JPH09307480A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信および受信に用いる周波数を所定の周波
数ホッピング切り替え周期ごとに切り替える低速周波数
ホッピング通信方式において、容易に同期を確立できる
通信装置および通信方法を提供する。 【解決手段】 低速周波数ホッピングスペクトル拡散通
信方式において、通信を開始する場合に、特定の周波数
で送信を開始し、通信開始後は予め定められた周波数ホ
ッピングパターンに従い、所定の周波数ホッピング切り
替え周期ごとに周波数を切り替えて送信を行うととも
に、通信開始以前は、前記特定の周波数で受信待機状態
にあり、通信が開始されると、前記所定の周波数ホッピ
ング切り替え周期ごとに周波数を切り替え受信を行うよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、周波数拡散方式
による通信に関する。特に、低速周波数ホッピング方式
を用いた通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】送信すべき情報を伝達するのに必要な最
低限度の周波数帯域幅よりもはるかに広い周波数帯域に
信号を拡散して伝送する通信方式をＳＳ（スペクトル拡
散：Spred Spectrum）通信方式と称する。この帯域幅拡
散は、広帯域の符号化通信で搬送波を変調することによ
り行うので、拡散変調と呼ばれる。広帯域通信方式は高
品質伝送のために広く使われている。

【０００３】ＳＳ通信は、拡散変調の方法により、直接
拡散方式（Direct Sequence）と 周波数ホッピング方式
（Frequency Hopping）に 分類される。

【０００４】直接拡散方式は、所定の比較的長い符号系
列で搬送波を変調するものであり、同期の確立が容易に
行えるため、衛星通信などに用いられている。

【０００５】周波数ホッピング方式は、例えば、搬送周
波数が一定時間間隔で遷移するなどして、搬送波を順次
切り替えながら通信を行う通信方式である。この方式で
は、送信側と受信側が正確に周波数を切り替えるタイミ
ングを把握している必要がある。搬送周波数の遷移する
時間間隔が通信情報の１シンボルよりも短い方式を高速
周波数ホッピング方式、搬送周波数の遷移する時間間隔
が通信情報の１シンボルよりも長い方式を低速周波数ホ
ッピング方式と呼ぶ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】周波数拡散方式におい
ては、送信側と受信側とで、周波数を拡散させるために
用いられる符号系列と、拡散を行う時間情報の二つをお
互いが正確にわかっている必要がある。

【０００７】直接拡散方式および高速周波数ホッピング
方式による通信方式では、相関器によって受信信号の相
関を採ることによって、拡散を行うタイミングを知るこ
とが可能である。周波数を拡散させるための符号系列に
ついては、予め、送信側と受信側との間で符号系列を取
り決めておくことによって、同一の拡散情報を送信側・
受信側の両方で保持することが可能となる。

【０００８】一方、低速周波数ホッピング方式による通
信方式では、受信側で、受信した信号から拡散のタイミ
ングを知る方法が確立されていない。すなわち、直接拡
散方式や高速周波数ホッピング方式における相関器のよ
うな手段が低速周波数ホッピング方式には存在しないの
である。

【０００９】低速周波数ホッピング方式において、周波
数ホッピングの同期を確立するためには、例えば、受信
側で、可能性のあるすべての周波数を受信してしまうこ
とが考えられる。しかし、この方法では同時に可能性の
あるすべての周波数を受信しなくてはならず、ハードウ
エア規模が非常に大きくなり、現実的でない。

【００１０】また、上記以外に、特願平７−１０７０１
１号公報に記載された従来技術にあるように、同期が確
立するまでの間、送信側は所定の周波数切り替え時間よ
りも短い時間間隔で周波数を切り替えながら同期を確立
する方法も提案されているが、この方法では、周波数切
り替えのパターンが長くなると、同期を確立するのに時
間がかかるという問題点がある。

【００１１】この発明は、このような課題に鑑みなされ
たものであり、その目的は、低速周波数ホッピング通信
方式において、容易に同期を確立できる通信装置および
通信方法を提供することである。

【００１２】第１の発明は、低速周波数ホッピング通信
方式による通信装置において、送信開始以前には、送信
側・受信側ともにある特定の周波数にて通信開始待機状
態にあり、この特定の周波数で通信を開始することによ
り、送信側・受信側ともに、通信開始時に、周波数を切
り替えるホッピングパターンの最初の周波数および通信
開始時刻を知ることができて、容易に同期を確立できる
通信装置を提供しようとするものである。

【００１３】第２の発明は、通信開始時に送信開始を伝
える送信メッセージを特定の周波数によって送信して、
通信開始以前には周波数切り替え時間の同期が取れてい
ない送信側・受信側との間で同期を確立し、通信を行う
ことを可能にする通信装置を提供しようとするものであ
る。

【００１４】第３の発明は、低速周波数ホッピング通信
方式による通信方法において、送信開始以前には、送信
側・受信側ともにある特定の周波数にて通信開始待機状
態にあり、この特定の周波数で通信を開始することによ
り、送信側・受信側ともに、通信開始時に、周波数を切
り替えるホッピングパターンの最初の周波数および通信
開始時刻を知ることができて、容易に同期を確立できる
通信方法を提供しようとするものである。

【００１５】第４の発明は、通信開始時に送信開始を伝
える送信メッセージを特定の周波数によって送信して、
通信開始以前には周波数切り替え時間の同期が取れてい
ない送信側・受信側との間で同期を確立し、通信を行う
ことを可能にする通信方法を提供しようとするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明の通信装置に
おいては、送信および受信に用いる周波数を所定の周波
数ホッピング切り替え周期ごとに切り替える低速周波数
ホッピングスペクトル拡散通信方式による通信装置にお
いて、通信を開始する場合に、特定の周波数で送信を開
始し、通信開始後は予め定められた周波数ホッピングパ
ターンに従い、前記所定の周波数ホッピング切り替え周
期ごとに周波数を切り替えて送信を行う手段と、通信開
始以前は、前記特定の周波数で受信待機状態にあり、通
信が開始されると、前記所定の周波数ホッピング切り替
え周期ごとに周波数を切り替え受信を行う手段とを設け
たものである。

【００１７】第２の発明の通信装置においては、時分割
多重により送信・受信を交互に行っている通信装置であ
って、通信を開始するに際し、送信側では、送信したメ
ッセージを正常受信したことを伝える返信を、受信側か
ら受信できなかった場合に、ランダム時間の間送信メッ
セージの再送を遅らせ、再度の送信を試みることによ
り、送信側・受信側の送・受信モードの切り替え周期を
獲得する通信装置において、送・受信モードの切り替え
の同期が取れた送・受信局間で、送信・受信の切り替え
と同時に、搬送波周波数を切り替えて、通信を行う手段
を設けたものである。

【００１８】第３の発明の通信方法においては、送信お
よび受信に用いる周波数を所定の周波数ホッピング切り
替え周期ごとに切り替える低速周波数ホッピングスペク
トル拡散通信方式により通信を行う通信方法であって、
通信を開始する場合に、特定の周波数で送信を開始し、
通信開始後は予め定められた周波数ホッピングパターン
に従い、前記所定の周波数ホッピング切り替え周期ごと
に周波数を切り替えて送信を行うステップと、通信開始
以前は、前記特定の周波数で受信待機状態にあり、通信
が開始されると、前記所定の周波数ホッピング切り替え
周期ごとに周波数を切り替え受信を行うステップとを含
むものである。

【００１９】第４の発明の通信方法においては、時分割
多重により送信・受信を交互に行い、通信を開始するに
際し、送信側では、送信したメッセージを正常受信した
ことを伝える返信を、受信側から受信できなかった場合
に、ランダム時間の間送信メッセージの再送を遅らせ、
再度の送信を試みることにより、送信側・受信側の送・
受信モードの切り替え周期を獲得して通信を行う通信方
法において、送・受信モードの切り替えの同期が取れた
送・受信局間で、送信・受信の切り替えと同時に、搬送
波周波数を切り替え、通信を行うものである。

【００２０】この発明によれば、次のような作用を有す
る。第１の発明の通信装置によれば、送信開始以前に
は、送信側・受信側ともにある特定の周波数にて通信開
始待機状態にあることになる。この特定の周波数で通信
を開始することにより、送信側・受信側ともに、通信開
始時に、周波数を切り替えるホッピングパターンの最初
の周波数および通信開始時刻を知ることができる。通信
開始時のホッピングパターンの最初の周波数および通信
開始時刻がわかれば、その後は、送信側・受信側とも
に、予め定められた周波数ホッピングパターンに従い、
周波数ホッピングパターン切り替え周期に応じて周波数
を切り替えて、通信を行うことが可能になる。

【００２１】第２の発明の通信装置によれば、通信開始
以前には周波数切り替え時間の同期が取れていない送信
側・受信側との間で同期を確立し、通信を行うことを可
能にする。送信側では通信開始時に、受信側に対して送
信開始を伝える送信メッセージを、特定の周波数によっ
て送信する。受信側が受信待機状態にあれば、すなわ
ち、送信待機状態になければ、受信側では前記特定の周
波数で送信側からの送信メッセージを受信される。受信
側では送信側からの送信メッセージを正常に受信できれ
ば、正常受信完了を示す返信を送信側に対して行う。受
信側は送信側に対して正常受信完了を示す返信を行った
後に、前記所定の周波数切り替え時間に応じて、予め定
められた周波数ホッピングパターンに従い周波数を切り
替え、通信を行う。送信側が通信開始を示す送信メッセ
ージを送信したときに、受信側が受信待機状態にない場
合、送信側はランダム時間間隔経過した後、再び通信開
始を示す送信メッセージを再送し、受信側から正常受信
完了を示す返信が到着するのを待つ。送信側では、受信
側から正常受信完了を示す返信が到着するまで、繰り返
しランダム時間間隔において、通信開始を示す送信メッ
セージの再送を行う。上記手順により送信・受信の切り
替え同期が確立された局間で、送信・受信の切替周期に
同期して、予め定められた周波数ホッピングパターンに
従い、搬送波周波数を切り替えることにより、周波数ホ
ッピング同期を獲得することができる。

【００２２】第３の発明の通信方法によれば、送信開始
以前には、送信側・受信側ともにある特定の周波数にて
通信開始待機状態にあることになる。この特定の周波数
で通信を開始することにより、送信側・受信側ともに、
通信開始時に、周波数を切り替えるホッピングパターン
の最初の周波数および通信開始時刻を知ることができ
る。通信開始時のホッピングパターンの最初の周波数お
よび通信開始時刻がわかれば、その後は、送信側・受信
側ともに、予め定められた周波数ホッピングパターンに
従い、周波数ホッピングパターン切り替え周期に応じて
周波数を切り替えて、通信を行うことが可能になる。

【００２３】第４の発明の通信方法によれば、通信開始
以前には周波数切り替え時間の同期が取れていない送信
側、受信側との間で同期を確立し、通信を行うことを可
能にする。送信側では通信開始時に、受信側に対して送
信開始を伝える送信メッセージを、前記特定の周波数に
よって送信する。受信側が受信待機状態にあれば、すな
わち、送信待機状態になければ、受信側では前記特定の
周波数で送信側からの送信メッセージを受信される。受
信側では送信側からの送信メッセージを正常に受信でき
れば、正常受信完了を示す返信を送信側に対して行う。
受信側は送信側に対して正常受信完了を示す返信を行っ
た後に、前記所定の周波数切り替え時間に応じて、予め
定められた周波数ホッピングパターンに従い周波数を切
り替え、通信を行う。送信側が通信開始を示す送信メッ
セージを送信したときに、受信側が受信待機状態にない
場合、送信側はランダム時間間隔経過した後、再び通信
開始を示す送信メッセージを再送し、受信側から正常受
信完了を示す返信が到着するのを待つ。送信側では、受
信側から正常受信完了を示す返信が到着するまで、繰り
返しランダム時間間隔において、通信開始を示す送信メ
ッセージの再送を行う。上記手順により送信・受信の切
り替え同期が確立された局間で、送信・受信の切替周期
に同期して、予め定められた周波数ホッピングパターン
に従い、搬送波周波数を切り替えることにより、周波数
ホッピング同期を獲得することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施例を
図面に基づいて説明する。

【００２５】図１（ａ）は、この発明に係る送信側処理
のフローチャートである。図１（ｂ）は、この発明に係
る受信側処理のフローチャートである。この発明におけ
る通信装置においては、予め定められた時間間隔で、送
信・受信を切り替えて行うものとする。すなわち、この
発明における通信装置は、通信が開始される以前は、図
１（ａ）ブロック１１の送信待機状態、図１（ｂ）ブロ
ック２１の受信待機状態を、予め定められた時間間隔で
交互に移動している。ここで、図１（ａ）（ｂ）におい
て、周波数を切り替えるパターンは送信側・受信側とで
同じパターンを用いている。

【００２６】一般に、送信が開始される以前は、送信側
と受信側とでは周波数を切り替えるタイミングが異なる
ため、正常に通信を行うことは不可能である。したがっ
て、何等かの方法によって同期を確立する必要があっ
た。

【００２７】この発明の特徴的なことは、送信側、受信
側のどちらの局も、通信が開始される以前は、特定の周
波数ｆＢで送信待機、受信待機状態にあること、また周
波数を切り替える周期は、通信装置の送信・受信の切り
替えに同期していること、の２点である。

【００２８】図１に示すように、この発明においては、
送信側・受信側ともに、通信が開始される以前は、予め
定められた特定の周波数ｆＢで、送信待機状態１１・受
信待機状態２１にある。

【００２９】送信側で、送信開始ブロック１２により、
周波数ｆＢによってメッセージを送信する。送信側で
は、返信受信ブロック１３により、受信側からのメッセ
ージ受信完了を示す返信を待つ。受信側からの返信がな
かった場合、ランダム時間遅延ブロック１４により、ラ
ンダム時間の遅延時間をおき、再度、送信開始ブロック
１２により受信側にメッセージの送信を行う。

【００３０】返信受信ブロック１３により、受信側から
の返信を受信した場合は、周波数切替ブロック１５によ
り、予め定められた周波数ホッピングパターンに応じて
周波数を切り替え、メッセージ送信ブロック１６によっ
て受信側に継続してメッセージ送信する。周波数切替ブ
ロック１７により周波数をホッピングした後、返信受信
処理ブロック１８により受信側からの返信メッセージの
受信処理を行う。送信完了判断ブロック１９により、送
信側のすべてのメッセージの返信が完了したかの判断を
行い、すべてのメッセージの返信が完了した場合は、終
了ブロック２０にて終了処理を行う。すべてのメッセー
ジの送信が完了していない場合は、周波数切替ブロック
１５に戻り継続してメッセージ送信処理を行う。

【００３１】受信側では、メッセージ受信ブロック２２
により、送信側からのメッセージの受信処理を行う。送
信側からのメッセージを受信したのであれば、返信ブロ
ック２３により、送信側に対してメッセージ受信完了を
示す返信メッセージを送信する。送信側からのメッセー
ジを受信できなかった場合は、メッセージ受信ブロック
２２に戻り、再び送信側からのメッセージの到着を待
つ。

【００３２】メッセージ受信ブロック２２で送信側から
のメッセージを受信し、正常受信完了を示すメッセージ
の返信を、返信ブロック２３によって行った後は、周波
数切替ブロック２４により予め定められた周波数ホッピ
ングパターンに従って周波数を切り替える。メッセージ
受信判断ブロック２５により、送信側からのメッセージ
受信処理を行い、周波数切替ブロック２６により前述の
周波数ホッピングパターンに従い周波数の切り替えを行
い、返信ブロック２７によりメッセージ正常受信を伝え
る返信を行い、再び、周波数切替ブロック２４に戻り、
受信処理を継続する。

【００３３】メッセージ受信判断ブロック２５で送信側
からのメッセージを受信できなかった場合には、全メッ
セージの受信完了と判断し、終了ブロック２８にて処理
を完了する。

【００３４】この発明の実施の形態による低速周波数ホ
ッピング方式スペクトル拡散通信方式は、送信側・受信
側ともに、通信開始以前には、予め定められた周波数に
て通信開始待機状態にあり、通信を開始するときには、
常に同一の周波数で通信を開始し、かつ、周波数のホッ
ピング周期は通信機の送信・受信の切り替えに同期して
いることにより、従来の方式に比べ、周波数ホッピング
タイミング同期の確立が容易に行うことが可能になる。

【００３５】さらに、周波数ホッピング同期確立のため
の回路が不要になることにより、通信装置の回路構成が
容易になり、小型で安価な通信装置を得ることができ
る。

【００３６】

【発明の効果】第１の発明によれば、低速周波数ホッピ
ング通信方式による通信装置において、送信開始以前に
は、送信側・受信側ともにある特定の周波数にて通信開
始待機状態にあり、この特定の周波数で通信を開始する
ことにより、送信側・受信側ともに、通信開始時に、周
波数を切り替えるホッピングパターンの最初の周波数お
よび通信開始時刻を知ることができて、容易に同期を確
立できる通信装置を提供することができる。

【００３７】第２の発明によれば、通信開始時に送信開
始を伝える送信メッセージを特定の周波数によって送信
して、通信開始以前には周波数切り替え時間の同期が取
れていない送信側・受信側との間で同期を確立し、通信
を行うことを可能にする通信装置を提供することができ
る。

【００３８】第３の発明によれば、低速周波数ホッピン
グ通信方式による通信方法において、送信開始以前に
は、送信側・受信側ともにある特定の周波数にて通信開
始待機状態にあり、この特定の周波数で通信を開始する
ことにより、送信側・受信側ともに、通信開始時に、周
波数を切り替えるホッピングパターンの最初の周波数お
よび通信開始時刻を知ることができて、容易に同期を確
立できる通信方法を提供することができる。

【００３９】第４の発明によれば、通信開始時に送信開
始を伝える送信メッセージを特定の周波数によって送信
して、通信開始以前には周波数切り替え時間の同期が取
れていない送信側・受信側との間で同期を確立し、通信
を行うことを可能にする通信方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態における通信装置の動
作を説明するフローチャートを示す図である。

【符号の説明】

１１ 送信待機ブロック、１２ 送信開始ブロック、１
３ 送信受信判断ブロック、１４ ランダム時間遅延ブ
ロック、１５ 周波数切替ブロック、１６ メッセージ
送信ブロック、 １７ 周波数切替ブロック、１８ 返
信受信ブロック、１９ 送信完了判断ブロック、２０
終了ブロック、２１ 受信待機ブロック、２２ メッセ
ージ受信判断ブロック、２３ 返信ブロック、２４ 周
波数切替ブロック、２５ メッセージ受信判断ブロッ
ク、２６ 周波数切替ブロック、２７ 返信ブロック、
２８ 終了ブロック、ｆＢ 搬送波周波数。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信および受信に用いる周波数を所定の
   周波数ホッピング切り替え周期ごとに切り替える低速周
   波数ホッピングスペクトル拡散通信方式による通信装置
   において、通信を開始する場合に、特定の周波数で送信
   を開始し、通信開始後は予め定められた周波数ホッピン
   グパターンに従い、前記所定の周波数ホッピング切り替
   え周期ごとに周波数を切り替えて送信を行う手段と、通
   信開始以前は、前記特定の周波数で受信待機状態にあ
   り、通信が開始されると、前記所定の周波数ホッピング
   切り替え周期ごとに周波数を切り替え受信を行う手段と
   を設けたことを特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】 時分割多重により送信・受信を交互に行
   っている通信装置であって、通信を開始するに際し、送
   信側では、送信したメッセージを正常受信したことを伝
   える返信を、受信側から受信できなかった場合に、ラン
   ダム時間の間送信メッセージの再送を遅らせ、再度の送
   信を試みることにより、送信側・受信側の送・受信モー
   ドの切り替え周期を獲得する通信装置において、送・受
   信モードの切り替えの同期が取れた送・受信局間で、送
   信・受信の切り替えと同時に、搬送波周波数を切り替え
   て、通信を行う手段を設けたことを特徴とする通信装
   置。
3. 【請求項３】 送信および受信に用いる周波数を所定の
   周波数ホッピング切り替え周期ごとに切り替える低速周
   波数ホッピングスペクトル拡散通信方式により通信を行
   う通信方法であって、通信を開始する場合に、特定の周
   波数で送信を開始し、通信開始後は予め定められた周波
   数ホッピングパターンに従い、前記所定の周波数ホッピ
   ング切り替え周期ごとに周波数を切り替えて送信を行う
   ステップと、通信開始以前は、前記特定の周波数で受信
   待機状態にあり、通信が開始されると、前記所定の周波
   数ホッピング切り替え周期ごとに周波数を切り替え受信
   を行うステップとを含むことを特徴とする通信方法。
4. 【請求項４】 時分割多重により送信・受信を交互に行
   い、通信を開始するに際し、送信側では、送信したメッ
   セージを正常受信したことを伝える返信を、受信側から
   受信できなかった場合に、ランダム時間の間送信メッセ
   ージの再送を遅らせ、再度の送信を試みることにより、
   送信側・受信側の送・受信モードの切り替え周期を獲得
   して通信を行う通信方法において、送・受信モードの切
   り替えの同期が取れた送・受信局間で、送信・受信の切
   り替えと同時に、搬送波周波数を切り替え、通信を行う
   ことを特徴とする通信方法。