(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信方法であって、
受信側は、
受信待機時に自己の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する工程と、
前記ノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する工程と、
自己の信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記検出したノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定する工程と、
前記拡散率を、スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに与える拡散率として送信側に通知する工程と、
前記通知した拡散率に基づいてスペクトラム拡散処理がされたデータを、前記送信側から受信する工程と、
を含む、ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信方法であって、
送信側は、
受信側から検出したノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率が通知されると、
自己の信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側から通知された拡散率に応じて設定する工程と、
スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに、前記拡散率に基づいたスペクトラム拡散をする工程と、
前記スペクトラム拡散したデータを受信側に送信する工程と、
を含む処理を行うことを特徴とする通信方法。
【請求項３】
通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装置であって、
アンテナを介して信号の送受信を行うとともに、自己の機器の存在する通信環境下における信号強度を出力可能な信号送受信部と、
信号の送信時には送信すべき信号をスペクトラム拡散処理し、信号の受信時には受信した信号を逆拡散処理するスペクトラム拡散処理部と、
前記信号送受信部から得られた信号強度に基づいてその環境下のノイズレベルを求め、このノイズレベルに基づき、前記スペクトラム拡散処理部における拡散率を決定する処理を行う制御部と、を有し、
自己の機器が受信側である場合、
受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出し、
前記ノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定し、
自己の機器における前記制御部は、自己の機器における信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記検出したノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定し、
前記拡散率を、スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに与える拡散率として相手の送信側の機器に通知し、
前記通知された拡散率に基づいてスペクトラム拡散処理がされたデータを受信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装置であって、
アンテナを介して信号の送受信を行うとともに、自己の機器の存在する通信環境下における信号強度を出力可能な信号送受信部と、
信号の送信時には送信すべき信号をスペクトラム拡散処理し、信号の受信時には受信した信号を逆拡散処理するスペクトラム拡散処理部と、
前記信号送受信部から得られた信号強度に基づいてその環境下のノイズレベルを求め、このノイズレベルに基づき、前記スペクトラム拡散処理部における拡散率を決定する処理を行う制御部と、を有し、
自己の機器が送信側である場合、
受信側の機器が検出したノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率が通知されると、
自己の機器における前記制御部は、自己の機器における信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側の機器から通知された拡散率に応じて設定し、
スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに、前記拡散率に基づいたスペクトラム拡散処理を行って、受信側の機器に送信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信処理プログラムを記録した記録媒体であって、その処理プログラムは、
受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する手順と、
自己の機器が受信側である場合には、
前記検出されたノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する手順と、
自己の機器における信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記検出したノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定する手順と、
前記拡散率を送信側に通知する手順と、
自己の機器が送信側である場合には、
前記受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行う手順と、
前記拡散処理されたデータを前記受信側に送信する手順と、
を含むことを特徴とする通信処理プログラムを記録した記録媒体。
【請求項６】
通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信処理プログラムを記録した記録媒体であって、その処理プログラムは、
受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する手順と、
自己の機器が受信側である場合には、
前記検出されたノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する手順と、
その拡散率を送信側に通知する手順と、
自己の機器が送信側である場合には、
受信側からの拡散率の通知を受けると、自己の機器における信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側から通知された拡散率に応じて設定する手順と、
前記受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行う手順と、
この拡散処理されたデータを前記受信側に送信する手順と、
を含むことを特徴とする通信処理プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微弱電波体として特に電波法による免許の不要な微弱電波を用い、スペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信環境適応化方法及び無線通信装置並びに通信環境適応化処理プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微弱電波を利用した無線通信機器は、たとえば、キーレスエントリやドアオープナ、携帯電話の受信機（身につけるために本体とは別に用意されているバイブレータなど）など様々存在する。これらは、３００ＭＨｚ帯の周波数を用い、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やＦＳＫ（Frequency Shift Keying）でキャリア変調され、占有帯域は狭く伝送レートも数Ｋｂｐｓ程度である。
【０００３】
このような３００ＭＨｚ帯の周波数の微弱電波を用いた通信機器は、それを使用するユーザはもとより製造する側も電波法による免許が不要であるため、日常に使われる比較的安価な機器に広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の通信機器は、使用する電波が微弱であることから通信を行う上で様々な問題もある。たとえば、微弱電波は電波法によりその出力が決められており、電界強度の規定としては発信装置の空中線から３メートルの地点で５００ｕＶ／ｍ以下でなくてはならないと定められている（３００ＭＨｚ付近）。
【０００５】
このような規制があるために、電波が届きにくく、また、ノイズに埋もれて良好な通信が行えないなどの問題点も多い。
【０００６】
たとえば、先に述べた携帯電話機の着信機を例に取れば、この着信機を身に付け、携帯電話機本体をかばんの中に入れておくというようなことがよく行われる。このような場合、携帯電話機本体が他の電話機からの信号を着信したとき、その携帯電話機から着信機に対して着信信号を発しても、着信機の位置によっては電波が届きにくいことがある。
【０００７】
また、最近では、パーソナルコンピュータ（パソコンという）を利用して無線データ通信を手軽に行いたいという要求も多い。このような無線データ通信を行う際の通信環境は一般にはよいとはいえない場合が多く、ノイズ対策を行う必要がある。
【０００８】
これに適応するための１つの方法として、スペクトラム拡散通信方式を採用することが考えられる。現実にスペクトラム拡散通信方式を用いたＬＳＩを搭載した無線ＬＡＮカードが存在するが、これは価格も高く、消費電力も大きいので、徹底的な低コスト化が要求され、しかも、消費電力も極力小さくする必要がある通信システムには採用できないのが現状である。
【０００９】
そこで、本発明は電波法による免許の不要な微弱電波を用いる通信システムにおいて、低コスト、低消費電力で通信環境に対する適応化を可能とし、この種の微弱電波を利用する安価な通信システムで高品質な通信を可能とすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の通信システムの通信方法は、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信方法であって、  受信側は、受信待機時に自己の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する工程と、前記ノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する工程と、自己の信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記検出したノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定する工程と、前記拡散率を、スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに与える拡散率として送信側に通知する工程と、前記通知した拡散率に基づいてスペクトラム拡散処理がされたデータを、前記送信側から受信する工程と、を含む、ことを特徴とする。
また、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信方法であって、送信側は、受信側から検出したノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率が通知されると、自己の信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側から通知された拡散率に応じて設定する工程と、スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに、前記拡散率に基づいたスペクトラム拡散をする工程と、前記スペクトラム拡散したデータを受信側に送信する工程と、を含む処理を行うことを特徴とする。
また、本発明の無線通信装置は、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装置であって、アンテナを介して信号の送受信を行うとともに、自己の機器の存在する通信環境下における信号強度を出力可能な信号送受信部と、信号の送信時には送信すべき信号をスペクトラム拡散処理し、信号の受信時には受信した信号を逆拡散処理するスペクトラム拡散処理部と、前記信号送受信部から得られた信号強度に基づいてその環境下のノイズレベルを求め、このノイズレベルに基づき、前記スペクトラム拡散処理部における拡散率を決定する処理を行う制御部と、を有し、自己の機器が受信側である場合、受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出し、前記ノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定し、自己の機器における前記制御部は、自己の機器における信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記検出したノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定し、前記拡散率を、スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに与える拡散率として相手の送信側の機器に通知し、前記通知された拡散率に基づいてスペクトラム拡散処理がされたデータを受信することを特徴とする。
また、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装置であって、アンテナを介して信号の送受信を行うとともに、自己の機器の存在する通信環境下における信号強度を出力可能な信号送受信部と、信号の送信時には送信すべき信号をスペクトラム拡散処理し、信号の受信時には受信した信号を逆拡散処理するスペクトラム拡散処理部と、前記信号送受信部から得られた信号強度に基づいてその環境下のノイズレベルを求め、このノイズレベルに基づき、前記スペクトラム拡散処理部における拡散率を決定する処理を行う制御部と、を有し、自己の機器が送信側である場合、受信側の機器が検出したノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率が通知されると、自己の機器における前記制御部は、自己の機器における信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側の機器から通知された拡散率に応じて設定し、スペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータに、前記拡散率に基づいたスペクトラム拡散処理を行って、受信側の機器に送信することを特徴とする。
また、本発明の通信処理プログラムを記録した記録媒体は、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信処理プログラムを記録した記録媒体であって、その処理プログラムは、受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する手順と、自己の機器が受信側である場合には、前記検出されたノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する手順と、自己の機器における信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記検出したノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定する手順と、前記拡散率を送信側に通知する手順と、自己の機器が送信側である場合には、前記受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行う手順と、前記拡散処理されたデータを前記受信側に送信する手順と、を含むことを特徴とする。
また、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信処理プログラムを記録した記録媒体であって、その処理プログラムは、受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する手順と、自己の機器が受信側である場合には、前記検出されたノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する手順と、その拡散率を送信側に通知する手順と、自己の機器が送信側である場合には、受信側からの拡散率の通知を受けると、自己の機器における信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側から通知された拡散率に応じて設定する手順と、前記受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行う手順と、この拡散処理されたデータを前記受信側に送信する手順と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の無線通信装置は、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装置であって、アンテナを介して信号の送受信を行うとともに、自己の機器の存在する通信環境下における信号強度を出力可能な信号送受信部と、信号の送信時には送信すべき信号をスペクトラム拡散処理し、信号の受信時には受信した信号を逆拡散処理するスペクトラム拡散処理部と、前記信号送受信部から得られた信号強度に基づいてその環境下のノイズレベルを求め、このノイズレベルに基づき、前記スペクトラム拡散処理部における拡散率を決定する処理を行う制御部とを有し、受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出し、受信側では、そのノイズレベルに基づいた前記スペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定し、その拡散率を送信側に通知し、送信側では、受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータを受信側に送るようにしている。
【００１２】
また、本発明の通信環境適応化処理プログラムを記録した記録媒体は、通信環境下のノイズレベルを検出し、検出されたノイズレベルに基づいて、当該通信環境に適応化した無線通信を可能とするスペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムの通信環境適応化処理プログラムを記録した記録媒体であって、その処理プログラムは、受信待機時に自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する手順と、自己の機器が受信側である場合には、前記検出されたノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散通信方式における拡散率を設定する手順と、その拡散率を送信側に通知する手順と、自己の機器が送信側である場合には、前記受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行う手順と、この拡散処理されたデータを前記受信側に送る手順とを含むものである。
【００１３】
これら各発明において使用する無線媒体は、電波法による免許の不要な微弱電波である。
【００１４】
また、自己の機器が受信側である場合には、自己の機器における信号送受信部の受信系回路に存在するフィルタの帯域を、その時点のノイズレベルに基づいて決定された拡散率に応じて設定するようにしている。
【００１５】
また、自己の機器が送信側である場合には、前記受信側からの拡散率の通知を受けると、自己の機器における信号送受信部の送信系回路に存在するフィルタの帯域を、前記受信側から通知された拡散率に応じて設定するようにしている。
【００１６】
本発明は、電波法による免許の不要な微弱電波を用いた通信システムに好適な発明である。その基本的な動作は、自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出し、そのノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散の拡散率を設定する。そして、自己の機器が受信側である場合には、その拡散率を送信側に通知し、自己の機器が送信側である場合には、受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータを受信側に送る。
【００１７】
このスペクトラム拡散方式による通信は、ノイズの多い通信環境下においてもノイズの影響を受けにくい高品質な通信が可能となることが特徴であり、拡散率を高くすれば、より一層、ノイズの影響を除去することができる。しかし、このスペクトラム拡散処理を行う場合、拡散率を上げるにはそれだけパワーが必要であり、消費電力も大きくなる。
【００１８】
これに対処するために、本発明では、通信環境下におけるノイズレベルによって、拡散率を変化させるようにして、消費電力が増大するのを極力抑えるようにしている。すなわち、受信側のノイズレベルの小さいときは拡散率を小さくしてデータ通信を行い、ノイズレベルの大きい時は高い拡散率での通信を行うようにしている。
【００１９】
これによって、通信環境に左右されやすい微弱電波による通信を行う際、通信環境が良好で、電波の伝搬状態が安定している場合には、拡散率を小さく（最良の場合は拡散率を「１」とすることも可）するというように、通信環境が良好であれば拡散率を最小限とするようにしているので、拡散処理を行うための電力消費を極力抑えることができる。また、通信環境が悪い場合には、それに応じた拡散率を設定することで、通信環境が悪くても高品質な通信が可能となるので、電波法による免許の不要な微弱電波による通信における大きな課題、すなわち、悪い通信環境での通信に弱いという課題を克服できる。
【００２０】
また、本発明は前述したように、電波法による免許の不要な微弱電波を用いた通信システムに適用されることを前提としている。このような微弱電波による通信システムは、それを使用するユーザ側は勿論、その機器を製造するメーカ側においても免許が不要であるので、特に低コスト化が要求されるような通信機器に適用されることで大きな効果を得ることができる。
【００２１】
また、そのときのノイズの状態に応じて拡散率を設定する際、自己の機器が受信側である場合、その信号送受信（ＲＦ：Radio Frequency）部の受信系側回路に存在するフィルタの帯域をその時の拡散率に応じて設定するようにしている。これは、フィルタの帯域が高い拡散率に合わせて広く設定された固定的な帯域であると、送信側から拡散率が低い信号が送られてきた場合、その拡散率の低い信号に対しては効率の悪いフィルタ動作となる。したがって、自己の機器で決定した拡散率に応じて、フィルタの帯域を最適な帯域に設定する処理を行う。これによって、効率的なフィルタ動作が可能となる。
【００２２】
また、自己の機器が送信側である場合は、受信側からの拡散率の通知を受けると、その拡散率に応じて、自己の信号送受信（ＲＦ：Radio Frequency）部の送信系に存在するフィルタ（ローパスフィルタ）の帯域を最適な帯域に設定する。これによれば、受信側のノイズレベルに合わせた拡散率での拡散処理が行われた信号に対し、その拡散率に応じた帯域を設定することができ、効率のよいフィルタ動作を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態で説明する内容は、本発明の通信環境適応化方法および無線通信装置についての説明であるとともに、本発明の通信環境適応化処理プログラムを記録した記録媒体における通信環境適応化処理プログラムの具体的な処理内容をも含むものである。
【００２４】
図１は本発明の無線通信装置の実施の形態を説明するブロック図であり、大きく分けると、送受信用のアンテナ１が接続された信号送受信部２、スペクトラム拡散（逆拡散）処理を行うスペクトラム拡散処理部３、全体の制御を行う制御部（ＣＰＵ）４、インターフェース部５などから構成されている。このインターフェース部５にパソコンなどの機器が接続される。
【００２５】
信号送受信部２は一般にはＲＦ（ Radio Frequency）と呼ばれている部分で、その詳細については後述するが、本発明を実現する上での概略動作としては、信号の送受信に必要な通常の動作の他に、この無線通信装置の置かれている現在の通信環境下における通信環境データとしての信号強度を、ＲＳＳＩ情報として制御部４に送る。また、制御部４からの指示によって電源供給制御、信号送受信制御、ＰＬＬ制御（送受信周波数設定制御など）、フィルタの帯域制御などがなされる。なお、これらの制御のうちフィルタの帯域制御については後に説明する。
【００２６】
図２は信号送受信部２の概略構成を示すものであり、アンテナ１に接続されたフィルタＦ１、送受信切替スイッチｓｗ１、受信系回路２１、送信系回路２２とを有した構成となっている。送受信切替スイッチｓｗ１は、１本のアンテナを送受信で共用するために、この無線通信装置が受信動作を行う際は、端子ｔ１に切り替わり、送信動作を行う際は、端子ｔ２に切り替わる。
【００２７】
受信系回路２１は、ダイレクトコンバージョン方式のＩＣが用いられ、このダイレクトコンバージョン方式のＩＣは、アンプＡ１、周波数変換を行うミキサＭＸ１，ＭＸ２、アンプＡ３，Ａ４、フィルタＦ２，Ｆ３、Ｄ型フリップフロップＤＦなどからなる。このダイレクトコンバージョン方式では、ある拡散率でスペクトラム拡散された信号（たとえば３００ＭＨｚを中心に拡散された信号）を一気にベースバンドに変換した信号としてミキサＭＸ１，ＭＸ２から取り出すことができる。
【００２８】
これらミキサＭＸ１，ＭＸ２からは、それぞれ９０度位相のずれた信号が取り出され、これらの信号は、フィルタＦ２，Ｆ３を通過してＤ型フリップフロップＤＦに与えられる。このとき、ミキサＭＸ１からの信号をデータ端子Ｄに与え、ミキサＭＸ２からの信号をクロック端子Ｔに与える。
【００２９】
このＤ型フリップフロップＤＦから出力されるデータは、所定の拡散率でスペクトラム拡散されたデータであり、このデータはスペクトラム拡散処理部３に送られ、逆拡散される。
【００３０】
ミキサＭＸ１，ＭＸ２が周波数変換をするための局部発振器には、発振器ＯＳの無変調発振信号を利用する。
【００３１】
また、前述した通信環境データ（信号強度データ）は、受信系回路２１が制御部４により定期的に起動されることによって検出され、その検出結果をＲＳＳＩ情報として制御部４に送る。この場合、アンプＡ２からの信号強度データを制御部４に送る。制御部４では、この信号強度データに基づいてその時点のノイズレベルを求め、そのノイズレベルによって様々な制御を行うが、これについては後述する。
【００３２】
一方、この信号送受信回路２における送信系回路２２は、フィルタ（ローパスフィルタ）Ｆ４、発振器ＯＳ、送受信切替スイッチｓｗ２、パワーアンプＡ４などから構成されている。送受信切替スイッチｓｗ２は、この通信装置が受信動作を行う際は、端子ｔ１に切り替わり、送信動作を行う際は、端子ｔ２に切り替わる。これによって、受信時または送信時に応じた発振動作がなされる。
【００３３】
また、制御部４は、この無線通信装置全体の制御を行うものであるが、本発明を説明する上で必要な制御としては、前述したように、信号送受信部２に対する電源供給制御、信号送受信制御、、ＰＬＬ制御、フィルタの帯域制御などの他、信号送受信部２からの信号強度データに基づいて、その時点のノイズレベルを求め、そのノイズレベルに応じた拡散率を決定し、それによって、スペクトラム拡散処理部３に対して拡散率の指定を行う。勿論、これら以外にもスペクトラム拡散方式による通信を行う上で必要な様々な制御を行う。
【００３４】
次に、スペクトラム拡散処理部３について説明する。図３はスペクトラム拡散処理部３の概略構成を示すもので、受信系回路３１と送信系回路３２とで構成され、さらに、両者に共通の拡散符号発生器３３を有した構成となっている。
【００３５】
受信系回路３１は、図２で示されＤ型フリップフロップＤＦの出力が与えられるＡ／Ｄ変換器３４、逆拡散処理部３５、復調処理部３６などを有している。
【００３６】
送信系回路３２は、変調処理部３７、拡散処理部３８、Ｄ／Ａ変換器３９などを有した構成となっている。このＤ／Ａ変換器３９の出力は、図２で示した信号送受信部２における受信系回路２２のローパスフィルタＦ４に入力される。
【００３７】
また、拡散符号発生器３３は、制御部４の指示によって拡散処理部３８に対しては拡散符号を与えるもので、これによって、拡散処理部３８では、送信すべき信号にその拡散符号を掛け合わせて所定の拡散率とした信号を生成する。同様に、逆拡散処理部３５に対しては、送信されてきた信号に与えられた拡散符号と同じ拡散符号を与えるもので、これによって、逆拡散処理部３５では、送られてきた信号に対しその拡散符号を掛けて元の信号に戻す。
【００３８】
なお、以上説明した図２の信号送受信部２、図３のスペクトラム拡散処理部３の構成は、本発明を説明する上で必要な構成要素のみについて示したが、実際には、これらの構成要素以外にも様々な構成要素が存在する。また、それぞれの処理動作についても本発明に関する説明のみであったが実際には通信装置として様々な処理を行うものである。
【００３９】
ところで、本発明の無線通信装置は、自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出する。すなわち、信号送受信部２のアンプＡ２からの信号強度データを制御部４が受けて、その時点のノイズレベルを検出する。そして、自己が受信側である場合には、そのノイズレベルに基づいて、前記スペクトラム拡散処理部３の拡散率を設定し、その拡散率を送信側に通知する。そして、送信側では、受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行って、送信すべきデータを受信側に送るようにしている。このとき、信号処理部２に存在するフィルタの帯域の制御も行う。このフィルタの帯域制御について以下に説明する。
【００４０】
今、自己が受信側である場合には、ミキサＭＸ１．ＭＸ２によってベースバンドに変換された信号は、アンプＡ２，Ａ３で増幅されたのち、フィルタＦ２，Ｆ３を通過するが、このとき、フィルタＦ２，Ｆ３は、制御部４で決定した拡散率に応じて、その帯域を設定するようにした方が効率的なフィルタ動作が行える。つまり、フィルタＦ１，Ｆ２の帯域が固定であって、高い拡散率に合わせた広い帯域としておくと、拡散率が低い場合、広い帯域でのフィルタ動作では効率のよいフィルタ動作が行えない。これは、最終的に受信信号の信号品質を劣化させることになり、受信感度低下の原因になる。そこで、本発明では、このフィルタＦ２，Ｆ３のフィルタ帯域を制御できるようにしている。
【００４１】
このフィルタＦ１．Ｆ２のフィルタ帯域の制御は制御部４によって行う。この制御は、現在のノイズレベルによって決定された拡散率に基づいて、フィルタＦ２，Ｆ３に対し、フィルタ帯域の指定を行う。つまり、拡散率に応じて、フィルタのカットオフ周波数を可変とし、たとえば、拡散率が低く狭い帯域の信号に対しては、カットオフ周波数を低くするというような処理を行う。
【００４２】
また、自己が送信側である場合には、信号送受信部２の送信系回路２２に設けられたフィルタ（ローパスフィルタ）Ｆ４に対し、送信すべき信号の拡散率（受信側から通知された拡散率）に基づいて、そのフィルタ帯域を自己の制御部４によって設定される。
【００４３】
次に本発明の具体的な処理例を図４及び図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでの説明においては、図６のような通信システムを想定する。つまり、一方の通信機器５０側は本発明による無線通信装置５１にパソコン６１が接続され、他方の通信機器６０側も本発明による無線通信装置５２とパソコン６２が接続された構成となっており、これら各通信機器５０，６０の無線通信装置５１、５２は、これまで説明した構成（図１から図３参照）となっているものとする。そして、ここでは、説明の都合上、通信機器５０を送信側、通信機器６０を受信側として説明する。
【００４４】
図４は送信側の処理手順を示すフローチャート、図５は受信側の処理手順を示すフローチャートであり、これらの両方を参照しながら説明する。まず、送信側では、通信を行うかどうかを判断し（ステップｓ１）、通信を行わなければ受信待機状態となる（ステップｓ２）。この受信待機状態というのは受信モードであり、他機（この場合は、通信機器６０）からの信号を待つ状態である。
【００４５】
今、ここでは、通信機器５０が通信機器６０に対して通信を行うものとする。この通信を行うに際して、初期設定パケットを生成し（ステップｓ３）、それを送信する（ステップｓ４）。そして、受信側からのＡＣＫパケットを待つ。
【００４６】
一方、受信側では、受信待機状態にあり（ステップｓ２１）、その受信待機状態においてノイズレベルの検出を行う（ステップｓ２２）。このノイズレベルが予め設定したしきい値以下か否かを調べ（ステップｓ２３）、しきい値より大きければ、通信不能と判断して（ステップｓ２４）、ステップｓ２１の受信待機状態に戻る。
【００４７】
また、ノイズレベルがしきい値以下であれば、通信可能と判断して、そのノイズレベルに応じた拡散率を決定する（ステップｓ２５）。この拡散率の決定は、たとえば、ノイズレベルを幾つかの段階にわけて、それぞれの段階ごとのノイズレベルにそれぞれ拡散率を対応づけしたノイズレベル・拡散率対応テーブルを用意しておき、そのときのノイズレベルに対してはどの拡散率とするかを決めるようにすることができる。なお、このステップｓ２２からステップｓ２５までの一連の処理は、制御部４が信号送受信部２からのＲＳＳＩデータとしての信号強度データを受け取って行う。
【００４８】
そして、送信側から送られてきた初期設定パケットを受信すると（ステップｓ２６）、通信が継続可能かどうかを判断する（ステップｓ２７）。この初期設定パケットは、通信を確率させるためのパケットであり、受信側で確実に受信できるように、通信速度を低速（５０ｂｐｓ程度）とし、その拡散率を１０００（５０ｋｃｐｓ）程度として送る。このような設定とすることにより、ノイズの影響を受けにくく、受信側で受信される確率を高くすることができる。なお、この初期設定パケットのデータ構成は、図７（ａ）に示すように、プリアンブルＰＡ、送信元アドレスＡＤ１、送信先アドレスＡＤ２、空き領域Ｅなどから構成されている。
【００４９】
図５のフローチャートに説明が戻って、前述のステップｓ２７では、通信が継続可能かどうかの判定を行うが、これは、ステップｓ２５において決定された拡散率が余りにも大きな値であって、拡散率をその値に設定することが現実には無理であるような場合であり、このような場合には、それ以上の通信の継続は不可能と判断する。この場合、応答パケット（ＡＣＫパケット）の拡散率記入欄にたとえば「ｘ」を記入して（ステップｓ２８）、そのＡＣＫパケットを送信側に送り（ステップｓ２９）、ステップｓ２１の受信待機状態に戻る。
【００５０】
一方、ステップｓ２５によって決定された拡散率が適当な値であって、通信が継続可能であると判断した場合には、その拡散率をＡＣＫパケットの拡散率記入欄に記入するとともに、図２で示したフィルタＦ２，Ｆ３のフィルタ帯域をその拡散率に応じた帯域に設定する（ステップｓ３０，ｓ３１）。そして、そのＡＣＫパケットを送信側に送る（ステップｓ３２）。
【００５１】
このＡＣＫパケットのデータ構成は、図７（ｂ）に示すように、プリアンブルＰＡ、送信元アドレスＡＤ１、送信先アドレスＡＤ２、拡散率Ｓなどから構成されている。この拡散率Ｓには、拡散率があまりにも大きく通信不可能であると場合には、前述したように、「ｘ」が記入され、拡散率が適当な値である場合には、その拡散率が記入される。
【００５２】
一方、送信側では、図４に示されるように、ＡＣＫパケットが受信できたか否かを調べ（ステップｓ５）、ＡＣＫパケットが受信できなければ、ＡＣＫパケット待ちを行い（ステップｓ６）、予め定められたある一定時間内にＡＣＫパケットが受信できたかどうかを判断する（ステップｓ７）。そして、一定時間経過してもＡＣＫパケットが受信できなければ通信不能とみなし（ステップｓ８）、ステップｓ１に戻る。
【００５３】
また、ステップｓ５またはステップｓ７においてＡＣＫパケットが受信できた場合には、ＡＣＫパケットに記述されている拡散率にしたがって拡散符号をセットするとともに、信号送受信部２における送信系のフィルタ（ローパスフィルタ）Ｆ４のフィルタ帯域をＡＣＫパケットに記述されている拡散率に応じて設定する（ステップｓ９）。ここでの拡散符号のセットというのは、図３で示された拡散符号発生器３３によって拡散処理部３８に拡散符号が与えられることであり、これにより所定の拡散率が設定される。
【００５４】
これらの設定ができたかどうか調べて（ステップｓ１０）、設定できなかった場合は、通信不能とみなして（ステップｓ８）、ステップｓ１に戻る。また、設定できた場合には、データパケットの送出を行う（ステップｓ１１）。このデータパケットは、図７（ｃ）に示すように、プリアンブルＰＡ、送信元アドレスＡＤ１、送信先アドレスＡＤ２、データＤＴから構成されている。
【００５５】
一方、このとき受信側では、前述したように、自己の機器の置かれている通信環境におけるノイズレベルに応じた拡散率が既に求められていて、その拡散率に応じて信号送受信部の受信系のフィルタＦ２，Ｆ３のフィルタ帯域が最適な帯域に設定された受信待機状態となっている。
【００５６】
この状態で、送信側から送られてきたデータパケットを受信すると（ステップｓ３３）、受信終了したことを示すＡＣＫパケット（受信終了ＡＣＫパケット）を送信側に返し（ステップｓ３４）、ステップｓ２１に戻る。
【００５７】
このとき送信側では、受信終了ＡＣＫパケット（以下、単にＡＣＫパケットという）の受信待機状態にあり、そのＡＣＫパケットを受信できたか否かを判定し（ステップｓ１２）、ＡＣＫパケットが受信できなければ、ＡＣＫパケット待ちを行い（ステップｓ１３）、予め定められたある一定時間内にＡＣＫパケットが受信できたかどうかを判断する（ステップｓ１４）。そして、一定時間経過してもＡＣＫパケットが受信できなければ通信不能とみなし（ステップｓ１５）、ステップｓ１に戻る。
【００５８】
また、ステップｓ１２またはステップｓ１４によってＡＣＫパケットが受信された場合には通信終了となる。
【００５９】
以上が送信側および受信側で行われる一連の処理である。このように、受信側では、自己の置かれている通信環境におけるノイズレベルを検出し、そのノイズレベルに応じた拡散率を設定する。たとえば、ノイズレベルが非常に小さく、きわめて良好な通信環境であると判断すれば、拡散率は「１」（拡散を行わない状態）とし、ノイズレベルが大きく劣悪な通信環境であると判断すれば、それに応じた拡散率を設定し、その拡散率を送信側に通知する。このノイズレベルと拡散率の関係は、予め対応テーブルを作成しておいて、その対応テーブルによって、どの雑音レベルのときはどのような拡散率とするかを決定するということが可能である。なお、このとき、信号送受信部２の受信系回路のフィルタＦ２，Ｆ３のフィルタ帯域もその拡散率に合わせて最適な帯域に設定しておく。
【００６０】
一方、送信側では、受信側から通知された拡散率にしたがって自己のスペクトラム拡散処理部３での拡散処理を行って、データパケットを受信側に送信するようにしている。なお、このとき、信号送受信部２の送信系回路に設けられているフィルタ（ローパスフィルタ）Ｆ４のフィルタ帯域をその時の拡散率に応じて最適な帯域に設定する。
【００６１】
このような処理を行うことにより、通信環境に左右されやすい微弱電波による通信を行う際、通信環境が良好で電波の伝搬状態が安定している場合には、拡散率を小さく（最良の場合は拡散率を「１」とすることも可）し、通信環境が悪い場合にはそれに応じた拡散率の設定を行ういうように、通信環境によって拡散率を設定するようにしているので、拡散処理を行うための電力消費を極力抑えることができる。また、通信環境が多少悪くても通信が可能となるので、電波法による免許の不要な微弱電波による通信を行う場合の大きな課題である悪い通信環境での通信に弱いという点を克服できる。
【００６２】
なお、図４および図５で示された処理手順での説明では、図６で示される通信機器５０，６０に対し、一方を送信側と他方を受信側として考えたが、これらの通信機器５０，６０は、送信側と受信側の両方を取ることができるもので、通信環境におけるノイズレベルの検出は、それぞれの受信待機状態時において、定期的に検出するようになっている。
【００６３】
このノイズレベル検出は、それぞれの通信機器５０，６０におけるそれぞれの制御部（図１における制御部４）が、定期的にそれぞれの信号送受信部（図１における信号送受信部２）を起動して、その時点における信号強度を測定し、それに基づいてノイズレベルを検出する。そして、自己の機器が受信側となったときは、その時点におけるノイズレベルに基づいて拡散率を決定するようにして、その拡散率を送信側に送る。
【００６４】
なお、本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。また、以上説明した本発明の処理を行う通信環境適応化処理プログラムは、フロッピィディスク、光ディスク、ハードディスクなどの記録媒体に記録させておくことができ、本発明はその記録媒体をも含むものである。また、ネットワークから処理プログラムを得るようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電波法による免許の不要な微弱電波を用いた通信システムに好適な発明であり、通信方式としてノイズの影響を受けにくいスペクトラム拡散通信方式を用いている。その基本的な動作は、自己の機器の存在する通信環境下におけるノイズレベルを検出し、そのノイズレベルに基づいたスペクトラム拡散の拡散率を設定する。そして、自己の機器が受信側である場合には、その拡散率を送信側に通知し、送信側では、受信側から通知された拡散率によるスペクトラム拡散処理を行って送信すべきデータを受信側に送る。
【００６６】
このように、本発明では、通信環境下におけるノイズレベルによって、拡散率を変化させるようにして、消費電力が増大するのを極力抑えるようにしている。すなわち、受信側のノイズレベルの小さいときは拡散率を小さくしてデータ通信を行い、ノイズレベルの大きい時は高い拡散率での通信を行うようにしている。
【００６７】
これによって、通信環境に左右されやすい微弱電波による通信を行う際、通信環境が良好で、電波の伝搬状態が安定している場合には、拡散率を小さく（最良の場合は拡散率を「１」とすることも可）するというように、通信環境が良好であれば拡散率を最小限とするようにしているので、拡散処理を行うための電力消費を極力抑えることができる。また、通信環境が悪い場合には、それに応じた拡散率を設定することで、通信環境が悪くても高品質な通信が可能となる。これによって、電波法による免許の不要な微弱電波による通信における大きな課題、すなわち、悪い通信環境での通信に弱いという課題を克服できる。
【００６８】
また、本発明は前述したように、電波法による免許の不要な微弱電波を用いた通信システムに適用されることを前提としている。このような微弱電波による通信システムは、それを使用するユーザ側は勿論、その機器を製造するメーカ側に置いても免許が不要であるので、特に低コスト化が要求されるような通信機器に適用されることで大きな効果を得ることができる。
【００６９】
また、そのときのノイズの状態に応じて拡散率を設定する際、自己の機器が受信側である場合、その信号送受信（ＲＦ）部の受信系側に存在するフィルタの帯域をその時の拡散率に応じて設定するようにしている。これは、フィルタの帯域が高い拡散率に合わせて広く設定された固定的な帯域であると、送信側から拡散率が低い信号が送られてきた場合、その拡散率の低い信号に対するフィルタ動作を行う行う場合、効率の悪い動作となる。したがって、自己の機器で設定した拡散率に応じて、フィルタの帯域を最適な帯域に設定する処理を行う。これによって、効率的なフィルタ動作が可能となる。
【００７０】
また、自己の機器が送信側である場合は、受信側からの拡散率の通知を受けると、その拡散率に応じて、自己の信号送受信（ＲＦ）部の送信系に存在するフィルタ（ローパスフィルタ）の帯域を最適な帯域に設定する。これによれば、受信側のノイズレベルに合わせた拡散率での拡散処理を行った信号に対し、その拡散率に応じた帯域を設定することができ、効率のよいフィルタ動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信装置の概略を説明するブロック図である。
【図２】図１で示された信号送受信部の構成を示す図である。
【図３】図１で示されたスペクトラム拡散処理部の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の処理手順を説明するフローチャートであり、自己の無線通信装置が受信側である場合の処理手順を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の処理手順を説明するフローチャートであり、自己の無線通信装置が送信側である場合の処理手順を説明するフローチャートである。
【図６】図５及び図６の処理手順を説明するために用いた通信システムの一例を示す図である。
【図７】送信側と受信側で用いられる各種パケットを説明する図であり、（ａ）は初期設定パケット、（ｂ）はＡＣＫパケット、（ｃ）はデータパケットを示す図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  信号送受信部
３  スペクトラム拡散処理部
４  制御部
５  インタフェース部
２１  信号処理部２の受信系回路
２２  信号処理部２の送信系回路
３１  スペクトラム拡散処理部の受信系回路
３２  スペクトラム拡散処理部の送信系回路
３３  拡散符号発生器
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  アンプ
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４  フィルタ
ＭＸ１，ＭＸ２  ミキサ
ＤＦ  Ｄ型フリップフロップ
ＯＳ  発振器
ｓｗ１，ｓｗ２  送受信切替スイッチ
【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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