JP4748427B2 - 無線通信端末機及びそのチャネル変更方法 - Google Patents

Description

本発明は、チャネル変更が可能な無線通信端末機及びそのチャネル変更方法に関し、より詳細には、無線通信時、周囲環境に応じてチャネルを変更できるようにすることにより、受信端末間の相互干渉が防止できるだけでなく、通信性能が保障できるチャネル変更が可能な無線通信端末機及びそのチャネル変更方法に関する。

ブルートゥース（登録商標）のような短距離の無線通信規格が最近の無線通信分野で関心の焦点となっている。
例えば、ブルートゥース（登録商標）は、家庭やオフィス内の互いに１０〜１００ｍ内の近距離に位置している移動電話、コンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等を他の電話、コンピュータ、ＰＤＡ、家電製品等と無線で接続することにより、デジタル機器間のリアルタイムでの双方向無線通信を可能とする。
ブルートゥース（登録商標）の周波数帯域は、２．４ＧＨｚ帯域のＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｍｅｄｉｃａｌ）帯域である２．４０２ＧＨｚ〜２．４８０ＧＨｚである。

送信端末と受信端末とがブルートゥース（登録商標）を介して互いに無線通信を行うとき、送信端末と受信端末の組としては、携帯端末と無線ヘッドセット、コンピュータと無線ヘッドセット、コンピュータと周辺機器等が挙げられる。

このようなブルートゥース（登録商標）は、近距離に位置する受信端末間の干渉をなくすためにスペクトル拡散方式の一種である周波数ホッピング方式を使用する。
この方式は一定時間毎に無作為に周波数を切り替える方式であって、受信端末間での干渉を防ぐために２．４０２ＧＨｚ〜２．４８０ＧＨｚのブルートゥース（登録商標）帯域内において帯域幅を１ＭＨｚで分割して７９個の周波数帯域を設定し、各周波数帯域を切り替えながら信号が送信されるようにする。このような周波数帯域の切り替えは１秒間に１６００回行われる。

通常、一つの送信端末に一つの受信端末が接続して無線通信を行い、その最初（ｉｎｉｔｉａｌ）通信時、送信端末はプリセットされたチャネルを通して無線通信信号を受信端末に送信することで、送信端末と受信端末間のチャネルをマッチングする。
ここでのチャネルとは、周波数ホッピングによって形成される一種のコードであって、周波数ホッピングのために分割された７９個の周波数帯域をどういう順番に切り替えるかに応じてチャネルを設定することができる。
例えば、分割された各周波数帯域を第１〜第７９帯域とすると、第１〜第７９帯域を順次ホッピングすることをチャネル１として設定し、第５帯域、第２９帯域、第１７帯域、第３帯域、・・・のような順序でホッピングすることをチャネル２として設定することができる。

さらに、短距離無線通信の進展として、ブルートゥース（登録商標）の他に３．１ＧＨｚ〜５．１ＧＨｚの超広帯域周波数帯域を使用する超広帯域無線通信方式が開発されている。このような超広帯域無線通信方式では、主にオン、オフのようなデジタル信号を送受信して変調するＯＯＫ（Ｏｎ Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式を用いて通信信号を送受信する。
このようなＯＯＫ変調方式を使用する場合、他の送信端末との通信干渉を防止するために、３．１ＧＨｚ〜５．１ＧＨｚの周波数帯域を複数個の周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成し、その中から選択されたチャネルを用いて送信端末と受信端末とが通信する。

しかしながら、任意のチャネルを使用する送信端末と受信端末とが無線通信を行っている時に通信が干渉され得る範囲内で同一の任意チャネルを使用する他の送信端末と受信端末とが入ってくると、送信端末と受信端末との無線通信に障害が起こるだけでなく、他の送信端末と受信端末との無線通信にも障害が起こる。
このようなＯＯＫ方式の問題点は、互いに同一チャネルを用いる異なるユーザが１組以上使用する場合に発生するため、同一チャネルを使用する他の送信端末と受信端末が無線通信範囲内に進入すると、自動的にチャネルを変更する方法を適用できればこのような問題点を解消することができる。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、無線通信時に周囲環境に応じてチャネルを変更できるようにすることで、送信端末間の相互干渉を防止して通信性能が保障できる、チャネル変更が可能な無線通信端末機及びそのチャネル変更方法を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による無線通信端末機は、超広帯域の通信用の周波数帯域の少なくとも一部を複数のサブ周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成するプロセッサと、前記複数のチャネルのうちの少なくとも一つを通して無線通信信号を受信する受信部と、前記無線通信信号を受信するチャネルを変更させるチャネル変更器とを備え、前記チャネル変更器は、前記無線通信信号の電力レベルを検知する電力検知部を含み、さらに、外部から受信された前記無線通信信号の前記電力レベルに応じて、前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルに変更するか否かを制御する制御部を備え、前記無線通信信号は、超広帯域の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス（ｃｈａｏｔｉｃ）信号であることを特徴とする。

また、前記無線通信信号のフィルタリング帯域を調節し、前記チャネルを変更するフィルタを備えることが好ましい。
前記フィルタは、バンドパスフィルタであっても良い。

前記制御部は、前記受信された無線通信信号の電力レベルがある一定の値以下である場合、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することがが好ましい。
前記制御部は、外部から前記無線通信信号が予め設定された時間内に受信されなければ、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することが好ましい。

隣接する前記各チャネルの間には、前記無線通信信号を送受信しない所定の帯域幅を有するガード帯域が形成されても良い。
無線通信端末機は、携帯端末、コンピュータ、ＭＰ３プレーヤ、ＲＦ送受信機、ＴＶ、ＰＭＰ、ＰＤＡ、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器の内のいずれか一つであっても良い。
前記無線通信信号は、携帯端末、コンピュータ、ＭＰ３プレーヤ、ＲＦ送受信機、ＴＶ、ＰＭＰ、ＰＤＡ、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器、スピーカーの内のいずれか一つから受信されることが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明による無線通信端末機のチャネル変更方法は、超広帯域の通信用の周波数帯域の少なくとも一部を複数のサブ周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成するプロセッサと、前記複数のチャネルのうちの少なくとも一つを通して無線通信信号を受信する受信部と、前記無線通信信号を受信するチャネルを変更させるチャネル変更器とを備え、前記チャネル変更器は、前記無線通信信号の電力レベルを検知する電力検知部を含み、さらに、外部から受信された前記無線通信信号の前記電力レベルに応じて、前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルに変更するか否かを制御する制御部を備える無線通信端末機において、前記超広帯域の通信用の周波数帯域のうち少なくとも一部を前記複数のサブ周波数帯域に分割して前記複数のチャネルを形成し、前記チャネルのうちの一つを選択して第１端末からの第１無線通信信号を第２端末に送信するステップと、前記第２端末から前記第１端末に送信された第２無線通信信号のエネルギーを検知し、前記選択されたチャネルでの通信状態を判断するステップと、前記通信状態に応じて前記選択されたチャネルを変更するか否かを決定するステップと、前記決定されたチャネルを通して無線通信信号を送受信するステップとを有し、前記第１及び第２無線通信信号は、超広帯域の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス信号であることを特徴とする。

本発明に係る無線通信端末機及びそのチャネル変更方法によれば、最適化されたチャネル環境において送信端末と受信端末間の高品質の通信が可能であり、他の送信端末に接続された受信端末との信号干渉を防止することができる。また、チャネルの変更過程が迅速で効率的であり、カオス搬送波の送受信時に消費される電力消費を低減することができる。

次に、本発明に係る無線通信端末機及びそのチャネル変更方法を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

本発明による無線通信端末機は、カオス信号（Ｃｈａｏｔｉｃ Ｓｉｇｎａｌ）を用いて無線データを送受信し、送信端末と受信端末間の通信時に使用しないチャネルを自動的に検索して選択できる。ここで、カオス信号とは、所定の周波数帯域で複数の周波数成分を有する一種の搬送波であって、データ信号の伝送のための周波数帯域で直接生成される。

無線通信端末機の送信端末としては、携帯端末、コンピュータ、ＭＰ３プレーヤ、ＲＦ送受信機、ＴＶ、ＰＭＰ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｍｕｓｉｃ Ｐｌａｙｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器等を採用することができ、受信端末としては、携帯端末、コンピュータ、ＭＰ３プレーヤ、ＲＦ送受信機、ＴＶ、ＰＭＰ、ＰＤＡ、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器、スピーカー等を採用することができる。

後述する本発明の実施形態では、送信端末としては携帯端末を、受信端末としては無線ヘッドセットを例にとって説明するが、本無線通信システムは相互近距離無線通信が可能な全機器に適用可能であることを理解されるべきである。

図１は、無線通信システムを備えた複数対の携帯端末と無線ヘッドセット間のデータ送受信の関係を示す図である。
第１の携帯端末１は第２の携帯端末１’又はサーバとの通信が可能であり、基地局から提供されたデータ信号を画面とスピーカーを通じて出力したりメモリに保存したりする。
第１の無線ヘッドセット２は、近距離無線通信を通じてＭＰ３（ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ−３）信号、オーディオデータ、音声信号などの無線信号により第１の携帯端末１と通信し、第１の無線ヘッドセット２と第１の携帯端末１間の通信はデータの種類に応じて双方向又は単方向で行われる。

例えば、第１の携帯端末１で電話通話を行うとき、第１の携帯端末１に到達した音声信号は第１の無線ヘッドセット２に提供されスピーカーから出力され、第１の無線ヘッドセット２のマイクを通して入力された音声は無線信号に変換されて第１の携帯端末１に提供された後基地局に送信される。
すなわち、音声信号は第１の携帯端末１と第１の無線ヘッドセット２間で双方向で送受信される。これに対し、第１の携帯端末１に保存されているか無線インターネット等を通して提供されるデータ、例えば、ＭＰ３で圧縮されたオーディオデータの場合には第１の携帯端末１から第１の無線ヘッドセット２に、即ち単方向にのみ提供される。

一方、一対をなす第１の携帯端末１と第１の無線ヘッドセット２が任意のチャネルで通信を行っている途中、無線通信が可能な範囲内に同一チャネルで通信を行う第２の携帯端末１’と第２の無線ヘッドセット２’が進入すると、相互干渉が発生して、その結果第１の無線ヘッドセット２と第２の無線ヘッドセット２’の通信信号の受信が不可能となる。

このとき、第１の携帯端末１又は第２の携帯端末１’が使用するチャネルを変更することにより、通信の相互干渉を防止することができる。
このような各携帯端末１、携帯端末１’と、各無線ヘッドセット２、無線ヘッドセット２’は、チャネルの変更が可能となるように次のような構成の無線通信システムをそれぞれ備えなければならない。

図２は、本発明の実施形態に係る携帯端末１に装備されるカオス信号を用いた無線通信システムの構成ブロック図である。
携帯端末１の無線通信システムは、チャネルの変更のためのチャネル変更回路４０と、カオス信号にデータ信号を変調したカオス搬送波を送信する送信回路１０と、カオス搬送波を受信してデータ信号を求める受信回路２０とを含む。

超広帯域の無線通信システムにおいてカオス信号は、図３に示すように、３．１〜５．１ＧＨｚ帯域に渡って複数の周波数成分を有するように形成される。
このようなカオス信号の周波数帯域はその範囲が広いため、この周波数帯域は複数のサブ帯域に分けられ、サブ帯域の一部のみが通信信号の送受信に使用される。
例えば、５００ＭＨｚの単位でカオス信号の周波数帯域を分割する場合、４つのサブ周波数帯域を形成することができ、４つのサブ周波数帯域は４つのチャネルに設定される。すなわち、３．１〜３．６ＧＨｚはチャネル１、３．６〜４．１ＧＨｚはチャネル２、４．１〜４．６ＧＨｚはチャネル３、４．６〜５．１ＧＨｚはチャネル４に設定することができる。

これにより、カオス信号の周波数帯域が４つのチャネルを有することになり、携帯端末１と無線ヘッドセット２間の通信時、各チャネルのうちの１つを利用して通信を行うことができる。このようなチャネルの個数と、各チャネルの周波数帯域の幅は設計者が適宜に通信効率に応じて多様に設計できることは言うまでもない。

一方、隣接するチャネルの間にはチャネル間の信号干渉を防止するために、図３には図示されていないガード（Ｇｕａｒｄ）帯域が形成される。ガード帯域は、上述したように各チャネルを５００ＭＨｚ単位で分割した場合、各チャネルの間に１〜１００ＭＨｚ程度に形成することができ、ガード帯域の幅も設計者によって信号干渉が防止される最適の大きさに設計することができる。

チャネル変更回路４０は、アンテナと送受信回路との間に設けられ携帯端末１と無線ヘッドセット２とが通信するチャネルを変更する。チャネル変更回路４０は、チャネル変更用のフィルタ４１と、無線ヘッドセット２から受信されたカオス信号の電力レベルを検知する電力検知部４３を含む。
このようなチャネル変更回路４０は、電力検知部４３からの結果を受けて制御部４５によってフィルタ４１が制御されチャネルが変更される。

フィルタ４１は、アンテナを通して送信又は受信されるカオス信号をフィルタリングし、予め選択されたチャネルに該当する周波数帯域のカオス信号のみが送受信されるようにする。
フィルタ４１は可変ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）で形成することができ、可変ＢＰＦは所望する周波数帯域のみをフィルタリングして通過させることができるだけでなく、フィルタリングされる周波数帯域も変更することができる。これにより、フィルタ（以下、ＢＰＦ）４１のフィルタリング帯域を調節し、所望する周波数帯域幅を有する複数のチャネルを形成することができるだけでなく、チャネルの変更も可能である。

電力検知部４３は、携帯端末１と無線ヘッドセット２との通信時、無線ヘッドセット２から携帯端末１に送信されたカオス信号の電力レベルを検知し、ダイオードなどを利用して構成することができる。電力検知部４３は、受信回路２０側のスイッチ７と制御部４５との間に配置され、検知されたカオス信号の電力レベルを制御部４５に提供する。

制御部４５は、通信初期に無線通信の範囲内で使用中のチャネルをスキャンし、使用可能なチャネルと使用不可能なチャネルとを判断し、判断結果に応じてカオス信号を送受信するチャネルを選択する。即ち、制御部４５は、携帯端末１が無線通信の範囲内に進入するとき第２の携帯端末１’が使用するチャネルを回避するようにすることにより、携帯端末１、１’同士の干渉を未然に防止する。
また、制御部４５は電力検知部４３から検知されたカオス信号の電力レベルと、無線ヘッドセット２からカオス信号が受信されたか否かを用いてフィルタ（ＢＰＦ）４１のチャネル変更を制御する信号を発生させる。

すなわち、制御部４５は、電力検知部４３から検知されたカオス信号の電力レベルが予め設定された所定の電力レベルの以下である場合、フィルタリングされる周波数帯域を変更する制御信号をＢＰＦ４１に提供する。また、制御部４５は、予め設定された一定時間内に無線ヘッドセット２からカオス信号が受信されなければ、フィルタリング周波数帯域を変更する制御信号をＢＰＦ４１に提供する。

これにより、ＢＰＦ４１によりフィルタリングされる周波数帯域が変更されることにより、通信のためのチャネルが変更される。このとき、制御部４５は一定の規則に従ってチャネルが変更されるようにすることもでき、ランダムにチャネルが変更されるようにすることもできる。例えば、制御部４５は周波数帯域の大きさに応じて、チャネル１、チャネル２、チャネル３・・・のように順次チャネルが変更されるように制御することもでき、チャネル３、チャネル２、チャネル４、チャネル１、・・・等の順にチャネルが変更されるように制御することもできる。

また制御部４５は、通信の初期だけでなく、携帯端末１と無線ヘッドセット２との通信中、持続して無線ヘッドセット２から送信されるカオス搬送波の電力レベルを検知し、電力レベルが一定の値以下に低下する場合、リアルタイムでチャネルを変更できるようにＢＰＦ４１を制御する。
このような制御部４５は、分離して構成されても良く、基底帯域処理部３５内に設けられても良く、基底帯域処理部３５が制御部４５の機能を行うこともできる。

一方、携帯端末１の無線通信システムの無線ヘッドセット２に向かう一端には、送受信用アンテナ５と、送信回路１０と受信回路２０のうち一方をアンテナ５に接続するためのスイッチ７が備えられている。ここで、アンテナ５とスイッチ７との間にはチャネル変更回路４０のＢＰＦ４１が装着されている。

無線通信システムの他端には、ＣＤＭＡ信号の処理のための信号処理回路５０と、データビットをパケット化する基底帯域処理部３５、制御部４５からの制御に応じてスイッチ７の動作を制御するインターフェース３３が備えられている。

送信回路１０は、カオス信号発生器３０、変調器１１、電力増幅器１５を含み、音声信号又はＭＰ３信号、オーディオデータ信号を信号処理回路５０で処理して各々を無線ヘッドセット２に送信する。このとき、信号処理回路５０では、音声信号をデータビット又はデータ信号の形で基底帯域処理部３５に提供し、基底帯域処理部３５では、データビット又はデータ信号をパケット化して変調器１１に提供する。

カオス信号発生器３０は、予め設定された所定の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス信号を発生させる。カオス信号は、図２の［ｄ］点に対するグラフで示すように、時間ドメイン（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）で見たとき、周期と振幅が相違なる複数のパルスが連続的に発生して生成される。カオス信号の周波数帯域はカオス信号発生器３０の設計に応じて異なり、本無線通信システムではＵＷＢ帯域である３．１〜５．１ＧＨｚの周波数帯域でカオス信号が生成されるようにする。このように超広帯域でカオス信号が発生するため、チャネルの分割が可能である。

変調器１１は、カオス信号発生器３０からのカオス信号と、データ信号とを合成することにより、カオス搬送波を生成する。このとき、［ａ］点に対するグラフに示すように、０と１のバイナリ形態で形成されたデータビットは、［ｂ］点に対するグラフに示すようなパルス形態で変調器１１に提供される。
このようなデータ信号とカオス信号とを合成すると、［ｅ］点に対するグラフに示すように、データ信号で情報が存在する区間でのみカオス信号が存在するカオス搬送波が生成される。このように変調が終了した後にも、カオス搬送波の周波数帯域は、カオス信号の周波数帯域と同一である。

この送信回路１０が動作するとき、インターフェース３３はスイッチ７が送信回路１０とアンテナ５とを接続するように制御し、送信回路１０で生成されたカオス搬送波はＢＰＦ４１でフィルタリングされた後、アンテナ５を通して無線ヘッドセット２に送信される。

一方、受信回路２０は、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐ）２１、信号検知部２３、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）増幅器２５、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２７、Ａ／Ｄコンバータ２９を含み、無線ヘッドセット２から無線で入力されたデータ信号を受信して処理する。ここで、データ信号は音声データ信号又はオーディオデータ信号だけでなく、送信端末が受信端末を制御するための制御信号も含み、特定種類のデータ信号に限定されない。
ＬＮＡ２１は、アンテナ５を通して受信されたカオス搬送波を増幅して信号検知部２３に伝達する。

信号検知部２３は、カオス搬送波のエンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐ）を検知してデータ信号を抽出する。信号検知部２３はダイオードで構成でき、信号検知部２３を通過したカオス搬送波は、［ｃ］点に対するグラフで示すように、曲線のある波形を形成する。
ＡＧＣ増幅器２５は、増幅率を増減させることのできる増幅器であって、信号検知部２３で抽出された波を一定のレベルに増幅させる。ＬＰＦ２７は増幅された波をＡ／Ｄコンバータ２９においてデジタル信号に変換できるようにフィルタリングする。

Ａ／Ｄコンバータ２９では曲線のある波形をデジタル信号に変換することにより、パルス形態のデータ信号を抽出する。
データ信号は基底帯域処理部３５を通して信号処理回路５０に提供され、ＣＤＭＡ信号に処理された後、基地局に送信される。

このように図２に示した携帯端末１は、送信回路１０及び受信回路２０を全て内蔵しているが、無線イヤホンの場合、受信回路２０のみを含む。すなわち、無線通信機器に応じて送信回路１０又は受信回路２０を選択的に又は全てを備えることができる。

図４は、本発明の実施形態に係る無線ヘッドセットに装備される無線通信システムの構成ブロック図である。
図に示すように、無線ヘッドセット２の無線通信システムは、携帯端末１の無線通信システムと同様に、受信回路１２０と送信回路１１０とを含む。

受信回路１２０は、ＬＮＡ１２１、信号検知部１２３、ＡＧＣ増幅器１２５、ＬＰＦ１２７、Ａ／Ｄコンバータ１２９を含み、携帯端末１から送信されたカオス搬送波から無線信号を抽出して出力する。
送信回路１１０は、カオス信号発生器１３０、変調器１１１、電力増幅器１１５を含み、マイクで入力された音声信号をカオス信号に合成して携帯端末１に送信する。

無線ヘッドセット２の無線通信システムの携帯端末１に向かう一端には、アンテナ１０５、スイッチ１０７、ＢＰＦ１０６を備える。ここで。ＢＰＦ１０６は、携帯端末１のＢＰＦ４１を通して設定されたチャネルに該当する周波数帯域のみをフィルタリングするように設定され、制御部１４５からの信号によってチャネルが変更される。
ＢＰＦ１０６は、動作初期には、カオス搬送波の全ての周波数帯域を送受信できるように設定され、制御部１４５は各チャネルを順次又はランダムに変更しながらカオス搬送波が入力されたか否かを判断する。

制御部１４５は、初期通信時、任意のチャネルでカオス搬送波が入力されて無線ヘッドセット２のＩＤが要求されると、対応するチャネルでＩＤを送信する。
このとき、携帯端末１が対応するチャネルで無線通信することを所望する場合、対応するチャネルを通してデータの含まれたカオス搬送波が伝送され、制御部１４５はＢＰＦ１０６を制御して、データの含まれたカオス搬送波のチャネルに対応する無線ヘッドセット２のチャネルを設定する。
しかし、初期通信時のチャネルの電力が一定の値以下の場合、携帯端末１はチャネルを変更してＩＤを再要求し、制御部１４５はまたチャネルを変更しながら携帯端末１からのカオス搬送波を検知する。すなわち、制御部１４５は、データの含まれたカオス搬送波が受信されるまでチャネルを変更するようになる。

また、携帯端末１から無線ヘッドセット２へと一方向データが伝送される場合、すなわち、ＭＰ３信号、オーディオデータ信号の送信時、制御部１４５は携帯端末１と無線ヘッドセット２とが通信する間、所定時間の間隔でチャネルの電力レベルを把握することができる信号を携帯端末１に送信する。
これは携帯端末１と無線ヘッドセット２との通信中、チャネルの環境が変化することに備えるためのことで、携帯端末１側では該信号を受信してチャネルの状態に応じてチャネルを変更することができる。一方、携帯端末１と無線ヘッドセット２間で双方向にデータが伝送される場合、すなわち、電話通話時には、携帯端末１では無線ヘッドセット２から送信されたカオス搬送波を用いてチャネルの状態を把握することができるため、無線ヘッドセット２から携帯端末１へ別の信号を送信する必要はない。

このような無線通信システムの他端には、データビットをパケット化する基底帯域処理部１３５、制御部１４５からの制御に応じてスイッチ１０７の動作を制御するインターフェース１３３、オーディオインターフェース１４０を備える。

受信回路１２０と送信回路１１０及び各構成要素の機能は携帯端末１の無線通信システムに備えられた各構成要素の機能と同一であり、処理されるデータ信号の種類だけが相違しているため、詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態に係る上述のような構成による無線通信システムを備えた携帯端末１と無線ヘッドセット２との間でチャネルを設定する工程について図５及び図６を参照して説明する。

ユーザが携帯端末１に保存されているＭＰ３、オーディオデータや、無線インターネットに接続してＭＰ３、オーディオデータを聴取しようとする場合、
携帯端末１又は無線ヘッドセット２のボタンを操作してＭＰ３、オーディオデータの出力を選択する（ステップＳ４００）。
すると、携帯端末１はチャネルをスキャンして使用中のチャネルがあるか否かを検索する（ステップＳ４０１）。

検索の結果、使用中のチャネルがある場合（ステップＳ４０２−Ｙ）、不使用中のチャネルの中からチャネルを選択した後（ステップＳ４０３）、選択されたチャネル、例えばチャネル１を通して無線ヘッドセット２にＩＤを要求するＩＤ要求信号を送信する（ステップＳ４０５）。
もし、検索結果、使用中のチャネルがない場合（ステップＳ４０２−Ｎ）、チャネルを選択し（ステップＳ４０４）、選択されたチャネルを通して携帯端末１から無線ヘッドセット２にＩＤを要求するＩＤ要求信号を送信する（ステップＳ４０５）。

一方、無線ヘッドセット２では、チャネルを変更しながら携帯端末１から信号が受信されるか否かを判断し、チャネル１でＩＤ要求信号が入力されると、ＩＤを含む応答信号を携帯端末１に送信する。
携帯端末１の制御部４５は無線ヘッドセット２からＩＤ応答信号が受信されたか否かを判断し（ステップＳ４１０）、ＩＤ応答信号が受信されなければ、予め設定された所定時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳ４１５）。
予め設定された所定時間が経過していると、制御部４５はＢＰＦ４１のフィルタリング帯域を可変する制御信号を生成してＢＰＦ４１に提供し（ステップＳ４２５）、ＢＰＦ４１の動作によってチャネルが変更されると、変更されたチャネルでＩＤ要求信号を再送信する（ステップＳ４３０）。

一方、無線ヘッドセット２からＩＤ応答信号が受信されると、制御部４５は、電力検知部４３から検知されたＩＤ応答信号の電力レベルが予め設定された所定の値以上であるか否かを判断する。

このとき、ＩＤ応答信号の電力レベルが所定の値以上であれば、該当ＩＤと該当チャネルを設定する（ステップＳ４３５）。そして、カオス信号発生器と変調器を作動させ、ＭＰ３、オーディオデータをカオス信号と合成してカオス搬送波を生成する（ステップＳ４４０）。その後、対応するチャネルを通して無線ヘッドセット２にカオス搬送波を伝送する（ステップＳ４４５）。

一方、ＩＤ応答信号の電力レベルが所定の値を超えない場合、制御部４５はＢＰＦ４１のフィルタリング帯域を可変する制御信号を生成してＢＰＦ４１に提供し（ステップＳ４２５）、ＢＰＦ４１の動作によって変更されたチャネルでＩＤ要求信号を再送信する（ステップＳ４３０）。

ステップＳ４１０〜ステップＳ４３０の工程は、ＩＤ応答信号の電力レベルが所定の値以上になるまで繰り返される。

一方、チャネルが設定されて携帯端末１からデータの挿入されたカオス搬送波が受信されると、無線ヘッドセット２では所定の時間の間隔で無線ヘッドセット２のチャネル状態を知らせるための電力確認信号を伝送する。

携帯端末１の制御部４５は無線ヘッドセット２から電力確認信号が受信されると（ステップＳ４５０）、電力確認信号の電力レベルが所定の値以上であるかを判断する（ステップＳ４５５）。
電力レベルが所定の値以上ではない場合、制御部４５はＢＰＦ４１を動作させてチャネルを変更し（ステップＳ４６０）、変更されたチャネルを通してカオス搬送波を送信する（ステップＳ４６５）。

もしユーザが通信終了を選択すると（ステップＳ４７０−Ｙ）、通信を終了し、そうでなければ（ステップＳ４７０−Ｎ）、通信中にはステップＳ４５０〜ステップＳ４７０の工程を繰り返してチャネル環境の変化にリアルタイムで対応することができるようにする。

一方、携帯端末１と各無線ヘッドセット２との間で電話通話が行われている間、携帯端末１は無線ヘッドセット２から送信された音声の含まれたカオス搬送波の効能によって対応するチャネルの電力レベルを判断することができる。

このように、本無線通信システムでは、広帯域の高周波信号であるカオス信号を複数のチャネルに分割し、各チャネルでカオス搬送波を送受信できるようにする。そして、チャネルの状態に応じてリアルタイムでチャネルを変更することができるので、最適化されたチャネル環境で携帯端末１と無線ヘッドセット２との高品質の通信が可能である。

すなわち、任意の無線通信の範囲内に同一のチャネルを使用する複数対の携帯端末１と無線ヘッドセット２が位置すると、チャネルをリアルタイムで変更することにより、携帯端末１間の信号干渉を防止することができる。
また、フィルタ４１と電力検知部４３を用いて電力レベルを簡単な方法で検知しチャネルを変更することにより、チャネルの変更工程が迅速で効率的である。また、チャネルの分割によってカオス搬送波を送受信する周波数帯域が狭まることにより、カオス搬送波を送受信する際に消費する電力消費を低減することができる。

無線通信システムを備えた複数対の携帯端末と無線ヘッドセットとの間のデータ送受信の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る携帯端末に装備されるカオス信号を用いた無線通信システムの構成ブロック図である。 本発明の実施形態に係る超広帯域の周波数帯域でチャネルを設定した例を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る無線ヘッドセットに装備された無線通信システムの構成ブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムを備えた携帯端末と無線ヘッドセットとの間にチャネルを設定及び変更する工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線通信システムを備えた携帯端末と無線ヘッドセットとの間にチャネルを設定及び変更する工程を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 携帯端末
２ 無線ヘッドセット
５、１０５ （送受信用）アンテナ
７、１０７ スイッチ
１０、１１０ 送信回路
１１、１１１ 変調器
１５、１１５ 電力増幅器
２０、１２０ 受信回路
２１、１２１ ＬＮＡ
２３、１２３ 信号検知部
２５、１２５ ＡＧＣ増幅器
２７、１２７ ＬＰＦ
２９、１２９ Ａ／Ｄコンバータ
３０、１３０ カオス信号発生器
３３、１３３ インターフェース
３５、１３５ 基底帯域処理部
４０ チャネル変更回路
４１、１０６ フィルタ（ＢＰＦ）
４３ 電力検知部
４５、１４５ 制御部
５０ 信号処理回路
１４０ オーディオインターフェース

Claims (15)

1. 超広帯域の通信用の周波数帯域の少なくとも一部を複数のサブ周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成するプロセッサと、
   前記複数のチャネルのうちの少なくとも一つを通して無線通信信号を受信する受信部と、
   前記無線通信信号を受信するチャネルを変更させるチャネル変更器とを備え、
   前記チャネル変更器は、前記無線通信信号の電力レベルを検知する電力検知部を含み、
   さらに、外部から受信された前記無線通信信号の前記電力レベルに応じて、前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルに変更するか否かを制御する制御部を備え、
   前記無線通信信号は、超広帯域の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス（ｃｈａｏｔｉｃ）信号であることを特徴とする無線通信端末機。
2. 前記無線通信信号のフィルタリング帯域を調節し、前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルを変更するフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末機。
3. 前記フィルタは、バンドパスフィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末機。
4. 前記制御部は、前記受信された無線通信信号の電力レベルがある一定の値以下である場合、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末機。
5. 前記制御部は、外部から前記無線通信信号が予め設定された時間内に受信されなければ、前記フィルタのフィルタリング帯域を可変させる制御信号を発生させて前記チャネルを変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末機。
6. 隣接する前記各チャネルの間には、前記無線通信信号を送受信しない所定の帯域幅を有するガード帯域が形成されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末機。
7. 前記無線通信端末機は、携帯端末、コンピュータ、ＭＰ３プレーヤ、ＲＦ送受信機、ＴＶ、ＰＭＰ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｍｕｓｉｃ Ｐｌａｙｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器の内のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末機。
8. 前記無線通信信号は、携帯端末、コンピュータ、ＭＰ３プレーヤ、ＲＦ送受信機、ＴＶ、ＰＭＰ、ＰＤＡ、無線ヘッドセット、無線マウス、コンピュータ周辺機器、スピーカーの内のいずれか一つから受信されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末機。
9. 超広帯域の通信用の周波数帯域の少なくとも一部を複数のサブ周波数帯域に分割して複数のチャネルを形成するプロセッサと、前記複数のチャネルのうちの少なくとも一つを通して無線通信信号を受信する受信部と、前記無線通信信号を受信するチャネルを変更させるチャネル変更器とを備え、前記チャネル変更器は、前記無線通信信号の電力レベルを検知する電力検知部を含み、さらに、外部から受信された前記無線通信信号の前記電力レベルに応じて、前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルに変更するか否かを制御する制御部を備える無線通信端末機において、
   前記超広帯域の通信用の周波数帯域のうち少なくとも一部を前記複数のサブ周波数帯域に分割して前記複数のチャネルを形成し、前記チャネルのうちの一つを選択して第１端末からの第１無線通信信号を第２端末に送信するステップと、
   前記第２端末から前記第１端末に送信された第２無線通信信号のエネルギーを検知し、前記選択されたチャネルでの通信状態を判断するステップと、
   前記通信状態に応じて前記選択されたチャネルを変更するか否かを決定するステップと、
   前記決定されたチャネルを通して無線通信信号を送受信するステップとを有し、
   前記第１及び第２無線通信信号は、超広帯域の周波数帯域で複数の周波数成分を有するカオス信号であることを特徴とする無線通信端末機のチャネル変更方法。
10. 前記第１無線通信信号を送信するステップは、最初の通信時、前記第２端末に受信を要請する受信要請信号を送信するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
11. 前記通信状態を判断するステップは、前記第２端末から前記第２無線通信信号が所定の時間内に受信されない場合、そのチャネルでの通信状態は良好ではないと判断することを特徴とする請求項９に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
12. 前記通信状態を判断するステップは、前記第２端末から送信された前記第２無線通信信号の電力レベルがある一定の値以下である場合、前記チャネルでの通信状態は良好ではないと判断することを特徴とする請求項９に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
13. 前記チャネルを変更するか否かを決定するステップは、取得した通信状態が良好ではない場合、前記チャネルの変更を決定するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
14. 前記チャネルの変更を決定するステップは、前記無線通信信号をフィルタリングする周波数帯域を調節することによりチャネルを変更するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。
15. 前記チャネルの変更を決定するステップは、バンドパスフィルタを用いてチャネルを変更することを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機のチャネル変更方法。

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