JP4013970B2 - 無線通信端末 - Google Patents
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Description
ここで、周波数ホッピング方式の通信システムでは、送信側通信装置と受信側通信装置とが、同一のホッピングシーケンス(ホッピングパターン)に従って、送信周波数および受信周波数を互いに同期してホップさせる。この時使用される送受信周波数のホッピングシーケンスには、繰り返し周期の比較的短いものと、秘匿性を向上させるために長い繰返し周期を持つものとがある。そして、ホッピングシーケンスが上記何れの場合であっても、受信側通信装置では、送信側通信装置で現在使用されている送信周波数がホッピングシーケンス中のどの周波数かを特定し、受信周波数のホッピングタイミングを送信側通信装置に同期させる同期捕捉技術が重要となる。
低速周波数ホッピングスペクトル拡散通信方式は、周波数ホッピングレートがデータレートよりも低い方式で、複数のシンボルを1つの周波数で伝送する。このような低速周波数ホッピングスペクトル拡散通信方式として、特許文献1には、復調した情報のビット数を数えることにより周波数の切り替えタイミングを決定し、送信機と受信機の周波数同期を取る方式が開示されている。また、特許文献2には、次に使用する周波数情報をパケット中に含ませ、パケット中に含まれる周波数情報を使用することにより、送信機と受信機の使用周波数の同期を取る方法が開示されている。さらに、特許文献3には、f−V変換を行うことにより周波数のずれを検知し、受信側の周波数を設定する方式が開示されている。
また、特許文献4に開示された方法では、従来の高速ホッピングの同期捕捉にかかる時間を短縮する方法が示されているが、その方法を用いたとしても相関を取る時間が必要であることに変わりないだけでなく、複数の相関をとる為の回路が必要となり受信機の回路が複雑になるという問題があった。
また、本発明の第2の目的は、周波数オフセットを伴うことなく送信側と受信側との間で周波数ホッピング動作を行わせることが可能であるとともに、周波数同期のためのプリアンブル信号を不要とすることが可能な無線通信端末および無線通信制御方法を提供することである。
これにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を第1および第2無線送信部ならびに第1および第2無線受信部の双方で有線にて共有することを可能としつつ、同一製品内におけるデータ伝送を無線にて行うことが可能となり、同一製品内におけるデータ伝送を効率よく行うことが可能となる。
これにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を無線送信部および無線受信部の双方で共有しながら、スロット長を変化させることが可能となる。このため、無線送信部および無線受信部の双方で周波数ホッピングを安定して行わせることを可能としつつ、データ通信を効率よく行わせることが可能となり、受信側でホッピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、周波数ホッピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となるとともに、通信スループットを向上させることができる。
これにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を無線送信部および無線受信部の双方で共有しながら、ホッピング周波数を適応的に変化させることが可能となる。このため、通信状況が悪い周波数を避けながら、無線送信部および無線受信部の双方で周波数ホッピングを安定して行わせることが可能となり、受信側でホッピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、周波数ホッピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となるとともに、通信スループットを向上させることができる。
これにより、無線送信部および無線受信部を常に同一周波数に同期させながらスペクトラム拡散無線通信を行なわせることが可能となり、回路構成の簡略化を図りつつ、限られた周波数帯域の中に多くの独立した通信チャネルを確保することができる。
これにより、ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を無線送信部および無線受信部の双方で有線にて共有しながら、ホッピング周波数またはチャーピング周波数を適応的に変化させることが可能となる。このため、通信状況が悪い周波数を避けながら、無線送信部および無線受信部の双方で周波数ホッピングまたは周波数チャーピングを安定して行わせることが可能となり、受信側でホッピングパターンまたはチャーピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、周波数ホッピング方式または周波数チャーピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となるとともに、通信スループットを向上させることができる。
これにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を第1および第2無線送信部ならびに第1および第2無線受信部の双方で有線にて共有することを可能としつつ、同一製品内におけるデータ伝送を無線にて行うことが可能となり、同一製品内におけるデータ伝送を効率よく行うことが可能となる。
これにより、ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を無線送信部および無線受信部の双方で有線にて共有しながら、スロット長を変化させることが可能となる。このため、無線送信部および無線受信部の双方で周波数ホッピングまたは周波数チャーピングを安定して行わせることを可能としつつ、データ通信を効率よく行わせることが可能となり、受信側でホッピングパターンまたはチャーピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、周波数ホッピング方式または周波数チャーピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となるとともに、通信スループットを向上させることができる。
これにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を無線送信部および無線受信部の双方で有線にて共有することを可能としつつ、同一製品内におけるデータ伝送を無線にて行うことが可能となり、同一製品内におけるデータ伝送を効率よく行うことが可能となる。
生成する局部発振器と、前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる制御部と、前記ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を前記第1および第2の内部無線通信制御部の双方に、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて供給する有線部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る無線通信端末によれば、第1半導体チップが実装された第1実装基板と、第2半導体チップが実装された第2実装基板と、前記第1実装基板上に形成され、前記第1半導体チップに接続された第1の内部無線通信用アンテナと、前記第2実装基板上に形成され、前記第2半導体チップに接続された第2の内部無線通信用アンテナと、前記第1半導体チップに搭載され、前記第1および第2実装基板間におけるデータ伝送を所定の周波数ホッピングシーケンスに従って内部無線通信にて行う第1の内部無線通信制御部と、前記第2半導体チップに搭載され、前記第1および第2実装基板間におけるデータ伝送を所定の周波数ホッピングシーケンスに従って内部無線通信にて行う第2の内部無線通信制御部と、前記周波数ホッピングシーケンスに従って周波数ホッピングを行わせるための情報を前記第1および第2の内部無線通信制御部の双方に有線で送出するホッピング制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る無線通信端末によれば、第1筐体部と、前記第1筐体部に連結された第2筐体部と、前記第1筐体部と前記第2筐体部との間の位置関係を変えられるように前記第1筐体部と前記第2筐体部とを連結する連結部と、前記第1筐体部または前記第2筐体部に搭載された外部無線通信用アンテナと、前記第1筐体部に搭載され、前記外部無線通信用アンテナを介して行われる外部無線通信の制御を主として司る外部無線通信制御部と、前記第2筐体部に搭載された表示部と、前記第1筐体部に搭載された第1の内部無線通信用アンテナと、前記第2筐体部に搭載された第2の内部無線通信用アンテナと、前記第1筐体部に搭載され、局部発振信号の供給を受けながら内部無線通信処理を行う第1の内部無線通信制御部と、前記第2筐体部に搭載され、前記局部発振信号の供給を受けながら内部無線通信処理を行う第2の内部無線通信制御部と、 前記局部発振信号を生成する局部発振器と、前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる制御部と、前記ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を前記第1および第2の内部無線通信制御部の双方に、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて供給する有線部とを有することを特徴とする。
これにより、ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を無線送信部および無線受信部の双方で有線にて共有することが可能となる。このため、周波数ホッピングまたは周波数チャーピングを行わせるための情報を無線で送る必要がなくなり、受信側でホッピングパターンまたはチャーピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、周波数ホッピング方式または周波数チャーピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となる。
図1は、本発明の無線通信制御方法が適用されるクラムシェル型携帯電話を開いたときの状態を示す斜視図、図2は、本発明の無線通信制御方法が適用されるクラムシェル型携帯電話を閉じたときの状態を示す斜視図である。
図1および図2において、第1筐体部1の表面には、操作ボタン4が配置されるとともに、第1筐体部1の下端にはマイク5が設けられ、第1筐体部1の上端には外部無線通信用アンテナ6が取り付けられている。また、第2筐体部2の表面には、表示体8が設けられるとともに、第2筐体部2の上端にはスピーカ9が設けられている。また、第2筐体部2の裏面には、表示体11および撮像素子12が設けられている。なお、表示体8、11としては、例えば、液晶表示パネル、有機ELパネルまたはプラズマディスプレイパネルなどを用いることができる。また、撮像素子12としては、CCDまたはCMOSセンサなどを用いることができる。また、第1筐体部1および第2筐体部2には、第1筐体部1と第2筐体部2との間で内部無線通信を行う内部無線通信用アンテナ7、10がそれぞれ設けられている。
また、内部無線通信用アンテナ7、10を第1筐体部1および第2筐体部2にそれぞれ設けることにより、内部無線通信用アンテナ7、10を用いた内部無線通信にて第1筐体部1と第2筐体部2との間のデータ伝送を行うことができる。例えば、外部無線通信用アンテナ6を介して第1筐体部1に取り込まれた画像データや音声データを、内部無線通信用アンテナ7、10を用いた内部無線通信にて第2筐体部2に送り、表示体8に画像を表示させたり、スピーカ9から音声を出力させたりすることができる。また、撮像素子12にて撮像された撮像データを、内部無線通信用アンテナ7、10を用いた内部無線通信にて第2筐体部2から第1筐体部1に送り、外部無線通信用アンテナ6を介して外部に送出させることができる。
図3において、第1筐体部21の表面には、操作ボタン24が配置されるとともに、第1筐体部21の下端にはマイク25が設けられ、第1筐体部21の上端には外部無線通信用アンテナ26が取り付けられている。また、第2筐体部22の表面には、表示体28が設けられるとともに、第2筐体部22の上端にはスピーカ29が設けられている。また、第1筐体部21および第2筐体部22には、第1筐体部21と第2筐体部22との間で内部無線通信を行う内部無線通信用アンテナ27、30がそれぞれ設けられている。
図4は、本発明の第1実施形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。
図5において、周波数ホッピングパターンメモリ112には、複数のホッピングパターンP1〜PNが記憶され、各ホッピングパターンP1〜PNには、ホッピング周波数系列が設定されている。例えば、ホッピングパターンP1には、f1、f10、f27、f7、f9、f12、・・・、f22というホッピング周波数系列が設定され、ホッピングパターンP2には、f14、f22、f31、f5、f24、f7、・・・、f3というホッピング周波数系列が設定されている。
ここで、周波数ホッピングパターンメモリ112から読み出したホッピング周波数系列を周波数指定信号として所定の周期で周波数シンセサイザ114、115に有線にて送出することにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を送信側および受信側の双方で共有することが可能となる。このため、周波数ホッピングを行わせるための情報を無線で送る必要がなくなり、受信側でホッピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、送信側および受信側の双方で周波数ホッピングを安定して行わせることが可能となる。
図6において、第1筐体部K21には、第1筐体部K21と第2筐体部K22との間の通信処理全体を制御する制御部301、周波数ホッピングパターンを記憶する周波数ホッピングパターンメモリ316、制御部301からの制御に従って周波数指定信号を周波数シンセサイザ314、315に有線にて送出するホッピング制御装置317、送信データをベースバンド信号に変換したり、受信信号の復調処理を行ったりする変復調回路302、ホッピング制御装置317から送られた周波数指定信号に基づいて局部発振信号を生成する周波数シンセサイザ314、内部無線通信用アンテナ306を介して行われる無線送信の制御を司る送信部303、内部無線通信用アンテナ306を介して行われる無線受信の制御を司る受信部304、内部無線通信用電波の送受信を第1筐体部K21側で行う内部無線通信用アンテナ306、内部無線通信用アンテナ306への切り替えを送信部303と受信部304との間で行うスイッチ305および周波数シンセサイザ314への切り替えを送信部303と受信部304との間で行うスイッチ312が設けられている。
また、制御部301は、所定の周波数ホッピングシーケンスを特定する情報をホッピング制御装置317に送る。そして、ホッピング制御装置317は、周波数ホッピングシーケンスを特定する情報を受け取ると、特定のホッピングパターンを選択する。そして、選択したホッピングパターンに配列されたホッピング周波数系列を周波数ホッピングパターンメモリ316から読み出し、そのホッピング周波数系列を周波数指定信号として周波数シンセサイザ314、315に有線にて送出する。そして、周波数シンセサイザ314、315は、周波数指定信号で特定される周波数の局部発振信号をそれぞれ生成し、スイッチ312、313をそれぞれ介して送信部303および受信部310にそれぞれ出力する。
また、制御部301は、所定の周波数ホッピングシーケンスを特定する情報をホッピング制御装置317に送る。そして、ホッピング制御装置317は、周波数ホッピングシーケンスを特定する情報を受け取ると、特定のホッピングパターンを選択する。そして、選択したホッピングパターンに配列されたホッピング周波数系列を周波数ホッピングパターンメモリ316から読み出し、そのホッピング周波数系列を周波数指定信号として周波数シンセサイザ314、315に有線にて送出する。そして、周波数シンセサイザ314、315は、周波数指定信号で特定される周波数の局部発振信号をそれぞれ生成し、スイッチ312、313をそれぞれ介して送信部309および受信部304にそれぞれ出力する。
図7において、第1筐体部K31には、制御部401、変復調回路402、ホッピング制御装置420、周波数シンセサイザ415、送信部403、受信部404、内部無線通信用アンテナ406、スイッチ405、412、受信部404にて受信された受信信号の誤り率を検出する誤り率検出回路414およびホッピングパターン制御部421が設けられている。ここで、ホッピングパターン制御部421には、誤り率検出回路414にて検出された誤り率に基づいてホッピングパターンを更新する周波数ホッピングパターン更新装置418および周波数ホッピングパターンメモリ419が設けられている。
そして、第1筐体部K31から第2筐体部K32へのデータ伝送を行う場合、スイッチ405、412を送信部403側に切り替えるとともに、スイッチ408、413を受信部410側に切り替える。そして、制御部401から出力された送信データは変復調回路402にてベースバンド信号に変換され、送信部403に送られる。
そして、周波数ホッピングパターン更新装置418は、誤り率検出回路417から誤り率を受け取ると、その誤り率に基づいて、周波数ホッピングパターンメモリ419に記憶されているホッピングパターンを更新する。例えば、周波数ホッピングパターン更新装置418は、受信信号の誤り率が所定値以上の場合には、現在の通信に使われているホッピング周波数にフラグを立て、そのフラグを周波数ホッピングパターンメモリ419に記憶することができる。そして、ホッピング制御装置420は、周波数ホッピングパターンメモリ419に記憶されているホッピングパターンからホッピング周波数を読み出す場合、そのホッピング周波数にフラグが立っているかどうかを判断する。そして、フラグが立っているホッピング周波数を飛ばしながら、ホッピングパターンのホッピング周波数系列を周波数指定信号として周波数シンセサイザ415、416に有線にて送出することができる。
また、制御部401は、所定の周波数ホッピングシーケンスを特定する情報をホッピング制御装置420に送る。そして、ホッピング制御装置420は、周波数ホッピングシーケンスを特定する情報を受け取ると、特定のホッピングパターンを選択する。そして、選択したホッピングパターンに配列されたホッピング周波数系列を周波数ホッピングパターンメモリ419から読み出し、そのホッピング周波数系列を周波数指定信号として周波数シンセサイザ415、416に有線にて送出する。そして、周波数シンセサイザ415、416は、周波数指定信号で特定される周波数の局部発振信号をそれぞれ生成し、スイッチ412、413をそれぞれ介して送信部409および受信部404にそれぞれ出力する。
図8において、周波数ホッピングパターン制御部422には、ホッピングパターン生成回路501およびホッピングパターン決定回路502が設けられている。そして、図7のホッピングパターン制御部421を図8のホッピングパターン制御部422に置き換えるようにしてもよい。
図9は、本発明の第4実施形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。
また、第2筐体部K42には、内部無線通信用アンテナ607、周波数シンセサイザ615、送信部609、受信部610、スイッチ608、613、変復調回路611および制御部618が設けられている。
そして、制御部601は、今回送信される送信データのデータ量に基づいてスロット長を設定し、そのスロット長に対応したホッピングタイミングをホッピング制御装置617に送る。そして、ホッピング制御装置617は、周波数ホッピングパターンメモリ616から特定のホッピングパターンを選択し、制御部601にて指定されたホッピングタイミングに従って、選択したホッピングパターンに含まれるホッピング周波数系列を周波数指定信号として周波数シンセサイザ614、615に有線にて送出する。そして、周波数シンセサイザ614、615は、周波数指定信号で特定される周波数の局部発振信号をそれぞれ生成し、スイッチ612、613をそれぞれ介して送信部603および受信部610にそれぞれ出力する。
一方、第2筐体部K42から第1筐体部K41へのデータ伝送を行う場合、スイッチ605、612を受信部604側に切り替えるとともに、スイッチ608、613を送信部609側に切り替える。そして、制御部618から出力された送信データは変復調回路611にてベースバンド信号に変換され、送信部609に送られる。
図10は、図9の無線通信端末の変形例を示すブロック図である。
図11において、第1筐体部K51には、制御部801、周波数ホッピングパターンメモリ816、変復調回路802、ホッピング制御装置817、受信周波数シンセサイザ812、送信周波数シンセサイザ813、送信部803、受信部804および内部無線通信用アンテナ805、806が設けられている。
そして、第1筐体部K51と第2筐体部K52との間で双方向通信を行う場合、制御部801、818は、送信データを変復調回路802、810にそれぞれ出力する。そして、制御部801、818から出力された送信データは変復調回路802、810にてそれぞれベースバンド信号に変換され、送信部803、809にそれぞれ送られる。
図12において、ホッピングパターン生成回路901およびホッピングパターン遅延部902が設けられている。ここで、ホッピングパターン生成回路901は、ホッピング周波数が互いに重ならないように配列されたホッピング周波数系列からなるホッピングパターンを生成することができる。また、ホッピングパターン遅延部902は、ホッピングパターンに含まれるホッピング周波数の出力を1スロット分だけ遅延させることができる。
図13において、第1筐体部K61には、制御部1001、周波数ホッピングパターンメモリ1012、ホッピング制御装置1013、変調回路1002、周波数シンセサイザ1014、混合器1003、アンプ1004および内部無線通信用アンテナ1005が設けられている。
そして、制御部1001が、送信データを変調回路1002に送ると、変調回路1002は送信データをベースバンド信号に変換し、混合器1003に出力する。また、制御部1001は、所定の周波数ホッピングシーケンスを特定する情報をホッピング制御装置1013に送る。そして、ホッピング制御装置1013は、周波数ホッピングシーケンスを特定する情報を受け取ると、特定のホッピングパターンを選択する。そして、選択したホッピングパターンに含まれるホッピング周波数系列を周波数ホッピングパターンメモリ1012から読み出し、そのホッピング周波数系列を周波数指定信号として所定の周期で周波数シンセサイザ1014に送出する。
そして、混合器1003は、変調回路1002から出力されたベースバンド信号と、周波数シンセサイザ1014から供給された局部発振信号とを混合し、変調回路1002から出力されたベースバンド信号を搬送波に重畳させることにより、送信データのアップコンバートを行う。そして、変調回路1002から出力されたベースバンド信号が搬送波に重畳されると、アンプ1004にて増幅された後、内部無線通信用アンテナ1005を介して送出される。そして、内部無線通信用アンテナ1005を介して送信データが送信されると、その送信データが内部無線通信用アンテナ1006を介して受信される。
これにより、送信側および受信側のホッピング制御を個別に行わせることが可能となるとともに、ホッピングパターンの選択と初期位相の設定を通信開始時に行うことで、送信側および受信側の周波数ホッピングシーケンスを一致させることができる。このため、ホッピング制御装置1013、1016間での有線での情報のやり取りをホッピングタイミングごとに行うことなく、送信側および受信側の双方で周波数ホッピングを安定して行わせることが可能となり、高速ホッピングに対応しつつ、周波数ホッピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となる。
図14は、本発明の第7実施形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。
図14において、第1筐体部K71には、制御部1101、ホッピング制御装置1114、変調回路1102、周波数シンセサイザ1112、混合器1103、アンプ1104および内部無線通信用アンテナ1105が設けられている。
そして、混合器1103は、変調回路1102から出力されたベースバンド信号と、周波数シンセサイザ1112から供給された局部発振信号とを混合し、変調回路1102から出力されたベースバンド信号を搬送波に重畳させることにより、送信データのアップコンバートを行う。そして、変調回路1102から出力されたベースバンド信号が搬送波に重畳されると、アンプ1104にて増幅された後、内部無線通信用アンテナ1105を介して送出される。そして、内部無線通信用アンテナ1105を介して送信データが送信されると、その送信データが内部無線通信用アンテナ1106を介して受信される。
これにより、送信側および受信側のホッピング制御を個別に行わせることが可能となるとともに、通信開始時にリセット信号を有線にて送出することで、送信側および受信側の周波数ホッピングシーケンスの位相を一致させることができる。このため、ホッピング制御装置1114、1115間での有線での情報のやり取りをホッピングタイミングごとに行うことなく、送信側および受信側の双方で周波数ホッピングを安定して行わせることが可能となり、高速ホッピングに対応しつつ、周波数ホッピング方式による無線通信の品質の劣化を抑制することが可能となる。
図15において、第1筐体部K111には、第1筐体部K111と第2筐体部K112との間の通信処理全体を制御する制御部1201、周波数ホッピングパターンを記憶する周波数ホッピングパターンメモリ1212、制御部1201からの制御に従って周波数をホッピングさせながら局部発振信号をPLL(Phase Locked Loop)回路1214、1215に有線にて送出する局部発振器1213、送信データをベースバンド信号に変換する変調回路1202、局部発振器1213から有線にて送られた局部発振信号を逓倍することにより、キャリア信号を生成するPLL回路1214、変調回路1202から出力されたベースバンド信号にPLL回路1214から出力されたキャリア信号を混合する混合器1203、混合器1203から出力された信号を増幅するアンプ1204および内部無線通信用電波の送信を第1筐体部K111側で行う内部無線通信用アンテナ1205が設けられている。
ここで、ホッピングにより周波数が変化する局部発振信号をPLL回路1214、1215に有線にて送出することにより、同一の局部発振器1213にて生成された局部発振信号を第1筐体部K111と第2筐体部K112との双方で共有することが可能となる。このため、第1筐体部K111と第2筐体部K112との間で完全に同期した局部発振信号を用いることが可能となり、局部発振器1213の出力に周波数誤差がある場合においても、良好な受信性能を得ることができる。また、周波数ホッピングを行わせるための情報を無線で送る必要がなくなり、受信側でホッピングパターンに正しく同期できないような劣悪な通信環境においても、送信側および受信側の双方で周波数ホッピングを安定して行わせることが可能となる。
図16において、第1筐体部K121には、第1筐体部K121と第2筐体部K122との間の通信処理全体を制御する制御部1301、周波数ホッピングパターンを記憶する周波数ホッピングパターンメモリ1316、制御部1301からの制御に従って周波数をホッピングさせながら局部発振信号をPLL回路1314、1315に有線にて送出する局部発振器1317、送信データをベースバンド信号に変換したり、受信信号の復調処理を行ったりする変復調回路1302、局部発振器1317から有線にて送られた局部発振信号を逓倍することにより、キャリア信号を生成するPLL回路1314、内部無線通信用アンテナ1306を介して行われる無線送信の制御を司る送信部1303、内部無線通信用アンテナ1306を介して行われる無線受信の制御を司る受信部1304、内部無線通信用電波の送受信を第1筐体部K121側で行う内部無線通信用アンテナ1306、内部無線通信用アンテナ1306への切り替えを送信部1303と受信部1304との間で行うスイッチ1305およびPLL回路1314への切り替えを送信部1303と受信部1304との間で行うスイッチ1312が設けられている。
図17において、第1筐体部K131には、制御部1401、変復調回路1402、局部発振器1420、PLL回路1415、送信部1403、受信部1404、内部無線通信用アンテナ1406、スイッチ1405、1412、受信部1404にて受信された受信信号の誤り率を検出する誤り率検出回路1414およびホッピングパターン制御部1421が設けられている。ここで、ホッピングパターン制御部1421には、誤り率検出回路414にて検出された誤り率に基づいてホッピングパターンを更新する周波数ホッピングパターン更新装置1418および周波数ホッピングパターンメモリ1419が設けられている。
図18において、ホッピングパターン制御部1422には、ホッピングパターン生成回路1501および周波数ホッピングパターン決定回路1502が設けられている。そして、図17のホッピングパターン制御部1421を図18のホッピングパターン制御部1422に置き換えるようにしてもよい。
図19は、本発明の第11実施形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。
そして、制御部1601は、今回送信される送信データのデータ量に基づいてスロット長を設定し、そのスロット長に対応したホッピングタイミングを設定する。そして、制御部1601は、ホッピングパターンに含まれるホッピング周波数系列を周波数ホッピングパターンメモリ1616から読み出し、そのホッピング周波数系列を周波数指定信号として局部発振器1617に送出する。そして、局部発振器1617は、周波数指定信号で特定される周波数の局部発振信号を生成し、PLL回路1614、1615に有線にて送出する。そして、PLL回路1614、1615は、局部発振器1617から局部発振信号をそれぞれ受け取ると、局部発振信号をそれぞれ逓倍し、スイッチ1612、1613をそれぞれ介して送信部1603および受信部1610にそれぞれ出力する。
一方、第2筐体部K142から第1筐体部K141へのデータ伝送を行う場合、スイッチ1605、1612を受信部1604側に切り替えるとともに、スイッチ1608、1613を送信部1609側に切り替える。そして、制御部1618から出力された送信データは変復調回路1611にてベースバンド信号に変換され、送信部1609に送られる。
図20は、図19の無線通信端末の変形例を示すブロック図である。
図20において、受信部1604にて受信された受信信号の誤り率を検出する誤り率検出回路1701が設けられている。そして、図19の制御部1601は、誤り率検出回路1701にて検出された誤り率に基づいてスロット長を設定することができる。例えば、誤り率検出回路1701は、特定の周波数の誤り率を監視し、制御部1601は、誤り率が悪い時にはすぐに次の周波数にホッピングするように局部発振器1617に指示することができる。これにより、誤り率の悪い周波数に留まる時間を短くすることができ、通信品質を向上させることができる。その場合、片方向の誤り率のみで判断しても良いし、もう片方の誤り率を制御部1601へフィードバックするように構成してもよい。また、誤り率だけでなく、RSSIなどの電波の受信品質から判断するようにしてもよい。
図21において、第1筐体部K151には、制御部1801、周波数ホッピングパターンメモリ1816、変復調回路1802、局部発振器1817a、1817b、PLL回路1812、1813、送信部1803、受信部1804および内部無線通信用アンテナ1805、1806が設けられている。また、第2筐体部K152には、内部無線通信用アンテナ1807、1808、送信部1809、受信部1810、PLL回路1814、1815、変復調回路1811および制御部1818が設けられている。ここで、局部発振器1817aは、PLL回路1813、1815の双方と有線にて接続され、局部発振器1817bは、PLL回路1812、1814の双方と有線にて接続されている。
また、上述した実施形態では、無線通信データのスペクトルを拡散させるために、局部発振信号をホッピングさせる方法について説明したが、局部発振信号をチャーピングさせることにより、局部発振信号の周波数を連続的に変化させるようにしてもよい。これにより、周波数ホッピング方式と同様に他局からの干渉の影響を抑えるという効果が得られるとともに、周波数ホッピングのように一定期間ごとに急激に周波数を変える必要がなくなり、周波数を変える際の不要輻射を低減させて、EMCおよびEMIの低減に効果がある。
図22において、第1筐体部K161には、第1筐体部K161と第2筐体部K162との間の通信処理全体を制御する制御部1901、周波数チャープパターンを記憶する周波数チャープパターンメモリ1912、制御部1901からの制御に従って周波数をチャーピングさせながら局部発振信号をN逓倍回路1914、1915に有線にて送出する局部発振器1913、送信データをベースバンド信号に変換する変調回路1902、局部発振器1913から有線にて送られた局部発振信号をN(Nは正の整数)逓倍することにより、キャリア信号を生成するN逓倍回路1914、N逓倍回路1914から出力された信号の不要な周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタ1917、変調回路1902から出力されたベースバンド信号にN逓倍回路1914から出力されたキャリア信号を混合する混合器1903、混合器1903から出力された信号を増幅するアンプ1904および内部無線通信用電波の送信を第1筐体部K161側で行う内部無線通信用アンテナ1905が設けられている。
図23において、周波数チャープパターンメモリ1912には、周波数を連続的に変化させるための周波数チャープパターンが記憶されている。
そして、図22において、制御部1901が、送信データを変調回路1902に送ると、変調回路1902は送信データをベースバンド信号に変換し、混合器1903に出力する。また、制御部1901は、周波数チャープパターンを周波数チャープパターンメモリ1912から読み出し、その周波数チャープパターンで特定される周波数を指定するための制御信号を局部発振器1913に送出する。そして、局部発振器1913は、制御部1901から送られた制御信号で指定される周波数の局部発振信号を生成し、N逓倍回路1914、1915に有線にて送出する。そして、N逓倍回路1914、1915は、局部発振器1913から局部発振信号をそれぞれ受け取ると、局部発振信号をそれぞれN逓倍し、バンドパスフィルタ1917、1918にて不要な周波数成分を除去してから、混合器1903、1909にそれぞれ出力する。ここで、N逓倍回路1914、1915の逓倍数Nを固定することにより、N逓倍された高周波信号が安定するまでの時間をきわめて短くすることができる。
図24は、本発明の第14実施形態に係る無線通信方式を示す斜視図である。
これにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を無線で送ることなく、実装基板2000上に実装された半導体チップ2001、2002間の無線通信を周波数ホッピング方式にて行わせることが可能となる。このため、実装基板2000上に形成される配線数を減らすことが可能となるとともに、受信回路の簡略化を図りつつ、大量のデータのやり取りを半導体チップ2001、2002間で高速に行わせることが可能となる。
図25において、実装基板2010には半導体モジュール2011、2012が実装され、半導体モジュール2011、2012には半導体チップ2014、2015などの電子部品がそれぞれ搭載されている。ここで、半導体チップ2014、2015には集積回路がそれぞれ形成されている。そして、半導体チップ2014には、内部無線通信用アンテナ2016が形成されるとともに、半導体モジュール2011、2012間におけるデータ伝送を所定の周波数ホッピングシーケンスに従って内部無線通信にて行う内部無線通信制御部が搭載されている。また、半導体チップ2015には、内部無線通信用アンテナ2017が形成されるとともに、半導体モジュール2011、2012間におけるデータ伝送を所定の周波数ホッピングシーケンスに従って内部無線通信にて行う内部無線通信制御部が搭載されている。さらに、実装基板2010には、周波数ホッピングシーケンスに従って周波数ホッピングを行わせるための情報を半導体チップ2014、2015の双方に有線で送出する配線2013が形成されている。なお、周波数ホッピングを行わせるための情報は半導体チップ2014、2015のいずれか一方に記憶することができ、配線2013を介して他方の半導体チップ2014、2015に送信することにより、周波数ホッピングを行わせるための情報を双方の半導体チップ2014、2015にて共有することができる。
図26は、本発明の第16実施形態に係る無線通信方式を示す斜視図である。
図27は、本発明の第17実施形態に係る無線通信方式を従来例と比較して示す斜視図である。
一方、図27(b)において、半導体チップ2044には回路ブロック2041、2042が形成され、回路ブロック2041、2042の周囲にはパッド電極2045が配置されている。また、半導体チップ2044には、回路ブロック2031、2302間でデータ伝送を行うための配線2043が形成されている。
Claims (13)
- 局部発振信号の供給を受けながら無線通信データの送信処理を行う無線送信部と、
前記局部発振信号の供給を受けながら、前記無線送信部より送信された無線通信データの受信処理を行う無線受信部と、
前記局部発振信号を生成する局部発振器と、
前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる制御部と、
前記ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を前記無線送信部および前記無線受信部に、少なくとも前記無線通信部と前記無線受信部との間で無線通信が行われている間は有線にて供給する有線部とを有することを特徴とする無線通信端末。 - 前記無線送信部は、
前記局部発振信号の周波数を逓倍することにより第1キャリア信号を生成する第1周波数逓倍回路と、
前記第1キャリア信号をベースバンド信号に混合することにより、前記ベースバンド信号のアップコンバートを行う第1混合器とを有し、
前記無線受信部は、
前記局部発振信号の周波数を逓倍することにより検波信号を生成する第2周波数逓倍回路と、
前記検波信号を受信信号に混合することにより、前記受信信号のダウンコンバートを行う第2混合器とを有することを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。 - 前記無線受信部にて受信された受信データの誤り率を検出する誤り率検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記誤り率検出部にて検出された誤り率に基づいて、通信時のホッピング周波数またはチャーピング周波数を変更することを特徴とする請求項1または2記載の無線通信端末。 - 前記無線送信部および前記無線受信部は、同一半導体チップ内、同一プリント基板上または同一筐体内または同一モジュール内または同一パッケージ内または一体的に使用される機器内に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の無線通信端末。
- 第1局部発振信号の供給を受けながら無線通信データの送信処理を行う第1無線送信部と、
前記第1局部発振信号の供給を受けながら無線通信データの受信処理を行う第1無線受信部と、
前記第1局部発振信号を生成する第1局部発振器と、
第2局部発振信号の供給を受けながら無線通信データの送信処理を行う第2無線送信部と、
前記第2局部発振信号の供給を受けながら無線通信データの受信処理を行う第2無線受信部と、
前記第2局部発振信号を生成する第2局部発振器と、
前記第1および第2局部発振器から出力される周波数が互いに重ならないように、前記第1および第2局部発振器にてそれぞれ生成される第1および第2局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる制御部と、
前記ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する第1局部発振信号を前記第1無線送信部および前記第1無線受信部に、少なくとも前記第1無線通信部と前記第1無線受信部との間で無線通信が行われている間は有線にて供給する第1有線部と、
前記ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する第2局部発振信号を前記第2無線送信部および前記第2無線受信部に、少なくとも前記第2無線通信部と前記第2無線受信部との間で無線通信が行われている間は有線にて供給する第2有線部とを有することを特徴とする無線通信端末。 - 前記第1無線受信部および前記第2無線受信部のいずれか少なくとも一方にて受信された受信データの誤り率を検出する誤り率検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記誤り率検出部にて検出された誤り率に基づいて、通信時のホッピング周波数またはチャーピング周波数を変更することを特徴とする請求項5記載の無線通信端末。 - データ通信のデータ量に基づいてスロット長を設定するスロット長設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記スロット長設定部にて設定されたスロット長に基づいて、通信時のホッピング周波数またはチャーピング周波数を変更することを特徴とする請求項5または6記載の無線通信端末。 - 前記第1および第2無線送信部ならびに前記第1および第2無線受信部は、同一半導体チップ内、同一プリント基板上または同一筐体内または同一モジュール内または同一パッケージ内または一体的に使用される機器内に配置されていることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項記載の無線通信端末。
- 第1筐体部と、
前記第1筐体部に連結された第2筐体部と、
前記第1筐体部と前記第2筐体部との間の位置関係を変えられるように前記第1筐体部と前記第2筐体部とを連結する連結部と、
前記第1筐体部または前記第2筐体部に搭載された外部無線通信用アンテナと、
前記第1筐体部に搭載され、前記外部無線通信用アンテナを介して行われる外部無線通信の制御を主として司る外部無線通信制御部と、
前記第2筐体部に搭載された表示部と、
前記第1筐体部に搭載された第1の内部無線通信用アンテナと、
前記第2筐体部に搭載された第2の内部無線通信用アンテナと、
前記第1筐体部に搭載され、所定の周波数ホッピングシーケンスに従って内部無線通信処理を行う第1の内部無線通信制御部と、
前記第2筐体部に搭載され、所定の周波数ホッピングシーケンスに従って内部無線通信処理を行う第2の内部無線通信制御部と、
前記周波数ホッピングシーケンスに従って周波数ホッピングを行わせるための情報を前記第1および第2の内部無線通信制御部の双方に、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線で送出するホッピング制御部とを有することを特徴とする無線通信端末。 - 第1筐体部と、
前記第1筐体部に連結された第2筐体部と、
前記第1筐体部と前記第2筐体部との間の位置関係を変えられるように前記第1筐体部と前記第2筐体部とを連結する連結部と、
前記第1筐体部または前記第2筐体部に搭載された外部無線通信用アンテナと、
前記第1筐体部に搭載され、前記外部無線通信用アンテナを介して行われる外部無線通信の制御を主として司る外部無線通信制御部と、
前記第2筐体部に搭載された表示部と、
前記第1筐体部に搭載された第1の内部無線通信用アンテナと、
前記第2筐体部に搭載された第2の内部無線通信用アンテナと、
前記第1筐体部に搭載され、局部発振信号の供給を受けながら内部無線通信処理を行う第1の内部無線通信制御部と、
前記第2筐体部に搭載され、前記局部発振信号の供給を受けながら内部無線通信処理を行う第2の内部無線通信制御部と、
前記局部発振信号を生成する局部発振器と、
前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる制御部と、
前記ホッピングまたはチャーピングにて周波数が変化する局部発振信号を前記第1および第2の内部無線通信制御部の双方に、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて供給する有線部とを有することを特徴とする無線通信端末。 - 同一半導体チップに形成された第1および第2回路ブロックと、
前記第1回路ブロックに対応して前記半導体チップに形成された第1の内部無線通信用アンテナと、
前記第2回路ブロックに対応して前記半導体チップに形成された第2の内部無線通信用アンテナと、
局部発振信号を生成する局部発振器と、
前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる周波数制御部と、
前記第1回路ブロックに対応して前記半導体チップに搭載され、前記周波数制御部にて周波数が制御された局部発振信号の供給を、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて受けながら、前記第1および第2回路ブロック間におけるデータ伝送を内部無線通信にて行う第1の内部無線通信制御部と、
前記第2回路ブロックに対応して前記半導体チップに搭載され、前記周波数制御部にて周波数が制御された局部発振信号の供給を、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて受けながら、前記第1および第2回路ブロック間におけるデータ伝送を内部無線通信にて行う第2の内部無線通信制御部とを有することを特徴とする無線通信端末。 - 実装基板上に実装された第1および第2半導体チップと、
前記第1半導体チップに形成された第1の内部無線通信用アンテナと、
前記第2半導体チップに形成された第2の内部無線通信用アンテナと、
局部発振信号を生成する局部発振器と、
前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる周波数制御部と、
前記第1半導体チップに搭載され、前記周波数制御部にて周波数が制御された局部発振信号の供給を、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて受けながら、前記第1および第2半導体チップ間におけるデータ伝送を内部無線通信にて行う第1の内部無線通信制御部と、
前記第2半導体チップに搭載され、前記周波数制御部にて周波数が制御された局部発振信号の供給を、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて受けながら、前記第1および第2半導体チップ間におけるデータ伝送を内部無線通信にて行う第2の内部無線通信制御部とを有することを特徴とする無線通信端末。 - 第1半導体チップが実装された第1実装基板と、
第2半導体チップが実装された第2実装基板と、
前記第1実装基板上に形成され、前記第1半導体チップに接続された第1の内部無線通信用アンテナと、
前記第2実装基板上に形成され、前記第2半導体チップに接続された第2の内部無線通信用アンテナと、
局部発振信号を生成する局部発振器と、
前記局部発振器にて生成される局部発振信号の周波数のホッピングまたはチャーピングを行わせる周波数制御部と、
前記第1半導体チップに搭載され、前記周波数制御部にて周波数が制御された局部発振信号の供給を、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて受けながら、前記第1および第2実装基板間におけるデータ伝送を内部無線通信にて行う第1の内部無線通信制御部と、
前記第2半導体チップに搭載され、前記周波数制御部にて周波数が制御された局部発振信号の供給を、少なくとも前記第1の内部無線通信用アンテナと前記第2の内部無線通信用アンテナとの間で無線通信が行われている間は有線にて受けながら、前記第1および第2実装基板間におけるデータ伝送を内部無線通信にて行う第2の内部無線通信制御部とを有することを特徴とする無線通信端末。
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