一种无线电波传播环境的检测装置和检测方法
专利名称：一种无线电波传播环境的检测装置和检测方法
技术领域：
本发明涉及一种被无线通讯装置用于无线通信的无线电波的传播环境的检测装置和方法。
背景技术：
无线局域网(以下可能称为无线LAN)以及蜂窝式电话系统是将无线电波用于信息传送的无线通信的典型例子。一种已知的应用于通信终端装置的技术，基于基站与终端装置之间的无线电波信号的电场强度来检测用于通信的无线电波的传播状态。
基于基站与终端装置之间的无线电波信号的电场强度检测用于通信的无线电波的传播状态的终端装置在例如日本特开2002-34077号公开公报中被公开。
但是，在终端装置通信失败的情况下，这项基于电场强度检测无线电波的传播状态的现有技术，不能识别由于没有用于无线通信的无线电波信号或者由于从其它装置，例如业余无线电装置或者微波炉，发射的竞争(competing)无线电波的影响造成的通信失败的原因。
发明内容
因此，本发明的目的是提供在通过无线LAN的终端装置的通畅通信中断的情况下识别通信中断原因的一种无线电波传播环境的检测技术。
为了至少部分达到以上以及其他相关目的，本发明旨在提供一种检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境的检测装置。该检测装置包括检波模块，其接收和检测预定频带中的无线电波，抽取模块，其抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形，识别模块，其将所抽取图形与从使用了预定频带中无线电波并包括目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别从目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别结果。
存在对应于以上检测装置的一种方法。本发明因此也旨在提供一种检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境的检测方法。该方法包括以下步骤接收并检测预定频带中的无线电波；抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；并将所抽取图形与从使用了预定频带中无线电波并包括目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别从目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境。
本发明的检测装置或对应的方法抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形，将所抽取图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别该无线电波的传播环境。当目标无线通讯装置的通畅通信被中断时，本发明的这套设备有效地识别通信中断的原因。
在检测装置的一个优选应用中，在所抽取图形与从目标无线通讯装置输出的固有图形一致的情况下，识别模块判定所识别的传播环境是目标无线通讯装置的一种可通信状态。
这个应用识别出该“可通信”传播环境，在该环境中检测到被目标无线通讯装置使用的无线电波并且没有竞争无线电波出现。
在检测装置的另一个优选应用中，在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，识别模块判定所识别的传播环境是由于没有从目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的目标无线通讯装置的一种不可通信状态。
这个应用识别出该“不可通信”传播环境，其不是由于竞争无线电波的出现，而是由于未能检测到的、因而是未出现的无线电波，这可能是由于到目标无线通讯装置的距离或者建筑物或其它障碍的影响。
在本发明的检测装置的一个优选实施例中，该多个装置包括至少一个不同于目标无线通讯装置的外部(foreign)无线通讯装置。在所抽取的图形与从该外部无线通讯装置输出的固有图形一致时，识别模块判定所识别的传播环境是由于与从外部无线通讯装置传送来的无线电波的竞争造成的目标无线通讯装置的一种不可通信状态。该至少一个外部无线通讯装置可以包括业余无线电装置。
这个应用识别出不是由于缺乏无线电波，而是由于与从外部无线通讯装置，例如业余无线电装置，传送来的无线电波的竞争造成的该“不可通信”传播环境。
在本发明的检测装置的另一个优选实施例中，该多个装置包括在预定频带中发射非需要的(non-required)辐射噪声的至少一个电子装置。在所抽取的图形与从该电子装置输出的固有图形一致时，识别模块判定所识别的传播环境是由于与从电子装置发射的非需要的辐射噪声的竞争造成的目标无线通讯装置的一种不可通信状态。该至少一个电子装置可以包括微波炉。
这个应用识别出不是由于缺乏无线电波，而是由于与从电子装置，例如微波炉，发射的非需要的辐射噪声的竞争造成的该“不可通信”传播环境。
目标无线通讯装置可以是无线局域网装置。本发明的检测装置是可应用于检测用于在该无线局域网装置所置于的多种户内和户外条件下通信的无线电波的传播环境。
本发明的技术也可应用于无线局域网的终端装置。本发明因此针对一种终端装置，其通过预定频带中的无线电波连接到由基站提供的无线局域网。该终端装置包括检波模块，其接收并检测预定频带中的无线电波；抽取模块，其抽取代表所检测的无线电波有或没有时时间序列变化的图形；识别模块，其将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括基站的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别从基站传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别结果。
本发明的终端装置抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形，将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括基站的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别该无线电波的传播环境。当该终端装置的通畅通信被中断，本发明的这种设置有效地识别通信中断的原因。这种设置使得装置的一些组成部分能够被共享于不同的目的。例如，一个无线电波接收结构可以共用于传播环境的检测和通信。
本发明的以上以及其它目的、特征、方面和优点将在以下结合附图对优选实施例的详细说明中变得更加清晰。
图1是示出了本发明第一实施例中的检测装置功能的原理框图；图2是示出了本发明第一实施例中的检测装置电路结构的电路图；图3是示出了本发明第一实施例中检测装置检测从无线LAN装置传送来的无线电波的操作时序图；图4是示出了本发明第一实施例中检测装置检测从微波炉传送来的无线电波的操作时序图；图5是示出了本发明第一实施例中检测装置检测从业余无线电装置传送来的无线电波的操作时序图；图6示出了本发明第一实施例中显示模块的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态；图7是示出了本发明第二实施例中另一个检测装置的电路结构的电路图；图8是示出了本发明第二实施例中状态检测电路所执行的处理例程的流程图；图9是示出了本发明第二实施例中状态检测电路的图形抽取处理的时序图。
具体实施例方式
下面讨论作为应用了本发明技术的检测装置的典型例子的一种检测无线LAN中无线电波传播环境的检测装置。
图1是示出了本发明第一实施例中检测装置10功能的功能性框图。检测装置10检测被无线LAN装置用于通信的无线电波的传播环境，该无线LAN装置是无线通讯装置的一种。检测装置10具有检波模块20，其接收并检测被无线LAN装置用于通信的预定频带中的无线电波，抽取模块30，其二元化所检测的无线电波的强度变化，并抽取该二进制数据作为时间序列图形，识别模块40，其检验所抽取的图形并识别从无线LAN装置传送来的无线电波的传播环境，以及显示模块50，其显示识别结果。该实施例的检测装置10检测无线LAN在符合“IEEE 802.11b”协议的2.4GHz频带中的传播环境。检波模块20接收并检测在2.4GHz频带中的无线电波。
识别模块40使用由抽取模块30所抽取的图形来识别在2.4GHz频带中传送无线电波的装置的类型。除了无线LAN装置以外，存在各种在这个频带中传送无线电波的装置，例如，微波炉、业余无线电装置。这些不同的装置分别具有关于所传送的2.4GHz频带中无线电波的场强度的固有图形。识别模块40将所抽取的图形与固有图形比较，以识别2.4GHz频带中无线电波的传播环境。除了无线LAN以外的这些不同的装置传送无线电波，该电波干扰无线LAN装置的通信。传送与无线LAN装置的无线电波竞争的2.4GHz频带中的无线电波的这样的装置的典型例子是微波炉和业余无线电装置。所以构造该实施例的识别模块40来比较所抽取的图形与传送2.4GHz频带中的无线电波的无线LAN装置、微波炉和业余无线电装置的固有图形。识别模块40的电路结构将在以后详细讨论。
识别模块40检验从无线LAN装置传送来的2.4GHz频带中的无线电波的固有图形。基站，符合“IEEE 802.11b”协议的一种无线LAN装置，定期传送信标(beacon)，用于与无线终端装置通信。信标是周期约为100毫秒(以下表示为ms)、脉冲宽度约为700到800微秒(以下表示为μm)的信号。识别模块40将周期约为100ms、脉冲宽度约为700到800μm的图形假定为是从无线LAN装置传送来的无线电波的固有图形，并将所抽取的图形与这个固有图形比较。
识别模块40还检验从微波炉传送来的2.4GHz频带中的无线电波的固有图形。微波炉利用由内部磁场产生的2.4GHz频带中的无线电波直接加热食物。从微波炉发射的非需要的辐射噪声可能与频带中用于无线LAN装置通信的无线电波竞争，干扰无线LAN装置的通畅的通信。该非需要的辐射噪声是周期约为7到22ms的连续脉冲信号。识别模块40将周期约为7到22ms的连续脉冲信号的图形假定为从微波炉传送来的无线电波的固有图形，并将所抽取的图形与这个固有图形比较。
识别模块40还检验从业余无线电装置传送来的2.4GHz频带中的无线电波的固有图形。业余无线电装置是另一种与无线LAN装置不同的无线通讯装置，它的通信信号与无线LAN装置的信标相比，具有更大的脉冲宽度(不小于500ms)。识别模块40将脉冲宽度不小于约500ms的图形假定为从业余无线电装置传送来的无线电波的固有图形，并将所抽取的图形与这个固有图形比较。
检测装置10按照以下所说明的工作。图2是示出了本发明第一实施例中的检测装置10的电路结构的电路图。检波模块20具有一个将所接收到的2.4GHz频带中的信号放大的RF电路21、一个检测2.4GHz频带中所放大的信号的检波电路22。检波电路22在没有检测到2.4GHz频带中的信号的情况下将检测输出#RF设置为高电平H，在检测到2.4GHz频带中的信号的情况下设置为低电平L。
抽取模块30具有四个单触发多谐振荡器31、32、33和34。该单触发多谐振荡器31、32、33和34响应于输入信号的下降边缘，分别输出脉冲宽度为50ms、7ms、15ms和500ms的脉冲信号。单触发多谐振荡器31和34是可再触发的，并响应于每一个输入的下降边缘更新脉冲信号的输出。在下降边缘的重新输入先于预置(preset)脉冲信号的结束的情况下，脉冲信号的输出在重新输入的时刻被重新激活并保持一个预定的时间段。单触发多谐振荡器31到34分别具有作为脉冲信号输出端的正逻辑输出端子Q31、Q32、Q33、Q34和负逻辑输出端子#Q31、#Q32、#Q33、#Q34。识别模块40将包括在抽取模块30中的四个单触发多谐振荡器31到34的正、负逻辑输出结合起来以识别输出2.4GHz频带中的无线电波的装置。识别模块40具有逻辑门41，其接收正逻辑和负逻辑两个输入，计算这两个输入的逻辑乘积，并将计算得到的逻辑乘积作为负逻辑输出。识别模块40还具有两个逻辑门42和43，它们的每一个接收两个负逻辑输入，计算这两个输入的逻辑乘积，并将计算得到的逻辑乘积作为负逻辑输出。显示模块50具有三个发光二极管LED1、LED2、LED3和三个电阻R1、R2、R3。
在本说明书中，端子名称和信号名称用相同的符号来表示。端子名称(信号名称)的前缀标记“#”代表负逻辑(低电平有效)。电平“H”和“L”分别表示二进制信号的两个电平中的电平“1”和电平“0”。
检波电路22的检测输出#RF连接到抽取模块30中的单触发多谐振荡器31、32和34的输入端子和识别模块40中的逻辑门43的两个端子中的一个上。抽取模块30中的单触发多谐振荡器34的正逻辑输出Q34连接到识别模块40中的逻辑门43的两个输入端子中的另一个上。
抽取模块30中的单触发多谐振荡器32的正逻辑输出Q32连接到跟随其后的单触发多谐振荡器33的输入端子上。单触发多谐振荡器32的负逻辑输出#Q32和单触发多谐振荡器33的负逻辑输出#Q33分别连接到识别模块40中的逻辑门42的两个输入端子上。
单触发多谐振荡器31的负逻辑输出#Q31连接到识别模块40中的逻辑门41的负逻辑输入端子上。逻辑门41的正逻辑输入端子接收逻辑门42的负逻辑输出#42。逻辑门41到43与显示模块50中的发光二极管LED1到LED3联接，以点亮或熄灭发光二极管LED1到LED3。
正电源线联接到发光二极管LED1、LED2和LED3的阳极。发光二极管LED1、LED2和LED3的阴极分别通过防止过电流的电阻R1、R2和R3与逻辑门41、42和43的负逻辑输出端子#Q41、#Q42和#Q43连接。当逻辑门41的输出#Q41处于电平L时，电流通过发光二极管LED1，将其点亮。另一方面，当逻辑门41的输出#Q41处于电平H时，没有电流通过发光二极管LED1，使其熄灭。发光二极管LED2和LED3以同样的方式被点亮和熄灭。
检测装置10根据以下详述的操作来检测从无线LAN传送来的无线电波。图3是示出了本发明第一实施例中检测装置10检测从无线LAN装置传送来的无线电波的操作的时序图。在这个例子中，无线LAN装置发送周期为100ms、脉冲宽度为800μs的信标。如图3中所示，当检波电路22检测到周期为100ms、脉冲宽度为800μs的信号的时候，检测输出#RF下降并在800μs的一段时间内保持低电平L。
响应于检测输出#RF的下降，在时刻t31，单触发多谐振荡器31和32的负逻辑输出#Q31和#Q32分别下降，并保持电平L50ms和7ms。在同一时刻t31，单触发多谐振荡器32和34的正逻辑输出Q32和Q34分别上升，并保持电平H7ms和500ms。单触发多谐振荡器32的正逻辑输出Q32在7ms的时间段之后在时刻t32下降。在同一时刻t32，单触发多谐振荡器33的负逻辑输出#Q33下降，并保持电平L15ms。在时刻t3150ms之后的时刻t33，单触发多谐振荡器31的负逻辑输出#Q31上升到电平H。响应于检测输出#RF的每个脉冲，这一系列的操作被重复。在检测输出#RF在500ms的时间段的中间再次下降，而这段时间内正逻辑输出Q34保持在电平H的情况下，正逻辑输出Q34的电平H周期从该时刻重新开始，并再延续500ms。
只要检测装置10接收到从无线LAN装置传送来的信标，逻辑门42和43的负逻辑输出#Q42和#Q43就保持在电平H，而逻辑门41的负逻辑输出#Q41在电平L和电平H之间变化。发光二极管LED1根据负逻辑输出#Q41的状态而闪烁，而发光二极管LED2和LED3则不亮。
以下说明出现从微波炉辐射来的无线电波时检测装置10的操作。图4是示出了本发明第一实施例中检测装置10检测从微波炉传送来的无线电波的操作的时序图。在这个例子中，从微波炉辐射来的无线电波是非需要的辐射噪声，它是周期约为16ms的连续脉冲信号。该非需要的辐射噪声随电源频率同步地反复升高和降低。在使用商用60Hz的交流电的区域，该非需要的辐射噪声是周期约为1/60s(约16ms)的连续脉冲信号。当检波电路22检测到该非需要的辐射噪声时，检测输出#RF以约1/120s(约8ms)为间隔反复地在电平L和电平H之间变化其电平。
响应于检测输出#RF的第一次下降，在时刻t41，单触发多谐振荡器31和32的负逻辑输出#Q31和#Q32分别下降并保持电平L50ms和7ms。单触发多谐振荡器32和34的正逻辑输出Q32和Q34分别上升并保持电平H 7ms和500ms。在时刻t41 17ms之后的时刻t42，于单触发多谐振荡器32的正逻辑输出Q32下降的同时，单触发多谐振荡器33的负逻辑输出#Q33下降并保持电平L15ms。在检测输出#RF在50ms的时间段的中间再次下降，在这段时间内负逻辑输出#Q31保持在电平L的情况下，负逻辑输出#Q31的电平L周期从该时刻重新开始并再延续50ms。再检测输出#RF在500ms时间段的中间再次下降，在这段时间内正逻辑输出Q34保持电平H的情况下，正逻辑输出Q34的电平H周期从该时刻重新开始并再延续500ms。因此只要检测装置10检测倒从微波炉发射来的非需要的辐射噪声，正逻辑输出Q34就保持在电平H上。
响应于检测输出#RF的再次下降，在时刻t41 16ms之后的时刻t43，负逻辑输出#Q32再次下降并保持电平L7ms。在时刻t42 15ms之后的时刻t44，负逻辑输出#Q33上升到电平H。在时刻t43和时刻t44之间的时间段内，逻辑门42的负逻辑输出#Q42相应地保持在电平L上。
只要检测装置10接收到非需要的辐射噪声，其为从微波炉发射来的周期为7到22ms的连续脉冲信号，则逻辑门43的负逻辑输出#Q43保持在电平H，而逻辑门41和42的负逻辑输出#Q41和#Q42在电平L和电平H之间变化其电平。发光二极管LED1和LED2根据负逻辑输出#Q41的状态和负逻辑输出#Q42的状态分别被点亮和熄灭，而发光二极管LED3则不亮。
以下说明出现从业余无线电装置传送来的无线电波时检测装置10的操作。图5是示出了本发明第一实施例中检测装置10检测从业余无线电装置传送来的无线电波的操作的时序图。图5时序图中的横坐标比例与图3和4的时序图中的横坐标比例不同。业余无线电装置一般在对话过程中输出无线电波作为载波。每次对话，位于检测装置10附近的业余无线电装置输出2.4GHz频带中的至少几秒钟的无线电波或载波。在图5的例子中，从业余无线电装置输出的无线电波是脉冲宽度为1s的信号。如图5时序图中所示，当检波电路22检测到该载波，即在本例中脉冲宽度为1s时，检测输出#RF下降并保持电平L1s。
检测输出#RF下降的时刻t51和正逻辑输出Q34下降的时刻t52之间的期间内相应输出信号的轮廓与图3的时序图中时刻t31和时刻t33之间的期间内的信号轮廓是一样的。检测输出#RF上升的时刻t53跟随时刻t52之后。逻辑门43的负逻辑输出#Q43相应地在时刻t52和时刻t53之间的时间期间内保持电平L。
只要检测装置10接收到通信信号，其为从业余无线电装置传送来的脉冲宽度不小于500ms的信号，则逻辑门42的负逻辑输出#Q42保持电平H，而逻辑门41和43的负逻辑输出#Q41和#Q43在电平L和电平H之间变化其电平。发光二极管LED1和LED3分别根据负逻辑输出#Q41的状态和负逻辑输出#Q43的状态闪烁，而发光二极管LED2不亮。
图6示出了本发明第一实施例中显示模块的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态。在其中检测装置10没有检测到任何2.4GHz频带中的无线电波的“没有无线LAN无线电波”的传播环境中，所有发光二极管LED1、LED2和LED3都不亮。在其中检测装置10只检测到从无线LAN传送来的无线电波的“无线LAN可通信”传播环境中，只有发光二极管LED1闪烁。在其中检测装置10只检测到从微波炉发射的无线电波或者来自无线LAN装置和微波炉的竞争无线电波的“微波炉导致的不可通信”传播环境中，发光二极管LED1和LED2闪烁。在其中检测装置10只检测到从业余无线电传送来的无线电波或者来自无线LAN装置和业余无线电装置的竞争无线电波的“业余无线电装置导致的不可通信”传播环境中，发光二极管LED1和LED3闪烁。
在第一实施例的检测装置10中，显示模块50中的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态根据检测到的无线电波信号而变化。当无线LAN装置的通畅通信被中断的时候，通信中断的原因是可以通过显示模块50中的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态识别的。每一个发光二极管也可以是点亮的，来取代闪烁。例如，在这个改进的方案中，发光二极管LED1在“无线LAN不可通信”传播环境中被点亮。发光二极管LED2在“微波炉导致的不可通信”传播环境中被点亮。发光二极管LED3在“业余无线电装置导致的不可通信”传播环境中被点亮。
下面讨论作为本发明第二实施例的另一种具有不同电路结构的检测装置100。第二实施例的检测装置100的功能与图1中所示第一实施例的检测装置10相同。图7是示出了本发明第二实施例中检测装置10的电路结构的电路图。包括在检测装置10中的检波模块20与图2中所示第一实施例的检波模块20相同。在第一实施例的检测装置10中，抽取模块30和识别模块40的功能是以用线连接的逻辑单元的形式实现的。另一方面，在第二实施例的检测装置10中，一个状态检测电路35执行一个软件程序以实现抽取模块30和识别模块40两者的功能。状态检测电路35是一个单芯片微型计算机，它执行存储在内部ROM或其它存储器(未示出)中的程序来实现抽取和识别。这个程序可以被改进成各种分析技术。状态检测电路35具有负逻辑输出#Q35A和#Q35B。包括在检测装置10中的显示模块50具有两个发光二极管LED4、LED5和两个电阻R4、R5。电平H电源线分别连接到发光二极管LED4和LED5的阳极。发光二极管LED4和LED5的阴极分别通过用于防止过电流的电阻R4和R5与状态检测电路35的负逻辑输出端子#Q35A和#Q35B联接。
状态检测电路35按照以下详述的工作。图8是示出了本发明第二实施例中状态检测电路35所执行的例处理例程的流程图。当程序进入图8中所示处理例程时，状态检测电路35首先从检波模块20的检波电路22读取检测输出#RF并抽取检测输出RF的图形(步骤S810)。状态检测电路35接着判定所抽取图形是否与无线LAN装置的固有图形一致(步骤S820)。当所抽取的图形以不大于500ms的周期间歇地变化时，在步骤S820判定该所抽取的图形与无线LAN装置的固有图形一致。然后状态检测电路35将负逻辑输出#Q35A设置为电平L，将负逻辑输出#Q35B设置为电平H(步骤S830)。然后程序从这个处理例程中退出。当在步骤S820判定了所抽取的图形与无线LAN装置的固有图形不一致时，状态检测电路35再判定所抽取图形是否与微波炉的固有图形或者与业余无线电装置的固有图形相一致(步骤S840)。当在步骤S840判定了所抽取图形与周期为7到22ms的连续脉冲图形(这是微波炉固有的)或者电平L状态连续500ms或更长的图形(这是业余无线电装置固有的)相一致时，状态检测电路35将负逻辑输出#Q35A设置为电平H，将负逻辑输出#Q35B设置为电平L(步骤S850)。然后程序从这个处理例程中退出。当在步骤S840判定了所抽取的图形与这些固有图形的任意一个都不一致时，状态检测电路35将两个负逻辑输出#Q35A和#Q35B都设置为电平H(步骤S860)。然后程序从这个处理例程中退出。状态检测电路35按照预置时序反复地执行这一系列处理。
下面更详细地讨论一下步骤S810的图形抽取处理。状态检测电路35以周期为200μs的定时对检测输出#RF进行采样，该定时周期小于从无线LAN装置传送来的信标信号的脉冲宽度(在约700到800μs的范围内)。每次采样对检测输出#RF连续三次读取(sense)，并根据更频繁地读取到的电平来抽取检测输出#RF的图形。该抽取过程令人满意地消除了检测输出#RF的噪声。采样时序的周期和读取的频率并不限于这些值，而是可以通过考虑各种因素恰当地被设置的。根据这个过程状态检测电路35实现图形抽取很容易。
图9是示出了本发明第二实施例中状态检测电路35的图形抽取处理的时序图。状态检测电路35按照采样时序(即，图9中具有到电平H的多个上升部分的时序)读取检测输出#RF并抽取检测输出#RF的图形。在第一个采样时段t91，检测输出#RF在所有读取时间t911、t912和t913都是处于电平L。所抽取的图形相应地从电平H变到电平L。也就是说状态检测电路35使负逻辑输出#Q35A有效(处于电平L)。在第二个采样时段t92，检测输出#RF在读取时间t921处于电平L而在读取时间t922和t923处于电平H。状态检测电路35相应地将所抽取图形从电平L变为电平H。在第三个采样时段t93，检测输出#RF在读取时间t931处于电平L而在读取时间t932和t933处于电平H。状态检测电路35相应地将检测输出#RF下降到电平L看作是噪声并保持所抽取的图形处于电平H。
状态检测电路35的负逻辑输出#Q35A的电平依赖于所抽取的图形的变化。所抽取的图形处于电平L导致负逻辑输出#Q35A为电平L。电流通过并点亮与该负逻辑输出#Q35A联接的发光二极管LED4。当负逻辑输出#Q35A处于电平H时，没有电流通过发光二极管LED4，其因此不亮。同样地，发光二极管LED5在负逻辑输出#Q35B为电平L时被点亮，而在负逻辑输出#Q35B为电平H时不亮。
当检测装置10没有检测到2.4GHz频带中的无线电波时，发光二极管LED4和LED5都不亮。当检测装置10检测到从无线LAN传送来的无线电波时，只有发光二极管LED4被点亮。当检测装置10检测到从除了无线LAN装置以外的任何外部装置(例如，微波炉或者业余无线电装置)发射的无线电波时，只有发光二极管LED5被点亮。
第二实施例中的检测装置10中，显示模块50中的发光二极管LED4和LED5的发光状态根据所检测的无线电波信号而变化。当无线LAN装置的通畅通信被中断时，通信中断的原因是缺乏无线电波信号，或者是与从微波炉或业余无线电装置发射的无线电波的竞争，这是可以识别的。
以上实施例以及它们的变形在各方面被看作是说明性的而不是限制性的。在不背离本发明的主要特征的范围或精神的情况下，可以作出很多其它的变形，改变和修改。例如，作为检测目标的频带不限于无线LAN装置一般所利用的2.4GHz频带。检测装置可以构造成检测其它频带中的无线电波。作为识别对象的图形不限于微波炉和业余无线电装置的固有图形，而可以是任何其它适合的装置的固有图形。替代从无线LAN装置传送来的信标信号的图形，检测装置可以识别分组通信的图形。显示模块可以采用其它手段替代发光二极管来显示识别结果。例如，显示模块可以使用屏幕以字符或图形的方式显示识别结果。另外例如，检测装置可以具有对例如个人电脑或扬声器的外部装置的接口，使得识别的结果被以视觉或听觉的方式输出。检测装置的功能可以被建立在无线LAN装置中或者任何其它合适的装置中。
本发明的范围和精神通过所附权利要求而不是通过以上说明被指出。
权利要求
1.一种检测装置，用于检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境，所述检测装置包括检波模块，其接收并检测预定频带中的无线电波；抽取模块，其抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；识别模块，其将所抽取的图形与从使用了所述预定频带中的无线电波并包括所述目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形相比较，并由此识别从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别的结果，其中在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于没有从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
2.如权利要求1所述的检测装置，其中所述多个装置包括至少一个与所述目标无线通讯装置不同的外部的无线通讯装置，并且在所抽取图形与从所述外部的无线通讯装置输出的固有图形一致的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于与从所述外部的无线通讯装置传送来的无线电波相竞争造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
3.如权利要求2所述的检测装置，其中所述至少一个外部无线通讯装置包括业余无线电装置。
4.如权利要求2所述的检测装置，其中所述多个装置包括至少一个发射预定频带内的非需要的辐射噪声的电子装置，并且在所抽取的图形与从所述电子装置输出的固有图形一致的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于与从所述电子装置发射的该非需要的辐射噪声相竞争造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
5.如权利要求4所述的检测装置，其中所述至少一个电子装置包括微波炉。
6.如权利要求1所述的检测装置，其中所述目标无线通讯装置是无线局域网装置。
7.一种通过预定频带中的无线电波连接到由基站提供的无线局域网的终端装置，所述终端装置包括检波模块，其接收并检测预定频带中的无线电波；抽取模块，其抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；识别模块，其将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括了所述基站的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，并由此识别从所述基站传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别的结果，其中在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于没有从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
8.一种检测方法，检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境，所述方法包括以下步骤接收并检测预定频带中的无线电波；抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；并且将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括了所述目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形相比较，并由此识别从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境，其中在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，所述识别步骤判定所识别的传播环境是由于没有从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
全文摘要
本发明公开了一种无线电波传播环境的检测装置和检测方法。在本发明的检测装置(10)中，检波模块(20)接收并检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波。抽取模块(30)抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形。识别模块(40)将所抽取的图形与从使用预定频带中的无线电波并包括了目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，并由此识别从目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境。显示模块(50)通过改变LED的发光状态显示识别的结果。当无线通讯装置的通畅的通信被中断时，本发明的这套设备能够令人满意地识别中断通信的原因。
文档编号H04L12/28GK101026422SQ20071000355
公开日2007年8月29日 申请日期2003年6月10日 优先权日2002年11月26日
发明者石彻白敬, 园部贵郁 申请人:巴比禄股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种被无线通讯装置用于无线通信的无线电波的传播环境的检测装置和方法。
背景技术：
无线局域网(以下可能称为无线LAN)以及蜂窝式电话系统是将无线电波用于信息传送的无线通信的典型例子。一种已知的应用于通信终端装置的技术，基于基站与终端装置之间的无线电波信号的电场强度来检测用于通信的无线电波的传播状态。
基于基站与终端装置之间的无线电波信号的电场强度检测用于通信的无线电波的传播状态的终端装置在例如日本特开2002-34077号公开公报中被公开。
但是，在终端装置通信失败的情况下，这项基于电场强度检测无线电波的传播状态的现有技术，不能识别由于没有用于无线通信的无线电波信号或者由于从其它装置，例如业余无线电装置或者微波炉，发射的竞争(competing)无线电波的影响造成的通信失败的原因。
发明内容
因此，本发明的目的是提供在通过无线LAN的终端装置的通畅通信中断的情况下识别通信中断原因的一种无线电波传播环境的检测技术。
为了至少部分达到以上以及其他相关目的，本发明旨在提供一种检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境的检测装置。该检测装置包括检波模块，其接收和检测预定频带中的无线电波，抽取模块，其抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形，识别模块，其将所抽取图形与从使用了预定频带中无线电波并包括目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别从目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别结果。
存在对应于以上检测装置的一种方法。本发明因此也旨在提供一种检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境的检测方法。该方法包括以下步骤接收并检测预定频带中的无线电波；抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；并将所抽取图形与从使用了预定频带中无线电波并包括目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别从目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境。
本发明的检测装置或对应的方法抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形，将所抽取图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别该无线电波的传播环境。当目标无线通讯装置的通畅通信被中断时，本发明的这套设备有效地识别通信中断的原因。
在检测装置的一个优选应用中，在所抽取图形与从目标无线通讯装置输出的固有图形一致的情况下，识别模块判定所识别的传播环境是目标无线通讯装置的一种可通信状态。
这个应用识别出该“可通信”传播环境，在该环境中检测到被目标无线通讯装置使用的无线电波并且没有竞争无线电波出现。
在检测装置的另一个优选应用中，在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，识别模块判定所识别的传播环境是由于没有从目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的目标无线通讯装置的一种不可通信状态。
这个应用识别出该“不可通信”传播环境，其不是由于竞争无线电波的出现，而是由于未能检测到的、因而是未出现的无线电波，这可能是由于到目标无线通讯装置的距离或者建筑物或其它障碍的影响。
在本发明的检测装置的一个优选实施例中，该多个装置包括至少一个不同于目标无线通讯装置的外部(foreign)无线通讯装置。在所抽取的图形与从该外部无线通讯装置输出的固有图形一致时，识别模块判定所识别的传播环境是由于与从外部无线通讯装置传送来的无线电波的竞争造成的目标无线通讯装置的一种不可通信状态。该至少一个外部无线通讯装置可以包括业余无线电装置。
这个应用识别出不是由于缺乏无线电波，而是由于与从外部无线通讯装置，例如业余无线电装置，传送来的无线电波的竞争造成的该“不可通信”传播环境。
在本发明的检测装置的另一个优选实施例中，该多个装置包括在预定频带中发射非需要的(non-required)辐射噪声的至少一个电子装置。在所抽取的图形与从该电子装置输出的固有图形一致时，识别模块判定所识别的传播环境是由于与从电子装置发射的非需要的辐射噪声的竞争造成的目标无线通讯装置的一种不可通信状态。该至少一个电子装置可以包括微波炉。
这个应用识别出不是由于缺乏无线电波，而是由于与从电子装置，例如微波炉，发射的非需要的辐射噪声的竞争造成的该“不可通信”传播环境。
目标无线通讯装置可以是无线局域网装置。本发明的检测装置是可应用于检测用于在该无线局域网装置所置于的多种户内和户外条件下通信的无线电波的传播环境。
本发明的技术也可应用于无线局域网的终端装置。本发明因此针对一种终端装置，其通过预定频带中的无线电波连接到由基站提供的无线局域网。该终端装置包括检波模块，其接收并检测预定频带中的无线电波；抽取模块，其抽取代表所检测的无线电波有或没有时时间序列变化的图形；识别模块，其将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括基站的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别从基站传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别结果。
本发明的终端装置抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形，将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括基站的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，从而识别该无线电波的传播环境。当该终端装置的通畅通信被中断，本发明的这种设置有效地识别通信中断的原因。这种设置使得装置的一些组成部分能够被共享于不同的目的。例如，一个无线电波接收结构可以共用于传播环境的检测和通信。
本发明的以上以及其它目的、特征、方面和优点将在以下结合附图对优选实施例的详细说明中变得更加清晰。
图1是示出了本发明第一实施例中的检测装置功能的原理框图；图2是示出了本发明第一实施例中的检测装置电路结构的电路图；图3是示出了本发明第一实施例中检测装置检测从无线LAN装置传送来的无线电波的操作时序图；图4是示出了本发明第一实施例中检测装置检测从微波炉传送来的无线电波的操作时序图；图5是示出了本发明第一实施例中检测装置检测从业余无线电装置传送来的无线电波的操作时序图；图6示出了本发明第一实施例中显示模块的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态；图7是示出了本发明第二实施例中另一个检测装置的电路结构的电路图；图8是示出了本发明第二实施例中状态检测电路所执行的处理例程的流程图；图9是示出了本发明第二实施例中状态检测电路的图形抽取处理的时序图。
具体实施例方式
下面讨论作为应用了本发明技术的检测装置的典型例子的一种检测无线LAN中无线电波传播环境的检测装置。
图1是示出了本发明第一实施例中检测装置10功能的功能性框图。检测装置10检测被无线LAN装置用于通信的无线电波的传播环境，该无线LAN装置是无线通讯装置的一种。检测装置10具有检波模块20，其接收并检测被无线LAN装置用于通信的预定频带中的无线电波，抽取模块30，其二元化所检测的无线电波的强度变化，并抽取该二进制数据作为时间序列图形，识别模块40，其检验所抽取的图形并识别从无线LAN装置传送来的无线电波的传播环境，以及显示模块50，其显示识别结果。该实施例的检测装置10检测无线LAN在符合“IEEE 802.11b”协议的2.4GHz频带中的传播环境。检波模块20接收并检测在2.4GHz频带中的无线电波。
识别模块40使用由抽取模块30所抽取的图形来识别在2.4GHz频带中传送无线电波的装置的类型。除了无线LAN装置以外，存在各种在这个频带中传送无线电波的装置，例如，微波炉、业余无线电装置。这些不同的装置分别具有关于所传送的2.4GHz频带中无线电波的场强度的固有图形。识别模块40将所抽取的图形与固有图形比较，以识别2.4GHz频带中无线电波的传播环境。除了无线LAN以外的这些不同的装置传送无线电波，该电波干扰无线LAN装置的通信。传送与无线LAN装置的无线电波竞争的2.4GHz频带中的无线电波的这样的装置的典型例子是微波炉和业余无线电装置。所以构造该实施例的识别模块40来比较所抽取的图形与传送2.4GHz频带中的无线电波的无线LAN装置、微波炉和业余无线电装置的固有图形。识别模块40的电路结构将在以后详细讨论。
识别模块40检验从无线LAN装置传送来的2.4GHz频带中的无线电波的固有图形。基站，符合“IEEE 802.11b”协议的一种无线LAN装置，定期传送信标(beacon)，用于与无线终端装置通信。信标是周期约为100毫秒(以下表示为ms)、脉冲宽度约为700到800微秒(以下表示为μm)的信号。识别模块40将周期约为100ms、脉冲宽度约为700到800μm的图形假定为是从无线LAN装置传送来的无线电波的固有图形，并将所抽取的图形与这个固有图形比较。
识别模块40还检验从微波炉传送来的2.4GHz频带中的无线电波的固有图形。微波炉利用由内部磁场产生的2.4GHz频带中的无线电波直接加热食物。从微波炉发射的非需要的辐射噪声可能与频带中用于无线LAN装置通信的无线电波竞争，干扰无线LAN装置的通畅的通信。该非需要的辐射噪声是周期约为7到22ms的连续脉冲信号。识别模块40将周期约为7到22ms的连续脉冲信号的图形假定为从微波炉传送来的无线电波的固有图形，并将所抽取的图形与这个固有图形比较。
识别模块40还检验从业余无线电装置传送来的2.4GHz频带中的无线电波的固有图形。业余无线电装置是另一种与无线LAN装置不同的无线通讯装置，它的通信信号与无线LAN装置的信标相比，具有更大的脉冲宽度(不小于500ms)。识别模块40将脉冲宽度不小于约500ms的图形假定为从业余无线电装置传送来的无线电波的固有图形，并将所抽取的图形与这个固有图形比较。
检测装置10按照以下所说明的工作。图2是示出了本发明第一实施例中的检测装置10的电路结构的电路图。检波模块20具有一个将所接收到的2.4GHz频带中的信号放大的RF电路21、一个检测2.4GHz频带中所放大的信号的检波电路22。检波电路22在没有检测到2.4GHz频带中的信号的情况下将检测输出#RF设置为高电平H，在检测到2.4GHz频带中的信号的情况下设置为低电平L。
抽取模块30具有四个单触发多谐振荡器31、32、33和34。该单触发多谐振荡器31、32、33和34响应于输入信号的下降边缘，分别输出脉冲宽度为50ms、7ms、15ms和500ms的脉冲信号。单触发多谐振荡器31和34是可再触发的，并响应于每一个输入的下降边缘更新脉冲信号的输出。在下降边缘的重新输入先于预置(preset)脉冲信号的结束的情况下，脉冲信号的输出在重新输入的时刻被重新激活并保持一个预定的时间段。单触发多谐振荡器31到34分别具有作为脉冲信号输出端的正逻辑输出端子Q31、Q32、Q33、Q34和负逻辑输出端子#Q31、#Q32、#Q33、#Q34。识别模块40将包括在抽取模块30中的四个单触发多谐振荡器31到34的正、负逻辑输出结合起来以识别输出2.4GHz频带中的无线电波的装置。识别模块40具有逻辑门41，其接收正逻辑和负逻辑两个输入，计算这两个输入的逻辑乘积，并将计算得到的逻辑乘积作为负逻辑输出。识别模块40还具有两个逻辑门42和43，它们的每一个接收两个负逻辑输入，计算这两个输入的逻辑乘积，并将计算得到的逻辑乘积作为负逻辑输出。显示模块50具有三个发光二极管LED1、LED2、LED3和三个电阻R1、R2、R3。
在本说明书中，端子名称和信号名称用相同的符号来表示。端子名称(信号名称)的前缀标记“#”代表负逻辑(低电平有效)。电平“H”和“L”分别表示二进制信号的两个电平中的电平“1”和电平“0”。
检波电路22的检测输出#RF连接到抽取模块30中的单触发多谐振荡器31、32和34的输入端子和识别模块40中的逻辑门43的两个端子中的一个上。抽取模块30中的单触发多谐振荡器34的正逻辑输出Q34连接到识别模块40中的逻辑门43的两个输入端子中的另一个上。
抽取模块30中的单触发多谐振荡器32的正逻辑输出Q32连接到跟随其后的单触发多谐振荡器33的输入端子上。单触发多谐振荡器32的负逻辑输出#Q32和单触发多谐振荡器33的负逻辑输出#Q33分别连接到识别模块40中的逻辑门42的两个输入端子上。
单触发多谐振荡器31的负逻辑输出#Q31连接到识别模块40中的逻辑门41的负逻辑输入端子上。逻辑门41的正逻辑输入端子接收逻辑门42的负逻辑输出#42。逻辑门41到43与显示模块50中的发光二极管LED1到LED3联接，以点亮或熄灭发光二极管LED1到LED3。
正电源线联接到发光二极管LED1、LED2和LED3的阳极。发光二极管LED1、LED2和LED3的阴极分别通过防止过电流的电阻R1、R2和R3与逻辑门41、42和43的负逻辑输出端子#Q41、#Q42和#Q43连接。当逻辑门41的输出#Q41处于电平L时，电流通过发光二极管LED1，将其点亮。另一方面，当逻辑门41的输出#Q41处于电平H时，没有电流通过发光二极管LED1，使其熄灭。发光二极管LED2和LED3以同样的方式被点亮和熄灭。
检测装置10根据以下详述的操作来检测从无线LAN传送来的无线电波。图3是示出了本发明第一实施例中检测装置10检测从无线LAN装置传送来的无线电波的操作的时序图。在这个例子中，无线LAN装置发送周期为100ms、脉冲宽度为800μs的信标。如图3中所示，当检波电路22检测到周期为100ms、脉冲宽度为800μs的信号的时候，检测输出#RF下降并在800μs的一段时间内保持低电平L。
响应于检测输出#RF的下降，在时刻t31，单触发多谐振荡器31和32的负逻辑输出#Q31和#Q32分别下降，并保持电平L50ms和7ms。在同一时刻t31，单触发多谐振荡器32和34的正逻辑输出Q32和Q34分别上升，并保持电平H7ms和500ms。单触发多谐振荡器32的正逻辑输出Q32在7ms的时间段之后在时刻t32下降。在同一时刻t32，单触发多谐振荡器33的负逻辑输出#Q33下降，并保持电平L15ms。在时刻t3150ms之后的时刻t33，单触发多谐振荡器31的负逻辑输出#Q31上升到电平H。响应于检测输出#RF的每个脉冲，这一系列的操作被重复。在检测输出#RF在500ms的时间段的中间再次下降，而这段时间内正逻辑输出Q34保持在电平H的情况下，正逻辑输出Q34的电平H周期从该时刻重新开始，并再延续500ms。
只要检测装置10接收到从无线LAN装置传送来的信标，逻辑门42和43的负逻辑输出#Q42和#Q43就保持在电平H，而逻辑门41的负逻辑输出#Q41在电平L和电平H之间变化。发光二极管LED1根据负逻辑输出#Q41的状态而闪烁，而发光二极管LED2和LED3则不亮。
以下说明出现从微波炉辐射来的无线电波时检测装置10的操作。图4是示出了本发明第一实施例中检测装置10检测从微波炉传送来的无线电波的操作的时序图。在这个例子中，从微波炉辐射来的无线电波是非需要的辐射噪声，它是周期约为16ms的连续脉冲信号。该非需要的辐射噪声随电源频率同步地反复升高和降低。在使用商用60Hz的交流电的区域，该非需要的辐射噪声是周期约为1/60s(约16ms)的连续脉冲信号。当检波电路22检测到该非需要的辐射噪声时，检测输出#RF以约1/120s(约8ms)为间隔反复地在电平L和电平H之间变化其电平。
响应于检测输出#RF的第一次下降，在时刻t41，单触发多谐振荡器31和32的负逻辑输出#Q31和#Q32分别下降并保持电平L50ms和7ms。单触发多谐振荡器32和34的正逻辑输出Q32和Q34分别上升并保持电平H 7ms和500ms。在时刻t41 17ms之后的时刻t42，于单触发多谐振荡器32的正逻辑输出Q32下降的同时，单触发多谐振荡器33的负逻辑输出#Q33下降并保持电平L15ms。在检测输出#RF在50ms的时间段的中间再次下降，在这段时间内负逻辑输出#Q31保持在电平L的情况下，负逻辑输出#Q31的电平L周期从该时刻重新开始并再延续50ms。再检测输出#RF在500ms时间段的中间再次下降，在这段时间内正逻辑输出Q34保持电平H的情况下，正逻辑输出Q34的电平H周期从该时刻重新开始并再延续500ms。因此只要检测装置10检测倒从微波炉发射来的非需要的辐射噪声，正逻辑输出Q34就保持在电平H上。
响应于检测输出#RF的再次下降，在时刻t41 16ms之后的时刻t43，负逻辑输出#Q32再次下降并保持电平L7ms。在时刻t42 15ms之后的时刻t44，负逻辑输出#Q33上升到电平H。在时刻t43和时刻t44之间的时间段内，逻辑门42的负逻辑输出#Q42相应地保持在电平L上。
只要检测装置10接收到非需要的辐射噪声，其为从微波炉发射来的周期为7到22ms的连续脉冲信号，则逻辑门43的负逻辑输出#Q43保持在电平H，而逻辑门41和42的负逻辑输出#Q41和#Q42在电平L和电平H之间变化其电平。发光二极管LED1和LED2根据负逻辑输出#Q41的状态和负逻辑输出#Q42的状态分别被点亮和熄灭，而发光二极管LED3则不亮。
以下说明出现从业余无线电装置传送来的无线电波时检测装置10的操作。图5是示出了本发明第一实施例中检测装置10检测从业余无线电装置传送来的无线电波的操作的时序图。图5时序图中的横坐标比例与图3和4的时序图中的横坐标比例不同。业余无线电装置一般在对话过程中输出无线电波作为载波。每次对话，位于检测装置10附近的业余无线电装置输出2.4GHz频带中的至少几秒钟的无线电波或载波。在图5的例子中，从业余无线电装置输出的无线电波是脉冲宽度为1s的信号。如图5时序图中所示，当检波电路22检测到该载波，即在本例中脉冲宽度为1s时，检测输出#RF下降并保持电平L1s。
检测输出#RF下降的时刻t51和正逻辑输出Q34下降的时刻t52之间的期间内相应输出信号的轮廓与图3的时序图中时刻t31和时刻t33之间的期间内的信号轮廓是一样的。检测输出#RF上升的时刻t53跟随时刻t52之后。逻辑门43的负逻辑输出#Q43相应地在时刻t52和时刻t53之间的时间期间内保持电平L。
只要检测装置10接收到通信信号，其为从业余无线电装置传送来的脉冲宽度不小于500ms的信号，则逻辑门42的负逻辑输出#Q42保持电平H，而逻辑门41和43的负逻辑输出#Q41和#Q43在电平L和电平H之间变化其电平。发光二极管LED1和LED3分别根据负逻辑输出#Q41的状态和负逻辑输出#Q43的状态闪烁，而发光二极管LED2不亮。
图6示出了本发明第一实施例中显示模块的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态。在其中检测装置10没有检测到任何2.4GHz频带中的无线电波的“没有无线LAN无线电波”的传播环境中，所有发光二极管LED1、LED2和LED3都不亮。在其中检测装置10只检测到从无线LAN传送来的无线电波的“无线LAN可通信”传播环境中，只有发光二极管LED1闪烁。在其中检测装置10只检测到从微波炉发射的无线电波或者来自无线LAN装置和微波炉的竞争无线电波的“微波炉导致的不可通信”传播环境中，发光二极管LED1和LED2闪烁。在其中检测装置10只检测到从业余无线电传送来的无线电波或者来自无线LAN装置和业余无线电装置的竞争无线电波的“业余无线电装置导致的不可通信”传播环境中，发光二极管LED1和LED3闪烁。
在第一实施例的检测装置10中，显示模块50中的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态根据检测到的无线电波信号而变化。当无线LAN装置的通畅通信被中断的时候，通信中断的原因是可以通过显示模块50中的发光二极管LED1、LED2和LED3的发光状态识别的。每一个发光二极管也可以是点亮的，来取代闪烁。例如，在这个改进的方案中，发光二极管LED1在“无线LAN不可通信”传播环境中被点亮。发光二极管LED2在“微波炉导致的不可通信”传播环境中被点亮。发光二极管LED3在“业余无线电装置导致的不可通信”传播环境中被点亮。
下面讨论作为本发明第二实施例的另一种具有不同电路结构的检测装置100。第二实施例的检测装置100的功能与图1中所示第一实施例的检测装置10相同。图7是示出了本发明第二实施例中检测装置10的电路结构的电路图。包括在检测装置10中的检波模块20与图2中所示第一实施例的检波模块20相同。在第一实施例的检测装置10中，抽取模块30和识别模块40的功能是以用线连接的逻辑单元的形式实现的。另一方面，在第二实施例的检测装置10中，一个状态检测电路35执行一个软件程序以实现抽取模块30和识别模块40两者的功能。状态检测电路35是一个单芯片微型计算机，它执行存储在内部ROM或其它存储器(未示出)中的程序来实现抽取和识别。这个程序可以被改进成各种分析技术。状态检测电路35具有负逻辑输出#Q35A和#Q35B。包括在检测装置10中的显示模块50具有两个发光二极管LED4、LED5和两个电阻R4、R5。电平H电源线分别连接到发光二极管LED4和LED5的阳极。发光二极管LED4和LED5的阴极分别通过用于防止过电流的电阻R4和R5与状态检测电路35的负逻辑输出端子#Q35A和#Q35B联接。
状态检测电路35按照以下详述的工作。图8是示出了本发明第二实施例中状态检测电路35所执行的例处理例程的流程图。当程序进入图8中所示处理例程时，状态检测电路35首先从检波模块20的检波电路22读取检测输出#RF并抽取检测输出RF的图形(步骤S810)。状态检测电路35接着判定所抽取图形是否与无线LAN装置的固有图形一致(步骤S820)。当所抽取的图形以不大于500ms的周期间歇地变化时，在步骤S820判定该所抽取的图形与无线LAN装置的固有图形一致。然后状态检测电路35将负逻辑输出#Q35A设置为电平L，将负逻辑输出#Q35B设置为电平H(步骤S830)。然后程序从这个处理例程中退出。当在步骤S820判定了所抽取的图形与无线LAN装置的固有图形不一致时，状态检测电路35再判定所抽取图形是否与微波炉的固有图形或者与业余无线电装置的固有图形相一致(步骤S840)。当在步骤S840判定了所抽取图形与周期为7到22ms的连续脉冲图形(这是微波炉固有的)或者电平L状态连续500ms或更长的图形(这是业余无线电装置固有的)相一致时，状态检测电路35将负逻辑输出#Q35A设置为电平H，将负逻辑输出#Q35B设置为电平L(步骤S850)。然后程序从这个处理例程中退出。当在步骤S840判定了所抽取的图形与这些固有图形的任意一个都不一致时，状态检测电路35将两个负逻辑输出#Q35A和#Q35B都设置为电平H(步骤S860)。然后程序从这个处理例程中退出。状态检测电路35按照预置时序反复地执行这一系列处理。
下面更详细地讨论一下步骤S810的图形抽取处理。状态检测电路35以周期为200μs的定时对检测输出#RF进行采样，该定时周期小于从无线LAN装置传送来的信标信号的脉冲宽度(在约700到800μs的范围内)。每次采样对检测输出#RF连续三次读取(sense)，并根据更频繁地读取到的电平来抽取检测输出#RF的图形。该抽取过程令人满意地消除了检测输出#RF的噪声。采样时序的周期和读取的频率并不限于这些值，而是可以通过考虑各种因素恰当地被设置的。根据这个过程状态检测电路35实现图形抽取很容易。
图9是示出了本发明第二实施例中状态检测电路35的图形抽取处理的时序图。状态检测电路35按照采样时序(即，图9中具有到电平H的多个上升部分的时序)读取检测输出#RF并抽取检测输出#RF的图形。在第一个采样时段t91，检测输出#RF在所有读取时间t911、t912和t913都是处于电平L。所抽取的图形相应地从电平H变到电平L。也就是说状态检测电路35使负逻辑输出#Q35A有效(处于电平L)。在第二个采样时段t92，检测输出#RF在读取时间t921处于电平L而在读取时间t922和t923处于电平H。状态检测电路35相应地将所抽取图形从电平L变为电平H。在第三个采样时段t93，检测输出#RF在读取时间t931处于电平L而在读取时间t932和t933处于电平H。状态检测电路35相应地将检测输出#RF下降到电平L看作是噪声并保持所抽取的图形处于电平H。
状态检测电路35的负逻辑输出#Q35A的电平依赖于所抽取的图形的变化。所抽取的图形处于电平L导致负逻辑输出#Q35A为电平L。电流通过并点亮与该负逻辑输出#Q35A联接的发光二极管LED4。当负逻辑输出#Q35A处于电平H时，没有电流通过发光二极管LED4，其因此不亮。同样地，发光二极管LED5在负逻辑输出#Q35B为电平L时被点亮，而在负逻辑输出#Q35B为电平H时不亮。
当检测装置10没有检测到2.4GHz频带中的无线电波时，发光二极管LED4和LED5都不亮。当检测装置10检测到从无线LAN传送来的无线电波时，只有发光二极管LED4被点亮。当检测装置10检测到从除了无线LAN装置以外的任何外部装置(例如，微波炉或者业余无线电装置)发射的无线电波时，只有发光二极管LED5被点亮。
第二实施例中的检测装置10中，显示模块50中的发光二极管LED4和LED5的发光状态根据所检测的无线电波信号而变化。当无线LAN装置的通畅通信被中断时，通信中断的原因是缺乏无线电波信号，或者是与从微波炉或业余无线电装置发射的无线电波的竞争，这是可以识别的。
以上实施例以及它们的变形在各方面被看作是说明性的而不是限制性的。在不背离本发明的主要特征的范围或精神的情况下，可以作出很多其它的变形，改变和修改。例如，作为检测目标的频带不限于无线LAN装置一般所利用的2.4GHz频带。检测装置可以构造成检测其它频带中的无线电波。作为识别对象的图形不限于微波炉和业余无线电装置的固有图形，而可以是任何其它适合的装置的固有图形。替代从无线LAN装置传送来的信标信号的图形，检测装置可以识别分组通信的图形。显示模块可以采用其它手段替代发光二极管来显示识别结果。例如，显示模块可以使用屏幕以字符或图形的方式显示识别结果。另外例如，检测装置可以具有对例如个人电脑或扬声器的外部装置的接口，使得识别的结果被以视觉或听觉的方式输出。检测装置的功能可以被建立在无线LAN装置中或者任何其它合适的装置中。
本发明的范围和精神通过所附权利要求而不是通过以上说明被指出。
权利要求
1.一种检测装置，用于检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境，所述检测装置包括检波模块，其接收并检测预定频带中的无线电波；抽取模块，其抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；识别模块，其将所抽取的图形与从使用了所述预定频带中的无线电波并包括所述目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形相比较，并由此识别从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别的结果，其中在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于没有从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
2.如权利要求1所述的检测装置，其中所述多个装置包括至少一个与所述目标无线通讯装置不同的外部的无线通讯装置，并且在所抽取图形与从所述外部的无线通讯装置输出的固有图形一致的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于与从所述外部的无线通讯装置传送来的无线电波相竞争造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
3.如权利要求2所述的检测装置，其中所述至少一个外部无线通讯装置包括业余无线电装置。
4.如权利要求2所述的检测装置，其中所述多个装置包括至少一个发射预定频带内的非需要的辐射噪声的电子装置，并且在所抽取的图形与从所述电子装置输出的固有图形一致的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于与从所述电子装置发射的该非需要的辐射噪声相竞争造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
5.如权利要求4所述的检测装置，其中所述至少一个电子装置包括微波炉。
6.如权利要求1所述的检测装置，其中所述目标无线通讯装置是无线局域网装置。
7.一种通过预定频带中的无线电波连接到由基站提供的无线局域网的终端装置，所述终端装置包括检波模块，其接收并检测预定频带中的无线电波；抽取模块，其抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；识别模块，其将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括了所述基站的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，并由此识别从所述基站传送来的无线电波的传播环境；和显示模块，其显示识别的结果，其中在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，所述识别模块判定所识别的传播环境是由于没有从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
8.一种检测方法，检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波的传播环境，所述方法包括以下步骤接收并检测预定频带中的无线电波；抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形；并且将所抽取的图形与从使用了预定频带中的无线电波并包括了所述目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形相比较，并由此识别从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境，其中在没有抽取到代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形的情况下，所述识别步骤判定所识别的传播环境是由于没有从所述目标无线通讯装置传送来的无线电波造成的所述目标无线通讯装置的不可通信状态。
全文摘要
本发明公开了一种无线电波传播环境的检测装置和检测方法。在本发明的检测装置(10)中，检波模块(20)接收并检测被目标无线通讯装置用于通信的预定频带中的无线电波。抽取模块(30)抽取代表所检测无线电波有或没有时时间序列变化的图形。识别模块(40)将所抽取的图形与从使用预定频带中的无线电波并包括了目标无线通讯装置的多个装置传送来的无线电波的固有图形比较，并由此识别从目标无线通讯装置传送来的无线电波的传播环境。显示模块(50)通过改变LED的发光状态显示识别的结果。当无线通讯装置的通畅的通信被中断时，本发明的这套设备能够令人满意地识别中断通信的原因。
文档编号H04L12/28GK101026422SQ20071000355
公开日2007年8月29日 申请日期2003年6月10日 优先权日2002年11月26日
发明者石彻白敬, 园部贵郁 申请人:巴比禄股份有限公司
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