JPH08265231A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特性の異なるデータ伝送を単一の無線部を用
いて同時に実現できる無線通信システムを提供すること
を目的とする。 【構成】 周波数チャネルを複数のチャネルグループに
分割し、分割された各チャネルグループごとに異なる種
別のデータを伝送したり、各チャネルグループごとに異
なるチャネルアクセス方式を用いたりする機能を設ける
ことにより、それぞれのチャネルグループごとに最適な
データ伝送方法を取ることが可能となり、高速データ伝
送とリアルタイム性の強いデータの伝送を単一の無線部
を用いて実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声やデータの伝送を
行う無線通信システムに関し、例えば、一定時間以内に
周波数を切り替えて使用する低速周波数ホッピング方式
の無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声の伝送を可能とする無線電話
交換システムやデータの高速伝送を実現する無線ＬＡＮ
などの無線通信システムが各種実用化されている。

【０００３】そして、このようなシステムとして、無線
電話交換システムにおいては、全ての通信を回線接続機
能を有する主装置を介して行うものであり、主装置のタ
イムスイッチが通常最大で６４ｋｂｐｓまでのデータ交
換機能しかないため、内線に収容される端末と主装置と
の間の最大伝送能力は６４ｋｂｐｓ程度と小さいもので
あった。

【０００４】一方、無線ＬＡＮにおいては、高速データ
伝送が可能ではあるが、音声などのリアルタイム性の強
いデータを伝送することが困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、以上のような
各システムにおける欠点を補うためには、無線電話交換
システムと無線ＬＡＮの両方のシステムを導入すること
が必要になる。

【０００６】しかしながら、両方のシステムが使用する
周波数チャネルが共通の場合には、相互干渉が発生して
しまうため、現実には、どちらか一方のシステムしか使
用することができないという問題が発生する。

【０００７】本発明は、特性の異なるデータ伝送を単一
の無線部を用いて同時に実現できる無線通信システムを
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】本発明は、周波数チャネ
ルを複数のチャネルグループに分割し、分割された各チ
ャネルグループごとに異なる種別のデータを伝送した
り、各チャネルグループごとに異なるチャネルアクセス
方式を用いたりする手段を設けたものである。

【０００９】

【作用】本発明では、それぞれのチャネルグループごと
に最適なデータ伝送方法を取ることが可能となり、例え
ば高速データ伝送とリアルタイム性の強いデータの伝送
を単一の無線部を用いて実現できる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の実施例における無線通信シ
ステムの構成例を示すブロック図である。

【００１１】この実施例のシステムは、公衆網回線７に
接続された交換機能を有する主装置１と、この主装置１
に収容される電話機２−１、２−２と、データ端末とし
てのファクシミリ３、パーソナルコンピュータ（以下、
パソコンという）４、プリンタ５、および複写機６とを
有する。

【００１２】なお、音声以外のデータを扱うことのでき
る端末であって、パソコンを始め、ファクシミリ、プリ
ンタ、複写機などをデータ端末というものとする。

【００１３】また、主装置１は、その全体の制御を行う
ＣＰＵ８、通話路の交換を行うタイムスイッチ９と、公
衆網回線７を収容する公衆回線インタフェース１０と、
上述した電話機等を収容する無線接続装置１１−１、１
１−２とを有する。

【００１４】図２は、各端末に設けられる無線インタフ
ェースの構成を示すブロック図である。

【００１５】図示のように、この無線インタフェース
は、シリアルで伝送されるデータ入力２７、制御データ
入力２８、データ出力２９、および制御データ３０をパ
ラレルに変換するシリアル／パラレル変換やその逆変換
等を行う変換部２０と、誤り訂正処理を行うＥＣＣ２１
と、同期信号３１に基づいてフォーマットの組立・分解
を行うフレーム組立・分解部２２と、ビット同期を行う
ためのＤＰＬＬ２３と、送受信動作を制御する送受信制
御部２４と、伝送周波数の設定を行う周波数設定部２５
と、変復調部を含む無線部２６とを有する。

【００１６】図３は、本実施例における周波数チャネル
の分割例を示す説明図である。

【００１７】本システムにおいては、使用する周波数チ
ャネルを２つのチャネルグループに分け、第１の周波数
チャネルグループでは、主装置を介した集中制御方式に
よる音声通信を行い、第２のチャネルグループでは、主
装置等の中央制御部を介さないで各端末間で直接通信を
行う分散制御方式（すなわち、ピア・トゥ・ピア）のデ
ータ通信を行う。

【００１８】図４は、主装置と内線電話機との間（第１
のチャネルグループ）で行われる時分割多重通信のフォ
ーマットを示す説明図であり、図５は、第２のチャネル
グループで行われる通信のパケットフォーマットを示す
説明図である。

【００１９】図６は、第１のチャネルグループで内線端
末間で内線通信を行う場合の手順を示すフローチャート
であり、図７、図８は、第２のチャネルグループで内線
端末間でデータを伝送する場合の手順を示すフローチャ
ートである。

【００２０】以下、第１の周波数チャネルグループを使
用する場合と第２の周波数チャネルグループを使用する
場合とで制御手順が異なるので、それぞれにおける動作
を説明する。

【００２１】最初に、第１のチャネルグループの基本動
作について説明する。

【００２２】＜公衆網回線からの着信＞まず、公衆回線
から内線に収容された電話機に着信がある場合の処理に
ついて説明する。着信があると、鳴動指定されており、
第１のチャネルグループのチャネルを使用する全ての端
末に着信を通知する。これに応じて、各端末のうち１台
の電話機で応答があると、その電話機に相当する無線接
続装置にタイムスイッチ（通話路）を接続し、公衆回線
から受信された音声データを該当する電話機に送出す
る。

【００２３】ここで、無線接続装置と内線電話機の間の
通信フォーマットは、図４に示すものとなり、無線イン
タフェース中のフレーム組立・分解部２２においてフォ
ーマットが形成される。

【００２４】次に、内線電話機は、無線接続装置から送
信されたデータを受信すると、一定のタイミングを取っ
て無線接続装置に向けてデータを送信する。伝送路は時
分割多重化されており、図４においては、４チャネル多
重されている。この結果、１台の無線接続装置は、最大
４台までの電話機と同時に通信を行うことが可能とな
る。なお、ここでは、送信・受信の１周期をフレームと
呼ぶものとする。

【００２５】そして、この無線接続装置と電話機の間の
伝送においては、予め定められたパターンに従って、使
用する周波数をフレーム毎に変化させる。すなわち、一
定時間毎に変化させることにより、特定のチャネルが妨
害された場合でも、影響を受けるのは一部の時間のみで
あり、結果として高品質の通信を実現することが可能に
なる。

【００２６】＜内線通話＞内線通話についても、基本的
には公衆網回線からの着信と同様の手順で行うことがで
きる。以下、内線電話機２−１から内線電話機２−２に
電話をかける場合について、図６に沿って説明を行う。

【００２７】内線電話機２−１から発呼があると（Ｓ
１）、例えば無線接続装置１１−１がこの発呼要求を受
け付け（Ｓ２）、主装置の中央制御部に内線電話機２−
１から内線電話機２−２に対して発呼要求があったこと
を通知する（Ｓ３）。

【００２８】中央制御部は、内線電話機２−２に対応す
る無線接続装置１１−２に対して着信通知を行い（Ｓ
４）、無線接続装置１１−２は内線電話機２−２に対し
て鳴動コマンドを送る（Ｓ５）。

【００２９】内線電話機２−２がタイムアウト（Ｓ７）
前に応答すると（Ｓ６）、この無線接続装置１１−２
は、中央制御部に応答のあった旨を通知し（Ｓ８）、中
央制御部はタイムスイッチを制御し、内線電話機２−１
に相当するタイムスロットを内線電話機２−２に接続す
る（Ｓ９）。なお、タイムスロットとは、時分割多重を
行った場合の１チャネル分に相当する時間領域（図３参
照）をいう。

【００３０】その結果、内線電話機２−１と内線電話機
２−２のリンクが張られた状態となり、通話が開始され
る（Ｓ１０）。

【００３１】なお、通話中の内線電話機と無線接続装置
との間の通信フォーマットは、先に説明した公衆回線か
らの着信の場合と同様である。つまり、時分割多重化さ
れており、フレーム毎に周波数を変化させるものであ
る。

【００３２】次に、第２のチャネルグループの基本動作
について説明する。

【００３３】ここでは、ピア・トゥ・ピアでデータの伝
送を行い、第２のチャネルグループのチャネルを使用す
るパソコン４とプリンタ５や複写機６との間の通信につ
いて、図７、図８に基づいて説明を行う。

【００３４】まず、第２のチャネルグループのチャネル
を使用する端末は、第２のチャネルグループの中の制御
チャネルにおいて待機する（Ｓ２１、Ｓ４１）。そし
て、送信要求の発生した端末は（Ｓ２２）、制御チャネ
ルを使って図５に示すようなパケットを送出し（Ｓ２３
〜Ｓ２５）、制御チャネルを切り換えて受信許可パケッ
トを受信待機する（Ｓ２６）。

【００３５】上記送信要求のパケット中にはデータ伝送
に使用する周波数チャネル番号情報が入っている。そし
て、制御チャネルで待機している端末は、Ｓ４２で受信
したパケットに自端末宛への送信要求がある場合は、そ
れに対して受信許可の応答を行い（Ｓ４３、Ｓ４４）、
先に指定のあったチャネルで待機する（Ｓ４５）。

【００３６】一方、タイムアウト（Ｓ２８）前に受信許
可パケットを受け取った送信側端末は（Ｓ２７）、指定
したチャネルを用いてデータの伝送を開始する（Ｓ２
９、Ｓ３０）。

【００３７】以下、送信側と受信側とでパケットと受信
応答のやり取りを繰り返す（Ｓ３１〜Ｓ３３、Ｓ４６〜
Ｓ４９）。

【００３８】例えば、パソコン４のデータをプリンタ５
や複写機６に伝送し、プリント出力を得たい場合、パソ
コン４からプリンタ５または複写機６に対して通信要求
を行う。プリンタ５または複写機６が着信を受け付ける
場合、送信許可のパケットをパソコン４に返し、指定し
たチャネルでパソコン４からプリンタ５または複写機６
へのデータ伝送が開始される。

【００３９】パケットは最大１５００バイト程度となっ
ており、それ以上のデータを伝送する場合には、複数の
パケットに分割して伝送することとなる。そして、パケ
ットを送信する毎に上記手順を繰り返すこととなる。そ
の際、使用する周波数チャネルを毎回変更し、各チャネ
ルが均等に使用されるようにする。

【００４０】このような第２のチャネルグループにおい
ては、公衆回線の伝送容量やタイムスイッチの制御を受
けないため、この場合は、数百ｋｂｐｓ程度の伝送速度
でパソコン４からプリンタ５や複写機６にデータが送ら
れる。

【００４１】以上、第１のチャネルグループを使用する
端末群と第２のチャネルグループを使用する端末群の動
作を説明した。第１のチャネルグループを使用する場合
には音声などのリアルタイム性の強いデータを伝送する
ことに適し、第２のチャネルグループを使用する場合に
はファイル転送のように大量のデータを高速に伝送する
場合に適する。

【００４２】従来は、単一の無線部を用いて、これらの
異なるニーズを満足することが困難であったが、本発明
により、単一の無線部を用いながら相互干渉なく、リア
ルタイム性の高いデータ伝送と、高速データ伝送を実現
可能となる。

【００４３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００４４】上記第１実施例においては、各チャネルグ
ループのチャネル数を固定したものとして説明したが、
音声系とその他のデータで伝送要求の発生する頻度がど
ちらか一方に偏っているような場合、グループに割り当
てられたチャネル数が適切でないと、全体としての周波
数利用効率が下がるため、電話の輻輳が発生したり、逆
にデータ伝送のスループットが低下する場合があり得
る。

【００４５】そこで、この第２実施例では、各チャネル
グループに属する周波数チャネルの数を任意に変更可能
な手段を設けることが考えられる。

【００４６】図９は、この第２実施例における無線イン
タフェースの構成を示すブロック図である。なお、シス
テムの構成は、上記第１実施例（図１）と共通であるも
のとする。

【００４７】この無線インタフェースは、データ入出力
インタフェース３１と、ＤＩＰスイッチ３２と、メモリ
３３と、ＣＰＵ３４と、通信コントローラ３５と、無線
部３６と、アンテナ３７とを有する。

【００４８】なお、データ入出力インタフェース３１
は、上記変換部２０に対応し、通信コントローラ３５
は、ＥＣＣ２１、フレーム組立・分解部２２、ＤＰＬＬ
２３、送受信制御部２４および周波数設定部２５等に対
応する。また、無線部３６は、無線部２６に対応してい
るが、これらは本実施例の特徴部分には、直接関係しな
いことから、詳細は省略する。

【００４９】図１０は、この第２実施例における周波数
チャネルの分割例を示す説明図である。

【００５０】本実施例において、周波数チャネルは、２
つのグループに分けられ、第１のグループではチャネル
番号１からｍまでのｍ個のチャネルを、第２のグループ
ではチャネル番号ｍ＋１からｎまでのｎ−ｍ個のチャネ
ルを使用するものとする。また、第１のチャネルグルー
プでは、主装置を介して音声通信を行い、第２のグルー
プにおいては主装置などの中央制御部を介さず、単独で
ピア・トゥ・ピアのデータ通信を行う。

【００５１】各グループ内のチャネル数の設定は、ＤＩ
Ｐスイッチ３２によって行う。ＣＰＵ３４は、ＤＩＰス
イッチ３２の値を読み取って、予め作成された各グルー
プの使用チャネル組み合わせと値の対応テーブルに基づ
き、各グループで使用するチャネル番号をメモリ（ＲＡ
Ｍ）３３に格納する。

【００５２】以上のようにして、各チャネルグループに
属する周波数チャネルの数を適宜に変更できる。

【００５３】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００５４】上記第１、第２実施例においては、各グル
ープ内のチャネルは連続して配置されることを前提とし
ていた。しかしながら、一方のグループのトラヒック量
が小さい場合には、他方のグループのみが使用される状
態になり、この際は使用するチャネルの周波数間隔がで
きるだけ空いていることが望ましい。つまり、第１のグ
ループのチャネルと第２のグループのチャネルを交互に
配置することが、より有効となる。このような構成にお
いても同様の効果を得ることができる。

【００５５】図１１は、この第３実施例におけるチャネ
ル配置例を示す説明図である。図示のように交互に配置
することで、同一グループ内での相互干渉が起こりにく
くなるという効果がある。

【００５６】さらに、他の実施例として、上記第１実施
例においては、第１のチャネルグループを使用する端末
として電話機を想定していたが、主装置の交換能力の範
囲に収まる伝送速度を有する端末であれば、ファクシミ
リなどのようなその他のメディアでも同様の効果が期待
できる。

【００５７】さらに、上記第１実施例においては、一定
時間以内に周波数を切り替える周波数ホッピングを想定
して説明を行った。しかしながら、周波数を変化させな
いで使用する場合でも全く同様の効果が期待できる。

【００５８】また、上記実施例においては、チャネルグ
ループを２つのみに分けた例について説明したが、チャ
ネルグループをより多くのチャネルグループに分割して
使用することも可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周波数チャネルを複数のチャネルグループに分割し、分
割された各チャネルグループごとに異なる種別のデータ
を伝送したり、各チャネルグループごとに異なるチャネ
ルアクセス方式を用いたりする手段を設けたことによ
り、それぞれのチャネルグループごとに最適なデータ伝
送方法を取ることが可能となり、例えば高速データ伝送
とリアルタイム性の強いデータの伝送とを、相互干渉を
防いで、単一の無線部を用いて実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における無線通信システムの構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例における各端末に設けられ
る無線インタフェースの構成を示すブロック図である。

【図３】上記第１実施例における周波数チャネルの分割
例を示す説明図である。

【図４】上記第１実施例における主装置と内線電話機と
の間（第１のチャネルグループ）で行われる時分割多重
通信のフォーマットを示す説明図である。

【図５】上記第１実施例における第２のチャネルグルー
プで行われる通信のパケットフォーマットを示す説明図
である。

【図６】上記第１実施例における第１のチャネルグルー
プで内線端末間で内線通信を行う場合の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図７】上記第１実施例における第２のチャネルグルー
プで内線端末間でデータを伝送する場合の送信側の手順
を示すフローチャートである。

【図８】上記第１実施例における第２のチャネルグルー
プで内線端末間でデータを伝送する場合の受信側の手順
を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施例における無線インタフェー
スの構成を示すブロック図である。

【図１０】上記第２実施例における周波数チャネルの分
割例を示す説明図である。

【図１１】本発明の第３実施例におけるチャネル配置例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１…主装置、 ２−１、２−２…交換機、 ３…ファクシミリ、 ４…パーソナルコンピュータ、 ５…プリンタ、 ６…複写機、 ７…公衆網回線、 ８…ＣＰＵ、 ９…タイムスイッチ、 １０…公衆回線インタフェース、 １１−１、１１−２…無線接続装置。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の周波数チャネルを使用して無線通
   信を行う無線通信装置において、 周波数チャネルを複数のチャネルグループに分割する分
   割手段と、この分割された各チャネルグループごとに異
   なる種別のデータを伝送する伝送制御手段とを有するこ
   とを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記分割されたグループのうち、第１のチャネルグルー
   プでは音声を伝送し、第２のチャネルグループでは音声
   以外のデータを伝送することを特徴とする無線通信装
   置。
3. 【請求項３】 複数の周波数チャネルを使用して無線通
   信を行う無線通信装置において、 周波数チャネルを複数のチャネルグループに分割する分
   割手段と、この分割された各チャネルグループごとに異
   なるチャネルアクセス方式を用いる伝送制御手段を有す
   ることを特徴とする無線通信装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 上記分割されたグループのうち、第１のチャネルグルー
   プを使用する機器は、公衆回線への接続機能を有する主
   装置と、この主装置と通信を行うことの可能な複数の端
   末から構成され、上記複数の端末は、その他の端末や公
   衆回線にデータを伝送する場合には、主装置を介してデ
   ータを伝送するものであり、第２のチャネルグループを
   使用する機器は、端末同士でピア・トゥ・ピアによるデ
   ータの送信・受信を行うものであることを特徴とする無
   線通信装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 上記主装置は、内線に収容される端末に対応する無線接
   続装置を有し、該無線接続装置と内線端末との間の通信
   は時分割多重化してデータ伝送を行う手段と、複数の連
   続するタイムスロットからフレームを構成する手段と、
   フレームごとに伝送に使用する周波数を変化する手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、 上記第２のチャネルグループを使用する端末は、送信に
   先立って周波数チャネルの空き状況を確認する手段と、
   チャネルの空きが確認された場合にデータの送信を開始
   する手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか１項において、 上記第２のチャネルグループを使用する端末は、送信す
   るパケットごとに使用する周波数を変化させる手段を有
   することを特徴とする無線通信装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項において、 上記第１のチャネルグループに属するチャネル数と上記
   第２のチャネルグループに属するチャネル数とを適宜変
   更する手段を有することを特徴とする無線通信装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項において、 上記第１のチャネルグループに属する周波数チャネルと
   上記第２のチャネルグループに属する周波数チャネルと
   を交互に配置することを特徴とする無線通信装置。