JP5067183B2 - 無線機、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信においてノイズの少ない通信周波数で通信することができる無線機、制御方法及びプログラムに関する。

従来の無線機では、ユーザは、所定数の周波数を候補の通信周波数として予め複数のチャンネルに登録しておき、実際の通信時では、登録チャンネルの中から１つのチャンネルを選択して、それを通信チャンネルに設定し、該通信チャンネルで相手機との通信を行うようにしている。

一方、特許文献１は、空きチャンネルの探索を自動化した受信機を開示する。該受信機によれば、周波数を割り当てられている各チャンネルに対し、割り当てられた周波数の低い方のチャンネルから順番に受信部に設定し（特許文献１の段落００３０）、各周波数の受信レベルを所定レベルと対比し、周波数の受信レベルが所定レベルより上か下かにより各チャンネルを使用中のチャンネル又は空きチャンネルと判定している（特許文献１の段落００３２）。そして、空きチャンネルの１つを受信機の受信部及び送信側のワイヤレスマイクロホンに設定して、該空きチャンネルを使ってマイクロホンがら受信機へワイヤレス通信を行うことにより、通信路への電波妨害を抑制している（特許文献１の段落００３８）。

特許文献１の受信機は、また、空きチャンネルであるか否かを受信部の受信レベル、すなわち電波の搬送波のレベルに基づいて判断している（特許文献１の段落００４０）。そして、受信部の受信レベルが所定レベル以下であるチャンネルはすべて空きチャンネルとしている（特許文献１の図２のＳ１０→Ｓ１２→Ｓ１４→Ｓ１８→Ｓ２０→Ｓ１０→・・・の循環）。
特開２００１−９５０３９号公報

従来の無線機では、実際の使用におけるノイズ状況の良否が未確認であるチャンネルを周波数登録済みのチャンネルの中から選択して、相手機と通信するので、該チャンネルを実際に使用して、通信してみると、使用場所、使用時間及び電波環境の変化等とよっては、ノイズが多いことに気付くことがある。

特許文献１の受信機は、ワイヤレスマイクロホンからの信号受信に対処するものであり（特許文献１の段落０００１）、受信機のユーザは、該受信機において見つけた空きチャンネルを、マイクロホンの所まで出向いて、該マイクロホンの送信チャンネルとして設定する必要がある。通常の無線機−無線機間の通信では、本機−相手機間は相当な距離となっており、また、本機及び相手機が場所を移動している状況下では、空きチャンネルを探索した無線機のユーザが、相手機の所へ出向いて、相手機に該空きチャンネルを設定するようなことは現実の使用では無理である。

特許文献１の受信機では、受信部の受信レベルが所定レベル以下であるチャンネルはすべて空きチャンネルとし、その中の１つの空きチャンネルを通信チャンネルとするので、ユーザが実際に使用した通信チャンネルが最適なものであるとの保証はない。また、電波が混雑してくると、空きチャンネルが１つも見付からない事態も起こり得る。ユーザは、通信品質には目をつぶっても、相手機と通信したいと希望することもあるが、特許文献１の受信機は、受信レベルが所定値以上のチャンネルはすべて使用中のチャンネルと判断されてしまい、ユーザのそのような希望に対処することができない。

本発明の目的は、状況変化にもかかわらず、その時々で最良の通信品質の通信周波数を本機及び相手機で支障なく設定して、両機間の通信を実施することができる無線機、制御方法及びプログラムを提供することである。

本発明によれば、所定周波数範囲内で最適周波数を探索し、最適周波数を、本機ユーザが適宜呼び出して通信周波数として使用できるように登録する。また、該最適周波数は、本機から相手機へ本機との通信周波数として通知される。なお、この通知は、該最適周波数の通知前に設定してある通信周波数により行われ、該最適周波数は、本機から相手機への通知後に、本機及び相手機で通信周波数として設定される。通信周波数への該最適周波数の設定は、本機及び／又は相手機において自動的に行なわれてもよいし、本機及び相手機のそれぞれのユーザが手動で行なうようにしてもよい。また、最適周波数とは、探索時点で本機−相手機間で最高の通信品質が得られると判断される周波数を意味し、必ずしも、通信品質が所定値以上であるとは限らない。

本発明の無線機は、本機ユーザからの探索指示を受けて本機との通信に最適である、スケルチ電圧が最大となる最適周波数を所定周波数範囲において探索する最適周波数探索手段、前記最適周波数を本機ユーザが適宜呼出しできる通信周波数として登録する登録手段、及び 本機ユーザからの通知指示を受けて前記最適周波数を相手機へ本機との通信時の最適周波数として通知する通知手段、を備え、前記通知手段は、相手機に前記通信周波数の着信音を生じさせる信号を前記通信周波数のデータと共に前記相手機へ送信する。

本発明の無線機制御方法は、本機ユーザからの探索指示を受けて本機との通信に最適である、スケルチ電圧が最大となる最適周波数を所定周波数範囲において探索する最適周波数探索ステップ、探索された前記最適周波数を本機ユーザが適宜呼出しできる通信周波数として登録する登録ステップ、及び本機ユーザからの通知指示を受けて前記最適周波数を相手機へ本機との通信時の最適周波数として通知すると共に、相手機に前記通信周波数の着信音を生じさせる信号を前記相手機へ送信する通知ステップ、を備える。

本発明のプログラムは、本発明の無線機の各手段としてコンピュータを機能させる。

本発明によれば、各時点及び各状況における最適周波数を本機−相手機間の通信周波数として設定することができるので、各時点及び各状況における最良の通信品質での通信が保証されるとともに、設定すべき通信周波数が見つからないという事態を回避することができる。さらに、本機において見つけた最適周波数を、本機のユーザが相手機へ出向いて相手機の通信周波数に設定するという手間を省略することができる。

図１は携帯型無線機１０の概略ブロック図である。携帯型無線機１０は受信部１１及び送信部１２を備えている。アンテナ１３において捕捉された受信信号はＲＦ信号として受信部１１へ供給される。受信部１１は、マイコン１５から指示された周波数のＲＦ信号をＩＦ信号へ変換し、さらに、該ＩＦ信号を復調して、オーディオ信号を生成する。該オーディオ信号は、スピーカ１７へ供給されて、スピーカ１７からオーディオとして出力される。

スケルチ回路１９は、受信部１１がＩＦ信号へ変換している周波数のＲＦ信号からスケルチ電圧を生成する。図２はスケルチ回路１９が生成するスケルチ電圧とその基になったＲＦ信号の入力レベル（アンテナ１３における該ＲＦ信号のレベル）との関係を示すグラフである。入力信号レベルが低いほど、すなわち該入力信号レベルに係る周波数の受信信号が他人に使用されていないためにＳ／Ｎ比が小さいほど、スケルチ電圧は増大し、また、入力信号レベルが高いほど、すなわち該入力信号レベルに係る周波数の受信信号が他人に使用されていて、Ｓ／Ｎ比が大きいほど、スケルチ電圧は減少する。スケルチ電圧が大きい受信信号の周波数ほど、該周波数の通信信号への電波妨害は小さく、本機と相手機との通信周波数に適すると考えられる。

図１に戻って、表示部２２はマイコン１５からの表示データに基づき対応のテキスト等を表示する。操作部２３は、携帯型無線機１０のユーザにより操作される複数のキーを装備し、キー操作に係る信号をマイコン１５へ供給する。

マイコン１５は、ユーザが最適周波数の探索指示を操作部２３から出したときは、受信部１１におけるＩＦ信号への変換対象のＲＦ信号の周波数を所定周波数範囲の下限から上限の方へ所定の周波数間隔で順番に設定し、各ＲＦ信号周波数に対するスケルチ回路１９の出力電圧、すなわちスケルチ電圧を各ＲＦ信号周波数に対応付けて記憶する。図３は受信部１１におけるＩＦ信号への変換対象のＲＦ信号の周波数とスケルチ電圧との関係を例示する。

図１に戻って、マイクロホン１８は、ユーザの音声を音声信号へ変換して、送信部１２へ供給する。送信部１２は、音声信号をベースバンド信号にして、搬送波を変調して、ＲＦ信号を生成し、これをアンテナ１３へ供給する。該ＲＦ信号はアンテナ１３から電波で発射される。なお、この携帯型無線機１０は相手機と半二重通信で通信する形式となっている。マイコン１５は、送信部１２から送信ＲＦ信号に含めるデータを送信部１２へ供給する。該データには、最適周波数等のデータが含まれる。

図４及び図５は携帯型無線機１０が保有する周波数テーブルの初期時及び最適周波数の登録後の内容を示している。周波数テーブルにおいて周波数が登録済みのチャンネルは、ユーザが操作部２３のキーを操作して、チャンネル番号を指定して、表示部２２へ呼び出して、通信チャンネルとして設定することが可能になっている。なお、詳しくは、通信チャンネルに設定された周波数テーブルのチャンネルの周波数が通信周波数として設定される。

前述したように、この携帯型無線機１０は半二重通信型であるので、図４及び図５の周波数テーブルでは、各チャンネルの受信周波数と送信周波数とは同一となっている。全二重通信型の無線機では、最適周波数と、その次の最適周波数との２つの周波数を探索し、その一方及び他方をそれぞれ受信周波数及び送信周波数に設定することができる。相手機は、携帯型無線機１０のユーザと一緒に所定の作業や業務を行うユーザが保有しており、通常は、単一ではなく、複数、存在する。

図４の例では、通信周波数の候補の初期値として３個の周波数が１ｃｈ〜３ｃｈのチャンネルに登録されている。携帯型無線機１０のユーザは、適宜、操作部２３の所定キーを操作して、最適周波数の探索を指示する。図３に関連して、前述したように、この探索指示を受けて、携帯型無線機１０は、所定周波数範囲において所定の周波数間隔で分布する複数の周波数について低い方から高い方へ順番に各周波数についてそのスケルチ電圧をスケルチ回路１９から求める。そして、スケルチ電圧が最大である周波数を最適周波数と認定する。認定した最適周波数は、周波数テーブルにおける未登録のチャンネルの内の先頭番号のチャンネルに新規登録したり、所定番号のチャンネルに上書き登録する。

図３の例では、スケルチ電圧が最大の周波数は１６０ＭＨｚであり、こうして、図５に示すように、１６０ＭＨｚが周波数テーブルにおける周波数が未登録のチャンネルの内の先頭番号のチャンネルとしての４ｃｈに登録される。ユーザは、最適周波数探索指示のみ行い、それ以降、探索及び登録処理は自動で行われる。携帯型無線機１０におけるユーザによる最適周波数探索指示は、例えば、その日の作業や業務開始に先立って１回のみであるとか、午前と午後に１回ずつとか、前回の作業終了から大分、時間が経ってからの作業再開前とか、自分や相手が場所を大きく異動したり時とか、現在使用中の通信品質が低下したと感じたりした時とかに、適宜、実施することができる。

携帯型無線機１０のユーザは、新規な最適周波数が周波数テーブルに登録されると、直ちに、又は、相手機との通信を思い立った時に、通信開始に先立って、操作部２３の最適周波数通知キーを操作する。これにより、携帯型無線機１０から相手機へ最適周波数が通知される。携帯型無線機１０は、周波数テーブルのチャンネルに最適周波数が登録されただけでは、通信チャンネルが最適周波数のチャンネルに切替わらず、切替は、ユーザが操作部２３のチャンネルセレクタ（図示せず）の操作により切替えた後である。したがって、携帯型無線機１０から相手機への最適周波数の通知は、通信チャンネルを最適周波数のチャンネルへ切替える前の通信チャンネルの周波数により行われる。

相手機では，携帯型無線機１０から最適周波数の通知を受信すると、それを知らせる着信音が鳴るようになっていることが好ましい。これは、（ａ）携帯型無線機１０が最適周波数に係るデータ信号と共に着信音作動に係る指示信号を相手機へ送信するようにして、相手機が該指示信号に基づき着信音を発生するように、携帯型無線機１０及び相手機に仕組んだり、（ｂ）相手機のみに、携帯型無線機１０からの最適周波数の通知を受信すると、着信音を鳴らすように、仕組んだりすることにより達成される。

相手機のユーザは、携帯型無線機１０から通知のあった最適周波数を該相手機の周波数テーブルに手動で登録し、その後、該相手機のチャンネルセレクタの操作により、該最適周波数のチャンネルを通信チャンネルに設定する。一方、携帯型無線機１０のユーザも、最適周波数を相手機へ通知後、最適周波数のチャンネルを通信チャンネルに設定する。最適周波数のチャンネルへの通信チャンネルの切替は、周波数テーブル（図５）から番号指定により該番号のチャンネルを表示部２２へ呼び出して設定され、最適周波数のチャンネルは、例えば、周波数テーブルにおいてチャンネル番号が固定されていたり、登録チャンネル番号の内、末尾のチャンネル番号のチャンネルになっていたりし、これにより、ユーザは最適周波数探索により取得した周波数のチャンネルがどれかを支障なく認識できるようにされている。

図６は無線機５０のブロック図である。無線機５０の具体例は前述の携帯型無線機１０である。無線機５０及び／又は相手機は、移動局でなく、固定局であってもよいとする。無線機５０及び／又は相手機の全部又は一部は車載型であってもよい。相手機は、単一に限定されず、通信周波数を共有する仲間の複数であることがあり得る。無線機５０は、最適周波数探索手段５１、登録手段５２及び通知手段５３を備えている。

最適周波数探索手段５１は、本機ユーザからの探索指示を受けて、本機との通信に最適である周波数を所定周波数範囲において探索する。登録手段５２は、最適周波数を本機ユーザが適宜呼出しできる通信周波数として登録する。通知手段５３は、本機ユーザからの通知指示を受けて、最適周波数を相手機へ本機との通信時の最適周波数として通知する。

最適周波数探索手段５１において最適周波数を探索する周波数範囲の具体例は、図３における１３６ＭＨｚ〜１７４ＭＨｚである。最適周波数探索手段５１は、それより広い周波数範囲や別の周波数範囲を探索してもよいし、十分に最適な周波数を見つける見込みがあれば、それより狭い周波数範囲の探索に留めることもできる。探索周波数範囲は、固定することなく、時（例：昼間、夜間、早朝、季節、曜日）、場所（例：都会、農村、行楽地）、状況（例：本機周囲における無線機使用者の粗密変化）に応じて調整してもよい。通知手段５３による相手機への最適周波数の通知は、例えば、相手機が待ち受けている周波数、すなわち最適周波数の通知前に本機ユーザと相手機ユーザとの間で取極めておいた周波数の電波により行われる。

典型的には、無線機５０のユーザは、相手機へ最適周波数の通知後、自機の通信周波数を最適周波数へ手動で切替えるとともに、相手機のユーザも、該相手機への無線機５０からの最適周波数の通知後、無線機５０との通信周波数へ手動で切替える。典型的には、無線機５０のユーザは、相手機との前回の通信から相当の時間が経過して、最適周波数に変化があったと予測すると、適宜、最適周波数探索を再指示する。そして、実際に最適周波数に変更があれば、相手機への最適周波数送信を手動で指示して、変更後の最適周波数を相手機へ通知させる。なお、無線機５０のユーザは、最適周波数に変更がなくても、相手機への最適周波数送信を指示することができる。

こうして、通信周波数を柔軟に変更して、その時々に最適の周波数により相手機との通信を達成することができる。また、無線機５０において探索した最適周波数を相手機において無線機５０との通信周波数として能率的に設定することができる。

好ましくは、登録手段５２は、本機ユーザがチャンネル番号の指定により呼出して該チャンネル番号に対応付けられている周波数を通信周波数として設定できるチャンネルに最適周波数を登録する。この具体例は携帯型無線機１０における周波数テーブル（図５）の４ｃｈへの最適周波数の登録である。

最適周波数探索手段５１は、所定周波数範囲においてスケルチ電圧が最大となる周波数を最適周波数と認定する。スケルチ電圧が所定の閾値以上である周波数を最適周波数にする場合には、必ずしも、通信品質が最上の周波数が最適周波数とされないことがあるのに対し、無線機５０では、通信品質が最上の周波数による通信を保証することができる。また、スケルチ電圧が所定の閾値以上である周波数を最適周波数にする場合には、電波環境によっては、最適周波数が見付からないことが起こり得るが、無線機５０では、必ず最適周波数が確保され、該最適周波数を通信周波数として使用することにより、多少は通信品質が劣るかもしれないものの、該周波数によりその時点の最上品質の通信を行なうことができる。

通知手段５３は、相手機に通信周波数の着信音を生じさせる信号を通信周波数のデータと共に相手機へ送信する。これにより、相手機ユーザは速やかに通信周波数を切替えて、無線機５０との通信に対処することができる。

図７は無線機制御方法６０のフローチャートである。無線機制御方法６０は 無線機５０（図６）に適用される。Ｓ６１では、本機ユーザからの探索指示を受けて本機との通信に最適である周波数を所定周波数範囲において探索する。Ｓ６２では、探索された最適周波数を本機ユーザが適宜呼出しできる通信周波数として登録する。Ｓ６３では、本機ユーザからの通知指示を受けて最適周波数を相手機へ本機との通信時の最適周波数として通知する。

Ｓ６１〜Ｓ６３の処理は、無線機５０（図５）の最適周波数探索手段５１〜通知手段５３の機能にそれぞれ対応している。したがって、最適周波数探索手段５１〜通知手段５３の機能について述べた具体的態様はＳ６１〜Ｓ６３の処理についての具体的態様としても適用可能である。

本発明を適用したプログラムは、コンピュータを無線機５０の各手段として機能させる。本発明を適用した別のプログラムは、無線機制御方法６０の各ステップをコンピュータに実行させる。

本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な範囲及びレベルの各装置及び各方法だけでなく、当業者の自明の範囲内で、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を自明の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。

携帯型無線機の概略ブロック図である。 スケルチ回路が生成するスケルチ電圧とその基になったＲＦ信号の入力レベルとの関係を示すグラフである。 受信部におけるＩＦ信号への変換対象のＲＦ信号の周波数とスケルチ電圧との関係を例示する表である。 携帯型無線機が保有する周波数テーブルの初期時の内容を示す図である。 携帯型無線機が保有する周波数テーブルの最適周波数の登録後の内容を示す図である。 無線機のブロック図である。 無線機制御方法のフローチャートである。

符号の説明

５０：無線機、５１：波数探索手段、５２：段、５３：段、６０：制御方法

Claims (5)

1. 本機ユーザからの探索指示を受けて本機との通信に最適である、スケルチ電圧が最大となる最適周波数を所定周波数範囲において探索する最適周波数探索手段、
   前記最適周波数を本機ユーザが適宜呼出しできる通信周波数として登録する登録手段、及び
   本機ユーザからの通知指示を受けて前記最適周波数を相手機へ本機との通信時の最適周波数として通知する通知手段、
   を備え、
   前記通知手段は、相手機に前記通信周波数の着信音を生じさせる信号を前記通信周波数のデータと共に前記相手機へ送信することを特徴とする無線機。
2. 前記登録手段は、本機ユーザがチャンネル番号の指定により呼出して該チャンネル番号に対応付けられている周波数を通信周波数として設定できるチャンネルに前記最適周波数を登録することを特徴とする請求項１記載の無線機。
3. 前記スケルチ電圧は、受信信号の入力信号レベルが低いほど増大する電圧であることを特徴とする請求項１又は２記載の無線機。
4. 本機ユーザからの探索指示を受けて本機との通信に最適である、スケルチ電圧が最大となる最適周波数を所定周波数範囲において探索する最適周波数探索ステップ、
   探索された前記最適周波数を本機ユーザが適宜呼出しできる通信周波数として登録する登録ステップ、及び
   本機ユーザからの通知指示を受けて前記最適周波数を相手機へ本機との通信時の最適周波数として通知すると共に、相手機に前記通信周波数の着信音を生じさせる信号を前記相手機へ送信する通知ステップ、
   を備えることを特徴とする無線機制御方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の無線機の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

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