(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信部及び送信部を備え、周波数ホッピングによって前記送信部から前記受信部に送信データ信号を送信して前記受信部で前記送信データ信号を受信データ信号として受信するようにした周波数ホッピング通信システムにおいて、前記送信部には、第１の期間においてプリアンブル信号を送出し該第１の期間に続く第２の期間において周波数ホッピング同期信号を送出し該第２の期間の後データ信号を送出する第１の手段と、前記第１及び前記第２の期間において予め定められた搬送波周波数で前記プリアンブル信号及び前記周波数ホッピング同期信号をそれぞれ送信プリアンブル信号及び送信周波数ホッピング同期信号として送信した後予め定められた周波数ホッピングパターンに基づいて送信搬送波周波数を変移させて前記データ信号を前記送信データ信号として送信する第２の手段が備えられており、
前記受信部には、前記搬送波周波数を変化させて前記予め定められた搬送波周波数を受信搬送波周波数として前記送信プリアンブル信号を受信して前記プリアンブル信号を検出する第３の手段と、前記プリアンブル信号が検出されると前記受信搬送波周波数を前記予め定められた搬送波周波数に固定し前記周波数ホッピング同期信号を検出した際前記予め定められた周波数ホッピングパターンを再生周波数ホッピングパターンとして再生する第４の手段が備えられ、前記第３の手段は前記再生周波数ホッピングパターンに応じて前記受信搬送波周波数を変移させて前記送信データ信号を前記受信データ信号として受信するようにしたことを特徴とする周波数ホッピング通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載された周波数ホッピング通信システムにおいて、前記第１の手段は、前記プリアンブル信号を発生するプリアンブル送出回路と、前記周波数ホッピング同期信号を発生する周波数ホッピング同期信号発生回路と、前記データ信号を出力する送信データ出力回路と、前記第１の期間において前記プリアンブル信号を選択し前記第２の期間において前記周波数ホッピング同期信号を選択し前記第２の期間が経過すると前記データ信号を選択して選択信号として出力する選択手段とを有し、前記第２の手段は、前記選択信号で前記送信搬送波周波数を変調して変調信号とするデータ変調器と、前記第２の期間が経過すると前記予め定められた周波数ホッピングパターンを出力する周波数ホッピングパターン発生器と、前記予め定められた周波数ホッピングパターンに応じて前記送信搬送波周波数を変移させる送信周波数変移器とを有することを特徴とする周波数ホッピング通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載された周波数ホッピング通信システムにおいて、前記選択手段は、前記プリアンブル送出回路、前記周波数ホッピング同期信号発生回路、及び前記送信データ出力回路を前記データ変調器に選択的に接続する切換器と、該切換器を制御して前記第１の期間で前記プリアンブル送出回路と前記データ変調器とを接続するとともに前記プリアンブル送出回路を起動し前記第２の期間で前記周波数ホッピング同期信号発生回路と前記データ変調器とを接続するとともに前記周波数ホッピング同期信号発生回路を起動し前記第２の期間経過後前記送信データ出力回路と前記データ変調器とを接続するとともに前記送信データ出力回路を起動してさらに前記周波数ホッピングパターン発生回路を起動するタイミング発生回路とを有することを特徴とする周波数ホッピング通信システム。
【請求項４】
請求項２に記載された周波数ホッピング通信システムにおいて、前記第３の手段は、前記搬送波周波数を変化させて前記予め定められた搬送波周波数を受信搬送波周波数として前記送信プリアンブル信号を受信する受信周波数変移器と、該送信プリアンブル信号から前記プリアンブル信号を検出してプリアンブル検出信号を出力するデータ復調器とを有し、前記第４の手段は、前記プリアンブル検出信号に応答して前記受信搬送波周波数を前記予め定められた搬送波周波数とする周波数ホッピングパターン再生器を有し、前記受信周波数変移器で前記送信周波数ホッピング同期信号を受信して前記データ復調器で前記周波数ホッピング同期信号を得ており、さらに、前記第４の手段には、前記周波数ホッピング同期信号を検出して同期検出信号を出力する周波数ホッピング同期検出回路が備えられており、前記周波数ホッピングパターン再生器は前記同期検出信号に応答して前記予め定められた周波数ホッピングパターンを前記再生周波数ホッピングパターンとして再生し、前記受信周波数変移器は前記再生周波数ホッピングパターンに応じて前記受信搬送波周波数を変移させて前記送信データ信号を前記受信データ信号として受信して前記受信データ信号を前記データ復調器に与えることを特徴とする周波数ホッピング通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載された周波数ホッピング通信システムにおいて、前記受信部には、前記同期検出信号に応答して前記データ復調器と出力端子とを接続する接続器が備えられていることを特徴とする周波数ホッピング通信システム。
【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（ＦＨ）方式を用いた通信システムに関し、特に、低速ＦＨ方式を用いた通信システムに関する。データ通信において低速にて通信周波数を変移させながら伝送する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、低速ＦＨ方式を用いた通信システムにおいては、搬送波周波数を情報信号のビット速度より遅い速度で切り替えて伝送を行っている。つまり、複数のビットを一つの搬送波で伝送している。このような通信システムでは、送信側で、通信周波数（搬送波周波数）を所定の周期で変移（ホッピング）させて、変移パターンを生成して、この変移パターン（ホッピングパターン）でデータを送出している。一方、受信側では、予め定められた搬送波周波数で待ち受け状態となっており、送信側搬送波周波数と待ち受け搬送波周波数が一致したところで、変移パターンを捕捉してＦＨ同期を確立した後、データ受信を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の低速ＦＨ方式では、伝送速度に対して搬送波周波数変移速度が低速である関係上、変移パターンを捕捉して、ＦＨ同期確立するのに時間がかかってしまうという問題点がある。
【０００４】
加えて、上述のように、従来の低速ＦＨ方式では、受信側において、変移パターンを捕捉してＦＨ同期確立に時間がかかってしまうため、初期の送信データが損われることがあり、このような不具合を防止するためには、ＦＨ同期確立までの間、メモリ等の蓄積手段に送信データを蓄積しなければならず、即時性に欠けるという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、短時間でＦＨ同期確立を行うことのできるＦＨ通信システムを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は初期送信データが損なわれることなく即時性のある通信を行うことのできるＦＨ通信システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、受信部及び送信部を備え、周波数ホッピングによって前記送信部から前記受信部に送信データ信号を送信して前記受信部で前記送信データ信号を受信データ信号として受信するようにした周波数ホッピング通信システムにおいて、前記送信部には、第１の期間においてプリアンブル信号を送出し該第１の期間に続く第２の期間において周波数ホッピング同期信号を送出し該第２の期間の後データ信号を送出する第１の手段と、前記第１及び前記第２の期間において予め定められた搬送波周波数で前記プリアンブル信号及び前記周波数ホッピング同期信号をそれぞれ送信プリアンブル信号及び送信周波数ホッピング同期信号として送信した後予め定められた周波数ホッピングパターンに基づいて送信搬送波周波数を変移させて前記データ信号を前記送信データ信号として送信する第２の手段が備えられており、前記受信部には、前記搬送波周波数を変化させて前記予め定められた搬送波周波数を受信搬送波周波数として前記送信プリアンブル信号を受信して前記プリアンブル信号を検出する第３の手段と、前記プリアンブル信号が検出されると前記受信搬送波周波数を前記予め定められた搬送波周波数に固定し前記周波数ホッピング同期信号を検出した際前記予め定められた周波数ホッピングパターンを再生周波数ホッピングパターンとして再生する第４の手段とが備えられ、前記第３の手段は前記再生周波数ホッピングパターンに応じて前記受信搬送波周波数を変移させて前記送信データ信号を前記受信データ信号として受信することを特徴とする周波数ホッピング通信システムが得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。
【０００９】
本発明による通信システムは図１に示す送信部及び図２に示す受信部を備えている。
【００１０】
まず、図１を参照して、送信部は、タイミング発生器１、プリアンブル送信回路２、ＦＨ同期信号発生回路３、送信データ出力回路４、切換器５、データ変調器６、周波数変移器７、及びＦＨパターン発生器８を備えている。タイミング発生器１によって、プリアンブル送信回路２、ＦＨ同期信号発生回路３、送信データ出力回路４、及びＦＨパターン発生器８の送信タイミングが管理されるとともに切換器５が切替制御させる。プリアンブル送信回路３、ＦＨ同期信号発生回路４、及び送信データ出力回路５はそれぞれプリアンブル信号、ＦＨ同期信号、及び送信データを出力する。ＦＨパターン発生器８からはＦＨパターンが出力され、周波数変移器７はＦＨパターンに応じて搬送波周波数をホッピング（変移）させる。
【００１１】
図２を参照して、受信部は周波数変移器９、データ復調器１０、ＦＨパターン再生器１１、ＦＨ同期検出回路１２、及び接続器１３を備えており、周波数変移器９は、ＦＨパターン再生器１１から再生ＦＨパターンに応じて送信側の搬送波周波数変移に追随して搬送波周波数をホッピング（変移）させる。ＦＨパターン再生器１１はＦＨ同期信号検出回路１２からの同期検出信号及びデータ復調器１０からのプリアンブル受信検出信号に応じて次の▲１▼〜▲３▼の動作を行う。
【００１２】
▲１▼デフォルト状態でサイクリック（ｆ１→ｆ２…→ｆn-1 →ｆn ）に搬送波周波数を変化させる。
▲２▼プリアンブル受信状態で動作を一時固定する。
▲３▼同期検出信号に応じて送信側のＦＨパターンを再生する。
【００１３】
図１及び図２を参照して、まず、タイミング発生器１からの切替制御信号によって切換器５はプリアンブル送信回路２とデータ変調器６とを接続する。そして、タイミング発生器１はプリアンブル送信回路２を動作させて、プリアンブル送信回路２からプリアンブル信号を送出させる。プリアンブル信号は切換器５を介してデータ変調器６に与えられ、ここでデータ変調されてプリアンブル変調信号となって、周波数変移器７に送られる。この時点では、タイミング発生器１からタイミング信号（動作信号）はＦＨパターン発生器８に与えられておらず、この結果、周波数変移器７は搬送波周波数を変移させず、所定の搬送波周波数でプリアンブル変調信号を送出することになる。つまり、図３に示すように、プリアンブル送出期間においては、周波数変移器７は搬送波周波数ｆｋでプリアンブル変調信号を送信プリアンブル信号として送出している。
【００１４】
受信側において、プリアンブルが受信できていない状態では、同期検出信号及びプリアンブル受信検出信号ともにＦＨパターン再生器１１に与えられていないから、ＦＨパターン再生器１１はデフォルト状態であり、前述のように、搬送波パターンをサイクリックに変化させている。この結果、周波数変移器９は搬送波周波数をスキャンすることになる。つまり、図４に示すプリアンブル受信スキャン期間において、周波数変移器９は搬送波周波数をスキャンしている。
【００１５】
搬送波周波数のスキャンによって、送信プリアンブル信号が周波数変移器９によって受信され、データ復調器１０によってプリアンブル信号が検出されることになる。プリアンブル信号を検出すると、データ復調器１０はプリアンブル受信検出信号をＦＨパターン再生器１１に送出する。これによって、ＦＨパターン再生器１１は動作が固定される。この結果、周波数変移器９はＦＨパターン再生器１１で指示される搬送波周波数で動作する。つまり、図４に示すプリアンブル捕捉期間において、周波数変移器９はＦＨパターン再生器１１で指示される搬送波周波数（ｆｋ）で動作する。
【００１６】
図１に示す送信部では、予め定められた時間が経過すると、タイミング発生器１では切換器５を切替制御してＦＨ同期信号発生回路３とデータ変調器６とを接続する。そして、タイミング発生器１はＦＨ同期信号発生回路３を動作させて、ＦＨ同期信号を送出させる。このＦＨ同期信号は切換器５を介してデータ変調器６に与えられ、ここでデータ変調されてＦＨ同期変調信号となって、周波数変移器７に送られる。周波数変移器７は所定の搬送波周波数でＦＨ同期変調信号を送出する。つまり、図３に示すように、周波数変移器７は搬送波周波数ｆｋでＦＨ同期変調信号を送信ＦＨ同期信号として送出する。
【００１７】
ＦＨ同期信号が送出されると、タイミング発生回路１は切換器５を切替制御して送信データ出力回路４とデータ変調器６とを接続するとともに送信データ出力回路４を起動させるとともにＦＨパターン発生器８を起動させる。ＦＨパターン発生器８からＦＨパターンが周波数変移器７に与えられ、周波数変移器７はＦＨパターンに基づいて搬送波周波数変移を開始する。一方、送信データ出力回路４から送信データが切替器５を介してデータ変調器６に送られ、ここでデータ変調されてデータ変調信号として周波数変移器７に送られる。周波数変移器７では前述のようにＦＨパターンに応じて搬送波周波数を変移させて、データ変調信号を送信データ信号として送出する。つまり、図３に示すように、データ送出期間においては、周波数変移器７は搬送波周波数を変移させて、データ変調信号を送信データ信号として送出している。
【００１８】
受信部では、周波数変移器９が搬送波周波数（ｆｋ）で動作している結果、送信ＦＨ同期信号が周波数変移器９によって受信され、データ復調器１０でＦＨ同期信号とされる。そして、ＦＨ同期検出回路１２によってＦＨ同期信号が検出されると、ＦＨ同期検出回路１２は同期検出信号をＦＨパターン再生器１１に与える。前述のように、ＦＨパターン再生器１１は同期検出信号に応じて送信側ＦＨパターンを再生ＦＨパターンとして再生し、この再生ＦＨパターンを周波数変移器９に与える。周波数変移器９は再生ＦＨパターンに応じて搬送波周波数を変移させて、送信側の搬送波周波数変移に追随することになる。これによって、送信データ信号が周波数変移器９で受信され、データ復調器１０で復調されてデータ信号となる。
【００１９】
ＦＨ同期検出回路１２はＦＨ同期信号を検出すると、ＦＨ同期が確立したと判断して、接続器１３をオン状態として出力端子とデータ復調器１９とを接続する。これによって、データ信号は受信データとして出力される。つまり、図４に示すデータ受信期間においては、周波数変移器９はＦＨパターン再生器１１からの再生ＦＨパターン（送信側ＦＨパターン）に応じて搬送波周波数を変移させてＦＨ同期を確立することになる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では予め定められた搬送波周波数で送信側からプリアンブル及びＦＨ同期信号の送出を行って、ＦＨ同期が確立された後、搬送波周波数変移（周波数ホッピング）を行うようにしたから、受信側においては、プリアンブルの受信及びＦＨ同期信号の受信を短時間で行うことができ、その結果、周波数変移速度が低速であってもＦＨ同期確立を迅速かつ容易に行うことができるという効果がある。
【００２１】
さらに、本発明では、送信データを送信する前に、ＦＨ同期を確立するようにしたから、初期の送信データが損なわれることがなく、そして、送信データをメモリ等にも格納する必要がないから即時性に欠けることなく通信を行うことができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による周波数ホッピング通信システムに用いられる送信部の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明による周波数ホッピング通信システムに用いられる受信部の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す送信部の動作を説明するための図である。
【図４】図２に示す受信部の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１  タイミング発生器
２  プリアンブル送信回路
３  ＦＨ同期信号発生回路
４  送信データ出力回路
５  切換器
６  データ変調器
７  周波数変移器
８  ＦＨパターン発生器
９  周波数変移器
１０  データ復調器
１１  ＦＨパターン再生器
１２  ＦＨ同期検出回路
１３  接続器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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