(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２台以上の無線通信装置と１台以上の集中制御局とを有して構成され、集中制御局と無線通信装置との間、および無線通信装置と無線通信装置との間で、周波数ホッピング方式を用いた通信を行う無線通信システムにおいて、
上記集中制御局は、初期設定時に無線データ通信で使用可能な周波数チャネルの電波環境を測定する測定手段と、この測定手段により測定された各周波数チャネルのデータの受信レベルが小さいものから各周波数チャネルに対して順位を付与する順位付与手段と、上記順位が上位である周波数チャネルを制御用の周波数チャネルとする制御用チャネル設定手段と、上記順位が上位である周波数チャネルのうちの上記制御用チャネル以外の周波数チャネルから特定の順位の周波数チャネルまでをリアルタイムデータ通信用の周波数チャネルとするリアルタイムデータ用チャネル設定手段と、上記特定の順位以降の周波数チャネルをリアルタイムデータでない通信用の周波数チャネルとするノンリアルタイムデータ用チャネル設定手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記集中制御局は、上記順位が１番の周波数チャネルを制御用の周波数チャネルとする制御用チャネル設定手段と、上記順位が２番の周波数チャネルから特定の順位の周波数チャネルまでをリアルタイムデータ通信用の周波数チャネルとするリアルタイムデータ用チャネル設定手段と、上記特定の順位以降の周波数チャネルをリアルタイムデータでない通信用の周波数チャネルとするノンリアルタイムデータ用チャネル設定手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記集中制御局は、送信側の無線通信装置から無線データ通信開始時に上記制御用チャネルによって送信される周波数ホッピングパターン要求を受信し、
この要求が、リアルタイムデータ通信用の周波数ホッピングパターン要求であると認識した場合には、上記リアルタイムデータ通信用の周波数チャネルの中から周波数ホッピングパターンを決定し、リアルタイムデータでないデータ通信用の周波数ホッピングパターン要求であると認識した場合には、上記リアルタイムデータでない通信用の周波数チャネルの中から周波数ホッピングパターンを決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３において、
上記集中制御局は、決定した周波数ホッピングパターンを制御用チャネルにより送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とに通知し、
上記送信側の無線通信装置は、上記集中制御局から通知された周波数ホッピングパターンにより周波数ホッピングして無線データを送信し、
上記受信側の無線通信装置は、上記集中制御局から通知された周波数ホッピングパターンにより周波数ホッピングし、送信側の無線通信装置から送信された無線データを受信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
複数の周波数チャネルの電波環境を測定する測定手段と；
上記測定手段による測定結果に応じて、リアルタイムデータ通信用の周波数チャネルと、ノンリアルタイムデータ通信用の周波数チャネルとを割り当てるチャネル設定手段と；
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項５において、
上記チャネル設定手段は、電波環境の良い周波数チャネルを、リアルタイムデータ通信用の周波数チャネルとして割り当てることを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項５において、
上記測定手段による測定は、初期設定時に行われることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項５において、
上記無線通信装置は、スペクトラム拡散通信によって無線通信を行うことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピング方式等の無線通信を用いた無線通信システムおよび無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信の無線化が急速に進みさまざまな分野で利用されてきている。
【０００３】
特に、デジタル無線通信方式が実用化されつつあり、その中で特に注目されているのがスペクトラム拡散通信である。スペクトラム拡散通信は、伝送する情報を広い帯域に拡散することで、妨害除去能力が高く、秘話性に優れたものとして知られている。世界各国で２．４ＧＨｚ帯の周波数がスペクトラム拡散通信のために割り当てられ、全世界で普及が進もうとしている。
【０００４】
スペクトラム拡散通信方式としては、大きく分けて周波数ホッピング（ＦＨ）方式と直接拡散（ＤＳ）方式がある。前者は変調周波数を一定時間以内に変化させることによって、広い帯域を使用した伝送を行うものであり、後者は伝送する情報をその十倍から数百倍の速度の疑似雑音符号で拡散変調することにより広い帯域を使用するものである。
【０００５】
このうち、比較的簡単な回路構成で実現できることから、周波数ホッピングを用いたシステムが既に開発されてきている。
【０００６】
その周波数ホッピング方式において通信を行うためには、送信側端末と受信側端末の周波数ホッピングパターンが同じであり、その周波数切り替えの同期がとれている必要があった。
【０００７】
しかしながら、送信端末と受信端末の周波数ホッピングパターンが同じであり、その周波数切り替えの同期がとれていても、その周波数ホッピングパターンに使用する周波数チャネルの中で特定の周波数チャネルのノイズが多い場合には、その特定の周波数チャネルにおいて送受信を行うと誤ったデータを受信する場合が多かった。
【０００８】
そのため、初期設定時に、集中制御局は使用可能な周波数帯域の周波数チャネルの電波環境を測定し、その周波数チャネルの電波が良い環境にあるものから順番をつけ、その順番に従って周波数ホッピングパターンを決定し、その周波数ホッピングパターンを無線端末に通知し、無線端末は、その周波数ホッピングパターンを用いて通信を行うことにより、ノイズにより誤ったデータを受信することを減らしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リアルタイムデータの通信を行う場合に、電波環境がよい環境にあるものから順番をつけ、その順番に従って周波数ホッピングパターンを決定し、その周波数ホッピングパターンにより、リアルタイムデータの通信を行うと、電波環境が良い順番にリアルタイムデータの通信を行うために、その順番が後の方になると、データの誤りが多くなり、全くリアルタイムデータの通信が行えない場合があった。
【００１０】
また、リアルタイムデータの通信で用いる周波数ホッピングパターンと、リアルタイムデータでない周波数ホッピングパターンとが同じであると、その分、データの競合が増し、リアルタイムデータ通信において、データ通信が遅くなる場合が多くなるという問題があった。
【００１１】
また、上述のような無線通信システムにおいて、無線通信の問題点として秘話性や雑音の問題があった。
【００１２】
本発明は、無線通信を良好に行うことができ、雑音の問題も解決できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、初期設定時、集中制御局は使用可能な周波数帯域の周波数チャネルの電波環境を測定し、その周波数チャネルの電波が良い環境にあるものから順位をつけ、その順位の特定の順位までをグループとし、そのグループ内で周波数ホッピングパターンを決定し、そのホッピングパターンをリアルタイムデータを通信する無線端末に通知し、リアルタイムデータを通信する無線端末は、そのホッピングパターンを用いて通信を行う。また、集中制御局は、その特定の順位以下の順位をグループとし、そのグループ内で周波数ホッピングパターンを決定し、そのホッピングパターンをリアルタイムデータを通信する無線端末以外の無線端末に通知し、リアルタイムデータを通信する無線端末以外の無線端末は、そのホッピングパターンを用いて通信を行うことにより、無線端末間のリアルタイムデータ通信を円滑に行わせるようにした。
【００１４】
また、本発明では、複数の周波数チャネルの電波環境を測定し、この測定結果に応じて、リアルタイムデータ通信用の周波数チャネルと、ノンリアルタイムデータ通信用の周波数チャネルとを割り当てることにより、円滑に無線通信できるようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態および実施例】
（システム構成）
図１は、本発明の一実施例で想定するシステムの構成を示す説明図である。
【００１６】
本システムは、システム内に収容される端末同士の通信を管理、制御する集中制御局１０１と、端末局１０２とから構成され、後述する本システムの無線フレームを用いて、集中制御局１０１から指定された制御データを元に通信を行う端末同士が無線通信を行う。
【００１７】
なお、集中制御局１０１には、システム内の端末局の中から任意の１台（または、それ以上）がなることができる。
【００１８】
また、上記端末局１０２は、リアルタイムデータの通信を行うリアルタイムデータ端末１０３と、リアルタイムデータの通信を行わないノンリアルタイムデータ端末１０４より構成される。
【００１９】
また、リアルタイムデータ端末１０３には、無線専用電話機１１１、ファクシミリ１０９、テレビ電話１１２、テレビ会議端末１０８等の端末が該当し、ノンリアルタイムデータ端末１０４には、リアルタイムデータの通信を行わないコンピュータ１０５、プリンタ１０６、複写機１０７、電子カメラ、スキャナ、ビデオカメラ等の端末が該当する。
【００２０】
以下、集中制御局１０１、リアルタイムデータ端末１０３、ノンリアルタイムデータ端末１０４の構成について説明する。
【００２１】
（集中制御局の構成）
図２は、集中制御局１０１の構成を示すブロック図である。
【００２２】
ＣＰＵ２０１は、集中制御局１０１の中枢であり、通話チャネル制御、無線部制御を含め集中制御局１０１全体の制御を司るものである。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１の制御プログラムが格納されたものであり、ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の制御のための各種データを記憶するとともに、各種演算用にワークエリアを提供するものである。ＥＥＰＲＯＭ２０４は、本交換システムの呼出符号（システムＩＤ）を記憶するものである。
【００２３】
チャネルコーデック２０５は、ＣＰＵ２０１の制御の下、所定のフレームに時分割多重化するものである。無線部２０６は、ＣＰＵ２０１の制御の下、チャネルコーデック２０５からのフレーム化されたデジタル信号を変調して無線で送信できるように処理してアンテナに送信するとともに、アンテナより無線で受信した信号を復調してフレーム化したデジタル信号に処理するものである。
【００２４】
（リアルタイムデータ端末の構成）
上述のようにリアルタイムデータ端末１０３には各種あるが、次に代表的なリアルタイムデータ端末として無線専用電話機１１１の構成について説明する。
【００２５】
図４は、無線専用電話機１１１の構成を示すブロック図である。
【００２６】
ＣＰＵ４０１は、無線専用電話機１１１の中枢であり、無線部制御、通話制御を含め無線専用電話機１１１全体の制御を司るものであり、ＲＯＭ４０２は、ＣＰＵ４０１の制御プログラムが格納されたものである。
【００２７】
ＥＥＰＲＯＭ４０３は、本交換システムの呼出符号（システムＩＤ）、無線専用電話機のサブＩＤを記憶するものであり、ＲＡＭ４０４は、ＣＰＵ４０１の制御のための各種データを記憶するとともに、各種演算用にワークエリアを提供するものである。
【００２８】
通話回路４０５は、ＣＰＵ４０１の制御の下、後述する送受話器４１０、マイク４１１、スピーカ４１２からの通話信号の入出力を行うものである。
【００２９】
ＡＤＰＣＭコーデック４０６は、ＣＰＵ４０１の制御の下、通話回路４０５からのアナログ音声信号をＡＤＰＣＭ符号に変換し、後述のチャネルコーデック４０７に送信するとともに、チャネルコーデック４０７からのＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をアナログ音声信号に変換して通話回路に送信するものである。
【００３０】
チャネルコーデック４０７は、ＣＰＵ４０１の制御の下、ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号および制御信号にスクランブル等の処理を行うとともに、所定のフレームに時分割多重化するものである。
【００３１】
無線部４０８は、ＣＰＵ４０１の制御の下、チャネルコーデック４０７からのフレーム化されたデジタル信号を変調して無線で送信できるように処理して後述するアンテナに送信するとともに、アンテナより無線で受信した信号を復調してフレーム化したデジタル信号に処理するものである。
【００３２】
送受話器４１０は、通話するために音声信号を入出力するものであり、マイク４１１は、音声信号を集音入力するものである。スピーカ４１２は、音声信号を拡声出力するものであり、表示部４１３は、後述するキーマトリクス４１４より入力したダイヤル番号や外線の使用状況等を表示する。
【００３３】
キーマトリクス４１４は、ダイヤル番号等を入力するダイヤルキーや、外線キー、保留キー、スピーカキー等の機能キーからなる。
（ノンリアルタイムデータ端末の構成）
上述のようにノンリアルタイムデータ端末１０４には各種あるが、次に代表的なノンリアルタイムデータ端末としてリアルタイムデータの通信を行わないデータ端末（コンピュータ１０５）について説明する。
【００３４】
図５は、リアルタイムデータでないデータを通信するコンピュータ１０５に接続される無線アダプタ５０２の構成を示すブロック図である。
【００３５】
同図において、コンピュータ１０５は、無線アダプタ５０２と通信ケーブルもしくは内部バスを介して接続される。
【００３６】
無線アダプタ５０２の無線部５０３は、接続装置または他の無線アダプタの無線部と無線信号のやり取りを行うものである。
【００３７】
主制御部５０４は、制御の中枢となるＣＰＵ、割り込み制御およびＤＭＡ制御等を行う周辺デバイス、システムクロック用の発振器等から構成され、無線アダプタ内の各ブロックの制御を行う。
【００３８】
メモリ５０５は、主制御部５０４が使用するプログラムを格納するためのＲＯＭや、各種処理用のバッファ領域として使用するＲＡＭ等から構成される。
【００３９】
通信ｉ／ｆ部５０６は、上述のデータ端末５０１に示すようなデータ端末機器が標準装備する通信ｉ／ｆ、例えば、ＲＳ２３２Ｃ、セントロニクス、ＬＡＮ等の通信ｉ／ｆや、パーソナルコンピュータ、ワークステーションの内部バス、例えば、ＩＳＡバス、ＰＣＭＣＩＡｉ／ｆ等が該当する。
【００４０】
端末制御部５０７は、通信ｉ／ｆ５０６を介してデータ端末５０１と無線アダプタ５０２間のデータ通信の際に必要となる各種の通信制御を司る。
【００４１】
チャネルコーデック５０８は、フレーム処理、無線制御を行うものであり、その構成は図８に示す。このチャネルコーデック５０８でフレームに組み立てられたデータが無線部を介して主装置や対向端末に伝送されることになる。
【００４２】
誤り訂正処理部５０９は、無線通信によりデータ中に発生するビット誤りを低減するために用いる。送信時には、通信データ中に誤り訂正符号を挿入する。また、受信時には、演算処理により誤り位置並びに誤りパターンを算出し、受信データ中のビット誤りを訂正する。
【００４３】
タイマ５１０は、無線アダプタ内部の各ブロックが使用するタイミング信号を提供するものである。
【００４４】
次に、上述した集中制御局１０１、リアルタイムデータ端末１０３、ノンリアルタイムデータ端末１０４で使用する無線部およびチャネルコーデックについて説明する。
【００４５】
（無線部の構成）
図６は、本システムの主装置、無線専用電話機、データ端末で共通の構成を有する無線部を示すブロック図である。
【００４６】
送受信用アンテナ６０１ａ、６０１ｂは、無線信号を効率よく送受信するためのものであり、切り換えスイッチ６０２は、アンテナ６０１ａ、６０１ｂを切り換えるものである。バンド・パス・フィルタ（以下、ＢＰＦという）６０３は、不要な帯域の信号を除去するためのものであり、切り換えスイッチ６０４は、送受信を切り換えるものである。
【００４７】
アンプ６０５は、受信系のアンプであり、アンプ６０６は、送信系のパワーコントロール付アンプである。コンバータ６０７は、１ｓｔ．ＩＦ用のダウンコンバータであり、コンバータ６０８は、アップコンバータである。
【００４８】
切り換えスイッチ６０９は、送受信を切り換えるものであり、ＢＰＦ６１０は、ダウンコンバータ６０７によりコンバートされた信号から不要な帯域の信号を除去するためのものである。コンバータ６１１は、２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータであり、２つのダウンコンバータ６０７、６１１により、ダブルコンヴァージョン方式の受信形態を構成する。
【００４９】
ＢＰＦ６１２は、２ｎｄ．ＩＦ用であり、９０度移相器６１３は、ＢＰＦ６１２の出力位相を９０度移相するものである。クオドラチャ検波器６１４は、ＢＰＦ６１２、９０度移相器６１３により受信した信号の検波、復調を行うものである。さらに、コンパレータ６１５は、クオドラチャ検波器６１４の出力を波形整形するためのものである。
【００５０】
また、電圧制御型発振器（以下、ＶＣＯという）６１６と、ロー・パス・フィルタ（以下、ＬＰＦという）６１７と、プログラマブルカウンタ、プリスケーラ、および位相比較器等から構成されるＰＬＬ６１８とによって、受信系の周波数シンセサイザが構成される。
【００５１】
また、キャリア信号生成用のＶＣＯ６１９と、ＬＰＦ６２０と、プログラマブルカウンタ、プリスケーラ、および位相比較器等から構成されるＰＬＬ６２１とによって、ホッピング用の周波数シンセサイザが構成される。
【００５２】
また、変調機能を有する送信系のＶＣＯ６２２と、ＬＰＦ６２３と、プログラマブルカウンタ、プリスケーラ、および位相比較器等から構成されるＰＬＬ６２４とによって、周波数変調の機能を有する送信系の周波数シンセサイザが構成される。
【００５３】
基準クロック発振器６２５は、各種ＰＬＬ６１８、６２１、６２４用の基準クロックを供給するものであり、ベースバンドフィルタ６２６は、送信データ（ベースバンド信号）の帯域制限用フィルタである。
【００５４】
以下、以上のような無線部の動作について説明する。
【００５５】
１．送信時
プロセッサ等の外部回路から入力されたデータ（ディジタルデータ）は、ベースバンドフィルタ６２６により帯域制限を受けた後、送信系ＶＣＯ６２２の変調端子に入力される。
【００５６】
送信系ＶＣＯ６２２は、送信系ＰＬＬ６２４とＬＰＦ６２３の回路より出力される制御電圧により周波数を決定し、直接変調により中間周波（ＩＦ）の変調波を生成する。
【００５７】
ＶＣＯ６２２、ＬＰＦ６２３、ＰＬＬ６２４の周波数シンセサイザにより生成された中間周波（ＩＦ）の変調波は、アップコンバータ６０８に入力され、ＶＣＯ６１９、ＬＰＦ６２０、ホッピング用ＰＬＬ６２１から構成される周波数シンセサイザにより生成されたキャリア信号と加算された後、送信系アンプ６０６に入力される。
【００５８】
送信系アンプ６０６により所定のレベルに増幅された信号は、ＢＰＦ６０３により不要な帯域の信号を除去された後、アンテナ６０１から電波として空間に発射される。
【００５９】
２．受信時
アンテナ６０１により受信された信号は、ＢＰＦ６０３により不要な帯域の信号を除去された後、受信系のアンプ６０５により所定のレベルに増幅される。
【００６０】
所定のレベルに増幅された受信信号は、ダウンコンバータ６０７によりキャリア信号を除去され、１ｓｔ．ＩＦの周波数にコンバートされる。
【００６１】
１ｓｔ．ＩＦの受信信号は、ＢＰＦ６１０で不要な帯域の信号を除去された後、２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータ６１１に入力される。
【００６２】
ダウンコンバータ６１１は、ＶＣＯ６１６、ＬＰＦ６１７、受信系ＰＬＬ６１８から構成される周波数シンセサイザにより生成された信号と１ｓｔ．ＩＦからの入力信号により２ｎｄ．ＩＦの周波数の信号を生成する。
【００６３】
２ｎｄ．ＩＦの周波数にダウンコンバートされた受信信号は、ＢＰＦ６１２により不要な帯域の信号を除去された後、９０度移相器６１３とクオドラチャ検波器６１４に入力される。
【００６４】
クオドラチャ検波器６１４は、９０度移相器６１３により位相をシフトされた信号と元の信号を使用して検波、復調を行う。
【００６５】
クオドラチャ検波器６１４により復調されたデータ（アナログデータ）は、コンパレータ６１５によりディジタルデータとして波形整形され、外部の回路に出力される。
【００６６】
（チャネルコーデックの構成）
図８は、チャネルコーデックの構成を示すブロック図である。
【００６７】
図中、８０１はチャネルコーデックであり、８０２は無線部、８０３は無線端末などに内蔵されるＡＤＰＣＭコーデック、８０４は無線端末や無線アダプタのＣＰＵである。
【００６８】
また、チャネルコーデック８０１の内部において、無線制御部８０５は、無線部に対して送受信の切り替えの制御と周波数ホッピングを制御する。さらに、データ送信に先立ちキャリア検出を行う機能も有する。ＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆ８０６は、ＡＤＰＣＭコーデック８０３との間で通話信号をやり取りするためのシリアルデータ、同期クロックのやり取りを行うインタフェースである。
【００６９】
ＣＰＵｉ／ｆ８０７は、ＣＰＵ８０４との間で制御情報をやり取りするためのインタフェースであり、チャネルコーデック内の各部の状態や動作モードを記憶するレジスタを内蔵する。そして、ＣＰＵ８０４からの制御信号やチャネルコーデック内の各部の状態に応じてチャネルコーデックの各部の制御を行うものである。
【００７０】
送信フレーム処理部８０８は、ＡＤＰＣＭコーデック８０３からの信号やＣＰＵ８０４から入力された論理制御データを後述の図３に示す送信フレームに組み立てる。受信フレーム処理部８０９は、無線部からの信号フレームから制御情報や通話データを取り出し、ＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆ８０６やＣＰＵｉ／ｆ８０７に渡すものである。同期処理部８１０は、ＤＰＬＬで構成され、受信信号からクロックを再生し、ビット同期の捕捉を行うものである。
【００７１】
（無線フレーム）
図３（１）〜（４）は、本システムにおいて使用する無線フレームの構成を示す説明図である。
【００７２】
本システムにおいては、周波数ホッピングパターンを通信する場合には、「ホッピングパターンフレーム」（以下、ＨＰＦという）のフレームを用い、実際のデータを通信する際には「データフレーム」（以下、ＤＴＦという）のフレームを用いる。また、周波数ホッピングパターン割り当て要求する際には、「ホッピングパターン割り当て要求フレーム」を用いる。以下、そのフレームの内部データの詳細について説明する。
【００７３】
図３（１）にＨＰＦを示す。同図において、ＣＮＴは同期信号、ＬＣＣＨは回線制御情報を格納し、ＨＰ１からＨＰ２６は、５ｍｓごとに周波数ホッピングしていく周波数を格納する。このＨＰ１からＨＰ２６により、周波数ホッピングを行う。集中制御局は、周波数ホッピングパターン割り当て要求を受信すると、このフレームに周波数ホッピングパターンを格納し、周波数ホッピングパターン割り当て要求を送信したデータ端末に対して送信する。
【００７４】
図３（２）にＤＴＦを示す。同図において、ＣＮＴは同期信号、ＬＣＣＨは回線制御情報を示し、ＤＡＴＡは実際のデータを収容するデータ用スロットであり、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ９、Ｆ３、Ｆ１４とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数のことである。
【００７５】
図３（３）にＣＮＴフレームを示す。同図において、ＰＲは、財団法人電波システム開発センタ（以下、ＲＣＲという）で規定する周波数同期捕捉のための６２ビットのプリアンブルであり、ＳＹＮは、ＲＣＲで規定する３１ビットのフレーム同期信号である。また、ＩＤは、ＲＣＲで規定する６３ビットの呼び出し信号であり、ＦＩは、２ビットのチャネル種別信号でＨＰＦ・ＤＴＦを区別する信号である。さらに、ＵＷは、送信元データ端末のユニークワードである。
【００７６】
図３（４）にＬＣＣＨフレームを示す。同図において、ＣＳは、キャリアセンス時間であり、ＰＲは、ビット同期捕捉のためのプリアンブルである。ＵＷは、送信元データ端末のユニークワードであり、ＵＷ１は、これから周波数ホッピングをし無線データ通信を行う宛先データ端末のユニークワードであり、ＤＡは、宛先データ端末のユニークワードを記入するフィールドである。
【００７７】
ＴＰは、これから通信を開始するデータの種類を格納するフィールドであり、集中制御局はこのフィールドを認識することにより、周波数ホッピングパターンのグループの種類を決定し、周波数ホッピングパターンを決定する。このＴＰが、仮に００００の場合にはリアルタイムデータ、１１１１の場合にはノンリアルタイムデータであると認識する。
【００７８】
ＲＱは、周波数ホッピングパターンを要求しているかどうかを示し、このフィールドが００の場合には、周波数ホッピングパターンを要求していないことを示し、１１の場合には、周波数ホッピングパターンを要求していることを示す。
【００７９】
ＡＣＫは、周波数ホッピングパターンを認識したかどうかを示し、このフィールドが００の場合は、周波数ホッピングパターンを認識していないことを示し、１１の場合は、周波数ホッピングパターンを認識していることを示す。
【００８０】
ＳＴは、集中制御局が、これから周波数ホッピングをし無線データの送信受信を行う端末局に周波数ホッピングをするきっかけをあたえるために送信するためのデータで、このフィールドが００の場合には、周波数ホッピングをするきっかけでないことを示し、１１の場合には、周波数ホッピングをするきっかけであることを示す。
【００８１】
ＴＣは、送信側の端末局が無線データ送信を終了し、周波数ホッピングの解放を要求するために使用されるフィールドであり、このフィールドの値が００の場合には、周波数ホッピングの解放を要求していないことを示し、１１の場合には、周波数ホッピングの解放を要求していることを示す。
【００８２】
ＥＮＤは、送信側の端末局からの周波数ホッピングの解放を受け、周波数ホッピングの解放を完了したことを示すフィールドであり、このフィールドの値が００の場合には、周波数ホッピングの解放を完了していないことを示し、１１の場合には、周波数ホッピングの解放を完了したことを示す。Ｄａｔａは、回線制御情報データを格納するフィールドであり、ＣＦは、周波数切り替え用のガードタイムを示す。
【００８３】
以上のような構成において、ＣＮＴチャネルは、集中制御局が毎フレームの開始時に送信し、集中制御局以外の局は、ビット同期とフレーム同期を確立するために必ずＣＮＴチャネルを受信する。
【００８４】
ＬＣＣＨチャネルは、回線接続や回線接断、回線接続に先だって集中制御局とホッピングパターンの割り当て要求をやり取りしたり、回線接断時に集中制御局とホッピングパターンの割り当て解除をやり取りする時等に使用する。回線の接続や接断は、ＬＣＣＨチャネル内に設けたＤＡフィールドに通信を希望する相手の端末アドレスを記入し、直接相手とやり取りする。
【００８５】
ＤＡＴＡチャネルは、回線接続時にやり取りするＬＣＣＨチャネルで相手と打ち合わせを行うことで、どのようにデータ伝送を行うかを決定する。
【００８６】
次に、本実施例における無線データ通信の詳細動作について説明する。
【００８７】
まず、集中制御局の初期設定について説明する。
【００８８】
本無線通信システムが動作するためには、集中制御局がシステム内のホッピング周波数を管理し、端末局はホッピングパターンとタイムスロットで決められる通信チャネルを集中制御局から割り当てられることを前提としている。
【００８９】
以下、端末局間での通信を行うための基本である集中制御局の通信チャネル管理について説明する。まず、集中制御局での通信チャネル管理は、端末局からのホッピングパターン割り当て要求に対し、未使用のＨＰを割り当て、解放を行うことである。この割り当て要求は、端末局からＬＣＣＨフレームにより、集中制御局に要求される。
【００９０】
次に、周波数ホッピングパターンの決定方法について説明する。図７は、本システムで使用する周波数ホッピングの概念を示す説明図であり、図９は、集中制御局における通信チャネル管理の動作を示すフローチャートであり、図１２は、本システムにおけるＨＰ割り当て、解放動作を示すシーケンス図である。
【００９１】
本実施例のシステムでは、日本において使用が認められている２６ＭＨｚの帯域を利用した、１ＭＨｚ幅の２６の周波数を使用する。
【００９２】
まず、集中制御局は、その２６の周波数チャネルの電波環境を１チャネルずつ測定し（Ｓ９０１）、その測定した周波数チャネルの受信レベルが低いものから順位をつける。順位が１位の周波数チャネル（仮にＦ１）は、制御情報通信用の周波数チャネルに使用する。集中制御局は、常にこの周波数チャネルで受信待機し（Ｓ９０２）、また、この周波数チャネルで無線データの送受信を行い、また端末局は、無線データ通信時以外は、この周波数チャネルで待機する。
【００９３】
次に、順位が２位から特定の順位（仮に１０位）までは、端末極間のリアルタイムデータを通信する場合に使用し、これらの周波数チャネルを１つのグループとし、ＲＡＭ２０３に格納しておく。
【００９４】
集中制御局は、端末局からリアルタイムデータの周波数ホッピングパターン要求を受けた場合には、このグループ内で周波数ホッピングする順番を決定する。また、特定の順位（仮に１０位）から２６位までは、端末局間ノンリアルタイムデータを通信する場合に使用し、これらの周波数チャネルを１つのグループとし、これもまた、別の先ほど格納した場所でない場所に格納しておく。集中制御局は、端末局からノンリアルタイムデータの周波数ホッピングパターン要求を受けた場合には、このグループ内で周波数ホッピングする順番を決定する。
【００９５】
次に、端末局の初期設定について説明する。図１０、図１１は、本実施例の端末局（コンピュータ）の動作を示すフローチャートである。
【００９６】
端末局は、電源立ち上げ時、制御情報用周波数チャネルを設定する（Ｓ１００１、Ｓ１１０１）。この周波数チャネルは、集中制御局の電波環境測定により、決定された制御情報用周波数チャネルと同じ周波数チャネルに手動により設定する。この制御用周波数チャネルが設定されると、この周波数チャネルＦ１で受信待機状態に入る（Ｓ１００２、Ｓ１１０２）。集中制御局との通信は、常にこの設定した周波数チャネルＦ１により行われる。
【００９７】
次に、端末局間の無線データ通信に関して説明する。
【００９８】
まず、ノンリアルタイムデータ端末であるコンピュータ間での無線データ通信について説明する。ここで、送信側のコンピュータを第１のコンピュータ（図１０）、受信側のコンピュータを第２のコンピュータ（図１１）として以下に説明する。
【００９９】
まず、第１のコンピュータが第２のコンピュータに対して、無線によりリアルタイムデータを送信する場合、まず、第１のコンピュータは、無線アダプタ５０２に対して送信要求コマンドを送信する（Ｓ１００３）。その送信要求コマンドを受信した通信インターフェース部５０６は、端末制御部５０７に送信要求コマンドを受信したことを通知する。
【０１００】
端末制御部５０７が送信要求コマンドを受信すると、主制御部５０４に対して送信要求コマンドを受信したことを通知する。主制御部５０４が送信要求コマンドを認識すると、主制御部５０４は、無線制御部５０８を介し、無線部５０３を制御し、集中制御局に対してＨＰ割り当て要求４１０１を集中制御局に送る。
【０１０１】
ＨＰ割り当て要求４１０１は、制御情報用周波数チャネルＦ１により、ＬＣＣＨフレームを用い通知する（Ｓ１００４）。このフレームのＵＷには、第１のコンピュータのユニークワード、ＤＡには、第２のコンピュータのユニークワード、ＴＰには、これから無線データ通信を行うデータの種別（リアルタイムデータまたはノンリアルタイムデータ）などのパラメータが含まれる。
【０１０２】
集中制御局は、常に周波数チャネルＦ１で待機しているので、このＬＣＣＨフレームを受信する。
【０１０３】
集中制御局が、周波数チャネルＦ１で無線部２０６、チャネルコーデック２０５を介してＬＣＣＨフレームを受信（Ｓ９０３）すると、そのフレームをＲＡＭ２０２に格納する。次に、そのフレームのＲＱフレームを調べ、その内容が１１であり、周波数ホッピングパターンを要求していると認識した場合には、次に、ＴＰフィールドを調べる。
【０１０４】
このＴＰフィールドを調べた結果、ノンリアルタイムデータ用の周波数ホッピングパターン１１１１であると認識した場合には、ＲＡＭ２０３に格納してあるノンリアルタイムデータ用の周波数チャネルグループデータから未使用のＨＰが存在すれば、ＨＰ割り当て４１０２を制御情報用周波数チャネルＦ１により、第１のコンピュータと第２のコンピュータに通知する（Ｓ９０４）。
【０１０５】
その際、無線フレームは図３（１）のホッピングパターンフレームを用いる。そのフレームＵＷには集中制御局のユニークワードを格納し、ＤＡには第１のコンピュータに対して送信する場合には第１のコンピュータユニークワード、第２のコンピュータに対して送信する場合には第２のコンピュータのユニークワードを格納し、ＨＰ１からＨＰ２６には、無線データ通信において周波数ホッピングする周波数チャネルの順番に周波数チャネルを格納する。
【０１０６】
例えば実際の周波数チャネルのデータとしては、周波数チャネルがＦ１の場合には０００００００１、周波数チャネルがＦ２の場合には００００００１０、周波数チャネルがＦ３の場合には００００００１１・・・、Ｆ２６の場合には０００１１０１０を格納して送信する。
【０１０７】
第１のコンピュータと第２のコンピュータは、無線データ通信を行っていない場合には周波数チャネルＦ１で待機しているので、このＬＣＣＨフレームを受信する（Ｓ１００５、Ｓ１１０３）。
【０１０８】
第１のコンピュータは、周波数チャネルＦ１により、無線部５０３を介してホッピングパターンフレームを受信し、そのフレームをチャネルコーデック５０８で分解し、ＤＡフィールドが第１のコンピュータのユニークワードであると認識した場合には、そのフレームをメモリ５０５に格納する。
【０１０９】
次に、第１のコンピュータは、ホッピングパターンフレームを受信すると、集中制御局に対し、ＬＣＣＨフレームを用いてＨＰパターン認識を送信する。そのＬＣＣＨフレームのＵＷフィールドには、第１のコンピュータのユニークワードを格納し、ＡＣＫフィールドには、ＨＰパターン認識を示す値１１を格納する（Ｓ１００６）。
【０１１０】
また、同様に、第２のコンピュータも、ホッピングパターンフレームを受信すると、集中制御局に対し、ＬＣＣＨフレームを用いてＨＰパターン認識を送信する（Ｓ１１０４）。
【０１１１】
集中制御局は、第１のコンピュータ、第２のコンピュータからのＨＰパターン認識したことを知らせるフレームを受信する（Ｓ９０５）と、周波数チャネルＦ１により、ＬＣＣＨフレームを用いて周波数ホッピング開始を命令する（Ｓ９０６）。このＬＣＣＨフレームのＵＷフィールドには、送信側端末の第１のコンピュータのユニークワード、ＵＷ１フィールドには、受信側の端末の第２のコンピュータのユニークワード、ＳＴフィールドには、周波数ホッピング開始を示す１１を格納する。
【０１１２】
第１のコンピュータが、周波数チャネルＦ１により、無線部５０３を介してＬＣＣＨフレームを受信し、そのフレームをチャネルコーデック５０８で分解し、ＵＷフィールドが第１のコンピュータのユニークワードであると認識した場合には、そのフレームをメモリ５０５に格納する。
【０１１３】
第１のコンピュータは、ＬＣＣＨフレームを受信すると、次に、周波数ホッピングを開始を示すＳＴフィールドを調べ、周波数ホッピング開始を示す値１１である場合（Ｓ１００７）には、先に受信した周波数ホッピングパターンにより、周波数ホッピングを行い、データフレームを用いてノンリアルタイムデータの送信を開始する（Ｓ１００８）。
【０１１４】
その際、データフレーム内のＬＣＣＨ、ＣＮＴフレームのＵＷフィールドには、第１のコンピュータのユニークワードを格納し、ＬＣＣＨフレームのＤＡフィールドには、第２のコンピュータのユニークワードを格納し、ＤＡＴＡフレームには、ノンリアルタイムデータを格納する。
【０１１５】
また、第２のコンピュータが、周波数チャネルＦ１により、無線部５０３を介してＬＣＣＨフレームを受信し、そのフレームをチャネルコーデック５０８で分解し、ＵＷ１フィールドが第２のコンピュータのユニークワードであると認識した場合には、そのフレームをメモリ５０５に格納する。
【０１１６】
第２のコンピュータは、ＬＣＣＨフレームを受信すると、次に、周波数ホッピングを開始を示すＳＴフィールドを調べ、周波数ホッピングの開始を示す値１１である場合（Ｓ１１０５）には、先に受信した周波数ホッピングパターンによって周波数ホッピングを行い、データフレームを用いてノンリアルタイムデータの受信を開始する（Ｓ１１０６）。その際、受信したデータフレームのＤＡフィールドを調べ、第２のユニークワードであると認識した場合には、データを受信する。
【０１１７】
このようにして、第１のノンリアルタイムデータ端末と第２のノンリアルデータ端末との間でノンリアルタイムデータの無線データ通信を行う。
【０１１８】
そして、第１のコンピュータがノンリアルタイムデータの送信を終了する（Ｓ１００９）と第１のコンピュータは、ＬＣＣＨフレームにＨＰ解放要求１０５を格納し、周波数チャネルＦ１により集中制御局に送信する（Ｓ１０１０）。その際、ＵＷフィールドには、第１のコンピュータのユニークワード、ＤＡフィールドには、集中制御局のユニークワード、ＴＣフィールドには、ＨＰパターン解放要求を示すデータ１１を格納する。
【０１１９】
集中制御局は、そのＨＰパターン解放要求が格納されたＬＣＣＨフレームを受信する（Ｓ９０７）と、集中制御局は割り当てたＨＰの使用状況を変更し、ＬＣＣＨフレームにＨＰ解放終了４１０６を格納し、周波数チャネルＦ１により第１のコンピュータに送信する（Ｓ９０８）。
【０１２０】
その際、ＵＷフィールドには、集中制御局のユニークワード、ＤＡフィールドには、第１のコンピュータのユニークワード、ＥＮＤフィールドには、ＨＰ解放終了を示す１１のデータを格納する。
【０１２１】
第１のコンピュータは、周波数チャネルＨＰ解放終了４１０６を受けて通信を終了し、周波数チャネルＦ１により、無線データ送受信待機状態に入る。
【０１２２】
また、第２のコンピュータは、第１のコンピュータからの無線データの受信を完了すると、周波数チャネルをＦ１に切り替え、無線データ送受信待機状態に入る。
【０１２３】
以上で、集中制御局と第１のコンピュータと第２のコンピュータの初期設定から、周波数ホッピングパターンの決定、第１のコンピュータと第２のコンピュータとの無線データ通信が行えたことになるが、次に、集中制御局のＨＰ割り当て、解放について、さらに詳細に説明する。
【０１２４】
図１３は、集中制御局におけるＨＰ割り当て動作を示すフローチャートである。なお、図１３は、第１のコンピュータがＨＰを要求してから通信が始まるまでに集中制御局側が行う処理を示している。
【０１２５】
集中制御局は、第１のコンピュータからＨＰ割り当て要求４１０１を受けると（Ｓ４２０１）、要求されたデータ種類の未使用ＨＰが存在するか否かをＨＰテーブルで確認する（Ｓ４２０２）。ここで未使用ＨＰが存在しなければ、第１のコンピュータに対し、未使用ＨＰ無しの通知４１０２を行う（Ｓ４２０４）。
【０１２６】
また、未使用ＨＰが存在すれば、ＨＰテーブルに仮登録を行い（Ｓ４２０３）、第１のコンピュータにＨＰ仮割り当て４１０２を行なう（Ｓ４２０５）。
【０１２７】
集中制御局は、第１のコンピュータがＨＰ認識４１０３に成功したか否か（Ｓ４２０７）を確認し、認識が成功していなければ、仮割り当てのＨＰをＨＰテーブルに未使用登録し（Ｓ４２０９）、接続が成功していれば、仮割り当てのＨＰをＨＰテーブルに使用登録する（Ｓ４２０８）。
【０１２８】
集中制御局は、ＨＰテーブルに使用状況を登録終了後、第１のコンピュータに対してＨＰ開始４１０４を送り（Ｓ４２１０）、要求のあったＨＰ割り当てを終了する。
【０１２９】
図１４は、集中制御局におけるＨＰ解放動作を示すフローチャートである。なお、この図１４は、第１のコンピュータで通信が終了した後、割り当てられたＨＰを解放する手順において、集中制御局側で行なう処理について示している。
【０１３０】
まず、集中制御局は、端末局からＨＰ解放要求４１０５を受けると（Ｓ４３０１）、そのパラメータに含まれる端末ＩＤや解放要求のＨＰを確認する（Ｓ４３０２）。解放要求のＨＰが正常に割り当てられたＨＰでなければ、エラー通知により通知し（Ｓ４３０４）、ＨＰの解放を行なわない。また、解放要求のＨＰが正常に確認できれば、ＨＰテーブルに未使用登録を行ない（Ｓ４３０３）、第１のコンピュータに対してＨＰ解放終了４１０６を送る（Ｓ４３０５）。
【０１３１】
このようにして、本システムでは集中制御局システムに固有のＨＰテーブルを有し、各ノンリアルタイムデータ端末間で行なわれる通信の通信チャネルの割り当ては集中制御局がＨＰを割り当てることにより実現し、集中制御局がシステム内の全通信の管理を行なっている。
【０１３２】
以上、ノンリアルタイムデータ端末間でのノンリアルタイムデータ通信について説明したが、リアルタイムデータ端末間のリアルタイムデータ通信においても同様の手順で行うことができる。ただし、周波数ホッピングパターンの要求をする場合に、ＬＣＣＨのＴＰフィールドに００００を格納し、リアルタイムデータ用の周波数ホッピングパターンを要求することが違っている。
【０１３３】
このように、初期設定に集中制御局が使用可能な周波数帯域の周波数チャネル電波環境を測定し、その周波数チャネルの電波が良い環境にあるものから順位をつけ、その順位の特定の順位までをグループとし、そのグループ内で周波数ホッピングパターンを決定し、そのホッピングパターンをリアルタイムデータを通信する無線端末に通知し、リアルタイムデータを通信する無線端末は、そのホッピングパターンを用いて通信を行ない、集中制御局は、その特定の順位以下の順位をグループとし、そのグループ内で周波数ホッピングパターンを決定し、そのホッピングパターンをリアルタイムデータを通信する無線端末以外の無線端末に通知し、リアルタイムデータを通信する無線端末以外の無線端末はそのホッピングパターンを用い通信を行なうことにより、無線端末間のリアルタイムデータ通信を円滑に行なうことができる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線通信装置間の通信を円滑に行なうことができ、また、雑音の問題を解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるシステム構成を示す説明図である。
【図２】上記実施例の集中制御局を示すブロック図である。
【図３】上記実施例の無線フレームを示す説明図である。
【図４】上記実施例の無線専用電話機を示すブロック図である。
【図５】上記実施例のコンピュータを示すブロック図である。
【図６】上記実施例の無線部を示す回路図である。
【図７】上記実施例の周波数ホッピングを示す説明図である。
【図８】上記実施例のチャネルコーデックを示すブロック図である。
【図９】上記実施例の集中制御局の動作を示すフローチャートである。
【図１０】上記実施例の第１のコンピュータの動作を示すフローチャートである。
【図１１】上記実施例の第２のコンピュータの動作を示すフローチャートである。
【図１２】上記実施例におけるＨＰ割り当て動作を示すシーケンス図である。
【図１３】上記実施例におけるＨＰ割り当て動作を示すフローチャートである。
【図１４】上記実施例におけるＨＰ解放動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１…集中制御局、
１０５…リアルタイムデータ通信を行わないコンピュータ、
１０６…プリンタ、
１０７…複写機、
１０８…テレビ会議端末、
１０９…ファクシミリ、
１１１…無線専用電話機、
１１２…テレビ電話。
【図１】
0003604807.tif 000002
【図２】
0003604807.tif 000003
【図３】
0003604807.tif 000004
【図４】
0003604807.tif 000005
【図５】
0003604807.tif 000006
【図６】
0003604807.tif 000007
【図７】
0003604807.tif 000008
【図８】
0003604807.tif 000009
【図９】
0003604807.tif 000010
【図１０】
0003604807.tif 000011
【図１１】
0003604807.tif 000012
【図１２】
0003604807.tif 000013
【図１３】
0003604807.tif 000014
【図１４】
0003604807.tif 000015