(57)【要約】  本発明は、移動式無線システム（例えばブルートゥース）において使用可能な、電界の強さの決定方法に関するものである。提案した原理にしたがって、この移動式無線システムでは、送受信が交互に行われる。このとき、各タイムスロットが、データブロック（ＲＸ,ＴＸ）を送受信するための時間間隔を少なくとも１つ含んでいる。また、受信電界の強さ（ＲＳＳＩ）の測定を、データブロック（ＲＸ,ＴＸ）の送受信の直前（Ａ,Ｂ）または直後（Ｃ,Ｄ）に行う。これにより、ＰＬＬに必要な再起工程数を低減できるにもかかわらず、例えばいわゆる周波数ホッピング方式では、全てのチャネルを精確に測定することにより、適応型のチャネル設定を、純データ率（Nettodatenrate）を下げずに行う。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動式無線システムで使用する電界の強さを決定する方法であって、
データブロック（ＴＸ，ＲＸ）を送信または受信するために少なくとも１つの時間間隔を含んでいるタイムスロット（ｆK，ｆK+1）においてデータを交互に送信および受信する方法工程と、
データブロック（ＲＸ，ＴＸ）の送信または受信の直前（Ａ，Ｂ）または直後（Ｃ，Ｄ）に、受信電界の強さ（ＲＳＳＩ）を測定する方法工程とを含む方法。
【請求項２】
上記移動式無線システムが周波数ホッピング方式で作動することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周波数ホッピング方式が適応周波数ホッピング方式であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記測定された受信電界の強さ、または、それから引き出される値が、あらかじめ決めておける閾値よりも大きく、
測定を行う無線チャネルを、適応周波数ホッピング方式の範囲で構成することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上記受信電界の強さを、データブロック（ＲＸ，ＴＸ）の送信または受信の直前（Ａ，Ｂ）、終了後、また、移動式無線システムの新たな周波数になる共振段階（ＲＳ，ＴＳ）で測定することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
上記電界の強さの決定を、ブルートゥース移動式無線システムで行うことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界の強さを決定する（Feldstaerkebestimmung）方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の移動式無線システム（例えば、ブルートゥースシステム）では、時分割（Zeit-Duplexing）、すなわち、いわゆるＴＤＤ（時分割２重通信；Time Division Duplex）の他に、異なるチャネルを介して送信および受信することによる周波数分割（Spreizung der Frequenz）を行う。これを、周波数ホッピング（Frequencz Hopping；FH）とも呼ぶ。この場合には、データの送受信を、定常的な（konstanten）物理的チャネルを介さずに、データ伝送の各タイムスロット（Zeitschlitz）に応じて、伝送チャネルの周波数を変化させて行う。
【０００３】
これら伝送チャネルにスペクトル干渉（spektrale Stoerungen）されているもののある場合、周波数ホッピング方式ではこのようなチャネルを使用せず、残っているチャネルに回避することが望ましい。他の無線システムが、当該する（betreffende）物理的な無線チャネルをすでに使用している（belegt）場合にも、このような干渉が生じる可能性がある。
【０００４】
適応可能な周波数ホッピング方式（いわゆる適応周波数ホッピング；ＡＦＨ）では、干渉しているチャネル、または、すでに使用されているチャネルを自動的にフェードアウト（Ausblenden）する。これを行うためには２つの方法（Ansaetze）がある。
【０００５】
第１方法（ersten Alternative）では、適合する（anzupassende）移動式無線接続（例えば、ブルートゥース接続）が、他の無線接続（例えば、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）接続）に干渉しないようにする。
【０００６】
第２方法（zweiten Alternative）では、望ましくない干渉影響（Stoereinfluss）を及ぼす他の接続によって生じる可能性のある干渉ができるだけ少なくなるように、適合する無線接続を変更することである。
【０００７】
このため、第２の方法では、例えばチャネルのビット誤り率またはパケット誤り率を評価（Bewertung）する。
また、第１の方法において、例えば適合する無線接続が使用されていない（nicht aktiv）ときの受信電界の強さ（Empfangsfeldstaerke）を決定してもよい。その結果、これらチャネルを使用（Nutzung）中、または、そのほかの望ましくないチャネル干渉（Kanalstoerer）が存在（Vorhandensein）しているときは、情報を、他の無線システムによって獲得できる。
【０００８】
上記のような種類の、とりわけ、時分割駆動（Zeitmultiplexing-Betrieb）で作動する適応周波数ホッピング方式では、いわゆるタイムスロット（英語ではスロット（Slots））における特定時間にだけ、送信および受信を行う。この場合、受信スロットと送信スロットとを交互に設定することが一般的である。基本的に、持続期間（Zeitdauern）、すなわち、個々のタイムスロットの長さは、同じ長さである。しかし、データ率（Datenraten）をより高くできるパケット（paketorientierten）伝送方法では、パケットの受信持続期間または送信持続期間（Empfangs- oder Sendedauer）を複数のスロットに渡って延ばすこともできる。このようなパケットを、マルチスロットパケット（Multislot-Pakete）と呼ぶ。
【０００９】
上記した第１方法のチャネル識別（Kanalqualifizierung）を実現するためには、通常、送信または受信を連続的に行わないことが条件となる。すなわち、最高データ率でデータを交換するだけではなく、さらに、使用データ伝送（Nutzdatenuebertragung）に使用していないタイムスロットを設けている。この場合、データ交換を行わないほうがよいと分かっているタイムスロットで、チャネルにおける現在の電界の強さを決定する。しかし、この方法の不利な点は、電界の強さを決定するときに、無線システムの受信機を起動させておく必要のある点である。さらに、受信側の周波数合成器（empfangsseitigen Frequenzsynthesizers）をあらかじめ起動しておく必要がある。また、この受信側の周波数合成器は、現在使用されているチャネル周波数に共振（eingeschwungen）していなければならない。なお、この現在使用されているチャネル周波数で評価を行うことが好ましい。ホモダイン構造（homodyner Architektur）を有する受信機の場合、合成器は、ちょうど受信搬送周波数（Empfangs-Traegerfrequenz）に共振している必要がある。中間周波数（Zwischenfrequenz）で作動しているヘテロダインシステムの場合、または、中間周波数が特に低い、いわゆる低ＩＦシステム（Low-IF-Systems）では、当然、中間周波数の前後にオフセットされているチャネルで評価を行う。しかし、一般的には位相調整装置（Phasenregelanordnung）として機能している受信側の合成器を、さらに共振（zusaetzliche Einschwingen）させ、続いて、電界の強さを決定するために必要な、受信機にある素子を起動すること（Aktivierung）になるため、電流消費（Stromverbrauchs）がかなり増える。従って、現在の無線システムで一般的なように、少なくとも１つの端末（Gegenstelle）が移動式装置として実施されてバッテリーによる電力供給（betteriespeisen）を受けている場合には、特に不利となる。
【００１０】
データ率が非常に高い場合でも、すなわち、事実上、使用データによって利用できる全てのタイムスロットだけを利用する場合でも、上記のような方法で電界の強さを決定するならば、この方法の欠点が、効果的に引き出せるデータ率を低減させてしまうであろう。
【００１１】
周波数ホッピング方式を用いる場合には、タイムスロット毎の物理的な周波数間の交換を確保するため、各タイムスロット内に所定の期間（Zeitraum）を含めることが一般的である。この所定の期間に、データブロックの受信位相または送信位相に応じて、受信側合成器を、後続のタイムスロットのために望ましい新たな周波数に共振させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、時分割および周波数ホッピング方式で作動する移動式無線システムで使用でき、獲得できる効果的なデータ率を落とすことなく必要な電流量を低減することの可能な、電界の強さを決定する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、上記目的は、移動式無線システムの場合、以下の方法工程を含む、電界の強さを決定する方法（Verfahren zur Feldstaerkebestimmung）により解決される。
すなわち、この方法は、１データブロックを送信または受信するために少なくとも１つの時間間隔（Zeitintervall）を含んでいるタイムスロットにおいてデータを交互に送信および受信する工程と、
データブロックの送信または受信の直前または直後に、受信電界の強さを測定する工程とを含む。
【００１４】
提案した方法では、データブロックの送信または受信の直前または直後に、移動式無線システムにある受信側合成器が、すでに新たな物理的なチャネル周波数に共振していることを利用する。低ＩＦ構造を有する受信機では、合成器が中間周波数だけオフセットされて共振していれば、この方法を特に簡単に実施できる。その結果、受信電界の強さを測定することを目的として、合成器を共振させるためだけに消費されていた電流をさらに消費する必要がなくなる。
【００１５】
上記方法は、周波数ホッピング方式で使用できることが好ましい。なぜなら、電流をさらに消費することなく、使用する全ての伝送チャネルの効果的なデータ率を低減せずに、受信電界の強さを認識できるからである。
【００１６】
特に、上記の方法を、適応周波数ホッピング方式（Adaptive Frequency Hopping）に使用すると有利である。この場合、例えば、チャネルにおける現在の受信電界の強さを測定できる。この強度が、例えば電界の強さにおける所定の閾値（Feldstaerke-Schwelle）を上回る場合、後続の送信および受信駆動の時に、少なくとも所定の持続期間には、この無線チャネルを使用しない。その結果、適応周波数ホッピング方式では、電流をさらに消費せず、効果的なデータ率を下げることなく、既に他の無線システムによって使用されている無線チャネル、または、それ以外の干渉されている物理的な無線チャネルのフェードアウト（Ausblenden）が可能である。
【００１７】
タイムスロットでデータブロックの送信または受信を開始する直前に、および、終了時に、また、合成器が移動式無線システムの新たな周波数に共振するために備えられている段階で、受信電界の強さを決定する（durchgefuehrt）ことが好ましい。この場合、電界の強さを、移動式無線システムの受信機機能装置にある合成器の共振段階の終了時に測定する。従って、このことは、問題なく可能なことである。なぜなら、普通は、いわゆる整定間隔（Setting-Intervalle）が、現在の合成器における実際の共振（eigentliche Einschwingen eines modernen Synthesizers）が通常持続するよりも、かなり長く測定（veil laenger bemessen）されているからである。なお、上記整定間隔は、各移動式無線標準で新たな周波数に共振するために備えられているものである。また、上記現在の合成器は、ＰＬＬ、すなわち、位相同期ループ（Phase Locked Loop）として実現されている。
【００１８】
上記の電界の強さの決定を、適応周波数ホッピング方式による周波数分割を用いるブルートゥースシステムに適用できることが特に好ましい。
【００１９】
なぜなら、ブルートゥースシステムは、一般的には、搬送周波数約２．４ＧＨｚの帯域で作動しているからである。この帯域を、例えば、ワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）アプリケーションに使用する。その結果、この周波数帯域では、存在するほかの無線通信（Funkverkehrs）について考慮できる。
【００２０】
要するに、提案した原則は、電界の強さについての情報（Feldstaerkeinformation）を決定するための簡単な方法であり、特に、適応周波数ホッピング方式に適している。適応周波数ホッピング方式では、良好なデータ率を低減することなく、さらなる共振過程（Einschwingvorgaenge）のためにさらに電流を必要とすることなく、通常のデータ伝送に使用されるタイムスリットを共用できる。
【００２１】
なお、提案した原則の、他の詳細と好ましい設計（Ausgestaltung）は、従属請求項に記載している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を、図面に基づき、実施例に沿って詳述する。
図１は、周波数ホッピング方式によって作動するブルートゥースシステムでの、送信タイムスロットおよび受信タイムスロットの例証的な時間順序（zeitliche Abfolge）を示す図である。図２は、提案した方法を用いることのできるブロック図に基づいて、受信電界の強さを測定する移動式無線システムの例証的な無線機を示す図である。
【００２３】
図１に、時間中（ueber）に形成される（aufgetragen）交互性周波数（wechselnden Frequenzen）で交互に生成される、送信タイムスロットおよび受信タイムスロットを示す。第１タイムスロットの特徴は、周波数ｆKで送信される点にある。この送信タイムスロットは、本来の送信データブロックＴＸ、続くいわゆる保護期間、および、その後の共振段階ＲＳを含んでいる。この共振段階を、受信側の高周波数合成器が後続のタイムスロットでの伝送チャネルチャネルｆK+1の周波数に共振できるように、使用する。
【００２４】
第２タイムスロットは、受信タイムスロットであり、伝送周波数ｆK+1で作動する。この伝送周波数は、周波数ホッピング方式を用いた場合、第１タイムスロットｆKの周波数とは異なっている。また、第２タイムスロットも、データブロック、前に位置する受信データブロックＲＸ、続く保護期間（Sicherheits-Zeitabstand）ＧＵＡＲＤ、その後の共振段階ＴＳの時間間隔を含んでいる。この共振段階は、さらに別の周波数ｆK+2で作動する後続の送信タイムスロットの周波数に合成器が共振するための段階である。周波数ｆK,ｆK+1の第１および第２タイムスロットは、１つのフレーム（Rahmen;Frame）を構成している。
【００２５】
第３タイムスロットは、第１タイムスロットと同様に、送信タイムスロットとして設計されており、同様に、送信データブロックＴＸ、保護時間ＧＵＡＲＤ、および、これらに続いて、次の受信タイムスロットに対する共振段階ＲＳ（eine Einschwingphase RS auf einen nachfolgenden Empfangs-Zeitschlitz）を含んでいる（この受信タイムスロットについては図示しない）。ＰＬＬ（位相同期ループまたは合成器）を共振させるための全タイムスロットの終端に位置する、次のタイムスロットのチャネル（後続のチャネル；nachfolgenden）のための共振段階は、整定時間（Setting Time）とも呼ばれている。
【００２６】
全ての送信データブロックＲＸおよび受信データブロックＴＸは、初めにいわゆるアクセスコード、その後ろにヘッダー、および、最後に本来のペイロードデータ（Nutzdaten）を含んでいる。アクセスコードおよびヘッダーは、プロトコルデータ、同期情報などの伝送に用いられる。
【００２７】
提案した方法では、各タイムスロットの周波数ｆK,ｆK+1,ｆK+2を有する各チャネルの電界の強さを、本来の送信データブロックＴＸの直前または受信データブロックＲＸの直後にそれぞれ決定する。
【００２８】
このような電界の強さの決定を、ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）信号の測定とも呼ぶ。
【００２９】
したがって、提案した原理に基づいて受信電界の強さを測定できる、全部で４つの事例（アルファベットＡ〜Ｄ）が生じる。ここでは、アルファベットＡ〜Ｄを、図１の各箇所の参照符号とする。
【００３０】
Ａは、受信データブロックＲＸの直前、つまり前の送信タイムスロットにおける共振段階ＲＳの終端である。
Ｂは、送信データブロックＴＸの直前、つまり前の受信タイムスロットにおける共振段階ＴＳの終端である。
Ｃは、受信データブロックＲＸの直後、つまり受信タイムスロット中のいわゆる保護期間ＧＵＡＲＤの開始時である。
Ｄは，送信データブロックＴＸの直後、ここでも各送信タイムスロットのいわゆる保護期間ＧＵＡＲＤの間、および、各送信タイムスロットのいわゆる保護期間ＧＵＡＲＤの開始時である。
【００３１】
事例ＢおよびＤ、つまり、本来の送信データブロックＴＸの直前または直後に受信電界の強さを決定するこれらの事例（Faellen）では、各移動式無線機によって受信操作モードで短期間の切り替えを行う。つまり、ＲＳＳＩ測定に必要な受信機の、場合によってはいくつかの機能部（Funktionsteile）のスイッチをオン状態にする。しかし、このために、受信側の高周波数合成器が新たな周波数に共振する必要はない。また、いわゆる直接変換受信機構造（Direkt-Conversion-Receiver-Architektur；つまりホモダイン直接変換構造）では、送信操作も行う必要のある各チャネルｆK,ｆK+1,ｆK+2用のＲＳＳＩ情報を評価できるという利点がある。また、中間周波数を有する構造では、つまりヘテロダイン受信機原理では、送信操作を行う必要のあったチャネルから、知られている中間周波数だけ遠ざけられている（entfernt）チャネル用のＲＳＳＩ情報を決定する。これにより、合成器がもう一度新たな周波数に共振する必要がない、という利点がある。このことは、例えば、時分割多元接続方法（英語ではＴＤＭＡ；Time Division Multiple Access）と周波数ホッピング拡散スペクトル技術（ＦＨＳＳ技術）との組み合わせによって駆動する無線システムでは、問題なく可能である。
【００３２】
ＲＳＳＩ測定を、例えば事例ＢおよびＤのように本来の送信データブロックＴＸの直前または直後に行う場合には、さらに利点が生じる。すなわち、共有して使用する無線網（ブルートゥースのピコネット）では、他の加入者が同時に送信することにはならず、実際に確認される（ermittelte）ＲＳＳＩ信号線が検出される（detektieren）ことになり、各タイムスロットが特定用途のために（dediziert）分配されている。従って、ブルートゥースで知らないピコネットから出力された（ausgestrahlte）所望の送信電力（Sendeleistung）のみを、確実に検出できる。
【００３３】
事例Ｃでは、受信データブロックＲＸの終端にＲＳＳＩ測定を実行する。このことは、各無線受信機が全ペイロードデータビットの受信後にさらに活動化して、受信電界の強度を問題なく評価できるということを意味する。
【００３４】
事例Ｄ、つまり送信データブロックＴＸの直後のＲＳＳＩ測定では、受信モード中の各無線機を送信モードに切り替える。さらに、すでに詳述したように、無線機に位置する高周波数合成器は、新たな共振を行う必要がない。場合によっては、受信経路中のアナログフィルターを、必要な場合にさらに調整できる。選択肢Ｄでの測定を行う際の利点は、実際の送信段階ＴＸを測定器器自体が制御するという点にある。つまり、データブロックＴＸ中で送信される情報ビット数を、いわゆるマルチスロットパケット操作中の、それを越える場合のある送信データと同様に（wie eventuell darueber hinausgehende Sendedaten）、知ることができる。
【００３５】
上記のように提案した原理にしたがった測定は、ヘテロダイン構造またはホモダイン構造原理を用いるか否かに関係なく、無線チャネル中で行われる。この無線チャネルでは、提案した原理に基づいて、測定値を低下させない送信電力が独自の（eigene）接続によって存在している。
【００３６】
通常は、（例えばブルートゥースのような）移動式無線システムの仕様によってあらかじめ与えられた、高周波数合成器（いわゆるＰＬＬ；位相同期ループ）を共振させるための時間領域において測定を行う。そして、事例ＡおよびＢに提案したような電界の強さ情報を評価するためのわずかな時間領域であっても、問題なく測定を行える。
【００３７】
また、提案した原理では、電界の強さを測定するための、各移動式無線システム中の高周波数合成器の新たな共振を必要としない。従って、消費電流はわずかである。
【００３８】
また、提案した受信電界の強さの測定には、必要のないタイムスロット（いわゆるブラインドスロット（Blind Slots））を用いる。このため、受信電界の強さを測定するための特別なタイムスロットを確保するために、提案した方法によって効果的なペイロードデータ率を下げないという利点もある。正確には、共振段階ＴＳ,ＲＳ（いわゆる保護時間間隔（Zeitintervalle）ＧＵＡＲＤの終端）のような、従来用いられなかった期間（Zeitabschnitte）を、用いる。これにより、用いられる周波数領域（Frequenzraum）の波長を合わせる（hinein zu hoeren）ことができる。したがって、例えば適応型周波数ホッピング方式では、自動的に決定されたチャネルを制限（ausblenden）できる。
【００３９】
図２に、ヘテロダイン構造（つまり低中間周波数構造）を有する無線受信機のブロック図、つまり、いわゆる低中間周波数受信機を例示する。この受信機は、ノイズの少ない前置増幅器２を介して高周波数混合器３に接続されているアンテナ１を備えている。混合器３の他の入力部は、特定の搬送周波数で駆動する周波数合成器４の出力部に接続されている。これにより、混合器の出力部から、中間周波数ＩＦの搬送周波数を有する変調信号が出力される。この混合器３の出力部には、例えば、多段の制限増幅器５が接続されており、その出力部は、アナログ／デジタル変換器６と復調器７とを介してベースバンド信号処理装置８に接続されている。また、多段の制限増幅器５における他の出力部が、ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）信号を出力するために設計されており、受信電界の強さを決定して評価するためのブロックに接続されている。
【００４０】
合成器４は、中間周波数ＩＦを有する変調信号を出力部から出力できるように、受信信号に対して（gegenueber）中間周波数の大きさまで変わった搬送周波数に常に正確に（immer gerade）調整される。この合成器が、周波数ホッピング方式を用いて、全てのタイムスロットの終端において、続くタイムスロットのチャネルの新たな周波数（つまり新たな搬送周波数）に共振することが好ましいことは、自明である。これは、全てのタイムスロットの終端に、いわゆる共振段階ＲＳまたは整定時間ＴＳにおいて、後続のタイムスロットのために行われる。
【００４１】
なお、上述したように、提案した原理は、図示した低中間周波数変換受信機の構造原理に限定されず、例えばホモダイン受信機およびいわゆる直接変換受信機にも用いることもできる。
【００４２】
また、本発明の電界の強さ測定に関し、以下のようにもいえる。すなわち、通常は、（例えばブルートゥースのような）移動式無線システムの仕様によってあらかじめ与えられた、高周波数合成器（いわゆるＰＬＬ；位相同期ループ）を共振させるための時間領域を、事例ＡおよびＢに提案したような電界の強さ情報をわずかに評価するための時間領域が問題なく存在しているように、測定する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】周波数ホッピング方式によって作動するブルートゥースシステムでの、送信タイムスロットおよび受信タイムスロットの例証的な時間順序を示す図である。
【図２】提案した方法を用いることのできるブロック図に基づいて、受信電界の強さを測定する移動式無線システムの例証的な無線機を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    アンテナ
２    低ノイズ増幅器
３    混合器
４    合成器
５    リミッタ
６    アナログ／デジタル変換器
７    復調器
８    ベースバンド処理器
９    ＲＳＳＩ評価器
Ａ    ＲＸ前のＲＳＳＩ
Ｂ    ＴＸ前のＲＳＳＩ
Ｃ    ＲＸ後のＲＳＳＩ
Ｄ    ＴＸ後のＲＳＳＩ
ＴＳ  送信再起段階
ＲＳ  受信再起段階
ＧＵＡＲＤ    保護時間窓（Sicherheits-Zeitfenster）
ｆK    チャネル１
ｆK+1  チャネル２
ｆK+2  チャネル３
ＴＸ    送信データブロック
ＲＸ    受信データブロック
【図１】
2004282767.tif 000003
【図２】
2004282767.tif 000004