JPH08288888A - 周波数ホッピング方式による通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数ホッピングの周波数の利用効率を向上
する。 【構成】 ホッピングパターンがｆ１・ｆ２・ｆ３・ｆ
４・ｆ５・ｆ６・ｆ７・ｆ８・ｆ９・ｆ１０の場合、ｆ
１・ｆ２・ｆ３・ｆ４・ｆ５の順に妨害波なしで送信
し、ｆ６に妨害波があれば、ｆ６の代わりにｆ３を用い
て送信し、続いてｆ７・ｆ８・ｆ９・ｆ１０・ｆ１・ｆ
２の順に送信する。次に、ｆ３と交換されたｆ６を用い
て送信しようとして、ｆ６に妨害波がなければｆ６を用
いて送信し、ｆ６に妨害波があれば、ｆ１１を用いて送
信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は周波数ホッピング方式を
用いた通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電波をつかった無線通信の方式として、
本来の情報伝送速度よりも広帯域な信号を送るスペクト
ラム拡散方式がある。情報伝送速度よりも広帯域な信号
を送る方法はいくつかあるが、小型化をはかるため、無
線ＬＡＮに使用する場合は、データ数十ビットから数百
ビット毎に周波数を切り替えるスローホッピング方式が
用いられることが多い。以下の文中において、周波数ホ
ッピング方式と記した場合、特に断らない場合はスロー
ホッピング方式のことを示す。

【０００３】周波数ホッピング方式はある規則にしたが
って周波数を切り替えていく。このある規則をホッピン
グパターンという。また、切り替えていく周波数を周波
数チャネルと呼ぶ。ホッピングパターンを選択する方法
には色々あるが、使用可能な全ての周波数チャネルを用
いて周波数ホッピングを行った場合、妨害や干渉によっ
て、使用できない周波数チャネルが発生したときに対処
できない。そこで一部の周波数チャネルが妨害等によっ
て使用できなくなった場合に備えて、全周波数チャネル
を一つのホッピングパターンで使用することをせず、全
周波数チャネルの何割かの周波数チャネルを選びだし、
ホッピングさせる方法がある。こういったホッピングパ
ターンは、ＲＯＭなどの不揮発性メモリに予め記憶して
おくか、制御局が存在する場合には制御局がホッピング
パターンを決定することによって選択される。そのた
め、こういったホッピングパターン情報をやり取りする
必要などから、周波数チャネルのいくつかを制御チャネ
ルとするか、各周波数チャネルを使用する時間を時分割
によって制御情報期間とデータ通信期間とを設けるとい
った、通信機間の制御を行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】システム内に多くの無
線装置が存在する場合、互いに妨害や干渉を与えないよ
うな周波数の選択方法には限界があり、ある程度以上無
線端末が存在するエリアないでは相互に干渉や妨害を与
えてしまう。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明では、上
記問題を解決するために、キャリアセンスの結果を記録
しておくテーブルを用意し、キャリアセンス時にキャリ
ア検出した場合は前述のテーブルに記録し、キャリアセ
ンスに引っ掛かった周波数チャネルを他の周波数チャネ
ルとホッピングの順番を入れ替え、キャリアセンスに引
っ掛かった周波数チャネルで再度キャリアセンスで引っ
掛かるかどうかを検出する。再度検出されない場合は、
周波数ホッピング方式による周波数チャネルの衝突であ
り、再度キャリアセンスに引っ掛かった場合は他の方式
による妨害波が存在するとみなし、キャリアセンスで引
っ掛かった周波数チャネルの使用をやめ、他の未使用の
周波数チャネルに変更する。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【０００７】図１にシステム構成図を示す。同図はコン
ピュータ間データ伝送を無線で実現する無線ＬＡＮの構
成一例を示す。同図において１１は周波数ホッピング方
式による無線ＬＡＮユニット、１２はコンピュータ等の
情報機器を示す。

【０００８】図２に無線ＬＡＮユニット１１の構成を示
す。図２において、１３は周波数ホッピング方式による
無線通信を行なう通信部、１４は情報機器を接続するた
めのインターフェース、１５は制御部、１６はメモリで
ある。

【０００９】図３は、無線ＬＡＮユニット１１が使用す
るホッピングパターン例を示す。同図において、縦軸に
周波数チャネル、横軸に時間であるので、どの時間にど
の周波数チャネルを使用するかを灰色で示す。図４は、
図３で示したホッピングパターンで使用する周波数チャ
ネルの一部が、自システムと同じ無線ユニットを使用し
た隣接エリアの電波による影響を受けることによって、
その隣接システムが使用しているホッピングパターンと
衝突した場合を示す。同図において、濃い灰色で示した
ホッピングパターンは他の類似システムで使用している
ホッピングパターンを示す。また、ここで言う他の類似
システムとは、ホッピングパターンの周期や１度周波数
をホッピングしてから次の周波数にホッピングするまで
の時間が同じシステムをいう。図５は、図４で示した衝
突が発生したときに新たに選択したホッピングパターン
の様子を示す。図６は、図５で示したホッピングパター
ンで使用する周波数チャネルの一部が、第三者がだす電
波によって妨害されている様子を示す。図７は、図６で
示した衝突が発生したときに新たに選択したホッピング
パターンの様子を示す。

【００１０】図８は、図４や図６に示すような、他から
の妨害があった場合に新しくホッピングパターンを選び
だす手順を示す。図９にメモリ１６に記憶されたキャリ
アセンス記録テーブルの概略図を示す。同図において、
ＨＰ１、ＨＰ２・・・と記してあるのは、ホッピングパ
ターン１周期内に使用する各周波数チャネルのキャリア
センス結果を記録するテーブルを示す。また、ＨＰレジ
スタｎとは各々のキャリアセンス記録テーブルを記録し
た際のホッピングパターンに関する情報を保存するレジ
スタである。

【００１１】このキャリアセンス記録テーブルを二つ以
上用意することで、過去のホッピングパターンでのキャ
リアセンス結果の履歴が参照できる。図９はこのテーブ
ルを二つ持った場合を示す。本実施例を説明する際には
図９に示すように、キャリアセンス記録テーブルを二つ
持つ場合について説明する。図１０に第二の実施例に用
いるキャリアセンス記録テーブルを示す。

【００１２】図３から、本実施例で説明する無線システ
ムでは１つの周波数チャネルを所定の時間ｔｎだけ連続
して使用し、その後ホッピングパターンに従ってつぎの
周波数チャネルで通信を行うものである。本実施例に場
合、１０回周波数チャネルを変えるとホッピングパター
ンが一巡するため、ホッピング周期がｔｎの１０倍であ
るといえる。また、説明を簡単にするために、ホッピン
グパターンの始めを周波数チャネルｆ１、終わりを周波
数チャネルｆ１０とする。

【００１３】図４は、図３で示した自システムと同様の
仕様の周波数ホッピング方式による無線ＬＡＮが隣接す
るエリアに存在し、かつ、その電波が自エリアに影響を
与える場合についてを示し、自システムが選択したホッ
ピングパターンの周波数チャネルの一部が、隣接システ
ムが使用しているホッピングパターンと衝突した場合に
ついて示している。図に示したように隣接システムと周
波数チャネルｆ６で衝突し、時間ｔ６、ｔ１６、ｔ２６
・・・で自システムないの無線装置が送信しようとして
も、キャリアセンスの結果、隣接システムのキャリアを
検出するので通信が行えない。

【００１４】そこで図８に示す手順にしたがって、ホッ
ピングパターンを変更する。このとき周波数チャネルｆ
６を１ホッピング周期内の６番目に使用すると隣接シス
テムとホッピングパターンが衝突しているので、周波数
チャネルを１ホッピング周期内の６番目以外に使用すれ
ば隣接システムのホッピングパターンと衝突しないこと
になる。図５に示す例は、周波数チャネルｆ６をホッピ
ング周期内の３番目に変更し、それに伴い周波数チャネ
ルｆ３をホッピング周期内の６番目に変更した場合を示
す。

【００１５】図６は、隣接システムが、自システム以外
のシステムである場合に、隣接システムの電波が自シス
テムに影響を与える場合を示す。図６では、自システム
の周波数チャネルｆ６と隣接システムの電波が衝突する
場合について示している。まず、図４の隣接システムと
自システムが同様の仕様を持つ場合に打った手順を行
う。その結果は図５と同じになったとすると、周波数チ
ャネルのホッピングパターン内での位置を変更しても、
図６に示すような妨害は排除できないため、再度送信前
のキャリアセンスで隣接システムのキャリアを検出す
る。

【００１６】そこで、前回のキャリアセンス記録テーブ
ルを参照し、そのときのホッピングパターンの記録から
同じ周波数チャネルのキャリアセンス結果を取り出し、
前回キャリアを検出していれば、周波数チャネル変更手
順にはいる。図７に、周波数チャネルｆ６を周波数チャ
ネルｆ１１に変更した様子を示す。

【００１７】図８に示したホッピングパターン変更手順
例について説明する。図中のスタートは、情報機器から
の送信要求や無線ユニット内部のタイミング（ｔｎのタ
イムアウトを含む）で送信開始タイミングになったこと
を示す。メモリ６には、ホッピングパターンがｆ１，ｆ
２，・・・，ｆ１０であることが予め記憶されている。
最初に今回送信しようとする周波数（例えばｆ６）につ
いて送信前のキャリアセンスを行う（Ｓ１）。その結果
をメモリ１６のキャリアセンス記録テーブルに書き込む
（Ｓ２）。その後、今回送信しようとする周波数でキャ
リアを検出したかどうか判断し（Ｓ３）、キャリアを検
出していなければ、ホッピングパターン変更手順を終了
し、通常の送信を行う。キャリアを検出していた場合、
送信を中止し、前回記録したキャリアセンス記録テーブ
ルに、今回送信しようとする周波数でキャリアを検出し
たかどうかを調べる（Ｓ４）。

【００１８】その結果、前回キャリアを検出していなけ
れば、現在選択している周波数チャネルのうち、問題の
ない周波数チャネルをランダムに選択する（Ｓ５）。そ
して、そのランダムに選択した周波数チャネルとキャリ
アを検出した周波数チャネルのメモリ１６に記憶された
ホッピングパターン内の順番を入れ替え（Ｓ６，Ｓ
７）、新しいホッピングパターンを作る。また、前回キ
ャリアを検出していれば、現在未使用の周波数チャネル
を１つランダムに選択し（Ｓ８）、キャリアを検出した
周波数チャネルを入れ替えて（Ｓ９）、新しいホッピン
グパターンを作る。

【００１９】続いて、図４、図６の場合、図８の手順で
どのように動作するかを説明する。

【００２０】図４の場合、前回キャリアセンス時には問
題なかったとすると、周波数チャネルｆ６で送信前に行
うキャリアセンスの結果、隣接システムのキャリアを検
出し、その結果をキャリアセンス記録テーブルに書き込
み、前回のキャリアセンス結果を調べる。その結果、前
回は周波数チャネルｆ６ではキャリアを検出していない
ので、まず、現在選択している周波数チャネルのうちｆ
６以外からランダムにひとつを選ぶ。図５の場合は周波
数チャネルｆ３を選択した場合を示す。ホッピングパタ
ーン内で周波数チャネルｆ３と周波数チャネルｆ６の順
番を入れ替えて新しいホッピングパターンを作る。

【００２１】その結果、変更前のホッピングパターン
が、ｆ１・ｆ２・ｆ３・ｆ４・ｆ５・ｆ６・ｆ７・ｆ８
・ｆ９・ｆ１０であったが、変更後の新しいホッピング
パターンは、ｆ１・ｆ２・ｆ６・ｆ４・ｆ５・ｆ３・ｆ
７・ｆ８・ｆ９・ｆ１０になる。

【００２２】図６の場合、前回キャリアセンス時には問
題なかったとすると、まず先に述べた図４に対する手順
と同じ手順を踏む。しかし、続いて周波数チャネルｆ２
の次に周波数チャネルｆ６で送信する場合、再度キャリ
アを検出する。この場合、この時点では前回キャリアを
検出しているので、現在使用しているホッピングパター
ンで使用していない周波数から１つをランダムに選択す
る。図７の場合は、ｆ１１を選択した場合を示す。周波
数チャネルｆ１１と周波数チャネルｆ６を入れ替えて新
しいホッピングパターンを作成する。その結果、新しい
ホッピングパターンは、ｆ１・ｆ２・ｆ１１・ｆ４・ｆ
５・ｆ３・ｆ７・ｆ８・ｆ９・ｆ１０になる。

【００２３】すなわち、ホッピングパターンの初期値が
ｆ１・ｆ２・ｆ３・ｆ４・ｆ５・ｆ６・ｆ７・ｆ８・ｆ
９・ｆ１０の場合、ｆ１・ｆ２・ｆ３・ｆ４・ｆ５の順
に送信し、ｆ６に妨害波があればｆ６の代わりにｆ３を
用いて送信し、続いてｆ７・ｆ８・ｆ９・ｆ１０・ｆ１
・ｆ２の順に送信する。次に、ｆ３と交換されたｆ６を
用いて送信しようとして、ｆ６に妨害波がなければ（図
５の場合）、ｆ６を用いて送信し、ｆ６に妨害波があれ
ば（図６の場合）、ｆ１１を用いて送信する（図７）。

【００２４】上記の実施例においては、キャリアを１度
検出すると、キャリアセンス記録テーブルに記録した
が、連続して何回かキャリアを検出するとホッピングパ
ターンを変更するようにもできる。このときのキャリア
センス記録テーブルを図１０に示す。回数を記録するレ
ジスタには、キャリアを検出した周波数チャネルにその
回数を記録する。キャリアを検出しなければクリアする
ことで、連続してキャリアを検出したかどうかが判る。
このようにキャリアの連続検出回数を記録すると、たま
たま雑音をキャリアと誤認識すると行ったことが減るの
で、本来ホッピングパターンを変更する必要のないよう
な場合でもホッピングパターンを変更する第一の実施例
に比べて、さらに周波数利用効率が向上する。

【００２５】

【発明の効果】キャリアセンスの結果を記録しておくテ
ーブルを用意し、キャリアセンス時にキャリア検出した
場合は前述のテーブルに記録し、キャリアセンスに引っ
掛かった周波数チャネルを他の周波数チャネルとホッピ
ングの順番を入れ替え、キャリアセンスに引っ掛かった
周波数チャネルで再度キャリアセンスで引っ掛かるかど
うかを検出する。再度検出されない場合は、周波数ホッ
ピング方式による周波数チャネルの衝突であり、再度キ
ャリアセンスに引っ掛かった場合は他の方式による妨害
波が存在するとみなし、キャリアセンスで引っ掛かった
周波数チャネルの使用をやめ、他の未使用の周波数チャ
ネルに変更することで周波数の利用効率を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のシステム構成図である。

【図２】本発明実施例の無線ユニットの構成図である。

【図３】無線ＬＡＮユニット１１が使用するホッピング
パターン例の図である。

【図４】図３で示したホッピングパターンで使用する周
波数チャネルの一部が、自システムと同じ無線ユニット
を使用した隣接エリアの電波による影響を受けることに
よって、その隣接システムが使用しているホッピングパ
ターンと衝突した場合の図である。

【図５】図４で示した衝突が発生したときに新たに選択
したホッピングパターンの図である。

【図６】図３で示したホッピングパターンで使用する周
波数チャネルの一部が、第三者がだす電波によって妨害
されている様子の図である。

【図７】図６で示した衝突が発生したときに新たに選択
したホッピングパターンの図である。

【図８】図４や図６に示すような、他からの妨害があっ
た場合に新しくホッピングパターンを選びだす手順の図
である。

【図９】キャリアセンス記録テーブルの概略図である。

【図１０】第二の実施例に用いるキャリアセンス記録テ
ーブル図である。

【符号の説明】

１１ 周波数ホッピング方式による無線ＬＡＮユニット １２ コンピュータ等の情報機器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアを検出するキャリア検出手段
   と、該キャリア検出手段の結果を周波数に対応して記録
   する記録手段と、該キャリア検出手段がキャリアを検出
   すると、その周波数における過去のキャリア検出結果を
   記録手段で参照し、その結果、過去にキャリアを検出し
   ていなければホッピングに使用している周波数のうちの
   １つを選択してキャリアを検出した周波数と選択した周
   波数のホッピングパターン内での順番を入れ替え、過去
   にキャリアを検出していればホッピングに使用していな
   い周波数のうちから１つを選択してキャリアを検出した
   周波数の代わりに選択した周波数を使用することで新し
   いホッピングパターンを決定するホッピングパターン変
   更手段を有する周波数ホッピング方式による通信装置。
2. 【請求項２】 キャリアを検出するキャリア検出手段
   と、該キャリア検出手段の結果を送信時に使用する周波
   数に対応して各々の周波数で何回キャリアを検出したか
   を記録する記録手段と、該キャリア検出手段がキャリア
   を検出すると、その周波数におけるキャリア検出回数を
   記録手段で参照し、予め設定した第一の設定回数を越え
   ればホッピングに使用している周波数のうちの１つを選
   択してキャリアを検出した周波数と選択した周波数のホ
   ッピングパターン内での順番を入れ替え、予め設定した
   第二の設定回数を越えればホッピングに使用していない
   周波数のうちから１つを選択してキャリアを検出した周
   波数の代わりに選択した周波数を使用することで新しい
   ホッピングパターンを決定するホッピングパターン変更
   手段を有する周波数ホッピング方式による通信装置。