JP2003264479A

JP2003264479A - 可変通信システム

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Publication number: JP2003264479A
Application number: JP2002062039A
Authority: JP
Inventors: Hide Nawata; 日出縄田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: WO2003081799A1; JP3896873B2; EP1482653A1; EP1482653A4; AU2003211842A1; US7123888B2; US20050107050A1

Abstract

(57)【要約】【課題】単位時間当たりの通信量の大小に応じて通信
方式を切り替えつつ、通信レートの切り替えに起因する
バッファメモリを不要とすることのできる可変通信シス
テムを得ること。【解決手段】通信量監視回路１２４は通信データ１２
２を入力する送信用バッファ１２３を監視してその多少
を判別し、単位時間あたりの情報量が比較的多い場合に
はこれからチップクロックで情報を読み出し、通信デー
タ１３７として変調器１３９で変調して送信する。情報
量が比較的少ない場合にはチップクロックを分周して得
られたクロックで送信用バッファ１２３から情報を読み
出し、チップクロックを用いて発生させた拡散符号と共
に排他的論理和をとって変調器１３９で変調して通信デ
ータ１３７として送信する。通信データ１３７の周波数
に変更がないので、受信装置側で情報量の多少の切り替
え時に再同期を取る必要がなく、このためのバッファ領
域を不要とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル通信シス
テムで通信量に応じて通信方式を切り替える可変通信シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル通信システムでは、データを
効率的に伝送するための各種の提案が従来から行われて
いる。たとえば特開平７−１２３０３９号公報に開示さ
れたディジタル通信システムでは、図示しないレート変
換多重装置に入力されるｍ列の信号から通信のトラヒッ
ク量を検出し、このレート変換多重装置がこれに応じた
レートでデータを多重化する。そして、同じく図示しな
い可変レート変調器がトラヒック量の多少に応じて各々
高低が決められた伝送速度でこの多重化された信号を変
調して伝送路に送出するようにしている。すなわち、変
調クロック速度が時変となっている。受信側では図示し
ない可変レート復調器が復調を行い、同じく図示しない
レート変換分離装置が復調された信号の分離化およびレ
ート変換を行ってデータを再生することになる。特開２
０００−３１６０３５号公報でもその請求項２において
前述の従来例同様に伝送速度を伝送量に応じて動的に変
化させることにより効率的に帯域を割り当てる手法を提
案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにディジタル
通信システムの分野では、通信量が少ない場合には伝送
する情報の伝送速度を遅くして変調クロック速度の遅い
回線を設定する一方、通信量が多くなると変調クロック
速度が速く伝送速度の大きい回線を設定するといったこ
とが行われている。たとえば通常の音声回線を選択して
いたルータが、ある時点でインターネット上の所定のコ
ンテンツサーバに接続し、ここから大容量のデータの転
送を行うような場合である。携帯電話機で通話中にテレ
ビ電話のモードに切り替えるような場合も同様に通信量
がその時点から増加する。これらと逆の場合には通信量
が所定の時点から低くなることになる。

【０００４】このように情報の伝送速度を通信量に応じ
て適宜切り替えると、効率のよい通信を行うことができ
る。しかしながら、一般的に変調方式が同一の場合、伝
送速度が遅く変調クロック速度が低い場合は、搬送波に
周波数変換するアップコンバータや受信部のダウンコン
バータにおける局部発振器の位相雑音の影響を受けやす
く回線が比較的劣化しやすくなり、安定した伝送路が得
られないという欠点がある。そこで、一般には伝送速度
が速く変調クロック速度が高い回線の方が好ましい。

【０００５】逆に、変調クロック速度を一定にして変調
方式を変え同一帯域で多値変調を行う手法も考えられ
る。例えば、１６の信号状態が得られる１６ＱＡＭ（Qu
adrature Amplitude Modulation）は、ベースバンドの
ビット情報を搬送波の２つの位相に対応させる変調方式
としてのＢＰＳＫ（Bi-Phase Shift Keying）に比較し
て、同じ変調クロック速度で４倍の伝送速度が得られ
る。しかしながら、多値変調を行う場合、伝送速度が低
い変調方式と同等な伝送路品質（すなわち、同等のビッ
ト・エラー・レート）を保つために、伝送速度の帯域改
善分以上の出力アップが必要とされる。前述の例で言う
と、１６ＱＡＭはＢＰＳＫに比べて伝送速度で６ｄＢの
帯域改善がされているが、１６ＱＡＭがＢＰＳＫと同等
な１０Ｅ−６点でのビット・エラー・レートを得るため
には１０ｄＢ以上もの送信キャリアパワーを上げなくて
はならない。

【０００６】また、通信量に応じて伝送速度を切り替え
るようにすると、この切り替え時に切り替え後の伝送速
度についての復調同期を取る必要がある。復調同期が取
れるまで、復調データは一時的に途切れる。切り替え後
の伝送速度が高い場合と低い場合を比較すると、低い場
合にはたとえば搬送波再生回路において変調クロック速
度に対する受信搬送波の周波数誤差が相対的に大きくな
る。このため搬送波再生用のＰＬＬ回路において復調同
期が取れるまでの時間が、高い場合よりも余計かかる。
復調データの途切れによる通信データの欠落は、情報の
再生に致命的な結果を招く。そこで、復調データの途切
れから情報の欠落を防止するために、従来からバッファ
メモリが用いられている。送信の際に、あるいは受信の
際に通信データをバッファメモリに一時的に格納するよ
うにし、情報の再生に支障とならない所定のタイミング
で送信を停止したり、受信側が通信データの欠落を関知
した場合にはその部分を送信側のバッファメモリから読
み出して再送するように再送要求を行うといった通信手
順が従来から存在している。

【０００７】しかしながら、このような措置を採って通
信データの欠落を防止しこれによって情報の再生の完全
さを保障するためにはバッファメモリとしてかなり大き
なものを用意する必要がある。特に前記したように情報
速度を低い速度と高い速度の２段階に設定した場合には
情報速度が低い速度の場合に通信データの途切れが大き
くなるので、これをカバーするだけのバッファメモリを
用意する必要がある。

【０００８】そこで本発明の目的は、単位時間当たりの
通信量の大小に応じて通信方式を切り替えつつ、伝送速
度の切り替えに起因するバッファメモリの容量を低減す
ることのできる可変通信システムを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的
多いか少ないかを判別する情報量大小判別手段と、この
情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判別
したとき、この情報としての第１の情報を所定の中心周
波数で所定の帯域幅の信号形式にディジタル変調して通
信データとして送出する第１の通信データ送出手段と、
情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判
別したとき、この情報としての第２の情報を中心周波数
で前記した所定の帯域幅と同一の帯域幅にスペクトラム
拡散してディジタル変調し通信データとして送出する第
２の通信データ送出手段とを備えた送信装置と、（ロ）
この送信装置から送られてくる通信データを復調する復
調手段と、復調後の信号が正常にスペクトラム逆拡散可
能か否かをチェックする逆拡散可否判別手段と、この逆
拡散可否判別手段によってスペクトラム逆拡散が正常に
行われないと判別されたとき復調手段の復調後の信号か
ら第１の情報を再生する第１の情報再生手段と、逆拡散
可否判別手段によってスペクトラム逆拡散が正常に行わ
れると判別されたとき復調手段の復調後の信号をスペク
トラム逆拡散するスペクトラム逆拡散手段と、このスペ
クトラム逆拡散手段のスペクトラム逆拡散後の信号から
第２の情報を再生する第２の情報再生手段とを備えた受
信装置とを可変通信システムに具備させる。

【００１０】すなわち請求項１記載の発明では、送信装
置が情報量大小判別手段を備えており伝送する情報の単
位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別するよ
うになっている。この判別結果で情報が比較的多いと判
別したときにはこの第１の情報を第１の通信データ送出
手段によって所定の中心周波数で所定の帯域幅の信号形
式にディジタル変調して通信データとして送出するよう
にしている。この点は従来と特に変わらない。情報量大
小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判別したと
き、この情報としての第２の情報はスペクトラム拡散し
てディジタル変調し通信データとして送出する。このと
き、スペクトラム拡散によって本来必要な帯域幅を第１
の信号についての帯域幅まで拡大する。そして、中心周
波数も第１の情報と同一となった第２の情報とし、これ
を通信データとして送出する。これにより、受信装置の
復調手段は復調の際に第１の情報と第２の情報とで周波
数を切り替える必要がなく、このための時間も不要とな
る。受信装置では逆拡散可否判別手段によって復調後の
信号が正常にスペクトラム逆拡散可能か否かをチェック
し、可能であると判断された場合にはこれが第２の情報
であるとしてスペクトラム逆拡散を行って再生を行う。
スペクトラム逆拡散が可能でないと判別された場合には
第１の情報であるとしてスペクトラム逆拡散を行うこと
なく再生することになる。

【００１１】請求項２記載の発明では、（イ）伝送する
情報を順次入力すると共に所定の読出クロックに同期し
てこれを出力する送信用バッファと、この送信用バッフ
ァに残っている情報の量から情報の単位時間当たりの量
が比較的多いか少ないかを判別する情報量大小判別手段
と、所定の周波数のチップクロックを出力するチップク
ロック生成手段と、このチップクロック生成手段から出
力されるチップクロックを所定の分周比で分周する送信
側分周手段と、情報量大小判別手段が伝送する情報を比
較的多いと判別したとき読出クロックをチップクロック
とし、比較的少ないと判別したときこの読出クロックを
送信側分周手段によってチップクロックを分周したクロ
ックとする読出クロック選択手段と、チップクロックを
入力して拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、こ
の拡散符号発生手段の出力を入力し情報量大小判別手段
が伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオン
となる送信側スイッチ手段と、送信用バッファから読出
クロックに同期して出力される情報と送信側スイッチ手
段の出力との排他的論理和をとる送信側排他的加算手段
と、この送信側排他的加算手段の出力をディジタル変調
して通信データとして送信する変調手段とを備えた送信
装置と、（ロ）この送信装置から送られてくる通信デー
タを復調する復調手段と、この復調手段の復調後の復調
データを基にして正常にスペクトラム逆拡散が可能か否
かをチェックする逆拡散可否判別手段と、チップクロッ
クと同一の受信クロックを出力する受信クロック生成手
段と、この受信クロック生成手段から出力される受信ク
ロックを基にして逆拡散符号を発生させる逆拡散符号発
生手段と、この逆拡散符号発生手段の出力を入力し逆拡
散可否判別手段が逆拡散が可能と判別したときのみオン
となる受信側スイッチ手段と、この受信側スイッチ手段
の出力と復調手段の復調後の復調データとの排他的論理
和をとる受信側排他的加算手段と、受信クロックを前記
した所定の分周比で分周する受信側分周手段と、逆拡散
可否判別手段が逆拡散が可能でないと判別したとき受信
クロックを選択し、逆拡散が可能と判別したときこの受
信クロックを受信側分周手段によって分周したクロック
を選択して書込クロックとして出力する書込クロック選
択手段と、受信側排他的加算手段の出力を入力として書
込クロック選択手段の選択した書込クロックによってこ
れを書き込む受信用バッファとを備え、この受信用バッ
ファに格納されたデータを前記した伝送する情報とする
受信装置とを可変通信システムに具備させる。

【００１２】すなわち請求項２記載の発明では、送信装
置が送信用バッファを備えており、この送信用バッファ
に残っている情報の量からこれに入力される情報の単位
時間当たりの量が比較的多いか少ないかを情報量大小判
別手段によって判別するようになっている。そして、こ
の判別結果に応じて送信バッファからデータを読み出す
読出クロックの周期を２段階に変更できるようにしてい
る。すなわち情報量大小判別手段が伝送する情報を比較
的多いと判別したときには読出クロックをチップクロッ
クとし、比較的少ないと判別したときにはこのチップク
ロックを送信側分周手段によって分周された後の遅いク
ロックとしている。このようにして送信用バッファから
読み出されたデータは送信側排他的加算手段の一方の入
力となり、他方の入力はチップクロックを基にして発生
した拡散符号が送信側スイッチ手段を介して入力され
る。ここで、送信側スイッチ手段は情報量大小判別手段
が伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオン
となるスイッチである。これにより変調手段からは情報
量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判断した
ときにはその情報量に応じた帯域幅の信号が通信データ
として出力され、比較的少ないと判断したときにはスペ
クトラム拡散によって帯域幅を拡大し中心周波数も比較
的多いと判断した場合と同一となった通信データが出力
される。このため、受信装置側の復調手段は通信データ
としていずれの形態のデータが受信された場合でも伝送
速度が同じなので復調同期を取り直す必要がない。そし
て、復調手段の復調後の復調データを基にして正常にス
ペクトラム逆拡散が可能か否かをチェックして可能であ
ればスペクトラム拡散によって送られてきた信号である
としてスペクトラム逆拡散して受信バッファに書き込
み、そうでない場合には復調後の復調データをこの受信
バッファに書き込むことになる。この際に書込クロック
選択手段は、書き込みのためのクロックを送信装置側の
送信バッファから読み出したレートに合わせて選択する
ことになる。このようにして受信バッファから復調後の
前記した伝送する情報が得られることになる。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
可変通信システムで、受信クロック生成手段は復調手段
に入力した通信データから受信クロックを再生する受信
クロック再生手段であることを特徴としている。

【００１４】すなわち請求項３記載の発明では、請求項
２記載の可変通信システムで、受信クロック生成手段は
独自に予め取り決めた周波数の受信クロックを生成して
もよいが、通信データそのものからクロックを抽出して
受信クロックとしてもよいことを示している。

【００１５】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
可変通信システムで、情報量大小判別手段は、情報量が
比較的大きいと判別するしきい値と比較的少ないと判別
するしきい値に所定の差分を設定していることを特徴と
している。

【００１６】すなわち請求項４記載の発明では、伝送す
る情報の単位時間当たりの送信用バッファに入力される
量が小刻みに変動するような場合に、情報量大小判別手
段が１つのしきい値で情報量の大小を判別すると情報量
の判別の切り替えが必要以上多くの回数発生することに
なり、通信形態の切り替えが頻繁に発生することにな
る。そこで、情報量が比較的多いと判別するしきい値と
比較的少ないと判別するしきい値に差を設けて送信バッ
ファ側で吸収させることにしたものである。これによ
り、回路の安定的な動作が可能になる。

【００１７】請求項５記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の可変通信システムで、情報量大小判別手
段は、伝送する情報を取得する経路が予め特定された経
路であるか否かによって伝送する情報の単位時間当たり
の量が比較的多いか少ないかを判別することを特徴とし
ている。

【００１８】すなわち請求項５記載の発明では、情報量
大小判別手段が実際に処理する情報の量から情報量の大
小を判別するのではなく、伝送する情報を取得する経路
の中にはこれらの情報の単位時間当たりの量がある程度
推測されるものがあるので、経路をキーとして情報量の
大小を判別するようにしている。たとえばホームページ
の閲覧を行う場合には比較的大容量のデータがダウンロ
ードされるので、そのような経路を選択したときには情
報量が比較的大きいものとして処理する。画一的な処理
が行われるので、回路に判断のための負担を掛けず、ま
たバッファメモリを小容量にすることができる。

【００１９】請求項６記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の可変通信システムで、情報量大小判別手
段は、伝送する情報を処理する装置が予め特定されたモ
ードに設定されているか否かによって伝送する情報の単
位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別するこ
とを特徴としている。

【００２０】すなわち請求項６記載の発明では、情報量
大小判別手段が実際に処理する情報の量から情報量の大
小を判別するのではなく、装置の設定するモードによっ
て送信する情報の単位時間当たりの量がある程度推測さ
れるものがあるので、モードをキーとして情報量の大小
を判別するようにしている。たとえばテレビ電話を行う
テレビ電話モードに移行すると比較的大容量の画像デー
タが通信されるので、そのような経路を選択したときに
は情報量が比較的大きいものとして処理する。画一的な
処理が行われるので、回路に判断のための負担を掛け
ず、またバッファメモリを小容量にすることができる。

【００２１】請求項７記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の可変通信システムで、送信装置および受
信装置は無線装置であることを特徴としている。

【００２２】また、請求項８記載の発明では、請求項１
または請求項２記載の可変通信システムで、送信装置は
伝送速度に比例して送信パワーを出力することを特徴と
している。すなわち、伝送速度が低いときには送信パワ
ーを低下させるため、スペクトラム拡散により占有帯域
幅が広がった分だけ送信パワー密度が低くなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

【００２４】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２５】図１は本発明の一実施例における可変通信
システムの全体的な構成を表わしたものである。この可
変通信システムは第１のＬＡＮ（ローカルエリアネット
ワーク）１０１と第２のＬＡＮ１０２の２つのＬＡＮを
結んだ通信システムとして構成されている。第１のＬＡ
Ｎ１０１にはホストコンピュータ（ＨＯＳＴ）１０３や
第１のルータ１０４（Ｒｏｕｔｅｒ）が接続されてい
る。第１のルータ１０４は無線通信回線１０５と通信を
行うための第１の通信機１０６が接続されている。第２
のＬＡＮ１０２には図示しないホストコンピュータによ
って制御される端末１０７と第２のルータ１０８が接続
されている。この第２のルータ１０８には無線通信回線
１０５と通信を行うための第２の通信機１０９が接続さ
れている。

【００２６】このような可変通信システムで第１および
第２の通信機１０６、１０９は、無線通信回線１０５を
用いた通信を行うときの通信量を監視するようになって
いる。そして、通信量が比較的多い場合と少ない場合と
でそれぞれの情報速度を切り替えて通信を行うようにな
っている。ただし、無線通信回線１０５を通信される通
信データの転送レートは常に一定となっており、その代
わり通信量が比較的多い場合には通常のＰＳＫ（Phase
Shift Keying：位相偏移）変調方式を採用して情報の伝
送を行う。また、通信量が比較的少ない場合にはスペク
トラム拡散による通信を行う。通信データの転送レート
が変わらないので、通信量が変動しても伝送速度の切り
替え時に伝送速度の再同期が不要であり、通信断の時間
がなくなる。

【００２７】図２は、本実施例の第１の通信機の送信部
の構成を表わしたものである。図１に示した第２の通信
機１０９の送信部も第１の通信機１０６の送信部と基本
的に同一の構成となっている。このため第２の通信機１
０９の送信部の説明は省略する。

【００２８】第１の通信機の送信部１２１は、図１に示
した第１のルータ１０４から送られてくる通信データ１
２２を入力する送信用バッファ１２３を備えている。送
信用バッファ１２３は比較的容量の小さなメモリであ
り、通信量監視回路１２４がその使用量の変化をチェッ
クすることで通信量を監視している。そして、第１のル
ータ１０４から送られてくる通信データ１２２の量が比
較的多いか比較的少ないかを示した通信量大小判別信号
１２５を出力するようになっている。この通信量大小判
別信号１２５は、読出クロック選択器１２６および拡散
符号選択スイッチ１２７の制御端子に入力される。

【００２９】ここで、読出クロック選択器１２６はチッ
プクロック発振器１２８から出力される所定周波数のチ
ップクロック１２９と、このチップクロック１２９をＮ
分の１に分周するＮ分の１分周器１３１の分周出力１３
２の一方を選択して、読出クロック１３３として送信用
バッファ１２３に供給するようになっている。ただし、
ここで数値Ｎは２以上の整数である。また、拡散符号選
択スイッチ１２７は、拡散符号発生回路１３４から出力
される拡散符号１３５を排他的加算器１３６の一方の入
力端子に供給するのをオン・オフするためのスイッチで
ある。拡散符号選択スイッチ１２７はその接点が開いて
いるとき排他的加算器１３６のこの入力端子に信号
“０”あるいは信号“１”の固定値を供給するようにな
っている。

【００３０】拡散符号発生回路１３４には、チップクロ
ック１２９が供給されている。排他的加算器１３６の他
方の入力端子には、送信用バッファ１２３から読出クロ
ック１３３によって読み出された通信データ１３７が入
力される。排他的加算器１３６は、入力された拡散符号
１３５と通信データ１３７の排他的論理和（ＥＯＲ）を
取り、その加算出力１３８を変調器１３９に入力するよ
うになっている。変調器１３９はこれを変調して、変調
出力１４１を図１に示した無線通信回線１０５に送出す
ることになる。ここで変調器１３９は通信量が比較的少
ないときにはスペクトラム拡散を行い、比較的多いとき
には通常のＰＳＫ変調を行うことになる。

【００３１】図３は、これに対して本実施例の第２の通
信機の受信部の構成を表わしたものである。図１に示し
た第１の通信機１０６の受信部も第２の通信機１０９の
受信部と基本的に同一の構成となっている。このため第
１の通信機１０６の受信部の説明は省略する。

【００３２】第２の通信機の受信部１５１は、図１に示
した無線通信回線１０５から受信した受信信号１５２を
入力して復調する復調器１５３を備えている。復調器１
５３は復調データ１５４を出力する。復調データ１５４
は排他的加算器１５５の一方の入力になると共に逆拡散
同期回路１５６の入力となる。また、復調データ１５４
は受信クロック再生回路１５８にも入力され、受信クロ
ック１５９が再生される。この再生された受信クロック
１５９は、逆拡散符号発生回路１６１と、書込クロック
選択器１６２の一方の入力端子と、この他方の入力端子
に分周出力１６３を入力するＮ分の１分周器１６４にそ
れぞれ入力される。逆拡散符号発生回路１６１は、受信
クロック１５９を基にして逆拡散符号１６５を発生さ
せ、これを逆拡散符号選択スイッチ１６６に供給するよ
うになっている。

【００３３】一方、逆拡散同期回路１５６は復調データ
１５４を基にして正常にスペクトラム逆拡散ができるか
どうかをチェックする。そして、正常にスペクトラム逆
拡散ができる場合にはその復調データ１５４がスペクト
ラム拡散による通信によるもの、すなわち通信量が比較
的少ない場合の通信であるとし、これ以外の場合には通
常のＰＳＫ変調方式を採用した通信、すなわち通信量が
比較的多い場合の通信であると判別する。そして、これ
らの結果を通信量大小判別信号１６７として出力する。
通信量大小判別信号１６７は、書込クロック選択器１６
２と逆拡散符号選択スイッチ１６６に供給される。逆拡
散同期回路１５６は、また、正常にスペクトラム逆拡散
ができる場合には同期タイミング信号１６８を出力し
て、これをＮ分の１分周器１６４に供給するようになっ
ている。

【００３４】したがって、通信量が比較的少なくスペク
トラム拡散が行われる場合には通信量大小判別信号１６
７によって逆拡散符号選択スイッチ１６６の接点が閉
じ、逆拡散符号１６５が排他的加算器１５５に入力され
る。排他的加算器１５５はこの逆拡散符号１６５によっ
て復調データ１５４を逆拡散し、通信データ１６９を受
信用バッファ１７１に供給する。スペクトラム拡散が行
われているこの場合には、同期タイミング信号１６８が
Ｎ分の１分周器１６４に供給されており、受信クロック
１５９をＮ分の１に分周した分周出力１６３が受信クロ
ック１５９と共に書込クロック選択器１６２に供給され
ている。書込クロック選択器１６２は通信量が比較的少
ない場合を示す通信量大小判別信号１６７を入力してお
り、この状態で受信クロック１５９をＮ分の１に分周し
た分周出力１６３を選択し、これを書込クロック１７２
として受信用バッファ１７１に供給している。したがっ
て、通信量が比較的少なくスペクトラム拡散が行われて
いる場合には、受信クロック１５９をＮ分の１に分周し
た分周出力１６３で通信データ１６９がサンプリングさ
れて受信用バッファ１７１に書き込まれることになる。

【００３５】これに対して、通信量が比較的多く通常の
ＰＳＫ変調方式で通信が行われる場合には、通信量大小
判別信号１６７によって逆拡散符号選択スイッチ１６６
の接点が開いている。したがって、復調器１５３から出
力される復調データ１５４は排他的加算器１５５をその
まま通過して受信用バッファ１７１に供給される。この
とき、書込クロック選択器１６２は受信クロック１５９
を選択して書込クロック１７２として受信用バッファ１
７１に供給している。したがって、通信量が多いこの場
合には周波数の高いこの書込クロック１７２で通信デー
タ１６９がサンプリングされて受信用バッファ１７１に
書き込まれる。このようにして受信用バッファ１７１に
格納された通信データ１６９は通信データ１７３として
順次読み出されることになる。

【００３６】図４は、本実施例における通信量で切り替
えを行う場合のこれらのスペクトラムを対比したもので
あり、同図（ａ）は通信量が比較的少ない場合を、また
同図（ｂ）は通信量が比較的多い場合を示している。本
実施例では通信量が比較的少ない場合に、図２で示した
拡散符号発生回路１３４から出力される拡散符号１３５
を通信データ１３７に排他的に加算することによって、
スペクトラム拡散を行っている。このときのチップクロ
ック１２９は送信用バッファ１２３から読出クロック１
３３によって読み出される通信データ１３７のＮ倍であ
る。したがって、伝送されるデータを拡散して、占有帯
域幅を広げて送信を行う。

【００３７】図５は、本実施例と対比するために従来の
通信量で切り替えを行う場合のこれらのスペクトラムを
対比したものであり、同図（ａ）は通信量が比較的少な
い場合を、また同図（ｂ）は通信量が比較的多い場合を
示している。従来では通信量が比較的少ない場合も通常
の通信方式を採用しているので、占有帯域幅はデータ量
に応じた狭い範囲となっている。

【００３８】今、通信量が比較的少ない場合として、１
６ｋｂｐｓ（キロビット／秒）の情報が存在したものと
する。これをＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keyin
g, Quadri-Phase Shift Keying）方式で変調して伝送し
た場合、伝送シンボル速度は１６ｋＨｚとなる。ここで
ＱＰＳＫ方式ではベースバンドのビット情報（００，０
１，１０，１１）を搬送波の位相（０°、９０°、１８
０°、２７０°）に対応させる変調方式である。図５
（ａ）はこれを示している。

【００３９】本実施例のようにスペクトラム拡散を行う
ものとする。拡散率が“１２８”の場合には、伝送シン
ボル速度との掛け合わせた値がチップクロック１２９の
周波数となり、これは２０４８ｋＨｚである。スペクト
ラム拡散の場合には、図５（ａ）に対応する図４（ａ）
に示すように、これに伴って必要帯域幅も１２８倍に広
がる。ただし、伝送品質を保つための送信パワー、すな
わち受信側で必要なＥｂ／Ｎｏ（ディジタル変調信号に
おけるビットあたりの電力密度対雑音電力密度比）を得
るための送信パワーは、２０４８ｋｂｐｓの情報を同じ
レートで２分の１の誤り訂正およびＱＰＳＫで伝送する
従来の場合と比較すると、エネルギが拡散されているた
めに１２８分の１で済む。これは約２１ｄＢの電力の差
に相当する。

【００４０】次に、通信量が比較的多い場合を説明す
る。この場合、本実施例ではスペクトラム拡散の手法を
用いずに、通常のＰＳＫ変調を行っている。伝送シンボ
ルレートは、チップクロック１２９の速度と同一に設定
してある。通信量が比較的多い場合には、図２に示した
送信用バッファ１２３から通信データ１３７を読み出す
読出クロック１３３の周波数が当然高くなるからであ
る。また、本実施例では搬送波の中心周波数は図４
（ｂ）に示すようにスペクトラム拡散を行ったものと同
一にしている。すなわち、通信量が比較的少ない場合が
１６ｋｂｐｓの情報レートであったのに対して、２０４
８ｋｂｐｓの情報レートにすることで、比較的多い通信
量に対応している。この場合、１６ｋｂｐｓのときと同
一の伝送品質を確保するものとすると、送信出力パワー
は２１ｄＢ高くする必要が生じる。なお、従来の通信量
が比較的多い場合を示す図５（ｂ）は、本実施例の通信
量が比較的多い場合を示す図４（ｂ）と同一の通信方式
で通信を行うものとして表わしている。

【００４１】このように本実施例では通信量の多少、す
なわちトラヒックの多少に応じて伝送速度を変更する場
合に、伝送シンボルレート自体は変更されないので、伝
送速度の切り替え時に復調器が変更後の伝送速度に再同
期を行うために要する通信断の時間を無くすことができ
る。このため、従来、通信断に対処するために必要とさ
れた送受信に係わるデータを一時的に貯蔵するためのバ
ッファ領域を不要とすることができる。したがって、実
施例の場合には通信量を判別したりするための最小限の
バッファメモリのみを必要とすることになり、バッファ
容量の大幅な削減が可能になる。このため、装置の簡略
化と共に装置のコストダウンを図ることが可能になる。

【００４２】発明の変形可能性

【００４３】以上説明した実施例では通信データ１２２
を一時的に蓄える送信用バッファ１２３に接続された通
信量監視回路１２４が蓄えられた通信データの量が多く
なった段階で、通信量が比較的多いものと判断して通常
のＰＳＫ変調を行うこととし、それ以外の場合には通信
量が比較的小さいものと判断してスペクトラム拡散の手
法で通信を行うものとした。このとき、通信量監視回路
１２４が同一のしきい値を基にして通信量の多少を判別
すると、通信量がこれらの中間的な値の近傍となってい
るとき、情報速度の切り替えが頻繁に生じる可能性があ
る。このような頻繁な切り替えを防止するためには、情
報速度を高い方から低い方に切り替えるしきい値と、こ
の逆に低い方から高い方に切り替えるしきい値に所定の
差分を設定するようにすればよい。

【００４４】第１の変形例

【００４５】図６は携帯電話機で通信データの量に応じ
て通信方法を切り替える場合の切替制御の一例を第１の
変形例として示したものである。この変形例では図示し
ないＣＰＵ（中央処理装置）が同じく図示しない携帯電
話機内に備えられており、所定の制御プログラムを実行
することで通信方法を切り替えている。ＣＰＵは音声に
よる通常の通話モードであるかどうかを判別し（ステッ
プＳ２０１）、通常の通話モード場合には（Ｙ）、次に
説明する他のモードよりも通信データの量が少ないので
スペクトラム拡散の手法を用いて送信を行う（ステップ
Ｓ２０２）。

【００４６】これに対して、テレビ電話モードである場
合や（ステップＳ２０３：Ｙ）、インターネットに接続
してコンテンツのダウンロードを行ったりするウェブア
クセスモードを実行する場合には（ステップＳ２０４：
Ｙ）、通信データの量が比較的多いものとして通常のＰ
ＳＫ変調を行って送信する（ステップＳ２０５）。先の
実施例と同様に、ステップＳ２０２のスペクトラム拡散
とステップＳ２０５のＰＳＫ変調で伝送シンボルレート
は同一となっている。したがって、情報速度の切り替え
時に復調器が変更後の伝送速度に再同期を行うために要
する通信断の時間を無くすことができる。しかもこの変
形例の場合には、実施例のような送信用バッファ１２３
を用いることなく通信量の多少を判別するので、バッフ
ァの容量を更に減少させることが可能である。

【００４７】第２の変形例

【００４８】図７は本発明の第２の変形例における第１
の通信機の送信部の構成を表わしたものであり、先の実
施例の図２に対応するものである。図７で図２と同一部
分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省
略する。

【００４９】この第２の変形例における第１の通信機の
送信部１２１Ａでは、送信用バッファ１２３から出力さ
れる通信データ１３７が、直接、ベースバンド変調器１
３９Ａに入力され、ここでベースバンドの変調が行われ
る。変調後の通信データ３０１が排他的加算器１３６の
一方の入力端子入力されることになる。排他的加算器１
３６は、他方の入力端子に入力された拡散符号１３５と
通信データ３０１の排他的論理和（ＥＯＲ）を取り、そ
の加算出力を変調出力１４１として図１に示した無線通
信回線１０５に送出することになる。これ以外の点は先
の実施例と同一である。

【００５０】なお、実施例および変形例では通信データ
の量が比較的多い場合に通常のＰＳＫ変調を行ったが、
スペクトラム拡散を行うチップクロックと同一のクロッ
ク周波数であれば、他の変調方式で変調してもよいこと
は当然である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項８
記載の発明によれば、伝送する情報の単位時間当たりの
量が比較的多いか少ないかを判別して少ない場合にはス
ペクトラム拡散して帯域幅を広げ、多い場合と同じ帯域
幅で中心周波数も同じものが送信できるようにした。こ
のため、送信側でこのような２種類の信号形態を情報の
大小に応じて選択して送信するにも係わらず、受信側で
は伝送速度に変更がないため信号形態が切り替えられる
際に復調器を再同期する必要がない。このため、通信断
が生ぜずこれに対処するためのバッファ領域を不要とす
るだけでなく、通信断に対応するためのその他の回路を
不要とし、送受信装置の回路の簡略化とコストダウンを
図ることができる。また、伝送する情報の単位時間当た
りの量が比較的少ない場合には、従来と比べて帯域幅が
広がるので安定した通信を維持できるという効果があ
る。

【００５２】更に請求項４記載の発明によれば、情報量
大小判別手段が２つの異なったしきい値を採用するの
で、情報量が中間的な値を取るような場合にも、回路の
安定的な動作が可能になる。

【００５３】また、請求項５記載の発明あるいは請求項
６記載の発明によれば、情報量大小判別手段が実際に処
理する情報の量から情報量の大小を判別するのではな
く、伝送する情報を取得する経路や装置の採るモードに
よって情報量の大小を判別するので、画一的な処理が可
能になり、回路に判断のための負担を掛けず、またバッ
ファメモリを小容量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における可変通信システムの
全体的な構成を表わしたシステム構成図である。

【図２】本実施例の第１の通信機の送信部の構成を表わ
したブロック図である。

【図３】本実施例の第２の通信機の受信部の構成を表わ
したブロック図である。

【図４】本実施例における通信量で切り替えを行う場合
のこれらのスペクトラムを対比した特性図である。

【図５】従来の通信量で切り替えを行う場合のこれらの
スペクトラムを対比した特性図である。

【図６】本発明の第１の変形例として携帯電話機で通信
データの量に応じて通信方法を切り替える場合の切替制
御の様子を示した流れ図である。

【図７】本発明の第２の変形例における第１の通信機の
送信部の構成を表わしたブロック図である。

【符号の説明】

１０６第１の通信機１０９第２の通信機１２１、１２１Ａ送信部１２２、１７３通信データ１２３送信用バッファ１２４通信量監視回路１２６読出クロック選択器１２８チップクロック発振器１３１、１６４Ｎ分の１分周器１３４拡散符号発生回路１３６、１５５排他的加算器１３９変調器１３９Ａベースバンド変調器１４１変調出力１５１受信部１５２受信信号１５３復調器１５６逆拡散同期回路１５８受信クロック再生回路１６１逆拡散符号発生回路１６２書込クロック選択器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送する情報の単位時間当たりの量が比
較的多いか少ないかを判別する情報量大小判別手段と、
この情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと
判別したとき、この情報としての第１の情報を所定の中
心周波数で所定の帯域幅の信号形式にディジタル変調し
て通信データとして送出する第１の通信データ送出手段
と、前記情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少
ないと判別したとき、この情報としての第２の情報を前
記中心周波数で前記所定の帯域幅と同一の帯域幅にスペ
クトラム拡散してディジタル変調し前記通信データとし
て送出する第２の通信データ送出手段とを備えた送信装
置と、この送信装置から送られてくる前記通信データを復調す
る復調手段と、復調後の信号が正常にスペクトラム逆拡
散可能か否かをチェックする逆拡散可否判別手段と、こ
の逆拡散可否判別手段によってスペクトラム逆拡散が正
常に行われないと判別されたとき前記復調手段の復調後
の信号から前記第１の情報を再生する第１の情報再生手
段と、前記逆拡散可否判別手段によってスペクトラム逆
拡散が正常に行われると判別されたとき前記復調手段の
復調後の信号をスペクトラム逆拡散するスペクトラム逆
拡散手段と、このスペクトラム逆拡散手段のスペクトラ
ム逆拡散後の信号から前記第２の情報を再生する第２の
情報再生手段とを備えた受信装置とを具備することを特
徴とする可変通信システム。
【請求項２】伝送する情報を順次入力すると共に所定
の読出クロックに同期してこれを出力する送信用バッフ
ァと、この送信用バッファに残っている前記情報の量か
ら情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを
判別する情報量大小判別手段と、所定の周波数のチップ
クロックを出力するチップクロック生成手段と、このチ
ップクロック生成手段から出力されるチップクロックを
所定の分周比で分周する送信側分周手段と、前記情報量
大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判別したと
き前記読出クロックを前記チップクロックとし、比較的
少ないと判別したときこの読出クロックを前記送信側分
周手段によってチップクロックを分周したクロックとす
る読出クロック選択手段と、前記チップクロックを入力
して拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、この拡
散符号発生手段の出力を入力し前記情報量大小判別手段
が伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオン
となる送信側スイッチ手段と、前記送信用バッファから
読出クロックに同期して出力される情報と前記送信側ス
イッチ手段の出力との排他的論理和をとる送信側排他的
加算手段と、この送信側排他的加算手段の出力をディジ
タル変調して通信データとして送信する変調手段とを備
えた送信装置と、この送信装置から送られてくる前記通信データを復調す
る復調手段と、この復調手段の復調後の復調データを基
にして正常にスペクトラム逆拡散が可能か否かをチェッ
クする逆拡散可否判別手段と、前記チップクロックと同
一の受信クロックを出力する受信クロック生成手段と、
この受信クロック生成手段から出力される受信クロック
を基にして逆拡散符号を発生させる逆拡散符号発生手段
と、この逆拡散符号発生手段の出力を入力し前記逆拡散
可否判別手段が逆拡散が可能と判別したときのみオンと
なる受信側スイッチ手段と、この受信側スイッチ手段の
出力と前記復調手段の復調後の復調データとの排他的論
理和をとる受信側排他的加算手段と、前記受信クロック
を前記所定の分周比で分周する受信側分周手段と、前記
逆拡散可否判別手段が逆拡散が可能でないと判別したと
き前記受信クロックを選択し、逆拡散が可能と判別した
ときこの受信クロックを前記受信側分周手段によって分
周したクロックを選択して書込クロックとして出力する
書込クロック選択手段と、前記受信側排他的加算手段の
出力を入力として書込クロック選択手段の選択した書込
クロックによってこれを書き込む受信用バッファとを備
え、この受信用バッファに格納されたデータを前記伝送
する情報とする受信装置とを具備することを特徴とする
可変通信システム。
【請求項３】前記受信クロック生成手段は前記復調手
段に入力した通信データから受信クロックを再生する受
信クロック再生手段であることを特徴とする請求項２記
載の可変通信システム。
【請求項４】前記情報量大小判別手段は、情報量が比
較的大きいと判別するしきい値と比較的少ないと判別す
るしきい値に所定の差分を設定していることを特徴とす
る請求項２記載の可変通信システム。
【請求項５】前記情報量大小判別手段は、伝送する情
報を取得する経路が予め特定された経路であるか否かに
よって伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多い
か少ないかを判別することを特徴とする請求項１または
請求項２記載の可変通信システム。
【請求項６】前記情報量大小判別手段は、伝送する情
報を処理する装置が予め特定されたモードに設定されて
いるか否かによって伝送する情報の単位時間当たりの量
が比較的多いか少ないかを判別することを特徴とする請
求項１または請求項２記載の可変通信システム。
【請求項７】前記送信装置および受信装置は無線装置
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
可変通信システム。
【請求項８】前記送信装置は伝送速度に比例して送信
パワーを出力することを特徴とする請求項１または請求
項２記載の可変通信システム。