JP3661341B2 - 通信装置 - Google Patents
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Description
【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により無線通信を行う通信装置の技術分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記スペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムにおいては、周波数の有効利用、かつ、秘匿性を高めるために、周波数ホッピング方式（以下ＦＨ方式とする）による通信方式が用いられている。ＦＨ方式は搬送波を拡散符号系列により予め定められた規則に従い、ホッピングさせることにより拡散を行うものである。ＦＨ方式によるスペクトラム拡散通信方式を使用した従来の双方向通信システムにおける送受信装置は、例えば図９に示す様に構成されている。
【０００３】
まず、送信が行われる場合には、拡散符号系列発生器２０５から出力される拡散符号系列に従って、周波数シンセサイザ２０６からランダムな周波数の信号が出力される。一方、送信データ入力端子２２０には一次変調信号が入力され、当該一次変調信号は、前記周波数シンセサイザ２０６からの出力によりアップコンバータ２０３で出力周波数が決定される。アップコンバータ２０３により周波数変換された送信データは、増幅器２０８で増幅された後、共用器２１０を経てアンテナ２１１から送信出力される。
【０００４】
次に受信が行われる場合には、アンテナ２１１で受信された信号は共用器２１０で送信波と分離され、増幅器２０９で増幅された後にダウンコンバータ２０７に入力される。そして、ダウンコンバータ２０７により前記周波数シンセサイザ２０６からの周波数を指定する信号に基づいて周波数変換され、復調器２１２により復調されて受信データとされる。この受信データは図示外のデータ演算回路に出力されると共に同期回路２０４にも出力される。同期回路２０４では受信信号からホッピング周波数の位相が検出され、同期回路２０４から拡散符号系列発生器５に同期信号が出力される。そして、拡散符号系列発生器２０５は入力された同期信号に従い、拡散符号系列を出力し、拡散符号系列発生器２０５から出力された拡散符号系列は周波数シンセサイザ２０６に供給され、周波数シンセサイザ２０６は入力された拡散符号系列に従ってランダムな周波数の出力を発生する。
【０００５】
また、ダウンコンバータ２０７は受信信号と周波数シンセサイザ２０６からの出力とを乗算して受信信号を逆拡散する。ダウンコンバータ２０７において逆拡散された逆拡散信号は復調器２１２で復調され、復調された受信データは受信データ出力端子２２１から出力される。
【０００６】
そして、以上の様な送信部と受信部が同時に動作することより、双方向通信が行われる。
【０００７】
また、前記ランダムな周波数とは、前記拡散符号発生器２０５から同期信号の入力の度に出力される拡散符号がランダムに変更するとを意味し、この拡散符号の系列（周波数ホッピングパターン）を一組の通信装置相互で共有することにより、送受信が行われるのである。
【０００８】
この様な通信方式を用いた装置の具体例としては、親機と子機間の通信に前記通信方式を用いたコードレス電話装置が挙げられ、近年においては、子機を音声用端末として用いるだけでなく、子機とパーソナルコンピュータ等を接続することにより、データ用端末として用いるものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の装置においては、前記周波数をホップさせて通信を行う期間は、音声データの場合と非音声データの場合とに拘わらず共通であったため、効率的な通信を行うことができないという問題があった。
【００１０】
例えば、パーソナルコンピュータ等において取り扱われる通信データは、高いデータ送受信レートが必要なので、前記通信期間を長くする必要がある。しかし、このように通信期間を長くした状態で、音声データの送受信を行うと、特定の周波数に対する妨害が生じた場合には、その周波数を用いた通信期間において音声が聞き取れなくなるという問題がある。また、秘匿性を高めるという周波数ホッピング方式の利点を損なうことになる。
【００１１】
一方、前記周波数をホップさせて通信を行う期間を音声データに合わせて短くしたとすると、周波数をホップさせるたびに、周波数の安定のための占有期間が必要となるため、前記のような通信データ等については、データの伝送レートが低下することになる。
【００１２】
従って、前記周波数をホップさせて通信を行う期間として、長い期間と短い期間との双方を用意し、データの種類に合わせて何れかを選択することも考えられるが、何れかの期間を用いるかによって、所定時間内にホップされる周波数の個数が異なることになる。その結果、前記通信データと音声データとの双方を取り扱うことになるコードレス電話装置の親機においては、例えば長い期間を用いて通信を行った後に短い期間で通信を行う場合に、同期が取れないことになり、送受信装置において複雑な制御を行う必要がある。
【００１３】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、周波数ホッピング方式を用いて音声データと非音声データの双方の通信を行う通信装置において、簡易な構成で、効率的な通信を行うことのできる通信装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の通信装置は、前記課題を解決するために、通信の一単位であるフレームを切り換えるフレーム切換手段と、切り換えたフレームに対応させる周波数を選択する周波数選択手段と、１フレーム内を周波数安定のための送受信待機期間とデータの送受信を行うための送受信実行期間とに分けるように送受信のタイミングの制御を行う送受信タイミング制御手段と、前記選択された周波数により前記送受信のタイミングにてデータの送受信を行う無線送受信手段とを、親機及び非音声データ用子機並びに音声データ用子機の夫々に備えた周波数ホッピング方式の通信装置であって、前記親機は、１フレームを、第一送受信待機期間と、非音声データ用子機との送受信を行う第一送受信実行期間とに、あるいは音声データ用子機との通信を行う場合には、これらの期間に加えて、第二送受信待機期間と、音声データ用子機との送受信を行う第二送受信実行期間とに分ける前記送受信タイミング制御手段と、前記フレームが切り換えられるごとに、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数を予め定められた順序で選択し、前記送受信タイミング制御手段により前記第二送受信待機期間が設けられた場合には、前記第一送受信実行期間から前記第二送受信待機期間に移行するごとに前記第二送受信実行期間に対応させる周波数であって、前記フレーム切り換え時の周波数とは異なる周波数を、予め定められた順序で選択する前記周波数選択手段とを備え、前記非音声データ用子機は、前記第一送受信実行期間に同期させて子機における送受信実行期間を制御する前記送受信タイミング制御手段と、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数を同じ順序で選択する前記周波数選択手段とを備え、前記音声データ用子機は、前記第二送受信実行期間に同期させて子機における送受信実行期間を制御する前記送受信タイミング制御手段と、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数を同じ順序で選択する前記周波数選択手段とを備えると共に、前記親機の送受信タイミング制御手段は、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間を設けない場合には、前記第一送受信実行期間を１フレーム中において延長することを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の通信装置によれば、親機において、フレーム切換手段によりフレームが切り換えられると、周波数選択手段により第一の送受信実行期間に対応させる周波数が予め定められた順序により選択される。そして、当該フレームは、送受信タイミング制御手段により、第一送受信待機期間と第一送受信実行期間に分けられ、第一送受信待機期間においては選択した周波数の安定のために送受信は行われないが、第一送受信実行期間において無線送受信手段により、データの送受信が行われる。これに対し、非音声データ用子機においては、送受信タイミング制御手段により、当該子機における送受信実行期間が前記親機の前記第一送受信実行期間に同期するように制御され、周波数選択手段により、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数が同じ順序で選択される。従って、前記親機と非音声データ用子機とは、同じ送受信タイミング及び同じ周波数にてデータの送受信を行うので、親機と非音声データ用子機との間の送受信が確実に行われる。
【００１６】
次に、親機と音声データ用子機との通信を行う場合には、前記親機の送受信タイミング手段は、前記フレームを、前記第一送受信待機期間と前記第一送受信実行期間だけでなく、これらの期間に加えて第二送受信待機期間と第二送受信実行期間とに分ける。また、周波数選択手段は、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数として、前記第一送受信実行期間に対応させた周波数とは異なる周波数を予め定められた順序で選択する。従って、無線送受信手段により、前記第一送受信実行期間においては非音声データ用子機との通信が所定の周波数により行われ、前記第二送受信実行期間においては該周波数とは異なる周波数にて親機と音声データ用子機との通信が行われる。これに対し、音声データ用子機においては、送受信タイミング制御手段により、前記第二送受信実行期間に同期させて当該子機における送受信実行期間が制御され、周波数選択手段により、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数が同じ順序で選択される。これにより、前記親機と音声データ用子機とは、同じ送受信タイミング及び同じ周波数にてデータの送受信を行うので、親機と音声データ用子機との間の送受信が確実に行われる。
【００１７】
また、前記第二送受信実行期間は、前記フレーム内において、前記第一送受信実行期間に加えて設けられているので、前記親機と非音声データ用子機、及び前記親機と音声データ用子機との通信が１つのフレーム内で時分割により行われることになる。
【００１８】
以上のように、親機と非音声データ用子機との通信、及び親機と音声データ用子機との通信は、異なるタイミング及び異なる周波数で行われるので、互いの通信を妨害することがない。更には、非音声データ用子機相互間の通信により、親機と音声データ用子機間並びに音声データ用子機相互間の通信を妨害することがなく、同様に、音声データ用子機相互間の通信により、親機と非音声データ用子機間の通信並びに非音声データ用子機相互間の通信を妨害することがない。
ここで、親機と音声データ用子機との通信が行われない場合、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間は設けられないこととなる。かかる場合に、請求項１に記載の通信装置においては、前記親機の送受信タイミング制御手段が１フレーム中における第一送受信実行期間を延長するようになっている。また、かかる延長にあわせて、非音声データ用子機においても、この第一送受信実行期間に同期するように当該子機における送受信実行期間が制御されるので、当該子機においても送受信実行期間が延長されることになる。従って、非音声データは高い伝送レートで送受信される。また、このように第一送受信実行期間が延長された状態で親機と非音声データ用子機との通信が行われている場合に、音声データ用子機からのデータ送信があったとしても、その時の周波数は前記第一送受信実行期間に対応させる周波数とは異なる周波数なので、親機と非音声データ用子機間の通信は妨害されない。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
請求項２に記載の通信装置は、前記請求項１に記載の通信装置において、前記非音声データ用子機の送受信タイミング手段は、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さを可変とすることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の通信装置によれば、前記非音声データ用子機の送受信タイミング手段により、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さが延長されることにより、前記請求項１に記載の通信装置のように、高い伝送レートでの非音声データの通信が行われ、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さが短縮されることにより、常に親機の前記第一送受信実行期間と長さの一致した送受信実行期間により非音声データの送受信が行われるので、確実に高信頼度でデータの伝送が行われる。また、このように第一送受信実行期間及びこれに対応する非音声データ用子機の送受信実行期間が短縮されることにより、音声データ用子機と親機との間の呼出、あるいは音声データ用子機相互間の呼出が行われるので、効率の良い通信が行われることになる。
【００２３】
請求項３に記載の通信装置は、前記請求項１または請求項２に記載の通信装置において、前記音声データ用子機の前記送受信タイミング制御手段は、周波数の安定のための送受信待機期間の長さを、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くすることを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の通信装置によれば、前記音声データ用子機の前記送受信タイミング制御手段により、周波数の安定のための送受信待機期間の長さが、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くされると、選択した周波数の安定化処理を高速で行う必要がなくなる。
【００２５】
請求項４に記載の通信装置は、前記請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の通信装置において、前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信において、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択する前記周波数選択手段と、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において子機に対する呼出を行う前記無線送受信手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の通信装置によれば、前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信には、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択し、更に、子機に対する呼出は、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において行うので、呼出時から通信時に至るまで、他の通信を妨害することがない。また、親機を介することなく子機間同士で通信を成立させる。
【００２７】
請求項５に記載の通信装置は、前記請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の通信装置において、前記親機は、夫々異なる周波数からなる有限個の周波数群内において順次選択を繰り返し、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とでは異なる周波数群から選択を行う前記周波数選択手段を備え、非音声データ用子機及び音声データ用子機は、前記親機との通信においては前記異なる周波数群から、子機同士の通信においては更に異なる周波数群から周波数の選択を行う前記周波数選択手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項５に記載の通信装置によれば、前記親機においては、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とで、異なる有限個の周波数群から順次選択が繰り返され、非音声データ用子機及び音声データ用子機においては、前記親機との通信には前記周波数群から周波数の選択が行われるので、前記親機と前記音声データ用子機との間の通信、及び前記親機と前記非音声データ用子機との間の通信に用いられる夫々の周波数が一致することがなく、妨害が生じない。また、子機同士の通信には更に異なる周波数群から周波数の選択が行われるので、前記各通信と子機同士の通信との間での相互の妨害も生じない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１乃至図８に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態における通信装置を構成する親機及び子機の概略構成を示すブロック図、図２は図１の通信装置に用いられる無線通信部の概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
本実施形態における通信装置は、図１に示す様に、一般の商用アナログ電話回線に有線接続され、プリンタ機能及びファクシミリ機能並びに親子電話機能を有する親機１と、更に前記親機１と周波数ホッピング方式による無線接続された３台の音声端末子機３ａ〜３ｃと、パーソナルコンピュータ等の３台のデータ端末６ａ〜６ｃと、該データ端末６ａ〜６ｃに有線接続され、前記親機１と周波数ホッピング方式による無線接続がなされた非音声データ用子機としての３台の無線アダプタ４ａ,４ｂ,４ｃとから構成されている。
【００３１】
まず、親機１の構成について説明する。親機１は、スキャナ機能、ファクシミリ機能、プリント機能、及び親子電話機能を有する複合機であり、子機との間で後述する周波数ホッピング方式の無線通信を行うための無線送受信手段としての無線通信部１１と、記録材上に画像を形成する画像出力部１２と、該画像出力部１２に対して出力される画像データを一時的に記憶するバッファ１２ａと、スキャナ等から構成される画像読取部１３と、該画像読取部１３から出力される画像データを一時的に記憶するバッファ１３ａと、該無線通信部１１により無線通信されるコード化された音声データと外線通信される音声データとの間の相互の変換を行う音声変換部１４と、前記無線通信部１１により無線通信される画像データあるいは画像読取部１３から出力される画像データもしくは画像出力部１２に対して出力される画像データと、外線通信される非音声データとの間の相互の変換を行うデータ変換部１５と、該データ変換部１５により取り扱われるデータを一時的に記憶するバッファ１５ａと、複数の外部回線８，９に接続された回線制御部１６と、前記無線通信部１１を介して送受信される画像データ等の非音声データの入出力先を切り換える切換部１７とを備えている。尚、当該親機１を操作するためのスイッチ等からなる操作部については図示を省略している。
【００３２】
次に、以上の様な親機１を構成する各部の構成について詳しく説明する。
【００３３】
無線通信部１１は、図２に示す様に、音声変換部１４あるいはデータ変換部１５にて取り扱われるデータと無線送受信されるデータとについて復調または変調を行う変復調器５１と、該変復調器５１から出力された信号を通信用の周波数に変換するアップコンバータ５２と、該アップコンバータ５２から出力される信号を増幅するパワーアンプ５３と、送信と受信とを切り換える送受切換器５４と、アンテナ５５と、受信された信号の増幅するローノイズアンプ５６と、該ローノイズアンプ５６から出力される信号の周波数を変換して変復調器５１に出力するダウンコンバータ５７と、前記アップコンバータ５２及びダウンコンバータ５７に前記変換用の周波数を出力するＰＬＬ局部発振器５８と、該ＰＬＬ局部発振器５８に対して出力する後述のホップ周波数データが記録されたホッピングテーブル５９と、該ホッピングテーブル５９から前記ＰＬＬ局部発振器５８に出力する周波数を選択するコントローラ６０と、該コントローラ６０に対して選択すべき周波数の情報を順次切換指示するホッピングカウンタ６１と、該ホッピングカウンタ６１の指示動作の基準信号を出力するフレームカウンタ６２と、該フレームカウンタ６２に対して基準クロックを供給するクロック６３とを備えている。
【００３４】
以上のような構成において、例えば外線８及びデータ変換部１５を介して入力された画像データが変復調器５１に出力されると、該画像データは変復調器５１において中間周波数信号に変調され、アップコンバータ５２に出力される。
【００３５】
アップコンバータ５２は、ミキサを備えており、前記変復調器５１から出力される中間周波数信号と、ＰＬＬ局部発振器５８から出力される発振周波数信号とを乗算し、中間周波数信号と発振周波数信号の周波数の和の周波数を有する通信用の周波数信号に変換する。尚、周波数変換は１段で行う必要はなく、他の局部発振器を用いた２段構成でも良い。
【００３６】
前記アップコンバータ５２により変換された通信用の周波数信号は、パワーアンプ５３にて増幅され、増幅された信号は送受切換器５４を通してアンテナ５５から送信される。
【００３７】
また、該アンテナ５５で受信された信号は、送受切換器５４によって受信側に送られ、ローノイズアンプ５６により増幅されて、ダウンコンバータ５７に出力される。
【００３８】
ダウンコンバータ５７も、前記アップコンバータ５２と同様にミキサを備えており、ＰＬＬ局部発振器５８から出力される発振周波数信号と受信した信号とを乗算することにより、受信信号と発振周波数信号の周波数の差を周波数とする中間周波数信号に変換する。尚、受信側においても、周波数変換は１段で行う必要はなく、他の局部発振器を用いた２段構成でも良い。
【００３９】
前記ダウンコンバータ５７により変換された中間周波数信号は、変復調器５１に出力され、該変復調器５１において復調され、例えば画像データとしてデータ変換部１５及び回線制御部１６を介して外線に出力される。
【００４０】
また、クロック６３からの出力をカウントすることにより、送受信の開始から所定時間経過したことを判定したフレームカウンタ６２は、ホッピングカウンタ６１をインクリメントし、コントローラ６０に出力する。コントローラ６０は、インクリメントされたカウンタ値に基づいて、前記ホッピングテーブル５９から周波数を選択し、ＰＬＬ局部発振器５８に出力する。これにより、送受信される信号の周波数は、前記所定のホッピングタイミングで次々にホップされ、秘匿性及び周波数の利用効率性の高い無線通信が行われることになる。
【００４１】
図４はホッピングテーブルの内容を示す図であり、図４においてＭはホッピングカウンタ６１のカウンタ値、ｆはホッピング周波数を示す。例えば、Ｍ＝０の時ｆ＝ｆ0、Ｍ＝１の時ｆ＝ｇ0が選択される。
【００４２】
以上のような各手段の動作制御及び電源のオンオフ制御はコントローラ６０により行われており、コントローラ６０はフレーム切換手段、周波数選択手段、あるいは送受信タイミング制御手段として機能している。
【００４３】
次に、画像出力部１２は、バッファに格納されたデータを画像出力する手段であり、例えば電子写真方式による感光体ドラム等を用いた手段、或いはサーマルヘッドを用いた熱転写手段、もしくはインクジェットヘッドを備えた手段等により構成されている。前記バッファ１２ａ，１５ａに格納されるデータとしては、無線アダプタ４ａ，４ｂ，４ｃを介してデータ用端末６ａ，６ｂ，６ｃから送信され、あるいは外線から送信されるネットワーク通信データもしくは画像データ等が含まれる。
【００４４】
また、画像読取部１３は、スキャナ等から構成され、スキャナ等により読み取られた画像データは、バッファ１３ａに一旦格納され、前記画像出力部１２に出力されるか、あるいは前記無線通信部１１を介して無線通信に供される。
【００４５】
音声変換部１４は、図示しないＣＰＵの制御により、音声とデジタル信号との相互変換を行うコーデック及び圧縮器から構成されており、子機３ａ〜３ｃからデジタルコード化されて送信される音声データをアナログデータに変換して回線制御部１６に出力すると共に、回線制御部１６を介して受信したアナログ音声データを子機３ａ〜３ｃへ送信するためにデジタルコード化するものである。
【００４６】
データ変換部１５は、パーソナルコンピュータ等から出力されるデジタルの非音声データあるいはＦＡＸ信号等の画像信号を扱うバッファと、エラー訂正処理等を行うデータ変換器等を備えており、例えばＧ３規格に合致した端末特性と伝送手順を実現させるために、ＭＨ（Modified Huffman）方式等によりデータ圧縮を行い、ＨＤＬＣフレームを用いたバイナリー符号信号方式を採用し、14400bpsの伝送速度によりデータの伝送を行う。
【００４７】
外線制御を行うための回線制御部１６は、外部回線８，９に接続されており、ＣＰＵ（図示せず）の制御により、外部回線８，９からの信号を前記音声変換部１４またはデータ変換部１５のいずれかに出力すると共に、前記音声変換部１４またはデータ変換部１５から出力されるデータを外部回線８，９のいずれかにより送信させるものである。
【００４８】
切換部１７は、無線通信部１１の親機内部における接続先を切り換えを行うスイッチング手段等から構成されており、該接続先をバッファ１５ａ側に切り換えた場合には、無線通信部１１を介して子機による外線通信が行われることになる。また、前記接続先をバッファ１２ａあるいはバッファ１３ａ側に切り換えた場合には、無線通信部１１を介して画像読取部１３にて読み取られた画像データがデータ用端末６ａ〜６ｃに送信され、データ用端末６ａ〜６ｃから送信された画像データに基づいて画像出力部１２にて画像形成が行われる。
【００４９】
次に、音声用端末子機３ａ〜３ｃの構成について説明する。
【００５０】
子機３ａ〜３ｃは、コードレス電話器であり、図１に示す様に、アンテナ３１ａ〜３１ｃを備え、上述した無線通信部１１と同様な構成の無線送受信手段としての無線通信部３２ａ〜３２ｃと、上述した音声変換部１４と同様にＡ／Ｄ変換機能を含む音声変換部３３ａ〜３３ｃとを備えている。また、図示を省略しているが、子機３ａ〜３ｃには、音声を入出力するためのマイク及びスピーカが備えられている。
【００５１】
無線通信部３２ａ〜３２ｃの構成については、前記無線通信部１１の構成と同様なので説明を省略する。但し、無線通信部３２ａ〜３２ｃにおいて取り扱われるデータは音声データのみである。
【００５２】
以上のような構成において、マイクから入力された音声は、音声変換部３３ａ〜３３ｃで例えば１９２００bpsのデジタル信号に変換された後に、デジタルコード化され、前記無線通信部３２ａ〜３２ｃへ出力される。そして、無線通信部３２ａ〜３２ｃにおいて、上述したような周波数ホッピング方式によりアンテナ３１ａ〜３１ｃから送信される。一方、アンテナ３１ａ〜３１ｃで受信された信号は、無線通信部３２ａ〜３２ｃから音声変換部３３ａ〜３３ｃへと出力され、該音声変換部３３ａ〜３３ｃによりデコード化された後、アナログ音声信号に変換され、スピーカへ出力される。尚、各部の制御は図示しないＣＰＵにより行われている。
【００５３】
次に、非音声データ端末子機としての無線アダプタ４ａ〜４ｃの構成について説明する。無線アダプタ４ａ〜４ｃは、パーソナルコンピュータ或いはＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の非音声データを取り扱うデータ用端末６ａ〜６ｃと接続されており、図１に示す様に、アンテナ４１ａ〜４１ｃを備え、上述した無線通信部１１と同様な構成の無線送受信手段としての無線通信部４２ａ〜４２ｃと、上述したデータ変換器１５と同様な構成のデータ変換部４３ａ〜４３ｃとを備えている。
【００５４】
無線通信部４２ａ〜４２ｃの構成については、前記無線通信部１１の構成と同様なので説明を省略する。但し、無線通信部４２ａ〜４２ｃにおいて取り扱われるデータは非音声データのみである。
【００５５】
データ用端末６ａ〜６ｃから出力される画像データあるいはテキストデータ等は、データ変換部４３ａ〜４３ｃで無線通信用のデータとして変換され、無線通信部４２ａ〜４２ｃによって、親機１へ周波数ホッピング方式により無線送信される。また、親機１から送信され、無線通信部４２ａ〜４２ｃで受信されたデータは、データ変換部４３ａ〜４３ｃで画像データまたはテキストデータ等に変換され、データ用端末６ａ〜６ｃに送信される。尚、各部の制御は図示しないＣＰＵにより行われる。
【００５６】
本実施形態の通信装置は、以上のような構成において、ＦＡＸ受信、ＦＡＸ送信、電話通信、及びパーソナルコンピュータ等のデータ通信が可能であり、それぞれの通信は、以下のような組み合わせで行われる。
【００５７】
Ａ．ＦＡＸ受信：外部回線９→親機１→画像出力部１２
Ｂ．ＦＡＸ送信：画像読取部１３→親機１→外部回線９
Ｃ．電話通信 ：外部回線８←→親機１←→子機３ａ〜３ｃ
Ｄ．データ通信：データ用端末６ａ〜６ｃ←→無線アダプタ４ａ〜４ｃ←→親
機１←→外部回線９
以上のように、本実施形態の通信装置においては、音声データと、ＦＡＸデータと、パーソナルコンピュータ等から入出力される非音声データとが取り扱われるが、これらのデータはそれぞれ性質が異なる。
【００５８】
つまり、音声データについては、通信速度は遅くても良いが、リアルタイム双方通信が必要であり、電波の妨害による聴取障害を防ぐ必要がある。また、ＦＡＸデータについては、１４．４ｋｂｐｓ程度のデータレートで、リアルタイム双方通信の必要性は無い。更に、パーソナルコンピュータ等から入出力される高速非音声データについては、高速転送あるいはパケット通信による高スループットが必要であり、６４ｋｂｐｓ以上のデータレートが必要である。
【００５９】
しかしながら、上述のような周波数ホッピング方式による無線通信においては、ホップ時における周波数の安定を図るための時間が必要であり、単位時間当たりのホップ数によってデータレートに影響を与える。
【００６０】
つまり、単位時間当たりのホップ数が多い場合には、データレートが低くなるため、前記のような高速非音声データに対して不適当であり、逆に単位時間当たりのホップ数が少ない場合には、データレートは高くなる一方で、一つの周波数が妨害を受けると、聴感上認識できる程の聴取障害を生じ、好ましくない。
【００６１】
また、データの種類に応じて単位時間当たりのホップ数のみを変えるように構成した場合には、ホップされる周波数の同期が、機器間において取れなくなり、特に、上述したような音声データと非音声データとの双方を取り扱う親機１においては、無線通信部１１の構成が複雑になってしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態においては、周波数のホップをフレーム単位で行い、更に１フレーム内において非音声データの送信または受信と音声データの送受信を行う場合には、音声データの送受信を行う前にも周波数のホップを行うように構成した。
【００６３】
具体的には、図３に示すように親機１におけるフレームは、第一送受信待機期間である第一ホップスロット７０と、非音声データの送信または受信を行うための第一送受信実行期間であるデータスロット７１と、第二送受信待機期間である第二ホップスロット７２と、音声データの送受信を行うための第二送受信実行期間である音声スロット７５とにより構成されている。そして、音声スロット７５は送信スロット７３と受信スロット７４に分けられている。
【００６４】
また、音声データ用子機３ａ〜３ｃにおいては、前記ホップスロット７０と同期したタイミングで送受信の待機を開始するホップスロット８０と、スリープスロット８１と、ウェイクスロット８２と、音声スロット８５とから１フレームが構成されている。フレームの長さは親機のものと同様であり、また、音声スロット８５は、親機のフレームと同期を取るように、受信スロット８３と送信スロット８４に分けられている。
【００６５】
更に、非音声データ用子機である無線アダプタ４ａ〜４ｃにおいては、前記ホップスロット７０と同期したタイミングで送受信の待機を開始するホップスロット９０と、非音声データの送信または受信を親機と同期して行うデータスロット９１と、送受信は行わない待機スロット９２とから構成されている。フレームの長さは親機のものと同様である。以下、具体的に詳述する。
【００６６】
図３に示すホップスロット７０，７２，８０，９０は、ホップした周波数の安定のための期間であり、この期間においては、データの送受信は行われない。
【００６７】
但し、子機３ａ〜３ｃのホップスロット８０は、親機１のホップスロット７０,７２あるいは無線アダプタ４ａ〜４ｃのホップスロット９０よりも長くなるように構成されており、音声スロット８５に重ならない範囲で充分に長くとることができる。これは、子機３ａ〜３ｃにおける音声スロット８５がフレームの後半部に設けられているためであり、このように構成することにより、ＰＬＬ局部発振器５８の周波数の安定化時間に余裕を設けることができ、高価な高速のＰＬＬ局部発振器を用いる必要がなくなる。
【００６８】
データスロット７１,９１は、データレートが１４．４ｋｂｐｓ程度のＦＡＸデータと、６４ｋｂｐｓ以上の高速な非音声データの送受信に用いる。このデータスロット７１,９１は、親機１と音声端末子機３ａ〜３ｃとの通信を行う場合には、図３（ａ）に示すように期間Ｔ１の長さであるが、親機１と音声端末子機３ａ〜３ｃとの通信を行わない場合には、図３（ｂ）に示すように期間Ｔ２の長さに変更される。このようなデータスロット長の変更情報は、親機１から無線アダプタ４ａ〜４ｃに伝達されるようになっている。
【００６９】
音声スロット７５，８５は、３２ｋｂｐｓあるいは６４ｋｂｐｓ以下の音声データ伝送に用いる。但し、音声スロットについては、リアルタイム双方通信が必要なため、ＴＤＤ（時分割デュープレクス）を用いて送受の切り換えを行う。
【００７０】
スリープスロット８１においては、時間計測のためのタイマーのみを動作させておけば、無線通信部の殆どの電源をＯＦＦすることができる。これにより、消費電力を少なくすることができる。このスリープスロット８１が終了した後に、ウェイクスロット８２において電源をＯＮし、通信に備える。
【００７１】
本実施形態では、以上のような構造のフレームを用いて通信を行うが、周波数のホップは、図３に示すように、親機１においては、フレームが切り換えられるタイミングｔ０と、データスロット７１が終了するタイミングｔ１において行うこととした。また、タイミングｔ０におけるホップと、タイミングｔ１におけるホップとは、異なる周波数データ列から構成されるホップテーブルを用いて行うこととした。
【００７２】
また、音声子機端末３ａ〜３ｃにおいても、親機のフレーム切り換えタイミングと等しいｔ０にて周波数のホップを行うこととし、このホップに用いる周波数テーブルは、親機におけるタイミングｔ１におけるホップの際に用いるテーブルと同一の周波数データ列を有するテーブルを用いた。
【００７３】
更に、無線アダプタ４ａ〜４ｃにおいては、親機と同期を取るために、フレーム切り換えタイミングｔ０において周波数のホップを行い、このホップに用いるテーブルには、親機のタイミングｔ０におけるホップの際に用いるテーブルと同一のテーブルを用いることとした。
【００７４】
具体的には、親機のデータスロットによる送信または受信の際には、図４（ａ）に示すテーブルを用いた。このテーブルは、ｆ0〜ｆmからなる周波数データ列と、ｇ0〜ｇmからなる周波数データ列とが交互に並べられており、ホッピングカウンタ６１の値Ｍに従って、ｆ0，ｇ0,ｆ1…の順序で選択される。なお、これらの周波数データ列の周波数データはランダムに配置されている。
【００７５】
また、親機は、Ｍ＝２ｍ＋１の時、ホッピングカウンタ６１の出力からホッピングテーブルを読み出さないようにすることにより、図３（ｂ）に示すように１フレーム内において１回のみ周波数ホップを行うようにすることができる。
【００７６】
また、無線アダプタ４ａ〜４ｃにおいては、図４（ｂ）に示すテーブルを用いた。このテーブルは、ｆ0〜ｆmからなる周波数データ列を有している。
【００７７】
更に、音声子機端末３ａ〜３ｃにおいては、図４（ｃ）に示すテーブルを用いる。このテーブルは、ｇ0〜ｇmからなる周波数データ列を有している。
【００７８】
なお、図４（ｄ）のテーブルは、後述するように子機同士の通信に用いるテーブルである。
【００７９】
次に、本実施形態における通信処理を図５のタイミングチャート及び図６乃至図８のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００８０】
図６は親機１の通信処理を示すフローチャート、図７は音声子機の通信処理を示すフローチャート、図８は無線アダプタの通信処理を示すフローチャートである。
【００８１】
まず、親機１が音声子機３ａと通信中である場合について説明する。図５（ａ）においては、フレームＦａ１以降について示しているが、フレームＦａ１以前から通信が行われていたものとして説明を行う。まず、図５（ａ）に示すフレームＦａ１以前のフレームが終了すると、時刻ｔ０のタイミングでフレームが切り換えられ、このタイミングにて周波数のホップが行われる（図６；ステップＳ１）。この時のホッピングカウンタ６１の値Ｍが０であるとすると、コントローラ６０は図４（ａ）に示すテーブルから周波数ｆ0を選択する。そして、音声子機と通信中であるから（ステップＳ２；ＹＥＳ）、周波数ｆ0でデータスロットにて無線アダプタと通信し（ステップＳ３）、データスロットが終了した後、図５（ａ）に示す時刻ｔ１のタイミングでホッピングカウンタ６１の値Ｍをインクリメントし、再び周波数のホップを行う（ステップＳ４）。この時、ホッピングカウンタ６１の値Ｍは１となるので、図４（ａ）に示すテーブルから周波数ｇ0が選択される。次に、後述する呼出モードか否かの判定がおこなわれるが（ステップＳ５）、現在は呼出モードではないとすると（ステップＳ５；ＮＯ）、前記周波数ｇ0により親機と音声子機との通信が行われる（ステップＳ７）。
【００８２】
一方、音声子機３ａの方も、親機１と同様に時刻ｔ０でホップを行うが（図７；ステップＳ３１）、音声子機において用いるホッピングテーブルは図４（ｃ）に示すテーブルなので、Ｍ＝０では周波数ｇ0が選択される。そして、現在通信中であり、後述する子機呼出モードではないので（ステップＳ３２；ＹＥＳ〜ステップＳ３３；ＮＯ）、待機状態に移行する（ステップＳ３４）。本実施形態においては、上述したように、この待機状態においてスリープスロットを設けており、親機における時刻ｔ１でのホップが行われるタイミングまで、無線アダプタはスリープ状態となる。次に時刻ｔ１のタイミングでウェイク状態となり、時刻ｔ２からの親機との通信に備える。そして、他の音声子機からの着呼がなく（ステップＳ３５；ＮＯ）、後述する親機呼出モードではないので（ステップＳ３７；ＮＯ）、親機との通信を行う（ステップＳ３９）。
【００８３】
また、無線アダプタ４ａにおいても、親機１と同期して時刻ｔ０でホップを行う（図８；ステップＳ７１）。無線アダプタ４ａにおけるテーブルは、図４（ｂ）に示すテーブルであるため、Ｍ＝０において、周波数ｆ０が選択される。そして、図５（ａ）に示す例では、無線アダプタ４ａからのデータの送信中ではないので（ステップＳ７２；ＮＯ）、周波数ｆ０でデータスロットにより親機からのデータを受信する（ステップＳ７３）。なお、図５（ａ）の例では、親機からの送信があるが（ステップＳ７４；ＹＥＳ）、データスロット長の変更要求はないので（ステップＳ７５；ＮＯ）、短いデータスロットのまま以上の処理を繰り返すことになる。
【００８４】
以下、同様の処理を、図５（ａ）に示すように、フレームＦａ１〜Ｆａ４において継続すると、周波数は、親機１のデータスロットにおいてｆ０,ｆ１,ｆ２,ｆ３とホップされ、音声スロットにおいてｇ０,ｇ１,ｇ２,ｇ３とホップされると共に、音声子機３ａ及び無線アダプタ４ａにおいても同様にホップが行われるので、親機と各子機間での通信が確実に行われることになる。
【００８５】
特に、親機１と音声子機３ａにおいては、１フレーム内において送信と受信が交互に行われるので、これを繰り返すことにより、連続した音声信号の送受信が行われることになる。
【００８６】
また、親機１と無線アダプタ４ａにおいては、パケットデータの送受信が行われ、図５（ａ）に示すように、一つのデータスロットでは、送信または受信のいずれか一方が行われる。なお、図５（ｄ）に示すように、一つのデータスロットでは、一つの無線アダプタあるいは親機のみが送信を行い、送信を行っていない無線アダプタあるいは親機は、データスロットで送信を行っている無線アダプタあるいは親機がないことを確認した後に送信を開始する。
【００８７】
次に、親機１と音声子機３ａによる通信が終了した後の処理について説明する。図５（ｂ）に示すように、フレームＦｂ１で親機１と音声子機３ａによる通信が終了したとすると、親機１は次のフレームＦｂ２の切り換えタイミングで周波数をｆ１にホップする（図６；ステップＳ１）。そして、図５（ｂ）の例では音声子機３ａとの通信が終了し（ステップＳ２；ＮＯ）、データスロットによる親機１からの送信を行う場合であって（ステップＳ８；ＹＥＳ）、音声子機からの呼出を受け付けず、音声子機の呼出も行わないので（ステップＳ１０；ＮＯ〜ステップＳ１１；ＮＯ）、データスロットの長さが短いか否かを判定する（ステップＳ１２）。図５（ｂ）に示す例では、フレームＦｂ１まで音声子機との通信が行われていたために、データスロットが短くなっているので（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、データスロットを次のフレームから長くするように設定し（ステップＳ１３）、フレームＦｂ２にて、データスロット長を長くする旨を無線アダプタに通知する（ステップＳ１４）。そして、次のフレームＦｂ３の切り換えタイミングにて、周波数ｆ２にホップし（ステップＳ１）、長いデータスロットにより無線アダプタとの通信を開始する（ステップＳ２；ＮＯ〜Ｓ８；ＹＥＳ〜Ｓ１０；ＮＯ〜Ｓ１１；ＮＯ〜Ｓ１２；ＮＯ〜Ｓ１５）。
【００８８】
一方、無線アダプタ４ａにおいては、フレームＦｂ２の切り換えタイミングにて周波数ｆ１にホップし（図８；ステップＳ７１）、親機からのデータを受信すると（ステップＳ７２；ＮＯ〜ステップＳ７３）、このデータがデータスロット長の変更要求であるため（ステップＳ７４；ＹＥＳ〜ステップＳ７５；ＹＥＳ）、次のフレームＦｂ３からデータスロット長を変更すべく設定を行う（ステップＳ７６）。そして、次のフレームＦｂ３の切り換えタイミングで周波数ｆ２にホップし（ステップＳ７１）、親機からのデータを受信する（ステップＳ７２；ＮＯ〜ステップＳ７３〜ステップＳ７４；ＹＥＳ〜ステップＳ７５；ＮＯ）。
【００８９】
このように、音声子機との通信を行わない場合には、データスロット長を長くして通信を行うので、データ伝送レートを高くすることができる。
【００９０】
なお、音声子機においては、親機との通信を行わないので、フレームの切り換えタイミングでホップを行いつつ、待機状態となるが（図７；ステップＳ３１〜Ｓ３２〜Ｓ４０〜Ｓ４３〜Ｓ５３〜Ｓ５６；ＮＯ〜Ｓ５７）、ホップする周波数がデータスロットによる通信のものとは異なるので、例えば音声子機側から他の音声子機等に図５（ｂ）に時刻ｔ３のタイミングで呼出を行ったとしても、親機１と無線アダプタ４ａとの通信を妨害することがない。
【００９１】
次に、以上のようにしてデータスロット長を長くした状態で、親機と無線アダプタとの通信が継続している場合の処理について説明する。例えば、図５（ｃ）に示すフレームＦｃ１への切り換えタイミングにて、周波数ｆ0にホップを行い（図６；ステップＳ１）、無線アダプタからのデータを受信した後に（ステップＳ２；ＮＯ〜ステップＳ８；ＮＯ〜ステップＳ９）、ここまでの無線アダプタ４ａとの通信が長いデータスロットのままで所定時間継続されたと判断した場合には、データフレーム長を一旦短くして音声子機への呼出あるいは音声子機からの呼出を受け付ける処理を行う。つまり、次のフレームＦｃ２にて周波数ｆ1にホップした後（ステップＳ１）、親機からのデータフレーム長の変更要求を送信し、音声子機を呼び出すため（ステップＳ８；ＹＥＳ〜ステップＳ１０；ＮＯ〜ステップＳ１１；ＹＥＳ）、まず親機側のデータスロット長を短くし（ステップＳ１６）、周波数ｆ１にて無線アダプタに対してデータスロット長の変更要求を送信する（ステップＳ１７）。そして、音声子機を呼び出すために図５（ｃ）に示す時刻ｔ４のタイミングで周波数ｇ1にホップし（ステップＳ１８）、周波数ｇ1により音声子機を呼び出す（ステップＳ１９）。これに対し、音声子機からの応答があった場合には（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、当該音声子機との通信を行うが（ステップＳ２１）、応答が無かった場合には（ステップＳ２０；ＮＯ）、呼出モードに移行する（ステップＳ２２）。この呼出モードに移行した場合には、データスロットを短くし、音声スロットを設けた状態で、音声子機に対する呼出を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ２；ＹＥＳ〜Ｓ３〜Ｓ４〜Ｓ５；ＹＥＳ〜Ｓ６）。
【００９２】
一方、音声子機からの呼出を受け付ける場合も同様であり、親機からのデータフレーム長の変更要求を送信し、音声子機からの呼び出しを受け付けるため（ステップＳ８；ＹＥＳ〜ステップＳ１０；ＹＥＳ）、まず親機側のデータスロット長を短くし（ステップＳ２３）、周波数ｆ１にて無線アダプタに対してデータスロット長の変更要求を送信する（ステップＳ２４）。そして、音声子機からの呼び出しを受け付けるために図５（ｃ）に示す時刻ｔ４のタイミングで周波数ｇ1にホップし（ステップＳ２５）、周波数ｇ1により音声子機に対して受付許可信号を送信する（ステップＳ２６）。これに対する音声子機からの応答を受信し（ステップＳ２７）、当該音声子機からの接続要求の有無を判定するが（ステップＳ２８）、接続要求が無かった場合には（ステップＳ２８；ＮＯ）、次のフレームＦｃ３からはデータスロット長を長くして再び無線アダプタとの通信を再開する（ステップＳ１〜Ｓ２〜Ｓ８〜Ｓ１０〜Ｓ１１〜Ｓ１２；ＹＥＳ〜Ｓ１３〜Ｓ１４）。しかし、接続要求があった場合には（ステップＳ２８；ＹＥＳ）、当該子機との通信を行う（ステップＳ３０）。この時、次のフレームで子機に対し接続許可を送信する。
【００９３】
一方、音声子機側においては、親機からの呼出があった場合には（図７；ステップＳ５３；ＹＥＳ）、親機に対して応答し（ステップＳ５４）、親機との通信を行う（ステップＳ５５）。また、親機に対して呼出を行う場合には（ステップＳ５６；ＹＥＳ）、親機を呼び出し（ステップＳ５８）、親機からの応答の有無を判定する（ステップＳ５９）。その結果、応答が無かった場合には（ステップＳ５９；ＮＯ）、親機呼出モードに移行し（ステップＳ６０）、応答があれば通信を行い（ステップＳ３７；ＹＥＳ〜ステップＳ３８；ＹＥＳ〜ステップＳ３９）、応答が無ければ呼出を継続する（ステップＳ３７；ＹＥＳ〜ステップＳ３８；ＮＯ）。
【００９４】
以上のように、長いデータスロット長にて無線アダプタとの通信を継続している場合でも、所定フレーム毎に必ず音声子機への呼出、あるいは音声子機からの呼出を受け付けるので、高いデータ伝送レートを確保しつつ、確実に音声データ通信をも同時に行うことができる。
【００９５】
また、無線アダプタから親機に対して連続的にデータ送信を行っていた場合には（ステップＳ７２；ＹＥＳ）、他の無線アダプタからの呼出、あるいは他の無線アダプタへの呼出を行う必要があるため、所定フレーム数毎に、送信の中断処理を行う。つまり、所定フレーム数に達していない場合には（ステップＳ７７；ＮＯ）、データの送信を継続するが（ステップＳ７８）、所定フレーム数の送信を行った場合には（ステップＳ７７；ＹＥＳ）、送信を中断し（ステップＳ７９）、他の無線アダプタからの呼出を確認するために受信状態に移る（ステップＳ７３）。そして、他の無線アダプタからの呼出があった場合には（ステップＳ７４；ＮＯ〜ステップＳ８０；ＹＥＳ）、当該無線アダプタからのデータを受信する（ステップＳ８１）。また、他の無線アダプタからの呼出は無いが（ステップＳ７４；ＮＯ〜ステップＳ８０；ＮＯ）、他の無線アダプタに対して送信を行う必要がある場合には（ステップＳ８２；ＹＥＳ）、送信を行う（ステップＳ８３）。
【００９６】
以上のように、他の無線アダプタ間の通信をも確実に行うことができる。
【００９７】
次に、音声子機間通信の処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。例えば、図５（ｅ）に示すように、親機１と音声子機３ａが通信を行っている場合において、音声子機３ｂから音声子機３ｃへ呼出を行う例について説明する。
【００９８】
まず、音声子機３ｂは、図５（ｅ）に示すフレームＦｅ２の切り換えタイミングおいて周波数ｇ1にホップし（図７；ステップＳ３１）、現在通信中ではなく（ステップＳ３２；ＮＯ）、他の音声子機からの着呼も無い時に（ステップＳ４０；ＮＯ）、音声子機３ｃに対して呼出を行う場合には（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、通常のような待機期間を設けることなく、図５（ｅ）に示す時刻ｔ５のタイミングにて前記周波数ｇ1により音声子機３ｃに対する呼出を行い（ステップＳ４４）、音声子機３ｃからの応答があるか否かを判定する（ステップＳ４５）。その結果、応答が無かった場合には（ステップＳ４５；ＮＯ）、子機呼出モードに移行し（ステップＳ４６）、応答があるまで上述のタイミングで呼出を継続する（ステップＳ３１〜Ｓ３２；ＹＥＳ〜Ｓ３３；ＹＥＳ〜ステップＳ４４）。
【００９９】
しかし、図５（ｅ）に示すように音声子機３ｃからの応答があった場合には（ステップＳ４５；ＹＥＳ）、子機間ホップへ移行する（ステップＳ４７）。このホップは、図４（ｄ）に示すテーブルを用い、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を用いる。
【０１００】
そして、フレームＦｅ３の切り換えタイミングで周波数をｈ2にホップし（ステップＳ４８）、親機との通信時と同様の待機期間を設けて（ステップＳ４９）、図５（ｅ）に示す時刻ｔ６のタイミングから周波数ｈ2により音声子機３ｃとの通信を開始する（ステップＳ５０）。以下、通信終了までこのシーケンスにより通信を行い（ステップＳ５１；ＮＯ）、通信が終了した場合には（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、再び親機と子機間のホップへと移行する（ステップＳ５２）。
【０１０１】
以上のように、子機間の呼出は、スリープスロットの位置において行われるため、親機と他の子機との通信に妨害を与えることなく、また、親機を介することなく、子機間の通信が可能となっている。更に、子機間通信用のホッピングテーブルには、親機と子機間の通信用のホッピングテーブルとは全く独立のホッピングテーブルを用いるので、親機と子機間の通信に妨害を与えることなく、子機間通信が可能である。なお、この子機間通信に用いるホッピングテーブルには、ｈk＝ｇk+2のように、親機と子機間の通信用のホッピングテーブルの位相をずらしたものを用いても良い。この場合には、ホッピングテーブルを複数保持する必要がないので、コントローラ６０でホッピングカウンタ６１の値Ｍに補正値２を加算するだけで良い。
【０１０２】
以上のように、本実施形態によれば、１フレーム内にデータスロットと音声スロットを設けて通信を行うので、音声データと非音声データとを同時に効率良く送受信することができる。
【０１０３】
また、音声データの通信を行わない時には、データスロットの長さを長くするので、非音声データの伝送レートを高くすることができ、データの性質に適応した良好な通信を行うことができる。
【０１０４】
更に、親機のデータスロットと無線アダプタのデータスロットとは同期が維持され、かつ、スロット長も常に一致しているため、確実に高信頼度で非音声データの伝送が可能となる。
【０１０５】
また、音声データ通信用の音声スロットの周波数をデータスロットの周波数とは異なる周波数とし、送受信タイミングをデータスロットよりも後ろに設定したので、音声子機のホップスロットを長くすることができ、音声子機用のＰＬＬ局部発振器に高速なものを用いる必要がなく、安価なＰＬＬ局部発振器を用いることができる。
【０１０６】
また、データスロットと音声スロットにそれぞれ異なる周波数を用いるようにしたので、互いに通信を妨害することがなく、良好な通信が行われる。
【０１０７】
更に、子機間通信は、待機期間を用いて呼び出しを行うので、親機を介することなく、迅速に行われる。
【０１０８】
なお、非音声データ用子機のホッピングパターンは、その時の通信状況に応じて、妨害の少ない周波数で構成するようにしても良い。この時、音声子機用のホッピングパターンは非音声データ用子機に用いた周波数以外の残りの周波数で構成すれば良い。これは、音声データの通信に用いられる音声スロットがデータスロットに比して短いため、一つの周波数が妨害を受けても、聴感上支障がないためである。一方、妨害の少ない周波数によりパケット通信を行うことにより、データ伝送の信頼性を向上させることができる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、音声スロット内の送信スロットと受信スロットは一組の場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、複数組の送信スロットと受信スロットを設けるようにしても良い。このように構成すれば、複数の音声子機間との通信も可能となる。また、この場合には、フレーム最後の送受信スロットの組から使用するようにし、使用していない音声スロットはデータスロットに変えるようにすれば良い。
【０１１０】
更に、子機間の呼出は、親機と子機間のホッピングテーブルを用いて行っても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の通信装置によれば、親機においては、１フレームを、第一送受信待機期間と、非音声データ用子機との送受信を行う第一送受信実行期間とに、あるいは音声データ用子機との通信を行う場合には、これらの期間に加えて、第二送受信待機期間と、音声データ用子機との送受信を行う第二送受信実行期間とに分け、前記第一送受信実行期間と前記第二送受信実行期間とでは異なる周波数を用い、非音声データ用子機においては、前記第一送受信実行期間に同期させ、かつ、前記第一送受信実行期間に対応させた周波数と同じ周波数で子機における送受信を行い、音声データ用子機においては、前記第二送受信実行期間に同期させ、かつ、前記第二送受信実行期間に対応させた周波数と同じ周波数で送受信を行うようにしたので、親機と非音声データ用子機との間の通信、及び親機と音声データ用子機との間の通信を、互いに妨害を発生させずに、効率良く行うことができる。また、非音声データ用子機相互間の通信による、親機と音声データ用子機間並びに音声データ用子機相互間の通信に対する妨害を防止することができ、同様に、音声データ用子機相互間の通信による、親機と非音声データ用子機間の通信並びに非音声データ用子機相互間の通信に対する妨害を防止することができる。
【０１１２】
更に、請求項１に記載の通信装置においては、前記親機の送受信タイミング制御手段により、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間を設けない場合には、送受信タイミング手段により１フレーム中における第一送受信実行期間を延長するようにしたので、非音声データを高い伝送レートで送受信することができる。また、この期間における通信の周波数は音声データ用子機の周波数とは異なるので、第一送受信実行期間の延長中における親機と非音声データ用子機間の通信の妨害を確実に防ぐことができる。
【０１１３】
請求項２に記載の通信装置によれば、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さを可変とするようにしたので、高い伝送レートでの非音声データの通信を行うことができると共に、常に親機の前記第一送受信実行期間と長さの一致した送受信実行期間により非音声データの送受信を行って、確実に高信頼度でデータの伝送を行うことができる。また、第一送受信実行期間及びこれに対応する非音声データ用子機の送受信実行期間を短縮して、音声データ用子機と親機との間の呼出、あるいは音声データ用子機相互間の呼出を行うことができるので、効率の良い通信を行うことができる。
【０１１４】
請求項３に記載の通信装置によれば、送受信待機期間の長さを、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くするようにしたので、周波数の安定化処理を高速で行う必要がなくなり、安価な素子を用いて装置の低コスト化を実現することができる。
【０１１５】
請求項４に記載の通信装置によれば、前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信には、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択し、更に、子機に対する呼出は、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において行うので、呼出時から通信時に至るまで、他の通信の妨害を確実に防ぐことができる。また、親機を介することなく子機間同士で通信を成立させることができるので、容易かつ迅速に子機同士の通信を行うことができる。
【０１１６】
請求項５に記載の通信装置によれば、前記親機においては、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とで、異なる有限個の周波数群から順次選択が繰り返され、非音声データ用子機及び音声データ用子機においては、前記親機との通信には前記周波数群から周波数の選択が行われるので、前記親機と前記音声データ用子機との間の通信、及び前記親機と前記非音声データ用子機との間の通信に用いられる夫々の周波数の一致を防ぐことができ、妨害を確実に防止することができる。また、子機同士の通信には更に異なる周波数群から周波数の選択を行うので、前記各通信と子機同士の通信との間での相互の妨害も確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態における通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の通信装置における無線通信部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】 図１の通信装置に用いられるフレームの構造を示すブロック図である。
【図４】 図２の無線通信部におけるホップテーブルの一例を示す図である。
【図５】 図１の通信装置における通信処理を示すタイミングチャートである。
【図６】 図１の通信装置における親機の通信処理を示すフローチャートである。
【図７】 図１の通信装置における音声子機の通信処理を示すフローチャートである。
【図８】 図１の通信装置における無線アダプタの通信処理を示すフローチャートである。
【図９】 従来の周波数ホッピング方式を用いた送受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…親機
２…無線ターミナル
３ａ〜３ｃ…音声端末子機
４ａ〜４ｃ…無線アダプタ
６ａ〜６ｃデータ用端末
８,９…外部回線
１１…無線通信部
１２…画像出力部
１３…画像読取部
１４…音声変換部
１５…データ変換部
３２ａ〜３２ｃ…無線通信部
３３ａ〜３３ｃ…音声変換部
４２ａ〜４２ｃ…無線通信部
４３ａ〜４３ｃ…データ変換部
５９…ホッピングテーブル
６０…コントローラ
６１…ホッピングカウンタ
６２…フレームカウンタ
７０…第一ホップスロット
７１…データスロット
７２…第二ホップスロット
７５…音声スロット
８０…ホップスロット
８５…音声スロット
９０…ホップスロット
９１…データスロット
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピング方式により無線通信を行う通信装置の技術分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記スペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムにおいては、周波数の有効利用、かつ、秘匿性を高めるために、周波数ホッピング方式（以下ＦＨ方式とする）による通信方式が用いられている。ＦＨ方式は搬送波を拡散符号系列により予め定められた規則に従い、ホッピングさせることにより拡散を行うものである。ＦＨ方式によるスペクトラム拡散通信方式を使用した従来の双方向通信システムにおける送受信装置は、例えば図９に示す様に構成されている。
【０００３】
まず、送信が行われる場合には、拡散符号系列発生器２０５から出力される拡散符号系列に従って、周波数シンセサイザ２０６からランダムな周波数の信号が出力される。一方、送信データ入力端子２２０には一次変調信号が入力され、当該一次変調信号は、前記周波数シンセサイザ２０６からの出力によりアップコンバータ２０３で出力周波数が決定される。アップコンバータ２０３により周波数変換された送信データは、増幅器２０８で増幅された後、共用器２１０を経てアンテナ２１１から送信出力される。
【０００４】
次に受信が行われる場合には、アンテナ２１１で受信された信号は共用器２１０で送信波と分離され、増幅器２０９で増幅された後にダウンコンバータ２０７に入力される。そして、ダウンコンバータ２０７により前記周波数シンセサイザ２０６からの周波数を指定する信号に基づいて周波数変換され、復調器２１２により復調されて受信データとされる。この受信データは図示外のデータ演算回路に出力されると共に同期回路２０４にも出力される。同期回路２０４では受信信号からホッピング周波数の位相が検出され、同期回路２０４から拡散符号系列発生器５に同期信号が出力される。そして、拡散符号系列発生器２０５は入力された同期信号に従い、拡散符号系列を出力し、拡散符号系列発生器２０５から出力された拡散符号系列は周波数シンセサイザ２０６に供給され、周波数シンセサイザ２０６は入力された拡散符号系列に従ってランダムな周波数の出力を発生する。
【０００５】
また、ダウンコンバータ２０７は受信信号と周波数シンセサイザ２０６からの出力とを乗算して受信信号を逆拡散する。ダウンコンバータ２０７において逆拡散された逆拡散信号は復調器２１２で復調され、復調された受信データは受信データ出力端子２２１から出力される。
【０００６】
そして、以上の様な送信部と受信部が同時に動作することより、双方向通信が行われる。
【０００７】
また、前記ランダムな周波数とは、前記拡散符号発生器２０５から同期信号の入力の度に出力される拡散符号がランダムに変更するとを意味し、この拡散符号の系列（周波数ホッピングパターン）を一組の通信装置相互で共有することにより、送受信が行われるのである。
【０００８】
この様な通信方式を用いた装置の具体例としては、親機と子機間の通信に前記通信方式を用いたコードレス電話装置が挙げられ、近年においては、子機を音声用端末として用いるだけでなく、子機とパーソナルコンピュータ等を接続することにより、データ用端末として用いるものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の装置においては、前記周波数をホップさせて通信を行う期間は、音声データの場合と非音声データの場合とに拘わらず共通であったため、効率的な通信を行うことができないという問題があった。
【００１０】
例えば、パーソナルコンピュータ等において取り扱われる通信データは、高いデータ送受信レートが必要なので、前記通信期間を長くする必要がある。しかし、このように通信期間を長くした状態で、音声データの送受信を行うと、特定の周波数に対する妨害が生じた場合には、その周波数を用いた通信期間において音声が聞き取れなくなるという問題がある。また、秘匿性を高めるという周波数ホッピング方式の利点を損なうことになる。
【００１１】
一方、前記周波数をホップさせて通信を行う期間を音声データに合わせて短くしたとすると、周波数をホップさせるたびに、周波数の安定のための占有期間が必要となるため、前記のような通信データ等については、データの伝送レートが低下することになる。
【００１２】
従って、前記周波数をホップさせて通信を行う期間として、長い期間と短い期間との双方を用意し、データの種類に合わせて何れかを選択することも考えられるが、何れかの期間を用いるかによって、所定時間内にホップされる周波数の個数が異なることになる。その結果、前記通信データと音声データとの双方を取り扱うことになるコードレス電話装置の親機においては、例えば長い期間を用いて通信を行った後に短い期間で通信を行う場合に、同期が取れないことになり、送受信装置において複雑な制御を行う必要がある。
【００１３】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、周波数ホッピング方式を用いて音声データと非音声データの双方の通信を行う通信装置において、簡易な構成で、効率的な通信を行うことのできる通信装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の通信装置は、前記課題を解決するために、通信の一単位であるフレームを切り換えるフレーム切換手段と、切り換えたフレームに対応させる周波数を選択する周波数選択手段と、１フレーム内を周波数安定のための送受信待機期間とデータの送受信を行うための送受信実行期間とに分けるように送受信のタイミングの制御を行う送受信タイミング制御手段と、前記選択された周波数により前記送受信のタイミングにてデータの送受信を行う無線送受信手段とを、親機及び非音声データ用子機並びに音声データ用子機の夫々に備えた周波数ホッピング方式の通信装置であって、前記親機は、１フレームを、第一送受信待機期間と、非音声データ用子機との送受信を行う第一送受信実行期間とに、あるいは音声データ用子機との通信を行う場合には、これらの期間に加えて、第二送受信待機期間と、音声データ用子機との送受信を行う第二送受信実行期間とに分ける前記送受信タイミング制御手段と、前記フレームが切り換えられるごとに、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数を予め定められた順序で選択し、前記送受信タイミング制御手段により前記第二送受信待機期間が設けられた場合には、前記第一送受信実行期間から前記第二送受信待機期間に移行するごとに前記第二送受信実行期間に対応させる周波数であって、前記フレーム切り換え時の周波数とは異なる周波数を、予め定められた順序で選択する前記周波数選択手段とを備え、前記非音声データ用子機は、前記第一送受信実行期間に同期させて子機における送受信実行期間を制御する前記送受信タイミング制御手段と、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数を同じ順序で選択する前記周波数選択手段とを備え、前記音声データ用子機は、前記第二送受信実行期間に同期させて子機における送受信実行期間を制御する前記送受信タイミング制御手段と、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数を同じ順序で選択する前記周波数選択手段とを備えると共に、前記親機の送受信タイミング制御手段は、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間を設けない場合には、前記第一送受信実行期間を１フレーム中において延長することを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の通信装置によれば、親機において、フレーム切換手段によりフレームが切り換えられると、周波数選択手段により第一の送受信実行期間に対応させる周波数が予め定められた順序により選択される。そして、当該フレームは、送受信タイミング制御手段により、第一送受信待機期間と第一送受信実行期間に分けられ、第一送受信待機期間においては選択した周波数の安定のために送受信は行われないが、第一送受信実行期間において無線送受信手段により、データの送受信が行われる。これに対し、非音声データ用子機においては、送受信タイミング制御手段により、当該子機における送受信実行期間が前記親機の前記第一送受信実行期間に同期するように制御され、周波数選択手段により、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数が同じ順序で選択される。従って、前記親機と非音声データ用子機とは、同じ送受信タイミング及び同じ周波数にてデータの送受信を行うので、親機と非音声データ用子機との間の送受信が確実に行われる。
【００１６】
次に、親機と音声データ用子機との通信を行う場合には、前記親機の送受信タイミング手段は、前記フレームを、前記第一送受信待機期間と前記第一送受信実行期間だけでなく、これらの期間に加えて第二送受信待機期間と第二送受信実行期間とに分ける。また、周波数選択手段は、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数として、前記第一送受信実行期間に対応させた周波数とは異なる周波数を予め定められた順序で選択する。従って、無線送受信手段により、前記第一送受信実行期間においては非音声データ用子機との通信が所定の周波数により行われ、前記第二送受信実行期間においては該周波数とは異なる周波数にて親機と音声データ用子機との通信が行われる。これに対し、音声データ用子機においては、送受信タイミング制御手段により、前記第二送受信実行期間に同期させて当該子機における送受信実行期間が制御され、周波数選択手段により、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数が同じ順序で選択される。これにより、前記親機と音声データ用子機とは、同じ送受信タイミング及び同じ周波数にてデータの送受信を行うので、親機と音声データ用子機との間の送受信が確実に行われる。
【００１７】
また、前記第二送受信実行期間は、前記フレーム内において、前記第一送受信実行期間に加えて設けられているので、前記親機と非音声データ用子機、及び前記親機と音声データ用子機との通信が１つのフレーム内で時分割により行われることになる。
【００１８】
以上のように、親機と非音声データ用子機との通信、及び親機と音声データ用子機との通信は、異なるタイミング及び異なる周波数で行われるので、互いの通信を妨害することがない。更には、非音声データ用子機相互間の通信により、親機と音声データ用子機間並びに音声データ用子機相互間の通信を妨害することがなく、同様に、音声データ用子機相互間の通信により、親機と非音声データ用子機間の通信並びに非音声データ用子機相互間の通信を妨害することがない。
ここで、親機と音声データ用子機との通信が行われない場合、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間は設けられないこととなる。かかる場合に、請求項１に記載の通信装置においては、前記親機の送受信タイミング制御手段が１フレーム中における第一送受信実行期間を延長するようになっている。また、かかる延長にあわせて、非音声データ用子機においても、この第一送受信実行期間に同期するように当該子機における送受信実行期間が制御されるので、当該子機においても送受信実行期間が延長されることになる。従って、非音声データは高い伝送レートで送受信される。また、このように第一送受信実行期間が延長された状態で親機と非音声データ用子機との通信が行われている場合に、音声データ用子機からのデータ送信があったとしても、その時の周波数は前記第一送受信実行期間に対応させる周波数とは異なる周波数なので、親機と非音声データ用子機間の通信は妨害されない。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
請求項２に記載の通信装置は、前記請求項１に記載の通信装置において、前記非音声データ用子機の送受信タイミング手段は、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さを可変とすることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の通信装置によれば、前記非音声データ用子機の送受信タイミング手段により、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さが延長されることにより、前記請求項１に記載の通信装置のように、高い伝送レートでの非音声データの通信が行われ、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さが短縮されることにより、常に親機の前記第一送受信実行期間と長さの一致した送受信実行期間により非音声データの送受信が行われるので、確実に高信頼度でデータの伝送が行われる。また、このように第一送受信実行期間及びこれに対応する非音声データ用子機の送受信実行期間が短縮されることにより、音声データ用子機と親機との間の呼出、あるいは音声データ用子機相互間の呼出が行われるので、効率の良い通信が行われることになる。
【００２３】
請求項３に記載の通信装置は、前記請求項１または請求項２に記載の通信装置において、前記音声データ用子機の前記送受信タイミング制御手段は、周波数の安定のための送受信待機期間の長さを、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くすることを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の通信装置によれば、前記音声データ用子機の前記送受信タイミング制御手段により、周波数の安定のための送受信待機期間の長さが、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くされると、選択した周波数の安定化処理を高速で行う必要がなくなる。
【００２５】
請求項４に記載の通信装置は、前記請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の通信装置において、前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信において、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択する前記周波数選択手段と、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において子機に対する呼出を行う前記無線送受信手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の通信装置によれば、前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信には、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択し、更に、子機に対する呼出は、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において行うので、呼出時から通信時に至るまで、他の通信を妨害することがない。また、親機を介することなく子機間同士で通信を成立させる。
【００２７】
請求項５に記載の通信装置は、前記請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の通信装置において、前記親機は、夫々異なる周波数からなる有限個の周波数群内において順次選択を繰り返し、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とでは異なる周波数群から選択を行う前記周波数選択手段を備え、非音声データ用子機及び音声データ用子機は、前記親機との通信においては前記異なる周波数群から、子機同士の通信においては更に異なる周波数群から周波数の選択を行う前記周波数選択手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項５に記載の通信装置によれば、前記親機においては、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とで、異なる有限個の周波数群から順次選択が繰り返され、非音声データ用子機及び音声データ用子機においては、前記親機との通信には前記周波数群から周波数の選択が行われるので、前記親機と前記音声データ用子機との間の通信、及び前記親機と前記非音声データ用子機との間の通信に用いられる夫々の周波数が一致することがなく、妨害が生じない。また、子機同士の通信には更に異なる周波数群から周波数の選択が行われるので、前記各通信と子機同士の通信との間での相互の妨害も生じない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１乃至図８に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態における通信装置を構成する親機及び子機の概略構成を示すブロック図、図２は図１の通信装置に用いられる無線通信部の概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
本実施形態における通信装置は、図１に示す様に、一般の商用アナログ電話回線に有線接続され、プリンタ機能及びファクシミリ機能並びに親子電話機能を有する親機１と、更に前記親機１と周波数ホッピング方式による無線接続された３台の音声端末子機３ａ〜３ｃと、パーソナルコンピュータ等の３台のデータ端末６ａ〜６ｃと、該データ端末６ａ〜６ｃに有線接続され、前記親機１と周波数ホッピング方式による無線接続がなされた非音声データ用子機としての３台の無線アダプタ４ａ,４ｂ,４ｃとから構成されている。
【００３１】
まず、親機１の構成について説明する。親機１は、スキャナ機能、ファクシミリ機能、プリント機能、及び親子電話機能を有する複合機であり、子機との間で後述する周波数ホッピング方式の無線通信を行うための無線送受信手段としての無線通信部１１と、記録材上に画像を形成する画像出力部１２と、該画像出力部１２に対して出力される画像データを一時的に記憶するバッファ１２ａと、スキャナ等から構成される画像読取部１３と、該画像読取部１３から出力される画像データを一時的に記憶するバッファ１３ａと、該無線通信部１１により無線通信されるコード化された音声データと外線通信される音声データとの間の相互の変換を行う音声変換部１４と、前記無線通信部１１により無線通信される画像データあるいは画像読取部１３から出力される画像データもしくは画像出力部１２に対して出力される画像データと、外線通信される非音声データとの間の相互の変換を行うデータ変換部１５と、該データ変換部１５により取り扱われるデータを一時的に記憶するバッファ１５ａと、複数の外部回線８，９に接続された回線制御部１６と、前記無線通信部１１を介して送受信される画像データ等の非音声データの入出力先を切り換える切換部１７とを備えている。尚、当該親機１を操作するためのスイッチ等からなる操作部については図示を省略している。
【００３２】
次に、以上の様な親機１を構成する各部の構成について詳しく説明する。
【００３３】
無線通信部１１は、図２に示す様に、音声変換部１４あるいはデータ変換部１５にて取り扱われるデータと無線送受信されるデータとについて復調または変調を行う変復調器５１と、該変復調器５１から出力された信号を通信用の周波数に変換するアップコンバータ５２と、該アップコンバータ５２から出力される信号を増幅するパワーアンプ５３と、送信と受信とを切り換える送受切換器５４と、アンテナ５５と、受信された信号の増幅するローノイズアンプ５６と、該ローノイズアンプ５６から出力される信号の周波数を変換して変復調器５１に出力するダウンコンバータ５７と、前記アップコンバータ５２及びダウンコンバータ５７に前記変換用の周波数を出力するＰＬＬ局部発振器５８と、該ＰＬＬ局部発振器５８に対して出力する後述のホップ周波数データが記録されたホッピングテーブル５９と、該ホッピングテーブル５９から前記ＰＬＬ局部発振器５８に出力する周波数を選択するコントローラ６０と、該コントローラ６０に対して選択すべき周波数の情報を順次切換指示するホッピングカウンタ６１と、該ホッピングカウンタ６１の指示動作の基準信号を出力するフレームカウンタ６２と、該フレームカウンタ６２に対して基準クロックを供給するクロック６３とを備えている。
【００３４】
以上のような構成において、例えば外線８及びデータ変換部１５を介して入力された画像データが変復調器５１に出力されると、該画像データは変復調器５１において中間周波数信号に変調され、アップコンバータ５２に出力される。
【００３５】
アップコンバータ５２は、ミキサを備えており、前記変復調器５１から出力される中間周波数信号と、ＰＬＬ局部発振器５８から出力される発振周波数信号とを乗算し、中間周波数信号と発振周波数信号の周波数の和の周波数を有する通信用の周波数信号に変換する。尚、周波数変換は１段で行う必要はなく、他の局部発振器を用いた２段構成でも良い。
【００３６】
前記アップコンバータ５２により変換された通信用の周波数信号は、パワーアンプ５３にて増幅され、増幅された信号は送受切換器５４を通してアンテナ５５から送信される。
【００３７】
また、該アンテナ５５で受信された信号は、送受切換器５４によって受信側に送られ、ローノイズアンプ５６により増幅されて、ダウンコンバータ５７に出力される。
【００３８】
ダウンコンバータ５７も、前記アップコンバータ５２と同様にミキサを備えており、ＰＬＬ局部発振器５８から出力される発振周波数信号と受信した信号とを乗算することにより、受信信号と発振周波数信号の周波数の差を周波数とする中間周波数信号に変換する。尚、受信側においても、周波数変換は１段で行う必要はなく、他の局部発振器を用いた２段構成でも良い。
【００３９】
前記ダウンコンバータ５７により変換された中間周波数信号は、変復調器５１に出力され、該変復調器５１において復調され、例えば画像データとしてデータ変換部１５及び回線制御部１６を介して外線に出力される。
【００４０】
また、クロック６３からの出力をカウントすることにより、送受信の開始から所定時間経過したことを判定したフレームカウンタ６２は、ホッピングカウンタ６１をインクリメントし、コントローラ６０に出力する。コントローラ６０は、インクリメントされたカウンタ値に基づいて、前記ホッピングテーブル５９から周波数を選択し、ＰＬＬ局部発振器５８に出力する。これにより、送受信される信号の周波数は、前記所定のホッピングタイミングで次々にホップされ、秘匿性及び周波数の利用効率性の高い無線通信が行われることになる。
【００４１】
図４はホッピングテーブルの内容を示す図であり、図４においてＭはホッピングカウンタ６１のカウンタ値、ｆはホッピング周波数を示す。例えば、Ｍ＝０の時ｆ＝ｆ0、Ｍ＝１の時ｆ＝ｇ0が選択される。
【００４２】
以上のような各手段の動作制御及び電源のオンオフ制御はコントローラ６０により行われており、コントローラ６０はフレーム切換手段、周波数選択手段、あるいは送受信タイミング制御手段として機能している。
【００４３】
次に、画像出力部１２は、バッファに格納されたデータを画像出力する手段であり、例えば電子写真方式による感光体ドラム等を用いた手段、或いはサーマルヘッドを用いた熱転写手段、もしくはインクジェットヘッドを備えた手段等により構成されている。前記バッファ１２ａ，１５ａに格納されるデータとしては、無線アダプタ４ａ，４ｂ，４ｃを介してデータ用端末６ａ，６ｂ，６ｃから送信され、あるいは外線から送信されるネットワーク通信データもしくは画像データ等が含まれる。
【００４４】
また、画像読取部１３は、スキャナ等から構成され、スキャナ等により読み取られた画像データは、バッファ１３ａに一旦格納され、前記画像出力部１２に出力されるか、あるいは前記無線通信部１１を介して無線通信に供される。
【００４５】
音声変換部１４は、図示しないＣＰＵの制御により、音声とデジタル信号との相互変換を行うコーデック及び圧縮器から構成されており、子機３ａ〜３ｃからデジタルコード化されて送信される音声データをアナログデータに変換して回線制御部１６に出力すると共に、回線制御部１６を介して受信したアナログ音声データを子機３ａ〜３ｃへ送信するためにデジタルコード化するものである。
【００４６】
データ変換部１５は、パーソナルコンピュータ等から出力されるデジタルの非音声データあるいはＦＡＸ信号等の画像信号を扱うバッファと、エラー訂正処理等を行うデータ変換器等を備えており、例えばＧ３規格に合致した端末特性と伝送手順を実現させるために、ＭＨ（Modified Huffman）方式等によりデータ圧縮を行い、ＨＤＬＣフレームを用いたバイナリー符号信号方式を採用し、14400bpsの伝送速度によりデータの伝送を行う。
【００４７】
外線制御を行うための回線制御部１６は、外部回線８，９に接続されており、ＣＰＵ（図示せず）の制御により、外部回線８，９からの信号を前記音声変換部１４またはデータ変換部１５のいずれかに出力すると共に、前記音声変換部１４またはデータ変換部１５から出力されるデータを外部回線８，９のいずれかにより送信させるものである。
【００４８】
切換部１７は、無線通信部１１の親機内部における接続先を切り換えを行うスイッチング手段等から構成されており、該接続先をバッファ１５ａ側に切り換えた場合には、無線通信部１１を介して子機による外線通信が行われることになる。また、前記接続先をバッファ１２ａあるいはバッファ１３ａ側に切り換えた場合には、無線通信部１１を介して画像読取部１３にて読み取られた画像データがデータ用端末６ａ〜６ｃに送信され、データ用端末６ａ〜６ｃから送信された画像データに基づいて画像出力部１２にて画像形成が行われる。
【００４９】
次に、音声用端末子機３ａ〜３ｃの構成について説明する。
【００５０】
子機３ａ〜３ｃは、コードレス電話器であり、図１に示す様に、アンテナ３１ａ〜３１ｃを備え、上述した無線通信部１１と同様な構成の無線送受信手段としての無線通信部３２ａ〜３２ｃと、上述した音声変換部１４と同様にＡ／Ｄ変換機能を含む音声変換部３３ａ〜３３ｃとを備えている。また、図示を省略しているが、子機３ａ〜３ｃには、音声を入出力するためのマイク及びスピーカが備えられている。
【００５１】
無線通信部３２ａ〜３２ｃの構成については、前記無線通信部１１の構成と同様なので説明を省略する。但し、無線通信部３２ａ〜３２ｃにおいて取り扱われるデータは音声データのみである。
【００５２】
以上のような構成において、マイクから入力された音声は、音声変換部３３ａ〜３３ｃで例えば１９２００bpsのデジタル信号に変換された後に、デジタルコード化され、前記無線通信部３２ａ〜３２ｃへ出力される。そして、無線通信部３２ａ〜３２ｃにおいて、上述したような周波数ホッピング方式によりアンテナ３１ａ〜３１ｃから送信される。一方、アンテナ３１ａ〜３１ｃで受信された信号は、無線通信部３２ａ〜３２ｃから音声変換部３３ａ〜３３ｃへと出力され、該音声変換部３３ａ〜３３ｃによりデコード化された後、アナログ音声信号に変換され、スピーカへ出力される。尚、各部の制御は図示しないＣＰＵにより行われている。
【００５３】
次に、非音声データ端末子機としての無線アダプタ４ａ〜４ｃの構成について説明する。無線アダプタ４ａ〜４ｃは、パーソナルコンピュータ或いはＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の非音声データを取り扱うデータ用端末６ａ〜６ｃと接続されており、図１に示す様に、アンテナ４１ａ〜４１ｃを備え、上述した無線通信部１１と同様な構成の無線送受信手段としての無線通信部４２ａ〜４２ｃと、上述したデータ変換器１５と同様な構成のデータ変換部４３ａ〜４３ｃとを備えている。
【００５４】
無線通信部４２ａ〜４２ｃの構成については、前記無線通信部１１の構成と同様なので説明を省略する。但し、無線通信部４２ａ〜４２ｃにおいて取り扱われるデータは非音声データのみである。
【００５５】
データ用端末６ａ〜６ｃから出力される画像データあるいはテキストデータ等は、データ変換部４３ａ〜４３ｃで無線通信用のデータとして変換され、無線通信部４２ａ〜４２ｃによって、親機１へ周波数ホッピング方式により無線送信される。また、親機１から送信され、無線通信部４２ａ〜４２ｃで受信されたデータは、データ変換部４３ａ〜４３ｃで画像データまたはテキストデータ等に変換され、データ用端末６ａ〜６ｃに送信される。尚、各部の制御は図示しないＣＰＵにより行われる。
【００５６】
本実施形態の通信装置は、以上のような構成において、ＦＡＸ受信、ＦＡＸ送信、電話通信、及びパーソナルコンピュータ等のデータ通信が可能であり、それぞれの通信は、以下のような組み合わせで行われる。
【００５７】
Ａ．ＦＡＸ受信：外部回線９→親機１→画像出力部１２
Ｂ．ＦＡＸ送信：画像読取部１３→親機１→外部回線９
Ｃ．電話通信 ：外部回線８←→親機１←→子機３ａ〜３ｃ
Ｄ．データ通信：データ用端末６ａ〜６ｃ←→無線アダプタ４ａ〜４ｃ←→親
機１←→外部回線９
以上のように、本実施形態の通信装置においては、音声データと、ＦＡＸデータと、パーソナルコンピュータ等から入出力される非音声データとが取り扱われるが、これらのデータはそれぞれ性質が異なる。
【００５８】
つまり、音声データについては、通信速度は遅くても良いが、リアルタイム双方通信が必要であり、電波の妨害による聴取障害を防ぐ必要がある。また、ＦＡＸデータについては、１４．４ｋｂｐｓ程度のデータレートで、リアルタイム双方通信の必要性は無い。更に、パーソナルコンピュータ等から入出力される高速非音声データについては、高速転送あるいはパケット通信による高スループットが必要であり、６４ｋｂｐｓ以上のデータレートが必要である。
【００５９】
しかしながら、上述のような周波数ホッピング方式による無線通信においては、ホップ時における周波数の安定を図るための時間が必要であり、単位時間当たりのホップ数によってデータレートに影響を与える。
【００６０】
つまり、単位時間当たりのホップ数が多い場合には、データレートが低くなるため、前記のような高速非音声データに対して不適当であり、逆に単位時間当たりのホップ数が少ない場合には、データレートは高くなる一方で、一つの周波数が妨害を受けると、聴感上認識できる程の聴取障害を生じ、好ましくない。
【００６１】
また、データの種類に応じて単位時間当たりのホップ数のみを変えるように構成した場合には、ホップされる周波数の同期が、機器間において取れなくなり、特に、上述したような音声データと非音声データとの双方を取り扱う親機１においては、無線通信部１１の構成が複雑になってしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態においては、周波数のホップをフレーム単位で行い、更に１フレーム内において非音声データの送信または受信と音声データの送受信を行う場合には、音声データの送受信を行う前にも周波数のホップを行うように構成した。
【００６３】
具体的には、図３に示すように親機１におけるフレームは、第一送受信待機期間である第一ホップスロット７０と、非音声データの送信または受信を行うための第一送受信実行期間であるデータスロット７１と、第二送受信待機期間である第二ホップスロット７２と、音声データの送受信を行うための第二送受信実行期間である音声スロット７５とにより構成されている。そして、音声スロット７５は送信スロット７３と受信スロット７４に分けられている。
【００６４】
また、音声データ用子機３ａ〜３ｃにおいては、前記ホップスロット７０と同期したタイミングで送受信の待機を開始するホップスロット８０と、スリープスロット８１と、ウェイクスロット８２と、音声スロット８５とから１フレームが構成されている。フレームの長さは親機のものと同様であり、また、音声スロット８５は、親機のフレームと同期を取るように、受信スロット８３と送信スロット８４に分けられている。
【００６５】
更に、非音声データ用子機である無線アダプタ４ａ〜４ｃにおいては、前記ホップスロット７０と同期したタイミングで送受信の待機を開始するホップスロット９０と、非音声データの送信または受信を親機と同期して行うデータスロット９１と、送受信は行わない待機スロット９２とから構成されている。フレームの長さは親機のものと同様である。以下、具体的に詳述する。
【００６６】
図３に示すホップスロット７０，７２，８０，９０は、ホップした周波数の安定のための期間であり、この期間においては、データの送受信は行われない。
【００６７】
但し、子機３ａ〜３ｃのホップスロット８０は、親機１のホップスロット７０,７２あるいは無線アダプタ４ａ〜４ｃのホップスロット９０よりも長くなるように構成されており、音声スロット８５に重ならない範囲で充分に長くとることができる。これは、子機３ａ〜３ｃにおける音声スロット８５がフレームの後半部に設けられているためであり、このように構成することにより、ＰＬＬ局部発振器５８の周波数の安定化時間に余裕を設けることができ、高価な高速のＰＬＬ局部発振器を用いる必要がなくなる。
【００６８】
データスロット７１,９１は、データレートが１４．４ｋｂｐｓ程度のＦＡＸデータと、６４ｋｂｐｓ以上の高速な非音声データの送受信に用いる。このデータスロット７１,９１は、親機１と音声端末子機３ａ〜３ｃとの通信を行う場合には、図３（ａ）に示すように期間Ｔ１の長さであるが、親機１と音声端末子機３ａ〜３ｃとの通信を行わない場合には、図３（ｂ）に示すように期間Ｔ２の長さに変更される。このようなデータスロット長の変更情報は、親機１から無線アダプタ４ａ〜４ｃに伝達されるようになっている。
【００６９】
音声スロット７５，８５は、３２ｋｂｐｓあるいは６４ｋｂｐｓ以下の音声データ伝送に用いる。但し、音声スロットについては、リアルタイム双方通信が必要なため、ＴＤＤ（時分割デュープレクス）を用いて送受の切り換えを行う。
【００７０】
スリープスロット８１においては、時間計測のためのタイマーのみを動作させておけば、無線通信部の殆どの電源をＯＦＦすることができる。これにより、消費電力を少なくすることができる。このスリープスロット８１が終了した後に、ウェイクスロット８２において電源をＯＮし、通信に備える。
【００７１】
本実施形態では、以上のような構造のフレームを用いて通信を行うが、周波数のホップは、図３に示すように、親機１においては、フレームが切り換えられるタイミングｔ０と、データスロット７１が終了するタイミングｔ１において行うこととした。また、タイミングｔ０におけるホップと、タイミングｔ１におけるホップとは、異なる周波数データ列から構成されるホップテーブルを用いて行うこととした。
【００７２】
また、音声子機端末３ａ〜３ｃにおいても、親機のフレーム切り換えタイミングと等しいｔ０にて周波数のホップを行うこととし、このホップに用いる周波数テーブルは、親機におけるタイミングｔ１におけるホップの際に用いるテーブルと同一の周波数データ列を有するテーブルを用いた。
【００７３】
更に、無線アダプタ４ａ〜４ｃにおいては、親機と同期を取るために、フレーム切り換えタイミングｔ０において周波数のホップを行い、このホップに用いるテーブルには、親機のタイミングｔ０におけるホップの際に用いるテーブルと同一のテーブルを用いることとした。
【００７４】
具体的には、親機のデータスロットによる送信または受信の際には、図４（ａ）に示すテーブルを用いた。このテーブルは、ｆ0〜ｆmからなる周波数データ列と、ｇ0〜ｇmからなる周波数データ列とが交互に並べられており、ホッピングカウンタ６１の値Ｍに従って、ｆ0，ｇ0,ｆ1…の順序で選択される。なお、これらの周波数データ列の周波数データはランダムに配置されている。
【００７５】
また、親機は、Ｍ＝２ｍ＋１の時、ホッピングカウンタ６１の出力からホッピングテーブルを読み出さないようにすることにより、図３（ｂ）に示すように１フレーム内において１回のみ周波数ホップを行うようにすることができる。
【００７６】
また、無線アダプタ４ａ〜４ｃにおいては、図４（ｂ）に示すテーブルを用いた。このテーブルは、ｆ0〜ｆmからなる周波数データ列を有している。
【００７７】
更に、音声子機端末３ａ〜３ｃにおいては、図４（ｃ）に示すテーブルを用いる。このテーブルは、ｇ0〜ｇmからなる周波数データ列を有している。
【００７８】
なお、図４（ｄ）のテーブルは、後述するように子機同士の通信に用いるテーブルである。
【００７９】
次に、本実施形態における通信処理を図５のタイミングチャート及び図６乃至図８のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００８０】
図６は親機１の通信処理を示すフローチャート、図７は音声子機の通信処理を示すフローチャート、図８は無線アダプタの通信処理を示すフローチャートである。
【００８１】
まず、親機１が音声子機３ａと通信中である場合について説明する。図５（ａ）においては、フレームＦａ１以降について示しているが、フレームＦａ１以前から通信が行われていたものとして説明を行う。まず、図５（ａ）に示すフレームＦａ１以前のフレームが終了すると、時刻ｔ０のタイミングでフレームが切り換えられ、このタイミングにて周波数のホップが行われる（図６；ステップＳ１）。この時のホッピングカウンタ６１の値Ｍが０であるとすると、コントローラ６０は図４（ａ）に示すテーブルから周波数ｆ0を選択する。そして、音声子機と通信中であるから（ステップＳ２；ＹＥＳ）、周波数ｆ0でデータスロットにて無線アダプタと通信し（ステップＳ３）、データスロットが終了した後、図５（ａ）に示す時刻ｔ１のタイミングでホッピングカウンタ６１の値Ｍをインクリメントし、再び周波数のホップを行う（ステップＳ４）。この時、ホッピングカウンタ６１の値Ｍは１となるので、図４（ａ）に示すテーブルから周波数ｇ0が選択される。次に、後述する呼出モードか否かの判定がおこなわれるが（ステップＳ５）、現在は呼出モードではないとすると（ステップＳ５；ＮＯ）、前記周波数ｇ0により親機と音声子機との通信が行われる（ステップＳ７）。
【００８２】
一方、音声子機３ａの方も、親機１と同様に時刻ｔ０でホップを行うが（図７；ステップＳ３１）、音声子機において用いるホッピングテーブルは図４（ｃ）に示すテーブルなので、Ｍ＝０では周波数ｇ0が選択される。そして、現在通信中であり、後述する子機呼出モードではないので（ステップＳ３２；ＹＥＳ〜ステップＳ３３；ＮＯ）、待機状態に移行する（ステップＳ３４）。本実施形態においては、上述したように、この待機状態においてスリープスロットを設けており、親機における時刻ｔ１でのホップが行われるタイミングまで、無線アダプタはスリープ状態となる。次に時刻ｔ１のタイミングでウェイク状態となり、時刻ｔ２からの親機との通信に備える。そして、他の音声子機からの着呼がなく（ステップＳ３５；ＮＯ）、後述する親機呼出モードではないので（ステップＳ３７；ＮＯ）、親機との通信を行う（ステップＳ３９）。
【００８３】
また、無線アダプタ４ａにおいても、親機１と同期して時刻ｔ０でホップを行う（図８；ステップＳ７１）。無線アダプタ４ａにおけるテーブルは、図４（ｂ）に示すテーブルであるため、Ｍ＝０において、周波数ｆ０が選択される。そして、図５（ａ）に示す例では、無線アダプタ４ａからのデータの送信中ではないので（ステップＳ７２；ＮＯ）、周波数ｆ０でデータスロットにより親機からのデータを受信する（ステップＳ７３）。なお、図５（ａ）の例では、親機からの送信があるが（ステップＳ７４；ＹＥＳ）、データスロット長の変更要求はないので（ステップＳ７５；ＮＯ）、短いデータスロットのまま以上の処理を繰り返すことになる。
【００８４】
以下、同様の処理を、図５（ａ）に示すように、フレームＦａ１〜Ｆａ４において継続すると、周波数は、親機１のデータスロットにおいてｆ０,ｆ１,ｆ２,ｆ３とホップされ、音声スロットにおいてｇ０,ｇ１,ｇ２,ｇ３とホップされると共に、音声子機３ａ及び無線アダプタ４ａにおいても同様にホップが行われるので、親機と各子機間での通信が確実に行われることになる。
【００８５】
特に、親機１と音声子機３ａにおいては、１フレーム内において送信と受信が交互に行われるので、これを繰り返すことにより、連続した音声信号の送受信が行われることになる。
【００８６】
また、親機１と無線アダプタ４ａにおいては、パケットデータの送受信が行われ、図５（ａ）に示すように、一つのデータスロットでは、送信または受信のいずれか一方が行われる。なお、図５（ｄ）に示すように、一つのデータスロットでは、一つの無線アダプタあるいは親機のみが送信を行い、送信を行っていない無線アダプタあるいは親機は、データスロットで送信を行っている無線アダプタあるいは親機がないことを確認した後に送信を開始する。
【００８７】
次に、親機１と音声子機３ａによる通信が終了した後の処理について説明する。図５（ｂ）に示すように、フレームＦｂ１で親機１と音声子機３ａによる通信が終了したとすると、親機１は次のフレームＦｂ２の切り換えタイミングで周波数をｆ１にホップする（図６；ステップＳ１）。そして、図５（ｂ）の例では音声子機３ａとの通信が終了し（ステップＳ２；ＮＯ）、データスロットによる親機１からの送信を行う場合であって（ステップＳ８；ＹＥＳ）、音声子機からの呼出を受け付けず、音声子機の呼出も行わないので（ステップＳ１０；ＮＯ〜ステップＳ１１；ＮＯ）、データスロットの長さが短いか否かを判定する（ステップＳ１２）。図５（ｂ）に示す例では、フレームＦｂ１まで音声子機との通信が行われていたために、データスロットが短くなっているので（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、データスロットを次のフレームから長くするように設定し（ステップＳ１３）、フレームＦｂ２にて、データスロット長を長くする旨を無線アダプタに通知する（ステップＳ１４）。そして、次のフレームＦｂ３の切り換えタイミングにて、周波数ｆ２にホップし（ステップＳ１）、長いデータスロットにより無線アダプタとの通信を開始する（ステップＳ２；ＮＯ〜Ｓ８；ＹＥＳ〜Ｓ１０；ＮＯ〜Ｓ１１；ＮＯ〜Ｓ１２；ＮＯ〜Ｓ１５）。
【００８８】
一方、無線アダプタ４ａにおいては、フレームＦｂ２の切り換えタイミングにて周波数ｆ１にホップし（図８；ステップＳ７１）、親機からのデータを受信すると（ステップＳ７２；ＮＯ〜ステップＳ７３）、このデータがデータスロット長の変更要求であるため（ステップＳ７４；ＹＥＳ〜ステップＳ７５；ＹＥＳ）、次のフレームＦｂ３からデータスロット長を変更すべく設定を行う（ステップＳ７６）。そして、次のフレームＦｂ３の切り換えタイミングで周波数ｆ２にホップし（ステップＳ７１）、親機からのデータを受信する（ステップＳ７２；ＮＯ〜ステップＳ７３〜ステップＳ７４；ＹＥＳ〜ステップＳ７５；ＮＯ）。
【００８９】
このように、音声子機との通信を行わない場合には、データスロット長を長くして通信を行うので、データ伝送レートを高くすることができる。
【００９０】
なお、音声子機においては、親機との通信を行わないので、フレームの切り換えタイミングでホップを行いつつ、待機状態となるが（図７；ステップＳ３１〜Ｓ３２〜Ｓ４０〜Ｓ４３〜Ｓ５３〜Ｓ５６；ＮＯ〜Ｓ５７）、ホップする周波数がデータスロットによる通信のものとは異なるので、例えば音声子機側から他の音声子機等に図５（ｂ）に時刻ｔ３のタイミングで呼出を行ったとしても、親機１と無線アダプタ４ａとの通信を妨害することがない。
【００９１】
次に、以上のようにしてデータスロット長を長くした状態で、親機と無線アダプタとの通信が継続している場合の処理について説明する。例えば、図５（ｃ）に示すフレームＦｃ１への切り換えタイミングにて、周波数ｆ0にホップを行い（図６；ステップＳ１）、無線アダプタからのデータを受信した後に（ステップＳ２；ＮＯ〜ステップＳ８；ＮＯ〜ステップＳ９）、ここまでの無線アダプタ４ａとの通信が長いデータスロットのままで所定時間継続されたと判断した場合には、データフレーム長を一旦短くして音声子機への呼出あるいは音声子機からの呼出を受け付ける処理を行う。つまり、次のフレームＦｃ２にて周波数ｆ1にホップした後（ステップＳ１）、親機からのデータフレーム長の変更要求を送信し、音声子機を呼び出すため（ステップＳ８；ＹＥＳ〜ステップＳ１０；ＮＯ〜ステップＳ１１；ＹＥＳ）、まず親機側のデータスロット長を短くし（ステップＳ１６）、周波数ｆ１にて無線アダプタに対してデータスロット長の変更要求を送信する（ステップＳ１７）。そして、音声子機を呼び出すために図５（ｃ）に示す時刻ｔ４のタイミングで周波数ｇ1にホップし（ステップＳ１８）、周波数ｇ1により音声子機を呼び出す（ステップＳ１９）。これに対し、音声子機からの応答があった場合には（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、当該音声子機との通信を行うが（ステップＳ２１）、応答が無かった場合には（ステップＳ２０；ＮＯ）、呼出モードに移行する（ステップＳ２２）。この呼出モードに移行した場合には、データスロットを短くし、音声スロットを設けた状態で、音声子機に対する呼出を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ２；ＹＥＳ〜Ｓ３〜Ｓ４〜Ｓ５；ＹＥＳ〜Ｓ６）。
【００９２】
一方、音声子機からの呼出を受け付ける場合も同様であり、親機からのデータフレーム長の変更要求を送信し、音声子機からの呼び出しを受け付けるため（ステップＳ８；ＹＥＳ〜ステップＳ１０；ＹＥＳ）、まず親機側のデータスロット長を短くし（ステップＳ２３）、周波数ｆ１にて無線アダプタに対してデータスロット長の変更要求を送信する（ステップＳ２４）。そして、音声子機からの呼び出しを受け付けるために図５（ｃ）に示す時刻ｔ４のタイミングで周波数ｇ1にホップし（ステップＳ２５）、周波数ｇ1により音声子機に対して受付許可信号を送信する（ステップＳ２６）。これに対する音声子機からの応答を受信し（ステップＳ２７）、当該音声子機からの接続要求の有無を判定するが（ステップＳ２８）、接続要求が無かった場合には（ステップＳ２８；ＮＯ）、次のフレームＦｃ３からはデータスロット長を長くして再び無線アダプタとの通信を再開する（ステップＳ１〜Ｓ２〜Ｓ８〜Ｓ１０〜Ｓ１１〜Ｓ１２；ＹＥＳ〜Ｓ１３〜Ｓ１４）。しかし、接続要求があった場合には（ステップＳ２８；ＹＥＳ）、当該子機との通信を行う（ステップＳ３０）。この時、次のフレームで子機に対し接続許可を送信する。
【００９３】
一方、音声子機側においては、親機からの呼出があった場合には（図７；ステップＳ５３；ＹＥＳ）、親機に対して応答し（ステップＳ５４）、親機との通信を行う（ステップＳ５５）。また、親機に対して呼出を行う場合には（ステップＳ５６；ＹＥＳ）、親機を呼び出し（ステップＳ５８）、親機からの応答の有無を判定する（ステップＳ５９）。その結果、応答が無かった場合には（ステップＳ５９；ＮＯ）、親機呼出モードに移行し（ステップＳ６０）、応答があれば通信を行い（ステップＳ３７；ＹＥＳ〜ステップＳ３８；ＹＥＳ〜ステップＳ３９）、応答が無ければ呼出を継続する（ステップＳ３７；ＹＥＳ〜ステップＳ３８；ＮＯ）。
【００９４】
以上のように、長いデータスロット長にて無線アダプタとの通信を継続している場合でも、所定フレーム毎に必ず音声子機への呼出、あるいは音声子機からの呼出を受け付けるので、高いデータ伝送レートを確保しつつ、確実に音声データ通信をも同時に行うことができる。
【００９５】
また、無線アダプタから親機に対して連続的にデータ送信を行っていた場合には（ステップＳ７２；ＹＥＳ）、他の無線アダプタからの呼出、あるいは他の無線アダプタへの呼出を行う必要があるため、所定フレーム数毎に、送信の中断処理を行う。つまり、所定フレーム数に達していない場合には（ステップＳ７７；ＮＯ）、データの送信を継続するが（ステップＳ７８）、所定フレーム数の送信を行った場合には（ステップＳ７７；ＹＥＳ）、送信を中断し（ステップＳ７９）、他の無線アダプタからの呼出を確認するために受信状態に移る（ステップＳ７３）。そして、他の無線アダプタからの呼出があった場合には（ステップＳ７４；ＮＯ〜ステップＳ８０；ＹＥＳ）、当該無線アダプタからのデータを受信する（ステップＳ８１）。また、他の無線アダプタからの呼出は無いが（ステップＳ７４；ＮＯ〜ステップＳ８０；ＮＯ）、他の無線アダプタに対して送信を行う必要がある場合には（ステップＳ８２；ＹＥＳ）、送信を行う（ステップＳ８３）。
【００９６】
以上のように、他の無線アダプタ間の通信をも確実に行うことができる。
【００９７】
次に、音声子機間通信の処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。例えば、図５（ｅ）に示すように、親機１と音声子機３ａが通信を行っている場合において、音声子機３ｂから音声子機３ｃへ呼出を行う例について説明する。
【００９８】
まず、音声子機３ｂは、図５（ｅ）に示すフレームＦｅ２の切り換えタイミングおいて周波数ｇ1にホップし（図７；ステップＳ３１）、現在通信中ではなく（ステップＳ３２；ＮＯ）、他の音声子機からの着呼も無い時に（ステップＳ４０；ＮＯ）、音声子機３ｃに対して呼出を行う場合には（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、通常のような待機期間を設けることなく、図５（ｅ）に示す時刻ｔ５のタイミングにて前記周波数ｇ1により音声子機３ｃに対する呼出を行い（ステップＳ４４）、音声子機３ｃからの応答があるか否かを判定する（ステップＳ４５）。その結果、応答が無かった場合には（ステップＳ４５；ＮＯ）、子機呼出モードに移行し（ステップＳ４６）、応答があるまで上述のタイミングで呼出を継続する（ステップＳ３１〜Ｓ３２；ＹＥＳ〜Ｓ３３；ＹＥＳ〜ステップＳ４４）。
【００９９】
しかし、図５（ｅ）に示すように音声子機３ｃからの応答があった場合には（ステップＳ４５；ＹＥＳ）、子機間ホップへ移行する（ステップＳ４７）。このホップは、図４（ｄ）に示すテーブルを用い、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を用いる。
【０１００】
そして、フレームＦｅ３の切り換えタイミングで周波数をｈ2にホップし（ステップＳ４８）、親機との通信時と同様の待機期間を設けて（ステップＳ４９）、図５（ｅ）に示す時刻ｔ６のタイミングから周波数ｈ2により音声子機３ｃとの通信を開始する（ステップＳ５０）。以下、通信終了までこのシーケンスにより通信を行い（ステップＳ５１；ＮＯ）、通信が終了した場合には（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、再び親機と子機間のホップへと移行する（ステップＳ５２）。
【０１０１】
以上のように、子機間の呼出は、スリープスロットの位置において行われるため、親機と他の子機との通信に妨害を与えることなく、また、親機を介することなく、子機間の通信が可能となっている。更に、子機間通信用のホッピングテーブルには、親機と子機間の通信用のホッピングテーブルとは全く独立のホッピングテーブルを用いるので、親機と子機間の通信に妨害を与えることなく、子機間通信が可能である。なお、この子機間通信に用いるホッピングテーブルには、ｈk＝ｇk+2のように、親機と子機間の通信用のホッピングテーブルの位相をずらしたものを用いても良い。この場合には、ホッピングテーブルを複数保持する必要がないので、コントローラ６０でホッピングカウンタ６１の値Ｍに補正値２を加算するだけで良い。
【０１０２】
以上のように、本実施形態によれば、１フレーム内にデータスロットと音声スロットを設けて通信を行うので、音声データと非音声データとを同時に効率良く送受信することができる。
【０１０３】
また、音声データの通信を行わない時には、データスロットの長さを長くするので、非音声データの伝送レートを高くすることができ、データの性質に適応した良好な通信を行うことができる。
【０１０４】
更に、親機のデータスロットと無線アダプタのデータスロットとは同期が維持され、かつ、スロット長も常に一致しているため、確実に高信頼度で非音声データの伝送が可能となる。
【０１０５】
また、音声データ通信用の音声スロットの周波数をデータスロットの周波数とは異なる周波数とし、送受信タイミングをデータスロットよりも後ろに設定したので、音声子機のホップスロットを長くすることができ、音声子機用のＰＬＬ局部発振器に高速なものを用いる必要がなく、安価なＰＬＬ局部発振器を用いることができる。
【０１０６】
また、データスロットと音声スロットにそれぞれ異なる周波数を用いるようにしたので、互いに通信を妨害することがなく、良好な通信が行われる。
【０１０７】
更に、子機間通信は、待機期間を用いて呼び出しを行うので、親機を介することなく、迅速に行われる。
【０１０８】
なお、非音声データ用子機のホッピングパターンは、その時の通信状況に応じて、妨害の少ない周波数で構成するようにしても良い。この時、音声子機用のホッピングパターンは非音声データ用子機に用いた周波数以外の残りの周波数で構成すれば良い。これは、音声データの通信に用いられる音声スロットがデータスロットに比して短いため、一つの周波数が妨害を受けても、聴感上支障がないためである。一方、妨害の少ない周波数によりパケット通信を行うことにより、データ伝送の信頼性を向上させることができる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、音声スロット内の送信スロットと受信スロットは一組の場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、複数組の送信スロットと受信スロットを設けるようにしても良い。このように構成すれば、複数の音声子機間との通信も可能となる。また、この場合には、フレーム最後の送受信スロットの組から使用するようにし、使用していない音声スロットはデータスロットに変えるようにすれば良い。
【０１１０】
更に、子機間の呼出は、親機と子機間のホッピングテーブルを用いて行っても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の通信装置によれば、親機においては、１フレームを、第一送受信待機期間と、非音声データ用子機との送受信を行う第一送受信実行期間とに、あるいは音声データ用子機との通信を行う場合には、これらの期間に加えて、第二送受信待機期間と、音声データ用子機との送受信を行う第二送受信実行期間とに分け、前記第一送受信実行期間と前記第二送受信実行期間とでは異なる周波数を用い、非音声データ用子機においては、前記第一送受信実行期間に同期させ、かつ、前記第一送受信実行期間に対応させた周波数と同じ周波数で子機における送受信を行い、音声データ用子機においては、前記第二送受信実行期間に同期させ、かつ、前記第二送受信実行期間に対応させた周波数と同じ周波数で送受信を行うようにしたので、親機と非音声データ用子機との間の通信、及び親機と音声データ用子機との間の通信を、互いに妨害を発生させずに、効率良く行うことができる。また、非音声データ用子機相互間の通信による、親機と音声データ用子機間並びに音声データ用子機相互間の通信に対する妨害を防止することができ、同様に、音声データ用子機相互間の通信による、親機と非音声データ用子機間の通信並びに非音声データ用子機相互間の通信に対する妨害を防止することができる。
【０１１２】
更に、請求項１に記載の通信装置においては、前記親機の送受信タイミング制御手段により、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間を設けない場合には、送受信タイミング手段により１フレーム中における第一送受信実行期間を延長するようにしたので、非音声データを高い伝送レートで送受信することができる。また、この期間における通信の周波数は音声データ用子機の周波数とは異なるので、第一送受信実行期間の延長中における親機と非音声データ用子機間の通信の妨害を確実に防ぐことができる。
【０１１３】
請求項２に記載の通信装置によれば、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さを可変とするようにしたので、高い伝送レートでの非音声データの通信を行うことができると共に、常に親機の前記第一送受信実行期間と長さの一致した送受信実行期間により非音声データの送受信を行って、確実に高信頼度でデータの伝送を行うことができる。また、第一送受信実行期間及びこれに対応する非音声データ用子機の送受信実行期間を短縮して、音声データ用子機と親機との間の呼出、あるいは音声データ用子機相互間の呼出を行うことができるので、効率の良い通信を行うことができる。
【０１１４】
請求項３に記載の通信装置によれば、送受信待機期間の長さを、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くするようにしたので、周波数の安定化処理を高速で行う必要がなくなり、安価な素子を用いて装置の低コスト化を実現することができる。
【０１１５】
請求項４に記載の通信装置によれば、前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信には、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択し、更に、子機に対する呼出は、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において行うので、呼出時から通信時に至るまで、他の通信の妨害を確実に防ぐことができる。また、親機を介することなく子機間同士で通信を成立させることができるので、容易かつ迅速に子機同士の通信を行うことができる。
【０１１６】
請求項５に記載の通信装置によれば、前記親機においては、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とで、異なる有限個の周波数群から順次選択が繰り返され、非音声データ用子機及び音声データ用子機においては、前記親機との通信には前記周波数群から周波数の選択が行われるので、前記親機と前記音声データ用子機との間の通信、及び前記親機と前記非音声データ用子機との間の通信に用いられる夫々の周波数の一致を防ぐことができ、妨害を確実に防止することができる。また、子機同士の通信には更に異なる周波数群から周波数の選択を行うので、前記各通信と子機同士の通信との間での相互の妨害も確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態における通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の通信装置における無線通信部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】 図１の通信装置に用いられるフレームの構造を示すブロック図である。
【図４】 図２の無線通信部におけるホップテーブルの一例を示す図である。
【図５】 図１の通信装置における通信処理を示すタイミングチャートである。
【図６】 図１の通信装置における親機の通信処理を示すフローチャートである。
【図７】 図１の通信装置における音声子機の通信処理を示すフローチャートである。
【図８】 図１の通信装置における無線アダプタの通信処理を示すフローチャートである。
【図９】 従来の周波数ホッピング方式を用いた送受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…親機
２…無線ターミナル
３ａ〜３ｃ…音声端末子機
４ａ〜４ｃ…無線アダプタ
６ａ〜６ｃデータ用端末
８,９…外部回線
１１…無線通信部
１２…画像出力部
１３…画像読取部
１４…音声変換部
１５…データ変換部
３２ａ〜３２ｃ…無線通信部
３３ａ〜３３ｃ…音声変換部
４２ａ〜４２ｃ…無線通信部
４３ａ〜４３ｃ…データ変換部
５９…ホッピングテーブル
６０…コントローラ
６１…ホッピングカウンタ
６２…フレームカウンタ
７０…第一ホップスロット
７１…データスロット
７２…第二ホップスロット
７５…音声スロット
８０…ホップスロット
８５…音声スロット
９０…ホップスロット
９１…データスロット
Claims (5)
- 通信の一単位であるフレームを切り換えるフレーム切換手段と、切り換えたフレームに対応させる周波数を選択する周波数選択手段と、１フレーム内を周波数安定のための送受信待機期間とデータの送受信を行うための送受信実行期間とに分けるように送受信のタイミングの制御を行う送受信タイミング制御手段と、前記選択された周波数により前記送受信のタイミングにてデータの送受信を行う無線送受信手段とを、親機及び非音声データ用子機並びに音声データ用子機の夫々に備えた周波数ホッピング方式の通信装置であって、
前記親機は、１フレームを、第一送受信待機期間と、非音声データ用子機との送受信を行う第一送受信実行期間とに、あるいは音声データ用子機との通信を行う場合には、これらの期間に加えて、第二送受信待機期間と、音声データ用子機との送受信を行う第二送受信実行期間とに分ける前記送受信タイミング制御手段と、前記フレームが切り換えられるごとに、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数を予め定められた順序で選択し、前記送受信タイミング制御手段により前記第二送受信待機期間が設けられた場合には、前記第一送受信実行期間から前記第二送受信待機期間に移行するごとに前記第二送受信実行期間に対応させる周波数であって、前記フレーム切り換え時の周波数とは異なる周波数を、予め定められた順序で選択する前記周波数選択手段とを備え、
前記非音声データ用子機は、前記第一送受信実行期間に同期させて子機における送受信実行期間を制御する前記送受信タイミング制御手段と、前記第一送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数を同じ順序で選択する前記周波数選択手段とを備え、
前記音声データ用子機は、前記第二送受信実行期間に同期させて子機における送受信実行期間を制御する前記送受信タイミング制御手段と、前記第二送受信実行期間に対応させる周波数と同じ周波数を同じ順序で選択する前記周波数選択手段とを備えると共に、
前記親機の送受信タイミング制御手段は、前記第二送受信待機期間と第二送受信実行期間を設けない場合には、前記第一送受信実行期間を１フレーム中において延長することを特徴とする通信装置。 - 前記非音声データ用子機の送受信タイミング手段は、前記親機からの要求に応じて子機における前記第一送受信実行期間に相当する送受信実行期間の長さを可変とすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
- 前記音声データ用子機の前記送受信タイミング制御手段は、周波数の安定のための送受信待機期間の長さを、親機及び非音声データ用子機における送受信待機期間よりも長くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
- 前記非音声データ用子機及び音声データ用子機は、子機同士の通信において、親機と子機間の通信に用いられる周波数とは異なる周波数を選択する前記周波数選択手段と、子機における前記送受信待機期間と前記送受信実行期間の間において子機に対する呼出を行う前記無線送受信手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の通信装置。
- 前記親機は、夫々異なる周波数からなる有限個の周波数群内において順次選択を繰り返し、前記第一送受信期間と前記第二送受信期間とでは異なる周波数群から選択を行う前記周波数選択手段を備え、非音声データ用子機及び音声データ用子機は、前記親機との通信においては前記異なる周波数群から、子機同士の通信においては更に異なる周波数群から周波数の選択を行う前記周波数選択手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の通信装置。
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-
1997
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