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公開番号2021050982
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210401
出願番号2019173474
出願日20190924
発明の名称受信装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人特許業務法人イトーシン国際特許事務所
主分類G01S 3/04 20060101AFI20210305BHJP(測定;試験)
要約【課題】マルチパス環境においても、記憶部の容量を大きく増やすことなく、方位推定の精度を向上させることができる受信装置を提供する。
【解決手段】実施形態の受信装置は、周波数チャネルを切り替えながら無線通信をするシステムにおいて、選局部と、生成部と、判定部と、を有する。選局部は、周波数チャネルの受信信号を中間周波数のチャネル信号に変換する。生成部は、所定の方式で受信チャネル番号を生成する。判定部は、受信チャネル番号に基づいて、チャネル信号から方位推定に使用する信号を記憶部に保存するか否かを判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
周波数チャネルを切り替えながら無線通信をするシステムにおいて、
前記周波数チャネルの受信信号を中間周波数のチャネル信号に変換する選局部と、
所定の方式で受信チャネル番号を生成する生成部と、
前記受信チャネル番号に基づいて、前記チャネル信号から方位推定に使用する信号を記憶部に保存するか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする受信装置。
続きを表示(約 700 文字)【請求項2】
前記選局部は、前記生成部からの前記受信チャネル番号に従って選局した受信信号をチャネル信号に変換することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。
【請求項3】
前記判定部は、前記チャネル信号の受信チャネル番号が、過去に受信した受信チャネル番号と所定数離れている場合、前記方位推定に使用する信号を前記記憶部に保存する指示を出力することを特徴とする請求項2に記載の受信装置。
【請求項4】
前記チャネル信号から前記方位推定に使用する信号を抽出する抽出部を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の受信装置。
【請求項5】
前記記憶部に保存された複数の信号に基づいて、方位推定処理を行う方位推定部を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の受信装置。
【請求項6】
前記判定部は、品質がより良い受信信号を受信した場合、記憶された受信品質が悪い信号と差し替えて保存するように、前記記憶部に指示することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の受信装置。
【請求項7】
前記判定部は、前記チャネル信号の電力が所定の閾値より高い場合、前記方位推定に使用する信号を前記記憶部に保存するように、前記記憶部に指示することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の受信装置。
【請求項8】
前記判定部は、受信チャネル番号が最も外側のとき、前記方位推定に使用する信号を前記記憶部に保存するように指示することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の受信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、受信装置に関する。
続きを表示(約 4,900 文字)【背景技術】
【0002】
近年、無線通信規格のBluetooth(登録商標)の次世代規格BLE5.1(Bluetooth Low Energy 5.1)では方位推定機能が追加された。これにより、BLEの電波を用いて物や人の位置トラッキングが可能になる。このようなBLE規格を備えた受信装置は、屋内で使用されることを考慮して、マルチパス環境への耐性を持つことが必要になる。
【0003】
対策として、マルチパスキャンセラ等を用いることで、マルチパスの影響による信号の劣化を緩和するとはできるが、装置が高価になってしまう問題がある。また、方位推定に使用するパケット数を増やし、重み付け時間多重をすることで、方位推定の精度を向上させることはできるが、記憶部の容量が増大して装置が高価になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特表2018−507398号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで、実施形態は、マルチパス環境においても、記憶部の容量を大きく増やすことなく、方位推定の精度を向上させることができる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】
【0006】
実施形態の受信装置は、周波数チャネルを切り替えながら無線通信をするシステムにおいて、選局部と、生成部と、判定部と、を有する。選局部は、周波数チャネルの受信信号を中間周波数のチャネル信号に変換する。生成部は、所定の方式で受信チャネル番号を生成する。判定部は、受信チャネル番号に基づいて、チャネル信号から方位推定に使用する信号を記憶部に保存するか否かを判定する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
一実施形態に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
受信した順番で使用するチャネルの一例を説明するための図である。
本実施形態の保存制御で使用するチャネルの一例を説明するための図である。
受信した順番で方位推定用信号を記憶部に記憶した際の状態を説明するための図である。
本実施形態の保存制御で方位推定用信号を記憶部に記憶した際の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。
まず、図1に基づき、一実施形態に係る受信装置の構成を説明する。図1は、一実施形態に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の受信装置1は、アンテナ11と、チューナ12と、アナログデジタル変換器(以下、ADCという)13と、直交検波部14と、拡張領域抽出部15と、保存判定部16と、受信チャネル番号生成部17と、記憶部18と、方位推定部19とを有して構成されている。
【0009】
アンテナ11は、無線周波数帯域の信号を受信してチューナ12に出力する。
選局部としてのチューナ12は、アンテナ11で受信した信号を、受信チャネル番号生成部17からの受信チャネル番号に従って選局し、中間周波数の信号に変換してADC13に出力する。なお、チューナ12は、アンテナ11で受信した信号を、受信チャネル番号に関係なく、中間周波数の信号に変換してもよい。
【0010】
ADC13は、中間周波数の信号をアナログからデジタルに変換し、直交検波部14に出力する。
直交検波部14は、中間周波数のデジタル信号をベースバンド信号に変換し、拡張領域抽出部15に出力する。
【0011】
拡張領域抽出部15は、ベースバンド信号から方位推定用に使用する信号(フィールド)を抽出し、記憶部18に出力する。この方位推定用信号は、CTE(Constant Tone Extension)であるが、CTEに限定されることなく、他の信号であってもよい。
【0012】
保存判定部16は、受信チャネル番号生成部17からの受信チャネル番号と、過去に受信し記憶部18に方位推定用信号が記憶された受信チャネル番号とを比較した結果、Nチャネル以上離れている場合、方位推定用信号を保存する指示を記憶部18に出力する。なお、Nは任意に設定可能な所定数である。
【0013】
受信チャネル番号生成部17は、所定の方式で生成した受信チャネル番号をチューナ12及び保存判定部16に出力する。BLE規格ではチャネル切り替えシーケンスは通信プロトコルで予め決まっている。そのため、受信チャネル番号生成部17は、チャネル切り替えシーケンスに従って受信チャネル番号を生成する。
【0014】
本実施形態では、受信チャネル番号生成部17は、チャネルCH8、チャネルCH1、チャネルCH7、チャネルCH20、チャネルCH15、・・・、の順番で受信チャネル番号を生成する。
【0015】
記憶部18は、保存判定部16からの指示に従い、方位推定用信号を保存する。記憶部18は、保存判定部16からの指示がない場合、方位推定用信号を保存しない。
【0016】
方位推定部19は、記憶部18に記憶された複数の方位推定用信号に基づいて、方位推定処理を行う。本実施形態では、方位推定部19は、例えば4つの信号に基づいて、方位推定処理を行う。方位推定部19により方位推定処理が実行されると、記憶部18に記憶される複数の方位推定用信号を削除する。
【0017】
次に、このように構成された受信装置1の動作について、図2から図5を用いて説明する。図2から図5において、チャネルCH8、CH1、CH7、CH20、CH15、・・・、の順に受信するものとして説明する。また、チャネルCH7にノッチが入っており、信号品質が悪くなっているものとする。
【0018】
受信装置1が例えば屋内等で使用される場合、マルチパスの影響により周波数特性にノッチが入ることが考えられる。例えば、チャネルCH7にノッチが入った場合、CH7の前後のチャネルCH6及びCH8の信号品質も悪くなっている可能性が高い。
【0019】
図2は、受信した順番で使用するチャネルの一例を説明するための図である。図2の場合、受信した順番に記憶部18に保存されるため、チャネルCH8、CH1、CH7、CH20の信号が方位推定に使用される。このように、単に受信した順番に信号を記憶部18に保存し方位推定を行うと、受信品質が悪い信号を複数使用する可能性があり、方位推定の精度が低くなってしまう可能性がある。
【0020】
そこで、本実施形態では、複数の周波数帯域でのチャネルを使用して方位推定を行う。図3は、本実施形態の保存制御で使用するチャネルの一例を説明するための図である。保存判定部16は、受信チャネル番号生成部17からの受信チャネル番号と、過去に受信した受信チャネル番号とが例えば5チャネル以上離れている場合、拡張領域抽出部15から出力された方位推定用信号を保存する指示を記憶部18に出力する。
【0021】
チャネルCH7は、過去に受信したチャネルCH8と5チャネル以上離れていないため、チャネルCH7の信号は保存されず、方位推定に使用されない。これにより、受信装置1は、受信品質が悪い信号を複数使用して方位推定を行わないようになり、方位推定の精度を向上させている。
【0022】
図4は、受信した順番で方位推定用信号を記憶部に記憶した際の状態を説明するための図であり、図5は、本実施形態の保存制御で方位推定用信号を記憶部に記憶した際の状態を説明するための図である。図4及び図5において、各チャネルCH8、CH1、CH7、CH20、CH15の方位推定用のパケットを、それぞれP8、P1、P7、P20、P15とする。
【0023】
パケットP8は、Preamble,Access-Address,PDU(Protocol Data Unit),CRCで構成されたフィールドA8を有する。フィールドA8には、方位推定に使用する信号が付加されている。以下の説明では、方位推定用信号をCTE(Constant Tone Extension)と呼び、パケットP8の方位推定用信号はCTE_B8と示す。
【0024】
その他のパケットP1、P7、P20、P15もパケットP8と同様の構成である。パケットP1はフィールドA1及びCTE_B1を有し、パケットP7はフィールドA7及びCTE_B7を有し、パケットP20はフィールド部A20及びCTE_B20を有し、パケットP15はフィールドA15及びCTE_B15を有して構成されている。
【0025】
受信した順番でCTEを保存する図4の場合、記憶部18には、CTE_B8、CTE_B1、CTE_B7、CTE_B20が保存される。マルチパスの影響によりチャネルCH7にノッチが入ると、チャネルが近いために信号品質が悪いCTE_B8及びCTE_B7が方位推定に使用される可能性があり、方位推定の精度が低くなる虞がある。
【0026】
これに対して、本実施形態では、図5に示すように、チャネル履歴を参照して、過去に受信したチャネルに近いチャネルのCTEは記憶部18に記憶しないようにしている。
【0027】
まず、保存判定部16には、受信チャネル番号生成部17からチャネルCH8の受信チャネル番号が入力される。保存判定部16は、入力された受信チャネル番号(チャネルCH8)と、過去の受信チャネル番号とを比較するが、過去の受信チャネル番号がない。保存判定部16は、CTE_B8を保存するように記憶部18に指示する。これにより、記憶部18にCTE_B8が保存される。
【0028】
次に、保存判定部16には、受信チャネル番号生成部17からチャネルCH1の受信チャネル番号が入力される。保存判定部16は、入力された受信チャネル番号(チャネルCH1)と、過去の受信チャネル番号(チャネルCH8)とを比較する。保存判定部16は、チャネルCH1と、チャネルCH8とが5チャネル以上離れているため、CTE_B1を保存するように記憶部18に指示する。これにより、記憶部18にCTE_B1が保存される。
【0029】
次に、保存判定部16には、受信チャネル番号生成部17からチャネルCH7の受信チャネル番号が入力される。保存判定部16は、入力された受信チャネル番号(チャネルCH7)と、過去の受信チャネル番号(チャネルCH8、チャネルCH1)とを比較する。チャネルCH7は、チャネルCH1とは5チャネル以上離れているが、チャネルCH8とは5チャネル以上離れていない。そのため、保存判定部16は、CTE_B7を保存しないように記憶部18に指示する。これにより、記憶部18にCTE_B7が保存されない。
【0030】
同様に、保存判定部16は、受信したチャネルCH20及びCH15を過去の受信チャネル番号と比較し、記憶部18にCTEを保存するか、または、保存しないかを指示する。これにより、記憶部18には、CTE_B8、CTE_B1、CTE_B20及びCTE_B15が保存される。方位推定部19は、保存された4つのCTE_B8、CTE_B1、CTE_B20、CTE_B15を用いて方位推定を行う。
(【0031】以降は省略されています)

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