JP4837967B2

JP4837967B2 - 通信システム及び通信装置

Info

Publication number: JP4837967B2
Application number: JP2005288498A
Authority: JP
Inventors: 工宮下
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007104089A

Description

本発明は、通信システム及び通信装置に関し、多数の送信局を有する通信システムに用いて好適なものである。

現在、一般に利用されている通信方法の一例を以下に示す。
ａ．トライステートバッファを用いた配線（通信経路）の共用
一度に１つのバッファだけが送信可能であり、一時に１対１の通信を行う。この通信方法は、ＳＤＲＡＭのデータバスやイーサネット（登録商標）等で利用されている。
ｂ．ポイント・ツー・ポイント（point-to-point）
専用の伝送路を用いて２つの局間で通信を行うものであり、１対１の高速通信が可能である。

ｃ．マルチ・ドロップ（multi-drop）
１対多の通信が可能であり、ＳＤＲＡＭのアドレスバス等で利用される。但し、駆動能力の限界やインピーダンス整合をとるために出力数が限られ、高速通信において受信局数は一般に数局〜十数局までに限られる。
ｄ．スイッチによる切り替え・交換
多対多の交換が可能であるが、多対１の通信を一時に行うことはできない。これはＭｙｒｉｎｅｔや電話の交換回線等に利用される。

ｅ．無線放送
１対多の通信であり、テレビ放送及びラジオ放送、アマチュア無線、業務用無線等に利用されている。
ｆ．携帯電話におけるup-link（携帯電話端末から基地局への送信）
基地局は、移動局である携帯電話端末から基地局への呼を個別に受けるので１対１の通信となる。

ｇ．ＭＩＭＯ
複数局から送信された信号を複雑な伝送路を経て複数局で受信する方法であり、全体で１対１の通信を行う。従来の１対１の無線通信よりも多くの情報を伝達することができる。
ＭＵＤ
１局から送信した信号を他の１局で受信する際に、他局からの信号を他局間干渉信号として取り除く技術である。この際、他局からの信号を逐一受信することはせず総体としての疑似信号を漸近近似生成して受信信号から差し引く簡易手法も含む。
ＭＩＳＯ
複数の有線point-to-point信号を束ねて長距離伝送する際に生じるクロストークを取り除く技術である。

ｈ．ＣＤＭＡ
無線通信、有線通信、光通信に適用可能なコード拡散した複数の信号をコード逆拡散して受信する方法であり、１対１の通信を行う。１つの周波数帯域（いくつか定めた離間した周波数（周波数ホッピング）の場合もある）、変調方式、１つの有線回線、一本の光ファイバー等物理的には１つのチャンネルの中でコード拡散多重により１対１の通信を行う。
ｉ．無線タグ
誘導性結合や近距離無線を利用するＩＤタグやＩＣカードの一部で用いられ、タグ側の電源を通信手段を兼ねた誘導性結合により供給して近接間１対１の通信を行う。電磁波を利用して数ｍの距離で通信する装置を実現できる可能性もあり、電源の内蔵が望まれるが１対多、多対１の通信が可能になる。

上述した従来の通信方法ａ〜ｉにおいては、１対１或いは１対多の通信が実現される。なお、上記ｉの無線タグにおいては、電磁波を利用すれば多対１の通信も可能である。

ここで、古くは会議場等で用いられる投票装置に代表されるような呼びかけに対して呼応する通信装置が、多くの場面にて有用性が増している。近年、そのような通信装置についても情報化を進めて新しい機能が実現されている。例えば上述した無線タグのような無線応答装置を資材等にあらかじめ添付しておき、資材の探索・分類・整理や、流通や製造の工程の管理・制御などに利用されている。

特開２０００−２２４２１５号公報

従来、通信装置を備えた多数の情報処理装置（ＰＥ）を利用して情報の処理を行う場合、一般に各ＰＥに負荷を分散して処理を行うためには、入力データ及び処理結果の集配を行い、処理を開始・継続・継承するために各ＰＥ、入出力装置、及び記憶装置間で通信を行う必要がある。したがって、利用するＰＥの数が多くなるにつれて、そのような管理、制御、調停等が非常に煩雑になる。特に、バスや制御信号線を介した通信が、１対１のポイント・ツー・ポイント（point-to-point）又は出力数が制限されたマルチ・ドロップ（multi-drop）に限られるため、大量のデータ転送のためにバス等が使用されると、状況の変化や処理の進展に柔軟に対応することが困難となる。
また、従来の通信方法において、多対１の通信が可能な方法もあるが、通信可能なその数には限界があった。

本発明は、多数の送信局と受信局とが通信可能な通信システムにて、多数の送信局の中から特定の送信局を効率良く判別し、送信局と受信局の間で通信を行えるようにすることを目的とする。

本発明の通信システムは、複数の局群に分類した複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、その受信した無線信号を解析して上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備え、解析手段は、受信した無線信号の解析結果に基づいて、上記複数の局群の構成を変更する。
上記構成によれば、複数の送信局の各々と無線信号の通信を順次行わなくとも、局群毎にまとめて送信される送信局からの無線信号に基づいて複数の送信局の中から特定の送信局を判別することが可能になる。

本発明によれば、複数の局群に分類した複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信し、その無線信号を解析して特定の送信局を含む局群を判別する。これにより、無線信号の通信を送信局毎に順次行わなくとも、多数の送信局の中から特定の送信局を効率良く判別して、送信局と受信局の間での通信を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による通信システムの構成例を示す図である。
図１において、ホストコンピュータ１は、多数の処理装置（ＰＥｉ）２ｉ（ｉは添え字であり、ｉ＝１〜ｎ（任意）の自然数）と通信可能に接続され、各処理装置（ＰＥｉ）２ｉを管理、制御する。また、ホストコンピュータ１は、複数の周辺機器３を有し、周辺機器３からシステム外部の情報が入力されるとともに処理結果等を周辺機器３に出力する。

処理装置（ＰＥｉ）２ｉは、ハブ４を介してイーサネット（登録商標）によりホストコンピュータ１と通信可能に接続されており、見本データ及び作業のプログラムがホストコンピュータ１から供給され当該プログラムに応じた処理を実行する。ここで、見本データ及び作業のプログラムは、個々の処理装置２ｉにユニキャスト（unicast（point-to-point））することにより供給されるようにしても良いし、複数の処理装置２ｉのまとまり毎にマルチキャスト（multicast）又は一斉にブロードキャスト（broadcast）することにより供給されるようにしても良い。

また、処理装置２ｉは、それぞれ送信機（送信機能）を有しており、所定の条件が満たされるとアンテナＡＮＴを介して無線信号（情報）を送信する。なお、処理装置２ｉは、必要に応じて周辺機器５を備えるようにしても良い。この周辺回路５により処理装置２ｉにデータストリーム等を与えるようにしても良く、この場合にはホストコンピュータ１から処理装置２ｉの通信は大幅に削減される。

受信機６は、処理装置２ｉから送信される無線信号を受信し、受信した無線信号（詳細には受信した信号の電力）をホストコンピュータ１に出力する。図１において、受信機６は、個別に図示しているが、ホストコンピュータ１内部に備えるようにしても良い。

なお、図１においては、ホストコンピュータ１と処理装置２ｉは、イーサネット（登録商標）を介して通信可能なように接続しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ホストコンピュータ１と処理装置２ｉは任意のネットワークを介して通信可能なように接続されれば良い。

図２は、本実施形態における通信システムの機能的な構成を示す図である。なお、図２においては、本実施形態に係る主要な構成要素についてのみ図示している。また、説明の便宜上、図１に示した受信機６により実現される機能は、ホストコンピュータ１内に図示している。

ホストコンピュータ１は、制御部１１、無線受信部１２、受信情報解析部１３、及び送信部１４を有する。
制御部１１は、ホストコンピュータ１内の各機能部を統括的に制御する。無線受信部１２は、処理装置２より所定の条件が満たされた場合に無線通信により送信される無線信号を受信し、受信した無線信号の電力を出力する。

受信情報解析部１３は、無線受信部１２より出力された受信無線信号の電力に基づいて、特定の処理装置が存在する組を判別する。具体的には、受信情報解析部１３は、無線受信部１２より順次出力される受信無線信号の電力を比較し、その比較結果により特定の処理装置を含む組から送信された受信無線信号を特定することで特定の処理装置が存在する組を判別する。

また、受信情報解析部１３は、無線受信部１２より出力された受信無線信号の電力の解析結果に基づいて、処理装置の組を適宜変更し再構成する。この処理装置の組の再構成では、例えば特定の処理装置が存在する組の細分化が行われる。

送信部１４は、見本データ、作業のプログラム、及びパラメータセットなどを処理装置２に供給する。ここで、上述した受信情報解析部１３により処理装置の組の再構成が行われている場合には、処理装置の組の再構成（変更）を反映して各種情報を処理装置２に供給する。

処理装置２は、受信部２１、処理部２２、記憶部２３、及び無線送信部２４を有する。
受信部２１は、ホストコンピュータ１から供給される見本データ、作業のプログラム、及びパラメータセットなどの各種情報を受信して、処理部２２及び記憶部２３に出力する。記憶部２３に出力されたホストコンピュータ１からの各種情報は、所定の領域に記憶される。

処理部２２は、ホストコンピュータ１から供給された作業のプログラム及びパラメータセットを用いて、それらに応じた所定の処理動作を実行する。また、処理部２２は、処理動作により得られた結果を、記憶部２３及び無線送信部２４に適宜出力する。
無線送信部２４は、所定の条件が満たされると、処理部２２での処理結果に応じた無線信号を送信する。

次に、動作について説明する。
図１において、各処理装置２ｉは、ホストコンピュータ１からの指示により予め供給された作業プログラム及びパラメータセットに基づく作業を開始し、ホストコンピュータ１からデータストリームが供給される。なお、ここでは作業プログラムに基づく処理として、処理部２２において供給されるデータストリームと比較データ（見本データ）の比較を行うものとする。また、ホストコンピュータ１から処理装置２ｉへの指示は、個々にユニキャスト（unicast（point-to-point））することで行っても良いし、複数の処理装置２ｉのまとまり毎にマルチキャスト（multicast）又は一斉にブロードキャスト（broadcast）することで行うようにしても良い。

各処理装置２ｉは、各々の比較データとデータストリームの比較をプログラムの実行により行い、その一致の度合に応じて各分類（群）毎に周期的に割り当てられた所定の時間に短いメッセージを送信する。ここでメッセージには、簡単には一致の度合が大きいほどパルス密度が高くなるパルス列を用いることができる。

各処理装置２ｉの比較結果は、各送信機（無線送信部２４）から同一の通信帯域を用いて送信され、１つの受信機６（無線受信部１２）で受信される。受信機６（無線受信部１２）は、該通信帯域内の受信電力を受信情報解析部１３に出力する。各分類毎に予めメッセージである無線信号を送信する通信時間が周期的に割り当てられ、かつ各処理装置２ｉからの信号に係る受信電力のキャリブレーションも予め行っているので、ホストコンピュータ１は供給される受信電力に基づいて一致度合に係る現在の状況を分類毎に判別することができる。

このようにして、各処理装置２ｉで得られた比較データとデータストリームの一致度合の状況が大まかな分類による複数の処理装置２ｉからなる各群毎に判別される。一致の多い群の処理装置２ｉについて、より細分化した見本データを与えるとともに空いている多重度を割り当てる（周期的に許された送信時間を再割り当てする等）ことができる。

上述した例では、各処理装置２ｉからのメッセージである無線信号の送信には、時分割多重を用いているが、これに限定されるものではない。ここで、一般に、多重化に用いる手法により利用できる最大多重度が制限されるので、不要になった群は送信対象から削除するか、又はいくつかをまとめて数を減らす必要が生じる場合がある。具体的には、現在の分類による群のうちで一致の殆んど無い処理装置２ｉ群をいくつかまとめて一つの群とする（割り当てる時間を同一にする等）ことが有効になる。

ホストコンピュータ１は、上述した動作を繰り返して残った一致度が高い処理装置２ｉ群の処理装置２ｉに詳細比較結果の報告をマルチキャスト、ユニキャストで指示すると、その処理装置２ｉから詳細比較結果を受け取ることができる。この段階では対象となる処理装置２ｉと報告内容が絞られているので、ホストコンピュータ１は短時間に必要な情報を適切な処理装置２ｉから得ることができる。

図３を参照して動作について詳細に説明する。
まず、オペレータによる初期化操作により、ホストコンピュータ１は処理装置２ｉに（簡易）モデル（作業プログラム）及びパラメータセットを順次供給される（Ｓ１、Ｓ３）。（簡易）モデル及びパラメータセットが供給された処理装置２ｉは、供給された（簡易）モデルを初期モデルとしてインストールする（Ｓ２）とともに、供給されたパラメータセットを初期パラメタとして設定する（Ｓ４）。

続いて、各処理装置２ｉは、それぞれ保持している（簡易）モデル及びパラメータセットを用いてモデル計算を行う（Ｓ５，Ｓ６）。これは、特開２００４−１８６２５８号公報において内部ループとして開示される簡易モデルであっても良い。

各処理装置２ｉは、モデル値と逐次供給されるデータストリームとの照合を行い、得られた一致の性質を無線送信部２４から送信する。本実施形態では、一致の性質は、モデル値のデータストリームからの√（平均（あやまりの自乗））の補数、すなわち、

とする。ここで、ｎはデータストリームにおいて１フレームを構成するデータ数、ｄ_i、ｍ_iは規格化されたデータ及びモデルの値であり、それぞれ（−０．５）≦ｄ_i＜０．５、（−０．５）≦ｍ_i＜０．５である。
送信データｄ_tは、１フレームのモデルの値が完全にデータストリームに一致した場合に１となり、それ以外では０≦ｄ_t＜１となる。いくつかの処理装置２ｉから一致信号が届く場合にはホストコンピュータ１はデータストリームを送り続ける。

一方、多数の処理装置２ｉのすべてで一致が見られない場合には、つぎの障害があり得る（Ｓ７）。
１．入力データストリームのノイズの影響
２．モデルの定義域外
３．モデルが不適切
４．パラメタの収束が不十分

これらへの対処は、以下のように行う（Ｓ８）。
ホストコンピュータ１は、引き続きデータストリームを処理装置２ｉに供給しながら、不一致が更にある限度を超えて続くようであればデータストリームの伝達経路と発生源に診断プログラムを起動する。これにより、データストリームのバンド幅が小さくなるか、さらには一定時間停止する場合もあるので必要ならばその旨オペレータに警告する。

これと平行して、ホストコンピュータ１は、送信データｄ_tに有意な出力のある処理装置２ｉについてパラメタの更新を行う。ホストコンピュータ１は、受信データからｄ_t出力の閾値を定め、それを従来の通信手段（イーサネット（登録商標）等）により処理装置２ｉ群にマルチキャストする。現在又は以前のフレームで閾値を超えている処理装置２ｉは、クローンを生成し（Ｓ９）、この生成したクローン上でパラメタ抽出の内部ループを起動して、入力データストリームの新たな１フレームを再現するパラメタ更新の暫定値を計算する。

処理装置２ｉは、モデル値の見本データを保持しており、これに対応する１フレームの見本入力データを発生することができる（なお、見本入力データそのものを保持しておいても良い）。この見本入力データをホストコンピュータ１とクローンに与えて、入力データから得たフレーム入力と交互に前記パラメタ抽出を行う。見本入力データが複数フレームある場合もあり、この場合には維持が必要な複数の見本データと入力データについてパラメタ抽出を行う。データストリーム経路の診断や障害により入力データが滞る場合には、それまでの入力データをそのまま、或は加工して用いることができる。ここで、加工とは、ノイズ除去、平均化等の簡単な信号処理を指す。
ここまでの操作で障害２，４に対処することができる。

また、クローンを生成するのに伴ってミュータントを加えることも可能で（Ｓ１０）、これにより障害３への対処が可能になる。ミュータントとは、元のモデルを拡張、省略、マージして生成されるモデルで、多数のモデル要素とパラメタを有する万能モデル、クローン生成後にパラメタ抽出を行い、見本入力データと新入力データとの間で抽出値が大きく変動するパラメタに関するモデル要素に変更を加えて生成する後発のミュータントがある。

各処理装置２ｉは、保持しているモデル毎にｄ_tの最大値を保存しており、ホストコンピュータ１から閾値と消去の指示をあたえて保存されたｄ_tの最大値が閾値に達していないモデルを消去するができる。これはそのモデルが属する群の通信のＳＮを向上するのに役立つ。ホストコンピュータ１は、時分割された群毎の一致の性質を受信して、多くの群の一致を得た場合に一致の度合の高いＰＥの出力を保持させ、以後の見本データをそこから得るようにすることができる。

本実施形態によれば、複数に分類した複数の処理装置２ｉから処理装置２ｉ群毎に同時に送信された無線信号を受信して解析し、処理装置２ｉ群毎の無線信号の電力を比較して特定の処理装置を含む群を判別するので、ホストコンピュータ１は受信結果から特定の処理装置が含まれる程度を知ることができ、多数の処理装置２ｉの中から特定の処理装置を効率良く判別することができる。

さらに、特定の処理装置を含む処理装置２ｉ群の各処理装置２ｉに対して順番に一般の通信手段を経由して調べればより詳細な情報をえることができる。また、特定の処理装置を含む処理装置２ｉ群を細分化して同様の処理を行えば、特定の処理装置を絞りこむことができる。

処理装置２ｉに与えるプログラムには特徴抽出と相関機能を持たせ、見本データには図形の様々な観点から見た特徴を与えた場合、各処理装置２ｉはそれぞれ担当の特徴をデータストリームから見出した場合に強い相関値をホストコンピュータ１に知らせるようにすることもできる。このように用いた場合には、本実施形態を例えば監視システムの自動化に使うことができる。

例えば、カメラを設けて、ホストコンピュータ１がカメラから映像信号を受け取って画像キャプチャー及び中間処理としての特徴抽出を行い多数の処理装置２ｉにブロードキャスト又はマルチキャストするようにする。ホストコンピュータ１は、多数の処理装置２ｉとの間に従来型の通信機能と無線受信部１２を有し、各処理装置２ｉはそれぞれ無線送信部２４を備える。

ホストコンピュータ１の画像中間処理の内容としては、画像の中の人間である可能性のある顔、手足、姿勢、警戒すべき武器、刃物、持ち物（鞄等）の図形情報を従来型の通信機能を用いて各処理装置２ｉにストリームデータとして送信する。各処理装置２ｉは、比較データとして手配写真、警戒すべき動作、危険物の例が従来の通信手段を通じてあらかじめ与えられている。動作のように時系列を扱う処理装置２ｉ群にはホストコンピュータ１からのストリームデータを一時蓄えて遅延する経路をホストコンピュータ１或は処理装置２ｉ群に設けてある。各処理装置２ｉは見本データの拡縮、回転、視点の変換をパラレルに或は高速時分割により行ってストリームデータとの照合を行い、類似の性質に応じて無線信号の送信を行う。

ホストコンピュータ１は、受信無線信号に応じて各処理装置２ｉに従来型の通信機能を通じて見本データの更新、処理プログラムの変更、送信タイミングの変更、拡散コードの変更を適宜指示することができる。また、ホストコンピュータ１は、カメラの調整（絞り、ズーム、フォーカス、パン等）、中間処理の調整をしたり、処理装置２ｉへのマルチキャストの配分を調整したりして照合をより確かな物として行く。

以上の構成を多くの監視箇所に設置し、好ましくは各カメラの映像信号を監視センターに送り、監視員はモニターの画像の展開を見て異常が発生したことがわかる。低速の通信チャネルを別に設け、アラームを伝えるようにすれば、画像チャネルが働かない場合にも有効である。この場合には、しばらくは電池で動作し、アラームの閾値を下げたり、監視内容を想定される危険をより敏速に捉えるように修正できたりするのが望ましい。
なお、図形データだけではなく音声／騒音／警報音／警笛、ガス検知器、振動等の様々な情報を統合する事も可能になる。

また、本実施形態によれば、プログラムに予測モデルを用い、見本データに期待値を与え、データストリームに現在の状況パラメタと可能な複数の選択肢を与える場合、最適な選択肢を速やかに得られるようにすることができる。ホストコンピュータ１が予測モデルを取捨選択、改良することができる。
また、近年、チップ間、モジュール間、基板間を結ぶ既存ネットワークに光通信が採り入れられている。今後、装置の大規模化、高速化に伴い通信経路を高速化するために電気的な配線網は更に光に置き換わっていく可能性がある。光導波路は、本実施形態におけるマイクロ波〜ミリ波を用いた通信を乱す所が少ないので、既存ネットワークの多くの部分が光通信に移行した場合には本実施形態との共存、協調はより容易になる。

ここで、本実施形態における通信システムにおいて、シンボルシンクロナイゼーションを行うために適用可能な三つの方法を示す。
第１の方法では、一般の無線通信に用いられる同期方式を用いることができる。これには古くから広く使われているコスタスループ等が使われる。

第２の方法では、信号が伝播する時間が各送信局（処理装置２ｉ）と受信局（ホストコンピュータ１）の間で基本的に不変と見なされる場合に適用され、初期設定時と一定周期又は伝般時間が変動した可能性がある場合に同期操作を行う。ここで、変動の可能性とは、大きな温度変化、振動、衝撃、いくつかの送信局か受信局に移動により生じる。同期操作は、従来の通信手段により各送信局を逐次活性化して受信される信号の遅れ時間を計測し、その値を運用時に補正することで実現できる。

第３の方法では、送信局（処理装置２ｉ）と受信局（ホストコンピュータ１）の位置が固定され、かつ十分に安定しており、有線（電気的配線）によるクロックの分配に伴う遅延時間と送信機から受信機までの伝播遅延の和をそろえることのみによってタイミング同期をとる。簡単には送信機を同一平面上に配置し、この平面に垂直に軸を持つパラボラアンテナで受信すれば、無反射パスは一定となるのでクロックの分配時間を揃えるだけで同期がとれる。この場合でも、装置が稼働中にタイミング同期の徴調整が必要になる場合には、上述した第１、第２の手法を併用して同期を調整することもできる。

多数の処理装置２ｉに高速送信ビットレートのクロックを配線することは所要電力、クロストーク等によるスキューが発生するおそれがあるため好ましく無い。そこで、図４に示すように、一般の発振器（ＯＳＣ）４１の出力を高速差動信号（ｅｃｌ，ｐｅｃｌ、ｌｖｄｓ等）に変換素子４２により変換し、分配回路４３で必要本数に分けた後に、バックプレーン上に設けた等長のマイクロストリップ配線又は同軸ケーブルにより各処理装置２ｉに供給する。各処理装置２ｉは、これを所要のクロックレベルに変換して用いるとともに各処理装置２ｉが備える送信機はこれを基に逓倍して送信ビットレートを達成するに足る送信クロックを得ることができる。また、このとき必要であれば配送されたクロックの遅延を微調整するようにしても良い。

図５に、本実施形態における無線送信部２４に適用可能な送信モジュールを示す。
送信モジュールの個数は処理装置２ｉの数と同じ場合もあるし、数個の処理装置２ｉ毎に１個の送信モジュールが設置される場合や各処理装置２ｉに数個の送信モジュールが設置される場合もあるが、ここでは簡単のため各処理装置２ｉに１個の送信モジュールが設置される場合を示す。

各処理装置２ｉは、１〜数個のＭＣＵ（ＤＳＰ）５１を有し、ＭＣＵ５１は直接コード拡散した送信データをパラレル出カポートからシリアライザ／ドライバ５２に供給する。本例では、通常の高速シリアルデータ通信に用いる集積回路であるシリアライザ／ドライバ５２は、クロック信号ｃｌｋを１２逓倍しＭＣＵ５１からの１０ｂｉｔパラレル信号にそれぞれ１ビットのストップビット（stop-bit）とスタートビット（start-bit）を加えた１２ｂｉｔシリアル信号（転送クロック周波数は５７６ＭＨｚ＝４８ＭＨｚ×１２）を信号発生回路に供給する。信号発生回路５３は、シリアル信号の０／１に応じて２６．５ＧＨｚの信号を発生／停止する。この信号がアンテナから放射される。この場合スタート・ストップビットはシンボルタイミングと出力電力のキャリブレーションに用いることができる。

本実施形態では、変調方式の一例としてＯＯＫ（ｏｎ−ｏｆｆｋｅｙｉｎｇ）が用いる。この用途には一般的なホーン、パッチアンテナ、ダイポール、八木・宇田アンテナ、モノポール等を広く使う事ができる。同期を容易にし、受信アンテナ利得を大きくするためにパラボラアンテナを受信側に用い、この開口面に平行な面に送信アンテナを配置する事ができる。また同期に用いるクロック信号ｃｌｋは、図４に示したようなクロック分配回路から概ね等長の同軸ケーブルで配線し、必要に応じて個々に遅延を調節すれば良い。

図６に信号発生回路５３の一例を示す。図６に示す信号発生回路５３は、無線信号を送信する場合のみ電力を出力する。
信号発生回路５３は、ＣＷ（continuous wave）発振器とは異なり、変調信号により電源電流が変動し、出力に信号依存性のジッタが発生するのを抑えるために高速のオペアンプ６１で電源を安定化している。ｔ２は発振周波数ｆ０にて（１／２）波長の電気長の伝送線路として第１の共振器を構成する。ｔ５，ｔ６は２ｆ０において各（１／４）波長の電気長の伝送線路として、ｔ５，ｔ６を合わせて２ｆ０の共振器を構成している。抵抗Ｒ３はｔ５，ｔ６の中間をシャントしてコモンモード信号を減衰する。ｔ１は変調信号（かつｌｏｗ側電源）を供給する配線でドライバの出カインピダンスに整合して反射波が回路に戻らないようにしている。ｔ３，ｔ４は２ｆ０のオープンスタブで、アクティブ素子ｚ１，ｚ２のゲートからの注入効率を上げている（スーパーハーモニックインジェクション）。ｔ７，ｔ８，Ｒ１，Ｒ２は２ｆ０の電力合成を行う。ｔ９は２ｆ０のショートスタブ、ｔ１０，ｔ１１は２ｆ０のオープンスタブ、ｔ１２は電源配線で抵抗で電源に終端されている。駆動パルスはドライバを経由して回路の片側から第１の共原器ｔ２を駆動する。この駆動信号はｆ０において（λ／２）遅れてｔ２の反対側を駆動する事により速やかな発振の立ち上がりが得られ、高速変調が可能である。送信機に用いた本回路はアンテナに整合した２ｆ０の出力を与える。受信機にも同様の回路を用いることができ、この場合部分拡散コードで変調したローカル信号をミキサに与える。

図７に本実施形態における無線受信部１２に適用可能な受信モジュールを示す。
受信アンテナ７１に入った多数の送信モジュールからの信号は、本例では２４−２９ＧＨｚに大部分のエネルギーを持ち、準ミリ波、（準）狭帯域回路技術にて処理可能である。入力整合したＬＮＡ（低雑音増幅器）７２、電力分配器７３（共にバンドパス特性を持つ）を通った受信ＲＦ信号はミキサ７４、７５に供給される。ミキサ７４、７５には逆拡散コードで変調した（ＯＯＫ変調した）ローカル信号が供給される（特開平１１−３１３００６号公報参照）。

また、本例ではローカル信号の位相同期は行わず、数ＧＨｚの帯域を持つ中間周波信号をミキサ出力に得て電力検出器（ＰｏＤ）７６、７７の出力を拡散コード長（本例では１２（−２））期間積分した後、ＭＣＵ７８に内蔵されたＡ／Ｄ変換器に取り込む。電力検出器７６、７７は低い周波数から数ＧＨｚの入力信号帯域を持つため、ローカル信号周波数はキャリア周波数±（２〜３）ＧＨ・程度とすれば良い。

また、本例ではＯＯＫ変調にＣＤＭＡを適用するため、ドライバ７９から相補信号を取り出し、二基の信号発生器（ｗｐｇ）８０、８１を相補的に用いて二基のミキサ７４、７５を駆動して相補の中間周波信号を得る。ＯＯＫ−ＲＺ（returnzero）に対応するためには、相補逆拡散信号について別々のドライバを用いて相補の信号発生器８０、８１，ミキサ７４，７５を駆動すれば良い。電力検出器７６，７７から対数スケールで出力を得ることも行われる。この場合、図７に示した接続では積分器８２の入力で引き算が行われて相関／非相関電力の比の対数がＭＣＵ７８のアナログ端子に送られる。
この例においてＭＣＵ、クロック逓倍やシリアライザ／ドライバの機能を処理装置２ｉに集積することができる。この場合スタートビット・ストップビットを付加しなくても良い。

なお、上述した実施形態においては、処理装置２ｉ群の再分類に伴い、ホストコンピュータ１から多くの処理装置２ｉに既存のネットワークを用いた送信が生じる。この内容には
１．新たな見本データ
２．新たな多重化区分
３．プログラム変更
が挙げられる。

ストリームデータは入出力装置から得た情報やＰＥ（処理装置）自身や他のＰＥ（群）の出力を含めても良い。

このうちで、内容１，２を送信する動作は頻繁に発生するが、内容３についてはシステム立ち上げ時以降はまれにしか発生しない。また、内容１，３の送信は比較的大きな容量となる場合があるが、内容２の送信はｌｏｇ₂（最大許容多重度）ビット以下で且つｌｏｇ₂（処理装置２ｉの数）ビット以下とすることができる。これらを合わせても既存ネットワークの通信容量の極く一部を使用するだけでこと足りるが、更に既存ネットワークヘの負荷を軽減するためには処理装置２ｉにキャッシュメモリを設けたり、あらかじめ複数のセットを処理装置２ｉに与えておき送信内容の全部又は一部の組み合わせをコード化して用いるようにしても良い。

また、複数のホストコンピュータ１を用いるようにしてもよい。この場合、１つの受信局を複数のホストコンピュータ１で共有することようにしても良い。又、複数のホストコンピュータ１は複数の受信局を個別に或は一部更には全て共有することも可能である。又、各処理装置２ｉは複数のチャネルを用いて送信し、複数の受信局はこれらを分離するようにするようにしても良い。

また、本実施形態で用いられる短いメッセージは、処理装置２ｉ群毎に多重化された一致状況であり、群を細分化して階層多重化しても良い。多重化変調方式として時分割パルス密度を用いる他に一致状況をコード拡散多重しても良い。また、不一致状況に応じたビット数だけ正規の拡散コードを反転してハミング距離を変調に用いても良い。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の諸態様を付記として以下に示す。

（付記１）複数の送信局と受信局とが通信可能な通信システムであって、
複数の局群に分類した上記複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段にて受信した無線信号を解析し、上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備えることを特徴とする通信システム。
（付記２）上記解析手段は、上記受信した無線信号の解析結果に基づいて、上記複数の局群の構成を変更することを特徴とする付記１記載の通信システム。
（付記３）上記解析手段は、判別された上記特定の送信局を含む局群をさらに複数の局群に分類することを特徴とする付記１記載の通信システム。
（付記４）上記複数の局群の送信局は、局群毎或いは送信局毎に上記無線信号を時分割多重により送信することを特徴とする付記１〜３の何れか１項に記載の通信システム。
（付記５）上記複数の局群の送信局は、局群毎或いは送信局毎に上記無線信号をコード拡散多重により送信することを特徴とする付記１〜３の何れか１項に記載の通信システム。
（付記６）上記無線信号をコード拡散多重により送信する場合に、正規の拡散コードの一部を反転して送信することを特徴とする付記５記載の通信システム。
（付記７）上記複数の送信局は、それぞれインパルス送信機を用いて構成されることを特徴とする付記１〜６の何れか１項に記載の通信システム。
（付記８）上記複数の送信局は、上記無線信号の変調方式としてｏｎ−ｏｆｆｋｅｙｉｎｇを用いることを特徴とする付記１〜７の何れか１項に記載の通信システム。
（付記９）上記送信する無線信号を発振信号が供給されている期間のみ生成することを特徴とする付記８記載の通信システム。
（付記１０）無線通信により通信可能に接続され、かつ複数の局群に分類した複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段にて受信した無線信号を解析し、上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備えることを特徴とする通信装置。

本発明の実施形態による通信システムの構成例を示す図である。本実施形態における通信システムの機能的な構成を示す図である。本実施形態における通信システムの動作を説明するための図である。本実施形態における通信システムに適用可能なクロック分配回路を示す図である。本実施形態における通信システムに適用可能な送信モジュールの構成例を示す図である。本実施形態における通信システムに適用可能な信号発生回路の構成例を示す図である。本実施形態における通信システムに適用可能な受信モジュールの構成例を示す図である。

符号の説明

１ホストコンピュータ
２処理装置
３、５周辺回路
４ハブ
６受信機
１１制御部
１２無線受信部
１３受信情報解析部
１４送信部
２１受信部
２２処理部
２３記憶部
２４無線送信部

Claims

複数の送信局と受信局とが通信可能な通信システムであって、
複数の局群に分類した上記複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段にて受信した無線信号を解析し、上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備え、
上記解析手段は、上記受信した無線信号の解析結果に基づいて、上記複数の局群の構成を変更することを特徴とする通信システム。
複数の送信局と受信局とが通信可能な通信システムであって、
複数の局群に分類した上記複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段にて受信した無線信号を解析し、上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備え、
上記解析手段は、判別された上記特定の送信局を含む局群をさらに複数の局群に分類することを特徴とする通信システム。
上記複数の局群の送信局は、局群毎或いは送信局毎に上記無線信号を時分割多重により送信することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
無線通信により通信可能に接続され、かつ複数の局群に分類した複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段にて受信した無線信号を解析し、上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備え、
上記解析手段は、上記受信した無線信号の解析結果に基づいて、上記複数の局群の構成を変更することを特徴とする通信装置。
無線通信により通信可能に接続され、かつ複数の局群に分類した複数の送信局から局群毎に同時に送信される無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段にて受信した無線信号を解析し、上記複数の局群の中から特定の送信局を含む局群を判別する解析手段とを備え、
上記解析手段は、判別された上記特定の送信局を含む局群をさらに複数の局群に分類することを特徴とする通信装置。