JP2939112B2 - 周波数ホッピング方式スペクトル拡散無線通信方式 - Google Patents

周波数ホッピング方式スペクトル拡散無線通信方式

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JP2939112B2 JP7638994A JP7638994A JP2939112B2 JP 2939112 B2 JP2939112 B2 JP 2939112B2 JP 7638994 A JP7638994 A JP 7638994A JP 7638994 A JP7638994 A JP 7638994A JP 2939112 B2 JP2939112 B2 JP 2939112B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線LANシステムな
どに見られる、小電力データ通信システムの無線局の無
線設備としてのスペクトル拡散無線通信装置に関する。
この無線通信装置に関しては、電波法施行規則第六条第
四項、無線設備規則第四十九条の二十、郵政省令第七十
八号、郵政省令第七十九号、郵政省告示第七百五十九号
等によって周波数帯、空中線電力、呼出符号記憶装置及
び識別装置の技術的条件等が定められている。
【0002】
【従来の技術】小電力無線データ通信システムの無線局
の無線設備の条件として、その通信方式にスペクトル拡
散方式を使用し、このスペクトル拡散方式として、直接
拡散方式、周波数ホッピング方式又はこれらの複合方式
とすることが、無線設備規則第四十九条の二十に規定さ
れている。ここで周波数ホッピング方式とは、所定時間
以内毎に送信周波数を次々と変更していく方式である。
ここで、周波数ホッピングするまでに特定の周波数に滞
留できる滞留許容時間は、電波法により所定時間以内と
規定されている。
【0003】従来、この周波数ホッピング方式のスペク
トル拡散通信方式を用いた通信装置では、送信データで
ある電文の発生の都度、この電文をパケットと呼ばれる
所定の情報長に分けて図4のフローチャートに示すよう
な処理手順で送信されていた。つまり、送信機の電源が
投入されると、搬送波の中心周波数を特定の周波数F1
に設定して送信電文の発生を待ち、送信電文の発生と同
時にセットされた滞留許容時間T(電波法では0.4秒
以下とされている)を逆計測するカウントダウンタイマ
ーを始動する。そののち、前記送信電文を後述するバー
スト通信手順により1パケットずつ送信するものである
が、この1パケット送信完了には時間tを要するので、
この送信完了後の許容残余時間は、T−tとなる。従っ
てパケットの送信後にTとtの大小関係をチェックし、
T>tである間は前記パケット送信であるバースト通信
手順を繰り返し、T≦tとなった場合には、後述するホ
ッピングシーケンスにより搬送波の前記周波数F1をF
2に変更したのちに、前記カウントダウンタイマーをリ
セットして再び始動してから、前記パケット毎の送信を
繰り返す。こうして、送信を行うなかで、送信電文の未
送信電文がなくなったときは、その時点で前記送信機の
電源ON後の状態に回帰し、搬送波周波数をF1として
これを繰り返す。
【0004】つぎに前記したバースト通信手順について
図5に示し、これを説明すると、まず発信側においては
送信手段をONさせて通信相手となる無線局間のIDを
送信た(STEP10)のちに送信動作によって電文を
所定長の複数のパケットとした1つ、つまり1パケット
を送信して(STEP11)送信手段をOFFさせる
(STEP12)。このあと受信側から返されてきた前
記パケットの送信の認否応答(正常受信か異常受信かの
判定応答)を受けて異常受信である限りは前記送信手段
のON時点に回帰し、正常受信であった場合にこの手順
を終わる(STEP14)。この間カウントダウンタイ
マがカウントアップした場合にはエラー応答であった場
合でもエラーループを抜けて次のステップへ進み周波数
ホップによるリトライに処理を委ねる(STEP1
3)。また着信側においては、前記ID送信を受信した
ときにIDの認識を行い(STEP20)、正しいID
であった場合のみ受信動作(STEP21)によってパ
ケットを受信したのちに送信手段をONさせて(STE
P22)前記したパケットの正常受信か異常受信かの判
定をしてその結果を認否応答として発信側に送り返す送
信動作をして(STEP23)送信手段をOFFさせる
(STEP24)。前記判定が異常受信である限り前記
ID認識時点に回帰し、正常受信であった場合のみこの
手順を終了させる(STEP25)。以上がバースト通
信の通信手順である。
【0005】つぎに前記ホッピングシーケンス手順につ
いて図6に示しこれを説明する。まず発信側においては
前記バースト通信手順に従ってホッピング情報(次回の
送信に用いる搬送波周波数の切り換えに関する情報)を
送信し(STEP30)、前記バースト通信手順の説明
中の認否応答を着信側から受けて(STEP31)異常
受信である限りはこのホッピング情報の再送を繰り返
し、正常受信となった時点で搬送波周波数を切り換える
設定(1CHホッピング)を行って(STEP32)こ
れを終える。一方着信側においては、前記ホッピング情
報を受信して(STEP40)、これに対する受信判定
をし(STEP41)、この受信判定結果の認否の応答
を前記バースト通信手順に従って発信側に送り返すが
(STEP42)、前記受信判定結果が異常受信である
限りはこれを繰り返し(STEP43)、正常受信とな
った時点で受信すべき搬送波周波数を切り換える設定
(1CHホッピング)を行って(STEP44)これを
終える。以上がホッピングシーケンスの手順である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、POSシステ
ムなどにおいては、通常1回に発生する送信電文の長さ
は数十バイトから数百バイトであり、また、データの伝
送速度は1Mbps程度であることから、1回に発生す
る送信電文全文の送信にかかる時間は数ミリ秒以内とな
る。一方一周波数の滞留許容時間は電波法の規定から最
大0.4秒以内とされている。また、搬送波の周波数を
決定制御しているPLL(Phase−Locked
Loop)周波数シンセサイザの周波数切り換えに要す
る切り換え所要時間は最小でも数ミリ秒である。これら
のことから、一周波数の滞留時間を数ミリ秒と設定した
としても最速の周波数切り換えに要する時間(数ミリ
秒)と同等であり、またこの間に1回に発生する送信電
文は全て送信完了となってしまう。このような状態で従
来例に掲げたような制御方法を用いると、F1で送信し
たのちに周波数ホッピングをするタイミングがくる前に
搬送波送信は停止状態となり、次の送信電文が発生する
と再びF1で送信して送信完了となって搬送波送信は停
止状態となりこれを繰り返す。
【0007】このように、1回に発生する送信電文の送
信完了に要する時間が一周波数滞留許容時間の0.4秒
を越えない限り、あるいはPLL周波数シンセサイザの
周波数切り換えに要する切り換え最小時間を越えないよ
うな場合、搬送波は周波数F1のみが選択されて送信が
行われ、周波数ホッピング機能は結果的に使用されない
ことになる。また1回に発生する送信電文の送信完了に
要する時間が一周波数滞留許容時間Tを越える場合で
も、幾度か周波数ホッピングして送信完了したあとは、
再び周波数F1から送信を始めてしまう。このように送
信電文の送信完了に要する時間が前記滞留許容時間Tよ
り短い場合、つまり滞留許容時間T内に送信が完了する
場合は搬送波の周波数は常に同一のF1となる。その結
果多元無線システム内において一つの周波数のみが占有
に近い異常ふくそう状態となり、無線局間の通信妨害
や、無線システムのレスポンスに悪影響を与える危険性
があるという問題があった。
【0008】本発明は上記問題点に鑑み、周波数ホッピ
ング方式スペクトル拡散無線通信方式において、逐次発
生する送信電文がたとえどのような長さであっても周波
数ホッピングによるスペクトル拡散が常に確実になされ
て、良好な電波状況を確保できる無線通信装置を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、送信データによって搬送波を変調すると
ともにこの搬送波の周波数を所定周波数滞留許容時間毎
に変化させて前記送信データの送受信を行なう周波数ホ
ッピング方式によるスペクトル拡散無線通信方式におい
て、前記送信データの送信時、発生した一つの電文の
信データの送信が前記所定周波数滞留許容時間内に完了
したとき、次に発生する一つの電文の送信データを、直
前に送信した前記電文の送信データ搬送波の周波数と異
なる周波数の搬送波によって送信することを特徴とする
周波数ホッピング方式スペクトル拡散無線方式とした。
【0010】
【作用】周波数ホッピング方式スペクトル拡散無線通信
方式を上記のように構成することにより、送信電文発生
ごとに使用する搬送波周波数を変化させることにしたた
め、送信電文が短い場合においても特定の1周波数を占
有するようなことがなく、常に周波数ホッピングが行わ
れる。
【0011】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図1乃至図3に基づ
いて説明する。図1は本実施例による周波数ホッピング
方式スペクトル拡散無線通信装置の概要を示すブロック
図である。図1において、送信される送信電文は発生都
度インターフェース1を介してマイクロコンピュータ2
へ送られ、前記送信電文はマイクロコンピュータ2にお
いて逐次所定データ長のパケットにされた後、変調手段
3へ送出される。なお4は時間制御のためのタイマであ
る。一方PLL周波数シンセサイザ5は前記マイクロコ
ンピュータ2からの制御によって決定される発振周波数
の発振信号を変調手段3へ送出する。変調手段3では前
記パケットにされた送信データによって前記発振信号を
変調(振幅変調もしくは角度変調)し、この変調信号を
送信手段6に送出する。送信手段6ではこれを受けて電
力増幅をしてアンテナ7に給電して前記変調信号を電波
として空中に送出する。また電波受信時には前記アンテ
ナ7で受信された電波が受信手段8で特定の周波数の電
波のみに同調された後、検波手段9で前記PLL周波数
シンセサイザ4を局部発振器として信号が検波されてデ
ジタル信号に復調されて前記マイクロコンピュータ2と
前記インターフェース1を介して受信電文を得る。ここ
で、この無線通信装置が送信機として動作するか受信機
として動作するかの状態により、相互に電気的影響を受
けないようにアンテナスイッチ10が前記マイクロコン
ピュータ2により切り換え制御されている。なお、この
ような電波を空中に発射できる装置が、その操作者を含
めて稼働可能な状態に置かれているときに、これらの総
体は一般に無線局と呼ばれている。
【0012】上記構成による無線通信装置が送受信の対
応関係を有して配される無線局間通信の動作フローチャ
ートを図2に示し、これを説明する。まずデータの送信
を行う発信側はその無線通信装置の電源が投入された初
期状態において前記マイクロコンピュータ2によって前
記PLL周波数シンセサイザ5の発振周波数を制御して
送信搬送波周波数をF1に設定する(STEP1)。次
に前記インターフェース1から送信情報が入力されたか
どうかつまり送信電文の発生の有無をチェックして、発
生していない場合は送信電文の発生を待ち(STEP
2)、送信電文の発生を検出すると同時に予め所定の滞
留許容時間Tつまり0.4秒をカウントダウンタイマー
に設定してこれを起動しカウントを開始する(STEP
3)。前記送信電文は発生の都度前記マイクロプロセッ
サ2により先頭から逐次所定長のパケットとして、これ
を前記変調手段3、送信手段6に送出して、前述したバ
ースト通信手順によって送信電文の着信側無線局の受信
手段8により受信され、このデータ送信に対する認否応
答が着信側無線局の送信手段6から送信されて発信側無
線局の受信手段8で受信される(STEP4)。そして
パケット毎に送信される送信電文の残の有無をチェック
し(STEP5)、未送信電文がある限りは、前記カウ
ントダウンタイマの残余時間と1パケットの送信に要す
る時間tとの大小関係をチェックして(STEP6)、
T>tである間は前記バースト通信手順を繰り返し、T
≦tとなったときに前述したホッピングシーケンス手順
による1CHホッピングを行って送信搬送波周波数を切
り換えて(STEP7)、前記カウントダウンタイマの
設定、起動時の状態(STEP2)に回帰する。また前
記した送信電文の残の有無のチェック時点で未送信電文
が無くなったときには送信周波数を次の周波数に切り換
えた(STEP8)のちに送信電文の発生待ち時点に回
帰する。なおこの間、着信側無線局は前述したバースト
通信手順とホッピングシーケンス手順を繰り返してい
る。
【0013】上記動作フローチャートによって無線通信
装置(発信側)から発せられる電波(搬送波)の状況お
よび従来装置から発せられる電波(搬送波)は図3の
(A)および(B)のようなものとなる。すなわち本発
明によれば(A)に示すように許容滞留時間T内で送信
が終了する場合は送信電文が発生する度に搬送周波数は
F1から順次F2、F3、F4と変化する。これに対し
て従来装置においては(B)に示すように許容滞留時間
内に送信が終了した場合は送信電文が発生する度に搬送
周波数は変化することなく常に同じ周波数F1で送信さ
れてしまう。このため同時に多数の送信機によって多元
通信を行う場合にあっては、周波数F1で占有され異常
ふくそうとなり、相互に電波妨害となったり、再送信の
多発によって無線システム全体のレスポンスが悪化する
のに対し、本実施例による無線通信方式によれば、搬送
周波数が常に変化つまりホッピングされることから、従
来のような問題は防止できる。
【0014】
【発明の効果】本発明は上記のようにしたので、周波数
ホッピング方式スペクトル拡散無線通信方式において、
1電文の送信時間が1周波数滞留許容時間未満であって
も、送信周波数を毎回変更することにより、1周波数が
占有されることがなく、送信スペクトルの拡散均一性の
改良が図れ、無線局相互の電波妨害や、無線システムの
レスポンスへの悪影響を無くすことができるという効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による無線通信装置のブロック
図である。
【図2】本発明の実施例による無線通信装置の動作フロ
ーチャートである。
【図3】本発明の実施例による無線通信方式および従来
の無線通信方式による発信電波状況を示す図である。
【図4】従来例による無線通信装置の動作フローチャー
トである。
【図5】従来例による無線通信装置の動作フローチャー
トである。
【図6】従来例による無線通信装置の動作フローチャー
トである。
【符号の説明】
1 インターフェース 2 マイクロコンピュータ 3 変調手段 4 タイマ 5 PLL周波数シンセサイザ 6 送信手段 7 アンテナ 8 受信手段 9 検波手段 10 アンテナスイッチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信データによって搬送波を変調すると
    ともにこの搬送波の周波数を所定周波数滞留許容時間毎
    に変化させて前記送信データの送受信を行なう周波数ホ
    ッピング方式によるスペクトル拡散無線通信方式におい
    て、 前記送信データの送信時、発生した一つの電文の送信デ
    ータの送信が前記所定周波数滞留許容時間内に完了した
    とき、次に発生する一つの電文の送信データを、直前に
    送信した前記電文の送信データ搬送波の周波数と異なる
    周波数の搬送波によって送信することを特徴とする周波
    数ホッピング方式スペクトル拡散無線方式。
JP7638994A 1994-03-24 1994-03-24 周波数ホッピング方式スペクトル拡散無線通信方式 Expired - Lifetime JP2939112B2 (ja)

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