JPH07111469A

JPH07111469A - データ速度切換型無線通信機

Info

Publication number: JPH07111469A
Application number: JP5253999A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hashimoto; 光一橋本
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】相手局から送出された通信電波を受信して受
信データを再生する受信手段１１と、発信データを発信
信号に変換して通信電波を形成し、相手局に送出する発
信手段１２と、を有するデータ速度切換型無線通信機に
関し、遠距離、障害物等の悪条件下でも、ＢＥＲを低く
保って確実にデータ通信を実行できるデータ速度切換型
無線通信機を提供することを目的とする。【構成】発信データの送出速度を、複数段階に切換可
能なデータ送出手段１３と、受信手段１１の出力信号に
応じてデータ送出手段１３を制御し、受信した通信電波
の強度が弱い場合には、発信データの送出速度を低く選
択する制御手段１４と、を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相手局から送出された
通信電波を受信して受信データを再生する一方で、発信
データを発信信号に変換して通信電波を形成し、相手局
に送出することも可能なデータ速度切換型無線通信機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】相手局から送出された通信電波を受信し
て受信データを再生する一方で、発信データを発信信号
に変換して通信電波を形成し、相手局に送出することも
可能な無線通信機が実用化されている。

【０００３】また、固定基地局と多数の移動局との間で
ＦＭ無線データ通信を行って、固定基地局（中央局、集
中基地、中央管理センター等）側で、各移動局の刻々の
位置を識別し、状況に応じた指令を移動局に発信する通
信システムが実用化されている。

【０００４】このような通信システムは、例えば、集配
トラックやタクシーの配車管理、運行管理に応用され
る。移動局である集配トラックやタクシーには、アナロ
グ音声とデータを１チャンネルの帯域に多重して、中央
管理センターと双方向通信を行うＦＭ無線通信機が搭載
される。

【０００５】ここで、中央局から個々の移動局に対して
は、メッセージ、伝票印刷情報、地図のＣＡＤ情報等の
データが送出される。移動局側では、車載車載モニタ
ー、プリンタ等を通じて指令を受け取り、受信データを
利用する。

【０００６】一方、個々の移動局から中央局に対して
は、車載ナビゲーション装置による位置情報、売上情報
等の発信データが送出される。移動局から中央局への発
信は、通常、中央局からの要求信号に応答して開始され
る。

【０００７】このような通信システムでは、移動局のＦ
Ｍ無線通信機から一定出力で通信電波を出力し続けて
も、中央局のＦＭ無線通信機における通信電波の受信強
度（電界強度）は、移動局の走行に伴って刻々と変化す
る。そして、移動局がトンネルやビルの陰に移動する
と、通信電波が全く途絶えてしまう。

【０００８】そこで、中央局では、発信データが１単位
受信されるごとに了解信号（ＡＣＫ信号）を送出する。
移動局側では、この了解信号を確認して、次の１単位の
発信データの送出を開始する。しかし、移動局側で中央
局の了解信号を受信できない場合には、中央管理センタ
ー側で発信データを受信し損なったとみなして、最初の
１単位の発信データを再度送出する。

【０００９】このような通信システムでは、周波数変調
方式（ＭＳＫ方式、位相変調方式を含む）でデータ通信
を行うのが一般的である。周波数変調方式では、中心周
波数キャリアを中心にして配置した２つの周波数で二進
数の１、０を代表させる。ただし、多値の変調を行う場
合には、多値の数だけの周波数が準備される。

【００１０】従来のＦＭデータ無線通信機の受信部は、
受信した高周波信号を中間周波数信号に変換して通信用
の割り当てチャンネルを分離し、デジタルデータがＦＭ
変調されたキャリア信号を抽出する。抽出されたキャリ
ア信号は、変復調装置（ＭＯＤＥＭ）に入力されて直
接、元のデジタルデータに復元される。

【００１１】ただし、キャリア信号をＦＭ検波処理して
ベースバンド信号を復元し、ベースバンド信号を所定の
データ変調速度（例えば２４００ｂｐｓ）でサンプリン
グして、元のデジタルデータを再生する場合もある。中
心周波数キャリア信号を中心として配置された２つの周
波数として、それぞれデジタルデータの１、０が判別さ
れて、シリアルなデジタルデータが再生される。

【００１２】一方、発信部では、発信データを変復調装
置（ＭＯＤＥＭ）に入力して、所定のデータ変調速度
（例えば２４００ｂｐｓ）でＦＭ変調し、発信用のキャ
リア信号を形成する。このキャリア信号は段階的に高周
波に変換されて通信電波を形成し、アンテナを通じて空
間に送出される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のＦＭデータ無線
通信器では、データ変調速度が一定不変に定められてい
たため、近距離、素通し等の好条件下では、過剰な程に
高品質なデータ通信が可能である一方、遠距離、障害物
が多い、トンネル内を通過、ビルの陰等の悪条件下で
は、受信電波の強度が低下して、データ通信の品質が劣
化し、データの再生誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）
が著しく増大する問題がある。

【００１４】従って、受信側の電界強度が低下すると、
発信側と受信側の間で正常なデータ受信を継続できなく
なり、受信電波の強度が回復するまで待って、あるい
は、好条件な場所に移動した上で、必要なデータ通信を
開始する必要がある。

【００１５】また、従来の通信システムでは、刻々変化
する条件下でも確実にデータ通信を実行するために、上
述のように、了解信号を確認して１単位づつ発信データ
を送出しているが、条件が悪くなると、了解信号が得ら
れるまで、１単位の発信データを何回も繰り返して送出
することになり、全部の発信データを送出完了させるた
めの所要時間が無制限に増大する。

【００１６】そして、従来の通信システムでは、通常
は、ＶＨＦ帯の電波帯域が１チャンネル（せいぜい数チ
ャンネル）割り当てられているに過ぎないから、１つの
移動局のデータ通信がひととおり完了するまで、他の移
動局は、中央局にアクセスできなくなる。これにより、
緊急の通信ができなくなる等して、通信システム全体の
効率が低下する。

【００１７】本発明は、遠距離、障害物等の悪条件下で
も、ＢＥＲを低く保って確実にデータ通信を実行できる
データ速度切換型無線通信機を提供することを目的とし
ている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の基本的
な構成の説明図である。図１において、請求項１のデー
タ速度切換型無線通信機は、相手局から送出された通信
電波を受信して、受信信号から受信データを再生する受
信手段１１と、発信データを発信信号に変換し、通信電
波を形成して前記相手局に送出する発信手段１２と、を
有する無線通信機において、前記発信データの送出速度
を、複数段階に切換可能なデータ送出手段１３と、前記
受信手段１１の出力信号に応じて前記データ送出手段１
３を制御し、受信した通信電波の強度が弱い場合には、
前記発信データの送出速度を低く選択する制御手段１４
と、を設けたものである。

【００１９】請求項２のデータ速度切換型無線通信機
は、ＦＭキヤリア信号を含む通信電波を送出し続ける中
央局に対して、移動局側の発信データをＦＭ変調し、通
信電波を形成して送出する無線通信機において、前記発
信データの送出速度を、複数段階に切換可能なデータ送
出手段と、再生した前記ＦＭキャリア信号に対するＦＭ
キャリア信号ノイズのレベルを検知する検知手段と、前
記検知手段の出力信号に応じて前記データ送出手段を制
御し、前記ＦＭキャリア信号ノイズのレベルが高い場合
には、前記発信データの送出速度を低く選択する制御手
段と、を設けたものである。

【００２０】

【作用】図１において、請求項１のデータ速度切換型無
線通信機では、相手局で受信される自局の通信電波の強
度が弱い場合には、変調速度を下げて、１ビット当たり
の信号継続時間を増大させ、通信電波にノイズやひずみ
が多く含まれても、相手局側でそのビットを確実に読み
取れるようにする。

【００２１】また、「相手局で受信される自局の通信電
波の強度」は、「相手局の通信電波の自局における受信
強度（電界強度）」から推定される。すなわち、受信手
段１１における処理の各段階で得られる出力信号そのも
の、または、出力信号のノイズレベルから、受信強度
（電界強度）を見積り、これを、相手局における自局の
受信状態とみなしている。受信手段１１の出力信号とし
ては、例えば、ＲＦレベル、中間周波数信号レベル、キ
ャリア信号に含まれるノイズのレベル等を利用できる。

【００２２】そして、受信強度が高くて十分に高いキャ
リア／ノイズ比（ＣＮ比）を確保できる場合には、例え
ば、２４００ｂｐｓと言った高い変調速度を選択する
が、受信強度が低くてＣＮ比が劣悪な場合には、例え
ば、１２００ｂｐｓと言った低い変調速度を選択する。
極端に受信強度が低い場合には、さらに、６００ｂｐｓ
と言った著しく低い変調速度を選択してもよい。

【００２３】発信側で変調速度を切り換えた場合、受信
側では、正常なデータ再生を継続するために、変調速度
の変化を認知する必要がある。この認知は、発信データ
に変調速度に応じたデータを追加したり、受信側で、複
数の変調速度にそれぞれ対応させた複数の変復調装置
（ＭＯＤＥＭ）を準備しておくことで実現できる。

【００２４】請求項２のデータ速度切換型無線通信機
は、中央管理センターに対して複数の移動局が双方向の
データ通信を行う通信システムにおける、移動局用のＦ
Ｍデータ通信機に応用可能である。

【００２５】ここでは、通信が空き状態でも、無変調の
キャリア信号が中央局から送出され続けており、移動局
では、受信して再生したキャリア信号の品質から、「相
手局で受信される自局の通信電波の強度」を推定する。

【００２６】

【実施例】図２は実施例のＦＭデータ通信機の説明図、
図３はＭＰＵの動作の説明図、図４は実施例のＦＭデー
タ通信機の動作の説明図である。図４中、(a) はＢＥＲ
と電界強度の関係、(b) は双方向通信の構成を示す。

【００２７】ここでは、中央局から送出されたキャリア
信号を再生して、キャリア信号に含まれるノイズのレベ
ルに応じて電界強度を見積り、電界強度が高い場合には
２４００ｂｐｓ、低い場合には１２００ｂｐｓと、移動
局側の変調速度を２段階に切り換える。

【００２８】図２において、スイッチ２２は、操作者の
手動操作、あるいは、マイコン回路３８からの指令に応
じて、アンテナ２１の接続を切り換え、ＦＭデータ通信
機の状態を受信／発信の一方に設定する。

【００２９】受信状態では、アンテナ２１で補足された
通信電波の高周波信号は、スイッチ２２を通って高周波
（ＲＦ）増幅回路２３に入力される。混合器２４では、
増幅された高周波（ＲＦ）信号に発振器２５の交流出力
が積算され、中間周波数（ＩＦ）信号が形成される。

【００３０】周波数弁別器（ディスクリＩＣ）２６は、
高い周波数の交流信号を低い周波数の交流信号に変換す
る機能を有しており、デジタルデータが変調されたキャ
リア信号をＩＦ信号から抽出する。抽出されたキャリア
信号は、モデム３７に入力されて、直接、デジタルデー
タに変換される。

【００３１】周波数弁別器２６は、また、いわゆる検波
機能を備え、１チャンネルの帯域内に多重配置された音
声帯域をＩＦ信号から分離し、音声帯域の交流信号を検
波処理してアナログ音声信号を再生する。１チャンネル
の帯域は、音声帯域とデータ通信帯域を含む。再生され
たアナログ音声信号は、スピーカ２８を通じて音声出力
され、中央局からの緊急メッセージや、通常の連絡通話
に利用される。

【００３２】周波数弁別器２６は、さらに、キャリア信
号からキャリア信号の中心周波数成分を除いた参照信号
を出力する。参照信号は、低い変調周波数の信号と高周
波数のノイズ成分を含む。バンドパスフィルター３４
は、入力された参照信号から１０ｋHz〜１００ｋHzのノ
イズ成分だけを抽出する。整流回路３５は、ノイズ成分
を検波、整流して、ノイズレベルに相当する直流電圧を
形成する。

【００３３】比較器３６は、整流回路３５の出力を、マ
イコン回路３８のＤ／Ａポート３８Ｂから出力される参
照電圧に比較する。マイコン回路３８は、Ａ／Ｄポート
３８Ａを通じて比較器３６の出力を取込む。

【００３４】マイコン回路３８は、整流回路３５の出力
が参照電圧より高い状態では、電界強度が低いから、変
調速度を低下させる必要があると判断する。一方、整流
回路３５の出力が参照電圧より低い状態では、電界強度
が高いから変調速度は高いままでよいと判断する。

【００３５】モデム３７は、２４００ｂｐｓ／１２００
ｂｐｓの２通りの変調速度を利用して、送信／受信が可
能である。受信状態のモデム３７は、入力されたキャリ
ア信号を検知して変調速度を識別し、自動的に受信時の
復調速度を変換する。モデム３７で再生されたシリアル
データは、データ通信用の線路を介して、そのままマイ
コン回路３８に入力される。

【００３６】一方、送信状態のモデム３７は、マイコン
回路３８から送出されるシリアルデータをＦＭ変調して
発信キャリア信号を形成する。発信キャリア信号は、加
算増幅回路（ＡＭＰ）３２に入力される。

【００３７】加算増幅器３２では、マイク３３からのア
ナログ音声と、モデム３７からの発信キャリア信号とを
多重配置して送信信号を形成し、送信信号の周波数を段
階的に高周波数にまで高めて発信電波を形成する。発信
電波は、スイッチ２２を通じてアンテナ２１から空間に
放射される。

【００３８】図３において、図２のマイコン回路３８
は、中央局のデータ要求コマンドが受信され、かつ、移
動局コードが自分の番号に一致すると、自動的に発信モ
ードに移行し、スイッチ２２を受信側から発信側に切り
換えて、移動局側のデータを中央局に対して発信開始す
る。

【００３９】まず、送信すべきデータの蓄積の有無が確
認され、蓄積完了であれば、電界強度に応じた変調速度
を選択して、その変調速度に相当するデータ速度のシリ
アルデータを変復調装置３７に送出する。

【００４０】そして、１単位のデータが送出完了する
と、スイッチ２２を発信側から受信側に切り換えて、中
央局からの了解信号を受信可能な状態に移行し、了解信
号が正常に受信されなければ、再度、同じ１単位のデー
タについて、発信動作を繰り返す。複数単位のデータを
発信する場合には、１単位のデータの発信ごとに了解信
号を確認して、全部の単位のデータについて、同様な操
作が繰り返される。

【００４１】図３(a) において、データの再生誤り率
（ＢＥＲ：Bit Error Rate）は、電界強度が弱くなる
と、著しく高まる。また、変調速度が２４００ｂｐｓの
場合、１２００ｂｐｓの場合よりもＢＥＲは高くなる。

【００４２】本実施例では、電界強度Ｅ１（正確には、
電界強度Ｅ１に相当するＣＮ比のノイズレベル）で変調
速度を切り換え、電界強度Ｅ１を越えて高いＣＮ比が確
保できる領域では２４００ｂｐｓを採用するが、電界強
度Ｅ１を下回る領域では１２００ｂｐｓを採用する。こ
れにより、電界強度Ｅ１を下回ってＣＮ比が劣悪な状況
下でも、点線を重ねて示すように、ＢＥＲを低く維持で
きる。

【００４３】図３(b) において、中央局から要求コマン
ドが発信されると、移動局からデータ発信が開始され
る。移動局では、１単位のデータを発信するごとに、中
央局の了解信号を確認する。移動局から送出される１単
位のデータは、例えば、同期信号を含むヘッダ部分、８
ビットのコマンド、１００ビットのデータ、５０ビット
の誤り訂正データを連結して構成される。

【００４４】

【発明の効果】請求項１のデータ速度切換型無線通信機
によれば、近距離、素通し等の好条件下では、高い変調
速度を採用して、過剰品質なデータ通信を避けた高速の
データ通信を実行することができる。一方、遠距離、障
害物が多い等の悪条件下では、低い変調速度を採用し
て、データ通信の品質低下を最小限に留める。従って、
トンネル内、ビルの陰等の悪条件下でも、データ通信の
品質を確保できる。

【００４５】従って、弱い出力の電波を利用する場合で
も、好条件、悪条件にかかわらず、任意の時刻、任意の
場所からデータ通信を実行できる。

【００４６】ここで、過剰品質とは、例えば、採用した
誤り訂正方法で十分復元できるＢＥＲよりも極端に低い
ＢＥＲを言い、品質低下とは、採用した誤り訂正方法で
は十分な復元が困難なＢＥＲを言う。

【００４７】従って、了解信号を確認して１単位づつ発
信データを送出しする場合、了解信号がいつまでも得ら
れないで、同じ１単位の発信データを何回も繰り返して
送出する事態を避けることができ、全部のデータを送出
完了させるための所要時間が大幅に短縮される。

【００４８】従って、ＶＨＦ帯の電波帯域が１チャンネ
ル割り当てられているに過ぎない通信システムでも、１
つの移動局の通信時間が短縮され、多数の移動局が自由
に中央局にアクセスできるようになる。これにより、緊
急の通信に支障をきたす心配が無くなり、通信システム
全体の効率が改善される。

【００４９】請求項２のデータ速度切換型無線通信機に
よれば、相手局からの具体的な通信を待つことなく、無
変調のＦＭキャリア信号からいつでも電界強度を検知で
きるから、刻々の電界強度の変化を速やかに捉えて、適
正なタイミングで変調速度を切り換えることができる。

【００５０】また、ＦＭキャリア信号ノイズのレベルに
応じて変調速度を切り換えるから、電界強度が弱い場合
ばかりでなく、工場や電車等の大きなノイズ源の影響で
ＢＥＲが低下する場合にも、変調速度を落として、デー
タ通信の品質を確保することができる。

【００５１】本発明のデータ速度切換型無線通信機によ
れば、従来の無線データ通信機の構成に対して、わずか
な部品の追加とマイコン回路のプログラム変更程度で実
施可能であるから、無線データ通信機の高コスト化、大
型化、操作の困難さ等の不利益を発生することなく、無
線データ通信機の実用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成の説明図である。

【図２】実施例のＦＭデータ通信機の構成の説明図であ
る。

【図３】ＭＰＵの動作の説明図である。

【図４】実施例のＦＭデータ通信機の動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１受信手段１２発信手段１３データ送出手段１４制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相手局から送出された通信電波を受信し
て、受信信号から受信データを再生する受信手段（１
１）と、発信データを発信信号に変換し、通信電波を形成して前
記相手局に送出する発信手段（１２）と、を有する無線
通信機において、前記発信データの送出速度を、複数段階に切換可能なデ
ータ送出手段（１３）と、前記受信手段（１１）の出力信号に応じて前記データ送
出手段（１３）を制御し、受信した通信電波の強度が弱
い場合には、前記発信データの送出速度を低く選択する
制御手段（１４）と、を設けたことを特徴とするデータ
速度切換型無線通信機。
【請求項２】ＦＭキヤリア信号を含む通信電波を送出
し続ける中央局に対して、移動局側の発信データをＦＭ
変調し、通信電波を形成して送出する無線通信機におい
て、前記発信データの送出速度を、複数段階に切換可能なデ
ータ送出手段と、再生した前記ＦＭキャリア信号に対するＦＭキャリア信
号ノイズのレベルを検知する検知手段と、前記検知手段の出力信号に応じて前記データ送出手段を
制御し、前記ＦＭキャリア信号ノイズのレベルが高い場
合には、前記発信データの送出速度を低く選択する制御
手段と、を設けたことを特徴とするデータ速度切換型無
線通信機。