(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備周波数キャリアリスト内のキャリアの電界強度測定を行なうことにより予備キャリアの監視を行ない、
その電界強度が所定のしきい値を超える頻度に応じて当該予備周波数キャリアの持つ干渉カウンタを増減し、
ホッピングパターン内の妨害受けた使用キャリアと予備キャリアの１つを交換する場合には当該干渉カウンタの値の大小順位によりしきい値を超える頻度が最も少ない予備周波数のキャリアから順に妨害受けた使用キャリアと交換を行ない、ホッピングパターンから削除されたキャリアは干渉カウンタの初期化値として最も悪い値を設定する
ことを特徴とした周波数ホッピング通信装置。
【請求項２】
妨害波の干渉を受け、予備キャリアと交換されたキャリアを、予備キャリアリストの最後尾に加えることにより、再びホッピングキャリアとして使用する優先順位を他の予備キャリアよりも低くすることを特徴とした請求項１記載の周波数ホッピング通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のホッピングパターンに従って使用キャリアが切り替えられる周波数ホッピング通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２．４GHz帯のＩＳＭバンドは、さまざまな機器が使用しており、干渉が発生しやすい周波数帯である。比較的妨害に強いとされる周波数ホッピング方式によるスペクトラム拡散無線通信装置（以下、ＦＨＳＳ通信装置）がこの周波数帯域で通信を行う場合においても、ある特定の周波数キャリア（以下、キャリア）が一定期間干渉を受けると、一定周期でその特定のキャリアにホッピングするため、干渉は受けてしまう。
【０００３】
この干渉を回避するために、全キャリアを、ホッピングパターンとして使用するキャリアと使用しない予備のキャリアの２つに分類し、ホッピングパターンとして使用中のキャリアが妨害波の干渉を受けていることを検知すると、そのキャリアをホッピングパターンから削除し、予備キャリアをホッピングパターンに加えるという通信装置が提案されている（特許文献１参照）。以下、従来の周波数ホッピング通信装置について図８を用いて説明する。
【０００４】
図８に示すように従来の周波数ホッピング通信装置は、周波数ホッピングパターンに従って周波数スロット（キャリア）を切り換えるための周波数スロット切換部８０４を有する。この周波数スロット切換部８０４では、監視手段８１０が周波数ホッピングパターンとして使用中の周波数スロットの受信状態を監視しており、この監視手段８１０より障害となりえる状態の伝達を受けたとき、ホッピングパターン変更手段８１１はホッピングパターンテーブル８１３からその周波数スロットを削除すると共に、送信空き時間を利用して、その変更内容を通信相手に伝達するために送信データ伝達路８０５へ出力する。
【０００５】
これによって、障害のある周波数スロットを周波数ホッピングパターンより削除することにより、通信の信頼性を向上し、伝達速度の低下を防止するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１０７０１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信中に無線環境は変化するため、その間に様々なキャリアが妨害波の干渉を受ける可能性がある。前記従来のＦＨＳＳ通信装置では、通信開始時から通算して予備キャリア数と同数のキャリア交換が行われると、その後、キャリア交換することができなくなり、通信品質を保持することが困難になってしまう。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するもので、妨害波の干渉を受けてホッピングパターンから削除されてしまったキャリアも、その後の受信状態の監視結果によっては交換可能なキャリアとして再利用することにより、無線環境の多様な変化に対応して通信品質を保持することができるＦＨＳＳ通信装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のＦＨＳＳ通信装置は、妨害波の干渉を受けてホッピングパターンから削除されてしまったキャリアに対し、交換可能となる条件を他の予備キャリアよりも厳しく設け、また、ホッピングパターンに再び加わる優先順位を他の予備キャリアより低く設けることにより、そのキャリアが通信可能になったことを十分に確認してから、交換可能なキャリアとして再利用することができることを特徴としたものである。
【００１０】
この発明によれば、長時間の通信においても、常に安定した通信品質を保持し続けることができるＦＨＳＳ通信装置を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、予備周波数キャリアリスト内のキャリアの電界強度測定を行なうことにより予備キャリアの監視を行ない、その電界強度が所定のしきい値を超える頻度に応じて当該予備周波数キャリアの持つ干渉カウンタを増減し、ホッピングパターン内の妨害受けた使用キャリアと予備キャリアの１つを交換する場合には当該干渉カウンタの値の大小順位によりしきい値を超える頻度が最も少ない予備周波数のキャリアから順に妨害受けた使用キャリアと交換を行ない、ホッピングパターンから削除されたキャリアは干渉カウンタの初期化値として最も悪い値（電界強度がしきい値を超える頻度が高い状態が続くことにより行き着く干渉カウンタが最大または最小の値）を設定することを特徴とした周波数ホッピング通信装置であり、この構成により、ホッピングパターンから削除されたキャリアについての監視は干渉カウンタ値が最も悪い値から開始されるので、その周波数について測定された電界強度がしきい値を超える頻度が十分に低下するまでは交換不可の状態で待たされることになり、そのキャリア周波数についての干渉カウンタが最良の値になってから、すなわち当該キャリアが通信可能になったことを十分に確認してから交換可能なキャリアとして再利用されるので、長時間の通信における無線環境の多様な変化にも対応して、常に安定した通信品質を保持し続けるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、妨害波の干渉を受け、予備キャリアと交換されたキャリアを、予備キャリアリストの最後尾に加えることにより、再びホッピングキャリアとして使用する優先順位を他の予備キャリアよりも低くすることを特徴とした請求項１記載の周波数ホッピング通信装置であり、干渉を受けてホッピングパターンから削除されたキャリアをすぐに再利用してまた無線品質を落とすことを回避し、安定した通信品質を保持するという作用を有する。
【００１６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１から図６までを用いて説明する。
【００１７】
図１は、その一実施例を示すＦＨＳＳ通信装置の構成図である。図１に示すように、ＦＨＳＳ通信装置は、ホッピングに使用するキャリアとその受信状態を管理するホッピングパターンテーブル１０８と、ホッピングパターンに従って通信するキャリアを順次切り換えていく周波数切換部１０５と、ホッピングパターンとして使用中のキャリアの受信状態を監視する使用キャリア監視手段１０４と、送受信の空き時間を利用して予備キャリアの電界強度を測定する予備キャリア電界強度測定手段１０２と、その測定結果と設定されたしきい値との大小比較から交換可能な予備キャリアであるかどうか判定する交換キャリア判定部１０６と、全予備キャリアの交換優先順位を管理する予備キャリアリストテーブル１０９と、ホッピングパターンテーブルと予備キャリアリストテーブルよりキャリア交換を制御するホッピングパターン制御部１０７と、キャリア交換情報を通信相手に伝える伝達手段１０３と、無線リンクを確立したり通信相手とデータの送受信を行ったりする無線部１０１とから構成される。
【００１８】
上記のように構成されたＦＨＳＳ通信装置の動作について説明する。図２は、予備キャリアを交換可能／交換不可能キャリアと判定するまでの過程の処理を示している。図３は通信開始時における予備キャリアリストテーブルを示し、それぞれの予備キャリアは"１"に初期化された干渉カウンタを持つ。時分割多重処理を用いて通信を行っているＦＨＳＳ通信装置では、送信も受信も行っていない時間が存在し、その空き時間を用いて予備キャリアリストの先頭から順に受信操作を行う（図２：２０１、２０２）。通信相手は空き時間に、しかも予備キャリアで送信処理をしているはずがないので、この受信処理で受信する電波は他無線機器が発する妨害波である。
【００１９】
予備キャリア電界強度測定手段１０２がこの受信時の電界強度を測定し（図２：２０３）、予め設定されている電界強度のしきい値と比較し（図２：２０４）、大きければその予備キャリアは例え使用しても妨害波の干渉を受け通信困難であると判断し、その予備キャリアの干渉カウンタをインクリメントする（図２：２０５）。逆に小さければその予備キャリアは例え使用しても妨害波の干渉を受けないと判断し、その予備キャリアの干渉カウンタを（"０"でなければ）デクリメントする（図２：２０６）。キャリア交換時において、この干渉カウンタ値が"０"であるものを交換可能キャリア、"０"でないものを交換不可能キャリアとする。
【００２０】
図６は、キャリア交換時の処理を示している。図４は、通話開始時におけるホッピングパターンテーブルを示し、それぞれの使用キャリアは"０"に初期化されたエラーカウンタを持つ。図５は、予備キャリアリストテーブルとホッピングパターンテーブルの、キャリア交換前後の変化を示す。
【００２１】
通信相手と共有するホッピングパターンテーブルに従って通信キャリアを順次切り換えて通信している際に、使用キャリア監視手段１０４が受信エラーを検知すると（図６：６０２）、その使用キャリアfnのエラーカウンタをインクリメントし（図６：６０３）、正常受信であればエラーカウンタを"０"に初期化する（図６：６１０）。その際、エラーカウンタ値が"２"以上、つまり連続受信エラーした場合は（図６：６０５）、その使用キャリアfnは妨害波の干渉を受けていると判断し、キャリア交換動作に移行する。予備キャリアリストテーブルの先頭から順に検索し、交換可能キャリアfrを見つけた時点で検索を終了し、その予備キャリアfrを交換候補キャリアとして、予備キャリアリストから削除する（図６：６０８）。その際にホッピングパターン制御部１０７は、ホッピングパターンテーブルのfnがあった位置にfrを置き換え（図６：６０７）、そのエラーカウンタを"０"に初期化する。予備キャリアリストテーブルの最後尾にfnを加え、その干渉カウンタを"３"に初期化する。
【００２２】
伝達手段１０３は、次のホッピング周波数fn+1での送信時に制御フィールドを利用してキャリア交換要求を通信相手に送信し（図６：６０９）、fn+1での受信時に通信相手からのその応答を確認する。その応答を受信エラーして確認できなかった場合（図６：６０４）、あるいは通信相手が受信エラーして応答を返してこなかった場合は（図６：６１２）、その次のホッピング周波数fn+2での送受信時に同じ処理を行う。
【００２３】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図７を用いて説明する。
【００２４】
図７はその一実施例を示すＦＨＳＳ通信装置の構成図である。図７に示すように、実施の形態１の構成において、使用キャリア電界強度測定手段７１０と、しきい値算出手段７１１とを設けた構成となっている。
【００２５】
上記のように構成されたＦＨＳＳ通信装置の動作について説明する。通信相手と共有するホッピングパターンテーブルに従って通信キャリアを順次切り換えて通信を行う際、使用キャリア監視手段７０４が受信エラー／正常受信の監視を行い、正常受信した場合のみ、使用キャリア電界強度測定手段７１０が電界強度を測定する。ある環境で通信可能かどうかは、絶対的な妨害波の電界強度値よりも、相対的な妨害波の電界強度値に依存する（通信距離が近いなどで、通信キャリアの電界強度が高い場合、妨害波の電界強度が多少高くても通信可能であり、逆に通信距離が遠いなどで、通信キャリアの電界強度が低い場合、妨害波の電界強度が同じくらい低くても通信困難。）ことから、しきい値算出手段７１１は、通信キャリアの電界強度と妨害波の電界強度との"差"を、通信可能であるように予め設定しておき、測定された通信キャリアの電界強度とこの"差"からしきい値を算出する。このしきい値を実施の形態１における、予備キャリアが交換可能であるかどうかを判定する電界強度のしきい値として使用する。
【００２６】
しきい値算出手段７１１のしきい値の算出法として、通信キャリアの電界強度をＮ個分記憶しておき、過去Ｎ回の平均値からしきい値算出する方法を選択すれば、物理的な電波の遮蔽物が一時的に横切ったりなどして偶然大きく変化する電界強度に左右されないしきい値を算出できる。
【００２７】
また、他の算出法として、測定した電界強度をR、それまでの平均値をA、重みをWとしたときに、(A×W)/(W+1)+R/(W+1)を平均値と計算することで、より最近測定した電界強度の値が大きく反映されるように重みをつける方法を選択すれば、偶然発生する電界強度の大きな変化の影響を抑えた上で、実際の物理的な移動による電界強度の変化にも追従できるしきい値を設定できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によればホッピングパターンとして使用されているキャリアが妨害波の干渉を受けて予備キャリアとキャリア交換されても、その後一番優先度の低い予備キャリアとして受信状態の監視を続けることにより、そのキャリアが通信可能になったことを十分に確認してから、交換可能なキャリアとして再利用することができ、長時間の通信における無線環境の多様な変化にも対応して、常に安定した通信品質を保持し続けるという効果を有する。
【００２９】
また、通信中に使用キャリアの電界強度を測定し、各予備キャリアの持つ干渉カウンタを増減させるためのしきい値を、使用キャリアの電界強度の変化にあわせて動的に変更することにより、交換可能な予備キャリアを増やしたり、無意味なキャリア交換を回避したりすることができ、効率の良いキャリア交換ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１の一実施例におけるＦＨＳＳ通信装置の構成図
【図２】同実施例において、予備キャリアでの受信処理を示すフローチャート
【図３】同実施例において、通話開始時における予備キャリアリストテーブル図
【図４】同実施例において、通話開始時におけるホッピングパターンテーブル図
【図５】同実施例において、キャリア交換前後における予備キャリアリストテーブルとホッピングパターンテーブルの推移図
【図６】同実施例において、キャリア交換時の処理を示すフローチャート
【図７】本発明の請求項２の一実施例におけるＦＨＳＳ通信装置の構成図
【図８】従来のＦＨＳＳ通信装置の構成図
【符号の説明】
１０１  無線部
１０２  予備キャリア電界強度測定手段
１０３  伝達手段
１０４  使用キャリア監視手段
１０５  周波数切換部
１０６  交換キャリア判定部
１０７  ホッピングパターン制御部
１０８  ホッピングパターンテーブル
１０９  予備キャリアリストテーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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