JPH1022875A

JPH1022875A - 無線通信システム及び無線通信方法

Info

Publication number: JPH1022875A
Application number: JP8172275A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Izumi; 通博泉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】通信不能状態に陥った場合、正常通信状態へ
容易に復帰できない。【解決手段】システムに収容される第１の端末より第
２の端末に所定のフレーム形式にて制御情報を送信し、
第２の端末は、受信した制御情報に基づいて受信周波数
の切り替えを行なう。このとき、一定時間以上に渡り制
御情報を受信できなかったり、所定のフレーム数以上に
渡りフレーム同期がとれていない状態が継続した場合、
第２の端末は単一の周波数で待機し、受信を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数ホッピング
方式にて通信を行なう無線通信システム及び無線通信方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル無線通信方式が実用化さ
れつつあり、その中で特に注目されているのがスペクト
ル拡散通信である。スペクトル拡散通信は、伝送する情
報を広い帯域に拡散することで、妨害除去能率が高ま
り、秘話性に優れた方式として知られている。世界各国
では、２．４ＧＨｚ帯の周波数がスペクトル拡散通信の
ために割り当てられ、全世界で普及が進みつつある。

【０００３】スペクトル拡散通信方式としては、大きく
分けて周波数ホッピング（ＦＨ方式）と直接拡散（ＤＳ
方式）がある。前者は、使用可能な周波数帯域を一定の
帯域幅を持つ複数の周波数チャネルに分割し、変調周波
数を一定時間以内に変化させることによって、広い帯域
を使用した伝送を行なうものである。また、後者は、伝
送する情報をその十倍から数百倍の速度の擬似雑音符号
で拡散変調することにより、広い帯域を使用する方式で
ある。

【０００４】これらの内、比較的簡単な回路構成で実現
できることから、周波数ホッピングを用いたシステム
が、既に多数提案されてきている。例えば、無線ＬＡＮ
等においては、データをパケットに組み立て、パケット
ごとに周波数を変更するような制御を行なっている。

【０００５】このようなシステムにおいて、送信側と受
信側が同じ周波数への切り替えを行なう方法としては、
あるフレーム内でそのフレームのフレーム番号情報や次
のフレームで使用する周波数情報を送信し、受信側で
は、受信した情報に基づいて周波数を切り替えるように
するものが既に提案されている。特に、本願出願人は、
それらの情報を正しく受信できない場合でも、ホッピン
グ動作を継続できる方法を既に提案している。

【０００６】その方法によれば、第一の端末がフレーム
番号情報や周波数番号情報等を送信し、第二の端末がそ
のフレーム番号情報や周波数番号情報等を受信し、これ
らフレーム番号情報と周波数番号情報を対応させたホッ
ピングパターンレジスタと、フレームの所定の位置でタ
イミング信号を発生するフレーム同期回路と、そのタイ
ミング信号に従ってカウントアップするカウンタを設
け、そのカウンタ出力をフレーム番号情報として使用す
ることで、フレーム番号情報や周波数番号情報を正確に
受信できない場合でも、次のフレームで使用する周波数
に正しく切り替えられるようにする技術である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシステムにおいては、フレーム番号情報や周波数番
号情報を正常に受信できなくても、それらの情報を送信
する第一の端末とそれらの情報に基づいてホッピング動
作の追従を行なう第二の端末との間でフレーム同期が保
持されている間は、送信側と同じ周波数での通信を継続
することができても、長時間に渡って受信データに誤り
が発生したり、第一の端末にリセットが発生したりし
て、フレーム同期が完全に外れてしまった場合には、周
波数切り替えタイミング自体にずれが生じる、という問
題がある。そして、この状態で第一の端末と第二の端末
がともに周波数切り替え動作を行なうと、同じ周波数で
の送信／受信が行なえなくなり、通信状態への復帰が不
可能となる。

【０００８】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、受信データに誤りが発
生したり、フレーム同期が外れて通信不能状態に陥った
場合でも、正常通信状態へ容易に復帰できる無線通信シ
ステム及び無線通信方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、周波数ホッピング方式に従い、所定長の
フレームにてデータを送受信する無線通信システムにお
いて、当該無線通信システムに収容される第１の端末よ
り第２の端末に前記フレームにて所定の制御情報を送信
する手段と、前記第２の端末において前記所定の制御情
報を受信する受信手段と、前記第２の端末において、前
記受信した制御情報に基づいて受信周波数の切り替えを
行なう切替え手段とを備え、前記受信手段は、一定時間
以上に渡り前記制御情報を受信できない場合、単一の周
波数で受信を行なう。

【００１０】また、他の発明は、周波数ホッピング方式
に従い、所定長のフレームにてデータを送受信する無線
通信システムにおいて、当該無線通信システムに収容さ
れる第１の端末より第２の端末に所定の制御情報を含む
フレームを送信する手段と、前記第２の端末において前
記フレームを受信する受信手段と、前記第２の端末にお
いて、前記受信したフレームに基づいて受信周波数の切
り替えを行なう切替え手段とを備え、前記受信手段は、
所定のフレーム数以上に渡りフレーム同期がとれていな
い状態が継続した場合、単一の周波数で受信を行なう。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を詳細に説明する。（各部構成の説明）図１は、周波数ホッピング方式をと
る、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成
を示す図である。同図において、１０１は公衆網、１０
２は、公衆回線インターフェースを持った無線ゲートウ
ェイ、１０３は無線電話機、１０４は、無線ＰＣカード
の接続されたパソコン、１０５は、無線プリントバッフ
ァの接続されたプリンタ、１０６は、イーサネットイン
ターフェースを持った無線ＬＡＮアダプタ、そして、１
０７はＬＡＮである。

【００１２】これらの端末の内、任意の１台は、本シス
テムの制御局（以下、ＣＳ（Central station）端末）
として機能する。制御局となった端末は、伝送フレーム
の基準タイミングを生成し、呼制御、ホッピングパター
ンの管理／割り当てを行なう。その他の無線端末（以
下、ＰＳ（Personal Station）端末）は、上記ＣＳ端末
の生成したタイミングに基づいて動作を行ない、通信開
始に際しては、ＣＳ端末に対して、発信要求やホッピン
グパターンの割り当てを行なう。

【００１３】図２は、無線制御ユニットとしての上記Ｃ
Ｓ端末及びＰＳ端末の構成例を示すブロック図である。
同図において、２０１は、ＰＣＭＣＩＡインターフェー
ス、セントロニクス、イーサネット（ゼロックス社の登
録商標）等のデータ入出力インターフェース、２０２
は、ハンドセットインターフェースや公衆網インターフ
ェース等の音声入出力インターフェース、２０３は誤り
訂正処理部（ＥＣＣ）、２０４は、本ユニット全体を制
御する中央制御部（ＣＰＵ）、２０５はメモリ、２０６
はＤＭＡ(Direct Memory Access)コントローラ、２０７
はＡＤＰＣＭ(Adaptive Differential Pulse Code Modu
lation)コーデック、２０８はチャネルコーデック、２
０９は無線部、そして、２１０は、これらの構成要素を
相互に電気的に接続するためのデータバスである。

【００１４】なお、本実施の形態の中心となるホッピン
グパターンの制御は、後述するチャネルコーデック２０
８内部で処理される。

【００１５】図３は、チャネルコーデック２０８の内部
構成を示すブロック図である。同図に示すチャネルコー
デックは、図２のデータ入出力インターフェース２０
１，音声入出力インターフェース２０２より入力された
音声／データを、所定のフレームフォーマットに組み立
てたり、フレームを分解して音声／データをデータ入出
力インターフェース２０１，音声入出力インターフェー
ス２０２に送る機能を有する。

【００１６】図３において、３０１はＣＰＵデータバ
ス、３０２は、ＡＤＰＣＭ符号化された音声データ、３
０３はＣＰＵバスインターフェース、３０４はＡＤＰＣ
Ｍインターフェース、３０５は、動作モードを設定する
モードレジスタ、３０６はホッピングパターンレジスタ
周辺部、３０７はシステムＩＤレジスタ、３０８は間欠
起動端末アドレスレジスタ、３０９はＬＣＣＨ（論理制
御チャネル）レジスタ、３１０はＦＩＦＯ(First-in Fi
rst-out)バッファ、３１１はタイミング生成部、３１２
はＣＮＴ（システム制御）チャネル組立／分解部、３１
３は、ＬＣＣＨ（論理制御チャネル）組立／分解部、３
１４はデータ組立／分解部、３１５は音声組立／分解
部、３１６はフレーム同期部、３１７はユニークワード
検出部、３１８はＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)符
号化／復号化部、３１９はビット同期部、３２０は無線
制御部、３２４は受信レベル検出部、３２５は割り込み
信号、そして、３２６は無線部である。

【００１７】図４は、図３のフレーム同期部３１６の詳
細構成を示すブロック図である。同図において、４０１
は受信データ、４０２は、６２５ｋＨｚのクロック、４
０３は、３２ビットシフトレジスタ（シリアル／パラレ
ル変換部）、４０４は、３２ビットコンパレータ（フレ
ームパターン検出回路）、４０５は、６２５０ビットカ
ウンタ、４０６は、６２５０ビットフレームカウンタ、
４０７は、フレーム同期ワード検出判断用のロジック回
路、４０８は前方同期保護回路、４０９は後方同期保護
回路、４１０はセレクタ、４１１，４１２は、ＳＲラッ
チである。

【００１８】図５は、図３のホッピングパターンレジス
タ周辺部３０６の詳細構成を示すブロック図である。同
図において、５０１は受信データ、５０２はフレーム同
期信号（フレーム同期パルス）、５０３はアドレスバス
下位４ビット、５０４は周波数切り替えタイミングパル
ス、５０５はデータバス、５０６はＣＰＵのライトパル
ス、５０７は、ＣＮＴＣＲＣエラー信号、５０８は、Ｎ
Ｆ番号書き込みタイミングパルス、５０９は、ＮＦ番号
読み出しタイミングパルス、５１０は周波数番号情報、
５１１はＣＲＣチェック回路、５１２はフレーム番号カ
ウンタ、５１３はホッピングパターンポインタレジス
タ、５１４は４ビット加算器、５１５はエンコーダ、５
１６は、４＊４マルチプレクサ、５１７は、４−１６デ
コーダ、５１８は、１６個のホッピングパターン（Ｈ
Ｐ）レジスタ、５１９はＨＰレジスタライト信号生成
部、５２０はＨＰレジスタリード信号生成部である。

【００１９】また、５２１はフレーム同期状態表示信
号、５２２は、フレーム番号０に相当する周波数番号の
格納レジスタ、５２３は、格納レジスタ５２２からの出
力信号、５２４は、８ビットのマルチプレクサ、５２５
は、無線モジュールに入力される周波数情報である。

【００２０】図６は、本実施の形態に係る無線部の構成
を示すブロック図である。同図において、６０１ａ，ｂ
は送受信用アンテナ、６０２は、アンテナ６０１ａ，ｂ
の切り換えスイッチ、６０３は、不要な帯域の信号を除
去するためのバンド・パス・フィルタ（以下、ＢＰＦと
いう）、６０４は送受信の切り換えスイッチ、６０５は
受信系のアンプ、６０６は送信系のンプ（パワーコント
ロール付）、６０７は、１ｓｔ．ＩＦ（中間周波数）用
ダウンコンバータ、６０８はアップコンバータ、６０９
は、送受信の切り換えスイッチ、６１０は、上記のダウ
ンコンバータ６０７により変換された信号から不要な帯
域の信号を除去するためのＢＰＦ、そして、６１１は、
２ｎｄ．ＩＦ用のダウンコンバータであり、本無線部で
は、ダウンコンバータ６０７，６１１によりダブルコン
バージョン方式の受信形態を構成する。

【００２１】６１２は、２ｎｄ．ＩＦ用のＢＰＦ、６１
３は９０°移相器、６１４はクオドラチャ検波器で、そ
こでは、ＢＰＦ６１２，９０°移相器６１３により受信
した信号の検波、復調が行なわれる。また、６１５は波
形整形用のコンパレータ、６１６は、受信系の電圧制御
型オシレータ（以下、ＶＣＯという）、６１７はロー・
パス・フィルタ（以下、ＬＰＦという）、６１８は、不
図示のプログラマブルカウンタ、プリスケーラ、位相比
較器等から構成される位相同期ループ（ＰＬＬ）であ
り、これらＶＣＯ６１６，ＬＰＦ６１７，ＰＬＬ６１８
により受信系の周波数シンセサイザが構成される。

【００２２】また、６１９は、キャリア信号生成用のＶ
ＣＯ、６２０はＬＰＦ、６２１は、不図示のプログラマ
ブルカウンタ、プリスケーラ、位相比較器等から構成さ
れるホッピングＰＬＬであり、これらＶＣＯ６１９，Ｌ
ＰＦ６２０，ＰＬＬ６２１により、ホッピング用の周波
数シンセサイザが構成される。上述のチャネルコーデッ
クから出力される周波数番号情報６２９は、このＰＬＬ
６２１に入力され、そこでホッピング動作が行なわれ
る。

【００２３】そして、６２２は、変調機能を有する送信
系のＶＣＯ、６２３はＬＰＦ、６２４は、不図示のプロ
グラマブルカウンタ、プリスケーラ、位相比較器等から
構成されるＰＬＬであり、これらＶＣＯ６２２，ＬＰＦ
６２３，ＰＬＬ６２４により、周波数変調の機能を有す
る送信系の周波数シンセサイザが構成される。なお、６
２５は、上記のＰＬＬ６１８，６２１，６２４用の基準
クロック発振器、６２６は、送信データ（ベースバンド
信号）の帯域制限用フィルタである。

【００２４】図７は、本無線通信システムで使用する無
線フレームを示す。同図に示すように、１フレームは６
２５０ビット（１０ｍｓ）の長さを有し、ＣＮＴ（シス
テム制御）チャネル、ＬＣＣＨ（論理制御チャネル）チ
ャネル、２本の音声データチャネル、データチャネルの
合計５本の時分割多重チャネルと、３つの周波数切り替
え区間から構成される。なお、図中の数字は、各部の構
成ビットを示す。

【００２５】ＣＮＴチャネルは、キャリアセンス部（Ｃ
Ｓ）、プリアンブル部（ＰＲ）、受信した端末がフレー
ム同期を保持するためのフレーム同期ワード部（ＳＹ
Ｎ）、同一システムに属するＣＳ端末からのデータのみ
を受信するためのＩＤ部（ＩＤ）、ホッピングパターン
の制御に使用するフレーム番号情報部（ＢＦ）、間欠受
信中の端末の起動をかけるための間欠端末起動アドレス
部（ＷＡ）、ホッピングパターンレジスタ５１８の更新
を行なうための次フレーム周波数番号部（ＮＦ）、エラ
ー検出のためのＣＲＣ部（ＣＲＣ）、そして、ガードタ
イム（ＧＴ）から構成される。

【００２６】ＬＣＣＨチャネルは、キャリアセンス部
（ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２）、プリアンブル部（Ｐ
Ｒ）、ユニークワード部（ＵＷ）、送信先アドレス部
（ＤＡ）、データ部（Ｄａｔａ）、ＣＲＣ部（ＣＲ
Ｃ）、周波数切り替え部（ＣＦ）から構成される。ま
た、音声チャネルは、キャリアセンス部（ＣＳ）、プリ
アンブル部（ＰＲ）、ユニークワード部（ＵＷ）、音声
データ部（Ｔ／Ｒ）、ＣＲＣ部（ＣＲＣ）、ガードタイ
ム（ＧＴ）から構成される。

【００２７】さらに、データチャネルは、ＣＦ部、キャ
リアセンス部（ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２）、プリアンブ
ル部（ＰＲ）、ユニークワード部（ＵＷ）、送信先アド
レス部（ＤＡ）、データ部（Ｄａｔａ）、ガードタイム
（ＧＴ）から構成される。

【００２８】図８は、本システムで使用する周波数ホッ
ピングの概念を示す図である。同図に示すように、本実
施の形態に係る無線通信システムでは、１ＭＨｚ幅の２
６個の周波数チャネルを使用する。そして、妨害ノイズ
等で使用できない周波数がある場合を考慮して、２６個
のチャネルの中から１６個の周波数チャネルを選択し、
選択した周波数チャネルについて所定の順番で周波数ホ
ッピングを行なう。本システムでは、上述のように１フ
レームが１０ｍｓの長さを持ち、１フレーム毎に周波数
チャネルをホッピングしていく。そのため、１つのホッ
ピングパターンの１周期の長さは、１６０ｍｓである。

【００２９】図８において、異なるホッピングパターン
（例えば、第一のホッピングパターン，第二のホッピン
グパターン）は、異なる図柄で示している。図示したよ
うに、同じ時間で同じ周波数が使用されることがないよ
うなパターンを、各フレームで使用することにより、デ
ータ誤りが発生するのを防ぐことが可能となる。

【００３０】具体的には、本システムにおいては、ＣＮ
ＴチャネルとＬＣＣＨチャネルにおいて第一のホッピン
グパターンを、音声チャネルにおいて第二のホッピング
パターンを、データチャネルにおいて第三のホッピング
パターンを使用し、それぞれのチャネルが、同じ時刻に
同じ周波数を使用することがないように制御をしてい
る。これにより、各チャネルごとに異なる通信相手とデ
ータの送受信を行なうことが可能となる。

【００３１】なお、チャネルコーデック内に保持するホ
ッピングパターンの数を少なくするために、それぞれの
チャネルで用いられるホッピングパターンは、周波数を
同じ順序に並べたパターンを時間シフトして生成する。

【００３２】以下、本無線通信システムにおいて、第１
のＰＳ端末が第２のＰＳ端末に対して発信を行なう場合
の動作シーケンスについて説明する。《基本シーケンスの説明》図９は、本実施の形態に係る
無線通信システムにおける基本的な通信シーケンスを示
すシーケンス図である。

【００３３】本システム内のＣＳ端末以外の全ての端末
は、常時、ＣＳ端末に同期して動作を行なっている。こ
の状態において、端末のアプリケーションが起動し、音
声またはデータの通信をＣＳ端末との間、またはＰＳ端
末との間で行なう場合には、通信に先立って、ＬＣＣＨ
チャネルを使ってＣＳ端末に通信開始要求を行ない、Ｃ
Ｓ端末から使用可能なホッピングパターン番号を受け取
る（図中のアプリ起動）。

【００３４】ＣＳ端末からホッピングパターン番号を受
け取ると、ＰＳ端末は、その番号をチャネルコーデック
に設定し、チャネルコーデックは、音声またはデータ用
の通信チャネルの周波数を、そのホッピングパターンに
従って変化させながら通信を行なう。なお、音声／デー
タは、それぞれ音声入出力インターフェース２０２，デ
ータ入出力インターフェース２０１から入力または出力
されている。

【００３５】図９に示す動作の場合、第１のＰＳ端末が
第２のＰＳ端末と通信を開始するためには、まず、第１
のＰＳ端末がＣＳ端末に対して、ＬＣＣＨチャネルで発
信要求、及びホッピングパターン要求を行なう。そこで
ＣＳ端末は、第２のＰＳ端末にＬＣＣＨチャネルで着信
通知を行ない、それに対する応答が返ってくると、これ
ら２つのＰＳ端末に、ホッピングパターンと使用するチ
ャネルの割り当てを行なう。

【００３６】このようにしてリンクが確立された後、第
１のＰＳ端末と第２のＰＳ端末との間で、音声／データ
の送受信が行なわれる。《動作タイミング》以下、周波数ホッピングしながら、
上記のような通信を誤りなく行なう方法について、詳細
に説明する。なお、ここでは、図１０の、本実施の形態
に係るシステムにおけるフレーム同期パルスの生成手順
を示すフローチャートを参照しながら説明する。

【００３７】通信処理を行なっているチャネルコーデッ
ク２０８の動作タイミングの基準は、ＣＳ端末側のタイ
ミング生成部３１１で生成される。ＣＳ端末側のタイミ
ング生成部３１１は、６２５０ビットカウンタで構成さ
れ、１００ｍｓごとに１クロック（１．６μｓｅｃ）幅
のパルス信号を発生する。ＣＳ端末側では、このタイミ
ングに従って、フレームに組み立てたデータの送信を行
なう。

【００３８】フレームに組み立てられたデータを受信し
たＰＳ端末では、受信データに含まれるフレーム同期ワ
ード（図７中の「ＳＹＮ」）を利用して、フレーム同期
回路において、外乱に影響されにくいフレーム同期パル
スを生成する。

【００３９】具体的には、受信したデータ（４０１）
は、３２ビットシフトレジスタ４０３において、パラレ
ル３２ビットのデータに変換される。そのデータは、３
２ビットコンパレータ４０４によって、フレーム同期ワ
ードのパターンと比較される。ここで、入力データがフ
レーム同期ワードのパターンと一致した場合、このコン
パレータ４０４から１クロック幅のパルス信号が発生さ
れ、このパルス信号が、カウンタ４０５をロードする。
そして、カウンタ４０５は、６２５０ビットごとにパル
ス信号を出力し、そのパルス信号はセレクタ４１０に入
力される（ステップＳ１０６）。

【００４０】フレームカウンタ４０６は、フレーム同期
ワードの正規の位置を保持するカウンタであり、フレー
ム同期ワードの正規の位置でフレーム位置信号（ハイレ
ベル＝５Ｖの信号）を出力する（ステップＳ１０７）。
このフレームカウンタ４０６からのフレーム位置信号が
ハイレベルの状態で、フレーム同期ワード検出パルスが
出力されると、フレーム同期ワードを検出したとみなし
て、後方保護回路（２段カウンタ）４０９がカウントア
ップ動作をする（ステップＳ１０５）。

【００４１】フレーム同期が捕捉されていない状態で
は、フレームカウンタ４０６のフレーム位置信号は、ハ
イレベルに固定されたハンチング状態となっている。従
って、フレーム同期のとれていない状態でフレーム同期
ワードを検出すると、必ず後方保護回路４０９がカウン
トアップされることになる。

【００４２】このようにして、１回のみフレーム同期ワ
ードを検出すると、ハンチング状態は終了し、フレーム
カウンタ４０６は、６２５０ビット後までフレーム位置
信号をローレベル（０Ｖ）にする。そして、次のフレー
ムのフレーム同期ワードを受信すべき位置で、フレーム
位置信号をハイレベルにする。この時点で、コンパレー
タ４０４からパルスが出力されると、再びフレーム同期
ワードの検出とみなして、後方保護回路４０９がカウン
トアップする（ステップＳ１０９）。そして、２フレー
ム連続してフレーム同期ワードを検出すると、フレーム
同期が確立したとみなして、ＳＲラッチ４１１をリセッ
トし、ロック検出信号４１４を論理ロウレベルにする
（ステップＳ１１０）。

【００４３】一方、フレーム位置信号がハイレベルとな
っている、正規のフレーム同期ワードの受信位置で、コ
ンパレータ４０４からパルスが出力されない場合には、
フレーム同期ワードの受信に失敗したとみなして、後方
保護回路４０９をクリアすると同時に、前方保護回路４
０８をカウントアップする（ステップＳ１１５）。そし
て、３フレーム連続してフレーム同期ワードを所定の位
置で検出できなかった場合、フレーム同期が外れたとみ
なして、ＳＲラッチ４１１をセットし、ロック検出信号
４１４をハイレベルにする（ステップＳ１１６，Ｓ１１
７）。

【００４４】ロック検出信号４１４はセレクタ４１０を
制御して、フレーム同期のとれている間は、フレームカ
ウンタ４０６の出力（フレーム位置信号）をフレーム同
期パルスとして使用し、また、フレーム同期のとれてい
ない間は、カウンタ４０５の出力をフレーム同期パルス
として使用する（ステップＳ１１８）。このカウンタ４
０５は、フレーム同期ワードの検出の有無にかかわら
ず、６２５０ビットごとにパルス信号を出力するので、
フレーム同期が外れた状態でも、フレーム同期パルスの
発生は継続される構成となっている。

【００４５】このようなフレーム同期保護回路により、
所定の位置以外（例えば、音声チャネル内）にフレーム
同期ワードパターンのデータがあった場合にも、それを
誤ってフレーム同期ワードと認識することを防ぐことが
できる。さらに、フレーム同期ワードパターンを正しく
受信できない場合にも、定常的にフレーム同期パルスを
発生し、後述するように、正規のタイミングでホッピン
グ動作を継続することが可能となる。《ホッピングパターン追従動作》本実施の形態に係るホ
ッピングパターン追従動作の制御は、先に生成されたフ
レーム同期タイミング信号５０２をもとに、フレーム番
号カウンタ５１２とホッピングパターンレジスタ５１８
を使って行なわれる。

【００４６】図５に示すフレーム番号カウンタ５１２
は、１つのホッピングパターンに含まれる周波数の数、
つまり、１６に相当するカウンタとしての１６進カウン
タである。また、ホッピングパターンレジスタ５１８
は、８ビット幅のレジスタ１６個から構成され、ＣＰＵ
２０４によるリード／ライトができるとともに、フレー
ム番号カウンタ５１２の出力値に所定の値を加算したア
ドレスのレジスタに対して、フレーム中の周波数切り替
えタイミングでリード／ライトアクセスすることが可能
である。

【００４７】以下、ＣＳ側、ＰＳ側それぞれについての
具体的な動作説明を行なう。なお、ここでは、図１１に
示すフローチャートを参照して説明する。

【００４８】ＣＳ端末においては、フレーム番号カウン
タ５１２は、先のタイミング信号（フレーム同期信号）
５０２によるカウントアップが継続され、その出力値
が、当該フレームのフレーム番号（ＢＦ）となる。そし
て、このフレーム番号情報を所定のタイミングでシリア
ル変換し、ＢＦフィールドのデータとして送信する。

【００４９】このフレーム番号は、４ビット加算器５１
４で‘１’を加算の後、４＊４マルチプレクサ５１６、
４‐１６デコーダ５１７を介して、「フレーム番号＋
１」に相当するアドレスのレジスタ（つまり、次のフレ
ーム番号に相当するレジスタ）にアクセスを許可するた
めの信号を生成する。そして、ＮＦフィールドのデータ
を送信するタイミングで、アクセスが許可されたレジス
タにリードアクセスし、その結果読み出されたデータを
シリアル変換して、ＮＦフィールドのデータとして送信
する。

【００５０】ＰＳ端末においては、ＣＮＴチャネル内の
ＢＦフィールド、ＮＦフィールドを受信すると（ステッ
プＳ２０１，Ｓ２０２）、それらのデータに誤りが発生
していないかどうかを、ＣＲＣチェック回路５１１にて
確認する（ステップＳ２０３）。そして、データに誤り
が発生していない場合には、受信したＢＦデータをフレ
ーム番号カウンタ５１２にロードする（ステップＳ２０
４）。これにより、フレーム番号カウンタからは、受信
したＢＦデータが出力され、ＣＳ側と同様に「当該フレ
ーム番号＋１」に相当するホッピングパターンレジスタ
が選択される。

【００５１】この状態で、受信したＮＦデータを、選択
されたレジスタに書き込むことで、ホッピングパターン
レジスタ５１８は、ＣＳ端末のホッピングパターンに従
って更新されることになる。他方、受信したＢＦ，ＮＦ
フィールドのデータに誤りが発生している場合には、受
信データのフレーム番号カウンタ５１２へのロードは行
なわない。

【００５２】フレーム番号カウンタ５１２のクロックに
は、上述のフレーム同期タイミング信号５０２が入力さ
れているので、そこへのロードが行なわれない場合に
は、１のみのカウントアップを行なう（ステップＳ２０
５）。データの受信状態によらず、定期的に発生するフ
レーム同期タイミング信号５０２を利用する結果、ＢＦ
番号を受信できなくとも、ＣＳ側と同じフレーム番号に
追従することが可能となる。さらに、誤りが発生してい
る場合には、誤った周波数番号が書き込まれるのを防ぐ
ために、ホッピングパターンレジスタ５１８への更新も
行なわない。

【００５３】このようにして、ＰＳ端末のホッピングパ
ターンレジスタには、常にＣＳ端末と同じホッピングパ
ターンが格納される。また、ＰＳ端末で正確にフレーム
番号情報を受信できない場合においても、フレーム同期
回路からフレーム同期タイミング信号が全てのフレーム
で出力されるので、フレーム番号カウンタ５１２が自走
することにより、ＰＳ端末は、ＣＳ端末と同じフレーム
番号を認識することができる。《周波数切り替え動作》本無線通信システムにおいて
は、図７に示すＣＮＴチャネル及びＬＣＣＨチャネル、
音声チャネル、データチャネルのそれぞれについて、時
間シフトされたホッピングパターンを使用する。そこ
で、それぞれのチャネル開始前の周波数切り替え位置に
おいて、ホッピングパターンレジスタから該当する周波
数番号情報を読み出す制御を行なっている。

【００５４】具体的には、フレーム番号カウンタ５１２
から出力されるフレーム番号（ＢＦ）に、それぞれのチ
ャネルについて所定の値の加算を行ない、加算後の値に
対応するホッピングパターンレジスタ５１８に、周波数
切り替えタイミングでリードアクセスするように制御を
行なっている。

【００５５】加算する値は、ＣＮＴチャネル前の周波数
切り替えタイミングにおいては、‘１’となる。これ
は、次のフレーム番号に相当する周波数番号を読み出す
ためである。また、音声チャネル、データチャネル前の
周波数切り替えタイミングにおいて加算する値は、ホッ
ピングパターンポインタレジスタ５１３に格納されてい
る。このホッピングパターンポインタレジスタ５１３
は、上位４ビットが音声チャネル用、下位４ビットがデ
ータチャネル用となっており、それぞれの周波数切り替
えタイミングにおいて、４ビットの値を加算する。

【００５６】このようにして、単一のホッピングパター
ンレジスタを使って、チャネルごとに時間シフトした周
波数ホッピングを行なえるようにしている。

【００５７】なお、ホッピングパターンポインタレジス
タ５１３に格納する値は、通信チャネル獲得前にＣＳ端
末に割り当てを要求し、ＣＳ端末においては、複数の端
末に同じ値を付与しないように制御することで、同時に
同じ周波数を使用することなく、複数の端末が同時に通
信を行なうことができる。《フレーム同期はずれ時の処理》以下、一定時間以上に
渡ってフレーム同期が外れた場合の処理について、図１
２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図
１２に示すフローチャートにおいて、図１１に示す処理
と同一処理には同一符号を付す。

【００５８】本実施の形態に係る無線通信システムにお
いては、ＣＳ端末にリセットが発生したり、長時間に渡
って広い周波数範囲で妨害が発生したりすると、フレー
ム同期ワードを受信できない状態が継続することにな
る。このような状態に陥ると、第１の端末の周波数切り
替えタイミングと第２の端末の周波数切り替えタイミン
グにずれが生じ、同じ周波数での送信／受信動作ができ
なくなってしまう。

【００５９】そこで、図５に示すホッピングパターン周
辺部での制御により、フレーム同期外れ時には、単一周
波数で待機する。具体的には、ホッピングパターンレジ
スタ５１８において、フレーム同期状態表示信号５２１
をセレクタ（マルチプレクサ）５２４に入力する。フレ
ーム同期状態表示信号５２１は、１つのホッピングパタ
ーンで使用する周波数の数に相当する１６フレームを、
連続してフレーム同期ワードを所定の位置で検出できな
い場合に、ロウレベルに変化する信号である。

【００６０】８ビットマルチプレクサ５２４には、通常
動作時に読み出される１６個のホッピングパターンレジ
スタの出力バーストフレーム番号０に対応する周波数番
号を格納するレジスタ５２２からの出力が、出力バス５
２３を介して入力されており、上述のフレーム同期状態
表示信号５２１により切り替えて使用し、その出力は、
無線モジュールに入力される（ステップＳ３０３）。

【００６１】フレーム同期のとれている状態では、通常
動作時に読み出される周波数番号を読み出して周波数切
り替え動作を行ない、また、フレーム同期が外れた状態
では、常にレジスタ５２２に格納された周波数番号を出
力して、単一周波数で受信動作を行なう（ステップＳ３
０２）。

【００６２】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、通信中に使用する周波数を切り替える周波数ホッピ
ング無線通信システムにおいて、フレーム同期が外れる
ような状態に陥った場合でも、特定の周波数で待機する
ことにより、相手がその周波数で送信したときのデータ
を捕捉し、周波数切り替えの追従動作に復帰することが
可能となり、通信不能状態に陥ったときでも、素早く正
常通信状態に復帰できる。

【００６３】すなわち、最大でホッピングパターン周期
だけ待てば、相手からのデータを確実に受信でき、単一
周波数での待機状態への移行タイミングを最適化するこ
とができる。

【００６４】なお、上記実施の形態においては、ホッピ
ングパターンレジスタの出力段にセレクタを設けて、フ
レーム同期外れの有無によって、セレクタ出力を切り替
える構成としているが、本発明はこれに限定されず、例
えば、ホッピングパターンレジスタの前段に位置するデ
コーダの出力を切り替えたり、あるいは、フレーム同期
カウンタの出力を固定するようにしてもよい。

【００６５】また、上記の実施の形態においては、フレ
ーム同期外れ時には、特定のホッピングパターンレジス
タを読み出す構成をとっているが、フレーム同期外れ時
には、全てのホッピングパターンレジスタに同一の周波
数番号を書き込むようにしても、上記実施の形態と同様
の効果が期待できる。この場合、ホッピングパターンレ
ジスタのハードウェア構成は、図５に示すままで、フレ
ーム同期外れ割り込みの発生により、ホッピングパター
ンレジスタの更新を行なうソフトウェア制御が行なわれ
るようにする。

【００６６】さらに、上記実施の形態においては、フレ
ーム同期外れとみなすまでの時間的な長さを１６フレー
ムとしているが、時間は、この長さに限定されるもので
はない。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信側端末が一定の時間以上に渡り制御情報を受信でき
ない場合や、一定のフレーム数以上、フレーム同期が外
れて、通信不能状態に陥ったとき、単一の周波数で待機
して受信動作を行なうことで、正常通信状態に復帰可能
となり、信頼性の高いシステムを提供できるという効果
がある。

【００６８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの
構成を示す図である。

【図２】無線制御ユニットの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】チャネルコーデックの内部構成を示すブロック
図である。

【図４】フレーム同期部の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】ホッピングパターンレジスタ周辺部の構成を示
すブロック図である。

【図６】無線部の構成を示すブロック図である。

【図７】無線伝送フレームの構成を示す図である。

【図８】周波数ホッピングの概念を示す図である。

【図９】実施の形態に係る通信開始シーケンスを示す図
である。

【図１０】フレーム同期パルスの生成手順を示すフロー
チャートである。

【図１１】フレーム番号カウンタの更新手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】フレーム同期外れ時の処理手順を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

２０４ＣＰＵ２０５メモリ２０６ＤＭＡコントローラ２０８チャネルコーデック２０９無線部３０６ホッピングパターンレジスタ周辺部３１６フレーム同期部５１２フレーム番号カウンタ５１３ホッピングパターンポインタレジスタ５１８ホッピングパターンレジスタ５２１フレーム同期状態表示信号５２２フレーム番号０に対応する周波数番号格納レジ
スタ５２４マルチプレクサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数ホッピング方式に従い、所定長の
フレームにてデータを送受信する無線通信システムにお
いて、当該無線通信システムに収容される第１の端末より第２
の端末に前記フレームにて所定の制御情報を送信する手
段と、前記第２の端末において前記所定の制御情報を受信する
受信手段と、前記第２の端末において、前記受信した制御情報に基づ
いて受信周波数の切り替えを行なう切替え手段とを備
え、前記受信手段は、一定時間以上に渡り前記制御情報を受
信できない場合、単一の周波数で受信を行なうことを特
徴とする無線通信システム。
【請求項２】前記第２の端末は、さらに、前記フレームのフレーム番号毎に割り当てられた周波数
番号を格納するホッピングパターンレジスタと、前記受信した制御情報に基づいて、周波数切り替え時に
前記ホッピングパターンレジスタから前記周波数番号を
読み出す手段とを備え、前記受信手段は、一定時間以上に渡り前記制御情報を受
信できない場合、所定のフレーム番号に割り当てられ
た、前記ホッピングパターンレジスタに格納された周波
数番号を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の無
線通信システム。
【請求項３】前記受信手段は、一定時間以上に渡り前
記制御情報を受信できない場合、全てのフレーム番号に
対応する前記ホッピングパターンレジスタに同一の周波
数番号を書き込むことを特徴とする請求項２に記載の無
線通信システム。
【請求項４】周波数ホッピング方式に従い、所定長の
フレームにてデータを送受信する無線通信システムにお
いて、当該無線通信システムに収容される第１の端末より第２
の端末に所定の制御情報を含むフレームを送信する手段
と、前記第２の端末において前記フレームを受信する受信手
段と、前記第２の端末において、前記受信したフレームに基づ
いて受信周波数の切り替えを行なう切替え手段とを備
え、前記受信手段は、所定のフレーム数以上に渡りフレーム
同期がとれていない状態が継続した場合、単一の周波数
で受信を行なうことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】前記第２の端末は、さらに、前記フレームのフレーム番号毎に割り当てられた周波数
番号を格納するホッピングパターンレジスタと、前記受信した制御情報に基づいて、周波数切り替え時に
前記ホッピングパターンレジスタから前記周波数番号を
読み出す手段とを備え、前記受信手段は、所定のフレーム数以上に渡りフレーム
同期がとれていない状態が継続した場合、所定のフレー
ム番号に割り当てられた、前記ホッピングパターンレジ
スタに格納された周波数番号を読み出すことを特徴とす
る請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】前記受信手段は、所定のフレーム数以上
に渡りフレーム同期がとれていない状態が継続した場
合、全てのフレーム番号に対応する前記ホッピングパタ
ーンレジスタに同一の周波数番号を書き込むことを特徴
とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】さらに、前記フレーム毎にカウント動作
をするカウンタを備え、前記受信手段は、所定のフレーム数以上に渡りフレーム
同期がとれていない状態が継続した場合、該カウンタの
出力を固定することを特徴とする請求項５に記載の無線
通信システム。
【請求項８】前記第２の端末は、前記単一周波数で待
機中に前記第１の端末から前記制御情報を受信した場
合、前記切替え手段は周波数切り替え動作を再開するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に
記載の無線通信システム。
【請求項９】前記制御情報には、少なくともフレーム
番号情報及び周波数番号情報が含まれることを特徴とす
る請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の無線通
信システム。
【請求項１０】前記第２の端末が前記単一周波数で待
機中に前記第１の端末から前記フレーム番号情報及び周
波数番号情報を受信した場合、次のフレーム番号に対応
する前記ホッピングパターンレジスタに、該受信した周
波数番号を格納し、該ホッピングパターンレジスタよ
り、次のフレームを受信する前の周波数切り替え時に格
納した周波数番号を読み出すことを特徴とする請求項９
に記載の無線通信システム。
【請求項１１】周波数ホッピング方式に従い、所定長
のフレームにてデータを送受信する無線通信方法におい
て、当該無線通信システムに収容される第１の端末より第２
の端末に前記フレームにて所定の制御情報を送信する工
程と、前記第２の端末において前記所定の制御情報を受信する
受信工程と、前記第２の端末において、前記受信した制御情報に基づ
いて受信周波数の切り替えを行なう切替え工程とを備
え、前記受信工程では、一定時間以上に渡り前記制御情報を
受信できない場合、単一の周波数で受信を行なうことを
特徴とする無線通信方法。
【請求項１２】周波数ホッピング方式に従い、所定長
のフレームにてデータを送受信する無線通信方法におい
て、当該無線通信システムに収容される第１の端末より第２
の端末に所定の制御情報を含むフレームを送信する工程
と、前記第２の端末において前記フレームを受信する受信工
程と、前記第２の端末において、前記受信したフレームに基づ
いて受信周波数の切り替えを行なう切替え工程とを備
え、前記受信工程では、所定のフレーム数以上に渡りフレー
ム同期がとれていない状態が継続した場合、単一の周波
数で受信を行なうことを特徴とする無線通信方法。