JP4237154B2

JP4237154B2 - 無線通信装置および通信方式判別方法

Info

Publication number: JP4237154B2
Application number: JP2005086065A
Authority: JP
Inventors: 吉一峯岸
Original assignee: NEC Communication Systems Ltd
Current assignee: NEC Communication Systems Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: JP2006270540A

Description

本発明は、デジタル無線通信システムにおける無線通信装置に関する。

従来、日本では通信方式毎に周波数が割り当てられていたので、複数の通信方式のシステムが同じ周波数帯に混在することはなかった。しかし、周波数は有限の資源である。その一方で様々な通信方式のシステムに周波数を割り当てる必要があり、今後益々システムが多様化することが考えられる。そのため必要に迫られ、将来的には、同一周波数帯に複数の通信方式のシステムが混在する可能性がある。また、このような状況は日本だけの問題ではなく、外国においても同様である。

同一周波数帯に複数の通信方式のシステムが混在すれば、無線通信装置は、適切な信号の受信を行うため、受信される信号の通信方式を判別する必要がある。そして、これまでにも通信方式を判別する方法および構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３１３６２３号公報

特許文献１に記載された従来の方法では、通信方式毎に異なるプリアンブルが予め割り当てられる。そして、送信装置には、通信方式を識別可能とするために特別に考慮されたプリアンブルを送信するという機能が必要であった。また、受信装置は、プリアンブルを保持し、識別するという、通信方式を判別するために特別に考慮した構成を必要とし、そのため回路規模を増大させていた。

本発明の目的は、送信側の装置にて特別な機能を付加することなく、簡易な構成で迅速に受信信号の通信方式を識別可能な無線通信装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、
同一周波数帯の周波数を割り当てられた複数の通信方式を識別する無線通信装置であって、
それぞれに無線電波を受信する複数の受信アンテナと、
各受信アンテナで受信された無線電波の受信レベルを検出する複数の受信レベル検出部と、
複数の前記受信アンテナの各々を互いに異なる周波数にロックし、複数の前記受信レベル検出部の各々で検出された受信レベルから通信方式を判別する制御部とを有している。

本発明によれば、制御部が各受信アンテナを異なる周波数にロックし、受信レベル検出部がそれぞれの受信レベルを検出し、制御部が、それらの受信レベルから受信電波の通信方式を判別するので、受信データを抽出することなく、受信レベルだけから簡易な構成で迅速に判別が可能である。また、各受信アンテナの受信レベルだけから通信方式を判別するので、基地局に判別のための機能を備える必要がない。

また、前記制御部は、前記受信レベル検出部で検出された前記受信レベルと所定の閾値とを比較した結果を通信方式の判別に用いることとしてもよい。

また、前記同一周波数帯の周波数を割り当てられた通信方式はＴＤＭＡ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式であり、
前記制御部は、２つの前記受信アンテナをロックする周波数の差を前記ＴＤＭＡ方式におけるキャリア周波数間隔の１／２とし、２つの受信アンテナでの受信レベルがともに前記閾値以上であればＷ−ＣＤＭＡ方式と判断し、いずれか一方の受信アンテナの受信レベルだけが前記閾値以上であればＴＤＭＡ方式と判断し、いずれの受信アンテナの受信レベルも前記閾値より小さければいずれの通信方式の無線電波も受信されていないと判断することとしてもよい。

これによれば、ＴＤＭＡ通信方式のキャリア周波数間隔の１／２だけ異なる２つの周波数の受信レベルから通信方式を判別するので、キャリア周波数間隔の１／２だけ異なる２つの周波数の受信レベルの差が大きいＴＤＭＡ方式と、その２つの周波数では受信レベルの差が小さいＷ−ＣＤＭＡ方式とを容易、迅速かつ確実に判別が可能である。

また、前記制御部は、前記受信レベル検出部で検出された前記受信レベル同士の差を通信方式の判別に用いることとしてもよい。

また、前記制御部は、前記受信レベル検出部で検出された前記受信レベル同士の比を通信方式の判別に用いることとしてもよい。

本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。

ここでは、本発明を移動通信システムの移動局に適用した実施形態を示す。その結果、本実施形態の移動局は、複数の通信方式が同一の周波数帯に混在する環境において、受信信号の通信方式を判別することができる。

図１は、本実施形態による移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、Ｗ−ＣＤＭＡ方式とＴＤＭＡ方式の２つの通信方式の移動通信システムが存在している。そして、これらの移動通信システムは同じ周波数帯の無線を使用している。

Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動通信システムは、制御局１１およびＷ−ＣＤＭＡ基地局１３、１４を有している。ＴＤＭＡ方式の移動通信システムは、制御局１２およびＴＤＭＡ基地局１５を有している。

Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１３は無線通信ゾーン２３をカバーし、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１４は無線通信ゾーン２４をカバーしている。また、ＴＤＭＡ基地局１５は無線通信ゾーン２５をカバーしている。Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１３が送信に使用している周波数ｆ３５、ｆ３６と、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１４が送信に使用している周波数ｆ３１、ｆ３２と、ＴＤＭＡ基地局１５が送信に使用している周波数ｆ３４、ｆ３５とは全て同じ周波数帯の周波数である。移動局１６〜２１は、各基地局のカバーするゾーン内で基地局の送信した電波を受信することができる。例えば、移動局１６はＷ−ＣＤＭＡ基地局１３からの電波を受信することとなる。また、移動局１７〜２０はＴＤＭＡ基地局１５からの電波を受信することとなる。また、移動局２１、２２はＷ−ＣＤＭＡ基地局１４からの電波を受信することとなる。

移動局１６〜２２は全て同じ構成である。図２は、移動局の受信部の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、移動局は、受信アンテナ３１、４1、受信波調整部３２、４２、ミキサ３３、４３、受信レベル検出部３４、４４、受信波調整部３５、４５、ＰＬＬ部３６、４６、および制御部５０を有している。

移動局は、２ブランチを有するダイバーシチ受信を行う移動通信の端末である。

一方のブランチの受信アンテナ３１で受信した信号は受信波調整部３２に入力される。

受信波調整部３２は不図示のバンドパスフィルタ、アッテネータ、アンプ等で構成され、アンテナ３１で受信された信号から必要外の信号をカットし、ミキサ３３に入力する。

ミキサ３３は、ＰＬＬ部３６からのローカル周波数信号を用いて、受信波調整部３２からの受信信号のミックスダウンを行い、得られた信号を受信レベル検出部３４と受信波調整部３５に分配する。

受信レベル検出部３４は、ミキサ３３からの信号を入力として受信レベルを検出し、制御部５０に通知する。

受信波調整部３５は、不図示のバンドパスフィルタや２ｎｄローカル周波数等を用いて受信データを抽出し、制御部５０に通知する。

ＰＬＬ部３６は、制御部５０から指示された周波数のローカル周波数信号をミキサ３３に与える。

他方のブランチの受信アンテナ４１で受信した信号は受信波調整部４２に入力される。

受信波調整部４２は不図示のバンドパスフィルタ、アッテネータ、アンプ等で構成され、アンテナ４１で受信された信号から必要外の信号をカットし、ミキサ４３に入力する。

ミキサ４３は、ＰＬＬ部４６からのローカル周波数信号を用いて、受信波調整部４２からの受信信号のミックスダウンを行い、得られた信号を受信レベル検出部４４と受信波調整部４５に分配する。

受信レベル検出部４４は、ミキサ４３からの信号を入力として受信レベルを検出し、制御部５０に通知する。

受信波調整部４５は、不図示のバンドパスフィルタや２ｎｄローカル周波数等を用いて受信データを抽出し、制御部５０に通知する。

ＰＬＬ部４６は、制御部５０から指示された周波数のローカル周波数信号をミキサ４３に与える。

制御部５０は、受信アンテナ３１の受信信号を所望の周波数Ｆ０にロックさせる周波数をＰＬＬ部３６に指示し、受信アンテナ４１の受信信号を所望の周波数Ｆ０±Ａにロックさせる周波数をＰＬＬ部４６に指示する。ここで、Ｆ０は、ＴＤＭＡ基地局１５の送信周波数である。また、Ａは、ＴＤＭＡ通信方式におけるキャリア周波数間隔の１／２である。例えば、ＴＤＭＡ通信方式のキャリア周波数間隔が２５ＫＨｚであれば、Ａは１２．５ＫＨｚである。

また、制御部５０は、受信レベル検出部３４および受信レベル検出部４４から通知された受信レベルの各値から受信信号の通信方式がＷ−ＣＤＭＡ方式かＴＤＭＡ方式かを判別する。

ＴＤＭＡ方式のキャリア周波数間隔は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のキャリア周波数間隔に比べて狭い。そして、ＴＤＭＡ基地局１５の送信周波数Ｆ０に受信アンテナ３１がロックされると、Ｆ０からＡだけずれた周波数にロックされる受信アンテナ４１はＴＤＭＡ方式のチャネルの中間にロックされることとなる。

受信されている信号がＴＤＭＡ方式の信号であれば、受信アンテナ３１が周波数Ｆ０にロックされ、その受信レベルが一定以上の状態では、Ｆ０からＡだけずれた周波数にロックした受信アンテナ４１の受信レベルは低くなるはずである。

一方、受信されている信号がＷ−ＣＤＭＡ方式の信号であれば、受信アンテナ３１が周波数Ｆ０にロックされ、その受信レベルが一定以上の状態では、Ｆ０からＡだけずれた周波数にロックした受信アンテナ４１の受信レベルも同程度となるはずである。

そのため、制御部５０は、受信アンテナ３１、４１の双方の受信レベルがともに所定の閾値以上であればＷ−ＣＤＭＡ方式と判断し、一方だけが閾値以上であればＴＤＭＡ方式と判断し、双方の受信レベルがともに閾値より小さければいずれの通信方式の信号も受信されていないと判断する。

図３は、本実施形態の移動局による通信方式判別の方法を示す図である。図３を参照すると、移動局は、まず受信アンテナ（ＡＮＴ）３１を周波数Ｆ０にロックし、受信アンテナ（ＡＮＴ）４１を周波数Ｆ０±Ａにロックする（ステップ１０１、２０１）。

次に、移動局は、受信レベル検出部３４で検出された受信レベルが閾値以上であるか否か判定する。このとき、移動局の制御部５０は、受信レベルが閾値以上であれば受信信号ありと判定し（ステップ１０２）、閾値より小さければ受信信号なしと判定する（ステップ１０３）。

それと並行して、移動局は、同様に、受信レベル検出部４４で検出された受信レベルが閾値以上であるか否か判定する。このとき、移動局の制御部５０は、受信レベルが閾値以上であれば受信信号ありと判定し（ステップ２０２）、閾値より小さければ受信信号なしと判定する（ステップ２０３）。

次に、移動局は、各受信アンテナ３１、４１についての判定結果から、受信信号がＷ−ＣＤＭＡ方式の電波か、ＴＤＭＡ方式の電波か、いずれも受信していないか判定する。このとき、移動局の制御部５０は、受信アンテナ３１および受信アンテナ４１の双方について受信信号ありであれば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の電波を受信していると判断する（ステップ３０１）。また、いずれか一方のみが受信信号ありであれば、ＴＤＭＡ方式の電波を受信していると判断する（ステップ３０２）。また、いずれも受信信号なしであれば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ方式のいずれの電波も受信していないと判断する（ステップ３０３）。

以上説明したように、本実施形態によれば、制御部５０が各受信アンテナ３１、４１を異なる周波数にロックし、受信レベル検出部３４、３５がそれぞれの受信レベルを検出し、制御部５０が、それらの受信レベルから受信電波の通信方式を判別するので、受信データを抽出することなく、受信レベルだけから簡易な構成で迅速に判別が可能である。

また、移動局が各受信アンテナ３１、４１の受信レベルだけから通信方式を判別するので、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１３、１４およびＴＤＭＡ基地局１５に判別のための機能を備える必要がない。

また、本実施形態によれば、ＴＤＭＡ通信方式とＷ−ＣＤＭＡ通信方式が同じ周波数帯に混在する環境において、ＴＤＭＡ通信方式のキャリア周波数間隔の１／２だけ異なる２つの周波数の受信レベルから通信方式を判別するので、キャリア周波数間隔の１／２だけ異なる２つの周波数の受信レベルの差が大きいＴＤＭＡ方式と、その２つの周波数では受信レベルの差が小さいＷ−ＣＤＭＡ方式とを容易、迅速かつ確実に判別が可能である。

また、ここでは２ブランチのダイバーシチ受信を行う移動局を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。３ブランチ、４ブランチなどｎブランチのダイバーシチ受信を行う無線通信装置にも適用可能であり、またブランチ数が増えれば判別可能な通信方式の数も増える。

なお、本実施形態では、２つの周波数の受信レベルの各々と閾値とを比較しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、２つの周波数の受信レベルの差が所定の閾値以上であれば、ＴＤＭＡ方式の無線電波を受信していると判断し、閾値より小さければＷ−ＣＤＭＡ方式の無線電波を受信していると判断することとしてもよい。あるいは、２つの周波数の受信レベルの比に基づいて通信方式を判別することとしてもよい。また、２つの周波数の受信レベルの比を所定の閾値と比較することによっても同様の判断が可能である。

また、制御部５０は、各受信レベルと通信方式の関係を予め定めたテーブルを記憶しており、受信レベルが得られると、そのテーブルを参照して通信方式を判別することとしてもよい。また、制御部５０は、２つの周波数の受信レベルの差あるいは比と通信方式との関係を予め定めたテーブルを記憶しており、受信レベルが得られると、そのテーブルを参照して通信方式を判別することとしてもよい。

また、各周波数の受信レベルと第１の閾値の比較と、受信レベルの差と第２の閾値の差とを組み合わせて、通信方式を判別することとしてもよい。例えば、２つの周波数の受信レベルがともに第１の閾値以上であるとき、それらの差が第２の閾値以上か否かで異なる通信方式と判断することとしてもよい。

また、受信アンテナ３１、４１はダイバーシチ受信を行うためのアンテナなので、通信方式識別のために規模の大きな回路等を追加する必要がない。

また、本実施形態では、移動通信システムの移動局に本発明を適用した場合を例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、様々な無線通信装置に広く適用可能である。例えば、本発明は移動通信システムの基地局にも適用可能である。基地局において複数ブランチのアンテナを用いれば、複数の移動通信システム用の移動局からの無線電波の通信方式を識別可能である。その場合、送信機側となる移動局に特別な機能を必要としないので、小型、軽量、低コスト化という移動局に対する要求にも合致する。

本実施形態による移動通信システムの構成を示すブロック図である。移動局の受信部の構成を示すブロック図である。本実施形態の移動局による通信方式判別の方法を示す図である。

符号の説明

１１、１２制御局
１３、１４Ｗ−ＣＤＭＡ基地局
１５ＴＤＭＡ基地局
１６〜２２移動局
２３〜２５無線通信ゾーン
３１、４１受信アンテナ
３２、４２受信波調整部
３３、４３ミキサ
３４、４４受信レベル検出部
３５、４５受信波調整部
３６、４６ＰＬＬ部
５０制御部
１０１〜１０３、２０１〜２０３、３０１〜３０３ステップ

Claims

同一周波数帯の周波数を割り当てられた複数の通信方式を識別する無線通信装置であって、
それぞれに無線電波を受信する複数の受信アンテナと、
各受信アンテナで受信された無線電波の受信レベルを検出する複数の受信レベル検出部と、
複数の前記受信アンテナの各々を互いに異なる周波数にロックし、複数の前記受信レベル検出部の各々で検出された受信レベルから通信方式を判別する制御部とを有し、
前記複数の通信方式はそれぞれキャリア周波数間隔が異なる方式であり、
前記制御部は、複数の前記受信アンテナの周波数を、いずれかの通信方式のキャリア周波数間隔の１／２の間隔にロックし、前記キャリア周波数間隔の１／２で隣り合う周波数にロックされた受信アンテナで検出された受信レベルの関係から通信方式を判別する、無線通信装置。
前記制御部は、前記受信レベル検出部で検出された前記受信レベルと所定の閾値とを比較した結果を通信方式の判別に用いる、請求項１記載の無線通信装置。
前記同一周波数帯の周波数を割り当てられた通信方式はＴＤＭＡ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式であり、
前記制御部は、２つの前記受信アンテナをロックする周波数の差を前記ＴＤＭＡ方式におけるキャリア周波数間隔の１／２とし、２つの受信アンテナでの受信レベルがともに前記閾値以上であればＷ−ＣＤＭＡ方式と判断し、いずれか一方の受信アンテナの受信レベルだけが前記閾値以上であればＴＤＭＡ方式と判断し、いずれの受信アンテナの受信レベルも前記閾値より小さければいずれの通信方式の無線電波も受信されていないと判断する、請求項２記載の無線通信装置。
前記制御部は、前記受信レベル検出部で検出された前記受信レベル同士の差を通信方式の判別に用いる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
前記制御部は、前記受信レベル検出部で検出された前記受信レベル同士の比を通信方式の判別に用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
移動通信システムの基地局または移動局である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
複数の通信方式に同一周波数帯の周波数が割り当てられた環境において、受信電波の通信方式を判別するための通信方式判別方法であって、
複数の受信アンテナを互いに異なる複数の周波数にそれぞれロックするステップと、
前記受信アンテナの各々の受信レベルを検出するステップと、
前記受信レベルから通信方式を判別するステップとを有し、
前記複数の通信方式はそれぞれキャリア周波数間隔が異なる方式であり、
前記受信アンテナの周波数をロックするステップでは、複数の前記受信アンテナの周波数を、いずれかの通信方式のキャリア周波数間隔の１／２の間隔にロックし、
前記通信方式を判別するステップでは、前記キャリア周波数間隔の１／２で隣り合う周波数にロックされた受信アンテナで検出された受信レベルの関係から通信方式を判別する、
通信方式判別方法。
検出した前記受信レベルと所定の閾値とを比較した結果を通信方式の判別に用いる、請求項７記載の通信方式判別方法。
前記同一周波数帯の周波数を割り当てられた通信方式はＴＤＭＡ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式であり、
２つの前記受信アンテナをロックする周波数の差を前記ＴＤＭＡ方式におけるキャリア周波数間隔の１／２とし、２つの受信アンテナでの受信レベルがともに前記閾値以上であればＷ−ＣＤＭＡ方式と判断し、いずれか一方の受信アンテナの受信レベルだけが前記閾値以上であればＴＤＭＡ方式と判断し、いずれの受信アンテナの受信レベルも前記閾値より小さければいずれの通信方式の無線電波も受信されていないと判断する、請求項８記載の通信方式判別方法。
検出した前記受信レベル同士の差を通信方式の判別に用いる、請求項７〜９のいずれか１項に記載の通信方式判別方法。
検出した前記受信レベル同士の比を通信方式の判別に用いる、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の通信方式判別方法。