(57)【要約】【課題】マスタ無線通信端末が多数のスレーブ無線通信端末と、個々に通信可能な状態を形成し、しかも、製造及び開発コストの低い周波数ホッピング型の  無線通信装置を提供する。【解決手段】互いに異なる複数のクロック値を生成するクロック生成手段と、固有のアドレス値を生成するアドレス生成手段と、複数のクロック値とアドレ  ス値から複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数を算出するホッ  ピング周波数算出手段と、複数のホッピング周波数の内の通信を行なう所望の  ネットワークグループの一つを選択する周波数選択手段と、ホッピング周波数  に対応した送信周波数でパケットを送信する一つの送信手段とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間で周波数ホッピング方式を使用して無線通信を行う無線通信装置において、前記マスタ無線通信端末は、複数のネットワークグループを形成するための、互いに異なる複数のクロック値を生成するクロック生成手段と、固有のアドレス値を生成するアドレス生成手段と、前記複数のクロック値と前記アドレス値から複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数を算出するホッピング周波数算出手段と、該ホッピング周波数算出手段で算出した複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数の内の通信を行なう所望の一つを選択する選択制御手段と、該選択制御手段で選択したホッピング周波数に対応した送信周波数でパケットを送信する一つの送信手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記クロック生成手段は、異なるクロック値を出力する複数のクロックカウンタと、該クロック生成手段で生成したクロック値を保持する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記クロック生成手段は、一つのクロックカウンタを有し、該クロックカウンタから出力したクロック値を基に異なる複数のオフセットクロック値を生成するオフセットクロック生成手段と、該オフセットクロック生成手段から生成する複数のオフセットクロック値を保持する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記選択制御回路は、前記クロック生成手段から生成された互いに異なる複数のクロック値と、前記アドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とから算出したマスタ無線通信端末の複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数の内、データの授受を行うネットワークグループのホッピング周波数と等しい他のホッピング周波数が存在するときに、該当するホッピング周波数でのスレーブ無線通信端末に対する無線送信を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記選択制御回路は、前記クロック生成手段から生成されたクロック値と、前記アドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とから、ホッピング周波数算出手段で算出したネットワークグループ単位のホッピング周波数で構成した一つのネットワークグループのスレーブ無線通信端末数が、一つのネットワークグループが同時に利用可能なスレーブ無線通信端末許容数を超えたときに、新たなホッピング周波数のネットワークグループを形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記選択制御回路は、前記クロック生成手段から生成された互いに異なる複数のクロック値と、前記アドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とからホッピング周波数算出手段で算出したネットワークグループ単位のホッピング周波数で複数のネットワークグループを構築し、各ネットワークグループ毎に設定した所定の参加条件に適合するスレーブ無線通信端末を参加させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間で周波数ホッピング方式を使用して無線通信を行う無線通信装置の通信方法において、前記マスタ無線通信端末は、クロック生成手段で生成された互いに異なる複数のクロック値とアドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とからネットワークグループ単位のホッピング周波数を算出するステップと、通信を行うネットワークグルーブを選択して、該当するホッピング周波数を選択するステップと、選択されたホッピング周波数と一致する他のホッピング周波数の存在を判定するステップと、該ステップの判定結果が一致する他のホッピング周波数が存在しないときに前記スレーブ無線通信端末への無線送信を行い、一致する他のホッピング周波数が存在するときに、一致したホッピング周波数でのスレーブ無線通信端末への無線送信を停止するステップとを備えたことを特徴とする無線通信装置の通信方法。
【請求項８】
マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間で周波数ホッピング方式を使用して無線通信を行う無線通信装置の通信方法において、マスタ無線通信端末は、自己のクロック生成手段から生成された互いに異なる複数のクロック値とアドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とからネットワークグループ単位の複数のホッピング周波数を算出するステップと、算出した複数のホッピング周波数のうちの１つを使用して接続処理を行うネットワークグループを構築するステップと、該ネットワークグループに参加させるスレーブ無線通信端末数を計数するステップと、該ステップで計数したスレーブ無線通信端末数が許容値を超えたときに他のホッピング周波数で接続処理を行う他のネットワークグループを構築するステップとを備えたことを特徴とする無線通信装置の通信方法。
【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の無線通信装置とその無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近距離間無線データ通信技術を用いた無線通信において、複数台のマスタ無線通信端末がそれぞれのマスタ無線通信端末に接続される１台以上のスレーブ無線通信端末と無線通信によるデータ通信を行う方法として、周波数ポッピング方式が知られている。この無線周波数ホッピング通信方式は、複数の異なる周波数をサイクリックに設定したネットワークグループ単位のホッピング周波数を各マスタ無線通信端末にそれぞれ設定し、そして、各マスタ無線通信端末が自通信端末の無線通信ゾーン内に位置する所定数のスレーブ無線通信端末と前記ネットワークグループ単位のホッピング周波数に従い使用周波数を順次切り替えながら無線通信を行う。また、周波数ホッピング通信方式の無線通信は、近年では、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）等の近距離無線仕様にも採用されている。
【０００３】
この種の無線通信装置において、マスタ無線通信端末の通信範囲に存在するスレーブ無線通信端末との通信確立を早急に行う目的で、互いに異なる少なくとも２つのクロック値を出力するクロック生成手段と、固有のアドレス値を生成するアドレス生成手段と、２つのクロック値のうちの一方のクロック値と前記アドレス値とに応じて第１ホッピング周波数を算出する第１ホッピング周波数算出手段と、前記２つのクロック値のうちの他方のクロック値と前記アドレス値とに応じて第２ホッピング周波数を算出する第２ホッピング周波数算出手段と、第１のホッピング周波数に応じた送信周波数でパケットを送信する第１送信手段と、第２のホッピング周波数に応じた送信周波数でパケットを送信する第２送信手段とで構成されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３０００８９号公報（第４−５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線通信装置は、ホッピング周波数に応じた送信周波数でパケットを送信する送信手段を複数装備し、同一タイミングで３つの異なる無線チャンネルでパケットがマスタ装置から送信されるので、異なるホッピングパターンで無線チャンネルを監視するスレーブ装置ではマスタ装置からのパケットを早急に受信する確立が高くなり、マスタ無線通信端末の通信範囲に存在するスレーブ無線通信端末との通信確立を早急に行なうことができるが、マスタ無線通信端末が複数のネットワークを形成することはできないという課題がある。さらに送信手段を複数装備する必要があり、無線通信端末のコストが高くなってしまうという課題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、マスタ無線通信端末がマスタ無線通信端末の通信範囲に存在する多数のスレーブ無線通信端末と、複数のネットワークグループを形成して個々に通信可能な状態を形成し、しかも、製造及び開発コストの低い周波数ホッピング型の無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の技術手段は、マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間で周波数ホッピング方式を使用して通信を行う無線通信装置において、前記マスタ無線通信端末は、複数のネットワークグループを形成するための、互いに異なる複数のクロック値を生成するクロック生成手段と、固有のアドレス値を生成するアドレス生成手段と、前記複数のクロック値と前記アドレス値から複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数を算出するホッピング周波数算出手段と、該ホッピング周波数算出手段で算出した複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数の内の通信を行なう所望の一つを選択する選択制御手段と、該選択制御手段で選択したホッピング周波数に対応した送信周波数でパケットを送信する一つの送信手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、一つのマスタ無線通信端末が、マスタ無線通信端末の通信範囲に存在する多数のスレーブ無線通信端末と異なるネットワークグループを形成して個々に通信可能な状態を形成できる。また、ネットワークグループ単位のホッピング周波数に対応した送信周波数でパケットを送信する送信手段が、一つの送信手段で構成することができるので、低コストの周波数ホッピング型の無線通信装置を提供することができる。
【０００９】
また、第２の技術手段は、前記の第１の技術手段において、前記クロック生成手段は、異なるクロック値を出力する複数のクロックカウンタと、該クロック生成手段で生成したクロック値を保持する手段とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、クロック生成手段を構成するクロックカウンタを増やすことにより、ネットワークグループ数を増加させることができ、より多数のスレーブ無線通信端末と個々に通信可能な状態を形成する周波数ホッピング型の無線通信装置を提供することができる。
【００１０】
また、第３の技術手段は、前記の第１の技術手段において、前記クロック生成手段は、一つのクロックカウンタを有し、該クロックカウンタから出力したクロック値を基に異なる複数のオフセットクロック値を生成するオフセットクロック生成手段と、該オフセットクロック生成手段から生成する複数のオフセットクロック値を保持する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、マスタ無線通信端末がマスタ無線通信端末の通信範囲に存在する多数のスレーブ無線通信端末と、個々に通信可能な状態を形成し、しかも、一つのクロックカウンタでクロック生成手段を構成するので、さらに低コストの周波数ホッピング型の無線通信装置を提供することができる。
また、第４の技術手段は、前記第１〜第３の技術手段の何れかにおいて、前記選択制御回路は、前記クロック生成手段から生成された互いに異なる複数のクロック値と、前記アドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とから算出したマスタ無線通信端末の複数のネットワークグループ単位のホッピング周波数の内、データの授受を行うネットワークグループのホッピング周波数と等しい他のホッピング周波数が存在するときに、該当するホッピング周波数でのスレーブ無線通信端末に対する無線送信を停止することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、無線通信を行おうとするネットワークグルーブのホッピング周波数と等しいホッピング周波数が存在するときに、該当するホッピング周波数でのスレーブ無線通信端末に対する無線通信を中止するので、通信しようとするネットワークグループ以外の他のネットワークグループを含めてデータの授受を行うことを確実に防止して、ネットワークグループ内での安定したデータ通信機能を確保することができる。
【００１３】
また、第５の技術手段は、前記第１〜第３の技術手段の何れかにおいて、選択制御回路は、前記クロック生成手段から生成されたクロック値と、前記アドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とから、ホッピング周波数算出手段で算出したネットワークグループ単位のホッピング周波数で構成した一つのネットワークグループのスレーブ無線通信端末数が、一つのネットワークグループが同時に利用可能なスレーブ無線通信端末許容数を超えたときに、新たなホッピング周波数のネットワークグループを形成することを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、一つのネットワークグループのスレーブ無線通信端末数が、一つのネットワークグループ内で同時に利用可能な端末許容数に達した時に、自動的に新たなネットワークグループを形成するため、マスタ無線通信端末と通信可能なスレーブ無線通信端末数を算出可能なホッピング周波数数に応じて増加させることができる。
【００１５】
さらに、第６の技術手段は、前記第１〜第３の技術手段の何れかにおいて、選択制御回路は、前記クロック生成手段から生成された互いに異なる複数のクロック値と、前記アドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とからホッピング周波数算出手段で算出したネットワークグループ単位のホッピング周波数で複数のネットワークグループを構築し、各ネットワークグループ毎に設定した所定の参加条件に適合するスレーブ無線通信端末を参加させるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、例えば通信内容の暗号化の有無等の異なるネットワーク参加条件を設定することにより、参加条件に適合したスレーブ無線通信端末のみでネットワークグループを形成することができ、ネットワークグループ単位で共通のデータ授受を行うことができ、データ処理を効率化することができる。
また、第７の技術手段は、マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間で周波数ホッピング方式を使用して無線通信を行う無線通信装置の通信方法において、前記マスタ無線通信端末は、クロック生成手段で生成された互いに異なる複数のクロック値とアドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とからネットワークグループ単位のホッピング周波数を算出するステップと、通信を行うネットワークグルーブを選択して、該当するホッピング周波数を選択するステップと、選択されたホッピング周波数と一致する他のホッピング周波数の存在を判定するステップと、該ステップの判定結果が一致する他のホッピング周波数が存在しないときに前記スレーブ無線通信端末への無線送信を行い、一致する他のホッピング周波数が存在するときに、一致したホッピング周波数でのスレーブ無線通信端末への無線送信を停止するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
上記通信方法は、マスタ無線通信端末がマスタ無線通信端末の通信範囲に存在する多数のスレーブ端末と、個々にネットワークグループ単位で通信可能な状態を形成し、しかも、マスタ無線通信端末が通信を行うネットワークグループ単位のホッピング周波数と等しいホッピング周波数が存在するときに、該当するホッピング周波数でのスレーブ無線通信端末に対する無線通信を中止するので、データの授受を行いたいネットワークグループ以外のネットワークグルーブに対してデータの誤通信を行うことを確実に防止して、ネットワークグループ内での安定したデータ通信機能を確保することができる。
【００１８】
また、第８の技術手段は、マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間で周波数ホッピング方式を使用して無線通信を行う無線通信装置の通信方法において、マスタ無線通信端末は、自己のクロック生成手段から生成された互いに異なる複数のクロック値とアドレス生成手段から生成された固有のアドレス値とからネットワークグループ単位の複数のホッピング周波数を算出するステップと、算出した複数のホッピング周波数のうちの１つを使用して接続処理を行うネットワークグループを構築するステップと、該ネットワークグループに参加させるスレーブ無線通信端末数を計数するステップと、該ステップで計数したスレーブ無線通信端末数が許容値を超えたときに他のホッピング周波数で接続処理を行う他のネットワークグループを構築するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記通信方法では、ネットワークグループ毎に例えば通信内容の暗号化の有無等の異なるネットワーク参加条件を設定することにより、参加条件に適合したスレーブ無線通信端末のみでネットワークグループを形成することができ、ネットワークグループ単位で共通のデータ授受を行うことができ、データ処理を効率化することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の周波数ホッピング型の無線通信装置を示すブロック図である。マスタ無線通信端末ＭＳは、クロック生成手段としてのクロック生成回路１と、アドレス生成回路２、ホッピング周波数算出回路４、選択制御回路５、送信手段としての送信回路６、受信回路７、送受信切換回路８、アンテナ９とを備えている。
【００２１】
クロック生成回路１は、クロック信号発生回路１１と、このクロック信号発生回路１１からの基準クロック信号ＢＣＫが入力される３つのクロックカウンタ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとを備えている。クロックカウンタ１２Ａ〜１２Ｃは、電源投入時に異なるプリセット値にプリセットされ、基準クロックＢＣＫが入力される毎に順次カウントアップして、そのカウント値をクロック値ＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３としてホッピング周波数算出回路４に出力する。
【００２２】
アドレス生成回路２は、固有のアドレス値を生成し、生成したアドレス値をホッピング周波数算出回路４に供給する。
ホッピング周波数算出回路４は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、クロックカウンタ１２Ａ〜１２Ｃから入力される各クロック値ＣＫ１〜ＣＫ３と、アドレス生成回路２から入力されるアドレス値に基づいて後述するネットワーク単位の３つのホッピング周波数を算出し、算出されたホッピング周波数を選択制御回路５に供給する。
【００２３】
また、ホッピング周波数算出回路４は、メモリ４ａを備えており、メモリ４ａは、入力されるクロック値ＣＫ１〜ＣＫ３を記憶すると共に、算出した３つのホッピング周波数ｆ１〜ｆ３を記憶する。
このホッピング周波数算出回路４は、図２のホッピング周波数算出処理を実行する。このホッピング周波数算出処理は、まず、ステップＳ１で、所定の送信タイミングであるか否かを判定し、送信タイミングでないときには、送信タイミングとなるまで待機し、送信タイミングであるときにはステップＳ２に移行する。
このステップＳ２では、クロック生成回路１から入力されたクロック値ＣＫ１〜ＣＫ３をメモリ４ａの所定記憶領域に記憶し、次いでステップ３に移行して、クロック値を選択するための変数ｉを“１”にセットしてからステップＳ４に移行する。
【００２４】
このステップＳ４では、クロック値ＣＫｉを選択し、次いでステップＳ５に移行して、選択したクロック値ＣＫｉとアドレス生成回路２から入力されるマスタアドレス値とに基づいてホッピング周波数ｆｉを算出し、算出したホッピング周波数ｆｉをメモリ４ａに形成したホッピング周波数記憶領域に更新記憶してからステップＳ６に移行する。
【００２５】
このステップＳ６では、全てのクロック値ＣＫ１〜ＣＫ３についてホッピング周波数ｆ１〜ｆ３を算出したか否かを判定し、全てのクロック値ＣＫ１〜ＣＫ３についてホッピング周波数ｆ１〜ｆ３を算出したときには前記ステップＳ１に戻り、全てのクロック値についてホッピング周波数の算出が終了していないとき即ち変数ｉが“３”未満であるときにはステップＳ７に移行して、現在の変数ｉに“１”を加算した値を新たな変数ｉとして設定してから前記ステップＳ４に戻る。
【００２６】
この図２の処理がホッピング周波数算出手段に対応する。
選択制御回路５は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、通信を行なう複数のネットワークグループを管理し、送信データが存在するネットワークグループに対応するホッピング周波数ｆｊを選択して、送信回路６に出力する。
この選択制御回路５では、図３に示す周波数選択制御処理を実行する。この周波数選択制御処理は、まず、ステップＳ１１で、ネットワークグループが複数存在しているか否かを判定し、単独のネットワークグループのみが存在する場合には、ステップＳ１２に移行して、ホッピング周波数算出回路４から入力される３つのホッピング周波数ｆ１〜ｆ３の内、例えばホッピング周波数ｆ１を選択し、このホッピング周波数ｆ１を選択ホッピング周波数ｆｈとして後述する周波数シンセサイザ６１に出力してからステップＳ１３に移行して、ネットワークグループでの通信データの送受信処理を行ってから前記ステップＳ１１に戻る。
【００２７】
ここで、送受信処理は、送受信切換回路８を送信側に切替えると共に、マスタ無線通信端末ＭＳから送信データが存在する場合には、送信データを含む送信パケットを形成し、この送信パケットによる変調信号電圧を周波数シンセサイザ６１に出力し、スレーブ無線通信端末ＳＬから送信されるデータを受信する場合には、送受信切換回路８を受信側に切替え、受信回路７で復調した受信データを読込む。
【００２８】
また、ステップＳ１１の判定結果が、複数のネットワークグループが存在しているときには、ステップＳ１４に移行して、通信を要求するネットワークグループＮＷＧｊを決定して、該当するネットワークグループに割り当てたホッピング周波数ｆｊを選択してからステップＳ１５に移行する。
このステップＳ１５では、該当するホッピング周波数ｆｊに一致する他のホッピング周波数が存在するか否かを判定し、一致する他のホッピング周波数が存在しないときには、ステップＳ１６に移行して、該当するホッピング周波数ｆｊを選択ホッピング周波数ｆｈとして周波数シンセサイザ６１に出力すると共に、前記ステップＳ１３と同様に該当するネットワークグループでの通信データの送受信処理を行ってから前記ステップＳ１１に戻り、一致する他のホッピング周波数が存在する場合はステップＳ１７に移行する。
【００２９】
このステップＳ１７では、該当するネットワークグループＮＷＧｊ及びホッピング周波数が一致する他のネットワークグループの送信処理を停止し、次いでステップＳ１８に移行して、ホッピング周波数ｆｊと異なるホッピング周波数を選択するネットワークグループが存在するか否かを判定し、他のネットワークグループが存在しない場合にはそのまま前記ステップＳ１１に戻り、他のネットワークグループが存在する場合には、ステップＳ１９に移行する。
【００３０】
このステップＳ１９では、該当するネットワークグループＮＷＧｋに割り当てたホッピング周波数ｆｋを選択ホッピング周波数ｆｈとして周波数シンセサイザ６１に出力すると共に、前記ステップＳ１３と同様に該当するネットワークグループでの通信データの送受信処理を行ってから前期ステップＳ１１に戻る。
なお、選択制御回路５は、形成したネットワークグループとネットワーク単位のホッピング周波数とを対応させて、記憶領域に記憶する。
【００３１】
また、この選択制御回路５は、図４に示すスレーブ無線通信端末を収容するネットワークグループ構築処理を実行する。
このネットワークグループ構築処理は、まず、ステップＳ３１で、ネットワークグループ番号を表す変数ｊを“１”に設定してからステップＳ３２に移行し、変数ｊに対応するクロック値ＣＫｊとマスタアドレスとに基づいてホッピング周波数ｆｊを算出してからステップＳ３３に移行する。
【００３２】
このステップＳ３３では、算出したホッピング周波数ｆｊで問い合わせパケットを送信してからステップＳ３４に移行する。
このステップＳ３４では、問い合わせパケットに応答するスレーブ無線通信端末から応答パケットを受信したか否かを判定し、応答パケットを受信していないときには後述するステップＳ３６にジャンプし、応答パケットを受信したときにはステップＳ３５に移行して、応答パケットに含まれるスレーブ無線通信端末の属性をメモリに記憶し、次いでステップＳ３６に移行して、問い合わせパケットを送信してから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときには前記ステップＳ３３に戻り、所定時間が経過したときにはステップＳ３７に移行する。
【００３３】
このステップＳ３７では、メモリに記憶されている応答パケットを送信したスレーブ無線通信端末の中から第１のネットワークグループを構築するネットワークグループの許容端末数ｋｓ（例えばｋｓ＝７）以内のスレーブ無線通信端末を選択し、次いでステップＳ３８に移行して、選択した各スレーブ無線通信端末に対してネットワークグループを構築するために必要な所定の呼出処理を行ってネットワークグループでの同期確立を行ってからステップＳ３９に移行する。
【００３４】
このステップＳ３９では、メモリに格納されているスレーブ無線通信端末で第１のネットワークグルーブで選択できなかったスレーブ無線通信端末が存在するか否かを判定し、選択できなかったスレーブ無線通信端末が存在しない場合には、ネットワーク構築処理を終了し、選択できなかったスレーブ無線通信端末が存在する場合には、ステップＳ４０に移行する。
【００３５】
このステップＳ４０では、現在の変数ｊに“１”を加算した値を新たな変数ｊとして設定してからステップＳ４１に移行し、変数ｊが  “４”に達したか否かを判定し、ｊ＜４であるときには前記ステップＳ３２に戻り、ｊ＝“４”であるときには構築可能なネットワークグループ数を超えているものと判断して処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００３６】
この図３及び図４の処理が選択制御手段に対応している。
送信回路６は、周波数シンセサイザ６１と送信器６２とを備えており、データ送信時に、周波数シンセサイザ６１に選択制御回路５から出力される送信パケットによる変調信号電圧が入力されると共に、選択されたネットワークグループＮＷＧｊに対応するホッピング周波数指令値ｆｈが入力され、変調信号電圧により変調された送信信号を送信器６２に出力し、この送信器６２で電力増幅してアンテナ８から送信し、また、受信時には周波数シンセサイザ６１から局部発振信号Ｌ０を無変調で受信回路７のミキサに供給する。
【００３７】
受信回路７は、送受信切換回路８から入力される受信信号を増幅した後、周波数シンセサイザ６１から局部発振信号が供給されるミキサによって中間周波信号に変換し、これをバンドパスフィルタでフィルタ処理した後リミッタアンプで増幅してから検波回路で検波して受信データを復調し、復調した受信データを選択制御回路５に出力する。
【００３８】
一方、スレーブ無線通信端末ＳＬは、図１に示すように、１つのクロック生成回路１を有し、マスタ無線通信端末ＭＳが形成するネットワークグループＮＷＧｉに参加したときに、マスタ無線通信端末ＭＳから通知されるマスタクロック値ＣＫｍ及びマスタアドレスＡｍを制御回路５ｓで受信したときに、これらをホッピング周波数算出回路４に供給して、このホッピング周波数算出回路４で、自己のクロック生成回路１から入力されるクロック値ＣＫｓと、マスタクロック値ＣＫｍとの偏差をオフセット値として算出し、このオフセット値を自己のクロック値ＣＫｓに加算して、マスタクロック値ＣＫｍを算出し、算出したマスタクロック値ＣＫｍとマスタアドレスＡｍとに基づいてホッピング周波数ｆｓを算出し、これを制御回路５ｓに出力することを除いてはマスタ無線通信端末ＭＳと同様の構成を有し、マスタ無線通信端末ＭＳとの対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３９】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、マスタ無線通信端末ＭＳの電源がオフ状態であって、ネットワークグループが形成されていないものとする。
この状態で、マスタ無線通信端末ＭＳの電源を投入すると、このマスタ無線通信端末ＭＳの選択制御回路５で、ネットワークグループを構築するための図４の処理が実行される。この処理では、先ず、ネットワークグループ番号を表す変数ｊが“１”にセットされ（ステップＳ３１）、これによってクロック生成回路１のクロックカウンタ１２Ａから出力されるマスタクロック値ＣＫ１が選択され、このＣＫ１とアドレス生成回路２で生成されたマスタアドレスＡｍとに基づいてホッピング周波数算出回路４で算出されるホッピング周波数ｆ１で、クロックカウンタ１２Ａのマスタクロック値ＣＫ１及びマスタアドレス値Ａｍのアクセスコードからなる問合せパケットを送信する（ステップＳ３２）。
【００４０】
マスタ無線通信端末ＭＳと通信可能範囲にあり、この問合せに応答可能な状態にある無線通信端末が、スレーブ無線通信端末ＳＬとして動作する。
スレーブ無線通信端末ＳＬは、マスタ無線通信端末ＭＳからの問合せパケットを受信すると、自己のアクセスコードと自己のクロック値ＣＫｓに基づいてホッピング周波数ｆｓを算出し、スレーブクロック値ＣＫｓ及びスレーブアドレス値Ａｍのアクセスコード等のスレーブ無線通信端末ＳＬの属性を表す応答パケットを、マスタ無線通信端末ＭＳに送信する。
【００４１】
マスタ無線通信端末ＭＳは、スレーブ無線通信端末ＳＬからの応答パケットを受信するとスレーブ無線通信端末の属性情報をメモリに格納する（ステップＳ３５）。
その後、所定時間が経過すると、メモリに格納されているスレーブ無線通信端末ＳＬの属性情報から第１のネットワークグループＮＷＧ１を構築するために必要な許容数ｋｓ以内のスレーブ無線通信端末ＳＬを選択し（ステップＳ３７）、選択した各スレーブ無線通信端末ＳＬに対してネットワークグループＮＷＧ１を形成するために必要な所定の呼出処理を実行してネットワークグループＮＷＧ１における各スレーブ無線通信端末ＳＬとの同期確立を行う。
【００４２】
このとき、ネットワークグループＮＷＧ１を構築するスレーブ無線通信端末数が図５に示すように許容数ｋｓ以下の例えば５つであるときには、１つのネットワークグループで各スレーブ無線通信端末ＳＬ１〜ＳＬ５とデータの授受を行うことができる。この場合には、マスタ無線通信端末ＭＳで１つのネットワークグループＮＷＧ１を管理することにより、図６に示すように、時間スロットｔ０を含む偶数表示の時間スロットにおけるタイムスロットでは、マスタ無線通信端末ＭＳからスレーブ無線通信端末ＳＬへのタイムスロットとなり、奇数表示の時間スロットにおけるタイムスロットは、マスタ無線通信端末ＭＳからの送信パケットを受信したスレーブ無線通信端末ＳＬからマスタ無線通信端末ＭＳへのタイムスロットとなり、共に時間経過と共に周波数ホッピングをしている。
【００４３】
すなわち、時間スロットｔ０ではマスタ無線通信端末ＭＳが例えばスレーブ無線通信端末ＳＬ１に対してホッピング周波数ｆ０で送信パケットを送信し、この送信パケットを受信したスレーブ無線通信端末ＳＬ１は次の時間スロットｔ１で送信パケットをホッピング周波数ｆ０＋４でマスタ無線通信端末ＭＳに送信し、続く時間スロットｔ２でマスタ無線通信端末ＭＳがスレーブ無線通信端末ＳＬ２に対してホッピング周波数ｆ０＋６で送信パケットを送信し、この送信パケットを受信したスレーブ無線通信端末ＳＬ２が時間スロットｔ３でホッピング周波数ｆ０＋ｎで送信パケットをマスタ無線通信端末ＭＳに送信し、以下、順次スレーブ無線通信端末ＳＬ３〜ＳＬ５との間でデータの授受を行う。なお、データ送信順序は上記に限定されるものではなく、マスタ無線通信端末ＭＳでデータ送信を必要とするスレーブ無線通信端末ＳＬｋ（ｋ＝１〜５）が現れる順番に送信が行われる。
【００４４】
このように、構築されているネットワークグループがＮＷＧ１のみである場合には、マスタ無線通信端末ＭＳで使用するホッピング周波数が一種類であるので、ホッピング周波数が重なることはなく、構築されたネットワークグループＮＷＧ１内で良好なデータ通信を行うことができる。
一方、マスタ無線通信端末ＭＳでの問い合わせパケット送信時に、ネットワークグループの許容数ｋｓを超える数のスレーブ無線通信端末ＳＬから応答パケットを受信し、先ず、第１のネットワークグループＮＷＧ１を構築しても、データ通信を必要とするスレーブ無線通信端末ＳＬが残っている場合には、図４の処理において、現在の変数ｊ＝１に“１”が加算された値を新たな変数ｊ＝２として設定し（ステップＳ４０）、次いでステップＳ３２に戻ることになる。
【００４５】
このため、第２のネットワークグループＮＷＧ２を構築するように、クロック生成回路１のクロックカウンタ１２Ｂから出力されるマスタクロック値ＣＫ２とマスタアドレスＡｍとに基づいて算出したホッピング周波数ｆ２で、問い合わせパケットを送信することにより、第２のネットワークグループＮＷＧ２に参加するスレーブ無線通信端末ＳＬを募り、問い合わせパケットに対して応答パケットを送信したスレーブ無線通信端末の情報を収集し、収集した情報から第２のネットワークグループＮＷＧ２を構築するスレーブ無線通信端末ＳＬ２１〜ＳＬ２７を選択して、呼出処理を行うことにより、第２のネットワークグループＮＷＧ２の同期確立を行う。
【００４６】
さらに、この第２のネットワークグループＮＷＧ２の構築でも、データの授受を行うスレーブ無線通信端末ＳＬが残る場合には、さらに変数ｊを“３”に設定して、クロック生成回路１のクロックカウンタ１２Ｃから出力されるマスタクロック値ＣＫ３を選択して、これとマスタアドレスＡｍとに基づいて算出されるホッピング周波数ｆ３で問い合わせパケットを送信することにより、第３のネットワークグループＮＷＧ３に参加するスレーブ無線通信端末ＳＬを募り、問い合わせパケットに対して応答パケットを送信したスレーブ無線通信端末ＳＬの内からスレーブ無線通信端末ＳＬ３１〜ＳＬ３３を選択した場合に、図７に示すネットワークが形成される。
【００４７】
このように、３つのネットワークグループＮＷＧ１〜ＮＷＧ３が構築されると、マスタ無線通信端末ＭＳが、データ通信を必要とするネットワークグループを選択しながら各ネットワークグループとデータの授受を行う。
すなわち、図８に示すように、時間スロットｔ０における各パケットＡ０〜Ｃ０は、前記各クロックカウンタ１２Ａ〜１２Ｃのクロック値に基づいてクロック生成回路１において生成された各々のクロック値ＣＫ１〜ＣＫ３と、アドレス生成回路２において生成されたアドレス値とに基づいて、ホッピング周波数算出回路４において生成されたネットワークグループＮＷＧ１〜ＮＷＧ３のホッピング周波数ｆ１〜ｆ３を使用したマスタ無線通信端末ＭＳからスレーブ無線通信端末ＳＬへのパケットであり、選択制御回路５において、この各パケットＡ０〜Ｃ０の内の通信を行なう所望のネットワークグループの一つである例えば、○印で示す例えばネットワークグループＮＷＧ１に対応するパケットＡ０を選択し、このパケットＡ０をマスタ無線通信端末ＭＳからスレーブ無線通信端末ＳＬ１ｋへ送信するように送信回路６に供給し、前記の送受信処理を行う。
【００４８】
時間スロットｔ１の各パケットＡ１〜Ｃ１は、マスタ無線通信端末ＭＳの送信パケットを受信したスレーブ無線通信端末ＳＬ１ｋ及び他のネットワークグループＮＷＧ２及びＮＷＧ３で応答可能なスレーブ無線通信端末からマスタ無線通信端末へ送信するものであり、実際にマスタ無線通信端末ＭＳで時間スロットｔ０のパケットＡ０の送信先に指定されたスレーブ無線通信端末ＳＬ１ｋからマスタ無線通信端末へ送信するパケットＡ１のみが送信可能となる。
【００４９】
時間スロットｔ２では、各周波数ホッピングしたネットワークグループグループ単位の周波数のパケットＡ２〜Ｃ２の内のパケットＢ２を選択し、このパケットＢ２をマスタ無線通信端末からスレーブ無線通信端末へ送信するために送信回路６に供給し、前記の送受信処理を行う。時間スロットｔ３では、マスタ無線通信端末の時間スロットｔ２のパケットＢ２の送信先に指定されたスレーブ無線通信端末からマスタ無線通信端末へ送信するパケットＢ３が送信可能となる。
【００５０】
ｔ４の時間スロットにおいて、クロックカウンタ１２Ａに基づいて生成されたパケットＡ４と、クロックカウンタ１２Ｂに基づいて生成されたパケットＢ４とが同じホッピング周波数で衝突している。こうした二つ、あるいは、二つ以上が（図示せず）同じホッピング周波数に存在する場合には、前記選択制御回路５において、図３に示した周波数選択制御処理を実行して、一致した周波数のパケットＡ４とパケットＢ４の送信は停止され、クロックカウンタ１２Ｃに基づいて生成されたパケットＣ４を選択して、送信先として指定するスレーブ無線通信端末が特定できなくなるのを防いでいる。
【００５１】
以下同様に、マスタ無線通信端末は、選択制御回路５においてネットワークグループ単位の周波数の内の１つのパケットを選択し、選択したパケットをスレーブ無線通信端末へ送信し、マスタ無線通信端末の送信先に指定されたスレーブ無線通信端末は、マスタ無線通信端末へのパケット送信が可能となる。
また、スレーブ無線通信端末からマスタ無線通信端末へ応答パケットを送信するための時間スロットｔ９において、パケットＢ９とパケットＣ９とが同じ周波数で衝突している。この場合には、直前のｔ８の時間スロットにおいてマスタ無線通信端末からパケットＢ８を受信したスレーブ無線通信端末のみが送信可能となるため、問題なく送信が可能である。
【００５２】
以上のように、第１の実施形態によると、マスタ無線通信端末は、同時に複数のネットワークグループのマスタ無線通信端末となり、同時にマスタ無線通信端末の通信範囲に存在する多数のスレーブ無線通信端末とデータ通信可能な状態を形成した、周波数ポッピング方式の無線通信を得ることができる。
しかも、送信回路は、一組の周波数シンセサイザと送信器を用いることにより、多数のスレーブ無線通信端末とデータ通信が可能となり、製造コストの低い周波数ホッピング型の無線通信装置を提供することができる。
【００５３】
なお、上記第１の実施形態では、クロック生成回路１が３つのクロックカウンタ１２Ａ〜１２Ｃを備えた場合で説明したが、これに限定されるものではなく、クロック生成回路及びクロックカウンタの構成数は、必要に応じて任意に設定可能である。しかし、クロック生成回路及びクロックカウンタの構成数が増加すると、ホッピング周波数の衝突機会も増加する。
【００５４】
クロックカウンタの構成数が４つ以上の場合の周波数選択制御処理は、図９に示す周波数選択制御処理を実行する。
この図９は、前記図３に示す周波数選択制御処理のステップＳ１８以降を追加したもので図３との対応部分には同一の符号を付し、その詳細な説明はこれを省略する。
【００５５】
この周波数選択制御処理は、ステップＳ１８で、ホッピング周波数ｆｊと異なるホッピング周波数を選択するネットワークグループが存在するか否かを判定し、他のネットワークグループが存在しない場合にはそのまま前記ステップＳ１１に戻り、他のネットワークグループが存在する場合には、ステップＳ２０に移行する。
【００５６】
このステップＳ２０では、該当ホッピング周波数が複数存在するか判定し、複数存在しない場合には、ステップＳ２２に移行して、該当するネットワークグループで通信データの送受信処理を行ってから前記ステップＳ１１に戻り、複数存在する場合には、ステップＳ２１に移行し、１つのネットワークグループを決定し、ステップＳ２２に移行して、該当するネットワークグループでの通信データの送受信処理を行ってから前記ステップＳ１１に戻る。
【００５７】
また、上記第１の実施形態においては、１つのネットワークグループのスレーブ無線通信端末数が所定数ｋｓを越えたときに、新たなネットワークグループを構築する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マスタ無線通信端末が新たな異なるサービスを提供し、スレーブ無線通信端末をサービス目的毎に所望のネットワークグループに参加させる、等の参加条件を設定した場合に新たなネットワークグループを構築するようにしてもよい。この新たなネットワークグループの組分けとしては、例えば、通信内容の暗号化の有無、接続時の認証の有無、マスタ無線通信端末がアクセスポイントである場合の外部接続の可否、通信優先度の高低、通信速度の高低、等が挙げられる。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施形態を図１０について説明する。第２の実施形態は前述した第１の実施形態におけるマスタ無線通信端末ＭＳのクロック生成回路部の構成を変更したものである。
すなわち、第２の実施形態では、マスタ無線通信端末ＭＳは、クロック生成回路１と、オフセット加算回路１０とで構成されていることを除いては上記第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一の符号を付し、その詳細な説明はこれを省略する。
【００５９】
この第２の実施形態のマスタ無線通信端末では、クロック生成回路１は、クロックカウンタ１２Ｄを備えており、このクロックカウンタ１２Ｄのクロック値に基づいて所定の周波数のクロック値を生成し、オフセット加算回路１０に出力する。
オフセット加算回路１０は、クロック生成回路１において生成されたクロック値と、オフセット加算回路にて生成したオフセット値とを加算して生成した複数のクロック値を、ホッピング周波数算出回路４に出力する。以下第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００６０】
この第２の実施形態におけるマスタ無線通信端末の動作は、第１の実施形態で述べた動作は全てこれと同様に行なう。
以上のように、第２の実施形態によると、一つのクロックカウンタでクロック生成手段を構成するので、さらに製造コストの低い周波数ホッピング型の無線通信装置を提供することができる。
【００６１】
このように、本発明の周波数ホッピング型の無線通信装置と無線通信方法は、マスタ無線通信端末は同時に複数のネットワークグループのマスタ無線通信端末となり、同時にマスタ無線通信端末の通信範囲に存在する多数のスレーブ無線通信端末とデータ通信可能な状態を形成した無線通信を得ることができる。
本発明の周波数ホッピング型の無線通信装置と無線通信方法は、特に、マスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との無線通信において、各スレーブ無線通信端末に通信する通信量は少ないが、より多くのスレーブ無線通信端末との無線通信が必要な用途において特に有効な無線通信を提供することができる。
【００６２】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、ネットワークグループで使用するホッピング周波数を使用してネットワークへの参加の問い合わせを行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ネットワークで使用するホッピング周波数以外の周波数を使用してスレーブ無線通信端末に対してネットワークへの参加の問い合わせを行う問い合わせパケットを送信し、応答パケットを送信したスレーブ無線通信端末のうちネットワークへの参加を許可したスレーブ無線通信端末に対してネットワークグループで使用するホッピング周波数で接続処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の周波数ホッピング方式の無線通信端末を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるホッピング周波数算出処理を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施形態における周波数選択制御処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるスレーブ無線通信端末を収容するネットワークグループの構築処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施形態における１つのネットワークグループの形成状態の一例を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるマスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間の通信時の１つのネットワークグループ単位のホッピング周波数の一例を示す図。
【図７】本発明の実施形態における３つのネットワークグループの形成状態の一例を示す図。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるマスタ無線通信端末とスレーブ無線通信端末との間の通信時の３つのネットワークグループ単位のホッピング周波数の一例を示す図。
【図９】クロックカウンタの構成数が４つ以上の場合の周波数選択制御処理を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第２の実施形態の周波数ホッピング方式のマスタ無線通信端末を示すブロック図。
【符号の説明】
ＭＳ．マスタ無線通信端末、ＳＬ．スレーブ無線通信端末、１．クロック生成回路、１２Ａ．１２Ｂ．１２Ｃ．１２Ｄ．クロックカウンタ、２．アドレス生成回路、３．  オフセット加算回路、４．ホッピング周波数算出回路、４ａ．メモリ、５．５ｓ．選択制御回路、６．送信回路、７．受信器、８．送受信切換回路、９．アンテナ、１０．オフセット加算回路
【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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【図９】
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【図１０】
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