WO2003081799A1

WO2003081799A1 - Systeme de communication variable

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Publication number: WO2003081799A1
Application number: PCT/JP2003/002739
Authority: WO
Inventors: Hizuru Nawata
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2003-10-02
Also published as: AU2003211842A1; US20050107050A1; US7123888B2; JP3896873B2; JP2003264479A; EP1482653A4; EP1482653A1

Description

明細書可変通信システム発明の背景

本発明はディジタル通信システムで通信量に応じて通信方式を切り替える可変通信システムに関する。

ディジタル通信システムでは、データを効率的に伝送するための各種の提案が従来から行われている。たとえば特開平 7— 1 2 3 0 3 9号公報に開示されたディジタル通信システムでは、図示しないレート変換多重装置に入力される m列の信号から通信のトラヒック量を検出し、このレート変換多重装置がこれに応じたレートでデータを多重化する。そして、同じく図示しない可変レート変調器がトラヒック量の多少に応じて各々高低が決められた伝送速度でこの多重化された信号を変調して伝送路に送出するようにしている。すなわち、変調クロック速度が時変となっている。受信側では図示しない可変レート復調器が復調を行い、同じく図示しないレート変換分離装置が復調された信号の分離化およびレート変換を行ってデータを再生することになる。特開 2 0 0 0— 3 1 6 0 3 5号公報でもその請求項 2において前述の従来例同様に伝送速度を伝送量に応じて動的に変化させることにより効率的に帯域を割り当てる手法を提案している。

このようにディジタル通信システムの分野では、通信量が少ない場合には伝送する情報の伝送速度を遅くして変調クロック速度の遅い回線を設定する一方、通信量が多くなると変調ク口ック速度が速く伝送速度の大きい回線を設定するといつたことが行われている。たとえば通常の音声回線を選択していたルータが、ある時点でインタ一ネット上の所定のコンテンツサーバに接続し、ここから大容量のデータの転送を行うような場合である。携帯電話機で通話中にテレビ電話のモ

―ドに切り替えるような場合も同様に通信量がその時点から増加する。これらと逆の場合には通信量が所定の時点から低くなることになる。

このように情報の伝送速度を通信量に応じて適宜切り替えると、効率のよい通信を行うことができる。しカゝしながら、一般的に変調方式が同一の場合、伝送速度が遅く変調クロック速度が低い場合は、搬送波に周波数変換するアップコンパータゃ受信部のダウンコンバータにおける局部発振器の位相雑音の影響を受けやすく回線が比較的劣化しゃすくなり、安定した伝送路が得られないという欠点がある。そこで、一般には伝送速度が速く変調クロック速度が高い回線の方が好ましい。

逆に、変調クロック速度を一定にして変調方式を変え同一帯域で多値変調を行う手法も考えられる。例えば、 1 6の信号状態が得られる 1 6 Q AM (Quadratu re Amplitude Modulation) は、ベースバンドのビット情報を搬送波の 2つの位相に対応させる変調方式としての B P S K (Bi-Phase Shift Keying) に比較して、同じ変調クロック速度で 4倍の伝送速度が得られる。しかしながら、多値変調を行う場合、伝送速度が低い変調方式と同等な伝送路品質（すなわち、同等のビット ·エラー · レート）を保っために、伝送速度の帯域改善分以上の出力アップが必要とされる。前述の例で言うと、 1 6 Q AMは B P S Kに比べて伝送速度で 6 d Bの帯域改善がされているが、 1 6 Q AMが B P S Kと同等な 1 0 E— 6点でのビット ·エラー . レートを得るためには 1 0 d B以上もの送信キヤリァパワーを上げなくてはならない。

また、通信量に応じて伝送速度を切り替えるようにすると、この切り替え時に切り替え後の伝送速度についての復調同期を取る必要がある。復調同期が取れるまで、復調データは一時的に途切れる。切り替え後の伝送速度が高い場合と低い場合を比較すると、低い場合にはたとえば搬送波再生回路において変調クロック速度に対する受信搬送波の周波数誤差が相対的に大きくなる。このため搬送波再生用の P L L回路において復調同期が取れるまでの時間が、高い場合よりも余計かかる。復調データの途切れによる通信データの欠落は、情報の再生に致命的な結果を招く。そこで、復調データの途切れから情報の欠落を防止するために、従来からバッファメモリが用いられている。送信の際に、あるいは受信の際に通信データをバッファメモリに一時的に格納するようにし、情報の再生に支障とならない所定のタイミングで送信を停止したり、受信側が通信データの欠落を関知した場合にはその部分を送信側のバッファメモリから読み出して再送するように再送要求を行うといった通信手順が従来から存在している。

し力、しながら、このような措置を採って通信データの欠落を防止しこれによつて情報の再生の完全さを保障するためにはバッファメモリとしてかなり大きなものを用意する必要がある。特に前記したように情報速度を低い速度と高い速度の

2段階に設定した場合には情報速度が低い速度の場合に通信データの途切れが大きくなるので、これをカバーするだけのバッファメモリを用意する必要がある。発明の概要

そこで本発明の目的は、単位時間当たりの通信量の大小に応じて通信方式を切り替えつつ、伝送速度の切り替えに起因するバッファメモリの容量を低減することのできる可変通信システムを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の可変通信システムは、（ I ) 伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別する情報量大小判別手段と、この情報量大小判別手段が前記伝送する情報を比較的多いと判別したとき、この情報としての第 1の情報を所定の中心周波数で所定の帯域幅の信号形式にディジタル変調して通信データとして送出する第 1の通信データ送出手段と、情報量大小判別手段が前記伝送する情報を比較的少ないと判別したとき、この情報としての第 2の情報を中心周波数で所定の帯域幅と同一の帯域幅にスぺクトラム拡散してディジタル変調し通信データとして送出する第 2の通信データ送出手段とを備えた送信装置と、（Π ) この送信装置から送られてくる通信データを復調する復調手段と、復調後の信号が正常にスぺクトラム逆拡散可能か否かをチェックする逆拡散可否判別手段と、この逆拡散可否判別手段によってスぺクトラム逆拡散が正常に行われないと判別されたとき復調手段の復調後の信号から第 1の情報を再生する第 1の情報再生手段と、逆拡散可否判別手段によってスぺクトラム逆拡散が正常に行われると判別されたとき復調手段の復調後の信号をスぺクトラム逆拡散するスぺクトラム逆拡散手段と、このスぺクトラム逆拡散手段のスぺクトラム逆拡散後の信号から第 2の情報を再生する第 2の情報再生手段とを備えた受信装置とを具備することを特徴とする。

すなわち、送信装置が情報量大小判別手段を備えており伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別するようになっている。この判別結果で情報が比較的多いと判別したときにはこの第 1の情報を第 1の通信データ送出手段によって所定の中心周波数で所定の帯域幅の信号形式にディジタル変調して通信データとして送出するようにしている。この点は従来と特に変わらない。情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判別したとき、この情報としての第 2の情報はスぺクトラム拡散してディジタル変調し通信データとして送出する。このとき、スペクトラム拡散によって本来必要な帯域幅を第 1の信号についての帯域幅まで拡大する。そして、中心周波数も第 1の情報と同一となった第 2の情報とし、これを通信データとして送出する。これにより、受信装置の復調手段は復調の際に第 1の情報と第 2の情報とで周波数を切り替える必要がなく、このための時間も不要となる。受信装置では逆拡散可否判別手段によって復調後の信号が正常にスぺクトラム逆拡散可能か否かをチェックし、可能であると判断された場合にはこれが第 2の情報であるとしてスぺクトラム逆拡散を行って再生を行う。スぺクトラム逆拡散が可能でないと判別された場合には第 1の情報であるとしてスぺクトラム逆拡散を行うことなく再生することになる。

上述した可変通信システムにおいて、送信装置が、前記伝送する情報を順次入力すると共に所定の読出クロックに同期してこれを出力する送信用バッファを更に備え、情報量大小判別手段が、送信用バッファに残っている情報の量から情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別するようにしてもよい。また、送信装置の第 1および第 2の通信データ送出手段が、所定の周波数のチップクロックを出力するチップク口ック生成手段と、このチップク口ック生成手段から出力されるチップクロックを所定の分周比で分周する送信側分周手段と、情報量大小判別手段が前記伝送する情報を比較的多いと判別したとき読出クロックをチップクロックとし、比較的少ないと判別したときこの読出クロックを送信側分周手段によってチップクロックを分周したクロックとする読出クロック選択手段と、チップクロックを入力して拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、この拡散符号発生手段の出力を入力し情報量大小判別手段が前記伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオンとなる送信側スィッチ手段と、送信用バッファから読出クロックに同期して出力される情報と送信側スィッチ手段の出力との排他的論理和をとる送信側排他的加算手段と、この送信側排他的加算手段の出力をディジタル変調して通信データとして送信する変調手段とを有するようにしてもよい。また、受信装置のスペクトラム逆拡散手段および第 1，第 2の情報再生手段が、チップクロックと同一の受信ク口ックを出力する受信クロック生成手段と、この受信ク口ック生成手段から出力される受信クロックを基にして逆拡散符号を発生させる逆拡散符号発生手段と、この逆拡散符号発生手段の出力を入力し逆拡散可否判別手段が逆拡散が可能と判別したときのみオンとなる受信側スィッチ手段と、この受信側スィツチ手段の出力と復調手段の復調後の信号との排他的論理和をとる受信側排他的加算手段と、受信クロックを所定の分周比で分周する受信側分周手段と、逆拡散可否判別手段が逆拡散が可能でないと判別したとき受信クロックを選択し、逆拡散が可能と判別したときこの受信クロックを受信側分周手段によって分周したクロックを選択して書込クロックとして出力する書込クロック選択手段と、受信側排他的加算手段の出力を入力として書込ク口ック選択手段の選択した書込ク口ックによってこれを書き込む受信用バッファとを有し、この受信用バッファに格納されたデータを前記伝送する情報とするようにしてもよい。すなわち、送信装置が送信用バッファを備えており、この送信用バッファに残つている情報の量からこれに入力される情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを情報量大小判別手段によって判別するようになっている。そして、この判別結果に応じて送信バッファからデータを読み出す読出クロックの周期を 2段階に変更できるようにしている。すなわち情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判別したときには読出ク口ックをチップクロックとし、比較的少ないと判別したときにはこのチップクロックを送信側分周手段によつて分周された後の遅いクロックとしている。このようにして送信用バッファから読み出されたデータは送信側排他的加算手段の一方の入力となり、他方の入力はチップクロックを基にして発生した拡散符号が送信側スィツチ手段を介して入力される。ここで、送信側スィツチ手段は情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオンとなるスィツチである。これにより変調手段からは情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判断したときにはその情報量に応じた帯域幅の信号が通信データとして出力され、比較的少ないと判断したときにはスぺクトラム拡散によって帯域幅を拡大し中心周波数も比較的多いと判断した場合と同一となった通信データが出力される。このため、受信装置側の復調手段は通信データとしていずれの形態のデータが受信された場合でも伝送速度が同じなので復調同期を取り直す必要がない。そして、復調手段の復調後の復調データを基にして正常にスぺクトラム逆拡散が可能か否かをチェックして可能であればスぺクトラム拡散によって送られてきた信号であるとしてスぺクトラム逆拡散して受信バッファに書き込み、そうでない場合には復調後の復調データをこの受信バッファに書き込むことになる。この際に書込クロック選択手段は、書き込みのためのク口ックを送信装置側の送信バッファから読み出したレートに合わせて選択することになる。このようにして受信バッ: 7ァから復調後の前記した伝送する情報が得られることになる。

なお、送信装置の第 1および第 2の通信データ送出手段が、所定の周波数のチップク口ックを出力するチップク口ック生成手段と、このチップク口ック生成手段から出力されるチップクロックを所定の分周比で分周する送信側分周手段と、情報量大小判別手段が前記伝送する情報を比較的多いと判別したとき読出ク口ックをチップクロックとし、比較的少ないと判別したときこの読出クロックを送信側分周手段によってチップクロックを分周したクロックとする読出クロック選択手段と、送信用バッファから読出クロックに同期して出力される情報をディジタル変調して出力する変調手段と、チップクロックを入力して拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、この拡散符号発生手段の出力を入力し情報量大小判別手段が前記伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオンとなる送信側スィツチ手段と、変調手段の出力と送信側スィツチ手段の出力との排他的論理和をとり通信データとして送信する送信側排他的加算手段とを有するようにしてもよい。また、受信装置の受信クロック生成手段が、復調手段に入力した通信データから受信ク口ックを再生する受信ク口ック再生手段であってもよレ、。

また、送信装置の情報量大小判別手段が、情報量が比較的大きいと判別するしきい値と比較的少ないと判別するしきい値に所定の差分を設定していてもよい。具体的には、情報量が比較的大きいと判別するしきい値を、比較的少ないと判別するしきい値よりも大きい値に設定してもよい。また、送信装置の情報量大小判別手段が、前記伝送する情報を取得する経路が予め特定された経路であるか否かによつて前記伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別するようにしてもよい。あるいは、前記伝送する情報を処理する装置が予め特定されたモードに設定されているか否かによって前記伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別するようにしてもよレ、。

また、送信装置および受信装置が、無線装置であってもよい。

また、送信装置が、伝送速度に比例して送信パワーを出力するようにしてもよい。伝送速度が低いときには送信パワーを低下させるため、スペクトラム拡散により占有帯域幅が広がった分だけ送信パワー密度が低くなる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施例における可変通信システムの全体的な構成を表わしたシステム構成図である。

図 2は、本実施例の第 1の通信機の送信部の構成を表わしたブロック図である。図 3は、本実施例の第 2の通信機の受信部の構成を表わしたプロック図である。図 4 Aおよび図 4 Bは、本実施例における通信量で切り替えを行う場合のこれらのスぺクトラムを対比した特性図である。

図 5 Aおよび図 5 Bは、従来の通信量で切り替えを行う場合のこれらのスぺクトラムを対比した特性図である。

図 6は、本発明の第 3の実施例として携帯電話機で通信データの量に応じて通信方法を切り替える場合の切替制御の様子を示した流れ図である。

図 7は、本発明の第 4の実施例における第 1の通信機の送信部の構成を表わしたブロック図である。実施例の詳細な説明

以下、本発明の実施例について図面を参照し詳細に説明する。

第 1の実施例

図 1は本発明の第 1の実施例における可変通信システムの全体的な構成を表わしたものである。この可変通信システムは第 1の LAN (ローカルエリアネットワーク） 10 1と第2の八1^ 102の 2つの LANを結んだ通信システムとして構成されている。第 1の LAN 101にはホストコンピュータ（HOST) 1 03や第 1のルータ 104 (R o u t e r) が接続されている。第 1のルータ 1 04は無線通信回線 105と通信を行うための第 1の通信機 1 06が接続されている。第 2の LAN 102には図示しないホストコンピュータによって制御される端末 107と第 2のルータ 1 08が接続されている。この第 2のルータ 108 には無線通信回線 105と通信を行うための第 2の通信機 109が接続されている。

このような可変通信システムで第 1および第 2の通信機 106、 109は、無線通信回線 1 05を用いた通信を行うときの通信量を監視するようになっている。そして、通信量が比較的多レ、場合と少ない場合とでそれぞれの情報速度を切り替えて通信を行うようになっている。ただし、無線通信回線 1 05を通信される通信データの転送レートは常に一定となっており、その代わり通信量が比較的多い場合には通常の P SK (Phase Shift Keying：位相偏移）変調方式を採用して情報の伝送を行う。また、通信量が比較的少ない場合にはスペクトラム拡散による通信を行う。通信データの転送レートが変わらないので、通信量が変動しても伝送速度の切り替え時に伝送速度の再同期が不要であり、通信断の時間がなくなる。図 2は、本実施例の第 1の通信機の送信部の構成を表わしたものである。図 1 に示した第 2の通信機 109の送信部も第 1の通信機 106の送信部と基本的に同一の構成となっている。このため第 2の通信機 1 09の送信部の説明は省略する。

第 1の通信機の送信部 1 2 1は、図 1に示した第 1のルータ 104から送られてくる通信データ 1 22を入力する送信用バッファ 1 23を備えている。送信用バッファ 1 23は比較的容量の小さなメモリであり、通信量監視回路 1 24がその使用量の変化をチェックすることで通信量を監視している。そして、第 1のルータ 1 04から送られてくる通信データ 1 22の量が比較的多いか比較的少ないかを示した通信量大小判別信号 1 25を出力するようになっている。この通信量大小判別信号 125は、読出クロック選択器 1 26および拡散符号選択スィツチ 1 2 7の制御端子に入力される。

ここで、読出クロック選択器 1 2 6はチップクロック発振器 1 2 8から出力される所定周波数のチップクロック 1 2 9と、このチップクロック 1 2 9を N分の 1に分周する N分の 1分周器 1 3 1の分周出力 1 3 2の一方を選択して、読出クロック 1 3 3として送信用バッファ 1 2 3に供給するようになっている。ただし、ここで数値 Nは 2以上の整数である。また、拡散符号選択スィッチ 1 2 7は、拡散符号発生回路 1 3 4から出力される拡散符号 1 3 5を排他的加算器 1 3 6の一方の入力端子に供給するのをオン ·オフするためのスィツチである。拡散符号選択スィツチ 1 2 7はその接点が開いているとき排他的加算器 1 3 6のこの入力端子に信号 " 0 " あるいは信号 " 1 " の固定値を供給するようになっている。

拡散符号発生回路 1 3 4には、チップクロック 1 2 9が供給されている。排他的加算器 1 3 6の他方の入力端子には、送信用バッファ 1 2 3から読出クロック

1 3 3によって読み出された通信データ 1 3 7が入力される。排他的加算器 1 3 6は、入力された拡散符号 1 3 5と通信データ 1 3 7の排他的論理和（E O R ) を取り、その加算出力 1 3 8を変調器 1 3 9に入力するようになっている。変調器 1 3 9はこれを変調して、変調出力 1 4 1を図 1に示した無線通信回線 1 0 5 に送出することになる。ここで変調器 1 3 9は通信量が比較的少ないときにはスぺクトラム拡散を行い、比較的多いときには通常の P S K変調を行うことになる。図 3は、これに対して本実施例の第 2の通信機の受信部の構成を表わしたものである。図 1に示した第 1の通信機 1 0 6の受信部も第 2の通信機 1 0 9の受信部と基本的に同一の構成となっている。このため第 1の通信機 1 0 6の受信部の説明は省略する。

第 2の通信機の受信部 1 5 1は、図 1に示した無線通信回線 1 0 5から受信した受信信号 1 5 2を入力して復調する復調器 1 5 3を備えている。復調器 1 5 3 は復調データ 1 5 4を出力する。復調データ 1 5 4は排他的加算器 1 5 5の一方の入力になると共に逆拡散同期回路 1 5 6の入力となる。また、復調データ 1 5 4は受信クロック再生回路 1 5 8にも入力され、受信クロック 1 5 9が再生される。なお、受信クロック再生回路 1 5 8は復調データ 1 5 4を入力とせず、独自に予め取り決めた周波数の受信クロック 1 5 9を生成してもよい。受信クロック 1 5 9は、逆拡散符号発生回路 1 6 1と、書込クロック選択器 1 6 2の一方の入力端子と、この他方の入力端子に分周出力 1 6 3を入力する N分の 1分周器 1 6 4にそれぞれ入力される。逆拡散符号発生回路 1 6 1は、受信クロック 1 5 9を基にして逆拡散符号 1 6 5を発生させ、これを逆拡散符号選択スィツチ 1 6 6に供給するようになっている。

一方、逆拡散同期回路 1 5 6は復調データ 1 5 4を基にして正常にスぺクトラム逆拡散ができるかどうかをチェックする。そして、正常にスペクトラム逆拡散ができる場合にはその復調データ 1 5 4がスぺクトラム拡散による通信によるもの、すなわち通信量が比較的少ない場合の通信であるとし、これ以外の場合には通常の P S K変調方式を採用した通信、すなわち通信量が比較的多い場合の通信であると判別する。そして、これらの結果を通信量大小判別信号 1 6 7として出力する。通信量大小判別信号 1 6 7は、書込クロック選択器 1 6 2と逆拡散符号選択スィッチ 1 6 6に供給される。逆拡散同期回路 1 5 6は、また、正常にスぺクトラム逆拡散ができる場合には同期タイミング信号 1 6 8を出力して、これを N分の 1分周器 1 6 4に供給するようになっている。

したがって、通信量が比較的少なくスぺクトラム拡散が行われる場合には通信量大小判別信号 1 6 7によって逆拡散符号選択スィッチ 1 6 6の接点が閉じ、逆拡散符号 1 6 5が排他的加算器 1 5 5に入力される。排他的加算器 1 5 5はこの逆拡散符号 1 6 5によって復調データ 1 5 4を逆拡散し、通信データ 1 6 9を受信用バッファ 1 7 1に供給する。スぺクトラム拡散が行われているこの場合には、同期タイミング信号 1 6 8が N分の 1分周器 1 6 4に供給されており、受信クロック 1 5 9を N分の 1に分周した分周出力 1 6 3が受信クロック 1 5 9と共に書込クロック選択器 1 6 2に供給されている。書込クロック選択器 1 6 2は通信量が比較的少ない場合を示す通信量大小判別信号 1 6 7を入力しており、この状態で受信クロック 1 5 9を N分の 1に分周した分周出力 1 6 3を選択し、これを書込クロック 1 7 2として受信用バッファ 1 7 1に供給している。したがって、通信量が比較的少なくスぺクトラム拡散が行われている場合には、受信クロック 1 5 9を N分の 1に分周した分周出力 1 6 3で通信データ 1 6 9がサンプリングされて受信用バッファ 1 7 1に書き込まれることになる。これに対して、通信量が比較的多く通常の P SK変調方式で通信が行われる場合には、通信量大小判別信号 1 67によって逆拡散符号選択スィッチ 1 66の接点が開いている。したがって、復調器 1 53から出力される復調データ 1 54は排他的加算器 155をそのまま通過して受信用バッファ 1 71に供給される。このとき、書込クロック選択器 162は受信クロック 159を選択して書込クロック 1 72として受信用バッファ 1 71に供給している。したがって、通信量が多いこの場合には周波数の高いこの書込クロック 1 72で通信データ 169がサンプリングされて受信用バッファ 1 71に書き込まれる。このようにして受信用バッファ 171に格納された通信データ 169は通信データ 1 73として順次読み出されることになる。

図 4 Aおよび図 4 Bは、本実施例における通信量で切り替えを行う場合のこれらのスぺクトラムを対比したものであり、前者は通信量が比較的少ない場合を、また後者は通信量が比較的多い場合を示している。本実施例では通信量が比較的少ない場合に、図 2で示した拡散符号発生回路 1 34から出力される拡散符号 1 35を通信データ 1 3 7に排他的に加算することによって、スぺクトラム拡散を行っている。このときのチップクロック 1 29は送信用バッファ 1 23から読出クロック 1 33によって読み出される通信データ 1 37の N倍である。したがつて、伝送されるデータを拡散して、占有帯域幅を広げて送信を行う。

図 5 Aおよび図 5 Bは、本実施例と対比するために従来の通信量で切り替えを行う場合のこれらのスぺクトラムを対比したものであり、前者は通信量が比較的少ない場合を、また後者は通信量が比較的多い場合を示している。従来では通信量が比較的少ない場合も通常の通信方式を採用しているので、占有帯域幅はデータ量に応じた狭い範囲となっている。

今、通信量が比較的少ない場合として、 1 6 k b p s (キロビット /秒）の情報が存在したものとする。これを QP SK (Quadrature Phase Shift Keying, Q uadri- Phase Shift Keying) 方式で変調して伝送した場合、伝送シンボル速度は 16 kHzとなる。ここで QP SK方式ではベースバンドのビット情報（00， 01, 10， 1 1) を搬送波の位相（0° 、 90° 、 1 80° 、 270° ) に対応させる変調方式である。図 5 Aはこれを示している。本実施例のようにスペクトラム拡散を行うものとする。拡散率が " 1 2 8 " の場合には、伝送シンボル速度との掛け合わせた値がチップクロック 1 2 9の周波数となり、これは 2 0 4 8 k H zである。スペクトラム拡散の場合には、図 5 A に対応する図 4 Aに示すように、これに伴って必要帯域幅も 1 2 8倍に広がる。ただし、伝送品質を保っための送信パワー、すなわち受信側で必要な E b ZN o (ディジタル変調信号におけるビットあたりの電力密度対雑音電力密度比）を得るための送信パワーは、 2 0 4 8 k b p sの情報を同じレートで 2分の 1の誤り訂正および Q P S Kで伝送する従来の場合と比較すると、エネルギが拡散されているために 1 2 8分の 1で済む。これは約 2 1 d Bの電力の差に相当する。次に、通信量が比較的多い場合を説明する。この場合、本実施例ではスぺクトラム拡散の手法を用いずに、通常の P S K変調を行っている。伝送シンボルレートは、チップクロック 1 2 9の速度と同一に設定してある。通信量が比較的多い場合には、図 2に示した送信用バッファ 1 2 3から通信データ 1 3 7を^み出す読出クロック 1 3 3の周波数が当然高くなるからである。また、本実施例では搬送波の中心周波数は図 4 Bに示すようにスぺクトラム拡散を行ったものと同一にしている。すなわち、通信量が比較的少ない場合が 1 6 k b p sの情報レートであつたのに対して、 2 0 4 8 k b p sの情報レートにすることで、比較的多い通信量に対応している。この場合、 1 6 k b p sのときと同一の伝送品質を確保するものとすると、送信出力パワーは 2 1 d B高くする必要が生じる。なお、従来の通信量が比較的多い場合を示す図 5 Bは、本実施例の通信量が比較的多い場合を示す図 4 Bと同一の通信方式で通信を行うものとして表わしている。

このように本実施例では通信量の多少、すなわちトラヒックの多少に応じて伝送速度を変更する場合に、伝送シンボルレート自体は変更されないので、伝送速度の切り替え時に復調器が変更後の伝送速度に再同期を行うために要する通信断の時間を無くすことができる。このため、従来、通信断に対処するために必要とされた送受信に係わるデータを一時的に貯蔵するためのバッファ領域を不要とすることができる。したがって、実施例の場合には通信量を判別したりするための最小限のバッファメモリのみを必要とすることになり、バッファ容量の大幅な削減が可能になる。このため、装置の簡略化と共に装置のコストダウンを図ることが可能になる。

第 2の実施例

以上説明した第 1の実施例では通信データ 1 2 2を一時的に蓄える送信用バッファ 1 2 3に接続された通信量監視回路 1 2 4で蓄えられた通信データの量が多くなった段階で、通信量が比較的多いものと判断して通常の P S K変調を行うこととし、それ以外の場合には通信量が比較的小さいものと判断してスぺクトラム拡散の手法で通信を行うものとした。このとき、通信量監視回路 1 2 4が同一のしきい値を基にして通信量の多少を判別すると、通信量がこれらの中間的な値の近傍となっているとき、情報速度の切り替えが頻繁に生じる可能性がある。このような頻繁な切り替えを防止するためには、情報速度を高い方から低い方に切り替えるしきい値と、この逆に低い方から高い方に切り替えるしきい値に所定の差分を設定するようにすればよい。具体的には、情報速度を高い方から低い方に切り替えるしきい値を、低い方から高い方に切り替えるしきい値よりも小さい値に設定すればよい。

第 3の実施例

図 6は携帯電話機で通信データの量に応じて通信方法を切り替える場合の切替制御の一例を第 3の実施例として示したものである。この実施例では図示しない C P U (中央処理装置）が同じく図示しない携帯電話機内に備えられており、所定の制御プログラムを実行することで通信方法を切り替えている。 C P Uは音声による通常の通話モードであるかどうかを判別し（ステップ S 2 0 1 ) 、通常の通話モード場合には（Y) 、次に説明する他のモードよりも通信データの量が少ないのでスペクトラム拡散の手法を用いて送信を行う（ステップ S 2 0 2 ) 。これに対して、テレビ電話モードである場合や（ステップ S 2 0 3 ： Y) 、ィンターネットに接続してコンテンツのダウンロードを行ったりするウェブァクセスモードを実行する場合には（ステップ S 2 0 4 ： Y) 、通信データの量が比較的多いものとして通常の P S K変調を行って送信する（ステップ S 2 0 5 ) 。第 1の実施例と同様に、ステップ S 2 0 2のスぺクトラム拡散とステップ S 2 0 5 の P S K変調で伝送シンボルレートは同一となっている。したがって、情報速度の切り替え時に復調器が変更後の伝送速度に再同期を行うために要する通信断の時間を無くすことができる。しかもこの第 3の実施例の場合には、第 1の実施例のような送信用バッファ 1 2 3を用いることなく通信量の多少を判別するので、バッファの容量を更に減少させることが可能である。

第 4の実施例

図 7は本発明の第 4の実施例における第 1の通信機の送信部の構成を表わしたものであり、第 1の実施例の図 2に対応するものである。図 7で図 2と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。

この第 4の実施例における第 1の通信機の送信部 1 2 1 Aでは、送信用バッファ 1 2 3から出力される通信データ 1 3 7力直接、ベースバンド変調器 1 3 9 Aに入力され、ここでベースバンドの変調が行われる。変調後の通信データ 3 0 1が排他的加算器 1 3 6の一方の入力端子入力されることになる。排他的加算器 1 3 6は、他方の入力端子に入力された拡散符号 1 3 5と通信データ 3 0 1の排他的論理和（E O R) を取り、その加算出力を変調出力 1 4 1として図 1に示した無線通信回線 1 0 5に送出することになる。これ以外の点は第 1の実施例と同一である。

なお、上述した実施例では通信データの量が比較的多い場合に通常の P S K変調を行ったが、スぺクトラム拡散を行うチップク口ックと同一のク口ック周波数であれば、他の変調方式で変調してもよいことは当然である。以上説明したように、上述した実施例によれば、伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別して少ない場合にはスぺクトラム拡散して帯域幅を広げ、多い場合と同じ帯域幅で中心周波数も同じものが送信できるようにした。このため、送信側でこのような 2種類の信号形態を情報の大小に応じて選択して送信するにも係わらず、受信側では伝送速度に変更がないため信号形態が切り替えられる際に復調器を再同期する必要がない。このため、通信断が生ぜずこれに対処するためのバッファ領域を不要とするだけでなく、通信断に対応するためのその他の回路を不要とし、送受信装置の回路の簡略化とコストダウンを図ることができる。また、伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的少ない場合には、従来と比べて帯域幅が広がるので安定した通信を維持できるという効果力 ^sある。

また、情報量大小判別手段が 2つの異なったしきい値を採用することにより、情報量が中間的な値を取るような場合にも、回路の安定的な動作が可能になる。また、情報量大小判別手段が実際に処理する情報の量から情報量の大小を判別するのではなく、伝送する情報を取得する経路や装置の採るモードによって情報量の大小を判別するようにしてもよい。たとえばホームページの閲覧を行う場合には比較的大容量のデータがダウンロードされるので、そのような経路を選択したときには情報量が比較的大きいものとして処理する。また、テレビ電話を行うテレビ電話モードに移行すると比較的大容量の画像データが通信されるので、そのような経路を選択したときには情報量が比較的大きいものとして処理する。これにより、画一的な処理が行われるので、回路に判断のための負担を掛けず、またバッファメモリを小容量にすることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別する情報量大小判別手段と、この情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判別したとき、この情報としての第 1の情報を所定の中心周波数で所定の帯域幅の信号形式にディジタル変調して通信データとして送出する第 1の通信データ送出手段と、前記情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判別したとき、この情報としての第 2の情報を前記中心周波数で前記所定の帯域幅と同一の帯域幅にスぺクトラム拡散してディジタル変調し前記通信データとして送出する第 2 の通信データ送出手段とを備えた送信装置と、

この送信装置から送られてくる前記通信データを復調する復調手段と、復調後の信号が正常にスぺクトラム逆拡散可能か否かをチェックする逆拡散可否判別手段と、この逆拡散可否判別手段によってスぺクトラム逆拡散が正常に行われないと判別されたとき前記復調手段の復調後の信号から前記第 1の情報を再生する第 1の情報再生手段と、前記逆拡散可否判別手段によってスぺクトラム逆拡散が正常に行われると判別されたとき前記復調手段の復調後の信号をスぺクトラム逆拡散するスぺクトラム逆拡散手段と、このスぺクトラム逆拡散手段のスぺクトラム逆拡散後の信号から前記第 2の情報を再生する第 2の情報再生手段とを備えた受を具備することを特徴とする可変通信システム。 '

2 . 請求の範囲第 1項記載の可変通信システムにおいて、

前記送信装置は、伝送する情報を順次入力すると共に所定の読出クロックに同期してこれを出力する送信用バッファを更に備え、

前記情報量大小判別手段は、前記送信用バッファに残っている前記情報の量から情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別することを特徴とする可変通信システム。

3 . 請求の範囲第 2項記載の可変通信システムにおいて、

前記第 1および第 2の通信データ送出手段は、所定の周波数のチップクロックを出力するチップク口ック生成手段と、このチップク口ック生成手段から出力されるチップクロックを所定の分周比で分周する送信側分周手段と、前記情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判別したとき前記読出ク口ックを前記チップクロックとし、比較的少ないと判別したときこの読出クロックを前記送信側分周手段によってチップクロックを分周したクロックとする読出クロック選択手段と、前記チップクロックを入力して拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、この拡散符号発生手段の出力を入力し前記情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオンとなる送信側スィツチ手段と、前記送信用バッファから読出クロックに同期して出力される情報と前記送信側スィッチ手段の出力との排他的論理和をとる送信側排他的加算手段と、この送信側排他的加算手段の出力をディジタル変調して前記通信データとして送信する変調手段とを有することを特徴とする可変通信システム。

4 . 請求の範囲第 2項記載の可変通信システムにおいて、

前記第 1および第 2の通信データ送出手段は、所定の周波数のチップクロックを出力するチップク口ック生成手段と、このチップク口ック生成手段から出力されるチップクロックを所定の分周比で分周する送信側分周手段と、前記情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的多いと判別したとき前記読出クロックを前記チップクロックとし、比較的少ないと判別したときこの読出クロックを前記送信側分周手段によってチップクロックを分周したクロックとする読出クロック選択手段と、前記送信用バッファから読出クロックに同期して出力される情報をディジタル変調して出力する変調手段と、前記チップクロックを入力して拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、この拡散符号発生手段の出力を入力し前記情報量大小判別手段が伝送する情報を比較的少ないと判別したときのみオンとなる送信側スィツチ手段と、前記変調手段の出力と前記送信側スィツチ手段の出力との排他的論理和をとり前記通信データとして送信する送信側排他的加算手段とを有することを特徴とする可変通信システム。

5 . 請求の範囲第 3項記載の可変通信システムにおいて、

前記スペクトラム逆拡散手段および前記第 1 , 第 2の情報再生手段は、前記チップクロックと同一の受信ク口ックを出力する受信ク口ック生成手段と、この受信クロック生成手段から出力される受信クロックを基にして逆拡散符号を発生させる逆拡散符号発生手段と、この逆拡散符号発生手段の出力を入力し前記逆拡散可否判別手段が逆拡散が可能と判別したときのみオンとなる受信側スィッチ手段と、この受信側スィツチ手段の出力と前記復調手段の復調後の信号との排他的論理和をとる受信側排他的加算手段と、前記受信クロックを前記所定の分周比で分周する受信側分周手段と、前記逆拡散可否判別手段が逆拡散が可能でないと判別したとき前記受信クロックを選択し、逆拡散が可能と判別したときこの受信クロックを前記受信側分周手段によって分周したクロックを選択して書込クロックとして出力する書込ク口ック選択手段と、前記受信側排他的加算手段の出力を入力として書込ク口ック選択手段の選択した書込ク口ックによってこれを書き込む受信用バッファとを有し、この受信用バッファに格納されたデータを前記伝送する情報とすることを特徴とする可変通信システム。

6 . 請求の範囲第 5項記載の可変通信システムにおいて、

前記受信ク口ック生成手段は、前記復調手段に入力した通信データから受信ク口ックを再生する受信ク口ック再生手段であることを特徴とする可変通信システム。

7 . 請求の範囲第 2項記載の可変通信システムにおいて、

前記情報量大小判別手段は、情報量が比較的大きいと判別するしきい値と比較的少ないと判別するしきい値に所定の差分を設定していることを特徴とする可変通信システム。

8 . 請求の範囲第 7項記載の可変通信システムにおいて、

前記情報量大小判別手段は、情報量が比較的大きいと判別するしきい値を比較的少ないと判別するしきい値よりも大きい値に設定していることを特徴とする可変通信システム。

9 . 請求の範囲第 1項記載の可変通信システムにおいて、

前記情報量大小判別手段は、伝送する情報を取得する経路が予め特定された経路であるか否かによって伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別することを特徴とする可変通信システム。

1 0 . 請求の範囲第 1項記載の可変通信システムにおいて、

前記情報量大小判別手段は、伝送する情報を処理する装置が予め特定されたモ一ドに設定されているか否かによつて伝送する情報の単位時間当たりの量が比較的多いか少ないかを判別することを特徴とする可変通信システム。

1 1 . 請求の範囲第 1項記載の可変通信システムにおいて、

前記送信装置および受信装置は、無線装置であることを特徴とする可変通信システム。

1 2 . 請求の範囲第 1項記載の可変通信システムにおいて、

前記送信装置は、伝送速度に比例して送信パワーを出力することを特徴とする可変通信システム。