JP3674181B2 - Wireless communication device - Google Patents

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Description

【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により所定のホッピングパターンに従って搬送周波数を切り換えながら双方向通信を行う無線通信機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年において、通信データを変調後に拡散して送信する一方、受信した信号を逆拡散して復調することにより通信データを得るスペクトラム拡散方式の無線通信システムが、周波数の有効利用および低い電力密度の通信を可能にすることから注目されている。そして、特に、スペクトラム拡散方式による送受信時に、拡散および逆拡散を搬送周波数を順次切り換える周波数ホッピングで行うと、信号の秘匿性が向上すると共に干渉による通信障害が減少するため、この周波数ホッピングを適用したスペクトラム拡散方式の無線通信システムが例えば電話機やファクシミリ装置等の各種の分野において広範囲に採用されようとしている。
【0003】
従来、上記方式の無線通信システムに採用される無線通信機は、拡散および逆拡散の搬送周波数を示すホップ周波数データを所定数分有したホップテーブルを備えており、このホップテーブルによるホッピングパターンに従って周波数ホッピングされた搬送周波数で通信を行うようになっている。この際、周波数ホッピングされた搬送周波数に干渉が生じていると、この搬送周波数で通信が行われている期間は、干渉により通信障害が生じて通信の信頼性が低下することになる。
【0004】
そこで、特開平6−334630号公報には、使用可能な全ての搬送周波数について干渉波レベルを測定し、干渉波レベルの低い搬送周波数から順に選択して所定ホップ数のホッピングパターンを決定する。そして、このホッピングパターンとなるホップテーブルを全無線通信機に備えさせることによって、干渉波レベルの低い搬送周波数のみで通信を行うようにして通信データの信頼性を向上させる方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、干渉波レベルを基にして各搬送周波数における通信の信頼性の良否を判定する方法では、干渉波レベルと搬送周波数の受信レベルとがそれぞれ異なるアナログ波から得られるものであるため、干渉波レベルが搬送周波数の受信レベルに対して相対的に変動することによって、信頼性の良否を正確に判定することが困難であるという問題がある。
【0006】
即ち、例えば無線通信機の出力や存在位置、電波障害等により搬送周波数の受信レベルが低いと、たとえ干渉波レベルが低くても、干渉波レベルが搬送周波数の受信レベルに対して相対的に大きなものとなるため、大きな通信障害により信頼性が大幅に低下することになる。一方、搬送周波数の受信レベルが高い場合には、干渉波レベルが搬送周波数の受信レベルに対して相対的に小さなものとなり易いため、高い信頼性で通信を行える場合が多い。
【0007】
これにより、干渉波レベルを基にした判定結果が搬送周波数の受信レベルに影響を受ける従来の方法では、正確な判定結果を得ようとすると、干渉波レベルと搬送周波数の受信レベルとを一定の関係とすることが必要になるため、このような関係を実現する回路がさらに必要となって回路構成が複雑化したり、搬送周波数の受信レベルが所定値となるように使用条件を制限する必要がある等の困難な問題が生じることになる。
【0008】
従って、本発明は、高い信頼性で通信可能な搬送周波数を簡単な回路構成および自由な使用条件下において正確に求め、この搬送周波数のホッピングパターンで通信を行うことができる無線通信機を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、干渉の少ない搬送周波数を予め選択してホッピングパターンを設定し、該ホッピングパターンに従って搬送周波数を切り換えながら複数の他の無線通信機との間で双方向通信を行う無線通信機において、デジタル値のテストデータをパターン候補周波数で順次周波数ホッピングさせながら前記複数の他の無線通信機との間で送受信し、受信した前記テストデータの前記パターン候補周波数毎の合計誤り率を演算する誤り率演算手段と、前記誤り率演算手段の演算によって得られた前記パターン候補周波数毎の合計誤り率を基にして、前記テストデータの認識度が良好なパターン候補周波数を前記ホッピングパターンの搬送周波数として選択する周波数選択手段と、選択されたパターン候補周波数を基にしてホッピングパターンを設定するパターン設定手段とを有していることを特徴としている。
これにより、通信の信頼性の程度を示すテストデータの認識度が、出力レベルや電波障害、無線通信機の配置状況等の影響を受けることがないデジタル値の正誤を基にして得られることになる。従って、高い信頼性の通信を可能とする搬送周波数を簡単な回路構成および自由な使用条件下においても正確に求め、このような搬送周波数からなるホッピングパターンで周波数ホッピングすることによって、良好な通信を行うことができるようになっている。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1記載の無線通信機であって、前記パターン設定手段で設定されるホッピングパターンをランダムに並び変えるパターン再設定手段を有していることを特徴としている。
これにより、ランダムな搬送周波数で送受信されるため、昇順や降順のように単純なホッピングパターンの搬送周波数で送受信される場合よりも、秘匿性を向上させることができるようになっている。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1または2記載の無線通信機であって、前記ホッピングパターンの設定を定期的に行わせる設定管理手段を有していることを特徴としている。
これにより、定期的にホッピングパターンが干渉の少ない搬送周波数となるように再設定されるため、良好な通信を安定して行うことができるようになっている。
【0012】
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の無線通信機であって、前記周波数選択手段は、前記合計誤り率が所定の基準値よりも小さいパターン候補周波数を選択することを特徴としている。
これにより、所定の基準値以上に信頼性が確保された搬送周波数で通信を行うことが可能になっていると共に、誤り率の小さなものから順に選択してホッピングパターンを形成する場合よりも、搬送周波数の選択の余地が拡大するため、秘匿性の高いホッピングパターンを形成することが可能になっている。
【0013】
請求項5の発明は、請求項4記載の無線通信機であって、受信したデータの誤り訂正手段を備え、前記誤り訂正手段により訂正可能な限界誤り率に対して所定値分だけ小さな値を前記基準値として設定してあることを特徴としている。
これにより、通信によりデータの誤りが生じても、誤り訂正手段により訂正されるため、より一層良好な通信を行うことができると共に、誤り訂正手段の限界誤り率を基準値として搬送周波数を選択することになるため、良好に通信可能なホッピングパターンを確実に形成することができるようになっている。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図1ないし図7に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る無線通信機は、周波数ホッピング方式により所定のホッピングパターンに従って搬送周波数を切り換えながら通信機相互間で双方向通信を行う無線通信システムにおいて使用されるようになっている。この無線通信システムは、例えば図2に示すように、外部回線に接続された1台の無線通信機である親機10と、この親機10と通信可能且つ相互に通信可能な5台の無線通信機である子機11〜15とを有している。尚、これらの親機10や子機11〜15には、電話機やファクシミリ装置、プリンタ装置、コンピュータ等を適用することができる。親機10と子機11〜15との通信および子機11〜15間の通信は、図3に示すように、TDD(Time Division Duplex)方式により行われるようになっており、一方が送信状態(TX)のときには他方を受信状態(RX)とし、この送信状態(TX)と受信状態(RX)とを交互に置き換えることにより通信を行うようになっている。尚、本無線通信システムは、TDMA(Time Division Mutiple Access)方式により通信を行うようになっていても良い。
【0015】
上記の親機10および子機11〜15は、図1に示すように、通信データを周波数ホッピングさせるスペクトラム拡散方式により送受信する無線通信部1を有している。無線通信部1は、図示しない外部回路に対して通信データをデータ処理して入出力するインターフェース部21を有している。インターフェース部21は、通信データが音声データである場合、音声データとデジタル信号とを相互変換するコーデックおよび圧縮器を有している一方、通信データが非音声データである場合、バッファやエラー訂正処理等を行うデータ変換器を有している。
【0016】
上記のインターフェース部21は、通信データを変調する変調部22aと、通信データを復調する復調部22bとを有した変復調器22に接続されている。変復調器22は、コントローラ35からの送信指令信号pおよび受信指令信号qにより変調部22aと復調部22bとの作動状態を通信データの送信時と受信時とで切り換えるようになっている。そして、送信時に作動される変調部22aは、ミキサを備えたアップコンバータ23に接続されている。
【0017】
上記のアップコンバータ23には、PLL局部発振器25が接続されており、PLL局部発振器25には、ホップテーブル26が接続されている。ホップテーブル26には、データ設定信号wがコントローラ35から入力されるようになっており、ホップテーブル26は、データ設定信号wが入力されたときに、このデータ設定信号wに含まれるホップ周波数データデータおよびチャンネルデータを基にすることによって、例えば図4のホップ周波数データf1,f2,..fLを各チャンネルC1,C2,..CLに対応させて格納するようになっている。
【0018】
また、上記のホップテーブル26およびPLL局部発振器25には、コントローラ35から所定の滞留時間毎にホップ信号rが入力されるようになっており、ホップテーブル26は、ホップ信号rが入力されるたびに、ホップ信号rが示すチャンネル設定値Sのチャンネルcに対応するホップ周波数データfをPLL局部発振器25に出力し、PLL局部発振器25からホップ周波数データfに対応した周波数のホップ周波数信号(局部発振信号)sをアップコンバータ23に出力させるようになっている。以下、特定のホップ周波数データ(例えばf1)に対応する搬送周波数を示すとき、例えば搬送周波数(f1)と示すこととする。そして、アップコンバータ23は、PLL局部発振器25からのホップ周波数信号sと、変調部22aからの通信データの変調信号tとを加え合わせることによって、拡散された搬送周波数の拡散変調信号uを形成するようになっている。
【0019】
上記のアップコンバータ23は、拡散変調信号uを増幅するパワーアンプ24を介して送受切換器27に接続されている。送受切換器27には、コントローラ35から送信指令信号pおよび受信指令信号qが入力されるようになっており、送信指定信号pが入力されたときには、作動状態を送信可能状態としてパワーアンプ24からの拡散変調信号uをアンテナ28から送信させるようになっている。一方、受信指令信号qが入力されたときには、作動状態を受信可能状態とし、アンテナ28を介して受信された拡散変調信号uをローノイズアンプ31に出力させるようになっている。
【0020】
上記のローノイズアンプ31は、ダウンコンバータ32に接続されており、ダウンコンバータ32に対して拡散変調信号uを増幅して出力するようになっている。ダウンコンバータ32には、上述のアップコンバータ23に入力されるホップ周波数信号sがPLL局部発振器25から入力されるようになっており、ダウンコンバータ32は、ホップ周波数信号sを基にして拡散変調信号uを逆拡散して変調信号tを形成し、この変調信号tを復調部22bに出力するようになっている。そして、復調部22bは、入力された変調信号tを復調した後、インターフェース部21に出力するようになっている。
【0021】
上記の構成を有した無線通信部1は、電源部36から電力を供給されることにより作動するようになっており、電源部36は、通信開始処理前において一部またはコントローラ35を除く全部の無線通信部1に対して電力供給を制限するように、コントローラ35により電力の供給先が設定されるようになっている。即ち、コントローラ35は、スリープモード時にコントローラ35に対してのみ電力供給するように制御し、受信待機モード時にアップコンバータ23およびパワーアンプ24からなる送信部を除いて電力供給するように制御し、通信モード時に無線通信部1の全体に電力供給するように制御するようになっている。
【0022】
上記のようにして各部を制御するコントローラ35は、ホップ周波数データテーブル35aと誤り率テーブル35bと乱数テーブル35cとを有している。ホップ周波数データテーブル35aには、図4に示すように、L個のテスト用のホップ周波数データf1,f2,..fLが格納されており、これらのホップ周波数データf1,f2,..fLは、高い信頼性で通信可能な搬送周波数を求める際に使用されるパターン候補周波数(f1,f2,..fL)を形成させるようになっている。また、誤り率テーブル35bには、各テストデータに対応する誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)と、これらを合算した合計誤り率eT(1〜L)とが格納されるようになっている。また、乱数テーブル35cには、ランダムデータが格納されており、このランダムデータは、パターン候補周波数をランダムに並び変える際に使用されるようになっている。
【0023】
上記のコントローラ35は、図1に示すように、誤り率算出部35dを有しており、誤り率算出部35dは、デジタル値のテストデータが入力されたときに、このテストデータに対応する誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)を算出して出力するようになっている。上記の誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)は、チェックサム法による誤り訂正時において以下のようにして算出されるようになっている。尚、チェックサム法による誤り訂正は、拡散RS符号やCRC符号による誤り訂正と原理的に略同一であるため、これらの誤り訂正における誤り率も略同一の算出方法で得ることができる。
【0024】
即ち、図5に示すように、CA00(h) 番地のテストデータの値がC3(h) =11000011(b) 、CA01(h) 番地のテストデータの値が35(h) =00110101(b) というように、CA00(h) 〜CA7F(h) 番地のテストデータが存在するとする。データ転送中に誤りが無ければ、これらのテストデータのみをシリアルに送信すれば良いが、転送中に誤りを見つけるため、図中右端および図中下端に横チェックサム欄および縦チェックサム欄をそれぞれ付加する。尚、これらのチェックサム欄は、テーブル中の任意の位置に配置されていれば良い。
【0025】
上記の横チェックサム欄には、テストデータを横方向に合算した下2桁の値が格納されるようになっている。また、縦チェックサム欄には、テストデータを縦方向に合算した下2桁の値が格納されるようになっている。そして、横チェックサム欄と縦チェックサム欄とが重複する右端下端の総チェックサム欄には、横チェックサム欄の合計値または縦チェックサム欄の合計値の下2桁の値が格納されるようになっている。
【0026】
上記のようにしてテストデータと各チェックサム欄のチェックサムデータとを形成すると、これらのデータを送信する。そして、データを受信した側において、受信したテストデータを基にして各チェックサム欄の値を算出し、これらの算出値と、受信したチェックサム欄の受信値とを比較する。この結果、全ての値が一致すれば、データ通信により誤りが生じなったことが確認される。一方、不一致の値が存在すれば、テストデータやチェックサムデータに誤りが生じていることが確認される。
【0027】
ここで、第1のケースとして、テストデータの一か所に誤りが生じている場合には、縦チェックサム欄および横チェックサム欄における算出値および受信値に異なる値が存在することになるため、逆算により訂正することができる。第2のケースとして、チェックサム欄の受信値に誤りが生じている場合には、総チェックサム欄の値“1A”と、横および縦チェックサム欄およびテストデータとの関係からチェックサム欄のみの誤りであることが判るため、誤りを訂正することができる。
【0028】
また、第3のケースとして、受信したテストデータの2か所(例えばCA22(h) 、CA24(h) )に誤りが生じており、横チェックサム欄の値が受信値と算出値とで同一の値“C7”となった場合には、縦チェックサム欄により誤りが生じていることは判るが、どの部分で誤りが生じているのかを特定できないために訂正を行うことができない。さらに、第4のケースとして、受信したテストデータの4か所(例えばCA22(h) 、CA24(h) 、CA58(h) 、CA5A(h))に誤りが生じている場合には、横チェックサム欄および縦チェックサム欄における算出値と受信値との比較では誤りを発見できないため、受信したテストデータを訂正することができない。
【0029】
そして、このように各種のケースのうち、誤り率は、第1、第2、および第3のケースのように、訂正の可否に拘わらず、発見した誤りのデータ数を全データ数で除算することにより求めることになる。誤り訂正符号を用いた誤り率算出方法は、上述したチェックサム法以外にもハミング符号、BCH符号、リードソロモン符号、ファイヤ符号等を用いた方法が考えられる。これらの方法でも、少なからず上述した第1、第2、第3、第4のケースがあるが、特にリードソロモン符号を用いた方法が効率良く訂正能力や符号長の自由度が大であるため、誤り率算出方式として適している。
【0030】
上記のようにして誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)を算出する誤り率算出部35dを有したコントローラ35は、さらに、図6のパターン設定処理ルーチンを実行するようになっている。パターン設定処理ルーチンは、定期的に或いは図示しないパターン設定スイッチ等の操作により実行されるようになっており、上述のテストデータおよびチェック用データをパターン候補周波数で順次周波数ホッピングさせながら送受信し、誤り率算出部35dで誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)を求めさせた後、これらを合算して合計誤り率eT(1〜L)をテストデータの認識度として求める。そして、この合計誤り率eT(1〜L)が良好なパターン候補周波数をホッピングパターンの搬送周波数として選択し、選択されたパターン候補周波数を基にしてホッピングパターンを設定するようになっている。
【0031】
上記の構成において、親機10がテストデータの誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)を基にしてホッピングパターンを設定する場合について、図6のフローチャートに基づいて説明する。
【0032】
図示しない内部タイマーにより設定時間が経過したことをコントローラ35が認識したり、図示しないパターン設定スイッチがオペレータにより操作されたことをコントローラ35が認識すると、図1に示すように、コントローラ35は、図6のパターン設定処理ルーチンを実行することになる。即ち、チャンネル設定値Sに“1”、チャンネルカウント値Cに“1”を設定すると共に、ホップ数Hnにホップ周波数データテーブル35aの全チャンネル数に相当する“L”を設定する(S1)。この後、最大チャンネルカウント値Cmax に“ホップ数Hn=L”を設定した後(S2)、ホップ周波数データテーブル35aに格納されたチャンネルC1,C2,..CLを示すチャンネルデータおよびホップ周波数データf1,f2,..fLを示すホップ周波数データからなるデータ設定信号wをホップテーブル26に転送することによって、テスト用のホップ周波数データf1,f2,..fLを各チャンネルC1,C2,..CLに対応させてホップテーブル26にセットする(S3)。
【0033】
この後、コントローラ35が送信指令信号pを変復調器22および送受切換器27に出力することによって、変復調器22の変調部22aを作動状態に設定すると共に、送受切換器27を送信状態に設定する。また、チャンネル設定値Sが“1”のホップ信号rをホップテーブル26およびPLL局部発振器25に出力することによって、ホップテーブル26に対して第1番目のチャンネルC1のホップ周波数データf1をPLL局部発振器25に出力させ、このホップ周波数データf1に対応したパターン候補周波数(f1)のホップ周波数信号sをPLL局部発振器25からアップコンバータ23およびダウンコンバータ32に出力させる。
【0034】
次に、図5のテストデータおよびチェックサムデータ等を形成した後、これらのデータを含むテスト信号をインターフェース部21を介して変復調器22に取り込ませる。そして、変調部22aにより変調させた後、変調信号tとしてアップコンバータ23に出力させ、変調信号tとPLL局部発振器25からのホップ周波数信号sとを加え合わせて拡散変調信号uを形成させる。この後、この拡散変調信号uをパワーアンプ24で増幅させた後、送受切換器27を介してアンテナ28から全子機11〜15に対して送信する(S4)。
【0035】
上記のS4によりテストデータの送信が終了すると、コントローラ35が受信指令信号qを変復調器22および送受切換器27に出力することによって、変復調器22の復調部22bを作動状態に設定すると共に、送受切換器27を受信状態に設定する。そして、全子機11〜15から返信されてきたテストデータ等を受信すると(S5)、これらのデータを誤り率算出部35dに出力することによって、誤り率算出部35dにおいて各子機11〜15に対応した誤り率eA(1)〜eB(1)をそれぞれ算出させる。そして、図4に示すように、誤り率算出部35dから出力された誤り率eA(1)〜eB(1)を誤り率テーブル35bに格納し、これらの誤り率eA(1)〜eB(1)を合算することによって、パターン候補周波数(f1)における合計誤り率eT(1)を求める(S6)。
【0036】
次に、チャンネルカウント値Cが最大チャンネルカウント値Cmax (“ホップ数Hn=L”)よりも小さな値であるか否かを判定し(S7)、小さな値であれば(S7,YES)、チャンネル設定値Sおよびチャンネルカウント値Cを“1”カウントアップする(S8)。この後、図示しない内部タイマー等により所定の滞留時間が経過したときに、チャンネル設定値Sを示すホップ信号rをホップテーブル26およびPLL局部発振器25に出力して周波数ホッピングさせた後(S9)、S4から再実行して次のパターン候補周波数(f2)における誤り率eA(2)〜eB(2)および合計誤り率eT(2)を求める。
【0037】
そして、このようにして全てのパターン候補周波数(f1,f2,..fL)の合計誤り率eT(1〜L)を求めたときに、チャンネルカウント値Cが最大チャンネルカウント値Cmax (“ホップ数Hn=L”)よりも小さな値でないと判定し(S7,YES)、図7(a)に示すように、これらの合計誤り率eT(1〜L)をテスト用のホップ周波数データf1,f2,..fLと共に昇順に並び換える(S10)。
【0038】
合計誤り率eT(1〜L)を昇順に並び換えることによって、通信の信頼性の高いものから順に並び換えられたホップ周波数データf5,f8,..f243を得ると、続いて図7(b)に示すように、合計誤り率eT(1〜L)の小さなものからK個分のホップ周波数データf5,f8,..f125を選択する(S11)。そして、図7(c)に示すように、さらに乱数テーブル35cの乱数データを基にしてK個のホップ周波数データf5,f8,..f125をランダムに並び換えることによって、通信用のホッピングパターンとなるホップ周波数データf125,f10,..fL11 を形成する(S12)。
【0039】
この後、上記のホップ周波数データf125,f10,..fL11 にチャンネルC1,C2,..CKをそれぞれ付与することによって、ホップ周波数データf125,f10,..fL11 およびチャンネルC1,C2,..CKからなるホッピングパターンデータを形成し(S13)、このホッピングパターンデータをデータ設定信号wとしてホップテーブル26に転送してセットする(S14)。また、子機11〜15に対してもホッピングパターンデータを送信することによって、子機11〜15のホップテーブル26にセットさせる(S15)。これにより、親機10および子機11〜15は、高い信頼性で通信可能なホップ周波数データf125,f10,..fL11 によるホッピングパターンで周波数ホッピングしながら以後の通信を行うことになる。
【0040】
以上のように、本実施形態の無線通信機は、図4に示すように、デジタル値のテストデータをテスト用のホップ周波数データf1,f2,..fLに対応したパターン候補周波数(f1,f2,..fL)で順次周波数ホッピングさせながら送受信し、図7(a)に示すように、合計誤り率eT(1〜L)を基にしてテストデータの認識度が良好なパターン候補周波数(f5,f8,..f125)をホッピングパターンの搬送周波数として選択する周波数選択手段(S1〜S11)と、選択されたパターン候補周波数(f5,f8,..f125)を基にしてホッピングパターンを設定するパターン設定手段(S13〜S15)とを有した構成にされている。尚、認識度は、誤り率の代わりに誤り数であっても良い。
【0041】
これにより、通信の信頼性の程度を示すテストデータの認識度が、出力レベルや電波障害、無線通信機の配置状況等の影響を受けることがないデジタル値の正誤を基にした合計誤り率eT(1〜L)で得られることになる。従って、高い信頼性で通信可能な搬送周波数を簡単な回路構成および自由な使用条件下においても正確に求め、このような搬送周波数からなるホッピングパターンで周波数ホッピングすることによって、良好な通信を行うことができるようになっている。
【0042】
また、本実施形態の無線通信機は、パターン設定手段(S13〜S15)で設定されるホッピングパターンのパターン候補周波数(f5,f8,..f125)をランダムに並び変えるパターン再設定手段(S12)を有した構成にされている。これにより、図7(c)に示すように、ランダムな搬送周波数(f125,f10,..fL11) で送受信されるため、昇順や降順のように単純なホッピングパターンの搬送周波数(f5,f8,..f125)で送受信される場合よりも、秘匿性を向上させることができるようになっている。
【0043】
また、本実施形態においては、図示しない内部タイマーにより設定時間が経過したことを認識したときに図6のパターン設定処理ルーチンを実行することによって、ホッピングパターンの設定を定期的に行わせる機能(設定管理手段)を有した構成にされている。これにより、定期的にホッピングパターンが干渉の少ない搬送周波数となるように再設定されるため、良好な通信を安定して行うことができるようになっている。
【0044】
尚、本実施形態においては、図7(b)に示すように、合計誤り率eT(1〜L)の小さな順からパターン候補周波数(f5,f8,..f125)を選択するようになっているが、これに限定されることはない。即ち、パターン候補周波数(f1,f2,..fL)毎に受信したテストデータの誤り率eA(1〜L)〜eB(1〜L)および合計誤り率eT(1〜L)を演算する誤り率演算手段(誤り率算出部35d、S6)と、その誤り率演算手段により演算された合計誤り率eT(1〜L)が所定の基準値よりも小さなパターン候補周波数を選択する選択手段とからなる構成とされていても良い。そして、この場合には、所定の基準値以上に信頼性が確保された搬送周波数で通信を行うことが可能になると共に、合計誤り率eT(1〜L)の小さなものから順に選択してホッピングパターンを形成する場合よりも、搬送周波数の選択の余地が拡大するため、一層秘匿性の高いホッピングパターンを形成することが可能になる。
【0045】
また、上記の基準値は、受信したデータの誤り訂正手段を親機10および子機11〜15に備えさせておき、この誤り訂正手段により訂正可能な限界誤り率に対して所定値分だけ小さな値であることが望ましい。これにより、通信によりデータの誤りが生じても、誤り訂正手段により訂正されるため、より一層良好な通信を行うことができると共に、誤り訂正手段の限界誤り率を基準値として搬送周波数を選択することになるため、良好に通信可能なホッピングパターンを確実に形成することができる。
【0046】
【発明の効果】
請求項1の発明は、干渉の少ない搬送周波数を予め選択してホッピングパターンを設定し、該ホッピングパターンに従って搬送周波数を切り換えながら複数の他の無線通信機との間で双方向通信を行う無線通信機において、デジタル値のテストデータをパターン候補周波数で順次周波数ホッピングさせながら前記複数の他の無線通信機との間で送受信し、受信した前記テストデータの前記パターン候補周波数毎の合計誤り率を演算する誤り率演算手段と、前記誤り率演算手段の演算によって得られた前記パターン候補周波数毎の合計誤り率を基にして、前記テストデータの認識度が良好なパターン候補周波数を前記ホッピングパターンの搬送周波数として選択する周波数選択手段と、選択されたパターン候補周波数を基にしてホッピングパターンを設定するパターン設定手段とを有している構成である。
これにより、通信の信頼性の程度を示すテストデータの認識度が、出力レベルや電波障害、無線通信機の配置状況等の影響を受けることがないデジタル値の正誤を基にして得られることになる。従って、高い信頼性の通信を可能とする搬送周波数を簡単な回路構成および自由な使用条件下においても正確に求め、このような搬送周波数からなるホッピングパターンで周波数ホッピングすることによって、良好な通信を行うことができるという効果を奏する。
【0047】
請求項2の発明は、請求項1記載の無線通信機であって、前記パターン設定手段で設定されるホッピングパターンをランダムに並び変えるパターン再設定手段を有している構成である。
これにより、ランダムな搬送周波数で送受信されるため、昇順や降順のように単純なホッピングパターンの搬送周波数で送受信される場合よりも、秘匿性を向上させることができるという効果を奏する。
【0048】
請求項3の発明は、請求項1または2記載の無線通信機であって、前記ホッピングパターンの設定を定期的に行わせる設定管理手段を有している構成である。
これにより、定期的にホッピングパターンが干渉の少ない搬送周波数となるように再設定されるため、良好な通信を安定して行うことができるという効果を奏する。
【0049】
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の無線通信機であって、前記周波数選択手段は、前記合計誤り率が所定の基準値よりも小さいパターン候補周波数を選択するという構成である。
これにより、所定の基準値以上に信頼性が確保された搬送周波数で通信を行うことが可能になっていると共に、誤り率の小さなものから順に選択してホッピングパターンを形成する場合よりも、搬送周波数の選択の余地が拡大するため、秘匿性の高いホッピングパターンを形成することが可能であるという効果を奏する。
【0050】
請求項5の発明は、請求項4記載の無線通信機であって、受信したデータの誤り訂正手段を備え、前記誤り訂正手段により訂正可能な限界誤り率に対して所定値分だけ小さな値を前記基準値として設定してある構成である。
これにより、通信によりデータの誤りが生じても、誤り訂正手段により訂正されるため、より一層良好な通信を行うことができると共に、誤り訂正手段の限界誤り率を基準値として搬送周波数を選択することになるため、良好に通信可能なホッピングパターンを確実に形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 無線通信部のブロック図である。
【図2】 親機と子機との関係を示す説明図である。
【図3】 TDD方式による通信形態を示す説明図である。
【図4】 ホップ周波数データテーブルおよび誤り率テーブルの内容を示す説明図である。
【図5】 テストデータおよびチェックサムデータの内容を示す説明図である。
【図6】 パターン設定処理ルーチンのフローチャートである。
【図7】 ホップ周波数データを選択する過程を示す説明図であり、(a)は誤り率を昇順に並び換えたとき、(b)はK個分を選択したとき、(c)はランダムに配置したときを示すものである。
【符号の説明】
1 無線通信部
10 親機
11〜15 子機
21 インターフェース部
22 変復調器
23 アップコンバータ
24 パワーアンプ
25 PLL局部発振器
26 ホップテーブル
27 送受切換器
28 アンテナ
31 ローノイズアンプ
32 ダウンコンバータ
35 コントローラ
35a ホップ周波数データテーブル
35b 誤り率テーブル
35c 乱数テーブル
35d 誤り率算出部
36 電源部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication device that performs bidirectional communication while switching carrier frequencies according to a predetermined hopping pattern by a frequency hopping method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a spread spectrum wireless communication system that obtains communication data by spreading and transmitting communication data after modulation and despreading and demodulating the received signal has been used for effective use of frequency and low power density communication. It has attracted attention from making it possible. In particular, when performing transmission / reception using a spread spectrum method, spreading and despreading by frequency hopping that sequentially switches the carrier frequency improves signal secrecy and reduces communication failures due to interference, so this frequency hopping was applied. Spread spectrum wireless communication systems are being widely adopted in various fields such as telephones and facsimile machines.
[0003]
Conventionally, a wireless communication device employed in a wireless communication system of the above-mentioned type has a hop table having a predetermined number of hop frequency data indicating carrier frequencies for spreading and despreading, and the frequency is determined according to the hopping pattern by the hop table. Communication is performed at the carrier frequency hopped. At this time, if interference occurs in the carrier frequency that has been frequency hopped, during the period in which communication is performed at this carrier frequency, a communication failure occurs due to the interference, and the reliability of communication decreases.
[0004]
Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-334630, the interference wave level is measured for all usable carrier frequencies, and a hopping pattern having a predetermined number of hops is determined by selecting in order from the carrier frequency having the lowest interference wave level. And the method of improving the reliability of communication data is proposed by making all the wireless communication devices have a hop table as a hopping pattern so that communication is performed only at a carrier frequency having a low interference wave level.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for determining the reliability of communication at each carrier frequency based on the interference wave level, the interference wave level and the reception level of the carrier frequency are obtained from different analog waves. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately determine whether the reliability is good or not because the interference wave level fluctuates relative to the reception level of the carrier frequency.
[0006]
That is, if the reception level of the carrier frequency is low due to, for example, the output or location of a wireless communication device, the interference wave level is relatively high with respect to the reception level of the carrier frequency even if the interference wave level is low. Therefore, the reliability greatly decreases due to a large communication failure. On the other hand, when the reception level of the carrier frequency is high, the interference wave level tends to be relatively small with respect to the reception level of the carrier frequency, and thus communication can often be performed with high reliability.
[0007]
As a result, in the conventional method in which the determination result based on the interference wave level is influenced by the reception level of the carrier frequency, if an accurate determination result is to be obtained, the interference wave level and the reception level of the carrier frequency are kept constant. Therefore, it is necessary to provide a circuit that realizes such a relationship, complicating the circuit configuration, and limiting the use conditions so that the reception level of the carrier frequency becomes a predetermined value. There will be some difficult problems.
[0008]
Accordingly, the present invention is to provide a wireless communication device capable of accurately obtaining a carrier frequency capable of communication with high reliability under a simple circuit configuration and free use conditions and performing communication using a hopping pattern of this carrier frequency. It is what.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 selects a carrier frequency with less interference and sets a hopping pattern in advance, and switches the carrier frequency according to the hopping pattern. Between multiple other wireless communication devices In a wireless communication device that performs two-way communication, while sequentially hopping the digital test data at the pattern candidate frequency Between the other wireless communication devices Send and receive, Based on the error rate calculation means for calculating the total error rate for each pattern candidate frequency of the received test data, and the total error rate for each pattern candidate frequency obtained by the calculation of the error rate calculation means, Frequency selection means for selecting a pattern candidate frequency with good recognition of test data as the carrier frequency of the hopping pattern, and pattern setting means for setting a hopping pattern based on the selected pattern candidate frequency It is characterized by that.
As a result, the degree of recognition of test data indicating the degree of communication reliability can be obtained based on the correctness of digital values that are not affected by the output level, radio wave interference, wireless communication device placement, etc. Become. Therefore, it is possible to accurately obtain a carrier frequency that enables highly reliable communication even under a simple circuit configuration and free use conditions, and perform frequency hopping with a hopping pattern including such a carrier frequency, thereby achieving good communication. Can be done.
[0010]
A second aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, further comprising pattern resetting means for rearranging hopping patterns set by the pattern setting means at random.
Thereby, since transmission / reception is performed at a random carrier frequency, confidentiality can be improved as compared with a case where transmission / reception is performed at a carrier frequency of a simple hopping pattern such as ascending order or descending order.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the wireless communication device according to the first or second aspect, further comprising setting management means for periodically setting the hopping pattern.
As a result, the hopping pattern is periodically reset so as to have a carrier frequency with less interference, so that good communication can be stably performed.
[0012]
A fourth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the frequency selection means is , The total Select a pattern candidate frequency with an error rate smaller than a predetermined reference value Ruko It is characterized by.
As a result, communication can be performed at a carrier frequency that is more reliable than a predetermined reference value, and the carrier frequency is higher than that in the case of selecting hopping patterns in order of decreasing error rate. Since the room for selecting a frequency is expanded, it is possible to form a highly confidential hopping pattern.
[0013]
A fifth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the fourth aspect of the present invention, comprising error correction means for received data, and a value that is smaller by a predetermined value than a limit error rate that can be corrected by the error correction means. It is set as the reference value.
As a result, even if a data error occurs due to communication, it is corrected by the error correction means, so that even better communication can be performed and the carrier frequency is selected using the limit error rate of the error correction means as a reference value. Therefore, a hopping pattern that can be satisfactorily communicated can be reliably formed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The wireless communication apparatus according to the present embodiment is used in a wireless communication system that performs bidirectional communication between communication apparatuses while switching carrier frequencies according to a predetermined hopping pattern by a frequency hopping method. As shown in FIG. 2, for example, this wireless communication system includes a parent device 10 that is one wireless communication device connected to an external line, and five wireless devices that can communicate with the parent device 10 and can communicate with each other. It has the subunit | mobile_unit 11-15 which is a communication apparatus. Note that a telephone, a facsimile machine, a printer, a computer, or the like can be applied to the parent machine 10 and the child machines 11 to 15. As shown in FIG. 3, communication between the master unit 10 and the slave units 11 to 15 and communication between the slave units 11 to 15 are performed by a TDD (Time Division Duplex) method, and one of them is in a transmission state. In the case of (TX), the other is set in a reception state (RX), and communication is performed by alternately replacing the transmission state (TX) and the reception state (RX). In addition, this radio | wireless communications system may communicate by a TDMA (Time Division Mutiple Access) system.
[0015]
As shown in FIG. 1, the parent device 10 and the child devices 11 to 15 have a wireless communication unit 1 that transmits and receives communication data by a spread spectrum method for frequency hopping. The wireless communication unit 1 has an interface unit 21 that processes and inputs communication data to an external circuit (not shown). The interface unit 21 includes a codec and a compressor that mutually convert audio data and digital signals when the communication data is audio data. On the other hand, when the communication data is non-audio data, the interface unit 21 performs buffer and error correction processing. And so on.
[0016]
The interface unit 21 is connected to a modulator / demodulator 22 having a modulation unit 22a that modulates communication data and a demodulation unit 22b that demodulates communication data. The modem 22 switches the operating state of the modulation unit 22a and the demodulation unit 22b between transmission and reception of communication data based on the transmission command signal p and the reception command signal q from the controller 35. The modulation unit 22a that is activated during transmission is connected to an up-converter 23 that includes a mixer.
[0017]
A PLL local oscillator 25 is connected to the up-converter 23, and a hop table 26 is connected to the PLL local oscillator 25. The data setting signal w is input to the hop table 26 from the controller 35. When the data setting signal w is input, the hop table 26 includes the hop frequency data included in the data setting signal w. Based on the data and the channel data, for example, the hop frequency data f1, f2,... FL of FIG. 4 are stored in correspondence with the respective channels C1, C2,.
[0018]
Further, the hop signal r is input to the hop table 26 and the PLL local oscillator 25 from the controller 35 every predetermined residence time, and the hop table 26 is input every time the hop signal r is input. The hop frequency data f corresponding to the channel c of the channel setting value S indicated by the hop signal r is output to the PLL local oscillator 25, and the hop frequency signal (local oscillation) of the frequency corresponding to the hop frequency data f is output from the PLL local oscillator 25. Signal) s is output to the up-converter 23. Hereinafter, when a carrier frequency corresponding to specific hop frequency data (for example, f1) is indicated, it is indicated, for example, as a carrier frequency (f1). The up-converter 23 adds the hop frequency signal s from the PLL local oscillator 25 and the modulation signal t of the communication data from the modulation unit 22a to form a spread modulation signal u having a spread carrier frequency. It is like that.
[0019]
The up-converter 23 is connected to a transmission / reception switch 27 via a power amplifier 24 that amplifies the spread modulation signal u. A transmission command signal p and a reception command signal q are input to the transmission / reception switch 27 from the controller 35. When the transmission designation signal p is input, the operation state is set to the transmittable state from the power amplifier 24. The spread modulation signal u is transmitted from the antenna 28. On the other hand, when the reception command signal q is input, the operating state is set to the reception enabled state, and the spread modulation signal u received via the antenna 28 is output to the low noise amplifier 31.
[0020]
The low noise amplifier 31 is connected to the down converter 32, and amplifies and outputs the spread modulation signal u to the down converter 32. The hop frequency signal s input to the above-described up converter 23 is input to the down converter 32 from the PLL local oscillator 25. The down converter 32 uses the spread modulation signal based on the hop frequency signal s. u is despread to form a modulated signal t, and this modulated signal t is output to the demodulator 22b. The demodulator 22b demodulates the input modulation signal t and then outputs it to the interface unit 21.
[0021]
The wireless communication unit 1 having the above-described configuration is configured to operate when power is supplied from the power supply unit 36. The power supply unit 36 may include a part or all of the controller 35 excluding the controller 35 before the communication start process. A power supply destination is set by the controller 35 so as to limit power supply to the wireless communication unit 1. That is, the controller 35 controls to supply power only to the controller 35 in the sleep mode, and controls to supply power except for the transmission unit including the up-converter 23 and the power amplifier 24 in the reception standby mode. Control is performed so that power is supplied to the entire wireless communication unit 1 in the mode.
[0022]
The controller 35 that controls each unit as described above includes a hop frequency data table 35a, an error rate table 35b, and a random number table 35c. The hop frequency data table 35a stores L test hop frequency data f1, f2, ..fL as shown in FIG. 4, and these hop frequency data f1, f2,. Pattern candidate frequencies (f1, f2,... FL) that are used when obtaining a carrier frequency that can be communicated with high reliability are formed. The error rate table 35b stores error rates eA (1 to L) to eB (1 to L) corresponding to each test data and a total error rate eT (1 to L) obtained by adding them. It is like that. The random number table 35c stores random data, and the random data is used when the pattern candidate frequencies are rearranged randomly.
[0023]
As shown in FIG. 1, the controller 35 includes an error rate calculation unit 35d. The error rate calculation unit 35d receives an error corresponding to the test data when digital value test data is input. The ratios eA (1 to L) to eB (1 to L) are calculated and output. The above error rates eA (1 to L) to eB (1 to L) are calculated as follows at the time of error correction by the checksum method. Note that error correction by the checksum method is substantially the same in principle as error correction by the spread RS code or CRC code, and therefore the error rate in these error corrections can be obtained by substantially the same calculation method.
[0024]
That is, as shown in FIG. 5, the test data value at address CA00 (h) is C3 (h) = 11000011 (b), and the test data value at address CA01 (h) is 35 (h) = 001110101 (b). Thus, it is assumed that there is test data at addresses CA00 (h) to CA7F (h). If there is no error during data transfer, it is sufficient to send only these test data serially, but in order to find the error during transfer, the horizontal checksum column and the vertical checksum column are respectively shown at the right end and bottom end of the diagram. Append. Note that these checksum fields only need to be arranged at arbitrary positions in the table.
[0025]
In the horizontal checksum field, the last two digits of the test data added in the horizontal direction are stored. In the vertical checksum column, the last two digits of the test data added in the vertical direction are stored. In the total checksum column at the lower right end where the horizontal checksum column and the vertical checksum column overlap, the total value of the horizontal checksum column or the last two digits of the vertical checksum column is stored. It is like that.
[0026]
When the test data and the checksum data in each checksum column are formed as described above, these data are transmitted. Then, on the data receiving side, the values in the respective checksum fields are calculated based on the received test data, and these calculated values are compared with the received values in the received checksum field. As a result, if all values match, it is confirmed that an error has not occurred due to data communication. On the other hand, if there is a mismatch value, it is confirmed that an error has occurred in the test data or checksum data.
[0027]
Here, as a first case, when an error occurs in one place of the test data, there are different values in the calculated value and the received value in the vertical checksum column and the horizontal checksum column. It can be corrected by back calculation. As a second case, when there is an error in the received value in the checksum field, only the checksum field is determined from the relationship between the total checksum field value “1A”, the horizontal and vertical checksum fields, and the test data. Therefore, the error can be corrected.
[0028]
Further, as a third case, an error has occurred in two places (for example, CA22 (h), CA24 (h)) of the received test data, and the value in the horizontal checksum column is the same between the received value and the calculated value. When the value of “C7” is reached, it can be seen that an error has occurred in the vertical checksum column, but it cannot be corrected because it cannot be specified in which part the error has occurred. Furthermore, as a fourth case, when there are errors in four locations of the received test data (for example, CA22 (h), CA24 (h), CA58 (h), CA5A (h)), a horizontal check is performed. Since an error cannot be found by comparing the calculated value in the sum column and the vertical checksum column with the received value, the received test data cannot be corrected.
[0029]
Thus, among the various cases, the error rate is obtained by dividing the number of found error data by the total number of data regardless of whether correction is possible, as in the first, second, and third cases. It will be determined by As an error rate calculation method using an error correction code, a method using a Hamming code, a BCH code, a Reed-Solomon code, a Fire code, or the like can be considered in addition to the checksum method described above. Even these methods have the first, second, third, and fourth cases described above, but the method using Reed-Solomon code is particularly efficient and has a large degree of freedom in correction capability and code length. It is suitable as an error rate calculation method.
[0030]
The controller 35 having the error rate calculation unit 35d for calculating the error rates eA (1 to L) to eB (1 to L) as described above further executes the pattern setting processing routine of FIG. ing. The pattern setting processing routine is executed periodically or by operating a pattern setting switch (not shown). The above test data and check data are transmitted and received while sequentially hopping at the pattern candidate frequency. After the error rate eA (1 to L) to eB (1 to L) is obtained by the rate calculating unit 35d, these are added together to obtain the total error rate eT (1 to L) as the recognition degree of the test data. A pattern candidate frequency having a good total error rate eT (1 to L) is selected as the carrier frequency of the hopping pattern, and the hopping pattern is set based on the selected pattern candidate frequency.
[0031]
In the above configuration, a case where base unit 10 sets a hopping pattern based on error rates eA (1 to L) to eB (1 to L) of test data will be described based on the flowchart of FIG.
[0032]
When the controller 35 recognizes that the set time has elapsed due to an internal timer (not shown), or when the controller 35 recognizes that a pattern setting switch (not shown) has been operated by the operator, as shown in FIG. 6 pattern setting processing routine is executed. That is, “1” is set to the channel setting value S, “1” is set to the channel count value C, and “L” corresponding to the total number of channels in the hop frequency data table 35a is set to the hop number Hn (S1). Thereafter, after setting “hop number Hn = L” as the maximum channel count value Cmax (S2), the channel data indicating the channels C1, C2,... CL stored in the hop frequency data table 35a and the hop frequency data f1 , f2, .. fL hop frequency data Taka Is transferred to the hop table 26, and the test hop frequency data f1, f2,... FL are set in the hop table 26 in association with the channels C1, C2,. S3).
[0033]
Thereafter, the controller 35 outputs the transmission command signal p to the modulator / demodulator 22 and the transmission / reception switch 27, thereby setting the modulator 22a of the modulator / demodulator 22 to the operating state and setting the transmission / reception switch 27 to the transmission state. . Further, by outputting the hop signal r having the channel setting value S “1” to the hop table 26 and the PLL local oscillator 25, the hop frequency data f1 of the first channel C1 is output to the PLL local oscillator with respect to the hop table 26. The hop frequency signal s of the pattern candidate frequency (f1) corresponding to the hop frequency data f1 is output from the PLL local oscillator 25 to the up converter 23 and the down converter 32.
[0034]
Next, after the test data and checksum data of FIG. 5 are formed, a test signal including these data is taken into the modem 22 via the interface unit 21. Then, after modulation by the modulation unit 22a, the modulation signal t is output to the up converter 23, and the modulation signal t and the hop frequency signal s from the PLL local oscillator 25 are added to form a spread modulation signal u. Thereafter, the spread modulation signal u is amplified by the power amplifier 24 and then transmitted from the antenna 28 to all the slave units 11 to 15 via the transmission / reception switch 27 (S4).
[0035]
When the transmission of the test data is completed by the above S4, the controller 35 outputs the reception command signal q to the modem 22 and the transmission / reception switch 27, thereby setting the demodulator 22b of the modem 22 to the operating state and the transmission / reception. The switch 27 is set to the reception state. When the test data and the like returned from all the slave units 11 to 15 are received (S5), these data are output to the error rate calculation unit 35d so that the error rate calculation unit 35d receives each of the slave units 11 to 15. The error rates eA (1) to eB (1) corresponding to are respectively calculated. Then, as shown in FIG. 4, the error rates eA (1) to eB (1) output from the error rate calculator 35d are stored in the error rate table 35b, and these error rates eA (1) to eB (1 ) Are added together to obtain the total error rate eT (1) at the pattern candidate frequency (f1) (S6).
[0036]
Next, it is determined whether or not the channel count value C is smaller than the maximum channel count value Cmax (“hop count Hn = L”) (S7). The set value S and the channel count value C are incremented by “1” (S8). Thereafter, when a predetermined dwell time has elapsed by an internal timer (not shown) or the like, the hop signal r indicating the channel setting value S is output to the hop table 26 and the PLL local oscillator 25 to perform frequency hopping (S9). Re-execution from S4, error rates eA (2) to eB (2) and total error rate eT (2) at the next pattern candidate frequency (f2) are obtained.
[0037]
When the total error rate eT (1 to L) of all the pattern candidate frequencies (f1, f2,... FL) is obtained in this way, the channel count value C becomes the maximum channel count value Cmax (“hop count”). Hn = L ″) (S7, YES), and as shown in FIG. 7A, these total error rates eT (1 to L) are used as test hop frequency data f1, f2 , .. fL and rearranged in ascending order (S10).
[0038]
By rearranging the total error rates eT (1 to L) in ascending order, the hop frequency data f5, f8,.. F243 rearranged in order from the one having the highest communication reliability is obtained. ), K hop frequency data f5, f8,... F125 are selected from those having a small total error rate eT (1 to L) (S11). Then, as shown in FIG. 7C, by further rearranging the K hop frequency data f5, f8,... F125 based on the random number data in the random number table 35c, a communication hopping pattern is obtained. Hop frequency data f125, f10,... FL11 are formed (S12).
[0039]
After that, by assigning the channels C1, C2, ..CK to the hop frequency data f125, f10, ..fL11, respectively, the hop frequency data f125, f10, ..fL11 and the channels C1, C2, ..CK Is formed (S13), and the hopping pattern data is transferred to the hop table 26 as a data setting signal w and set (S14). Further, the hopping pattern data is transmitted to the slave units 11 to 15 to be set in the hop table 26 of the slave units 11 to 15 (S15). As a result, the parent device 10 and the child devices 11 to 15 perform subsequent communication while performing frequency hopping with the hopping pattern based on the hop frequency data f125, f10,... FL11 that can be communicated with high reliability.
[0040]
As described above, the wireless communication device according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, converts the digital test data into the pattern candidate frequencies (f1, f2 corresponding to the test hop frequency data f1, f2, .. fL). , .. fL), and sequentially transmitting and receiving frequency hopping, as shown in FIG. 7A, based on the total error rate eT (1 to L), the pattern candidate frequency (f5 , f8,.. f125) as frequency carrier means (S1 to S11) for selecting the carrier frequency of the hopping pattern, and setting the hopping pattern based on the selected pattern candidate frequency (f5, f8, .. f125) The pattern setting means (S13 to S15) is included. Note that the degree of recognition may be the number of errors instead of the error rate.
[0041]
As a result, the total error rate eT based on the correctness of the digital value in which the degree of recognition of the test data indicating the degree of communication reliability is not affected by the output level, radio wave interference, wireless communication device arrangement status, etc. (1 to L). Therefore, good communication can be performed by accurately obtaining a carrier frequency that can be communicated with high reliability even under a simple circuit configuration and free use conditions, and performing frequency hopping with a hopping pattern composed of such a carrier frequency. Can be done.
[0042]
Further, the wireless communication device of the present embodiment has a pattern resetting means (S12) for randomly rearranging the pattern candidate frequencies (f5, f8, .. f125) of the hopping pattern set by the pattern setting means (S13 to S15). It has the composition which has. As a result, as shown in FIG. 7C, since transmission / reception is performed at random carrier frequencies (f125, f10,... FL11), simple hopping pattern carrier frequencies (f5, f8,. ..f125), it is possible to improve secrecy compared to the case of transmission / reception.
[0043]
Further, in the present embodiment, a function (setting) for periodically setting the hopping pattern by executing the pattern setting processing routine of FIG. 6 when it is recognized that the set time has elapsed by an internal timer (not shown). Management means). As a result, the hopping pattern is periodically reset so as to have a carrier frequency with less interference, so that good communication can be stably performed.
[0044]
In this embodiment, as shown in FIG. 7B, the pattern candidate frequencies (f5, f8,... F125) are selected in ascending order of the total error rate eT (1 to L). However, it is not limited to this. That is, the error which calculates error rate eA (1-L) -eB (1-L) and total error rate eT (1-L) of the test data received for every pattern candidate frequency (f1, f2, .. fL) Rate calculating means (error rate calculating unit 35d, S6) and selecting means for selecting a pattern candidate frequency whose total error rate eT (1-L) calculated by the error rate calculating means is smaller than a predetermined reference value. It may be configured as follows. In this case, it is possible to perform communication at a carrier frequency that is more reliable than a predetermined reference value, and select hopping in order from the smallest total error rate eT (1 to L). Since there is more room for selection of the carrier frequency than when forming a pattern, it is possible to form a hopping pattern with higher secrecy.
[0045]
Further, the above-mentioned reference value is smaller by a predetermined value than the limit error rate that can be corrected by the error correction means by providing error correction means for the received data in the master unit 10 and the slave units 11-15. It is desirable to be a value. As a result, even if a data error occurs due to communication, it is corrected by the error correction means, so that even better communication can be performed and the carrier frequency is selected using the limit error rate of the error correction means as a reference value. Therefore, a hopping pattern that can be satisfactorily communicated can be reliably formed.
[0046]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a carrier frequency with less interference is selected in advance to set a hopping pattern, and the carrier frequency is switched according to the hopping pattern. Between multiple other wireless communication devices In a wireless communication device that performs two-way communication, while sequentially hopping the digital test data at the pattern candidate frequency Between the other wireless communication devices Send and receive, Based on the error rate calculation means for calculating the total error rate for each pattern candidate frequency of the received test data, and the total error rate for each pattern candidate frequency obtained by the calculation of the error rate calculation means, Frequency selection means for selecting a pattern candidate frequency with good recognition of test data as the carrier frequency of the hopping pattern, and pattern setting means for setting a hopping pattern based on the selected pattern candidate frequency It is a configuration.
As a result, the degree of recognition of test data indicating the degree of communication reliability can be obtained based on the correctness of digital values that are not affected by the output level, radio wave interference, wireless communication device placement, etc. Become. Therefore, it is possible to accurately obtain a carrier frequency that enables highly reliable communication even under a simple circuit configuration and free use conditions, and perform frequency hopping with a hopping pattern including such a carrier frequency, thereby achieving good communication. There is an effect that it can be performed.
[0047]
A second aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first aspect, further comprising a pattern resetting unit that rearranges the hopping patterns set by the pattern setting unit at random.
Thereby, since transmission / reception is performed at a random carrier frequency, it is possible to improve secrecy as compared to transmission / reception at a carrier frequency of a simple hopping pattern such as ascending order or descending order.
[0048]
A third aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the first or second aspect, further comprising setting management means for periodically setting the hopping pattern.
Thereby, since the hopping pattern is periodically reset so as to have a carrier frequency with less interference, there is an effect that good communication can be stably performed.
[0049]
A fourth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the frequency selection means is , The total Select a pattern candidate frequency with an error rate smaller than a predetermined reference value That It is a configuration.
As a result, communication can be performed at a carrier frequency that is more reliable than a predetermined reference value, and the carrier frequency can be selected more than when a hopping pattern is formed by selecting the ones with the smallest error rate. Since the room for selecting the frequency is expanded, it is possible to form a highly confidential hopping pattern.
[0050]
A fifth aspect of the present invention is the wireless communication apparatus according to the fourth aspect of the present invention, comprising error correction means for received data, and a value that is smaller by a predetermined value than a limit error rate that can be corrected by the error correction means. This is a configuration set as the reference value.
As a result, even if a data error occurs due to communication, the error correction unit corrects the error, so that even better communication can be performed and the carrier frequency is selected using the limit error rate of the error correction unit as a reference value. Therefore, there is an effect that a hopping pattern that can be satisfactorily communicated can be reliably formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication unit.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a parent device and a child device.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a communication form according to a TDD scheme.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the contents of a hop frequency data table and an error rate table.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the contents of test data and checksum data.
FIG. 6 is a flowchart of a pattern setting processing routine.
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing a process of selecting hop frequency data. FIG. 7A shows a case where the error rates are rearranged in ascending order, FIG. 7B shows a case where K pieces are selected, and FIG. It shows when it is placed.
[Explanation of symbols]
1 wireless communication unit
10 Master unit
11-15 handset
21 Interface section
22 modem
23 Upconverter
24 Power amplifier
25 PLL local oscillator
26 Hop table
27 duplexer
28 Antenna
31 Low noise amplifier
32 Downconverter
35 controller
35a Hop frequency data table
35b Error rate table
35c random number table
35d Error rate calculator
36 Power supply

Claims (5)

干渉の少ない搬送周波数を予め選択してホッピングパターンを設定し、該ホッピングパターンに従って搬送周波数を切り換えながら複数の他の無線通信機との間で双方向通信を行う無線通信機において、
デジタル値のテストデータをパターン候補周波数で順次周波数ホッピングさせながら前記複数の他の無線通信機との間で送受信し、受信した前記テストデータの前記パターン候補周波数毎の合計誤り率を演算する誤り率演算手段と、
前記誤り率演算手段の演算によって得られた前記パターン候補周波数毎の合計誤り率を基にして、前記テストデータの認識度が良好なパターン候補周波数を前記ホッピングパターンの搬送周波数として選択する周波数選択手段と、
選択されたパターン候補周波数を基にしてホッピングパターンを設定するパターン設定手段とを有していることを特徴とする無線通信機。
In a wireless communication device that selects a carrier frequency with less interference and sets a hopping pattern, and performs bidirectional communication with a plurality of other wireless communication devices while switching the carrier frequency according to the hopping pattern,
An error rate for calculating the total error rate for each pattern candidate frequency of the received test data by transmitting / receiving digital test data to / from the other wireless communication devices while sequentially performing frequency hopping at the pattern candidate frequency Computing means;
Frequency selection means for selecting, as a carrier frequency of the hopping pattern, a pattern candidate frequency with good test data recognition based on the total error rate for each pattern candidate frequency obtained by the calculation of the error rate calculation means When,
A wireless communication device comprising pattern setting means for setting a hopping pattern based on a selected pattern candidate frequency.
前記パターン設定手段で設定されるホッピングパターンをランダムに並び変えるパターン再設定手段を有していることを特徴とする請求項1記載の無線通信機。  2. The wireless communication device according to claim 1, further comprising pattern resetting means for rearranging hopping patterns set by the pattern setting means at random. 前記ホッピングパターンの設定を定期的に行わせる設定管理手段を有していることを特徴とする請求項1または2記載の無線通信機。  The wireless communication device according to claim 1 or 2, further comprising setting management means for periodically setting the hopping pattern. 前記周波数選択手段は、前記合計誤り率が所定の基準値よりも小さいパターン候補周波数を選択することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の無線通信機。It said frequency selection means, the radio communication apparatus according to any one of claims 1 to 3 wherein the total error rate and wherein the benzalkonium select a smaller pattern candidate frequency than a predetermined reference value. 受信したデータの誤り訂正手段を備え、前記誤り訂正手段により訂正可能な限界誤り率に対して所定値分だけ小さな値を前記基準値として設定してあることを特徴とする請求項4記載の無線通信機。  5. The radio according to claim 4, further comprising an error correction unit for received data, wherein a value that is smaller by a predetermined value than a limit error rate correctable by the error correction unit is set as the reference value. Communication machine.
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