JP4192682B2 - 送信電力ホッピング通信方式および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピングを使用する無線通信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の移動体通信においては、フェージングの影響または他の加入者からの無線信号によって引き起こされる干渉を減少させるため、あるいはチャネル数を増やすために、ディジタル信号の変調に使用する搬送波の周波数を時間とともに周期的に変化させてスペクトラム拡散を行う周波数ホッピング方式、あるいはタイムスロットホッピングパターンに従ってフレームの異なるタイムスロットで伝送するタイムスロットホッピング方式等が採用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
一般的には、ホッピングは１バースト（タイムスロット）の周期で実行され、周波数ホッピング方式では、１バースト（タイムスロット）毎に所定周期の周波数ホッピングパターンに従って搬送波の周波数を変化させる。タイムスロットホッピング方式では、各チャネルを所定周期のタイムスロットホッピングパターンに従って１フレーム毎にフレーム内の異なるタイムスロットで伝送する。
【０００４】
また、各移動局のホッピング周波数の伝送電力レベル、あるいは各移動局のホッピングタイムスロットの伝送電力レベルは、例えば、同一のホッピング周波数、あるいは同一のタイムスロットで伝送され受信された先の信号の品質に基づいて移動局毎に自動的に制御される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１７７０５９号公報
【特許文献２】
特表２００１−５２６０１３号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２４８３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
周波数ホッピング方式によりチャネル数を増やした場合、１つの基地局（受信装置）と通信可能な移動局が多数存在すると、ある周波数で複数の移動局の通信が重なることがあり、受信装置においてはその区間では信号の衝突が発生してお互いの信号が干渉しあい復調できなくなる。また、タイムスロットホッピング方式によりチャネル数を増やした場合にも、あるタイムスロットで複数の移動局からの受信信号が重なり、お互いの信号が干渉しあって復調できなくなる場合が生ずる。
【０００７】
図９は、基地局（受信装置）が、通信チャネル１と通信チャネル２により２つの移動局とタイムスロット毎に周波数をホッピングさせながら通信を行っているときの基地局（受信装置）における受信電力の経過を示している。受信装置は受信平均電力が通信チャネル１，２共に等レベルになるように通信相手（各移動局）の送信電力制御を行っている。このような通信を行っているときに、例えば網線で示す時点で通信チャネル１と通信チャネル２の搬送波の周波数が一致する場合、互いに等しいレベルの信号が衝突して干渉し合う。
【０００８】
このような問題を解消するために、例えば特許文献３では、異なる周波数ホッピングパターンを発生する２つの周波数ホッピングパターン発生器を備え、送信すべき信号で変調された１次変調信号と前記２つの周波数ホッピングパターン発生器からの２つの異なる発振周波数とを乗積する周波数２重ホッピング方式のスペクトル拡散通信方法を用いている。
【０００９】
この方法によれば、一方の周波数において衝突が発生しても他方の周波数により復調可能であるため、データ同志のコリジョンを低減することができるが、それぞれ出力に異なるホッピングパターンの発振周波数を出力する２つのホッピングシンセサイザを設ける必要があり、構成が複雑となるという問題がある。
【００１０】
また、従来の周波数ホッピング、及びタイムスロットホッピング方式による通信において、衝突による信号の損失を回復する方法として、ディジタル信号処理による誤り検出、及び誤り訂正によりカバーする方法も採用されているが、誤り訂正処理を行うために、送信したい信号よりも多くの情報を送受信する必要があるため、送受信される信号の総量が増えるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑み、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピング方式による通信において、比較的簡単な構成で、受信装置における信号衝突時の信号復調の確率を高めることが可能な手段を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周波数ホッピング、またはタイムスロットホッピング方式により信号を送受信する送受信装置において、周波数ホッピング、またはタイムスロットホッピングされる信号に対して、送信電力のホッピングをかけることで、受信装置において信号の衝突が発生した場合に、それぞれの信号の干渉レベルに差をつけ、受信電力の高いほうの信号を優先して受信できるようにして、少なくとも受信電力の高いほうの信号については復調可能にしたことを特徴としている。
【００１３】
周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピングによる通信方式では、受信装置は受信平均電力が各通信チャネル共に等レベルになるように通信相手（各移動局）の送信電力制御を行っているが、本発明の送信電力ホッピングによる通信方式においては、各移動局は、受信装置により制御された送信電力の送信信号に対して、その平均送信電力が前記制御された送信電力となる範囲で送信電力をランダムなホッピングパターンによりホッピングさせる。
【００１４】
従って、受信装置における各通信チャネルの受信電力は、平均受信電力の上下にホッピングレベル分の電力差を有するランダムなホッピングパターンの受信信号となる。そのため、衝突する信号が発生した場合においては、送信電力がホッピングパターンによりランダムにホッピングしているため、受信電力に差が生じるケースと差が生じないケースが発生する。
【００１５】
受信電力に差が生じるケースにおいては、差が生じない場合に比べ信号間の干渉を抑えることができ、受信電力の高い通信チャネルの信号は復調することが可能となる。一方、受信電力に差が生じないケースにおいては、従来と同様に互いの信号が干渉し合い、いずれの信号も復調することができない。従って、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピングで通信する場合に、本発明による送信信号に対する送信電力ホッピングをかけることにより、受信装置における信号衝突時に、両者の受信電力に差が生じている場合には、少なくとも衝突した一方の信号（受信電力の高いほうの信号）は復調可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態における送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態は、周波数ホッピング方式により信号を送受信する装置であり、送信側回路として１次変調器（２０１）、第１のホッピングパターン発生器（２０２）、ホッピングシンセサイザ（２０３）、２次変調器（２０４）、第２のホッピングパターン発生器（２０５）、レベル制御回路（２０６）、アンテナ（２０７）より構成される。
【００１８】
また、受信側回路としては、アンテナ（３０１）、レベル制御回路（３０２）、ホッピングパターン発生器（３０３）、ホッピングシンセサイザ（３０４）、２次変調器（３０５）、１次変調器（３０６）から構成される。なお、受信装置は複数の送信装置からの信号を復号する為に、ホッピングパターン発生器（３０３）、ホッピングシンセサイザ（３０４）、２次変調器（３０５）、１次変調器（３０６）は複数組用意される。
【００１９】
送信側回路において、１次変調器（２０１）は、送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する。第１のホッピングパターン発生器（２０２）は、送信する信号を周波数ホッピングさせるパターンを生成する部分であり、受信側ホッピングパターン発生器（３０３）と同期をとって同じホッピングパターンを発生することが可能となるように構成されている。
【００２０】
ホッピングシンセサイザ（２０３）は、第１のホッピングパターン発生器（２０２）から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を出力する機能を備えている。２次変調器（２０４）は、１次変調器（２０１）からの出力とホッピングシンセサイザ（２０３）からの出力を乗積し、周波数変調を行う。第２のホッピングパターン発生器（２０５）は、送信電力をランダムにホッピングさせるパターンを生成する。
【００２１】
レベル制御回路（２０６）は、２次変調器（２０４）からの出力に対し、受信装置（基地局）からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行い、その後、第２のホッピングパターン発生器（２０５）からの制御信号により、ホッピングレベル分の送信電力差をつけてアンテナ２０７へ出力する。アンテナ（２０７）は、レベル制御回路（２０６）からの出力を無線信号として送信する。
【００２２】
受信側回路において、アンテナ（３０１）は、無線信号を受信する例えば基地局アンテナである。レベル制御回路（３０２）は、アンテナ（３０１）からの出力を内部で処理する電力レベルに調整する機能を備えている。ホッピングパターン発生器（３０３）は、受信した信号の周波数に追随するためのホッピングパターンを生成し、送信側の第１のホッピングパターン発生器（２０２）と同期をとって同じホッピングパターンを発生する機能を有する。
【００２３】
ホッピングシンセサイザ（３０４）は、ホッピングパターン発生器（３０３）から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成する。２次変調器（３０５）は、レベル制御回路（３０２）からの出力とホッピングシンセサイザ（３０４）からの出力を乗積し、周波数変調を行う。１次変調器（３０６）は、２次変調器（３０５）からの出力を、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により受信信号に復調する。
【００２４】
図３は、２つの送信装置が受信装置との間で、周波数ホッピング方式による通信を行う概念図であり、図４と図５は、受信装置における各送信装置からの受信信号とその動作を説明するための図である。以下、図１〜図５を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００２５】
送信装置（ａ）（４０１）において、送信信号は１次変調器（２０１）に入力される。１次変調器（２０１）においては、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、２次変調器（２０４）へ信号を出力する。第１のホッピングパターン発生器（２０２）は、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ａ）（３０３）と同期をとり、同じパターンのホッピングパターンを生成し、ホッピングシンセサイザ（２０３）へ出力する。
【００２６】
ホッピングシンセサイザ（２０３）は、入力されたホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成し、２次変調器（２０４）へ出力する。２次変調器（２０４）においては、１次変調器（２０１）からの入力とホッピングシンセサイザ（２０３）からの入力を乗積し、ホッピングパターンにより周波数が変化する信号に変調し、レベル制御回路（２０６）へ出力する。
【００２７】
第２のホッピングパターン発生器（２０５）は、送信電力をホッピングさせるパターンをレベル制御回路（２０６）へ出力する。出力させるパターンは、受信装置と同期を取る必要はなく、ランダムなホッピングパターンを発生する。
【００２８】
レベル制御回路（２０６）は、２次変調器（２０４）から入力された信号を、受信装置からの送信電力制御信号により、送信電力を決定し、信号を増幅する。その後、第２のホッピングパターン発生器（２０５）から入力されるホッピングパターンにより送信電力に対してホッピングレベル分の電力差をつけ、アンテナ（２０７）より信号を送信する。
【００２９】
送信装置（ｂ）（４０２）においても、送信装置（ａ）と同様に送信信号を送信する。なお、送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（２０２）は、送信装置（ａ）（４０１）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成し、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ｂ）（３０３）と同期がとられる。また、送信装置（ｂ）（４０２）の第２のホッピングパターン発生器（２０５）も、送信装置（ａ）（４０１）の第２のホッピングパターン発生器（２０５）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成する。
【００３０】
受信装置（４０３）において、アンテナ（３０１）から受信した信号はレベル制御回路（３０２）へ入力される。レベル制御回路（３０２）は、入力された信号の電力レベルを受信装置内部で取り扱うレベルに調整し、２次変調器（ａ）（ｂ）・・・（３０５）へ出力する。
【００３１】
ホッピングパターン発生器（ａ）（３０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ａ）（４０１）の第１のホッピングパターン発生器（２０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、ホッピングシンセサイザ（ａ）（３０４）へ出力する。ホッピングシンセサイザ（ａ）（３０４）は、入力されたホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成し、２次変調器（ａ）（３０５）へ出力する。
【００３２】
２次変調器（ａ）（３０５）は、レベル制御回路（３０２）からの入力信号から、ホッピングシンセサイザ（ａ）（３０４）から入力された信号の周波数成分を抜き取り、１次変調器（ａ）（３０６）へ出力する。１次変調器（ａ）（３０６）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号１を出力する。
【００３３】
ホッピングパターン発生器（ｂ）（３０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（２０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、ホッピングシンセサイザ（ｂ）（３０４）へ出力する。ホッピングシンセサイザ（ｂ）（３０４）は、入力されたホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成し、２次変調器（ｂ）（３０５）へ出力する。
【００３４】
２次変調器（ｂ）（３０５）は、レベル制御回路（３０２）からの入力信号から、ホッピングシンセサイザ（ｂ）（３０４）から入力された信号の周波数成分を抜き取り、１次変調器（ｂ）（３０６）へ出力する。１次変調器（ｂ）（３０６）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号２を出力する。
【００３５】
受信装置（４０３）で受信された各通信チャネルの受信信号１，２は、図４に示すように、それぞれ平均受信電力の上下にホッピングレベル分の電力差をもってランダムに変化する信号となり、かつ、送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の周波数ホッピングパターンにより決まる所定の周期で同じ周波数が選択されることに依る衝突が発生する。
【００３６】
送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の周波数ホッピングパターンにおいて、同じ周波数が選択されることに依る衝突が発生した場合、１次変調器（ａ）（３０６）に送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力され、１次変調器（ｂ）（３０６）にも送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力されることになる。
【００３７】
このとき、本実施形態では図４〜図５に示すように、送信電力レベル（ａ）と送信電力レベル（ｂ）がホッピングしていることにより、受信電力については差が生じる場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝±ホッピングレベル）と、差が生じない場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝０）が発生する。
【００３８】
差が生じる場合においては、互いの信号間でホッピングレベル分の電力差が生じる為、受信電力の高いほうの信号の干渉レベルを下げることができ、受信電力の高いほうの信号を復調することができるようになる。受信電力の低いほうの信号および、両信号に差が生じない（両方の受信レベルが等しい）場合については従来と同様に復調することができない。
【００３９】
このように、本実施形態では周波数ホッピング方式による通信に対して送信電力ホッピング方式を付加しているので、周波数ホッピング方式による通信時の衝突が発生した場合の受信信号であっても、その一部を復調することが可能になり、送信電力ホッピング方式を用いない場合と比べて、結果として受信信号復調確率を上げることが可能となる。
【００４０】
図６及び図７は、本発明の第２の実施形態における送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
本実施形態は、タイムスロットホッピング方式により信号を送受信する装置であり、送信側回路として変調器（６０１）、第１のホッピングパターン発生器（６０２）、タイミング制御部（６０３）、第２のホッピングパターン発生器（６０４）、レベル制御回路（６０５）、アンテナ（６０６）より構成される。
【００４２】
また、受信側回路としては、アンテナ（７０１）、レベル制御回路（７０２）、ホッピングパターン発生器（７０３）、タイミング制御部（７０４）、変調器（７０５）から構成される。なお、ホッピングパターン発生器（７０３）および変調器（７０５）は、複数の送信装置からの信号を復号する為に、複数組用意される。
【００４３】
送信側回路において、変調器（６０１）は送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する部分である。第１のホッピングパターン発生器（６０２）は、送信する信号をタイムスロットホッピングさせるパターンを生成する部分であり、受信側ホッピングパターン発生器（７０３）と同期をとり、同じホッピングパターンを発生することを可能とする。
【００４４】
タイミング制御部（６０３）は、変調器（６０１）からの出力と第１のホッピングパターン発生器（６０２）からの出力により、送信タイムスロットを決定し、そのタイムスロットに信号をマッピングする部分である。第２のホッピングパターン発生器（６０４）は、送信電力をランダムにホッピングさせるパターンを生成する部分である。
【００４５】
レベル制御回路（６０５）は、タイミング制御部（６０４）からの出力に対し、受信装置からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行い、その後、第２のホッピングパターン発生器（６０４）からの出力により、ホッピングレベル分の送信電力差をつける部分である。アンテナ（６０６）は、レベル制御回路（６０５）からの出力を無線信号として出力する部分である。
【００４６】
一方、受信側回路において、アンテナ（７０１）は、無線信号を受信する部分である。レベル制御回路（７０２）は、アンテナ（７０１）からの出力を内部で処理する電力レベルに調整する部分である。ホッピングパターン発生器（７０３）は、受信した信号のホッピングタイムスロットに追随するためのホッピングパターンを生成する部分であり、送信側の第１のホッピングパターン発生器（６０２）と同期をとり、同じホッピングパターンを発生することを可能とする。
【００４７】
タイミング制御部（７０４）は、レベル制御回路（７０２）からの出力とホッピングパターン発生器（７０３）からの出力より、受信信号をタイムスロットから抽出する。変調器（７０５）は、タイミング制御部（７０４）からの出力を、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により受信信号に復調する部分である。
【００４８】
図８は、本実施形態を用いて２つの送信装置が受信装置との間で、タイムスロットホッピング方式による通信を行っている場合の各通信チャネルにおける受信信号の一例を示す図である。なお、図では通信フレームが４つのタイムスロットとして示している。以下、図６〜図８を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００４９】
２つの送信装置が受信装置との間でタイムスロットホッピング方式による通信を行っているイメージは図３と同様であり、送信装置（ａ）（４０１）において、送信信号は変調器（６０１）に入力される。変調器（６０１）においては、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、タイミング制御部（６０３）へ信号を出力する。
【００５０】
第１のホッピングパターン発生器（６０２）は、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ａ）（７０３）と同期をとり、同じパターンのホッピングパターンを生成し、タイミング制御部（６０３）へ出力する。タイミング制御部（６０３）は、変調器（６０１）からの入力を第１のホッピングパターン発生器（６０２）からの入力により、送信スロットタイミングを決定し、送信スロットへの送信信号のマッピングを行い、レベル制御回路（６０５）へ出力する。
【００５１】
第２のホッピングパターン発生器（６０４）は、送信電力をホッピングさせるパターンをレベル制御回路（６０５）へ出力する。第２のホッピングパターン発生器（６０４）から出力するホッピングパターンは、受信装置と同期を取る必要はなく、ランダムなホッピングパターンを発生する。
【００５２】
レベル制御回路（６０５）は、タイミング制御部（６０３）から入力された信号を、受信装置からの送信電力制御信号により、送信電力を決定し、信号を増幅する。その後、第２のホッピングパターン発生器（６０４）から入力されるホッピングパターンにより送信電力に対してホッピングレベル分の電力差をつけ、アンテナ（６０７）より信号を送信する。
【００５３】
送信装置（ｂ）（４０２）においても、送信装置（ａ）と同様に送信信号を送信する。なお、送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（６０２）は、送信装置（ａ）（４０１）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成し、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ｂ）（７０３）と同期がとられる。また、送信装置（ｂ）（４０２）の第２のホッピングパターン発生器（６０５）も、送信装置（ａ）（４０１）の第２のホッピングパターン発生器（６０５）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成する。
【００５４】
受信装置（４０３）において、アンテナ（７０１）から受信した信号はレベル制御回路（７０２）へ入力される。レベル制御回路（７０２）は、入力された信号の電力レベルを受信装置内部で取り扱うレベルに調整し、タイミング制御部（７０４）へ出力する。
【００５５】
ホッピングパターン発生器（ａ）（７０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ａ）（４０１）の第１のホッピングパターン発生器（６０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、タイミング制御部（７０４）へ出力する。タイミング制御部（７０４）は、レベル制御回路（７０２）からの受信信号を入力し、ホッピングパターン発生器（ａ）（７０３）から入力されたタイムスロットホッピングパターン従って送信装置（ａ）からの受信信号を抽出し、変調器（ａ）（７０５）へ出力する。変調器（ａ）（７０５）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号１を出力する。
【００５６】
ホッピングパターン発生器（ｂ）（７０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（６０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、タイミング制御部（７０４）へ出力する。タイミング制御部（７０４）は、レベル制御回路（７０２）からの受信信号を入力し、ホッピングパターン発生器（ｂ）（７０３）から入力されたタイムスロットホッピングパターン従って送信装置（ｂ）からの受信信号を抽出し、変調器（ｂ）（７０５）へ出力する。変調器（ｂ）（７０５）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号２を出力する。
【００５７】
受信装置（４０３）で受信された各通信チャネルの受信信号１，２は、図８に示すように、それぞれ平均受信電力の上下にホッピングレベル分の電力差をもってランダムに変化する信号となり、かつ、送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）のタイムスロットホッピングパターンにより決まる所定の周期で同じタイムスロットが選択されて衝突が発生する場合が生ずる。
【００５８】
送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）のタイムスロットホッピングパターンにおいて、同じタイムスロットタイムスロットが選択されることに依る衝突が発生した場合、変調器（ａ）（７０５）に送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力され、変調器（ｂ）（７０５）にも送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力されることになる。
【００５９】
このとき、本実施形態では送信電力レベル（ａ）と送信電力レベル（ｂ）がランダムにホッピングしていることにより、第１の実施形態の場合と同様に、受信電力については差が生じる場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝±ホッピングレベル）と、差が生じない場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝０）が発生する。
【００６０】
差が生じる場合においては、互いの信号間でホッピングレベル分の電力差が生じる為、受信電力の高いほうの信号の干渉レベルを下げることができ、受信電力の高いほうの信号を復調することができるようになる。受信電力の低いほうの信号および、両信号に差が生じない（両方の受信レベルが等しい）場合については従来と同様に復調することができない。
【００６１】
このように、本実施形態ではタイムスロットホッピング方式による通信に対して送信電力ホッピング方式を付加しているので、タイムスロットホッピング方式による通信時の衝突が発生した場合の受信信号であっても、その一部を復調することが可能になり、送信電力ホッピング方式を用いない場合と比べて、結果として受信信号復調確率を上げることが可能となる。
【００６２】
なお、上記に実施形態では、送信電力のホッピングレベルとして２つのレベルを設定した場合について説明したが、ホッピングレベルを３以上に設定すれば、信号衝突時に両者の受信レベルが異なる場合は増えるので、受信信号復調確率を更に上げることが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピング方式での通信において、送信電力をランダムにホッピングさせることにより信号衝突時に互いの信号間での受信電力に差をつけ、受信電力の高いほうの信号を復号するように構成したので、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピング方式での通信における受信信号復調確率を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の通信概念を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における受信装置の受信電力の経過を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における受信装置の受信電力の経過を示す図である。
【図９】周波数をホッピング方式による通信を行っている受信装置の従来の受信電力の経過を示す図である。
【符号の説明】
２０１，３０６，６０１，７０５ １次変調器
２０２，３０３、６０２，７０３ 第１のホッピングパターン発生器
２０３，３０４ ホッピングシンセサイザ
２０４，３０５ ２次変調器
２０５，６０４ 第１のホッピングパターン発生器
２０６，３０２，６０５，７０２ レベル制御回路
２０７，３０１，６０６，７０１ アンテナ
４０１，４０２ 送信装置
４０３ 受信装置
６０３，７０４ タイミング制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピングを使用する無線通信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の移動体通信においては、フェージングの影響または他の加入者からの無線信号によって引き起こされる干渉を減少させるため、あるいはチャネル数を増やすために、ディジタル信号の変調に使用する搬送波の周波数を時間とともに周期的に変化させてスペクトラム拡散を行う周波数ホッピング方式、あるいはタイムスロットホッピングパターンに従ってフレームの異なるタイムスロットで伝送するタイムスロットホッピング方式等が採用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
一般的には、ホッピングは１バースト（タイムスロット）の周期で実行され、周波数ホッピング方式では、１バースト（タイムスロット）毎に所定周期の周波数ホッピングパターンに従って搬送波の周波数を変化させる。タイムスロットホッピング方式では、各チャネルを所定周期のタイムスロットホッピングパターンに従って１フレーム毎にフレーム内の異なるタイムスロットで伝送する。
【０００４】
また、各移動局のホッピング周波数の伝送電力レベル、あるいは各移動局のホッピングタイムスロットの伝送電力レベルは、例えば、同一のホッピング周波数、あるいは同一のタイムスロットで伝送され受信された先の信号の品質に基づいて移動局毎に自動的に制御される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１７７０５９号公報
【特許文献２】
特表２００１−５２６０１３号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２４８３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
周波数ホッピング方式によりチャネル数を増やした場合、１つの基地局（受信装置）と通信可能な移動局が多数存在すると、ある周波数で複数の移動局の通信が重なることがあり、受信装置においてはその区間では信号の衝突が発生してお互いの信号が干渉しあい復調できなくなる。また、タイムスロットホッピング方式によりチャネル数を増やした場合にも、あるタイムスロットで複数の移動局からの受信信号が重なり、お互いの信号が干渉しあって復調できなくなる場合が生ずる。
【０００７】
図９は、基地局（受信装置）が、通信チャネル１と通信チャネル２により２つの移動局とタイムスロット毎に周波数をホッピングさせながら通信を行っているときの基地局（受信装置）における受信電力の経過を示している。受信装置は受信平均電力が通信チャネル１，２共に等レベルになるように通信相手（各移動局）の送信電力制御を行っている。このような通信を行っているときに、例えば網線で示す時点で通信チャネル１と通信チャネル２の搬送波の周波数が一致する場合、互いに等しいレベルの信号が衝突して干渉し合う。
【０００８】
このような問題を解消するために、例えば特許文献３では、異なる周波数ホッピングパターンを発生する２つの周波数ホッピングパターン発生器を備え、送信すべき信号で変調された１次変調信号と前記２つの周波数ホッピングパターン発生器からの２つの異なる発振周波数とを乗積する周波数２重ホッピング方式のスペクトル拡散通信方法を用いている。
【０００９】
この方法によれば、一方の周波数において衝突が発生しても他方の周波数により復調可能であるため、データ同志のコリジョンを低減することができるが、それぞれ出力に異なるホッピングパターンの発振周波数を出力する２つのホッピングシンセサイザを設ける必要があり、構成が複雑となるという問題がある。
【００１０】
また、従来の周波数ホッピング、及びタイムスロットホッピング方式による通信において、衝突による信号の損失を回復する方法として、ディジタル信号処理による誤り検出、及び誤り訂正によりカバーする方法も採用されているが、誤り訂正処理を行うために、送信したい信号よりも多くの情報を送受信する必要があるため、送受信される信号の総量が増えるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑み、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピング方式による通信において、比較的簡単な構成で、受信装置における信号衝突時の信号復調の確率を高めることが可能な手段を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周波数ホッピング、またはタイムスロットホッピング方式により信号を送受信する送受信装置において、周波数ホッピング、またはタイムスロットホッピングされる信号に対して、送信電力のホッピングをかけることで、受信装置において信号の衝突が発生した場合に、それぞれの信号の干渉レベルに差をつけ、受信電力の高いほうの信号を優先して受信できるようにして、少なくとも受信電力の高いほうの信号については復調可能にしたことを特徴としている。
【００１３】
周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピングによる通信方式では、受信装置は受信平均電力が各通信チャネル共に等レベルになるように通信相手（各移動局）の送信電力制御を行っているが、本発明の送信電力ホッピングによる通信方式においては、各移動局は、受信装置により制御された送信電力の送信信号に対して、その平均送信電力が前記制御された送信電力となる範囲で送信電力をランダムなホッピングパターンによりホッピングさせる。
【００１４】
従って、受信装置における各通信チャネルの受信電力は、平均受信電力の上下にホッピングレベル分の電力差を有するランダムなホッピングパターンの受信信号となる。そのため、衝突する信号が発生した場合においては、送信電力がホッピングパターンによりランダムにホッピングしているため、受信電力に差が生じるケースと差が生じないケースが発生する。
【００１５】
受信電力に差が生じるケースにおいては、差が生じない場合に比べ信号間の干渉を抑えることができ、受信電力の高い通信チャネルの信号は復調することが可能となる。一方、受信電力に差が生じないケースにおいては、従来と同様に互いの信号が干渉し合い、いずれの信号も復調することができない。従って、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピングで通信する場合に、本発明による送信信号に対する送信電力ホッピングをかけることにより、受信装置における信号衝突時に、両者の受信電力に差が生じている場合には、少なくとも衝突した一方の信号（受信電力の高いほうの信号）は復調可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態における送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態は、周波数ホッピング方式により信号を送受信する装置であり、送信側回路として１次変調器（２０１）、第１のホッピングパターン発生器（２０２）、ホッピングシンセサイザ（２０３）、２次変調器（２０４）、第２のホッピングパターン発生器（２０５）、レベル制御回路（２０６）、アンテナ（２０７）より構成される。
【００１８】
また、受信側回路としては、アンテナ（３０１）、レベル制御回路（３０２）、ホッピングパターン発生器（３０３）、ホッピングシンセサイザ（３０４）、２次変調器（３０５）、１次変調器（３０６）から構成される。なお、受信装置は複数の送信装置からの信号を復号する為に、ホッピングパターン発生器（３０３）、ホッピングシンセサイザ（３０４）、２次変調器（３０５）、１次変調器（３０６）は複数組用意される。
【００１９】
送信側回路において、１次変調器（２０１）は、送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する。第１のホッピングパターン発生器（２０２）は、送信する信号を周波数ホッピングさせるパターンを生成する部分であり、受信側ホッピングパターン発生器（３０３）と同期をとって同じホッピングパターンを発生することが可能となるように構成されている。
【００２０】
ホッピングシンセサイザ（２０３）は、第１のホッピングパターン発生器（２０２）から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を出力する機能を備えている。２次変調器（２０４）は、１次変調器（２０１）からの出力とホッピングシンセサイザ（２０３）からの出力を乗積し、周波数変調を行う。第２のホッピングパターン発生器（２０５）は、送信電力をランダムにホッピングさせるパターンを生成する。
【００２１】
レベル制御回路（２０６）は、２次変調器（２０４）からの出力に対し、受信装置（基地局）からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行い、その後、第２のホッピングパターン発生器（２０５）からの制御信号により、ホッピングレベル分の送信電力差をつけてアンテナ２０７へ出力する。アンテナ（２０７）は、レベル制御回路（２０６）からの出力を無線信号として送信する。
【００２２】
受信側回路において、アンテナ（３０１）は、無線信号を受信する例えば基地局アンテナである。レベル制御回路（３０２）は、アンテナ（３０１）からの出力を内部で処理する電力レベルに調整する機能を備えている。ホッピングパターン発生器（３０３）は、受信した信号の周波数に追随するためのホッピングパターンを生成し、送信側の第１のホッピングパターン発生器（２０２）と同期をとって同じホッピングパターンを発生する機能を有する。
【００２３】
ホッピングシンセサイザ（３０４）は、ホッピングパターン発生器（３０３）から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成する。２次変調器（３０５）は、レベル制御回路（３０２）からの出力とホッピングシンセサイザ（３０４）からの出力を乗積し、周波数変調を行う。１次変調器（３０６）は、２次変調器（３０５）からの出力を、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により受信信号に復調する。
【００２４】
図３は、２つの送信装置が受信装置との間で、周波数ホッピング方式による通信を行う概念図であり、図４と図５は、受信装置における各送信装置からの受信信号とその動作を説明するための図である。以下、図１〜図５を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００２５】
送信装置（ａ）（４０１）において、送信信号は１次変調器（２０１）に入力される。１次変調器（２０１）においては、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、２次変調器（２０４）へ信号を出力する。第１のホッピングパターン発生器（２０２）は、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ａ）（３０３）と同期をとり、同じパターンのホッピングパターンを生成し、ホッピングシンセサイザ（２０３）へ出力する。
【００２６】
ホッピングシンセサイザ（２０３）は、入力されたホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成し、２次変調器（２０４）へ出力する。２次変調器（２０４）においては、１次変調器（２０１）からの入力とホッピングシンセサイザ（２０３）からの入力を乗積し、ホッピングパターンにより周波数が変化する信号に変調し、レベル制御回路（２０６）へ出力する。
【００２７】
第２のホッピングパターン発生器（２０５）は、送信電力をホッピングさせるパターンをレベル制御回路（２０６）へ出力する。出力させるパターンは、受信装置と同期を取る必要はなく、ランダムなホッピングパターンを発生する。
【００２８】
レベル制御回路（２０６）は、２次変調器（２０４）から入力された信号を、受信装置からの送信電力制御信号により、送信電力を決定し、信号を増幅する。その後、第２のホッピングパターン発生器（２０５）から入力されるホッピングパターンにより送信電力に対してホッピングレベル分の電力差をつけ、アンテナ（２０７）より信号を送信する。
【００２９】
送信装置（ｂ）（４０２）においても、送信装置（ａ）と同様に送信信号を送信する。なお、送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（２０２）は、送信装置（ａ）（４０１）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成し、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ｂ）（３０３）と同期がとられる。また、送信装置（ｂ）（４０２）の第２のホッピングパターン発生器（２０５）も、送信装置（ａ）（４０１）の第２のホッピングパターン発生器（２０５）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成する。
【００３０】
受信装置（４０３）において、アンテナ（３０１）から受信した信号はレベル制御回路（３０２）へ入力される。レベル制御回路（３０２）は、入力された信号の電力レベルを受信装置内部で取り扱うレベルに調整し、２次変調器（ａ）（ｂ）・・・（３０５）へ出力する。
【００３１】
ホッピングパターン発生器（ａ）（３０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ａ）（４０１）の第１のホッピングパターン発生器（２０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、ホッピングシンセサイザ（ａ）（３０４）へ出力する。ホッピングシンセサイザ（ａ）（３０４）は、入力されたホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成し、２次変調器（ａ）（３０５）へ出力する。
【００３２】
２次変調器（ａ）（３０５）は、レベル制御回路（３０２）からの入力信号から、ホッピングシンセサイザ（ａ）（３０４）から入力された信号の周波数成分を抜き取り、１次変調器（ａ）（３０６）へ出力する。１次変調器（ａ）（３０６）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号１を出力する。
【００３３】
ホッピングパターン発生器（ｂ）（３０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（２０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、ホッピングシンセサイザ（ｂ）（３０４）へ出力する。ホッピングシンセサイザ（ｂ）（３０４）は、入力されたホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成し、２次変調器（ｂ）（３０５）へ出力する。
【００３４】
２次変調器（ｂ）（３０５）は、レベル制御回路（３０２）からの入力信号から、ホッピングシンセサイザ（ｂ）（３０４）から入力された信号の周波数成分を抜き取り、１次変調器（ｂ）（３０６）へ出力する。１次変調器（ｂ）（３０６）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号２を出力する。
【００３５】
受信装置（４０３）で受信された各通信チャネルの受信信号１，２は、図４に示すように、それぞれ平均受信電力の上下にホッピングレベル分の電力差をもってランダムに変化する信号となり、かつ、送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の周波数ホッピングパターンにより決まる所定の周期で同じ周波数が選択されることに依る衝突が発生する。
【００３６】
送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の周波数ホッピングパターンにおいて、同じ周波数が選択されることに依る衝突が発生した場合、１次変調器（ａ）（３０６）に送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力され、１次変調器（ｂ）（３０６）にも送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力されることになる。
【００３７】
このとき、本実施形態では図４〜図５に示すように、送信電力レベル（ａ）と送信電力レベル（ｂ）がホッピングしていることにより、受信電力については差が生じる場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝±ホッピングレベル）と、差が生じない場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝０）が発生する。
【００３８】
差が生じる場合においては、互いの信号間でホッピングレベル分の電力差が生じる為、受信電力の高いほうの信号の干渉レベルを下げることができ、受信電力の高いほうの信号を復調することができるようになる。受信電力の低いほうの信号および、両信号に差が生じない（両方の受信レベルが等しい）場合については従来と同様に復調することができない。
【００３９】
このように、本実施形態では周波数ホッピング方式による通信に対して送信電力ホッピング方式を付加しているので、周波数ホッピング方式による通信時の衝突が発生した場合の受信信号であっても、その一部を復調することが可能になり、送信電力ホッピング方式を用いない場合と比べて、結果として受信信号復調確率を上げることが可能となる。
【００４０】
図６及び図７は、本発明の第２の実施形態における送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
本実施形態は、タイムスロットホッピング方式により信号を送受信する装置であり、送信側回路として変調器（６０１）、第１のホッピングパターン発生器（６０２）、タイミング制御部（６０３）、第２のホッピングパターン発生器（６０４）、レベル制御回路（６０５）、アンテナ（６０６）より構成される。
【００４２】
また、受信側回路としては、アンテナ（７０１）、レベル制御回路（７０２）、ホッピングパターン発生器（７０３）、タイミング制御部（７０４）、変調器（７０５）から構成される。なお、ホッピングパターン発生器（７０３）および変調器（７０５）は、複数の送信装置からの信号を復号する為に、複数組用意される。
【００４３】
送信側回路において、変調器（６０１）は送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する部分である。第１のホッピングパターン発生器（６０２）は、送信する信号をタイムスロットホッピングさせるパターンを生成する部分であり、受信側ホッピングパターン発生器（７０３）と同期をとり、同じホッピングパターンを発生することを可能とする。
【００４４】
タイミング制御部（６０３）は、変調器（６０１）からの出力と第１のホッピングパターン発生器（６０２）からの出力により、送信タイムスロットを決定し、そのタイムスロットに信号をマッピングする部分である。第２のホッピングパターン発生器（６０４）は、送信電力をランダムにホッピングさせるパターンを生成する部分である。
【００４５】
レベル制御回路（６０５）は、タイミング制御部（６０４）からの出力に対し、受信装置からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行い、その後、第２のホッピングパターン発生器（６０４）からの出力により、ホッピングレベル分の送信電力差をつける部分である。アンテナ（６０６）は、レベル制御回路（６０５）からの出力を無線信号として出力する部分である。
【００４６】
一方、受信側回路において、アンテナ（７０１）は、無線信号を受信する部分である。レベル制御回路（７０２）は、アンテナ（７０１）からの出力を内部で処理する電力レベルに調整する部分である。ホッピングパターン発生器（７０３）は、受信した信号のホッピングタイムスロットに追随するためのホッピングパターンを生成する部分であり、送信側の第１のホッピングパターン発生器（６０２）と同期をとり、同じホッピングパターンを発生することを可能とする。
【００４７】
タイミング制御部（７０４）は、レベル制御回路（７０２）からの出力とホッピングパターン発生器（７０３）からの出力より、受信信号をタイムスロットから抽出する。変調器（７０５）は、タイミング制御部（７０４）からの出力を、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により受信信号に復調する部分である。
【００４８】
図８は、本実施形態を用いて２つの送信装置が受信装置との間で、タイムスロットホッピング方式による通信を行っている場合の各通信チャネルにおける受信信号の一例を示す図である。なお、図では通信フレームが４つのタイムスロットとして示している。以下、図６〜図８を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００４９】
２つの送信装置が受信装置との間でタイムスロットホッピング方式による通信を行っているイメージは図３と同様であり、送信装置（ａ）（４０１）において、送信信号は変調器（６０１）に入力される。変調器（６０１）においては、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、タイミング制御部（６０３）へ信号を出力する。
【００５０】
第１のホッピングパターン発生器（６０２）は、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ａ）（７０３）と同期をとり、同じパターンのホッピングパターンを生成し、タイミング制御部（６０３）へ出力する。タイミング制御部（６０３）は、変調器（６０１）からの入力を第１のホッピングパターン発生器（６０２）からの入力により、送信スロットタイミングを決定し、送信スロットへの送信信号のマッピングを行い、レベル制御回路（６０５）へ出力する。
【００５１】
第２のホッピングパターン発生器（６０４）は、送信電力をホッピングさせるパターンをレベル制御回路（６０５）へ出力する。第２のホッピングパターン発生器（６０４）から出力するホッピングパターンは、受信装置と同期を取る必要はなく、ランダムなホッピングパターンを発生する。
【００５２】
レベル制御回路（６０５）は、タイミング制御部（６０３）から入力された信号を、受信装置からの送信電力制御信号により、送信電力を決定し、信号を増幅する。その後、第２のホッピングパターン発生器（６０４）から入力されるホッピングパターンにより送信電力に対してホッピングレベル分の電力差をつけ、アンテナ（６０７）より信号を送信する。
【００５３】
送信装置（ｂ）（４０２）においても、送信装置（ａ）と同様に送信信号を送信する。なお、送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（６０２）は、送信装置（ａ）（４０１）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成し、無線フレーム番号等の無線情報から受信装置のホッピングパターン発生器（ｂ）（７０３）と同期がとられる。また、送信装置（ｂ）（４０２）の第２のホッピングパターン発生器（６０５）も、送信装置（ａ）（４０１）の第２のホッピングパターン発生器（６０５）とは異なるパターンの周波数ホッピングパターンを生成する。
【００５４】
受信装置（４０３）において、アンテナ（７０１）から受信した信号はレベル制御回路（７０２）へ入力される。レベル制御回路（７０２）は、入力された信号の電力レベルを受信装置内部で取り扱うレベルに調整し、タイミング制御部（７０４）へ出力する。
【００５５】
ホッピングパターン発生器（ａ）（７０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ａ）（４０１）の第１のホッピングパターン発生器（６０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、タイミング制御部（７０４）へ出力する。タイミング制御部（７０４）は、レベル制御回路（７０２）からの受信信号を入力し、ホッピングパターン発生器（ａ）（７０３）から入力されたタイムスロットホッピングパターン従って送信装置（ａ）からの受信信号を抽出し、変調器（ａ）（７０５）へ出力する。変調器（ａ）（７０５）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号１を出力する。
【００５６】
ホッピングパターン発生器（ｂ）（７０３）は、無線フレーム等の無線情報から送信装置（ｂ）（４０２）の第１のホッピングパターン発生器（６０２）と同期を取り、同じパターンのホッピングパターンを生成し、タイミング制御部（７０４）へ出力する。タイミング制御部（７０４）は、レベル制御回路（７０２）からの受信信号を入力し、ホッピングパターン発生器（ｂ）（７０３）から入力されたタイムスロットホッピングパターン従って送信装置（ｂ）からの受信信号を抽出し、変調器（ｂ）（７０５）へ出力する。変調器（ｂ）（７０５）は、入力された信号に対しＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調を実施し、受信信号２を出力する。
【００５７】
受信装置（４０３）で受信された各通信チャネルの受信信号１，２は、図８に示すように、それぞれ平均受信電力の上下にホッピングレベル分の電力差をもってランダムに変化する信号となり、かつ、送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）のタイムスロットホッピングパターンにより決まる所定の周期で同じタイムスロットが選択されて衝突が発生する場合が生ずる。
【００５８】
送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）のタイムスロットホッピングパターンにおいて、同じタイムスロットタイムスロットが選択されることに依る衝突が発生した場合、変調器（ａ）（７０５）に送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力され、変調器（ｂ）（７０５）にも送信装置（ａ）（４０１）と送信装置（ｂ）（４０２）の送信信号が出力されることになる。
【００５９】
このとき、本実施形態では送信電力レベル（ａ）と送信電力レベル（ｂ）がランダムにホッピングしていることにより、第１の実施形態の場合と同様に、受信電力については差が生じる場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝±ホッピングレベル）と、差が生じない場合（受信電力（ａ）−受信電力（ｂ）＝０）が発生する。
【００６０】
差が生じる場合においては、互いの信号間でホッピングレベル分の電力差が生じる為、受信電力の高いほうの信号の干渉レベルを下げることができ、受信電力の高いほうの信号を復調することができるようになる。受信電力の低いほうの信号および、両信号に差が生じない（両方の受信レベルが等しい）場合については従来と同様に復調することができない。
【００６１】
このように、本実施形態ではタイムスロットホッピング方式による通信に対して送信電力ホッピング方式を付加しているので、タイムスロットホッピング方式による通信時の衝突が発生した場合の受信信号であっても、その一部を復調することが可能になり、送信電力ホッピング方式を用いない場合と比べて、結果として受信信号復調確率を上げることが可能となる。
【００６２】
なお、上記に実施形態では、送信電力のホッピングレベルとして２つのレベルを設定した場合について説明したが、ホッピングレベルを３以上に設定すれば、信号衝突時に両者の受信レベルが異なる場合は増えるので、受信信号復調確率を更に上げることが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピング方式での通信において、送信電力をランダムにホッピングさせることにより信号衝突時に互いの信号間での受信電力に差をつけ、受信電力の高いほうの信号を復号するように構成したので、周波数ホッピングまたはタイムスロットホッピング方式での通信における受信信号復調確率を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の通信概念を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における受信装置の受信電力の経過を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における受信装置の受信電力の経過を示す図である。
【図９】周波数をホッピング方式による通信を行っている受信装置の従来の受信電力の経過を示す図である。
【符号の説明】
２０１，３０６，６０１，７０５ １次変調器
２０２，３０３、６０２，７０３ 第１のホッピングパターン発生器
２０３，３０４ ホッピングシンセサイザ
２０４，３０５ ２次変調器
２０５，６０４ 第１のホッピングパターン発生器
２０６，３０２，６０５，７０２ レベル制御回路
２０７，３０１，６０６，７０１ アンテナ
４０１，４０２ 送信装置
４０３ 受信装置
６０３，７０４ タイミング制御部
Claims (9)
- 周波数ホッピング方式を用いて信号を送受信する通信方法において、周波数ホッピングされて送信される信号に対して、その送信電力を第２のホッピング制御手段によりホッピングレベル分の送信電力差をつけてランダムに変化させて送信し、受信側において信号の衝突が発生した際に、該衝突した信号の干渉レベルに差を生じさせることにより、受信電力の高いほうの信号を優先して受信できるようにしたことを特徴とする送信電力ホッピング通信方法。
- タイムスロットホッピング方式を用いて信号を送受信する通信方法において、タイムスロットホッピングされて送信される信号に対して、その送信電力を第２のホッピング制御手段によりホッピングレベル分の送信電力差をつけてランダムに変化させて送信し、受信側において信号の衝突が発生した際に、該衝突した信号の干渉レベルに差を生じさせることにより、受信電力の高いほうの信号を優先して受信できるようにしたことを特徴とする送信電力ホッピング通信方法。
- 送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する１次変調器と、送信する信号を周波数ホッピングさせるパターンを生成する第１のホッピングパターン発生器と、該第１のホッピングパターン発生器から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を出力するホッピングシンセサイザと、前記１次変調器からの出力と前記ホッピングシンセサイザからの出力を乗積し、周波数変調を行う２次変調器と、送信電力をランダムにホッピング制御するためのパターンを生成する第２のホッピングパターン発生器と、前記２次変調器からの出力に対し、受信装置側からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行うとともに、前記第２のホッピングパターン発生器からの制御信号により、ホッピングレベル分の送信電力差をつけて出力するレベル制御回路と、該レベル制御回路からの出力を無線信号として送信するアンテナとを備えた送信装置と、
前記送信装置からの無線信号を受信するアンテナと、該アンテナからの出力を内部で処理する電力レベルに調整するレベル制御回路と、受信した信号の周波数に追随するために送信側の前記第１のホッピングパターン発生器と同期をとって前記第１のホッピングパターン発生器と同じホッピングパターンを発生するホッピングパターン発生器と、該ホッピングパターン発生器から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を生成するホッピングシンセサイザと、前記レベル制御回路からの出力と前記ホッピングシンセサイザからの出力を乗積し、周波数変調を行う２次変調器と、該２次変調器からの出力を、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により受信信号に復調する１次変調器とを備えた受信装置と、
によって構成されていることを特徴とする送信電力ホッピング通信方式。 - 前記送信装置は移動局に設けられ、前記受信装置は基地局に設けられており、前記受信装置は、前記ホッピングパターン発生器、前記ホッピングシンセサイザ、前記２次変調器および前記１次変調器を複数組備えていることを特徴とする請求項３に記載の送信電力ホッピング通信方式。
- 請求項３または４に記載の送信電力ホッピング通信方式に用いられる送信装置であって、
送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する１次変調器と、送信する信号を周波数ホッピングさせるパターンを生成する第１のホッピングパターン発生器と、該第１のホッピングパターン発生器から出力されるホッピングパターンにより周波数が変化する信号を出力するホッピングシンセサイザと、前記１次変調器からの出力と前記ホッピングシンセサイザからの出力を乗積し、周波数変調を行う２次変調器と、送信電力をランダムにホッピング制御するためのパターンを生成する第２のホッピングパターン発生器と、前記２次変調器からの出力に対し、受信装置側からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行うとともに、前記第２のホッピングパターン発生器からの制御信号により、ホッピングレベル分の送信電力差をつけて出力するレベル制御回路と、該レベル制御回路からの出力を無線信号として送信するアンテナとを備えていることを特徴とする送信装置。 - 送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する変調器と、送信する信号をタイムスロットホッピングさせるパターンを生成する第１のホッピングパターン発生器と、前記変調器からの出力と前記第１のホッピングパターン発生器からの出力により、送信タイムスロットを決定し、そのタイムスロットに信号をマッピングするタイミング制御部と、送信電力をランダムにホッピングさせるパターンを生成する第２のホッピングパターン発生器と、前記タイミング制御部からの出力に対し、受信装置側からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行うとともに、前記第２のホッピングパターン発生器からの制御信号により、ホッピングレベル分の送信電力差をつけて出力するレベル制御回路と、該レベル制御回路からの出力を無線信号として送信するアンテナとを備えた送信装置と、
前記送信装置からの無線信号を受信するアンテナと、該アンテナからの出力を内部で処理する電力レベルに調整するレベル制御回路と、受信した信号のホッピングタイムスロットに追随するために、送信側の前記第１のホッピングパターン発生器と同期をとり、前記第１のホッピングパターン発生器と同じホッピングパターンを発生するホッピングパターン発生器と、前記レベル制御回路からの出力と前記ホッピングパターン発生器からの出力により、受信信号をタイムスロットから抽出するタイミング制御部と、該タイミング制御部からの出力を、ＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により受信信号に復調する変調器とを備えた受信装置と、
によって構成されていることを特徴とする送信電力ホッピング通信方式。 - 前記送信装置は移動局に設けられ、前記受信装置は基地局に設けられており、前記受信装置は、前記ホッピングパターン発生器および前記変調器を複数組備えていることを特徴とする請求項６に記載の送信電力ホッピング通信方式。
- 請求項６または７に記載の送信電力ホッピング通信方式に用いられる送信装置であって、
送信信号をＰＳＫ、ＦＳＫ等の変調方式により変調する変調器と、送信する信号をタイムスロットホッピングさせるパターンを生成する第１のホッピングパターン発生器と、前記変調器からの出力と前記第１のホッピングパターン発生器からの出力により、送信タイムスロットを決定し、そのタイムスロットに信号をマッピングするタイミング制御部と、送信電力をランダムにホッピングさせるパターンを生成する第２のホッピングパターン発生器と、前記タイミング制御部からの出力に対し、受信装置側からの送信電力制御信号により送信電力の調整を行うとともに、前記第２のホッピングパターン発生器からの制御信号により、ホッピングレベル分の送信電力差をつけて出力するレベル制御回路と、該レベル制御回路からの出力を無線信号として送信するアンテナとを備えていることを特徴とする送信装置。 - 請求項５または８に記載の送信装置を備えていることを特徴とする携帯または移動可能な無線装置。
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