナによって受信された信号の品質を比較し、アンテナ制御部１０が、より信号品質が高いと判断されるアンテナを選択してペイロードを受信する。これにより、常により品質の高い受信信号が得られるアンテナでペイロードを受信することが可能となる。なお、切り替えられるアンテナが３つ以上設けられている場合、信号品質比較部１３は、各アンテナによって受信された信号の品質を比較し、最も信号品質が高いと判断されるアンテナを選択してペイロードを受信する。
【００５５】
（変形例）
図１０は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムにおける信号品質比較部１３の一形態として、受信レベル比較部１４及びユニークワード誤り数比較部１５を適用している。受信レベル比較部１４は、各アンテナの受信レベルを検出し、比較する。アンテナの受信レベルは、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）を検出することによって取得できる。ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワード設定部に記憶されているユニークワードのビット列に対する各アンテナによって受信した無線信号のビット列の誤り数を比較する。上記誤り数は、複数ユニークワード検出部１２がユニークワードを検出する際に計数される。
【００５６】
図１１は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図１２は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す。
【００５７】
図１１において、同期確立部０７によってビット同期が確立された後（＃５）、複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されると（＃３３においてＹＥＳ）、受信レベル比較部１４はユニークワードを検出したアンテナの受信レベルを検出する。また、ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワードの誤り数を検出し、アンテナを切り替える（＃４１）。なお、ここで検出される誤り数は、＃３３においてユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されているので、段落「００３９」に記載されている許容限界値以下となる。図１２においては、アンテナＡによってユニークワードＵＷ１が受信され、ユニークワードＵＷ１の誤り数及びアンテナＡの受信レベルが検出され、アンテナＢに切り替えられる。なお、複数ユニークワード検出部１２が、ユニークワードＵＷ１又はＵＷ２を検出できなかった場合は（＃３３においてＮＯ）、＃２に戻る。
【００５８】
ユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されると、ユニークワード誤り数比較部１５は切り替えられたアンテナにおけるユニークワードの誤り数を検出し、受信レベル比較部１４は切り替えられたアンテナの受信レベルを検出する。（＃４２）。図１２においては、アンテナＢによってユニークワードＵＷ２が受信され、ユニークワードＵＷ２の誤り数及びアンテナＢの受信レベルが検出される。そして、＃４２において検出した誤り数は、ユニークワード誤り数比較部１５によって所定の許容限界値と比較され、許容限界値以下であれば（＃４３においてＹＥＳ）、受信レベル比較部１４が受信レベルの比較を行う（＃３７）。この場合、＃４１及び＃４２において検出した誤り数は、共に許容限界値以下となる。
【００５９】
そして、受信レベルの比較の結果、図１２に示すように、アンテナ切り替え前、すなわちユニークワードＵＷ１の受信レベルがよければ（＃３７においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ１を受信したアンテナに切り替えて（＃２３）、＃８に移行する。一方、アンテナ切り替え後、すなわちユニークワードＵＷ２の受信レベルがよければ（＃３７においてＮＯ）、ユニークワードＵＷ２を受信したアンテナＢに固定し（＃２２）、＃８に移行する。
【００６０】
なお、＃３３において、最初にユニークワードＵＷ２が検出される場合には、アンテナの切り替え後（＃４１）、ユニークワードＵＷ３の誤り数及び受信レベルが検出される（＃４２）。また、最初にユニークワードＵＷ３又はＵＷ４が検出される場合には、アンテナ切り替えは行わない（図１１には未記載）。
【００６１】
＃４１，＃４２において検出した誤り数を比較することにより、信号品質の高いアンテナを判断できる確率は、１００％にはならないものの、実用上それほど問題ないレベルのある程度の高さで期待できる。例えば、アンテナＡの受信レベルが十分に高く、アンテナＢの受信レベルが許容限度の近傍であっても、アンテナＡで受信したユニークワードのビット列の誤り数に対して、アンテナＢで受信した同ビット列の誤り数が少ない場合が、確率上存在する。しかしながら、その確率が問題にならない程度に低い場合は、誤り数が異なる場合には、誤り数の少ないアンテナを選択し、誤り数が同じ場合にだけ、受信レベルを比較してアンテナを選択することもできる。
【００６２】
本変形例においては、複数のアンテナによって受信した無線信号のレベルと、各アンテナによって受信した無線信号のビット列の誤り数の２つを比較し、最適なアンテナに固定してペイロードを受信する。これにより、例えば、一方のアンテナの受信レベルが十分に高く、他方のアンテナの受信レベルが許容限度の近傍であった場合であって、該他方のアンテナでユニークワードのビット列に誤りが発生しなかったときでも、受信レベルの比較により正しいアンテナ選択が可能となる。また、各アンテナによって受信した無線信号のビット列の誤り数が等しい場合であっても、受信レベルの比較により正しいアンテナ選択が可能となる。また、受信レベルの比較のみならず、ユニークワードのビット列の誤り数の検出結果も併用してアンテナ選択を行うので、通信相手以外の送信システムからの妨害波の影響を受けてアンテナ選択を誤ってしまうことを防止できる。
【００６３】
（変形例）
図１３は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムにおける信号品質比較部１３の一形態として、ユニークワード誤り数比較部１５を適用している。また、この変形例においては、第１カウンタ１７をさらに備える。第１カウンタ１７は、プリアンブルを挟んでその両端のユニークワードの受信間隔に相当する第１所定時間（１つのパケット内であるユニークワードを検出した後、次のユニークワードの先頭を受信するまでの時間）をカウントする。
【００６４】
図３、図８、図９等において、各プリアンブルを構成するビット列は同一であるため、そのビット数は同一となることから、各ユニークワードは、同一の時間間隔で、対応する送信システムから送信される。従って、あるユニークワードを検出した後、第１カウンタ１７によってプリアンブルの送信時間に相当する時間、すなわちユニークワードの受信間隔に相当する第１所定時間をカウントすることより、次のユニークワードの頭出しをすることができる。
【００６５】
図１４は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されると（＃３３においてＹＥＳ）、ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワードの誤り数を検出し、アンテナを切り替える（＃３８）。そして、第１カウンタ１７は、カウントを開始、継続して（＃４８、＃４９、＃５０においてＮＯ）、プリアンブルの送信時間に相当する第１所定時間をカウントすると（＃５０においてＹＥＳ）、次のユニークワードの受信を開始したものとみなす。これに伴い、複数ユニークワード検出部１２はユニークワードを検出し、ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワードの誤り数を検出する（＃５１）。
【００６６】
そして、アンテナ切り替え後の誤り数が少なければ（＃４０においてＮＯ）、切り替え後のアンテナに固定し（＃２０）、＃８に移行する。また、アンテナ切り替え前の誤り数が少なければ（＃４０においてＹＥＳ）、アンテナを再び切り替えて（＃２１）、＃８に移行する。
【００６７】
本変形例においては、第１カウンタ１７が、一方のアンテナでユニークワードを検出したタイミングから、他方のアンテナで比較用のユニークワードを検出するタイミングまでをカウントする。そして、ユニークワード誤り数比較部１５は、そのタイミングから開始されるビット列を次のユニークワードのビット列とみなして、ユニークワードの誤り数を検出する。これにより、他方のアンテナの受信レベルが低いため又は、突発的に発生したノイズ等の影響を受けたことにより、次のプリアンブルでビット同期が確立できない、又はユニークワードがノイズと同等レベルであった場合であっても、他方のアンテナで受信した信号からユニークワードを検出し、その誤り数を検出できるようになる。
【００６８】
（変形例）
図１５は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムにおける信号品質比較部１３の一形態として、ユニークワード誤り数比較部１５を適用している。また、この変形例においては、第２カウンタ１８をさらに備える。第２カウンタ１８は、アンテナを切り替えた後、第２所定時間をカウントする。ここで、第２カウンタ１８がカウントする第２所定時間は、少なくとも対応する送信システムがユニークワードを構成するビット列の送信に要する時間とされる。
【００６９】
図１６は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図１７は、本変形例の第２カウンタ１８を有しない構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す。また、図１８は、本変形例の第２カウンタ１８を有する構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す。
【００７０】
図１７に示すように、受信しているアンテナがユニークワードＵＷ１の残り数ビット（例えば１ビット）のタイミングＴ１で、受信状態の良好なアンテナＡからフェージングの影響を受けているアンテナＢに切り替わる場合を想定する。ここで、アンテナＡはタイミングＴ１以前で受信状態が良好であり、ユニークワードＵＷ１の誤り数が上述した許容限界値未満であったものとする。本来であれば、アンテナＢはフェージングの影響を受けているため、ユニークワードＵＷ１の残り数ビットが検出できないはずであるが、残り数ビットであればユニークワード設定部０８に記憶されているユニークワードと偶然に一致する可能性がある。このとき、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードＵＷ１の「末尾」を受信したアンテナＢによって受信された信号からユニークワードＵＷ１が検出されたと判断する。その後Ｔ２でアンテナＡに切り替えられた後ユニークワードＵＷ２が検出されることになるが、仮にこの過程で上記数ビット以上の誤りが生ずると、アンテナ制御部１０は、ペイロードを受信するアンテナとして、アンテナＢを誤って選択してしまう。ところが、アンテナＢは上述の通りフェージングの影響を受けているため、ペイロードの受信にエラーが生ずる結果を招くことになる。
【００７１】
上記不具合の発生は、ユニークワード検出部０９が、あるユニークワードの「末尾」を受信したアンテナによって、そのユニークワードが受信されたと判断することにも起因している。しかしながら、ユニークワード検出部０９が、あるユニークワードの「先頭」を受信したアンテナによって、そのユニークワードが受信されたと判断する構成であっても、アンテナの切り替えタイミングによっては、同様の不具合が生ずる。
【００７２】
そこで、本変形例にあっては、アンテナを切り替え後、第２カウンタ１８が所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わない（ユニークワードの検出結果を無効とする）ことにより、上記不具合の発生を防止する。
【００７３】
すなわち、図１６中、＃１においてアンテナを切り替えると、第２カウンタをリセットした後（＃５２）、カウントを開始・継続しながら（＃５３）、＃２に移行し、無線信号を受信する。その後、ダウンコンバート、復調、同期確立の動作を経た後（＃３〜＃５）、第２カウンタのカウント値がユニークワードのビット数と一致すると（＃５３の２においてＹＥＳ）、＃１３に移行する。以後＃１３乃至＃３２の動作については図７と同様であるが、本変形例にあっては、＃１９、＃２８における信号品質の比較にあたって、信号品質の指標として＃１４、＃１８、＃２３、＃２７において検出したユニークワードの誤り数を適用している。そして、＃１２においてユニークワードＵＷ４が検出されると（＃１２においてＹＥＳ）、そのアンテナでペイロードを受信する（＃８）。ユニークワードＵＷ４が検出されない場合、所定周期が到来するまでは（＃５３の３においてＮＯ）、＃２〜＃５３の３のループを繰り返す。そして、所定周期が到来すると（＃１２においてＮＯ、＃５３の３においてＹＥＳ）、＃１に戻ってアンテナを切り替えて、＃１〜＃５３の３のループを繰り返す。こうして、ユニークワードＵＷ４が検出され、ペイロードが受信される（＃８）。なお、＃５３の３における所定周期とは、＃１における所定周期と同じであり、プリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期である。
【００７４】
本変形例は、図１８に示すように、タイミングＴ１で、受信状態の良好なアンテナＡからフェージングの影響を受けているアンテナＢに切り替わる場合であっても、第２カウンタ１８が第２所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わない。これにより、アンテナＢではユニークワードＵＷ１は検出されないため、図１７に示した不具合は発生しない。その後は、フェージングの影響を受けているアンテナＢによってユニークワードＵＷ２，ＵＷ３は検出されることはない。そして、ユニークワードＵＷ３の受信途中において、＃５３の３のアンテナ切り替えの所定周期が到来し、アンテナが切り替えられると、アンテナＡによってユニークワードＵＷ４が検出され、ペイロードを受信可能となる。
【００７５】
本変形例においては、アンテナを切り替え後、ユニークワードを構成するビット列の送信に要する時間に相当する第２所定時間が第２カウンタ１８によってカウントされるまでは、ユニークワードの検出を行わないように構成されている。これにより、一方のアンテナで残り数ビットを検出する直前のタイミングで他方のアンテナに切り替わる場合に遭遇しても、他方のアンテナの方が受信状態が良好であると誤判断し、アンテナ選択を誤ってしまう不具合を回避することが可能となる。
【００７６】
（変形例）
図１９は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、パケットエンド検出部１９をさらに備える。パケットエンド検出部１９は、パケットの終端を検出する。パケットの終端は、例えばペイロードの終端に添付されたパケットエンド信号を検出することにより知得できる。また、受信システムにとってパケット長（又はペイロードのデータ長）が既知である場合は、カウンタでパケット長に相当する時間をカウントしてパケットの終端を検出してもよい。
【００７７】
図２０は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。＃８においてペイロードの受信を開始すると、パケットエンドを検出するまではペイロードの受信を継続する（＃５４においてＮＯ）。パケットエンドを検出すると（＃５４においてＹＥＳ）、＃１に戻り、アンテナ制御部１０は、アンテナを所定周期で切り替える制御に自動的に復帰して、次のパケットを受信する。
【００７８】
本変形例においては、ペイロードの受信完了をパケットエンドの検出により検知した後、自動的にアンテナの周期的な切り替え動作に移行してユニークワードの検索に復帰する。このため、送信システムと受信システムが非同期であって、送信システムから次々と送信される新しいパケットを受信する場合にもアンテナ切り替え動作に復帰して適切に対応することができる。
【００７９】
（変形例）
図２１は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムに対して、第３カウンタ２０をさらに備える。また、信号品質比較部１３としてユニークワード誤り数比較部１５が設けられる。第３カウンタ２０は、複数ユニークワード検出部１２が受信中のパケット内における最後の（ペイロード直前の）ユニークワードを検出した後、第３所定時間をカウントする。なお、本変形例における第３所定時間が請求項６における第１所定時間に、本変形例における第３カウンタ２０が請求項６における第１カウンタに相当する。
【００８０】
ペイロードに含まれるデータは任意であるため、ペイロードのビット列がユニークワードのビット列と一致することが希に生ずる。そこで、本変形例においては、ペイロードを受信中の第３所定時間はユニークワードの検出を行わない又は検出しても無効とするようにして、誤検出を防止する。
【００８１】
図２２は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。複数ユニークワード検出部１２が最後のユニークワードを検出すると（＃５５においてＹＥＳ）、第３カウンタ２０がカウントを開始する（＃５５の２）。そして、＃７，＃８を経て、第３カウンタ２０のカウント中は、いずれのユニークワードの検出も行わない（＃５５の２，＃７，＃８，＃５６においてＮＯのループ）。第３カウンタ２０が第３所定時間をカウントすると（＃５６においてＹＥＳ）、第３カウンタ２０のカウントを停止して、カウント値をリセットし＃１に戻る。
【００８２】
図２３及び図２４は、本変形例によって受信されるパケットと第３所定時間の関係を示す。図２３は定期通信、図２４は非定期通信を示す。第３所定時間は、例えば定期通信においてパケットの受信間隔が既知の場合、あるパケットのユニークワードが受信された後、次のパケットが受信される直前までの時間とする。また、図２４に示す非定期通信においてパケットの受信間隔が不明の場合は、あるパケットのユニークワードを受信した後、そのパケットにおけるペイロードを受信している時間を第３所定時間とすることができる。この場合において、ペイロードのデータ長が既知であるときはそのデータ長に相当する時間を第３所定時間とする。また、ペイロードのデータ長が不明であるときは、第３カウンタ２０が第３所定時間をカウントする替わりに、上述したパケットエンド検出部１９がパケットエンド信号を検出する構成であってもよい。なお、複数ユニークワード検出部１２は最後のユニークワードを検出する替わりにいずれか特定のユニークワードを検出し、そこからそのパケット内のペイロードの先頭までの時間を含めた第３所定時間をカウントする構成であってもよい。
【００８３】
本変形例においては、特定のユニークワードの検出後、第３所定時間は、ユニークワードの検出を行わないように構成されているので、ペイロード内のビット列を誤ってユニークワードとして検出することを回避することが可能となる。また、定期通信で通信間隔が既知の場合は、受信信号が無い期間もユニークワードの検出を行わないように構成されているので、対応する送信システムからの送信がないときに、ノイズをユニークワードとして誤検出してしまうことも防止できる。
【００８４】
（変形例）
図２５は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、受信レベル検出部２１をさらに備える。受信レベル検出部２１は、いずれかのアンテナを介して受信した無線信号のレベルを検出する。
【００８５】
本変形例においては、受信システムは、「低消費モード」と通常の「ダイバーシチ受信モード」の２つの動作モードを有する。「低消費モード」においては、アンテナ切替部０３、ＲＦ部０４、アンテナ制御部１０及び受信レベル検出部２１は通常の「ダイバーシチ受信モード」と同様に動作し、その他のブロックは消費電力の少ないスリープ状態で待機される。「低消費モード」において、受信レベル検出部２１が所定の第１閾値以上の信号レベルを検出すると、受信システムは、通常の「ダイバーシチ受信モード」に移行する。一方、通常の「ダイバーシチ受信モード」において、受信レベル検出部２１が所定期間に亘って所定閾値以上の信号レベルを検出しなかった場合は、「低消費モード」に移行する。その他、例えば１時間毎に１回の定期通信がなされる通信システムにおいて、その定期通信が終了した後は自動的に「低消費モード」に移行する構成であってもよい。
【００８６】
図２６は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図２７は、受信したパケットと、動作モードの切り替え等の関係を示す。図２６において、受信システムが「低消費モード」で動作中であっても（＃５８）、アンテナ制御部１０からアンテナ切替部０３にアンテナの切り替えのための制御信号が出力され、アンテナが所定の周期で切り替えられる（＃１）。「低消費モード」において待機中にアンテナを固定すると、もしフェージング等の影響を受けた場合、そのアンテナでの受信レベルが低く抑えられてしまうことがあり、「ダイバーシチ受信モード」に移行できない可能性がある。そこで、本変形例では、「低消費モード」において待機中にフェージングが発生してもその影響を受けないように、低消費モードで動作中であってもアンテナを所定周期で切り替える（図２７参照）。
【００８７】
「低消費モード」で動作中に、受信レベル検出部２１が図２７に示す所定の第１閾値以上の信号レベルを検出すると（＃５９においてＹＥＳ）、受信システムは、通常の「ダイバーシチ受信モード」に移行し、＃３以降の動作を実行する。
【００８８】
本変形例においては、受信レベルが第１閾値以上になるまでは、受信システムは「低消費モード」で待機するので、システムの消費電流を低減することが可能となる。また、「低消費モード」においても、アンテナが所定の周期で切り替えられるので、フェージングの影響を受けることなく、第１閾値以上の受信レベルの無線信号を検知することができ、確実に「ダイバーシチ受信モード」に移行できる。
【００８９】
（変形例）
図２８は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、選択アンテナ記憶部２２と通知部２３をさらに備える。選択アンテナ記憶部２２は、ペイロードを受信する際にアンテナ制御部１０によって選択されたアンテナを記憶する。通知部２３は、ユーザ（受信システムの管理者を含む）にアンテナに関する情報を、音声又は光等を用いて通知する。
【００９０】
図２９は、本変形例によって受信されるパケットと、そのパケットを受信する際に選択されていたアンテナの関係を示す。図２９に示すように、パケットのペイロードの受信にあたってアンテナ制御部１０によって選択されたアンテナ（図２９においては、アンテナＡ）に関する情報は、選択アンテナ記憶部２２に記憶される。通知部２３は、選択アンテナ記憶部２２を参照し、所定回数以上連続していずれか一方のアンテナが選択された場合、ユーザにその旨を通知する。図２９に示す場合は、連続してアンテナＡが選択されている旨の通知がなされる。また、選択されているアンテナを特定せず、単に一方のアンテナのみが連続して選択されている旨の通知を行うようにしてもよい。
【００９１】
本変形例においては、所定回数以上連続していずれか一方のアンテナを用いてペイロードを受信している場合は、その旨をユーザに通知する。このため、ダイバーシチの効果が無い、若しくは一方のアンテナ等が故障していることをユーザが知ることができ、ダイバーシチの効果の高い場所に機器を移動させたり、アンテナ等を修理したりすることが可能となる。
【００９２】
（変形例）
図３０は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、受信レベル通知部２４とダイバーシチオン／オフ切替部（切替機能設定部）２４の２をさらに備える。受信レベル通知部２４は、受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに音声又は光等を用いて通知する。この通知は、必要に応じて行うものとしてもよく、ユーザからの要求に応じて行うものとしてもよい。ダイバーシチオン／オフ切替部２４の２は、ユーザがアンテナ切り替え機能のオン（有効）／オフ（無効）を手動で設定するために設けられる。ユーザは、受信レベル通知部２４から出力される通知を確認し、必要に応じてダイバーシチオン／オフ切替部２４の２を操作することにより、ダイバーシチすなわちアンテナ切り替え機能の有効／無効を手動で設定できる。
【００９３】
図３１は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。まず、受信レベル通知部２４は、受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに音声又は光等を用いて通知する（＃６０）。この通知により受信レベルを知得したユーザによってダイバーシチオン／オフ切替部２４の２が操作され、ダイバーシチ機能がオフされると（＃６０の２においてＮＯ）、アンテナを固定した状態で無線信号が受信される（＃６１）。一方、ユーザによってダイバーシチ機能がオンされると（＃６０の２においてＹＥＳ）、アンテナを一定の周期で切り替えながら無線信号が受信される（＃１以降）。
【００９４】
図３２は、アンテナ切り替え機能を有効にしたときと無効にしたときの対応する送信システムから送信されるパケットの構成を示す。アンテナ切り替え機能を有効にしたときは、アンテナの個数の２倍のユニークワードＵＷ及びそれに対となるプリアンブルが添付されて送信される。一方、アンテナ切り替え機能を無効にしたときは、単一のプリアンブル及びユニークワードＵＷが添付されていれば足りることになる。その結果、パケット長が短くなり、伝送効率が向上する。なお、本変形例においては、受信システムに送信機能を、対応する送信システムに受信機能をそれぞれ追加することにより、送信システムにアンテナ切り替え機能の有効／無効を通知し認識させることができる。
【００９５】
本変形例においては、受信レベル通知部２４を備えているので、ユーザが受信システムの外部から受信レベルを監視でき、アンテナ切り替え機能の有効／無効を手動で設定できる。このため、例えば受信レベルが十分高い通信環境では、アンテナ切り替え機能を無効に設定し、消費電力を低減できる。このとき、アンテナ切り替え機能を無効にした旨を対応する送信システムに通知して認識させることにより、図３２に示すように、送信システムは１つのパケットにつき単一のプリアンブルとユニークワードＵＷを添付して送信すればよくなる。従って、単位時間当たりに送信できるバケット数が増加し、伝送効率を向上させることが可能となる。また、これによって、受信システムによる受信時間も短縮されるので、受信システムのさらなる低消費電力化にも貢献できる。なお、アンテナ切り替え機能を無効にした旨の通知は、例えば後述する無線器１００と無線器２００に相当する構成によって実現される。また、受信レベルが十分高い通信環境でも障害物の配置等、周辺環境の変化が大きくなり、通信に不具合が発生することが懸念される場合には、通信の信頼性を重視してアンテナ切り替え機能を有効に設定しておくなど、目的に応じて選択することが可能となる。
【００９６】
（変形例）
図３３は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、受信レベル検出部２１とダイバーシチオン／オフ制御部（切り替え機能制御部）２５をさらに備える。受信レベル検出部２１は、図２５に示したものと同様に、いずれかのアンテナを介して受信した無線信号のレベルを検出する。ダイバーシチオン／オフ制御部２５は、受信レベル検出部２１によって検知された受信レベルに基づいて、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にする。すなわち、アンテナを切り替えることなく無線信号を受信するのに十分な、所定の第２閾値以上の信号レベルが受信レベル検出部２１によって検出されたとき、ダイバーシチオン／オフ制御部２５は、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にする。
【００９７】
図３４は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。アンテナＡ，Ｂを所定の周期で切り替えながら（＃１）、送信システムから送信される無線信号を受信し（＃２）、受信レベル検出部２１は、受信した無線信号のレベルを検出する。第２閾値以上の信号レベルが検出されたとき（＃６２においてＹＥＳ）、次のパケットを受信するまでにアンテナ切り替え機能を無効にする旨を送信システムに通知し（＃６３）、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にして（＃６４）、次のパケットをアンテナを固定した状態で受信する（＃６５）。通知を受けた送信システムは、図３２に示すように、１つのパケットにつき単一のプリアンブルとユニークワードＵＷを添付して送信して、伝送効率を高める。一方、第２閾値以上の信号レベルが検出されなかったとき、アンテナ切り替え機能を有効に維持しつつ、＃３以降に移行する。
【００９８】
本変形例においては、アンテナを切り替えることなく無線信号を受信するのに十分な、第２閾値以上の信号レベルが受信レベル検出部２１によって検出されたとき、ダイバーシチオン／オフ制御部２５が、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にする。これにより、良好な通信環境が得られる場合には、ユーザが意識することなく、自動的に低消費電力化を図ることが可能となる。また、対応する送信システムは、１つのパケットにつき単一のプリアンブルとユニークワードＵＷを添付して送信すればよくなる。従って、伝送効率を向上させることが可能となる。
【００９９】
（変形例）
図３０又は図３３に示したアンテナ切り替え受信システムの変形例でアンテナ切り替え機能が無効である状態において、第４所定時間連続してユニークワードを検出できない場合、切り替え機能制御部はアンテナ切り替え機能を有効にするように構成してもよい。この場合、障害物乃至送信システム又は受信システムのレイアウト変更等によって通信環境に変化が生ずる場合にあっても、自動的にアンテナ切り替え機能が有効な状態に復帰するので、対応可能となる。なお、本変形例における第４所定時間が請求項１３における第２所定時間に相当する。
【０１００】
さらには、ペイロードの受信に成功したとき、対応する送信システムに対してその旨のＡＣＫを送信するように変形することができる。この場合にあっては、送信システムは、所定時間に亘って連続して上記ＡＣＫを受信できない場合、受信システムがペイロードの受信に失敗していることを知得できる。
【０１０１】
このとき図３５に示すように、送信システムが単一のプリアンブル及びユニークワードＵＷとすることによりデータ長を短縮している場合は、アンテナ数の２倍のプリアンブル及びユニークワードＵＷを送信するように切り替える。これにより、受信システムは、アンテナ切り替え機能を自動で有効に機能させることが可能となり、マルチパスフェージングに起因して受信レベルが劣化することによる受信エラーの発生を、回避可能な状態に再び復帰できるようになる。なお、ＡＣＫの送信は、例えば後述する無線器１００と無線器２００に相当する構成によって実現される。
【０１０２】
（変形例）
また、図３０又は図３３に示したアンテナ切り替え受信システムの変形例においては、アンテナ切り替え機能を無効としている場合であっても、定期的に該アンテナ切り替え機能を有効に切り替えるように変形されていてもよい。
【０１０３】
この場合、図３６に示すように、受信システムは、所定期間毎に定期的にアンテナ切り替え機能を有効にして受信を行い、それ以外は、その直近のアンテナ切り替え動作で選択されたアンテナに固定して受信する。同図では、パケット１においていずれかのアンテナに固定した後、パケットＰの受信を完了するまでの間アンテナ切り替え機能を無効にしてアンテナを固定し、次のパケットＰ＋１のプリアンブルを受信する前にアンテナ切り替え機能を有効にする。この動作を繰り返すことにより、アンテナ切り替え機能を常時使用する場合に比べて消費電力を低減することが可能となり、かつ定期的なダイバーシチ通信によりアンテナを定期的に選択するため、レイアウト変更などの環境変化にも追従することが可能となる。
【０１０４】
（通信システムの構築例）
図３７は、本発明のアンテナ切り替え受信システムを適用して構築された無線通信システムの概略を示す。図３８は、無線通信システムにおいて、アンテナ切り替え受信システムが実装される無線器によって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信及び送信される信号との関係を示す。
【０１０５】
無線通信システムは、無線器１００と無線器（無線通信器）２００等によって構成される。無線器１００は、例えば、モニタ装置に内蔵される。無線器２００は、例えば、配電盤等に内蔵される。無線器２００には、本発明のアンテナ切り替え受信システムが２つのアンテナＡ，Ｂと共に実装される。対応する送信システムは、１つのアンテナと共に無線器１００に実装される。無線器１００と無線器２００とは、双方向で通信を行うため、それぞれ送信システム及び受信システムが実装される。
【０１０６】
両者間の通信は、無線器１００から無線器２００に無線信号を送信することにより開始され、無線器２００から無線器１００に無線信号が返信されるものとする。このとき、無線器２００は、２つのアンテナＡ，Ｂを用いた切り替えダイバーシチ機能により、通信環境に適したアンテナを選択し、無線信号のペイロードを受信する。さらに、無線器２００から無線器１００に無線信号を送信する際には、その直前の（最後の）ペイロードの受信時に選択されていたアンテナを用いる。例えば、図３８においては、ペイロードの受信時に選択されていたアンテナＡを用いて、無線器２００から無線器１００に無線信号が送信される。この無線信号を受信する無線器１００にはダイバーシチ機能が備えられていないが、無線器２００に備えられたダイバーシチ機能を有効に活用することにより、無線器１００と無線器２００との間の通信環境に合致した品質の高い無線信号を受信することができる。
【０１０７】
なお、無線器２００から送信する際に用いるアンテナの選択にあたっては、過去の特定又は不特定の期間において、統計的に、より多くのパケットのペイロードを受信したアンテナを選択するようにしてもよい。
【０１０８】
本通信システムの構築例によれば、無線器２００に備えられているダイバーシチ機能を生かして受信した後の返信には、受信の際に選択したアンテナを使用する。これにより、無線器１００からの送信で通信が開始される場合、もう一方の無線器２００にのみアンテナを複数設けてダイバーシチ機能を持たせるだけで、両者間における双方向通信の際に、送受信共にダイバーシチの効果を得ることが可能となる。
【０１０９】
また、単に無線器２００に備えられているダイバーシチ機能を生かして送信する場合は、アンテナの数に相当する回数分だけ送信する必要がある。ところが、本通信システムの構築例によれば、既に送信に使用するアンテナは決定しているので、そのアンテナを用いて１回だけ送信すればよい。従って、送信時間の短縮と無線器２００の消費電力の低減を図ることができる。
【０１１０】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られない。少なくとも所定周期でアンテナを切り替えながら受信した無線信号からユニークワードを検索し、該ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信するように構成されていればよい。また、本発明は種々の変形が可能である。例えば、アンテナ切り替え受信システムは、配電盤に限られることなく、無線通信機能を有する照明制御スイッチ等の各種電化製品にも幅広く適用可能である。また、各変形例の構成を適宜組み合わせて、アンテナ切り替え受信システムを構築してもよい。例えば、図１３に示した変形例において、図１０に示す受信レベル比較部１４をさらに備え、無線信号のレベルと、ビット列の誤り数の２つを比較し、最適なアンテナに固定してペイロードを受信するように構成してもよい。また、ユニークワード誤り数比較部１５の替わりに受信レベル比較部１４を備え、無線信号のレベルを比較して、最適なアンテナに固定してペイロードを受信する簡素な構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
０８ ユニークワード設定部
０９ ユニークワード検出部
１０ アンテナ制御部
１１ 閾値設定部
１２ 複数ユニークワード検出部
１３ 信号品質比較部
１４ 受信レベル比較部
１５ ユニークワード誤り数比較部
１９ パケットエンド検出部
２０ 第１カウンタ
２１ 受信レベル検出部
２２ 選択アンテナ記憶部
２３ 通知部
２４ 受信レベル通知部
２４の２ ダイバーシチオン／オフ切替部（アンテナ切り替え機能設定部）
２５ ダイバーシチオン／オフ制御部（アンテナ切り替え機能制御部）
２００ 無線器（無線通信器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて、アンテナを切り替えて受信するアンテナ切り替え受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、マルチパスフェージングによるレベル劣化が課題のひとつとして挙げられる。受信アンテナが受信する信号は、送信アンテナから直接受信アンテナに入力される信号だけではなく、複数の異なる経路を経て入力される信号も存在する。そのため、各々異なる遅延時間を持った信号（マルチパス）も受信アンテナに入力されてしまうため、受信アンテナ端で信号同士が重なり合い、打ち消し合うなどして受信レベルが劣化してしまう。これがマルチパスフェージングによるレベル劣化と称される現象である。
【０００３】
このマルチパスフェージングによるレベル劣化の影響を回避するための代表的な方策として、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア伝送技術がある。これは伝送する情報を複数のキャリア（サブキャリア）に分けて広い周波数帯域で伝送するため、マルチパスフェージングによるレベル劣化の影響を低減できるという技術である。しかしながら、ＯＦＤＭ伝送ではフーリエ逆変換及びフーリエ変換により周波数軸と時間軸を変換して処理する複雑な構成が必要となり回路規模が増大してしまうため、低コスト化を図るのが困難であるという欠点があった。
【０００４】
また、複数のアンテナを切り替える「切り替えダイバーシチ」、「選択ダイバーシチ」や各アンテナでの受信信号を合成する「合成ダイバーシチ」による対策がある。これらはマルチパスフェージングによる影響は受信器の場所や電波の偏波面などによって異なることを利用した方策である。「選択ダイバーシチ」は、複数のアンテナでの受信レベルを監視しておき、最適なアンテナで信号を受信する技術であるが、アンテナの個数分の受信器が必要となるため回路規模が大きくなるという欠点があった。また、「合成ダイバーシチ」は複数のアンテナで受信した信号の位相を揃えて合成する技術であるが、こちらもアンテナの個数分の受信器及び各信号の位相を合わせる移相器が必要となるため回路規模が大きくなるという欠点があった。
【０００５】
「切り替えダイバーシチ」は一方のアンテナでマルチパスフェージングの影響がある場合は、もう一方のアンテナに切り替えることによりマルチパスフェージングの影響を低減するという技術である（例えば、特許文献１参照）。近年、携帯用無線機器の普及により、アンテナ切り替え部も小型化や低コスト化が要求されており、１つの受信機で構成できるため、開発が容易で回路規模が小さく低コスト化が図れる「切り替えダイバーシチ」が様々な無線器に搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−３０３２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、「切り替えダイバーシチ」においては、切り替え先のアンテナでの受信レベルはアンテナを切り替えるまで分からない。そのため、もし切り替え先のアンテナでの受信レベルがさらに低かった場合には、より劣悪な条件で信号を受信しなければならないという欠点がある。
【０００８】
さらに無線ＬＡＮでは、複数のパケット（フレーム：プリアンブル、ユニークワード、ペイロードを構成する信号の一塊）を受信し、エラーが複数のパケットに亘って検出された際にアンテナを切り替えるシステム、つまりエラーが発生した後のアンテナ切り替えを基本としている。発生したエラーに対しては再度同じパケットを送信器に送ってもらうことにより対応している（再送機能）。しかしながら、マルチパスフェージングにより通信環境が劣悪な状況では再送回数が増え、複数の機器と通信し、次々に新しいペイロード信号を受信する必要がある機器には不向きとなる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、簡素な構成で、マルチパスが多い環境下においても正確に信号品質の高いアンテナを選択することにより、マルチパスフェージングによるレベル変動の影響を低減できるアンテナ切り替え受信システム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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明のアンテナ切り替え受信システムは、複数のアンテナを切り替えて無線信号を受信するアンテナ切り替え受信システムにおいて、所定周期でアンテナを切り替えながら受信した無線信号からユニークワードを検索し、該ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信することを特徴とする。
【００１１】
この発明において、アンテナの切り替えを制御するアンテナ制御部と、既知のユニークワードのビット列を予め設定し記憶するユニークワード設定部と、アンテナを切り替えながら受信した無線信号のビット列を検索して、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードと同一のビット列を検出するユニークワード検出部とを備え、前記アンテナ制御部は、前記ユニークワード検出部による前記ユニークワードの検出結果に応じて、ペイロードを受信するアンテナを選択することが好ましい。
【００１２】
この発明において、前記ユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列との一致度に関する閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、前記ユニークワード検出部は、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列とを比較して、前記閾値設定部によって設定された閾値以上のビット数が一致したとき、前記ユニークワードを検出したと判断することが好ましい。
【００１３】
この発明において、対応する送信システムからは、相異なるビット列から成る複数のユニークワードが特定の順序でペイロードの前に送信され、前記送信システムから送信される複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが、前記ユニークワード設定部によって予め設定され記憶されており、前記ユニークワード検出部は、前記複数のユニークワードを個別に検出する複数ユニークワード検出部であり、前記複数ユニークワード検出部が、複数のユニークワードのうち最後のユニークワードを検出したとき、前記アンテナ制御部は、該最後のユニークワードを受信したアンテナに固定して、その後のペイロードを受信することが好ましい。
【００１４】
この発明において、パケットの終端を検出するパケットエンド検出部をさらに備え、前記パケットエンド検出部がパケットの終端を検出すると、前記アンテナ制御部は、アンテナを所定周期で切り替える制御に自動的に復帰して、次のパケットを受信することが好ましい。
【００１５】
この発明において、特定のユニークワードを検出した後、第１所定時間をカウントする第１カウンタをさらに備え、前記第１カウンタが第１所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わないことが好ましい。
【００１６】
この発明において、受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部をさらに備え、前記受信レベル検出部が所定の第１閾値以上の信号レベルを検出した後、前記ユニークワード検出部が、ユニークワードの検索を開始することが好ましい。
【００１７】
この発明において、ペイロードを受信する際に前記アンテナ制御部によって選択されたアンテナの情報を記憶する選択アンテナ記憶部と、前記選択アンテナ記憶部に記憶されている情報から、いずれかのアンテナが所定回数連続して前記アンテナ制御部によって選択されている場合、ユーザにその旨を通知する通知部とをさらに備えたことが好ましい。
【００１８】
この発明において、搭載されるアンテナ数の２倍の数のプリアンブル及びユニークワードが送信され、各アンテナはプリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期で切り替えられることが好ましい。
【００１９】
この発明において、受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに通知する受信レベル通知部と、ユーザがアンテナ切り替え機能の有効／無効を設定するための切り替え機能設定部とをさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この発明において、受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部と、前記受信レベル検出部が所定の第２閾値以上の信号レベルを検出したとき、アンテナ切り替え機能を無効にする切り替え機能制御部とをさらに備えることが好ましい。
【００２１】
この発明において、前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部がアンテナ切り替え機能を無効にしたとき、対応する送信システムに対してその旨を通知することが好ましい。
【００２２】
この発明において、アンテナ切り替え機能が無効である状態において、第２所定時間連続してユニークワードを検出できない場合、前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部はアンテナ切り替え機能を有効にすることが好ましい。
【００２３】
この発明において、ペイロードの受信に成功したとき、対応する送信システムに対してその旨のＡＣＫを送信することが好ましい。
【００２４】
この発明において、アンテナ切り替え機能が無効である状態においても、定期的にアンテナ切り替え機能を有効にすることが好ましい。
【００２５】
この発明において、上記アンテナ切り替え受信システムと、無線信号を送信する送信部をさらに備え、ペイロードを受信した後、前記送信部が無線信号を送信するとき、前記アンテナ制御部はペイロードの受信の際に選択されたアンテナを用いる無線通信器が好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のアンテナ切り替え受信システムによれば、所定周期でアンテナを切り替えてユニークワードを検索し、ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信する。このため、マルチパスの多発する環境下においても、非同期で次々に新しいパケットを受信する信号に対して、各パケットのペイロード受信前にアンテナ選択を完了できる。これにより、マルチパスフェージングに起因して受信レベルが劣化することによる受信エラーの発生を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示すフローチャート。
【図３】同実施形態において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係を示す図。
【図４】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示すブロック図。
【図５】上記変形例の動作を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態によるアンテナ切り替えシステムの別の変形例の構成を示すブロック図。
【図７】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図８】同変形例において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係の一例を示す図。
【図９】同変形例において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係の別の例を示す図。
【図１０】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図１１】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図１２】同変形例において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す図。
【図１３】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図１４】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図１５】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図１６】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図１７】同変形例の第２カウンタを有さない構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す図。
【図１８】同変形例の第２カウンタを有する構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す図。
【図１９】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２０】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図２１】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２２】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図２３】定期通信において、本変形例によって受信されるパケットと第３所定時間の関係を示す図。
【図２４】非定期通信において、本変形例によって受信されるパケットと第３所定時間の関係を示す図。
【図２５】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２６】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図２７】本変形例によって受信されるパケットと受信システムの動作モード等の関係を示す図。
【図２８】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図２９】本変形例によって受信されるパケットと、そのパケットを受信する際に選択されていたアンテナの関係を示す図。
【図３０】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図３１】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図３２】同変形例によってアンテナ切り替え機能を有効にしたときと無効にしたときの対応する送信システムから送信されるパケットの構成を示す図。
【図３３】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示すブロック図。
【図３４】同変形例の動作を示すフローチャート。
【図３５】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例において、対応する送信システムから送信され、受信システムによって受信されるパケットの例。
【図３６】上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例において、対応する送信システムから送信され、受信システムによって受信されるパケットの例。
【図３７】本発明のアンテナ切り替え受信システムを適用して構築された無線通信システムの概略を示す図。
【図３８】無線通信システムにおいて、アンテナ切り替え受信システムが実装される無線器によって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信及び送信される信号との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態によるアンテナ切り替え受信システムについて図面を参照して説明する。アンテナ切り替え受信システムは、例えば無線通信機能を有する配電盤等に内蔵される。この種の配電盤は、管理者によって操作されるモニタ装置から無線送信された指令を受信して、消費電力等の情報を無線送信する。配電盤から送信された消費電力等の情報を受信したモニタ装置は、配電盤によって電力が分配される領域の現在又は積算の消費電力を表示する。モニタ装置は、環境等に応じて適宜に設置・移動できるように、配電盤とモニタ装置とは、無線通信機能が付与されている。
【００２９】
本実施形態において、モニタ装置には単一のアンテナが備えられ、配電盤には複数のアンテナが備えられる。配電盤は、アンテナ切り替え受信システムによって周囲環境に適したアンテナを選択・切り替えながら、モニタ装置との間で安定した無線通信を行う。
【００３０】
図１は、アンテナ切り替え受信システムの構成を示す。アンテナ切り替え受信システムは、受信器０１と複数のアンテナ０２等によって構成されている。受信器０１は、アンテナ切替部０３と、ＲＦ部０４と、ベースバンド部０５等によって構成されている。
【００３１】
アンテナ切替部０３は、アンテナ０２を構成する２つのアンテナＡ，Ｂのうち、無線信号を受信するアンテナを切り替える。ＲＦ部０４は、アンテナＡ又はＢを用いて受信した無線信号をダウンコンバートし、ベースバンド信号を抽出する。ベースバンド部０５は、ＲＦ部０４によって抽出されたベースバンド信号を処理する。
【００３２】
ベースバンド部０５は、復調部０６と、同期確立部０７と、ユニークワード設定部０８と、ユニークワード検出部０９と、アンテナ制御部１０等によって構成されている。復調部０６は、ＲＦ部０４によって抽出されたベースバンド信号を復調する。同期確立部０７は、復調されたベースバンド信号のビット同期を確立する。
【００３３】
ユニークワード設定部０８は、既知のユニークワードのビット列を予め設定し記憶する。既知のユニークワードは、対応する送信システムとの間で共有され、このユニークワードが付与されたパケットが送信システムから送信される。ユニークワード検出部０９は、復調されたベースバンド信号を検索し、ユニークワードのビット列を検出する。アンテナ制御部１０は、アンテナ切り替えの制御を行う。すなわち、アンテナ制御部１０は、ユニークワード検出部０９によるユニークワードのビット列の検出結果に基づいて、アンテナの切り替え要否を判断し、アンテナ切替部０３に対してアンテナの切り替えのための制御信号を出力する。なお、本実施形態は、アンテナ切替部０３によって２つアンテナを切り替えて無線信号を受信する構成であるが、アンテナの個数は３つ以上であってもよい。
【００３４】
図２は、アンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図３は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係を示す。１つのパケットは、複数対のプリアンブル及びユニークワードとその後に続けて送信されるペイロード等によって構成される。
【００３５】
アンテナ切り替え受信システムは、アンテナＡ，Ｂを所定の周期で切り替えながら（＃１）、送信システムから送信される無線信号を受信する（＃２）。受信した信号はＲＦ部０４によってダウンコンバートされ（＃３）、ベースバンド部０５の復調部０６によって復調され（＃４）、同期確立部０７によってビット同期が確立され（＃５）、ユニークワード検出部０９によってユニークワードが検出される（＃６）。
【００３６】
このとき、いずれのタイミングでアンテナＡ，Ｂが切り替えられてもプリアンブル及びユニークワードを受信できるように、各アンテナに対して２回ずつ、プリアンブルとユニークワードが送信される。本実施形態においては、２つのアンテナが使用されるので、図３に示すように、プリアンブルとユニークワードが４回ずつ送信される。このように、アンテナ切り替え受信システムに搭載されるアンテナ数の２倍のプリアンブル及びユニークワードが送信され、また、各アンテナはプリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期で切り替えられる。
【００３７】
図３においては、１度目に送信されたプリアンブルは、その受信中にアンテナが切り替えられて受信できず、２度目に送信されたプリアンブル又はユニークワードは、アンテナＢがマルチパスフェージングの影響を受けたことにより受信できない場合が示されている。この場合は、ビット同期を確立できないので、ユニークワードが検出できない（＃６においてＮＯのループを繰り返す）。そして、３度目に送信されたプリアンブルは、その受信中にアンテナが切り替えられて受信できず、４度目に送信されたプリアンブルがアンテナＡによって受信され、ビット同期が確立されてユニークワードが検出される。この場合は、＃６においてＮＯのループを経た後、次のループで＃６においてＹＥＳを経て、アンテナをＡに固定して（＃７）、その後のペイロードが受信される（＃８）。仮に、最初に送信されたユニークワードを検出した場合は、アンテナを固定したまま他のユニークワードを検出した後、ペイロードを受信する。
【００３８】
本アンテナ切り替え受信システムによれば、所定周期でアンテナを切り替えてユニークワードを検索し、ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信する。このため、マルチパスの多発する環境下においても、非同期で次々に新しいパケットを受信する信号に対して、各パケットのペイロード受信前にアンテナ選択を完了できる。これにより、マルチパスフェージングに起因して受信レベルが劣化することによる受信エラーの発生を回避することが可能となる。
【００３９】
（変形例）
図４は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、閾値設定部１１をさらに備える。閾値設定部１１は、ユニークワードのビット列とアンテナＡ，Ｂを切り替えながら受信した無線信号のビット列との一致度に関する閾値を設定する。
【００４０】
例えば、ユニークワードが３２ビットのビット列で構成される場合、ユニークワードの受信中における通信環境の瞬間的な変動等により、ユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とが数ビット分一致しない場合がある。このような場合であっても、ペイロードを受信する前に通信環境が回復すれば、問題なくペイロードを受信することができる。そこで、本変形例において、例えば、ユニークワードのビット列に対する受信した無線信号のビット列の誤りが２ビットまで許容される場合、閾値を３０ビットと設定する。これにより、ユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とが３０ビット以上一致すれば、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードを検出したと判断する。このように、閾値は、ユニークワードのビット列に対する受信した無線信号のビット列の誤り数の許容限界値に応じて設定される。より具体的には、ユニークワードのビット数から許容限界値のビット数を減じた値が閾値として設定される。
【００４１】
図５は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。同期確立部０７によってビット同期が確立された後（＃５）、ユニークワード検出部０９は、ユニークワード設定部０８によって記憶されているユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とを比較する。このとき、閾値設定部１１によって設定された閾値以上のビット数が一致したとき（＃９においてＹＥＳ）、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードを検出したと判断し、＃７に移行する。一方、閾値設定部１１によって設定された閾値以上のビット数が一致しないとき（＃９においてＮＯ）、＃２に戻る。
【００４２】
本変形例によれば、ユニークワードのビット列と受信した無線信号のビット列とが閾値以上一致すれば、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードを検出したと判断する。これにより、ユニークワードの受信中における通信環境の瞬間的な変動等が発生し、その後、ペイロードを受信する前に通信環境が回復する場合に、問題なく受信したペイロードのパケットを看過することを回避できる。
【００４３】
（変形例）
図６は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムにおけるユニークワード検出部０９の一形態として、複数ユニークワード検出部１２を適用している。また、この変形例においては、各アンテナ毎に受信した無線信号の品質を検出し比較する信号品質比較部１３をさらに備える。
【００４４】
図７は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図８は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナとの関係の一例を示す。また、図９は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係の別の例を示す。
【００４５】
本変形例においては、対応する送信システムから、相異なるビット列から成る複数のユニークワードが特定の順序でペイロードの前に送信される。そして、対応する送信システムから送信される複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが、ユニークワード設定部０８によって予め設定され記憶されている。すなわち、図９において、それぞれのユニークワード（ＵＷ１〜ＵＷ４）は、相異なるビット列によって構成される。なお、図８に示す場合は、ユニークワードＵＷ１〜ＵＷ３は同一でユニークワードＵＷ４のみ異なるものであってもよい。複数ユニークワード検出部１２は、複数のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４を個別に検出する。そして、複数ユニークワード検出部１２が検出したユニークワード毎に異なるアンテナ選択動作が割り当てられる。
【００４６】
図７において、同期確立部０７によってビット同期が確立された後（＃５）、複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１〜ＵＷ３のうちいずれか１つが検出されると、予め設定されている動作を実施する（＃１３〜＃３２）。この動作に関しては、後述する。
【００４７】
一方、複数ユニークワード検出部１２が最後のユニークワードであるユニークワードＵＷ４を検出すると（＃１３，＃２２，＃３１においてＮＯ、＃１２においてＹＥＳ）、アンテナを固定したまま、その後のペイロードを受信する（＃８）。図８においては、アンテナＡによってユニークワードＵＷ４が受信され、アンテナＡによってペイロードが受信される場合を示している。一方、複数ユニークワード検出部１２が最後のユニークワードであるユニークワードＵＷ４を検出しなかった場合は（＃１２においてＮＯ）、＃２に戻る。このように、図８においては、ペイロードの頭出しのために最後のユニークワードＵＷ４を検出したことを認識できればいいので、ユニークワードＵＷ１〜ＵＷ３は同一でユニークワードＵＷ４のみ異なるものであってもよい。
【００４８】
以下、＃１３〜＃３２の動作について説明する。複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１が検索され検出されると（＃１３においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３が受信した無線信号の品質を検出する（＃１４）。すなわち、ユニークワードＵＷ１の信号品質が検出される。そして、アンテナを切り替えた後（＃１５）、複数ユニークワード検出部１２がユニークワードＵＷ２を検索し（＃１６）、ユニークワードＵＷ２が検出されると（＃１７においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３がユニークワードＵＷ２の品質を検出する（＃１８）。さらに信号品質比較部１３は、ユニークワードＵＷ１とユニークワードＵＷ２の信号品質を比較して、ペイロードを受信するアンテナを選択する。この場合の一例として、図９にはアンテナＡによって受信されたユニークワードＵＷ１が、アンテナＢによって受信されたユニークワードＵＷ２よりも信号品質に優れ、再度アンテナを切り替えてアンテナＡによってペイロードを受信する動作が示されている。
【００４９】
アンテナ切り替え後、すなわちユニークワードＵＷ２の信号品質がよければ（＃１９においてＮＯ）、ユニークワードＵＷ２を受信したアンテナに固定し（＃２０）、＃１２に移行する。一方、アンテナ切り替え前、すなわちユニークワードＵＷ１の信号品質がよければ（＃１９においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ１を受信したアンテナに切り替えて（＃２１）、＃１２に移行する。なお、＃１２においてユニークワードＵＷ４を受信するのは、ペイロードの頭出しのためである。
【００５０】
複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１が検出されない場合は（＃１３においてＮＯ）、以下の動作を行う。複数ユニークワード検出部１２によって次のユニークワードＵＷ２が検索され検出されると（＃２２においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３が受信した無線信号の品質を検出する（＃２３）。すなわち、ユニークワードＵＷ２の信号品質が検出される。そして、アンテナを切り替えた後（＃２４）、複数ユニークワード検出部１２がユニークワードＵＷ３を検索し（＃２５）、ユニークワードＵＷ３が検出されると（＃２６においてＹＥＳ）、信号品質比較部１３がユニークワードＵＷ３の品質を検出する（＃２７）。さらに信号品質比較部１３は、ユニークワードＵＷ２とユニークワードＵＷ３の信号品質を比較して、ペイロードを受信するアンテナを選択する。
【００５１】
アンテナ切り替え後、すなわちユニークワードＵＷ３の信号品質がよければ（＃２８においてＮＯ）、ユニークワードＵＷ３を受信したアンテナに固定し（＃２９）、＃１２に移行する。一方、アンテナ切り替え前、すなわちユニークワードＵＷ２の信号品質がよければ（＃２８においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ２を受信したアンテナに切り替えて（＃３０）、＃１２に移行する。
【００５２】
複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ２が検出されない場合は（＃２２においてＮＯ）、以下の動作を行う。複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ３が検索され検出されると（＃３１においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ３を受信したアンテナに固定し（＃３２）、＃１２に移行する。一方、複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ３が検出されない場合は（＃３１においてＮＯ）、アンテナを固定せずに（つまり、周期的なアンテナ切替のまま）＃１２に移行する。このように、ユニークワードＵＷ１を検出したとき、信号品 質比較部１３は、ユニークワードＵＷ１とユニークワードＵＷ２の信号品質を比較し、ユニークワードＵＷ２を検出したときは、ユニークワードＵＷ２とユニークワードＵＷ３の信号品質を比較する。一方、ユニークワードＵＷ３又はＵＷ４を検出したとき、もう一方のアンテナでユニークワードＵＷ１，ＵＷ２が検出できなかったので、アンテナを切り替える意義がなくなるため、信号品質比較部１３は、アンテナ毎のレベル比較を行わない。なお、＃１３、＃２２において、瞬間的なノイズ等の影響を受け、ユニークワードＵＷ１、ＵＷ２を検出できない場合も考えられる。そこで、＃３１において複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ３が検出されると、アンテナを切り替えてユニークワードＵＷ４を検出し、ユニークワードＵＷ３とユニークワードＵＷ４の信号品質を比較するように構成してもよい。また、＃１７において、ユニークワードＵＷ２を検出できない場合は、ユニークワードＵＷ３又はＵＷ４を検出し、ユニークワードＵＷ１とユニークワードＵＷ３又はＵＷ４の信号品質を比較するように構成してもよい。同様に、＃２６において、ユニークワードＵＷ３を検出できない場合は、ユニークワードＵＷ４を検出し、ユニークワードＵＷ２とユニークワードＵＷ４の信号品質を比較するように構成してもよい。
【００５３】
本変形例においては、ユニークワード設定部に記憶されている複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが同一の順序でペイロードの前に送信され、複数ユニークワード検出部１２は、複数のユニークワードＵＷ１〜ＵＷ４を個別に検出する。これにより、検出したユニークワード毎に異なるアンテナ選択動作を割り当てることが可能となる。
【００５４】
例えば、ペイロード直前の最後のユニークワードＵＷ４を検出したとき、アンテナを切り替えることなくその後のペイロードを受信したりすることができる。また、信号品質比較部１３が各アンテナによって受信された信号の品質を比較し、アンテナ制御部１０が、より信号品質が高いと判断されるアンテナを選択してペイロードを受信する。これにより、常により品質の高い受信信号が得られるアンテナでペイロードを受信することが可能となる。なお、切り替えられるアンテナが３つ以上設けられている場合、信号品質比較部１３は、各アンテナによって受信された信号の品質を比較し、最も信号品質が高いと判断されるアンテナを選択してペイロードを受信する。
【００５５】
（変形例）
図１０は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムにおける信号品質比較部１３の一形態として、受信レベル比較部１４及びユニークワード誤り数比較部１５を適用している。受信レベル比較部１４は、各アンテナの受信レベルを検出し、比較する。アンテナの受信レベルは、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）を検出することによって取得できる。ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワード設定部に記憶されているユニークワードのビット列に対する各アンテナによって受信した無線信号のビット列の誤り数を比較する。上記誤り数は、複数ユニークワード検出部１２がユニークワードを検出する際に計数される。
【００５６】
図１１は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図１２は、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す。
【００５７】
図１１において、同期確立部０７によってビット同期が確立された後（＃５）、複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されると（＃３３においてＹＥＳ）、受信レベル比較部１４はユニークワードを検出したアンテナの受信レベルを検出する。また、ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワードの誤り数を検出し、アンテナを切り替える（＃４１）。なお、ここで検出される誤り数は、＃３３においてユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されているので、段落「００３９」に記載されている許容限界値以下となる。図１２においては、アンテナＡによってユニークワードＵＷ１が受信され、ユニークワードＵＷ１の誤り数及びアンテナＡの受信レベルが検出され、アンテナＢに切り替えられる。なお、複数ユニークワード検出部１２が、ユニークワードＵＷ１又はＵＷ２を検出できなかった場合は（＃３３においてＮＯ）、＃２に戻る。
【００５８】
ユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されると、ユニークワード誤り数比較部１５は切り替えられたアンテナにおけるユニークワードの誤り数を検出し、受信レベル比較部１４は切り替えられたアンテナの受信レベルを検出する。（＃４２）。図１２においては、アンテナＢによってユニークワードＵＷ２が受信され、ユニークワードＵＷ２の誤り数及びアンテナＢの受信レベルが検出される。そして、＃４２において検出した誤り数は、ユニークワード誤り数比較部１５によって所定の許容限界値と比較され、許容限界値以下であれば（＃４３においてＹＥＳ）、受信レベル比較部１４が受信レベルの比較を行う（＃３７）。この場合、＃４１及び＃４２において検出した誤り数は、共に許容限界値以下となる。
【００５９】
そして、受信レベルの比較の結果、図１２に示すように、アンテナ切り替え前、すなわちユニークワードＵＷ１の受信レベルがよければ（＃３７においてＹＥＳ）、ユニークワードＵＷ１を受信したアンテナに切り替えて（＃２３）、＃８に移行する。一方、アンテナ切り替え後、すなわちユニークワードＵＷ２の受信レベルがよければ（＃３７においてＮＯ）、ユニークワードＵＷ２を受信したアンテナＢに固定し（＃２２）、＃８に移行する。
【００６０】
なお、＃３３において、最初にユニークワードＵＷ２が検出される場合には、アンテナの切り替え後（＃４１）、ユニークワードＵＷ３の誤り数及び受信レベルが検出される（＃４２）。また、最初にユニークワードＵＷ３又はＵＷ４が検出される場合には、アンテナ切り替えは行わない（図１１には未記載）。
【００６１】
＃４１，＃４２において検出した誤り数を比較することにより、信号品質の高いアンテナを判断できる確率は、１００％にはならないものの、実用上それほど問題ないレベルのある程度の高さで期待できる。例えば、アンテナＡの受信レベルが十分に高く、アンテナＢの受信レベルが許容限度の近傍であっても、アンテナＡで受信したユニークワードのビット列の誤り数に対して、アンテナＢで受信した同ビット列の誤り数が少ない場合が、確率上存在する。しかしながら、その確率が問題にならない程度に低い場合は、誤り数が異なる場合には、誤り数の少ないアンテナを選択し、誤り数が同じ場合にだけ、受信レベルを比較してアンテナを選択することもできる。
【００６２】
本変形例においては、複数のアンテナによって受信した無線信号のレベルと、各アンテナによって受信した無線信号のビット列の誤り数の２つを比較し、最適なアンテナに固定してペイロードを受信する。これにより、例えば、一方のアンテナの受信レベルが十分に高く、他方のアンテナの受信レベルが許容限度の近傍であった場合であって、該他方のアンテナでユニークワードのビット列に誤りが発生しなかったときでも、受信レベルの比較により正しいアンテナ選択が可能となる。また、各アンテナによって受信した無線信号のビット列の誤り数が等しい場合であっても、受信レベルの比較により正しいアンテナ選択が可能となる。また、受信レベルの比較のみならず、ユニークワードのビット列の誤り数の検出結果も併用してアンテナ選択を行うので、通信相手以外の送信システムからの妨害波の影響を受けてアンテナ選択を誤ってしまうことを防止できる。
【００６３】
（変形例）
図１３は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムにおける信号品質比較部１３の一形態として、ユニークワード誤り数比較部１５を適用している。また、この変形例においては、第１カウンタ１７をさらに備える。第１カウンタ１７は、プリアンブルを挟んでその両端のユニークワードの受信間隔に相当する第１所定時間（１つのパケット内であるユニークワードを検出した後、次のユニークワードの先頭を受信するまでの時間）をカウントする。
【００６４】
図３、図８、図９等において、各プリアンブルを構成するビット列は同一であるため、そのビット数は同一となることから、各ユニークワードは、同一の時間間隔で、対応する送信システムから送信される。従って、あるユニークワードを検出した後、第１カウンタ１７によってプリアンブルの送信時間に相当する時間、すなわちユニークワードの受信間隔に相当する第１所定時間をカウントすることより、次のユニークワードの頭出しをすることができる。
【００６５】
図１４は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。複数ユニークワード検出部１２によってユニークワードＵＷ１又はＵＷ２が検出されると（＃３３においてＹＥＳ）、ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワードの誤り数を検出し、アンテナを切り替える（＃３８）。そして、第１カウンタ１７は、カウントを開始、継続して（＃４８、＃４９、＃５０においてＮＯ）、プリアンブルの送信時間に相当する第１所定時間をカウントすると（＃５０においてＹＥＳ）、次のユニークワードの受信を開始したものとみなす。これに伴い、複数ユニークワード検出部１２はユニークワードを検出し、ユニークワード誤り数比較部１５は、ユニークワードの誤り数を検出する（＃５１）。
【００６６】
そして、アンテナ切り替え後の誤り数が少なければ（＃４０においてＮＯ）、切り替え後のアンテナに固定し（＃２０）、＃８に移行する。また、アンテナ切り替え前の誤り数が少なければ（＃４０においてＹＥＳ）、アンテナを再び切り替えて（＃２１）、＃８に移行する。
【００６７】
本変形例においては、第１カウンタ１７が、一方のアンテナでユニークワードを検出したタイミングから、他方のアンテナで比較用のユニークワードを検出するタイミングまでをカウントする。そして、ユニークワード誤り数比較部１５は、そのタイミングから開始されるビット列を次のユニークワードのビット列とみなして、ユニークワードの誤り数を検出する。これにより、他方のアンテナの受信レベルが低いため又は、突発的に発生したノイズ等の影響を受けたことにより、次のプリアンブルでビット同期が確立できない、又はユニークワードがノイズと同等レベルであった場合であっても、他方のアンテナで受信した信号からユニークワードを検出し、その誤り数を検出できるようになる。
【００６８】
（変形例）
図１５は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムのさらに別の変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムにおける信号品質比較部１３の一形態として、ユニークワード誤り数比較部１５を適用している。また、この変形例においては、第２カウンタ１８をさらに備える。第２カウンタ１８は、アンテナを切り替えた後、第２所定時間をカウントする。ここで、第２カウンタ１８がカウントする第２所定時間は、少なくとも対応する送信システムがユニークワードを構成するビット列の送信に要する時間とされる。
【００６９】
図１６は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図１７は、本変形例の第２カウンタ１８を有しない構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す。また、図１８は、本変形例の第２カウンタ１８を有する構成において、対応する送信システムから送信される信号と、アンテナ切り替え受信システムによって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信される信号との関係を示す。
【００７０】
図１７に示すように、受信しているアンテナがユニークワードＵＷ１の残り数ビット（例えば１ビット）のタイミングＴ１で、受信状態の良好なアンテナＡからフェージングの影響を受けているアンテナＢに切り替わる場合を想定する。ここで、アンテナＡはタイミングＴ１以前で受信状態が良好であり、ユニークワードＵＷ１の誤り数が上述した許容限界値未満であったものとする。本来であれば、アンテナＢはフェージングの影響を受けているため、ユニークワードＵＷ１の残り数ビットが検出できないはずであるが、残り数ビットであればユニークワード設定部０８に記憶されているユニークワードと偶然に一致する可能性がある。このとき、ユニークワード検出部０９は、ユニークワードＵＷ１の「末尾」を受信したアンテナＢによって受信された信号からユニークワードＵＷ１が検出されたと判断する。その後Ｔ２でアンテナＡに切り替えられた後ユニークワードＵＷ２が検出されることになるが、仮にこの過程で上記数ビット以上の誤りが生ずると、アンテナ制御部１０は、ペイロードを受信するアンテナとして、アンテナＢを誤って選択してしまう。ところが、アンテナＢは上述の通りフェージングの影響を受けているため、ペイロードの受信にエラーが生ずる結果を招くことになる。
【００７１】
上記不具合の発生は、ユニークワード検出部０９が、あるユニークワードの「末尾」を受信したアンテナによって、そのユニークワードが受信されたと判断することにも起因している。しかしながら、ユニークワード検出部０９が、あるユニークワードの「先頭」を受信したアンテナによって、そのユニークワードが受信されたと判断する構成であっても、アンテナの切り替えタイミングによっては、同様の不具合が生ずる。
【００７２】
そこで、本変形例にあっては、アンテナを切り替え後、第２カウンタ１８が所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わない（ユニークワードの検出結果を無効とする）ことにより、上記不具合の発生を防止する。
【００７３】
すなわち、図１６中、＃１においてアンテナを切り替えると、第２カウンタをリセットした後（＃５２）、カウントを開始・継続しながら（＃５３）、＃２に移行し、無線信号を受信する。その後、ダウンコンバート、復調、同期確立の動作を経た後（＃３〜＃５）、第２カウンタのカウント値がユニークワードのビット数と一致すると（＃５３の２においてＹＥＳ）、＃１３に移行する。以後＃１３乃至＃３２の動作については図７と同様であるが、本変形例にあっては、＃１９、＃２８における信号品質の比較にあたって、信号品質の指標として＃１４、＃１８、＃２３、＃２７において検出したユニークワードの誤り数を適用している。そして、＃１２においてユニークワードＵＷ４が検出されると（＃１２においてＹＥＳ）、そのアンテナでペイロードを受信する（＃８）。ユニークワードＵＷ４が検出されない場合、所定周期が到来するまでは（＃５３の３においてＮＯ）、＃２〜＃５３の３のループを繰り返す。そして、所定周期が到来すると（＃１２においてＮＯ、＃５３の３においてＹＥＳ）、＃１に戻ってアンテナを切り替えて、＃１〜＃５３の３のループを繰り返す。こうして、ユニークワードＵＷ４が検出され、ペイロードが受信される（＃８）。なお、＃５３の３における所定周期とは、＃１における所定周期と同じであり、プリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期である。
【００７４】
本変形例は、図１８に示すように、タイミングＴ１で、受信状態の良好なアンテナＡからフェージングの影響を受けているアンテナＢに切り替わる場合であっても、第２カウンタ１８が第２所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わない。これにより、アンテナＢではユニークワードＵＷ１は検出されないため、図１７に示した不具合は発生しない。その後は、フェージングの影響を受けているアンテナＢによってユニークワードＵＷ２，ＵＷ３は検出されることはない。そして、ユニークワードＵＷ３の受信途中において、＃５３の３のアンテナ切り替えの所定周期が到来し、アンテナが切り替えられると、アンテナＡによってユニークワードＵＷ４が検出され、ペイロードを受信可能となる。
【００７５】
本変形例においては、アンテナを切り替え後、ユニークワードを構成するビット列の送信に要する時間に相当する第２所定時間が第２カウンタ１８によってカウントされるまでは、ユニークワードの検出を行わないように構成されている。これにより、一方のアンテナで残り数ビットを検出する直前のタイミングで他方のアンテナに切り替わる場合に遭遇しても、他方のアンテナの方が受信状態が良好であると誤判断し、アンテナ選択を誤ってしまう不具合を回避することが可能となる。
【００７６】
（変形例）
図１９は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、パケットエンド検出部１９をさらに備える。パケットエンド検出部１９は、パケットの終端を検出する。パケットの終端は、例えばペイロードの終端に添付されたパケットエンド信号を検出することにより知得できる。また、受信システムにとってパケット長（又はペイロードのデータ長）が既知である場合は、カウンタでパケット長に相当する時間をカウントしてパケットの終端を検出してもよい。
【００７７】
図２０は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。＃８においてペイロードの受信を開始すると、パケットエンドを検出するまではペイロードの受信を継続する（＃５４においてＮＯ）。パケットエンドを検出すると（＃５４においてＹＥＳ）、＃１に戻り、アンテナ制御部１０は、アンテナを所定周期で切り替える制御に自動的に復帰して、次のパケットを受信する。
【００７８】
本変形例においては、ペイロードの受信完了をパケットエンドの検出により検知した後、自動的にアンテナの周期的な切り替え動作に移行してユニークワードの検索に復帰する。このため、送信システムと受信システムが非同期であって、送信システムから次々と送信される新しいパケットを受信する場合にもアンテナ切り替え動作に復帰して適切に対応することができる。
【００７９】
（変形例）
図２１は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図６に示したシステムに対して、第３カウンタ２０をさらに備える。また、信号品質比較部１３としてユニークワード誤り数比較部１５が設けられる。第３カウンタ２０は、複数ユニークワード検出部１２が受信中のパケット内における最後の（ペイロード直前の）ユニークワードを検出した後、第３所定時間をカウントする。なお、本変形例における第３所定時間が請求項６における第１所定時間に、本変形例における第３カウンタ２０が請求項６における第１カウンタに相当する。
【００８０】
ペイロードに含まれるデータは任意であるため、ペイロードのビット列がユニークワードのビット列と一致することが希に生ずる。そこで、本変形例においては、ペイロードを受信中の第３所定時間はユニークワードの検出を行わない又は検出しても無効とするようにして、誤検出を防止する。
【００８１】
図２２は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。複数ユニークワード検出部１２が最後のユニークワードを検出すると（＃５５においてＹＥＳ）、第３カウンタ２０がカウントを開始する（＃５５の２）。そして、＃７，＃８を経て、第３カウンタ２０のカウント中は、いずれのユニークワードの検出も行わない（＃５５の２，＃７，＃８，＃５６においてＮＯのループ）。第３カウンタ２０が第３所定時間をカウントすると（＃５６においてＹＥＳ）、第３カウンタ２０のカウントを停止して、カウント値をリセットし＃１に戻る。
【００８２】
図２３及び図２４は、本変形例によって受信されるパケットと第３所定時間の関係を示す。図２３は定期通信、図２４は非定期通信を示す。第３所定時間は、例えば定期通信においてパケットの受信間隔が既知の場合、あるパケットのユニークワードが受信された後、次のパケットが受信される直前までの時間とする。また、図２４に示す非定期通信においてパケットの受信間隔が不明の場合は、あるパケットのユニークワードを受信した後、そのパケットにおけるペイロードを受信している時間を第３所定時間とすることができる。この場合において、ペイロードのデータ長が既知であるときはそのデータ長に相当する時間を第３所定時間とする。また、ペイロードのデータ長が不明であるときは、第３カウンタ２０が第３所定時間をカウントする替わりに、上述したパケットエンド検出部１９がパケットエンド信号を検出する構成であってもよい。なお、複数ユニークワード検出部１２は最後のユニークワードを検出する替わりにいずれか特定のユニークワードを検出し、そこからそのパケット内のペイロードの先頭までの時間を含めた第３所定時間をカウントする構成であってもよい。
【００８３】
本変形例においては、特定のユニークワードの検出後、第３所定時間は、ユニークワードの検出を行わないように構成されているので、ペイロード内のビット列を誤ってユニークワードとして検出することを回避することが可能となる。また、定期通信で通信間隔が既知の場合は、受信信号が無い期間もユニークワードの検出を行わないように構成されているので、対応する送信システムからの送信がないときに、ノイズをユニークワードとして誤検出してしまうことも防止できる。
【００８４】
（変形例）
図２５は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、受信レベル検出部２１をさらに備える。受信レベル検出部２１は、いずれかのアンテナを介して受信した無線信号のレベルを検出する。
【００８５】
本変形例においては、受信システムは、「低消費モード」と通常の「ダイバーシチ受信モード」の２つの動作モードを有する。「低消費モード」においては、アンテナ切替部０３、ＲＦ部０４、アンテナ制御部１０及び受信レベル検出部２１は通常の「ダイバーシチ受信モード」と同様に動作し、その他のブロックは消費電力の少ないスリープ状態で待機される。「低消費モード」において、受信レベル検出部２１が所定の第１閾値以上の信号レベルを検出すると、受信システムは、通常の「ダイバーシチ受信モード」に移行する。一方、通常の「ダイバーシチ受信モード」において、受信レベル検出部２１が所定期間に亘って所定閾値以上の信号レベルを検出しなかった場合は、「低消費モード」に移行する。その他、例えば１時間毎に１回の定期通信がなされる通信システムにおいて、その定期通信が終了した後は自動的に「低消費モード」に移行する構成であってもよい。
【００８６】
図２６は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。また、図２７は、受信したパケットと、動作モードの切り替え等の関係を示す。図２６において、受信システムが「低消費モード」で動作中であっても（＃５８）、アンテナ制御部１０からアンテナ切替部０３にアンテナの切り替えのための制御信号が出力され、アンテナが所定の周期で切り替えられる（＃１）。「低消費モード」において待機中にアンテナを固定すると、もしフェージング等の影響を受けた場合、そのアンテナでの受信レベルが低く抑えられてしまうことがあり、「ダイバーシチ受信モード」に移行できない可能性がある。そこで、本変形例では、「低消費モード」において待機中にフェージングが発生してもその影響を受けないように、低消費モードで動作中であってもアンテナを所定周期で切り替える（図２７参照）。
【００８７】
「低消費モード」で動作中に、受信レベル検出部２１が図２７に示す所定の第１閾値以上の信号レベルを検出すると（＃５９においてＹＥＳ）、受信システムは、通常の「ダイバーシチ受信モード」に移行し、＃３以降の動作を実行する。
【００８８】
本変形例においては、受信レベルが第１閾値以上になるまでは、受信システムは「低消費モード」で待機するので、システムの消費電流を低減することが可能となる。また、「低消費モード」においても、アンテナが所定の周期で切り替えられるので、フェージングの影響を受けることなく、第１閾値以上の受信レベルの無線信号を検知することができ、確実に「ダイバーシチ受信モード」に移行できる。
【００８９】
（変形例）
図２８は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、選択アンテナ記憶部２２と通知部２３をさらに備える。選択アンテナ記憶部２２は、ペイロードを受信する際にアンテナ制御部１０によって選択されたアンテナを記憶する。通知部２３は、ユーザ（受信システムの管理者を含む）にアンテナに関する情報を、音声又は光等を用いて通知する。
【００９０】
図２９は、本変形例によって受信されるパケットと、そのパケットを受信する際に選択されていたアンテナの関係を示す。図２９に示すように、パケットのペイロードの受信にあたってアンテナ制御部１０によって選択されたアンテナ（図２９においては、アンテナＡ）に関する情報は、選択アンテナ記憶部２２に記憶される。通知部２３は、選択アンテナ記憶部２２を参照し、所定回数以上連続していずれか一方のアンテナが選択された場合、ユーザにその旨を通知する。図２９に示す場合は、連続してアンテナＡが選択されている旨の通知がなされる。また、選択されているアンテナを特定せず、単に一方のアンテナのみが連続して選択されている旨の通知を行うようにしてもよい。
【００９１】
本変形例においては、所定回数以上連続していずれか一方のアンテナを用いてペイロードを受信している場合は、その旨をユーザに通知する。このため、ダイバーシチの効果が無い、若しくは一方のアンテナ等が故障していることをユーザが知ることができ、ダイバーシチの効果の高い場所に機器を移動させたり、アンテナ等を修理したりすることが可能となる。
【００９２】
（変形例）
図３０は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、受信レベル通知部２４とダイバーシチオン／オフ切替部（切替機能設定部）２４の２をさらに備える。受信レベル通知部２４は、受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに音声又は光等を用いて通知する。この通知は、必要に応じて行うものとしてもよく、ユーザからの要求に応じて行うものとしてもよい。ダイバーシチオン／オフ切替部２４の２は、ユーザがアンテナ切り替え機能のオン（有効）／オフ（無効）を手動で設定するために設けられる。ユーザは、受信レベル通知部２４から出力される通知を確認し、必要に応じてダイバーシチオン／オフ切替部２４の２を操作することにより、ダイバーシチすなわちアンテナ切り替え機能の有効／無効を手動で設定できる。
【００９３】
図３１は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。まず、受信レベル通知部２４は、受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに音声又は光等を用いて通知する（＃６０）。この通知により受信レベルを知得したユーザによってダイバーシチオン／オフ切替部２４の２が操作され、ダイバーシチ機能がオフされると（＃６０の２においてＮＯ）、アンテナを固定した状態で無線信号が受信される（＃６１）。一方、ユーザによってダイバーシチ機能がオンされると（＃６０の２においてＹＥＳ）、アンテナを一定の周期で切り替えながら無線信号が受信される（＃１以降）。
【００９４】
図３２は、アンテナ切り替え機能を有効にしたときと無効にしたときの対応する送信システムから送信されるパケットの構成を示す。アンテナ切り替え機能を有効にしたときは、アンテナの個数の２倍のユニークワードＵＷ及びそれに対となるプリアンブルが添付されて送信される。一方、アンテナ切り替え機能を無効にしたときは、単一のプリアンブル及びユニークワードＵＷが添付されていれば足りることになる。その結果、パケット長が短くなり、伝送効率が向上する。なお、本変形例においては、受信システムに送信機能を、対応する送信システムに受信機能をそれぞれ追加することにより、送信システムにアンテナ切り替え機能の有効／無効を通知し認識させることができる。
【００９５】
本変形例においては、受信レベル通知部２４を備えているので、ユーザが受信システムの外部から受信レベルを監視でき、アンテナ切り替え機能の有効／無効を手動で設定できる。このため、例えば受信レベルが十分高い通信環境では、アンテナ切り替え機能を無効に設定し、消費電力を低減できる。このとき、アンテナ切り替え機能を無効にした旨を対応する送信システムに通知して認識させることにより、図３２に示すように、送信システムは１つのパケットにつき単一のプリアンブルとユニークワードＵＷを添付して送信すればよくなる。従って、単位時間当たりに送信できるバケット数が増加し、伝送効率を向上させることが可能となる。また、これによって、受信システムによる受信時間も短縮されるので、受信システムのさらなる低消費電力化にも貢献できる。なお、アンテナ切り替え機能を無効にした旨の通知は、例えば後述する無線器１００と無線器２００に相当する構成によって実現される。また、受信レベルが十分高い通信環境でも障害物の配置等、周辺環境の変化が大きくなり、通信に不具合が発生することが懸念される場合には、通信の信頼性を重視してアンテナ切り替え機能を有効に設定しておくなど、目的に応じて選択することが可能となる。
【００９６】
（変形例）
図３３は、上記実施形態によるアンテナ切り替え受信システムの変形例の構成を示す。この変形例のシステムは、図１に示したシステムに対して、受信レベル検出部２１とダイバーシチオン／オフ制御部（切り替え機能制御部）２５をさらに備える。受信レベル検出部２１は、図２５に示したものと同様に、いずれかのアンテナを介して受信した無線信号のレベルを検出する。ダイバーシチオン／オフ制御部２５は、受信レベル検出部２１によって検知された受信レベルに基づいて、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にする。すなわち、アンテナを切り替えることなく無線信号を受信するのに十分な、所定の第２閾値以上の信号レベルが受信レベル検出部２１によって検出されたとき、ダイバーシチオン／オフ制御部２５は、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にする。
【００９７】
図３４は、本変形例によるアンテナ切り替え受信システムの動作を示す。アンテナＡ，Ｂを所定の周期で切り替えながら（＃１）、送信システムから送信される無線信号を受信し（＃２）、受信レベル検出部２１は、受信した無線信号のレベルを検出する。第２閾値以上の信号レベルが検出されたとき（＃６２においてＹＥＳ）、次のパケットを受信するまでにアンテナ切り替え機能を無効にする旨を送信システムに通知し（＃６３）、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にして（＃６４）、次のパケットをアンテナを固定した状態で受信する（＃６５）。通知を受けた送信システムは、図３２に示すように、１つのパケットにつき単一のプリアンブルとユニークワードＵＷを添付して送信して、伝送効率を高める。一方、第２閾値以上の信号レベルが検出されなかったとき、アンテナ切り替え機能を有効に維持しつつ、＃３以降に移行する。
【００９８】
本変形例においては、アンテナを切り替えることなく無線信号を受信するのに十分な、第２閾値以上の信号レベルが受信レベル検出部２１によって検出されたとき、ダイバーシチオン／オフ制御部２５が、アンテナ切り替え機能を自動的に無効にする。これにより、良好な通信環境が得られる場合には、ユーザが意識することなく、自動的に低消費電力化を図ることが可能となる。また、対応する送信システムは、１つのパケットにつき単一のプリアンブルとユニークワードＵＷを添付して送信すればよくなる。従って、伝送効率を向上させることが可能となる。
【００９９】
（変形例）
図３０又は図３３に示したアンテナ切り替え受信システムの変形例でアンテナ切り替え機能が無効である状態において、第４所定時間連続してユニークワードを検出できない場合、切り替え機能制御部はアンテナ切り替え機能を有効にするように構成してもよい。この場合、障害物乃至送信システム又は受信システムのレイアウト変更等によって通信環境に変化が生ずる場合にあっても、自動的にアンテナ切り替え機能が有効な状態に復帰するので、対応可能となる。なお、本変形例における第４所定時間が請求項１３における第２所定時間に相当する。
【０１００】
さらには、ペイロードの受信に成功したとき、対応する送信システムに対してその旨のＡＣＫを送信するように変形することができる。この場合にあっては、送信システムは、所定時間に亘って連続して上記ＡＣＫを受信できない場合、受信システムがペイロードの受信に失敗していることを知得できる。
【０１０１】
このとき図３５に示すように、送信システムが単一のプリアンブル及びユニークワードＵＷとすることによりデータ長を短縮している場合は、アンテナ数の２倍のプリアンブル及びユニークワードＵＷを送信するように切り替える。これにより、受信システムは、アンテナ切り替え機能を自動で有効に機能させることが可能となり、マルチパスフェージングに起因して受信レベルが劣化することによる受信エラーの発生を、回避可能な状態に再び復帰できるようになる。なお、ＡＣＫの送信は、例えば後述する無線器１００と無線器２００に相当する構成によって実現される。
【０１０２】
（変形例）
また、図３０又は図３３に示したアンテナ切り替え受信システムの変形例においては、アンテナ切り替え機能を無効としている場合であっても、定期的に該アンテナ切り替え機能を有効に切り替えるように変形されていてもよい。
【０１０３】
この場合、図３６に示すように、受信システムは、所定期間毎に定期的にアンテナ切り替え機能を有効にして受信を行い、それ以外は、その直近のアンテナ切り替え動作で選択されたアンテナに固定して受信する。同図では、パケット１においていずれかのアンテナに固定した後、パケットＰの受信を完了するまでの間アンテナ切り替え機能を無効にしてアンテナを固定し、次のパケットＰ＋１のプリアンブルを受信する前にアンテナ切り替え機能を有効にする。この動作を繰り返すことにより、アンテナ切り替え機能を常時使用する場合に比べて消費電力を低減することが可能となり、かつ定期的なダイバーシチ通信によりアンテナを定期的に選択するため、レイアウト変更などの環境変化にも追従することが可能となる。
【０１０４】
（通信システムの構築例）
図３７は、本発明のアンテナ切り替え受信システムを適用して構築された無線通信システムの概略を示す。図３８は、無線通信システムにおいて、アンテナ切り替え受信システムが実装される無線器によって切り替えられるアンテナ及び各アンテナによって受信及び送信される信号との関係を示す。
【０１０５】
無線通信システムは、無線器１００と無線器（無線通信器）２００等によって構成される。無線器１００は、例えば、モニタ装置に内蔵される。無線器２００は、例えば、配電盤等に内蔵される。無線器２００には、本発明のアンテナ切り替え受信システムが２つのアンテナＡ，Ｂと共に実装される。対応する送信システムは、１つのアンテナと共に無線器１００に実装される。無線器１００と無線器２００とは、双方向で通信を行うため、それぞれ送信システム及び受信システムが実装される。
【０１０６】
両者間の通信は、無線器１００から無線器２００に無線信号を送信することにより開始され、無線器２００から無線器１００に無線信号が返信されるものとする。このとき、無線器２００は、２つのアンテナＡ，Ｂを用いた切り替えダイバーシチ機能により、通信環境に適したアンテナを選択し、無線信号のペイロードを受信する。さらに、無線器２００から無線器１００に無線信号を送信する際には、その直前の（最後の）ペイロードの受信時に選択されていたアンテナを用いる。例えば、図３８においては、ペイロードの受信時に選択されていたアンテナＡを用いて、無線器２００から無線器１００に無線信号が送信される。この無線信号を受信する無線器１００にはダイバーシチ機能が備えられていないが、無線器２００に備えられたダイバーシチ機能を有効に活用することにより、無線器１００と無線器２００との間の通信環境に合致した品質の高い無線信号を受信することができる。
【０１０７】
なお、無線器２００から送信する際に用いるアンテナの選択にあたっては、過去の特定又は不特定の期間において、統計的に、より多くのパケットのペイロードを受信したアンテナを選択するようにしてもよい。
【０１０８】
本通信システムの構築例によれば、無線器２００に備えられているダイバーシチ機能を生かして受信した後の返信には、受信の際に選択したアンテナを使用する。これにより、無線器１００からの送信で通信が開始される場合、もう一方の無線器２００にのみアンテナを複数設けてダイバーシチ機能を持たせるだけで、両者間における双方向通信の際に、送受信共にダイバーシチの効果を得ることが可能となる。
【０１０９】
また、単に無線器２００に備えられているダイバーシチ機能を生かして送信する場合は、アンテナの数に相当する回数分だけ送信する必要がある。ところが、本通信システムの構築例によれば、既に送信に使用するアンテナは決定しているので、そのアンテナを用いて１回だけ送信すればよい。従って、送信時間の短縮と無線器２００の消費電力の低減を図ることができる。
【０１１０】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られない。少なくとも所定周期でアンテナを切り替えながら受信した無線信号からユニークワードを検索し、該ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信するように構成されていればよい。また、本発明は種々の変形が可能である。例えば、アンテナ切り替え受信システムは、配電盤に限られることなく、無線通信機能を有する照明制御スイッチ等の各種電化製品にも幅広く適用可能である。また、各変形例の構成を適宜組み合わせて、アンテナ切り替え受信システムを構築してもよい。例えば、図１３に示した変形例において、図１０に示す受信レベル比較部１４をさらに備え、無線信号のレベルと、ビット列の誤り数の２つを比較し、最適なアンテナに固定してペイロードを受信するように構成してもよい。また、ユニークワード誤り数比較部１５の替わりに受信レベル比較部１４を備え、無線信号のレベルを比較して、最適なアンテナに固定してペイロードを受信する簡素な構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
０８ ユニークワード設定部
０９ ユニークワード検出部
１０ アンテナ制御部
１１ 閾値設定部
１２ 複数ユニークワード検出部
１３ 信号品質比較部
１４ 受信レベル比較部
１５ ユニークワード誤り数比較部
１９ パケットエンド検出部
２０ 第１カウンタ
２１ 受信レベル検出部
２２ 選択アンテナ記憶部
２３ 通知部
２４ 受信レベル通知部
２４の２ ダイバーシチオン／オフ切替部（アンテナ切り替え機能設定部）
２５ ダイバーシチオン／オフ制御部（アンテナ切り替え機能制御部）
２００ 無線器（無線通信器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを切り替えて無線信号を受信するアンテナ切り替え受信システムにおいて、所定周期でアンテナを切り替えながら受信した無線信号からユニークワードを検索し、該ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信することを特徴とするアンテナ切り替え受信システム。
【請求項２】
アンテナの切り替えを制御するアンテナ制御部と、
既知のユニークワードのビット列を予め設定し記憶するユニークワード設定部と、
アンテナを切り替えながら受信した無線信号のビット列を検索して、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードと同一のビット列を検出するユニークワード検出部とを備え、
前記アンテナ制御部は、前記ユニークワード検出部による前記ユニークワードの検出結果に応じて、ペイロードを受信するアンテナを選択することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項３】
前記ユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列との一致度に関する閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、
前記ユニークワード検出部は、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列とを比較して、前記閾値設定部によって設定された閾値以上のビット数が一致したとき、前記ユニークワードを検出したと判断することを特徴とする請求項２に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項４】
対応する送信システムからは、相異なるビット列から成る複数のユニークワードが特定の順序でペイロードの前に送信され、
前記送信システムから送信される複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが、前記ユニークワード設定部によって予め設定され記憶されており、
前記ユニークワード検出部は、前記複数のユニークワードを個別に検出する複数ユニークワード検出部であり、
前記複数ユニークワード検出部が、複数のユニークワードのうち最後のユニークワードを検出したとき、前記アンテナ制御部は、該最後のユニークワードを受信したアンテナに固定して、その後のペイロードを受信することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項５】
パケットの終端を検出するパケットエンド検出部をさらに備え、
前記パケットエンド検出部がパケットの終端を検出すると、前記アンテナ制御部は、アンテナを所定周期で切り替える制御に自動的に復帰して、次のパケットを受信することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項６】
特定のユニークワードを検出した後、第１所定時間をカウントする第１カウンタをさらに備え、
前記第１カウンタが第１所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項７】
受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部をさらに備え、
前記受信レベル検出部が所定の第１閾値以上の信号レベルを検出した後、前記ユニークワード検出部が、ユニークワードの検索を開始することを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項８】
ペイロードを受信する際に前記アンテナ制御部によって選択されたアンテナの情報を記憶する選択アンテナ記憶部と、前記選択アンテナ記憶部に記憶されている情報から、いずれかのアンテナが所定回数連続して前記アンテナ制御部によって選択されている場合、ユーザにその旨を通知する通知部とをさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項９】
搭載されるアンテナ数の２倍の数のプリアンブル及びユニークワードが送信され、各アンテナはプリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期で切り替えられることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１０】
受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに通知する受信レベル通知部と、ユーザがアンテナ切り替え機能の有効／無効を設定するための切り替え機能設定部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１１】
受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部と、
前記受信レベル検出部が所定の第２閾値以上の信号レベルを検出したとき、アンテナ切り替え機能を無効にする切り替え機能制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１２】
前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部がアンテナ切り替え機能を無効にしたとき、対応する送信システムに対してその旨を通知することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１３】
アンテナ切り替え機能が無効である状態において、第２所定時間連続してユニークワードを検出できない場合、前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部はアンテナ切り替え機能を有効にすることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１４】
ペイロードの受信に成功したとき、対応する送信システムに対してその旨のＡＣＫを送信することを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１５】
アンテナ切り替え機能が無効である状態においても、定期的にアンテナ切り替え機能を有効にすることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１６】
請求項２乃至請求項１５のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システムと、
無線信号を送信する送信部をさらに備え、
ペイロードを受信した後、前記送信部が無線信号を送信するとき、前記アンテナ制御部はペイロードの受信の際に選択されたアンテナを用いることを特徴とする無線通信器。
【請求項１】
複数のアンテナを切り替えて無線信号を受信するアンテナ切り替え受信システムにおいて、所定周期でアンテナを切り替えながら受信した無線信号からユニークワードを検索し、該ユニークワードを検出するとそれを受信したアンテナに固定してその後のペイロードを受信することを特徴とするアンテナ切り替え受信システム。
【請求項２】
アンテナの切り替えを制御するアンテナ制御部と、
既知のユニークワードのビット列を予め設定し記憶するユニークワード設定部と、
アンテナを切り替えながら受信した無線信号のビット列を検索して、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードと同一のビット列を検出するユニークワード検出部とを備え、
前記アンテナ制御部は、前記ユニークワード検出部による前記ユニークワードの検出結果に応じて、ペイロードを受信するアンテナを選択することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項３】
前記ユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列との一致度に関する閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、
前記ユニークワード検出部は、前記ユニークワード設定部によって記憶されているユニークワードのビット列とアンテナを切り替えながら受信した前記無線信号のビット列とを比較して、前記閾値設定部によって設定された閾値以上のビット数が一致したとき、前記ユニークワードを検出したと判断することを特徴とする請求項２に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項４】
対応する送信システムからは、相異なるビット列から成る複数のユニークワードが特定の順序でペイロードの前に送信され、
前記送信システムから送信される複数のユニークワードと同一の複数のユニークワードが、前記ユニークワード設定部によって予め設定され記憶されており、
前記ユニークワード検出部は、前記複数のユニークワードを個別に検出する複数ユニークワード検出部であり、
前記複数ユニークワード検出部が、複数のユニークワードのうち最後のユニークワードを検出したとき、前記アンテナ制御部は、該最後のユニークワードを受信したアンテナに固定して、その後のペイロードを受信することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項５】
パケットの終端を検出するパケットエンド検出部をさらに備え、
前記パケットエンド検出部がパケットの終端を検出すると、前記アンテナ制御部は、アンテナを所定周期で切り替える制御に自動的に復帰して、次のパケットを受信することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項６】
特定のユニークワードを検出した後、第１所定時間をカウントする第１カウンタをさらに備え、
前記第１カウンタが第１所定時間をカウントするまでは、ユニークワードの検出を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項７】
受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部をさらに備え、
前記受信レベル検出部が所定の第１閾値以上の信号レベルを検出した後、前記ユニークワード検出部が、ユニークワードの検索を開始することを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項８】
ペイロードを受信する際に前記アンテナ制御部によって選択されたアンテナの情報を記憶する選択アンテナ記憶部と、前記選択アンテナ記憶部に記憶されている情報から、いずれかのアンテナが所定回数連続して前記アンテナ制御部によって選択されている場合、ユーザにその旨を通知する通知部とをさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項９】
搭載されるアンテナ数の２倍の数のプリアンブル及びユニークワードが送信され、各アンテナはプリアンブル及びユニークワードの送信周期の２倍の周期で切り替えられることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１０】
受信した無線信号のレベルを検出し、ユーザに通知する受信レベル通知部と、ユーザがアンテナ切り替え機能の有効／無効を設定するための切り替え機能設定部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１１】
受信した無線信号のレベルを検出する受信レベル検出部と、
前記受信レベル検出部が所定の第２閾値以上の信号レベルを検出したとき、アンテナ切り替え機能を無効にする切り替え機能制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１２】
前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部がアンテナ切り替え機能を無効にしたとき、対応する送信システムに対してその旨を通知することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１３】
アンテナ切り替え機能が無効である状態において、第２所定時間連続してユニークワードを検出できない場合、前記切り替え機能設定部又は切り替え機能制御部はアンテナ切り替え機能を有効にすることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１４】
ペイロードの受信に成功したとき、対応する送信システムに対してその旨のＡＣＫを送信することを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１５】
アンテナ切り替え機能が無効である状態においても、定期的にアンテナ切り替え機能を有効にすることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システム。
【請求項１６】
請求項２乃至請求項１５のいずれか一項に記載のアンテナ切り替え受信システムと、
無線信号を送信する送信部をさらに備え、
ペイロードを受信した後、前記送信部が無線信号を送信するとき、前記アンテナ制御部はペイロードの受信の際に選択されたアンテナを用いることを特徴とする無線通信器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１２−２３５４３７（Ｐ２０１２−２３５４３７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０８６６（Ｐ２０１１−１５０８６６）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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