JPH08256087A - 周波数ホッピング送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数ホッピング通信方式において信号誤り
率を低下させる。 【構成】 ホッピング先の雑音状況をホッピング前にあ
らかじめ確認する。その結果、雑音レベルが閾値を越え
る場合にはホッピング先を雑音レベルが閾値以下の周波
数に変更する。 【効果】 信号誤り率が低下するため送信出力を小電力
化できる。このため、送信用電源を小型化することがで
きる。また、情報再送信を回避できるため通信時間を短
縮できる。さらに、誤り訂正符号の送受信および処理を
簡素化することができるため回路構成を簡単化できる。
システムの広域化または加入局数の増大が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線通信、特にスペクト
ラム拡散通信に利用する。本発明は移動通信方式に利用
するに適する。本発明は秘話性が要求される無線通信方
式に利用するに適する。特に、周波数ホッピング通信方
式を用いた無線通信の信号誤り率の改善技術に関する。
本発明は、空港などの一つの規模の大きい事業場で利用
する移動通信方式のために開発されたものであるが、広
くスペクトラム拡散通信に利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】あらかじめ定められた規則にしたがって
通信に使用する搬送波周波数を変更しながら通信する周
波数ホッピング通信方式が知られている。周波数ホッピ
ングは送受信が同期して行うことが必要であり、あらか
じめ割り当てられた例えば１０００を越える搬送波周波
数について２０ｍＳ毎に搬送波周波数を変化させる。し
たがって、次にどの搬送波周波数を利用するかにつき送
受信装置が同一のホッピングパターンを保持していなけ
ればならない。この周波数ホッピング通信方式はあらか
じめ定められたホッピングパターンを知らない第三者が
通信内容を傍受しようとしても不可能であるため秘話性
が要求される通信に利用するのに適している。

【０００３】周波数ホッピング通信は軍事用として開発
されたが、近年一般利用が認められるようになり、２Ｇ
Ｈｚ帯に一定送信電力以下であるときには、個別の無線
局開設の免許を必要としない広帯域な周波数割当てが行
われた。

【０００４】さらに、同一周波数帯内で行われる通信に
ついても、利用者毎にそれぞれホッピングパターンを異
なるものに設定しておくことにより空きチャネルを有効
に利用した通信を行うことができるから電波の有効利用
に寄与することができる。例えば、ＮチャネルをＮ個の
利用者に割当てる通信方式の場合には、その中のある利
用者が休止状態となっても、そのチャネルを他の利用者
が使用するにはさまざまな制限がある。周波数ホッピン
グ通信方式ではこのような場合に、稼働中の通信端末が
Ｎチャネルの全部を有効に活用することができる。した
がって、稼働状況を考慮しながらＮチャネルをＮ個以上
の利用者に割り当てることも可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば近隣に
他の利用者が同一の周波数帯にシステムを運用している
場合に、利用者はそれぞれ独自の周波数ホッピングパタ
ーンを用いるから、当然にチャネルの衝突が発生する可
能性がある。チャネルの衝突が発生すると、その搬送波
周波数を利用した時間の情報には誤りが発生するが、こ
れは誤り訂正符号の利用など他の方法により救済される
ようになっている。しかし、利用者の数が大きくなる
と、信号誤り率が増加し情報信号の再送信のための通信
時間が余分にかかることになる。

【０００６】利用者の数が増えるとチャネルの衝突が多
くなるから、はじめからその周波数帯域にシステムを構
築していた者も利用できなくなる可能性がある。したが
って利用者の数が制限されることになる。

【０００７】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、信号誤り率を低下させることができる周波数ホ
ッピング送信装置を提供することを目的とする。本発明
は、送信出力を小電力化することができる周波数ホッピ
ング送信装置を提供することを目的とする。本発明は、
電波を有効利用することができる周波数ホッピング送信
装置を提供することを目的とする。本発明は、装置を小
型化することができる周波数ホッピング送信装置を提供
することを目的とする。本発明は、送信用電源を小型化
することができる周波数ホッピング送信装置を提供する
ことを目的とする。本発明は、情報再送信を回避するこ
とができる周波数ホッピング送信装置を提供することを
目的とする。本発明は、通信時間を短縮することができ
る周波数ホッピング送信装置を提供することを目的とす
る。本発明は、誤り訂正符号の送受信および処理を簡素
化することができる周波数ホッピング送信装置を提供す
ることを目的とする。本発明は、システムを広域化する
ことができる周波数ホッピング送信装置を提供すること
を目的とする。本発明は、一つのシステムに加入できる
局数を増大させることができる周波数ホッピング送信装
置を提供することを目的とする。本発明は、さらに秘話
性の高い周波数ホッピング通信方式を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は、
送信信号の搬送波周波数をホッピングパターンにしたが
って変更する制御回路を備えた周波数ホッピング送信装
置である。

【０００９】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記ホッピングパターンにしたがって次にホッピングすべ
き搬送波周波数ｆｉの雑音レベルを検出する受信系を通
信用の受信系とは別に備え、前記制御回路は、次にホッ
ピングすべき搬送波周波数ｆｉの雑音レベルが所定値を
越えるときには、次にホッピングする搬送波周波数を周
波数ｆｋに変更するところにある。これにより、例えば
チャネルの衝突あるいは雑音その他により、ホッピング
先の周波数によって伝送される情報信号に誤りが生じる
ことをほとんど回避することができる。

【００１０】ホッピング可能周波数がＮ個割当てられ、
前記受信系はこのＮ個の周波数のうち前記ホッピングパ
ターンにしたがって次にホッピングすべき搬送波周波数
ｆｉを含む複数ｎ個の周波数の雑音レベルを検出する手
段を含み、前記制御回路はその搬送波周波数ｆｉの雑音
レベルが所定値を越えるときにはそのｎ個の周波数のう
ちから雑音レベルの低い周波数を前記周波数ｆｋとして
設定する手段を含む構成とすることもできる。例えば、
Ｎは１０２４であり、ｎは２０である。これにより、さ
らに広範囲に良好なホッピング先を選択することができ
る。

【００１１】次にホッピングする搬送波周波数が周波数
ｆｉから周波数ｆｋに変更されたときには、その周波数
ｆｋに係る情報を前記送信信号に送信する手段を備える
構成とすることもできる。これにより、ホッピング先の
変更情報を事前に受信装置側に伝達することができる。

【００１２】前記ホッピングパターンを発生するホッピ
ングパターン発生回路を備え、そのホッピングパターン
発生回路は、一定規則の読出アドレス信号を与えること
により前記ホッピング可能周波数に対応するＮ個の符号
を乱数として出力するＲＯＭと、そのＲＯＭの出力回路
に設けられた演算回路と、この演算回路に与える演算定
数を発生する定数発生回路とを備え、前記周波数ｆｋに
係る情報はこの演算定数を指定する情報であることが望
ましい。これにより、ホッピングパターンの発生と変更
とを簡単な回路構成で実現することができる。

【００１３】前記演算回路が前記ＲＯＭの出力回路に代
えてそのＲＯＭのアドレス信号回路に設けられた構成と
することもできる。

【００１４】前記演算回路は加算回路であり、演算定数
は加算定数である構成とすることもできる。

【００１５】本発明の第二の観点は、前記周波数ホッピ
ング送信装置と、前記受信系とは別の周波数ホッピング
受信装置とを備え、この受信装置は、通信の相手となる
送信装置のホッピングパターンに同期して受信周波数搬
送波のホッピングを行う手段を備えた周波数ホッピング
送受信装置である。これにより、本発明の周波数ホッピ
ング送信装置を含む一つの装置で送信または受信を行う
ことができる。

【００１６】さらに、本発明の第三の観点は、この周波
数ホッピング送受信装置が３以上一つの系に存在する周
波数ホッピング通信方式である。これにより、広域な通
信システムを構築することができる。

【００１７】

【作用】送信信号の搬送波周波数をホッピングパターン
にしたがって変更するとき、次にホッピングすべき搬送
波周波数ｆｉの雑音レベルを検出しその雑音レベルが所
定値を越えるときには次にホッピングする搬送波周波数
を周波数ｆｋに変更する。これにより、次にホッピング
すべき搬送波周波数ｆｉにおいて伝送されるべき情報信
号に誤りが生じることを回避することができる。

【００１８】さらに、次にホッピングすべき搬送波周波
数ｆｉを含む複数ｎ個の周波数の雑音レベルを検出し搬
送波周波数ｆｉの雑音レベルが所定値を越えるときには
そのｎ個の周波数のうちから雑音レベルの低い周波数を
次にホッピングする搬送波周波数ｆｋとすることもでき
る。これにより、多くの搬送波周波数のチャネルから良
好なチャネルを選択することができるため、信号誤り率
をさらに低減することができる。

【００１９】次にホッピングする搬送波周波数が周波数
ｆｉから周波数ｆｋに変更されたときには、その周波数
ｆｋに係る情報を事前に送信信号内に挿入して受信装置
側に送信することができる。これにより、受信装置側で
は事前に受信すべき周波数の変更情報を得て、それに対
処することができる。

【００２０】ホッピングパターンは、一定規則の読出ア
ドレス信号を与えることによりホッピング可能周波数に
対応するＮ個の符号を乱数として出力するＲＯＭにより
生成され、さらに、このＲＯＭの出力回路に設けられた
演算回路には、次にホッピングすべき搬送波周波数ｆｉ
が周波数ｆｋに変更されたときにはそれに応じた演算定
数が指定されることにより周波数ｆｉが周波数ｆｋに変
更されるように制御することができる。

【００２１】あるいは、この演算回路はこのＲＯＭのア
ドレス信号回路に設けてもよい。これにより、読出され
出力される乱数の値を周波数ｆｉに対応したものから周
波数ｆｋに対応したものに変更するように制御してもよ
い。

【００２２】この演算回路には、例えば加算回路を用い
てＲＯＭから読出された数値に定数を加算したり、読出
アドレス信号に定数を加算したりすればよい。

【００２３】本発明の周波数ホッピング送信装置と、こ
れに対応する周波数ホッピング受信装置とを一つの装置
に周波数ホッピング送受信装置として構成し通信に用い
るようにすることができる。

【００２４】さらに、このような周波数ホッピング送受
信装置が一つの系に３以上存在するような周波数ホッピ
ング通信方式を構成することができる。これにより、例
えば一つの空港の構内全体をエリアとする広域な通信シ
ステムを構築することができる。

【００２５】本発明では、ホッピングパターンが雑音レ
ベルにしたがって変化するために、例えば第三者がホッ
ピングパターンを入手し盗聴しようとしても情報信号を
完全に再生することができないためさらに秘話性が向上
する。

【００２６】

【実施例】本発明第一実施例の構成を図１および図２を
参照して説明する。図１は本発明第一実施例の全体構成
図である。図２は本発明第一実施例の主装置としての送
受信装置のブロック構成図である。

【００２７】本発明は、送信信号の搬送波周波数をホッ
ピングパターンにしたがって変更する制御回路を備えた
周波数ホッピング送信装置を含む送受信装置Ｍである。
本発明第一実施例では、制御回路は図２に示す制御部１
０に設けられ、受信部３０を設けて図１に示すように送
受信装置Ｍとして構成した。

【００２８】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記ホッピングパターンにしたがって次にホッピングすべ
き搬送波周波数ｆｉの雑音レベルを検出する受信系とし
てのチャネルチェック部４０を備え、制御部１０は、そ
の雑音レベルが所定値を越えるときには次にホッピング
する搬送波周波数を周波数ｆｋに変更するところにあ
る。

【００２９】さらに、ホッピング可能周波数がＮ個割当
てられ、チャネルチェック部４０はこのＮ個の周波数の
うちホッピングパターンにしたがって次にホッピングす
べき搬送波周波数ｆｉを含む複数ｎ個の周波数の雑音レ
ベルを検出し、制御部１０はその搬送波周波数ｆｉの雑
音レベルが所定値を越えるときにはそのｎ個の周波数の
うちから雑音レベルの低い周波数を前記周波数ｆｋとし
て設定する。

【００３０】このようにして次にホッピングする搬送波
周波数が周波数ｆｉから周波数ｆｋに変更されたときに
は、その周波数ｆｋに係る情報を送信信号の所定位置に
挿入して送信する。

【００３１】図３は本発明第一実施例における従装置と
しての送受信装置Ｓのブロック構成図である。送受信装
置Ｓでは、受信部３０において主装置としての送受信装
置Ｍからの送信信号を受信すると周波数ｆｋに係る情報
を送信信号の所定位置から抽出して制御部１０′に入力
する。これにより受信部３０では次のホッピング周波数
位置をあらかじめ知ることができる。また、送受信装置
Ｓから送受信装置Ｍに送信信号があるときは送受信装置
Ｓは周波数ｆｋにより送信を行う。送受信装置Ｍの受信
部３０は周波数ｆｋにより受信を行う。

【００３２】図４は制御部１０のブロック構成図であ
る。制御部１０には、ホッピングパターンを発生するホ
ッピングパターン発生回路が備えられている。そのホッ
ピングパターン発生回路は、一定規則の読出アドレス信
号をアドレス読出回路２により与えることにより前記ホ
ッピング可能周波数に対応するＮ個の符号を乱数として
出力するＲＯＭ３と、そのＲＯＭ３の出力回路に設けら
れた演算回路としての加算回路４と、この加算回路４に
与える加算定数を発生する定数発生回路を含む制御回路
１とを備え、前記周波数ｆｋに係る情報はこの加算定数
を指定する情報である。

【００３３】次に、本発明第一実施例の動作を図５ない
し図７を参照して説明する。図５はアドレス読出回路２
からの読出アドレス発生状況と切替スイッチ５との関係
を示す図である。図６および図７は制御部１０の動作を
示すフローチャートである。制御部１０の動作を説明す
るにあたって、アドレス読出回路２からのアドレスＡ１
とある加算定数によりすでにホッピング先が確定した時
点から説明する。まず、アドレス読出回路２が現在のア
ドレスＡ１を発生する（Ｓ１）。このアドレスＡ１はＲ
ＯＭ３に入力されそのアドレスに対応した数値がＲＯＭ
３から読出される。この数値は加算回路４に入力されて
加算定数が加算される。加算回路４から出力された数値
は切替スイッチ５を介して可変周波数発振回路６に入力
され、その数値に応じた局部発振周波数が出力されて送
信部２０または受信部３０に供給される。続いて、図５
に示すように切替スイッチ５は加算回路４の出力を可変
周波数発振回路６からチャネルチェック部４０に切替え
る（Ｓ２）。次のアドレスＡ２が発生されるが（Ｓ
３）、切替スイッチ５がチャネルチェック部４０に切替
えられている間は、アドレスＡ２は高速クロックにした
がって読出される。このアドレスＡ２はＲＯＭ３に入力
されてそのアドレスＡ２に対応した数値が出力される。
この数値はさらに加算回路４に入力され前回と同じ加算
定数が加算される。加算回路４の出力は切替スイッチ５
を介してチャネルチェック部４０に入力される。ここ
で、この数値に対応する周波数のチャネルの雑音レベル
が検出される（Ｓ４）。この雑音レベルは閾値と比較さ
れ（Ｓ５）、閾値以下であれば加算定数の変更なしに
（Ｓ６）、この数値は次のホッピング先の周波数に対応
した数値として決定され、やがて切替スイッチ５が復帰
すればアドレス読出回路２から発生されたアドレスＡ２
にしたがってＲＯＭ３から数値が読出され、さらに加算
回路４により前回と同じ加算定数が加算されその数値に
対応した局部発振周波数が可変周波数発振回路６により
発振される。

【００３４】ところが、閾値を越えていれば（Ｓ５）、
図７に示すように加算定数があらかじめ定められた一定
数繰り上げられ（Ｓ７）、高速クロックに同期して読出
されるアドレスＡ２によりＲＯＭ３から読出された数値
とこの繰り上げられた新たな加算定数とが加算され、再
度、チャネルチェック部４０によりこの数値に対応する
周波数のチャネルの雑音レベルが検出される（Ｓ８）。
この雑音レベルは閾値と比較され（Ｓ９）、閾値以下で
あればこの新たな加算定数の値を送信信号フレームの所
定位置に挿入する（Ｓ１０）。この送信信号は即座に送
受信装置Ｓに伝送され、新たな加算定数の値は送受信装
置Ｓにおいても次のホッピング先を選択するために用い
られる。やがて切替スイッチ５が復帰すればアドレスＡ
２によりＲＯＭ３から読出された数値に新たな加算定数
が加算回路４により加算され（Ｓ１１）、その数値に対
応した局部発振周波数が可変周波数発振回路６により発
振される。

【００３５】しかし、二回目のホッピング先についても
雑音レベルが閾値を越えていれば（Ｓ９）、再び加算定
数が一定数繰り上げられ（Ｓ７）、チャネルチェック部
４０による雑音検出（Ｓ８）が繰り返される。この繰り
返しは、切替スイッチ５が復帰するまでの間に終了する
ことが要求されるため、本発明第一実施例では２０回ま
でとした（Ｓ１２）。２０回のこの手順の繰り返しにお
いてもホッピング先が決定しない場合には無線信号伝送
路に何らかの異常事態が発生している可能性が高いとし
てアラームを送出する（Ｓ１３）。

【００３６】次に、本発明第二実施例を図８を参照して
説明する。図８は本発明第二実施例の全体構成図であ
る。本発明第二実施例が本発明第一実施例と異なる点
は、一つの基地局Ｂに対して複数の移動局Ｃまたは固定
局Ｆが存在するところにある。内部構成は本発明第一実
施例で説明した主局の送受信装置Ｍの構成を基地局Ｂに
備え、従局の送受信装置Ｓの構成を移動局Ｃまたは固定
局Ｆに備える。

【００３７】移動局Ｃの移動場所に応じて伝送品質が変
化したり、あるいは空港内またはその付近で用いる場合
には飛行機の離着陸ごとに伝送品質が変化するため、あ
らかじめホッピング先の雑音レベルを検出しホッピング
先を選択する本発明は有用である。

【００３８】本発明第一または第二実施例においては加
算回路４を用いたが、代わりに他の演算ロジックを用い
た演算回路を用いることもできる。また、本発明第一ま
たは第二実施例では加算回路４がＲＯＭ４の出力回路に
設けられていたが、これに代えてＲＯＭ３のアドレス信
号回路に設けても同様に説明することができる。

【００３９】上記説明では、次のホッピング先搬送波周
波数ｆｉに雑音があるときには、代わりの搬送波周波数
ｆｋに関する情報を相手に知らせるように説明したが、
あらかじめ一つのシステムで代わりの搬送波周波数ｆｋ
に関する情報を装置内部に保持しておけば、次のホッピ
ング先搬送波周波数ｆｉに雑音があって利用できないこ
とを通知するだけで、代わりの搬送波周波数ｆｋを通知
しなくとも、搬送波周波数ｆｋを装置内部で演算もしく
は読出すことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
信号誤り率を低下させることができる。これにより、送
信出力を小電力化することができる。したがって、電波
を有効利用することができる。また、送信電力を小電力
化できるため、送信用電源を小型化し装置を小型化する
ことができる。これは移動端末に用いて有用である。

【００４１】さらに、信号誤り率を低下させることがで
きることにより、情報再送信を回避することができ、そ
れに要する通信時間を短縮することができる。さらに、
誤り訂正符号の送受信および処理を簡素化することがで
きる。

【００４２】システム構成については、信号誤り率を低
下させることができるために、システムを広域化するこ
とができる。あるいは、一つのシステムに加入できる局
数を増大させることができる。さらに秘話性の高い周波
数ホッピング通信方式を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の全体構成図。

【図２】本発明第一実施例における主装置としての送受
信装置のブロック構成図。

【図３】本発明第一実施例における従装置としての送受
信装置のブロック構成図。

【図４】制御部のブロック構成図。

【図５】アドレス読出回路からの読出アドレス発生状況
と切替スイッチの関係を示す図。

【図６】制御部の動作を示すフローチャート。

【図７】制御部の動作を示すフローチャート。

【図８】本発明第二実施例の全体構成図。

【符号の説明】

Ａ１、Ａ２ アドレス Ｂ 基地局 Ｃ 移動局 Ｆ 固定局 Ｍ、Ｓ 送受信装置 １ 制御回路 ２ アドレス読出回路 ３ ＲＯＭ ４ 加算回路 ５ 切替スイッチ ６ 可変周波数発振回路 ９ アンテナ １０、１０′ 制御部 ２０ 送信部 ３０ 受信部 ４０ チャネルチェック部 ５０ アンテナ切替器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信信号の搬送波周波数をホッピングパ
   ターンにしたがって変更する制御回路を備えた周波数ホ
   ッピング送信装置において、 前記ホッピングパターンにしたがって次にホッピングす
   べき搬送波周波数ｆｉの雑音レベルを検出する受信系を
   備え、 前記制御回路は、その雑音レベルが所定値を越えるとき
   には次にホッピングする搬送波周波数を周波数ｆｋに変
   更する手段を含むことを特徴とする周波数ホッピング送
   信装置。
2. 【請求項２】 ホッピング可能周波数がＮ個割当てら
   れ、前記受信系はこのＮ個の周波数のうち前記ホッピン
   グパターンにしたがって次にホッピングすべき搬送波周
   波数ｆｉを含む複数ｎ個の周波数の雑音レベルを検出す
   る手段を含み、前記制御回路はその搬送波周波数ｆｉの
   雑音レベルが所定値を越えるときにはそのｎ個の周波数
   のうちから雑音レベルの低い周波数を前記周波数ｆｋと
   して設定する手段を含む請求項１記載の周波数ホッピン
   グ送信装置。
3. 【請求項３】 次にホッピングする搬送波周波数が周波
   数ｆｉから周波数ｆｋに変更されたときには、その周波
   数ｆｋに係る情報を前記送信信号に送信する手段を備え
   た請求項１または２記載の周波数ホッピング送信装置。
4. 【請求項４】 前記ホッピングパターンを発生するホッ
   ピングパターン発生回路を備え、 そのホッピングパターン発生回路は、一定規則の読出ア
   ドレス信号を与えることにより前記ホッピング可能周波
   数に対応するＮ個の符号を乱数として出力するＲＯＭ
   と、そのＲＯＭの出力回路に設けられた演算回路と、こ
   の演算回路に与える演算定数を発生する定数発生回路と
   を備え、 前記周波数ｆｋに係る情報はこの演算定数を指定する情
   報である請求項３記載の周波数ホッピング送信装置。
5. 【請求項５】 前記演算回路が前記ＲＯＭの出力回路に
   代えてそのＲＯＭのアドレス信号回路に設けられた請求
   項４記載の周波数ホッピング送信装置。
6. 【請求項６】 前記演算回路は加算回路であり、演算定
   数は加算定数である請求項４または５記載の周波数ホッ
   ピング送信装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の周
   波数ホッピング送信装置と、前記受信系とは別の周波数
   ホッピング受信装置とを備え、 この受信装置は、通信の相手となる送信装置のホッピン
   グパターンに同期して受信周波数搬送波のホッピングを
   行う手段を備えた周波数ホッピング送受信装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の周波数ホッピング送受信
   装置が３以上一つの系に存在する周波数ホッピング通信
   方式。