JP4639987B2 - 無線通信システムおよび無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＴＤＭＡ方式を用いた無線信号によって通信する無線装置であって、制御チャネルの干渉検知をする無線通信システムおよび無線通信装置に関するものである。

近年、コードレス電話等、無線通信を利用した通信装置が普及している。これらの無線通信装置は、１つの制御局と１つ又は複数の従属局として動作する無線通信装置で構成されている。コードレス電話は、制御局として動作する公衆網に接続されたコードレス電話親機と従属局として動作するコードレス電話子機とで構成されている。

従来、これらのコードレス電話装置では無線通信を開始する時に、使用する通話チャネルが空き状態であることを、該チャネルにおけるノイズの大きさや電界強度（以下ＲＳＳＩ）を予め定められた値（閾値）を比較することにより確認し、無線接続を行っている（特許文献１参照）。

待機状態の時すなわち通話チャネルが設定されていない時には、コードレス電話装置は親機から子機に制御チャネルで制御情報を送信している。通常、制御チャネルは固定されており、他コードレス装置のノイズがないかどうかを、定期的に親機の送信設定を受信設定にして、ＲＳＳＩ測定を行い、検知している。干渉が大きいと判定された場合、現在の制御チャネルを他の空き状態のチャネルに切り替えることことによって、良好な状態での制御チャネルの通信を行っている。
特開平５−３０４５００号公報

解決しようとする問題点は、フレーム同期をしている複数台のコードレス電話親機の干渉を検知することができないという点である。

たとえばオフィス等で、複数台のコードレス電話親機が干渉する状態で設置される状態、さらに、これらの電話親機がワイヤレスＰＢＸ等のようにフレーム同期するようなシステムにおいては、定期的にＲＳＳＩ測定を設定している処理では（例えば３２フレームに１回、同じフレーム番号で測定）、複数の電話親機の制御チャネルに同時に受信設定がされてしまい、システム内での電話親機の制御チャネルの干渉（妨害波）を検知することができないという問題がある。すなわち、あるコードレス電話親機がＲＳＳＩ測定のために受信状態にされた同じタイミングで隣接する他のコードレス電話親機が受信状態にされていると、たとえそこが該他のコードレス電話親機にとって制御チャネルであってもその時は信号を送信しないので、制御チャネルの干渉を検知することができない。

本発明の無線通信システムおよび無線通信装置は、制御チャネルのＲＳＳＩ測定タイミングを無作為に設定し、あらゆる環境下でも干渉検知を可能にすることを主要な特徴とする。

本発明の無線通信システムおよび無線通信装置は、制御チャネルのＲＳＳＩ測定タイミングを無作為に設定することにより、あらゆる環境下での干渉検知が可能になり、フレーム同期をしている複数台のコードレス電話親機の干渉を検知し、制御チャネルを他空き状
態のチャネルに切り替え、良好な無線環境が得られるという利点がある。

本発明は、複数台のフレーム同期をしている制御局が制御チャネルの干渉を検知し、他空きチャネルに切り替え、良好な無線環境を得るという目的を、制御チャネルのＲＳＳＩ測定タイミングを無作為に設定することにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第一の発明は、制御局が制御信号を送信する制御チャネルで、ＲＳＳＩを測定するシステムにおいて、ＲＳＳＩ測定をするフレームを乱数で決定する手段と、制御信号送信のタイミングでＲＳＳＩを測定する手段と、ＲＳＳＩから制御チャネルを切り替える手段を有するものであり、ＲＳＳＩ測定タイミングを無作為に設定することにより、複数台のフレーム同期をしている制御局が（コードレス電話親機）同士の制御チャネルの干渉を検知することができ、制御チャネルを干渉の無いチャネルに切り替え、良好な無線環境での制御チャネルの通信が得られるという利点を有する。

上記課題を解決するためになされた第二の発明は、測定したＲＳＳＩから制御チャネルを切り替える手段において、測定したＲＳＳＩと妨害波と判定する基準である閾値とを比較する手段と、測定したＲＳＳＩが閾値以上である割合が既定値以上になった場合、制御チャネルを切り替える手段を有するものであり、ＲＳＳＩが閾値以上である割合で制御チャネルの切り替えを行うことにより、ＲＳＳＩ測定フレームが偶然に一致した場合でも、より無線環境に応じた干渉検知ができるという利点を有する。

上記課題を解決するためになされた第三の発明は、複数の制御局がフレーム同期をしているシステムにおいて、ＲＳＳＩ測定をするフレームを、複数の制御局の各々に付与している固有番号によって決定する手段を有するものであり、フレーム同期をしている複数の制御局があるシステムで各制御局に一意に固有番号が付与されている場合、その固有番号でＲＳＳＩ測定フレームを決定することにより、システム内の自身以外のデジタルコードレス電話親機とＲＳＳＩ測定タイミングが全く一致しないというシステムを実現できるという利点を有する。

上記課題を解決するためになされた第四の発明は、ＲＳＳＩ測定するフレームを決定する手段において、制御局が従属局に重要なシステム情報を送信するフレームを避ける手段を有するものであり、デジタルコードレス電話子機に全く影響を与えず、干渉検知をできるという利点を有する。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図５に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成図である。

１００は、公衆回線へ接続されている構内電話交換機であるＰＢＸ主装置である。１０１，１０２，１０３はＰＢＸ主装置１００に有線接続しているコードレス電話親機である。１０４，１０５，１０６はコードレス電話親機１０１，１０２，１０３のそれぞれに登録され、これらコードレス電話親機と無線通信が可能なコードレス電話子機である。

コードレス電話親機１０１，１０２，１０３は、ＰＢＸ主装置１００からの同期信号に同期しており、各コードレス電話親機はフレーム同期をしている。さらに、コードレス電話子機１０４，１０５，１０６は、それぞれコードレス電話親機１０１，１０２，１０３が送信する制御信号を受信することによりコードレス電話親機１０１，１０２，１０３に
同期し、コードレス電話子機１０４，１０５，１０６とコードレス電話親機１０１，１０２，１０３はＴＤＭＡ方式のデジタル通信を行う。

図２は、本発明のコードレス電話の送受信スロットの説明図を示す。２００はコードレス電話親機１０１，１０２，１０３の本体を示している。２０６は無線信号を送受信するアンテナである。２０１は電話における音声通信の発呼、着呼を制御する呼制御部２０１であり、２０２は呼制御部２０１の発呼又は、着呼による無線通信接続によって発生する音声通信チャネル、又、コードレス電話子機１０４，１０５，１０６に無線通信の情報を送信する制御チャネル等の管理をする無線通信管理部２０２である。２０３は無線通信管理部２０２によって設定された送信データの送信設定を行う無線送信部２０３、２０５はアンテナ２０６で受信された受信信号を処理する、無線受信設定を行う無線受信部２０５である。

２０４は、無線受信部２０５よりＲＳＳＩ測定値を得、無線の干渉検知処理を行い、干渉検知がある場合は無線通信管理部２０２にチャネル切り替えを要求するＲＳＳＩモニタ管理部である。このＲＳＳＩモニタ管理部２０４は又、ＲＳＳＩ測定の設定解除を無線送信部２０３および無線受信部２０５に通知する。以上の２０１〜２０５の処理部により、通信チャネル、制御チャネルの無線環境での干渉を検知し、より良い無線環境を得られるように、空きチャネルへの切り替えなどの処理を行っている。

図３は、本発明のコードレス電話の送受信スロットの説明図を示す。図３には、コードレス電話子機と親機における送信スロット、受信スロットの制御チャネル送信時とＲＳＳＩ測定時の状態を示している。本実施の形態１では、本無線通信システム内で予め決められた制御局側の送信スロットがスロット１からスロット４までの４つのスロット、同じく、従属局側の送信スロットがスロット５からスロット８までの４つのスロットで１つのフレームが構成された時分割多重のスロット配置を示し、無線通信システム１のタイムスロットは、送信スロットが４スロットと、その送信スロットに対応する受信スロットが４スロットとで構成される。

コードレス電話親機２００は、図中の送信スロット１を制御チャネルとして、コードレス電話子機に制御情報を毎フレーム送信している（Ｓ３０１）。制御チャネル（送信スロット１）のＲＳＳＩ測定をする場合、コードレス電話親機２００は通常送信に使用するスロット１を受信状態に設定し、ＲＳＳＩ測定する（Ｓ３０２）。このとき、コードレス電話子機には、制御情報は送信されない。このようにして送信スロットに受信設定をすることにより、制御チャネルのＲＳＳＩ測定を行っている。

図１のようにフレーム同期をしているコードレス電話親機が複数存在するシステムにおいて、すべてのコードレス電話親機でＲＳＳＩ測定が、周期的に、例えば３２フレームに１回、同じフレーム番号（０ｘ０ｆ，０ｘ２ｆ，０ｘ４ｆ，０ｘ６ｆ，・・・）で行われる場合、本発明の実施の形態１では、ＲＳＳＩ測定フレームを乱数により決定し、他コードレス電話親機の制御チャネルの妨害波が全く検知できないという状態をなくす。

以下、図４の本発明の制御チャネルのＲＳＳＩ測定フレーム決定処理のフローチャートである、各ステップによって説明する。

まず現在のフレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏを取得する（ステップ４０１）。

ステップ４０１で取得したフレーム番号Ｆｒａｍｅ ＮｏがＲＳＳＩ測定フレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉであるか判定する。現在のフレーム番号Ｆｒａｍｅ ＮｏがＲＳＳＩ測定フレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉと一致する場合は、ステップ４０
３へ、一致しない場合はステップ４０７に進む（ステップ４０２）。

フレーム番号Ｆｒａｍｅ ＮｏがＲＳＳＩ測定フレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉである場合、ＲＳＳＩ測定値を取得する（ステップ４０３）。

取得したＲＳＳＩ測定値から、図１で示した無線通信管理部２０２で制御チャネルの切り替えが必要か判定する。必要な場合はステップ４０５へ、不要な場合はステップ４０６へ進む（ステップ４０４）。

制御チャネルの切り替えが必要な場合、無線通信管理部２０２で制御チャネル切り替え処理を行い、ステップ４０６に進む（ステップ４０５）。

制御チャネルの次のＲＳＳＩ測定フレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉを乱数ｘにより、取得する（ステップ４０６）。

制御チャネルは受信設定になっているので、送信設定にする（ステップ４０７）。

次に、現在のフレーム番号Ｆｒａｍｅ ＮｏがＲＳＳＩ測定フレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉの前フレームかを判定する。前フレームであればステップ４０９へ、そうでなければステップ４０１へ戻る（ステップ４０８）。

現在のフレーム番号Ｆｒａｍｅ ＮｏがＲＳＳＩ測定フレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉの前フレームであれば、次フレームでＲＳＳＩ測定を行うため、制御チャネルに受信設定を行う（ステップ４０９）。

以上、ステップ４０１〜ステップ４０９の処理で、ＲＳＳＩ測定フレーム決定処理を行い、乱数ｘを用いることによりＲＳＳＩモニタ周期をランダムに設定することができ、自身以外のコードレス電話親機のＲＳＳＩ測定タイミングと一致する可能性が少なくなり、干渉検知が可能になる。

なお、図４における制御はマイコンを用いた処理装置によって実現してもよく、その場合には図４における制御は装置を制御するマイコンのプログラムの一部として実行される。このとき乱数ｘはプログラムで実現される一定周期の擬似乱数であればよい。すなわち、乱数ｘは一定周期以外の値であればよい。

図５に本発明の実施の形態１に係るコードレス電話の送受信スロットの説明図を示す。図中でコードレス電話親機１０１と１０２のＲＳＳＩ測定フレームは一致しており、コードレス電話親機１０１と１０２同士の干渉は検知できない（Ｓ５０１）。一方で、コードレス電話親機１０３の干渉はコードレス電話親機１０１と１０２で検知できる（Ｓ５０２）。また、コードレス電話親機１０３のＲＳＳＩ測定フレームはコードレス電話親機１０１、１０２とは異なるため、干渉検知できる。次のＲＳＳＩ測定フレームは、各親機の乱数によって設定されるため、各親機で一致する場合もあるが、異なる場合もあり、干渉検知がそれぞれの親機で可能となる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態１で、自身以外のコードレス電話親機とＲＳＳＩ測定フレーム番号が偶然に一致した場合、連続回数での判定であれば、一回でも低いＲＳＳＩ測定値が得られ妨害波と判定されなかった場合、切り替えが不必要だと判定され、不良な無線環境でも制御チャネルの切り替えができない場合がある。

本発明の実施の形態２は、実施の形態１で記述したＲＳＳＩ測定フレームが親機同士で一致する場合があるのを鑑みて、制御チャネルの切り替えをする判定を、ＲＳＳＩ測定値から妨害波と判定した回数が連続回数ではなく、指定測定回数中に何回判定されたか（以下エラー率とする）で判定する。

図６に本発明の実施の形態２に係る制御チャネル切替判定処理のフローチャートを示す。各ステップに従って処理を説明する。

まず、ＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩｍを取得する（ステップ６０１）。

ＲＳＳＩ測定回数ＲＳＳＩＣｎｔをカウントする（ステップ６０２）。

予め干渉があると判定されるＲＳＳＩの値であるＲＳＳＩ閾値ＲＳＳＩｓとＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩｍを比較する。ＲＳＳＩ閾値ＲＳＳＩｓよりＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩｍが大きい場合はステップ６０４へ、小さい場合は、ステップ６０５に進む（ステップ６０３）。

ＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩｍによって妨害波があると判定された回数ＲＳＳＩ Ｅｒｒ Ｃｎｔをカウントする（ステップ６０４）。

ＲＳＳＩ測定回数ＲＳＳＩ Ｃｎｔがある測定回数ＲＳＳＩ Ｃｎｔ Ｌに達したかを判定する。達した場合は、ステップ６０６へ、そうでない場合は６０１へ進む（ステップ６０５）。

妨害波があると判定された回数ＲＳＳＩ Ｅｒｒ Ｃｎｔが閾値ＲＳＳＩ Ｅｒｒ Ｃｎｔ Ｌより大きいか判定する。大きい場合はステップ６０７へ、そうでない場合はステップ６０８へ進む（ステップ６０６）。

ステップ６０６で妨害波があると判定された回数が閾値を超えた場合、干渉があると判断され、制御チャネルの切替処理を行う（ステップ６０７）。

ステップ６０６で妨害波があると判定された回数が閾値より小さい場合、干渉がないと判定され、制御チャネルの切り替えは行わずに、ＲＳＳＩ測定回数ＲＳＳＩ Ｃｎｔ、妨害波があると判定された回数ＲＳＳＩ Ｅｒｒ Ｃｎｔがクリアされる（ステップ６０８）。

以上、ステップ６０１〜ステップ６０８の処理で制御チャネルの切り替え判定処理を行うことにより、偶然にＲＳＳＩ測定値が低く妨害波と判定されなかった場合でも妨害波と判定される回数が多ければ、切り替えが必要だと判定され、制御チャネルの切り替え処理がなされる。

このようにして、より無線環境に応じた制御チャネルの干渉検知ができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、同一システムで、フレーム同期をしているコードレス電話親機が、複数存在する場合、ＲＳＳＩ測定フレーム番号を各々のコードレス電話親機の固有番号で決定する方法である。

図７に本発明の実施の形態３に係るコードレス電話親機の送受信スロットの説明図を示す。コードレス電話親機１０１，１０２，１０３はそれぞれの固有番号を１、２、３と割
り振られている。３２フレームに１回行うＲＳＳＩ測定のフレーム番号Ｆｒａｍｅ Ｎｏ
Ｒｓｓｉは、固有番号ＩＤから（数式１）で求められる。

Ｆｒａｍｅ Ｎｏ Ｒｓｓｉ ＝（２ＩＤ−１）＋３２ｎ （ｎ＝０，１，…）（数式１）
コードレス電話親機１０１のＲＳＳＩ測定フレーム番号は、０ｘ０１，０ｘ２１，０ｘ４１，…、コードレス電話親機１０２のＲＳＳＩ測定フレーム番号は、０ｘ０３，０ｘ２３，０ｘ４３，…、コードレス電話親機１０３のＲＳＳＩ測定フレーム番号は、０ｘ０５，０ｘ２５，０ｘ４５，…となる。図７に示すように、コードレス電話親機１０１，１０２，１０３のＲＳＳＩ測定フレーム番号は一致しない（Ｓ７０１，Ｓ７０２，Ｓ７０３）。

実施の形態３において、同一システム内で、各々のコードレス電話親機の固有番号は一意に設定されているので、ＲＳＳＩ測定フレーム番号も一意に決めることができることにより、ＲＳＳＩ測定フレーム番号が全く一致しないことにより、同一システム内の自身以外のコードレス電話親機の干渉を検知することができ、制御チャネルの送信がより良い無線環境で行うことができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、ＲＳＳＩ測定は、コードレス電話子機に重要な情報が報知されるフレームでは行わず、コードレス電話子機のコードレス電話親機からの制御情報に従う動作に影響がないようにする。

本発明のコードレス電話親機は、偶数番号のフレームで、固有情報、システム情報やページング等を送っている。これらの情報がコードレス電話子機で受信できない場合、コードレス電話親機のスロットの使用状況等が把握できず、通話チャネルを確立する場合等に障害が生じる。又、コードレス電話子機が間欠受信の時、受信フレームは１６進数で０ｘＸ０（Ｘ＝０，１，２，３，…，ｆ）のフレーム番号であり、親機の固有情報、システム情報等が受信できない。

図８に本発明の実施の形態４に係るコードレス電話の送受信スロットの説明図を示す。コードレス電話子機は、フレーム番号０ｘ００でコードレス電話親機より、制御情報を受信し（Ｓ８０１）、次フレームより受信処理を停止する。コードレス電話親機はフレーム番号０ｘ０１でＲＳＳＩ測定を行う。フレーム番号０ｘ１０でコードレス電話子機は受信を行い、再びコードレス電話親機の制御情報を受信し、情報を更新し、次フレームより受信処理を停止する。ＲＳＳＩ測定フレームを奇数フレームに設定することにより、偶数フレームの制御チャネルの送信は常に行う。

以上から、コードレス電話子機は、コードレス電話親機の重要な制御情報を受信できないことなく、コードレス電話親機はＲＳＳＩ測定を行い、干渉検知が可能になる。

本発明は、コードレス電話やワイヤレスＰＢＸなどの複数のコードレス親機が存在するシステム内での干渉を検知することによってその干渉を避けることができることから、良好な無線環境を提供できるという利点がある。

本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成図 本発明の実施の形態１に係るコードレス電話親機のブロック図 本発明のコードレス電話の送受信スロットの説明図 本発明の制御チャネルのＲＳＳＩ測定フレーム決定処理のフローチャート 本発明の実施の形態１に係るコードレス電話の送受信スロットの説明図 本発明の実施の形態２に係る制御チャネル切替判定処理のフローチャート 本発明の実施の形態３に係るコードレス電話親機の送受信スロットの説明図 本発明の実施の形態４に係るコードレス電話の送受信スロットの説明図

符号の説明

１００ ＰＢＸ主装置
１０１，１０２，１０３ コードレス電話親機
１０４，１０５，１０６ コードレス電話子機
２００ コードレス電話親機本体
２０１ 呼制御部
２０２ 無線通信管理部
２０３ 無線送信部
２０４ ＲＳＳＩモニタ管理部
２０５ 無線受信部
２０６ アンテナ

Claims (9)

1. 同期の基準となる制御信号を送信する制御局と前記制御信号を受信し前記制御局の送受信タイミングに同期して動作する少なくとも１つの従属局から成る無線通信システムであって、
   前記制御局と前記従属局は予め決められた時間間隔の１つの区間を予め決められた時間で分割したスロット時分割通信を行ない、
   前記制御局は、通常は前記区間の中の所定のスロットで同期の基準となる制御信号を送信し、ＲＳＳＩ測定をするフレームを乱数により決定し、決定されたフレームでは前記所定のスロットでの制御信号の送信を中止してＲＳＳＩを測定する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記制御局は、測定したＲＳＳＩと妨害波と判定する基準である閾値とを比較する手段と、前記測定したＲＳＳＩが閾値以上である割合が既定値以上になった場合、制御チャネルを切り替える手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. ＲＳＳＩ測定をするフレームを決定する時、前記制御局が前記従属局へ重要なシステム情報を送信するはずのフレームを避けることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 互いにフレーム同期した制御局が複数存在し、前記制御局との間で予め決められた時間間隔の１つの区間を予め決められた時間で分割したスロット時分割通信を行なう従属局を有する無線通信システムであって、
   前記制御局は、通常は前記区間の中の所定のスロットで同期の基準となる制御信号を送信する手段と、
   ＲＳＳＩを測定するフレームを乱数で決定する手段と、
   決定されたフレームでは前記所定のスロットでの制御信号の送信を中止してＲＳＳＩを測定する手段と、
   ＲＳＳＩの測定結果に応じて制御チャネルを切り替える手段とを
   有することを特徴とする無線通信システム。
5. 予め決められた時間間隔の１つの区間（以下フレームと記す）を予め決められた時間（以下スロットと記す）にＮ分割し各々の前記スロットで通信を行う時分割多重（以下ＴＤＭＡと記す）方式を用いて通信を行ない、ＴＤＭＡの少なくとも１つのスロットでＴＤＭＡの同期の基準となる制御信号を送信する制御局と、前記制御信号を受信し前記制御局のＴＤＭＡのタイミングに同期して動作する少なくとも１つの従属局からなる無線通信システムであって、
   前記制御局であるデジタルコードレス電話親機が制御信号を送信する制御チャネルで、ノイズの大きさ、電界強度であるＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を測定するシステムにおいて、前記ＲＳＳＩ測定をするフレームを乱数で決定する手段と、制御信号送信のタイミングで前記ＲＳＳＩを測定する手段と、前記ＲＳＳＩから制御チャネルを切り替える手段を有することを特徴とする無線通信装置。
6. 前記測定したＲＳＳＩから制御チャネルを切り替える手段において、前記測定したＲＳＳＩと妨害波と判定する基準である閾値とを比較する手段と、前記測定したＲＳＳＩが閾値以上である割合が既定値以上になった場合、制御チャネルを切り替える手段を有することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 複数の制御局がフレーム同期し、ＲＳＳＩ測定をするフレームを、前記複数のデジタルコ
   ードレス電話親機の各々に付与している固有番号によって決定する手段を有することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
8. ＲＳＳＩ測定をするフレームを決定する時、前記制御局が前記従属局へ重要なシステム情報を送信するはずのフレームを避けることを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
9. 通信相手との間で予め決められた時間間隔の１つの区間を予め決められた時間で分割したスロット時分割通信を行なう無線通信装置であって、
   通常は前記区間の中の所定のスロットで同期の基準となる制御信号を送信する手段と、
   ＲＳＳＩを測定するフレームを乱数で決定する手段と、
   決定されたフレームでは前記所定のスロットでの制御信号の送信を中止してＲＳＳＩを測定する手段と、
   ＲＳＳＩの測定結果に応じて制御チャネルを切り替える手段とを
   有することを特徴とする無線通信装置。

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