(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信チャンネルの中のいずれかの通信チャンネルに設定する通信チャンネル設定回路と、各通信チャンネルにおける受信電界強度を検出する受信電界強度検出回路と、プロセッサとを備え、
前記プロセッサは、前記通信チャンネル設定回路によって設定されている通信チャンネルにおける受信電界強度が所定レベル以上の場合、前記設定されている通信チャンネルに隣接する通信チャンネルの受信電界強度を順次検出し、隣接する２以上の通信チャンネルにおける受信電界強度が設定レベル以上の時に前記設定されている通信チャンネルを介して通信を行うＳＳ方式の無線通信機。
【請求項２】
請求項１に記載のＳＳ方式の無線通信機であって、各通信チャンネルの受信電界強度信号を記憶しておき、前記プロセッサは、隣接する２以上の通信チャンネルにおける受信電界強度が設定レベル以上でない時には、記憶している各通信チャンネルの受信電界強度信号に基づいて新しい通信チャンネルを選択するＳＳ方式の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機、特にＳＳ方式の無線通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、干渉波の影響が少なく、伝送速度が速いスペクトラム拡散（ＳＳ）方式の無線通信機が用いられている。スペクトラム拡散方式としては、直接拡散（ＤＳ）方式や周波数ホッピング（ＦＨ）方式等が知られている。ＳＳ方式の無線通信機は、ＩＳＭ（Industrial  Scientific  and  Medical）バンド（２．４〜２．５ＧＨｚ）内の複数の通信チャンネルの１つを使用して通信を行う。
このＩＳＭバンドの周波数は、ＳＳ方式の無線通信機以外の無線機、例えば無線タグ（ＲＦ−ＩＤ）にも使用されている。
このようなＳＳ方式の無線通信機では、他の無線機で使用している通信チャンネルで通信を行うと他の無線機の通信妨害となるため、他の無線機で使用していない通信チャンネル（使用可能な通信チャンネル）を使用して通信を行っている。通信チャンネルが使用可能であるか否かは、その通信チャンネルにおける受信信号のレベルを示す受信電界強度信号（ＲＳＳＩ）に基づいて判断している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子レンジや医療用の高周波加熱器等の電気機器は、稼動時にＩＳＭバンドのノイズを発生する。
ＳＳ方式の無線通信機は、このような電気機器からＩＳＭバンドのノイズが発生されていても、拡散符号や周波数ホッピングパターン等によって、送信側から送信されたデータを受信することができる。
しかしながら、従来の無線通信機は、各通信チャンネルの受信電界強度信号に基づいて各通信チャンネルが使用可能か否かを判断しているため、無線タグが使用している通信チャンネルだけでなく、ノイズが発生している通信チャンネルも使用不能と判断してしまう。すなわち、使用可能な通信チャンネルであるにも拘わらず使用不能と判断してしまう。このため、使用可能な通信チャンネルの数が減少し、通信効率が悪いという問題点があった。
本発明者は、このような従来の無線通信機の問題点を解決するために種々検討した結果、無線タグ等の無線機から送信される信号の周波数帯域は狭く、ＳＳ方式の無線通信機の周波数帯域や電子レンジや等の電子機器から発生されるノイズの周波数帯域は広いことを見出した。すなわち、周波数帯域の幅を判別することによって、その通信チャンネルが無線タグによって使用されているのか、またはその通信チャンネルが他のＳＳ方式の無線通信機が使用している通信チャンネルあるいはその通信チャンネルにノイズが発生しているのかを判別することができることを見出した。
したがって、本発明は、通信チャンネルが周波数帯域が狭い他の無線機によって使用されている通信チャンネルであるかノイズが発生している通信チャンネルであるかを判別可能に構成することにより、通信効率の良い無線通信機を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのＳＳ方式の無線通信機である。
請求項１に記載のＳＳ方式の無線通信機において、プロセッサは、通信チャンネル設定回路によって設定されている通信チャンネルにおける受信電界強度が所定レベル以上の場合、設定されている通信チャンネルに隣接する２以上の通信チャンネルにおける受信電界強度が設定レベル以上であれば設定されている通信チャンネルを介して通信を行う。
これにより、通信チャンネル設定回路によって設定されている通信チャンネルでノイズが発生している時には、設定されている通信チャンネルを使用するため、通信効率が向上する。
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのＳＳ方式の無線通信機である。
請求項２に記載のＳＳ方式の無線通信機において、プロセッサは、隣接する２以上の通信チャンネルにおける受信電界強度が設定レベル以上でない時には、過去の各通信チャンネルの受信電界強度信号に基づいて新しい通信チャンネルを選択する。これにより、新しい通信チャンネルが使用不能となる可能性が低くなり、通信チャンネルを再設定する処理を軽減することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の無線通信機の一実施の形態の概略構成図である。図１に示す無線通信機は、スーパーヘテロダイン方式を用いたＤＳ−ＳＳ方式の無線通信機を示す。
アンテナ１０は、バンドパスフィルタ等のフィルタ１１を介して送受信切替スイッチ１２の共通接点１２ａに接続されている、送受信切替スイッチ１２の受信側接点１２ｂは混合器１３に接続されている。
混合器１３は、受信信号と第１の局部発振器１５から出力される第１の局部発振信号とを混合して中間周波信号を出力する。
混合器１３から出力される中間周波信号は、増幅器１６を介して直交復調器（Quadrature  Demodulator）１７の混合器１８及び１９に供給される。混合器１８は、中間周波信号と第２の局部発振器２０から出力される第２の局部発振信号とを混合して同相の受信信号Ｉｒを出力する。混合器１９は、中間周波信号と移送回路２３で位相が９０度移送された第２の局部発振器２０から出力される第２の局部発振信号とを混合して直交相の受信信号Ｑｒを出力する。
ベースバンド・プロセッサ２１は、同相の受信信号Ｉｒ及び直交相の受信信号Ｑｒに基づいて受信信号を判別する。
【０００６】
一方、ベースバンド・プロセッサ２１は、送信信号を同相の送信信号Ｉｔ及び直交相の送信信号Ｑｔに分け、直交復調器１７と同様の構成の直交変調器（Quadrature  Modulator）２２に供給する。直交変調器２２は、同相の送信信号Ｉｔを第２の局部発振信号で変調した信号と、直交相の送信信号Ｑｔを位相が９０度移送された第２の局部発振信号で変調した信号を合成した中間周波信号を出力する。
混合器１４は、中間周波信号を第１の局部発振信号によって変調する。混合器１４は、送受信切替スイッチ１２の送信側接点１２ｃに接続されている。
なお、ベースバンド・プロセッサ２１は、受信動作時には送受信切替スイッチ１２に送信切替信号を供給して共通接点１２ａを受信側接点１２ｂに接続し、送信動作時には送信切替信号を送受信切替スイッチ１２に供給して共通接点１２ａを送信側接点１２ｃに接続する。
また、ベースバンド・プロセッサ２１は、後述するように、受信信号のレベルを示す受信電界強度信号（ＲＳＳＩ）に基づいて各通信チャンネルの受信信号のレベルを判別する処理や、チャンネルスキャン信号を第１の局部発振器１５に供給して通信チャンネルをスキャンする処理等を行い、通信を行う通信チャンネルを決定する。
本実施の形態の第１の局部発振器１５が本発明の通信チャンネル設定回路に対応し、増幅器１６が本発明の受信電界強度検出回路に対応する。
【０００７】
先ず、本発明の基本原理について説明する。
現在、ＳＳ方式では、ＩＳＭバンド（２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ）内に５ＭＨｚ間隔で通信チャンネルが設定されている。例えば、通信チャンネル１は２．４０７ＧＨｚ、通信チャンネル２は２．４１２ＭＨｚ、通信チャンネル３は２．４１７ＭＨｚ等のように設定されている。
ここで、無線タグの周波数帯域は約１ＭＨｚ、すなわち前記したＳＳ方式の通信チャンネルを１〜２チャンネル分占有する。
一方、ＳＳ方式の周波数帯域は、１５ＭＨｚ〜２６ＭＨｚ、すなわち前記したＳＳ方式の通信チャンネルを３〜５チャンネル分占有する。
また、電子レンジ等の電気機器から発生するノイズは６０〜７０ＭＨｚ、すなわち前記したＳＳ方式の通信チャンネルを１２〜１４チャンネル分占有する。
したがって、通信チャンネルｎで信号が検出された場合（通信チャンネルｎにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルが設定レベル以上）、通信チャンネルｎに隣接する通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルに基づいて、通信チャンネルｎがＳＳ方式の無線通信機によって使用されている通信チャンネルあるいはノイズが発生している通信チャンネルであるか、無線タグによって使用されている通信チャンネルであるかを判別することができる。
例えば、通信チャンネルｎに隣接する３チャンネル以上の通信チャンネルで信号が検出された時（例えば、通信チャンネルｎ＋１、通信チャンネルｎ＋２、通信チャンネルｎ＋３における受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルが設定レベル以上）には、通信チャンネルｎは、ＳＳ方式の無線通信機が使用している通信チャンネルあるいはノイズが発生している通信チャンネルのいずれかであることが分かる。一方、通信チャンネルｎに隣接する３チャンネル未満の通信チャンネルで信号が検出された時（例えば、通信チャンネルｎ＋１における受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルは設定レベル以上であるが、通信チャンネルｎ＋２における受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルは設定レベル未満）には、通信チャンネルｎは、無線タグが使用している通信チャンネルであることが分かる。
【０００８】
次に、本発明の無線通信機における通信チャンネルを決定する動作の第１の実施の形態を図２に示すフローチャート図により説明する。ここで、第１の局部発振器１５は、通信チャンネルｎに対応する第１の局部発振信号を出力しているものとする。
通信を行うために通信チャンネルを決定する場合、ベースバンド・プロセッサ２１は、送受信切替スイッチ１２に受信切替信号を供給してアンテナ１０を混合器１３に接続する。
そして、ベースバンド・プロセッサ２１は、通信チャンネルｎにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルが設定レベルＶｒ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１）。設定レベルＶｒとしては、各通信チャンネルにおいて信号あるいはノイズを受信してない状態と信号あるいはノイズを受信している状態を判別できるレベルに設定する。
通信チャンネルｎにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩが設定レベルＶｒ以上である場合には、通信チャンネルをスキャンする（ステップＳ２）。例えば、ベースバンド・プロセッサ２１から第１の局部発振器１５にチャンネルスキャン信号を供給し、通信チャンネルｎ＋１に対応する第１の局部発振信号を出力させる。
通信チャンネルをスキャンした後、チャンネル数に「１」を加算する（ステップＳ３）。なお、図２に示す処理の開始時には、チャンネル数は「０」にリセットされている。チャンネルをスキャンする方向は適宜設定可能である。
【０００９】
次に、チャンネル数が設定数Ｎｒ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。設定数Ｎｒとしては、例えばＳＳ方式の無線通信機の周波数帯域やノイズの周波数帯域と無線タグの周波数帯域とを判別できる値を設定する。例えば、ＳＳ方式の無線機の周波数帯域が３〜５通信チャンネルであり、ノイズの周波数帯域が１２〜１４通信チャンネルであり、無線タグの周波数帯域が２通信チャンネル以下である場合には、設定数Ｎｒとして「３」を設定する。
チャンネル数が設定数Ｎｒ未満である場合には、スキャン後の通信チャンネル（例えば、通信チャンネルｎ＋１）における受信電界強度信号ＲＳＳＩが設定レベルＶｒ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
スキャン後の通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩが設定レベルＶｒ以上であればステップＳ２に戻って再度通信チャンネルのスキャンを行う。例えば、通信チャンネルｎ＋２に対応する第１の局部発振信号を出力させる。
【００１０】
一方、ステップＳ１で、通信チャンネルｎの受信電界強度信号のレベルが設定レベルＶｒ未満である場合には、通信チャンネルｎは他の無線機や他のＳＳ方式無線通信機で使用されてなく、ノイズも発生していない。したがって、この場合には、通信チャンネルｎを通信チャンネルとして使用することを決定する（ステップＳ６）。
また、ステップＳ４で、チャンネル数が設定数Ｎｒ以上である場合、すなわち通信チャンネルｎに隣接する３以上の通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルが設定レベル以上である場合には、通信チャンネルｎがＳＳ方式の無線機で使用されているか、通信チャンネルｎでノイズが発生している可能性が高い。したがって、この場合には、通信チャンネルｎを通信チャンネルとして使用することを決定する（ステップＳ６）。
ステップＳ６で通信チャンネルｎを使用することを決定した後、ステップＳ７で通信を行った後、処理を終了する。
また、ステップＳ５で、スキャンした通信チャンネル（例えば、通信チャンネルｎ＋１）における受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルが設定レベル未満である場合、すなわち通信チャンネルｎに隣接する３以上の通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルが設定レベル以上でない場合には、通信チャンネルｎは無線タグ等のＳＳ方式の無線通信機の周波数帯域より狭い周波数帯域の無線機が使用している可能性が高い。したがって、この場合には、通信チャンネルｎを通信チャンネルとして使用しないことを決定した後（ステップＳ８）、処理を終了する。ステップＳ８で通信チャンネルｎを使用しないと決定した場合には、通信チャンネルをスキャンして使用可能な通信チャンネルを検索する処理を実行する。
なお、ステップＳ１、Ｓ４、Ｓ５における「以上であるか否か」の判断は、等号を含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００１１】
以上の実施の形態では、通信を行う毎に、使用可能な通信チャンネルに設定するように構成している。このため、例えば、前回の通信時には通信チャンネルｎを使用する他の無線機が稼動していなかったため通信チャンネルｎが使用可能であったが、今回の通信時には通信チャンネルｎを使用する他の無線機が稼動していたため通信チャンネルｎを使用することができないという事態が起こり得る。この場合には、使用可能な別の通信チャンネルを検索する処理が必要である。また、その時に使用可能な別の通信チャンネルに設定した場合も、前記と同様の事態が起こる可能性がある。
そこで、他の無線機で使用されたことのある通信チャンネルを判別し、他の無線機で使用される可能性が少ない通信チャンネルを設定することにより、通信チャンネルが使用不能となる可能性を少なくした第２の実施の形態を図３に示すフローチャート図により説明する。
図３に示すフローチャート図のステップＳ１〜Ｓ８の処理は、図２に示したフローチャート図の処理と同じであるため、説明は省略する。
なお、本実施の形態では、通信時に図３のフローチャート図に示す処理を実行する毎に、各通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルを記憶手段に記憶しておく。
ステップＳ８でチャンネルｎを使用しないと決定した後、記憶手段に記憶している各通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩのレベルの履歴を参照する（ステップＳ９）。
そして、各通信チャンネルにおける受信電界強度信号ＲＳＳＩの履歴に基づいて、周波数帯域がＳＳ方式の無線通信機より狭い他の無線機が使用したことがある通信チャンネル以外の通信チャンネルの中から新しい通信チャンネルを選択する（ステップＳ１０）。ベースバンド・プロセッサ２１は、第１の局部発振器１５から選択した通信チャンネルに対応する第１の局部発振信号を出力させる。また、新しく選択した通信チャンネルを、制御チャンネルを介して通信相手の無線通信機に通知する。
【００１２】
このように、第２の実施の形態では、ＳＳ方式の無線通信機より周波数帯域が狭い他の無線機が使用したことがある通信チャンネル以外の通信チャンネルを選択して設定するため、設定した通信チャンネルが他の無線機で使用される可能性が低くなり、再度通信チャンネルを設定し直すための処理や時間を軽減することができる。
なお、第２の実施の形態では、ステップＳ９、Ｓ１０の処理をステップＳ８の処理の後に実行したが、ステップＳ９、Ｓ１０の処理は例えばステップＳ６の処理の前、ステップＳ７の処理の後等の任意の個所で実行することができる。
また、ステップＳ１０では、他の無線機が通信したことがある通信チャンネル及びノイズが発生したことがある通信チャンネル以外の通信チャンネルを選択するのが好ましい。
また、通信チャンネルの選択方法は、通信チャンネルの番号順、過去に使用した回数順等種々の選択方法が可能である。
【００１３】
以上の実施の形態では、ＳＳ方式の無線通信機が無線タグで使用している周波数帯の通信チャンネルを使用しないように動作させる場合について説明したが、本発明は、ＳＳ方式の無線通信機と無線タグに限定されず、互いに周波数帯域が異なる無線機に対して適用することができる。
また、無線通信機としてスーパーヘテロダイン方式でＳＳ方式の無線通信機について説明したが、無線通信機としてはＳＳ方式の無線通信機やスーパーヘテロダイン方式の無線通信機に限定されず種々の構成の無線通信機を用いることができる。
また、受信回路と送信回路の一部を兼用したが、受信回路と送信回路を別々に設けることもできる。この場合には、送受信切替スイッチを省略することができる。
また、各通信チャンネルの受信電界強度を検出する受信電界強度検出回路は、中間周波増幅器１６に限定されず、種々の検出回路を用いることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のＳＳ方式の無線通信機を用いれば、設定されている通信チャンネルに隣接する２以上の通信チャンネルにおける受信電界強度が設定レベル以上であれば、設定されている通信チャンネルを介して通信を行うので、通信効率が向上する。
また、請求項２に記載のＳＳ方式の無線通信機を用いれば、設定された通信チャンネルが使用不能となる可能性が低くなり、通信チャンネルを再設定する処理や時間を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信機の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】本発明の無線通信機の動作の第１の実施の形態を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の無線通信機の動作の第２の実施の形態を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０  アンテナ
１２  送受信切替スイッチ
１３、１４、１８、１９  混合器
１５、２０  局部発振器
２１  ベースバンド・プロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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