JP2009536799A - チャネル変更が可能な無線通信端末機及びそのチャネル変更方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図5
Description
例えば、ブルートゥース(登録商標)は、家庭やオフィス内の互いに10〜100m内の近距離に位置している移動電話、コンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)等を他の電話、コンピュータ、PDA、家電製品等と無線で接続することにより、デジタル機器間のリアルタイムでの双方向無線通信を可能とする。
ブルートゥース(登録商標)の周波数帯域は、2.4GHz帯域のISM(Industrial、Scientific、Medical)帯域である2.402GHz〜2.480GHzである。
この方式は一定時間毎に無作為に周波数を切り替える方式であって、受信端末間での干渉を防ぐために2.402GHz〜2.480GHzのブルートゥース(登録商標)帯域内において帯域幅を1MHzで分割して79個の周波数帯域を設定し、各周波数帯域を切り替えながら信号が送信されるようにする。このような周波数帯域の切り替えは1秒間に1600回行われる。
ここでのチャネルとは、周波数ホッピングによって形成される一種のコードであって、周波数ホッピングのために分割された79個の周波数帯域をどういう順番に切り替えるかに応じてチャネルを設定することができる。
例えば、分割された各周波数帯域を第1〜第79帯域とすると、第1〜第79帯域を順次ホッピングすることをチャネル1として設定し、第5帯域、第29帯域、第17帯域、第3帯域、・・・のような順序でホッピングすることをチャネル2として設定することができる。
このようなOOK変調方式を使用する場合、他の送信端末との通信干渉を防止するために、3.1GHz〜5.1GHzの周波数帯域を複数個の周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成し、その中から選択されたチャネルを用いて送信端末と受信端末とが通信する。
このようなOOK方式の問題点は、互いに同一チャネルを用いる異なるユーザが1組以上使用する場合に発生するため、同一チャネルを使用する他の送信端末と受信端末が無線通信範囲内に進入すると、自動的にチャネルを変更する方法を適用できればこのような問題点を解消することができる。
また、前記無線通信信号のフィルタリング帯域を調節し、前記チャネルを変更するフィルタを備えることが好ましい。
前記フィルタは、バンドパスフィルタであっても良い。
前記制御部は、前記受信された無線通信信号の電力レベルがある一定の値以下である場合、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することがが好ましい。
前記制御部は、外部から前記無線通信信号が予め設定された時間内に受信されなければ、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することが好ましい。
隣接する前記各チャネルの間には、前記無線通信信号を送受信しない所定の帯域幅を有するガード帯域が形成されても良い。
無線通信端末機は、携帯端末、コンピュータ、MP3プレーヤ、RF送受信機、TV、PMP、PDA、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器の内のいずれか一つであても良い。
前記無線通信信号は、携帯端末、コンピュータ、MP3プレーヤ、RF送受信機、TV、PMP、PDA、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器、スピーカーの内のいずれか一つから受信されることが好ましい。
第1の携帯端末1は第2の携帯端末1’又はサーバとの通信が可能であり、基地局から提供されたデータ信号を画面とスピーカーを通じて出力したりメモリに保存したりする。
第1の無線ヘッドセット2は、近距離無線通信を通じてMP3(MPEG Audio Layer−3)信号、オーディオデータ、音声信号などの無線信号により第1の携帯端末1と通信し、第1の無線ヘッドセット2と第1の携帯端末1間の通信はデータの種類に応じて双方向又は単方向で行われる。
すなわち、音声信号は第1の携帯端末1と第1の無線ヘッドセット2間で双方向で送受信される。これに対し、第1の携帯端末1に保存されているか無線インターネット等を通して提供されるデータ、例えば、MP3で圧縮されたオーディオデータの場合には第1の携帯端末1から第1の無線ヘッドセット2に、即ち単方向にのみ提供される。
このような各携帯端末1、携帯端末1’と、各無線ヘッドセット2、無線ヘッドセット2’は、チャネルの変更が可能となるように次のような構成の無線通信システムをそれぞれ備えなければならない。
携帯端末1の無線通信システムは、チャネルの変更のためのチャネル変更回路40と、カオス信号にデータ信号を変調したカオス搬送波を送信する送信回路10と、カオス搬送波を受信してデータ信号を求める受信回路20とを含む。
このようなカオス信号の周波数帯域はその範囲が広いため、この周波数帯域は複数のサブ帯域に分けられ、サブ帯域の一部のみが通信信号の送受信に使用される。
例えば、500MHzの単位でカオス信号の周波数帯域を分割する場合、4つのサブ周波数帯域を形成することができ、4つのサブ周波数帯域は4つのチャネルに設定される。すなわち、3.1〜3.6GHzはチャネル1、3.6〜4.1GHzはチャネル2、4.1〜4.6GHzはチャネル3、4.6〜5.1GHzはチャネル4に設定することができる。
このようなチャネル変更回路40は、電力検知部43からの結果を受けて制御部45によってフィルタ41が制御されチャネルが変更される。
フィルタ41は可変BPF(Band Pass Filter)で形成することができ、可変BPFは所望する周波数帯域のみをフィルタリングして通過させることができるだけでなく、フィルタリングされる周波数帯域も変更することができる。これにより、フィルタ(以下、BPF)41のフィルタリング帯域を調節し、所望する周波数帯域幅を有する複数のチャネルを形成することができるだけでなく、チャネルの変更も可能である。
また、制御部45は電力検知部43から検知されたカオス信号の電力レベルと、無線ヘッドセット2からカオス信号が受信されたか否かを用いてフィルタ(BPF)41のチャネル変更を制御する信号を発生させる。
このような制御部45は、分離して構成されても良く、基底帯域処理部35内に設けられても良く、基底帯域処理部35が制御部45の機能を行うこともできる。
このようなデータ信号とカオス信号とを合成すると、[e]点に対するグラフに示すように、データ信号で情報が存在する区間でのみカオス信号が存在するカオス搬送波が生成される。このように変調が終了した後にも、カオス搬送波の周波数帯域は、カオス信号の周波数帯域と同一である。
LNA21は、アンテナ5を通して受信されたカオス搬送波を増幅して信号検知部23に伝達する。
AGC増幅器25は、増幅率を増減させることのできる増幅器であって、信号検知部23で抽出された波を一定のレベルに増幅させる。LPF27は増幅された波をA/Dコンバータ29においてデジタル信号に変換できるようにフィルタリングする。
データ信号は基底帯域処理部35を通して信号処理回路50に提供され、CDMA信号に処理された後、基地局に送信される。
図に示すように、無線ヘッドセット2の無線通信システムは、携帯端末1の無線通信システムと同様に、受信回路120と送信回路110とを含む。
送信回路110は、カオス信号発生器130、変調器111、電力増幅器115を含み、マイクで入力された音声信号をカオス信号に合成して携帯端末1に送信する。
BPF106は、動作初期には、カオス搬送波の全ての周波数帯域を送受信できるように設定され、制御部145は各チャネルを順次又はランダムに変更しながらカオス搬送波が入力されたか否かを判断する。
このとき、携帯端末1が対応するチャネルで無線通信することを所望する場合、対応するチャネルを通してデータの含まれたカオス搬送波が伝送され、制御部145はBPF106を制御して、データの含まれたカオス搬送波のチャネルに対応する無線ヘッドセット2のチャネルを設定する。
しかし、初期通信時のチャネルの電力が一定の値以下の場合、携帯端末1はチャネルを変更してIDを再要求し、制御部145はまたチャネルを変更しながら携帯端末1からのカオス搬送波を検知する。すなわち、制御部145は、データの含まれたカオス搬送波が受信されるまでチャネルを変更するようになる。
これは携帯端末1と無線ヘッドセット2との通信中、チャネルの環境が変化することに備えるためのことで、携帯端末1側では該信号を受信してチャネルの状態に応じてチャネルを変更することができる。一方、携帯端末1と無線ヘッドセット2間で双方向にデータが伝送される場合、すなわち、電話通話時には、携帯端末1では無線ヘッドセット2から送信されたカオス搬送波を用いてチャネルの状態を把握することができるため、無線ヘッドセット2から携帯端末1へ別の信号を送信する必要はない。
携帯端末1又は無線ヘッドセット2のボタンを操作してMP3、オーディオデータの出力を選択する(ステップS400)。
すると、携帯端末1はチャネルをスキャンして使用中のチャネルがあるか否かを検索する(ステップS401)。
もし、検索結果、使用中のチャネルがない場合(ステップS402−N)、チャネルを選択し(ステップS404)、選択されたチャネルを通して携帯端末1から無線ヘッドセット2にIDを要求するID要求信号を送信する(ステップS405)。
携帯端末1の制御部45は無線ヘッドセット2からID応答信号が受信されたか否かを判断し(ステップS410)、ID応答信号が受信されなければ、予め設定された所定時間が経過しているか否かを判断する(ステップS415)。
予め設定された所定時間が経過していると、制御部45はBPF41のフィルタリング帯域を可変する制御信号を生成してBPF41に提供し(ステップS425)、BPF41の動作によってチャネルが変更されると、変更されたチャネルでID要求信号を再送信する(ステップS430)。
電力レベルが所定の値以上ではない場合、制御部45はBPF41を動作させてチャネルを変更し(ステップS460)、変更されたチャネルを通してカオス搬送波を送信する(ステップS465)。
また、フィルタ41と電力検知部43を用いて電力レベルを簡単な方法で検知しチャネルを変更することにより、チャネルの変更工程が迅速で効率的である。また、チャネルの分割によってカオス搬送波を送受信する周波数帯域が狭まることにより、カオス搬送波を送受信する際に消費する電力消費を低減することができる。
2 無線ヘッドセット
5、105 (送受信用)アンテナ
7、107 スイッチ
10、110 送信回路
11、111 変調器
15、115 電力増幅器
20、120 受信回路
21、121 LNA
23、123 信号検知部
25、125 AGC増幅器
27、127 LPF
29、129 A/Dコンバータ
30、130 カオス信号発生器
33、133 インターフェース
35、135 基底帯域処理部
40 チャネル変更回路
41、106 フィルタ(BPF)
43 電力検知部
45、145 制御部
50 信号処理回路
140 オーディオインターフェース
Claims (19)
- 超広帯域の通信用の周波数帯域の少なくとも一部を複数のサブ周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成するプロセッサと、
前記複数のチャネルのうちの少なくとも一つを通して無線通信信号を受信する受信部と、
前記無線通信信号を受信するチャネルを変更させるチャネル変更器とを備えることを特徴とする無線通信端末機。 - 前記無線通信信号の電力レベルを検知する電力検知部を備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 前記無線通信信号のフィルタリング帯域を調節し、前記複数のチャネルのうちの1つのチャネルを変更するフィルタを備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 前記フィルタは、バンドパスフィルタ(Band Pass Filter)であることを特徴とする請求項3に記載の無線通信端末機。
- 外部から受信された前記無線通信信号の電力レベルに応じて、前記複数のチャネルのうちの1つのチャネルに変更するか否かを制御する制御部を備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 前記制御部は、前記受信された無線通信信号の電力レベルがある一定の値以下である場合、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することを特徴とする請求項5に記載の無線通信端末機。
- 前記制御部は、外部から前記無線通信信号が予め設定された時間内に受信されなければ、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することを特徴とする請求項5に記載の無線通信端末機。
- 前記無線通信信号は、超広帯域の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス(chaotic)信号であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 隣接する前記各チャネルの間には、前記無線通信信号を送受信しない所定の帯域幅を有するガード帯域が形成されることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 前記無線通信端末機は、携帯端末、コンピュータ、MP3プレーヤ、RF送受信機、TV、PMP(Personal Music Player)、PDA(Personal Digital Assistant)、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器の内のいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 前記無線通信信号は、携帯端末、コンピュータ、MP3プレーヤ、RF送受信機、TV、PMP、PDA、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器、スピーカーの内のいずれか一つから受信されることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末機。
- 超広帯域の通信用の周波数帯域のうち少なくとも一部を複数のサブ周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成し、前記チャネルのうちの一つを選択して第1端末からの第1無線通信信号を第2端末に送信するステップと、
前記第2端末から前記第1端末に送信された第2無線通信信号のエネルギーを検知し、前記選択されたチャネルでの通信状態を判断するステップと、
前記通信状態に応じて前記選択されたチャネルを変更するか否かを決定するステップと、
前記決定されたチャネルを通して無線通信信号を送受信するステップとを有することを特徴とする無線通信端末機のチャネル変更方法。 - 前記第1無線通信信号を送信するステップは、最初の通信時、前記第2端末に受信を要請する受信要請信号を送信するステップを含むことを特徴とする請求項12に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
- 前記通信状態を判断するステップは、前記第2端末から前記第2無線通信信号が所定の時間内に受信されない場合、そのチャネルでの通信状態は良好ではないと判断することを特徴とする請求項12に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
- 前記通信状態を判断するステップは、前記第2端末から送信された前記第2無線通信信号の電力レベルがある一定の値以下である場合、前記チャネルでの通信状態は良好ではないと判断することを特徴とする請求項12に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
- 前記チャネルを変更するか否かを決定するステップは、取得した通信状態が良好ではない場合、前記チャネルの変更を決定するステップを含むことを特徴とする請求項12に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
- 前記チャネルの変更を決定するステップは、前記無線通信信号をフィルタリングする周波数帯域を調節することによりチャネルを変更するステップを含むことを特徴とする請求項16に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
- 前記チャネルの変更を決定するステップは、バンドパスフィルタを用いてチャネルを変更することを特徴とする請求項16に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
- 前記第1及び第2無線通信信号は、超広帯域の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス信号であることを特徴とする請求項12に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
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