(57)【要約】【課題】時分割多元接続方式を利用した、周波数ダイバーシティ機能を有する周波数ホッピング通信装置において、同じホッピングパターンを使用した他無線機器が発する電波によって生じる連続した送受信データの衝突を回避し、安定した通信品質を確保する。【解決手段】時分割されたうちの２つのスロットを使用して周波数ダイバーシティ通信を行う通信装置に、各通信スロットごとに連続受信エラーを検知する監視手段を設け、監視手段より他無線通信装置での同じホッピングパターンの使用による連続送受信衝突を検出した場合、衝突してないスロットにおけるデータフォーマット内の制御フィールドを利用して、衝突しているスロットのホッピングパターン変更処理を行うことにより、連続送受信衝突を回避できることを特徴とする。【選択図】  図１
2005033419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方の無線通信装置での同じホッピングパターンを使用し、２つのスロットで周波数ダイバーシティ通信を行う周波数ホッピング方式の通信装置であって、
それぞれの通信スロットで受信エラー監視を行い、一方のスロットで連続して送受信衝突を検出した場合に衝突してない他方のスロットでにおいて、データフォーマット内の制御フィールドを利用して、衝突しているスロットの周波数変更処理を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
２つのスロットで周波数ダイバーシティ通信する際、一方の通信スロットにおいて連続して送受信衝突を検出した場合、衝突していない他方のスロットの制御フィールドを利用してダイバーシティ停止処理を行うことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
双方の無線通信装置での同じホッピングパターンを使用し、２つのスロットで周波数ダイバーシティ通信を行う周波数ホッピング方式の通信装置であって、
複数あるホッピングパターンからそのうちの１つを選び出すホッピングパターン選択手段と、
２つの通信スロットのホッピングパターンや通信状態を制御するスロットダイバーシティ制御部と、
それぞれのスロットで受信したデータの受信状態を監視するエラー監視手段と、シーケンス衝突を検知するシーケンス衝突監視部と、
２つのスロットで受信したデータから受信状態が良い方のデータを選択する受信データ選択手段と、
ホッピングパターン変更要求を通信相手に伝えるパターン変更伝達手段と、
送信したホッピングパターン変更要求に対する通信相手からの応答を確認する応答確認部と、
通信相手からのホッピングパターン変更要求を監視するパターン変更監視部とを備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項４】
双方の無線通信装置での同じホッピングパターンを使用し、２つのスロットで周波数ダイバーシティ通信を行う周波数ホッピング方式の通信装置であって、
それぞれの通信スロットで受信エラー監視を行い、一方の通信スロットにおいて連続して送受信衝突を検出した場合に衝突していない他方のスロットの制御フィールドを利用してスロットダイバーシティ停止要求を通信相手に伝えるダイバーシティ停止伝達手段と、
通信相手からのスロットダイバーシティ停止要求を監視するダイバーシティ停止監視部とを備えたことを特徴とする通信装置。
【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）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、キャリアという）が一定期間干渉を受けると、一定周期ごとに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】
また、周波数ホッピング方式を用いて互いに通信を行う２つの無線通信機器を１システムとしたときに、同じホッピングパターンを使用するシステムが近くに存在したり、あるいはそれら無線機器が移動体通信機器であって物理的な移動でもって互いのシステムが接近したりなどすると、それぞれの通信が同じタイミング、同じホッピングパターンで行われて互いに干渉しあう可能性が生じ、その場合、すべての送受信が衝突（以下、シーケンス衝突という）してしまい、通信が困難になる。
【０００４】
このような電波干渉を回避する対策の一つとして、ある一定周期（フレーム）を複数のスロットに時分割し、スロット毎に別々の無線通信を可能とする時分割多元接続方式において、スロット毎に通信周波数（搬送波）を変え、複数のスロットで同じデータを送受信する周波数ダイバーシティ方式が提案されている（特許文献１参照）。以下、具体的な動作について図５を用いて説明する。図５は従来の周波数ダイバーシティ通信機能を有した時分割無線通信装置の構成図である。
【０００５】
図５に示すように従来の時分割無線通信装置は、アンテナ５０１と、共用器５０２と、送信部５０３と、受信部５０４と、送信論理部５０５と、受信論理部５０６と、制御部５０７と、この制御部５０７からの制御信号によって制御される切替部５０８、５０９及び送受信局部発振器５１０−１〜５１０−ｎと、入力端子５１１と、出力端子５１２を有する。
【０００６】
上記送信部５０３と受信部５０４からなる一対の送受信部は、複数の搬送波を得る手段を構成し、この手段によって得られた複数の搬送波を順次送出することによって１フレームを構成し、このフレーム内の各搬送波に同一信号にて変調をかけることによって周波数ダイバーシティ効果をもたせるように構成されている。
【０００７】
まず、送受信局部発振器５１０−１〜５１０−ｎの局部発振信号は制御部５０７からの制御信号によって切替部５０８、５０９を介して順次予め定められた周期（フレーム）にて送信部５０３および受信部５０４へ送出される。
【０００８】
一方、入力端子５１１からの信号は送信論理部５０５で蓄積され、１フレームにＳ１〜Ｓｎのｎ個の信号を送信部５０３へ送出し、ｆ１〜ｆｎの搬送波を変調する。搬送波ｆｉは送受信局部発振器５１０−ｉが送信部５０３に接続されたとき、Ｓｉをのせてアンテナ５０１から通信相手に送出される。
【０００９】
次に、アンテナ５０１で受けた通信相手からの搬送波は共用器５０２を通り受信部５０４に入力される。この受信部５０４では制御部５０７で制御された切替部５０９を介し入力されてくる送受信局部発振器５１０−１〜５１０−ｎの局部発振信号と混合され、一定の中間周波数に変換され、さらに復調される。この信号が受信論理部５０６に入力され、適当な論理演算が行われ、フレーム構成が解かれ出力端子５１２に送出される。
【００１０】
ここで、フレーム内の信号Ｓ１〜Ｓｎをすべて同じものとすると、受信時にＳ１〜Ｓｎを論理比較することによって、より信頼度の高い信号を選択し出力することができる。
【００１１】
移動体通信では、この時分割多元接続方式を１対多（例えば、基地局と複数の移動体通信機器、または親機と複数無線子機など）として利用し、そのシステム内での１対１の通信は、送受信にそれぞれ１スロットを使用することが多く、１対１の通信で周波数ダイバーシティを利用する場合、２スロット使用してエラーがない方のデータを選択する方式（以下、スロットダイバーシティという）が採用されることが多い。
【００１２】
ＦＨＳＳ通信装置にこのスロットダイバーシティ手段を利用すれば、ある特定の周波数キャリアが妨害波の干渉を受けても、同時に違うキャリアで通信を行っているので、伝送速度の低下を避けることができ、また、１つの通信スロットでシーケンス衝突が発生しているような場合でも、もう１つのスロットで通信することで通信不可能という事態は避けることができる。
【００１３】
【特許文献１】
特公平７−２８２４８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスロットダイバーシティ手段では、シーケンス衝突が発生した際、システムとして通信不可能という事態を避けることができても、シーケンス衝突している１つの通信スロットに限っては通信不可能であり、ダイバーシティ効果を失ってしまう。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するもので、シーケンス衝突が発生した通信スロットのホッピングパターンを、通信している両無線機器で同時に変更して、シーケンス衝突を回避できるＦＨＳＳ通信装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【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、シーケンス衝突を検知する手段を設け、１つの通信スロットでシーケンス衝突が発生しても、もう１つの通信スロットでの通信を利用して、衝突スロットのホッピングパターンを変更させることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明によれば、スロットダイバーシティ通信中に発生したシーケンス衝突を回避できるＦＨＳＳ通信装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、双方の無線通信装置での同じホッピングパターンを使用し、２つのスロットで周波数ダイバーシティ通信を行う周波数ホッピング方式の通信装置であって、それぞれの通信スロットで受信エラー監視を行い、一方のスロットで連続して送受信衝突を検出した場合に衝突してない他方のスロットでにおいて、データフォーマット内の制御フィールドを利用して衝突しているスロットの周波数変更処理を行う周波数ホッピング通信装置であり、これにより、近くに同じタイミング／ホッピングパターンで通信する無線機器が存在し、連続して送受信データが衝突してしまうような場合でも、常に２つのスロットで通信し、もう一方の通信スロットを利用して、衝突スロットのホッピングパターンを変更するためのメッセージの送受信を行うことにより、通信している両ＦＨＳＳ通信装置のホッピングパターンを同時に変更でき、シーケンス衝突を回避できるという作用を有する。
【００１９】
さらに本発明の請求項４に記載の発明は、ＦＨＳＳ通信装置内にスロットダイバーシティ停止要求を通信相手に伝えるダイバーシティ停止伝達手段と、通信相手からのスロットダイバーシティ停止要求を監視するダイバーシティ停止監視部とを設けたものであり、これにより、一方の通信スロットにおいて連続して送受信衝突を検出した場合、衝突していない他方のスロットの制御フィールドを利用してダイバーシティ停止処理を行うことにより、自無線通信機器だけでなく、通信相手の衝突スロットの切断も完了し、同じホッピングパターンで通信する他無線機器が近くに存在し、一方の通信スロットが連続して送受信が衝突してしまった場合に、もう一方の通信スロットを利用して、両ＦＨＳＳ通信装置で同時に衝突スロットの無線リンク切断処理を行い、その後別の空きスロットで無線リンクを確立してスロットダイバーシティを再開することにより、衝突の無いダイバーシティ通信を継続して行う事ができる。これにより、衝突スロットが通信スロットとしてだけでなくＦＨＳＳ無線通信システムの制御スロットとしても併用されているなどの理由から容易にホッピングパターンを変更できないような場合でもシーケンス衝突を回避できるという作用を有する。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、請求項１に記載の発明の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。
【００２１】
図１は、請求項１に記載の発明の一実施例を示す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、複数あるホッピングパターンからそのうちの１つを選び出すホッピングパターン選択手段１０４と、２つの通信スロットのホッピングパターンや通信状態を制御するスロットダイバーシティ制御部１０３と、それぞれの通信スロットで受信したデータの受信状態を監視するエラー監視手段１１４，１２４と、シーケンス衝突を検知するシーケンス衝突監視部１１８，１２８と、２つのスロットで受信したデータから受信状態が良い方のデータを選択する受信データ選択手段１０２と、ホッピングパターン変更要求を通信相手に伝えるパターン変更伝達手段１１５，１２５と、送信したホッピングパターン変更要求に対する通信相手からの応答を確認する応答確認部１１２，１２２と、通信相手からのホッピングパターン変更要求を監視するパターン変更監視部１１７，１２７と、データ送信処理を司る送信制御部１１１，１２１と、データ受信処理を司る受信制御部１１３，１２３と、無線通信処理を司る無線部１０１とから構成される。
【００２２】
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、スロットダイバーシティ通信中に、シーケンス衝突を検出し、回避する処理を示している。無線部１０１を介して受信制御部１１３が通信相手からのデータを受信すると、エラー監視手段１１４は受信エラーがないかどうかチェックする（図２：２０２）。正常受信であれば、連続エラーカウンタ（ＥＣ＿Ａ）を”０”にクリアし（図２：２０９）、受信エラーしている場合は、連続エラーカウンタ（ＥＣ＿Ａ）をインクリメントする（図２：２０３）。
【００２３】
シーケンス衝突監視部１１８は、連続エラーカウンタ（ＥＣ＿Ａ）がしきい値以上であるかどうかチェックし（図２：２０４）、しきい値より大きければシーケンス衝突していると判断する。その場合、スロットダイバーシティ制御部１０３は、ホッピングパターン選択手段１０４より新規ホッピングパターンを取得し、もう一つのスロット制御部内のパターン変更伝達手段１２５に伝える。パターン変更伝達手段１２５は送信データフォーマットの制御フィールドに、パターン変更要求識別子と新ホッピングパターンをのせ、送信制御部１２１、無線部１０１を介して通信相手に送信する（図２：２０５）。
【００２４】
通信相手のＦＨＳＳ通信装置側では、パターン変更監視部１２７がパターン変更要求受信を検知すると、送信制御部１２１、無線部１０１を介してパターン変更要求応答を送信するとともに、スロットダイバーシティ制御部１０３が伝えられた新ホッピングパターンにホッピングパターンテーブル１１６を更新する。
【００２５】
ホッピングパターン変更を要求したＦＨＳＳ通信装置側では、変更要求送信直後の受信制御部１２３での受信時に、エラー監視手段１２４は、受信エラーがないかどうかチェックし（図２：２０６）、受信エラーしている場合は、通信相手のパターン変更要求応答が確認できないため、パターン変更伝達手段１２５は、もう一度ホッピングパターン変更要求を送信制御部１２１、無線部１０１を介して通信相手に送信する（図２：２０５）。正常受信している場合、応答確認部１２２が受信データの制御フィールドをチェックし（図２：２０７）、ホッピングパターン変更要求応答が確認されれば、スロットダイバーシティ制御部１０３に伝え、ホッピングパターンテーブル１１７を新ホッピングパターンに更新する（図２：２０８）。確認されなければ、パターン変更伝達手段１２５は、もう一度ホッピングパターン変更要求を送信制御部１２１、無線部１０１を介して通信相手に送信する（図２：２０５）。
【００２６】
（実施の形態２）
以下、請求項２に記載の発明の実施の形態について、図３と図４を用いて説明する。
【００２７】
図３は請求項２に記載の発明の一実施例を示すＦＨＳＳ通信装置の構成図である。図３に示すように、実施の形態１の構成において、ＦＨＳＳ通信装置内にスロットダイバーシティ停止要求を通信相手に伝えるダイバーシティ停止伝達手段３１５，３２５と、通信相手からのスロットダイバーシティ停止要求を監視するダイバーシティ停止監視部３１７，３２７とを設け、ホッピングパターン選択手段と、パターン変更伝達手段と、パターン変更監視部とを除いた構成となっている。
【００２８】
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４は、一方の通信スロットでシーケンス衝突を検出したときに、そのシーケンス衝突を回避する処理を示している。シーケンス衝突監視部３２８で連続受信エラーを検出し、シーケンス衝突していると判断した場合（図４：４０１）、スロットダイバーシティ制御部３０３は、もう一つのスロット制御部内のダイバーシティ停止伝達手段３１５に伝える。ダイバーシティ停止伝達手段３１５は送信データフォーマットの制御フィールドに、スロットダイバーシティ停止要求識別子をのせ、送信制御部３１１、無線部３０１を介して通信相手に送信する（図４：４０２）。
【００２９】
通信相手のＦＨＳＳ通信装置側では、ダイバーシティ停止監視部３１７がスロットダイバーシティ停止要求受信を検知すると、送信制御部３１１、無線部３０１を介してスロットダイバーシティ停止要求応答を送信するとともに、スロットダイバーシティ制御部３０３は衝突スロットの無線リンク切断処理を行う。
【００３０】
スロットダイバーシティ停止を要求したＦＨＳＳ通信装置側では、停止要求送信直後の受信制御部３１３での受信時に、エラー監視手段３１４は、受信エラーがないかどうかチェックし（図４：４０３）、受信エラーしている場合は、通信相手のスロットダイバーシティ停止要求応答が確認できないため、ダイバーシティ停止伝達手段３１５は、もう一度スロットダイバーシティ停止要求を送信制御部３１１、無線部３０１を介して通信相手に送信する（図４：４０２）。正常受信している場合、応答確認部３１２が受信データの制御フィールドをチェックし（図４：４０４）、ダイバーシティ停止要求応答が確認されれば、スロットダイバーシティ制御部３０３に伝え、衝突スロットの無線リンク切断処理を行う（図４：４０５）。確認されなければ、ダイバーシティ停止伝達手段３１５は、もう一度スロットダイバーシティ停止要求を送信制御部３１１、無線部３０１を介して通信相手に送信する（図４：４０２）。
【００３１】
このようにして、通信している両ＦＨＳＳ通信装置の、衝突スロットの無線リンクのみを同時に切断すると、スロットダイバーシティ制御部３０３は、受信データ選択手段３０２の処理を一時停止させ、単一スロットでの通信として通信状態を遷移させるとともに、衝突スロットとは別の空きスロットで無線リンク確立処理を行う（図４：４０６）。無線リンク確立処理が完了すると、スロットダイバーシティ制御部３０３は、受信データ選択手段３０２の処理を復活させ、スロットダイバーシティを再開する（図４：４０７）。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば近くに同じタイミング／ホッピングパターンで通信する無線機器が存在し、連続して送受信データが衝突してしまうような場合でも、常に２つのスロットで通信し、もう一方の通信スロットを利用して、衝突スロットのホッピングパターンを変更するためのメッセージの送受信を行うことにより、通信している両ＦＨＳＳ通信装置のホッピングパターンを同時に変更でき、シーケンス衝突を回避できるという効果を有する。
【００３３】
また、衝突スロットが通信スロットとしてだけでなくＦＨＳＳ無線通信システムの制御スロットとしても併用されているなどの理由から容易にホッピングパターンを変更できないような場合でも、もう一方の通信スロットを利用して、衝突スロットの無線リンク切断処理を、通信している両ＦＨＳＳ通信装置で同時に行い、その後、衝突スロットとは別の空きスロットで無線リンクを確立してスロットダイバーシティを再開することにより、シーケンス衝突を回避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、シーケンス衝突を回避する処理を示すフローチャート
【図３】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４】同実施例において、シーケンス衝突を回避する処理を示すフローチャート
【図５】従来のＦＨＳＳ通信装置の構成図
【符号の説明】
１０１  無線部
１０２  受信データ選択手段
１０３  スロットダイバーシティ制御部
１０４  ホッピングパターン選択手段
１１１  送信制御部
１１２  応答確認部
１１３  受信制御部
１１４  エラー監視手段
１１５  パターン変更伝達手段
１１６  ホッピングパターンテーブル
１１７  パターン変更監視部
１１８  シーケンス衝突監視部
１２１  送信制御部
１２２  応答確認部
１２３  受信制御部
１２４  エラー監視手段
１２５  パターン変更伝達手段
１２６  ホッピングパターンテーブル
１２７  パターン変更監視部
１２８  シーケンス衝突監視部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005033419.tif 000006
【図５】
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