JP2000261366A

JP2000261366A - 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

Info

Publication number: JP2000261366A
Application number: JP11062009A
Authority: JP
Inventors: Norio Hama; 範夫浜
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP3747679B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電波法による免許の不要な微弱電波を用いた通
信を行う際、高品質な通信を低コストおよび低消費電力
で可能とする。【解決手段】アンテナ１を介して信号の送受信を行うと
共に、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２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３と、信号送受信
部２から得られた信号強度に基づいて雑音レベルを求
め、その雑音レベルによって拡散率を設定する制御部４
とを有する。そして、自己が受信側である場合には、制
御部４で設定された拡散率を送信側に通知し、自己が送
信側である場合には、受信側から通知された拡散率によ
って前記スペクトラム拡散処理部３による拡散処理を行
って送信すべきデータを受信側に送る。また、制御部４
は拡散率に応じて、信号送受信部２に存在する所定のフ
ィルタの帯域制御も行う。

Description

【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、３０
０ＭＨｚ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５０
０ｕＶ／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、本発明の通信環境適応化方法は、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環
境適応化方法であって、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。

【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 F
requency）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２
２とを有した構成となっている。送受信切替スイッチｓ
ｗ１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ＲＳ
ＳＩ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Ａ
４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３
４、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Ｆ
２，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ｓ
１）、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６
０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（５０
ｋｃｐｓ）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Ｆ
２，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ＡＣ
Ｋ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Ａ
ＣＫ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ｓ２
１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ｓ１
３）、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ｓ１
４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ＤＦＤ型フリップフロップＯＳ発振器ｓｗ１，ｓｗ２送受信切替スイッチ

Claims

【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環境適応化方法であって、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ことを
特徴とする通信環境適応化方法。
【請求項２】無線通信に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ことを特徴とする請
求項１記載の通信環境適応化方法。
【請求項３】前記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ことを特徴と
する請求項１または２記載の通信環境適応化方法。
【請求項４】前記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
て設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか
１項に記載の通信環境適応化方法。
【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
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】無線通信に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ことを特徴とする請
求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】自己の機器が受信側である場合、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、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
て設定することを特徴とする請求項５または６記載の無
線通信装置。
【請求項８】自己の機器が送信側である場合、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、前記受信側から通知
された拡散率に応じて設定することを特徴とする請求項
５から７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】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、
を含むことを特徴とする通信環境適応化処理プログラム
を記録した記録媒体。
【請求項１０】無線通信に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ことを特徴とする
請求項９記載の通信環境適応化処理プログラムを記録し
た記録媒体。
【請求項１１】自己の機器が受信側である場合、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ことを特徴とする請求
項９または１０記載の通信環境適応化処理プログラムを
記録した記録媒体。
【請求項１２】自己の機器が送信側である場合、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
ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記
載の通信環境適応化処理プログラムを記録した記録媒
体。