JPH1093533A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信データの種類や通信機の台数、通信の頻
度等の通信事情の変化に対して柔軟に対応することがで
きると共に、盗聴を困難化させる。 【解決手段】 周波数ホッピング方式により所定のホッ
ピングパターンに従って周波数を切り換えながら親機１
０および子機１１の相互間で双方向通信を行う際に、ホ
ッピングパターンのホップ数（Ｌ個、Ｍ個）が音声デー
タや非音声データ等の通信データの種類に応じて変更可
能にされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数ホッピング
方式により所定のホッピングパターンに従って周波数を
切り換えながら通信機相互間で双方向通信を行う無線通
信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年において、通信データを変調後に拡
散して送信する一方、受信した信号を逆拡散して復調す
ることにより通信データを得るスペクトラム拡散方式の
無線通信システムが、周波数の有効利用および低い電力
密度の通信を可能にすることから注目されている。そし
て、特に、スペクトラム拡散方式による送受信時に、拡
散および逆拡散を周波数を順次切り換える周波数ホッピ
ングで行うと、信号の秘匿性が極めて高いものとなるた
め、この周波数ホッピングを適用したスペクトラム拡散
方式の無線通信システムが例えば電話機やファクシミリ
装置等の各種の分野において広範囲に採用されようとし
ている。

【０００３】従来、上記方式の無線通信システムは、拡
散および逆拡散のパターンを示すホップ周波数データを
所定チャンネル分備えた同一のホップテーブルを全通信
機に備えさせておき、このホップテーブルのホッピング
パターンに従って一定の滞留時間毎に周波数ホッピング
させながら通信機間における通信を行わせるようになっ
ている。

【０００４】即ち、例えば親機となる通信機から特定の
子機となる通信機に対して通信を行う場合には、先ず、
通信開始処理において子機のＩＤデータ等を含む呼出信
号を親機で形成させ、この呼出信号を一定の滞留時間毎
に周波数ホッピングさせながら拡散変調信号として送信
させる。この際、子機に対しては、所定周波数の拡散変
調信号を受信するように待機させておき、親機からの拡
散変調信号を捕捉したときに、滞留時間毎にホッピング
パターンに従った周波数の切り換えを行わせて親機から
の呼出信号を逆拡散して受信させる。この後、親機と子
機との同期を確立させた後、周波数ホッピングを親機お
よび子機において繰り返して行わせることによって、通
信データを継続して送受信させる通信処理を実行させる
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、ホッピングパターンによる一定のホップ数
（チャンネル数）で一定の滞留時間毎に周波数ホッピン
グする構成では、通信データの種類や通信機の台数、通
信の頻度等の通信事情の変化に対して柔軟に対応するこ
とができないという問題がある。

【０００６】即ち、無線通信システムにおいて送受信さ
れる通信データは、捕捉に要する時間を短くしてリアル
タイムな通信が望まれる音声データと、高い信頼性のデ
ータ転送が望まれる非音声データとに２分することがで
きる。従って、当初は、例えば音声データのみを取り扱
うシステムであったため、音声データに対応するように
リアルタイム性を優先した少ないホップ数に設定してお
くと、その後の使用状況の変化により通信データを非音
声データに切り換える必要が生じた場合や、非音声デー
タで通信する通信機を増設した場合に、信頼性が不十分
な少ないホップ数により非音声データの通信を行わねば
ならないことになる。一方、非音声データに対応するよ
うに信頼性を優先した多くのホップ数に設定すると、音
声データで通信する際に、捕捉に要する時間が長いた
め、リアルタイム性の低い通信を行わねばならないこと
になる。

【０００７】また、ホップ数および滞留時間が固定され
て一定のホッピングパターンで通信が行われると、この
ホッピングパターンのみを認識すれば、通信データを受
信して内容を読み取ることができるため、盗聴が比較的
に容易であるという問題もある。

【０００８】従って、本発明は、通信データの種類や通
信機の台数、通信の頻度等の通信事情の変化に対して柔
軟に対応することができると共に、盗聴が困難である無
線通信システムを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、周波数ホッピング方式により所
定のホッピングパターンに従って周波数を切り換えなが
ら通信機相互間で双方向通信を行う無線通信システムで
あって、前記ホッピングパターンのホップ数が変更可能
にされていることを特徴としている。これにより、通信
データの種類や通信機の台数、通信の頻度等の通信事情
に対応した最適な通信システムを容易に構築することが
できると共に、ホップ数を変更してホッピングパターン
を変化させることにより盗聴を困難化させることができ
るという効果を奏する。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の無線通
信システムであって、通信データの種類に応じて前記ホ
ップ数が変更されることを特徴としている。これによ
り、通信データの種類に応じてホップ数を変更すること
によって、その通信データが最も必要とする条件（リア
ルタイム性や信頼性、秘匿性等）を容易に満たすことが
できる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２記載の無線通
信システムであって、前記通信データの種類が音声デー
タであるとき、前記ホップ数が減少するように変更され
ることを特徴としている。これにより、ホップ数の減少
により同期捕捉に要する呼出し時間を短縮化してリアル
タイム性を向上させることができる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項２記載の無線通
信システムであって、前記通信データの種類が非音声デ
ータであるとき、前記ホップ数が増加するように変更さ
れることを特徴としている。これにより、ホップ数の増
加により信頼性の高い通信を行うことができる。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の無線通信システムであって、前記ホップ
数の変更が通信中に行われることを特徴としている。こ
れにより、ホップ数を通信中に変更することにより秘匿
性を高めることができる。

【００１４】請求項６の発明は、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の無線通信システムであって、前記ホップ
数がランダムに変更されることを特徴としている。これ
により、ホップ数をランダムに変更することにより秘匿
性を一層高めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図１３に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る
無線通信システムは、図２に示すように、外部回線に接
続された１台の親機１０（通信機）と、この親機１０と
通信可能且つ相互に通信可能な５台の子機１１〜１５
（通信機）とを有している。尚、これらの親機１０や子
機１１〜１５には、電話機やファクシリミ装置、プリン
タ装置、コンピュータ等を適用することができる。親機
１０と子機１１〜１５との通信および子機１１〜１５間
の通信は、図３に示すように、ＴＤＤ(Time Division D
uplex)方式により行われるようになっており、一方が送
信状態（ＴＸ）のときには他方を受信状態（ＲＸ）と
し、この送信状態（ＴＸ）と受信状態（ＲＸ）とを交互
に置き換えることにより通信を行うようになっている。
尚、本無線通信システムは、ＴＤＭＡ(Time Division M
utiple Access)方式により通信を行うようになっていて
も良い。

【００１６】上記の親機１０および子機１１〜１５は、
図４に示すように、通信データを周波数ホッピングする
スペクトラム拡散方式により送受信する無線通信部１を
有している。無線通信部１は、図示しない外部回路に対
して通信データをデータ処理して入出力するインターフ
ェース部２１を有している。インターフェース部２１
は、通信データが音声データである場合、音声データと
デジタル信号とを相互変換するコーデックおよび圧縮器
を有している一方、通信データが非音声データである場
合、バッファやエラー訂正処理等を行うデータ変換器を
有している。

【００１７】上記のインターフェース部２１は、通信デ
ータを変調する変調部２２ａと、通信データを復調する
復調部２２ｂとを有した変復調器２２に接続されてい
る。変復調器２２は、コントローラ３５からの送信指令
信号ｐおよび受信指令信号ｑにより変調部２２ａと復調
部２２ｂとの作動状態を通信データの送信時と受信時と
で切り換えるようになっている。そして、送信時に作動
される変調部２２ａは、ミキサを備えたアップコンバー
タ２３に接続されている。

【００１８】上記のアップコンバータ２３には、ＰＬＬ
局部発振器２５が接続されており、ＰＬＬ局部発振器２
５には、図５にも示すように、複数チャンネル（周波
数）C1,C2,..CL,..CM 分のホップ周波数データf1,f2,..
fL,..fM を格納したホップテーブル２６が接続されてい
る。これらのホップテーブル２６およびＰＬＬ局部発振
器２５には、コントローラ３５から所定の滞留時間毎に
ホップ信号ｒが入力されるようになっており、ホップテ
ーブル２６は、ホップ信号ｒが入力されるたびに、ホッ
プ信号ｒが示すチャンネル設定値Ｓのチャンネルに対応
するホップ周波数データｆをＰＬＬ局部発振器２５に出
力し、ＰＬＬ局部発振器２５からホップ周波数データｆ
に対応した周波数のホップ周波数信号（局部発振信号）
ｓをアップコンバータ２３に出力させるようになってい
る。以下、特定のホップ周波数データ（例えばｆ１）に
対応する周波数を示すとき、例えば周波数(f1)と示すこ
ととする。そして、アップコンバータ２３は、ＰＬＬ局
部発振器２５からのホップ周波数信号ｓと、変調部２２
ａからの通信データの変調信号ｔとを加え合わせること
によって、拡散された周波数の拡散変調信号ｕを形成す
るようになっている。

【００１９】上記のアップコンバータ２３は、拡散変調
信号ｕを増幅するパワーアンプ２４を介して送受切換器
２７に接続されている。送受切換器２７には、コントロ
ーラ３５から送信指令信号ｐおよび受信指令信号ｑが入
力されるようになっており、送信指定信号ｐが入力され
たときには、作動状態を送信可能状態としてパワーアン
プ２４からの拡散変調信号ｕをアンテナ２８から送信さ
せるようになっている。一方、受信指令信号ｑが入力さ
れたときには、作動状態を受信可能状態とし、アンテナ
２８を介して受信された拡散変調信号ｕをローノイズア
ンプ３１に出力させるようになっている。

【００２０】上記のローノイズアンプ３１は、ダウンコ
ンバータ３２に接続されており、ダウンコンバータ３２
に対して拡散変調信号ｕを増幅して出力するようになっ
ている。ダウンコンバータ３２には、上述のアップコン
バータ２３に入力されるホップ周波数信号ｓがＰＬＬ局
部発振器２５から入力されるようになっており、ダウン
コンバータ３２は、ホップ周波数信号ｓを基にして拡散
変調信号ｕを逆拡散して変調信号ｔを形成し、この変調
信号ｔを復調部２２ｂに出力するようになっている。そ
して、復調部２２ｂは、入力された変調信号ｔを復調し
た後、インターフェース部２１に出力するようになって
いる。

【００２１】上記の構成を有した無線通信部１は、電源
部３６から電力を供給されることにより作動するように
なっており、電源部３６は、通信開始処理前において一
部またはコントローラ３５を除く全部の無線通信部１に
対して電力供給を制限するように、コントローラ３５に
より電力の供給先が設定されるようになっている。即
ち、コントローラ３５は、スリープモード時にコントロ
ーラ３５に対してのみ電力供給するように制御し、受信
待機モード時にアップコンバータ２３およびパワーアン
プ２４からなる送信部を除いて電力供給するように制御
し、通信モード時に無線通信部１の全体に電力供給する
ように制御するようになっている。また、通信モード時
でも、受信時にアップコンバータとパワーアンプを除い
て、送信時にローノイズアンプとダウンコンバータを除
いて電力供給するようにしても良い。

【００２２】上記のようにして各部を制御するコントロ
ーラ３５は、図６の通信制御ルーチンを実行するように
なっている。通信制御ルーチンは、通信開始処理におい
て特定の親機１０や子機１１〜１５との間で拡散変調信
号ｕの同期を確立するように、呼出信号を送信する呼出
し処理や呼出信号を受信する受信待機処理を行い、拡散
変調信号ｕの同期を確立した後、音声データ等を送受信
する通信処理に移行するようになっている。

【００２３】また、この通信制御ルーチンは、通信デー
タの種類や通信機の台数、通信の頻度等の通信事情の変
化に応じてホッピングパターンのホップ数を変更可能に
なっている。具体的には、音声データ（音声信号）の通
信時においては、図１（ａ）に示すように、リアルタイ
ム性を優先した少ないホップ数（Ｌ個）を選択し、この
ホップ数（Ｌ個）のホッピングパターンで周波数ホッピ
ングを行うようになっている。また、コンピュータやフ
ァクシミリ装置、プリンタ装置等の非音声データ（非音
声信号）の通信時には、図１（ｂ）に示すように、信頼
性を優先した多くのホップ数（Ｍ個）を選択し、このホ
ップ数（Ｍ個）のホッピングパターンで周波数ホッピン
グを行うようになっている。

【００２４】上記の構成において、無線通信システムの
動作を図６ないし図９のフローチャートに基づいて説明
する。尚、以下の説明においては、親機１０の動作を中
心として子機１１との通信を行う場合について説明す
る。

【００２５】先ず、図４および図６に示すように、コン
トローラ３５がスリープモードを実行することによっ
て、電源部３６からの電力供給がコントローラ３５だけ
に制限され、消費電力が必要最小限に抑制される（Ｓ
１）。電力供給を受けるコントローラ３５は、通信制御
ルーチンの実行を継続しており、図示しない呼出スイッ
チ等の操作状態を確認することによって、呼出しを行う
ように指示されたか否かを判定する（Ｓ２）。呼出しを
行うと判定した場合には（Ｓ２，ＹＥＳ）、通信データ
（音声データ、非音声データ）に応じてホップ数Ｈｎを
決定するようにホップ数決定処理を実行する（Ｓ４
０）。このホップ数決定処理を実現するように、通信デ
ータの種別に応じてホップ数を決定するホップ数決定手
段を構成するのである。

【００２６】即ち、図７に示すように、先ず、ＩＤデー
タを基にして子機１１が音声専用であるか否かを判定し
（Ｓ４１）、音声専用であれば（Ｓ４１，ＹＥＳ）、リ
アルタイム性を優先するようにホップ数Ｈｎを小さな値
“Ｌ”に設定し、音声専用でなければ（Ｓ４１，Ｎ
Ｏ）、子機１１が非音声専用であるか否かを判定する
（Ｓ４３）。子機１１が非音声専用であれば（Ｓ４３，
ＹＥＳ）、データ転送の信頼性を優先するようにホップ
数Ｈｎを大きな値“Ｍ”に設定する（Ｓ４４）。一方、
非音声専用でなければ（Ｓ４３，ＮＯ）、続いて、通信
データの種類（音声データ、非音声データ）を示す通信
種類データを基に、親機１０および子機１１間で送受信
される通信データが音声データであるか否かを判定する
（Ｓ４５）。そして、音声データであれば（Ｓ４５，Ｙ
ＥＳ）、ホップ数Ｈｎを“Ｌ”に設定し（Ｓ４２）、音
声データでなければ（Ｓ４５，ＮＯ）、ホップ数Ｈｎを
“Ｍ”に設定する（Ｓ４４）。尚、Ｓ４１、Ｓ４３の判
別は、コントローラ３５内の記憶領域に子機ＩＤデータ
と、その子機が音声専用なのか、非音声専用なのか、そ
のどちらでもないのかを示すデータが記憶されており、
これらのデータ（子機種別データ）に基づいて判別が行
われるのである。また、ＩＤデータがない場合には、通
信種類データのみを判別してホップ数Ｈｎを決定するこ
ともできる。

【００２７】上記のようにして通信データ（音声デー
タ、非音声データ）に応じてホップ数Ｈｎ（“Ｌ”、
“Ｍ”）を決定すると、図６の通信制御ルーチンにリタ
ーンした後、呼出処理を実行する（Ｓ５０）。呼出処理
を実行すると、図８に示すように、先ず、通信モードと
なって図４の電源部３６から無線通信部１の各部に対し
て電力供給を開始させると共に、最大チャンネルカウン
ト値Ｃmax に“ホップ数Ｈｎ”、チャンネル設定値Ｓに
“１”、およびチャンネルカウント値Ｃに“１”を設定
する（Ｓ５１）。

【００２８】この後、コントローラ３５が送信指令信号
ｐを変復調器２２および送受切換器２７に出力すること
によって、変復調器２２の変調部２２ａを作動状態に設
定すると共に、送受切換器２７を送信状態に設定する。
また、チャンネル設定値Ｓが“１”のホップ信号ｒをホ
ップテーブル２６およびＰＬＬ局部発振器２５に出力す
ることによって、ホップテーブル２６に対して第１番目
のチャンネルC1のホップ周波数データf1をＰＬＬ局部発
振器２５に出力させ、このホップ周波数データf1に対応
した周波数(f1)のホップ周波数信号ｓをＰＬＬ局部発振
器２５からアップコンバータ２３およびダウンコンバー
タ３２に出力させる。

【００２９】次に、呼出側の親機１０のＩＤデータ、被
呼出側の子機１１のＩＤデータ、通信種類データ、およ
びＳ４０で求めたホップ数Ｈｎ等を含む呼出信号をイン
ターフェース部２１を介して変復調器２２に取り込み、
変調部２２ａにより変調した後、変調信号ｔとしてアッ
プコンバータ２３に出力する。そして、このアップコン
バータ２３において、変調信号ｔとＰＬＬ局部発振器２
５からのホップ周波数信号ｓとを加え合わせて拡散変調
信号ｕを形成させる。この後、この拡散変調信号ｕをパ
ワーアンプ２４で増幅させた後、送受切換器２７を介し
てアンテナ２８から送信する（Ｓ５２）。

【００３０】上記のＳ５２により呼出送信が終了する
と、コントローラ３５が受信指令信号ｑを変復調器２２
および送受切換器２７に出力することによって、変復調
器２２の復調部２２ｂを作動状態に設定すると共に、送
受切換器２７を受信状態に設定し（Ｓ５３）、子機１１
からの応答信号を受信したか否かを判定する（Ｓ５
４）。応答がない場合には（Ｓ５４，ＮＯ）、チャンネ
ルカウント値Ｃが最大チャンネルカウント値Ｃmax
（“ホップ数Ｈｎ”）よりも小さな値であるか否かを判
定し（Ｓ５５）、小さな値であれば（Ｓ５５，ＹＥ
Ｓ）、チャンネル設定値Ｓおよびチャンネルカウント値
Ｃを“１”カウントアップする一方（Ｓ５６）、小さな
値でなければ（Ｓ５５，ＮＯ）、チャンネル設定値Ｓお
よびチャンネルカウント値Ｃを“１”にリセットする
（Ｓ５７）。そして、図示しない内部タイマー等により
所定の滞留時間が経過したときに、チャンネル設定値Ｓ
を示すホップ信号ｒをホップテーブル２６およびＰＬＬ
局部発振器２５に出力して周波数ホッピングさせた後
（Ｓ５８）、Ｓ５２から再実行して呼出し処理を継続す
る。

【００３１】また、被呼出側である子機１１において
は、送信信号を受信すると、自己に対する呼出しである
ことを確認した後、呼出信号に含まれるホップ数Ｈｎを
読み取り、このホップ数Ｈｎのホッピングパターンで周
波数ホッピングを開始し、親機１０に対して応答信号を
送信する。そして、親機１０が子機１１からの応答信号
を受信すると（Ｓ５４，ＹＥＳ）、チャンネルカウント
値Ｃが最大チャンネルカウント値Ｃmax （“ホップ数Ｈ
ｎ”）よりも小さな値であるか否かを判定し（Ｓ５
９）、小さな値であれば（Ｓ５９，ＹＥＳ）、チャンネ
ル設定値Ｓおよびチャンネルカウント値Ｃを“１”カウ
ントアップする一方（Ｓ６０）、小さな値でなければ
（Ｓ５９，ＮＯ）、チャンネル設定値Ｓおよびチャンネ
ルカウント値Ｃを“１”にリセットする（Ｓ６１）。そ
して、図示しない内部タイマー等により滞留時間が経過
したときに、チャンネル設定値Ｓを示すホップ信号ｒを
ホップテーブル２６およびＰＬＬ局部発振器２５に出力
して周波数ホッピングさせた後（Ｓ６２）、チャンネル
設定値Ｓのホップ周波数データfSに対応した周波数(fS)
の拡散変調信号ｕで通信データを送信（Ｓ６３）および
受信（Ｓ６４）する。この際、親機１０および子機１１
は、同一のホップ数Ｈｎのホッピングパターンで周波数
ホッピングを行っている。従って、周波数ホッピングが
複数の周期にわたって繰り返されても、通信データを確
実に送受信することができる。

【００３２】この後、通信が終了したか否かを判定し
（Ｓ６５）、終了していなければ（Ｓ６５，ＮＯ）、Ｓ
５９から再実行することによって、滞留時間毎に周波数
ホッピングを行いながら通信データの送受信を継続し、
通信が終了すると（Ｓ６５，ＹＥＳ）、図６の通信制御
ルーチンにリターンし、Ｓ１のスリープモードに移行す
る。

【００３３】次に、Ｓ２において、呼出しを行わないと
判定した場合には（Ｓ２，ＮＯ）、内部タイマー等を用
いて所定時間の経過によりタイムアップしたか否かを判
定し（Ｓ３）、タイムアップしていなければ（Ｓ３，Ｎ
Ｏ）、Ｓ１のスリープモードを継続する。一方、タイム
アップすると（Ｓ３，ＹＥＳ）、受信待機モードとなっ
て電源部３６から無線通信部１の送信部（アップコンバ
ータ２３、パワーアンプ２４）を除いて電力供給を開始
させる（Ｓ４）。

【００３４】そして、コントローラ３５から受信指令信
号ｑを変復調器２２および送受切換器２７に出力するこ
とによって、変復調器２２の復調部２２ｂを作動状態に
設定すると共に、送受切換器２７を受信状態に設定す
る。また、チャンネルカウント値Ｃおよびチャンネル設
定値Ｓを“１”に設定し、このチャンネル設定値Ｓのホ
ップ信号ｒをホップテーブル２６およびＰＬＬ局部発振
器２５に出力し、図５のホップテーブル２６に対して第
１番目のチャンネルC1のホップ周波数データf1をＰＬＬ
局部発振器２５に出力させる。そして、ホップ周波数デ
ータf1に対応した周波数(f1)のホップ周波数信号ｓをＰ
ＬＬ局部発振器２５からダウンコンバータ３２に出力さ
せ（Ｓ５）、ダウンコンバータ３２を周波数(f1)で逆拡
散させるように設定することによって、この周波数(f1)
の拡散変調信号ｕを受信可能な状態にして待機する（Ｓ
６）。

【００３５】次に、周波数(f1)の拡散変調信号ｕを受信
したか否かを判定し（Ｓ７）、受信していなければ（Ｓ
７，ＮＯ）、所定の待機時間を経過したか否かを判定す
る（Ｓ８）。この待機時間としては、滞留時間毎にチャ
ンネルカウント値Ｃをカウントアップし、チャンネルカ
ウント値Ｃが所定の値、例えば最大チャンネルカウント
値Ｃmax を超えたか否かで待機時間を経過したか否かを
判定できる。待機時間を経過していなければ（Ｓ８，Ｎ
Ｏ）、Ｓ６を再実行して周波数(f1)の受信待機を継続
し、待機時間を経過したときに（Ｓ８，ＹＥＳ）、Ｓ１
のスリープモードに移行する。

【００３６】一方、Ｓ７において、呼出側となる子機１
１から送信された周波数(f1)の拡散変調信号ｕを受信し
た場合には（Ｓ７，ＹＥＳ）、この受信信号に含まれて
いる被呼出側のＩＤデータを基にして自己を呼び出した
ものであるか否かを判定する（Ｓ９）。自己を呼び出し
た信号であれば（Ｓ９，ＹＥＳ）、通信データ（音声デ
ータ、非音声データ）に応じてホップ数Ｈｎを決定する
ようにホップ数決定処理を実行する（Ｓ４０）。

【００３７】即ち、図７に示すように、先ず、ＩＤデー
タを基にして子機１１が音声専用であるか否かを判定し
（Ｓ４１）、音声専用であれば（Ｓ４１，ＹＥＳ）、ホ
ップ数Ｈｎを“Ｌ”に設定し、音声専用でなければ（Ｓ
４１，ＮＯ）、子機１１が非音声専用であるか否かを判
定する（Ｓ４３）。子機１１が非音声専用であれば（Ｓ
４３，ＹＥＳ）、ホップ数Ｈｎを“Ｍ”に設定する一方
（Ｓ４４）、非音声専用でなければ（Ｓ４３，ＮＯ）、
続いて、通信種類データを基に、親機１０および子機１
１間で送受信される通信データが音声データであるか否
かを判定する（Ｓ４５）。そして、音声データであれば
（Ｓ４５，ＹＥＳ）、ホップ数Ｈｎを“Ｌ”に設定し
（Ｓ４２）、音声データでなければ（Ｓ４５，ＮＯ）、
ホップ数Ｈｎを“Ｍ”に設定する（Ｓ４４）。

【００３８】上記のようにして通信データ（音声デー
タ、非音声データ）に応じてホップ数Ｈｎを決定する
と、図６の通信制御ルーチンにリターンした後、応答処
理を実行する（Ｓ７０）。応答処理を実行すると、図９
に示すように、Ｓ４０で求めたホップ数Ｈｎ、呼出側の
ＩＤデータ等を含んだ応答信号を送信する（Ｓ７１）。
これにより、呼出側である子機１１においては、応答信
号を受信すると、応答信号に含まれるホップ数Ｈｎを読
み取り、このホップ数Ｈｎのホッピングパターンで周波
数ホッピングを開始することになる。

【００３９】この後、Ｓ４０で求めたホップ数Ｈｎのホ
ッピングパターンで周波数ホッピングを行うように、最
大チャンネルカウント値Ｃmax に“ホップ数Ｈｎ”を設
定する（Ｓ７２）。この後、チャンネルカウント値Ｃが
最大チャンネルカウント値Ｃmax （“ホップ数Ｈｎ”）
よりも小さな値であるか否かを判定する（Ｓ７３）。小
さな値であれば（Ｓ７３，ＹＥＳ）、チャンネル設定値
Ｓおよびチャンネルカウント値Ｃを“１”カウントアッ
プする一方（Ｓ７４）、小さな値でなければ（Ｓ７３，
ＮＯ）、チャンネル設定値Ｓおよびチャンネルカウント
値Ｃを“１”にリセットする（Ｓ７５）。そして、図示
しない内部タイマー等により所定の滞留時間が経過した
ときに、チャンネル設定値Ｓを示すホップ信号ｒをホッ
プテーブル２６およびＰＬＬ局部発振器２５に出力して
周波数ホッピングさせ（Ｓ７６）、チャンネル設定値Ｓ
のホップ周波数データｆS に対応した周波数(fs)の拡散
変調信号ｕで通信データを受信（Ｓ７７）および送信
（Ｓ７８）する。この際、親機１０および子機１１は、
同一のホップ数Ｈｎのホッピングパターンで周波数ホッ
ピングを行っている。従って、周波数ホッピングが複数
の周期にわたって繰り返されても、通信データを確実に
送受信することができる。

【００４０】この後、通信が終了したか否かを判定し
（Ｓ７９）、終了していなければ（Ｓ７９，ＮＯ）、滞
留時間毎の周波数ホッピングを行いながら通信データの
送受信を継続し、通信が終了すると（Ｓ７９，ＹＥ
Ｓ）、図６の通信制御ルーチンにリターンし、Ｓ１のス
リープモードに移行する。

【００４１】次に、Ｓ９において、自己を呼び出した信
号でないと判定した場合には（Ｓ９，ＮＯ）、待機して
いた周波数(f1)が干渉により通信を妨害されているか否
かを判定し（Ｓ１１）、妨害されていなければ（Ｓ１
１，ＮＯ）、Ｓ１のスリープモードに移行する。尚、周
波数の干渉の程度は、データ冗長により算出したエラー
レートにより判別することができ、そのエラーレートが
所定の基準値を超えるか否かにより妨害の有無を判定
し、超えるときに、妨害ありと判定するようになってい
る。

【００４２】また、Ｓ１１において、待機中の周波数(f
1)が妨害されていると判定した場合には（Ｓ１１，ＹＥ
Ｓ）、待機時間を経過したか否かを判定し（Ｓ１２）、
待機時間を経過していなければ（Ｓ１２，ＮＯ）、Ｓ６
から再実行し、現状の周波数(f1)で受信待機する。一
方、待機時間を経過していれば（Ｓ１２，ＹＥＳ）、待
機している現状の周波数(f1)が受信待機に使用される周
波数（f1,f2,...fL)の内、最終の周波数（f=fend) であ
るか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、最終の周波数
（f=fend) であれば（Ｓ１３，ＹＥＳ）、Ｓ１のスリー
プモードに移行する一方、最終の周波数（f=fend) でな
ければ（Ｓ１３，ＮＯ）、チャンネル設定値Ｓを“４”
およびチャンネルカウント値Ｃを“１”に設定し（Ｓ１
４）、Ｓ６を再実行して次の周波数(f4)で受信待機す
る。

【００４３】以上のように、本実施形態の無線通信シス
テムは、図１（ａ）・（ｂ）に示すように、周波数ホッ
ピング方式により所定のホッピングパターンに従って周
波数を切り換えながら通信機（親機１０、子機１１）相
互間で双方向通信を行う際に、ホッピングパターンのホ
ップ数（Ｌ個、Ｍ個）が変更可能な構成にされている。
これにより、通信データの種類や通信機の台数、通信の
頻度等の通信事情に対応した最適な通信システムを容易
に構築することができるようになっている。

【００４４】また、本実施形態の無線通信システムは、
通信データの種類に応じて前記ホップ数を変更する構成
とされることによって、その通信データが最も必要とす
る条件（リアルタイム性や信頼性、秘匿性等）を容易に
満たすことができるようになっている。即ち、通信デー
タの種類が音声データであるときには、図１（ａ）に示
すように、ホップ数（Ｌ個）を減少させるように変更す
ることによって、同期捕捉に要する時間を短縮化してリ
アルタイム性を向上させることが可能になっている。ま
た、通信データの種類が非音声データであるときには、
図１（ｂ）に示すように、ホップ数（Ｍ個）を増加させ
るように変更することによって、干渉する確率を低減し
て信頼性の高い通信を実現させることが可能になってい
る。

【００４５】尚、本実施形態における受信待機時の周波
数は、常に同一である必要はなく、スリープモードから
抜けるごとに、ランダムな周波数で受信待機するように
なっていても良い。そして、この場合には、定常的に妨
害を受ける確率を低減させることができる。また、受信
待機時の周波数は、親機１０および各子機１１〜１５で
それぞれ異なっていても良い。

【００４６】また、本実施形態においては、ホップ数の
変更が通信の開始前に行われているが、これに限定され
ることはなく、高い秘匿性を得るように通信中に行われ
るようになっていても良い。さらに、このような通信開
始前および通信中に変更されるホップ数は、変更毎にラ
ンダムに設定されることが望ましく、このようにランダ
ムに変更すれば、秘匿性を一層向上させることができ
る。

【００４７】以下に、例えば図８のＳ５９〜Ｓ６５から
なる通信処理のように、固定されたホップ数Ｈｎのホッ
ピングパターンで周波数ホッピングしながら通信する形
態に代えて、ランダムなホップ数Ｈｎのホッピングパタ
ーンで周波数ホッピングしながら通信する形態について
具体的に説明する。

【００４８】親機１０および子機１１〜１５は、図１１
に示すように、ホップテーブル３７およびホップ数テー
ブル３８を有している。ホップテーブル３７には、周波
数用チャンネルC1〜CMに対応させてホップ周波数データ
f1〜fMが格納されており、ホップ数テーブル３８には、
乱数用チャンネルD1〜DKに対応させてホップ数Ｈｎ(a〜
k)が格納されている。そして、コントローラ３５は、図
１０の第１通信処理ルーチンを実行することにより通信
を行うようになっている。

【００４９】例えば子機１１からの応答信号を受信する
ことによって、親機１０および子機１１間において通信
を行う場合には、図１０に示すように、第１通信処理ル
ーチンが実行され、先ず、周波数用チャンネルカウント
値Ｃおよび乱数用チャンネルカウント値Ｄが“１”に設
定される（Ｓ８１）。そして、乱数用チャンネルカウン
ト値Ｄ（＝１）に対応するホップ数Ｈｎ（Ｄ＝ａ）がホ
ップ数テーブル３８から読み出され、このホップ数Ｈｎ
（Ｄ＝ａ）が最大チャンネルカウント値Ｃmaxに設定さ
れる（Ｓ８２）。

【００５０】次に、周波数用チャンネルカウント値Ｃが
最大チャンネルカウント値Ｃmax よりも小さな値である
か否かを判定し（Ｓ８３）、小さな値であれば（Ｓ８
３，ＹＥＳ）、チャンネル設定値Ｓおよび周波数用チャ
ンネルカウント値Ｃを“１”カウントアップする一方
（Ｓ８４）、小さな値でなければ（Ｓ８３，ＮＯ）、チ
ャンネル設定値Ｓおよび周波数用チャンネルカウント値
Ｃを“１”にリセットすると共に、乱数用チャンネルカ
ウント値Ｄを“１”カウントアップする（Ｓ８５）。そ
して、乱数用チャンネルカウント値Ｄがホップ数テーブ
ル３８の最終の乱数用チャンネルDKに対応する最終値Ｋ
を超えたか否かを判定し（Ｓ８６）、超えていれば（Ｓ
８６，ＹＥＳ）、Ｓ８１から再実行する。

【００５１】一方、超えていなければ（Ｓ８６，Ｎ
Ｏ）、図示しない内部タイマー等により所定の滞留時間
が経過したときに、チャンネル設定値Ｓを示すホップ信
号ｒをホップテーブル２６およびＰＬＬ局部発振器２５
に出力して周波数ホッピングさせ（Ｓ８７）、チャンネ
ル設定値Ｓのホップ周波数データｆS に対応した周波数
(fs)の拡散変調信号ｕで通信する（Ｓ８８）。この後、
通信が終了したか否かを判定し（Ｓ８９）、終了してい
なければ（Ｓ８９，ＮＯ）、Ｓ８２から再実行して通信
データの通信を継続し、通信が終了すると（Ｓ８９，Ｙ
ＥＳ）、図６の通信制御ルーチンにリターンし、Ｓ１の
スリープモードに移行する。

【００５２】これにより、親機１０および子機１１は、
同一のホップテーブル３７およびホップ数テーブル３８
を備え、乱数用チャンネルカウント値Ｄの切り換えを同
じタイミングで行っているため、図１２に示すように、
各ホップ数Ｈｎ（ａ個、ｂ個、ｃ個、ｄ個）のホッピン
グパターンで異なる周期（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ）の
周波数ホッピングを行った場合でも、確実に通信を継続
することができるようになっている。また、このように
ホッピングパターンのホップ数Ｈｎがホップ数テーブル
３８に従ってランダンムに変化するため、ホップ数Ｈｎ
が固定されたホッピングパターンの場合と比較して、ホ
ッピングパターンの認識と共に、ホップ数Ｈｎの変化も
認識する必要があることから、極めて盗聴が困難なもの
となっている。

【００５３】次に、ランダムなホップ数Ｈｎのホッピン
グパターンで周波数ホッピングしながら通信する他の形
態を説明する。

【００５４】親機１０および子機１１〜１５は、図５の
ホップテーブル２６を有しており、コントローラ３５が
図１３の第２通信処理ルーチンを実行することにより通
信を行うようになっている。そして、例えば子機１１か
らの応答信号を受信することによって、親機１０および
子機１１間において通信を行う場合には、図１３に示す
ように、第２通信処理ルーチンが実行され、先ず、周波
数用チャンネルカウント値Ｃが最大チャンネルカウント
値Ｃmax よりも小さな値であるか否かを判定し（Ｓ９
１）、小さな値であれば（Ｓ９１，ＹＥＳ）、チャンネ
ル設定値Ｓおよび周波数用チャンネルカウント値Ｃを
“１”カウントアップする（Ｓ９２）。一方、小さな値
でなければ（Ｓ９１，ＮＯ）、乱数Ｒを発生させ、この
乱数Ｒを子機１１に対して通知することによって、子機
１１における最大チャンネルカウント値Ｃmax に乱数Ｒ
を設定させる（Ｓ９３）。

【００５５】この後、子機１１と同様に、最大チャンネ
ルカウント値Ｃmax に乱数Ｒを設定することによって、
子機１１と同一の最大チャンネルカウント値Ｃmax を備
えた後（Ｓ９４）、チャンネル設定値Ｓおよび周波数用
チャンネルカウント値Ｃを“１”にリセットする（Ｓ９
５）。そして、図示しない内部タイマー等により所定の
滞留時間が経過したときに、チャンネル設定値Ｓを示す
ホップ信号ｒをホップテーブル２６およびＰＬＬ局部発
振器２５に出力して周波数ホッピングさせ（Ｓ９６）、
チャンネル設定値Ｓのホップ周波数データｆS に対応し
た周波数(fs)の拡散変調信号ｕで通信する（Ｓ９７）。
この後、通信が終了したか否かを判定し（Ｓ９８）、終
了していなければ（Ｓ９８，ＮＯ）、Ｓ９１から再実行
して通信データの通信を継続し、通信が終了すると（Ｓ
９８，ＹＥＳ）、図６の通信制御ルーチンにリターン
し、Ｓ１のスリープモードに移行する。

【００５６】これにより、親機１０および子機１１は、
同一のホップテーブル２６を備え、乱数Ｒの切り換えを
同じタイミングで行っているため、図１２に示すよう
に、各ホップ数Ｈｎ（ａ個、ｂ個、ｃ個、ｄ個）のホッ
ピングパターンで異なる周期（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔ
ｄ）の周波数ホッピングを行った場合でも、確実に通信
を継続することができるようになっている。また、この
ようにホッピングパターンのホップ数Ｈｎが乱数Ｒに従
ってランダンムに変化するため、ホップ数Ｈｎが固定さ
れたホッピングパターンの場合と比較して、ホッピング
パターンの認識と共に、ホップ数Ｈｎの変化も認識する
必要があることから、極めて盗聴が困難なものとなって
いる。

【００５７】また、前述の実施形態は、親−子機間通信
を適用した場合について説明しているが、子機−子機間
通信に適用することもできることは勿論である。また、
ホップ数も子機の用途、データ種別によって自動判別さ
れるものの他に、子機数によって判別させることもでき
る。さらに、マニュアル操作スイッチにより任意にホッ
プ数を設定することもできる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１の発明は、周波数ホッピング方
式により所定のホッピングパターンに従って周波数を切
り換えながら通信機相互間で双方向通信を行う無線通信
システムであって、前記ホッピングパターンのホップ数
が変更可能にされている構成である。これにより、通信
データの種類や通信機の台数、通信の頻度等の通信事情
に対応した最適な通信システムを容易に構築することが
できると共に、ホップ数の変更してホッピングパターン
を変化させることにより盗聴を困難化させることができ
るという効果を奏する。

【００５９】請求項２の発明は、請求項１記載の無線通
信システムであって、通信データの種類に応じて前記ホ
ップ数が変更される構成である。これにより、通信デー
タの種類に応じてホップ数を変更することによって、そ
の通信データが最も必要とする条件（リアルタイム性や
信頼性、秘匿性等）を容易に満たすことができるという
効果を奏する。

【００６０】請求項３の発明は、請求項２記載の無線通
信システムであって、前記通信データの種類が音声デー
タであるとき、前記ホップ数が減少するように変更され
る構成である。これにより、ホップ数の減少により同期
捕捉に要する呼出し時間を短縮化してリアルタイム性を
向上させることができるという効果を奏する。

【００６１】請求項４の発明は、請求項２記載の無線通
信システムであって、前記通信データの種類が非音声デ
ータであるとき、前記ホップ数が増加するように変更さ
れる構成である。これにより、ホップ数の増加により信
頼性の高い通信を行うことができるという効果を奏す
る。

【００６２】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の無線通信システムであって、前記ホップ
数の変更が通信中に行われる構成である。これにより、
ホップ数を通信中に変更することにより秘匿性を高める
ことができるという効果を奏する。

【００６３】請求項６の発明は、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の無線通信システムであって、前記ホップ
数がランダムに変更される構成である。これにより、ホ
ップ数をランダムに変更することにより秘匿性を一層高
めることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホッピングパターンの説明図であり、（ａ）は
音声データ用のホッピングパターン、（ｂ）は非音声デ
ータ用のホッピングパターンである。

【図２】親機と子機との関係を示す説明図である。

【図３】ＴＤＤ方式による通信形態を示す説明図であ
る。

【図４】無線通信部のブロック図である。

【図５】ホップテーブルのデータ内容を示す説明図であ
る。

【図６】通信制御ルーチンのフローチャートである。

【図７】ホップ数決定処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図８】呼出処理ルーチンのフローチャートである。

【図９】応答処理ルーチンのフローチャートである。

【図１０】第１通信処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１１】各テーブルのデータ内容を示す説明図であ
り、（ａ）はホップテーブルの説明図、（ｂ）はホップ
数テーブルの説明図である。

【図１２】ホッピングパターンの説明図である。

【図１３】第２通信処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 無線通信部 １０ 親機 １１〜１５ 子機 ２１ インターフェース部 ２２ 変復調器 ２３ アップコンバータ ２４ パワーアンプ ２５ ＰＬＬ局部発振器 ２６ ホップテーブル ２７ 送受切換器 ２８ アンテナ ３１ ローノイズアンプ ３２ ダウンコンバータ ３５ コントローラ ３６ 電源部 ３７ ホップテーブル ３８ ホップ数テーブル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数ホッピング方式により所定のホッ
   ピングパターンに従って周波数を切り換えながら通信機
   相互間で双方向通信を行う無線通信システムであって、 前記ホッピングパターンのホップ数が変更可能にされて
   いることを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 通信データの種類に応じて前記ホップ数
   が変更されることを特徴とする請求項１記載の無線通信
   システム。
3. 【請求項３】 前記通信データの種類が音声データであ
   るとき、前記ホップ数が減少するように変更されること
   を特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記通信データの種類が非音声データで
   あるとき、前記ホップ数が増加するように変更されるこ
   とを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
5. 【請求項５】 前記ホップ数の変更が通信中に行われる
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   無線通信システム。
6. 【請求項６】 前記ホップ数がランダムに変更されるこ
   とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の無
   線通信システム。