JPH09162864A - 通信制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】受信信号レベルと雑音レベルを測定し、受信信
号レベルと雑音レベルとの差を一定基準レベルと比較
し、要否判定及び表示を行って使用者に無線伝送路の情
報を示す通信制御装置を提供することにより、無線伝送
路の通信品質を確保する。 【解決手段】通信制御装置は、受信信号と基準レベルと
を比較することにより伝送路上の信号の有無を検知する
とともに、雑音レベルを測定し、測定した雑音レベルを
表示する。そして、測定した雑音レベルと受信信号レベ
ルとの差を計算し、計算したレベルの差と一定基準レベ
ルとの比較結果により通信品質の良否を判定し、表示す
る。なお、雑音レベルの測定のため任意の間隔にて無通
信区間を設け、その区間内で雑音レベルを測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャリアセンス機
能をもつ通信制御装置に関し、特に、外部雑音のある場
合でもノイズに影響されること無く、キャリアセンス機
能を動作させることが可能な通信制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、キャリアセンスを行いデータの送
信を行うネットワークとしては、例えば、ＡＮＳＩ／Ｉ
ＥＥＥ ｓｔａｎｄａｒｄ ８０２．３“Ｃａｒｒｉｅ
ｒ Ｓｅｎｓ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉ
ｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ”に準
拠したＣＳＭＡ／ＣＤ ＬＡＮがある。

【０００３】ＣＳＭＡ／ＣＤ ＬＡＮにおいては、送信
要求時に伝送路の受信信号レベルの測定（以下キャリア
センスという）を行い、キャリアなしの場合には送信権
を得て、データを送信し、キャリアありのときは一定時
間待って再度キャリアセンスを行うというアクセス方式
を使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記ＩＥＥＥ ８０
２．３ ＣＳＭＡ／ＣＤ ＬＡＮでは、伝送路は有線ケ
ーブルであるため、ノイズレベルはほとんど一定であ
り、伝送路ノイズをキャリアと誤検出することは無い。

【０００５】しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式を無線
に適用した場合、伝送路は空間となる．このため、無線
通信の環境においてはノイズが場所によって異なり、ノ
イズレベルが一定とは限らない。例えば、２．４ＧＨｚ
台の工業、科学及び医療用装置に割り当てられた周波数
帯であるＩＳＭバンドの電波を伝送媒体として使用する
場合、ＩＳＭバンドでの運用が認可されている電子レン
ジや医療機器等からノイズとなる電波が発生し、これら
の機器の設置状況によりノイズレベルが変動する。した
がって、電子レンジのようなノイズ源が近くに存在する
と、場合によってはキャリアセンスレベルよりノイズレ
ベルの方が大きくなる。この問題点はＩＳＭバンド以外
の電波を初めとする他の伝送媒体を使用した場合にも同
様に存在する。したがって、無線通信のような環境にお
いては通信装置がノイズによる誤判断を犯し、ノイズを
キャリアと常時誤認識し、データの送信要求が有っても
送信権が得られない可能性がある。

【０００６】また、前述のように自装置の近傍にノイズ
源がある場合、相手装置からの受信信号レベルと近傍と
のノイズレベルの差が、当該装置の受信性能上要求され
る差（以下Ｓ／Ｎと言う）を確保しないと相手装置と通
信ができない、あるいは通信効率が劣化する。よって、
無線環境において、相手装置との伝送路の確保、及び通
信品質の確保のため、Ｓ／Ｎが確保できているか否かを
判別することが有用である。

【０００７】従来、無線通信環境において、相手装置と
の伝送路及び通信品質を確保するため、使用者に無線伝
送路の情報を提供する手段として、コ−ドレス電話のよ
うにインジケ−タ等により相手装置の受信信号レベルの
みを表示する方法がある。

【０００８】上記方法では、相手装置の受信信号レベル
を表示する手段を有しているので相手装置との受信信号
レベルの強弱を知ることできるが、自装置の近傍のノイ
ズレベル測定していない。このため、Ｓ／Ｎが確保でき
ているか否かを判定できないので通信品質の良否を判別
することができない。

【０００９】よって、通信品質の良否を判別することが
できないことにより、デ−タ伝送において近傍のノイズ
が大きい場合はＳ／Ｎを確保することができず、所望の
符号誤り率を確保し、通信効率を上げることが難しい。

【００１０】本発明の目的は、受信信号と基準レベルを
比較することにより伝送路に信号があるかどうかを検知
する通信制御装置が、使用者に通信品質の良否に関する
情報を提供し、相手装置との間の通信品質を確保するこ
とができるようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の通信制御装置は、受信信号と基準レベルと
を比較することにより伝送路上の信号の有無を検知する
とともに、雑音レベルを測定する手段と、測定した雑音
レベルを表示する手段とを有する。なお、測定した雑音
レベルとともに、受信信号レベルを測定し表示するよう
にしてもよい。

【００１２】さらに望ましくは、本発明の通信制御装置
は、上記手段に加えて、測定した雑音レベルと受信信号
レベルとの差を計算する手段と、計算したレベルの差と
一定基準レベルとを比較する手段と、比較結果により通
信品質の良否を判定し、表示する手段とを有する。

【００１３】なお、前記雑音レベル測定手段は、任意の
間隔にて無通信区間を設け、その区間内で雑音レベルを
測定するように構成するとよい。

【００１４】本発明によれば、無線環境において相手装
置との通信品質を確保するため、自分の装置近傍にノイ
ズ源が有りＳ／Ｎが確保できない場合は、その結果を使
用者に提供し、当装置をノイズ源から遠ざけることによ
り、ノイズレベルを小さくしてＳ／Ｎを確保することが
出来、通信効率を上げることができる。また、ＬＡＮの
ように相手装置が複数の場合は、各々の装置が一定の通
信品質を確保した通信範囲（以下セルという）内に入れ
ることができ、セル内でのト−タルスル−プットを確保
することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例の無線ネットワー
クシステムを示す図である。このシステムは本発明の通
信制御装置を用いたマスター局３００、スレーブ局１０
０ａ及びスレーブ局１００ｂとで構成されている。２０
０はこのシステムのマスター局３００とスレーブ局１０
０ａ、１００ｂで形成されるセルである。このシステム
は変調方式にスペクトラム拡散変調の周波数ホッピング
（ＦＨ：以後ＦＨとする）方式を採用している。マスタ
ー局３００はＦＨの同期元であり、定期的にこのネット
ワーク内で使用される次の周波数を指示するフレーム
（ＦＨフレーム）を送出する。スレーブ局１００ａ、１
００ｂはこのＦＨフレームを受信することでマスター局
との同期をとる。

【００１７】また、このシステムのアクセス方式にはＣ
ＳＭＡ方式を用いている。マスター局、スレーブ局共に
キャリアセンスを行う。ＦＨ後に設けられた無通信区間
において行うノイズセンスで測定されたノイズレベルに
よりキャリアセンスレベルを決定し、これを基にキャリ
アセンスを行う。

【００１８】図２は本発明の通信制御装置のブロック図
を示している。

【００１９】図２において、１は送信回路であり、送信
信号を変調し、周波数変換して、出力する。２はアンテ
ナ、３は送受切替スイッチを示す。４は受信回路で周波
数変換を行う。５はＡＧＣアンプでＤＡ変換器１９から
のＡＧＣ制御信号により増幅率を変化させることが可能
である。６はＡＤ変換器、７は復調回路である。８はマ
イクロプロセッサであり、本発明における受信信号レベ
ルとノイズレベルの差の計算／通信良否判定等を行な
う。９はキャリアセンス判定部であり、入力信号レベル
とこの判定部の持つキャリア判定基準レベルを比較する
ことによりキャリアありなしを判定する。１０はＡＧＣ
制御信号生成部である。１１はキャリアレベルレジスタ
でキャリアありとなったときの受信信号がキャリアセン
ス判定部９内のキャリア判定基準レベルまで増幅される
だけの値のＡＧＣ制御信号を格納する。キャリア断後キ
ャリアありとなるごとに更新される。１２はノイズレベ
ルレジスタでノイズをキャリアセンス判定部９内のキャ
リア判定基準レベルにまで増幅するだけの値のＡＧＣ制
御信号を格納する。ノイズセンスをするごとに更新され
る。１３、１４、１５はそれぞれ仮ノイズレベル１、
２、ｎである。ノイズレベルを測定できないときにキャ
リアセンスレベルとして用いる。仮ノイズレベルは、仮
ノイズレベル１＞仮ノイズレベル２＞・・・＞仮ノイズ
レベルｎというように順に小さくなったいる。１６は１
３〜１５の仮ノイズレベルレジスタを切替るセレクタで
ある。１７はＡＧＣ制御信号生成部１１、キャリアレベ
ル１２、ノイズレベル１３、セレクタ１６の出力信号を
選択するセレクタである。ＦＨ同期の捕れていないとき
はセレクタ１６の出力、キャリアありとなったときまた
はノイズセンス時はＡＧＣ制御信号生成部１０の出力、
フレーム受信中はキャリアレベルレジスタ１１の出力、
キャリアセンス中はノイズレベルレジスタ１２の出力を
それぞれ選択する。１８はＤＡ変換器である。１９は表
示部で、マイクロプロセッサ８によって得られた通信良
否結果を表示する。２０は本発明における通信品質判定
／表示部で別途詳細に説明する。

【００２０】次に図２の通信制御装置全体の動作を図３
を参照して説明する。

【００２１】キャリアセンスには大きく分けてマスター
局とのＦＨ同期が捕れている場合と捕れていない場合に
分けられる（３１）。

【００２２】マスター局とのＦＨ同期が捕れていない場
合、ＦＨのタイミングを認識できないので直後の無通信
区間も認識できない。ノイズセンスを行えず実際のノイ
ズレベルを基準にキャリアセンスをすることはできない
ので、１３〜１５の仮ノイズレベルをキャリアセンスレ
ベルとする（３２）。ＡＧＣアンプ５には値の大きい仮
ノイズレベル１から設定し、ＦＨフレームを受信しよう
とする（３４）。しかし、ノイズレベルが大きいために
キャリア誤検出し、ＦＨフレームを復調できないことも
ある。検出できない状態が一定時間を超えると（３
５）、仮ノイズレベル２にＡＧＣ制御信号の小さくなる
方向に切替る（３７）。これはキャリア判定基準レベル
に対して受信信号を小さくするので、相対的に受信信号
に対してキャリア判定基準レベルを大きくすることと同
じである。そしてさらにキャリア誤検出してＦＨフレー
ムをプロセッサ８が認識できない場合には仮ノイズレベ
ル２から次のレベルへ切替る。

【００２３】この結果ＦＨフレームを認識できた場合、
ＦＨ後の無通信区間においてノイズセンスを行う（３
８）。ＡＧＣ制御信号生成部１０の出力信号をセレクタ
１７で選択し、ノイズレベルがキャリアセンス判定部９
内のキャリア判定基準レベルになるようなＡＧＣ制御信
号の値を求める。この値をノイズレベルレジスタ１２に
格納する。そしてこの値から一定値を減じた値をキャリ
アセンスレベルとし、ＡＧＣアンプ５へ入力する（３
９）。一定値を減じることによってノイズはＡＧＣアン
プ５で増幅されてもキャリアセンス判定部９においてキ
ャリア判定基準レベルを超えることはなくなる。

【００２４】キャリアありとなると受信信号をキャリア
判定基準レベルとするＡＧＣ制御信号を生成する。この
値をキャリアレベルレジスタ１１に格納する。そのフレ
ームを受信している間、この値をセレクタ１８で選択す
る。キャリア断を検出後再度キャリアありとなった際に
はその受信信号に対するＡＧＣ制御信号として更新され
る。

【００２５】このようにしてノイズによるキャリア誤検
出を防ぎ、安定したレベルで復調部７で復調することが
可能となる。

【００２６】次に通信品質判定／表示部２０について説
明する。

【００２７】ノイズレベル算出ブロックでは、ノイズレ
ベルレジスタ１２のＡＧＣ制御信号の値は、ノイズレベ
ルからキャリア判定基準レベルに持って行くためのＡＧ
Ｃゲインの値なので、キャリア判定基準レベルからノイ
ズレベルレジスタ１２の値を差し引いてノイズレベルを
算出する。

【００２８】キャリアレベル算出ブロックでは、キャリ
アレベルレジスタ１１のＡＧＣ制御信号の値は、受信信
号レベルからキャリア判定基準レベルに持って行くため
のＡＧＣゲインの値なので、キャリア判定基準レベルか
らキャリアレベルレジスタ１１の値を差し引いて受信信
号レベルを算出する。

【００２９】レベル差検出／判定部では、前述により算
出した受信信号レベルとノイズレベルの差を計算し、既
に設定されている一定基準レベルと大小比較し、その結
果を表示部１９にて表示する。

【００３０】最後に、一定基準レベルについて、図４の
グラフを用いて説明する。

【００３１】図４は、一般的な通信制御装置の受信特性
を表すグラフである。縦軸（４１）は符号誤り率で、一
般には１０−Ｎ乗単位の対数スケ−ルで目盛られてい
る。横軸（４２）は、受信信号レベルと雑音レベルの差
で、一般にはｄＢ（デシベル）単位で目盛られている。
４３は、当該通信装置の受信特性を表し、一般に雑音の
分布が正規分布する時、本特性は直線となり受信信号レ
ベルと雑音レベルの差４２が大きい程符号誤り率４１が
良くなり、小さい程符号誤り率４１が悪くなる。４４は
当該無線システムの伝送路して要求される符号誤り率
で、本誤り率は当該無線システム設計にて伝送路に配分
された誤り率である。４５は当該装置の受信特性４３
と、当該無線システムの伝送路して要求される符号誤り
率４４とが交錯した箇所での受信信号レベルと雑音レベ
ルの差で、この値が一定基準レベルである。

【００３２】４６の斜線部は、当該装置のＳ／Ｎが確保
されていて、通信品質が良好である範囲を示す。具体的
には図１に示す無線ネットワ−クシステムにて、各々の
局がディスプレイの表示内容を見てＳ／Ｎが確保できて
いない場合は、通信位置を移動してＳ／Ｎを確保できる
為、セル２００内での通信品質及びスル−プットの確保
が可能である。さらに、図４のグラフにより、一定基準
レベル４５を上げると通信品質のさらに高いセルを形成
することが可能となり、セル内で高スル−プットの要求
されるシステムに適している。よって、前述により一定
基準レベル４５の変更を可能にすることにより、各々の
通信品質に対するのシステム要求に適合した無線ネット
ワ−クシステムを形成することが可能となる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、通信制御装置におい
て、受信信号レベルと雑音レベルの差を計算し、一定基
準レベルとの比較結果にて良否判定、及び表示すること
により、使用者に通信品質の良否に関する情報を提供で
き、使用者は容易に相手装置との通信品質を確保するこ
とができる。また、相手装置が複数にてセルを形成する
場合は上述のとおりセル内での要求する通信品質を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の通信制御装置で構成したネ
ットワークシステムの一例を示す概略図である。

【図２】本発明の一実施例の通信制御装置のブロック図
である。

【図３】本発明の一実施例の通信制御装置のキャリアセ
ンスレベル決定フローチャートである。

【図４】一般的な通信制御装置の受信特性を表すグラフ
である。

【符号の説明】

１…送信回路、２…アンテナ、３…送受切替スイッチ、
４…受信回路、５…ＡＧＣアンプ、６…ＡＤ変換器、７
…復調部、８…マイクロプロセッサ、９…キャリアセン
ス判定部、１０…ＡＧＣ制御信号生成部、１１…キャリ
アレベルレジスタ、１２…ノイズレベルレジスタ、１３
…仮ノイズレベル１、１４…仮ノイズレベル２、１５…
仮ノイズレベルｎ、１６、１７…セレクタ、１８…ＤＡ
変換器、１９…表示部、２０…通信品質判定／表示部、
４１…符号誤り率、４２…受信信号レベルと雑音レベル
との差、４３…当該通信装置の受信特性、４４…無線通
信システムの伝送路として要求される符号誤り率、４５
…一定基準レベル、１００ａ、１００ｂ…スレ−ブ局、
２００…セル、３００…マスタ−局。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信信号と基準レベルとを比較することに
   より伝送路上の信号の有無を検知する通信制御装置であ
   って、雑音レベルを測定する手段と、測定した前記雑音
   レベルを表示する手段とを有することを特徴とする通信
   制御装置。
2. 【請求項２】前記受信信号レベルを測定し前記測定した
   雑音レベルとともに表示することを特徴とする請求項１
   記載の通信制御装置。
3. 【請求項３】前記測定した雑音レベルと前記受信信号レ
   ベルとの差を計算する手段と、計算したレベルの差と一
   定基準レベルとを比較する手段と、前記比較手段の比較
   結果により、通信品質の良否を判定し、表示する手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載の通信制御装
   置。
4. 【請求項４】前記雑音レベル測定手段は、任意の間隔に
   て無通信区間を設け、その区間内で雑音レベルを測定す
   ることを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。