JPH10210007A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データを多重化して通信を行う無線通信装置
において、無線プロトコル情報の多重数を適正に制御し
て、通信の信頼性を向上することを目的とする。 【解決手段】 プリアンブルに続くデータ送信開始時に
送出される無線プロトコル情報の送出に際し、多重チャ
ネル数を変えて変調を行う変調回路１０４を有するとと
もに、プロトコル情報のエラーレートおよびデータ期間
のエラーレートを管理し、このエラーレート情報に応じ
てプロトコル情報のチャネル多重数を変更するととも
に、該多重数に併せた無線プロトコル情報の１チャネル
当りの送信電力を可変制御する制御回路１０１を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの多重通信
を行うスペクトラム拡散通信等の無線通信装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、データを多重化して通信を行
うスペクトラム拡散通信においては、同期捕捉を行うた
めに用いられる多重化されていないプリアンブル期間
と、データの送受信を行うために多重化して伝送を行う
データ転送期間とを有する。

【０００３】そして、データ転送期間においては、無線
通信に必要なプロトコルヘッダが含まれており、このヘ
ッダによって通信局の特定情報、ステータス情報、デー
タ長情報、送信電力制御情報等の無線プロトコル情報を
送受信する構成がとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、プロトコルヘッダは、データと同じチャ
ネル多重数によって送受信されることから、通信状態が
悪い場合、無線プロトコル情報を適正に判断できず、例
えば相手局の状況を把握できなくなるという恐れがあ
る。

【０００５】また、さらにこの無線プロトコル情報によ
り送信タイミング制御等を行うシステムにおいては、ポ
ーリング情報が失われることにより、通信そのものがで
きなくなってしまう恐れもある。

【０００６】本発明は、無線プロトコル情報の多重数を
適正に制御して、通信の信頼性を向上することができる
無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリアンブル
に続くデータ送信開始時に送出される無線プロトコル情
報の送出に際し、多重チャネル数を変えて変調を行う変
調手段と、該多重数に併せた無線プロトコル情報の１チ
ャネル当りの送信電力を可変制御する電力制御手段と、
異なる多重データを復調する復調手段と、プロトコル情
報のエラーレートおよびデータ期間のエラーレートを検
出して蓄積するエラー管理手段と、このエラーレート情
報に応じてプロトコル情報のチャネル多重数を変更する
制御手段と、各エラーレートをプロトコルデータとして
相手局に送出する送出手段と、相手局のエラーレートを
解析する解析手段等を有する。

【０００８】このような構成により、無線局間のステー
タス情報等の誤り率の改善し、最悪データ通信ができな
い状態においても、受信状態を相手局に伝えることが可
能となる。また、プロトコルデータの正常通信の確率を
向上できるので、エラーレートに基づく送信電力制御に
よる通信状態の改善や、送信側のアンテナ切り替えによ
る通信状態の改善を行うことが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態および実施例】図１は、本発明の一
実施例における無線通信装置の構成を示すブロック図で
あり、図２、図３は、本実施例において送受信されるパ
ケットおよび信号を示すタイムチャートである。

【００１０】図１において、制御回路１０１は、無線部
の制御および無線プロトコルデータの生成・解析を行う
ものであり、外部インターフェース回路１０２は、外部
機器とのインターフェースをとるものである。符号発生
回路１０３は、多重データの変復調を行うための拡散符
号を発生させるものであり、変調回路１０４は、選択さ
れた拡散符号の数に併せてデータを変調するものであ
り、フォアードエラーコレクション（以下、ＦＥＣとい
う）を行うための符号化器が含まれる。

【００１１】変調回路１０４からの信号は、ミキサ１０
６により局部発振器１０７の周波数信号と重畳され、ア
ンプ１０９、スイッチ１１０を経てアンテナ１１１より
送出される。

【００１２】復調回路１０５は、多重チャネルに割り当
てられた全ての拡散符号と受信波の相関を取り逆拡散動
作を行う。また、さらに逆拡散を行った後にＦＥＣ部に
よって復調データのエラー訂正を行うとともに、エラー
の発生情報を制御部に対して送出する。

【００１３】アンテナ１１１で受信した信号は、スイッ
チ１１０、アンプ１１２を経て、ミキサ１１３により局
部発振器１１４の周波数信号と重畳され、さらにバンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）１１５、アンプ１１６を経て同
期回路１１７に入力され、同期捕捉等が行われるととも
に、復調回路１０５に入力され、上述の逆拡散等により
元の多重データに復元される。

【００１４】図２に示すパケット２０１は、同期捕捉を
行うためのプリアンブル期間２０２とプロトコルデータ
送出期間２０３とを有する。また、内部送信要求信号２
０４は、図２に示すような無線プロトコルデータのみを
データとして送信する場合に、制御回路１０１内部で生
成される。内部データ送出タイミング信号２０５は、プ
リアンブル送出時間の終了後に生成される。プロトコル
データ２０６は、前記データ送出タイミングに併せて送
出される。

【００１５】一方、受信データ開始信号２０７は、復調
回路１０５により生成される受信データの開始を示す信
号であり、受信データ２０８は、前記信号タイミングに
従って出力される。また、受信データタイミング信号２
０９は、制御回路１０１より出力されるタイミング信号
であり、プロトコルデータ受信後にデータが存在した場
合にだけ外部インターフェース回路１０２に対して出力
される。よって、図２に示す場合には、受信データタイ
ミング信号２０９は、オンしない。

【００１６】また、図３に示すパケット２１０は、プリ
アンブル期間２０２とプロトコルデータ送出期間２０３
に続いて、データ期間２１１を有する。

【００１７】送信要求信号２１２は、この場合、外部イ
ンターフェース回路１０２より制御回路１０１に対して
出力される。そして、データ送信指示信号２１３は、制
御回路１０１より生成される。この信号２１３は、制御
回路１０１からプロトコルデータの送出後、外部インタ
ーフェース回路１０２に対して送出され、この信号タイ
ミングに従ってデータが送出される。また、データ２１
４は、この場合、プロトコルデータおよびデータを含む
ものである。

【００１８】一方、受信データ開始信号２１５は、復調
回路１０５により生成される受信データの開始を示す信
号であり、受信データ２１６は、前記信号タイミングに
従って出力される。また、受信データタイミング信号２
１７は、制御回路１０１より出力されるタイミング信号
であり、プロトコルデータ受信後にデータが存在した場
合にだけ外部インターフェース回路１０２に対して出力
される。よって、図３に示す場合には、データ期間２１
１に対応して受信データタイミング信号２１７がオンす
る。

【００１９】以下、具体的な動作について説明を行う。

【００２０】図４〜図６は、本実施例における動作を示
すフローチャートであり、図４は、電源投入時の制御回
路の動作を示し、図５は、送信時の制御回路の動作を示
している。また、図６は、受信時の制御回路の動作を示
している。

【００２１】まず、図４において、通信装置の電源が投
入されると（Ｓ１）、制御回路１０１は、電源投入を知
らせるためにプロトコルデータのみのパケット送信を行
うべく、内部で送信タイミング信号２０４を生成し、予
め定められたプリアンブル送出時間をカウントするため
の内部カウンタをスタートさせた後に、まだ信号受信を
していない状態なので、プロトコルデータの送信多重数
をデータ送信時の多重数の半分に設定し（Ｓ２）、プリ
アンブルの送出を指示し（Ｓ３）、プリアンブル送出時
間のタイムオーバをモニタする。

【００２２】この信号に従って、符号発生回路１０３は
予めプリアンブルに割り当てられた１つの拡散符号を変
調回路１０４に出力する。これを受けた変調回路１０４
はデータの無い状態で、１つの拡散符号に全ての送信電
力を用いてプリアンブルを送信する。

【００２３】そして、プリアンブル送出時間検出タイマ
がオーバーフローした時点で、プロトコルデータ送出タ
イミング信号２０５が生成される。これを検出（Ｓ４）
した制御回路１０１は、まず符号発生回路１０３に対し
て、アドレス送信用に予め決められた多重数（例えば
４）を出力した後に、変調回路１０４に対して自局アド
レスおよび、ブロードキャストアドレスを送出する（Ｓ
５）。

【００２４】多重情報を受けた符号発生回路１０３は、
４チャネル分の拡散符号を変調回路１０４に対して出力
し、これを受けた変調回路１０４は、送信電力を４等分
して各チャネルに割り当て、アドレス情報を４多重して
送信を行う。

【００２５】アドレス送信を終了すると制御回路１０１
は、次に符号発生回路１０３に対してデータ多重数の半
分の多重数（例えば８）を出力し、その後、プロトコル
データを送出する（Ｓ６）。

【００２６】これを受けた符号発生回路１０３は、前記
と同様に変調回路１０４に対し、８チャネル分の拡散符
号を発生して出力を行う。変調回路１０４では、次に送
信電力を８等分して各チャネルに割り当て、プロトコル
データを送信する。プロトコル情報の送出が完了した時
点で（Ｓ７）、制御回路１０１は、内部送信タイミング
信号をディセーブルにし、送信動作を完了して受信待機
状態を保持する。

【００２７】次に、図５において、外部インターフェー
ス１０２より、送信要求信号２１２が制御回路１０１に
出力されると（Ｓ１１）、前記と同様の手順によりプロ
トコルデータの送出を行った後（Ｓ１９）、プロトコル
データの送信が終了した時点で（Ｓ２０）、制御回路１
０１は、符号発生回路１０３に対し、最大多重数（例え
ば１６）を出力して外部インターフェース回路１０２に
対し、データ送信開始信号を送出する（Ｓ２１）。

【００２８】これを受けた外部インターフェース回路１
０２は、送信データの出力を変調回路１０４に対して始
める。変調回路１０４では、送信電力を１６等分し、各
チャネルに対して割り当てて、多重データ信号を出力す
る。変調回路１０４では、これまでのプリアンブルを除
く一連の送信データに対して、ＦＥＣ符号化を行った後
に拡散変調を行っている。

【００２９】この後、制御回路１０１は、データの送出
が完了した時点で（Ｓ２２）、送信動作を完了して受信
待機状態を保持する。

【００３０】また、このような送信動作において、制御
回路１０１は、プロトコルデータチャネルの多重数変更
動作を行う。

【００３１】これは、プリアンブル送出指示の後（Ｓ１
２）、前回のプロトコルデータが相手局で有効に受信さ
れたかどうかを示すフラグをチェックし（Ｓ１３）、相
手局で有効な受信が行えなかった場合には、プロトコル
データチャネルの多重数を減らす指示を行い、１チャネ
ルあたりの送信電力を上げて送出する（Ｓ１６）。

【００３２】また、Ｓ１３で前回のプロトコルデータが
相手局で有効に受信できていた場合には、その多重数が
最大でなく（Ｓ１４）、かつ、プロトコルデータチャネ
ルの多重数の変更する要求がある場合（Ｓ１５）、プロ
トコルデータチャネルの多重数を増やす指示を行う（Ｓ
１６）。なお、この多重数の変更処理については、受信
側の動作に関連してさらに後述する。

【００３３】次に、図６に基づき、受信動作について説
明を行う。

【００３４】受信側では、まず、受信待機状態（Ｓ３
１）において、プリアンブル２０２の検出を行い（Ｓ３
２）、プリアンブル２０２が検出されて同期捕捉が終了
すると（Ｓ３３）、復調回路１０５は、多重に用いられ
る全ての拡散符号に対して相関動作を行い復調を行う。

【００３５】そして、正しく相関復調がなされると、制
御回路１０１に対して受信データ開始タイミング信号２
０７を出力した後、復調受信データ２０９を出力する。
なお、仮に同期確立後、正しく復調されなかった場合、
制御回路１０１は受信待機状態（Ｓ３１）に戻る。

【００３６】受信データ開始タイミング信号２０７およ
び受信データ２０８を受けた制御回路１０１は、まずア
ドレス情報の解析を行い（Ｓ３４）、受信パケットが自
局宛でなかった場合は（Ｓ３５）、復調回路１０５に対
して動作終了信号を送出し、受信待機状態に戻る（Ｓ３
１）。

【００３７】また、受信パケットが自局宛の場合、制御
回路１０１はプロトコルデータの解析を行うとともに
（Ｓ３６）、復調回路より送出されるチャネル多重情報
およびプロトコルデータのエラーレート情報（ＢＥＲ情
報）を蓄積し、送信局アドレスとともに蓄積を行う（Ｓ
３７）。

【００３８】そして、仮に受信プロトコルデータのエラ
ーレートが悪い場合（Ｓ３８）、相手局に対して次回送
信時のプロトコルデータの多重数を減らす要求フラグを
たてる（Ｓ３９）。このフラグが立っていた場合、その
アドレスの示す相手に対して送信動作を行うときに、制
御回路１０１は、プロトコルデータの多重数を減らす指
示を行い、これにより、プロトコルデータに割り当てら
れる１チャネルあたりの送信電力を上げて送出する（図
５のＳ１６）。

【００３９】さらに、受信パケットにデータが含まれて
いる場合（Ｓ４０）、制御回路１０１は外部インターフ
ェース１０２に対して受信データタイミング信号２０９
を出力し、データ期間のエラーレート情報の蓄積を行う
（Ｓ４１）。この信号を受けた外部インターフェース回
路１０２は、この信号がディセーブルになるまでの間を
正しい受信データとして処理を行う。

【００４０】受信データタイミング信号２０９は、復調
回路１０５において相関復調動作が終了し、受信データ
開始信号２０７がディセーブルになった時点でディセー
ブルとなる。データ受信が終了すると（Ｓ４２）、制御
回路１０１は、受信動作を終了し、データ期間のエラー
レート情報とプロトコルデータ期間のエラーレート情報
を蓄積し（Ｓ４３）、エラーレートが良かった場合、プ
ロトコルデータチャネル多重数を増やす要求フラグを立
てる（Ｓ４４）。

【００４１】このフラグが立った場合、前記と同様の動
作により、プロトコルデータチャネル当たりの送信電力
を下げて送信を行う（図５のＳ１６）。

【００４２】以上のように、本実施例によれば、データ
を多重化して通信を行う無線通信装置において、無線通
信におけるエラーの発生状況を認識し、記憶するエラー
管理手段と、エラーの発生状況に基づいて無線プロトコ
ル情報の多重チャネル数を変えて変調を行う変調手段と
を有することにより、無線局間のステータス情報の誤り
率を改善でき、最悪データ通信ができない状態において
も受信状態を相手局に伝えることが可能となり、プロト
コルデータの適正通信の確率が上がることから、エラー
レートに基づく送信電力制御による通信状態の改善や、
送信側のアンテナ切り替えによる通信状態の改善を行う
ことが可能となる効果がある。

【００４３】また、通信路の状態がよい場合は、最大多
重数をデータ送信区間と同一にできることから、プロト
コル情報の送信時間を短縮することも可能となり、スル
ープットの劣化を最小限に備えることも可能となる効果
もある。

【００４４】さらに、受信状態が極端に悪い場合や他局
宛の受信データに関しては、データ受信期間に復調を停
止することが可能となり、他局データ受信時のパワーセ
ーブも実現できる効果もある。

【００４５】図７〜図９は、本発明の第２実施例におけ
る動作を示すフローチャートであり、図７は、電源投入
時の制御回路の動作を示し、図８は、送信時の制御回路
の動作を示している。また、図９は、受信時の制御回路
の動作を示している。

【００４６】この第２実施例は、アドレス情報をプロト
コルデータの多重チャネル内に含んだ場合の動作を示す
ものであり、送信側の動作では、図７、図８において、
アドレス情報の送出が無線プロトコルデータの送出（Ｓ
１０５、Ｓ１１８）に含まれる点が異なっている。

【００４７】また、受信側の動作では、プロトコルデー
タの復調を終えた後で（Ｓ１３３）、自局データである
かどうかの判断（Ｓ１３５）を行うものである。そし
て、仮に自局宛のパケットで無かった場合、送信局のア
ドレス情報・チャネル多重数・エラーレート情報を蓄積
し（Ｓ１３６）、エラーレートが悪い場合には、その送
信局宛に送信する際にプロトコルデータ多重数を減らす
フラグを立てた後、受信待機状態に戻る構成である。

【００４８】なお、その他については、前記第１実施例
の処理と同様であるので説明は省略する。

【００４９】また、以上の実施例においては、復調回路
で全ての拡散符号チャネルで相関復調を行っているが、
アドレス情報送信と同様の手順により、チャネル多重数
をプロトコルデータに先立って送信するように構成する
ことも可能であり、この情報に従ってプロトコルデータ
復調時の相関演算数を制限するようにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データを多重化して通信を行う無線通信装置において、
無線通信におけるエラーの発生状況を認識し、記憶する
エラー管理手段と、エラーの発生状況に基づいて無線プ
ロトコル情報の多重チャネル数を変えて変調を行う変調
手段とを有することにより、無線局間のステータス情報
の誤り率を改善でき、最悪データ通信ができない状態に
おいても受信状態を相手局に伝えることが可能となり、
プロトコルデータの適正通信の確率が上がることから、
エラーレートに基づく送信電力制御による通信状態の改
善や、送信側のアンテナ切り替えによる通信状態の改善
を行うことが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】上記実施例で使用するパケットの構成を示すタ
イムチャートである。

【図３】上記実施例で使用するパケットの他の構成を示
すタイムチャートである。

【図４】上記実施例による電源投入時の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図５】上記実施例による送信側の動作を示すフローチ
ャートである。

【図６】上記実施例による受信側の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明の他の実施例による電源投入時の動作を
示すフローチャートである。

【図８】上記他の実施例による送信側の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図９】上記他の実施例による受信側の動作を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０１…制御回路、 １０２…外部インターフェース回路、 １０３…符号発生回路、 １０４…変調回路、 １０５…復調回路、 １０６、１１３…ミキサ、 １０７、１１４…局部発振器、 １０９、１１２、１１６…アンプ、 １１０…スイッチ、 １１１…アンテナ、 １１５…バンドパスフィルタ、 １１７…同期回路。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを多重化して通信を行う無線通信
   装置において、 無線通信におけるエラーの発生状況を認識し、記憶する
   エラー管理手段と、エラーの発生状況に基づいて無線プ
   ロトコル情報の多重チャネル数を変えて変調を行う変調
   手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記無線プロトコル情報は、プリアンブルに続くデータ
   送信開始時に送出されることを特徴とする無線通信装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記多重チャネル数に応じて無線プロトコル情報の１チ
   ャネルあたりの送信電力を可変制御する電力制御手段を
   有することを特徴とする無線通信装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、 前記エラー管理手段は、無線プロトコル情報のエラーレ
   ートと、これに続くデータ期間のエラーレートとを検出
   して蓄積するものであることを特徴とする無線通信装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において、 異なる多重データの復調を行う復調手段を有することを
   特徴とする無線通信装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項において、 各エラーレートをプロトコルデータとして相手局に送出
   する送出手段と、前記相手局のエラーレートを解析する
   解析手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項において、 データを多重化して通信を行うスペクトラム拡散通信装
   置であることを特徴とする無線通信装置。
8. 【請求項８】 データを多重化して通信を行う際に、無
   線通信におけるエラーの発生状況を認識し、そのエラー
   の発生状況に基づいて無線プロトコル情報の多重チャネ
   ル数を変えて変調を行うことを特徴とする無線通信方
   法。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記無線プロトコル情報をプリアンブルに続くデータ送
   信開始時に送出することを特徴とする無線通信方法。
10. 【請求項１０】 請求項８または９において、 前記多重チャネル数に応じて無線プロトコル情報の１チ
    ャネルあたりの送信電力を可変制御することを特徴とす
    る無線通信方法。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれか１項におい
    て、 無線プロトコル情報のエラーレートと、これに続くデー
    タ期間のエラーレートを検出して記憶手段に蓄積してお
    き、この蓄積データより無線通信におけるエラーの発生
    状況を認識することを特徴とする無線通信方法。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれか１項におい
    て、 各エラーレートをプロトコルデータとして相手局に送出
    し、前記相手局のエラーレートを解析することを特徴と
    する無線通信方法。