JPH09200089A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ伝送の遅延や転送速度の低下をもたら
さず、信号秘匿能力を落とさず、且つ回路規模を増大さ
せることなく、電波環境の変化に応じて最も状態のよい
ホッピング周波数帯域と帯域数を使用できるようにした
無線通信システムを提供する。 【解決手段】 例えば、無線電話機１０３が集中制御局
であると、その立ち上げ時、電波環境を周波数帯域毎に
測定して使用可能な周波数帯域とその帯域数を求めて記
憶し、この記憶内容と別途記憶しておいたシステム内の
端末局（１０４〜１０９）の数と一致する基準値とに基
づいて、ホッピング周波数帯域とその前記基準値以上の
帯域数を決定することにより得られたホッピングパター
ンを端末局に割り当てる。端末局は集中制御局から割り
当てられたホッピングパターンを用いて通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は周波数ホッピング方
式によるスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信シ
ステムに係わり、特にホッピング周波数帯域とその帯域
数の決定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周波数ホッピング方式によるスペクトラ
ム拡散通信方式に関わる従来技術を記載した公知文献と
しては、「スペクトル拡散通信システム」（横山光男著
Ｐ１６〜２２科学技術出版）がある。この文献によれ
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。即ち、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。」

【０００３】また、ホッピング周波数帯域数について
は、「希望していないユーザから送信された信号との衝
突をできるだけ回避する方策を企てることである。その
ためには、望ましいホッピングパターンを発生するスペ
クトル拡散用の符号が必要であるが、効果を充分確かな
ものにするため、利用できる周波数の異なる搬送波の数
をできるだけ多く用意しなければならない。

【０００４】しかし、使用可能な周波数帯域が無限にあ
るわけではないので、できることなら、伝送する信号の
狭帯域化を図り、帯域の広がりを押さえ、その後、ホッ
ピング搬送波を殖やすことである。」と述べられてい
る。我が国では、（財）電波システム開発センター（Ｒ
ＣＲ）より「小電力データ通信システムの無線局の無線
設備」（ＲＣＲ ＳＴＤ−３３Ａ）によって、占有周波
数帯域幅は２６ＭＨｚ以下、拡散帯域幅は５００ｋＨｚ
以上、拡散率波は１０以上に規格されており、伝送速度
にも因るが、使用可能なホッピング周波数帯域数が制限
されている。このような中で、従来の無線通信システム
では、伝送する信号の狭帯域化は周波数変調方式（ＦＳ
Ｋ）等の一次変調方式の改良により最適化がなされてい
るが、これ以上の改良化は技術的困難さもあってそう簡
単に進むものではない。従って、対雑音性を上げるた
め、ホッピング周波数帯域数を前記ＲＣＲ ＳＴＤ−３
３Ａに許容される範囲で最大値を取り、固定的に定めて
いた。

【０００５】また、特開平６−３４３０６６では、希望
波と干渉波の衝突を防止するために、ホッピング周期毎
に希望波と、干渉波の衝突を検出し、衝突が検出された
時は、送信局は、搬送波の周波数の変更、衝突している
搬送波の周波数の送信時間帯の変更、又は衝突している
時間帯の信号の送信の停止を行うと記されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、ホッピング周波数帯域と帯域数が、固定的に割
り当てられているため、特定の周波数帯域に雑音が発生
しているとこれを回避できず、データ伝送品質が悪化す
るという欠点があった。ＦＨ方式では単位時間帯を考え
ると、特定の周波数帯域を占有していることになり、そ
のため、無線通信システムの周囲の電波環境に非常に依
存していることになる。従って、頻繁に雑音が発生する
周波数帯域は、ホッピング周波数帯域に使用できなかっ
た。

【０００７】また、希望波と干渉波の衝突検出をホッピ
ング周期毎に行い、衝突が検出した際に、送信局でその
対応を処理すると、その処理時間により、データ伝送に
遅延をもたらし、また、周波数の変更によっては、１周
期のホッピング中に同じ周波数を２回使うことになるの
で、ＦＨ方式の特徴である信号秘匿能力が落ち、また、
時間帯の変更によっては、同一周期内に２波を受信する
必要があるので、２系統の受信回路が必要となり、更
に、送信を停止すると、信号の連続性が失われ、データ
転送速度の低下をもたらす欠点があった。

【０００８】そこで本発明は上記のような課題を解決す
るためになされたもので、ホッピング周波数帯域とその
帯域数を可変にすることにより、データ伝送の遅延や転
送速度の低下をもたらさず、信号秘匿能力を落とさず、
且つ回路規模を増大させることなく、電波環境の変化に
応じて最も状態のよいホッピング周波数帯域と帯域数を
使用できるようにした無線通信システムを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ホッ
ピングパターンをシステムに収容されている複数の端末
局に割り当てる集中制御局と、この集中制御局により割
り当てられたホッピングパターンを用いて無線通信を行
う端末局とを有する無線通信システムにおいて、電波環
境を周波数帯域毎に測定して使用可能な周波数帯域を求
める電波測定手段と、この電波測定手段の測定結果から
前記ホッピングパターンを構成するホッピング周波数帯
とその帯域数を決定する決定手段とを前記集中制御局に
具備したことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、前記集中制御局は、前
記帯域数の最低限の基準数を前記システムに収容されて
いる端末局の数と定め、前記決定手段は前記帯域数が前
記最低限の基準数以上となるようにホッピング周波数帯
とその帯域数を決定することを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、前記集中制御局は、前
記帯域数の最低限の基準数を前記端末局と定め、前記決
定手段は、前記電波測定手段によって求められた使用可
能な周波数帯域の帯域数がこの最低限の基準数を下回る
時、複数の端末局でホッピング周波数を共用又は競合す
るようにホッピング周波数帯域とその帯域数を決定する
ことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の構
成を示したシステム構成図である。図において、１０１
は公衆回線１０２を収容し、システム内の端末局１０３
〜１０９に公衆網通信サービスを提供する網制御装置、
１０３は網制御装置１０１又は他の端末局との間で制御
データ又は音声データを交換し、公衆回線１０２を介し
た音声通話を行うと共に複数の端末局間で所謂、内線間
通話を行う無線電話機、１０４〜１０９は網制御装置１
０１又は他の端末局との間での制御データの通信及びデ
ータ通信を行う無線データ端末である。

【００１３】尚、以下、無線電話機１０３、無線データ
端末１０４〜１０９の端末局を総称して無線端末１１０
(１０３から１０９の総称番号）と呼ぶ。又、無線デー
タ端末１０４とは、データをバースト的に送受信する機
能を有する端末機器（データ端末）若しくは、データ入
出力機器と無線通信を司る無線アダプタを接続したも
の、又は、それらを一体化した端末機器を指しており、
例えば図中に示す、コンピュータ１０４、マルチメディ
ア端末１０５、プリンタ１０６、ファクシミリ１０７、
複写機１０８、ＬＡＮゲートウエイ１０９の他に、電子
カメラ、ビデオカメラ、スキャナ等の機器が該当する。

【００１４】上記のような本無線通信システムは、シス
テム内に収容される無線端末１１０同士の通信を管理／
制御する集中制御局（例えば無線端末１１０のいずれか
１つ）と端末局（残りの無線端末１１０）から構成さ
れ、端末局同志が、後述する本無線通信システムの無線
フレームを用いて、集中御局から指定された制御データ
を元に無線通信を行う。尚、この集中御局には、システ
ム内の無線端末１１０の中から任意の１台（又は、それ
以上）がなることが出来る。更に、無線電話機１０３や
無線データ端末１０４は、それぞれの端末間で自由に通
信を行うことができると同時に、網制御装置１１０を介
して公衆回線１０２にもアクセスできる。

【００１５】以下、図１に示した本無線通信システムを
構成する個々の無線端末１１０を詳細に説明する。図２
は図１に示した無線電話機１０３の内部構成を示したブ
ロック図である。２０１は無線電話機１０３の全体の制
御を司る主制御部、２０２は主制御部２０１の制御プロ
グラムが格納されたＲＯＭ、本無線通信システムの呼出
符号（システムＩＤ）、無線電話機のサブＩＤを記憶す
るＥＥＰＲＯＭ及び主制御部２０１の制御の為のワーク
エリアとなるＲＡＭ等から構成されるメモリで、２０３
は、送受話器２０８、マイク２０９、スピーカ２１０の
入出力ブロックとＡＤＰＣＭコーデック２０４のインタ
フェースを行う通話路部、２０４は、通話路部２０３か
らのアナログ音声情報をＡＤＰＣＭ符号に変換すると共
に、ＡＤＰＣＭ符号化された情報をアナログ音声情報に
変換するＡＤＰＣＭコーデック、２０５は、ＡＤＰＣＭ
符号化された情報にスクランブル等の処理を施す共に所
定のフレームに時分割多重化するチャネルコーデック部
である。このチャネルコーデック部２０５で後述する無
線フレームに組み立てられたデータが無線部２０７を介
して集中制御局や目的とする端末局へ伝送されることに
なる。

【００１６】２０６は無線部２０７の送受信及び周波数
切り換え、キャリア検出、レベル検知、ビット同期を行
う無線制御部、２０７はチャネルコーデック部２０５か
らのデジタル情報を変調して無線送信可能な形式に変換
してアンテナ（図示せず）に送ると共に、アンテナより
無線受信した情報を復調してデジタル情報に変換する無
線部、２０８は通話音声信号を入出力する送受話器、２
０９は音声信号を集音入力するマイク、２１０は音声信
号を拡声出力するスピーカ、２１１はダイヤル番号等を
入力するダイヤルキー、外線キー、保留キー及びスピー
カキー等の機能キーから成るキーマトリクス、２１２は
キーマトリクス２１１より入力されるダイヤル番号や公
衆回線の使用状況等を表示するＬＣＤ等の表示部であ
る。

【００１７】図１に示した１０４から１０９までの無線
データ端末は無線アダプタを接続又は内蔵するが、図３
はこの無線アダプタの内部構成を示すブロック図であ
る。３０１はコンピュータに代表されるデータ端末やプ
リンタ、或いはファクシミリに代表される周辺機器、３
０２はデータ端末若しくは周辺機器に、通信ケーブル若
しくは内部バスを介して接続可能な無線アダプタ、３０
３は無線アダプタ３０２に含まれ、チャネルコーデック
部３０８からのデジタル情報を変調して無線送信可能な
形式に変換してアンテナに送ると共に、アンテナより無
線受信した情報を復調してデジタル情報に変換する無線
部、３０４は、ＣＰＵ、割り込み制御及びＤＭＡ制御等
を行う周辺デバイス、システムクロック用の発振器など
から構成される主制御部であり、無線アダプタ３０２内
の各ブロックの制御を行う。

【００１８】３０５は主制御部３０４が使用するプログ
ラムを格納する為のＲＯＭ、各種処理用のバッファ領域
として使用するＲＡＭ等から構成されるメモリ、３０６
は通信インタフェース部であり、上述の３０１に示すよ
うなデータ端末又は周辺機器機器が装備する、例えば、
ＲＳ２３２Ｃ、セントロニクス、ＬＡＮ等の通信インタ
フェースや、パーソナルコンピュータ、ワークステーシ
ョンの内部バス、例えば、ＩＳＡバス、ＰＣＭＣＩＡイ
ンタフェース等を使用して無線アダプタ３０２が通信を
行う為の制御を司る。３０７は無線アダプタ３０２内部
の各ブロックが使用するタイミング情報を提供するタイ
マ、３０８はチャネルコーデック部であり、このチャネ
ルコーデック部において、図５に示す様な無線フレーム
の組立、分解を行うだけでなく、ＣＲＣに代表される簡
易的な誤り検出処理、スクランブル処理、無線部３０３
の制御等を行う。３０９は無線制御部であり、無線部３
０３の送受信の切り換え、周波数切り換え等を制御し、
また、キャリア検出、レベル検知、ビット同期を行う機
能も有する。３１０は誤り訂正処理部であり、様々な無
線環境により通信データ中に発生するビットまたはバイ
ト誤りを検出若しくは訂正する為に用いられ、送信時に
は、通信データ中に誤り訂正符号を挿入してデータに冗
長性を持たせると共に、受信時には、演算処理により誤
りの発生した位置並びに誤りパターンを算出することで
受信データ中に発生したビット誤りを訂正する。

【００１９】図４は図１に示した網制御装置１０１の内
部構成を示したブロック図である。４０１は網制御装置
１０１の全体制御を司る主制御部、４０２はプログラム
や本無線通信システムの呼出符号（システムＩＤ）等を
格納するＲＯＭ、主制御部４０１の制御の為の各種デー
タを記憶すると共に各種演算用のワークエリアを提供す
るＲＡＭ等から構成されるメモリ、４０３は公衆網回線
１０２を収容する為の給電、選択コマンド送信、直流ル
ープ閉結、ＰＣＭ変換、公衆網制御、選択コマンド受信
及び呼出コマンド送出等を行う回線インタフェース部で
ある。４０４は公衆回線１０２を介して回線インタフェ
ース部４０３が受信したアナログ音声信号をＡＤＰＣＭ
符号に変換してチャネルコーデック部４０５に転送する
と共に、チャネルコーデック部４０５からのＡＤＰＣＭ
符号化された音声信号をアナログ音声信号に変換するＡ
ＤＰＣＭコーデック部である。

【００２０】４０５はＡＤＰＣＭ符号化された情報にス
クランブル等の処理を施すと共に、所定のフレームに時
分割多重化するチャネルコーデック部であり、このチャ
ネルコーデック部で後述する無線フレームに組み立てら
れたデータが無線部４０７を介して網制御装置１０１や
目的とする無線端末１１０へ伝送されることになる。４
０６は無線制御部であり、無線部４０７の送受信の切り
換え及び周波数切り換え等を制御し、また、キャリア検
出、レベル検知、ビット同期を行う機能も有する。４０
７は、チャネルコーデック部４０５からのフレーム化さ
れた情報を変調して無線送信可能な形式に変換してアン
テナに送ると共に、アンテナより無線受信した情報を復
調してデジタル情報処理する無線部、４０８は着信検
出、ループ検出及びＰＢ信号、発信音、着信音等の各種
トーンを送出する検出部である。

【００２１】次に上記した無線電話機１０３、無線アダ
プタ３０２、網制御装置１０１に内蔵されているチャネ
ルコーデック部２０５、３０８、４０５で扱うフレーム
の構成について説明する。図５は本例で用いるフレーム
内部のチャネル構成を示した模式図である。図におい
て、ＣＮＴはシステム制御チャネルを示し、ＬＣＣＨは
論理制御チャネルを示し、２つある音声チャネルを用い
て双方向で音声データをやり取りし、ＥＮＤは次のフレ
ームで周波数ホッピングするために周波数を変更するた
めのガード時間を示すチャネルである。従って、このよ
うなフレームは、その内部をＣＮＴ、ＬＣＣＨ、２つの
音声チャネル、データチャネル、ＥＮＤの６つのチャネ
ルから構成している。

【００２２】図６は、上記した各チャネルの内部構成例
である。同図において、ＣＳは１２．８μｓｅｃ分のキ
ャリアセンス時間、ＰＲはビット同期捕捉のための５６
ビットのプリアンブル、ＳＹＮは１ダミービット＋ＲＣ
Ｒで規定する３１ビットのフレーム同期信号、ＩＤはＲ
ＣＲで規定する６３ビットの呼出信号＋１ダミービッ
ト、ＵＷは２６ビットのユニークワード（バイト同期の
捕捉用）、ＢＦは８ビットの基本フレーム番号情報（１
〜２０をサイクル）、ＷＡはスリープモードの端末のう
ち、起動させる端末局のシステムアドレスを記入するフ
ィールド、Ｒｅｖはリザーブ、隣接セルとの区別のため
のエリア番号用、ＧＴはガードタイム、ＣＳ０・ＣＳ１
・ＣＳはキャリアセンス時間、ＤＡはシステムアドレス
を記入するフィールド、システム制御チャネルのＣＲＣ
はＢＦからＲｅｖまでのＣＲＣ情報、論理制御チャネル
のＣＲＣはデータに対するＣＲＣ情報、音声チャネルの
ＣＲＣはＴ／ＤＲのＣＲＣ情報、論理制御チャネル中の
Ｄａｔａは制御情報を書き込むフィールド、データチャ
ネル中のＤａｔａはデータ伝送すべきデータを書き込む
フィールド、ＣＦは周波数切り換えようのガードタイ
ム、Ｔ／Ｒは３２ｋｂｐｓのＢチャネル情報を示す。ま
た、同図内に書いてある数字は、ビット数を表し、各部
の長さの一例を示している。

【００２３】ここで、ＣＮＴチャネルは集中制御局が毎
フレームの開始時に送信し、集中制御局以外の端末局は
ビット同期とフレーム同期を確立するために必ずＣＮＴ
チャネルを受信する。ＬＣＣＨチャネルは回線接続や回
線切断、回線接続に先立って集中制御局とホッピングパ
ターンの割り当て要求をやり取りしたり、回線切断時に
集中制御局とホッピングパターンの割り当て解除をやり
取りする時等に使用する。回線の接続や切断は、ＬＣＣ
Ｈチャネル内に設けたＤＡフィールドに通信を希望する
相手のシステムアドレスを記入し、直接相手とやり取り
する。音声チャネルは、２つあるうちの一方を送信で使
用し、もう一方を受信とすることで音声通話を実現す
る。２つあるうちのどちらを送信で使用するかは回線接
続時にやり取りするＬＣＣＨチャネルで相手と打ち合わ
せを行うことで決定する。データチャネルは回線接続時
にやり取りするＬＣＣＨチャネルで相手と打ち合わせを
行うことで、どのようにデータ伝送を行うかを決定す
る。

【００２４】次に図１で示した本無線システムで用いる
周波数ホッピングについて説明する。図７は周波数ホッ
ピングの一例を示した説明図である。この図では、ベー
スフレーム（以下ＢＦと略称することもある）を８フレ
ーム持ち、周波数をＦ１からＦ８までの８つを使用する
システムを例にしている。各ベースフレームで、第１の
ＨＰ、第２のＨＰ、第３のＨＰがどの周波数を使用する
のかを示している。図に示すように、各々のホッピング
パターン（以下ＨＰと略称することもある）は同一のベ
ースフレームでは同じ周波数を使用せず、必ず異なる周
波数を使用する。また、１ベースフレーム中には図５で
示したフレームがひとつ存在し、フレーム毎、即ち、ベ
ースフレームが終了する毎に各ＨＰは決められた順番で
周波数を変更する。

【００２５】次にシステムでどのように周波数ホッピン
グを行うかを図７、図８を用いて説明する。但し、以降
説明する周波数ホッピングは無線電話機１０３の主制御
部２０１又は無線仇婦た３０２の主制御部３０４によっ
て制御されるものとする。集中制御局がシステム制御チ
ャネルを送信するホッピングパターンを図７の第１のＨ
Ｐとする。即ち、ＢＦ１のときＦ１、ＢＦ２のときＦ
２、ＢＦ３のときＦ３・・・と言う具合に周波数を各々
のＢＦで変更する。集中制御局以外の全無線端末１１０
（端末局）は、図８に示すように、ＢＦ１では、まず、
集中制御局が送信しているシステム制御チャネルを受信
するために、無線部２０７（又は３０３）にセットする
周波数を第１のＨＰがＢＦ１で使用する周波数Ｆ１にセ
ットする。集中制御局以外の全無線端末１１０は、ここ
で受信したシステム制御チャネルでフレーム同期を取
る。

【００２６】通信の接続要求や切断要求をやり取りする
論理制御チャネルは、システム制御チャネルと同じ周波
数でやり取りされる。論理制御チャネルで送信すべき通
信回線接続や通信回線切断といった制御データを持つ端
末局は、論理制御チャネルのときに、直接相手に論理制
御チャネルで制御データを送信する。論理制御チャネル
で送信すべき制御データを持っていない端末も、他の端
末が論理制御チャネルで送信している制御データを受信
するために、必ず受信する。受信した結果、自端末宛て
の制御データでなければ、受信した制御データを廃棄す
る。

【００２７】音声又はデータ通信している端末局は、音
声チャネルとデータチャネルにおいて、予め集中制御局
から割り当てを受けたＨＰに対応する周波数に変える。
この時、集中制御局からの割り当て状況によっては、シ
ステム制御チャネルと論理制御チャネルと同じＨＰが割
り当てられることもある。図８に示す例は、システム制
御チャネルと論理制御チャネルの第１のＨＰに対して、
端末局Ａ、Ｂ間の音声通信に第２のＨＰが割り当てら
れ、端末局Ａ、Ｂ間のデータ通信に第３のＨＰが割り当
てられた例を示す。この例の場合、１フレーム中で、３
回周波数を変更することになる。

【００２８】ここで、図７は図８は、第１のＨＰで端末
局Ａと端末局Ｂが通信を行い、第２のＨＰで端末局Ｃと
端末局Ｄが通信を行っている様子を示している。また、
２つあるうちの最初の音声チャネルでは端末局Ａと端末
局Ｃが送信を行い、２つ目の音声チャネルでは端末局Ｂ
と端末局Ｄが送信を行う。論理制御チャネルが終了する
と、音声通信中の端末局は、システム制御チャネルから
割り当てられた周波数ホッピングパターンにしたがっ
て、現在のベースフレーム番号から変更すべき周波数を
無線部２０７（又は３０３）にセットする。また、予め
通信相手との間で、どちらが第１の音声チャネルで送信
するかといった通信制御情報をやり取りしておき、その
通信制御情報に基づいて、無線部２０７（又は３０３）
の送受信を制御する。

【００２９】図９は音声チャネルにおける周波数ホッピ
ングと送受信状態の一例を示した説明図である。この図
９では、図７に示す第１のＨＰで端末局Ａと端末局Ｂが
通信を行い、第２のＨＰで端末局Ｃと端末局Ｄが通信を
行っている様子を示している。また、２つあるうちの最
初の音声チャネルでは端末局Ａと端末局Ｃが送信を行
い、２つ目の音声チャネルでは端末局Ｂと端末局Ｄが送
信を行う。論理制御チャネルが終了すると、音声通信中
の端末局は、システム制御チャネルから割り当てられた
周波数ホッピングパターンにしたがって、現在のベース
フレーム番号から変更すべき周波数を無線部２０７（又
は３０３）にセットする。また、予め通信相手との間
で、どちらが第１の音声チャネルで送信するかといった
通信制御情報をやり取りしておき、その通信制御情報に
基づいて、無線部２０７（又は３０３）の送受信を制御
する。図９の場合、端末局Ａと端末局Ｃが最初の音声チ
ャネルで送信を行っている。

【００３０】ＢＦ１のときを説明すると、論理制御チャ
ネルが終了してから、端末局Ａと端末局Ｃはそれぞれの
音声通信に割り当てられた周波数ホッピングパターンに
したがって周波数を変更する。周波数を変更した結果、
端末局Ａと端末局Ｂは第１のＨＰが割り当てられている
ため、周波数は変化しなかったが、端末局Ｃと端末局Ｄ
は周波数をＦ３に変更した。端末局Ａと端末局Ｃは無線
部２０７（又は３０３）を送信にセットし、端末局Ｂと
端末局Ｄは無線部２０７（又は３０３）を受信にセット
し、最初の音声チャネルで音声データをやり取りする。
音声チャネル終了時に端末局Ａと端末局Ｃは無線部２０
７（又は３０３）を受信にセットし、端末局Ｂと端末局
Ｄは無線部２０７（又は３０３）を送信にセットし、２
つ目の音声チャネルで音声データをやり取りする。２つ
目の音声チャネル終了時に、次のデータ通信に備えて、
各端末局は無線部にデータ通信に割り当てられた周波数
ホッピングパターンと現在のベースフレーム番号から求
まる周波数を無線部２０７（又は３０３）にセットす
る。

【００３１】データチャネル終了後、ＥＮＤの間に、次
のＢＦ２でシステム制御チャネルを受信するため、端末
局は周波数を第１のＨＰでＢＦ２で使用する周波数であ
るＦ２を無線部２０７（又は３０３）にセットする。ベ
ースフレームがＢＦ２になってからの周波数ホッピング
の手順は、上記手順を繰り返す。

【００３２】次に図１に示した無線通信システムにおけ
る電源立ち上げ時の端末局及び集中制御局の動作につい
て具体的に述べる。但し、以降説明するシーケンス又は
フローチャートの各処理は無線電話機１０３の主制御部
２０１又は無線アダプタ３０２の主制御部３０４によっ
て実行され、その際使用されるフレームはチャネルコー
デック部２０３又は３０８により組み立てられるものと
する。図１０は本システムにおける電源投入時の集中制
御局及び端末局の動作を示すシーケンスである。シーケ
ンスＳ５１０１で電源立ち上げが行われて無線端末１１
０の初期化が行われると、無線端末１１０は自分が集中
制御局であるか端末局であるかを判断し、集中制御局で
あることを認識すると、ホッピングパターンを決定し、
同期信号、ホッピングパターン情報、自分のエリア番号
等をチャネルコーデック部２０５（又は３０８）でフレ
ームに組立、所定のタイミング毎にＣＮＴフレームとし
て無線部２０７（又は３０３）から送信する。

【００３３】同様に無線端末１１０の立ち上げ後、自端
末が端末局であることを認識すると、自端末のアドレス
及び受信する制御局のエリア番号をメモリ２０２（又は
３０５）に記憶する。この処理が終了すると、集中制御
局からのＣＮＴフレームを任意の周波数で待つ。集中制
御局からのＣＮＴフレームを受信すると、このフレーム
中のＮＦＲを基に次の単位時間にホップする周波数を取
得する。端末局は受信した周波数を基に受信周波数を変
え、次のＣＮＴフレームを待つ。端末局ではこの処理を
繰り返し、集中制御局で使用しているホッピングパター
ンを認識し、これをメモリ２０２（又は３０５）に記憶
する。

【００３４】端末局においてホッピングパターンの記憶
が終了すると、シーケンスＳ５１０２で端末局よりＬＣ
ＣＨフレームを用いて集中制御局に新たに端末局として
加わることを通知する。この時、ＬＣＣＨフレームのＤ
Ａに全ての端末局が受信するグローバルアドレスをい
れ、またデータ部には新規の登録を行うことを示すデー
タをいれて送信する。集中制御局ではＬＣＣＨフレーム
を受信し、その中のＤＡにグローバルアドレスがある
と、データ部のデータを受信し、端末局のアドレス及び
登録要求信号があった場合は、この情報を基に端末局ア
ドレスを記憶して新規に登録する。

【００３５】この登録が終了すると、シーケンスＳ５１
０３で集中制御局は新規登録した端末局に対して、集中
制御局のアドレスをＬＣＣＨフレームを用いて通知す
る。端末局ではＬＣＣＨフレームにより制御局のアドレ
スを受信すると、制御局のアドレスを記憶し、この処理
が終了後、シーケンスＳ５１０４で集中制御局に対して
ＬＣＣＨフレームを用いて立ち上げ完了通知を行う。集
中制御局で端末局からの立ち上げ完了通知を受信する
と、通常の処理への移行する。端末局では立ち上げ完了
通知を集中制御局に送信後に、シーケンスＳ５１０５に
おいて端末局からの発信が可能となる。

【００３６】次に集中制御局における電源立ち上げ時の
動作について説明する。図１１は集中制御局における電
源投入時の動作フローチャートである。図において、ス
テップ５２０１で無線端末１１０の電源がオンされる
と、ステップ５２０２でこの端末の初期化が行われ動作
状態となる。この処理の結果、ステップ５２０３で端末
が集中制御局であることを認識すると、ステップ５２０
４で自端末のアドレス情報及びエリア情報をメモリ２０
２（又は３０３）に記憶するための処理を行う。これら
エリア情報および端末アドレス情報を入力する手段とし
ては、端末立ち上げ時にＤＩＰスイッチなどで設定して
おいた値を記憶する場合や、電話機等のダイヤルキーに
より入力された値を記憶する場合や、コンピュータなど
のキーボードで入力された値を、バスを介して受取り記
憶する場合がある。

【００３７】このアドレス情報を受信すると、ステップ
５２０５で入力された値が有効であるかどうかを判断
し、有効でない場合はステップ５２０４で再度アドレス
情報を前記メモリに記憶する処理を行う。ステップ５２
０５で記憶されたアドレスが有効であることを確認する
と、ステップ５２０６で使用するホッピングパターンを
決定するための処理を行う。この時、集中制御局はチャ
ネルコーデック部２０５（又は３０８）を用いて予め定
められた使用可能な周波数を全てをキャリアセンスし、
電波状態の良い周波数帯域を所定の数選んで前記メモリ
２０２（又は３０５）に設定された第１記憶エリアに記
憶すると共に、これらをホッピングパターンとする。

【００３８】図１２は上記した第１記憶エリアの内容例
である。ここで、集中制御局はキャリア搬送波周波数を
２．４７１ＧＨｚから１ＭＨｚ毎に設定し、使用可否を
キャリアセンスによって確認する。また、使用可能なキ
ャリア搬送波周波数の合計を使用可能周波数帯域数とし
て記憶する。詳細は次節で説明する。又、前記メモリ２
０２（又は３０５）には使用可能周波数帯域数の最低限
の基準数を記憶する第２の記憶エリアが設定されてお
り、ステップ５２０７では前記第１記憶エリアとこの第
２記憶エリアの内容が比較される。

【００３９】図１３は第２の記憶エリアの内容例を示し
た図である。ここで、最低限の基準数とは、ＲＣＲ Ｓ
ＴＤ−３３Ａで規定される拡散率（１０）が一般的であ
るが、システムに収容される無線端末数が拡散率より大
きければ、無線端末数としてもよい。最低限の基準数を
無線端末数とした場合は、各無線端末が使用する論理制
御チャネルが、各キャリア搬送周波数毎に割り付けられ
ることになる。

【００４０】図８の例で説明すると、論理制御チャンネ
ルは、ＢＦＩの時にはＦ１、ＢＦ２の時にはＦ２と順次
ホッピングしているが、Ｆ１、Ｆ２の各周波数毎に、論
理制御チャンネルで集中制御局と制御データの送受信を
行う端末局を各々割り当てておくことができる。いずれ
にしろ、ホッピングする周波数が多ければ多いほど、対
雑音性、秘匿性が高まるので、第１記憶エリアの使用可
能周波数帯域数（ｎ）が第２記憶エリアの基準数（ｍ）
より多い場合は（ｎ≧ｍ）、第１記憶エリアの値（ｎ）
をホッピングする周波数帯域数とする。使用可能な周波
数が基準の数以下（ｎ≦ｍ）であった場合は、ステップ
５２１１で所定の時間キャリアセンスを行ったかを検出
する。所定の時間行っていない場合はステップ５２０６
でホッピングパターンを決定するための処理を続ける。

【００４１】ステップ５２１１で所定の時間経過したこ
とを検出すると、集中制御局においてホッピングパター
ンを決定できなかったことをステップ５２１２で画面表
示や音により通知する。この処理後ステップＳ５２１３
で再びホッピングパターンを決定する要求がある場合
は、ステップ５２０６でホッピングパターンを決定する
ための処理を行う。ステップ５２１３で再試行の要求が
ない場合は、ステップ５２１２でホッピングパターンを
決定不可能であることを端末局に通知する。

【００４２】一方、ステップ５２０７で所定のホッピン
グパターンを獲得できた場合、ステップ５２０８でＣＮ
Ｔフレームをチャネルコーデック部２０５（又は３０
８）にて組み立てるための処理を行う。ＣＮＴフレーム
は同期信号ＩＤ、エリア番号、周波数情報を含んだフレ
ームである。このＣＮＴフレームの組立が終了すると、
ステップ５２０１で決定したホッピングパターンのうち
の１つの周波数を用いてＣＮＴフレームを送信する処理
を行い、ステップ５２１１で決定したホッピングパター
ンを基に周波数を変えながらＣＮＴフレームを無線部２
０７（又は３０３）送信する通常の処理へと移行する。

【００４３】次に集中制御局におけるホッピングパター
ン決定処理の動作を説明する。図１４は集中制御局にお
けるＨＰ決定処理、即ち、図１２におけるステップ５２
０６の詳細動作を示すフローチャートである。集中制御
局は、ステップ５３０１で第１記憶エリアから、キャリ
アセンスを行うキャリア搬送波周波数を引き出し、ステ
ップ５３０２でキャリアセンス時間を設定し、ステップ
５３０３でチャネルコーディック部２０５（又は３０
８）に対してキャリアセンスの指示を行う。

【００４４】チャネルコーディック部２０５（又は３０
８）では、予め定められたた受信レベル閾値を設定し、
ステップ５３０４で閾値を越える信号が検出されたかど
うかを設定されたキャリアセンス時間監視する。閾値を
越える信号が検出されると、その周波数では、雑音レベ
ルが高すぎて使用不可と判断し、ステップ５３０８で第
１記憶エリアに周波数使用不可表示（図１２の×印）を
行って、ステップ５３０７に進む。閾値を越えない時
は、ステップ５３０５でキャリア検出時間のタイムアウ
トを監視し、タイムアウトになると、ステップ５３０６
で周波数使用可能表示（図１２の○印）を行って、ステ
ップ５３０７に進む。ステップ５３０７で全周波数に同
調させたかどうか調べ、同調させていないときには、ス
テップ５３０９で次の周波数を設定した後、ステップ５
３０１に戻って同様の処理を繰り返す。全周波数に同調
すると、使用可能周波数帯域数を計算し、第１記憶エリ
アに設定して、本処理を終了する。

【００４５】本実施の形態によれば、集中制御局は、シ
ステム立ち上がり時に、電波状態の良い周波数帯域とそ
の帯域数を選んでホッピングパタ−ンとして端末局に通
知し、端末局は通知されたホッピングパタ−ンを用いた
通信を行うため、電波環境が変化した時にも、伝送品質
を劣化させることない通信を行うことができると共に、
その時、十分な数のホッピングパタ−ンが選ばれておれ
ば、所定の信号秘匿能力を維持することができる。又、
本例では、希望波と干渉波の衝突を検出し、これを検出
する毎に集中制御局で対応処理を行うわけではないた
め、データ伝送の遅延や転送速度の低下をもたらすこと
なく、上記効果を得ることができる。更に、各端末局は
同一周期内に２波を受信する必要がないため、無線部２
０７（又は３０３）内の受信回路の回路規模を増大させ
ることはない。

【００４６】又、集中制御局は、使用周波数帯数の最低
限の基準数を無線端末数と定めることにより、無線通信
システムに収容される無線端末数の無線チャネルが確保
され、各無線端末は遅延なく制御データ通信を行うこと
ができる。

【００４７】本発明の他の実施の形態について説明す
る。本例の構成は前実施の形態の構成と同様であり、集
中制御局における電源立ち上げ時の動作が異なるだけで
あるため、前実施の形態で用いた構成図を借用して以降
の説明を行う。

【００４８】図１５は集中制御局における特にホッピン
グ周波数を共用する場合の電源投入時の動作を示したフ
ローチャートである。ステップ５４０１で無線端末１１
０の電源がオンされると、ステップ５４０２で端末の初
期化が行われて動作状態となる。この処理の結果、ステ
ップ５４０３で端末が集中制御局であることを認識する
と、ステップ５４０４で自端末のアドレス情報及びエリ
ア情報をメモリ２０２（又は３０５）に記憶するための
処理を行う。エリア情報および端末アドレス情報を入力
する手段としては立ち上げ時にＤＩＰスイッチなどで設
定しておいた値を記憶する場合や、電話機等のダイヤル
キーにより入力された値を記憶する場合や、コンピュー
タなどのキーボードで入力された値を、バスを介して受
取り記憶する場合がある。

【００４９】このアドレス情報を受信すると、ステップ
５４０５で入力された値が有効であるかを判断し、有効
でない場合はステップ５４０４で再度アドレス情報をメ
モリ２０２（又は３０５）に記憶する処理を行う。ステ
ップ５４０５で記憶されたアドレスが有効であることを
確認すると、ステップ５４０６で使用するホッピングパ
ターンを決定するための処理を行う。この時、集中制御
局はチャネルコーデック部２０５（又は３０８）を用い
て予め定められた使用可能な周波数を全てをキャリアセ
ンスし、電波状態の良い周波数を所定の数選んでメモリ
２０２（又は３０５）に設定された第１の記憶エリアに
記憶すると共に、ホッピングパターンとする。

【００５０】図１２は第１記憶エリアの例である。ここ
で、集中制御局はキャリア搬送波周波数を２．４７１Ｇ
Ｈｚから１ＭＨｚ毎に設定し、使用可否をキャリアセン
スによって確認する。また、使用可能なキャリア搬送波
周波数の合計を使用可能周波数帯域数として記憶する。
詳細は次節で説明する。又、前記メモリ２０２（又は３
０５）には使用可能周波数帯域数の最低限の基準数を記
憶する第２の記憶エリアが設定されており、ステップ５
４０７では前記第１記憶エリアとこの第２記憶エリアの
内容が比較される。

【００５１】図１３に第２記憶エリアの例を示す。最低
限の基準数とは、ＲＣＲ ＳＴＤー３３Ａで規定される
拡散率（１０）が一般的であるが、システムに収容され
る無線端末数が拡散率より大きければ無線端末数として
もよい。最低限の基準数を無線端末数とした場合は、各
無線端末が使用する論理制御チャネルが、各キャリア搬
送周波数毎に割り付けられることになる。

【００５２】いずれにしろ、ホッピングする周波数が多
ければ多いほど、対雑音性、秘匿性が高まるので、第１
記憶エリアの使用可能周波数帯域数（ｎ）が第２記憶エ
リアの基準数（ｍ）より多い場合は（ｎ≧ｍ）、第１記
憶エリアの値（ｎ）をホッピングする周波数帯域数とす
る。使用可能な周波数が基準の数以下（ｎ≦ｍ）であっ
た場合は、ステップ５４１１で所定の時間キャリアセン
スを行ったかを検出する。所定の時間行っていない場合
はステップ５４０６でホッピングパターンを決定するた
めの処理を続ける。

【００５３】ステップ５４１１で所定の時間経過したこ
とを検出すると、集中制御局においてホッピングパター
ンを決定できなかったことをステップ５４１２で画面表
示や音により通知する。この処理後、ステップ５４１３
で再びホッピングパターンを決定する要求がある場合
は、ステップ５４０６でホッピングパターンを決定する
ための処理を行う。ステップ５４１３で再試行の要求が
ない場合はステップ５４１２でホッピングパターンを複
数の端末局に共用又は競合させる処理を行う。

【００５４】この場合の共用処理は、複数の端末局に対
して、同一ＢＦ期間内に同一周波数で論理制御チャネル
を共用するよう指示する処理であり、同一周期数に割り
当てる無線端末数は、使用可能周波数帯域数に依存す
る。この場合、制御データの送信元を明らかにするため
に、例えばＤａｔａエリアに送信元端末局の識別番号を
入れ、送信相手が識別できるようにする。また、場合に
よっては、同一周波数に割り当てる端末局数をフリーに
して、競合制御方式を取ることもある。この方式では、
端末局数が少なく、且つ制御データの衝突が起こり難い
時に有用である。

【００５５】ステップ５４０７で所定のホッピングパタ
ーンを獲得できた場合、ステップ５４０８でＣＮＴフレ
ームを組み立てるための処理を行う。ＣＮＴフレームは
同期信号ＩＤ、エリア番号、周波数情報を含んだフレー
ムである。このＣＮＴフレームの組立が終了すると、ス
テップ５４１０で決定したホッピングパターンのうち１
つの周波数を用いてＣＮＴフレームを送信する処理を行
い、ステップ５４１１で決定したホッピングパターンを
基に周波数を変えながらＣＮＴフレームを送信する処理
へと移行する。

【００５６】本実施の形態によれば、集中制御局で選択
したホッピング周波数の帯域数が、システム内の端末局
数を下まわる時、複数の端末局でホッピング周波数を共
用又は競合させることができるため、電波障害時におい
ても通信可能な端末局を確保することができる。他の効
果は前実施例と同様である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１において
は、集中制御局は、システム立ち上がり時又はシステム
運用中に、電波環境を週は巣帯域幅毎に推定して第１記
憶エリアに記憶し、その結果と第２記憶エリアとを比較
した結果から、ホッピング集は酢帯域と帯域数を決定
し、無線端末に通知することにより、電波環境が変化し
た時にも伝送品質を劣化させることなく通信が行える効
果がある。

【００５８】請求項２においては、集中制御局は、使用
周波数帯数の最低限の基準数を端末局数と定めることに
より、無線通信システムに収容される端末局の無線チャ
ネルが確保され、端末局が遅延なく制御データ通信を行
える効果がある。

【００５９】請求項３においては、確保したホッピング
周波数の帯域数が、端末局数を下回る時、複数の端末局
でホッピング周波数を共用又は競合することにより、電
波障害時においても通信可能な端末局を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線通信システムの一実施の形態の構
成を示したブロック図である。

【図２】無線電話機の内部構成図である。

【図３】無線アダプタ内部構成図である。

【図４】網制御装置の内部構成図である。

【図５】チャネルコーデック部で組み立てられるフレー
ム内部のチャネル構成を示した図である。

【図６】図５に示した各チャネルの内部構成例である。

【図７】周波数ホッピングの一例を示した説明図であ
る。

【図８】各チャンネルでの周波数の使用状況を示した説
明図である。

【図９】音声チャネルのホッピングと送受信状態の一例
を示す説明図である。

【図１０】集中制御局および端末局間の電源投入時の動
作を示したシーケンスである。

【図１１】集中制御局における電源投入時の動作を示し
たフローチャートである。

【図１２】第１記憶エリアの内容例である。

【図１３】第２記憶エリアの内容例である。

【図１４】集中制御局におけるＨＰ決定処理の動作を示
したフローチャートである。

【図１５】集中制御局における電源投入時の動作を示し
たフローチャート（ホッピング周波数共用／競合）であ
る。

【符号の説明】

１０１…網制御装置 １０２…公衆回線 １０３…無線電話機 １０４〜１０９…無線データ端末 ２０１、３０４、４０１…主制御部 ２０２、３０５、４０２…メモリ ２０３…通話路部 ２０４、４０４…ＡＤＰＣＭコーデック部 ２０５、３０８、４０５…チャネルコーデック部 ２０６、３０９、４０６…無線制御部 ２０７、３０３、４０７…無線部 ２０８…送受話器 ２０９…マイク ２１０…スピーカ ２１１…キーマトリックス ２１２…表示部 ３０１…データ端末 ３０２…無線アダプタ ３０６…通信インタフェース部 ３０７…タイマ ３１０…誤り訂正部 ４０３…回線インタフェース部 ４０８…検出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホッピングパターンをシステムに収容さ
   れている複数の端末局に割り当てる集中制御局と、この
   集中制御局により割り当てられたホッピングパターンを
   用いて無線通信を行う端末局とを有する無線通信システ
   ムにおいて、電波環境を周波数帯域毎に測定して使用可
   能な周波数帯域を求める電波測定手段と、この電波測定
   手段の測定結果から前記ホッピングパターンを構成する
   ホッピング周波数帯とその帯域数を決定する決定手段と
   を前記集中制御局に具備したことを特徴とする無線通信
   システム。
2. 【請求項２】 前記集中制御局は、前記帯域数の最低限
   の基準数を前記システムに収容されている端末局の数と
   定め、前記決定手段は前記帯域数が前記最低限の基準数
   以上となるようにホッピング周波数帯とその帯域数を決
   定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記集中制御局は、前記帯域数の最低限
   の基準数を前記端末局と定め、前記決定手段は、前記電
   波測定手段によって求められた使用可能な周波数帯域の
   帯域数がこの最低限の基準数を下回る時、複数の端末局
   でホッピング周波数を共用又は競合するようにホッピン
   グ周波数帯域とその帯域数を決定することを特徴とする
   請求項１記載の無線通信システム。