JP3244610B2 - 周波数ホッピング方式無線ｌａｎシステム - Google Patents

周波数ホッピング方式無線ｌａｎシステム

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JP3244610B2 JP3141895A JP3141895A JP3244610B2 JP 3244610 B2 JP3244610 B2 JP 3244610B2 JP 3141895 A JP3141895 A JP 3141895A JP 3141895 A JP3141895 A JP 3141895A JP 3244610 B2 JP3244610 B2 JP 3244610B2
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    • H04B2001/7154—Interference-related aspects with means for preventing interference

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数ホッピング方式
の無線ＬＡＮシステムに関し、特に、周波数ホッピング
の衝突が起こらないようにして混信が起きないようにし
た無線ＬＡＮシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】周波数ホッピングは、スペクトラム拡散
通信方式における一方式であり、時間とともに周波数を
変えて情報を伝達する方式である。従来の周波数ホッピ
ング方式では、文献「ディジタル移動通信方式」（山内
雪路著、東京電機大学出版局、p.98 - p.101）に示され
ているように、時間ごとに使用する周波数を変更するた
めのホッピングパターンは、送信機ならびに受信機内の
ホッピングパターン発生器によって生成される。この発
生器の指示で、周波数シンセサイザを制御し、送受信周
波数を時間ごとに変える。
【０００３】ホッピングパターン発生器によって、ラン
ダムに近い系列の値が発生され、これにしたがって、ホ
ッピングの順序が決定し、電波が送出されるが、受信側
においても、同じ順序でホッピングが起きるように、送
信側と同じ系列を発生するホッピングパターン発生器を
用いる。ホッピングパターンは、通信中は変更しないと
いう考え方で作られている。
【０００４】また、多重セル環境のように無線基地局が
複数ある場合は、ホッピングのランダム性により、衝突
する確率が低くなるようにしているが、非常に広域の帯
域が割り当てられており、多くの周波数にホッピングで
きることが前提となっている。
【０００５】しかしながら、2.4GHz帯を使用する無線Ｌ
ＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）の場合、割り
当てられている帯域幅は、26MHzと限られている。その
ため、データ転送速度を例えば2Mbps確保しようとし、
１チャネルあたり2MHz割り当てると、１３チャネル分し
かとれないことになる。
【０００６】このように、伝送速度を上げようとする
と、少ない数のチャネルにしかホッピングできなくな
る。したがって、複数の無線ＬＡＮが、全く他の無線Ｌ
ＡＮの動作を見ずに、ランダムでホッピングを行なった
場合、衝突する確率は、ホッピングチャネル数が少ない
がゆえに、高くなるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方式では、複
数の無線ＬＡＮが同じエリア内で稼働する場合、ホッピ
ングの周波数の衝突が起こり、帯域容量分のデータ転送
が行なえないという問題があった。
【０００８】本発明は、複数の無線ＬＡＮが同じエリア
内で稼働したり、無線ＬＡＮの複数のセルが隣接地域に
あったり重なりあったりする環境において、周波数ホッ
ピングの衝突が起こらないようにし、互いに混信しない
ようにできる周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステム
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、周波数ホッピ
ング方式の複数の無線ＬＡＮが、同じエリア内で稼働し
たり、無線ＬＡＮの複数のセルが隣接地域にあったり重
なりあったりする環境において、複数の無線ＬＡＮの基
地局や無線ＬＡＮの複数のセルの基地局同士で互いに同
期をとって、ホッピング周波数が重なり合ったり重なり
合いそうになっていることを検知し、その場合には、周
波数ホッピングパターンの変更、または周波数ホッピン
グパターンの位相を調整する指示（次の遷移周波数に遷
移するのではなく同じ周波数に留まる、または１つ遷移
を飛ばして次の次の遷移周波数に遷移するなどの調整）
を発信し、互いに重なり合わないように、かつ基地局に
接続された無線端末との同期も継続されるようにするこ
とを特徴とする。周波数ホッピングパターンの変更の指
示や周波数ホッピングパターンの位相の調整の指示は、
その指示が確実に伝わるように、前もって予告指示を出
すようにするとよい。
【００１０】
【作用】あらかじめ定められた複数の無線周波数を一定
時間間隔で遷移させながら通信を行なう周波数ホッピン
グによるスペクトラム拡散通信方式を用いて、無線局同
士や、１つの基地局に複数の無線端末がぶらさがる無線
セルにおいて通信が行なわれる無線ＬＡＮにおいて、無
線周波数の遷移パターンを、通信中に一方の無線局から
の指示により、次の遷移タイミングからは別の遷移パタ
ーンに変更することによって、周波数遷移における衝突
を回避することができ、かつ、今まで通信していた無線
局同士や基地局とその配下の無線端末の同期も崩すこと
なく通信が継続される。
【００１１】同様に、このような無線ＬＡＮにおいて、
無線周波数の遷移パターンを、通信中に一方の無線局か
らの指示により変更し、次の遷移タイミングにおいては
次の遷移周波数に遷移するのではなく同じ周波数に留ま
る、または、１つ遷移を飛ばして次の次の遷移周波数に
遷移することでも、周波数遷移における衝突を回避する
ことができ、かつ、今まで通信していた無線局同士や基
地局とその配下の無線端末の同期も崩すことなく通信が
継続される。
【００１２】上記の無線周波数の遷移パターンの通信中
の変更指示あるいは遷移パターンによる遷移の順序の変
更指示においては、そのような変更指示を出す無線局ま
たは基地局が、前もって、変更時期を記した変更予告デ
ータを複数回発信することで、無線特有の雑音による障
害や通信エラーによって変更指示を受取損ない、変更動
作を行なわない無線局がでてしまうことを、防ぐことが
できる。
【００１３】無線端末群を別の場所に移動させた場合、
移動先の場所にて、既に通信中の他の無線局と周波数遷
移パターンが一致し混信が発生することがあるが、本発
明によれば、そのような干渉を検知し、かつ、周波数遷
移パターンが一致してしまっていると検知した場合は、
自らの周波数遷移パターンをあらかじめ用意しておいた
別の遷移パターンに変更するので、互いに干渉しあうこ
となく、共存ができる。
【００１４】同様に、無線端末群を別の場所に移動させ
た場合、移動先の場所にて、既に通信中の他の無線局と
の干渉を検知し、周波数遷移パターンが一致してしまっ
ていると検知した場合、自らの無線局同士の次の遷移タ
イミングにおいては、次の遷移周波数に遷移するのでは
なく同じ周波数に留まる、または、１つ遷移を飛ばして
次の次の遷移周波数に遷移することで、周波数遷移パタ
ーンの位相をずらすことにより、互いに干渉しあうこと
なく、共存ができる。
【００１５】複数の無線局からなるグループが、隣接地
域に複数存在し、各グループの基地局同士が、通信しあ
い、同じ周波数遷移パターンを用い、互いに周波数遷移
パターンの位相差を保つことにより、隣接地域に存在す
るにもかかわらず、互いに干渉し合わない別のグループ
同士を共存させるシステムにおいて、あらかじめずらし
た位相差が保たれているかどうかを検知する手段と、位
相差が縮み、互いに干渉しあう可能性が生じた場合、一
方の無線局からの指示により周波数遷移動作を変更し、
次の遷移タイミングにおいては、次の遷移周波数に遷移
するのではなく同じ周波数に留まる、または、１つ遷移
を飛ばして次の次の遷移周波数に遷移することにより位
相差を作り出す手段を無線局や無線基地局にもたせるこ
とにより、複数の無線ＬＡＮや、複数の無線セルが、同
期をとりあおうとしても、クロックの違いなどから同期
があわなくなってしまったりする問題や、有線ＬＡＮを
用いて同期をとろうとした場合に生ずる、同期情報をの
せたデータパケットの到着遅延や、バラツキによって生
ずる同期はずれの問題が解決できる。
【００１６】位相差が保たれているかどうかの検知手段
としては、複数の基地局の中より、１つの親基地局を定
め、他の子基地局は、親基地局との通信により同期情報
をやりとりすることで、親基地局に同期したクロックを
内部に備え、子基地局自身のクロックと常に比較するこ
とで、親基地局と自身の基地局とのクロックのずれの遷
移を検知することで、あらかじめ確保した位相差が縮ま
っていることが判断できる。
【００１７】移動先の場所にて、既に通信中の他の無線
局との干渉を検知し、周波数遷移パターンが一致してし
まっていると検知する手段として、一定時間間隔で周波
数遷移するごとに、自らの通信グループ以外のホッピン
グ指示フレームを受信した場合、既に通信中の他の無線
局の周波数遷移パターンと一致してしまっていると判断
できる。
【００１８】本発明は、無線ＬＡＮの普及により、同一
フロア内に多数の無線端末を収用する必要がある場合
や、無線ＬＡＮ自体の転送能力の制限から、複数の無線
ＬＡＮを同一フロアに設置する必要がある環境におい
て、同一フロア内に、無線基地局を中心とした通信エリ
ア、すなわちセルを複数配置するような場合、特に無線
端末の収用能力拡大や転送能力拡大を目的とした場合
や、セル同士が隣接したり重なりあう多重セル環境にな
る場合であって、通信方式として周波数ホッピングによ
るスペクトル拡散方式を採用する場合に用いて好適であ
る。
【００１９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお、これにより、本発明が限定されるものではな
い。
【００２０】図１は、本発明の一実施例を示すシステム
構成図である。この図において、１は無線基地局Ａ、２
は無線基地局Ｂを示す。１の無線基地局Ａのカバーする
範囲が３の無線セルＡであり、２の無線基地局Ｂのカバ
ーする範囲が４の無線セルＢである。
【００２１】５から８は無線端末を示す。このうち、無
線端末５はセルＡの範囲内だけに位置しており、無線端
末７，８もセルＢの範囲内だけに位置している。無線端
末６は、セルＡとセルＢが重なっているところにあり、
基地局Ａと基地局Ｂの何れにも加入できる位置にある。
ここでは、無線端末６は基地局Ａに加入しているとす
る。
【００２２】９は有線ＬＡＮであり、１の基地局Ａ、２
の基地局Ｂがこれに接続されている。基地局ＡおよびＢ
は、有線ＬＡＮ９を介して、互いに通信したり、サーバ
１０とも通信できる。
【００２３】この例では、２つのセルＡおよびセルＢに
重なる部分ができており、そのような場所に無線端末６
が位置している。無線端末６は、１の基地局Ａに加入し
てはいるが、２の基地局Ｂのカバー範囲にも含まれてお
り、２の基地局の電波の到達範囲にある。したがって、
無線端末６が、基地局Ａだけの電波を受信し、基地局Ｂ
の電波は届いていても受信しない（認識しない）ような
方式をとる必要がある。特に、通信方式として周波数ホ
ッピング方式を採用しているものでは、基地局Ａと基地
局Ｂのホッピングチャネルが重ならないように、両者は
同期をとりながら動作する必要がある。
【００２４】図２は、周波数ホッピング方式の送信部と
受信部の構成を示す。１１が送信部、１２が受信部であ
る。図１における無線端末と無線基地局には、それぞ
れ、送信部１１および受信部１２の両方が収められてい
る。
【００２５】送信部１１の中には、変調器１３、ミキサ
１４、パターン発生器１５、および周波数シンセサイザ
１６が収められている。受信部１２の中には、ミキサ１
７、復調器１８、周波数シンセサイザ１９、およびパタ
ーン発生器２０が収められている。
【００２６】送信部１１において、周波数ホッピングの
ためのホッピングパターン発生はパターン発生器１５で
行なう。パターン発生器１５から出力されたホッピング
パターンに応じて、周波数シンセサイザ１６が、ホッピ
ング先の周波数を作り出す。そして、送信すべきデータ
は、変調器１３で変調され、ミキサ１４にて、周波数シ
ンセサイザ１６で作り出した周波数と混合され、電波と
して送信される。
【００２７】一方、受信部１２では、周波数ホッピング
のホッピング先をパターン発生器２０で生成し、周波数
シンセサイザ１９にて、受信周波数を生成する。この周
波数をミキサ１７に加えることにより、その受信周波数
に変調されているデータを復調器１８にて取出すことが
できる。
【００２８】図３は、周波数ホッピング方式について、
およびセル間のずれについて示した概念図である。周波
数ホッピングの簡単な例として、２１に示すように、f
0、f1、f2、f3、f4 の５つの周波数をホップするものと
する。ホッピングパターンとしては、２２に示すよう
に、f0からf4までをサイクリックに回るように、次々に
周波数変更していくものとする。
【００２９】図１で示した２つのセルＡおよびＢが重な
りあう環境において、各セルのホッピングパターンとし
ては、図３のようにf0→f1→f2→f3→f4→f0→…という
同じパターンを用いてもよい。この場合は、２つのセル
で周波数変更のパターンをずらすようにすれば、２つの
セルは重なりあって混信しあってしまうということはな
くなる。すなわち、図３のセルＡの周波数ホッピングの
様子２３と、セルＢの周波数ホッピングの様子２４との
違いにあるように、２つのセルが同期して、常にパター
ンを一定にずらすことにより、セルが重なりあう環境に
おいても併存することができる。
【００３０】しかしながら、セルＡとセルＢとは別クロ
ックで動作しているので、必ずしも常に同期して動いて
いくとは限らない。例えば、セルＢのクロックがずれて
きたために、２５に示すように、セルＢとセルＡとのパ
ターンのずれが狭まり、そのうちに同一のホッピング周
波数が重なりあってしまうということがある。すなわ
ち、セルＡとセルＢとの同期がくずれた場合は、パター
ンの一定のずれが保てなくなり、周波数が重なりあって
しまい、混信してしまうという問題がある。
【００３１】図４は、セルＡとセルＢとの間での同期、
並びにセルＡ内での無線基地局と無線端末との同期およ
びセルＢ内での無線基地局と無線端末の同期について示
した図である。
【００３２】無線基地局同士は、２つのセルが重なって
いる場合を考慮して、ホッピング周波数が重なりあわな
いようにするために、２６に示すように基地局間で同期
をとる必要がある。さらに、基地局と無線端末との間で
も、通信を継続していくために、２７〜３０に示すよう
に同期をとりつづける必要がある。
【００３３】ここで問題なのは、もしセルＡとセルＢと
の間の同期がくずれても、強制的に同期合わせができな
いということである。なぜならば、すでに、各セル内で
は、無線端末と無線基地局との間で同期が確立されてい
るため、セルＡとセルＢとの間のずれを補正しようとし
てセルＢの基地局Ｂに強制的にクロックの修正を行なわ
せると、それまでとれていたセルＢ内の無線端末との同
期がはずれてしまい、再同期させなくてはならないとい
う問題があるからである。
【００３４】そこで、本実施例では、無線端末と無線基
地局との同期は保ったまま、基地局間での同期をとりな
おす方式を採っている。
【００３５】図５は、本実施例において、基地局間で同
期をとるために同期情報をやりとりする様子を示した図
である。図５において、１の基地局Ａと、２の基地局Ｂ
との間では、同期用フレーム３１のやりとりを行なう。
複数ある基地局のうち、１つをマスターと位置付け、他
の基地局はスレーブとして、マスターに従うようにす
る。この例では、基地局Ａをマスターとする。
【００３６】各基地局は、それぞれ独立動作用のクロッ
クを有する。すなわち、基地局Ａにはマスター基地局ク
ロック３２が備えられており、基地局Ｂにはスレーブ基
地局クロック３３が備えられている。基地局Ａと基地局
Ａに加入しているセルＡ内の無線端末とは、クロック３
２によって同期して動作する。基地局Ｂと基地局Ｂに加
入しているセルＢ内の無線端末とは、クロック３３によ
って同期して動作する。
【００３７】スレーブ基地局には、マスター基地局のマ
スター基地局クロックの動きを常に反映して動作するリ
ファレンスタイマー３４を設ける。マスター基地局Ａ
は、マスター基地局クロック３２にもとづいて、同期用
フレーム３１を一定時間間隔ごとに、他のスレーブ基地
局にブロードキャストする。これを受信した各スレーブ
基地局では、同期用フレーム３１を受信する毎に、リフ
ァレンスタイマー３４をリセットする。これにより、各
スレーブ基地局のリファレンスタイマーは、マスター基
地局クロック３２と同期して動作することになる。スレ
ーブ基地局において、マスター基地局の動作がわかるの
で、スレーブ基地局とマスター基地局との動作のずれも
感知することができる。
【００３８】図６は、スレーブ基地局にて、自分のセル
におけるクロックがマスター基地局のセルにおけるクロ
ックに対してずれが生じていると検知した場合の、基地
局間同期のためのホッピングパターン変更によるズレ対
策方式について示した図である。
【００３９】図６において、３５はセルＡのマスター基
地局Ａが周波数をホップする様子を示している。３６は
セルＢのスレーブ基地局Ｂが周波数をホップする様子を
示している。スレーブ側において周波数をホップするタ
イミング３６は、マスター側において周波数をホップす
るタイミング３５と同期しており、ずれが生じていない
場合である。
【００４０】しかし、セルＡおよびセルＢともに独立し
たクロックで動作しているため、次第にずれが生じてく
る。３７は、セルＢのクロックにずれが生じてきている
が、まだ許容範囲内にあるところを示している。３８が
ずれの部分であり、３９が混信にいたるまでの余裕の部
分を示している。例えば、３５のセルＡのf2のタイミン
グと、３７のセルＢのf2のタイミングとでは、余裕分３
９があるため、混信には至らない。
【００４１】次に、４０は、セルＢのクロックにさらに
ずれが生じてきており、ずれの許容範囲外にまでずれて
しまっているところを示している。３５のセルＡのf2の
タイミングと、４０のセルＢのf2のタイミングとでは、
４１に示すように重なってしまっているため、混信して
しまう。
【００４２】そこで、本実施例では、余裕度３９が５０
％以下になったら、次のホッピングタイミングからホッ
ピングパターンを変更し混信を未然に回避する。余裕度
とは、同一周波数が重なって混信が起こるまでにどれ程
のずれ分の余裕があるか、その度合を示すものである。
具体的な余裕度の算出の方法については、図７を参照し
て後述する。
【００４３】４２は、このずれ対策について示したもの
である。セルＢのずれにより、余裕度が５０％以下にな
ったら、次のホッピングタイミング４３にて、新パター
ン４４に変更する。これにより、ずれが生じても、ホッ
ピング周波数が重なることはなく、混信を未然に回避す
ることができる。
【００４４】図７は、本実施例における基地局間同期を
実現するための基地局と無線端末の構成について示した
図である。基地局４５は、スレーブ基地局の構成を示し
たものである。スレーブ基地局は、スレーブ基地局自身
の動作を司るスレーブクロック４７と、マスター基地局
からの同期用フレームによって毎回更新されるリファレ
ンスタイマー４６を備えている。
【００４５】スレーブ基地局におけるホッピングのタイ
ミングは、図６で説明したように、あらかじめマスター
基地局のホッピングシーケンスに対して一定のホッピン
グ位相差をもたせてある。図７の位相差加算部（ホッピ
ングシーケンスの位相差補正部）４８は、この位相差分
を加算する部分である。この加算結果とスレーブクロッ
ク４７との差から、両クロックのタイミングのズレを求
めることができ、その値が１クロックタイミングの幅の
どれくらいを占めるかを計算することにより、余裕度判
定部４９において、余裕度を判定する。
【００４６】余裕度判定部４９は、余裕度が所定値より
小さくなったとき（この例では５０％以下になったと
き）、パターン変更が必要と判断し、この基地局に加入
している無線端末にその旨を伝えるために、変調器５０
に、パターン変更指示をホッピング指示信号にのせて送
信するように指示する。さらに、あらかじめ用意してお
いたパターン５１の中から選択部５２により新パターン
を選び、選択した新パターンをパターン送出シーケンス
制御部５３に渡すようにする。パターン送出シーケンス
制御部５３は、新パターンに応じて周波数シンセサイザ
５４を制御し、これにより周波数シンセサイザ５４は新
しい周波数パターンでのホッピングを行なう。
【００４７】一方、無線端末５５においては、加入して
いる基地局から送信されたホッピング指示信号を受信
し、該ホッピング指示信号にのせられたパターン変更指
示を復調器５６により取出す。選択部５８は、このパタ
ーン変更指示により指定された新パターンをパターン群
５７から選び、パターン送出シーケンス制御部５９に渡
す。パターン送出シーケンス制御部５９は、新パターン
に応じて周波数シンセサイザ６０を制御し、これにより
周波数シンセサイザ６０は新しい周波数パターンでのホ
ッピングを行なう。
【００４８】図８は、スレーブ基地局４５におけるマス
ター基地局とのずれ検出ならびにパターン変更指示の流
れを示すフローチャートである。
【００４９】ステップ６１において、マスター基地局よ
り同期用パケットを受信し、ステップ６２において、リ
ファレンスタイマー４６を更新する。次に、ステップ６
３において、リファレンスタイマー４６の値にあらかじ
め定めてあるホッピングシーケンスの位相差分を加算
し、スレーブクロック４７との差分をとり、余裕度を計
算する。
【００５０】そして、ステップ６４において、余裕度が
５０％以下に至ったか否かを判別する。余裕度が５０％
以下に至っていなかった場合には、何もしないで処理を
終了する。余裕度が５０％以下になっていた場合には、
ステップ６５において、無線端末５５に対して、次回の
ホッピングよりパターン変更を指示する情報（パターン
変更指示）をホッピング指示信号にのせて送信する。そ
して、ステップ６６において、次回のホッピングより新
パターンに変更する旨をパターン選択部５２に指示す
る。
【００５１】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
この実施例は、２つの基地局のクロックにずれが生じて
混信が生じそうになった場合に、スレーブ側のホッピン
グ周波数を次のタイミングにて１つ飛ばすか（スキッ
プ）または同じ周波数にとどまるか（ステイ）すること
によって、無線端末−基地局間の同期をくずさずに基地
局間の同期をとり直すシステムである。全体のシステム
構成、基地局や無線端末の送信部と受信部の構成、およ
びセル間での同期やセル内の無線基地局と無線端末間の
同期をとる様子などは、上記第１の実施例と同様である
ので説明を省略する。
【００５２】図９は、スレーブ基地局がマスター基地局
に対して遅れ気味になってきた場合の例を示す。６７は
セルＡのマスター基地局Ａが周波数をホップする様子を
示している。６８はセルＢのスレーブ基地局Ｂが周波数
をホップする様子を示している。スレーブ側において周
波数をホップするタイミング６８は、マスター側におい
て周波数をホップするタイミング６７と同期しており、
ずれが生じていない場合である。
【００５３】しかし、セルＡおよびセルＢともに独立し
たクロックで動作しているため、次第にずれが生じてく
る。６９は、セルＢのクロックにずれが生じてきている
が、まだ許容範囲内にあるところを示している。７０が
ずれの部分であり、７１が混信にいたるまでの余裕の部
分を示している。例えば、６７のセルＡのf2のタイミン
グと、６９のセルＢのf2のタイミングとでは、余裕分７
１があるため、混信には至らない。
【００５４】次に、７２は、セルＢのクロックにさらに
ずれが生じてきており、ずれの許容範囲外にまでずれて
しまっているところを示している。６７のセルＡのf2の
タイミングと、７２のセルＢのf2のタイミングとでは、
７３に示すように重なってしまっているため、混信して
しまう。
【００５５】そこで、本実施例では、余裕度７１が５０
％以下になったら、次のホッピングタイミングからホッ
ピングシーケンスの動作を一時的に変更する。具体的に
は、次のホッピングタイミングにおいて、次の周波数を
１つ飛ばして１つ先の周波数にホップさせる。これによ
り、混信を未然に回避する。
【００５６】７４は、このずれ対策について示したもの
である。セルＢのずれにより、余裕度が５０％以下にな
ったら、次のホッピングタイミング７５にて、７６に示
すように、次に飛ぶべき周波数f3はスキップし、その次
の周波数f4にホップする。これにより、ずれが生じて
も、ホッピング周波数が重なることはなく、混信を未然
に回避することができる。
【００５７】図１０は、本実施例におけるホッピング周
波数のスキップまたはステイによる基地局間同期を実現
するための基地局と無線端末の構成について示した図で
ある。基地局７７は、スレーブ基地局の構成を示したも
のである。スレーブ基地局は、スレーブ基地局自身の動
作を司るスレーブクロック７９と、マスター基地局から
の同期用フレームによって毎回更新されるリファレンス
タイマー７８を備えている。
【００５８】スレーブ基地局におけるホッピングのタイ
ミングは、上記第１の実施例の場合と同様に、あらかじ
めマスター基地局のタイミングに対して一定のホッピン
グ位相差をもたせてある。図１０の位相差加算部８０
は、この位相差分を加算する部分である。この加算結果
とスレーブクロック７９との差から、余裕度判定部８１
において、余裕度を判定する。
【００５９】余裕度判定部８１において判定した余裕度
の変化に基づき、進み遅れ判定部８２によって、スレー
ブ基地局はマスター基地局に対して進んでいるのか遅れ
ているのかを判定する。この結果、遅れまたは進み状態
を解消する必要があると判断されたところで、進み遅れ
判定部８２は、この基地局に加入している無線端末にそ
の旨を伝えるために、変調器８３およびパターン送出シ
ーケンス制御部８５にスキップ／ステイ指示を出す。
【００６０】具体的には、当該基地局のクロックが、遅
れているときはホッピング周波数のスキップ指示を、進
んでいるときは同じ周波数に留まるホッピング周波数の
ステイ指示を、それぞれ送出する。これを受けて、変調
器８３は、このスキップまたはステイ指示をホッピング
指示信号にのせて送信する。また、パターン送出シーケ
ンス制御部８５は、このスキップまたはステイ指示に応
じて、ホッピング周波数のスキップまたはステイを行な
うように周波数シンセサイザ９１を制御し、これにより
周波数シンセサイザ９１は、指示されたスキップまたは
ステイを行なってホッピング周波数を生成する。
【００６１】一方、無線端末８７においては、加入して
いる基地局から送信されたホッピング指示信号を受信
し、該ホッピング指示信号にのせられたホッピングのス
キップまたはステイ指示を復調器８８により取出す。パ
ターン送出シーケンス制御部９０は、このスキップまた
はステイ指示に応じて、パターン８９におけるホッピン
グ周波数を１つ飛ばすか同じところに留まるかするため
の制御を行ない、これにより周波数シンセサイザ９１は
指示された周波数でのホッピングを行なう。
【００６２】図１１は、スレーブ基地局７７におけるマ
スター基地局とのずれ検出ならびに周波数ホッピングの
スキップまたはステイ指示の流れを示すフローチャート
である。
【００６３】ステップ９２において、マスター基地局よ
り同期用パケットを受信し、ステップ９３において、リ
ファレンスタイマー７８を更新する。次に、ステップ９
４において、リファレンスタイマー７８の値にあらかじ
め定めてあるホッピングシーケンスの位相差分を加算
し、スレーブクロック７９との差分をとり、余裕度の計
算およびクロックの遅れ／進みの判別を行なう。
【００６４】そして、ステップ９５において、余裕度が
５０％以下に至ったか否かを判別する。余裕度が５０％
以下に至っていなかった場合には、何もしないで処理を
終了する。余裕度が５０％以下になっていた場合には、
ステップ９６において、遅れているのか進んでいるのか
を判別し、その遅れ／進みに応じて各々の処理を行な
う。
【００６５】遅れている場合には、ステップ９７におい
て、スキップ指示をのせたホッピング指示信号を無線端
末に対して送信する。スキップ指示とは、次回のホッピ
ングタイミングでは１つ先の周波数にホッピングするこ
とを指示する情報である。そして、ステップ９８におい
て、次回のホッピングタイミングでは１つ先の周波数に
ホップすることを、パターン送出シーケンス制御部９０
に指示して、処理を終了する。
【００６６】一方、進んでいる場合には、ステップ９９
において、ステイ指示をのせたホッピング指示信号を無
線端末に対して送信する。ステイ指示とは、次回のホッ
ピングタイミングでは前の周波数に留まることを指示す
る情報である。そして、ステップ１００において、次回
のホッピングタイミングでは前の周波数に留まること
を、パターン送出シーケンス制御部９０に指示して、処
理を終了する。
【００６７】なお、以上の２つの実施例は２つのセルが
重なりあっている状況において説明したものであるが、
セルが３つ以上重なりあっている場合についても、同様
の方式にて前述した問題点を解決することができる。
【００６８】すなわち、セルが３つ以上重なって配置さ
れている場合、そのうちの１つの基地局をマスター基地
局として位置付け、残りの基地局をスレーブ基地局と位
置付ける。３つ以上あるそれらのセルは、互いに電波が
干渉しあわないように、あらかじめ、別パターンのもと
で動作しているか、または同一パターンであるがマスタ
ー基地局に対してスレーブの各基地局は各々異なる位相
差をもって動作するようにする。
【００６９】ここで、幾つかのスレーブ基地局における
クロックが、マスター基地局のクロックに対して、ずれ
はじめたとする。各スレーブ基地局は、１つあるマスタ
ー基地局の動作を示すリファレンスタイマーを備えてお
り、基地局間でやり取りされる同期用フレームによっ
て、マスター基地局のクロックの動きを常に正しく示す
ようにしている。
【００７０】各スレーブ基地局は、このリファレンスタ
イマーを用いて、あらかじめ定められた位相差を保って
いるかどうか監視しており、ずれが生じた場合には、こ
れを元に戻すように、例えば、ホッピング動作を１つ飛
ばしたり、そのままにするなどして、マスター基地局と
の位相差を保つように動作している。
【００７１】もともと、各スレーブ基地局は、マスター
基地局との位相差を、各々にあらかじめ設定されている
値になるように保ってさえいれば、スレーブ基地局のセ
ル同士は干渉しあうことがないように、全体としてのホ
ッピング動作が設計されている。したがって、各スレー
ブ基地局は、他のスレーブ基地局のクロック動作を知る
必要がなく、マスター基地局のクロック動作だけを見て
いればよいことになる。
【００７２】以上のように、セルが３つ以上重なってい
る場合についても、１つ定められたマスター基地局の動
作を示すリファレンスタイマーを各スレーブ基地局が持
つようにし、マスター基地局との位相差を各々が保つよ
うにホッピング動作を制御することによって、セル間の
同期の問題は解決される。
【００７３】次に示す実施例は、基地局が無線端末に対
して、ホッピングのパターン変更や、ホッピング周波数
のスキップや、ホッピング周波数のステイを指示する際
に、送るコマンドにおいて、その指示を前もって、予告
という形で数回にわたって通知するようにした実施例で
ある。
【００７４】以下で説明するホッピングに関する制御の
指示をあらかじめ予告という形で通知する方式は、前述
した第１および第２の実施例にも適用することができ
る。ホッピングに関する指示を予告という形で数回にわ
たって通知することで、通信エラー等で受信できない場
合があったとしても、すべての無線端末がその指示を認
識でき、変更を確実に行なうことができる。
【００７５】図１２は、セルに属する無線端末が無線基
地局の指示にもとづいて、周波数ホッピングしていくた
めのホッピング指示信号と、そのフォーマット、並びに
そのフォーマットの中に含める指示の予告情報について
示したものである。１０１は、基地局ならびに無線端末
が周波数ホッピングしていく様子を示したものである。
１０２のホッピングタイミングにて基地局と無線端末は
周波数を切り替える。これを実現させるのが、ホッピン
グ指示信号１０３である。基地局がこのホッピング指示
信号１０３を一定時間間隔で送信することにより、無線
端末は、これにあわせて周波数ホッピングを行なう。
【００７６】ホッピング指示信号１０３は、ホッピング
指示信号識別子１０４、基地局ＩＤ１０５、制御指示情
報１０６、および予告情報１０７を含む。ホッピング指
示信号識別子１０４は、この信号がホッピング指示信号
であることを示す。基地局ＩＤ１０５は、この信号を発
信しているのがどの基地局であるかを示す。制御指示情
報１０６は、パターン変更や、周波数スキップや、周波
数ステイなどを無線端末に指示するためのフィールドで
ある。予告情報１０７は、制御指示情報１０６があと何
ホッピングタイミングめから有効かを示すものである。
【００７７】予告情報１０７の内容は、カウントダウン
させながら、「あと何回めから有効」というように表わ
され、数回にわたって送られる。無線端末は、受信した
ホッピング指示信号に含まれる予告情報１０７から、こ
の後の何回目のホッピングタイミングから制御指示情報
１０６が有効になるかを知ることができ、そのタイミン
グにて制御指示を実行する。
【００７８】一般的に無線端末は、ノイズ等によりホッ
ピング指示信号が一時的に受信できないことがあって
も、ある一定の間は、同期保護がかかっており、無線端
末内部の時計にもとづいて、次のホッピングタイミング
を予想して周波数変更するようになっているため、１回
でもホッピング指示信号がぬけたために同期がはずれて
しまうということはない。したがって、ノイズや通信エ
ラーによって無線端末がホッピング指示信号を受信でき
ない場合があっても、後のホッピング指示信号が受信で
きるため、受信できた中の予告情報をもとに、全端末が
漏れなく一斉に制御指示を実行できる。
【００７９】次に示す実施例は、互いに通信している複
数の無線端末からなるセルが移動しながら、他のセルの
範囲に入り込み、そこで多重セル環境になった場合に、
これを検知し、ホッピングを変更することでセル間での
同期をとり、混信を防ぐための実施例である。
【００８０】図１３に示すように、基地局１０９、無線
端末１１０、無線端末１１１、および無線端末１１２か
らなるセル１０８があり、一方、無線端末でありながら
ホッピング指示を出す局１１４ａと無線端末１１５ａと
からなるセル１１３ａが別の場所にあるとする。セル１
１３ａが移動してきて、セル１１３ｂのようにセル１０
８と重なるようになった場合、以下に示すようなホッピ
ング変更を行なって混信を防ぐ。
【００８１】図１４は、移動してきたセルが、他のセル
と重なりあうことになったことを検知し、ホッピングパ
ターンを変更することで、セル間での同期をとり、混信
を防ぐための処理手順を示す。これは、移動するセルの
無線端末でありながらホッピング指示を出す局の処理を
示すものである。
【００８２】移動するセルの無線端末でありながらホッ
ピング指示を出す局は、ステップ１１６において、ホッ
ピング指示信号を常時監視する。ステップ１１７におい
て、他の基地局のホッピング指示信号が規定回数以上混
入しているかどうかを調べる。混入していなければその
まま処理を終え、混入している場合は、ステップ１１８
において、無線端末（自セルに含まれる無線端末）に対
して、次回のホッピングよりパターン変更することを指
示する情報をホッピング指示信号にのせて送信する。そ
して、ステップ１１９において、次回のホッピングより
パターン変更することを、パターン選択部に指示する。
【００８３】次に示す実施例は、互いに通信している複
数の無線端末からなるセルが移動しながら、他のセルの
範囲に入り込み、そこで多重セル環境になった場合に、
移動セルの側でホッピング周波数を次にタイミングにて
１つ飛ばすかまたは同じ周波数にとどまるかの制御を行
なうことによって、セル間での同期をとり、混信を防ぐ
ための実施例である。
【００８４】図１５は、移動してきたセルが、他のセル
と重なりあうことになったことを検知し、ホッピング周
波数を１つスキップするかまたはステイするかによっ
て、セル間での同期をとり、混信を防ぐための処理手順
を示す。これは、移動するセルの無線端末でありながら
ホッピング指示を出す局の処理を示すものである。
【００８５】移動するセルの無線端末でありながらホッ
ピング指示を出す局は、ステップ１２０において、ホッ
ピング指示信号を常時監視する。ステップ１２１におい
て、他の基地局のホッピング指示信号が規定回数以上混
入しているかどうかを調べる。混入していなければその
まま処理を終え、混入している場合は、ステップ１２２
において、回避の方策に基づいてスキップするかステイ
するかを決める。回避の方策（例えば、始めはスキップ
してみて、それでも混信するようならステイするなど）
は、あらかじめどちらかに決めておく。
【００８６】スキップさせる場合には、ステップ１２３
において、無線端末に対して、次回のホッピングタイミ
ングでは１つ先の周波数にホッピングすることを指示す
る情報をホッピング指示信号にのせて送信する。そし
て、ステップ１２４において、次回のホッピングタイミ
ングでは１つ先の周波数にホップすることを、パターン
送出シーケンス制御部に指示する。
【００８７】一方、ステイさせる場合には、ステップ１
２５において、無線端末に対して、次回のホッピングタ
イミングでは前の周波数に留まることを指示する情報を
ホッピング指示信号にのせて送信する。そして、ステッ
プ１２６において、次回のホッピングタイミングでは前
の周波数に留まることを、パターン送出シーケンス制御
部に指示する。
【００８８】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下の如き効果を奏する。
【００８９】（１）周波数ホッピング方式の複数の無線
ＬＡＮが、同じエリア内で稼働したり、無線ＬＡＮの複
数のセルが隣接地域にあったり、重なりあったりする環
境において、複数の無線ＬＡＮの基地局や、無線ＬＡＮ
の複数のセルの基地局同士を有線ＬＡＮで接続し、互い
に同期をとれるようにし、周波数ホッピングの衝突が起
こらないようにできる。
【００９０】（２）同期が外れかかる様子を検知した
り、ホッピングが重なり合ってしまっていることを検知
し、その場合には、周波数ホッピングパターンの変更、
または周波数ホッピングパターンの位相を調整する指示
を発信することで、ホッピング周波数が互いに重なり合
わないようにすることができる。
【００９１】（３）予告指示を前もって出すことで、周
波数ホッピングパターンの変更または周波数ホッピング
パターンの位相を調整する指示を、無線端末に確実に伝
えることができる。
【００９２】（４）移動しながら通信するセルが、他の
セルと重なりあっても、これを検知し、周波数ホッピン
グパターンの変更を行なうことで、混信が起きないよう
にできる。
【００９３】（５）移動しながら通信するセルが、他の
セルと重なりあっても、これを検知し、周波数ホッピン
グパターンの位相調整を行なうことで、混信が起きない
ようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図
【図２】周波数ホッピング方式の送信部と受信部の構成
図
【図３】周波数ホッピング方式について、およびセル間
のずれについて示した図
【図４】セル間での同期、および各セル内での無線基地
局と無線端末との同期について示した図
【図５】基地局間で同期をとるために同期情報をやりと
りすることを示した図
【図６】基地局間同期のためのホッピングパターン変更
によるズレ対策方式について示した図
【図７】基地局と無線端末における基地局間同期実現の
ための構成を示した図
【図８】スレーブ基地局におけるマスター基地局とのず
れ検出およびパターン変更指示フローを示した図
【図９】スレーブ基地局がマスター基地局に対して遅れ
気味になってきた場合の例を示した図
【図１０】ホッピング周波数スキップまたはステイによ
る基地局と無線端末における基地局間同期実現のための
構成を示した図
【図１１】スレーブ基地局におけるマスター基地局との
ずれ検出ならびに周波数ホッピングのスキップもしくは
ステイ指示フローを示した図
【図１２】ホッピング指示信号とそのフォーマット、お
よびそのフォーマットの中に含める指示の予告情報につ
いて示した図
【図１３】複数の無線端末からなるセルが移動しながら
通信し、他のセルの範囲に入り込みそこで多重セル環境
になった場合を示す図
【図１４】移動してきたセルが、他のセルと重なりあう
ことになったことを検知し、ホッピングパターンを変更
することでセル間での同期をとり混信を防ぐためのフロ
ーを示した図
【図１５】移動してきたセルが、他のセルと重なりあう
ことになったことを検知し、ホッピング周波数を１つス
キップするかまたはステイするかによって、セル間での
同期をとり混信を防ぐためのフローを示した図
【符号の説明】
１…無線基地局Ａ、２…無線基地局Ｂ、３…無線セル
Ａ、４…無線セルＢ、５〜８…無線端末、２６…基地局
間同期、２７〜３０…基地局と無線端末間の同期、３１
…同期用フレーム、３２…マスター基地局クロック、３
３…スレーブ基地局クロック、３４…リファレンスタイ
マー、７７…基地局構成、７８…リファレンスタイマ
ー、７９…スレーブ基地局クロック、８０…位相差加算
部、８１…余裕度判定部、８２…遅れ進み判定部、８３
…変調器、８４…周波数ホッピングパターン、８５…パ
ターン送出シーケンス制御部、８６…周波数シンセサイ
ザ、８７…無線端末構成、８８…復調器、８９…周波数
ホッピングパターン、９０…パターン送出シーケンス制
御部、９１…周波数シンセサイザ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 進 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社 日立製作所 システム開発研 究所内 (56)参考文献 特開 平５−252135（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−343066（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15443（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−307688（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−212345（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139723（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713 H04B 7/24 - 7/26 H04L 12/44

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＬＡＮで接続されている第１の基地局と第
    ２の基地局を有し、それらの基地局はそれぞれ無線端末
    との間で、あらかじめ定められた複数の無線周波数を一
    定時間間隔で遷移させながら通信を行なう周波数ホッピ
    ングによるスペクトラム拡散通信方式を適用した通信を
    行なう周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステムにおい
    て、前記第１の基地局は、 自局で実施している周波数ホッピングのタイミングと、
    前記第２の基地局で実施している周波数ホッピングのタ
    イミングとの位相のずれを検出することにより、混信が
    発生する可能性が高くなったことを検出する手段と、 混信が発生する可能性が高くなったとき、通信中の無線
    端末に指示すること により、次の無線周波数の遷移タイ
    ミングからは別の遷移パターンに変更する手段とを備え
    たことを特徴とする周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシ
    ステム。
  2. 【請求項２】ＬＡＮで接続されている第１の基地局と第
    ２の基地局を有し、それらの基地局はそれぞれ無線端末
    との間で、あらかじめ定められた複数の無線周波数を一
    定時間間隔で遷移させながら通信を行なう周波数ホッピ
    ングによるスペクトラム拡散通信方式を適用した通信を
    行なう周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステムにおい
    て、前記第１の基地局は、 自局で実施している周波数ホッピングのタイミングと、
    前記第２の基地局で実施している周波数ホッピングのタ
    イミングとの位相のずれを検出することにより、混信が
    発生する可能性が高くなったことを検出する手段と、 混信が発生する可能性が高くなったとき、通信中の無線
    端末に指示することにより、 無線周波数の遷移パターン
    に基づく無線周波数の遷移の順序を、次の遷移タイミン
    グにおいては、次の遷移周波数に遷移するのではなく同
    じ周波数に留まる、または、１つ遷移を飛ばして次の次
    の遷移周波数に遷移するように制御する手段とを備えた
    ことを特徴とする周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシス
    テム。
  3. 【請求項３】請求項１における前記遷移パターンの変更
    の指示、または請求項２における前記遷移パターンによ
    る遷移の順序の変更の指示は、該指示を出す前記第１の
    基地局から、前もって変更時期を記した変更予告データ
    を複数回発信することにより行なう請求項１または２に
    記載の周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステム。
  4. 【請求項４】基地局と無線端末との間で、あらかじめ定
    められた複数の無線周波数を一定時間間隔で遷移させな
    がら通信を行なう周波数ホッピングによるスペクトラム
    拡散通信方式を適用した通信を行なうとともに、 それらとは別に、周波数ホッピングの指示を出す無線端
    末と、その無線端末との間で周波数ホッピングによるス
    ペクトラム拡散通信方式で通信する無線端末とを備えた
    周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステムにおいて、前記周波数ホッピングの指示を出す無線端末は、 自端末と無線端末で通信を行なっている範囲を示す自セ
    ルが移動することにより、前記基地局と無線端末との間
    で通信を行なっている範囲を示すセルに重なるようにな
    ったとき、該重なるようになった前記基地局のセル内の
    通信に対し 、周波数遷移パターンが一致しており混信が
    発生することを検知する手段と、 混信が発生することを検知した場合に、自セルにおける
    周波数遷移パターンを、あらかじめ用意しておいた別の
    遷移パターンに、変更する手段とを備えたことを特徴と
    する周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステム。
  5. 【請求項５】基地局と無線端末との間で、あらかじめ定
    められた複数の無線周波数を一定時間間隔で遷移させな
    がら通信を行なう周波数ホッピングによるスペクトラム
    拡散通信方式を適用した通信を行なうとともに、 それらとは別に、周波数ホッピングの指示を出す無線端
    末と、その無線端末との間で周波数ホッピングによるス
    ペクトラム拡散通信方式で通信する無線端末とを備えた
    周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシステムにおいて、前記周波数ホッピングの指示を出す無線端末は、 自端末と無線端末で通信を行なっている範囲を示す自セ
    ルが移動することにより、前記基地局と無線端末との間
    で通信を行なっている範囲を示すセルに重なるようにな
    ったとき、該重なるようになった前記基地局のセル内の
    通信に対し 、周波数遷移パターンが一致しており混信が
    発生することを検知する手段と、 混信が発生することを検知した場合に、自セルにおける
    周波数遷移パターンによる遷移の順序を変更し、次の遷
    移タイミングにおいては、次の遷移周波数に遷移するの
    ではなく同じ周波数に留まる、または、１つ遷移を飛ば
    して次の次の遷移周波数に遷移するように制御する手段
    とを備えたことを特徴とする周波数ホッピング方式無線
    ＬＡＮシステム。
  6. 【請求項６】前記周波数ホッピングの指示を出す無線端
    末は、ホッピング指示信号を常時監視し、自セル以外の
    ホッピング指示信号を所定回数以上受信した場合、既に
    通信中の他の無線局の周波数遷移パターンと一致してし
    まっていると判断し、自らの周波数遷移動作の変更を行
    なう請求項４または５に記載の周波数ホッピング方式無
    線ＬＡＮシステム。
  7. 【請求項７】複数の無線局からなるグループが隣接地域
    に複数存在し、各グループの基地局同士が、通信しあ
    い、同じ周波数遷移パターンを用い、互いに周波数遷移
    パターンの位相差を保つことにより、隣接地域に存在す
    るにもかかわらず互いに干渉し合わないで別のグループ
    同士を共存させる周波数ホッピング方式無線ＬＡＮシス
    テムにおいて、 あらかじめずらした位相差が保たれているかどうかを検
    知する手段と、 位相差が縮み互いに干渉しあう可能性が生じた場合、一
    方の無線局からの指示により周波数遷移動作を変更し、
    次の遷移タイミングにおいては、次の遷移周波数に遷移
    するのではなく同じ周波数に留まる、または、１つ遷移
    を飛ばして次の次の遷移周波数に遷移することにより、
    位相差を作り出す手段とを備えたことを特徴とする周波
    数ホッピング方式無線ＬＡＮシステム。
  8. 【請求項８】前記複数の基地局の中より、１つの親基地
    局を定め、他の基地局は子基地局とし、 親基地局および子基地局は、それぞれ、自グループ内の
    無線局との間で周波数遷移を同期して行なうためのクロ
    ックを備え、 各子基地局は、親基地局との通信により親基地局に同期
    したクロックを内部に備え、子基地局自身のクロックと
    常に比較することで、親基地局と自基地局とのクロック
    のずれの遷移を検知し、あらかじめ確保した位相差が縮
    まっていることを判断して、周波数遷移動作の変更を行
    なう請求項７に記載の周波数ホッピング方式無線ＬＡＮ
    システム。
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