JP2002190754A

JP2002190754A - 無線モジュール、無線通信機器及び無線通信方法

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Publication number: JP2002190754A
Application number: JP2000388358A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hirota; 敏之廣田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】データの通信速度の向上を図ることが可能なＦ
Ｈ方式の無線通信モジュール、無線通信機器及び無線通
信方法を提供することを目的とする。【解決手段】マルチチャンネルでデータの送受信を可能
とするため、複数の変調部２０、３０と復調部３２、５
０とを設け、さらに、各復調部３２、５０で受信したデ
ータのエラーをカウントするカウンター１８を設ける。
このカウンターは各復調部からのエラーを夫々カウント
し、所定時間内に、所定カウントに達したら、基本チャ
ネル以外の変調部３０、復調部５０の使用を中止する。
この状態で、基本チャネルの復調部３２のエラーカウン
トが、所定時間内に所定カウントより少ない場合は、変
調部３０、復調部５０の使用を再開する。さらに、変調
部、復調部がある場合も、同様に、エラーレートの割合
にり、自動で、使用するチャネルの増減を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数ホッピング
方式を用いる無線通信装置、無線通信機器及び無線通信
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、無線通信技術の発達により、様々
な通信方式が提案されている。例えば、ＩＥＥＥ８０
２．１１やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（以後、ＢＴと称す）等
がある。この中でも、ＢＴは、周波数ホッピング型のス
ペクトル拡散方式（Frequency Hopping:以後、ＦＨ方式
と称す）を用いた無線通信の規格である。これは、スペ
クトル拡散の言葉が示すとおり、無線信号の周波数帯域
は、狭帯域のそれと比較して、広がっているものであ
る。

【０００３】たとえば、ＢＴでは、２．４ＧＨｚ帯のＩ
ＳＭ（Industry Science Medical）バンドを用いて１０
ｍ以内の無線通信を実現するものであるが、この２．４
ＧＨｚ帯を７９個の周波数チャネル（１チャネルあたり
１ＭＨｚ）に分割して、１秒間に１６００回（６２５μ
sec間隔）、７９個の周波数チャネルをランダムに変化
（Ｈｏｐｐｉｎｇ）して無線通信を行なうものである。
このホッピングパタンは疑似ランダム（長い時間観測す
ると周期が存在するが、ある程度短い間であればランダ
ムにみえる）である。

【０００４】このように、通信に使用する周波数帯を移
動させることにより、電波の耐干渉性・秘話性に優れる
という特徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＦ
Ｈ方式の無線通信では、使用する周波数帯域が狭く、１
つの機器は１つのチャネルのみを利用して通信を行なっ
ているため、データ送信速度が遅いという問題がある。

【０００６】また、同時に複数チャンネルを使用してデ
ータの送受信を行なう場合は、地チャネルの衝突率が高
くなり、転送エラーが増大するといった問題がある。

【０００７】上記課題を解決するために本発明では、デ
ータの通信速度の向上を図ることが可能なＦＨ方式の無
線通信モジュール、無線通信機器及び無線通信方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【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に係る発明では、マルチチャネルでデータ
の送受信が可能な無線モジュールにおいて、受信データ
のエラーを検知するエラー検知手段と、エラー検知手段
において検知したエラーが、所定エラーレートを越えて
いた場合に、使用している送信チャネル及び受信チャネ
ルを減少し、前記所定のエラーレートを越えない場合に
は、送信チャネル及び受信チャネルを増加する制御を行
なう制御手段と、を具備することを特徴とする。

【０００９】このような構成により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能な無線モジュールに
おいて、受信データのエラー率が多い場合は、使用する
チャネル数を減少し、受信データのエラー率が少ない場
合は、さらに、送受信するチャネルを増やし、且つデー
タの転送速度を速くすることが可能な無線モジュールを
提供することが可能である。

【００１０】また、請求項３に係る発明では、第１のチ
ャネルと第２のチャネルとでデータの送受信が可能な無
線モジュールにおいて、第１のチャネルで使用する第１
の搬送波と、第２のチャネルで使用する第２の搬送波と
の差分が所定値になるように、第２の搬送波を生成する
搬送波生成手段と、第１のチャネル及び第２のチャネル
で受信するデータのエラーを検知するエラー検知手段
と、エラー検知手段において検知したエラーが、所定の
エラーレートを越えていた場合に、第２のチャネルの使
用を中止し、エラー検知手段が、所定エラーレートを越
えない場合には、さらに具備する第３のチャネルを使用
可能とする制御を行なう制御手段と、を具備することを
特徴とする。

【００１１】このような構成により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能な無線モジュールに
おいて、本モジュールが使用する搬送波同士は衝突する
ことが無く、且つ送受信データともに、エラーが多い場
合は、使用するチャネル数を減少し、受信データにエラ
ーが少ない場合は、さらに、送受信するチャネルを増や
し、データの転送速度を速くすることが可能な無線モジ
ュールを提供することが可能である。

【００１２】また、請求項５に係る発明では、第１のチ
ャネルと第２のチャネルとでデータの送受信が可能な無
線モジュールにおいて、第１のチャネルで使用する第１
の搬送波と、第２のチャネルで使用する第２の搬送波と
の差分が所定値になるように、搬送波の制御を行なう制
御手段と第１のチャネル及び第２のチャネルで受信する
データのエラーを夫々検知するエラー検知手段と、エラ
ー検知手段において検知したエラーが、所定のエラーレ
ートを越えていた場合に、制御手段は、前記所定値を変
更すること、を特徴とする。

【００１３】このような構成により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能な無線モジュールに
おいて、本モジュールが使用する搬送波同士は衝突する
ことが無く送受信を行なうことが可能であり、且つ送受
信データにエラーが多い場合は、使用する搬送波同士の
周波数差分（所定値）を変更し、受信データのエラー低
減を図り、且つ常にマルチチャネルでデータの送受信を
行なうことが可能な無線モジュールを提供することが可
能である。

【００１４】また、請求項７に係る発明では、データの
送受信を行なうアンテナと、送信データを第１の送信デ
ータと第２の送信データとに分割を行なうことが可能な
送信データ制御手段と、第１の送信データの変調に用い
る第１の搬送波周波数および、第２の送信データの変調
に用いる第２の搬送波周波数を生成する搬送波生成手段
と、第１の送信データを第１の搬送波周波数で変調を行
う第１の変調手段と、第２の送信データを第２の搬送波
周波数で変調を行う第２の変調手段と、第１の変調手段
で変調したデータと、第２の変調手段で変調したデータ
とを加算し、アンテナへ送る加算回路と、アンテナを介
して受信した第１の受信データの復調を行なう第１の復
調手段と、アンテナを介して受信した第２の受信データ
の復調を行なう第２の復調手段と、第１の復調手段、第
２の復調手段から受信したデータ列を、復元制御する受
信データ制御手段と、第１の受信データの受信エラーを
検知する第１のエラー検知手段と、第２の受信データの
受信エラーを検知する第２のエラー検知手段と、第２の
エラー検知手段において検知したエラーが、第１のエラ
ーレート以上に達した場合に、第２の変調部及び第２の
復調部の使用を中止し、第１のエラー検知手段において
検知したエラーが第２のエラーレート以上に達しなかっ
た場合は、第２の変調部及び前記第２の復調部の使用を
再開し、さらに第２のエラー検知手段において検知した
エラーが第１のエラーレート以上に達しなかった場合
は、さらに具備する第３の変調部及び、第３の復調部を
使用する制御を行なう制御手段とを具備することを特徴
とする。

【００１５】このような構成により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能な無線通信機器にお
いて、本無線通信機器がデータ送受信に使用する搬送波
同士は周波数が衝突することは無く、且つ送受信データ
のエラー率が高い場合は、使用するチャネル数を減少
し、送受信データのエラー率が低い場合は、さらに、送
受信するチャネルを増やし、データの転送速度を速くす
ることが可能な無線通信機器を提供することが可能であ
る。

【００１６】また、請求項１３に係る発明では、マルチ
チャンネルでデータの送受信を行なう無線通信方法にお
いて、マルチチャネルで受信する各々の受信データのエ
ラーを検知し、検知したエラーが所定エラーレートより
多い場合は、使用する送信チャネル及び受信チャネルを
減少し、検知したエラーが所定エラーレートより少ない
場合は、使用する送信チャネル及び受信チャネルを増加
することを特徴とする。

【００１７】このような構成により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能な無線通信方法にお
いて、送受信データのエラー率が高い場合は、使用する
チャネル数を減少し、送受信データのエラー率が少ない
場合は、さらに、送受信するチャネルを増やし、データ
の転送速度を速くすることが可能な無線通信方法を提供
することが可能である。

【００１８】また、請求項１４に係る発明では、第１の
チャネルと第２のチャネルとでデータの送受信を行なう
無線通信方法において、第１のチャネルで使用する第１
の搬送波と、第２のチャネルで使用する第２の搬送波と
の差分が所定値になるように、第２の搬送波を生成し、
第１のチャネル及び第２のチャネルで受信するデータの
エラーを検知し、検知したエラーが所定エラーレートよ
り高い場合は第２のチャネルの使用を中止し、検知した
エラーが所定エラーレートより低い場合は、さらに具備
する第３のチャネルを使用可能とすることを特徴とす
る。

【００１９】このような方法により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能な無線通信方法にお
いて、マルチチャネルで送受信を行なう搬送波の周波数
同士は衝突することが無く、且つ送受信データともにエ
ラー率が多い場合は、使用するチャネル数を減少し、受
信データにエラー率が少ない場合は、さらに、送受信す
るチャネルを増やし、データの転送速度を速くすること
が可能な無線通信方法を提供することが可能である。

【００２０】また、請求項１６に係る発明では、第１の
チャネルと第２のチャネルとでデータの送受信を行なう
無線通信方法において、第１のチャネルで使用する第１
の搬送波と、第２のチャネルで使用する第２の搬送波と
の差分が所定値になるように、第２の搬送波を生成し、
第１のチャネル及び第２のチャネルで受信するデータの
エラーを検知し、検知したエラーが所定エラーレートよ
り高い場合、前記所定値を変更することを特徴とする。

【００２１】このような方法により、マルチチャネルで
データの送受信を行なうことが可能とする無線通信方法
において、搬送波周波数同士は衝突すること無く送受信
を行なうことが可能であり、且つ送受信データにエラー
が多い場合は、使用する搬送波同士の周波数差分（所定
値）を変更し、受信データのエラー低減を図り、且つ常
にマルチチャネルでデータの送受信を行なうことが可能
な無線通信方法を提供することが可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る第１の実施の形
態を、図面を参照して説明する。

【００２３】本実施の形態では、電子機器の例として、
無線モジュールを内蔵したパソコンの場合について説明
する。図１は第１の実施の形態に係るパソコンの斜視図
である。

【００２４】図１に示すようなパソコン１は、本体ケー
ス２と表示部ケース３とＬＣＤパネル４とキーボード５
とを有する。本体ケース２はその上面部にキーボード５
を配設している。本体ケース２と表示部ケース３とは、
ヒンジ部６により回動可能に接続している。表示部ケー
ス３は、ＬＣＤパネル４の表示領域が可視状態となるよ
うＬＣＤパネル４の周辺部を保持している。表示部ケー
ス３はヒンジ部６を介して矢印Ｃ−Ｄ方向に回動可能で
あり、キーボード５を覆う閉位置とキーボード５を使用
可能な状態にする開位置との間で回動可能である。

【００２５】表示部ケース３の上中央部には無線通信部
７を設けている。本実施の形態では、無線通信方式とし
てＢＴを用いるものとする。前述したように、ＢＴで
は、スペクトラム拡散方式としてＦＨ方式を用いてお
り、ピコネットと呼ばれる無線リンクで、最大８台まで
の機器を時分割多重方式によって無線通信することが可
能である。

【００２６】ＢＴでは、このピコネット内の機器のう
ち、１台は必ず周波数ホッピングの基準を提供するマス
タ機器として動作し、残りの機器はマスタ機器を基準と
したホッピングパターン（以後、基本ホッピングパター
ン）に同期するスレーブ機器として動作する。ピコネッ
ト内での通信は常に、マスタ機器とスレーブ機器との間
で行い、スレーブ機器となった機器同士の直接通信は行
うことができない。ただし、マスタ機器とスレーブ機器
という関係は、あくまで周波数ホッピングによる通信チ
ャネルの管理のために必要となるものであり、実際の通
信内容とは関係は無い。

【００２７】また、ＢＴでは、機器間で送受信を行なう
時に、時間スロットと呼ばれる６２５μｓｅｃの時間間
隔を基準にデータの送受信を行なう。この時間スロット
には、番号が与えられており、ＢＴでは、夫々の機器の
内部にＢｌｕｅｔｏｏｔｈクロック（以後、ＢＴクロッ
クと称す）と呼ばれるカウンタを有している。このカウ
ンタのあるビットが変化するたびに、６２５μｓｅｃの
時間間隔がカウントできるようになっている。同一ピコ
ネット内にあるスレーブ機器は、マスタ機器が有するＢ
Ｔクロックのカウンタ値に合わせるように調整すること
で、スロットを管理する。また、同一ピコネット内にあ
るマスタ機器とスレーブ機器との送受信パケットの方向
は、スロット番号が偶数の場合はマスターからスレーブ
に送信が行われ、一方、スロット番号が奇数の場合に
は、スレーブからマスタへパケットの送信が行われる。

【００２８】パソコン１の内部構成は、通常用いられる
パソコンと同様であり、ＣＰＵ、メモリ等を内部に具備
している。

【００２９】図２に本発明に係る無線通信部７の簡略構
成図を示す。図２に示すように、コントローラ１１は、
ＵＳＢ１２により、パソコン１内のＵＳＢコントローラ
（図示せず）と接続しており、パソコン１と無線通信部
７とのインターフェースとなっている。

【００３０】ベースバンドＩＣ１３は、通信プロトコル
に準拠した送受信データの配列制御およびエラー訂正、
パソコン１からのコマンドに応じたディジタル信号処理
を行う。パソコン１からの信号をＲＦ回路１４に送出し
たり、ＲＦ回路１４からの信号をコントローラ１１に送
出する。

【００３１】また、このベースバンドＩＣ１３は、複数
チャンネル分のデータ処理を行うことが可能であり、こ
のベースバンドＩＣ１３により、基本ホッピングパター
ンが定められる。複数チャネル使用時は、この基本ホッ
ピングパターンをもとに、複数チャネル分の使用チャネ
ルも決定する。

【００３２】ＢＴでは、ピコネット内の全ての機器は基
本ホッピングパターンによって通信チャネルを移動して
いるが、２チャネル使用時は、基本ホッピングパターン
が使用するチャネル番号ＨＦ１を、整数１〜７９の値で
チャネルシフトし、２番目のチャネルが使用するチャネ
ル番号ＨＦ２とすることにより、ＨＦ１とＨＦ２とのチ
ャネル衝突を回避する。この場合のチャネルのシフト数
もマスタ機器が決定する。

【００３３】また、このベースバンドＩＣ１３は、内部
に、データの受信エラーをカウントするカウンタ１８を
具備している。

【００３４】ＲＦ回路１４は、アンテナフィルタ１５で
フィルタリングされた帯域の電波信号であるアナログ信
号をディジタル信号に変換し、かつ、ベースバンドＩＣ
１３から入力されたディジタル信号を無線電波として放
射可能とするアナログ信号に変換する。ＲＦ回路１４の
詳細に付いては後述する。

【００３５】また、クロック発生器１６は、ＲＦ回路１
４とベースバンドＩＣ１３で使用する基準波を供給す
る。

【００３６】アンテナフィルタ１５は、無線通信の送受
信を実行する際に必要とする帯域の周波数のみを通過さ
せ、不要な帯域の周波数をカットする。

【００３７】アンテナ１６は、アンテナフィルタ１５か
ら出力された電波信号を送信するとともに、他の機器か
らの電波信号を受信し、アンテナフィルタ１５へ出力す
る。

【００３８】図３に、６２５μｓｅｃ毎に観測した周波
数ホッピングの例を示す。図４において、横軸方向に周
波数、縦方向に時間の経過を表す。

【００３９】図３に示すように、データ送受信に使用す
る通信チャネルは、ＨＦ２＝｜ＨＦ１＋ｋ−７９｜とい
う計算式を用いてベースバンドＩＣ１３で決定される。
ＨＦ１は基本チャネルナンバーであり、ＨＦ２は第２の
チャネルナンバーである。また、ｋはオフセット係数
（所定値）であり、１〜７８の間でランダムに決定され
る。このことにより、常に、基本チャネルＨＦ１と第２
のチャネルＨＦ２とは異なるように決定する。

【００４０】これは、基本ホッピングパターンが使用す
るチャネルＨＦ１と、この基本チャネルＨＦ１をシフト
係数ｋだけシフトしたものから、最大チャネル番号であ
る７９を減算し、その絶対値をとったチャネル番号を、
２番目のチャネルＨＦ２として用いる。このことによ
り、同一時間において異なる２チャンネルを使用しデー
タ送信を行うことで、データの伝送速度の向上を図るこ
とが可能である。ここで、シフト係数であるｋは、でき
るだけ干渉を避けるため、５〜７４の値をとるようにす
ると良い。

【００４１】続いて、図４に無線通信部７内のＲＦ回路
の一例を示す構成図を示す。また、送信するデータ列の
例を図５に示す。

【００４２】図５において、1つのデータ列を、２チャ
ンネル使用して送信する場合に、ベースバンドＩＣ１３
で配列制御されたデータをイメージ化したもので、チャ
ネルＡと書いてあるものは、送信データＡとして、ＲＦ
回路１４で送信データに変調され、チャネルＢと書いて
あるものは、送信データＢとして、ＲＦ回路１４内で送
信データに変調される。

【００４３】この図３に示すＲＦ回路１３では、２チャ
ンネル使用可能である。

【００４４】まず送信部２０について、その動作を説明
する。ベースバンドＩＣ１３から送られた送信データＡ
は、アンプ２１に入力され、増幅される。アンプ２１に
よって増幅された送信データＡは、低域通過フィルタ２
３によって、高周波を取り除き、ＶＣＯ２４へ出力され
る。

【００４５】一方、ホッピング周波数（中心周波数）を
制御する信号であるシンセサイザ制御信号Ａは、ＰＬＬ
２５から、低域通過フィルタ２６を通り、ホッピング周
波数（中心周波数）を生成してＶＣＯ２４へ出力する。

【００４６】ＶＣＯ２４では、送信データのビットに応
じて、ホッピング周波数（中心周波数）を中心周波数と
し、プラス方向もしくはマイナス方向に偏移させる。送
信データの信号ビットが“１”の場合は、中心周波数か
らプラス方向へ偏移させ、信号ビットが“０”の場合
は、マイナス方向へ偏移させる。このように変調した信
号を、加算回路２７へ出力する。

【００４７】送信部３０についても、上述の送信部２０
と同様の動作が行われ、送信データＢは、ベースバンド
ＩＣ１３により、生成したシンセサイザ制御信号Ｂによ
って制御されたホッピング周波数に変調され、加算回路
２７へ入力される。

【００４８】加算回路２７では、送信部２０及び送信部
３０から出力された２つの送信データを加算し、パワー
アンプ２８へ出力する。

【００４９】パワーアンプ２８では、入力した送信デー
タを増幅し、スイッチ３１へ出力する。

【００５０】スイッチ３１は、ＢＴの時間スロットであ
る６２５μｓｅｃの時間間隔で自動的に送信側と接続す
るＸ端（送信タイミング）、および受信側となるＹ端
（受信タイミング）と交互に接続する。

【００５１】この切換えにより、送信データは、スイッ
チ３１から、アンテナフィルタ１４、アンテナ１６を介
して、相手無線機器へデータを送信する。

【００５２】次に、受信動作について、受信部３２を用
いて説明する。

【００５３】アンテナ１６を介して受信した信号は、ア
ンテナフィルタ１５により、２．４ＧＨｚ帯の信号のみ
が抽出され、スイッチ３１へ入力する。受信タイミング
ではスイッチ３１がＹ端に接続しているため、ＬＮＡ３
３へ信号が入力する。ＬＮＡ３３によって、ノイズを削
除して信号を増幅し、ミキサ３５へ信号が入力する。

【００５４】この時、送信部２０、送信部３０では、そ
のタイミングで定められたホッピングパターンのそれぞ
れのホッピング周波数を、シンセサイザ信号Ａ、Ｂを基
に生成し、バッファアンプ３７を介してミキサ３５へ出
力する。

【００５５】ミキサ３５では、入力した受信信号（仮
に、周波数ｆ１＋ｆ２とする）と、バッファアンプ３７
から入力したホッピング周波数（ｆ１）とを掛け合せ、
帯域通過フィルタ３９を通すことにより、ホッピング周
波数（ｆ１）を取り除き、信号成分（ｆ２）のみを抽出
する。

【００５６】続いて、リミッティングアンプ４１で、信
号周波数（ｆ２）が、ある特定レベルになるように増幅
する。このリミッティングアンプ４１において、どれだ
け信号レベルを増幅したかによって、ＲＳＳＩ４３によ
り、受信信号の電界強度を測定し、受信信号の電界強度
をベースバンドＩＣ１３へ送出する。

【００５７】リミッティングアンプ４１で増幅した受信
信号は、検波回路４５、アンプ４６、データコンパレー
タ４７により、信号成分の“１”、“０”を読みとり、
ベースバンドＩＣ１３へ出力する。

【００５８】受信部５０においても、上述した受信部３
２と同様の動作を行う。

【００５９】以上、２チャネル同時使用の場合について
説明したが、図３のＲＦ回路１４の構成において、並列
部分の回路を増やすことにより、使用可能チャネル数も
３、４…と増加することができる。この場合は、ホッピ
ングパターンを前述したシフトチャネル数ｋを、２ｋ、
３ｋ、とすることにより、使用チャネルが重複しないよ
う設定することが可能である。

【００６０】本例では、使用チャネルを簡単に決定する
ため、基本チャネルを数チャンネルシフトする例に付い
て述べたが、基本ホッピングパタンを基にして、同一の
チャネルにならないように使用チャネルを選択すれば良
い。

【００６１】続いて、上記無線通信部７を有するパソコ
ン２台を用いて、１対１通信を行う例を図６に示す。

【００６２】２台のパソコンは、マスタ６１、スレーブ
６２という関係を築き、ピコネット６３を形成する。上
述した無線通信部７を用いることにより、送信される。

【００６３】このマスタ６１とスレーブ６２とは、通常
１チャネル（ＣＡ）のみを用いて、時分割で通信を行な
うが、本例では、上述した無線通信部７を用いることに
より、送信データＡは、チャネルＡ（図６中のＣＡ）
を、送信データＢはチャネルＢ（図６中のＣＢ）を介し
て信が可能となる。

【００６４】このように、マスタ６１とスレーブ６２と
はチャネルＣＡ、ＣＢとを用いてデータの送受信を行な
うことによって、データの伝送速度の向上を図ることが
可能である。

【００６５】これはピコネット６３内の機器間でホッピ
ングパターンとシフト係数ｋが定められているので、チ
ャネルの衝突は起こらないよう制御される。このように
２チャンネルを使用してデータの送受信を行なうため、
データの伝送速度の向上を図ることができる。

【００６６】次に、上記無線通信部７を有するパソコン
３台を用いて、１対２通信を行う例を図７に示す。

【００６７】図７では、ピコネット６４内で、３台のパ
ソコンそれぞれがマスタ６５、スレーブ６６、スレーブ
６７という役割を形成する。

【００６８】この場合、基本的には、送受信要求がある
マスタ６５とスレーブ６６、若しくは、スレーブ６７と
の間で２チャンネルを使用し送信を行なうが、スレーブ
６６、スレーブ６７から同時に送受信要求があった場合
は、マスタ６５は、スレーブ６６、スレーブ６７に対し
て、夫々チャネルを割り当てることが可能である。この
ことにより、マスタ６５とスレーブ６６との通信は、チ
ャネルＡ（図７中のＣＡ）を用いておこない、マスタ６
１とスレーブ６７との通信は、チャネルＢ（図７中のＣ
Ｂ）を用いて行うことになる。

【００６９】この場合は、マスタ６５は、スレーブ６６
に送信するデータすべてを図３の送信部２０で変調を行
い、スレーブ６７に送信するデータすべてを図３の送信
部３０で変調を行う。

【００７０】このことにより、同時間でマスタ６５とス
レーブ６６、スレーブ６７との同時通信が可能である。

【００７１】次に、上述の無線通信部を用いて複数チャ
ネルを使用することにより周りの機器とのチャネル衝突
が頻繁に起こる場合は、使用チャネルを自動で減少さ
せ、逆に、チャネル衝突がほとんど起きない場合には、
使用チャネル数を増大させるといった、チャネル制御に
ついて説明する。

【００７２】これは、Ｎａｋ（データエラー）の頻度、
つまりエラーチェックの回数を、ベースバンド回路１３
内に設けたカウンタ１８によって、カウントすることに
より実現する。この場合、ベースバンドＩＣ１３は、Ｎ
ａｋを所定回数以上カウントした際に、送信チャネルを
減少させる制御を行う。

【００７３】このＮａｋの回数をカウントするカウンタ
１８は、各チャネル毎にＮａｋをカウントするものであ
り、どのチャネルでＮａｋ頻度が高いかを判別可能とす
るものである。物理的にカウンタを複数設けても良いが
本例では、カウンタ１８によって複数チャネルのカウン
トを行うものとする。

【００７４】チャネルの増加、減少は、現在使用してい
るチャネルにおいて、Ｎａｋの頻度が少ない時にチャネ
ルの増加を行い、Ｎａｋの頻度が多い時にチャネルの減
少を行うものである。

【００７５】図９にチャネル減少・増加制御のフローチ
ャートを示す。

【００７６】まず、Ｎａｋの頻度を判断する為、所定時
間（観測時間）経過したか否か判断する（ステップＳ１
０１）。ここで、所定時間経過していない場合（ステッ
プＳ１０１のＮＯ）、ＲＦ回路１４を介して、ベースバ
ンドＩＣ１３がＮａｋを判断すると（ステップＳ１０２
のＹＥＳ）、Ｎａｋを受信したチャネルに対応するカウ
ントを行なう（ステップＳ１０３）。

【００７７】次に、このカウントが基本チャネル（基本
ホッピングパターンが使用するチャネル）のカウンタか
否か判断する（ステップＳ１０４）。

【００７８】基本チャネルのカウンタでは無い場合（ス
テップＳ１０４のＮＯ）、カウンタの値が、予め定めら
れた閾値Ａを越えたか否か判断する（ステップＳ１０
５）。カウンタの値が閾値Ａを越えている場合（ステッ
プＳ１０５のＹＥＳ）、閾値Ａを越えたカウンタに対応
したチャネルの使用を停止する（ステップＳ１０６）。

【００７９】以上のように、Ｎａｋの受信が多いチャネ
ルの使用を停止する。

【００８０】ステップＳ１０１において、所定時間経過
している場合（ステップＳ１０１のＮＯ）、カウンタの
値が閾値Ｂ以下であるか否か判断する（ステップＳ１０
７）。カウンタの値が閾値Ｂ以下である場合（ステップ
Ｓ１０７のＹＥＳ）、使用可能なチャネル（未使用の受
信部、送信部）があるか否か判断する（ステップＳ１０
８）。

【００８１】未使用チャネルがある場合（ステップＳ１
０８のＹＥＳ）、未使用のチャネルをアクティブにし、
チャネルを増加し（ステップＳ１０９）、カウンタをク
リアする（ステップＳ１１０）。

【００８２】ステップＳ１０７において、カウンタが閾
値Ｂを越えている場合（ステップＳ１０７のＮＯ）は、
チャネルの増加を行わず、カウンタをクリアする（ステ
ップＳ１１０）。また、このとき、閾値Ａ未満であるの
で、チャネル数は変わらない状態となる。

【００８３】また、その時に、使用可能なチャネル全て
を使用している場合（ステップＳ１０８のＮＯ）も、カ
ウンタをクリアするだけである（ステップＳ１１０）

【００８４】本例では、チャネル減少の閾値Ａとチャネ
ル増加の閾値Ｂとを設け、チャネルの減少、増加、現状
維持という３つの状態の制御を行う例を示したが、閾値
を１つとし、この閾値を越えるか否かで、チャネルの減
少、増加という２つの状態の制御とする事も可能であ
る。

【００８５】次に、図９に、上述した自動チャネル制御
を用いた場合の、通信チャネル増減の遷移図を示す。

【００８６】本例では、マスタ６８、スレーブ６９、ス
レーブ７０は４チャネル使用可能な無線通信部を有する
機器であるとする。

【００８７】まず、状態Ａでは、マスタ６８、スレーブ
６９、スレーブ７０によって、ピコネット７１が形成さ
れている状態である。

【００８８】この状態Ａでは、従来のＢＴによる通信方
式であり、基本ホッピングパターンである、チャネルＡ
（ＣＡ）のみを用いて、時分割によりマスタ６８、スレ
ーブ６９、スレーブ７０間でデータの送受信を行ってい
る。

【００８９】この時に、チャネルＡ（ＣＡ）において、
Ｎａｋの頻度が少ないと判断した場合に、チャネルＢ
（ＣＢ）をアクティブにし、状態Ｂへ遷移する。

【００９０】状態Ｂでは、２チャンネルを使用して、デ
ータの送受信を行っている状態である。

【００９１】この状態Ｂで、図８に従う制御を行い、チ
ャネルＢ（ＣＢ）のＮａｋ頻度が少ないと、チャンネル
Ｃ（ＣＣ）をアクティブにし、状態Ｃへ遷移する。も
し、チャネルＢのＮａｋが閾値Ａ以上になった場合は、
チャネルＢを使用停止し、再び状態Ａに戻り、チャネル
Ａ（ＣＡ）のみで時分割通信を行なう。

【００９２】状態Ｃでは、３チャンネルを使用して通信
を行っている状態である。ここでも、図８に従う制御を
行い、チャネルＢ（ＣＢ）、チャネルＣ（ＣＣ）のＮａ
ｋ頻度が少ないと、チャンネルＤ（ＣＤ）をアクティブ
にし、状態Ｄへ遷移する。

【００９３】しかし、チャネルＢ（ＣＢ）若しくはチャ
ネルＣ（ＣＣ）のＮａｋが閾値Ａ以上になった場合は、
チャネルＢ（ＣＢ）若しくはチャネルＣ（ＣＣ）を使用
停止し、再び状態Ｂに戻る。図９では、チャネルＣ（Ｃ
Ｃ）のＮａｋ頻度が閾値Ａを越えた場合の図である。

【００９４】状態Ｄでは、４チャンネルを使用して通信
を行っている状態である。ここでも、図８に従う制御を
行う。この状態になると、使用可能チャネルである４チ
ャンネルすべてを使用している状態であるので、Ｎａｋ
頻度が少くても、チャネルの増加を行わない。

【００９５】しかし、チャネルＢ（ＣＢ）、チャネルＣ
（ＣＣ）、チャネルＤ（ＣＤ）のＮａｋが閾値Ａ以上に
なった場合は、チャネルＢ（ＣＢ）、チャネルＣ（Ｃ
Ｃ）、チャネルＤ（ＣＤ）の使用を停止し、再び状態Ｃ
に戻る。図９では、チャネルＤ（ＣＤ）のＮａｋ頻度が
閾値Ａを越えた場合の図である。

【００９６】このように、自動的に、使用チャネルの増
減を制御する事が可能である。

【００９７】以上、本発明では、周波数ホッピング方式
を用いる無線通信において、周波数チャネルを複数使用
することで、データの伝送速度の向上を図ることが可能
である。

【００９８】また、周りの無線チャネル使用状況に応じ
て、自動的に通信チャネルの増加／減少を行う事が可能
である。

【００９９】続いて、図１０に無線チャネルの変化制御
を行うフローチャートを示す。

【０１００】上述した制御では、使用チャネルを停止す
る例について説明したが、シフト係数ｋを変更するよう
にしても良い。この場合、例えば、現在シフト係数５を
用いていた場合にＮａｋ頻度が高くなったとき、ｋを１
０に変更するようにしても良い。

【０１０１】この場合も、Ｎａｋの頻度を判断する為、
所定時間（観測時間）経過したか否か判断する（ステッ
プＳ２０１）。ここで、所定時間経過していない場合
（ステップＳ２０１のＮＯ）、ＲＦ回路１４を介して、
ベースバンドＩＣ１３がＮａｋを判断すると（ステップ
Ｓ２０２のＹＥＳ）、Ｎａｋを受信したチャネルのカウ
ンタの値を１つ加算する（ステップＳ２０３）。

【０１０２】次に、このカウンタが基本チャネル（基本
ホッピングパターンが使用するチャネル）のカウンタか
否か判断する（ステップＳ２０４）。ここで、基本チャ
ネルで有るか否かをチェックするのは、基本チャネル
は、最初のピコネット構築の際に決められているので変
更することはできないからである。

【０１０３】基本チャネルのカウンタでは無い場合（ス
テップＳ２０４のＮＯ）、カウンタの値が、予め定めら
れた閾値Ａを越えたか否か判断する（ステップＳ２０
５）。カウンタの値が閾値Ａを越えている場合（ステッ
プＳ２０５のＹＥＳ）、閾値Ａを越えたカウンタに対応
したチャネルのチャネルを把握し、シフト係数ｋを変更
する（ステップS２０６）。

【０１０４】ステップＳ２０１において、所定時間を経
過した場合（ステップＳ２０１のＹＥＳ）は、カウンタ
をクリアする。

【０１０５】以上のように、Ｎａｋの受信が多い場合
は、チャネルを変更する制御を行う。この場合、常に、
使用可能なチャネル全てを使用してデータの送受信を行
なう。この場合は、シフト係数ｋの値に素数を用いるこ
とが望ましい。

【０１０６】図１１に上記制御を用いて通信チャネルを
変化させる場合の遷移図を示す。

【０１０７】本例では、マスタ６８、スレーブ６９、ス
レーブ７０は４チャネル使用可能な無線通信部を有する
機器であるとする。

【０１０８】まず、状態Ｅでは、マスタ６８、スレーブ
６９、スレーブ７０によって、ピコネット７１が形成さ
れている状態である。

【０１０９】この状態Ｅでは、シフト係数を７に設定
し、４チャネルで通信を行っている状態である。

【０１１０】この状態で、図１０に示す制御に基づき、
いずれかのチャネルのＮａｋを計数するカウンタが閾値
Ａ以上になった場合は、シフト係数ｋの値を変更する。
ここで、変更方法は、５〜７４の値をランダムにとるも
のとする。このように選ばれたシフト係数が例えば、ｋ
＝１１の場合、状態Ｆのようになる。基本チャネルであ
るチャネルＡ（ＣＡ）は常に、６２５μｓｅｃ間隔で周
波数ホッピングしているものとし、状態Ｅの時間から、
ホッピングしたする。この時の夫々のチャンネル番号は
図に示すようになる。

【０１１１】このように、自動的に、使用チャネルを変
更する事が可能である。

【０１１２】以上、本発明では、周波数ホッピング方式
を用いる無線通信において、周波数チャネルを複数使用
することで、データの伝送速度の向上を図ることが可能
である。

【０１１３】また、周りの無線チャネル使用状況に応じ
て、自動的に通信チャネルの増加／減少を行う事が可能
である。

【０１１４】続いて、上述の実施形態の変形例について
説明する。

【０１１５】上述した実施形態では、常に複数チャネル
使用するものであるが、本例では、複数チャネルを使用
するのは、データ転送時のみとし、データ転送以外の、
制御信号（Ａｃｋ、Ｎａｋ）を送受信する際は、１チャ
ネルのみ使用する。

【０１１６】このとき、使用するホッピングパターン
は、基本ホッピングパターン（シンセサイザ制御信号
Ａ）を用いる。この制御は、ベースバンドＩＣ１３で行
う。

【０１１７】制御信号送信後、相手機器との応答が取
れ、実際にデータを送信可能となった際に、シンセサイ
ザ制御信号Ｂ、送信部３０、受信部５０をアクティブに
し、２チャンネル使用可能とし、データの送受信を行な
う。

【０１１８】このことにより、より柔軟に周波数帯域の
効率利用が可能になり、常時２チャネルを使用する場合
に比べ、チャネルの衝突率を低下することができる。

【０１１９】以上、詳述したように、周波数ホッピング
方式の無線通信機器において、データ送信に使用するチ
ャネル数を増加することでデータの送信速度の向上を計
ることが可能となる。

【０１２０】本発明ではその主旨を逸脱しない範囲であ
れば、上記の実施形態に限定されるものではない。そし
て、無線ＬＡＮ、ＨｏｍｅＲＦ等の無線システム等に広
く適用できるものである。

【０１２１】

【発明の効果】以上詳述した発明によれば、通信速度の
向上を図ることが可能なＦＨ方式の無線通信装置、無線
通信機器及び無線通信方法を提供することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電子機器の斜視図。

【図２】無線通信部のハードウェア構成図。

【図３】本発明にかかるＲＦ回路の一例を示すハードウ
ェア構成図。

【図４】６２５μｓｅｃ毎に観測した周波数ホッピング
の図。

【図５】送信するデータ列の例を示す図。

【図６】本発明にかかる無線通信部７を有するパソコン
２台を用いて、１対１通信を行う例の図。

【図７】本発明にかかる無線通信部７を有するパソコン
３台を用いて、１対２通信を行う例の図。

【図８】チャネル増加/減少制御のフローチャート。

【図９】自動チャネル制御を用いた場合の、通信チャネ
ル増減の遷移図。

【図１０】チャネルシフト係数の変化制御のフローチャ
ート。

【図１１】チャネルシフト制御を用いた場合の、通信チ
ャネル変化の遷移図。

【符号の説明】１…パソコン２…本体ケース３…表示部ケース４…ＬＣＤパネル５…キーボード６…ヒンジ部７…無線通信部１１…コントローラ１２…ＵＳＢ１３…ベースバンドＩＣ１４…ＲＦ回路１５…アンテナフィルタ１６…クロック発生器１７…アンテナ１８…カウンタ２０、３０…送信部２１…アンプ２３…低域通過フィルタ２４…ＶＣＯ２５…ＰＬＬ２６…低域通過フィルタ２７…加算回路２８…パワーアンプ３１…スイッチ３２、５０…受信部３３…ＬＮＡ３５…ミキサ３７…バッファアンプ４１…リミッティングアンプ４３…ＲＳＳＩ４５…検波回路４６…アンプ４７…データコンパレータ６１、６５、６８…マスタ機器６２、６６、６７、６９、７０…スレーブ機器６３、６４、７１…ピコネット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルチチャネルでデータの送受信が可能な
無線モジュールにおいて、受信データのエラーを検知す
るエラー検知手段と、前記エラー検知手段において検知
したエラーが、所定エラーレートを越えていた場合に、
使用している送信チャネル及び受信チャネルを減少し、
前記所定エラーレートを越えない場合には、送信チャネ
ル及び受信チャネルを増加する制御を行なう制御手段
と、を具備することを特徴とする無線モジュール。
【請求項２】前記無線モジュールにおいて、送受信デー
タの変調方式が周波数ホッピング変調方式であることを
特徴とする請求項１記載の無線モジュール。
【請求項３】第１のチャネルと第２のチャネルとでデー
タの送受信が可能な無線モジュールにおいて、前記第１
のチャネルで使用する第１の搬送波周波数と、前記第２
のチャネルで使用する第２の搬送波周波数との差分が所
定値になるように、前記第２の搬送波を生成する搬送波
生成手段と、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネ
ルで受信するデータのエラーを検知するエラー検知手段
と、前記エラー検知手段において検知したエラーが、所
定エラーレートを越えていた場合に、前記第２のチャネ
ルの使用を中止し、前記エラー検知手段が、前記所定エ
ラーレートを越えない場合には、さらに具備する第３の
チャネルを使用可能とする制御を行なう制御手段と、を
具備することを特徴とする無線モジュール。
【請求項４】前記無線モジュールにおいて、送受信デー
タの変調方式が周波数ホッピング変調方式であることを
特徴とする請求項３記載の無線モジュール。
【請求項５】第１のチャネルと第２のチャネルとでデー
タの送受信が可能な無線モジュールにおいて、前記第１
のチャネルで使用する第１の搬送波周波数と、前記第２
のチャネルで使用する第２の搬送波周波数との差分が所
定値になるように、搬送波の制御を行なう制御手段と、
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルで受信する
データのエラーを夫々検知するエラー検知手段とを具備
し、前記エラー検知手段において検知したエラーが、所
定エラーレートを越えていた場合に、前記制御手段は前
記所定値を変更すること、を特徴とする無線モジュー
ル。
【請求項６】前記無線モジュールにおいて、送受信デー
タの変調方式が周波数ホッピング変調方式であることを
特徴とする請求項４記載の無線モジュール。
【請求項７】データの送受信を行なうアンテナと、送信
データを第１の送信データと第２の送信データとに分割
を行なうことが可能な送信データ制御手段と、前記第１
の送信データの変調に用いる第１の搬送波周波数およ
び、前記第２の送信データの変調に用いる第２の搬送波
周波数を生成する搬送波生成手段と、前記第１の送信デ
ータを前記第１の搬送波周波数で変調を行う第１の変調
手段と、前記第２の送信データを前記第２の搬送波周波
数で変調を行う第２の変調手段と、前記第１の変調手段
で変調したデータと、前記第２の変調手段で変調したデ
ータとを加算し、前記アンテナへ送る加算回路と、前記
アンテナを介して受信した第１の受信データの復調を行
なう第１の復調手段と、前記アンテナを介して受信した
第２の受信データの復調を行なう第２の復調手段と、前
記第１の復調手段、前記第２の復調手段から受信したデ
ータ列を、復元制御する受信データ制御手段と、前記第
１の受信データの受信エラーを検知する第１のエラー検
知手段と、前記第２の受信データの受信エラーを検知す
る第２のエラー検知手段と、前記第２のエラー検知手段
において検知したエラーが第１のエラーレート以上に達
した場合に、前記第２の変調部及び前記第２の復調部の
使用を中止し、前記第１のエラー検知手段において検知
したエラーが第２のエラーレート以上に達しなかった場
合は、前記第２の変調部及び前記第２の復調部の使用を
再開し、前記第２のエラー検知手段において検知したエ
ラーが前記第１のエラーレート以上に達しなかった場合
は、さらに具備する第３の変調部及び、第３の復調部を
使用する制御を行なうチャネル制御手段とを具備するこ
とを特徴とする無線通信機器。
【請求項８】前記無線通信機器において、送受信データ
の変調方式が周波数ホッピング変調方式であることを特
徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項９】前記無線通信機器は、さらに、前記第１の
搬送波周波数と、前記第２の搬送波周波数との差分が所
定値となるように、搬送波の生成制御を行う搬送波生成
制御手段を具備することを特徴とする請求項７記載の無
線通信機器。
【請求項１０】前記第２のエラー検知手段において検知
したエラーが、前記第１のエラーレート以上に達した場
合、相手機器に前記第２の変調部及び前記第２の復調部
の使用を中止することを通知し、前記第１のエラー検知
手段において検知したエラーが前記第２のエラーレート
以上に達しなかった場合は、相手機器に前記第２の変調
部及び前記第２の復調部の使用することを通知すること
を特徴とする請求項７に記載の無線通信機器。
【請求項１１】前記第２の搬送波周波数は、前記第1の
搬送波周波数を基準に生成されることを特徴とする請求
７に記載の無線通信機器。
【請求項１２】前記無線通信機器は、無線送信で制御信
号を送信する場合は、前記第１の変調部のみを用いて送
信を行なうことを特徴とする請求項７に記載の無線通信
機器。
【請求項１３】マルチチャンネルでデータの送受信を行
なう無線通信方法において、マルチチャネルで受信する
各々の受信データのエラーを検知し、検知したエラー
が、所定エラーレートより多い場合は、使用する送信チ
ャネル及び受信チャネルを減少し、検知したエラーが所
定エラーレートより少ない場合は、使用する送信チャネ
ル及び受信チャネルを増加することを特徴とする無線通
信方法。
【請求項１４】前記無線通信方法において、送受信デー
タの変調方式が周波数ホッピング変調方式であることを
特徴とする請求項１３記載の無線通信方法。
【請求項１５】第１のチャネルと第２のチャネルとでデ
ータの送受信を行なう無線通信方方において、前記第１
のチャネルで使用する第１の搬送波と、前記第２のチャ
ネルで使用する第２の搬送波との差分が所定値になるよ
うに、前記第２の搬送波を生成し、前記第１のチャネル
及び前記第２のチャネルで受信するデータのエラーを検
知し、検知したエラーが所定エラーレートより多い場合
は前記第２のチャネルの使用を中止し、検知したエラー
が所定エラーレートより少ない場合は、さらに具備する
第３のチャネルを使用可能とすることを特徴とする無線
通信方法。
【請求項１６】前記無線通信方法において、送受信デー
タの変調方式が周波数ホッピング変調方式であることを
特徴とする請求項１５記載の無線通信方法。
【請求項１７】第１のチャネルと第２のチャネルとでデ
ータの送受信を行なう無線通信方法において、前記第１
のチャネルで使用する第１の搬送波と、前記第２のチャ
ネルで使用する第２の搬送波との差分が所定値になるよ
うに、前記第２の搬送波を生成し、前記第１のチャネル
及び前記第２のチャネルで受信するデータのエラーを検
知し、検知したエラーが所定エラーレートより多い場
合、前記所定値を変更すること、を特徴とする無線通信
方法。
【請求項１８】前記無線通信方法において、データの変
調方式が周波数ホッピング変調方式であることを特徴と
する請求項１７記載の無線通信方法。