無線受信装置
【課題】従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信装置を提供する。
【解決手段】ベースバンド信号に変換されたＯＦＤＭ信号からシンボル区間を検出するシンボル区間検出部１６と、シンボル区間検出部１６で検出されたシンボル区間におけるシンボルパワーを検出するシンボルパワー検出部１７と、ベースバンド信号からガード区間を検出するガード区間検出部１８と、ガード区間検出部１８で検出されたガード区間におけるガード区間パワーを検出するガード区間パワー検出部１９と、シンボルパワー検出部１７で検出されたシンボルパワーに対するガード区間パワー検出部１９で検出されたガード区間パワーの比であるパワー比を計算するパワー比計算部２０と、を備える。
【解決手段】ベースバンド信号に変換されたＯＦＤＭ信号からシンボル区間を検出するシンボル区間検出部１６と、シンボル区間検出部１６で検出されたシンボル区間におけるシンボルパワーを検出するシンボルパワー検出部１７と、ベースバンド信号からガード区間を検出するガード区間検出部１８と、ガード区間検出部１８で検出されたガード区間におけるガード区間パワーを検出するガード区間パワー検出部１９と、シンボルパワー検出部１７で検出されたシンボルパワーに対するガード区間パワー検出部１９で検出されたガード区間パワーの比であるパワー比を計算するパワー比計算部２０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波の受信状況を検知してユーザに通知する機能、特に、マルチパスフェージングの影響により電波受信状態が劣化する状況を検知して、ユーザに通知する機能を備えた無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年オフィスや家庭などで用いられる無線通信技術分野においては、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electronic and Electronics Engineers）８０２．１１系の規格に基づいた無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信や、ワイヤレスＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に基づいた無線ＰＡＮ（Personal Area Network）通信などが実用化され、様々な製品が市場に出されている。
【０００３】
このような無線通信においてはマルチパスフェージングを抑制して電波を伝送することが重要である。マルチパスフェージングとは、無線送信装置から放射された電波が障害物によって反射・回折・散乱を受けて、様々な経路を通って無線受信装置に到達することにより、受信装置のアンテナで合成される電波が干渉を起こす現象である。
【０００４】
従来一般に、無線通信装置において通信を行う場合、無線通信装置は受信信号強度を測定してユーザに示し、ユーザはその表示を見て所定強度以上であることを確認して通信を行うか、所定強度以上になるように受信場所を変更して通信を行っていた。
【０００５】
すなわち、従来の無線通信装置は、受信信号強度のみを判断基準として電波受信状態を示し、受信信号強度が十分ならば電波受信状態は良好であると判断する。しかしながら、実際にはマルチパスフェージングの影響により、受信信号強度が十分あるにもかかわらず、電波受信状態が良好でないことがある。
【０００６】
そこで、マルチパスフェージングの影響を検知してユーザに示す従来技術として、受信したパケットの受信信号強度とパケットエラー率に基づいてマルチパスフェージングなどによる電波妨害の程度を判定する無線通信装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、複数のパイロット信号の振幅と位相を検出して、本来の情報と大きく異なる場合はマルチパスフェージングが生じていると判別し報知を行う無線通信装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２７９３２号公報（［００２３］、［００２４］）
【特許文献２】特開２００３−１０１４６８号公報（［００２９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の無線通信装置は、電波妨害の程度を判定するために受信したパケットのパケットエラーを使用しているが、パケットエラーを検出するために多数のパケットの受信を必要とする。そのため、パケット受信頻度が少ない場合に、パケットエラーを精度よく検出するためには長時間を要するという課題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された従来の無線通信装置では、パイロット信号の振幅や位相を検出するためのパイロット信号位相振幅検出部が余分に必要となり、検出方法が簡単ではないため、ハード量が無視できない規模で増加するという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信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】
【００１１】
本発明の無線受信装置は、シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、前記シンボル区間および前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第３のパワー検出部と、前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、前記パワー比計算部によって計算された比および前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の無線受信装置は、シンボル区間におけるＯＦＤＭ信号のパワー、ガード区間におけるＯＦＤＭ信号のパワー、シンボル区間およびガード区間におけるＯＦＤＭ信号のパワーに基づいてマルチパスフェージングの発生を判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【００１３】
また、前記マルチパスフェージング判定部は、前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーが予め定められた第１の閾値を超え、前記パワー比計算部によって計算された比が予め定められた第２の閾値を超えた場合にマルチパスフェージングが発生していると判定するようにしてもよい。
【００１４】
この構成により、本発明の無線受信装置は、受信信号のパワーが十分に大きい場合でも、マルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【００１５】
また、本発明の無線受信装置は、前記マルチパスフェージング判定部によって判定された判定結果を表示する表示部を備えていてもよい。
【００１６】
この構成により、本発明の無線受信装置は、マルチパスフェージングの発生をユーザに視覚的に通知することができる。
【００１７】
また、本発明の無線受信装置は、前記判定結果を外部端末装置に出力するためのインターフェース部を備えていてもよい。
【００１８】
この構成により、本発明の無線受信装置は、外部端末装置を介してマルチパスフェージングの発生をユーザに通知することができる。
【００１９】
また、前記表示部は、前記判定結果とともに前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーおよび前記パワー比計算部によって計算された比を表示するようにしてもよい。
【００２０】
この構成により、本発明の無線受信装置は、マルチパスフェージングの発生をユーザに通知するとともに受信信号のパワーやパワー比計算部で計算された比を通知することで、より詳細な電波受信状態に関わる情報をユーザが認知できる。
【００２１】
本発明の無線受信装置は、シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、前記パワー比計算部によって計算された比および前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えた構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の無線受信装置は、シンボル区間におけるＯＦＤＭ信号のパワー、ガード区間におけるＯＦＤＭ信号のパワーに基づいてマルチパスフェージングの発生を判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る無線受信装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。図１に示す本発明の第１の実施形態の無線受信装置１は、周波数ｆ1のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を受信するアンテナ１０と、アンテナ１０によって受信されたＯＦＤＭ信号を増幅する低雑音増幅器１１と、低雑音増幅器１１によって増幅されたＯＦＤＭ信号と不図示の局部発振器から出力される周波数ｆ2の局部発振信号とを周波数混合することによりＯＦＤＭ信号を周波数ｆ2±ｆ1の信号に変換する周波数変換器１２と、周波数ｆ2±ｆ1の信号をフィルタリングして周波数ｆ2−ｆ1のベースバンド信号を透過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３と、ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号をデジタル化するＡＤ変換器１４と、ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する第３のパワー検出部としての受信信号強度検出部１５と、を備えている。
【００２６】
また、無線受信装置１は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号からシンボル区間を検出するシンボル区間検出部１６と、シンボル区間検出部１６によって検出されたシンボル区間におけるデジタル化されたベースバンド信号のパワー（以下、シンボルパワーと記す）を検出する第１のパワー検出部としてのシンボルパワー検出部１７と、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号からガード区間を検出するガード区間検出部１８と、ガード区間検出部１８によって検出されたガード区間におけるデジタル化されたベースバンド信号のパワー（以下、ガード区間パワーと記す）を検出する第２のパワー検出部としてのガード区間パワー検出部１９と、シンボルパワー検出部１７によって検出されたシンボルパワーに対するガード区間パワー検出部１９によって検出されたガード区間パワーの比（以下、パワー比と記す）を計算するパワー比計算部２０と、をさらに備えている。
【００２７】
さらに、無線受信装置１は、パワー比と受信信号強度に基づいてマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部２１と、マルチパスフェージング判定部２１を制御する制御部２２と、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する表示部２３と、を備えている。
【００２８】
ここで、図２に受信信号の構成を模式的に示す。従来から用いられているＯＦＤＭ伝送方式は、複数の直交するサブキャリアを用いることにより長いシンボル長を実現するとともに、シンボル間にガード区間を設けることにより、異なるシンボル間の干渉を軽減することが可能な伝送方式である。
【００２９】
なお、ガード区間には、シンボル信号の一部を繰り返し伝送する方式や、ワイヤレスＵＳＢ通信の伝送方式のようにヌル信号（ヌル・プリフィックス）を挿入する方式などが用いられるが、本発明では、ガード区間にヌル信号を挿入する方式を採用する。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、ＯＦＤＭ信号には１シンボル毎にガード区間としてヌル信号が挿入されている。ガード区間の時間幅は、伝送路の状況、すなわち復調に影響を及ぼす遅延波の最大遅延時間によって決定される。遅延波の最大遅延時間よりもガード区間を大きくすることで、シンボル間干渉を防ぐことができる。例えばワイヤレスＵＳＢ方式の場合のシンボル区間は２４２．４２ｎｓであり、ガード区間は７０．０８ｎｓと決められている。
【００３１】
受信信号強度検出部１５は、受信信号のパワーをリアルタイムに表した信号である受信信号強度を検出して一時的に記憶し、例えば予め定められた区間（例えば、シンボル区間およびガード区間）における複数の時点の受信信号強度の平均値をその区間の受信信号強度として出力する。
【００３２】
シンボル区間検出部１６は、デジタル化されたベースバンド信号のパワーの変化でシンボル区間の開始時点を検出し、タイマなどを使用して一定時間（例えばワイヤレスＵＳＢでは２４２．４２ｎｓ）を検出することでシンボル区間を検出する。
【００３３】
シンボルパワー検出部１７は、デジタル化されたベースバンド信号のデジタルデータの二乗値をシンボル区間積和することでシンボルパワーの検出を行う。
【００３４】
ガード区間検出部１８は、シンボル区間の終了時点をガード区間の開始時点とし、タイマなどを使用して一定時間（例えばワイヤレスＵＳＢでは７０．０８ｎｓ）を検出することでガード区間を検出する。
【００３５】
ガード区間パワー検出部１９は、例えばデジタル化されたベースバンド信号のデジタルデータの二乗値をガード区間積和することでガード区間パワーの検出を行う。
【００３６】
表示部２３は、例えばＬＥＤの点灯により、マルチパスフェージング判定部２１においてマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する。
【００３７】
図３に受信信号の時間波形を模式的に示す。波形３−１）は、マルチパスフェージングが無い状態であり、ガード区間には信号が無い。波形３−２）は、マルチパスフェージングがある状態であり、ガード区間にシンボル信号の遅延波が現れている。波形３−３）も同様にマルチパスフェージングがあり、ガード区間にシンボル信号の遅延波が現れている。
【００３８】
波形３−２）の波形については、遅延波のレベルは波形３−３）より小さいが遅延時間が長いことがわかる。逆に波形３−３）については、遅延波のレベルは波形３−２）より大きいが遅延時間が短いことがわかる。そのため、パワー比計算部２０は、ガード区間パワーとシンボルパワーとの比（ガード区間パワー／シンボルパワー）であるパワー比を計算することにより、受信信号のマルチパスフェージングの発生を検出できる。
【００３９】
ただし、パワー比のみの検出では、マルチパスフェージングによってパワー比が大きくなっているのか、または、単に受信信号のレベルが小さいため（例えば、無線送信装置が無線受信装置から遠いなどの理由で）低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によってパワー比が大きくなっているのかを判別することができない。そのため、マルチパスフェージング判定部２１は、マルチパスフェージングによる影響を検出するために、パワー比に加えて受信信号強度検出部１５から出力された受信信号強度を使用する。
【００４０】
マルチパスフェージング判定部２１は、［表１］に示すようなテーブルを用いて、受信信号強度とパワー比を使用してマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。［表１］に示したテーブルにおいては、受信信号強度用の第１の閾値ａとパワー比用の第２の閾値ｂが予め設定され、状況が４種類に場合わけされている。
【表１】
【００４１】
状況１は、受信信号強度が大きくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が近いにもかかわらずガード区間パワーが大きい。すなわち、状況１ではマルチパスフェージングの発生によって電波受信状態が良好でないため、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングあり」と判定する。
【００４２】
状況２は、受信信号強度が大きくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が近くガード区間パワーが小さい。すなわち、状況２ではマルチパスフェージングが発生しておらず電波受信状態が良好であるため、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００４３】
状況３は、受信信号強度が小さくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さく、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によりガード区間パワーが大きい場合である。すなわち、状況３ではマルチパスフェージングの発生にかかわらず、電波受信状態が良好でない。このとき、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００４４】
状況４は、受信信号強度が小さくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さいが、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によるガード区間パワーも小さい場合である。すなわち、状況４ではマルチパスフェージングが発生していないが、受信信号のレベルが小さいために電波受信状態は、状況３よりも良好であるが状況２よりは良好ではない。このため、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００４５】
なお、閾値ａやｂは、実験で得られた値や電波の空間減衰の理論値などにより求められる値であり、制御部２２によって変更可能である。
【００４６】
次に、本実施形態の無線受信装置１の動作について説明する。
【００４７】
アンテナ１０によって受信された信号は、低雑音増幅器１１によって増幅され、周波数変換器１２によって不図示の局部発振器から出力される周波数ｆ2の局部発振信号と周波数混合されて、周波数ｆ2±ｆ1の信号に変換される。周波数ｆ2±ｆ1の信号はＢＰＦ１３によってフィルタリングされて、周波数ｆ2−ｆ1の信号のベースバンド信号として透過される。
【００４８】
ベースバンド信号は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化される。デジタル化されたベースバンド信号からシンボル区間検出部１６によってシンボル区間が検出され、シンボルパワー検出部１７によってシンボル区間におけるシンボルパワーが検出される。
【００４９】
また、デジタル化されたベースバンド信号からガード区間検出部１８によってガード区間が検出され、ガード区間パワー検出部１９によってガード区間におけるガード区間パワーが検出される。
【００５０】
このように得られたシンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部２０によってパワー比が計算される。
【００５１】
一方、ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度検出部１５によって受信信号強度が検出される。マルチパスフェージング判定部２１によってパワー比と受信信号強度から［表１］に示したテーブルに基づいてマルチパスフェージングの発生が判定される。
【００５２】
マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部２３によってユーザに通知される。これにより、ユーザが、マルチパスフェージングによる電波状態の劣化を表示部２３により認識するとともに、アンテナの位置や方向を変更することで、マルチパスフェージングの発生を抑えることが可能となり、安定した無線通信が可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、第１のパワー検出部が、受信信号強度検出部１５のようにシンボル区間における複数の時点の受信信号強度の平均値をシンボルパワーとして検出するものであってもよく、第２のパワー検出部が、受信信号強度検出部１５のようにガード区間における複数の時点の受信信号強度の平均値をガード区間パワーとして検出するものであってもよい。また、第３のパワー検出部が、シンボルパワー検出部１７およびガード区間パワー検出部１９のようにシンボル区間およびガード区間における信号パワーを検出するものであってもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、受信信号強度とパワー比を使用してマルチパスフェージングを判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【００５５】
また、本実施形態の無線受信装置は、無線受信信号にマルチパスフェージングが生じているかどうか判定できるため、電波受信状態が良好でないことをユーザに認知させ、アンテナの方向や場所を変更させることにより、良好な受信状態を得ることが可能となる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図４に示す本発明の第２の実施形態の無線受信装置４は、シンボル区間検出部４６、シンボルパワー検出部４７、ガード区間検出部４８およびガード区間パワー検出部４９が、デジタル化されたベースバンド信号ではなく、アナログのベースバンド信号の受信信号強度を用いて、シンボル区間、シンボルパワー、ガード区間およびガード区間パワーをそれぞれ検出する点が本発明の第１の実施形態の無線受信装置と異なる。
【００５７】
次に、本実施形態の無線受信装置４の動作について説明する。
【００５８】
本発明の第１の実施形態の無線受信装置と同様に、周波数ｆ2±ｆ1の信号が、ＢＰＦ１３によってフィルタリングされて、周波数ｆ2−ｆ1の信号のベースバンド信号として透過される。ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度検出部１５によって受信信号強度が検出される。
【００５９】
そして、シンボル区間検出部４６によって、受信信号強度検出部１５から出力された受信信号強度からシンボル区間が検出され、シンボルパワー検出部４７によってシンボルパワーが検出される。すでに述べたように、受信信号強度は受信信号のパワーをリアルタイムに表した信号であるため、シンボルパワー検出部４７によってシンボルパワーを検出する際には、例えば、シンボル区間内の一時点の受信信号強度、あるいは複数の時点の受信信号強度の平均値を用いるとよい。
【００６０】
同様に、受信信号強度からガード区間検出部４８によってガード区間が検出され、ガード区間パワー検出部４９によって、例えば、ガード区間内の一時点の受信信号強度、あるいは複数の時点の受信信号強度の平均値によりガード区間パワーが検出される。
【００６１】
そして、本発明の第１の実施形態の無線受信装置と同様に、シンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部２０によってパワー比が計算され、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部２３によってユーザに通知される。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、ＡＤ変換器を用いずにマルチパスフェージングを検出することができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図５に示す本発明の第３の実施形態の無線受信装置５は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する受信信号強度検出部５５と、マルチパスフェージングの発生情報を出力する入出力インターフェース（ＩＯ）部５０と、マルチパスフェージングの発生情報を画面表示する外部端末装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１と、マルチパスフェージング判定部２１で用いられる閾値ａ、ｂを変更するとともに、ＩＯ部５０を介してＰＣ５１にマルチパスフェージングの発生情報を伝送する制御部５２と、を備えている点が本発明の第１の実施形態の無線受信装置と異なる。なお、外部端末装置としては、ＰＤＡ（Personal Digital Assist）などを用いてもよい。
【００６４】
次に、本実施形態の無線受信装置５の動作について説明する。
【００６５】
本発明の第１の実施形態の無線受信装置と同様にマルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、制御部５２によってその判定結果がＩＯ部５０を介してＰＣ５１に伝送される。
【００６６】
ＰＣ５１によって、伝送された判定結果に基づいたマルチパスフェージングの発生情報が画面表示される。例えばマルチパスフェージングが発生している場合には、パワー比がバーグラフで表示されることにより、マルチパスフェージングの度合いが表示されてもよい。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、マルチパスフェージングが発生している場合にはその旨を外部端末装置を介してユーザに通知することができる。
【００６８】
また、本実施形態の無線受信装置は、装置の回路構成の大半をデジタル回路とすることができるため、回路構成が容易である。
【００６９】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図６に示す本発明の第４の実施形態の無線受信装置６は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する受信信号強度検出部５５と、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する表示部６３と、を備えている。
【００７０】
表示部６３は、パワー比計算部２０によって計算されたパワー比を表示するパワー比表示部６３ａと、受信信号強度検出部５５によって検出された受信信号強度を表示する信号強度表示部６３ｂと、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にその判定結果を表示する判定結果表示部６３ｃと、を備えている。
【００７１】
次に、本実施形態の無線受信装置６の動作について説明する。
【００７２】
本発明の第１の実施形態と同様にマルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が判定結果表示部６３ｃに表示されユーザに通知される。同時にパワー比がパワー比表示部６３ａに表示されるとともに、受信信号強度が信号強度表示部６３ｂに表示される。
【００７３】
したがって、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、同時にパワー比と受信信号強度を表示することにより、より詳細な電波状況の情報や、受信信号品質に係る情報をユーザに認識させることができる。
【００７４】
すなわち、パワー比表示部６３ａが表示するパワー比が大きく、かつ、信号強度表示部６３ｂが表示する受信信号強度が大きい場合には、ユーザは、無線送信装置が近くにあり受信信号のレベルは十分であるが、周囲の環境による強いマルチパスフェージングが発生していることを認識でき、アンテナの向きを変えるなどの方法でマルチパスフェージングを避ける事ができる。
【００７５】
また、パワー比表示部６３ａが表示するパワー比が小さく、かつ、信号強度表示部６３ｂが表示する受信信号強度が小さい場合には、ユーザは、無線送信装置が遠くに存在し受信信号のレベルが小さいことを認識でき、受信信号強度が大きくなるようにアンテナの位置を無線送信装置に近づけることで電波状況を改善できる。
【００７６】
（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図７に示す本発明の第５の実施形態の無線受信装置７においては、マルチパスフェージング判定部７１が、シンボルパワー検出部１７で検出されたシンボルパワーおよびパワー比計算部２０によって計算されたパワー比に基づいてマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。なお、無線受信装置７においては、受信信号強度を検出する受信信号強度検出部が省略されている。
【００７７】
マルチパスフェージング判定部７１は、［表２］に示すようなテーブルを用いて、シンボルパワーとパワー比を使用してマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。［表２］に示したテーブルにおいては、シンボルパワー用の閾値ｃとパワー比用の閾値ｂが予め設定され、状況が４種類に場合わけされている。
【表２】
【００７８】
状況Ａは、シンボルパワーが大きくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が近いにもかかわらずガード区間パワーが大きい。すなわち、状況Ａではマルチパスフェージングの発生によって電波受信状態が良好でないため、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングあり」と判定する。
【００７９】
状況Ｂは、シンボルパワーが大きくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が近くガード区間パワーが小さい。すなわち、状況Ｂではマルチパスフェージングが発生しておらず電波受信状態が良好であるため、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００８０】
状況Ｃは、シンボルパワーが小さくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さく、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によりガード区間パワーが大きい場合である。すなわち、状況Ｃではマルチパスフェージングの発生にかかわらず、電波受信状態が良好でない。このとき、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００８１】
状況Ｄは、シンボルパワーが小さくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さいが、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によるガード区間パワーも小さい場合である。すなわち、状況Ｄではマルチパスフェージングが発生していないが、受信信号のレベルが小さいために電波受信状態は、状況Ｃよりも良好であるが状況Ｂよりは良好ではない。このため、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００８２】
なお、閾値ｂやｃは、実験で得られた値や電波の空間減衰の理論値などにより求められる値であり、制御部２２によって変更可能である。
【００８３】
次に、本実施形態の無線受信装置７の動作について説明する。
【００８４】
本発明の第１の実施形態と同様に、シンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部２０によりパワー比が計算される。そして、マルチパスフェージング判定部７１によってシンボルパワーとパワー比から［表２］に示したテーブルに基づいてマルチパスフェージングの発生が判定される。
【００８５】
そして、マルチパスフェージング判定部７１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部２３に表示されユーザに通知される。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、シンボルパワーとパワー比を使用してマルチパスフェージングを判定するため、受信信号強度検出部を用いずにマルチパスフェージングを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図２】受信信号の構成を説明するための概念図である。
【図３】受信信号の時間波形を示す概念図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、４、５、６ 無線受信装置
１０ アンテナ
１１ 低雑音増幅器
１２ 周波数変換器
１３ ＢＰＦ
１４ ＡＤ変換器
１５、５５ 受信信号強度検出部
１６、４６ シンボル区間検出部
１７、４７ シンボルパワー検出部
１８、４８ ガード区間検出部
１９、４９ ガード区間パワー検出部
２０ パワー比計算部
２１、７１ マルチパスフェージング判定部
２２、５２ 制御部
２３、６３ 表示部
５０ ＩＯ部
５１ ＰＣ
６３ａ パワー比表示部
６３ｂ 信号強度表示部
６３ｃ 判定結果表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波の受信状況を検知してユーザに通知する機能、特に、マルチパスフェージングの影響により電波受信状態が劣化する状況を検知して、ユーザに通知する機能を備えた無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年オフィスや家庭などで用いられる無線通信技術分野においては、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electronic and Electronics Engineers）８０２．１１系の規格に基づいた無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信や、ワイヤレスＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に基づいた無線ＰＡＮ（Personal Area Network）通信などが実用化され、様々な製品が市場に出されている。
【０００３】
このような無線通信においてはマルチパスフェージングを抑制して電波を伝送することが重要である。マルチパスフェージングとは、無線送信装置から放射された電波が障害物によって反射・回折・散乱を受けて、様々な経路を通って無線受信装置に到達することにより、受信装置のアンテナで合成される電波が干渉を起こす現象である。
【０００４】
従来一般に、無線通信装置において通信を行う場合、無線通信装置は受信信号強度を測定してユーザに示し、ユーザはその表示を見て所定強度以上であることを確認して通信を行うか、所定強度以上になるように受信場所を変更して通信を行っていた。
【０００５】
すなわち、従来の無線通信装置は、受信信号強度のみを判断基準として電波受信状態を示し、受信信号強度が十分ならば電波受信状態は良好であると判断する。しかしながら、実際にはマルチパスフェージングの影響により、受信信号強度が十分あるにもかかわらず、電波受信状態が良好でないことがある。
【０００６】
そこで、マルチパスフェージングの影響を検知してユーザに示す従来技術として、受信したパケットの受信信号強度とパケットエラー率に基づいてマルチパスフェージングなどによる電波妨害の程度を判定する無線通信装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、複数のパイロット信号の振幅と位相を検出して、本来の情報と大きく異なる場合はマルチパスフェージングが生じていると判別し報知を行う無線通信装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２７９３２号公報（［００２３］、［００２４］）
【特許文献２】特開２００３−１０１４６８号公報（［００２９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の無線通信装置は、電波妨害の程度を判定するために受信したパケットのパケットエラーを使用しているが、パケットエラーを検出するために多数のパケットの受信を必要とする。そのため、パケット受信頻度が少ない場合に、パケットエラーを精度よく検出するためには長時間を要するという課題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された従来の無線通信装置では、パイロット信号の振幅や位相を検出するためのパイロット信号位相振幅検出部が余分に必要となり、検出方法が簡単ではないため、ハード量が無視できない規模で増加するという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信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】
【００１１】
本発明の無線受信装置は、シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、前記シンボル区間および前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第３のパワー検出部と、前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、前記パワー比計算部によって計算された比および前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の無線受信装置は、シンボル区間におけるＯＦＤＭ信号のパワー、ガード区間におけるＯＦＤＭ信号のパワー、シンボル区間およびガード区間におけるＯＦＤＭ信号のパワーに基づいてマルチパスフェージングの発生を判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【００１３】
また、前記マルチパスフェージング判定部は、前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーが予め定められた第１の閾値を超え、前記パワー比計算部によって計算された比が予め定められた第２の閾値を超えた場合にマルチパスフェージングが発生していると判定するようにしてもよい。
【００１４】
この構成により、本発明の無線受信装置は、受信信号のパワーが十分に大きい場合でも、マルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【００１５】
また、本発明の無線受信装置は、前記マルチパスフェージング判定部によって判定された判定結果を表示する表示部を備えていてもよい。
【００１６】
この構成により、本発明の無線受信装置は、マルチパスフェージングの発生をユーザに視覚的に通知することができる。
【００１７】
また、本発明の無線受信装置は、前記判定結果を外部端末装置に出力するためのインターフェース部を備えていてもよい。
【００１８】
この構成により、本発明の無線受信装置は、外部端末装置を介してマルチパスフェージングの発生をユーザに通知することができる。
【００１９】
また、前記表示部は、前記判定結果とともに前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーおよび前記パワー比計算部によって計算された比を表示するようにしてもよい。
【００２０】
この構成により、本発明の無線受信装置は、マルチパスフェージングの発生をユーザに通知するとともに受信信号のパワーやパワー比計算部で計算された比を通知することで、より詳細な電波受信状態に関わる情報をユーザが認知できる。
【００２１】
本発明の無線受信装置は、シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、前記パワー比計算部によって計算された比および前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えた構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の無線受信装置は、シンボル区間におけるＯＦＤＭ信号のパワー、ガード区間におけるＯＦＤＭ信号のパワーに基づいてマルチパスフェージングの発生を判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る無線受信装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。図１に示す本発明の第１の実施形態の無線受信装置１は、周波数ｆ1のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を受信するアンテナ１０と、アンテナ１０によって受信されたＯＦＤＭ信号を増幅する低雑音増幅器１１と、低雑音増幅器１１によって増幅されたＯＦＤＭ信号と不図示の局部発振器から出力される周波数ｆ2の局部発振信号とを周波数混合することによりＯＦＤＭ信号を周波数ｆ2±ｆ1の信号に変換する周波数変換器１２と、周波数ｆ2±ｆ1の信号をフィルタリングして周波数ｆ2−ｆ1のベースバンド信号を透過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３と、ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号をデジタル化するＡＤ変換器１４と、ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する第３のパワー検出部としての受信信号強度検出部１５と、を備えている。
【００２６】
また、無線受信装置１は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号からシンボル区間を検出するシンボル区間検出部１６と、シンボル区間検出部１６によって検出されたシンボル区間におけるデジタル化されたベースバンド信号のパワー（以下、シンボルパワーと記す）を検出する第１のパワー検出部としてのシンボルパワー検出部１７と、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号からガード区間を検出するガード区間検出部１８と、ガード区間検出部１８によって検出されたガード区間におけるデジタル化されたベースバンド信号のパワー（以下、ガード区間パワーと記す）を検出する第２のパワー検出部としてのガード区間パワー検出部１９と、シンボルパワー検出部１７によって検出されたシンボルパワーに対するガード区間パワー検出部１９によって検出されたガード区間パワーの比（以下、パワー比と記す）を計算するパワー比計算部２０と、をさらに備えている。
【００２７】
さらに、無線受信装置１は、パワー比と受信信号強度に基づいてマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部２１と、マルチパスフェージング判定部２１を制御する制御部２２と、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する表示部２３と、を備えている。
【００２８】
ここで、図２に受信信号の構成を模式的に示す。従来から用いられているＯＦＤＭ伝送方式は、複数の直交するサブキャリアを用いることにより長いシンボル長を実現するとともに、シンボル間にガード区間を設けることにより、異なるシンボル間の干渉を軽減することが可能な伝送方式である。
【００２９】
なお、ガード区間には、シンボル信号の一部を繰り返し伝送する方式や、ワイヤレスＵＳＢ通信の伝送方式のようにヌル信号（ヌル・プリフィックス）を挿入する方式などが用いられるが、本発明では、ガード区間にヌル信号を挿入する方式を採用する。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、ＯＦＤＭ信号には１シンボル毎にガード区間としてヌル信号が挿入されている。ガード区間の時間幅は、伝送路の状況、すなわち復調に影響を及ぼす遅延波の最大遅延時間によって決定される。遅延波の最大遅延時間よりもガード区間を大きくすることで、シンボル間干渉を防ぐことができる。例えばワイヤレスＵＳＢ方式の場合のシンボル区間は２４２．４２ｎｓであり、ガード区間は７０．０８ｎｓと決められている。
【００３１】
受信信号強度検出部１５は、受信信号のパワーをリアルタイムに表した信号である受信信号強度を検出して一時的に記憶し、例えば予め定められた区間（例えば、シンボル区間およびガード区間）における複数の時点の受信信号強度の平均値をその区間の受信信号強度として出力する。
【００３２】
シンボル区間検出部１６は、デジタル化されたベースバンド信号のパワーの変化でシンボル区間の開始時点を検出し、タイマなどを使用して一定時間（例えばワイヤレスＵＳＢでは２４２．４２ｎｓ）を検出することでシンボル区間を検出する。
【００３３】
シンボルパワー検出部１７は、デジタル化されたベースバンド信号のデジタルデータの二乗値をシンボル区間積和することでシンボルパワーの検出を行う。
【００３４】
ガード区間検出部１８は、シンボル区間の終了時点をガード区間の開始時点とし、タイマなどを使用して一定時間（例えばワイヤレスＵＳＢでは７０．０８ｎｓ）を検出することでガード区間を検出する。
【００３５】
ガード区間パワー検出部１９は、例えばデジタル化されたベースバンド信号のデジタルデータの二乗値をガード区間積和することでガード区間パワーの検出を行う。
【００３６】
表示部２３は、例えばＬＥＤの点灯により、マルチパスフェージング判定部２１においてマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する。
【００３７】
図３に受信信号の時間波形を模式的に示す。波形３−１）は、マルチパスフェージングが無い状態であり、ガード区間には信号が無い。波形３−２）は、マルチパスフェージングがある状態であり、ガード区間にシンボル信号の遅延波が現れている。波形３−３）も同様にマルチパスフェージングがあり、ガード区間にシンボル信号の遅延波が現れている。
【００３８】
波形３−２）の波形については、遅延波のレベルは波形３−３）より小さいが遅延時間が長いことがわかる。逆に波形３−３）については、遅延波のレベルは波形３−２）より大きいが遅延時間が短いことがわかる。そのため、パワー比計算部２０は、ガード区間パワーとシンボルパワーとの比（ガード区間パワー／シンボルパワー）であるパワー比を計算することにより、受信信号のマルチパスフェージングの発生を検出できる。
【００３９】
ただし、パワー比のみの検出では、マルチパスフェージングによってパワー比が大きくなっているのか、または、単に受信信号のレベルが小さいため（例えば、無線送信装置が無線受信装置から遠いなどの理由で）低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によってパワー比が大きくなっているのかを判別することができない。そのため、マルチパスフェージング判定部２１は、マルチパスフェージングによる影響を検出するために、パワー比に加えて受信信号強度検出部１５から出力された受信信号強度を使用する。
【００４０】
マルチパスフェージング判定部２１は、［表１］に示すようなテーブルを用いて、受信信号強度とパワー比を使用してマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。［表１］に示したテーブルにおいては、受信信号強度用の第１の閾値ａとパワー比用の第２の閾値ｂが予め設定され、状況が４種類に場合わけされている。
【表１】
【００４１】
状況１は、受信信号強度が大きくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が近いにもかかわらずガード区間パワーが大きい。すなわち、状況１ではマルチパスフェージングの発生によって電波受信状態が良好でないため、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングあり」と判定する。
【００４２】
状況２は、受信信号強度が大きくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が近くガード区間パワーが小さい。すなわち、状況２ではマルチパスフェージングが発生しておらず電波受信状態が良好であるため、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００４３】
状況３は、受信信号強度が小さくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さく、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によりガード区間パワーが大きい場合である。すなわち、状況３ではマルチパスフェージングの発生にかかわらず、電波受信状態が良好でない。このとき、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００４４】
状況４は、受信信号強度が小さくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さいが、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によるガード区間パワーも小さい場合である。すなわち、状況４ではマルチパスフェージングが発生していないが、受信信号のレベルが小さいために電波受信状態は、状況３よりも良好であるが状況２よりは良好ではない。このため、マルチパスフェージング判定部２１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００４５】
なお、閾値ａやｂは、実験で得られた値や電波の空間減衰の理論値などにより求められる値であり、制御部２２によって変更可能である。
【００４６】
次に、本実施形態の無線受信装置１の動作について説明する。
【００４７】
アンテナ１０によって受信された信号は、低雑音増幅器１１によって増幅され、周波数変換器１２によって不図示の局部発振器から出力される周波数ｆ2の局部発振信号と周波数混合されて、周波数ｆ2±ｆ1の信号に変換される。周波数ｆ2±ｆ1の信号はＢＰＦ１３によってフィルタリングされて、周波数ｆ2−ｆ1の信号のベースバンド信号として透過される。
【００４８】
ベースバンド信号は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化される。デジタル化されたベースバンド信号からシンボル区間検出部１６によってシンボル区間が検出され、シンボルパワー検出部１７によってシンボル区間におけるシンボルパワーが検出される。
【００４９】
また、デジタル化されたベースバンド信号からガード区間検出部１８によってガード区間が検出され、ガード区間パワー検出部１９によってガード区間におけるガード区間パワーが検出される。
【００５０】
このように得られたシンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部２０によってパワー比が計算される。
【００５１】
一方、ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度検出部１５によって受信信号強度が検出される。マルチパスフェージング判定部２１によってパワー比と受信信号強度から［表１］に示したテーブルに基づいてマルチパスフェージングの発生が判定される。
【００５２】
マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部２３によってユーザに通知される。これにより、ユーザが、マルチパスフェージングによる電波状態の劣化を表示部２３により認識するとともに、アンテナの位置や方向を変更することで、マルチパスフェージングの発生を抑えることが可能となり、安定した無線通信が可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、第１のパワー検出部が、受信信号強度検出部１５のようにシンボル区間における複数の時点の受信信号強度の平均値をシンボルパワーとして検出するものであってもよく、第２のパワー検出部が、受信信号強度検出部１５のようにガード区間における複数の時点の受信信号強度の平均値をガード区間パワーとして検出するものであってもよい。また、第３のパワー検出部が、シンボルパワー検出部１７およびガード区間パワー検出部１９のようにシンボル区間およびガード区間における信号パワーを検出するものであってもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、受信信号強度とパワー比を使用してマルチパスフェージングを判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。
【００５５】
また、本実施形態の無線受信装置は、無線受信信号にマルチパスフェージングが生じているかどうか判定できるため、電波受信状態が良好でないことをユーザに認知させ、アンテナの方向や場所を変更させることにより、良好な受信状態を得ることが可能となる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図４に示す本発明の第２の実施形態の無線受信装置４は、シンボル区間検出部４６、シンボルパワー検出部４７、ガード区間検出部４８およびガード区間パワー検出部４９が、デジタル化されたベースバンド信号ではなく、アナログのベースバンド信号の受信信号強度を用いて、シンボル区間、シンボルパワー、ガード区間およびガード区間パワーをそれぞれ検出する点が本発明の第１の実施形態の無線受信装置と異なる。
【００５７】
次に、本実施形態の無線受信装置４の動作について説明する。
【００５８】
本発明の第１の実施形態の無線受信装置と同様に、周波数ｆ2±ｆ1の信号が、ＢＰＦ１３によってフィルタリングされて、周波数ｆ2−ｆ1の信号のベースバンド信号として透過される。ＢＰＦ１３によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度検出部１５によって受信信号強度が検出される。
【００５９】
そして、シンボル区間検出部４６によって、受信信号強度検出部１５から出力された受信信号強度からシンボル区間が検出され、シンボルパワー検出部４７によってシンボルパワーが検出される。すでに述べたように、受信信号強度は受信信号のパワーをリアルタイムに表した信号であるため、シンボルパワー検出部４７によってシンボルパワーを検出する際には、例えば、シンボル区間内の一時点の受信信号強度、あるいは複数の時点の受信信号強度の平均値を用いるとよい。
【００６０】
同様に、受信信号強度からガード区間検出部４８によってガード区間が検出され、ガード区間パワー検出部４９によって、例えば、ガード区間内の一時点の受信信号強度、あるいは複数の時点の受信信号強度の平均値によりガード区間パワーが検出される。
【００６１】
そして、本発明の第１の実施形態の無線受信装置と同様に、シンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部２０によってパワー比が計算され、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部２３によってユーザに通知される。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、ＡＤ変換器を用いずにマルチパスフェージングを検出することができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図５に示す本発明の第３の実施形態の無線受信装置５は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する受信信号強度検出部５５と、マルチパスフェージングの発生情報を出力する入出力インターフェース（ＩＯ）部５０と、マルチパスフェージングの発生情報を画面表示する外部端末装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１と、マルチパスフェージング判定部２１で用いられる閾値ａ、ｂを変更するとともに、ＩＯ部５０を介してＰＣ５１にマルチパスフェージングの発生情報を伝送する制御部５２と、を備えている点が本発明の第１の実施形態の無線受信装置と異なる。なお、外部端末装置としては、ＰＤＡ（Personal Digital Assist）などを用いてもよい。
【００６４】
次に、本実施形態の無線受信装置５の動作について説明する。
【００６５】
本発明の第１の実施形態の無線受信装置と同様にマルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、制御部５２によってその判定結果がＩＯ部５０を介してＰＣ５１に伝送される。
【００６６】
ＰＣ５１によって、伝送された判定結果に基づいたマルチパスフェージングの発生情報が画面表示される。例えばマルチパスフェージングが発生している場合には、パワー比がバーグラフで表示されることにより、マルチパスフェージングの度合いが表示されてもよい。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、マルチパスフェージングが発生している場合にはその旨を外部端末装置を介してユーザに通知することができる。
【００６８】
また、本実施形態の無線受信装置は、装置の回路構成の大半をデジタル回路とすることができるため、回路構成が容易である。
【００６９】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図６に示す本発明の第４の実施形態の無線受信装置６は、ＡＤ変換器１４によってデジタル化されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する受信信号強度検出部５５と、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する表示部６３と、を備えている。
【００７０】
表示部６３は、パワー比計算部２０によって計算されたパワー比を表示するパワー比表示部６３ａと、受信信号強度検出部５５によって検出された受信信号強度を表示する信号強度表示部６３ｂと、マルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にその判定結果を表示する判定結果表示部６３ｃと、を備えている。
【００７１】
次に、本実施形態の無線受信装置６の動作について説明する。
【００７２】
本発明の第１の実施形態と同様にマルチパスフェージング判定部２１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が判定結果表示部６３ｃに表示されユーザに通知される。同時にパワー比がパワー比表示部６３ａに表示されるとともに、受信信号強度が信号強度表示部６３ｂに表示される。
【００７３】
したがって、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、同時にパワー比と受信信号強度を表示することにより、より詳細な電波状況の情報や、受信信号品質に係る情報をユーザに認識させることができる。
【００７４】
すなわち、パワー比表示部６３ａが表示するパワー比が大きく、かつ、信号強度表示部６３ｂが表示する受信信号強度が大きい場合には、ユーザは、無線送信装置が近くにあり受信信号のレベルは十分であるが、周囲の環境による強いマルチパスフェージングが発生していることを認識でき、アンテナの向きを変えるなどの方法でマルチパスフェージングを避ける事ができる。
【００７５】
また、パワー比表示部６３ａが表示するパワー比が小さく、かつ、信号強度表示部６３ｂが表示する受信信号強度が小さい場合には、ユーザは、無線送信装置が遠くに存在し受信信号のレベルが小さいことを認識でき、受信信号強度が大きくなるようにアンテナの位置を無線送信装置に近づけることで電波状況を改善できる。
【００７６】
（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図７に示す本発明の第５の実施形態の無線受信装置７においては、マルチパスフェージング判定部７１が、シンボルパワー検出部１７で検出されたシンボルパワーおよびパワー比計算部２０によって計算されたパワー比に基づいてマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。なお、無線受信装置７においては、受信信号強度を検出する受信信号強度検出部が省略されている。
【００７７】
マルチパスフェージング判定部７１は、［表２］に示すようなテーブルを用いて、シンボルパワーとパワー比を使用してマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。［表２］に示したテーブルにおいては、シンボルパワー用の閾値ｃとパワー比用の閾値ｂが予め設定され、状況が４種類に場合わけされている。
【表２】
【００７８】
状況Ａは、シンボルパワーが大きくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が近いにもかかわらずガード区間パワーが大きい。すなわち、状況Ａではマルチパスフェージングの発生によって電波受信状態が良好でないため、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングあり」と判定する。
【００７９】
状況Ｂは、シンボルパワーが大きくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が近くガード区間パワーが小さい。すなわち、状況Ｂではマルチパスフェージングが発生しておらず電波受信状態が良好であるため、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００８０】
状況Ｃは、シンボルパワーが小さくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さく、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によりガード区間パワーが大きい場合である。すなわち、状況Ｃではマルチパスフェージングの発生にかかわらず、電波受信状態が良好でない。このとき、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００８１】
状況Ｄは、シンボルパワーが小さくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さいが、低雑音増幅器１１のノイズによるＳＮＲ劣化によるガード区間パワーも小さい場合である。すなわち、状況Ｄではマルチパスフェージングが発生していないが、受信信号のレベルが小さいために電波受信状態は、状況Ｃよりも良好であるが状況Ｂよりは良好ではない。このため、マルチパスフェージング判定部７１は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
【００８２】
なお、閾値ｂやｃは、実験で得られた値や電波の空間減衰の理論値などにより求められる値であり、制御部２２によって変更可能である。
【００８３】
次に、本実施形態の無線受信装置７の動作について説明する。
【００８４】
本発明の第１の実施形態と同様に、シンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部２０によりパワー比が計算される。そして、マルチパスフェージング判定部７１によってシンボルパワーとパワー比から［表２］に示したテーブルに基づいてマルチパスフェージングの発生が判定される。
【００８５】
そして、マルチパスフェージング判定部７１によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部２３に表示されユーザに通知される。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第１の実施形態の効果に加えて、シンボルパワーとパワー比を使用してマルチパスフェージングを判定するため、受信信号強度検出部を用いずにマルチパスフェージングを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図２】受信信号の構成を説明するための概念図である。
【図３】受信信号の時間波形を示す概念図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、４、５、６ 無線受信装置
１０ アンテナ
１１ 低雑音増幅器
１２ 周波数変換器
１３ ＢＰＦ
１４ ＡＤ変換器
１５、５５ 受信信号強度検出部
１６、４６ シンボル区間検出部
１７、４７ シンボルパワー検出部
１８、４８ ガード区間検出部
１９、４９ ガード区間パワー検出部
２０ パワー比計算部
２１、７１ マルチパスフェージング判定部
２２、５２ 制御部
２３、６３ 表示部
５０ ＩＯ部
５１ ＰＣ
６３ａ パワー比表示部
６３ｂ 信号強度表示部
６３ｃ 判定結果表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、
前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、
前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、
前記シンボル区間および前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第３のパワー検出部と、
前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、
前記パワー比計算部によって計算された比および前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
前記マルチパスフェージング判定部は、前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーが予め定められた第１の閾値を超え、前記パワー比計算部によって計算された比が予め定められた第２の閾値を超えた場合にマルチパスフェージングが発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記マルチパスフェージング判定部によって判定された判定結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記判定結果を外部端末装置に出力するためのインターフェース部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記判定結果とともに前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーおよび前記パワー比計算部によって計算された比を表示することを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
【請求項６】
シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、
前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、
前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、
前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、
前記パワー比計算部によって計算された比および前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項１】
シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、
前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、
前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、
前記シンボル区間および前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第３のパワー検出部と、
前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、
前記パワー比計算部によって計算された比および前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
前記マルチパスフェージング判定部は、前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーが予め定められた第１の閾値を超え、前記パワー比計算部によって計算された比が予め定められた第２の閾値を超えた場合にマルチパスフェージングが発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記マルチパスフェージング判定部によって判定された判定結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記判定結果を外部端末装置に出力するためのインターフェース部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記判定結果とともに前記第３のパワー検出部によって検出されたパワーおよび前記パワー比計算部によって計算された比を表示することを特徴とする請求項３に記載の無線受信装置。
【請求項６】
シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するＯＦＤＭ信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、
前記シンボル区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第１のパワー検出部と、
前記ガード区間における前記ＯＦＤＭ信号のパワーを検出する第２のパワー検出部と、
前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第２のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、
前記パワー比計算部によって計算された比および前記第１のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えたことを特徴とする無線受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２８４３８９（Ｐ２００９−２８４３８９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６３８５（Ｐ２００８−１３６３８５）
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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