JP3692694B2 - Communication device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム拡散方式により所定の拡散符号に応じた通信を行う無線通信装置の技術分野に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、前記スペクトラム拡散通信方式を用いた通信システムにおいては、周波数の有効利用、かつ、秘匿性を高めるために、周波数ホッピング方式(以下FH方式とする)による通信方式が用いられている。FH方式は搬送波を拡散符号系列により予め定められた規則に従い、ホッピングさせることにより拡散を行うものである。FH方式によるスペクトラム拡散通信方式を使用した従来の双方向通信システムにおける送受信装置は、例えば図11に示す様に構成されている。
【0003】
まず、送信が行われる場合には、拡散符号系列発生器205から出力される拡散符号系列に従って、周波数シンセサイザ206からランダムな周波数の信号が出力される。一方、送信データ入力端子220には一次変調信号が入力され、当該一次変調信号は、前記周波数シンセサイザ206からの出力によりアップコンバータ203で出力周波数が決定される。アップコンバータ203により周波数変換された送信データは、増幅器208で増幅された後、共用器210を経てアンテナ211から送信出力される。
【0004】
次に受信が行われる場合には、アンテナ211で受信された信号は共用器210で送信波と分離され、増幅器209で増幅された後にダウンコンバータ207に入力される。そして、ダウンコンバータ207により前記周波数シンセサイザ206からの周波数を指定する信号に基づいて周波数変換され、復調器212により復調されて受信データとされる。この受信データは図示外のデータ演算回路に出力されると共に同期回路204にも出力される。同期回路204では受信信号からホッピング周波数の位相が検出され、同期回路204から拡散符号系列発生器205に同期信号が出力される。そして、拡散符号系列発生器205は入力された同期信号に従い、拡散符号系列を出力し、拡散符号系列発生器205から出力された拡散符号系列は周波数シンセサイザ206に供給され、周波数シンセサイザ206は入力された拡散符号系列に従ってランダムな周波数の出力を発生する。
【0005】
また、ダウンコンバータ207は受信信号と周波数シンセサイザ206からの出力とを乗算して受信信号を逆拡散する。ダウンコンバータ207において逆拡散された逆拡散信号は復調器212で復調され、復調された受信データは受信データ出力端子221から出力される。
【0006】
そして、以上の様な送信部と受信部が同時に動作することより、双方向通信が行われる。
【0007】
また、前記ランダムな周波数とは、前記拡散符号発生器205から同期信号の入力の度に出力される拡散符号がランダムに変更することを意味し、この拡散符号の系列(周波数ホッピングパターン)を一組の通信装置相互で共有することにより、送受信が行われるのである。
【0008】
この様な通信方式を用いた装置の具体例としては、親機と子機間の通信に前記通信方式を用いたコードレス電話装置が挙げられ、近年においては、子機を音声用端末として用いるだけでなく、子機とパーソナルコンピューター等を接続することにより、データ用端末として用いるものがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の装置においては、前記周波数をホップさせる期間は、音声データの場合と非音声データの場合とに拘わらず共通であったため、効率的な通信を行うことができないという問題があった。
【0010】
例えば、パーソナルコンピュータ等において取り扱われる通信データは、高いデータ送受信レートが必要なので、前記ホップさせる期間を長くする必要があるが、このようにホップさせる期間を長くした状態で、音声データの送受信を行うと、特定の周波数に対する妨害が生じた場合には、それ以降の音声が聞き取れなくなるという問題がある。また、秘匿性を高めるという周波数ホッピング方式の利点を損なうことになる。
【0011】
一方、前記ホップさせる期間を音声データに合わせて短くしたとすると、周波数をホップさせるたびに、周波数の安定のための占有期間が必要となるため、前記のような通信データ等については、データの送受信レートが低下することになる。
【0012】
従って、前記ホップさせる期間として、長い期間と短い期間との双方を用意し、データの種類に合わせて何れかを選択することも考えられるが、何れかの期間を用いるかによって、所定時間内にホップされる周波数の個数が異なることになる。その結果、前記通信データと音声データとの双方を取り扱うことになるコードレス電話装置の親機においては、例えば長い期間を用いて通信を行った後に短い期間で通信を行う場合に、同期が取れないことになり、送受信装置において複雑な制御を行う必要がある。
【0013】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、周波数ホッピング方式を用いて音声データと非音声データの双方の通信を行う通信装置において、簡易な構成で、効率的な通信を行うことのできる通信装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の通信装置は、前記課題を解決するために、通信の一単位であるフレームを切り換えるフレーム切換手段と、切り換えたフレームに対応させる周波数を選択する周波数選択手段と、フレームごとに周波数をホップさせて複数の機器間相互の無線通信を行う周波数ホッピング方式の無線送受信手段とを備えた通信装置であって、前記フレーム切換手段は、前記フレームとして、基準フレームと該基準フレームよりも長いフレームとの少なくとも2種類以上のフレームを用い、前記長いフレームを、前記基準フレームの切換タイミングに同期させて切り換え、前記周波数選択手段は、前記長いフレームの通信に用いる前記周波数として、当該長いフレームの切換タイミングに相当する前記基準フレームの切換タイミングで切り換えられた当該基準フレームの通信に用いる前記周波数を選択することを特徴とする。
【0015】
請求項1に記載の通信装置によれば、通信の一単位であるフレームとして基準フレームを用い、フレーム切換手段により、基準フレームが1回目、2回目、…と順次切り換えられると、この切り換えごとに周波数選択手段により周波数が予め定められた順序で選択され、その時の基準フレームの切換タイミングにおける周波数となる。従って、夫々の基準フレームには夫々異なる周波数が対応することになる。一方、前記フレームとして長いフレームを用いた場合には、フレーム切り換え手段により、当該長いフレームを前記基準フレームの切換タイミングに同期させて1回目、2回目、…と切り換える。従って、長いフレームの切り換えの一周期中における基準フレームの切り換え回数は整数個となる。そして、周波数選択手段は、長いフレームを用いる場合には、長いフレームの切り換えられるごとに、その切り換えタイミングまでの基準フレームの切り換え回数に相当する順序の周波数を、長いフレームの周波数として選択する。その結果、基準フレームを用いた場合でも、長いフレームを用いた場合でも、切り換えタイミングにおける周波数はいずれかの周波数で一致することになり、ホップ周波数の同期が維持される。
【0016】
請求項2に記載の通信装置は、前記請求項1に記載の通信装置において、前記周波数選択手段は、基準フレームが切り換られるごとに周波数を対応させるために、夫々異なる周波数からなる有限個の周波数群内において順次選択を繰り返し、前記フレーム切換手段は、長いフレームの周波数と基準フレームの周波数とが、当該繰り返しの周期内において少なくとも一度一致するタイミングで長いフレームの切り換えを行い、当該切り換えの周期を前記繰り返しの周期と一致させないことを特徴とする。
【0017】
請求項2に記載の通信装置によれば、前記フレーム切換手段による長いフレームの切り換えタイミングは、夫々異なる周波数からなる有限個の周波数群内において順次繰り返される周波数の選択の繰り返し周期内において、基準フレームの周波数と、長いフレームの周波数とが、少なくとも一度一致するタイミングで行われ、長いフレームの切換周期は、前記繰り返し周期と一致させないので、ホップ周波数の同期を維持しつつ、長いフレームの周波数として、少なくとも前記周波数群内における複数個の異なる周波数を選択させる。これにより、長いフレームにおいても確実に周波数のホップが行われる。
【0018】
請求項3に記載の通信装置は、前記請求項2に記載の通信装置において、前記周波数群の有限個数Nは、基準フレームの1フレーム長を単位フレーム長とした時の長いフレームの1フレーム長をαとすると、前記有限個数Nを前記1フレーム長αで除した時の剰余βが、前記1フレーム長αとの間で1以外の公約数を持たないような数となるように設定されていることを特徴とする。
【0019】
請求項3に記載の通信装置によれば、基準フレームの1フレーム長を単位フレーム長とした時の長いフレームの1フレーム長をαとし、前記有限個数Nを前記1フレーム長αで除した時の剰余βとした時に、剰余βは前記1フレーム長αとの間で1以外の公約数を持たないような数とされるので、長いフレームに対応される周波数は、長いフレームの切り換えを繰り返していく内に、前記有限個の周波数群内の全てが選択されることになる。その結果、長フレームにおいても短フレームと同様の周波数のホップが行われる。
【0020】
請求項4に記載の通信装置は、前記請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の通信装置において、前記長いフレームの切り換えタイミングで各機器に対する呼出を行う呼出制御手段を更に備えたことを特徴とする。
【0021】
請求項4に記載の通信装置によれば、呼出制御手段により、前記長いフレームの切り換えタイミングで各機器に対する呼出が行われ、この時の周波数は、上述したように基準フレームに対応する周波数と一致しているので、長いフレームを用いて通信を行う機器と、基準フレームを用いて通信を行う機器との両方に対して呼出を行って、これらのいずれの機器からの応答があった場合でも、同期を損なうことなく良好な通信が行われる。
【0022】
請求項5に記載の通信装置、前記請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の通信装置において、前記無線送受信手段は、音声データまたは音声データ以下の伝送速度の音声等価データに対しては前記基準フレームを用い、音声データよりも伝送速度の高い高速非音声データに対しては前記長いフレームを用いて送受信を行うことを特徴とする。
【0023】
請求項5に記載の通信装置によれば、音声データまたは音声データ以下の伝送速度の音声等価データに対しては、前記基準フレームを用いて短い周期で周波数がホップされるため、比較的データ送受信レートは低下するが、特定の周波数に対する妨害があったとしても、音声データまたは音声等価データの聴取等に支障を来すことはない。また、高速非音声データに対しては、前記長いフレームを用いて長い周期で周波数がホップされるため、データの送受信レートが高くなる。また、特定の周波数に対して妨害を受けた場合でも、高速非音声データについてはパケット化による通信を行うことにより支障を来すことがない。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図1乃至図8に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態における通信装置を構成する親機及び子機の概略構成を示すブロック図、図2は図1の通信装置に用いられる無線通信部の概略構成を示すブロック図である。
【0025】
本実施形態における通信装置は、図1に示す様に、プリンタ機能及びファクシミリ機能並びに親子電話機能を有する親機1と、一般の商用アナログ電話回線に有線接続され、更に前記親機1と周波数ホッピング方式による無線接続された無線ターミナル2と、該親機1と周波数ホッピング方式による無線接続された4台の音声端末子機3a〜3dと、パーソナルコンピュータ等の2台のデータ端末6a,6bと、該データ端末6a,6bに有線接続され、前記親機1と周波数ホッピング方式による無線接続がなされた2台の無線アダプタ4a,4bとから構成されている。
【0026】
まず、親機1の構成について説明する。親機1は、スキャナ機能、ファクシミリ機能、プリント機能、及び親子電話機能を有する複合機であり、子機との間で後述する周波数ホッピング方式の無線通信を行うための無線送受信手段としての無線通信部11と、記録材上に画像を形成する画像出力部12と、スキャナ等から構成される画像読取部13と、外部有線ネットワーク7に接続されたネットワーク制御部14とを備えている。尚、当該親機1を操作するためのスイッチ等からなる操作部については図示を省略している。
【0027】
次に、以上の様な親機1を構成する各部の構成について詳しく説明する。
【0028】
無線通信部11は、図2に示す様に、親機1の内部で取り扱われるデータと、無線送受信されるデータとについて、復調または変調を行う変復調器52と、該変復調器52から出力された信号を通信用の周波数に変換するアップコンバータ53と、該アップコンバータ53から出力される信号を増幅するパワーアンプ54と、送信と受信とを切り換える送受切換器55と、アンテナ56と、受信された信号の増幅するローノイズアンプ57と、該ローノイズアンプ57から出力される信号の周波数を変換して変復調器52に出力するダウンコンバータ58と、前記アップコンバータ53及びダウンコンバータ58に前記変換用の周波数を出力するPLL局部発振器59と、該PLL局部発振器59の発振周波数を制御するためのホップゲート60と、図3に示されるようなN個のホップ周波数データが記録されたホップテーブル61と、前記変復調器52、ホップゲート60、ホップテーブル61、及び送受切換器55を制御するコントローラ62と、電源63とを備えている。
【0029】
以上のような構成において、例えば親機1のネットワーク制御部14から出力されるデジタルデータが変復調器52に出力されると、該デジタルデータは変復調器52において中間周波数信号に変調され、アップコンバータ53に出力される。
【0030】
アップコンバータ53は、ミキサを備えており、前記変復調器52から出力される中間周波数信号と、PLL局部発振器59から出力される発振周波数信号とを掛け合わせ、通信用の周波数信号に変換する。尚、周波数変換は1段で行う必要はなく、他の局部発振器を用いた2段構成でも良い。
【0031】
前記アップコンバータ53により変換された通信用の周波数信号は、パワーアンプ54にて増幅され、増幅された信号は送受切換器55を通してアンテナ56から送信される。
【0032】
また、該アンテナ56で受信された信号は、送受切換器55によって受信側に送られ、ローノイズアンプ57により増幅されて、ダウンコンバータ58に出力される。
【0033】
ダウンコンバータ58も、前記アップコンバータ53と同様にミキサを備えており、PLL局部発振器55から出力される発振周波数信号の周波数を受信した信号の周波数から減算することにより、中間周波数信号に変換する。尚、受信側においても、周波数変換は1段で行う必要はなく、他の局部発振器を用いた2段構成でも良い。
【0034】
前記ダウンコンバータ58により変換された中間周波数信号は、変復調器52に出力され、該変復調器52において復調され、デジタルデータとして例えばネットワーク制御部14に出力される。
【0035】
以上のような各手段の動作制御及び電源のオンオフ制御はコントローラ62により行われており、更に該コントローラ62は、フレーム切換手段として機能し、所定のホッピングタイミングで周波数選択手段としてのホップゲート60を制御することにより、ホップゲート60にホップテーブル61からのデータ選択を行わせ、選択したデータのPLL局部発振器59への出力を行わせる。これにより、送受信される信号の周波数は、前記所定のホッピングタイミングで次々にホップされ、秘匿性及び周波数の利用効率性の高い無線通信が行われることになる。
【0036】
次に、画像出力部12は、バッファに格納されたデータを画像出力する手段であり、例えば電子写真方式による感光体ドラム等を用いた手段、或いはサーマルヘッドを用いた熱転写手段、もしくはインクジェットヘッドを備えた手段等により構成されている。前記バッファに格納されるデータとしては、ネットワーク制御手段を通して受信されたネットワーク通信データ、或いは無線アダプタ4a,4bを介してデータ用端末6a,6bから送信されたネットワーク通信データもしくは画像データ等が含まれる。
【0037】
また、画像読取部13は、スキャナ等から構成され、スキャナ等により読み取られた画像データは、バッファに一旦格納され、前記画像出力部に出力されるか、あるいは前記無線通信部11を介して無線通信あるいはネットワーク通信に供される。
【0038】
次に、以上のような親機1と及び音声用端末子機3a〜3dと無線接続される外部通信機としての無線ターミナル2について説明する。
【0039】
無線ターミナル2は、前記親機1の無線通信部11と同様の構成の無線送受信手段としての無線通信部21と、該無線通信部21により無線通信されるコード化された音声データと外線通信される音声データとの間の相互の変換を行う音声変換部22と、前記無線通信部21により無線通信される2値データと外線通信される非音声データとの間の相互の変換を行うデータ変換部23と、複数の外部回線8,9に接続された回線制御部24とを備えている。
【0040】
無線通信部21の構成は、上述した親機1の無線通信部11と同様の構成であるため説明を省略する。但し、親機においては、非音声データのみが取り扱われるが、無線ターミナル2においては親機1との間の無線通信による非音声データのみならず、音声用端末子機3a〜3dとの間の音声データも取り扱われる。
【0041】
音声変換部22は、図示しないCPUの制御により、音声とデジタル信号との相互変換を行うコーデック及び圧縮器から構成されており、子機3a〜3dからデジタルコード化されて送信される音声データをアナログデータに変換して回線制御部24に出力すると共に、回線制御部24を介して受信したアナログ音声データを子機3a〜3dへ送信するためにデジタルコード化するものである。
【0042】
データ変換部23は、パーソナルコンピュータ等から出力されるデジタルの非音声データあるいはFAX信号等の画像信号を扱うバッファと、エラー訂正処理等を行うデータ変換器等を備えており、例えばG3規格に合致した端末特性と伝送手順を実現させるために、MH(Modified Huffman)方式等によりデータ圧縮を行い、HDLCフレームを用いたバイナリー符号信号方式を採用し、14400bpsの伝送速度によりデータの伝送を行う。
【0043】
外線制御を行うための回線制御部24は、外部回線8,9に接続されており、CPU(図示せず)の制御により、外部回線8,9からの信号を前記音声変換部22またはデータ変換部23のいずれかに出力すると共に、前記音声変換部22またはデータ変換部23から出力されるデータを外部回線8,9のいずれかにより送信させるものである。
【0044】
次に、音声用端末子機3a〜3dの構成について説明する。
【0045】
子機3a〜3dは、コードレス電話器であり、図1に示す様に、上述した無線通信部11と同様な構成の無線送受信手段としての無線通信部31a〜31dと、上述した無線ターミナル2の音声変換部22と同様な構成を含むと共にA/D相互変換器の機能をも有する音声変換部32a〜32dとを備えている。また、図示を省略しているが、子機3a〜3dには、音声を入出力するためのマイク及びスピーカとが備えられている。
【0046】
無線通信部3a〜3dの構成については、前記無線通信部11の構成と同様なので説明を省略する。但し、無線通信部3a〜3dにおいて取り扱われるデータは音声データのみである。
【0047】
以上のような構成において、マイクから入力された音声は、音声変換部32a〜32dにおいて例えば19200bpsのデジタル信号に変換された後に、前記無線通信部31a〜31dへ出力される。そして、無線通信部31a〜31dにおいて、上述したような周波数ホッピング方式によりアンテナから送信される。一方、アンテナで受信された信号は、無線通信部31a〜31dから音声変換部32a〜32dへと出力され、該音声変換部32a〜32dによりデコード化された後、アナログ音声信号に変換され、スピーカへ出力される。尚、各部の制御は図示しないCPUにより行われている。
【0048】
次に、高速非音声データ端末子機としての無線アダプタ4a,4bの構成について説明する。無線アダプタ4a,4bは、パーソナルコンピュータ或いはPDA(Personal Digital Assistants)等の非音声データを取り扱うデータ用端末6a,6bと接続されており、図1に示す様に、上述した無線通信部11と同様な構成の無線送受信手段としての無線通信部41a,41bと、無線ターミナル2のデータ変換器23と同様な構成のデータ変換部42a,42bとを備えている。
【0049】
無線通信部41a,41bの構成については、前記無線通信部11の構成と同様なので説明を省略する。但し、無線通信部41a,41bにおいて取り扱われるデータは非音声データのみである。
【0050】
データ用端末6a,6bから出力される画像データあるいはテキストデータ等は、データ変換部42a,42bで無線通信用のデータとして変換され、無線通信部41a,41bによって、親機1へ周波数ホッピング方式により無線送信される。また、親機1から送信され、無線通信部41a,41bで受信されたデータは、データ変換部42a,42bで画像データまたはテキストデータ等に変換され、データ用端末6a,6bに送信される。尚、各部の制御は図示しないCPUにより行われる。
【0051】
本実施形態の通信装置は、以上のような構成において、FAX受信、FAX送信、電話通信、及びパーソナルコンピュータ等のデータ通信が可能であり、それぞれの通信は、以下のような組み合わせで行われる。
【0052】
A.FAX受信:外部回線9→無線ターミナル2→親機1→画像出力部12
B.FAX送信:画像読取部13→親機1→無線ターミナル2→外部回線9
C.電話通信 :外部回線8←→無線ターミナル2←→子機3a〜3d
D.データ通信:データ用端末6a,6b←→無線アダプタ4a,4b←→親機1←→ネットワーク制御部14←→データ回線7
なお、前記Dにおいて、ネットワーク制御部ではなく、出力部又は読取部と接続して、印字や画像読み取りをデータ用端末6a,6bとの間で行っても良い。
【0053】
以上のように、本実施形態の通信装置においては、音声データと、FAXデータと、パーソナルコンピュータ等から入出力される非音声データとが取り扱われるが、これらのデータはそれぞれ性質が異なる。
【0054】
つまり、音声データについては、通信速度は遅くても良いが、リアルタイム双方通信が必要であり、電波の妨害による聴取障害を防ぐ必要がある。また、FAXデータについては、14.4kbps程度の遅いデータレートで、リアルタイム双方通信の必要性は無い。更に、パーソナルコンピュータ等から入出力される高速非音声データについては、高速転送あるいはパケット通信による高スループットが必要であり、例えば64kbps以上のデータレートが必要である。
【0055】
しかしながら、上述のような周波数ホッピング方式による無線通信においては、ホップ時における周波数の安定を図るための時間が必要であり、単位時間当たりのホップ数によってデータレートに影響を与える。
【0056】
つまり、単位時間当たりのホップ数が多い場合には、データレートが低くなるため、前記のような高速非音声データに対して不適当であり、逆に単位時間当たりのホップ数が少ない場合には、データレートは高くなる一方で、一つの周波数が妨害を受けると、聴感上認識できる程の聴取障害を生じ、好ましくない。
【0057】
また、データの種類に応じて単位時間当たりのホップ数のみを変えるように構成した場合には、ホップされる周波数の同期が、機器間において取れなくなり、特に、上述したような音声データと非音声データとの双方を取り扱う親機1においては、無線通信部11の構成が複雑になってしまう。
【0058】
そこで、本実施形態においては、周波数のホップをフレーム単位で行い、当該フレームとして図4に示すように短フレーム70と長フレーム80とを用意し、短フレーム70と長フレーム80との切り換えタイミングを同期させると共に、、長フレーム80による通信に用いる周波数には、長フレーム80の切り換えタイミングに相当する短フレーム70の切り換えタイミングにおける周波数を用いることとした。以下、具体的に詳述する。
【0059】
図4に示すように、短フレーム70及び長フレーム80共に、周波数を安定のための占有時間スロット71,81と、データスロット72,82を有しており、占有時間スロット71,81においては、データの送受信は行われない。
【0060】
短フレーム70は、図4に示すように、短い一定の周期T1でホップを行い、32kbpsあるいは64kbps以下のデータ伝送に用いる。従って、本実施形態では、音声データとFAXデータを短フレーム70により送受信する。但し、音声フレームについては、リアルタイム双方通信が必要なため、図6に示すようなTDD(時分割デュープレクス)を用いて送受の切り換えを行う。FAXデータを短フレーム70で送受信するのは、データレートが14.4kbps程度だからである。
【0061】
このように、音声データあるいは音声データと等価なデータを短フレーム70により送受信することで、ある一つのフレームに妨害が生じ、データが消失しても連続的にフレームが消失しない限り、消失が瞬間的なため聴感上は検知できないという利点がある。また、エラー訂正が不要あるいは簡単で済むという利点を有する。更に、伝送遅れも小さく、高品質な音声通信が可能となる。
【0062】
また、1周期分のホップを完了する時間が短いため、無線ターミナル2と子機3a〜3dとの間における周波数ホップタイミングの同期の捕捉に要する時間が短時間で済むという利点がある。つまり、無線ターミナル2と子機3a〜3dとの間では、データの送受信を開始する前に、互いのホップ周波数を一致させるための同期捕捉処理を行うが、一方が一つの周波数で待機していても、他方がその周波数に戻ってくるまでの時間が短いため、すぐに同期捕捉を行うことができる。
【0063】
一方、長フレーム80は、図4に示すように、短フレーム70の例えば5倍の周期である一定周期T2という長い周期でホップを行い、64kbps以上の高速な非音声データの送受信に用いる。従って、本実施形態では、データ用端末6a,6bと親機1との間の通信データに用いている。
【0064】
長フレーム80を用いることにより、単位時間当たりのホップ数が少なくなるため、前記占有時間が少ないので、その分データレートを高速化することができる。
【0065】
データ用端末6a,6bに接続された無線アダプタ4a,4bと親機1との間においては、絶えず同期が維持されており、フレームが空いていれば直ちに送受信が可能とされている。そのため、高速アクセスが可能である。
【0066】
このように、絶えず同期を維持することとしたのは、フレームが長いため、ホップする周期も長くなり、同期捕捉に長時間を要するためである。従って、電源投入時等の初期において同期捕捉は完了し、その後はそれを維持し続けている。
【0067】
また、以上のように2種類のフレームを用いると、親機1のように両方のフレームの送受信を行う装置においては、複雑な処理が必要となる。
【0068】
そこで、本実施形態においては、短フレーム70を基準フレームとし、上述した周波数選択手段としてのホップゲート60により、ホップテーブル61に記録された図3に示すホップデータの番号Cを、基準フレームである短フレーム70の切り換えタイミングと同期させて常にカウントしており、長フレーム80が切り換えられた時は、その切り換えタイミングで、その時の番号Cに対応するホップデータを長フレーム80の周波数として選択することとした。
【0069】
これにより、長フレーム80を用いた送受信と、短フレーム70を用いた送受信が混在して行われる場合でも、同期ずれを生ずることがなく、無線通信部の構成を共通化することができる。
【0070】
そして、総ホップ数Nは、短フレーム70の周期T1と長フレーム80の周期T2との割合を1:αとし、総ホップ数Nをαで除した時の余りをβとし、Mを整数とすると、N=Mα+βとなるように設定し、αとβは互いに1以外の公約数を持たないように選択した。
【0071】
このように構成することにより、長フレーム80においてもホップテーブルの全ての周波数を抜けなく使用できる。
【0072】
例えば、N=51、α=5、β=1、M=10とした時の例を図5に示す。図5(a)に示すように、ホップゲート60が短フレーム70の周期T1でホップデータのカウントを行うと、長フレーム80の周波数がf1から開始された場合には、11回目の切り換え時におけるカウント値は51であり、長フレーム80の周波数はf51となる。そして、カウント値が51に達すると、再び1からカウントが開始されるために、図5(b)に示すように12回目の切り換え時におけるカウント値は5であり、長フレーム80の周波数はf5となる。以下、同様にして、図5(d)に示すように41回目ではf49、最後の51回目ではf47となる。
【0073】
以上のようにして、長フレーム80でも全ての周波数を抜けなく使用できる。なお、総ホップ数をN=51、α=5、M=10とした場合には、βとして、2、3、4を用いることができる。また、N、α、β、Mの数値の組み合わせは、前記条件を満たせば限定する必要はない。
【0074】
更に、十分なホップ数が確保できる場合には、前記条件を満たす必要はなく、ホップテーブルの全周波数を用いる必要もない。α、βが1以外の公約数を持つように選べば十分である。この場合、使用しない周波数については、近接して設置された同様のシステムで利用するようにすれば互いに妨害を与えることがなくなる。
【0075】
なお、上述したようなホップ周波数の制御は、ホップゲート60を用いることなく、ソフトウェアによる制御により行っても良い。
【0076】
次に、以上のようなフレーム内におけるスロットの構成について図6を用いて説明する。
【0077】
図6(a)に示すように、短フレーム70は4つのスロットに分割されている。TX1とRX1は親機1と無線ターミナル2との通信に用いる送受信スロットであり、TX2とRX2は子機3a〜3dと無線ターミナル2との通信に用いる送受信スロットである。このように、TDD方式により通信を行うので、リアイルタイム双方通信が行われる。
【0078】
また、子機3a〜3d間の通信においても、同様のフレームを用いる。但し、ホッピングのシーケンスを変え、無線ターミナル2と親機1との通信を妨害しないようにする。
【0079】
また、図6(b)に示すように、無線アダプタ4a,4bは、長フレーム80のみを用いる。図6(b)に示す例では、無線アダプタ4aは受信専用スロットになっており、親機1からの高速非音声データを受信するようになっている。親機1においては、t1のタイミングまでは短フレーム70により無線ターミナル2との通信を行っていたが、t1のタイミングにて、無線アダプタ4aに対して高速非音声データを送信している。更に、無線ターミナル2と子機3aとの通信も並行して行われている。
【0080】
次に、図7及び図8に基づいて本実施形態の通信装置における通信処理について説明する。
【0081】
まず、図7を用いて親機1における通信処理について説明する。親機1内の無線通信部11におけるCPUは、ホップタイミングカウンタHCを有しており、このホップタイミングカウンタHCを1から5(αの値)まで繰り返してカウントするように設定されている。最初は、ホップタイミングカウンタHCの値が1からスタートし(ステップS1)、親機1から無線ターミナル2(図7においてはWTと表示する)を呼び出すか否かを判定する(ステップS2)。例えば、親機1からFAXデータを送信する場合には、無線ターミナル2を呼び出す(ステップS2;YES)。そして、FAXデータの場合には、データレートが14.4kbps程度なので、短フレーム70を選択し(ステップS3)、無線ターミナル2に対する呼出信号を親機1から送信する(ステップS4)。この送信は無線ターミナル2からの応答があるまで継続され(ステップS5)、応答があった場合には(ステップS5;YES)、無線ターミナル2に対して短フレーム70を用いてFAXデータの送信を行う(ステップS6)。この時、ホップタイミングカウンタHCの値が1になるごとにホップを行う。そして、ホップタイミングカウンタHCが5(=α)に達した場合には(ステップS7;YES)、再びホップタイミングカウンタHCを1に戻し(ステップS1)、引き続き通信を行う。つまり、この場合には、無線ターミナル2の呼出を行わず(ステップS2;NO)、通信中なので(ステップS8;YES)、ビジー信号を無線アダプタ4a,4bに対して送信し(ステップS9)、以下、ホップタイミングカウンタHCのクリアを行いつつ、通信を継続する(ステップS10〜ステップS11〜ステップS1)。
【0082】
次に、無線アダプタ4a,4bとの通信を行う場合には(ステップS2;NO〜ステップS8;NO)、無線ターミナル2の呼出に親機1が応答できるか否かを判定する(ステップS12)。これは、親機1と無線アダプタ4a,4bとの間においては、パケットで通信を行うため、断続的な通信で良く、適宜通信を中断して、無線ターミナル2の呼出に応答することができるためである。
【0083】
まず、無線アダプタ4a,4bとの通信の開始時には、無線アダプタ4a,4bと通信を行うため(ステップS12;NO)、無線アダプタ4a,4bに対して通信可能であることを示すアイドル信号を送信し(ステップS13)、長フレーム80を選択し(ステップS14)、ホップタイミングカウンタHCの値が5以下の間は(ステップS15;YES)、パケット通信に備え、必要に応じて通信を行う(ステップS16)。そして、ホップタイミングカウンタHCが5に達したら(ステップS15;NO)、再びホップタイミングカウンタHCを1に戻し(ステップS1)、ビジー信号を無線ターミナル2に対して送信し(ステップS2〜ステップS8〜ステップS9)、通信を継続する(ステップS10)。
【0084】
一方、一時通信を中断し(ステップS8;NO)、無線ターミナル2からの呼出に応答できる時は(ステップS12;YES)、無線ターミナル2に対して呼出許可信号を送信し(ステップS17)、受信を待機する(ステップS18)。
【0085】
そして、一定時間待機して呼出が無かった場合は(ステップS19;NO)、上述のように長フレームを選択して前記パケット通信を繰り返す(ステップS14〜)。しかし、無線ターミナル2からの呼出があった時は(ステップS19;YES)、短フレームを選択し(ステップS20)、無線ターミナル2に対して応答し(ステップS21)、ホップタイミングカウンタHCのカウントを行いながら無線ターミナル2との通信を行う(ステップS22〜ステップS23)。
【0086】
次に、無線ターミナル2における通信処理を図8に基づいて説明する。
【0087】
まず、無線ターミナル2においても、親機1と同期してホップタイミングカウンタHCのカウントを行っており、ホップタイミングカウンタHCの値が1の場合であって(ステップS29;YES)、親機1(図8においてはBと表示する)との通信中の場合には(ステップS30;YES)、受信スロット(RX1)及び送信スロット(TX1)により通信を継続する(ステップS31)。この時、次のスロットでは子機との通信に割当られているのでステップS46へ進む。
【0088】
また、親機1と通信中ではない場合には(ステップS30;NO)、受信スロット(RX1)により受信待機し(ステップS38)、親機1からの呼出を待つ(ステップS39)。親機1からの呼出があった場合には(ステップS39;YES)、これに対して送信スロット(TX1)により応答し(ステップS40)、通信モードとなり(ステップS41)、通信を開始する。
【0089】
一方、親機1からの呼出が無く(ステップS39;NO)、逆に無線ターミナル2から親機1を呼び出す場合には(ステップS42;YES)、親機1からの呼出許可信号の受信を確認し(ステップS43)、呼出許可信号を受信した場合には(ステップS43;YES)、送信スロット(TX1)により呼出信号を親機に対して送信し(ステップS44)、通信モードとなる(ステップS45)。
【0090】
通信モードでは、通信中となり、親機1からの応答があれば通信を開始し、継続する。また、親機1からの応答があるまで呼出を繰り返す。
【0091】
また、親機1の呼出を行わず(ステップS42;NO)、子機3a〜3d(図8においてはHと表示する)との通信中である場合には(ステップS46;YES)、送信スロット(TX2)及び受信スロット(RX2)により通信を継続する(ステップS47)。しかし、子機3a〜3dとの通信中ではなく(ステップS46;NO)、子機3a〜3dを呼び出す場合には(ステップS48;YES)、送信スロット(TX2)により呼出信号を子機3a〜3dに対して送信し(ステップS49)、受信スロット(RX2)により子機3a〜3dの応答を受け取り(ステップS50)、通信モードとなる(ステップS51)。通信モードでは、通信中となり、子機3a〜3dからの応答があれば通信を開始し、継続する。また、子機3a〜3dからの応答があるまで呼出を繰り返す。
【0092】
また、子機3a〜3dを呼び出さない場合には(ステップS48;NO)、受信スロット(RX2)により受信待機し(ステップS52)、子機3a〜3dからの呼出があった場合には(ステップS53;YES)、通信モードとなる(ステップS54)。
【0093】
以上説明したように、本実施形態における通信装置によれば、各機器において共通の無線送受信装置を使用して、音声データ及びFAXデータ並びにパーソナルコンピュータ等の高速通信データのそれぞれを、秘匿性及び周波数利用効率の高い周波数ホッピング方式により効率良く通信することができる。
【0094】
また、前記フローチャートに基づいて説明したように、呼出制御手段としてのCPUによる呼出は、ホップタイミングカウンタHCが1の時、即ち、長フレームの切り換えタイミングにて行われるので、長フレームを用いる機器及び短フレームを用いる機器の双方を呼び出すことができ、音声等価データと高速非音声データとが混在した状況においても効率の良い通信を行うことができる。
【0095】
なお、長フレームの周波数と短フレームの周波数とは、必ずしも短フレームの繰り返し周期(T1×総ホップ数N)内で必ずしも複数回一致する必要はなく、図9(a)のように前記繰り返し周期内で2回周波数が一致するだけでも良い。図9(a)に示す例では、総ホップ数Nを50とし、長フレームの切換周期T2をT2=T1×51としており、繰り返し周期T3内に長フレームの周波数と短フレームの周波数が一致するのは一度乃至二度だけである。このような構成にすると、高速非音声データのアクセス速度、転送レートをより一層向上させることができる。
【0096】
また、図9(b)に示す例では、長フレームの切換周期T2を短フレームの(総ホップ数+1)の整数倍とした例であり、このようにしても、高速非音声データのアクセス速度、転送レートをより一層向上させることができる。
【0097】
更に、総ホップ数Nとしてある程度大きな数を設定でき、比較的決まった周波数で妨害を受ける恐れが高い場合には、長フレームにおいて、全ホップ周波数を抜けなく使用する必要はなく、しかも前記α、βが1以外の公約数を持つようにしても良い。例えば、図10(a),(b)に示すように、α=6の場合には、総ホップ数Nを51とすると、β=3となり、αとβは公約数2を有することになる。この場合には、長フレームの周波数は、短フレームの繰り返し周期T3の2倍の周期で元の周波数f1に戻る。
【0098】
このような場合は、長フレームでは、妨害を受ける恐れが高いf2,f3,f5,f6…は使用しないこととする。これらの周波数は長フレームでは使用しないようホップテーブルは適時変更される。これにより、更に高い信頼性の通信を行うことができる。あるいは、図10(c),(d)のように、例えば、近接したエリアに設置された同様のシステムにおいて、長フレームにf2,f5,f8,f11…と、図10(a),(b)で用いられていない周波数を用い、ホップしても良い。
【0099】
これにより、完全に長フレーム間の妨害を排除でき、信頼性が向上する。なお、短フレームは妨害により断続的なフレームのエラーが生じても聴感上は認識されない。
【0100】
【発明の効果】
請求項1に記載の通信装置によれば、長いフレームを、基準フレームの切換タイミングに同期させて切り換え、基準フレームが切り換えられるごとに、基準フレームの切換タイミングにおける周波数を、予め定められた順序で選択し、長いフレームが切り換えられるごとに、長いフレームの通信に用いる周波数として、その切換タイミングにおける基準フレームの周波数を選択するので、基準フレームを用いた場合でも、長いフレームを用いた場合でも、切り換えタイミングにおける周波数をいずれかの周波数で一致させることができ、複雑な制御等を行うことなく、ホップ周波数の同期を維持しつつ、音声等価データと高速非音声データとの効率の良い通信を行うことができる。
【0101】
請求項2に記載の通信装置によれば、フレーム切換手段による長いフレームの切り換えタイミングを、夫々異なる周波数からなる有限個の周波数群内において順次繰り返される周波数の選択の繰り返し周期内において、基準フレームの周波数と、長いフレームの周波数とが、少なくとも一度一致するタイミングとし、長いフレームの切換周期を、前記繰り返し周期と一致させないようにしたので、ホップ周波数の同期を維持しつつ、長いフレームに対応される周波数として、少なくとも前記周波数群内における複数個の異なる周波数を選択させることができ、長いフレームにおいても確実に周波数のホップを行い、秘匿性と周波数利用効率を向上させることができる。
【0102】
請求項3に記載の通信装置によれば、基準フレームの1フレーム長を単位フレーム長とした時の長いフレームの1フレーム長をαとし、前記有限個数Nを前記1フレーム長αで除した時の剰余βとした時に、剰余βは前記1フレーム長αとの間で1以外の公約数を持たないような数としたので、長いフレームに対応される周波数として、前記有限個の周波数群内の全てを選択することができ、長フレームにおいても短フレームと同様の周波数のホップを行うことができる。
【0103】
請求項4に記載の通信装置によれば、呼出制御手段により、前記長いフレームの切り換えタイミングで各機器に対する呼出を行うので、長いフレームを用いて通信を行う機器と、基準フレームを用いて通信を行う機器との両方に対して呼出を行って、これらのいずれの機器からの応答があった場合でも、同期を損なうことなく良好な通信を行うことができる。
【0104】
請求項5に記載の通信装置によれば、音声データまたは音声データ以下の伝送速度の音声等価データに対しては、前記基準フレームを用いて短い周期で周波数をホップするようにしたので、比較的データ送受信レートは低下するが、特定の周波数に対する妨害があったとしても、音声データまたは音声等価データの聴取等に支障を来すことはなく、良好な通信を行うことができる。また、高速非音声データに対しては、前記長いフレームを用いて長い周期で周波数をホップするようにしたので、データの送受信レートを高くすることができ、また、特定の周波数に対して妨害を受けた場合でも、高速非音声データについてはパケット化による通信を行うことにより支障を来すことがなく良好な通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態における通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 図1の通信装置における無線通信部の概略構成を示すブロック図である。
【図3】 図2の無線通信部におけるホップテーブルの一例を示す図である。
【図4】 図1の通信装置に用いられる短フレームと長フレームを示すブロック図である。
【図5】 図4のフレームを用いた周波数ホッピング方式による周波数ホップの一例を示すブロック図である。
【図6】 図1の通信装置において用いられるフレームのスロット構造を示すブロック図である。
【図7】 図1の通信装置における親機の無線通信処理を示すフローチャートである。
【図8】 図1の通信装置における無線ターミナルの無線通信処理を示すフローチャートである。
【図9】 本発明における長フレームの切り換えタイミングの変形例を示すブロック図である。
【図10】 本発明における長フレームの切り換えタイミングの更に別の変形例を示すブロック図である。
【図11】 従来の周波数ホッピング方式を用いた送受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…親機
2…無線ターミナル
3a〜3d…音声端末用子機
4a,4b…無線アダプタ
6a,6b…データ用端末
7…外部有線ネットワーク
8,9…外部回線
11…無線通信部
12…画像出力部
13…画像読取部
14…ネットワーク制御部
21…無線通信部
22…音声変換部
23…データ変換部
24…回線制御部
31a〜31d…無線通信部
32a〜32d…音声変換部
41a,41b…無線通信部
42a,42b…データ変換部
70…短フレーム
80…長フレーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technical field of a wireless communication apparatus that performs communication according to a predetermined spread code by a spread spectrum method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a communication system using the spread spectrum communication method, a communication method based on a frequency hopping method (hereinafter referred to as FH method) is used in order to effectively use a frequency and improve confidentiality. The FH system performs spreading by hopping a carrier according to a rule predetermined by a spreading code sequence. A transmission / reception apparatus in a conventional bidirectional communication system using a spread spectrum communication system based on the FH system is configured, for example, as shown in FIG.
[0003]
First, when transmission is performed, a signal with a random frequency is output from the
[0004]
Next, when reception is performed, the signal received by the antenna 211 is separated from the transmission wave by the
[0005]
The
[0006]
Two-way communication is performed by simultaneously operating the transmission unit and the reception unit as described above.
[0007]
The random frequency means that the spreading code output every time a synchronization signal is input from the spreading
[0008]
As a specific example of a device using such a communication method, there is a cordless telephone device using the communication method for communication between a parent device and a child device. In recent years, only a child device is used as a voice terminal. In addition, there is one that is used as a data terminal by connecting a handset to a personal computer or the like.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional apparatus has a problem in that efficient communication cannot be performed because the period during which the frequency is hopped is the same regardless of whether it is audio data or non-audio data. .
[0010]
For example, since communication data handled by a personal computer or the like requires a high data transmission / reception rate, it is necessary to lengthen the period of hopping, but audio data is transmitted / received in such a state that the period of hopping is increased. When there is an interference with a specific frequency, there is a problem that the subsequent sound cannot be heard. In addition, the advantage of the frequency hopping method that increases confidentiality is impaired.
[0011]
On the other hand, if the hopping period is shortened according to the voice data, an occupancy period for stabilizing the frequency is required every time the frequency is hopped. The transmission / reception rate will decrease.
[0012]
Therefore, it is possible to prepare both a long period and a short period as the hopping period and select either one according to the type of data. The number of hopped frequencies will be different. As a result, in the base unit of the cordless telephone apparatus that handles both the communication data and the voice data, for example, when communication is performed in a short period after performing communication using a long period, synchronization cannot be achieved. Therefore, it is necessary to perform complicated control in the transmission / reception apparatus.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and performs efficient communication with a simple configuration in a communication apparatus that performs both voice data and non-voice data communication using a frequency hopping method. An object of the present invention is to provide a communication device capable of performing the above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the communication device according to
[0015]
According to the communication device of the first aspect, when a reference frame is used as a frame which is a unit of communication and the reference frame is sequentially switched to the first time, the second time,. The frequency is selected in a predetermined order by the frequency selection means, and the reference frame at that time At the switching timing of It becomes frequency. Therefore, different frequencies correspond to the respective reference frames. On the other hand, when a long frame is used as the frame, the long frame is switched to the first time, the second time,... In synchronization with the switching timing of the reference frame by the frame switching means. Therefore, the number of times of switching the reference frame in one cycle of switching long frames is an integer number. When a long frame is used, the frequency selection means sets the frequency in the order corresponding to the number of times of switching of the reference frame up to the switching timing every time a long frame is switched. of Select as frequency. As a result, regardless of whether the reference frame is used or the long frame is used, the frequency at the switching timing matches at any frequency, and the hop frequency synchronization is maintained.
[0016]
The communication device according to
[0017]
According to the communication device according to
[0018]
The communication apparatus according to
[0019]
According to the communication device according to
[0020]
The communication device according to
[0021]
According to the communication device of the fourth aspect, the call control means calls each device at the switching timing of the long frame, and the frequency at this time is equal to the frequency corresponding to the reference frame as described above. So if you make a call to both a device that communicates using a long frame and a device that communicates using a reference frame, and there is a response from any of these devices, Good communication is performed without loss of synchronization.
[0022]
6. The communication device according to
[0023]
According to the communication device according to
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a master unit and a slave unit constituting a communication device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication unit used in the communication device of FIG. is there.
[0025]
As shown in FIG. 1, the communication apparatus according to the present embodiment is connected to a
[0026]
First, the configuration of
[0027]
Next, the structure of each part which comprises the above main |
[0028]
As shown in FIG. 2, the wireless communication unit 11 demodulates or modulates data handled inside the
[0029]
In the above configuration, for example, when digital data output from the
[0030]
The up-
[0031]
The communication frequency signal converted by the up-
[0032]
The signal received by the
[0033]
The down converter 58 also includes a mixer, similar to the up
[0034]
The intermediate frequency signal converted by the down converter 58 is output to the
[0035]
The operation control of each means and the power on / off control as described above are performed by the
[0036]
Next, the
[0037]
The
[0038]
Next, the
[0039]
The
[0040]
Since the configuration of the
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Next, the configuration of the voice terminal slave units 3a to 3d will be described.
[0045]
The subunit | mobile_unit 3a-3d is a cordless telephone, As shown in FIG. 1, it is set as the radio | wireless transmission / reception means of the structure similar to the radio | wireless communication part 11 mentioned above. The Radio communication units 31a to 31d and audio conversion units 32a to 32d that include the same configuration as the
[0046]
The configuration of the wireless communication units 3a to 3d is the same as the configuration of the wireless communication unit 11, and the description thereof is omitted. However, the data handled in the wireless communication units 3a to 3d is only audio data.
[0047]
In the configuration as described above, the voice input from the microphone is converted into, for example, a 1920 bps digital signal by the voice conversion units 32a to 32d, and then output to the wireless communication units 31a to 31d. And in the radio | wireless communication parts 31a-31d, it transmits from an antenna by the frequency hopping system as mentioned above. On the other hand, signals received by the antennas are output from the radio communication units 31a to 31d to the audio conversion units 32a to 32d, decoded by the audio conversion units 32a to 32d, converted into analog audio signals, and the speakers. Is output. The control of each unit is performed by a CPU (not shown).
[0048]
Next, the configuration of the wireless adapters 4a and 4b as high-speed non-voice data terminal slave units will be described. The wireless adapters 4a and 4b are connected to data terminals 6a and 6b that handle non-voice data such as personal computers or PDAs (Personal Digital Assistants), and as shown in FIG. Wireless communication units 41a and 41b as wireless transmission / reception means having a simple configuration and data conversion units 42a and 42b having the same configuration as the
[0049]
The configuration of the wireless communication units 41a and 41b is the same as the configuration of the wireless communication unit 11, and the description thereof is omitted. However, the data handled in the wireless communication units 41a and 41b is only non-voice data.
[0050]
Image data or text data output from the data terminals 6a and 6b is converted as data for wireless communication by the data converters 42a and 42b, and is transmitted to the
[0051]
The communication apparatus according to the present embodiment can perform data reception such as FAX reception, FAX transmission, telephone communication, and personal computer in the configuration as described above, and each communication is performed in the following combinations.
[0052]
A. FAX reception:
B. FAX transmission:
C. Telephone communication:
D. Data communication: data terminals 6a, 6b ← → wireless adapters 4a, 4b ← →
In D, it may be connected to the output unit or the reading unit instead of the network control unit, and printing or image reading may be performed between the data terminals 6a and 6b.
[0053]
As described above, in the communication apparatus of this embodiment, voice data, FAX data, and non-voice data input / output from a personal computer or the like are handled, but these data have different properties.
[0054]
In other words, for audio data, the communication speed may be slow, but real-time two-way communication is necessary, and it is necessary to prevent hearing problems due to radio wave interference. For FAX data, there is no need for real-time two-way communication at a slow data rate of about 14.4 kbps. Furthermore, high-speed non-voice data input / output from a personal computer or the like requires high throughput by high-speed transfer or packet communication, and a data rate of, for example, 64 kbps or higher is required.
[0055]
However, in the wireless communication based on the frequency hopping method as described above, time is required to stabilize the frequency at the time of hopping, and the data rate is affected by the number of hops per unit time.
[0056]
In other words, if the number of hops per unit time is large, the data rate will be low, which is inappropriate for the high-speed non-voice data as described above, and conversely if the number of hops per unit time is small. However, if one frequency is disturbed while the data rate is increased, it causes a hearing loss that can be recognized by hearing, which is not preferable.
[0057]
In addition, when the configuration is such that only the number of hops per unit time is changed according to the type of data, the hopped frequency cannot be synchronized between devices. In the
[0058]
Therefore, in the present embodiment, frequency hops are performed on a frame basis, and as shown in FIG. 4, a
[0059]
As shown in FIG. 4, both the
[0060]
As shown in FIG. 4, the
[0061]
As described above, transmission / reception of audio data or data equivalent to audio data using the
[0062]
Moreover, since the time for completing one cycle of hops is short, there is an advantage that the time required for capturing the synchronization of the frequency hop timing between the
[0063]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
[0064]
By using the
[0065]
Synchronization is constantly maintained between the wireless adapters 4a and 4b connected to the data terminals 6a and 6b and the
[0066]
Thus, the reason why the synchronization is constantly maintained is that the frame is long, the hopping period is long, and it takes a long time to acquire the synchronization. Therefore, the synchronization acquisition is completed at the initial stage such as when the power is turned on, and is maintained thereafter.
[0067]
In addition, when two types of frames are used as described above, an apparatus that transmits and receives both frames, such as
[0068]
Therefore, in this embodiment, the
[0069]
As a result, even when transmission / reception using the
[0070]
The total number of hops N is set to 1: α as the ratio between the period T1 of the
[0071]
With this configuration, even in the
[0072]
For example, FIG. 5 shows an example when N = 51, α = 5, β = 1, and M = 10. As shown in FIG. 5A, when the
[0073]
As described above, even in the
[0074]
Furthermore, when a sufficient number of hops can be secured, it is not necessary to satisfy the above condition, and it is not necessary to use all the frequencies of the hop table. It is sufficient to select α and β so that they have a common divisor other than 1. In this case, if frequencies that are not used are used in a similar system installed close to each other, they will not interfere with each other.
[0075]
The hop frequency control as described above may be performed by software control without using the
[0076]
Next, the slot configuration in the frame as described above will be described with reference to FIG.
[0077]
As shown in FIG. 6A, the
[0078]
The same frame is also used in communication between the slave units 3a to 3d. However, the hopping sequence is changed so that communication between the
[0079]
As shown in FIG. 6B, the wireless adapters 4a and 4b use only the
[0080]
Next, communication processing in the communication apparatus of the present embodiment will be described based on FIGS.
[0081]
First, the communication process in the main |
[0082]
Next, when communicating with the wireless adapters 4a and 4b (step S2; NO to step S8; NO), it is determined whether or not the
[0083]
First, at the start of communication with the wireless adapters 4a and 4b, in order to communicate with the wireless adapters 4a and 4b (step S12; NO), an idle signal indicating that communication is possible is transmitted to the wireless adapters 4a and 4b. (Step S13), the
[0084]
On the other hand, when the temporary communication is interrupted (step S8; NO) and the call from the
[0085]
If there is no call after waiting for a certain time (step S19; NO), the long frame is selected as described above and the packet communication is repeated (step S14-). However, when there is a call from the wireless terminal 2 (step S19; YES), the short frame is selected (step S20), the
[0086]
Next, communication processing in the
[0087]
First, the
[0088]
If communication with the
[0089]
On the other hand, when there is no call from the base unit 1 (step S39; NO) and conversely, when the
[0090]
In the communication mode, communication is in progress, and if there is a response from the
[0091]
Further, when the call of the
[0092]
If the slave units 3a to 3d are not called (step S48; NO), reception is waited for by the reception slot (RX2) (step S52), and if a call is received from the slave units 3a to 3d (step S52). S53; YES), the communication mode is set (step S54).
[0093]
As described above, according to the communication device of the present embodiment, the wireless data transmission / reception device common to each device is used to transmit the voice data, FAX data, and high-speed communication data such as a personal computer, etc. It is possible to communicate efficiently by a frequency hopping method with high utilization efficiency.
[0094]
In addition, as described based on the flowchart, the call by the CPU as the call control means is performed when the hop timing counter HC is 1, that is, at the switching timing of the long frame. Both devices using a short frame can be called, and efficient communication can be performed even in a situation where voice equivalent data and high-speed non-voice data are mixed.
[0095]
Note that the frequency of the long frame and the frequency of the short frame do not necessarily coincide with each other within a short frame repetition period (T1 × total hop count N), and the repetition period as shown in FIG. Of these, the frequency may be matched twice. In the example shown in FIG. 9A, the total number of hops N is 50, the long frame switching cycle T2 is T2 = T1 × 51, and the frequency of the long frame and the frequency of the short frame coincide within the repetition cycle T3. Is only once or twice. With such a configuration, the access speed and transfer rate of high-speed non-voice data can be further improved.
[0096]
The example shown in FIG. 9B is an example in which the switching period T2 of the long frame is an integral multiple of the (total number of hops + 1) of the short frame. The transfer rate can be further improved.
[0097]
Furthermore, if the total number of hops N can be set to a relatively large number and there is a high possibility of being disturbed at a relatively fixed frequency, it is not necessary to use all hop frequencies without missing in a long frame. β may have a common divisor other than 1. For example, as shown in FIGS. 10A and 10B, when α = 6, if the total number of hops N is 51, β = 3, and α and β have a
[0098]
In such a case, in the long frame, f2, f3, f5, f6.. The hop table is changed from time to time so that these frequencies are not used in long frames. Thereby, communication with higher reliability can be performed. Alternatively, as shown in FIGS. 10C and 10D, for example, in a similar system installed in a close area, f2, f5, f8, f11. ) May be used to hop using a frequency that is not used.
[0099]
Thereby, the interference between long frames can be completely eliminated, and the reliability is improved. Short frames are not recognized in the sense of hearing even if intermittent frame errors occur due to interference.
[0100]
【The invention's effect】
According to the communication device of
[0101]
According to the communication apparatus of
[0102]
According to the communication device according to
[0103]
According to the communication device of the fourth aspect, since the call control unit makes a call to each device at the switching timing of the long frame, the communication using the reference frame is performed with the device that performs communication using the long frame. Even if a call is made to both of the devices to be performed and a response is received from any of these devices, good communication can be performed without impairing synchronization.
[0104]
According to the communication device of the fifth aspect, for the voice data or voice equivalent data having a transmission speed equal to or lower than the voice data, the frequency is hopped in a short period using the reference frame. Although the data transmission / reception rate is lowered, even if there is an interference with a specific frequency, the communication of audio data or audio equivalent data is not hindered and good communication can be performed. For high-speed non-voice data, the long frame is used to hop the frequency with a long period, so that the data transmission / reception rate can be increased, and interference with a specific frequency is prevented. Even when received, high-speed non-voice data can be satisfactorily communicated without causing trouble by performing packetized communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a wireless communication unit in the communication apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hop table in the wireless communication unit in FIG. 2;
4 is a block diagram showing a short frame and a long frame used in the communication apparatus of FIG. 1. FIG.
5 is a block diagram showing an example of a frequency hop by a frequency hopping method using the frame of FIG. 4. FIG.
6 is a block diagram showing a slot structure of a frame used in the communication apparatus of FIG. 1. FIG.
7 is a flowchart showing a base station wireless communication process in the communication apparatus of FIG. 1;
8 is a flowchart showing wireless communication processing of a wireless terminal in the communication apparatus of FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a modified example of long frame switching timing in the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing still another modified example of the long frame switching timing in the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission / reception apparatus using a conventional frequency hopping method.
[Explanation of symbols]
1 ... Master unit
2 ... Wireless terminal
3a to 3d ... Slave unit for voice terminal
4a, 4b ... Wireless adapter
6a, 6b ... Data terminal
7 ... External wired network
8,9 ... External line
11 ... Wireless communication unit
12. Image output unit
13. Image reading unit
14 ... Network control unit
21 ... Wireless communication unit
22 ... Voice converter
23: Data converter
24. Line control unit
31a to 31d: wireless communication unit
32a to 32d ... voice conversion unit
41a, 41b ... wireless communication unit
42a, 42b ... Data converter
70 ... Short frame
80 ... long frame
Claims (5)
前記フレーム切換手段は、前記フレームとして、基準フレームと該基準フレームよりも長いフレームとの少なくとも2種類以上のフレームを用い、前記長いフレームを、前記基準フレームの切換タイミングに同期させて切り換え、
前記周波数選択手段は、前記長いフレームの通信に用いる前記周波数として、当該長いフレームの切換タイミングに相当する前記基準フレームの切換タイミングで切り換えられた当該基準フレームの通信に用いる前記周波数を選択する、ことを特徴とする通信装置。Frame switching means for switching a frame as a unit of communication, frequency selecting means for selecting a frequency corresponding to the switched frame, and a frequency hopping method for performing wireless communication between a plurality of devices by hopping a frequency for each frame A wireless communication means comprising:
The frame switching means uses, as the frame, at least two types of frames of a reference frame and a frame longer than the reference frame, and switches the long frame in synchronization with the switching timing of the reference frame,
The frequency selection means selects the frequency used for communication of the reference frame switched at the reference frame switching timing corresponding to the switching timing of the long frame as the frequency used for the communication of the long frame. A communication device characterized by the above.
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