JPH118563A - 無線送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単方向通信方式での伝送の信頼性向上を図るこ
とのできる無線送受信装置を提供する。 【解決手段】ＦＭ受信データのヘッダの受信レベルを検
出するレベル判定回路２５と、該レベルが一定のしきい
値以上になるまで受信チャンネルを予め設定した受信チ
ャンネルに順次変えていき、一定のしきい値以上になっ
たレベルの受信チャンネルを特定するチャンネル設定器
２４と、ＦＭ受信データを復調するＰＬＬ回路２１と、
特定した受信チャンネルに対応するＶＣＯ電圧を設定す
るＶＣＯ設定回路２６とを備え、受信チャンネルを特定
後、急速にＰＬＬ回路２１をロック状態に移行させる。

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、複数の周波数
（チャンネル）を用いて通信を行う無線送受信装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電波はその周波数によって伝播特性が異
なるという特徴を持っている。そのため無線通信では、
ある周波数ｆ１では正常に受信できるのに、別の周波数
ｆ２では受信できないという現象が発生することがあ
る。さらに伝播特性は、通常、一定ではない。そこで、
信頼性確保のために何らかの対策が必要となる。

【０００３】この対策の１つとして、複数の通信周波数
の中から、最も適した周波数を相手方に知らせてから通
信を行うマルチチャンネルアクセス方式が知られてい
る。

【０００４】この方式は、予め決められたチャンネルを
用いて通信チャンネルとしてどのチャンネルを使うかを
送信側から受信側に通知し、その後、その通信チャンネ
ルに切り換えてデータ通信を行う方式である。この方式
によると、データ通信を行うチャンネルを、その時に伝
播特性が最も良好と思われるチャンネルにすることが出
来るから、通信の信頼性を確保することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のマルチ
チャンネルアクセス方式は、一般に双方向通信装置が必
要であるために、回路規模、コストとも大きくなる傾向
にあり、リモコンなどの小型化が指向されている単方向
通信装置への適用は難しいという問題がある。

【０００６】この発明の目的は、単方向通信方式での伝
送の信頼性向上を図ることのできる無線送受信装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に係
る発明は、ＦＭ受信データのヘッダの受信レベルを検出
し、該レベルが一定のしきい値以上になるまで、受信チ
ャンネルを予め設定した受信チャンネルに順次変えてい
き、一定のしきい値以上になったレベルの受信チャンネ
ルを特定する受信チャンネル特定手段と、ＦＭ受信デー
タをＰＬＬ回路で復調する復調手段と、前記受信チャン
ネル特定手段で特定した受信チャンネルに基づいて前記
ＰＬＬ回路のＶＣＯ電圧を設定する制御手段と、を備え
てなることを特徴とする。

【０００８】この無線送受信装置が適用される通信シス
テムでは、通信データのヘッダに無変調のプリアンブル
データが配置される。そして、このヘッダの後方にデー
タの本体部が配置される。また、変調方式はＦＭ変調方
式であり、復調にはＰＬＬ回路が使用される。送信側
は、あらかじめ設定されている周波数（チャンネル）の
中から、通常は伝播特性の良好なチャンネルを選択し、
そのチャンネルでデータ送信を行う。したがって、受信
装置側では送信側がどのチャンネルを使っているかをあ
らかじめ知ることができない。このため、受信チャンネ
ル特定手段は、ＦＭ受信データ復調前のヘッダの受信レ
ベルを検出し、そのレベルが一定のしきい値以上になる
まで受信チャンネルをあらかじめ設定されているチャン
ネルに順次切り換えていく。受信レベルが一定のしきい
値を超えた時のチャンネルが送信側で使用しているチャ
ンネルと見做すことができるから、そのチャンネルを受
信チャンネルとして特定する。これにより、以後、ヘッ
ダの後方にあるデータの本体部をＰＬＬ回路で復調する
ことができる。ＰＬＬ回路での復調は、特定チャンネル
が設定された直後に直ちにロック状態に入れるよう、特
定した受信チャンネルに対応するＶＣＯ電圧をＰＬＬ回
路に供給する。これにより、ＰＬＬ回路がロックインす
るまでのプルインタイムを短時間にするとともに、プル
インできなくなる状態を防ぐことができる。

【０００９】この出願の請求項２の発明は、上記無線受
信装置に対して送信する無線送信装置であって、ヘッダ
を含む送信データを、複数チャンネルで連続して送信す
る送信手段を備えてなることを特徴とする。

【００１０】このように、チャンネルを変えて複数回連
続してデータ送信を行えば、通信の失敗確率を減らすこ
とができる。なお、無線送信装置でこのように複数チャ
ンネルで連続送信した場合であっても、無線受信装置側
では自動的に各チャンネルでの受信を行うことができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態であ
るリモートコントロール装置の構成図を示す。このリモ
ートコントロール装置は、送信機１と受信機２で構成さ
れ、受信機２には被制御装置３が接続されている。変調
方式はＦＭ変調方式であり、データ通信を行うためのＦ
ＳＫ（周波数変位変調）方式が採用される。

【００１２】図２は、送信機１の具体的な構成例を示す
ブロック図である。すなわち、この送信機１は、操作ス
イッチ１０と、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、変調回路
１３と、送信アンテナ１４とを備えている。メモリ１２
には、被制御装置３に対して指令を行うための複数の指
令コードと、送信機１を識別するための固有コードを記
憶している。操作者が操作スイッチ１０を操作すると、
その内容がＣＰＵ１１に入力され、操作内容に対する指
令コードと送信機１自身の持つ固有コードとをメモリ１
２から読みだしてヘッダと終了コードを付加して送信デ
ータを生成する。また、ＣＰＵ１１は同時に適切な周波
数（チャンネル）を選択し、そのチャンネルコードを変
調回路１３に出力する。適切なチャンネルとは、その時
に電波の伝播状態が良好なチャンネルを意味するが、Ｃ
ＰＵ１１はこのチャンネルを別の公知の手段によって自
動的に検出するようにしてもよいし、操作者により手動
で入力されるようにしてもよい。また、ＣＰＵ１１がラ
ンダムにチャンネルを選択するようにしてもよく、さら
にはあらかじめ決められた固定のチャンネルを用いるこ
とも可能である。

【００１３】図３は上記ＣＰＵ１１で生成される送信デ
ータのフォーマットを示している。同図に示すように、
送信データは、ヘッダ、固有コード、指示コード及び終
了コードからなり、ヘッダはプリアンブルとして無変調
キャリアからなる。

【００１４】ヘッダの後方の固有コード、指示コード及
び終了コードはＦＳＫ変調された信号となる。後述のよ
うに、受信機２においては、上記ヘッダの少なくとも前
半部でレベル判定によるチャンネルの特定が行われ、ヘ
ッダの後半部においてＰＬＬ回路が起動される。ＰＬＬ
回路が起動されてロック状態になった段階でＦＳＫ変調
信号である固有コード、指示コード、終了コードがＰＬ
Ｌ回路で復調され、受信データとして再現される。

【００１５】図４は受信機２の構成を示すブロック図で
ある。

【００１６】受信機２は、アンテナ入力信号を増幅する
高周波増幅器２０、ＰＬＬ回路２１、ＣＰＵ２２、指令
コードに対応する指令内容、使用可能な送信機の固有コ
ード及び受信チャンネルに対応するＶＣＯ電圧を記憶す
るメモリ２３を備え、さらに、高周波増幅器２０での受
信チャンネルを設定するチャンネル設定器２４、高周波
増幅器２０の出力レベル（受信レベル）を判定するレベ
ル判定回路２５、及びＰＬＬ回路２１のＶＣＯ電圧を設
定するＶＣＯ設定回路２６を備えている。

【００１７】ＰＬＬ回路２１においては、高周波増幅器
２０の出力である受信信号（周波数ｆｓ、位相φｓ）が
位相検出器２１ａに入力すると、分周器２１ｂから出力
されるフィードバック信号（周波数ｆｅ、位相φｅ）と
の差に比例した誤差信号を出力する。この誤差信号はＬ
ＰＦ（ローパスフィルタ）で制御電圧に変換され、低周
波増幅器２１ｄで増幅された後にＶＣＯ（電圧制御発振
器）２１ｅに出力される。ＶＣＯ２１ｅでは、制御電圧
に比例した周波数の信号を発生し、これが分周器２１ｂ
で分周されて入力信号に近くなったフィードバック信号
として位相検出器２１ａに出力される。このＰＬＬ回路
のループでは、ｆｓとｆｅ及びφｓとφｅとがそれぞれ
近づくように動作し、それらが一致すると「ロック」し
た状態となる。ロック状態において、入力信号が周波数
変位すると位相も変化してロックが維持される。この時
の制御電圧の変化が復調された信号となる。

【００１８】ＣＰＵ２２とＰＬＬ回路２１との間には位
相同期ループ制御回路２７が接続されており、ＣＰＵ２
２の制御によってＰＬＬ回路２１の動作のオンオフが制
御される。すなわち、ヘッダの前半部で受信データのレ
ベル判定を行っている時にはＰＬＬ回路２１を動作させ
ず、レベル判定によって受信チャンネルが特定するとＰ
ＬＬ回路２１を起動してその動作がオン状態となるよう
に制御する。

【００１９】メモリ２３には、図５に示すように固有コ
ードテーブル、指令コードー処理内容テーブル及び受信
チャンネル−ＶＣＯ電圧テーブルが記憶されている。固
有コードＩＤ１、ＩＤ２・・・は受信機２において受信
可能な送信機１の固有コードであり、この固有コードテ
ーブルに記憶されている固有コードを持つ送信機からの
指令コードのみ受信することができる。指令コードＣＯ
ＤＥ１、ＣＯＤＥ２・・・は被制御装置３の動作を制御
するためのコードである。たとえば、ＣＯＤＥ１、ＣＯ
ＤＥ２は、それぞれ被制御装置の動作をオン、オフする
指令コードである。また、受信チャンネルーＶＣＯ電圧
テーブルは、あらかじめ設定した合計ｎ個の受信チャン
ネルと各受信チャンネルに対するＶＣＯ電圧を記憶す
る。初期状態で、受信チャンネルはＣＨ０に設定され、
この受信チャンネルを選択する選択信号がチャンネル設
定器２４に出力される。受信チャンネルＣＨ０で受信し
た受信レベルが一定のしきい値以上であれば、その受信
チャンネルＣＨ０が通信を行うための受信チャンネルと
して特定されるが、そうでない場合には、次の受信チャ
ンネルＣＨ１に切り換えるチャンネル切換え信号がチャ
ンネル設定器２４に送られる。すなわち、受信チャンネ
ルＣＨ０から、受信レベルが一定のしきい値以上になる
まで順次ＣＨ１、ＣＨ２・・・と切り換えられていく。
なお、この時の受信レベルの判定は、レベル判定回路２
５で行われる。受信チャンネルが特定されると、それに
対応するＶＣＯ電圧がＶＣＯ設定回路２６で設定され、
ＶＣＯ２１ｅに出力される。ＶＣＯ電圧は、ＰＬＬ回路
２１が上記特定された受信チャンネルに瞬時にプルイン
してロック状態になることのできる電圧である。ＶＣＯ
電圧がＶＣＯ２１ｅに供給されると同時に、位相同期ル
ープ制御回路２７がオンし、ＰＬＬ回路２１が直ちに起
動して動作状態となるように制御される。ＰＬＬ回路２
１は、起動時に適切なＶＣＯ電圧が設定されるために、
起動されてからほとんど瞬時にロックの状態となり、ま
た、受信チャンネルについては、連続的にスキャンする
のではなくあらかじめ設定されたチャンネルを切り換え
ていくことになるために、受信チャンネル数を適当な数
に制限しておくことにより、受信開始してからＰＬＬ回
路２１がロックするまでの時間は極めて短時間となり、
受信機２は送信データのヘッダの受信中に復調出来る状
態になる。

【００２０】次に、送信機１及び受信機２の動作手順に
ついて図６、図７を参照して説明する。

【００２１】図６は、送信機１の動作を示すフローチャ
ートである。

【００２２】操作スイッチ１０がオンすると（ＳＴ
１）、メモリ１２からその送信機１に割り当てられた固
有コードを読みだす（ＳＴ２）。また、操作スイッチの
操作に応じた指示コードを読みだす（ＳＴ３）。さら
に、図３に示すように、ヘッダ及び終了コードを付加し
て送信データを生成し（ＳＴ４）、最適チャンネルを設
定し（ＳＴ５）、そのチャンネルで送信データを送信す
る（ＳＴ６）。なお、ＳＴ５での最適チャンネルは、す
でに述べたように、送信機１において別の回路によって
自動的に判定するようにしてもよいし、操作者が入力す
るようにしてもよいし、或いはランダムに抽出したもの
を最適チャンネルとして設定するようにしてもよい。ま
た、チャンネルが１つしかない場合には、そのチャンネ
ルを最適チャンネルとして設定することも可能である。

【００２３】図７は、受信機２の動作を示すフローチャ
ートである。

【００２４】受信機２は、電源オン後や図外のリセット
ボタン等が操作されて初期処理が行われた後にＳＴ１０
に進み、ここで位相同期ループ制御回路２７をオフし、
さらに受信チャンネルをディフォルト値であるＣＨ０に
設定する（ＳＴ１１）。この状態で受信信号レベルをレ
ベル判定回路２５で検出すると（ＳＴ１２）その受信レ
ベルが一定のしきい値以上であるかどうかの判定を行う
（ＳＴ１３）。受信レベルが一定のしきい値以上でなけ
れば、受信タイムアウトしていないことを条件に、受信
チャンネルの変更を行う（ＳＴ１５）。すなわち、チャ
ンネル設定器２４に対して受信チャンネルの切り換え信
号を送り、受信チャンネルをＣＨ０からＣＨ１に変更す
る。このようにして、順次受信チャンネルを変更してい
き、受信レベルが一定のしきい値以上になれば、その受
信チャンネルを通信用の受信チャンネルとして特定す
る。この時に、ＳＴ１３からＳＴ１６に進み、特定され
た受信チャンネルに対応するＶＣＯ電圧を受信チャンネ
ルーＶＣＯ電圧テーブルから読出し、そのＶＣＯ電圧を
ＶＣＯ設定回路２６で設定してＶＣＯ２１ｅに出力する
（ＳＴ１６）。また、位相同期ループ制御回路２７をオ
ンする。この瞬間に、ＰＬＬ回路２１が起動し、プルイ
ンするとともにロック状態となる。ＳＴ１７を終了した
段階では、ヘッダをまだ受信中であるが、その後固有コ
ードを受信する時にはすでにＰＬＬ回路２１がロック状
態であるため、その固有コードがＰＬＬ回路２１によっ
て正しく復調される。ＣＰＵ２２はこのようにして復調
された固有コードがメモリ２３に記憶されている固有コ
ードのいずれかに一致するかどうかを判定し（ＳＴ１
８）、一致した場合に更に指示コードを読みだしてその
指示コードに対応する処理を行い（ＳＴ１９）、続く終
了コードを受信した時にＳＴ１０に戻って位相同期制御
回路２７をオフする。すなわち、もとの初期受信状態に
戻る。

【００２５】以上の動作により、受信機２では、極めて
高速に送信チャンネルにロックして、ヘッダ後方部に付
加される固有コード等のデータの本体部を正確に復調す
ることができる。なお、送信機１が複数チャンネルの送
信が可能な場合で、信号伝播状態の最も良好なチャンネ
ルを自動的に選択するには、たとえば図８に示すような
構成がある。同図は、図２に示す送信機に復調回路１５
を設け、自ら送信する信号を復調回路１５で復調し、Ｃ
ＰＵ１１において不要信号レベルを検出できるようにし
たものである。すなわち、送信機１で送信可能な全ての
チャンネルで送信コードを送信し、それらのチャンネル
のうち不要信号レベルの最も小さなチャンネルを決定
し、そのチャンネルを通信チャンネルとして選択する。
このような回路構成にした場合、受信機２に対して実際
に送信データを送信する前に通信チャンネルを選択する
ための操作が必要となってくるが、その操作中に送信す
る送信データはヘッダだけでよいために長時間を要する
ことはない。

【００２６】次に、送信データをチャンネルを変えて２
回連続して送信するようにした送信装置について説明す
る。

【００２７】図９は、１フレームの送信データをチャン
ネルを変えて２回連続して送信する場合の送信データフ
ォーマットを示している。同図に示すように、まず、チ
ャンネルＣＨ１において１フレームの送信データを送信
し、続いて、チャンネＣＨ２で同じ送信データを送信す
る。図１０は、このようにして送信データを送信する場
合の送信機１の要部の動作を示すフローチャートであ
る。図６のＳＴ５、ＳＴ６を、図１０のＳＴ５〜ＳＴ８
に置き換えることで、図９に示す２フレームの送信デー
タをそれぞれチャンネルを変えて送信することができ
る。

【００２８】受信機２では、図９に示すようにチャンネ
ルを変えて送信データが連続送信されても、図７に示す
動作によって、それぞれのチャンネルで正しく固有コー
ド及び指示コードを受信することができる。すなわち、
受信機２では、固有コード及び指示コードを２回連続し
て受信することになる。この場合、受信機側ではいずれ
か一方のチャンネルで送信データを正しく受信できれば
よいものとする。このようにすれば、いずれか一方のチ
ャンネルで受信に成功する確率が相対的に高くなるた
め、送信機１での１操作あたりの通信失敗確率を減らす
ことかでき１操作での信頼性が向上し、また再操作の手
間が省ける利点がある。なお、図１０に示す例では、使
用するチャンネル数を２つとしたが勿論これ以上であっ
てもよい。また、複数チャンネルで送信データを連続送
信することにより、送信機１側で事前に最適なチャンネ
ルを選択しなくても１操作あたりの通信失敗確率を減ら
すことができる。したがって、使用するチャンネル数を
増やせば通信失敗確率をさらに減らすことができるた
め、このチャンネル数を操作上許容できる時間内に収ま
る最大の数としておくことにより、図８に示すような復
調回路等を設けなくても簡単な回路構成で通信の信頼性
を高めることができる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、受信レベルが
一定のしきい値以上になるまで受信チャンネルを予め設
定した受信チャンネルの中から順次切り換えていくよう
にしているため、受信周波数を連続的にスキャンしてい
く方式に比較して受信チャンネルを高速に特定でき、し
かも、特定した受信チャンネルに基づいてＰＬＬ回路の
ＶＣＯ電圧を設定しているために、ＰＬＬ回路を急速に
ロック状態に移行させることができる。このため、受信
データのヘッダの長さが短くても、該ヘッダの受信中に
受信可能状態に移行することができ、短時間で通信が可
能になる。

【００３０】また、請求項２に係る発明によれば、送信
データの１回の送信あたりの通信失敗確率を減らすこと
ができ、また、送信するチャンネル数を適切に設定する
ことで、送信装置側に最適チャンネルを選択する回路を
設けなくても、通信の信頼性を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態であるリモートコントロー
ル装置の構成図

【図２】送信機の構成を示すブロック図

【図３】送信データのフォーマット

【図４】受信機の構成を示すブロック図

【図５】受信機側のメモリの記憶内容を示す図

【図６】送信機の動作を示すフローチャート

【図７】受信機の動作を示すフローチャート

【図８】送信機の他の構成例のブロック図

【図９】図８に示す送信機で送信する送信データのフォ
ーマット

【図１０】図８の送信機の要部動作を示すフローチャー
ト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＦＭ受信データのヘッダの受信レベルを検
   出し、該レベルが一定のしきい値以上になるまで、受信
   チャンネルを予め設定した受信チャンネルに順次変えて
   いき、一定のしきい値以上になったレベルの受信チャン
   ネルを特定する受信チャンネル特定手段と、 ＦＭ受信データをＰＬＬ回路で復調する復調手段と、 前記受信チャンネル特定手段で特定した受信チャンネル
   に基づいて前記ＰＬＬ回路のＶＣＯ電圧を設定する制御
   手段と、を備えてなる無線受信装置。
2. 【請求項２】請求項１の無線受信装置に対してＦＭデー
   タを送信する無線送信装置であって、前記ヘッダを含む
   送信データを、複数チャンネルで連続して送信する送信
   手段を備えてなる無線送信装置。