Warning: copy(.htaccess): failed to open stream: Permission denied in /home/jp321/public_html/header.php on line 8
無線通信装置 - 松下電器産業株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> 松下電器産業株式会社

発明の名称 無線通信装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−6077(P2007−6077A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183154(P2005−183154)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 杉谷 俊幸 / 中川 克己 / 佐藤 悦子 / 伊藤 貴紹 / 福田 真二
要約 課題
異なるサービスを提供する他の無線通信装置や同一システムの無線通信装置に無線干渉を与えない無線通信装置の提供を目的とする。

解決手段
受信レベルに応じた信号を出力する受信レベル検出部110の出力信号をTDMAのフレーム周期の信号を通過させるバンドパスフィルタ111を通し、TDMAのフレーム周期に一致する受信信号を検出し、検出した受信信号のタイミングに同期するようにフレーム、スロットの補正を行ないながら、TDMAのフレーム周期に一致して動作する他の無線通信装置の送信タイミングを避けて制御信号の送信を行なうようにしたものであり、相互の無線干渉の発生を低減する効果を有する。
特許請求の範囲
【請求項1】
受信スロットと送信スロットとで構成されるTDMA通信方式で通信を行う無線通信装置であって、
TDMA通信方式の無線信号を送信する送信部と、
TDMA通信方式の無線信号を受信する受信部と、
前記受信部で受信した信号から、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに同期した周期的な電波のタイミングを検出する受信パタン検出部と、
前記受信パタン検出部のタイミングに基づき周期的な電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する制御部とを備えた無線通信装置。
【請求項2】
前記送信部は、受信信号の受信レベルに応じた信号を出力し、
前記受信パタン検出部は、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数を通過させるバンドパスフィルタを用いて前記受信レベルに応じた信号から前記TDMA通信方式のフレーム周期に対応する周期的な電波のタイミングを検出する請求項1記載の無線通信装置。
【請求項3】
受信パタン検出部は、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数に一致する信号のうち最も受信レベルの高い信号を選択する請求項2記載の無線通信装置。
【請求項4】
受信パタン検出部は、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数に一致する信号が、第一の閾値を超えた状態から第二の閾値を下まわるタイミングを検出し、
前記制御部は、前記第二の閾値を下回るタイミングに基づいて前記周期的な電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する請求項3記載の無線通信装置。
【請求項5】
受信パタン検出部は、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数に一致する信号が、第一の閾値を超えた状態から第二の閾値を下まわるタイミングを検出し、
前記制御部は、前記第二の閾値を下回るタイミングに基づいて周期的な電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを補正する請求項3記載の無線通信装置。
【請求項6】
受信スロットと送信スロットとで構成されるTDMA通信方式で通信を行う無線通信装置であって、
TDMA通信方式の無線信号を送信する送信部と、
TDMA通信方式の無線信号を受信する受信部と、
前記受信部で受信した信号から、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに同期した周期的なパタンデータを検出する受信パタン検出部と、
前記受信パタン検出部のタイミングに基づき周期的なTDMA方式の電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する制御部とを備えた無線通信装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記受信パタン検出部の検出タイミングに基づいて周期的なパタンデータと重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを補正する請求項3記載の無線通信装置。
【請求項8】
受信スロットと送信スロットとで構成されるTDMA通信方式で通信を行う無線通信装置
であって、
TDMA通信方式の無線信号を送信する送信部と、
TDMA通信方式の無線信号を受信する受信部と、
前記受信部で受信した信号から、前記TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに同期した周期的な固定パタンデータを検出する受信パタン検出部と、
前記受信パタン検出部のタイミングに基づき周期的なTDMA方式の電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する制御部とを備えた無線通信装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記受信パタン検出部の検出タイミングに基づいて前記固定パタンデータがスロット内の予め決められた受信位置となるようフレームタイミングを補正する請求項8記載の無線通信装置。
【請求項10】
前記固定パタンデータは前記TDMA通信方式の同期のためのビットパターンである請求項8または請求項9記載の無線通信装置。
【請求項11】
固定パタンを記憶する固定パタン記憶部を備え、
前記TDMA通信方式で通信する他の無線通信装置より通知された固定パターンを前記固定パターン記憶部に記憶し、前記固定パタンデータは前記固定パターン記憶部に蓄積したデータである請求項8または請求項9記載の無線通信装置。
【請求項12】
さらに、前記受信部で受信した無線信号の受信レベルと受信タイミングを記憶する受信情報記憶部を備え、前記受信情報記憶部に前記固定パタン受信した際の受信レベルと受信タイミングを記憶し、最も受信レベルが高かった固定パタンの受信信号の受信タイミングに基づいて前記固定パタンデータがスロット内の予め決められた受信位置となるようフレームタイミングを補正する請求項8から11いずれか1項に記載の無線通信装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、TDMA方式を用いた無線通信を行なう無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電話やドアホンは、ほとんどの一般家庭で利用されており、設置の容易さ利便性等の向上のために無線通信を利用した製品が数多く実用化されている。
【0003】
これら一般家庭で利用されるコードレス電話や無線ドアホン等の無線通信装置は、通話品質、秘匿性の向上の点からデジタル無線通信方式が主流となっており、そのほとんどで、周波数の利用効率の向上や装置の低コスト化のために時分割多重方式が採用されている。
【0004】
例えば、PHS方式のデジタルコードレス電話では、1つのフレームを8つのスロットに分割し、親機の送信を4スロット、子機の送信を4つのスロットで行う時分割多重時分割複信方式によって通信が行なわれる。このような、時分割多重通信を行う場合、システム内の1つの無線通信装置が制御局として動作し、フレーム内の特定のスロットで同期用の制御信号を送信し、他の無線通信装置が制御局が送信する同期用の制御信号を受信し、制御局とのフレーム、スロットの同期を取って動作する従属局として動作を行う。
【特許文献1】特開平8−130764号公報
【特許文献2】特開平7−87556号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように、一般家庭においてコードレス電話や無線ドアホンのような無線通信を利用した設備が混在する場合、設備間の無線干渉が発生する危険がある。特に、制御局が送信する同期用の制御信号が無線干渉によって受信困難になった場合、制御局と従属局間の通信がまったくできなくなる場合があり、2つの制御局が近接して設置され、それぞれの制御局が同じ周期で制御信号を送信し、互いに制御信号の送信タイミングが一致した場合、それぞれの制御局に属する各従属局は、制御信号の受信が困難になり、それぞれの無線通信装置がまったく機能しない、即ち、通信ができない状態になっていた。
【0006】
この問題を回避するための1つの方法として、無線基地局は制御信号の送信に先立ち、制御信号を送信する周波数で受信を行い、周辺の無線基地局或いは移動端末の送信タイミングと受信レベルを検知して起動時の制御信号の送信タイミングを決定するものが知られている(例えば特許文献1参照)。
【0007】
上記特許文献1では、連続受信によって他の無線基地局、或いは、移動端末が使用していないタイミングを検知して無線基地局が制御信号を送信するスロットを選択しているが、干渉源として考慮されている無線通信装置が同一の通信方式で通信を行うことが前提であるため、さまざまな通信方式が混在するISMバンドを使用する無線通信装置では適用しにくい。又、各無線基地局の動作を決定するクロックに誤差がある場合、各無線基地局が送信する制御信号の相対的なタイミングは時間と共に変化するが、上記特許文献1では、起動時のみ空きスロットの検出を行ない、以後、自己のタイミングで制御信号の送信を行うので、時間の経過と共に、他の各無線基地局との干渉が発生する危険があった。
【0008】
また制御局として動作する無線通信装置が制御信号を送信している定常状態において、他の無線通信装置との干渉を回避する方法が特許文献2に記載されている。この特許文献
2に記載の無線電話親機は、制御信号を送信している定常状態において、公衆基地局のタイムスロットのタイミングを抽出し、このタイミングに基づいて、公衆基地局の送信用タイムスロットと重ならない無線通信装置親機の送信用タイムスロットで無線電話装置子機と通信するものである(例えば特許文献2参照)。
【0009】
上記特許文献2の無線通信装置親機も、同一の無線通信方式で通信を行う公衆基地局の送信タイミングをもとに無線通信装置親機から送信する制御信号の送信タイミングを決定、補正していくものであり、さまざまな通信方式が混在するISMバンドを使用する無線通信装置では、有効性が低いという課題を有していた。又、無線通信装置親機が公衆基地局の送信タイミングを抽出する具体的な技術は開示されていない。
【0010】
又、上記特許文献1、2いずれにおいても送信側(制御局)の無線環境で送信タイミングを決定しており、実際に電波干渉で受信障害が発生する受信側(従属局)の無線環境を考慮した制御が行われていなかった。
【0011】
本発明は、上記課題を省みて、他の無線通信装置の通信方式にかかわらず、相互の無線干渉を低減する無線通信装置の提供と、制御信号を受信する受信側での無線干渉の発生の低減を実現する最適な制御信号の送信タイミングを決定可能な無線通信装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、他の無線通信装置が送信する無線信号を受信し、自らのTDMAのフレーム周期に一致して無線信号の送信を行なう他の無線通信装置にTDMAのフレームスロットを同期させ、他の無線通信装置が送信していないタイミングで制御信号を送信するように動作することを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明の無線通信装置は、異なるサービスを提供する他の無線通信装置や同一システムの無線通信装置との無線干渉の発生を小さくできるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明は、他の無線通信装置の通信方式にかかわらず、相互の無線干渉を低減する無線通信装置の提供するという目的を、受信信号より他の無線通信装置が送信するタイミングを検出し、自らのTDMA通信方式のフレーム周期に一致する他の無線通信装置からの受信信号に同期して、自らのTDMA通信方式のフレーム周期に一致して無線信号の送信を行なう他の無線通信装置が送信していないタイミングで制御信号を送信しTDMA通信方式の動作タイミングを決定する無線通信装置を提供することによって実現した。
【0015】
又、制御信号を受信する受信側での無線干渉の発生の低減を実現する最適な制御信号の送信タイミングを決定可能な無線通信装置の提供するという目的を、受信側から通知された情報をもとに送信側でTDMA通信方式の動作タイミングを決定する無線通信装置を提供することによって実現した。
【0016】
本発明の実施の形態は、受信スロットと送信スロットとで構成されるTDMA通信方式で通信を行う無線通信装置であって、TDMA通信方式の無線信号を送信する送信部と、TDMA通信方式の無線信号を受信する受信部と、受信部で受信した信号から、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに同期した周期的な電波のタイミングを検出する受信パタン検出部と、受信パタン検出部のタイミングに基づき周期的な電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する制御部とを備えたものであり、自システムのTDMA通信方式の周期と同じ周期で動作する他の無
線通信装置が送信行なうタイミングを検出し、その送信期間を避けて制御信号を送信するように動作することにより、フレーム毎に送信される制御信号が他の無線通信装置と重なり続けることを防止することが可能となり、制御局が送信する制御信号が他の無線通信装置の通信に与える無線干渉を低減できるという効果と、従属局が制御信号を受信する際に、他の無線通信装置が出力する無線信号によって制御信号の受信品質が劣化することを低減できるという効果を有する。
【0017】
さらに、送信部は、受信信号の受信レベルに応じた信号を出力し、受信パタン検出部は、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数を通過させるバンドパスフィルタを用いて受信レベルに応じた信号からTDMA通信方式のフレーム周期に対応する周期的な電波のタイミングを検出するようにしたものであり、受信信号のレベルに応じた出力を行なう検知回路とバンドパスフィルタにより同じフレーム周期で送信中の他の無線通信装置の送信タイミングを検出可能であり、回路構成が簡単になるという効果を有する。
【0018】
さらに、受信パタン検出部は、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数に一致する信号のうち最も受信レベルの高い信号を選択するものであり、同じフレーム周期で送信を行なう無線通信装置が複数稼動している場合、最も受信レベルの高い無線通信装置の送信タイミングを避けて制御信号の送信を行なうことにより、最も無線品質の劣化の原因となる無線通信装置との無線干渉の発生を防止でき通信品質の低下を低減できるという効果を有する。
【0019】
さらに、受信パタン検出部は、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数に一致する信号が、第一の閾値を超えた状態から第二の閾値を下まわるタイミングを検出し、制御部は、第二の閾値を下回るタイミングに基づいて周期的な電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定するようにしたものである。
【0020】
あるいは受信パタン検出部は、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに基づく周波数に一致する信号が、第一の閾値を超えた状態から第二の閾値を下まわるタイミングを検出し、制御部は、第二の閾値を下回るタイミングに基づいて周期的な電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを補正するものであり、制御信号を送信開始後も同じフレーム周期で送信中の他の無線通信装置の送信タイミングに同期し、フレームスロットの補正が可能となり、無線通信装置との無線干渉の発生を防止でき通信品質の低下を低減できるという効果を有する。又、他の無線通信装置との同期維持を1つのスロットの受信を行なうことにより実現したので、従属局との通信のための受信回路と他の無線通信装置との同期維持のための受信回路が共有化でき回路構成が簡単になるという効果を有する。
【0021】
本発明の別の実施の形態は、受信スロットと送信スロットとで構成されるTDMA通信方式で通信を行う無線通信装置であって、TDMA通信方式の無線信号を送信する送信部と、TDMA通信方式の無線信号を受信する受信部と、受信部で受信した信号から、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに同期した周期的なパタンデータを検出する受信パタン検出部と、受信パタン検出部のタイミングに基づき周期的なTDMA方式の電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する制御部とを備えたものであり、受信、復調した信号から自己のフレーム周期に一致する受信信号の固定パターンを検出し、検出した固定パターンを元に制御信号の送信タイミングを決定するので,自らが送信する制御信号の送信周期、即ち、フレーム周期と同じ周期で任意の固定パターンを含む無線信号を送信する他の無線通信装置の送信タイミングを元に制御信号の送信タイミングを決定することができ、相互の無線干渉の発生を低減す
ることが可能となる効果を有する。
【0022】
さらに、制御部は、受信パタン検出部の検出タイミングに基づいて周期的なパタンデータと重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを補正するようにしたものであり、受信、復調した信号から自己のフレーム周期に一致する受信信号の固定パターンを検出し、検出後、フレーム毎に特定のスロットで固定パターンの受信を継続し、受信タイミングに応じてフレームタイミングを補正するようにしたことにより、フレーム周期と同じ周期で任意の固定パターンを含む無線信号を送信する他の無線通信装置の送信タイミングを元に制御信号の送信タイミングを決定すると共に、その後、フレーム周期と同じ周期で任意の固定パターンを含む無線信号を送信する他の無線通信装置の送信タイミングに同期して制御信号の送信タイミングを補正することができ、相互の無線干渉の発生を低減することが可能となる効果を有する。
【0023】
本発明の別の実施の形態は、受信スロットと送信スロットとで構成されるTDMA通信方式で通信を行う無線通信装置であって、TDMA通信方式の無線信号を送信する送信部と、TDMA通信方式の無線信号を受信する受信部と、受信部で受信した信号から、TDMA通信方式の周期的な制御信号を送信するタイミングに同期した周期的な固定パタンデータを検出する受信パタン検出部と、受信パタン検出部のタイミングに基づき周期的なTDMA方式の電波と重畳しないようにTDMA通信方式の制御信号を送信するタイミングを決定する制御部とを備えたものであり、受信、復調した信号から予め決められた固定パターンを検出し,検出した固定パターンの受信タイミングを元に制御信号の送信タイミングを決定するので,予め決められた固定パターンを含む無線信号を送信する他の無線通信装置の送信タイミングを元に制御信号の送信タイミングを決定することができ、相互の無線干渉の発生を低減することが可能となる効果を有する。
【0024】
さらに、制御部は、受信パタン検出部の検出タイミングに基づいて固定パタンデータがスロット内の予め決められた受信位置となるようフレームタイミングを補正するようにしたものであり、受信、復調した信号から予め決められた固定パターンを検出し、検出後、フレーム毎に特定のスロットで予め決められた固定パターンの受信を継続し、受信タイミングに応じてフレームタイミングを補正するようにしたことにより、予め決められた固定パターンを含む無線信号を送信する他の無線通信装置の送信タイミングを元に制御信号の送信タイミングを決定すると共に、その後、予め決められた固定パターンを含む無線信号を送信する他の無線通信装置の送信タイミングに同期して制御信号の送信タイミングを補正することができ、相互の無線干渉の発生を低減することが可能となる効果を有する。
【0025】
さらに、固定パタンデータはTDMA通信方式の同期のためのビットパターンとすることにより、通信方式毎に決められた同期のための固定パターンを検出して他の無線通信装置との無線干渉の発生を低減することが可能となり、複数のコードレス電話を設置する場合等、同一の通信方式で通信を行う無線通信装置がある場合の、無線干渉の発生を低減することが可能となる効果を有する。
【0026】
さらに、固定パタンを記憶する固定パタン記憶部を備え、TDMA通信方式で通信する他の無線通信装置より通知された固定パターンを固定パターン記憶部に記憶し、固定パタンデータは固定パターン記憶部に蓄積したデータであるようにしたものであり、制御局の固定パターン記憶部に記憶する固定パターンを従属局の操作で設定が可能となり、制御局に固定パターンを入力する操作部を必要としないため、安価な無線通信装置を提供できるという効果を有する。
【0027】
さらに、受信部で受信した無線信号の受信レベルと受信タイミングを記憶する受信情報記憶部を備え、受信情報記憶部に固定パタン受信した際の受信レベルと受信タイミングを
記憶し、最も受信レベルが高かった固定パタンの受信信号の受信タイミングに基づいて固定パタンデータがスロット内の予め決められた受信位置となるようフレームタイミングを補正するので、予め決められた固定パタンを送信する無線通信装置の中で、最も受信レベルの高い無線通信装置が送信する固定パタンを元に制御信号の送信タイミングを決定、補正することにより、受信可能な予め決められた固定パタンを送信する装置が複数ある場合、最も無線干渉が発生する可能性が高い無線通信装置との無線干渉の発生を提言することが可能となる。
【実施例】
【0028】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。
【0029】
図1は、本発明の実施の形態1の無線通信装置のブロック図である。
【0030】
図1において、100は従属局(図示せず)と無線信号の入出力をし、又、無線設備からの無線信号を入力するアンテナ、101は受信した無線信号を復調する受信部、102は、送信信号を変調し無線信号を生成する送信部、103は後述する分周器121より出力されるフレーム周期の信号に同期してTDMAのフレーム、スロットの処理を行ない受信復調信号より、受信データを取り出すと共に制御信号や通信用の音声信号の送信データを時分割多重するフレーム処理部、110は、送信タイミング検出手段であり、受信した信号の受信レベルを検出し受信電界強度に応じた電圧を出力する受信レベル検出部、111は、TDMAのフレーム周期に一致する間隔で送信された信号を検出する検出手段であり、受信レベル検出部より出力された受信レベルの変化を示す信号からTDMAのフレーム周期の信号を取り出すバンドパスフィルタ、112はバンドパスフィルタ111より出力されるTDMAのフレーム周期の信号を後述する制御部150より指示されたレベルを比較し比較レベル以上のTDMAのフレーム周期の信号を出力するレベル比較器、120は本無線通信装置の各部で使用されるクロックを発生する発振器(図1では、結線の一部のみ図示)、121は発振器120で生成されたクロックを分周しTDMAのフレーム周期の信号を生成する分周器、130は音声を入力するマイク、131は音声を出力するスピーカー、132はマイク130から入力された音声信号をデジタル変換し音声データを生成すると共に受信した音声データをアナログ変換し音声信号を生成する音声処理部、150は無線通信装置全体を制御する制御部である。
【0031】
次に、図1を用いて本実施の形態の無線通信装置の動作を説明する。
【0032】
図1の制御局は、従属局と時分割多重通信を行なうため、フレームの1つのスロットで、制御局を識別するためのID等をのせた同期用の制御信号の送信を行なう。このとき、制御局は、他の無線通信装置からの受信信号を元に、本無線通信装置と同じ周期で送信を行なっている無線通信装置に同期して、お互いの送信が重ならないよう制御信号の送信タイミング(フレーム、スロットのタイミング)を決定し、制御信号の送信を行なう。以下、制御局がフレーム、スロットのタイミングを決定し、制御信号を送信する動作の詳細について説明を行なう。
【0033】
制御局に電源が投入され動作を開始すると、制御部150は、自らが制御信号を送信する周波数と同じ周波数で連続して受信を行なうよう受信部101を起動する。そして、受信レベル検出部110では、受信レベルに応じた信号が生成される。受信レベルに応じた信号は、バンドパスフィルタ111にて制御局が使用するフレーム周期に一致する信号のみが取り出され、レベル比較器112に出力される。レベル比較器112は、バンドパスフィルタ111から入力された信号と制御部150より通知された閾値とを比較し、閾値以上の信号があれば、信号検出を制御部150に通知すると共に、バンドパスフィルタ1
11から入力された信号を制御部150より指示された閾値で波形整形し分周器121に出力する。制御部150は、電源投入後、最初、閾値を最も高い状態に設定し、一定期間の受信を行ない、レベル比較器112より信号検出が通知されない場合、順次、閾値を下げるように制御を行ない、自局のフレーム周期と同じ周期で無線の出力をしている他の無線通信装置のなかで、最も受信レベルの高い無線通信装置の受信に応じて、後述する分周器121の制御を行なうよう制御を行なう。又、制御部150は、レベル比較器112より信号検出が通知されると、フレーム内の特定のスロットを検出した他の無線通信装置との同期用スロットとして受信スロットとして動作するよう各部の制御を行ない、他のスロットの受信を停止し、別のスロットで制御信号を送信するよう動作を開始し、制御局の起動を完了する。
【0034】
一方、分周器121は、発振器120から出力されるクロックでカウントアップし、フレーム周期分のカウントアップすると、カウンタ値を0に戻し、再度カウントアップを継続する。又、分周器121は、レベル比較器112から信号が入力されると、入力信号の立下り、即ち、受信レベルが制御部150によって指定された閾値を超えた状態から閾値を下まわった状態に変化した時に、カウンタ値を0に戻す。そして、分周器は、カウンタ値が0からある一定値になるまでの間、High、それ以外の期間はLowとなるように信号生成しフレーム処理部103に出力する。即ち、分周器121は、同一周期で動作する他の無線通信装置の送信信号を受信した場合は、他の無線通信装置の送信タイミングに同期したフレーム周期の信号を出力し、同一周期で動作する他の無線通信装置の送信信号を閾値以上のレベルで受信できなかった場合は、自走のタイミングでフレーム周期の信号を出力する。又、フレーム処理部103は、分周器121からのフレーム周期の信号を元に、フレーム内を複数のスロットに分割し、制御部150の指示に従い、各スロットを受信、送信スロットとして動作し、受信スロットでは、受信部101から入力された受信復調信号から受信データを取り出し、受信データに応じて、音声処理部132又は制御部150に出力し、送信スロットでは音声処理部132からの音声データや制御部150からの制御信号をTDMAの同期に必要な同期信号等を付加して送信部102に出力する。
【0035】
次に、図2を用いて、図1に示す本実施の形態の無線通信装置がTDMAのフレーム周期で送信を行なう他の無線通信装置の送信タイミングを検出する動作について説明を行なう。
【0036】
図2は、本発明の実施の形態1の無線通信装置の動作を説明する説明図であり、(a)は受信レベル検出部110、(b)はバンドパスフィルタ111、(c)はレベル比較器112の出力波形の例を示す。尚、本動作例では、本実施の形態の無線通信装置と同じTDMAのフレーム周期で送信を行なう2台の無線通信装置(以下、無線通信装置1と無線通信装置2と記す)と、本実施の形態の無線通信装置と異なるTDMAのフレーム周期で送信を行なう1台の無線通信装置(以下、無線通信装置3と記す)の合計3台の無線通信装置が、本実施の形態の無線通信装置で受信可能な場所で稼動している場合について説明を行なう。
【0037】
図2の(a)の縦軸は、受信レベル検出部110が出力する受信信号に応じた受信レベルに比例した電圧であり、横軸は、時間である。又、図2の(a)の波形に付された数字は、送信元の無線通信装置の番号を示しており、1は無線通信装置1からの信号を受信した際に発生する受信レベルのピーク部分を、2は無線通信装置2からの信号を受信した際に発生する受信レベルのピーク部分を、3は無線通信装置3からの信号を受信した際に発生する受信レベルのピーク部分を示す。又、図2(a)の例では、(無線通信装置3の受信レベル>無線通信装置1の受信レベル>無線通信装置2の受信レベル)の例を示す。又、実施の形態1の制御局のTDMAのフレームの周期をT0とする。図2(a)に示すよう、無線通信装置1,2は、実施の形態1の制御局のTDMAと同じ周期T1,T2=T
0で信号の送信をしているため、図2(a)に示すよう、TDMAと同じ周期で受信レベルのピークが発生し、無線通信装置3の受信レベルのピークの周期T3は、実施の形態1の制御局のTDMAのフレーム周期T0と異なる周期となっている。
【0038】
次に、図2(b)の説明を行なう。図2(b)は、図2(a)の受信レベル検出部110の出力をバンドパスフィルタ111に入力した際の、バンドパスフィルタ111の出力波形である。バンドパスフィルタ111は、実施の形態1の制御局のTDMAのフレーム周期T0の信号を通すフィルタ、即ち、通過帯域の中心周波数fがf=1/T0の狭帯域のバンドパス特性のフィルタで構成されている。そのため、図2(b)に示すよう、バンドパスフィルタ111の出力では、無線通信装置1,2からの受信信号のピークは減衰せずそのまま出力され、無線通信装置3からの受信信号のピークは、大きく減衰し、出力される。
【0039】
次に、図2(c)の説明を行なう。図2(c)は、図2(b)のバンドパスフィルタ111の出力を分周器121に入力し、図2(b)の破線のレベルを閾値とした際の、分周器121の波形整形後の出力波形である。制御局は、他の無線通信装置と同期を確立するまで、分周器121の閾値を最も高い値から、順次低くするように制御を行ない、最も受信レベルの高い無線通信装置に同期するよう制御を行なっており、図2(b)の破線で示す閾値のレベルは、制御部によって閾値が下げられ、最初に閾値以上の受信レベルの信号検出できた時の閾値である。そのため、分周器121の波形整形後の出力は、図2(c)に示すよう、無線通信装置1の信号を受信した区間がHigh,それ以外の区間がLowとなる信号となる。又、分周器121は、閾値を超える信号を検出した場合、閾値を超える信号を検出したことを制御部150に通知し、制御部150は、分周器121の閾値を固定にするよう動作する。
【0040】
以上のようにして、実施の形態1の無線通信装置(制御局)は、動作開始時、連続受信を行ない、同じフレーム周期で動作する最も受信レベルの高い他の無線通信装置と同期を確立すると同時に、該当無線通信装置の送信区間を検知する。
【0041】
次に、実施の形態1の無線通信装置(制御局)が同じフレーム周期で動作する最も受信レベルの高い他の無線通信装置と同期を確立した後に、該当無線通信装置に同期して制御信号を送信する動作について、図3を用いて説明を行なう。図3は本発明の実施の形態1の無線通信装置の動作を説明する説明図である。尚、本実施の形態では、1フレームをスロット1からスロット8の8つのスロットに分割し、スロット1〜4までを送信スロット、スロット5〜8までを受信スロットとして制御局が動作する例を示す。
【0042】
図3において、(a)は受信レベル検出部110、(b)はバンドパスフィルタ111、(c)はレベル比較器112の出力波形、(d)はフレーム、スロットのタイミング、(e)は各スロットの送受信の状態と動作周波数の例を示す。
【0043】
フレーム処理部103は、分周器121からの信号の立ち下がりに同期して、立ち下がりのタイミングからTd後にフレームの先頭、即ち、スロット1の先頭が来るようフレーム、スロットのタイミングを決定する。図3(c),(d)は、その様子を示しており、図3(c),(d)に示すよう、分周器121の出力信号の立ち下がりからTdの時間経過後、スロット1の動作が開始されるようフレーム処理部103は動作を行なう。
【0044】
制御部150は、レベル比較器112より閾値を超える信号を検出したことを通知されると、連続受信を停止し、特定のスロットのみで他の無線通信装置の受信を継続し、該当スロットのみ受信レベル検出部110が動作するよう受信レベル検出部110の動作を制御し、受信レベル検出部110の出力が、該当スロットでの受信時のみの受信レベルに応
じた出力となり、その他のスロットでは、受信レベル検出部110の出力が受信信号がなかった時の出力レベル以下になるよう制御を行なう。又、制御部150は、その他のスロットで、制御信号の送信と従属局からの信号の待ち受けを行なうよう動作を開始する。図3(e)は、スロット4で連続受信を行なった周波数と同じ送信周波数で制御信号の送信を開始し、スロット5,6,7で従属局からの信号を受信する周波数で受信を行なうよう動作し、スロット8で連続受信を行なった周波数と同じ周波数で受信を行なうようTDMAの動作を開始する例を示している。尚、図3(e)のfp,fcは各スロットで使用する送受信周波数を示し、fpは従属局との通信用の待ち受け周波数(即ち、従属局が制御局に通信開始を要求するための送信周波数)、fcは連続受信に使用した周波数(即ち、同じTDMA周期で送信を行なっている他の無線通信装置の送信周波数)である。
【0045】
又、図3(a)は、受信周波数fcで連続受信を行なっている時の受信レベル検出部110の出力を例を示し、図3(b)は、TDMAの動作を開始し、特定スロットのみで他の無線通信装置の受信を行なっている時の受信レベル検出部110の出力を例を示している。又、図3(a)は1を付した信号が、実施の形態1の制御局のTDMAの周期と同じ周期で受信された最も受信レベルの高い信号で、図2を用いて説明を行なった、連続受信で同期を確立した他の無線通信装置の送信信号タイミングを示す信号変化である。図3(a)、(b)に示すよう、TDMAの動作を開始した以降は、受信レベル検出部110は、特定スロットのみ受信レベルに応じた信号を出力するように制御されるので、図3(a)に示す信号のうちスロット8の区間のみの信号が出力される。
【0046】
以上のように、実施の形態1の制御局は、動作開始時、TDMAの周期が一致した制御信号を送信する周波数と同じ周波数で送信を行なう無線通信装置のうち最も受信レベルの高い無線通信装置を検出し、該当無線装置の送信タイミングにTDMAのフレーム、スロットの同期を確立し、同期を維持しながら、該当無線通信装置の送信停止のタイミングを元に制御信号の送信を行なうよう動作する。
【0047】
次に、同期確立後、同期中の他の無線通信装置の受信レベルが低下した場合の動作について説明を行なう。同期中の他の無線通信装置の受信レベルが波形整形の閾値以下に低下すると、レベル比較器112の出力はLowのままになり、分周器121には、同期用の信号が入力されなくなる。この時、分周器121は、自己のカウンタ満了により、TDMAの周期信号を生成し、フレーム処理部103に出力する。そのため、一時的に、同期中の他の無線通信装置の受信レベルが低下した場合、制御局のTDMAの動作タイミングが、同期中の他の無線通信装置とずれることなく、受信レベルが波形整形の閾値以上に復帰すると、同期状態に復帰する。又、制御部150は、レベル比較器112より閾値を超える信号を検出できたことを通知されない状態が一定時間継続するとTDMAの動作を停止し、起動時と同様に連続受信を行ない、他の無線通信措置との同期から動作を再開するよう制御を行なう。
【0048】
又、動作開始時や上記の再同期の連続受信で他の無線通信措置との同期を確立する過程で、一定レベル以上の他の無線通信装置を補足できなかった場合、制御部150は、自己のタイミングでTDMAのフレーム、スロットの動作を行なうよう各部の制御を行なう。即ち、連続受信を行ない、レベル比較器112の閾値を最も低いレベルまで下げても同期する無線通信装置が受信できなかった場合、そのまま、TDMAの動作に移行する。この場合、レベル比較器112の出力は常にLowとなるが、分周器121は、自己のカウンタ満了によりTDMAのフレーム周期T0を作り出し、フレーム処理部103に出力する。尚、この場合、制御信号を送信開始後に、他の無線通信装置が動作を開始した場合の同期を行なうために、一定時間毎に、起動時と同様に連続受信を行ない、他の無線通信措置との同期から動作を再開するように制御をおこなう。
【0049】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2について、各図に基づいて説明する。
【0050】
図4は、本発明の実施の形態2の無線通信装置のブロック図である。尚、上述の図1の実施の形態1と同じ機能を示すブロックは同じ番号を付して、詳細な説明を省略する。
【0051】
図4において、201は受信した無線信号を復調する受信部、102は送信信号を変調し無線信号を生成し出力する送信部、203は後述する分周器221より出力されるビット周期の信号に同期し、受信パターン検出部210からの検知信号を元にTDMAのフレーム、スロットの処理を行ない受信復調信号より、受信データを取り出し、又、制御信号や通信用の音声信号の送信データを時分割多重するフレーム処理部、210は受信部201より出力された復調信号から、フレーム周期で受信される固定パターンを検出する受信パターン検出部、120は本無線通信装置の各部で使用されるクロックを発生する発振器(図4では、結線の一部のみ図示)、221は発振器120で生成されたクロックを分周し通信速度に一致するビット周期の信号(以下ビットクロックと記す)を生成する分周器、250は無線通信装置全体を制御する制御部である。
【0052】
次に、図4を用いて本実施の形態2の無線通信装置の動作を説明する。
【0053】
図4の制御局は、従属局と時分割多重通信を行なうため、フレームの1つのスロットで、制御局を識別するためのID等をのせた同期用の制御信号の送信を行なう。このとき、制御局は、他の無線通信装置からの受信信号を元に、本無線通信装置と同じ周期で送信を行なっている無線通信装置に同期して、お互いの送信が重ならないよう制御信号の送信タイミング(フレーム、スロットのタイミング)を決定し、制御信号の送信を行なう。以下、制御局がフレーム、スロットのタイミングを決定し、制御信号を送信する動作の詳細について説明を行なう。
【0054】
制御局に電源が投入され動作を開始すると、制御部250は、自らが制御信号を送信する周波数と同じ周波数で連続して受信を行なうよう受信部201を起動する。受信部201で受信復調された受信データは受信パターン検出部210に出力され、受信パターン検出部210では、受信データから自らのフレーム周期に一致する固定パターンを検出すると固定パターン検出を制御部250に通知する。
【0055】
そして、制御部250は、受信パターン検出部210より固定パターン検出が通知されると、フレーム内の特定のスロットを検出した他の無線通信装置との同期用スロットとして受信スロットとして動作するよう各部の制御を行ない、他のスロットの受信を停止し、別のスロットで制御信号の送信するよう動作を開始し、制御局の起動を完了する。
【0056】
制御局の起動が完了すると、フレーム処理部203は、受信パターン検出部210からの検知信号を元にTDMAのフレーム、スロットの処理を行ない受信復調信号より、スロット毎の受信データを取り出し、制御部250、音声処理部132に出力し、又、制御部250からの制御信号や音声処理部132からの通信用の音声信号の送信データを送信スロット上に時分割多重し送信部102に出力する。
【0057】
又、フレーム処理部203は、同期用スロットにおいて、受信パターン検出部210からの信号をもとに、受信パターン検出部210で検知された固定パターンがスロット内の予め決められた受信位置となるようフレームタイミングを補正するように動作する。
【0058】
次に、受信パターン検出部210の動作について図5を用いて説明を行う。
【0059】
図5は、本発明の実施の形態2の無線通信装置の受信パターン検出部の構成図である。尚、本実施の形態では、無線通信装置の通信時のフレーム内のビット数が800ビット、固定パターンの検出ビット数が10ビットの場合について説明を行う。
【0060】
図5において、S000、S001…S810は分周器221からのビットクロックにもとずき無線通信装置が1ビットのデータを受信する毎に受信データを1ビットづつシフトしながら記憶、出力するシフトレジスタ、NEOR100、NEOR101…NEOR109、NEOR200、NEOR201…NEOR209、及び、NEOR300、NEOR301…NEOR309は、2つの入力の値が同じ時"1"、異なる時“0”を出力する負論理排他的論理和回路、AND1000、AND2000、AND3000は、10の入力のすべてが“1”の時“1”を、それ以外は“0”を出力する論理積回路である(S000、S001…S810と分周器221間の結線は図示せず)。
【0061】
図5に示すように、シフトレジスタは全部で811個あり、1フレーム(800ビット)+11ビット分の受信データが記憶される。即ち、S000の出力を最新の受信データ出力とすると、S800は、800ビット、即ち、1フレーム前に受信されたデータとなる。
【0062】
S000とS800の出力がNEOR200に入力され、S000とS800の出力が同じ時、NEOR200は“1”を出力する。又、NEOR201には、NEOR200の入力に対し1ビット分時間がずれ、且つ、1フレーム(800ビット)分の時間差が有るS001とS801の出力が入力される。以下、同様に、NEOR209まで1ビット分時間がずれ、且つ、1フレーム(800ビット)分の時間差が有る各シフトレジスタの出力が入力される。そして、NEOR200からNEOR209の出力がAND2000に入力され、NEOR200からNEOR209の出力がすべて“1”のとき、AND2000から“1”が出力される。即ち、AND2000は、シフトレジスタに記憶された最新の10個のデータと、1フレーム(800ビット)前に受信した10ビットのデータが一致した時、“1”を出力する。
【0063】
又、S000とS799の出力がNEOR100に入力され、NEOR101には、NEOR100の入力に対し1ビット分時間がずれ、且つ、1フレーム(800ビット)−1ビット分の時間差、即ち、799ビット分の時間差が有るS001とS800の出力が入力される。以下、同様に、NEOR109まで1ビット分時間がずれ、且つ、799ビット分の時間差が有る各シフトレジスタの出力が入力される。そして、NEOR100からNEOR109の出力がAND1000に入力され、NEOR100からNEOR109の出力がすべて“1”のとき、AND1000から“1”が出力される。即ち、AND1000は、シフトレジスタに記憶された最新の10個のデータと、799ビット前に受信した10ビットのデータが一致した時、“1”を出力する。
【0064】
同様に、S000とS801の出力がNEOR300に入力され、NEOR301には、NEOR300の入力に対し1ビット分時間がずれ、且つ、1フレーム(800ビット)+1ビット分の時間差、即ち、801ビット分の時間差が有るS001とS801の出力が入力される。以下、同様に、NEOR309まで1ビット分時間がずれ、且つ、801ビット分の時間差が有る各シフトレジスタの出力が入力される。そして、NEOR300からNEOR309の出力がAND3000に入力され、NEOR300からNEOR309の出力がすべて“1”のとき、AND3000から“1”が出力される。即ち、AND3000は、シフトレジスタに記憶された最新の10個のデータと、801ビット前に受信した10ビットのデータが一致した時、“1”を出力する。
【0065】
無線電話装置の制御部250は、電源ON後の、フレームタイミングを決定する過程に
おいて、AND2000の出力をもとにフレームタイミングを決定する。即ち、制御部は、電源ON後、受信部201を連続受信の状態にし、AND2000の出力が“1”になるのを待ち、AND2000の出力が“1”になるとその受信タイミングが他の無線通信装置との同期用スロットとして受信スロットとして動作するよう各部の制御を行ない、他のスロットの受信を停止し、別のスロットで制御信号を送信するよう動作を開始し、制御局の起動を完了する。尚、この時、AND2000の出力が“1”になったタイミングが、同期用スロットの11ビット目の位置になる用、フレームのタイミング決定される。
【0066】
制御局の起動が完了すると、フレーム処理部203は、受信パターン検出部210からの検知信号を元にフレームのタイミングを補正を行う。フレーム処理部203は、同期用スロットの区間において、受信パターン検出部210のAND1000の出力が“1”になった場合、フレームのタイミングを1ビット遅くするよう調整し、また、AND3000の出力が“1”になった場合、フレームのタイミングを1ビット早くするよう調整する。尚、この補正は、誤同期を防ぐために、同期用スロットの区間のビット10の前後数ビットの区間で行われるように制限をしても良く、その場合、電源ON後の、フレームタイミングを決定する過程でAND2000の出力が“1”になったタイミングが、固定パターンのビット数に補正用の信号の検出区間のビット数の半分を加えたビット位置となるようフレームのタイミングを決定するのが望ましく、例えば、固定パターンが10ビット、検出区間が6ビットの場合であれば、13ビットの位置で固定パターンが受信されたように、フレームタイミングを設定する。
【0067】
上記制御によって、他の無線通信装置から送信される自らのフレーム周期に一致する固定パターン10ビットを含んだ送信信号は、定常状態では本無線通信装置の同期用スロットのビット2〜11ビットの区間で受信され、相互の内部クロックの誤差により受信位置がずれ、他の無線通信装置から送信される固定パターン10ビットが本無線通信装置の同期用スロットのビット1〜10ビットの区間で受信されると、AND1000の出力が“1”となり、フレームタイミングを1ビット遅らし、又、他の無線通信装置から送信される固定パターン10ビットが本無線通信装置の同期用スロットのビット3〜12ビットの区間で受信されると、AND3000の出力が“1”となり、フレームタイミングを1ビット遅らすように動作し、他の無線通信装置から送信される固定パターン10ビットの受信位置が本無線通信装置の同期用スロットのビット1〜10ビットの区間で受信されるよう補正が行われる。
【0068】
次に、実施の形態2の無線通信装置(制御局)が同じフレーム周期で固定パターンを送信する他の無線通信装置と同期を確立した後に、該当無線通信装置に同期して制御信号を送信する動作について、図8を用いて説明を行なう。図8は本発明の実施の形態2の無線通信装置の動作を説明する説明図である。尚、本実施の形態では、1フレームをスロット1からスロット8の8つのスロットに分割し、スロット1〜4までを送信スロット、スロット5〜8までを受信スロットとして制御局が動作し、スロット8を同期用のスロットとして動作する例を示す。
【0069】
図8において、(A)は他の無線通信装置1が固定パターンを送信しているタイミングであり、無線通信装置1は、本発明の無線通信装置のフレーム周期(T0)に等しい周期で、本発明の無線通信装置の制御信号の送信周波数に等しいfcの周波数で固定パターンを送信している。(B)は他の無線通信装置2が固定パターンを送信しているタイミングであり、無線通信装置2は、本発明の無線通信装置のフレーム周期(T0)とことなる周期T1で、本発明の無線通信装置の制御信号の送信周波数に等しいfcの周波数で固定パターンを送信している。(C)は本発明の無線通信装置の各スロットの送受信の状態と動作周波数(図8ではfc、fpと記す)を示しており、上段は送信動作を、下段は受信動作をしていることを示している。(D)は本発明の無線通信装置の起動完了後のフレーム
スロット構成を示している。
【0070】
図8に示すよう、本発明の無線通信装置は、電源が投入されると周波数fcで連続受信を行う(図8(C)の区間A)。この時、他の無線通信装置1から送信された固定パターンが区間AのA1、A4で受信され、他の無線通信装置2から送信された固定パターンが区間AのA2、A3で受信される。A2、A3で受信されたデータは同じデータであるが、周期がフレーム周期(T0)と異なるため、本発明の無線通信装置の固定パターン検出部は他の無線通信装置2からの受信信号に対し、固定パターンの検出通知を行わない。一方、A1、A4で受信されたデータは同じデータであり、周期がフレーム周期(T0)と一致するため、本発明の無線通信装置の固定パターン検出部は他の無線通信装置1からの受信信号に対し、固定パターンの検出通知を行う。固定パターンが検出されると、固定パターンを検出したタイミングが同期スロットのスロット8の所定のタイミングとなるよう(D)に示すようにフレームスロットのタイミングを決定し、スロット4で制御信号を送信するよう動作を開始し、制御局の起動を完了する。尚、スロット1,2,3で行なう周波数fpの受信は従属局からの信号を待ち受けるための受信動作である。そして、起動完了後の区間Bにおいて、スロット8で他の無線通信装置1から送信される固定パターンの受信を継続し、固定パターンの受信位置がスロット8の所定の位置となるよう、受信毎に補正を行う。
【0071】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3について、各図に基づいて説明する。
【0072】
図6は、本発明の実施の形態3の無線通信装置のブロック図である。尚、上述の図1の実施の形態1、及び、図4の実施の形態2と同じ機能を示すブロックは同じ番号を付して、詳細な説明を省略する。
【0073】
図6において、301は受信した無線信号を復調する受信部、102は送信信号を変調し無線信号を生成し出力する送信部、303は後述する分周器221より出力されるビット周期の信号に同期し、受信パターン検出部310からの検知信号を元にTDMAのフレーム、スロットの処理を行ない受信復調信号より、受信データを取り出し、又、制御信号や通信用の音声信号の送信データを時分割多重するフレーム処理部、310は受信部301より出力された復調信号から、後述する制御部350より設定された固定パターンを検出する受信パターン検出部、120は本無線通信装置の各部で使用されるクロックを発生する発振器(図6では、結線の一部のみ図示)、221は発振器120で生成されたクロックを分周し通信速度に一致するビット周期の信号(以下ビットクロックと記す)を生成する分周器、340は受信部301で受信した受信レベルを検知する受信レベル検出部、341は受信パターン検出部310で固定パターンが検出された時の受信レベル及び時間情報を記憶する受信情報記憶部、342は、受信パターン検出部310で固定パターンが検出された時の時間情報を計時する計数部、345は予め決められた固定パターンを記憶する固定パターン記憶部、350は無線通信装置全体を制御する制御部である。
【0074】
次に、図6を用いて本実施の形態3の無線通信装置の動作を説明する。
【0075】
図6の制御局は、従属局と時分割多重通信を行なうため、フレームの1つのスロットで、制御局を識別するためのID等をのせた同期用の制御信号の送信を行なう。このとき、制御局は、他の無線通信装置からの受信信号を元に、本無線通信装置と同じ周期で送信を行なっている無線通信装置に同期して、お互いの送信が重ならないよう制御信号の送信タイミング(フレーム、スロットのタイミング)を決定し、制御信号の送信を行なう。以下、制御局がフレーム、スロットのタイミングを決定し、制御信号を送信する動作の詳細について説明を行なう。
【0076】
制御局に電源が投入され動作を開始すると、制御部350は、受信パターン検出部310を固定パターン記憶部345に記憶された固定パターンを検出するよう設定を行い、又、自らが制御信号を送信する周波数と同じ周波数で連続して受信を行なうよう受信部301を起動する。受信部301で受信復調された受信データは受信パターン検出部310に出力され、受信パターン検出部310では、受信データから制御部350によって設定された固定パターンを検出すると固定パターン検出を受信情報記憶部341に通知する。受信情報記憶部341は、固定パターン検出を通知されると、受信レベル検出部340から出力される受信レベルと、計数部342で計時されている時間情報を読み込み記憶する。そして制御部350は、1フレーム以上の時間、連続受信を継続した後、連続受信を停止し、受信情報記憶部341に記憶された受信レベルと検知タイミング(時間情報)をもとに、連続受信の区間において固定パターンを受信した際の受信レベルが最も高かった受信タイミングを、他の無線通信装置との同期用スロットの受信スロットとして動作するよう各部の制御を行ない、他のスロットの受信を停止し、同期用スロット以外のスロットで制御信号の送信するようフレームスロットのタイミングを決定し、制御局の起動を完了する。
【0077】
制御局の起動が完了すると、フレーム処理部303は、受信パターン検出部310からの検知信号を元にTDMAのフレーム、スロットの処理を行ない受信復調信号より、スロット毎の受信データを取り出し、制御部350、音声処理部132に出力し、又、制御部350からの制御信号や音声処理部132からの通信用の音声信号の送信データを送信スロット上に時分割多重し送信部102に出力する。
【0078】
又、フレーム処理部303は、同期用スロットにおいて、受信パターン検出部310からの信号をもとに、受信パターン検出部310で検知された固定パターンがスロット内の予め決められた受信位置となるようフレームタイミングを補正するように動作する。
【0079】
次に、受信パターン検出部310の動作について図7を用いて説明を行う。
【0080】
図7は、本発明の実施の形態3の無線通信装置の受信パターン検出部の構成図である。尚、本実施の形態では、無線通信装置の通信時のフレーム内のビット数が800ビット、固定パターンの検出ビット数がNビットの場合について説明を行う。
【0081】
図7において、S000、S001…SNは分周器221からのビットクロックに基づき無線通信装置が1ビットのデータを受信する毎に受信データを1ビットづつシフトしながら記憶、出力するシフトレジスタ、NEOR400、NEOR401…NEOR Nは、2つの入力の値が同じ時"1"、異なる時“0”を出力する負論理排他的論理和回路、AND4000は、N本の入力のすべてが“1”の時“1”を、それ以外は“0”を出力する論理積回路である。
【0082】
図7に示すように、シフトレジスタは全部でN個あり、Nビット分の受信データが記憶される。即ち、S000の出力を最新の受信データ出力とすると、SNは、Nビット前に受信されたデータとなる。
【0083】
又、SW0、SW1…SWNは、制御部350からの信号に応じてON/OFFされるスイッチ、R0、R1…RNは、一方が電源に接続されたプルアップ用の抵抗である。
【0084】
図7に示すよう各負論理排他的論理和回路の入力には、シフトレジスタの出力とプルアップ用の抵抗が接続されている。各負論理排他的論理和回路の抵抗側の入力はスイッチがOFFの時、"1"となり、スイッチがONの時“0”となる。従って、各負論理排他的論
理和回路の出力は、スイッチがOFFの時はシフトレジスタの出力が"0“の時”1“、シフトレジスタの出力が"1“の時”0“となる。同様に、各負論理排他的論理和回路の出力は、スイッチがONの時はシフトレジスタの出力が"1“の時”1“、シフトレジスタの出力が"0“の時”0“となる。
【0085】
又、SW0、SW1…SWNの設定は、固定パターン記憶部345の値に応じて、固定パターン記憶部345に記憶された固定パターンの受信データ列を検出した時に、各負論理排他的論理和回路の出力が"1"になり、AND4000の出力が“1”となるよう設定される。
【0086】
以上のように受信パターン検出部310を構成、制御することにより、受信データ列が固定パターン記憶部345に記憶された固定パターンに一致する毎に、検知信号が出力される。
【0087】
電源ON後の、フレームタイミングを決定する過程において、AND4000の出力が“1”となる毎に、受信情報記憶部341は、受信レベルと時間情報を記憶する。又、起動状態においては、AND4000の出力が“1”となる毎に、AND4000の出力が“1”となったタイミングが同期用スロットの所定の位置になるようフレーム処理部303にて、フレーム、スロットのタイミングの補正が行なわれる。尚、起動状態におけるフレーム、スロットのタイミングの補正は、その区間を制限しても良い。即ち、定常状態においてAND4000の出力が“1”となるべきフレーム、スロットのタイミングを基準に前後数ビットの区間で、AND4000の出力が“1”となった時のみタイミングの補正を行い、他の区間でAND4000の出力が“1”となっても、タイミングの補正を行わないように制限を行う。これにより、誤同期の発生を低減することが可能となる。
【0088】
次に、実施の形態3の無線通信装置(制御局)が固定パターン記憶部345に記憶された固定パターンを含む送信信号を送信する他の無線通信装置と同期を確立した後に、該当無線通信装置に同期して制御信号を送信する動作について、図9を用いて説明を行なう。図9は本発明の実施の形態3の無線通信装置の動作を説明する説明図である。尚、本実施の形態では、1フレームをスロット1からスロット8の8つのスロットに分割し、スロット1〜4までを送信スロット、スロット5〜8までを受信スロットとして制御局が動作し、スロット8を同期用のスロットとして動作する例を示す。
【0089】
図9において、(A)は他の無線通信装置1の送信タイミングであり、他の無線通信装置1は、本発明の無線通信装置の固定パターン記憶部に記憶された固定パターンを含む送信信号を、本発明の無線通信装置の制御信号の送信周波数に等しいfcの周波数で送信している。同様に、(B)は他の無線通信装置2の送信タイミングであり、他の無線通信装置2は、本発明の無線通信装置の固定パターン記憶部に記憶された固定パターンを含む送信信号を、本発明の無線通信装置の制御信号の送信周波数に等しいfcの周波数で送信している。
【0090】
なお、他の無線通信装置1、2の送信タイミング(A),(B)において四角の枠内が他の無線通信装置1、2が送信する送信信号で有り、枠内の黒塗りの部分が本発明の無線通信装置の固定パターン記憶部に記憶された固定パターンと同じ送信データ部分である。(C)は本発明の無線通信装置の各スロットの送受信の状態と動作周波数(図9ではfc、fpと記す)を示しており、上段は送信動作を、下段は受信動作をしていることを示している。(D)は本発明の無線通信装置の起動完了後のフレームスロット構成を示している。
【0091】
図9に示すよう、本発明の無線通信装置は、電源が投入されると周波数fcで連続受信
を行う(図9(C)の区間A)。この時の連続受信時間T2は、フレーム周期T0より長く設定される。区間Aにおいて、他の無線通信装置1から送信された固定パターンがA1で受信され、他の無線通信装置2から送信された固定パターンが区間AのA2で受信される。A1、A2で受信されたデータは固定パターン記憶部に記憶された固定パターンと一致するため、本発明の無線通信装置の固定パターン検出部は他の無線通信装置1、2からの受信信号に対し、固定パターンの検出通知を行う。固定パターンが検出されると、受信情報記憶部にその時の受信レベルと時間情報が記憶される。フレーム周期T0より長いT2の時間経過後、連続受信を終了し、受信情報記憶部に記憶された受信レベルをもとに受信レベルが高かった固定パターンの受信タイミングに応じてフレーム、スロットのタイミングを決定する。図9では、A1で受信された他の無線通信装置1からの受信レベルがたかい場合の例を示している。即ち、受信情報記憶部に記憶された時間情報をもとに固定パターンを検出したA1のタイミングが同期スロットのスロット8の所定のタイミングとなるよう(D)に示すようにフレームスロットのタイミングを決定し、スロット4で制御信号を送信するよう動作を開始し、制御局の起動を完了する。尚、スロット1,2,3で行なう周波数fpの受信は従属局からの信号を待ち受けるための受信動作である。そして、起動完了後の区間Bにおいて、スロット8で他の無線通信装置1から送信される固定パターンの受信を継続し、固定パターンの受信位置がスロット8の所定の位置となるよう受信毎に補正を行う。
【0092】
次に、固定パターン記憶部345に記憶される固定パターンの例について説明を行う。
【0093】
固定パターン記憶部345に記憶される固定パターンの1つの例は、TDMAのスロット同期のためのビットパターンとする方法がある。例えば、第2世代コードレス電話(以下PHSと記す)では、制御局として動作する公衆用の基地局又は自営の親機は、定期的に送信する制御信号においてTDMAのスロット同期のための32ビットの固定ビットパターン(第2世代コードレス電話規格で規定されたユニークワード)が用意されており、各制御局は、制御信号の第2世代コードレス電話規格で規定されたビット位置で32ビットの固定ビットパターンを送信する。PHSの家庭用親機に本発明を適用した場合、図6、図7に示す受信パターン検出部を32ビットの固定パターンを検出するように構成し、固定パターン記憶部345に家庭用親機が送信する制御信号のユニークワードを設定することにより、PHSの家庭用親機が複数設置された環境でも、お互いの制御信号の送信タイミングを重ならないようにすることができる。
【0094】
固定パターン記憶部345に記憶される固定パターンを、TDMAのスロット同期のためのビットパターンとする場合、自らが通信する通信方式で規定されたTDMAのスロット同期のためのビットパターンとすれば、同一の通信方式で通信を行う他の無線通信装置があった場合、お互いの干渉を低減できる。従って、固定パターン記憶部345に記憶される固定パターンは、無線通信装置の製造段階で設定が可能となり、使用者の操作無しに、干渉を回避でき利便性を高めることが可能となる。
【0095】
固定パターン記憶部345に記憶される固定パターンの他の例は、制御局を識別するための識別情報とする方法がある。例えば、上述のPHSでは、制御局から送信される制御信号には、制御局を識別するための識別情報として42ビットの発識別符号が含まれている。PHSの家庭用親機に本発明を適用した場合、図6、図7に示す受信パターン検出部を42ビットの固定パターンを検出するように構成し、固定パターン記憶部345に家庭用親機が送信する制御信号の発識別符号を設定することにより、PHSの家庭用親機が複数設置された環境でも、お互いの制御信号の送信タイミングを重ならないようにすることができる。従って、1つの家庭で2台のPHSのコードレス電話を設置する場合、使用者が本発明の無線通信装置であるPHSのコードレス電話の固定パターン記憶部に他方のPHSのコードレス電話のCSID(発識別符号)を設定すれば、相互の干渉を効果的に低
減することが可能となる。
【0096】
次に、固定パターン記憶部345を設定する方法について説明を行う。
【0097】
固定パターン記憶部345を設定する第1の方法は、図6に示す実施の形態3のブロック構成に固定パターン記憶部345を入力するためのテンキー等の入力手段を設け、使用者が制御局に設けられた入力手段を用いて直接行う方法である。例えば、PHSの家庭用親機は、CSID(発識別符号)を表示することが義務づけられており、銘板等に表示されている。使用者が従来のPHSの家庭用親機を使用している状態で、新たに、本発明の無線通信装置からなるPHSの家庭用親機を設置した場合、PHSの家庭用親機に表示されているCSID(発識別符号)を本発明の無線通信装置からなるPHSの家庭用親機に入力することにより、相互の干渉を効果的に低減することが可能となる。
【0098】
固定パターン記憶部345を設定する第2の方法は、従属局より通知された固定パターンにより設定を行う方法である。コードレス電話のような無線通信装置は、従属局である子機は、電話番号の入力のための操作部を備えているが、制御局である親機は、それ自体では発信、着信等の操作ができないものも多く存在する。このように制御局側に操作部を有しない無線通信装置では、従属局より通知された固定パターンを固定パターン記憶部345に設定することにより、制御局に操作部等の入力手段を新たに設ける必要がないためコストアップを抑えることができる。
【0099】
次に、従属局より固定パターンを通知する場合の、従属局における固定パターンの決定方法について説明を行う。
【0100】
従属局における固定パターンの決定の第1の方法は、従属局にもうけられたキーパッド等の入力部より使用者が直接行う方法であり、上記制御局側と同様に、特定の無線通信装置との干渉を回避する場合に有効である。
【0101】
従属局における固定パターンの決定の第2の方法は、従属局が受信動作によって得られた固定パターンを制御局に通知する方法である。
【0102】
具体的には、例えば、従属局に上記実施の形態2の説明の図4に示す固定パターン検知部と同等の回路を備え、フレーム周期に一致する固定パターンを検出し、制御局に通知する方法がある。
【0103】
又、従属局において連続受信を行い、受信可能な他の無線通信装置を検索し、その時受信した他の無線通信装置の識別情報を通知する方法もある。従属局の受信動作によって得られた固定パターンをもとに制御局がフレームスロットのタイミングを決定することにより、受信側の受信に最も影響を及ぼす他の無線通信装置との干渉を回避でき、干渉回避の効果を更に高めることが可能となる。
【0104】
上述の効果が顕著な例を図10を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態3の無線通信装置の応用例を説明する説明図である。図10において、1は無線ドアホンであり室内親機1bと玄関子機1aで構成され、室内親機1bは制御局として動作する。2は無線ドアホンの子機で有り、従属局として動作し、玄関子機1aの呼出ボタンが押されると、室内親機1bと無線通信で接続され玄関子機1aを介して来訪者との通話が可能となる。又、3及び4は制御局として動作するコードレス電話の親機である。このような環境で、無線ドアホン子機2が、室内親機1bが送信する制御信号を受信する場合、無線ドアホン子機2の近傍に設置されたコードレス電話親機3から送信される無線信号に最も影響を受ける。一方、室内親機1bは近傍にコードレス電話親機4が設置されており、室内親
機1bでは、コードレス電話親機3から送信される無線信号よりコードレス電話親機4から送信される無線信号の方がより高いレベルで受信される。無線ドアホンに本発明の無線通信装置を適用した場合、上述の場合であれば、制御局(室内親機1b)側で他の無線通信装置が送信する固定パターンを検知した場合、コードレス電話親機4からの送信信号が選択され、従属局(無線ドアホン子機2)側で他の無線通信装置が送信する固定パターンを検知した場合、コードレス電話親機3からの送信信号が選択される。従って、従属局(無線ドアホン子機2)側で他の無線通信装置が送信する固定パターンを検知するほうが、従属局が制御局の制御信号を受信する際に妨害となる他の無線通信装置との干渉を効果的に低減することが可能となる。
【0105】
尚、実施の形態2、3の例では、固定パターン記憶部に固定パターンが設定されてない状態のとき、制御部は電源ON後、直ちに自らのタイミングでフレーム、スロットのタイミングを決定し、単独で制御局としての動作(制御信号の送信)を開始してもよい。同様に、固定パターンが設定されていた場合でも、電源ON後の、フレームタイミングを決定する過程において、固定パターン記憶部に記憶された固定パターンの受信データが受信できなかった場合、単独で制御局としての動作(制御信号の送信)を開始してもよい。
【0106】
以上のように、本発明の無線通信装置は、他の無線通信装置が送信する無線信号の受信レベルをもとにフレームスロットの構成を決定、補正するようにしたので、他の無線通信装置の通信方式にかかわらず、他の無線通信装置との干渉を低減できる効果を有し、独自の通信方式が可能なISMバンドの無線通信装置に特に有益な効果をもたらす。
【0107】
又、本発明の無線通信装置は、他の無線通信装置が送信する無線信号に含まれるフレーム周期に一致する周期で送信される固定パターンを検出して固定パターンの検出タイミングをもとにフレームスロットの構成を決定、補正するようにしたので、受信レベルの変動に依存せず、より正確なタイミングでフレームスロットの構成を決定、補正でき、他の無線通信装置との干渉を低減できる効果を有すると共に、フレームスロット補正時のジッタを小さくすることができる効果を有する。又、固定パターンを自動で検出するので、本発明の無線通信装置が4値の位相変調方式で通信し、他の無線通信装置が2値の位相変調方式で通信する場合のように、他の無線通信装置が送信した送信データが異なる値で受信復調された場合で有っても、受信復調されたデータ列が固定のデータ列(固定パターン)を含む場合、相互の干渉を低減でき、対応可能な他の無線通信装置の通信方式が多く存在し、有効性が高い。
【0108】
又、本発明の無線通信装置は予め決められた固定パターンを検出して固定パターンの検出タイミングをもとにフレームスロットの構成を決定、補正するようにしたので、同一方式で通信を行う他の無線通信装置の干渉を効果的に低減でき、例えば、通信方式で決められた固定パターン(スロット同期のためのビットパターン)を検出して固定パターンの検出タイミングをもとにフレームスロットの構成を決定、補正するようにした場合、集合住宅で、隣家で使用される同一の通信方式で通信を行う無線通信装置との干渉発生を効果的に低減できる。又、制御局を識別するための識別情報を検出して固定パターンの検出タイミングをもとにフレームスロットの構成を決定、補正するようにした場合、同一の家庭内で2台の無線通信装置を使用する場合、相互の無線干渉を効果的に低減できる。
【0109】
又、本発明の無線通信装置は、従属局から通知された固定パターンの検出タイミングをもとにフレームスロットの構成を決定、補正するようにしたので、制御局側に操作部を設ける必要がなく、又、受信側である従属局側の受信に最も影響を及ぼす無線通信装置を選択して制御局のフレームスロットの構成を決定、補正でき、他の無線通信装置から従属局が受ける無線干渉を効果的に低減できる効果を有する。
【0110】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、上記説明では本発明をPHSのシステムに適用した例を示したが、本発明の適用範囲をPHSに制限するものではなく、DECT等の既存の通信方式をはじめ、IMSバンドで行う独自方式の無線通信装置等、TDMAで通信を行なう無線通信装置に適用が可能である。
【0111】
更に、尚、上記実施の形態1、2,3の説明では、制御信号の送信が同一周波数で行われる無線通信方式の例を示したが、送信周波数がフレーム毎に変化する周波数ホッピング方式の無線通信装置でも本特許が使用可能である。この場合、連続受信時に、フレーム毎にホッピングパターンに沿って受信周波数を変え、自らの制御信号を送信する際の周波数のホッピングパターンに一致する受信状況を上記と同様に検知することにより、動作することが可能である。この時、電源ON後の、フレームタイミングを決定する過程における周波数を変えながら行う連続受信の時間は、ホッピングパターンの周期を考慮して、単一周波数で通信を行う場合に比べ、長くするほうが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【0112】
本発明は、他の無線通信装置との干渉を低減して、制御局が送信する制御信号を従属局が高品質で受信可能とすることができるので、制御局と従属局とが時分割多重で通信を行う無線通信システムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【0113】
【図1】本発明の実施の形態1の無線通信装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態1の無線通信装置の動作を説明する説明図
【図3】本発明の実施の形態1の無線通信装置の動作を説明する説明図
【図4】本発明の実施の形態2の無線通信装置のブロック図
【図5】本発明の実施の形態2の無線通信装置の受信パターン検出部の構成図
【図6】本発明の実施の形態3の無線通信装置のブロック図
【図7】本発明の実施の形態3の無線通信装置の受信パターン検出部の構成図
【図8】本発明の実施の形態2の無線通信装置の動作を説明する説明図
【図9】本発明の実施の形態3の無線通信装置の動作を説明する説明図
【図10】本発明の実施の形態3の無線通信装置の応用例を説明する説明図
【符号の説明】
【0114】
100 アンテナ
101 受信部
102 送信部
103 フレーム処理部
110 受信レベル検出部
111 バンドパスフィルタ
112 レベル比較器
120 発振器
121 分周器
130 マイク
131 スピーカー
132 音声処理部
150 制御部




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013