JP3814339B2 - 通信方法及び無線通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信方法及び無線通信装置に関し、特に周波数ホッピング通信を行なう通信方法及び無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル無線通信方式の中で特に注目されているのがスペクトル拡散通信である。スペクトル拡散通信は、伝送する情報を広い帯域に拡散することで、妨害除去能力が高く秘話性に優れたものとして知られている。世界各国で、２．４ＧＨｚ帯の周波数がスペクトル拡散通信のために割り当てられ、全世界で普及が進もうとしている。
【０００３】
スペクトル拡散通信方式としては大きく分けて周波数ホッピング（ＦＨ方式）と直接拡散（ＤＳ方式）とがある。前者は変調周波数を一定時間以内に変化させることによって、広い帯域を使用した伝送を行うものであり、後者は伝送する情報をその十倍から数百倍の速度の擬似雑音符号で拡散変調することにより、広い帯域を使用するものである。
【０００４】
通常ＦＨＳＳ(Frequency Hopping Spread Spectrum) では、使用可能な周波数帯域を一定の帯域幅を持つ複数の周波数帯域（チャネル）に分割し、信号の搬送波は前記チャネルを高速に移動しながら通信を行う。送信側では、予め決められたホッピングパターンを用いて搬送波の周波数を切り替えながら信号を伝送し、受信側では送信側と同じホッピングパターンに同期した場合のみデータの復調が可能となるため、秘話性に優れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例においては、ホッピングパターンとしてシステムに固定されたパターンを使用していたため、以下のような問題点があった。
（１）電波環境の悪化により特定の周波数チャネルが妨害等の干渉により使用不能となると、通信品質が著しく劣化する。
（２）固定された周波数ホッピングパターンでは、障害が生じた場合の回避ができない。
（３）使用されていない周波数チャネルを確認する手段がない。
（４）過去に使用不能となった周波数チャネルが存在したことを確認する手段がない。
（５）同時に複数のホッピングパターンを使用する場合、記憶部に予め複数のホッピングパターンを記憶すると、ホッピングパターンの選び方によっては同一時間に使用する周波数が隣接してしまい、周波数同士が干渉して無線通信が困難、或いは不可能になる。
【０００６】
本発明の目的は、妨害や障害を回避して、安定した通信品質で周波数ホッピング通信を行えるようにするところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の通信装置と前記複数の通信装置の通信を制御する制御装置を有するシステムにおいて周波数ホッピングを行なう通信方法であって、通信相手を指定する情報を入力する入力工程と、前記制御装置を介さずに前記通信装置間で直接通信する際に、前記入力工程において入力された情報に基づいて、通信相手を呼び出す呼出工程と、周波数チャネルが使用可能か否かを判別する判別工程と、前記制御装置が、前記呼出工程において前記通信相手を呼び出す際に、前記判別工程の判別で使用不能な周波数チャネルがあった場合、前記直接通信に使用するホッピングパターンを変更する変更工程と、前記制御装置から前記直接通信する通信装置に対して、前記変更工程において変更した前記直接通信に使用するホッピングパターンを通知する通知工程と、を有することを特徴とする通信方法を提供する。
【００１０】
又、複数の他の通信装置の通信を制御する無線通信装置であって、周波数ホッピングを行なう無線通信装置において、通信相手を指定する情報を入力する入力手段と、前記無線通信装置を介さずに前記他の通信装置間で直接通信する際に、前記入力手段により入力された情報に基づいて、通信相手を呼び出す呼出手段と、周波数チャネルが使用可能か否かを判別する判別手段と、前記呼出手段により前記通信相手を呼び出す際に、前記判別手段の判別で使用不能な周波数チャネルがあった場合、前記直接通信に使用するホッピングパターンを変更する変更手段と、前記直接通信を行う前記他の通信装置に対して、前記変更手段により変更した前記直接通信に使用するホッピングパターンを通知する通知手段と、を有することを特徴とする無線通信装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本実施の形態においては、周波数ホッピング方式によるデジタル無線通信を交換システムの内線伝送に使用する場合について詳細に説明を行うが、これに限定されない。
［実施の形態１］
＜無線交換システムの構成例＞
本実施の形態で想定する無線交換システムの構成例を図１に示す。
【００２０】
本システムは、公衆回線１０２を収容し、交換機能および無線接続機能を有する交換機１０１と、交換機１０１との間で制御データおよび音声データの通信を行う複数の無線専用電話機１０３−Ａ，１０３−Ｂと、交換機との間での制御データの通信および端末間の直接のデータ通信を行うデータ端末装置１０４−Ａ〜１０４−Ｆとから構成される。
【００２１】
本実施の形態におけるデータ端末装置は、「任意の量のデータをバースト的に送信する機能を有する端末（データ端末）と該データ端末と主装置の間の無線通信を司る無線アダプタを合わせたもの」と定義され、データ端末としては、コンピュータ１０４−Ａに限らず、プリンタ１０４−Ｂ、複写機１０４−Ｃ、テレビ会議端末１０４−Ｄ、ファクシミリ１０４−Ｅ、ＬＡＮブリッジ１０４−Ｆ、その他電子カメラ，ビデオカメラ，スキャナなどデータ処理を行うさまざまな端末が該当する。これらの無線専用電話機やデータ端末は、それぞれ端末間で自由に通信を行うことができると同時に、公衆網にもアクセス可能である点が本システムの大きな特徴である。
【００２２】
以下、各構成要素の詳細な構成と動作を説明する。
（交換機１０１の構成例）
まず、公衆回線を収容する交換機１０１の構成について説明を行う。図２は本実施の形態の詳細なシステム構成及び交換機１０１の構成を示した図面である。
１は複数の外線と複数の端末を収容し、それらの間で呼の交換を行う、本交換システムの主要部である主装置、２は無線端末（後述する無線専用電話機、無線アダプタを接続したデータ端末）をシステムに収容可能とする為に、主装置の制御を受けて無線により無線端末の制御を行い、無線伝送路の確立を行う接続装置である。主装置１と接続装置２とが交換機１０１を構成する。
【００２３】
３は上記接続装置２を介して主装置に収容された外線と通話を行うと共に、相互に内線通話を行う為の無線専用電話機である。４はパソコン，プリンタ等のデータ端末５やＳＬＴ（単独電話機）１０、ファクシミリ１１、ＩＳＤＮ端末１２に接続することにより同様に構成したデータ端末間で無線によるデータ伝送を可能とする無線アダプタである。６は主装置１に収容する外線網の１に収容する外線網の１つであるＰＳＴＮ（既存公衆網）、７はＰＳＴＮ６からの外線であるＰＳＴＮ回線、８は主装置１に収容する外線網の１つであるＩＳＤＮ、９はＩＳＤＮ８からの外線であるＩＳＤＮ回線である。１０は主装置１に収容する端末の１つであるＳＬＴ（単独電話機）である。
【００２４】
（主装置１の構成例）
以下、主装置１の内部構成について説明する。
２０１は主装置１の中枢であり交換制御を含め主装置全体の制御を司るＣＰＵである。２０２はＣＰＵ２０１の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、２０３はＣＰＵ２０１の制御の為の各種データを記憶すると共に各種演算用にワークエリアを提供するＲＡＭである。２０４はＣＰＵ２０１の制御の下、呼の交換（時分割交換）を司る通話路部、２０５はＣＰＵ２０１の制御の下、ＰＳＴＮ回線を収容する為の着信検出、選択信号送信、直流ループ閉結等ＰＳＴＮ回線制御を行うＰＳＴＮ回線ｉ／ｆである。２０６はＣＰＵ２０１の制御の下、ＩＳＤＮ回線を収容する為のＩＳＤＮのレイア１、レイア２をサポートしＩＳＤＮ回線制御を行うＩＳＤＮ回線ｉ／ｆである。
【００２５】
２０７はＳＬＴと通話路部２０４との間の接続制御を行うＳＬＴｉ／ｆであり、通電時はＣＰＵ２０１の制御の下で表示器等を有する専用電話機として機能し、停電時はＳＬＴとして通話のみを行うようＳＬＴ２０４を制御するものである。２０８は通電時はＣＰＵ２０１の制御の下、内線無線専用電話機とし、停電時はＳＬＴとして機能する、送受話器，ダイヤルキー，通話回路，表記器等を有する無線専用電話機部である。２０９はＰＢ信号、発信音、着信音等各種トーンを送出するトーン送出回路である。２１０はＣＰＵ２０１の制御の下、接続装置２を収容する為に接続装置２と通話信号、制御信号を送受する接続装置ｉ／ｆである。
【００２６】
（接続装置２の構成例）
図３は接続装置２の構成を示した図面である。
３０１は接続装置２の中枢であり、通話チャネル制御や無線部制御を含め接続装置２全体の制御と司るＣＰＵである。３０２はＣＰＵ３０１の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、３０３は本交換システムの呼出し符号（システムＩＤ）を記憶するＥＥＰＲＯＭ、３０４はＣＰＵ３０１の制御の為の各種データを記憶すると共に各種演算用ワークエリアを提供するＲＡＭである。３０５はＣＰＵ３０１の制御の下、主装置１の接続装置ｉ／ｆ２０１と通話信号、制御信号を送受する主装置ｉ／ｆである。
【００２７】
３０６はＣＰＵ３０１の制御の下、主装置１からのＰＣＭ符号化された通話信号をＡＤＰＣＭ符号に変換し後述のチャネルコーデック３０７に送信すると共に、チャネルコーデック３０７からのＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をＰＣＭ符号に変換して主装置１に送信する為のＰＣＭ／ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をＰＣＭ符号に変換して主装置１に送信する為のＰＣＭ／ＡＤＰＣＭ変換部である。３０７はＣＰＵ３０１の制御の下、ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号及び制御信号に、スクランブル等の処理を行うと共に所定のフレームに時分割多重化するチャネルコーデックである。３０８はＣＰＵ３０１の制御の下、チャネルコーデック３０７からのフレーム化されたデジタル信号を変調して無線で送信できる様に処理してアンテナに送信すると共に、アンテナより受信した信号を復調してフレーム化したデジタル信号に処理しする、無線部である。
【００２８】
（無線専用電話機３の構成例）
図４は無線専用電話機３の構成を示した図面である。
４０１は無線専用電話機３の中枢であり、無線部制御や通話制御を含め無線専用電話機３全体の制御を司るＣＰＵである。４０２はＣＰＵ４０１の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、４０３は本交換システムの呼出し符号（システムＩＤ）、無線専用電話機のサブＩＤを記憶するＥＥＰＲＯＭ、４０４はＣＰＵ４０１の制御の為の各種データを記憶すると共に各種演算用にワークエリアを提供するＲＡＭである。４０５はＣＰＵ４０１の制御の下、後述する送受話器４１０、マイク４１１、スピーカ４１２からの通話信号の入出力を行う通話回路である。４０６はＣＰＵ４０１の制御の下、通話回路４０５からのアナログ音声信号をＡＤＰＣＭ符号に変換し後述のチャネルコーデック４０７に送信すると共に、チャネルコーデック４０７からのＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をアナログ音声信号に変換して通話回路に送信する為のＡＤＰＣＭコーデックである。
【００２９】
４０７はＣＰＵ４０１の制御の下、ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号及び制御信号にスクランブル等の処理を行うと共に所定のフレームに時分割多重化するチャネルコーデックである。４０８はＣＰＵ４０１の制御の下、チャネルコーデック４０７からのフレーム化されたデジタル信号を変調して無線で送信できる様に処理して後述するアンテナに送信すると共に、アンテナより無線で受信した信号を復調してフレーム化したデジタル信号に処理する、無線部である。４１０は通話する為に音声信号を入出力する送受話器、４１１は音声信号を集音入力するマイク、４１２は音声信号を拡声出力するスピーカである。４１３は後述するキーマトリクスより入力したダイヤル番号や外線の使用状況等を表示する表示部である。４１４はダイヤル番号等を入力するダイヤルキーや、外線キー、保留キー、スピーカキー等の機能キーからなるキーマトリクスである。
【００３０】
（無線アダプタ４の構成例１）
図５はシステムに収容可能なデータ通信端末の構成と、データ端末に接続される無線アダプタの内部ブロック構成を示す図である。
同図において、５０１はデータ端末、５０２は無線アダプタ、５０３は無線部であり、データ端末５０１は無線アダプタ５０２と通信ケーブルもしくは内部バスを介して接続される、例えばパーソナルコンピュータ、ワークステーション、プリンタ、ファクシミリ、その他のデータ端末機器を指す。
【００３１】
５０４は主制御部であり、ＣＰＵ及び、割り込み制御、ＤＭＡ制御等を行う周辺デバイス、システムクロック用の発振器などから構成され、無線アダプタ内の各ブロックの制御を行う。５０５はメモリであり、主制御部５０４が使用するプログラムを格納する為のＲＯＭ、各種処理用のバッファ領域として使用するＲＡＭ等から構成される。５０６は通信ｉ／ｆ部であり、上述のデータ端末５０１に示すようなデータ端末機器が標準装備する通信ｉ／ｆ、例えば、ＲＳ２３２Ｃ，セントロニクス，ＬＡＮ等の通信ｉ／ｆや、パーソナルコンピュータ，ワークステーションの内部バス、例えば、ＩＳＡバス，ＰＣＭＣＩＡｉ／ｆ等が該当する。５０７は端末制御部であり、通信ｉ／ｆ５０６を介したデータ端末５０１と無線アダプタ５０２間のデータ通信の際に必要となる各種の通信制御を司る。
【００３２】
５０８はフレーム処理、無線制御を行うチャネルコーデックであり、その内部構成は図８に示す。チャネルコーデックでフレームに組み立てられたデータが無線部を介して主装置や対向端末に伝送されることになる。５０９は誤り訂正処理部であり、無線通信によりデータ中に発生するビット誤りを低減する為に用いる。送信時には、通信データ中に誤り訂正符号を挿入する。また受信時には、演算処理により誤り位置並びに誤りパターンを算出し、受信データ中のビット誤りを訂正する。５１０はタイマであり、無線アダプタ内部の各ブロックが使用するタイミング信号を提供する。
【００３３】
（無線アダプタ４の構成例２）
図６は公衆回線ヘのデータ伝送を行う場合に必要となる、モデム内蔵のタイプの無線アダプタの構成を示すものである。
同図において、５１１はデータを音声帯域信号に変調するモデム、５１２はモデムで変調された信号を符号化するＡＤＰＣＭコーデックである。ＡＤＰＣＭ符号化されたデータをチャネルコーデックによりフレームに組み立て、無線部を介して主装置に伝送されることになる。
【００３４】
（無線部の構成）
図７は本システムの接続装置２、無線専用電話機３、データ端末の無線アダプタ４で共通に使用する無線部（３０８，４０８，５０３）の構成を示す図である。
６０１ａ，ｂは送受信用アンテナ、６０２はアンテナ６０１の切り換えスイッチ、６０３は不要な帯域の信号を除去するためのバンド・パス・フィルター（以下ＢＰＦ）、６０４は送受信の切り換えスイッチ、６０５は受信系のアンプ、６０６は送信系のアンプ（パワーコントロール付）６０７は１ｓｔ．ＩＦ用ダウンコンバータ、６０８はアップコンバータ、６０９は送受信の切り換えスイッチ、６１０はダウンコンバータ６０７によりコンバートされた信号から不要な帯域の信号を除去するためのＢＰＦ、６１１は２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータであり、ダウンコンバータ６０７，６１１によりダブルコンヴァージョン方式の受信形態を構成する。
【００３５】
６１２は２ｎｄ．ＩＦ用のＢＰＦ、６１３は９０°移相器、６１４はクオドラチャ検波器で、ＢＰＦ６１２，９０°移相器６１３により受信した信号の検波、復調が行われる。
６１５は波形整形用のコンパレータ、６１６は受信系の電圧制御型オシレータ（以下ＶＣＯ）、６１７はロー・パス・フィルター（以下ＬＰＦ）、６１８はプログラマブルカウンタ，プリスケーラ，位相比較器などから構成されるＰＬＬで、ＶＣＯ６１６，ＬＰＦ６１７，ＰＬＬ６１８により受信系の周波数シンセサイザが構成される。
【００３６】
６１９はキャリア信号生成用のＶＣＯ、６２０はＬＰＦ、６２１はプログラマブルカウンタ，プリスケーラ，位相比較器等から構成されるＰＬＬで、ＶＣＯ６１９，ＬＰＦ６２０，ＰＬＬ６２１によりホッピング用の周波数シンセサイザが構成される。
６２２は変調機能を有する送信系のＶＣＯ、６２３はＬＰＦ、６２４はプログラマブルカウンタ，プリスケーラ，位相比較器などから構成されるＰＬＬで、ＶＣＯ６２２，ＬＰＦ６２３，ＰＬＬ６２４により周波数変調の機能を有する送信系の周波数シンセサイザが構成される。
【００３７】
６２５は各種ＰＬＬ６１８，６２１，６２４用の基準クロック、６２６は送信データ（ベースバンド信号）の帯域制限用フィルターである。
以下、本無線部の動作説明を行う。
１．送信時
プロセッサ等の外部回路から入力されたデータ（ディジタルデータ）はベースバンドフィルター６２６により帯域制限を受けた後、送信系ＶＣＯ６２２の変調端子に入力される。送信系ＶＣＯ６２２は送信系ＰＬＬ６２４とＬＰＦ６２３の回路より出力される制御電圧により周波数を決定し、直接変調により中間周波（ＩＦ）の変調波を生成する。周波数シンセサイザ６２２，６２３，６２４により生成された中間周波（ＩＦ）の変調波はアップコンバータ６０８に入力され、ＶＣＯ６１９、ＬＰＦ６２０、ホッピング用ＰＬＬから構成される周波数シンセサイザにより生成されたキャリア信号と加算された後、送信系アンプ６０６に入力される。送信系アンプ６０６により所定のレベルに増幅された信号は、ＢＰＦ６０３により不要な帯域の信号を除去された後アンテナ６０１から電波として空間に発射される。
【００３８】
２．受信時
アンテナ６０１により受信された信号は、ＢＰＦ６０３により不要な帯域の信号を除去された後受信系のアンプ６０５により所定のレベルに増幅される。所定のレベルに増幅された受信信号は、ダウンコンバータ６０７によりキャリア信号を除去され１ｓｔ．ＩＦの周波数にコンバータされる。１ｓｔ．ＩＦの受信信号は、ＢＰＦ６１０で不要な帯域の信号を除去された後、２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータ６１１に入力される。ダウンコンバータ６１１は、ＶＣＯ６１６、ＬＰＦ６１７、受信系ＰＬＬ６１８から構成される周波数シンセサイザにより生成された信号と１ｓｔ．ＩＦからの入力信号により２ｎｄ．ＩＦの周波数の信号を生成する。２ｎｄ．ＩＦの周波数にダウンコンバータされた受信信号は、ＢＰＦ６１２により不要な帯域の信号を除去された後、９０°位相器６１３とクオドラチャ検波器６１４に入力される。
【００３９】
クオドラチャ検波器６１４は、９０°位相器６１３により位相をシフトされた信号と元の信号を使用して検波，復調を行う。クオドラチャ検波器６１４により復調されたデータ（アナログデータ）は、コンパレータ６１５によりディジタルデータとして波形整形され外部の回路に出力される。
（無線フレーム）
図８は本システムにおいて使用する無線フレームの全体構成例を示し、図９は図８の全体構成中の各フレームを示すものである。本システムにおいては、「主装置−無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＣＦと略）、「無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＰＦと略）、「バーストデータフレーム」（以下、ＢＤＦと略）の３つの異なるフレームを用いる。以下、それぞれのフレームの内部データの詳細の説明を行う。
【００４０】
図８の（ａ）にＰＣＦを示す。同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、Ｔ１とＴ２とＴ３とＴ４は４台の異なる無線専用電話機へ送る音声チャネル、Ｒ１とＲ２とＲ３とＲ４は４台の異なる無線専用電話機から送られてくる音声チャネル、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ１、Ｆ３とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、１フレーム毎に周波数チャネルを変更することを示す。
【００４１】
図８の（ｂ）にＰＰＦを示す。同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機ヘ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、Ｔ１とＴ２とＴ３は３台の異なる無線専用電話機へ送る音声チャネル、Ｒ１とＲ２とＲ３は３台の異なる無線専用電話機から送られてくる音声チャネル、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報ＬＣＣＨ−Ｔを受け取った後、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ５に切り替え、無線専用電話機間通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受け取り、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順を無線専用電話機間通信が終了するまで繰り返す。
【００４２】
図８の（ｃ）にＢＤＦを示す。同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、Ｒは前のフレームが終了したことを確認するためや、他の無線装置が電波を出していないかを確認するためのキャリアセンスの時間、ＰＲ１はプリアンブル、ＤＡＴＡはバーストデータを収容するデータ用スロット、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報を受け取った後、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ５に切り替え、無線専用電話機間通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受け取り、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順をバーストデータ通信が終了するまで繰り返す。
【００４３】
図９の（ａ）にＦＳＹＮフレームを示す。同図において、ＰＲは財団法人電波システム開発センター（以下、ＲＣＲと略）で規定する周波数同期補足のための６２ビットのプリアンブル、ＳＹＮはＲＣＲで規定する３１ビットのフレーム同期信号、ＩＤはＲＣＲで規定する６３ビットの呼出信号、ＦＩは２ビットのチャネル種別信号でＰＣＦ・ＰＰＦ・ＢＤＦを区別する信号、ＴＳはタイムスロット情報、ＮＦＲは次のフレームの周波数情報を示す。また、図中の数字は、本実施の形態におけるビット数を示す。
【００４４】
図９の（ｂ）に音声チャネルのフレームを示す。Ｔ１とＴ２とＴ３とＴ４とＲ１とＲ２とＲ３とＲ４の構成は共通であるので、送信用音声チャネルを以下まとめてＴｎと表示し、受信用音声チャネルをまとめてＲｎと表示する。また、ＴｎとＲｎの構成も共通である。同図において、Ｒは前のフレームが終了したことを確認するためや、他の無線装置が電波を出していないかを確認するためのキャリアセンスの時間、ＰＲ１は各スロット用プリアンブル、ＵＷは端末ＩＤを含むユニークワード、Ｄは３．２ｋｂｐｓのＤチャネル情報、Ｂは３２ｋｂｐｓのＢチャネル情報、ＧＴはガードタイムを表す。また、図中の数字は、本実施の形態におけるビット数を示す。
【００４５】
図９の（ｃ）に論理制御チャネルＬＣＣＨ−Ｔのフレーム構成を示す。ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネルである。同図に追いって、ＵＷはサブＩＤを含むユニークワード、ＬＣＣＨは論理制御情報、ＧＴはガードタイムを表す。ＬＣＣＨ−ＴはＦＳＹＮ送出後、続けて送られるので、プリアンブルなどは付加されていない。
【００４６】
図９の（ｄ）に論理制御チャネルＬＣＣＨ−Ｒのフレーム構成を示す。ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネルのことである。同図において、Ｒは前のフレームが終了したことを確認するためや、他の無線装置が電波を出していないかを確認するためのキャリアセンスの時間、ＰＲ１はっ買うスロット用プリアンブル、ＵＷはサブＩＤを含むユニークワード、ＬＣＣっは論理制御情報、ＧＴはガードタイムを表す。
【００４７】
（チャネルコーデック）
上記のフレームはチャネルコーデックによって処理される。図１０にチャネルコーデックの内部構成を示す。
同図において、８０１はチャネルコーデック、８０２は無線部、８０３は無線専用電話機等に内蔵されるＡＤＰＣＭコーデック、８０４は無線専用電話機や無線アダプタのＣＰＵである。
【００４８】
チャネルコーデック８０１の内部においては、８０５は無線制御部であり、無線部に対して送受信の切り替えの制御と周波数ホッピングを制御する。さらに、データ送信に先立ちキャリア検出を行う機能も有する。８０７は、ＣＰＵ８０４との間で制御情報をやり取りするためのｉ／ｆであり、ＡＳＩＣ内の各部の状態や動作モードを記憶するレジスタを内蔵する。ＣＰＵからの制御信号やＡＳＩＣ内の各部の状態に応じてＡＳＩＣ各部の制御を行うものである。８０６はＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆであり、ＡＤＰＣＭコーデックとの間で、音声信号をやり取りするためのシリアルデータ及び同期クロックのやり取りを行う。８０８は送信フレーム処理部であり、ＡＤＰＣＭコーデックからの信号やＣＰＵから入力された論理制御データを、図８に示した送信フレームに組み立てる。８０９は受信フレーム処理部であり、無線部からの信号のフレームから制御情報や音声データを取りだし、ＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆやＣＰＵｉ／ｆに渡す。８１０はＤＰＬＬで構成される同期処理部であり、受信信号からクロックを再生し、ビット同期の捕捉を行う。
【００４９】
以下、このＡＳＩＣの基本動作を説明する。
１．送信
送信データフレームに付与する制御情報を、ＣＰＵ８０６からＣＰＵｉ／ｆ８０７で受け取る。ＡＳＩＣが無線専用電話機および主装置内の接続装置で使用される場合には、ＡＤＰＣＭコーデック８０３からのデータと合わせて送信フレーム処理部で送信フレームを組み立てる。ＡＳＩＣがデータ端末で使用される場合には、誤り訂正符号化されたバーストデータと合わせて、送信フレーム処理部８０８で送信フレームを組み立てる。フレーム組立に際しては、データにスクランブルをかける。無線伝送時の直流平衡を保つために必要となるものである。無線制御部８０５は受信信号が終了するタイミングを取り、キャリアセンス後、無線部を送信にし、送信フレームを無線部８０２に渡す。
【００５０】
２．受信
無線制御部８０５は、送信すべきデータが終了した時点で無線部を受信に切り替え、受信フレームを待つ。受信フレームを受けると、データにデスクランブルをかけた後で、受信フレームから制御情報とデータと取りだす。制御情報はＣＰＵｉ／ｆ８０６を通じてＣＰＵ８０３に渡す。受信したフレームがＰＣＦあるいはＰＰＦの場合には、受信したデータはＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆ８０６に渡し、無線専用電話機であればＡＤＰＣＭコーデック８０３を通して音声として出力し、主装置であれば通話路へと送られる。受信したフレームがＢＤＦデある場合には、受信したデータはデータ端末内のメモリに転送される。
【００５１】
３．論理制御データの扱い
（３−１）無通信時
あらかじめ主装置によって割り当てられた周波数で待機し、定期的に送られてくる主装置からのＬＣＣＨ−Ｔを受信する。この時、主装置から送られるＬＣＣＨには、外線着信の有無、無線専用電話機側に発呼要求の有無の確認といった情報が含まれている。無線専用電話機は受信フレーム処理部で取り出したＬＣＣＨをＣＰＵに送る。その後、ＣＰＵから指示された主装置へ送るＬＣＣＨを同じフレーム内のＬＣＣＨ−Ｒで主装置に送る。このように無線専用電話機は、発呼か着呼が生じるまでこの手順を繰り返す。
【００５２】
（３−２）通信時
無線専用電話機Ａが発呼する場合を例として説明する。無線専用電話機Ａは無線通信時周波数チャネルＦ１と主装置との間でＬＣＣＨをやり取りしているものとする。無線専用電話機Ａは発呼が生じるまで（３−１）で述べた手順で、周波数チャネルＦ１で主装置からのＬＣＣＨをモニタしている。無線専用電話機Ａで発呼が生じると、（３−１）の手順で主装置に送るＬＣＣＨ−Ｒに発呼要求を入れて主装置に送る。主装置側から通信可能かどうかを知らせるＬＣＣＨは、１００ｍｓ後に周波数チャネルＦ１で送られてくるＬＣＣＨによって判断する。
【００５３】
発呼要求後の主装置からのＬＣＣＨの内容が回線がいっぱいで接続できないことを示していたら、無線専用電話機Ａは話中として使用者に知らせる。発呼要求後の主装置からのＬＣＣＨの内容が接続可能であることを示していたら、同じＬＣＣＨ−Ｔないで通話で使用する音声チャネルの時間スロットを指定される。例えば「１」を指示されたとすると、Ｔ１とＲ１を使用して通信することを表す。ＦＳＹＮフレーム内のＦＳとＮＦＲで指定された周波数ホッピングパターンで周波数チャネルを切り替えながら、通信を行う。主装置と接続したあとの制御情報のやり取りは、ＴｎおよびＲｎフレーム内のＤチャネル情報によって行う。
【００５４】
無線専用電話機間通信の場合、無線専用電話機間の制御情報をＤチャネル情報で行い、通信終了後に各無線専用電話機が指定されている周波数チャネルのＬＣＣＨ−Ｒで、即ち前例の場合なら無線専用電話機Ａは無通信時周波数チャネルＦ１で主装置との間で制御情報をやり取りする場合に無線専用電話機間通信が終了したことを無線専用電話機から主装置へ通知する。
【００５５】
＜周波数ホッピングパターンについて＞
図１１に本システムで使用する周波数ホッピングの概念図を示す。
本実施の形態のシステムでは、日本において使用が認められている２６ＭＨｚの帯域を利用した、１ＭＨｚ幅の２６の周波数チャネルを使用する。妨害ノイズなどで使用できない周波数がある場合を考慮し、２６のチャネルの中から２０の周波数チャネルを選択し、選択した周波数チャネルを所定の順番で周波数ホッピングを行う。このシステムでは、１フレームが５ｍｓの長さを持ち、１フレーム毎に周波チャネルをホッピングしていく。そのため１つのホッピングパターンの１周期の長さは１００ｍｓである。
【００５６】
同図において、異なるホッピングパターンは異なる模様で示している。このように、同じ時間で同じ周波数が使用されることがないようなパターンを、各フレームで使用することにより、データ誤りが発生することを防ぐことが可能となるものである。また、複数の接続装置を収容する場合、接続装置間での干渉を防止するために、それぞれの接続装置で異なるホッピングパターンを使用することも本システムの特徴となっている。この方法により、マルチセル構成のシステムを実現することが可能となり、広いサービスエリアを得ることができるものである。
【００５７】
（ホッピングパターンの変更例１）
図１２に本システムで使用する周波数ホッピングパターン（以下ＦＨパターン）の変更例を示す。
予め決められている周波数ホッピングパターンをＦＨパターン１で表す。搬送波は、Ｆ１から順にＦ２０までの周波数チャネルに変更しながら通信を行なう。ＦＨパターン２は、Ｆ２が妨害ノイズなどで使用できない場合に、Ｆ２のかわりにＦ２１を使用することを示している。同様にＦＨパターン３は、Ｆ２とＦ１９とが使用できない場合に、それぞれＦ２１とＦ２２とを使用することを示している。このように、妨害ノイズなどで使用できない周波数チャネルが存在する場合に、その使用不能の周波数チャネルを他の使用していない周波数チャネルに切り替えることにより、使用可能な周波数チャネルで構成されるＦＨパターンを確保することができる。
【００５８】
次に、障害のある周波数チャネルの入れ替え方法について説明を行なう。図１３は、本システムで使用する使用不能周波数チャネルの変更方式の処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ９３０１で、予め決められているＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。ステップＳ９３０２で、前記読み込んだ周波数チャネルをキャリアセンスし、ステップＳ９３０３で、その周波数チャネルは使用可能か否かの判定を行なう。キャリアセンスレベルがある値以下ならば通信可能とみなし、それ以外は通信不能とみなす。通信可能であれば、ステップＳ９３０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９３０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００５９】
キャリアセンスの結果使用不能であれば、ステップＳ９３０４で未使用周波数チャネルを読み込み、ステップＳ９３０５でシステムで使用するＦＨパターンを書き替える。最後にステップＳ９３０６で、使用不能周波数チャネルを未使用周波数チャネルに書き込み、ステップＳ９３０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９３０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００６０】
以上の処理を行うことにより、使用不能な周波数チャネルを回避したＦＨパターンを得ることができる。
上記方法において、使用不能チャネルを未使用周波数チャネルに書き込む方式として、図１４に未使用周波数チャネルの入れ替え方式を、図１５に未使用周波数チャネルの並び替え方式を示す。
【００６１】
図１４において、未使用周波数チャネル１はどの周波数チャネルの入れ替えも行っていない状態を示し、未使用周波数チャネル２はＦ２１とＦ２との周波数チャネルを入れ換えた状態（図１２のＦＨパターン２に対応）を示し、未使用周波数チャネル３はＦ２１とＦ２、Ｆ２２とＦ１９を入れ換えた状態（図１２のＦＨパターン３に対応）を示す。このように、未使用周波数チャネルと使用不能チャネルを入れ替えることにより、障害のある周波数チャネルを含まないＦＨパターンを高速に選択し、未使用周波数チャネルを記憶しておくことができる。
【００６２】
また、図１５において、未使用周波数チャネル１はどの周波数チャネルの入れ替えも行っていない状態を示し、未使用周波数チャネル２はＦ２１をＦＨパターンに使用しシフトしてからＦ２を最後尾に付加した状態（図１２のＦＨパターン２に対応）を示し、未使用周波数チャネル３はＦ２１とＦ２２をＦＨパターンに使用し、シフトしてからＦ２とＦ１９を最後尾に付加した状態（図１２のＦＨパターン３に対応）を示す。このように、未使用周波数チャネルを使用した後、シフトすることにより、使用不能と判定された周波数チャネルが未使用周波数チャネルの後部に配置することができる。
【００６３】
上記ＦＨパターンの変更によれば、周波数を切り替えるＦＨパターン内の各周波数チャネルをキャリアセンスし、そのレベルから使用不能な周波数チャネルを判定し、使用不能な周波数チャネルを未使用の周波数チャネルと入れ替えることにより、使用不能な周波数チャネルを回避した高品質な通信路を確保でき、使用可能な周波数チャネルで構成されるＦＨパターンを高速に得ることができる。
【００６４】
（ホッピングパターンの変更例２）
図１６は、本システムで使用する使用不能チャネルの履歴を保存する方式の処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ９６０１で、予め決められているＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。ステップＳ９６０２で、前記読み込んだ周波数をキャリアセンスし、ステップＳ９６０３で、その周波数チャネルが使用可能か否かの判定を行なう。キャリアセンスレベルがある値以下ならば通信可能とみなし、それ以外は通信不能とみなす。通信可能であれば、ステップＳ９６０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９６０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００６５】
キャリアセンスの結果使用不能であれば、ステップＳ９６０４で未使用周波数チャネルを読み込み、その周波数チャネルを未使用周波数チャネルから削除して、ステップＳ９６０５でシステムで、使用するＦＨパターンを書き換える。最後に、ステップＳ９６０６で使用不能と判断されたチャネルを使用不能履歴に書き込み、ステップＳ９６０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９６０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００６６】
以上の処理を行なうことにより、使用不能な周波数チャネルを回避したＦＨパターンを得ることができる。
図１７に本システムで使用する使用不能チャネルの履歴方式を示す。
未使用周波数チャネル１はどの周波数チャネルも使用されていない状態を示し、使用不能履歴１には何も記憶されていない状態を示す。未使用周波数チャネル２はＦ２１がシステムのＦＨパターンに使用され、使用不能周波数チャネルＦ２が使用不能履歴２に記憶されている状態（図１２のＦＨパターン２に対応）を示す。未使用周波数チャネル３では、Ｆ２１とＦ２２がシステムのＦＨパターンに使用され、使用不能チャネルＦ２とＦ１９が使用不能履歴に記憶されている状態（図１２のＦＨパターン３に対応）を示す。
【００６７】
このように、使用不能履歴に使用不能周波数チャネルを記憶することにより、使用不能周波数チャネルを再度選択する危険性を回避することができる。なお、ここで未使用周波数チャネルは使用された場合、削除されたままの状態を示したが、前述したように、未使用周波数チャネルをシフトしておくことも容易に応用ができるはずである。
【００６８】
上記ＦＨパターンの変更によれば、使用不能な周波数チャネルを入れ換えた履歴を記憶し、その履歴を参照して入れ替え周波数チャネルを選択することにより、使用不能な周波数を再度選択する冗長を避け、使用可能な周波数チャネルで構成されるＦＨパターンを効率的に得ることができる。
（ホッピングパターンの変更例３）
ところが、使用不能なチャネルが増えた場合に割り当てる周波数にも使用不能のものが増えて、周波数ホッピングに必要な周波数の数が不足するようになって、システムが動作を維持できなくなるという問題が起る。以下の変更例３及び４は、このような問題を解決しようとしたものであり、上記変更例１や変更例２と共に使用することで、更に効果を高めることができる。
【００６９】
同図において、ＨＰ１は予め決められたホッピングパターンを示し、周波数Ｆ１から順にＦ２０までの２０の周波数を切り替えて使用することを表す。テーブル１は、ホッピングパターン中で使用不能となった周波数を記憶する領域である。テーブル２は、ホッピングパターン中で使用可能な周波数を記憶する領域である。始めにシステムが起動した状態では、テーブル１の記憶領域は空であり、テーブル２の記憶領域にはＨＰ１と同等の周波数が記憶されている。これらの記憶領域にはメモリなどの記憶素子を用いる。
【００７０】
ここで、周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ１９が妨害ノイズ等により使用不能になったとする。この時、テーブル１の記憶領域にはＦ２，Ｆ３，Ｆ１９が登録される。同時に、テーブル２の記憶領域からＦ２，Ｆ３，Ｆ１９が削除される。記憶素子での登録や削除の方法は、記憶効率や実行速度を考慮してさまざまな形態が考えられる。本例では、テーブル１の記憶領域もテーブル２の記憶領域もそれぞれ２０必要であるが、例えば周波数が使用不能と使用可能の状態をフラグ等で管理することにより２０の記憶領域で済むようになる。このようにして、使用可能の周波数と使用不能の周波数を参照することにより、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ１９を使用可能な周波数Ｆ１，Ｆ４，Ｆ５で置き換えたＨＰ２を新たに作成する。
【００７１】
この方法により、使用可能なホッピング周波数が必要なホッピング数に満たない場合でも、システムをダウンさせることなく通信が可能になる。尚、本例を前記変更例１や２と
併用するには、例えば、テーブル２のＦ２，Ｆ３，Ｆ１９の領域にＦ２１，Ｆ２２，Ｆ２３を入れていき、Ｆ２６までを入れて更に使用不能のチャネルが発生した場合に、本例の方法に移行することが考えられる。
【００７２】
本ＨＰパターンの変更例によれば、ＨＰパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報により、置き換えた履歴を記憶しながら使用不能周波数を使用可能周波数で置き換えるようにしたことにより、ホッピング周波数がＨＰパターン数よりも少ない場合でもシステム不動作を回避することができる。
図１９は上記ホッピング周波数の置き換え方式を用いた場合の送信平均電力の概念図を示す。
【００７３】
ＨＰ１の平均送信電力は、周波数の置き換えを行っていない場合の各送信周波数における平均送信電力であり、ＨＰ２の平均送信電力は、使用不能周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ１９を使用可能周波数Ｆ１，Ｆ４，Ｆ５で置き換えを行った場合の各送信周波数における平均送信電力である。このホッピング周波数の置き換え方式では、置き換えて使った周波数の平均送信電力は、置き換えを行っていない周波数の平均送信電力の２倍の送信電力がある。このように、周波数チャネル間での使用頻度及び平均送信電力がバラツクことは、秘話性や耐干渉性に影響を与えることのなる。
【００７４】
（ホッピングパターンの変更例４）
図２１に本システムで使用するホッピング周波数の置き換え変更方式の概念図を示す。
同図において、ＨＰ１は予め決められたホッピングパターンを示し、周波数Ｆ１から順にＦ２０までの２０の周波数を切り替えて使用することを表す。ＨＰ２は、ＨＰ１を繰り返して通信を行うことを表している。テーブル１は、ホッピングパターン中で使用不能となった周波数を記憶する領域である。テーブル２は、ホッピングパターン中で使用可能な周波数を記憶する領域である。始めにシステムが起動した状態では、テーブル１の記憶領域は空であり、テーブル２の記憶領域にはＨＰ１と同等の周波数が記憶されている。これらの記憶領域にはメモリなどの記憶素子を用いる。
【００７５】
ここで、周波数Ｆ２が妨害ノイズ等により使用不能になったとする。この時、テーブル１の記憶領域にはＦ２が登録される。同時に、テーブル２の記憶領域からＦ２が削除される。記憶素子での登録や削除の方法は、記憶効率や実行速度を考慮してさまざまな形態が考えられる。本例ではテーブル１の記憶領域もテーブル２の記憶領域もそれぞれ２０必要であるが、例えば周波数が使用不能と使用可能の状態をフラグ等で管理することにより２０の記憶領域で済む。
【００７６】
テーブル２で使用可能周波数を便宜上Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，…，Ｅ１７，Ｅ１８，Ｅ１９と番号を振ると、本例では使用不能周波数Ｆ２をＨＰパターンを繰り換えすにつれてＥ１から順に置き換えていく。このようにして使用可能の周波数と使用不能の周波数を参照することにより、使用不能となったＦ２を使用可能な周波数Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，…，Ｆ１８，Ｆ１９，Ｆ２０で順に置き換えたＨＰ３が得られる。
【００７７】
この方法により、使用可能なホッピング周波数が必要なホッピング数に満たない場合でも、システムをダウンさせることなく通信が可能になり、かつ使用する周波数の平均送信電力が均一とすることができる。尚、本例において前記変更例１や２と併用するには、例えば、テーブル２のＦ２の領域にＦ２１を入れ、以下使用不可の周波数が出るとＦ２２…Ｆ２６と入れていくことが考えられる。
【００７８】
図２１は上記ホッピング周波数の置き換え変更方式を用いた場合の送信平均電力の概念図を示す。
ＨＰ２の平均送信電力は、周波数の置き換えを行っていない場合の各送信周波数における平均送信電力であり、ＨＰ３の平均送信電力は、使用不能周波数Ｆ２を使用可能周波数Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，…，Ｆ１８，Ｆ１９，Ｆ２０で置き換えを行った場合の各送信周波数における平均送信電力である。このホッピング周波数の置き換え変更方式では、使用可能周波数を順に切り替えながら使用するため、平均送信電力は各周波数均一となる。
【００７９】
本ＨＰパターンの変更例によれば、ＨＰパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報により、置き換えた履歴を記憶しながら使用不能周波数を使用可能周波数で置き換えるようにしたことにより、ホッピング周波数がＨＰパターン数よりも少ない場合でもシステム不動作を回避することができ、さらに、ホッピングパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報と置き換えた履歴の情報により、使用可能な周波数を均一に使用することにより、各周波数の平均送信電力が均一になり秘話性や耐干渉性が改善される。
【００８０】
＜無線通信システムの動作例＞
以上説明したように、本システムにおいては主装置と無線専用電話機やデータ端末の間や端末相互間で、通信のためにフレームを組立てまた使用する周波数を一定時間ごとに切り替える制御を行っている。本実施の形態における上記ＦＨパターンの変更は、例えば主装置（接続装置を含む）の電源投入時（図２３のステップＳ２２０２）や、端末より外線発信を受けた時（図２６のステップＳ２６０２）や、公衆回線よりの外線着信時（図２９のステップＳ２８０２）や、内線通信の内線発信端末からの受け付け時（図３２のステップＳ３１０４）あるいは内線受信端末の呼び出し時（図３２のステップＳ３１０６）に行われる。又、一定時間間隔で行われたり、システムのアイドル時に行われてもよい。更に、端末発信時あるいは受信時に端末側で、通信不能のチャネルを見付けて主装置に知らせることにより、実施してもよい。これら上記ＦＨパターンの変更実施時期は、システム内の端末数や回線の飽和率等により適宜決められる。
【００８１】
以下、本実施の形態の上記ＦＨパターンの変更を有するシステムの具体的な動作について説明を行う。
１．基本動作手順例
本システムにおいては、通話チャネルを使用する前に、フレーム内に時分割多重化されている論理制御チャネル（ＬＣＣＨＴおよびＬＣＣＨＲ）を用いて、使用するスロットとホッピングパターンとを決定する。さらに、各端末が間欠受信を行いバッテリセービングを可能とするために、各端末は予め割り当てられた周波数で伝送する論理制御チャネルのみにおいて、送受信するように設計されている。
【００８２】
ただし、電源立ち上げ直後は、端末はホッピングパターンも認識していない。そこで、任意の周波数で待機し、その周波数でフレームを受信する。１つ目のフレームを受信すると、その中に入っている次のフレームの周波数情報を取り込み、以下周波数ホッピングを開始することになる。複数の接続装置が使用される場合は、１回目にフレームを受信することのできた接続装置の使用するホッピングパターンに追従することになる。
【００８３】
また、電源立ち上げ直後は、どの端末がどの周波数に割り当てられるかが定まっていない。そこで、電源立ち上げ時には、設定モードにおいて各端末のＩＤの登録と論理制御チャネル周波数の割り当てとを行うものとしている。論理制御チャネルの割り当てがされると、各端末は間欠受信状態となり、自端末宛の論理制御データのみの受信を行う。また、主装置に送信するデータが発生した場合のみ、割り当てられた周波数のＬＣＣＨＲを使って、データを主装置に送信する。
【００８４】
通話スロットを用いた通信を開始したい場合には、論理制御チャネルを用いて主装置にその旨を通知し、スロットとホッピングパターンとの割り当てを受けなければならない。それらの割り当てがなされた後は、通話やデータ伝送を行うことが可能となるのである。
以下、、いくつかの場合の詳細動作の説明を行う。
【００８５】
２．主装置−接続装置を含む−と無線端末の電源投入時の動作例：設定モード設定モードは、ＩＤの登録や使用する論理制御チャネルの周波数の設定等を行うモードである。図２２は、本実施の形態の主装置および無線端末電源投入時の動作シーケンスを示す図である。図２３は、本実施の形態の主装置電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。図２４は、本実施の形態の無線端末電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【００８６】
（１）主装置電源投入時の動作フローの説明
まず、主装置１（あるいは接続装置２）本体の電源スイッチを投入すると、主装置１は図２３のステップＳ２２０１により本体の初期設定を行った後、ステップＳ２２０２で周波数ホッピングのホッピングパターンを決定し、続いて、ステップＳ２２０３により前記ホッピングパターン（次の単位時間にホッピングする周波数）ならびに本システムＩＤを付加したＰＣＦフレーム２１０１を、無線端末１０３宛に送信する。この時、ＰＣＦフレーム２１０１中のＩＤ部（図９の（ａ））にはシステムＩＤを、ＮＦＲ部（図９の（ａ））には前記ホッピングパターンで次の単位時間にホッピングする周波数の情報を含み、またＬＣＣＨ部（図９の（ｃ））には、無線端末側で使用可能な空き制御チャネルの情報が含まれている。
【００８７】
次に、主装置１は、無線端末１０３からシステムＩＤおよび無線端末ＩＤ等の位置登録のための情報２１０２を受信（Ｓ２２０４）したならば、ステップＳ２２０５で前記無線端末１０３のＩＤを記憶し、該無線端末１０３宛の無線通信制御情報を伝送する制御チャネルを決定して、ステップＳ２２０６にて制御チャネル２１０３を該無線端末１０３宛に通知する。
【００８８】
（２）無線端末電源投入時の動作フローの説明
まず、無線端末１０３本体の電源スイッチを投入すると設定モードとなり、図２４のステップＳ２３０１により本体の初期設定を行う。続いて、ステップＳ２３０２において、無線端末１０３のＩＤが入力されたならば、このＩＤを記憶する。
【００８９】
次に、ステップＳ２３０３で、主装置１からのＰＣＦフレームを受信するため、任意の周波数で受信待機状態に移る。ステップＳ２３０４で主装置１からのＰＣＦフレーム２１０１を受信できたならば、ステップＳ２３０５によりＰＣＦフレーム２１０１中のＩＤ部（図９の（ａ））からシステムＩＤを認識して記憶すると共に、ＬＣＣＨ部（図９の（ｃ））から空きチャネル情報（無線端末から主装置へＰＣＦフレームを送信する周波数）を取得する。また、ＰＣＦフレーム２１０１中のＮＦＲ部から次の単位時間にホッピングする周波数を取得し、無線端末１０３は受信周波数をその周波数へ移動し、次のＰＣＦフレームを待つ。無線端末１０３はこの動作を繰り返し、周波数のホッピングパターンを認識してこれを記憶する（Ｓ２３０６）。
【００９０】
無線端末１０３は、ホッピングパターンおよびシステムのＩＤが判明すると、前記ＬＣＣＨ部によって得られた空き制御チャネルにおいて、システムＩＤならびに自無線端末１０３のＩＤ情報を付加したフレーム２１０２を主装置宛に送信する（Ｓ２３０７）。この後、主装置１から制御チャネルの周波数指定情報２１０３を受け取ったならば、指定された制御チャネルにて間欠受信を開始（Ｓ２３０８）し、設定モードから通常モードへ移行する。
【００９１】
３．無線専用電話機からの外線発信時の処理例
図２５は、本実施の形態の外線発信シーケンスを示す図であり、図２６は、本実施の形態の外線発信時の主装置１の動作手順を示すフローチャートであり、図２７は、本実施の形態の外線発信時の無線専用電話機３の動作手順を示すフローチャートである。
【００９２】
無線専用電話機３において、キーマトリクス４１４に配置された外線キーを押下すると（Ｓ２５０１）、無線専用電話機３は、押下した外線ボタンに対応する表示部４１３の外線ＬＥＤを発信点滅させ（Ｓ２５０２）、外線発信信号２４０２を接続装置２を経由して主装置１に送信する（Ｓ２５０３）。この外線発信信号は、無線専用電話機３と接続装置２の間の無線リンク上を、図８の（ａ）に示すＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｒで送信し、接続装置２では主装置ｉ／ｆ３０５により主装置に通知する。
【００９３】
外線発信２４０１を受信した主装置１は、外線発信が可能かどうか判断する（Ｓ２６０１）。外線が空いており発信可能であれば、発信する外線と、ＰＣＦフレームのどの音声チャネル（Ｔ１〜Ｔ４，Ｒ１〜Ｒ４）を使用するかとを決定する。決定した音声チャネル番号をパラメータとして、外線発信許可２４０３を接続装置２を経由して無線専用電話機３に送信し（Ｓ２６０２）、外線を捕捉する（Ｓ２６０３）。この外線発信許可は、ＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔで送信される。
【００９４】
無線専用電話機３では、外線発信許可信号２４０４を受信すると（Ｓ２５０４）、許可信号で送られてきたパラメータで指示された音声チャネルと同期を取る。無縁専用電話機３での音声チャネル移行が完了すると、ＬＣＣＨ−Ｒにより音声チャネル接続完了信号２４０６を送信する（Ｓ２５０５）。接続装置２は、主装置１から外線発信許可を受け取った時点で、チャネルコーデック３０７により所定の音声チャネルを受信し、主装置１に渡す経路を作り出し、無線専用電話機３からの音声チャネルを接続完了２４０５を主装置１に通知する。
【００９５】
主装置１は、音声チャネル接続完了２４０５を受信すると（Ｓ２６０４）、無線専用電話機３側の準備が整ったと見て、外線ＬＥＤを緑色に点灯する為に外線表示緑常灯指示２４０７を送信する（Ｓ２６０５）。また、捕捉した外線との通路を接続する（Ｓ２６０６）。無線専用電話機３では、外線表示緑常灯指示信号２４０８を受信し（Ｓ２５０６）、外線ＬＥＤを緑に点灯すると共に無線専用電話機３内部の通話路を接続し、ダイヤルトーン２４１１を聴取する（Ｓ２５０７）。また、外線発信した無線専用電話機３以外の無線専用電話機３の外線ＬＥＤを赤点灯にする為、外線表示赤常灯指示２４０９を送信する。
【００９６】
次に、キーマトリクス４１４からダイヤルを受けた無線専用電話機３は、主装置１にダイヤル信号２４１３として送信する（Ｓ２５０８）。ダイヤルの終了はタイムアウトで監視され（Ｓ２５０９）、タイムアウトになると通話中となる（Ｓ２５１０）。主装置１では、ダイヤル２４１２の１桁目を受信すると（Ｓ２６０７）、外線にダイヤルを送信し始め、やはりタイムアウトで送信を監視している（Ｓ２６０８）。ダイヤル送信が終了すると、通話中となる（Ｓ２６０９）。
【００９７】
通話が終了し、無線専用電話機３がオンフックすると（Ｓ２５１１）、オンフック信号２４１６が送出される（Ｓ２５１２）。オンフック信号２４１５は主装置１に送信され（Ｓ２６１０）、音声チャネル切断２４１７を返信する（Ｓ２６１１）。主装置１は、無線専用電話機３に対する音声チャネルの割り当てを解除する。また主装置１は、無線専用電話機３の外線ＬＥＤを消灯する為、外線表示消灯指示２４１９，２４２１を送信する（Ｓ２６１２）。音声チャネル切断信号２４１８を受信した無線専用電話機３は、通話路を開放し（Ｓ２５１３）、続いて受信する外線表示消灯指示信号２４２０，２４２２で外線ＬＥＤを消灯する（Ｓ２５１４）。
【００９８】
４．無線専用電話機への外線着信時の処理例
図２８は、本実施の形態の外線着信シーケンスを示す図である。図２９は、本実施の形態の外線着信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。図３０は、本実施の形態の外線着信時の無線専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。 （１）主装置の動作手順
図２９において、まずステップＳ２８０１で公衆回線１０２より着信があると、ステップＳ２８０２に進んで、主装置１は、接続装置２から無線専用電話機１０３−Ａ，Ｂに外線着信信号２７０３，２７０５を送信する。ステップＳ２８０３でオフフック信号１０６を受信したら、ステップＳ２８０４に進んで、オフフック信号２７０６を送信した無線専用電話機１０３−Ａに、外線通話用に使用しているＨＰおよび音声チャネル番号といった情報を載せた外線応答許可信号２７０９を送信する。ステップＳ２８０５で音声信号接続完了信号２７１０を受信したら、ステップＳ２８０６に進み、前記無線専用電話機１０３−Ａに通話中表示信号２７１３を出すとともに、ステップＳ２８０７に進み、その他の無線専用電話機１０３−Ｂに対して外線着信中止信号２７１７を発信する。
【００９９】
そして、ステップＳ２８０８において、無線専用電話機１０３−Ａからのデータ２７１５を公衆回線１０２に接続し、通話を開始する。さらに、主装置１はステップＳ２８０９で、無線専用電話機１０３−Ａよりのオンフック信号２７１８を受け取るまで公衆回線１０２との接続を続ける。
オフフック信号２７１８を着信したら、ステップＳ２８１０に進み、公衆回線１０２との接続を中止して音声チャネル切断信号２７１２を出す。さらに、ステップＳ２８１１において、その他の無線専用電話機１０３−Ｂに外線使用中心信号２７２３を送信する。
【０１００】
（２）無線専用電話機の動作手順
図３０においては、ステップＳ２９０１において、主装置１より外線着信信号２７０３を受け取ると、無線専用電話機３−Ａ，Ｂは着信音などをならし、ステップＳ２９０２においてオフフックされたかを検知する。オフフックされたらステップＳ２９０３に進んで、オフフック信号２７０６を主装置１に送信する。ステップＳ２９０４で主装置１より外線応答許可信号２７０９が来たら、ステップＳ２９０５に進み、音声チャネルを接続して音声チャネル接続完了信号２７１０を送信する。ステップＳ２９０６で主装置１より通話中表示信号１１３が来たら、無線専用電話機１０３−Ａは表示部４１３に通話中表示をし、ステップＳ２９０７で通話を開始する。
【０１０１】
さらに、ステップＳ２９０８においてオンフックされるまで通話を続け、オンフックがされると、ステップＳ２９０９に進んでオンフック信号２７１８を主装置１に送信する。ステップＳ２９１０において音声チャネル切断信号１２８１が来たら、音声チャネルを切断して表示部４１３の通話中表示を消し、通話を終了する。ステップＳ２９０２８においてオフフックされないうちに、ステップＳ２９１１において他の無線専用電話機１０３−Ａが通話を始めたために、無線専用電話機１０３−Ｂに対して、外線着信中止信号１１７が来たら、無線専用電話機１０３−Ｂは、ステップＳ２９１２に進み表示部４１３に外線使用中表示をする。さらに、無線専用電話機１０３−Ｂは、ステップＳ２９１３において外線使用中表示中止信号２７２３が来るまで表示部４１３に外線使用中表示を続け、前記外線使用中表示中止信号２７２３が来たら、ステップＳ２９１４において外線使用中表示を消す。
【０１０２】
５．内線間通話の処理
次に、同じ接続装置で管理されている（つまり、主装置との間で通信を行う際に、介する接続装置が同一である）２台の無線専用電話機が内線間通話をする場合を想定し、発呼側の無線専用電話機と着呼側の無線専用電話機との各々の動作について説明を行う。
【０１０３】
図３１に、内線通信の主装置，接続装置，発呼側専用電話機，着呼側専用電話機の制御データのシーケンスを示す図を、図３２に主装置の概要処理手順を示すフローチャートを、図３３に発信側専用電話機の概要処理手順を示すフローチャートを、図３４に着呼側専用電話機の概要処理手順を示すフローチャートを示す。但し、各フローチャートは、関連する処理の部分のみを記載している。
【０１０４】
まず、発信側の無線専用電話機１０３−Ａにおいて、キーマトリクス４１４に配置された内線キーを押下すると（Ｓ３２０１）、無線専用電話機１０３−Ａは内線通信信号３００２を、無線専用電話機１０３−Ａと接続装置２の間の無線リンク上で、図８の（ａ）に示すＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｒを用いて送信する（Ｓ３２０２）。接続装置２は送られた前記内線通信信号３００２を受信すると、主装置に通知する。
【０１０５】
内線通信３００１を受信した主装置内のＣＰＵ２０１は、発信した無線専用電話機１０３−Ａの端末属性等を分析し、内線発信が可能であれば（Ｓ３１０２）、ＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔを用いた内線通信許可３００３として、接続装置２を介して無線専用電話機１０３−Ａに送信する（Ｓ３１０４）。
次に、キーマトリクス４１４からダイヤル情報を受けた無線専用電話機１０３−Ａは、主装置１にダイヤル情報３００８を送信する（Ｓ３２０４）。なお、最終ダイヤルはタイムアウトで監視される。
【０１０６】
主装置１では、ダイヤル情報３００７を受信すると（Ｓ３１０５）、ダイヤルを解析して、接続装置２を介して受信側の無線専用電話機１０３−Ｂに、ＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔを使用して内線着信３００９を送信する（Ｓ３１０６）。
内線着信信号３０１０を受信した無線専用電話機１０３−Ｂは、スピーカを用いて着信をオペレータに知らせて応答を促し（Ｓ３３０２）、ユーザがキーマトリクス４１４により応答するのを待つ。ユーザからの応答を検出した場合は、無線専用電話機１０３−Ｂは、オフフック信号３０１２をＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｒを用いて接続装置２に送り、主装置１に通知する（Ｓ３３０４）。
【０１０７】
無線専用電話機１０３−Ｂからのオフフック３０１２を受信した主装置１は（Ｓ３１０７）、無線専用電話機１０３−Ａに内線応答３０１３を送信して、無線専用電話機１０３−Ｂが応答したことを通知する。この内線応答３０１３には、主装置内のＣＰＵ２０１が、ＲＡＭ２０３に記憶して管理している空タイムスロットやホッピングパターン、使用するＰＣＦフレーム内の音声チャネル（Ｔ１〜Ｔ４，Ｒ１〜Ｒ４）等の通信リソースを、無線専用電話機１０３−Ａと無線専用電話機１０３−Ｂとの直接通信に割り当て、この通信リソース情報をＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔを用いた内線応答３００５として、接続装置２を介して無線専用電話機１０３−Ａに送信する（Ｓ３１０８）。
【０１０８】
無線専用電話機１０３−Ａは、内線応答信号３０１４を受信すると、ＬＣＣＨ−Ｒを使用して音声チャネル接続完了信号３００６を送信する（Ｓ３２０６）。接続装置２は、無線専用電話機１０３−Ａからの音声チャネル接続完了コマンド３００５を主装置１に通知する。
主装置１は、同時に、無線専用電話機１０３−Ｂにも、直接通信用に使用しているホッピングパターンおよび音声チャネル番号等の通信リソース情報を含んだ内線通信許可３０１５を送信する（Ｓ３１０８）。
【０１０９】
内線応答信号３０１４により相手応答を確認した無線専用電話機１０３−Ａは、リングバックトーンを止めて通信相手と通信するように割り当てられた論理チャネルに切り替え、マイク及びスピーカを制御して通話相手との通話状態になる。一方、内線通信許可信号３０１６を受信した無線専用電話機１０３−Ｂは、着信音を止めて内線通信許可信号３０１６内の通信リソース情報から得られる音声チャネルに同期をとり、主装置１に対して音声信号接続完了信号３０１８を送信する。
【０１１０】
つまり、これ以降の無線専用電話機間の直接通信時は、電話機間でやり取りする制御データと音声データとを、この音声チャネルで通信する。具体的には、図８の（ｂ）のＰＰＦフレームのＴｎとＲｎとにおいて、図９の（ｂ）に示されるように、制御データはＤタイムスロット、音声データはＢタイムスロットで通信される。
【０１１１】
なお、電話機間で直接通信を行う間も、フレームの先頭部のタイミングでＰＣＦの送信されている周波数に切り替え、ＬＣＣＨ−Ｔを受信したりＬＣＣＨ−Ｒを送信したりすることが可能であることは、本システムの大きな特徴である。このようにすることで、内線での通信中にも、主装置からのデータを受信することが可能となり、通話中着信等のサービスに対応することが可能となる。
【０１１２】
さて、主装置１は無線専用電話機１０３−Ｂからの音声信号接続完了３０１７を受信したならば（Ｓ３１０９）、無線専用電話機１０３−Ａと無線専用電話機１０３−Ｂとが通話を開始したと判断して、内線通信終了を待つ（Ｓ３１１０）。一方、無線専用電話機１０３−Ａ及び無線専用電話機１０３−Ｂは、無線回線状態並びにユーザのキーマトリクス４１４を監視する。
【０１１３】
通話が終了し、無線専用電話機１０３−Ａがオンフックを検出すると（Ｓ３２０９）、無線専用電話機１０３−Ａはオンフック信号３０２０を無線専用電話機１０３−Ｂに送信する。一方、オンフック信号３０２０を受信した無線専用電話機１０３−Ｂは、オンフック確認信号３０２１を通信チャネル内の制御情報で送信する。
【０１１４】
前記オンフック確認信号３０２１を受信した無線専用電話機１０３−Ａは、通信チャネルを論理制御チャネルに切り替えて、内線通信終了信号３０２３を接続装置２に送信する。前記内線通信終了３００２は主装置１に送信され、無線専用電話機１０３−Ａに対して音声チャネル切断３０２４を送信する。同様に、主装置１は、無線専用電話機１０３−Ｂに対しても音声チャネル切断３０２６を送信する（Ｓ３１１１）。
【０１１５】
次に主装置１は、無線専用電話機Ａ，Ｂに対して割り当てていた音声チャネル等の通信リソースを解放する（Ｓ３１１２）。音声チャネル切断信号３０２５，３０２７を受信した無線専用電話機１０３−Ａ及び１０３−Ｂは、リソースを解放する。
以上の手順により内線間の直接通話を実現することができる。
【０１１６】
また、この手順の基本部分は次項で説明するコンピュータからプリンタへのデータ伝送の際にも用いられる。
６．コンピュータからプリンタへのデータ伝送時の処理例
本実施の形態の無線交換システムの特徴の１つとして、内線間で高速データ伝送が可能であるという点がある。そこで、コンピュータからプリンタへデータをバースト的に送信する場合の処理について説明を行う。主装置と端末の間の制御手順は、基本的に既に述べた内線間通話の処理と同じであるので、異なる部分を中心に説明する。
【０１１７】
まず、コンピュータの印刷用アプリケーションプログラムを起動する。すると、データ端末にインストールされている無線アダプタドライバが動作し、通信インターフェース部５０６を介して、無線アダプタ４にデータ送信要求および送信先番号（プリンタの内線番号）を送る。
次に、無線アダプタは内線間通話の発信手順に入る。つまり、論理制御チャネル（ＬＣＣＨＲ）により、主装置側に内線発信要求を送る。ただし、先の内線通話と異なり、バーストデータ用フレーム（ＢＤＦ）を使用する必要があるため、内線発信要求イベント情報内にはＢＤＦの割り当てを要求する情報が入っている。
【０１１８】
内線発信要求イベント情報を受信した主装置は、送信先であるプリンタに接続された無線アダプタに対し、論理制御チャネル（ＬＣＣＨＴ）を使って着信通知を行う。主装置は、プリンタ側から着信許可を受信すると、送信側であるコンピュータと着信側であるプリンタに対して使用するＢＤＦのホッピングパターンを割り当てる。
【０１１９】
ホッピングパターンを割り当てられた後は、コンピュータとプリンタとは主装置を介さないでデータ通信を開始する。ＢＤＦはバースト伝送を行うためのものであるので、通常は片方向のデータ伝送を行うが、通信開始時は１フレームごとに、コンピュータとプリンタとが順番に送信を行うものとしている。この間に、コンピュータから何フレーム分連続してデータを送信し、その後何フレーム分プリンタからデータを送信するかを取り決められる。このような手順を踏むことにより、端末のアプリケーションに応じて最適化されたチャネル使用を実現できる。
【０１２０】
これらの手順の終了後、無線アダプタは、コンピュータから受信した印刷データに誤り訂正処理を施し、フレームを組み立てた後、プリンタに送信することになる。ＢＤＦを使用することにより、４５０ｋｂｐｓ程度の伝送が可能となる。以上、コンピュータからプリンタへのデータ伝送について述べたが、コンピュータ間のデータ伝送についても全く同様の手順を用いることが可能となる。
【０１２１】
７．コンピュータから公衆網へのパソコン通信アクセス時の処理例
前項ではシステム内での高速データ伝送の手順について説明した。本システムにおいては、システム内のみならず、公衆網へのデータ伝送も可能となり、パソコン通信などのアプリケーションにも対応することができる。基本的な動作手順は、無線専用電話機から外線発信を行う場合と同じであるので、異なる部分を中心に説明を行う。
【０１２２】
まず、コンピュータのパソコン通信用アプリケーションプログラムが起動する。すると、データ端末にインストールされている無線アダプタドライバが動作し、通信インターフェース部５０６を介して、無線アダプタ４に外線発信要求を送る。
次に、無線アダプタは外線発信手順に入る。つまり、論理制御チャネル（ＬＣＣＨＲ）により、主装置側に外線発信要求を送り、ＰＣＦの空きスロットの割り当てを受ける。スロットの割り当てを受けた後は、ＰＣＦの３２ｋｂｐｓのスロットを用いてデータを伝送することになる。
【０１２３】
アナログ公衆回線に対してデータを伝送するためには、モデムによるデータを変調しておくことが必要である。そこで、外線ヘのデータ送信時には、無線アダプタ４の内部でデータをモデムで変調し、音声帯域（３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚ）で伝送可能な状態とする。モデムで変調されたデータは音声情報として扱うことができるので、本情報をＡＤＰＣＭ符号化し、フレーム組み立てを施すことになる。
【０１２４】
このような手順を踏むことで、通常の音声通話と同じ手順を用いて、パソコン通信などのアプリケーションに対応することが可能となる。
以上説明したとおり、本システムにおいては、従来の電話交換装置で行っていた通話機能に加え、高速データ伝送も可能となる。特に、データ端末はシステム内で高速データ伝送を行うと共に、公衆網へのアクセスも可能とするものである。
【０１２５】
（デジタル公衆網への接続例）
上記実施の形態においては、公衆回線としてアナログ公衆網を想定していた。しかしながら、現在デジタル公衆網（例えば、ＩＳＤＮ）の整備も急速に進んでおり、今後システムにＩＳＤＮを収容することが考えられる。
図３５に、ＩＳＤＮ用の無線アダプタの構成を示す。
【０１２６】
同図において、１００１はＩＳＤＮ端末、１００２はＩＳＤＮ端末用無線アダプタ、１００３は無線部、１００４は主制御部であり、ＣＰＵ及び、割り込み制御を行なう周辺デバイス、システムクロック用の発振器などから構成され、アダプタ内の各ブロックの制御を行なう。１００５はメモリであり、主制御部が使用するプログラムを格納する為のＲＯＭ、各種処理用のバッファ領域として使用するＲＡＭから構成される。１００６はＩＳＤＮフレームの組立／分解部であり、ＩＳＤＮフレームのレイヤ１の処理を行なう。つまり、ＡＭＩ符号を２値の符号に変換する機能、ＢチャネルとＤチャネルデータを多重化する機能、レイヤ１の起動を検出する機能などを有する。１００９はフレーム処理、無線制御を行なうチャネルコーデックであり、ＩＳＤＮ端末から受信したデータを無線フレームに組み立てる機能を有する。
【０１２７】
図３６にＩＳＤＮ端末と主装置との間のデータ通信用フレームを示す。
同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、ＩＳＤＮ−Ｔは主装置からＩＳＤＮ用無線アダプタに送信するデータスロットで、６４ｋｂｐｓの音声チャネル２チャンネル分と、１６ｋｂｐｓの制御チャネル１チャネル分が多重化されている。ＩＳＤＮ−ＲはＩＳＤＮ用無線アダプタから主装置に送信するデータスロットで、６４ｋｂｐｓの音声チャネル２チャネル分と、１６ｋｂｐｓの制御チャネル１チャネル分が多重化されている。
【０１２８】
ＩＳＤＮ端末から受信した１９２ｋｂｐｓのデータは、無線アダプタ内のＩＳＤＮフレームの組立／分解部で分解され、ＢチャネルデータとＤチャネルデータのみが取り出される。取り出した合計１４４ｋｂｐｓ分のデータを、図３６のフレーム中のＩＳＤＮ−Ｔに入れて主装置側に送信する。逆に、主装置からのデータはＩＳＤＮ−Ｒによって受信する。受信した１４４ｋｂｐｓのデータに所定のレイヤ１情報を付加し、ＡＭＩ符号に変換した上でＩＳＤＮ端末に送信する。
【０１２９】
ＩＳＤＮＩ／Ｆを有するテレビ会議端末が主装置を介してＩＳＤＮにアクセスする場合の手順を以下に説明する。
テレビ会議端末において発信要求が発生すると、ＩＳＤＮレイヤ１〜レイヤ３が起動しデータの送信が開始される。無線アダプタにおいては、ＩＳＤＮフレームの組立／分解部においてＤチャネル情報を取り出し、内容を解析する。その結果、発信要求（ＳｅｔＵｐコマンド）である場合には、無線リンクの獲得手順を開始する。つまり、実施の形態１で説明した無線専用電話機からの発信時と同じ手順で、発信要求を主装置に送出し、無線アダプタから発信要求を受けた主装置は、ＩＳＤＮ回線に発信要求を送出する。
【０１３０】
このような発信手順を終え、相手側が応答すると、ＩＳＤＮ回線側のＢチャネルを接続装置に接続する交換制御を行なう。相手端末から受信したＢチャネルデータは無線フレームのＩＳＤＮ−Ｔに入れてＩＳＤＮ端末に送られ、逆にＩＳＤＮ端末が送信したＢチャネルデータは無線フレームのＩＳＤＮ−Ｒに入れて相手端末に送られる。このようにして、本無線交換システムにＩＳＤＮ端末を収容することが可能となる。
【０１３１】
なお、ＩＳＤＮを介したテレビ会議などのアプリケーションを実施するためには、必ずしもＩＳＤＮインタフェースを持った端末は必要ではないことを付け加えておく。６４ｋｂｐｓまたは１２９ｋｂｐｓの伝送速度のデータを送受信する機能を有し、主装置と無線通信する機能を有する端末であれば、主装置内のＩＳＤＮ回線インタフェースを使ってＩＳＤＮへのアクセスが可能である。特に、その端末自身が無線アダプタの機能を内蔵すれば、ＩＳＤＮフレーム組立／分解部などは不要となり、より簡単な構成でテレビ会議などのアプリケーションを実現することができる。
【０１３２】
［実施の形態２］
以下、本発明にかかる実施の形態２の無線通信システムの構成を説明する。尚、以下に説明する本実施の形態２の特徴ある部分以外は、実施の形態１の構成及び動作と同様である。又、実施の形態１と２との組み合わせも可能である。
＜無線フレーム＞
図３７は本実施の形態２のシステムにおいて使用する無線フレームの構成、図３８は図３７の全体構成中の各フレームを示すものである。本システムにおいては、「主装置−無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＣＦと略）、「無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＰＦと略）、「バスとデータフレーム」（以下、ＢＤＦと略）の３つの異なるフレームを用いる。ＰＣＦとＰＰＦは回線交換チャネルであり、音声や映像などリアルタイム性の強いデータの通信を行う場合に使用する。ＢＤＦはパケット交換チャネルであり、データ端末間でピア−トゥ−ピアでのデータ通信を行う場合に使用する。以下、それぞれのフレームの内部データの詳細の説明を行う。
【０１３３】
図３７の（ａ）にＰＣＦを示す。同図において、ＣＮＴ−Ｔは主装置から無線専用電話機ヘ送るフレーム同期信号、論理制御情報などを有する制御フィールド、Ｔ１〜Ｔ４は４台の異なる無線専用電話機へ送る音声チャネル、Ｒ１〜Ｒ４は４台の異なる無線専用電話機から送られてくる音声チャネル、ＣＮＴ−Ｒは無銭端末から主装置に対して送る論理制御情報を含む制御フィールド、ＣＦは周波数切り替え期間を表す。また、ＰＣＦにおいて、Ｆ１，Ｆ３とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、１フレーム毎に周波数チャネルを変更することを示す。
【０１３４】
図３７の（ｂ）にＰＰＦを示す。同図において、ＣＮＴ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送るフレーム同期信号、論理制御情報などを有する制御フィールド、Ｔ１〜Ｔ３及びＲ１〜Ｒ３は３台の異なる無線専用電話機間の通信に用いる通話チャネルフィールド、ＣＮＴ−Ｒは無線端末から主装置に対して送る論理制御情報を含む制御フィールド、ＣＦは周波数切り替え期間を表す。また、このＰＰＦにおいて、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報ＣＮＴを受け取ったあと、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ５に切り替え、無線専用電話機間通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受取、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順を無線専用電話機間通信が終了するまで繰り返すことを示している。
【０１３５】
図３７の（ｃ）にＢＤＦを示す。同図において、ＣＮＴ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送るフレーム同期信号、論理制御情報などを有する制御フィールド、ＣＳは端末間の競合制御を行うためのキャリアセンス期間、Ｒはランプ期間、ＰＲはプリアンブル送出フィールド、ＵＷはバイト同期をとるためのユニークワード、ＤＡＴＡはデータフィールド、ＣＦは周波数切り替え期間を示す。また、この図において、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報を受け取ったあと、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ５に切り替え、無線データ端末間の通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受け取り、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順をバーストデータ通信が終了するまで繰り返す。
【０１３６】
図３８の（ａ）にＣＮＴ−Ｔフィールドを示す。同図において、ＣＳはキャリアセンスフィールド、Ｒはランプ期間、ＰＲ０はビット同期補足のための６４ビットのプリアンブル、ＳＹＮは３２ビットのフレーム同期信号、ＩＤは６４ビットのシステム呼び出し信号、ＵＷはユニークワード、ＢＦは基本フレーム番号フィールド、ＭＦはマルチフレーム番号フィールド、ＬＣＣＨＴは主装置から無線端末へ送信される論理制御情報、ＣＲＣはＣＮＴ−Ｔフィールドの誤り訂正符号である。なお、図中の数字は、本実施の形態の形態におけるビット数を示す。同期制御用接続装置３においては、他のシステムから受信するフレーム同期信号ＳＹＮを受信して、同期パルスを生成している。
【０１３７】
図３８の（ｂ）に音声チャネルのフレームを示す。同図において、Ｔ１〜Ｔ４とＲ１〜Ｒ４の構成は共通であるので、送信用音声チャネルを以下まとめてＴｎと表示し、受信用音声チャネルをまとめてＲｎと表示する。また、ＴｎとＲｎの構成も共通である。同図において、ＲＰ１は各スロット用プリアンブル、ＵＷはユニークワード、Ｂは３２ｋｂｐｓのＢチャネル情報、ＣＲＣは音声チャネル用の誤り訂正符号、ＧＴはガードタイム、ＲＶはリザーブを表す。
【０１３８】
図３８の（ｃ）に論理制御チャネルＣＮＴ−Ｒのフレーム構成を示す。同図において、ＬＣＣＨＲは無線端末から主装置に送られる論理制御情報を示し、他の符号は上述したものと同様なので、説明は省略する。
＜チャネルコーデック＞
図３９にチャネルコーデックの内部構成を示す。尚、図１０と同じ参照番号は、同様の機能を果す要素である。同図において、８０１はチャネルコーデック、８０２は無線部、８０３は無線専用電話機などに内蔵されるＡＤＰＣＭコーデック、８０４は無線専用電話機や無線アダプタのＣＰＵである。チャネルコーデック８０１の内部において、８０５は無線制御部であり、無線部に対して送受信の切り替えの制御と周波数ホッピングを制御する。さらに、データ送信に先立ちキャリア検出を行う機能も有する。８０６はＣＰＵ８０４との間で制御情報をやり取りするためのＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆであり、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit) 内の各部の状態や動作モードを記憶するレジスタを内蔵する。ＣＰＵ８０４からの制御信号やＡＳＩＣ内の各部の状態に応じてＡＳＩＣ各部の制御を行うものである。
【０１３９】
８０７はＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆであり、ＡＤＰＣＭコーデック８０３との間で音声信号のやり取りするために、シリアルデータ、同期クロックのやり取りを行う。８０８は送信フレーム処理部であり、ＡＤＰＣＭコーデック８０３からの信号やＣＰＵ８０４から入力された論理制御データを、図３７に示した送信フレームに組み立てる。８０９は受信フレーム処理部であり、無線部８０２からの信号のフレームから制御情報や音声データを取り出し、ＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆ８０６やＣＰＵｉ／ｆ８０７に渡す。８１０はＤＰＬＬで構成される同期処理部であり、受信信号からクロックを再生してビット同期の捕捉を行う。
【０１４０】
８１１は、ホッピングパターンを保持するホッピングパターンレジスタである。８１２はＡＤコンバータであり、無線部８０２からのアナログ信号をディジタル信号に変換してＣＰＵｉ／ｆ８０７へ渡す。
（ホッピングパターンレジスタ８１１）
ホッピングパターンレジスタ８１１の詳細ブロック図を図４０に示す。
【０１４１】
図４０において、８２１〜８４０は、基本フレーム番号フィールドＢＦ１〜２０に対応する周波数番号を記憶するレジスタである。８４１はデータバスであり、ＣＰＵｉ／ｆ８０７を介してＣＰＵ８０４のデータバスに接続されている。８４２はアドレスバス、８４３はＢＦ符号レジスタであり、セレクタ８４４によりどちらがアドレスデコーダ８４５に入力されるかが切り替えられる。ＢＦ番号レジスタ８４３には各時点におけるＢＦ番号が入っている。８４５はアドレスデコード部であり、８２１〜８４０のどのレジスタにアクセスするかを決定するものである。８４６は無線制御部８０５を介して無線部内の周波数シンセサイザを制御する５ビットのデータバスである。
【０１４２】
ＣＰＵ８０４がホッピングパターンで使用する周波数を決定する場合には、無線部８０２でキャリアセンスを行い、無線部８０２からのアナログ信号をＡＤコンバータ８１２でディジタル信号に変換し、ＣＰＵｉ／ｆ８０７へ渡す。ＣＰＵｉ／ｆ８０７ではこのディジタル信号をＣＰＵ８０４へ渡し、ＣＰＵ８０４でこのディジタル信号のレベルを測定する。このレベルを無線部８０２での受信レベルとし、この受信レベルが所定値より小さい周波数が雑音が少ない周波数と判定し、それぞれの周波数レジスタ８２１〜８４０のＩ／Ｏアドレスに受信レベルの小さい周波数番号を順に書き込む。書き込みの場合は、アドレスバス８４２がセレクタ８４４でセレクトされてそのデータがデコードされ、所定の周波数レジスタにデータが書き込まれる。
【０１４３】
一方、通常動作時には、ＢＦ番号レジスタ８４３のデータがセレクタ８４４でセレクトされてアドレスデコード部８４５に入力され、順次に周波数レジスタ８２１〜８４０をセレクトしてリードアクセスを行う。ＢＦ番号レジスタ８４３が出力する番号の周波数レジスタに入っている周波数番号情報が、無線部８０２に接続されるバスに出力され、所定のタイミングで無線部８０２の周波数シンセサイザに書き込まれるものである。
【０１４４】
ＡＳＩＣの基本動作については、上記実施の形態１と同様であり、以下本実施の形態２の特徴部分を説明する。以下で説明のない部分は実施の形態１の説明に従う。
＜周波数ホッピングパターンの一例＞
図４１に本実施の形態で使用する周波数ホッピングの概念図を示す。本実施の形態のシステムでは、２６ＭＨｚの帯域を利用した１ＭＨｚ幅の２６の周波数チャネルを使用する。妨害ノイズなどで使用できない周波数がある場合を考慮し、２６のチャネルの中から２０の周波数チャネルを選択し、選択した周波数チャネルを所定の順番で周波数ホッピングを行う。このシステムでは、１フレームが５ｍｓの長さを持ち、１フレーム毎に周波数チャネルをホッピングしていく。そのため１つのホッピングパターンの１周期の長さは１００ｍｓである。
【０１４５】
同図において、異なるホッピングパターンは異なるアルファベットで示している。たとえばホッピングパターンＡの場合であれば、Ｔ１の時間にはチャネルＦ１を、Ｔ２の時間にはチャネルＦ２を…というようにホップしていく。このように、同じ時間で同じ周波数が使用されることがないようなパターンを各フレームで使用することにより、データ誤りが発生することを防ぐことが可能となるものである。
【０１４６】
特に、本実施の形態では、相互干渉が起こらないように隣接チャネルが同時に使用されることがないようにしている。使用する周波数の順番はＦ１，Ｆ２，…，Ｆ１９，Ｆ２０，Ｆ１，…と全てのパターンで共通となっている。しかし、時間軸上では２タイムスロット（１０ｍｓ）分だけシフトしているために、同一時間では隣接するチャネルが使用されていない。例えば、図４１におけるＴ１スロットを縦に見ると、この時間に使用されている周波数はＦ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７，Ｆ９，Ｆ１１，Ｆ１３，Ｆ１５，Ｆ１７，Ｆ１９であり、それぞれ隣接していないことがわかる。
【０１４７】
なお、本システムにおいては複数の接続装置を収容する場合、接続装置間での干渉を防止するために、それぞれの接続装置で異なるホッピングパターンを使用することも本システムの特徴となっている。これらのホッピングパターンは、接続装置及び無線端末内のチャネルコーデックのホッピングパターンレジスタ８１１に設定され、フレーム送信タイミングに同期して周波数データが無線部８０２内の周波数シンセサイザに書き込まれることになる。
【０１４８】
＜主装置１（接続装置２）の電源投入時の動作フロー＞
図４２は本実施の形態の主装置１（接続装置２）の電源投入時の動作フローチャートである。尚、電源投入時のシーケンスは、図２２と同様である。
図４２において、主装置１（接続装置２）本体の電源スイッチを投入すると、主装置１（接続装置２）は、本体の初期設定を行う（ステップＳ１３０１）。次に接続装置２は、２６個の全周波数チャネルでキャリア強度測定を行い、所定値よりキャリア（ノイズ）レベルの低いチャネルを２０個選択し（ステップＳ１３０２）、主装置１のＣＰＵ２０１へ通知する（ステップＳ１３０３）。主装置１のＣＰＵ２０１はノイズレベルの低い周波数チャネルを通知されると、その周波数チャネルを用いて、図４１に示した相互干渉が起こらないような同一時間には隣接しない周波数を用いて、接続装置２が使用するホッピングパターンと無線装置間で使用するホッピングパターンとを複数作成し、ＲＡＭ２０３に記憶すると共に（ステップＳ１３０４）、各接続装置２が使用するホッピングパターンを各接続装置２のＣＰＵ３０１へ通知する（ステップＳ１３０５）。
【０１４９】
ホッピングパターンを通知された接続装置２のＣＰＵ３０１は、接続装置２内のチャネルコーデック３０７にホッピングパターンを書き込む（ステップＳ１３０６）。ここで、チャネルコーデックへの書き込み手順を説明する。ホッピングパターンは、時間単位を示す１〜２０のＢＦでそれぞれどの周波数を使用するかを示すものである。従って、チャネルコーデックにあるＢＦ１〜ＢＦ２０に相当する２０個の８ビットレジスタに、順次周波数番号を書き込むことで設定は完了できる。本実施の形態の場合に周波数チャネルは２０個存在するので、それぞれの周波数レジスタに１〜２６のうちのどれかの番号を設定することになる。
【０１５０】
このようにしてホッピングパターンのチャネルコーデックへの設定が終了すると、周波数を切り替えながら送信動作を行うことが可能となる。具体的には、チャネルコーデックで生成する周波数切り替えタイミング信号に同期して、そのフレームのＢＦ番号に対する周波数番号を自動的に読み出し、無線部８０２内の周波数シンセサイザに書き込む。周波数切り替えタイミング信号は、図３７においてＣＦと示されるフィールドである。
【０１５１】
続いてステップＳ１３０７で、前記ホッピングパターン（次の単位時間にホッピングする周波数）ならびに本システムのＩＤを付加したＰＣＦフレームを無線端末１０３宛に送信する（図２２の２１０１参照）。この時、ＰＣＦフレーム中のＩＤ部にはシステムＩＤを含み、またＬＣＣＨ部には無線端末側で使用可能な空き制御チャネルの情報が含まれている。
【０１５２】
次に、主装置１（接続装置２）は無線端末１０３からのシステムＩＤおよび無線端末ＩＤ等の位置登録のための情報を受信したならば（ステップＳ１３０８，図２２の２１０２参照）、ステップＳ１３０９で前記無線端末１０３のＩＤを記憶し、該無線通信制御情報を伝送する制御チャネルを決定して、ステップＳ１３１０にてこれを該無線端末１０３宛に通知する（図２２の２１０３参照）。
【０１５３】
＜コンピュータからプリンタへのデータ伝送時の処理例＞
データ端末間の通信動作の例として、コンピュータからプリンタへのデータ伝送についての説明を、図４３，図４４，図４５に従って行う。図４３は発信側のデータ通信時の動作フローチャートであり、図４４は着信側のデータ通信時の動作フローチャートであり、図４５はデータ通信時の主装置の動作フローチャートである。本実施の形態では、データ端末間通信の一例として、コンピュータからプリンタへデータをバースト的に送信する場合の処理について説明する。この場合は、データ通信用のホッピングパターンがデータ端末に割り当てられるので、ＢＤＦ用のホッピングパターンをチャネルコーデックに設定することが必要になる。
【０１５４】
先ず、コンピュータの印刷用アプリケーションプログラムを起動すると（Ｓ１８０１）、データ端末にインストールされている無線アダプタドライバが動作し、通信インターフェース部５０６を介して、無線アダプタ４にデータ送信要求及び送信先番号（プリンタの内線番号）を送る。無線アダプタ４は、このデータ送信要求と送信先番号を主装置１へ送信する（Ｓ１８０２）。
【０１５５】
無線アダプタからの発信要求を受信した主装置１は（図４５のＳ２００１）、受信した送信先番号の無線アダプタへ着信要求を送信する（Ｓ２００２）。着信側無線アダプタが着信要求を受信すると（図４３のＳ１９０１）、データ通信が可能かを判断し、不可能な場合はビジーを主装置に通知する（Ｓ１９０２）。主装置はビジーが通知されると、着信側がデータ通信不可能と判断し（Ｓ２００３）、発信側の無線アダプタヘビジーを通知する（Ｓ２００４）。ビジーを通知された発信側無線アダプタは、コンピュータへビジーを通知する（Ｓ１８０４）。
【０１５６】
また、着信要求を受信した着信側無線アダプタが、着信可能であると判断すると（Ｓ１９０１）、主装置に対して着信応答を通知する（Ｓ１９０３）。着信応答を受信した主装置は、着信側がデータ通信可能であると判断し（Ｓ２００３）、ＲＡＭ２０３に記憶されているホッピングパターンの中からＢＤＦ用のホッピングパターンを決定し（Ｓ２００５）、発信側と着信側の無線アダプタに、そのホッピングパターンをＬＣＣＨ−Ｔを使用して通知する（Ｓ２００６）。
【０１５７】
発信側と着信側の無線アダプタでは、ＢＤＦ用のホッピングパターンを受信すると（Ｓ１８０３，Ｓ１９０４）、ＢＤＦ用のホッピングパターンをＰＣＦ用のホッピングパターンと区別してチャネルコーデック内のホッピングパターンレジスタ８１１に書き込む（Ｓ１８０５，Ｓ１９０５）。書き込み手順は、主装置立ち上げ時の手順と同様である。ホッピングパターンレジスタ８１１への書き込みが終了すると、主装置から送られてくるＰＣＦ用のＣＮＴ−Ｔ内のＢＦフィールドを参照して、その時点の基本フレーム番号を認識し、その基本フレーム番号に相当するホッピングパターンレジスタを読み出し、所定のタイミングで周波数シンセサイザを制御する。周波数シンセサイザへ書き込むタイミングは、ＣＮＴ−Ｔの後段のＣＦフィールドである。
【０１５８】
以上のようにして、所定の周波数が無線部５０３にセットされると、着信側の無線アダプタはＢＤＦ用のホッピングパターンで受信待機を行う（Ｓ１９０６）。
また、所定の周波数が無線部５０３にセットされた発信側の無線アダプタは、ＢＤＦのキャリアセンサ用フィールドでキャリア検出を行う（Ｓ１８０６）。この間にキャリアを検出した場合には（Ｓ１８０８）、他の端末がＢＤＦを使用してすると考えられるので、データ送信は中止する（Ｓ１８０７）。キャリアを検出しない場合には（Ｓ１８０８）、他の端末はＢＤＦを使用しないと考えられるので、データ送信を行うことを他の端末へ知らせるために、キャリアを送出し（Ｓ１８０９）、無線アダプタ内のメモリからデータを読み取り、データの送出を開始する（Ｓ１８１０）。
【０１５９】
なお、キャリアセンスによる上記競合制御においては、全ての端末が同じタイミングでキャリア検出を行った場合、衝突の発生頻度が高くなる。従って、キャリアセンスを開始するタイミング、キャリア送出を開始するタイミングは、所定のキャリアセンス時間の範囲内でランダムに選択するようにしなければならない。
【０１６０】
一方、受信側であるプリンタも、ＢＤＦに割り当てられたホッピングパターンに従って周波数を切り替えながら、データの受信を行っている（Ｓ１９０７）。受信したデータのうち、プリンタのアドレスが付加されているもののみを自分当てのデータとして内部のメモリに取り込むことになる。なお、エラー情報などをプリンタからコンピュータに通知する必要が発生したときには、プリンタが送信手順を行うことになる。
【０１６１】
このようにして、ＢＤＦを使用すれば、最高で４９２ｋｂｐｓ程度の伝送速度でコンピュータのデータをプリンタに送信することが可能となる。
＜周波数ホッピングパターンの他例＞
また、実施の形態２においては、図４１に示した様に同一の順番に並べられた周波数チャネルを２タイムスロット分だけシフトして使用することにより、隣接チャネルを使用しないものであった。しかし、使用する周波数チャネルを２つ以上のグループに分割し、分割した各グループ内には隣接チャネルを入れないような方法で、隣接チャネルの同時使用を防止する方法もある。図４６にこの場合のホッピングパターンを示す。
【０１６２】
同図においては、奇数番号のチャネルを第１のグループ、偶数番号のチャネルを第２のグループとし、Ｔ１〜Ｔ１０においては第１のグループを、Ｔ１１〜Ｔ２０においては第２のグループを全ての端末が使用するようになっている。各グループ内ではＡ，Ｂ，Ｃ，…と順番に並んでいるが、この並び方は全く任意のものでよい。このようにして、同一時間においては隣接するチャネルを使用しないホッピングパターンを生成することが可能となる。
【０１６３】
尚、上記実施の形態１及び２においては、集中制御局がシステム全体の同期をとる交換通信システムについて説明を行った。しかしながら、集中制御局が存在しないような場合にも同様なホッピングパターンを使用することは可能である。この場合、それぞれの端末内のチャネルコーデックで電波環境を測定する機能を有し、独自で電波環境を測定するなどしてホッピングパターンを決定することになる。
【０１６４】
又、上記実施の形態１及び２においては、構内用の通信ネットワークを想定していたが、システム構成についてはこれに限るものではない。自動車電話システムなどの屋外のシステムであっても、同様のホッピングパターンを使用することが可能である。
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１６５】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１６６】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１６７】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１６８】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応する処理を実行するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、図４７のメモリマップ例に示す各モジュールを記憶媒体に格納することになる。すなわち、少なくとも使用不可の周波数をホッピングパターンから除く周波数選択モジュール、および同一時間に互いの周波数が隣りあわないように複数のホッピングパターンを作成するホッピングパターン作成モジュールの各モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すればよい。
【０１６９】
以上のように上記実施の形態によれば、妨害や障害を回避して、安定した通信品質で周波数ホッピング通信を行える。
【０１７０】
又、使用不能は周波数チャネルを再度選択する冗長を避け、効率的に使用可能な周波数チャネルを用いたホッピングパターンを得ることができる。
【０１７１】
又、使用可能な周波数の数が周波数ホッピングの数に不足するという問題も考慮して、通信できない状態を回避することができる。又、各周波数における平均送信電力を均一にすることができる。更に、通信環境に応じた周波数でホッピングパターンを作成することができる。
【０１７２】
又、使用不能な周波数チャネルを入れ換えた履歴を記憶し、その履歴を参照して入れ替え周波数チャネルを選択することにより、使用不能な周波数を再度選択する冗長を避け、使用可能な周波数チャネルで構成されるホッピングパターンを効率的に得ることができる。
又、ホッピングパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報により、置き換えた履歴を記憶しながら使用不能周波数を使用可能周波数で置き換えるようにしたことにより、ホッピング周波数がホッピングパターン数よりも少ない場合でもシステム不動作を回避することができる。
【０１７３】
又、ホッピングパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報と置き換えた履歴の情報によって使用可能な周波数を均一に使用することにより、各周波数の平均送信電力が均一になり、秘話性や耐干渉性が改善される。又、無線通信装置を使用する環境に応じた周波数でホッピングパターンを作成することができる。すなわち、同時に使用する周波数は隣接しない周波数で、ホッピングパターンを作成するので、同時に複数の通信を行っても相互干渉により通信が行えることを防ぐことができる。
【０１７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御装置を介さない直接通信する際に、指定された通信相手との通信直前の周波数チャネルの状態に応じたホッピングパターンを使用して、直接通信を開始することができる。更に、直接通信を制御する制御装置が直接通信用のホッピングパターンを変更して通知するので、システムとして安定した通信品質で直接通信を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の無線交換システムの構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１の無線交換システムにおける交換機の構成例を示す図である。
【図３】実施の形態１の無線交換システムにおける接続装置の構成例を示す図である。
【図４】実施の形態１の無線交換システムにおける無線専用電話機の構成例を示す図である。
【図５】実施の形態１の無線交換システムにおける無線アダプタの構成例を示す図である。
【図６】実施の形態１の無線交換システムにおけるモデム内臓無線アダプタの構成例を示す図である。
【図７】実施の形態１の無線交換システムにおける無線部の構成例を示す図である。
【図８】実施の形態１の無線交換システムで使用するフレームフォーマットの全体構成を示す図である。
【図９】実施の形態１の無線交換システムで使用する各フレームフォーマットを示す図である。
【図１０】実施の形態１の無線交換システムで使用するチャネルコーデックの構成例を示す図である。
【図１１】実施の形態１の無線交換システムで使用する周波数ホッピング方式を説明する図である。
【図１２】実施の形態１の無線交換システムで使用するＦＨパターン選択例を示す図である。
【図１３】実施の形態１の無線交換システムで使用するＦＨパターン変更方式の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１の無線交換システムで使用する未使用周波数チャネルの入れ替え方式を示す図である。
【図１５】実施の形態１の無線交換システムで使用する未使用周波数チャネルの並び替え方式を示す図である。
【図１６】実施の形態１の無線交換システムで使用する使用不能履歴蓄積方式の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１の無線交換システムで使用する使用不能履歴方式を示す図である。
【図１８】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え方式を示す図である。
【図１９】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え方式の平均送信電力を示す図である。
【図２０】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え変更方式を示す図である。
【図２１】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え変更方式の平均送信電力を示す図である。
【図２２】実施の形態１の無線交換システムにおける電源投入時のシーケンスを示す図である。
【図２３】実施の形態１の無線交換システムにおける主装置電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図２４】実施の形態１の無線交換システムにおける無線端末電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態１の無線交換システムにおける外線発信時のシーケンスを示す図である。
【図２６】実施の形態１の無線交換システムにおける外線発信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図２７】実施の形態１の無線交換システムにおける外線発信時の無線専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図２８】実施の形態１の無線交換システムにおける外線着信時のシーケンスを示す図である。
【図２９】実施の形態１の無線交換システムにおける外線着信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態１の無線交換システムにおける外線着信時の無線専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図３１】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信の主装置、接続装置、発呼側専用電話機、着呼側専用電話機の制御データのシーケンスを示す図である。
【図３２】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３３】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信時の発呼側専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図３４】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信時の着呼側専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図３５】実施の形態１の無線交換システムで使用するＩＳＤＮ端末用無線アダプタの構成例を示す図である。
【図３６】実施の形態１の無線交換システムで使用するＩＳＤＮ通信時のフレームフォーマット例を示す図である。
【図３７】実施の形態２の無線交換システムで使用するフレームフォーマットの全体構成を示す図である。
【図３８】実施の形態２の無線交換システムで使用する各フレームフォーマットを示す図である。
【図３９】実施の形態２の無線交換システムで使用するチャネルコーデックの構成例を示す図である。
【図４０】実施の形態２のホッピングパターンレジスタの構成例を示す図である。
【図４１】実施の形態２の無線交換システムで使用する周波数ホッピング方式の一例を説明する図である。
【図４２】実施の形態２の無線交換システムにおける主装置電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図４３】実施の形態２の無線交換システムにおけるデータ通信時の発信側の動作手順を示すフローチャートである。
【図４４】実施の形態２の無線交換システムにおけるデータ通信時の着信側の動作手順を示すフローチャートである。
【図４５】実施の形態２の無線交換システムにおけるデータ通信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図４６】実施の形態２の無線交換システムで使用する周波数ホッピング方式の他例を説明する図である。
【図４７】本実施の形態の無線交換システムでプログラムを供給するための記憶媒体の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 主装置
２ 接続装置
３ 無線専用電話機
４ 無線アダプタ
５ データ端末
７ アナログ公衆回線
９ デジタル公衆回線
１０ 単独電話機
１１ ファクシミリ
【発明の属する技術分野】
本発明は通信方法及び無線通信装置に関し、特に周波数ホッピング通信を行なう通信方法及び無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル無線通信方式の中で特に注目されているのがスペクトル拡散通信である。スペクトル拡散通信は、伝送する情報を広い帯域に拡散することで、妨害除去能力が高く秘話性に優れたものとして知られている。世界各国で、２．４ＧＨｚ帯の周波数がスペクトル拡散通信のために割り当てられ、全世界で普及が進もうとしている。
【０００３】
スペクトル拡散通信方式としては大きく分けて周波数ホッピング（ＦＨ方式）と直接拡散（ＤＳ方式）とがある。前者は変調周波数を一定時間以内に変化させることによって、広い帯域を使用した伝送を行うものであり、後者は伝送する情報をその十倍から数百倍の速度の擬似雑音符号で拡散変調することにより、広い帯域を使用するものである。
【０００４】
通常ＦＨＳＳ(Frequency Hopping Spread Spectrum) では、使用可能な周波数帯域を一定の帯域幅を持つ複数の周波数帯域（チャネル）に分割し、信号の搬送波は前記チャネルを高速に移動しながら通信を行う。送信側では、予め決められたホッピングパターンを用いて搬送波の周波数を切り替えながら信号を伝送し、受信側では送信側と同じホッピングパターンに同期した場合のみデータの復調が可能となるため、秘話性に優れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例においては、ホッピングパターンとしてシステムに固定されたパターンを使用していたため、以下のような問題点があった。
（１）電波環境の悪化により特定の周波数チャネルが妨害等の干渉により使用不能となると、通信品質が著しく劣化する。
（２）固定された周波数ホッピングパターンでは、障害が生じた場合の回避ができない。
（３）使用されていない周波数チャネルを確認する手段がない。
（４）過去に使用不能となった周波数チャネルが存在したことを確認する手段がない。
（５）同時に複数のホッピングパターンを使用する場合、記憶部に予め複数のホッピングパターンを記憶すると、ホッピングパターンの選び方によっては同一時間に使用する周波数が隣接してしまい、周波数同士が干渉して無線通信が困難、或いは不可能になる。
【０００６】
本発明の目的は、妨害や障害を回避して、安定した通信品質で周波数ホッピング通信を行えるようにするところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の通信装置と前記複数の通信装置の通信を制御する制御装置を有するシステムにおいて周波数ホッピングを行なう通信方法であって、通信相手を指定する情報を入力する入力工程と、前記制御装置を介さずに前記通信装置間で直接通信する際に、前記入力工程において入力された情報に基づいて、通信相手を呼び出す呼出工程と、周波数チャネルが使用可能か否かを判別する判別工程と、前記制御装置が、前記呼出工程において前記通信相手を呼び出す際に、前記判別工程の判別で使用不能な周波数チャネルがあった場合、前記直接通信に使用するホッピングパターンを変更する変更工程と、前記制御装置から前記直接通信する通信装置に対して、前記変更工程において変更した前記直接通信に使用するホッピングパターンを通知する通知工程と、を有することを特徴とする通信方法を提供する。
【００１０】
又、複数の他の通信装置の通信を制御する無線通信装置であって、周波数ホッピングを行なう無線通信装置において、通信相手を指定する情報を入力する入力手段と、前記無線通信装置を介さずに前記他の通信装置間で直接通信する際に、前記入力手段により入力された情報に基づいて、通信相手を呼び出す呼出手段と、周波数チャネルが使用可能か否かを判別する判別手段と、前記呼出手段により前記通信相手を呼び出す際に、前記判別手段の判別で使用不能な周波数チャネルがあった場合、前記直接通信に使用するホッピングパターンを変更する変更手段と、前記直接通信を行う前記他の通信装置に対して、前記変更手段により変更した前記直接通信に使用するホッピングパターンを通知する通知手段と、を有することを特徴とする無線通信装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本実施の形態においては、周波数ホッピング方式によるデジタル無線通信を交換システムの内線伝送に使用する場合について詳細に説明を行うが、これに限定されない。
［実施の形態１］
＜無線交換システムの構成例＞
本実施の形態で想定する無線交換システムの構成例を図１に示す。
【００２０】
本システムは、公衆回線１０２を収容し、交換機能および無線接続機能を有する交換機１０１と、交換機１０１との間で制御データおよび音声データの通信を行う複数の無線専用電話機１０３−Ａ，１０３−Ｂと、交換機との間での制御データの通信および端末間の直接のデータ通信を行うデータ端末装置１０４−Ａ〜１０４−Ｆとから構成される。
【００２１】
本実施の形態におけるデータ端末装置は、「任意の量のデータをバースト的に送信する機能を有する端末（データ端末）と該データ端末と主装置の間の無線通信を司る無線アダプタを合わせたもの」と定義され、データ端末としては、コンピュータ１０４−Ａに限らず、プリンタ１０４−Ｂ、複写機１０４−Ｃ、テレビ会議端末１０４−Ｄ、ファクシミリ１０４−Ｅ、ＬＡＮブリッジ１０４−Ｆ、その他電子カメラ，ビデオカメラ，スキャナなどデータ処理を行うさまざまな端末が該当する。これらの無線専用電話機やデータ端末は、それぞれ端末間で自由に通信を行うことができると同時に、公衆網にもアクセス可能である点が本システムの大きな特徴である。
【００２２】
以下、各構成要素の詳細な構成と動作を説明する。
（交換機１０１の構成例）
まず、公衆回線を収容する交換機１０１の構成について説明を行う。図２は本実施の形態の詳細なシステム構成及び交換機１０１の構成を示した図面である。
１は複数の外線と複数の端末を収容し、それらの間で呼の交換を行う、本交換システムの主要部である主装置、２は無線端末（後述する無線専用電話機、無線アダプタを接続したデータ端末）をシステムに収容可能とする為に、主装置の制御を受けて無線により無線端末の制御を行い、無線伝送路の確立を行う接続装置である。主装置１と接続装置２とが交換機１０１を構成する。
【００２３】
３は上記接続装置２を介して主装置に収容された外線と通話を行うと共に、相互に内線通話を行う為の無線専用電話機である。４はパソコン，プリンタ等のデータ端末５やＳＬＴ（単独電話機）１０、ファクシミリ１１、ＩＳＤＮ端末１２に接続することにより同様に構成したデータ端末間で無線によるデータ伝送を可能とする無線アダプタである。６は主装置１に収容する外線網の１に収容する外線網の１つであるＰＳＴＮ（既存公衆網）、７はＰＳＴＮ６からの外線であるＰＳＴＮ回線、８は主装置１に収容する外線網の１つであるＩＳＤＮ、９はＩＳＤＮ８からの外線であるＩＳＤＮ回線である。１０は主装置１に収容する端末の１つであるＳＬＴ（単独電話機）である。
【００２４】
（主装置１の構成例）
以下、主装置１の内部構成について説明する。
２０１は主装置１の中枢であり交換制御を含め主装置全体の制御を司るＣＰＵである。２０２はＣＰＵ２０１の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、２０３はＣＰＵ２０１の制御の為の各種データを記憶すると共に各種演算用にワークエリアを提供するＲＡＭである。２０４はＣＰＵ２０１の制御の下、呼の交換（時分割交換）を司る通話路部、２０５はＣＰＵ２０１の制御の下、ＰＳＴＮ回線を収容する為の着信検出、選択信号送信、直流ループ閉結等ＰＳＴＮ回線制御を行うＰＳＴＮ回線ｉ／ｆである。２０６はＣＰＵ２０１の制御の下、ＩＳＤＮ回線を収容する為のＩＳＤＮのレイア１、レイア２をサポートしＩＳＤＮ回線制御を行うＩＳＤＮ回線ｉ／ｆである。
【００２５】
２０７はＳＬＴと通話路部２０４との間の接続制御を行うＳＬＴｉ／ｆであり、通電時はＣＰＵ２０１の制御の下で表示器等を有する専用電話機として機能し、停電時はＳＬＴとして通話のみを行うようＳＬＴ２０４を制御するものである。２０８は通電時はＣＰＵ２０１の制御の下、内線無線専用電話機とし、停電時はＳＬＴとして機能する、送受話器，ダイヤルキー，通話回路，表記器等を有する無線専用電話機部である。２０９はＰＢ信号、発信音、着信音等各種トーンを送出するトーン送出回路である。２１０はＣＰＵ２０１の制御の下、接続装置２を収容する為に接続装置２と通話信号、制御信号を送受する接続装置ｉ／ｆである。
【００２６】
（接続装置２の構成例）
図３は接続装置２の構成を示した図面である。
３０１は接続装置２の中枢であり、通話チャネル制御や無線部制御を含め接続装置２全体の制御と司るＣＰＵである。３０２はＣＰＵ３０１の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、３０３は本交換システムの呼出し符号（システムＩＤ）を記憶するＥＥＰＲＯＭ、３０４はＣＰＵ３０１の制御の為の各種データを記憶すると共に各種演算用ワークエリアを提供するＲＡＭである。３０５はＣＰＵ３０１の制御の下、主装置１の接続装置ｉ／ｆ２０１と通話信号、制御信号を送受する主装置ｉ／ｆである。
【００２７】
３０６はＣＰＵ３０１の制御の下、主装置１からのＰＣＭ符号化された通話信号をＡＤＰＣＭ符号に変換し後述のチャネルコーデック３０７に送信すると共に、チャネルコーデック３０７からのＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をＰＣＭ符号に変換して主装置１に送信する為のＰＣＭ／ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をＰＣＭ符号に変換して主装置１に送信する為のＰＣＭ／ＡＤＰＣＭ変換部である。３０７はＣＰＵ３０１の制御の下、ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号及び制御信号に、スクランブル等の処理を行うと共に所定のフレームに時分割多重化するチャネルコーデックである。３０８はＣＰＵ３０１の制御の下、チャネルコーデック３０７からのフレーム化されたデジタル信号を変調して無線で送信できる様に処理してアンテナに送信すると共に、アンテナより受信した信号を復調してフレーム化したデジタル信号に処理しする、無線部である。
【００２８】
（無線専用電話機３の構成例）
図４は無線専用電話機３の構成を示した図面である。
４０１は無線専用電話機３の中枢であり、無線部制御や通話制御を含め無線専用電話機３全体の制御を司るＣＰＵである。４０２はＣＰＵ４０１の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、４０３は本交換システムの呼出し符号（システムＩＤ）、無線専用電話機のサブＩＤを記憶するＥＥＰＲＯＭ、４０４はＣＰＵ４０１の制御の為の各種データを記憶すると共に各種演算用にワークエリアを提供するＲＡＭである。４０５はＣＰＵ４０１の制御の下、後述する送受話器４１０、マイク４１１、スピーカ４１２からの通話信号の入出力を行う通話回路である。４０６はＣＰＵ４０１の制御の下、通話回路４０５からのアナログ音声信号をＡＤＰＣＭ符号に変換し後述のチャネルコーデック４０７に送信すると共に、チャネルコーデック４０７からのＡＤＰＣＭ符号化された通話信号をアナログ音声信号に変換して通話回路に送信する為のＡＤＰＣＭコーデックである。
【００２９】
４０７はＣＰＵ４０１の制御の下、ＡＤＰＣＭ符号化された通話信号及び制御信号にスクランブル等の処理を行うと共に所定のフレームに時分割多重化するチャネルコーデックである。４０８はＣＰＵ４０１の制御の下、チャネルコーデック４０７からのフレーム化されたデジタル信号を変調して無線で送信できる様に処理して後述するアンテナに送信すると共に、アンテナより無線で受信した信号を復調してフレーム化したデジタル信号に処理する、無線部である。４１０は通話する為に音声信号を入出力する送受話器、４１１は音声信号を集音入力するマイク、４１２は音声信号を拡声出力するスピーカである。４１３は後述するキーマトリクスより入力したダイヤル番号や外線の使用状況等を表示する表示部である。４１４はダイヤル番号等を入力するダイヤルキーや、外線キー、保留キー、スピーカキー等の機能キーからなるキーマトリクスである。
【００３０】
（無線アダプタ４の構成例１）
図５はシステムに収容可能なデータ通信端末の構成と、データ端末に接続される無線アダプタの内部ブロック構成を示す図である。
同図において、５０１はデータ端末、５０２は無線アダプタ、５０３は無線部であり、データ端末５０１は無線アダプタ５０２と通信ケーブルもしくは内部バスを介して接続される、例えばパーソナルコンピュータ、ワークステーション、プリンタ、ファクシミリ、その他のデータ端末機器を指す。
【００３１】
５０４は主制御部であり、ＣＰＵ及び、割り込み制御、ＤＭＡ制御等を行う周辺デバイス、システムクロック用の発振器などから構成され、無線アダプタ内の各ブロックの制御を行う。５０５はメモリであり、主制御部５０４が使用するプログラムを格納する為のＲＯＭ、各種処理用のバッファ領域として使用するＲＡＭ等から構成される。５０６は通信ｉ／ｆ部であり、上述のデータ端末５０１に示すようなデータ端末機器が標準装備する通信ｉ／ｆ、例えば、ＲＳ２３２Ｃ，セントロニクス，ＬＡＮ等の通信ｉ／ｆや、パーソナルコンピュータ，ワークステーションの内部バス、例えば、ＩＳＡバス，ＰＣＭＣＩＡｉ／ｆ等が該当する。５０７は端末制御部であり、通信ｉ／ｆ５０６を介したデータ端末５０１と無線アダプタ５０２間のデータ通信の際に必要となる各種の通信制御を司る。
【００３２】
５０８はフレーム処理、無線制御を行うチャネルコーデックであり、その内部構成は図８に示す。チャネルコーデックでフレームに組み立てられたデータが無線部を介して主装置や対向端末に伝送されることになる。５０９は誤り訂正処理部であり、無線通信によりデータ中に発生するビット誤りを低減する為に用いる。送信時には、通信データ中に誤り訂正符号を挿入する。また受信時には、演算処理により誤り位置並びに誤りパターンを算出し、受信データ中のビット誤りを訂正する。５１０はタイマであり、無線アダプタ内部の各ブロックが使用するタイミング信号を提供する。
【００３３】
（無線アダプタ４の構成例２）
図６は公衆回線ヘのデータ伝送を行う場合に必要となる、モデム内蔵のタイプの無線アダプタの構成を示すものである。
同図において、５１１はデータを音声帯域信号に変調するモデム、５１２はモデムで変調された信号を符号化するＡＤＰＣＭコーデックである。ＡＤＰＣＭ符号化されたデータをチャネルコーデックによりフレームに組み立て、無線部を介して主装置に伝送されることになる。
【００３４】
（無線部の構成）
図７は本システムの接続装置２、無線専用電話機３、データ端末の無線アダプタ４で共通に使用する無線部（３０８，４０８，５０３）の構成を示す図である。
６０１ａ，ｂは送受信用アンテナ、６０２はアンテナ６０１の切り換えスイッチ、６０３は不要な帯域の信号を除去するためのバンド・パス・フィルター（以下ＢＰＦ）、６０４は送受信の切り換えスイッチ、６０５は受信系のアンプ、６０６は送信系のアンプ（パワーコントロール付）６０７は１ｓｔ．ＩＦ用ダウンコンバータ、６０８はアップコンバータ、６０９は送受信の切り換えスイッチ、６１０はダウンコンバータ６０７によりコンバートされた信号から不要な帯域の信号を除去するためのＢＰＦ、６１１は２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータであり、ダウンコンバータ６０７，６１１によりダブルコンヴァージョン方式の受信形態を構成する。
【００３５】
６１２は２ｎｄ．ＩＦ用のＢＰＦ、６１３は９０°移相器、６１４はクオドラチャ検波器で、ＢＰＦ６１２，９０°移相器６１３により受信した信号の検波、復調が行われる。
６１５は波形整形用のコンパレータ、６１６は受信系の電圧制御型オシレータ（以下ＶＣＯ）、６１７はロー・パス・フィルター（以下ＬＰＦ）、６１８はプログラマブルカウンタ，プリスケーラ，位相比較器などから構成されるＰＬＬで、ＶＣＯ６１６，ＬＰＦ６１７，ＰＬＬ６１８により受信系の周波数シンセサイザが構成される。
【００３６】
６１９はキャリア信号生成用のＶＣＯ、６２０はＬＰＦ、６２１はプログラマブルカウンタ，プリスケーラ，位相比較器等から構成されるＰＬＬで、ＶＣＯ６１９，ＬＰＦ６２０，ＰＬＬ６２１によりホッピング用の周波数シンセサイザが構成される。
６２２は変調機能を有する送信系のＶＣＯ、６２３はＬＰＦ、６２４はプログラマブルカウンタ，プリスケーラ，位相比較器などから構成されるＰＬＬで、ＶＣＯ６２２，ＬＰＦ６２３，ＰＬＬ６２４により周波数変調の機能を有する送信系の周波数シンセサイザが構成される。
【００３７】
６２５は各種ＰＬＬ６１８，６２１，６２４用の基準クロック、６２６は送信データ（ベースバンド信号）の帯域制限用フィルターである。
以下、本無線部の動作説明を行う。
１．送信時
プロセッサ等の外部回路から入力されたデータ（ディジタルデータ）はベースバンドフィルター６２６により帯域制限を受けた後、送信系ＶＣＯ６２２の変調端子に入力される。送信系ＶＣＯ６２２は送信系ＰＬＬ６２４とＬＰＦ６２３の回路より出力される制御電圧により周波数を決定し、直接変調により中間周波（ＩＦ）の変調波を生成する。周波数シンセサイザ６２２，６２３，６２４により生成された中間周波（ＩＦ）の変調波はアップコンバータ６０８に入力され、ＶＣＯ６１９、ＬＰＦ６２０、ホッピング用ＰＬＬから構成される周波数シンセサイザにより生成されたキャリア信号と加算された後、送信系アンプ６０６に入力される。送信系アンプ６０６により所定のレベルに増幅された信号は、ＢＰＦ６０３により不要な帯域の信号を除去された後アンテナ６０１から電波として空間に発射される。
【００３８】
２．受信時
アンテナ６０１により受信された信号は、ＢＰＦ６０３により不要な帯域の信号を除去された後受信系のアンプ６０５により所定のレベルに増幅される。所定のレベルに増幅された受信信号は、ダウンコンバータ６０７によりキャリア信号を除去され１ｓｔ．ＩＦの周波数にコンバータされる。１ｓｔ．ＩＦの受信信号は、ＢＰＦ６１０で不要な帯域の信号を除去された後、２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータ６１１に入力される。ダウンコンバータ６１１は、ＶＣＯ６１６、ＬＰＦ６１７、受信系ＰＬＬ６１８から構成される周波数シンセサイザにより生成された信号と１ｓｔ．ＩＦからの入力信号により２ｎｄ．ＩＦの周波数の信号を生成する。２ｎｄ．ＩＦの周波数にダウンコンバータされた受信信号は、ＢＰＦ６１２により不要な帯域の信号を除去された後、９０°位相器６１３とクオドラチャ検波器６１４に入力される。
【００３９】
クオドラチャ検波器６１４は、９０°位相器６１３により位相をシフトされた信号と元の信号を使用して検波，復調を行う。クオドラチャ検波器６１４により復調されたデータ（アナログデータ）は、コンパレータ６１５によりディジタルデータとして波形整形され外部の回路に出力される。
（無線フレーム）
図８は本システムにおいて使用する無線フレームの全体構成例を示し、図９は図８の全体構成中の各フレームを示すものである。本システムにおいては、「主装置−無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＣＦと略）、「無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＰＦと略）、「バーストデータフレーム」（以下、ＢＤＦと略）の３つの異なるフレームを用いる。以下、それぞれのフレームの内部データの詳細の説明を行う。
【００４０】
図８の（ａ）にＰＣＦを示す。同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、Ｔ１とＴ２とＴ３とＴ４は４台の異なる無線専用電話機へ送る音声チャネル、Ｒ１とＲ２とＲ３とＲ４は４台の異なる無線専用電話機から送られてくる音声チャネル、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ１、Ｆ３とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、１フレーム毎に周波数チャネルを変更することを示す。
【００４１】
図８の（ｂ）にＰＰＦを示す。同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機ヘ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、Ｔ１とＴ２とＴ３は３台の異なる無線専用電話機へ送る音声チャネル、Ｒ１とＲ２とＲ３は３台の異なる無線専用電話機から送られてくる音声チャネル、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報ＬＣＣＨ−Ｔを受け取った後、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ５に切り替え、無線専用電話機間通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受け取り、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順を無線専用電話機間通信が終了するまで繰り返す。
【００４２】
図８の（ｃ）にＢＤＦを示す。同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、Ｒは前のフレームが終了したことを確認するためや、他の無線装置が電波を出していないかを確認するためのキャリアセンスの時間、ＰＲ１はプリアンブル、ＤＡＴＡはバーストデータを収容するデータ用スロット、ＧＴはガードタイムを表す。また、この図において、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報を受け取った後、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ５に切り替え、無線専用電話機間通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受け取り、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順をバーストデータ通信が終了するまで繰り返す。
【００４３】
図９の（ａ）にＦＳＹＮフレームを示す。同図において、ＰＲは財団法人電波システム開発センター（以下、ＲＣＲと略）で規定する周波数同期補足のための６２ビットのプリアンブル、ＳＹＮはＲＣＲで規定する３１ビットのフレーム同期信号、ＩＤはＲＣＲで規定する６３ビットの呼出信号、ＦＩは２ビットのチャネル種別信号でＰＣＦ・ＰＰＦ・ＢＤＦを区別する信号、ＴＳはタイムスロット情報、ＮＦＲは次のフレームの周波数情報を示す。また、図中の数字は、本実施の形態におけるビット数を示す。
【００４４】
図９の（ｂ）に音声チャネルのフレームを示す。Ｔ１とＴ２とＴ３とＴ４とＲ１とＲ２とＲ３とＲ４の構成は共通であるので、送信用音声チャネルを以下まとめてＴｎと表示し、受信用音声チャネルをまとめてＲｎと表示する。また、ＴｎとＲｎの構成も共通である。同図において、Ｒは前のフレームが終了したことを確認するためや、他の無線装置が電波を出していないかを確認するためのキャリアセンスの時間、ＰＲ１は各スロット用プリアンブル、ＵＷは端末ＩＤを含むユニークワード、Ｄは３．２ｋｂｐｓのＤチャネル情報、Ｂは３２ｋｂｐｓのＢチャネル情報、ＧＴはガードタイムを表す。また、図中の数字は、本実施の形態におけるビット数を示す。
【００４５】
図９の（ｃ）に論理制御チャネルＬＣＣＨ−Ｔのフレーム構成を示す。ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネルである。同図に追いって、ＵＷはサブＩＤを含むユニークワード、ＬＣＣＨは論理制御情報、ＧＴはガードタイムを表す。ＬＣＣＨ−ＴはＦＳＹＮ送出後、続けて送られるので、プリアンブルなどは付加されていない。
【００４６】
図９の（ｄ）に論理制御チャネルＬＣＣＨ−Ｒのフレーム構成を示す。ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネルのことである。同図において、Ｒは前のフレームが終了したことを確認するためや、他の無線装置が電波を出していないかを確認するためのキャリアセンスの時間、ＰＲ１はっ買うスロット用プリアンブル、ＵＷはサブＩＤを含むユニークワード、ＬＣＣっは論理制御情報、ＧＴはガードタイムを表す。
【００４７】
（チャネルコーデック）
上記のフレームはチャネルコーデックによって処理される。図１０にチャネルコーデックの内部構成を示す。
同図において、８０１はチャネルコーデック、８０２は無線部、８０３は無線専用電話機等に内蔵されるＡＤＰＣＭコーデック、８０４は無線専用電話機や無線アダプタのＣＰＵである。
【００４８】
チャネルコーデック８０１の内部においては、８０５は無線制御部であり、無線部に対して送受信の切り替えの制御と周波数ホッピングを制御する。さらに、データ送信に先立ちキャリア検出を行う機能も有する。８０７は、ＣＰＵ８０４との間で制御情報をやり取りするためのｉ／ｆであり、ＡＳＩＣ内の各部の状態や動作モードを記憶するレジスタを内蔵する。ＣＰＵからの制御信号やＡＳＩＣ内の各部の状態に応じてＡＳＩＣ各部の制御を行うものである。８０６はＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆであり、ＡＤＰＣＭコーデックとの間で、音声信号をやり取りするためのシリアルデータ及び同期クロックのやり取りを行う。８０８は送信フレーム処理部であり、ＡＤＰＣＭコーデックからの信号やＣＰＵから入力された論理制御データを、図８に示した送信フレームに組み立てる。８０９は受信フレーム処理部であり、無線部からの信号のフレームから制御情報や音声データを取りだし、ＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆやＣＰＵｉ／ｆに渡す。８１０はＤＰＬＬで構成される同期処理部であり、受信信号からクロックを再生し、ビット同期の捕捉を行う。
【００４９】
以下、このＡＳＩＣの基本動作を説明する。
１．送信
送信データフレームに付与する制御情報を、ＣＰＵ８０６からＣＰＵｉ／ｆ８０７で受け取る。ＡＳＩＣが無線専用電話機および主装置内の接続装置で使用される場合には、ＡＤＰＣＭコーデック８０３からのデータと合わせて送信フレーム処理部で送信フレームを組み立てる。ＡＳＩＣがデータ端末で使用される場合には、誤り訂正符号化されたバーストデータと合わせて、送信フレーム処理部８０８で送信フレームを組み立てる。フレーム組立に際しては、データにスクランブルをかける。無線伝送時の直流平衡を保つために必要となるものである。無線制御部８０５は受信信号が終了するタイミングを取り、キャリアセンス後、無線部を送信にし、送信フレームを無線部８０２に渡す。
【００５０】
２．受信
無線制御部８０５は、送信すべきデータが終了した時点で無線部を受信に切り替え、受信フレームを待つ。受信フレームを受けると、データにデスクランブルをかけた後で、受信フレームから制御情報とデータと取りだす。制御情報はＣＰＵｉ／ｆ８０６を通じてＣＰＵ８０３に渡す。受信したフレームがＰＣＦあるいはＰＰＦの場合には、受信したデータはＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆ８０６に渡し、無線専用電話機であればＡＤＰＣＭコーデック８０３を通して音声として出力し、主装置であれば通話路へと送られる。受信したフレームがＢＤＦデある場合には、受信したデータはデータ端末内のメモリに転送される。
【００５１】
３．論理制御データの扱い
（３−１）無通信時
あらかじめ主装置によって割り当てられた周波数で待機し、定期的に送られてくる主装置からのＬＣＣＨ−Ｔを受信する。この時、主装置から送られるＬＣＣＨには、外線着信の有無、無線専用電話機側に発呼要求の有無の確認といった情報が含まれている。無線専用電話機は受信フレーム処理部で取り出したＬＣＣＨをＣＰＵに送る。その後、ＣＰＵから指示された主装置へ送るＬＣＣＨを同じフレーム内のＬＣＣＨ−Ｒで主装置に送る。このように無線専用電話機は、発呼か着呼が生じるまでこの手順を繰り返す。
【００５２】
（３−２）通信時
無線専用電話機Ａが発呼する場合を例として説明する。無線専用電話機Ａは無線通信時周波数チャネルＦ１と主装置との間でＬＣＣＨをやり取りしているものとする。無線専用電話機Ａは発呼が生じるまで（３−１）で述べた手順で、周波数チャネルＦ１で主装置からのＬＣＣＨをモニタしている。無線専用電話機Ａで発呼が生じると、（３−１）の手順で主装置に送るＬＣＣＨ−Ｒに発呼要求を入れて主装置に送る。主装置側から通信可能かどうかを知らせるＬＣＣＨは、１００ｍｓ後に周波数チャネルＦ１で送られてくるＬＣＣＨによって判断する。
【００５３】
発呼要求後の主装置からのＬＣＣＨの内容が回線がいっぱいで接続できないことを示していたら、無線専用電話機Ａは話中として使用者に知らせる。発呼要求後の主装置からのＬＣＣＨの内容が接続可能であることを示していたら、同じＬＣＣＨ−Ｔないで通話で使用する音声チャネルの時間スロットを指定される。例えば「１」を指示されたとすると、Ｔ１とＲ１を使用して通信することを表す。ＦＳＹＮフレーム内のＦＳとＮＦＲで指定された周波数ホッピングパターンで周波数チャネルを切り替えながら、通信を行う。主装置と接続したあとの制御情報のやり取りは、ＴｎおよびＲｎフレーム内のＤチャネル情報によって行う。
【００５４】
無線専用電話機間通信の場合、無線専用電話機間の制御情報をＤチャネル情報で行い、通信終了後に各無線専用電話機が指定されている周波数チャネルのＬＣＣＨ−Ｒで、即ち前例の場合なら無線専用電話機Ａは無通信時周波数チャネルＦ１で主装置との間で制御情報をやり取りする場合に無線専用電話機間通信が終了したことを無線専用電話機から主装置へ通知する。
【００５５】
＜周波数ホッピングパターンについて＞
図１１に本システムで使用する周波数ホッピングの概念図を示す。
本実施の形態のシステムでは、日本において使用が認められている２６ＭＨｚの帯域を利用した、１ＭＨｚ幅の２６の周波数チャネルを使用する。妨害ノイズなどで使用できない周波数がある場合を考慮し、２６のチャネルの中から２０の周波数チャネルを選択し、選択した周波数チャネルを所定の順番で周波数ホッピングを行う。このシステムでは、１フレームが５ｍｓの長さを持ち、１フレーム毎に周波チャネルをホッピングしていく。そのため１つのホッピングパターンの１周期の長さは１００ｍｓである。
【００５６】
同図において、異なるホッピングパターンは異なる模様で示している。このように、同じ時間で同じ周波数が使用されることがないようなパターンを、各フレームで使用することにより、データ誤りが発生することを防ぐことが可能となるものである。また、複数の接続装置を収容する場合、接続装置間での干渉を防止するために、それぞれの接続装置で異なるホッピングパターンを使用することも本システムの特徴となっている。この方法により、マルチセル構成のシステムを実現することが可能となり、広いサービスエリアを得ることができるものである。
【００５７】
（ホッピングパターンの変更例１）
図１２に本システムで使用する周波数ホッピングパターン（以下ＦＨパターン）の変更例を示す。
予め決められている周波数ホッピングパターンをＦＨパターン１で表す。搬送波は、Ｆ１から順にＦ２０までの周波数チャネルに変更しながら通信を行なう。ＦＨパターン２は、Ｆ２が妨害ノイズなどで使用できない場合に、Ｆ２のかわりにＦ２１を使用することを示している。同様にＦＨパターン３は、Ｆ２とＦ１９とが使用できない場合に、それぞれＦ２１とＦ２２とを使用することを示している。このように、妨害ノイズなどで使用できない周波数チャネルが存在する場合に、その使用不能の周波数チャネルを他の使用していない周波数チャネルに切り替えることにより、使用可能な周波数チャネルで構成されるＦＨパターンを確保することができる。
【００５８】
次に、障害のある周波数チャネルの入れ替え方法について説明を行なう。図１３は、本システムで使用する使用不能周波数チャネルの変更方式の処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ９３０１で、予め決められているＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。ステップＳ９３０２で、前記読み込んだ周波数チャネルをキャリアセンスし、ステップＳ９３０３で、その周波数チャネルは使用可能か否かの判定を行なう。キャリアセンスレベルがある値以下ならば通信可能とみなし、それ以外は通信不能とみなす。通信可能であれば、ステップＳ９３０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９３０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００５９】
キャリアセンスの結果使用不能であれば、ステップＳ９３０４で未使用周波数チャネルを読み込み、ステップＳ９３０５でシステムで使用するＦＨパターンを書き替える。最後にステップＳ９３０６で、使用不能周波数チャネルを未使用周波数チャネルに書き込み、ステップＳ９３０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９３０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００６０】
以上の処理を行うことにより、使用不能な周波数チャネルを回避したＦＨパターンを得ることができる。
上記方法において、使用不能チャネルを未使用周波数チャネルに書き込む方式として、図１４に未使用周波数チャネルの入れ替え方式を、図１５に未使用周波数チャネルの並び替え方式を示す。
【００６１】
図１４において、未使用周波数チャネル１はどの周波数チャネルの入れ替えも行っていない状態を示し、未使用周波数チャネル２はＦ２１とＦ２との周波数チャネルを入れ換えた状態（図１２のＦＨパターン２に対応）を示し、未使用周波数チャネル３はＦ２１とＦ２、Ｆ２２とＦ１９を入れ換えた状態（図１２のＦＨパターン３に対応）を示す。このように、未使用周波数チャネルと使用不能チャネルを入れ替えることにより、障害のある周波数チャネルを含まないＦＨパターンを高速に選択し、未使用周波数チャネルを記憶しておくことができる。
【００６２】
また、図１５において、未使用周波数チャネル１はどの周波数チャネルの入れ替えも行っていない状態を示し、未使用周波数チャネル２はＦ２１をＦＨパターンに使用しシフトしてからＦ２を最後尾に付加した状態（図１２のＦＨパターン２に対応）を示し、未使用周波数チャネル３はＦ２１とＦ２２をＦＨパターンに使用し、シフトしてからＦ２とＦ１９を最後尾に付加した状態（図１２のＦＨパターン３に対応）を示す。このように、未使用周波数チャネルを使用した後、シフトすることにより、使用不能と判定された周波数チャネルが未使用周波数チャネルの後部に配置することができる。
【００６３】
上記ＦＨパターンの変更によれば、周波数を切り替えるＦＨパターン内の各周波数チャネルをキャリアセンスし、そのレベルから使用不能な周波数チャネルを判定し、使用不能な周波数チャネルを未使用の周波数チャネルと入れ替えることにより、使用不能な周波数チャネルを回避した高品質な通信路を確保でき、使用可能な周波数チャネルで構成されるＦＨパターンを高速に得ることができる。
【００６４】
（ホッピングパターンの変更例２）
図１６は、本システムで使用する使用不能チャネルの履歴を保存する方式の処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ９６０１で、予め決められているＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。ステップＳ９６０２で、前記読み込んだ周波数をキャリアセンスし、ステップＳ９６０３で、その周波数チャネルが使用可能か否かの判定を行なう。キャリアセンスレベルがある値以下ならば通信可能とみなし、それ以外は通信不能とみなす。通信可能であれば、ステップＳ９６０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９６０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００６５】
キャリアセンスの結果使用不能であれば、ステップＳ９６０４で未使用周波数チャネルを読み込み、その周波数チャネルを未使用周波数チャネルから削除して、ステップＳ９６０５でシステムで、使用するＦＨパターンを書き換える。最後に、ステップＳ９６０６で使用不能と判断されたチャネルを使用不能履歴に書き込み、ステップＳ９６０７で必要数のチャネルが揃ったかを判定し、まだであればステップＳ９６０１に戻り、次のＦＨパターンの周波数チャネルを読み込む。
【００６６】
以上の処理を行なうことにより、使用不能な周波数チャネルを回避したＦＨパターンを得ることができる。
図１７に本システムで使用する使用不能チャネルの履歴方式を示す。
未使用周波数チャネル１はどの周波数チャネルも使用されていない状態を示し、使用不能履歴１には何も記憶されていない状態を示す。未使用周波数チャネル２はＦ２１がシステムのＦＨパターンに使用され、使用不能周波数チャネルＦ２が使用不能履歴２に記憶されている状態（図１２のＦＨパターン２に対応）を示す。未使用周波数チャネル３では、Ｆ２１とＦ２２がシステムのＦＨパターンに使用され、使用不能チャネルＦ２とＦ１９が使用不能履歴に記憶されている状態（図１２のＦＨパターン３に対応）を示す。
【００６７】
このように、使用不能履歴に使用不能周波数チャネルを記憶することにより、使用不能周波数チャネルを再度選択する危険性を回避することができる。なお、ここで未使用周波数チャネルは使用された場合、削除されたままの状態を示したが、前述したように、未使用周波数チャネルをシフトしておくことも容易に応用ができるはずである。
【００６８】
上記ＦＨパターンの変更によれば、使用不能な周波数チャネルを入れ換えた履歴を記憶し、その履歴を参照して入れ替え周波数チャネルを選択することにより、使用不能な周波数を再度選択する冗長を避け、使用可能な周波数チャネルで構成されるＦＨパターンを効率的に得ることができる。
（ホッピングパターンの変更例３）
ところが、使用不能なチャネルが増えた場合に割り当てる周波数にも使用不能のものが増えて、周波数ホッピングに必要な周波数の数が不足するようになって、システムが動作を維持できなくなるという問題が起る。以下の変更例３及び４は、このような問題を解決しようとしたものであり、上記変更例１や変更例２と共に使用することで、更に効果を高めることができる。
【００６９】
同図において、ＨＰ１は予め決められたホッピングパターンを示し、周波数Ｆ１から順にＦ２０までの２０の周波数を切り替えて使用することを表す。テーブル１は、ホッピングパターン中で使用不能となった周波数を記憶する領域である。テーブル２は、ホッピングパターン中で使用可能な周波数を記憶する領域である。始めにシステムが起動した状態では、テーブル１の記憶領域は空であり、テーブル２の記憶領域にはＨＰ１と同等の周波数が記憶されている。これらの記憶領域にはメモリなどの記憶素子を用いる。
【００７０】
ここで、周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ１９が妨害ノイズ等により使用不能になったとする。この時、テーブル１の記憶領域にはＦ２，Ｆ３，Ｆ１９が登録される。同時に、テーブル２の記憶領域からＦ２，Ｆ３，Ｆ１９が削除される。記憶素子での登録や削除の方法は、記憶効率や実行速度を考慮してさまざまな形態が考えられる。本例では、テーブル１の記憶領域もテーブル２の記憶領域もそれぞれ２０必要であるが、例えば周波数が使用不能と使用可能の状態をフラグ等で管理することにより２０の記憶領域で済むようになる。このようにして、使用可能の周波数と使用不能の周波数を参照することにより、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ１９を使用可能な周波数Ｆ１，Ｆ４，Ｆ５で置き換えたＨＰ２を新たに作成する。
【００７１】
この方法により、使用可能なホッピング周波数が必要なホッピング数に満たない場合でも、システムをダウンさせることなく通信が可能になる。尚、本例を前記変更例１や２と
併用するには、例えば、テーブル２のＦ２，Ｆ３，Ｆ１９の領域にＦ２１，Ｆ２２，Ｆ２３を入れていき、Ｆ２６までを入れて更に使用不能のチャネルが発生した場合に、本例の方法に移行することが考えられる。
【００７２】
本ＨＰパターンの変更例によれば、ＨＰパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報により、置き換えた履歴を記憶しながら使用不能周波数を使用可能周波数で置き換えるようにしたことにより、ホッピング周波数がＨＰパターン数よりも少ない場合でもシステム不動作を回避することができる。
図１９は上記ホッピング周波数の置き換え方式を用いた場合の送信平均電力の概念図を示す。
【００７３】
ＨＰ１の平均送信電力は、周波数の置き換えを行っていない場合の各送信周波数における平均送信電力であり、ＨＰ２の平均送信電力は、使用不能周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ１９を使用可能周波数Ｆ１，Ｆ４，Ｆ５で置き換えを行った場合の各送信周波数における平均送信電力である。このホッピング周波数の置き換え方式では、置き換えて使った周波数の平均送信電力は、置き換えを行っていない周波数の平均送信電力の２倍の送信電力がある。このように、周波数チャネル間での使用頻度及び平均送信電力がバラツクことは、秘話性や耐干渉性に影響を与えることのなる。
【００７４】
（ホッピングパターンの変更例４）
図２１に本システムで使用するホッピング周波数の置き換え変更方式の概念図を示す。
同図において、ＨＰ１は予め決められたホッピングパターンを示し、周波数Ｆ１から順にＦ２０までの２０の周波数を切り替えて使用することを表す。ＨＰ２は、ＨＰ１を繰り返して通信を行うことを表している。テーブル１は、ホッピングパターン中で使用不能となった周波数を記憶する領域である。テーブル２は、ホッピングパターン中で使用可能な周波数を記憶する領域である。始めにシステムが起動した状態では、テーブル１の記憶領域は空であり、テーブル２の記憶領域にはＨＰ１と同等の周波数が記憶されている。これらの記憶領域にはメモリなどの記憶素子を用いる。
【００７５】
ここで、周波数Ｆ２が妨害ノイズ等により使用不能になったとする。この時、テーブル１の記憶領域にはＦ２が登録される。同時に、テーブル２の記憶領域からＦ２が削除される。記憶素子での登録や削除の方法は、記憶効率や実行速度を考慮してさまざまな形態が考えられる。本例ではテーブル１の記憶領域もテーブル２の記憶領域もそれぞれ２０必要であるが、例えば周波数が使用不能と使用可能の状態をフラグ等で管理することにより２０の記憶領域で済む。
【００７６】
テーブル２で使用可能周波数を便宜上Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，…，Ｅ１７，Ｅ１８，Ｅ１９と番号を振ると、本例では使用不能周波数Ｆ２をＨＰパターンを繰り換えすにつれてＥ１から順に置き換えていく。このようにして使用可能の周波数と使用不能の周波数を参照することにより、使用不能となったＦ２を使用可能な周波数Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，…，Ｆ１８，Ｆ１９，Ｆ２０で順に置き換えたＨＰ３が得られる。
【００７７】
この方法により、使用可能なホッピング周波数が必要なホッピング数に満たない場合でも、システムをダウンさせることなく通信が可能になり、かつ使用する周波数の平均送信電力が均一とすることができる。尚、本例において前記変更例１や２と併用するには、例えば、テーブル２のＦ２の領域にＦ２１を入れ、以下使用不可の周波数が出るとＦ２２…Ｆ２６と入れていくことが考えられる。
【００７８】
図２１は上記ホッピング周波数の置き換え変更方式を用いた場合の送信平均電力の概念図を示す。
ＨＰ２の平均送信電力は、周波数の置き換えを行っていない場合の各送信周波数における平均送信電力であり、ＨＰ３の平均送信電力は、使用不能周波数Ｆ２を使用可能周波数Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，…，Ｆ１８，Ｆ１９，Ｆ２０で置き換えを行った場合の各送信周波数における平均送信電力である。このホッピング周波数の置き換え変更方式では、使用可能周波数を順に切り替えながら使用するため、平均送信電力は各周波数均一となる。
【００７９】
本ＨＰパターンの変更例によれば、ＨＰパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報により、置き換えた履歴を記憶しながら使用不能周波数を使用可能周波数で置き換えるようにしたことにより、ホッピング周波数がＨＰパターン数よりも少ない場合でもシステム不動作を回避することができ、さらに、ホッピングパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報と置き換えた履歴の情報により、使用可能な周波数を均一に使用することにより、各周波数の平均送信電力が均一になり秘話性や耐干渉性が改善される。
【００８０】
＜無線通信システムの動作例＞
以上説明したように、本システムにおいては主装置と無線専用電話機やデータ端末の間や端末相互間で、通信のためにフレームを組立てまた使用する周波数を一定時間ごとに切り替える制御を行っている。本実施の形態における上記ＦＨパターンの変更は、例えば主装置（接続装置を含む）の電源投入時（図２３のステップＳ２２０２）や、端末より外線発信を受けた時（図２６のステップＳ２６０２）や、公衆回線よりの外線着信時（図２９のステップＳ２８０２）や、内線通信の内線発信端末からの受け付け時（図３２のステップＳ３１０４）あるいは内線受信端末の呼び出し時（図３２のステップＳ３１０６）に行われる。又、一定時間間隔で行われたり、システムのアイドル時に行われてもよい。更に、端末発信時あるいは受信時に端末側で、通信不能のチャネルを見付けて主装置に知らせることにより、実施してもよい。これら上記ＦＨパターンの変更実施時期は、システム内の端末数や回線の飽和率等により適宜決められる。
【００８１】
以下、本実施の形態の上記ＦＨパターンの変更を有するシステムの具体的な動作について説明を行う。
１．基本動作手順例
本システムにおいては、通話チャネルを使用する前に、フレーム内に時分割多重化されている論理制御チャネル（ＬＣＣＨＴおよびＬＣＣＨＲ）を用いて、使用するスロットとホッピングパターンとを決定する。さらに、各端末が間欠受信を行いバッテリセービングを可能とするために、各端末は予め割り当てられた周波数で伝送する論理制御チャネルのみにおいて、送受信するように設計されている。
【００８２】
ただし、電源立ち上げ直後は、端末はホッピングパターンも認識していない。そこで、任意の周波数で待機し、その周波数でフレームを受信する。１つ目のフレームを受信すると、その中に入っている次のフレームの周波数情報を取り込み、以下周波数ホッピングを開始することになる。複数の接続装置が使用される場合は、１回目にフレームを受信することのできた接続装置の使用するホッピングパターンに追従することになる。
【００８３】
また、電源立ち上げ直後は、どの端末がどの周波数に割り当てられるかが定まっていない。そこで、電源立ち上げ時には、設定モードにおいて各端末のＩＤの登録と論理制御チャネル周波数の割り当てとを行うものとしている。論理制御チャネルの割り当てがされると、各端末は間欠受信状態となり、自端末宛の論理制御データのみの受信を行う。また、主装置に送信するデータが発生した場合のみ、割り当てられた周波数のＬＣＣＨＲを使って、データを主装置に送信する。
【００８４】
通話スロットを用いた通信を開始したい場合には、論理制御チャネルを用いて主装置にその旨を通知し、スロットとホッピングパターンとの割り当てを受けなければならない。それらの割り当てがなされた後は、通話やデータ伝送を行うことが可能となるのである。
以下、、いくつかの場合の詳細動作の説明を行う。
【００８５】
２．主装置−接続装置を含む−と無線端末の電源投入時の動作例：設定モード設定モードは、ＩＤの登録や使用する論理制御チャネルの周波数の設定等を行うモードである。図２２は、本実施の形態の主装置および無線端末電源投入時の動作シーケンスを示す図である。図２３は、本実施の形態の主装置電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。図２４は、本実施の形態の無線端末電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【００８６】
（１）主装置電源投入時の動作フローの説明
まず、主装置１（あるいは接続装置２）本体の電源スイッチを投入すると、主装置１は図２３のステップＳ２２０１により本体の初期設定を行った後、ステップＳ２２０２で周波数ホッピングのホッピングパターンを決定し、続いて、ステップＳ２２０３により前記ホッピングパターン（次の単位時間にホッピングする周波数）ならびに本システムＩＤを付加したＰＣＦフレーム２１０１を、無線端末１０３宛に送信する。この時、ＰＣＦフレーム２１０１中のＩＤ部（図９の（ａ））にはシステムＩＤを、ＮＦＲ部（図９の（ａ））には前記ホッピングパターンで次の単位時間にホッピングする周波数の情報を含み、またＬＣＣＨ部（図９の（ｃ））には、無線端末側で使用可能な空き制御チャネルの情報が含まれている。
【００８７】
次に、主装置１は、無線端末１０３からシステムＩＤおよび無線端末ＩＤ等の位置登録のための情報２１０２を受信（Ｓ２２０４）したならば、ステップＳ２２０５で前記無線端末１０３のＩＤを記憶し、該無線端末１０３宛の無線通信制御情報を伝送する制御チャネルを決定して、ステップＳ２２０６にて制御チャネル２１０３を該無線端末１０３宛に通知する。
【００８８】
（２）無線端末電源投入時の動作フローの説明
まず、無線端末１０３本体の電源スイッチを投入すると設定モードとなり、図２４のステップＳ２３０１により本体の初期設定を行う。続いて、ステップＳ２３０２において、無線端末１０３のＩＤが入力されたならば、このＩＤを記憶する。
【００８９】
次に、ステップＳ２３０３で、主装置１からのＰＣＦフレームを受信するため、任意の周波数で受信待機状態に移る。ステップＳ２３０４で主装置１からのＰＣＦフレーム２１０１を受信できたならば、ステップＳ２３０５によりＰＣＦフレーム２１０１中のＩＤ部（図９の（ａ））からシステムＩＤを認識して記憶すると共に、ＬＣＣＨ部（図９の（ｃ））から空きチャネル情報（無線端末から主装置へＰＣＦフレームを送信する周波数）を取得する。また、ＰＣＦフレーム２１０１中のＮＦＲ部から次の単位時間にホッピングする周波数を取得し、無線端末１０３は受信周波数をその周波数へ移動し、次のＰＣＦフレームを待つ。無線端末１０３はこの動作を繰り返し、周波数のホッピングパターンを認識してこれを記憶する（Ｓ２３０６）。
【００９０】
無線端末１０３は、ホッピングパターンおよびシステムのＩＤが判明すると、前記ＬＣＣＨ部によって得られた空き制御チャネルにおいて、システムＩＤならびに自無線端末１０３のＩＤ情報を付加したフレーム２１０２を主装置宛に送信する（Ｓ２３０７）。この後、主装置１から制御チャネルの周波数指定情報２１０３を受け取ったならば、指定された制御チャネルにて間欠受信を開始（Ｓ２３０８）し、設定モードから通常モードへ移行する。
【００９１】
３．無線専用電話機からの外線発信時の処理例
図２５は、本実施の形態の外線発信シーケンスを示す図であり、図２６は、本実施の形態の外線発信時の主装置１の動作手順を示すフローチャートであり、図２７は、本実施の形態の外線発信時の無線専用電話機３の動作手順を示すフローチャートである。
【００９２】
無線専用電話機３において、キーマトリクス４１４に配置された外線キーを押下すると（Ｓ２５０１）、無線専用電話機３は、押下した外線ボタンに対応する表示部４１３の外線ＬＥＤを発信点滅させ（Ｓ２５０２）、外線発信信号２４０２を接続装置２を経由して主装置１に送信する（Ｓ２５０３）。この外線発信信号は、無線専用電話機３と接続装置２の間の無線リンク上を、図８の（ａ）に示すＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｒで送信し、接続装置２では主装置ｉ／ｆ３０５により主装置に通知する。
【００９３】
外線発信２４０１を受信した主装置１は、外線発信が可能かどうか判断する（Ｓ２６０１）。外線が空いており発信可能であれば、発信する外線と、ＰＣＦフレームのどの音声チャネル（Ｔ１〜Ｔ４，Ｒ１〜Ｒ４）を使用するかとを決定する。決定した音声チャネル番号をパラメータとして、外線発信許可２４０３を接続装置２を経由して無線専用電話機３に送信し（Ｓ２６０２）、外線を捕捉する（Ｓ２６０３）。この外線発信許可は、ＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔで送信される。
【００９４】
無線専用電話機３では、外線発信許可信号２４０４を受信すると（Ｓ２５０４）、許可信号で送られてきたパラメータで指示された音声チャネルと同期を取る。無縁専用電話機３での音声チャネル移行が完了すると、ＬＣＣＨ−Ｒにより音声チャネル接続完了信号２４０６を送信する（Ｓ２５０５）。接続装置２は、主装置１から外線発信許可を受け取った時点で、チャネルコーデック３０７により所定の音声チャネルを受信し、主装置１に渡す経路を作り出し、無線専用電話機３からの音声チャネルを接続完了２４０５を主装置１に通知する。
【００９５】
主装置１は、音声チャネル接続完了２４０５を受信すると（Ｓ２６０４）、無線専用電話機３側の準備が整ったと見て、外線ＬＥＤを緑色に点灯する為に外線表示緑常灯指示２４０７を送信する（Ｓ２６０５）。また、捕捉した外線との通路を接続する（Ｓ２６０６）。無線専用電話機３では、外線表示緑常灯指示信号２４０８を受信し（Ｓ２５０６）、外線ＬＥＤを緑に点灯すると共に無線専用電話機３内部の通話路を接続し、ダイヤルトーン２４１１を聴取する（Ｓ２５０７）。また、外線発信した無線専用電話機３以外の無線専用電話機３の外線ＬＥＤを赤点灯にする為、外線表示赤常灯指示２４０９を送信する。
【００９６】
次に、キーマトリクス４１４からダイヤルを受けた無線専用電話機３は、主装置１にダイヤル信号２４１３として送信する（Ｓ２５０８）。ダイヤルの終了はタイムアウトで監視され（Ｓ２５０９）、タイムアウトになると通話中となる（Ｓ２５１０）。主装置１では、ダイヤル２４１２の１桁目を受信すると（Ｓ２６０７）、外線にダイヤルを送信し始め、やはりタイムアウトで送信を監視している（Ｓ２６０８）。ダイヤル送信が終了すると、通話中となる（Ｓ２６０９）。
【００９７】
通話が終了し、無線専用電話機３がオンフックすると（Ｓ２５１１）、オンフック信号２４１６が送出される（Ｓ２５１２）。オンフック信号２４１５は主装置１に送信され（Ｓ２６１０）、音声チャネル切断２４１７を返信する（Ｓ２６１１）。主装置１は、無線専用電話機３に対する音声チャネルの割り当てを解除する。また主装置１は、無線専用電話機３の外線ＬＥＤを消灯する為、外線表示消灯指示２４１９，２４２１を送信する（Ｓ２６１２）。音声チャネル切断信号２４１８を受信した無線専用電話機３は、通話路を開放し（Ｓ２５１３）、続いて受信する外線表示消灯指示信号２４２０，２４２２で外線ＬＥＤを消灯する（Ｓ２５１４）。
【００９８】
４．無線専用電話機への外線着信時の処理例
図２８は、本実施の形態の外線着信シーケンスを示す図である。図２９は、本実施の形態の外線着信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。図３０は、本実施の形態の外線着信時の無線専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。 （１）主装置の動作手順
図２９において、まずステップＳ２８０１で公衆回線１０２より着信があると、ステップＳ２８０２に進んで、主装置１は、接続装置２から無線専用電話機１０３−Ａ，Ｂに外線着信信号２７０３，２７０５を送信する。ステップＳ２８０３でオフフック信号１０６を受信したら、ステップＳ２８０４に進んで、オフフック信号２７０６を送信した無線専用電話機１０３−Ａに、外線通話用に使用しているＨＰおよび音声チャネル番号といった情報を載せた外線応答許可信号２７０９を送信する。ステップＳ２８０５で音声信号接続完了信号２７１０を受信したら、ステップＳ２８０６に進み、前記無線専用電話機１０３−Ａに通話中表示信号２７１３を出すとともに、ステップＳ２８０７に進み、その他の無線専用電話機１０３−Ｂに対して外線着信中止信号２７１７を発信する。
【００９９】
そして、ステップＳ２８０８において、無線専用電話機１０３−Ａからのデータ２７１５を公衆回線１０２に接続し、通話を開始する。さらに、主装置１はステップＳ２８０９で、無線専用電話機１０３−Ａよりのオンフック信号２７１８を受け取るまで公衆回線１０２との接続を続ける。
オフフック信号２７１８を着信したら、ステップＳ２８１０に進み、公衆回線１０２との接続を中止して音声チャネル切断信号２７１２を出す。さらに、ステップＳ２８１１において、その他の無線専用電話機１０３−Ｂに外線使用中心信号２７２３を送信する。
【０１００】
（２）無線専用電話機の動作手順
図３０においては、ステップＳ２９０１において、主装置１より外線着信信号２７０３を受け取ると、無線専用電話機３−Ａ，Ｂは着信音などをならし、ステップＳ２９０２においてオフフックされたかを検知する。オフフックされたらステップＳ２９０３に進んで、オフフック信号２７０６を主装置１に送信する。ステップＳ２９０４で主装置１より外線応答許可信号２７０９が来たら、ステップＳ２９０５に進み、音声チャネルを接続して音声チャネル接続完了信号２７１０を送信する。ステップＳ２９０６で主装置１より通話中表示信号１１３が来たら、無線専用電話機１０３−Ａは表示部４１３に通話中表示をし、ステップＳ２９０７で通話を開始する。
【０１０１】
さらに、ステップＳ２９０８においてオンフックされるまで通話を続け、オンフックがされると、ステップＳ２９０９に進んでオンフック信号２７１８を主装置１に送信する。ステップＳ２９１０において音声チャネル切断信号１２８１が来たら、音声チャネルを切断して表示部４１３の通話中表示を消し、通話を終了する。ステップＳ２９０２８においてオフフックされないうちに、ステップＳ２９１１において他の無線専用電話機１０３−Ａが通話を始めたために、無線専用電話機１０３−Ｂに対して、外線着信中止信号１１７が来たら、無線専用電話機１０３−Ｂは、ステップＳ２９１２に進み表示部４１３に外線使用中表示をする。さらに、無線専用電話機１０３−Ｂは、ステップＳ２９１３において外線使用中表示中止信号２７２３が来るまで表示部４１３に外線使用中表示を続け、前記外線使用中表示中止信号２７２３が来たら、ステップＳ２９１４において外線使用中表示を消す。
【０１０２】
５．内線間通話の処理
次に、同じ接続装置で管理されている（つまり、主装置との間で通信を行う際に、介する接続装置が同一である）２台の無線専用電話機が内線間通話をする場合を想定し、発呼側の無線専用電話機と着呼側の無線専用電話機との各々の動作について説明を行う。
【０１０３】
図３１に、内線通信の主装置，接続装置，発呼側専用電話機，着呼側専用電話機の制御データのシーケンスを示す図を、図３２に主装置の概要処理手順を示すフローチャートを、図３３に発信側専用電話機の概要処理手順を示すフローチャートを、図３４に着呼側専用電話機の概要処理手順を示すフローチャートを示す。但し、各フローチャートは、関連する処理の部分のみを記載している。
【０１０４】
まず、発信側の無線専用電話機１０３−Ａにおいて、キーマトリクス４１４に配置された内線キーを押下すると（Ｓ３２０１）、無線専用電話機１０３−Ａは内線通信信号３００２を、無線専用電話機１０３−Ａと接続装置２の間の無線リンク上で、図８の（ａ）に示すＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｒを用いて送信する（Ｓ３２０２）。接続装置２は送られた前記内線通信信号３００２を受信すると、主装置に通知する。
【０１０５】
内線通信３００１を受信した主装置内のＣＰＵ２０１は、発信した無線専用電話機１０３−Ａの端末属性等を分析し、内線発信が可能であれば（Ｓ３１０２）、ＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔを用いた内線通信許可３００３として、接続装置２を介して無線専用電話機１０３−Ａに送信する（Ｓ３１０４）。
次に、キーマトリクス４１４からダイヤル情報を受けた無線専用電話機１０３−Ａは、主装置１にダイヤル情報３００８を送信する（Ｓ３２０４）。なお、最終ダイヤルはタイムアウトで監視される。
【０１０６】
主装置１では、ダイヤル情報３００７を受信すると（Ｓ３１０５）、ダイヤルを解析して、接続装置２を介して受信側の無線専用電話機１０３−Ｂに、ＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔを使用して内線着信３００９を送信する（Ｓ３１０６）。
内線着信信号３０１０を受信した無線専用電話機１０３−Ｂは、スピーカを用いて着信をオペレータに知らせて応答を促し（Ｓ３３０２）、ユーザがキーマトリクス４１４により応答するのを待つ。ユーザからの応答を検出した場合は、無線専用電話機１０３−Ｂは、オフフック信号３０１２をＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｒを用いて接続装置２に送り、主装置１に通知する（Ｓ３３０４）。
【０１０７】
無線専用電話機１０３−Ｂからのオフフック３０１２を受信した主装置１は（Ｓ３１０７）、無線専用電話機１０３−Ａに内線応答３０１３を送信して、無線専用電話機１０３−Ｂが応答したことを通知する。この内線応答３０１３には、主装置内のＣＰＵ２０１が、ＲＡＭ２０３に記憶して管理している空タイムスロットやホッピングパターン、使用するＰＣＦフレーム内の音声チャネル（Ｔ１〜Ｔ４，Ｒ１〜Ｒ４）等の通信リソースを、無線専用電話機１０３−Ａと無線専用電話機１０３−Ｂとの直接通信に割り当て、この通信リソース情報をＰＣＦフレームのＬＣＣＨ−Ｔを用いた内線応答３００５として、接続装置２を介して無線専用電話機１０３−Ａに送信する（Ｓ３１０８）。
【０１０８】
無線専用電話機１０３−Ａは、内線応答信号３０１４を受信すると、ＬＣＣＨ−Ｒを使用して音声チャネル接続完了信号３００６を送信する（Ｓ３２０６）。接続装置２は、無線専用電話機１０３−Ａからの音声チャネル接続完了コマンド３００５を主装置１に通知する。
主装置１は、同時に、無線専用電話機１０３−Ｂにも、直接通信用に使用しているホッピングパターンおよび音声チャネル番号等の通信リソース情報を含んだ内線通信許可３０１５を送信する（Ｓ３１０８）。
【０１０９】
内線応答信号３０１４により相手応答を確認した無線専用電話機１０３−Ａは、リングバックトーンを止めて通信相手と通信するように割り当てられた論理チャネルに切り替え、マイク及びスピーカを制御して通話相手との通話状態になる。一方、内線通信許可信号３０１６を受信した無線専用電話機１０３−Ｂは、着信音を止めて内線通信許可信号３０１６内の通信リソース情報から得られる音声チャネルに同期をとり、主装置１に対して音声信号接続完了信号３０１８を送信する。
【０１１０】
つまり、これ以降の無線専用電話機間の直接通信時は、電話機間でやり取りする制御データと音声データとを、この音声チャネルで通信する。具体的には、図８の（ｂ）のＰＰＦフレームのＴｎとＲｎとにおいて、図９の（ｂ）に示されるように、制御データはＤタイムスロット、音声データはＢタイムスロットで通信される。
【０１１１】
なお、電話機間で直接通信を行う間も、フレームの先頭部のタイミングでＰＣＦの送信されている周波数に切り替え、ＬＣＣＨ−Ｔを受信したりＬＣＣＨ−Ｒを送信したりすることが可能であることは、本システムの大きな特徴である。このようにすることで、内線での通信中にも、主装置からのデータを受信することが可能となり、通話中着信等のサービスに対応することが可能となる。
【０１１２】
さて、主装置１は無線専用電話機１０３−Ｂからの音声信号接続完了３０１７を受信したならば（Ｓ３１０９）、無線専用電話機１０３−Ａと無線専用電話機１０３−Ｂとが通話を開始したと判断して、内線通信終了を待つ（Ｓ３１１０）。一方、無線専用電話機１０３−Ａ及び無線専用電話機１０３−Ｂは、無線回線状態並びにユーザのキーマトリクス４１４を監視する。
【０１１３】
通話が終了し、無線専用電話機１０３−Ａがオンフックを検出すると（Ｓ３２０９）、無線専用電話機１０３−Ａはオンフック信号３０２０を無線専用電話機１０３−Ｂに送信する。一方、オンフック信号３０２０を受信した無線専用電話機１０３−Ｂは、オンフック確認信号３０２１を通信チャネル内の制御情報で送信する。
【０１１４】
前記オンフック確認信号３０２１を受信した無線専用電話機１０３−Ａは、通信チャネルを論理制御チャネルに切り替えて、内線通信終了信号３０２３を接続装置２に送信する。前記内線通信終了３００２は主装置１に送信され、無線専用電話機１０３−Ａに対して音声チャネル切断３０２４を送信する。同様に、主装置１は、無線専用電話機１０３−Ｂに対しても音声チャネル切断３０２６を送信する（Ｓ３１１１）。
【０１１５】
次に主装置１は、無線専用電話機Ａ，Ｂに対して割り当てていた音声チャネル等の通信リソースを解放する（Ｓ３１１２）。音声チャネル切断信号３０２５，３０２７を受信した無線専用電話機１０３−Ａ及び１０３−Ｂは、リソースを解放する。
以上の手順により内線間の直接通話を実現することができる。
【０１１６】
また、この手順の基本部分は次項で説明するコンピュータからプリンタへのデータ伝送の際にも用いられる。
６．コンピュータからプリンタへのデータ伝送時の処理例
本実施の形態の無線交換システムの特徴の１つとして、内線間で高速データ伝送が可能であるという点がある。そこで、コンピュータからプリンタへデータをバースト的に送信する場合の処理について説明を行う。主装置と端末の間の制御手順は、基本的に既に述べた内線間通話の処理と同じであるので、異なる部分を中心に説明する。
【０１１７】
まず、コンピュータの印刷用アプリケーションプログラムを起動する。すると、データ端末にインストールされている無線アダプタドライバが動作し、通信インターフェース部５０６を介して、無線アダプタ４にデータ送信要求および送信先番号（プリンタの内線番号）を送る。
次に、無線アダプタは内線間通話の発信手順に入る。つまり、論理制御チャネル（ＬＣＣＨＲ）により、主装置側に内線発信要求を送る。ただし、先の内線通話と異なり、バーストデータ用フレーム（ＢＤＦ）を使用する必要があるため、内線発信要求イベント情報内にはＢＤＦの割り当てを要求する情報が入っている。
【０１１８】
内線発信要求イベント情報を受信した主装置は、送信先であるプリンタに接続された無線アダプタに対し、論理制御チャネル（ＬＣＣＨＴ）を使って着信通知を行う。主装置は、プリンタ側から着信許可を受信すると、送信側であるコンピュータと着信側であるプリンタに対して使用するＢＤＦのホッピングパターンを割り当てる。
【０１１９】
ホッピングパターンを割り当てられた後は、コンピュータとプリンタとは主装置を介さないでデータ通信を開始する。ＢＤＦはバースト伝送を行うためのものであるので、通常は片方向のデータ伝送を行うが、通信開始時は１フレームごとに、コンピュータとプリンタとが順番に送信を行うものとしている。この間に、コンピュータから何フレーム分連続してデータを送信し、その後何フレーム分プリンタからデータを送信するかを取り決められる。このような手順を踏むことにより、端末のアプリケーションに応じて最適化されたチャネル使用を実現できる。
【０１２０】
これらの手順の終了後、無線アダプタは、コンピュータから受信した印刷データに誤り訂正処理を施し、フレームを組み立てた後、プリンタに送信することになる。ＢＤＦを使用することにより、４５０ｋｂｐｓ程度の伝送が可能となる。以上、コンピュータからプリンタへのデータ伝送について述べたが、コンピュータ間のデータ伝送についても全く同様の手順を用いることが可能となる。
【０１２１】
７．コンピュータから公衆網へのパソコン通信アクセス時の処理例
前項ではシステム内での高速データ伝送の手順について説明した。本システムにおいては、システム内のみならず、公衆網へのデータ伝送も可能となり、パソコン通信などのアプリケーションにも対応することができる。基本的な動作手順は、無線専用電話機から外線発信を行う場合と同じであるので、異なる部分を中心に説明を行う。
【０１２２】
まず、コンピュータのパソコン通信用アプリケーションプログラムが起動する。すると、データ端末にインストールされている無線アダプタドライバが動作し、通信インターフェース部５０６を介して、無線アダプタ４に外線発信要求を送る。
次に、無線アダプタは外線発信手順に入る。つまり、論理制御チャネル（ＬＣＣＨＲ）により、主装置側に外線発信要求を送り、ＰＣＦの空きスロットの割り当てを受ける。スロットの割り当てを受けた後は、ＰＣＦの３２ｋｂｐｓのスロットを用いてデータを伝送することになる。
【０１２３】
アナログ公衆回線に対してデータを伝送するためには、モデムによるデータを変調しておくことが必要である。そこで、外線ヘのデータ送信時には、無線アダプタ４の内部でデータをモデムで変調し、音声帯域（３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚ）で伝送可能な状態とする。モデムで変調されたデータは音声情報として扱うことができるので、本情報をＡＤＰＣＭ符号化し、フレーム組み立てを施すことになる。
【０１２４】
このような手順を踏むことで、通常の音声通話と同じ手順を用いて、パソコン通信などのアプリケーションに対応することが可能となる。
以上説明したとおり、本システムにおいては、従来の電話交換装置で行っていた通話機能に加え、高速データ伝送も可能となる。特に、データ端末はシステム内で高速データ伝送を行うと共に、公衆網へのアクセスも可能とするものである。
【０１２５】
（デジタル公衆網への接続例）
上記実施の形態においては、公衆回線としてアナログ公衆網を想定していた。しかしながら、現在デジタル公衆網（例えば、ＩＳＤＮ）の整備も急速に進んでおり、今後システムにＩＳＤＮを収容することが考えられる。
図３５に、ＩＳＤＮ用の無線アダプタの構成を示す。
【０１２６】
同図において、１００１はＩＳＤＮ端末、１００２はＩＳＤＮ端末用無線アダプタ、１００３は無線部、１００４は主制御部であり、ＣＰＵ及び、割り込み制御を行なう周辺デバイス、システムクロック用の発振器などから構成され、アダプタ内の各ブロックの制御を行なう。１００５はメモリであり、主制御部が使用するプログラムを格納する為のＲＯＭ、各種処理用のバッファ領域として使用するＲＡＭから構成される。１００６はＩＳＤＮフレームの組立／分解部であり、ＩＳＤＮフレームのレイヤ１の処理を行なう。つまり、ＡＭＩ符号を２値の符号に変換する機能、ＢチャネルとＤチャネルデータを多重化する機能、レイヤ１の起動を検出する機能などを有する。１００９はフレーム処理、無線制御を行なうチャネルコーデックであり、ＩＳＤＮ端末から受信したデータを無線フレームに組み立てる機能を有する。
【０１２７】
図３６にＩＳＤＮ端末と主装置との間のデータ通信用フレームを示す。
同図において、ＦＳＹＮは同期信号、ＬＣＣＨ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送られる論理制御チャネル、ＬＣＣＨ−Ｒは無線専用電話機から主装置へ送られる論理制御チャネル、ＩＳＤＮ−Ｔは主装置からＩＳＤＮ用無線アダプタに送信するデータスロットで、６４ｋｂｐｓの音声チャネル２チャンネル分と、１６ｋｂｐｓの制御チャネル１チャネル分が多重化されている。ＩＳＤＮ−ＲはＩＳＤＮ用無線アダプタから主装置に送信するデータスロットで、６４ｋｂｐｓの音声チャネル２チャネル分と、１６ｋｂｐｓの制御チャネル１チャネル分が多重化されている。
【０１２８】
ＩＳＤＮ端末から受信した１９２ｋｂｐｓのデータは、無線アダプタ内のＩＳＤＮフレームの組立／分解部で分解され、ＢチャネルデータとＤチャネルデータのみが取り出される。取り出した合計１４４ｋｂｐｓ分のデータを、図３６のフレーム中のＩＳＤＮ−Ｔに入れて主装置側に送信する。逆に、主装置からのデータはＩＳＤＮ−Ｒによって受信する。受信した１４４ｋｂｐｓのデータに所定のレイヤ１情報を付加し、ＡＭＩ符号に変換した上でＩＳＤＮ端末に送信する。
【０１２９】
ＩＳＤＮＩ／Ｆを有するテレビ会議端末が主装置を介してＩＳＤＮにアクセスする場合の手順を以下に説明する。
テレビ会議端末において発信要求が発生すると、ＩＳＤＮレイヤ１〜レイヤ３が起動しデータの送信が開始される。無線アダプタにおいては、ＩＳＤＮフレームの組立／分解部においてＤチャネル情報を取り出し、内容を解析する。その結果、発信要求（ＳｅｔＵｐコマンド）である場合には、無線リンクの獲得手順を開始する。つまり、実施の形態１で説明した無線専用電話機からの発信時と同じ手順で、発信要求を主装置に送出し、無線アダプタから発信要求を受けた主装置は、ＩＳＤＮ回線に発信要求を送出する。
【０１３０】
このような発信手順を終え、相手側が応答すると、ＩＳＤＮ回線側のＢチャネルを接続装置に接続する交換制御を行なう。相手端末から受信したＢチャネルデータは無線フレームのＩＳＤＮ−Ｔに入れてＩＳＤＮ端末に送られ、逆にＩＳＤＮ端末が送信したＢチャネルデータは無線フレームのＩＳＤＮ−Ｒに入れて相手端末に送られる。このようにして、本無線交換システムにＩＳＤＮ端末を収容することが可能となる。
【０１３１】
なお、ＩＳＤＮを介したテレビ会議などのアプリケーションを実施するためには、必ずしもＩＳＤＮインタフェースを持った端末は必要ではないことを付け加えておく。６４ｋｂｐｓまたは１２９ｋｂｐｓの伝送速度のデータを送受信する機能を有し、主装置と無線通信する機能を有する端末であれば、主装置内のＩＳＤＮ回線インタフェースを使ってＩＳＤＮへのアクセスが可能である。特に、その端末自身が無線アダプタの機能を内蔵すれば、ＩＳＤＮフレーム組立／分解部などは不要となり、より簡単な構成でテレビ会議などのアプリケーションを実現することができる。
【０１３２】
［実施の形態２］
以下、本発明にかかる実施の形態２の無線通信システムの構成を説明する。尚、以下に説明する本実施の形態２の特徴ある部分以外は、実施の形態１の構成及び動作と同様である。又、実施の形態１と２との組み合わせも可能である。
＜無線フレーム＞
図３７は本実施の形態２のシステムにおいて使用する無線フレームの構成、図３８は図３７の全体構成中の各フレームを示すものである。本システムにおいては、「主装置−無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＣＦと略）、「無線専用電話機間通信フレーム」（以下、ＰＰＦと略）、「バスとデータフレーム」（以下、ＢＤＦと略）の３つの異なるフレームを用いる。ＰＣＦとＰＰＦは回線交換チャネルであり、音声や映像などリアルタイム性の強いデータの通信を行う場合に使用する。ＢＤＦはパケット交換チャネルであり、データ端末間でピア−トゥ−ピアでのデータ通信を行う場合に使用する。以下、それぞれのフレームの内部データの詳細の説明を行う。
【０１３３】
図３７の（ａ）にＰＣＦを示す。同図において、ＣＮＴ−Ｔは主装置から無線専用電話機ヘ送るフレーム同期信号、論理制御情報などを有する制御フィールド、Ｔ１〜Ｔ４は４台の異なる無線専用電話機へ送る音声チャネル、Ｒ１〜Ｒ４は４台の異なる無線専用電話機から送られてくる音声チャネル、ＣＮＴ−Ｒは無銭端末から主装置に対して送る論理制御情報を含む制御フィールド、ＣＦは周波数切り替え期間を表す。また、ＰＣＦにおいて、Ｆ１，Ｆ３とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、１フレーム毎に周波数チャネルを変更することを示す。
【０１３４】
図３７の（ｂ）にＰＰＦを示す。同図において、ＣＮＴ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送るフレーム同期信号、論理制御情報などを有する制御フィールド、Ｔ１〜Ｔ３及びＲ１〜Ｒ３は３台の異なる無線専用電話機間の通信に用いる通話チャネルフィールド、ＣＮＴ−Ｒは無線端末から主装置に対して送る論理制御情報を含む制御フィールド、ＣＦは周波数切り替え期間を表す。また、このＰＰＦにおいて、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報ＣＮＴを受け取ったあと、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ５に切り替え、無線専用電話機間通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受取、周波数チャネルを無線専用電話機間通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順を無線専用電話機間通信が終了するまで繰り返すことを示している。
【０１３５】
図３７の（ｃ）にＢＤＦを示す。同図において、ＣＮＴ−Ｔは主装置から無線専用電話機へ送るフレーム同期信号、論理制御情報などを有する制御フィールド、ＣＳは端末間の競合制御を行うためのキャリアセンス期間、Ｒはランプ期間、ＰＲはプリアンブル送出フィールド、ＵＷはバイト同期をとるためのユニークワード、ＤＡＴＡはデータフィールド、ＣＦは周波数切り替え期間を示す。また、この図において、Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７とあるのは、このフレームを無線で伝送する際に使用する周波数チャネルのことで、ＰＣＦと異なり、Ｆ１で主装置から論理制御情報を受け取ったあと、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ５に切り替え、無線データ端末間の通信を行う。その後周波数チャネルをＦ３に切り替えて主装置から論理制御情報を受け取り、周波数チャネルをバーストデータ通信に確保されたＦ７に切り替えるという手順をバーストデータ通信が終了するまで繰り返す。
【０１３６】
図３８の（ａ）にＣＮＴ−Ｔフィールドを示す。同図において、ＣＳはキャリアセンスフィールド、Ｒはランプ期間、ＰＲ０はビット同期補足のための６４ビットのプリアンブル、ＳＹＮは３２ビットのフレーム同期信号、ＩＤは６４ビットのシステム呼び出し信号、ＵＷはユニークワード、ＢＦは基本フレーム番号フィールド、ＭＦはマルチフレーム番号フィールド、ＬＣＣＨＴは主装置から無線端末へ送信される論理制御情報、ＣＲＣはＣＮＴ−Ｔフィールドの誤り訂正符号である。なお、図中の数字は、本実施の形態の形態におけるビット数を示す。同期制御用接続装置３においては、他のシステムから受信するフレーム同期信号ＳＹＮを受信して、同期パルスを生成している。
【０１３７】
図３８の（ｂ）に音声チャネルのフレームを示す。同図において、Ｔ１〜Ｔ４とＲ１〜Ｒ４の構成は共通であるので、送信用音声チャネルを以下まとめてＴｎと表示し、受信用音声チャネルをまとめてＲｎと表示する。また、ＴｎとＲｎの構成も共通である。同図において、ＲＰ１は各スロット用プリアンブル、ＵＷはユニークワード、Ｂは３２ｋｂｐｓのＢチャネル情報、ＣＲＣは音声チャネル用の誤り訂正符号、ＧＴはガードタイム、ＲＶはリザーブを表す。
【０１３８】
図３８の（ｃ）に論理制御チャネルＣＮＴ−Ｒのフレーム構成を示す。同図において、ＬＣＣＨＲは無線端末から主装置に送られる論理制御情報を示し、他の符号は上述したものと同様なので、説明は省略する。
＜チャネルコーデック＞
図３９にチャネルコーデックの内部構成を示す。尚、図１０と同じ参照番号は、同様の機能を果す要素である。同図において、８０１はチャネルコーデック、８０２は無線部、８０３は無線専用電話機などに内蔵されるＡＤＰＣＭコーデック、８０４は無線専用電話機や無線アダプタのＣＰＵである。チャネルコーデック８０１の内部において、８０５は無線制御部であり、無線部に対して送受信の切り替えの制御と周波数ホッピングを制御する。さらに、データ送信に先立ちキャリア検出を行う機能も有する。８０６はＣＰＵ８０４との間で制御情報をやり取りするためのＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆであり、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit) 内の各部の状態や動作モードを記憶するレジスタを内蔵する。ＣＰＵ８０４からの制御信号やＡＳＩＣ内の各部の状態に応じてＡＳＩＣ各部の制御を行うものである。
【０１３９】
８０７はＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆであり、ＡＤＰＣＭコーデック８０３との間で音声信号のやり取りするために、シリアルデータ、同期クロックのやり取りを行う。８０８は送信フレーム処理部であり、ＡＤＰＣＭコーデック８０３からの信号やＣＰＵ８０４から入力された論理制御データを、図３７に示した送信フレームに組み立てる。８０９は受信フレーム処理部であり、無線部８０２からの信号のフレームから制御情報や音声データを取り出し、ＡＤＰＣＭコーデックｉ／ｆ８０６やＣＰＵｉ／ｆ８０７に渡す。８１０はＤＰＬＬで構成される同期処理部であり、受信信号からクロックを再生してビット同期の捕捉を行う。
【０１４０】
８１１は、ホッピングパターンを保持するホッピングパターンレジスタである。８１２はＡＤコンバータであり、無線部８０２からのアナログ信号をディジタル信号に変換してＣＰＵｉ／ｆ８０７へ渡す。
（ホッピングパターンレジスタ８１１）
ホッピングパターンレジスタ８１１の詳細ブロック図を図４０に示す。
【０１４１】
図４０において、８２１〜８４０は、基本フレーム番号フィールドＢＦ１〜２０に対応する周波数番号を記憶するレジスタである。８４１はデータバスであり、ＣＰＵｉ／ｆ８０７を介してＣＰＵ８０４のデータバスに接続されている。８４２はアドレスバス、８４３はＢＦ符号レジスタであり、セレクタ８４４によりどちらがアドレスデコーダ８４５に入力されるかが切り替えられる。ＢＦ番号レジスタ８４３には各時点におけるＢＦ番号が入っている。８４５はアドレスデコード部であり、８２１〜８４０のどのレジスタにアクセスするかを決定するものである。８４６は無線制御部８０５を介して無線部内の周波数シンセサイザを制御する５ビットのデータバスである。
【０１４２】
ＣＰＵ８０４がホッピングパターンで使用する周波数を決定する場合には、無線部８０２でキャリアセンスを行い、無線部８０２からのアナログ信号をＡＤコンバータ８１２でディジタル信号に変換し、ＣＰＵｉ／ｆ８０７へ渡す。ＣＰＵｉ／ｆ８０７ではこのディジタル信号をＣＰＵ８０４へ渡し、ＣＰＵ８０４でこのディジタル信号のレベルを測定する。このレベルを無線部８０２での受信レベルとし、この受信レベルが所定値より小さい周波数が雑音が少ない周波数と判定し、それぞれの周波数レジスタ８２１〜８４０のＩ／Ｏアドレスに受信レベルの小さい周波数番号を順に書き込む。書き込みの場合は、アドレスバス８４２がセレクタ８４４でセレクトされてそのデータがデコードされ、所定の周波数レジスタにデータが書き込まれる。
【０１４３】
一方、通常動作時には、ＢＦ番号レジスタ８４３のデータがセレクタ８４４でセレクトされてアドレスデコード部８４５に入力され、順次に周波数レジスタ８２１〜８４０をセレクトしてリードアクセスを行う。ＢＦ番号レジスタ８４３が出力する番号の周波数レジスタに入っている周波数番号情報が、無線部８０２に接続されるバスに出力され、所定のタイミングで無線部８０２の周波数シンセサイザに書き込まれるものである。
【０１４４】
ＡＳＩＣの基本動作については、上記実施の形態１と同様であり、以下本実施の形態２の特徴部分を説明する。以下で説明のない部分は実施の形態１の説明に従う。
＜周波数ホッピングパターンの一例＞
図４１に本実施の形態で使用する周波数ホッピングの概念図を示す。本実施の形態のシステムでは、２６ＭＨｚの帯域を利用した１ＭＨｚ幅の２６の周波数チャネルを使用する。妨害ノイズなどで使用できない周波数がある場合を考慮し、２６のチャネルの中から２０の周波数チャネルを選択し、選択した周波数チャネルを所定の順番で周波数ホッピングを行う。このシステムでは、１フレームが５ｍｓの長さを持ち、１フレーム毎に周波数チャネルをホッピングしていく。そのため１つのホッピングパターンの１周期の長さは１００ｍｓである。
【０１４５】
同図において、異なるホッピングパターンは異なるアルファベットで示している。たとえばホッピングパターンＡの場合であれば、Ｔ１の時間にはチャネルＦ１を、Ｔ２の時間にはチャネルＦ２を…というようにホップしていく。このように、同じ時間で同じ周波数が使用されることがないようなパターンを各フレームで使用することにより、データ誤りが発生することを防ぐことが可能となるものである。
【０１４６】
特に、本実施の形態では、相互干渉が起こらないように隣接チャネルが同時に使用されることがないようにしている。使用する周波数の順番はＦ１，Ｆ２，…，Ｆ１９，Ｆ２０，Ｆ１，…と全てのパターンで共通となっている。しかし、時間軸上では２タイムスロット（１０ｍｓ）分だけシフトしているために、同一時間では隣接するチャネルが使用されていない。例えば、図４１におけるＴ１スロットを縦に見ると、この時間に使用されている周波数はＦ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７，Ｆ９，Ｆ１１，Ｆ１３，Ｆ１５，Ｆ１７，Ｆ１９であり、それぞれ隣接していないことがわかる。
【０１４７】
なお、本システムにおいては複数の接続装置を収容する場合、接続装置間での干渉を防止するために、それぞれの接続装置で異なるホッピングパターンを使用することも本システムの特徴となっている。これらのホッピングパターンは、接続装置及び無線端末内のチャネルコーデックのホッピングパターンレジスタ８１１に設定され、フレーム送信タイミングに同期して周波数データが無線部８０２内の周波数シンセサイザに書き込まれることになる。
【０１４８】
＜主装置１（接続装置２）の電源投入時の動作フロー＞
図４２は本実施の形態の主装置１（接続装置２）の電源投入時の動作フローチャートである。尚、電源投入時のシーケンスは、図２２と同様である。
図４２において、主装置１（接続装置２）本体の電源スイッチを投入すると、主装置１（接続装置２）は、本体の初期設定を行う（ステップＳ１３０１）。次に接続装置２は、２６個の全周波数チャネルでキャリア強度測定を行い、所定値よりキャリア（ノイズ）レベルの低いチャネルを２０個選択し（ステップＳ１３０２）、主装置１のＣＰＵ２０１へ通知する（ステップＳ１３０３）。主装置１のＣＰＵ２０１はノイズレベルの低い周波数チャネルを通知されると、その周波数チャネルを用いて、図４１に示した相互干渉が起こらないような同一時間には隣接しない周波数を用いて、接続装置２が使用するホッピングパターンと無線装置間で使用するホッピングパターンとを複数作成し、ＲＡＭ２０３に記憶すると共に（ステップＳ１３０４）、各接続装置２が使用するホッピングパターンを各接続装置２のＣＰＵ３０１へ通知する（ステップＳ１３０５）。
【０１４９】
ホッピングパターンを通知された接続装置２のＣＰＵ３０１は、接続装置２内のチャネルコーデック３０７にホッピングパターンを書き込む（ステップＳ１３０６）。ここで、チャネルコーデックへの書き込み手順を説明する。ホッピングパターンは、時間単位を示す１〜２０のＢＦでそれぞれどの周波数を使用するかを示すものである。従って、チャネルコーデックにあるＢＦ１〜ＢＦ２０に相当する２０個の８ビットレジスタに、順次周波数番号を書き込むことで設定は完了できる。本実施の形態の場合に周波数チャネルは２０個存在するので、それぞれの周波数レジスタに１〜２６のうちのどれかの番号を設定することになる。
【０１５０】
このようにしてホッピングパターンのチャネルコーデックへの設定が終了すると、周波数を切り替えながら送信動作を行うことが可能となる。具体的には、チャネルコーデックで生成する周波数切り替えタイミング信号に同期して、そのフレームのＢＦ番号に対する周波数番号を自動的に読み出し、無線部８０２内の周波数シンセサイザに書き込む。周波数切り替えタイミング信号は、図３７においてＣＦと示されるフィールドである。
【０１５１】
続いてステップＳ１３０７で、前記ホッピングパターン（次の単位時間にホッピングする周波数）ならびに本システムのＩＤを付加したＰＣＦフレームを無線端末１０３宛に送信する（図２２の２１０１参照）。この時、ＰＣＦフレーム中のＩＤ部にはシステムＩＤを含み、またＬＣＣＨ部には無線端末側で使用可能な空き制御チャネルの情報が含まれている。
【０１５２】
次に、主装置１（接続装置２）は無線端末１０３からのシステムＩＤおよび無線端末ＩＤ等の位置登録のための情報を受信したならば（ステップＳ１３０８，図２２の２１０２参照）、ステップＳ１３０９で前記無線端末１０３のＩＤを記憶し、該無線通信制御情報を伝送する制御チャネルを決定して、ステップＳ１３１０にてこれを該無線端末１０３宛に通知する（図２２の２１０３参照）。
【０１５３】
＜コンピュータからプリンタへのデータ伝送時の処理例＞
データ端末間の通信動作の例として、コンピュータからプリンタへのデータ伝送についての説明を、図４３，図４４，図４５に従って行う。図４３は発信側のデータ通信時の動作フローチャートであり、図４４は着信側のデータ通信時の動作フローチャートであり、図４５はデータ通信時の主装置の動作フローチャートである。本実施の形態では、データ端末間通信の一例として、コンピュータからプリンタへデータをバースト的に送信する場合の処理について説明する。この場合は、データ通信用のホッピングパターンがデータ端末に割り当てられるので、ＢＤＦ用のホッピングパターンをチャネルコーデックに設定することが必要になる。
【０１５４】
先ず、コンピュータの印刷用アプリケーションプログラムを起動すると（Ｓ１８０１）、データ端末にインストールされている無線アダプタドライバが動作し、通信インターフェース部５０６を介して、無線アダプタ４にデータ送信要求及び送信先番号（プリンタの内線番号）を送る。無線アダプタ４は、このデータ送信要求と送信先番号を主装置１へ送信する（Ｓ１８０２）。
【０１５５】
無線アダプタからの発信要求を受信した主装置１は（図４５のＳ２００１）、受信した送信先番号の無線アダプタへ着信要求を送信する（Ｓ２００２）。着信側無線アダプタが着信要求を受信すると（図４３のＳ１９０１）、データ通信が可能かを判断し、不可能な場合はビジーを主装置に通知する（Ｓ１９０２）。主装置はビジーが通知されると、着信側がデータ通信不可能と判断し（Ｓ２００３）、発信側の無線アダプタヘビジーを通知する（Ｓ２００４）。ビジーを通知された発信側無線アダプタは、コンピュータへビジーを通知する（Ｓ１８０４）。
【０１５６】
また、着信要求を受信した着信側無線アダプタが、着信可能であると判断すると（Ｓ１９０１）、主装置に対して着信応答を通知する（Ｓ１９０３）。着信応答を受信した主装置は、着信側がデータ通信可能であると判断し（Ｓ２００３）、ＲＡＭ２０３に記憶されているホッピングパターンの中からＢＤＦ用のホッピングパターンを決定し（Ｓ２００５）、発信側と着信側の無線アダプタに、そのホッピングパターンをＬＣＣＨ−Ｔを使用して通知する（Ｓ２００６）。
【０１５７】
発信側と着信側の無線アダプタでは、ＢＤＦ用のホッピングパターンを受信すると（Ｓ１８０３，Ｓ１９０４）、ＢＤＦ用のホッピングパターンをＰＣＦ用のホッピングパターンと区別してチャネルコーデック内のホッピングパターンレジスタ８１１に書き込む（Ｓ１８０５，Ｓ１９０５）。書き込み手順は、主装置立ち上げ時の手順と同様である。ホッピングパターンレジスタ８１１への書き込みが終了すると、主装置から送られてくるＰＣＦ用のＣＮＴ−Ｔ内のＢＦフィールドを参照して、その時点の基本フレーム番号を認識し、その基本フレーム番号に相当するホッピングパターンレジスタを読み出し、所定のタイミングで周波数シンセサイザを制御する。周波数シンセサイザへ書き込むタイミングは、ＣＮＴ−Ｔの後段のＣＦフィールドである。
【０１５８】
以上のようにして、所定の周波数が無線部５０３にセットされると、着信側の無線アダプタはＢＤＦ用のホッピングパターンで受信待機を行う（Ｓ１９０６）。
また、所定の周波数が無線部５０３にセットされた発信側の無線アダプタは、ＢＤＦのキャリアセンサ用フィールドでキャリア検出を行う（Ｓ１８０６）。この間にキャリアを検出した場合には（Ｓ１８０８）、他の端末がＢＤＦを使用してすると考えられるので、データ送信は中止する（Ｓ１８０７）。キャリアを検出しない場合には（Ｓ１８０８）、他の端末はＢＤＦを使用しないと考えられるので、データ送信を行うことを他の端末へ知らせるために、キャリアを送出し（Ｓ１８０９）、無線アダプタ内のメモリからデータを読み取り、データの送出を開始する（Ｓ１８１０）。
【０１５９】
なお、キャリアセンスによる上記競合制御においては、全ての端末が同じタイミングでキャリア検出を行った場合、衝突の発生頻度が高くなる。従って、キャリアセンスを開始するタイミング、キャリア送出を開始するタイミングは、所定のキャリアセンス時間の範囲内でランダムに選択するようにしなければならない。
【０１６０】
一方、受信側であるプリンタも、ＢＤＦに割り当てられたホッピングパターンに従って周波数を切り替えながら、データの受信を行っている（Ｓ１９０７）。受信したデータのうち、プリンタのアドレスが付加されているもののみを自分当てのデータとして内部のメモリに取り込むことになる。なお、エラー情報などをプリンタからコンピュータに通知する必要が発生したときには、プリンタが送信手順を行うことになる。
【０１６１】
このようにして、ＢＤＦを使用すれば、最高で４９２ｋｂｐｓ程度の伝送速度でコンピュータのデータをプリンタに送信することが可能となる。
＜周波数ホッピングパターンの他例＞
また、実施の形態２においては、図４１に示した様に同一の順番に並べられた周波数チャネルを２タイムスロット分だけシフトして使用することにより、隣接チャネルを使用しないものであった。しかし、使用する周波数チャネルを２つ以上のグループに分割し、分割した各グループ内には隣接チャネルを入れないような方法で、隣接チャネルの同時使用を防止する方法もある。図４６にこの場合のホッピングパターンを示す。
【０１６２】
同図においては、奇数番号のチャネルを第１のグループ、偶数番号のチャネルを第２のグループとし、Ｔ１〜Ｔ１０においては第１のグループを、Ｔ１１〜Ｔ２０においては第２のグループを全ての端末が使用するようになっている。各グループ内ではＡ，Ｂ，Ｃ，…と順番に並んでいるが、この並び方は全く任意のものでよい。このようにして、同一時間においては隣接するチャネルを使用しないホッピングパターンを生成することが可能となる。
【０１６３】
尚、上記実施の形態１及び２においては、集中制御局がシステム全体の同期をとる交換通信システムについて説明を行った。しかしながら、集中制御局が存在しないような場合にも同様なホッピングパターンを使用することは可能である。この場合、それぞれの端末内のチャネルコーデックで電波環境を測定する機能を有し、独自で電波環境を測定するなどしてホッピングパターンを決定することになる。
【０１６４】
又、上記実施の形態１及び２においては、構内用の通信ネットワークを想定していたが、システム構成についてはこれに限るものではない。自動車電話システムなどの屋外のシステムであっても、同様のホッピングパターンを使用することが可能である。
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１６５】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１６６】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１６７】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１６８】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応する処理を実行するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、図４７のメモリマップ例に示す各モジュールを記憶媒体に格納することになる。すなわち、少なくとも使用不可の周波数をホッピングパターンから除く周波数選択モジュール、および同一時間に互いの周波数が隣りあわないように複数のホッピングパターンを作成するホッピングパターン作成モジュールの各モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すればよい。
【０１６９】
以上のように上記実施の形態によれば、妨害や障害を回避して、安定した通信品質で周波数ホッピング通信を行える。
【０１７０】
又、使用不能は周波数チャネルを再度選択する冗長を避け、効率的に使用可能な周波数チャネルを用いたホッピングパターンを得ることができる。
【０１７１】
又、使用可能な周波数の数が周波数ホッピングの数に不足するという問題も考慮して、通信できない状態を回避することができる。又、各周波数における平均送信電力を均一にすることができる。更に、通信環境に応じた周波数でホッピングパターンを作成することができる。
【０１７２】
又、使用不能な周波数チャネルを入れ換えた履歴を記憶し、その履歴を参照して入れ替え周波数チャネルを選択することにより、使用不能な周波数を再度選択する冗長を避け、使用可能な周波数チャネルで構成されるホッピングパターンを効率的に得ることができる。
又、ホッピングパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報により、置き換えた履歴を記憶しながら使用不能周波数を使用可能周波数で置き換えるようにしたことにより、ホッピング周波数がホッピングパターン数よりも少ない場合でもシステム不動作を回避することができる。
【０１７３】
又、ホッピングパターン中の使用可能周波数と使用不能周波数の情報と置き換えた履歴の情報によって使用可能な周波数を均一に使用することにより、各周波数の平均送信電力が均一になり、秘話性や耐干渉性が改善される。又、無線通信装置を使用する環境に応じた周波数でホッピングパターンを作成することができる。すなわち、同時に使用する周波数は隣接しない周波数で、ホッピングパターンを作成するので、同時に複数の通信を行っても相互干渉により通信が行えることを防ぐことができる。
【０１７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御装置を介さない直接通信する際に、指定された通信相手との通信直前の周波数チャネルの状態に応じたホッピングパターンを使用して、直接通信を開始することができる。更に、直接通信を制御する制御装置が直接通信用のホッピングパターンを変更して通知するので、システムとして安定した通信品質で直接通信を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の無線交換システムの構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１の無線交換システムにおける交換機の構成例を示す図である。
【図３】実施の形態１の無線交換システムにおける接続装置の構成例を示す図である。
【図４】実施の形態１の無線交換システムにおける無線専用電話機の構成例を示す図である。
【図５】実施の形態１の無線交換システムにおける無線アダプタの構成例を示す図である。
【図６】実施の形態１の無線交換システムにおけるモデム内臓無線アダプタの構成例を示す図である。
【図７】実施の形態１の無線交換システムにおける無線部の構成例を示す図である。
【図８】実施の形態１の無線交換システムで使用するフレームフォーマットの全体構成を示す図である。
【図９】実施の形態１の無線交換システムで使用する各フレームフォーマットを示す図である。
【図１０】実施の形態１の無線交換システムで使用するチャネルコーデックの構成例を示す図である。
【図１１】実施の形態１の無線交換システムで使用する周波数ホッピング方式を説明する図である。
【図１２】実施の形態１の無線交換システムで使用するＦＨパターン選択例を示す図である。
【図１３】実施の形態１の無線交換システムで使用するＦＨパターン変更方式の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１の無線交換システムで使用する未使用周波数チャネルの入れ替え方式を示す図である。
【図１５】実施の形態１の無線交換システムで使用する未使用周波数チャネルの並び替え方式を示す図である。
【図１６】実施の形態１の無線交換システムで使用する使用不能履歴蓄積方式の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１の無線交換システムで使用する使用不能履歴方式を示す図である。
【図１８】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え方式を示す図である。
【図１９】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え方式の平均送信電力を示す図である。
【図２０】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え変更方式を示す図である。
【図２１】実施の形態１の無線交換システムで使用するホッピング周波数の置き換え変更方式の平均送信電力を示す図である。
【図２２】実施の形態１の無線交換システムにおける電源投入時のシーケンスを示す図である。
【図２３】実施の形態１の無線交換システムにおける主装置電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図２４】実施の形態１の無線交換システムにおける無線端末電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態１の無線交換システムにおける外線発信時のシーケンスを示す図である。
【図２６】実施の形態１の無線交換システムにおける外線発信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図２７】実施の形態１の無線交換システムにおける外線発信時の無線専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図２８】実施の形態１の無線交換システムにおける外線着信時のシーケンスを示す図である。
【図２９】実施の形態１の無線交換システムにおける外線着信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態１の無線交換システムにおける外線着信時の無線専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図３１】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信の主装置、接続装置、発呼側専用電話機、着呼側専用電話機の制御データのシーケンスを示す図である。
【図３２】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３３】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信時の発呼側専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図３４】実施の形態１の無線交換システムにおける内線通信時の着呼側専用電話機の動作手順を示すフローチャートである。
【図３５】実施の形態１の無線交換システムで使用するＩＳＤＮ端末用無線アダプタの構成例を示す図である。
【図３６】実施の形態１の無線交換システムで使用するＩＳＤＮ通信時のフレームフォーマット例を示す図である。
【図３７】実施の形態２の無線交換システムで使用するフレームフォーマットの全体構成を示す図である。
【図３８】実施の形態２の無線交換システムで使用する各フレームフォーマットを示す図である。
【図３９】実施の形態２の無線交換システムで使用するチャネルコーデックの構成例を示す図である。
【図４０】実施の形態２のホッピングパターンレジスタの構成例を示す図である。
【図４１】実施の形態２の無線交換システムで使用する周波数ホッピング方式の一例を説明する図である。
【図４２】実施の形態２の無線交換システムにおける主装置電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図４３】実施の形態２の無線交換システムにおけるデータ通信時の発信側の動作手順を示すフローチャートである。
【図４４】実施の形態２の無線交換システムにおけるデータ通信時の着信側の動作手順を示すフローチャートである。
【図４５】実施の形態２の無線交換システムにおけるデータ通信時の主装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図４６】実施の形態２の無線交換システムで使用する周波数ホッピング方式の他例を説明する図である。
【図４７】本実施の形態の無線交換システムでプログラムを供給するための記憶媒体の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 主装置
２ 接続装置
３ 無線専用電話機
４ 無線アダプタ
５ データ端末
７ アナログ公衆回線
９ デジタル公衆回線
１０ 単独電話機
１１ ファクシミリ
Claims (9)
- 複数の通信装置と前記複数の通信装置の通信を制御する制御装置を有するシステムにおいて周波数ホッピングを行なう通信方法であって、
通信相手を指定する情報を入力する入力工程と、
前記制御装置を介さずに前記通信装置間で直接通信する際に、前記入力工程において入力された情報に基づいて、通信相手を呼び出す呼出工程と、
周波数チャネルが使用可能か否かを判別する判別工程と、
前記制御装置が、前記呼出工程において前記通信相手を呼び出す際に、前記判別工程の判別で使用不能な周波数チャネルがあった場合、前記直接通信に使用するホッピングパターンを変更する変更工程と、
前記制御装置から前記直接通信する通信装置に対して、前記変更工程において変更した前記直接通信に使用するホッピングパターンを通知する通知工程と、
を有することを特徴とする通信方法。 - 前記判別工程における判別は、周波数チャネルのキャリアレベルに基づいて行われることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
- 周波数チャネルのキャリアレベルが予め決められたレベル以下の場合に該周波数チャネルを使用可能とし、それ以外の場合は周波数チャネルを使用不能とすることを特徴とする請求項２記載の通信方法。
- 前記判別工程では、使用不能な周波数チャネルがあった場合にその履歴を記憶し、前記変更工程では、前記使用不能な周波数チャネルを他の周波数チャネルと入れ換えてホッピングパターンを変更する場合に、前記履歴を参照して前記他の周波数チャネルを選択することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
- 前記変更工程で使用不能な周波数チャネルを他の周波数チャネルと入れ換えてホッピングパターンを変更する場合に、前記他の周波数チャネルを使用可能な周波数チャネルから選択することを特徴とする請求項１又は４記載の通信方法。
- 前記変更工程では、前記使用可能な周波数チャネルの数が周波数チャネルの切り替えに必要な数に不足する場合に、前記使用不能な周波数チャネルを一度使用している使用可能な周波数チャネルに置き替えることを特徴とする請求項５記載の通信方法。
- 複数の他の通信装置の通信を制御する無線通信装置であって、周波数ホッピングを行なう無線通信装置において、
通信相手を指定する情報を入力する入力手段と、
前記無線通信装置を介さずに前記他の通信装置間で直接通信する際に、前記入力手段により入力された情報に基づいて、通信相手を呼び出す呼出手段と、
周波数チャネルが使用可能か否かを判別する判別手段と、
前記呼出手段により前記通信相手を呼び出す際に、前記判別手段の判別で使用不能な周波数チャネルがあった場合、前記直接通信に使用するホッピングパターンを変更する変更手段と、
前記直接通信を行う前記他の通信装置に対して、前記変更手段により変更した前記直接通信に使用するホッピングパターンを通知する通知手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 前記判別手段による判別は、周波数チャネルのキャリアレベルに基づいて行われることを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
- 前記変更手段は、使用不能な周波数チャネルを他の周波数チャネルと入れ換えてホッピングパターンを変更することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
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