JP2002521854A - 無線通信システムの干渉防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 異なる周波数帯域で通信する複数のトランシーバを有する無線通信ユニットにおいて、選択されたチャネルの信号パラメータを監視し、相互変調によって発生する干渉を検出する。選択されたチャネルは、例えば、長距離無線通信リンクによって用いられ、短距離無線リンク上の干渉チャネルである。干渉を引き起こすチャネルが特定されると、当該チャネル上での信号伝送が中断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、無線通信ユニット、特に、衛星中継方式あるいはセル方式システム
とネットワークを介して通信し、短距離無線リンクを介して可搬型送受話器のよ
うな遠隔ユニットと通信する種類のユニットに関する。特に、本発明は、ユニッ
トがネットワークと通信するチャンネル上で、短距離無線リンク上の伝送によっ
て生じる干渉を防止することができる種類のユニットに関する。

【０００２】 （発明の背景） 無線通信リンクが提案されており、これは、いわゆる、衛星中継ネットワーク
を介して通信するための第１のトランシーバと、短距離無線リンクを介して可搬
型送受話器のような遠隔ユニットと通信するための第２のトランシーバを有して
いる。

【０００３】 このようなユニットに潜む問題としては、本ユニットや遠隔送受話器に近接し
て置かれ、近接した周波数帯域で動作する第三者の送信機がある場合、これが、
短距離無線リンクの送信機とともに、長距離無線リンク上の信号受信と干渉を引
き起こす恐れのある相互変調積を生じることがあげられる。通常、短距離無線リ
ンクは、周波数ホッピングシステムを用いており、そこでは、通信は、順に用い
られる多数のチャネルを介して伝送される。これらのチャネルの中のひとつだけ
が、第三者の信号とともに、長距離無線リンクによって用いられるチャネル上に
干渉信号を生じることがありうる。

【０００４】 この干渉を防止するための様々なシステムが知られている。たとえば、ＥＰ−
０７８１０６６は、干渉信号を多数のチャネル上で監視し、許容レベルを超える
干渉を受けたチャネルは使わないようにする構成を開示している。ＷＯ９５／０
８２４６は、干渉レベルを利用可能なチャネル上で監視し、もし、チャネル上の
干渉レベルが高いと判定されたならば、当該チャネルは用いられている周波数ホ
ッピングの系列から除外するような、周波数ホッピングシステムを開示している
。

【０００５】 このように、これらのシステムは、特定のチャネル上での干渉を監視し、もし
干渉が検出されたならば、当該チャネルの使用を中止するという手順から構成さ
れている。

【０００６】 （発明の要約） 本発明によれば、解決すべき問題には、一方のトランシーバによって用いられ
るチャネル上で、他方のトランシーバによる異なるチャネル上での伝送によって
生じる干渉が含まれる。

【０００７】 本発明によれば、例えば長距離無線通信リンクによって用いられるチャネル上
で干渉が検出され、もし、干渉が検出されたならば、例えば、短距離無線リンク
上の他のチャネルを使用することにより、この干渉信号が出現させてしまうと判
断し、この使用を中止することにする。

【０００８】 これにより、ユニットは、短距離無線リンク上の通信パタンを変更するだけで
、既に割り当てられたチャネル上でネットワークを介した通信を継続できる。

【０００９】 （好適な実施例の詳細な説明） 図１は、本発明のシステムを示すものである。無線通信ユニット２は、トラン
シーバ回路６に接続され、無線通信ネットワークを介して通信するための第１ア
ンテナ４を含んでいる。本発明の図解例では、トランシーバ回路６とアンテナ４
は、衛星中継ネットワークを介した通信に適合し、２４８０ＭＨｚから２５００
ＭＨｚの間の受信無線周波数信号で低軌道衛星との間で信号を送受信する。

【００１０】 しかし、本発明は、例えば、セルラ方式ネットワークなどの他の無線通信ネッ
トワークを介して動作するシステムにも適用可能である。

【００１１】 トランシーバモジュール６は、ベースバンドおよび制御モジュール７に接続さ
れ、このモジュールには、受信データ信号を送り、また、このモジュールからは
、伝送と調整のためのデータ信号と出力制御データを受信する。

【００１２】 さらに、ユニット２は、短距離無線リンクを介した通信のための、第２アンテ
ナ８とトランシーバ回路１０から構成される。トランシーバモジュール１０は、
ベースバンドおよび制御モジュール１１に接続され、このモジュールには、受信
データ信号を送り、また、このモジュールからは、伝送と調整のためのデータ信
号と出力制御データを受信する。ベースバンドモジュール７および１１は、一方
のＲＦリンク上で受信された音声伝送あるいは他信号を他方のＲＦリンク上に伝
送するために、ともに接続されている。

【００１３】 また、図１には、アンテナ１４を有し、短距離リンクを介してユニット２と通
信するための可搬型送受話器１２を示している。

【００１４】 ここで図解した例では、ユニット１２は可搬型送受話器として説明しているが
、本ユニットは、メインユニット２から離れたところに位置し、あるいは、少な
くともそれから移動可能な状態にあるものであれば、いかなる装置であってもよ
い。

【００１５】 システム２は、さらに、装置の全体の動作を制御し、特に、ベースバンドおよ
び制御モジュール７、１１との間で信号を送受信する、制御およびインターフェ
ースユニット１６から構成されている。特に、制御ユニット１６は、用いられて
いるリンクとチャネルの品質などの衛星中継リンクに関するデータを、衛星ベー
スバンドおよび制御モジュール７から受信する。また、制御ユニット１６は、以
下に説明するように、干渉を検出し、特に、短距離リンクの制御のための制御信
号を発生するための適切な回路を含んでいる。ベースバンドモジュール７、１１
および制御ユニット１０は、物理的に分離された装置としてではなく、分離した
ソフトウェアで構成してもよい。

【００１６】 メインユニット２と遠隔ユニット１２との間の短距離無線リンクは、２４００
ＭＨｚから２４８０ＭＨｚの間の無線周波数帯域の産業科学および医療（ＩＳＭ
）バンド（ＩＥＥＥ８０２．１１参照）で動作する。これは、多数の国々におい
て、利用者が特に免許を取得する必要がないという利点をもっている。しかし、
この結果、同一の周波数帯域で、多くの干渉信号が存在している中で、信号を伝
送しなければならないという問題が生じる。例えば、他の通信利用者が近くにい
ても、電子レンジからは、この周波数帯域で比較的出力の高い信号が発信される
ような場合がある。

【００１７】 図１は、このような干渉信号源１８を示している。

【００１８】 短距離無線リンクが、このような潜在的な干渉信号の存在する中で、確実に動
作できるようにするために、周波数ホッピング拡散スペクトル（ＦＨ−ＣＤＭＡ
）システムを用いる。これは、多数（５０または１００、もしくはそれ以上）の
チャネルが、伝送のためにリンクに割り当てられ、これらのチャネルを予め定め
られた擬似ランダム順序で連続して切り替えて伝送を行うことになる。本発明の
本実施例では、８０チャネルを用いている。用いられる少数のチャンネル上での
干渉があるかもしれないが、全データの内のほんの一部だけが失われるにとどま
る。また、干渉の結果としてのエラーが受信信号の内部でバースト状に発生せず
に補正されるよう、データ・インターリーブとエラー訂正が用いられる。

【００１９】 しかし、これは、直接順序拡散スペクトル（ＤＳ−ＣＤＭＡ）を用いて、同時
に単一のチャネル上で動作する、衛星中継ネットワークに送られる伝送には適用
されない。

【００２０】 図２は、適切な信号を図解して、周波数スペクトルの一部を示すものである。
上述したように、短距離無線リンクが伝送されるＩＳＭバンドは、２４００ＭＨ
ｚから２４８０ＭＨｚの間の周波数帯域である。トランシーバ６は、２４８０Ｍ
Ｈｚから２５００ＭＨｚの間の周波数帯域のチャネル上で、衛星からの信号を受
信する。

【００２１】 また、上述したように、短距離無線リンクは、周波数ホッピング原理に従って
動作するが、これは、予め定められた順序で、各々、相対的な周波数帯域内の多
数のチャネルを、各々短時間の間でのみ用いることを意味している。図２は、こ
のようなＩＳＭ周波数帯域の、ひとつの周波数に信号３０が現れた状況を示して
いる。図２は、また、ＩＳＭ周波数帯域の他の周波数に信号３２が現れた状況も
示している。上述したように、この信号は、他の無許可の通信利用者によって伝
送され、もしくは、電子レンジのような非通信源から発生されたものとして考え
てよい。

【００２２】 周知のように、受信機のＲＦ成分の非線形性によって、信号３０と３２が組み
合わさった時に、相互変調積がより大きくなる。３次の相互変調積は、図２では
、３４および３６で示され、２つの元信号３０、３２の両側に現れる。

【００２３】 従って、図２に示したように、相互変調積３６は、トランシーバ６の、受信バ
ンドに現れる。従って、信号３２が一定の周波数であると仮定すると、信号３０
の周波数は、一つのチャネルから他のチャネルに変化するため、相互変調積信号
３６は、同一系列中の異なるチャネルに現れることになる。

【００２４】 相互変調積信号３６が、トランシーバ６が信号を受信しようとしているチャネ
ル上に現れた時に、これらの信号間に強度の干渉が発生する。さらに、トランシ
ーバ６は、一定の周波数で受信しているため、この干渉によってデータの欠落が
発生する。

【００２５】 従って、本発明では、衛星トランシーバ６が利用しているチャネルに相互変調
積を引き起こす恐れのあるＩＳＭ帯域の適切なチャネル上での伝送を中断する手
順をとることにする。

【００２６】 手順の第一の段階は、使用中の衛星チャネル上に干渉を発生させるような、Ｉ
ＳＭ帯域の関連するチャネルを識別することである。これを行うためには多くの
方法がある。

【００２７】 例えば、トランシーバ６によって受信される信号の品質や信号強度を、制御ユ
ニット１６によって監視し、これらの計測値の時間履歴を、短距離無線リンク上
の伝送の既知の周波数ホッピング系列と比較する。衛星リンク上の受信品質が悪
化したり、受信信号強度が低下した時刻に利用されている短距離無線リンクを特
定することによって、衛星リンク上に干渉を引き起こす一つあるいは複数のチャ
ネルを検出することができる。

【００２８】 ２つめの方法として、トランシーバ６によって受信される信号の平均信号品質
や信号強度を、制御ユニット１６によって計測することがあげられる。制御ユニ
ット１６は、制御信号をトランシーバ１０に送り、利用可能なチャンネルの各々
への伝送を、順々に停止する。干渉を引き起こす相互変調積が現れているチャネ
ルを除き、利用可能な全てのチャネルが用いられている間は、受信信号の平均強
度と平均信号品質は、この問題となるチャネルが使われる期間に比べて高いもの
となる。従って、制御ユニット１６では、短距離無線リンクのどのチャネルが、
衛星リンクに現れる干渉の源になっているかを決定することが可能となる。

【００２９】 ３つめの方法としては、制御ユニット１６は、トランシーバ１０からの伝送信
号を、伝送される信号出力に小さい変化を与えるように、制御できるものがある
。同時に、もし、制御ユニット１６が、衛星トランシーバユニット６で受信した
信号の出力レベルを監視するならば、関連する繰り返し機構を削減することがで
きる。従って、もし一つのチャネルが問題を引き起こすならば、各々の系列のサ
イクルについて干渉周波数を微かに上下に移動させるように、干渉を周波数ホッ
ピング系列の各々の完結サイクルで、伝送レベルを微かに変動させることができ
る。例えば、周波数ホッピングチャネルを一定レベルに保つことができるが、（
例えば）チャネル１２に当たる毎に、１ｄＢだけそのレベルを交互に上昇、下降
させることができる。さらに、もしこのチャネルによって干渉が引き起こされる
場合には、その干渉源の周波数は、周波数ホッピングサイクルの繰り返し率と同
率で上昇、下降させることができる。このように、各系列のチャネルの各々を効
率的に探索することができる。

【００３０】 一方、各周波数ホッピング系列が完了するまで待たなければならないことを避
けるために、所定のチャネルの伝送信号レベルを、当該チャネルで伝送する毎に
微かに上昇、下降させ、さらに、この干渉源のレベルの変化を、当該チャネルの
利用と関連付けることができる。

【００３１】 さらに他の方法としては、短距離無線リンク上で伝送される信号に、符号化変
調を適用するものがある。例えば、低周波数のＡＭ信号をトランシーバに与える
ことが可能である。このような変調は、遠隔ユニット１２での信号受信にはほと
んど影響を与えることはないが、第三者からの信号との組み合わせによって生じ
る相互変調積に組み込まれることになる。従って、もし制御ユニット１６がトラ
ンシーバ６で受信した信号中にこのコードを発見した場合には、このコードの存
在が、相互変調積の存在を示すことになり、このコードは、当該信号の対応した
短距離リンクのチャネルを特定するために用いることができる。一方、短距離リ
ンクの信号に適用された符号化は、極少の周波数変調あるいは位相変調である。
さらに、干渉位相変調は、短距離リンクの変調パターンと関連付けることができ
る。もし、なんらかの相関がある場合には、干渉が短距離リンク中から発祥して
いることを判定するために、この相関を用いることができる。

【００３２】 制御ユニット１６で、短距離リンク上のどの一つまたは複数のチャンネルが、
衛星リンク上の伝送信号と干渉し、相互変調の発生源になっているかを決定され
たならば、当該周波数での伝送を以後中止するための方策を講じることができる
。

【００３３】 好ましいひとつの方法としては、単純に、制御ユニット１６からトランシーバ
１０に制御信号を送り、当該チャネル上での伝送を以後中止するものがある。こ
の方法は、当該チャネル上に伝送されようとしていたデータの欠落を引き起こす
ものではあるが、もしデータが適当にインターリーブされていれば問題はなく、
もし周波数ホッピング系列自身にチャネルの一つに干渉がある場合に、インター
リーブとエラー訂正によってデータの致命的な欠損を引き起こさないものと同様
の方法でなされる。さらに、この方法は、遠隔レシーバ１２が通常の方法で動作
できるという利点も有している。

【００３４】 他の方法としては、制御ユニット１６からトランシーバ１０を介して遠隔ユニ
ット１２に、通信を中断させることを示す信号を送り、トランシーバ１０と１２
の間での新たな周波数ホッピング系列を交換させることにより、障害を起こすお
それのある一つまたは複数のチャネルを避ける方法がある。

【００３５】 結果として、使用されている衛星受信機のチャネル上に現われる干渉変調積を
起こさせる一つまたは複数のチャネルでの信号伝送が無くなり、そのリンク上の
伝送の全体の信号品質が改善される。

【００３６】 上述した監視ステップは、必要とされる頻度の一定の時間間隔で、例えば、３
０秒毎に繰り返され、干渉変調積を検出する。一方、全体の信号品質あるいは信
号強度は、継続して監視され、全体の信号品質あるいは信号強度が所定のしきい
値を下回ったと判定された時にのみ干渉変調積を検出するように、この監視ステ
ップは実行される。

【００３７】 以上のように、本システムは、干渉信号が存在する場合でも、ユニットに対し
て、衛星ネットワークとの通信に用いるチャネルを変更を要求することなく、衛
星ネットワークと良好な通信を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の無線通信ユニットのブロック図である。

【図２】 ユニットにより用いられる周波数帯域とそこに現れる信号を図解したものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE04 EE35 5K042 AA05 AA06 CA02 CA13 DA14 DA19 EA15 FA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１無線周波数帯域における複数のチャネルの中から選択さ
   れた一つのチャネル上で通信するための第１トランシーバと、 第２無線周波数帯域のチャネルで通信するための第２トランシーバとを備え、
   該通信が複数のチャネル上で順次行われ、さらに、 第２無線周波数の識別されたチャネルの伝送により引き起こされた、第１無線
   周波数帯域の選択されたチャネル上での干渉を検出する手段と、 前記識別されたチャネル上での伝送を中止する手段とを備えた無線通信ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無線通信ユニットにおいて、 選択されたチャネル上での干渉を検出する手段は、 選択されたチャネル上の信号パラメータを監視する手段と、 これらの計測値の時間履歴を、第２無線周波数帯域での既知の伝送系列と比
   較する手段とからなることを特徴とする無線通信ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１記載の無線通信ユニットにおいて、 選択されたチャネル上での干渉を検出する手段は、 選択されたチャネル上の信号パラメータの平均値を監視する手段と、 第２無線周波数帯域での利用可能なチャネルの各々での伝送を、順々に一時
   的に中断する手段とからなることを特徴とする無線通信ユニット。
4. 【請求項４】 請求項１記載の無線通信ユニットにおいて、 選択されたチャネル上での干渉を検出する手段は、 第２無線周波数帯域で伝送される信号を変化させる手段と、 選択されたチャネル上で検出された信号中の変動結果を検出するための手段
   とからなることを特徴とする無線通信ユニット。