JPH05191378A - 低速周波数ホッピングスペクトル拡散通信方式 - Google Patents

低速周波数ホッピングスペクトル拡散通信方式

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JPH05191378A
JPH05191378A JP4024621A JP2462192A JPH05191378A JP H05191378 A JPH05191378 A JP H05191378A JP 4024621 A JP4024621 A JP 4024621A JP 2462192 A JP2462192 A JP 2462192A JP H05191378 A JPH05191378 A JP H05191378A
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JP
Japan
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packet
channel
frequency
transmitted
communication system
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JP4024621A
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Kunihiro Yamada
邦博 山田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電波監視管理を容易にし、同期の問題を極め
て簡易に解決する。 【構成】 パケット組立器4は、送信すべきデータを適
当な長さに切取り、1個以上のチャネル番号とその送信
局固有のID番号を組立てる。チャネル決定器1は、送
信チャネルの順番を決定するもので、適当な番号系列で
あれば良く、パケットを1個送信する度に1個のチャネ
ル番号を発生する。発生されたチャネル番号は、レジス
タREGn〜REG0に順次シフトされる。REG0の
出力CH0は現在送信中のパケットのチャネルを示して
いる。CH1〜CHnは今後のパケットの送信チャネル
の順番を示している。ID3は送信局固有の番号で、R
OMなどに納められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、低速周波数ホッピングスペクト
ル拡散通信方式に関する。例えば、移動体通信,携帯電
話,自動車電話,OA等における紐なし化(Tetherles
s)のための無線通信に適用されるものである。
【0002】
【従来技術】本発明に係る従来技術を記載した公知文献
としては、例えば、「スペクトラム拡散通信方式」
(R.C.Dixon 著 立野 敏 外2名訳 P.28〜40 ジャテ
ック出版 63.8.10 発行)がある。この文献のものは、
周波数ホッピング(FH)方式について記載されてい
る。また、「スペクトル拡散通信システム」(横山
光雄 著 P.17〜18,P.359〜374,P.563〜610 科学技
術出版社 63.5.20 発行)には、低速FH及びFHシス
テム用同期回路,FHシステムの構成法について記載さ
れている。
【0003】前記文献によれば、周波数ホッピング
(FH)方式について、次のように説明されている。こ
の方式におけるスペクトル分布は、長時間観測すると広
帯域を占有していることが分かるが、1ビット単位で観
測すると特定の周波数帯域のみを占有する狭帯域信号で
ある。周波数拡散の原理は、情報で変調された信号の搬
送周波数を与えられた帯域幅内をランダムに離散的に切
り替え掃引することで実現される。すなわち、搬送波の
周波数が特定の周波数に固定されるのではなく、ある周
波数から別の周波数へとぴょんぴょん飛び回ることでス
ペクトル拡散を実現している。そのため、「周波数ホッ
ピング(frequency hoppeing)」の名称が与えられてい
る。
【0004】スペクトル拡散した信号から元の変調波を
復元するのは、次のようにして行われる。受信波はRF
周波数からIF周波数に変換される。その際、周波数変
換器に供給される局部発信周波数は、受信波のホッピン
グパターンに同期して切り替えられる(勿論、パターン
も一致している)。この操作により、広帯域のスペクト
ル拡散信号は、一定のIF周波数をもつ狭帯域の信号に
周波数変換され、元の変調波が得られる。周波数の切り
替え速度に応じて、FH方式は高速FH(fastFH)方
式と低速FH(slow FH)方式に分類される。一方、
通信システムを構成する場合の高速と低速は次のように
定義される。高速FHは、搬送周波数が情報信号のビッ
ト速度より高速で切り替えられるシステムであり、低速
FHはそれより遅い切り替え速度で動作するシステムで
ある。結果として、高速FHの場合は1ビットを複数の
搬送波を使用して伝送することになり、低速FHの場合
は複数のビットを1つの搬送波で伝送することになる。
【0005】スペクトル拡散(SS:Spread Spectru
m)では、一般にPN符号を用いて拡散し送信するか
ら、受信側では同一のPN符号の位相を同期されて逆拡
散を行わなければならない。実際には、この位相同期は
高度の技術を要し、初期同期に時間が掛り、さらにコス
ト高の原因になっている。また、周波数ホッピング(F
H)では、直接拡散のような比較的単純なDLL(Dela
yed Locked Loop)による同期方法が使用できず、コス
ト高の原因になっている。また、スペクトル拡散通信方
式においては、その通信方式の原理的な利点である秘匿
性が高いことが一方で欠点となっている。その最たるも
のは電波監視管理が困難な点である。
【0006】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、電波監視管理を容易にするとともに、同期の問
題を極めて簡易に解決するようにした低速周波数ホッピ
ングスペクトル拡散通信方式を提供することを目的とし
てなされたものである。
【0007】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
1つのパケットが1つの周波数で送出され、該パケット
内に、該パケットに引続いて送出される1個以上のパケ
ットの周波数のチャネル番号の順序を示す番号列を含む
こと、更には、(2)各パケット内に送信局のIDを含
むことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例
に基づいて説明する。
【0008】図1は、本発明による低速周波数ホッピン
グスペクトル拡散通信方式における送信機の一実施例を
説明するための構成図で、図2は受信機の構成図であ
る。図中、1はチャネル(Channel)決定器、2-0〜2
-nはレジスタ(REG0〜REGn)、3はID、4
はパケット(Packet)組立器、5はRFモデム(T
X)、6はRFモデム(RX)、7はパケット(Packe
t)分解器、8は比較器、9は制御器、10-0〜10-
nはレジスタ(REG′1〜REG′n)である。
【0009】図1,図2におけるRFモデムの変調形式
は、FSK(周波数偏位キーイング),PSK(位相シ
フトキーイング),あるいはQAM(直交振幅変調)が
使用できるが、一般的なパケット伝送が可能な方式であ
れば、特に上記のものに限定されるものではない。今、
仮にFSKであるとしておく。ただし、周波数可変モデ
ムである必要がある。すなわち、チャネル制御信号によ
って送信あるいは受信チャネル(周波数)が自由に設定
できるものとする。パケット組立器4は送信すべきデー
タを適当な長さに切取り、1個以上のチャネル番号とそ
の送信局固有のID番号と共に図3のように組立てる。
図中の Preamble はビットタイミングを受信側で設定す
るのに使用される。また、変調形式によってはAGC
(自動利得制御回路)の動作をさせるために必要である
が、FSKでは特に必要な訳ではない。また、図中の S
ync はパケットのフレーム同期信号である。さらに、図
中の CRC は一般に Cyclic Redundancy Check として良
く知られており、パケットの誤り検出に使用される。な
お、ここでは説明を簡略化するため、誤り訂正符号を使
用していないが、誤り訂正符号を使用することは良いこ
とである。Postamble は必ずしも必須ではないが、一般
にパケットの最後部分を保護するために付加される。
【0010】図1のチャネル決定器1は送信チャネルの
順番を決定するもので、適当な番号系列であれば良い。
一般的には、疑似ランダムな数列が使用されるが、予め
決められた数列であっても良い。場合によっては、通信
をしばらく続けていれば、常に伝送が失敗するチャネル
が判ることが多いが、そのようなチャネルを避けた番号
系列に変更しても良い。FH(周波数ホッピング)の観
点からはなるべく他の送信機と異なる番号系列が得られ
る数列が良い。この意味では、一般的に数値計算等で用
いられる乱数発生方式や注意深く各送信機別に設定され
たROMテーブル(乱数表)を用いるのが良い。
【0011】このチャネル決定器1は、パケットを1個
送信する度に1個のチャネル番号を発生する。発生され
たチャネル番号は、レジスタREGn〜REG0に順次
シフトされる。REG0の出力CH0はこれから、及び
現在送信中のパケットのチャネルを示している。CH1
〜CHnは今後のパケットの送信チャネルの順番を示し
ている。ID3は送信局固有の番号であり、書換えでき
ないROMのような記憶装置に納められているのが理想
である。パケットに送信局固有のIDが常に付加される
ことで、全てのパケットが何処から送信されたかがすぐ
判るため、DS(直接拡散)や通常のFHのような周波
数拡散通信方式(SS)に特有な電波監視・管理上の問
題が解消される。
【0012】図2の受信機では、全く最初は受信すべき
チャネルの番号系列を知らない。しかしながら、本発明
においては適当な(もし可能ならば、受信状態の良い)
チャネルで待機していれば良い。待ち受けしているチャ
ネルCH0で送信機が送信してくれば、受信すべき相手
のID番号が受信され、そのパケットを受信でき、パケ
ットが完全であれば、そのパケット中にある今後のチャ
ネル番号系列CH0〜CHnをREG′0〜REG′n
に格納する。以後、REG′1の出力CH1を次のパケ
ットが送信されてくるチャネルとしてREG′0にセッ
トすれば良い。
【0013】パケット分解器7は、RFモデム(復調
器:RX)6の復調信号からビット同期,フレーム同期
をとり、パケットの誤りを検出し、誤りがなければID
番号を分離し、チャネル番号系列を分離し、データを分
離する。比較器8では分離されたID番号が受信すべき
相手のID番号かどうかを判定し、一致した時は分離さ
れたデータを有効とし、パケット分解器7からデータを
出力させ、分離されたチャネル番号系列CH0〜CHn
をレジスタREG′1〜REG′nに設定する制御信号
を出す(図示せず)。パケットが正常に受信できた時
は、制御回路9はスイッチSWをCH1に設定し、CH
1をREG′0に設定する。これによって、次のパケッ
トの受信チャネル(CH0)が設定される。もし、パケ
ットが正常に受信できなかった時は、制御回路9はSW
をCH1からCH2に変更し、正常に受信された場合の
そのパケットの最後のタイミングでREG′0にこのC
H2を設定する。更に、次のパケットが正常に受信でき
なかった場合は、順次SWをCHiからCHi+1に変更
し、同様のことを行う。これによって、最大n−1個の
パケットが連続して受信できなかった場合も、チャネル
番号系列が受信側で維持できる。
【0014】チャネル番号系列が全くランダムであっ
て、かつ受信側が予めその系列を知らなくても、受信機
はチャネル同期が可能である。しかしながら、送信機と
受信機との間で適当な約束をしておけば、過去のチャネ
ル番号系列から将来の番号系列を受信側で予測可能であ
り、この場合、パケットに格納しておくべきチャネル番
号を大幅に減らすことが可能である。1個がその極限で
ある。
【0015】IDを各パケットに付加することのメリッ
トは先に述べたが、多数の受信局に一括放送するような
場合には特に効果的である。本発明においては(特に、
請求項1においては)IDは必ずしも必須ではない。特
定の相手にパケットを送信する場合は、IDの代りに受
信先アドレス(Destination Address)を使用すれば良
いことは明らかである。図1,2,3において、「ID」
を「受信先アドレス」、「受信すべき相手のID番号」
を「自局アドレス」と読み変えることで説明できる。
【0016】本発明は、高速FHでは不可能である。す
なわち、高速FHは1bitを1チップ以上のチップに分
解して伝送する方法で、各チップが一つの周波数に対応
する。一つのチャネル番号を表わすのに数 bit 必要で
ある。もし、一つのチップ番号(周波数)を表わそうと
すれば、数 bit 必要で、1チップは1bit以下の情報し
かもっていないから、各チップごとの周波数(番号)列
を各チップ上に情報として乗せることは不可能である。
高速FHは同期方法が難しい。一般にDSよりも回路が
複雑である。一方低速FHは Packet 単位の受信となる
ため同期は(チップ単位での同期が不要となり)容易にな
る。
【0017】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1に対応する効果:1つのパケットに注目
すると、従来のパケット伝送と変らないため、ビット同
期やフレーム同期の方式として、従来技術がそのまま使
用できる。実際には、周波数ホッピングを使用するた
め、そのホッピング系列が従来技術では問題になった
が、各パケット内にそれ以後のパケットの送出周波数
(チャネル)が明示してあるため、チャネル同期が容易
である。さらに、事前にホッピング系列を受信側で知ら
なくても、適当なチャネルをモニターし続けていれば、
いずれ必要とするパケットが受信されるから、それ以後
チャネル同期が確立でき、いわゆる初期同期(同期引き
込み)の問題が極めて簡単に解決できる。すなわち、周
波数ホッピングのための同期回路が極めて簡単になる。
あるパケットが正常に受信されると、それ以後そのパケ
ットを送出した発信局からの一連の(周波数ホッピング
された)パケットを容易に受信できるため、電波監視・
管理業務が容易になる。 (2)請求項2に対応する効果:各パケット毎に送信局
のIDが付加されているため、どのパケットを傍受して
も常に発信局が判るため、電波監視・管理業務が容易に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による低速周波数ホッピングスペクト
ル拡散通信方式における送信機の一実施例を示す図であ
る。
【図2】 本発明による低速周波数ホッピングスペクト
ル拡散通信方式における受信機の一実施例を示す図であ
る。
【図3】 パケットの構造を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つのパケットが1つの周波数で送出さ
    れ、該パケット内に、該パケットに引続いて送出される
    1個以上のパケットの周波数のチャネル番号の順序を示
    す番号列を含むことを特徴とする低速周波数ホッピング
    スペクトル拡散通信方式。
  2. 【請求項2】 各パケット内に送信局のIDを含むこと
    を特徴とする請求項1記載の低速周波数ホッピングスペ
    クトル拡散通信方式。
JP4024621A 1992-01-14 1992-01-14 低速周波数ホッピングスペクトル拡散通信方式 Pending JPH05191378A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07162341A (ja) * 1993-10-22 1995-06-23 Internatl Business Mach Corp <Ibm> フォールト・トレラント周波数ホッピング同期による通信方法
US7483676B2 (en) 2004-08-06 2009-01-27 Seiko Epson Corporation Radio communication terminal and radio communication control method

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