JP3347565B2 - 周波数ホッピング方式を用いた無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

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
式を用いた無線通信装置及び無線通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、周波数ホッピング方式の無線通信
ではホッピングパターンに従って通信フレーム毎に周波
数を切り替える方法や、通信フレームの途中で周波数を
切り替える方法がある。

【０００３】いずれの方法においても通信を行う際にシ
ステムＩＤや個別ＩＤなどの識別情報を通信情報の前に
符加して通信フレームを組み立て送信を行なっている。

【０００４】受信側では受信した通信フレームの識別情
報を解析し、識別情報が自装置宛のものであった場合に
のみ、その後の通信情報を受信する様にしていた。

【０００５】また、音声通信ではリアルタイム性が求め
られるため常に音声情報の送信を行なわなければならな
いが、データ通信では常にデータを送信しているわけで
はなく、送信するデータが発生した時にデータを送信し
ている。

【０００６】従って、近傍に設置された他のシステムが
同じホッピングパターンでデータ通信を行なっていても
データ通信は行なえる。しかし、無線通信装置は近傍の
システムが同じホッピングパターン、あるいは、周波数
が重複してしまうホッピングパターンで通信を行なって
いることを認識しているわけではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の通信フレームの途中で周波数を切り替える方法で
は、切り替えられる全ての周波数に識別情報が符加され
ているわけではなく、近傍に設置されたシステムが送信
したデータを偶然受信してしまっても自装置へ送信され
たデータとして誤って受信してしまう場合があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、周波数ホッピ
ング方式を用いて通信を行う無線通信装置において、音
声インターフェースを介して入力された音声と、データ
インターフェースを介して入力されたデータと、の夫々
に通信システム固有のシステム識別情報を付加して、音
声チャネル及びデータチャネルを含む無線通信フレーム
を組み立てる無線通信フレーム組立手段と、前記無線通
信フレームに含まれる音声チャネルとデータチャネルと
の間に周波数を切り替えて、前記無線通信フレームの途
中で周波数の切替え、前記無線通信フレームの途中で周
波数が切替えられる毎に、前記システム識別情報が付加
された音声及びデータを通信する通信手段と、を有する
ことを特徴とする無線通信装置を提供する。

【０００９】また、周波数ホッピング方式を用いて通信
を行う際の無線通信方法において、音声インターフェー
スを介して入力された音声と、データインターフェース
を介して入力されたデータと、の夫々に通信システム固
有のシステム識別情報を付加して、音声チャネル及びデ
ータチャネルを含む無線通信フレームを組み立て、前記
無線通信フレームに含まれる音声チャネルとデータチャ
ネルとの間に周波数を切り替えて、前記無線通信フレー
ムの途中で周波数の切替え、前記無線通信フレームの途
中で周波数が切替えられる毎に、前記システム識別情報
が付加された音声及びデータを通信することを特徴とす
る無線通信方法を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（各部構成の説明）本実施の形態で想定するシステムの
構成図を図１に示す。

【００１１】同図に示す通り、本システムはさまざまな
機能を有する無線端末から構成される。図１において、
１０１は公衆網、１０２は公衆回線インターフェースを
もった網制御装置、１０３は無線電話機、１０４は無線
ＰＣカードの接続されたパソコン、１０５は無線制御部
を内蔵したプリンタ、１０６はイーサーネットインター
フェースを持った無線ＬＡＮアダプタ、１０７はＬＡＮ
である。

【００１２】これらの端末のうち任意の１台は集中制御
局として機能する。集中制御局となった端末は、伝送フ
レームの基準タイミングを生成し、呼制御、ホッピング
パターンの管理／割り当てを行う。その他の無線端末
（端末局）は集中制御局の生成したタイミングに基づい
て動作を行い、通信開始に際しては発信要求やホッピン
グパターンの割り当て要求を集中制御局に対して行う。

【００１３】図２に無線制御ユニットの構成を示す。同
図において、２０１はＰＣＭＣＩＡインターフェース、
セントロニクス、イーサーネットなどのデータ入出力イ
ンターフェース、２０２はハンドセットインターフェー
スや公衆網インターフェースなどの音声入出力インター
フェース、２０３は誤り訂正処理部（ＥＣＣ）、２０４
はＣＰＵ、２０５はメモリ、２０６はＤＭＡコントロー
ラ、２０７はＡＤＰＣＭコーデック、２０８はチャネル
コーデック、２０９は無線部、２１０はデータバスであ
る。

【００１４】インターフェースを変更することにより、
同じ構成の無線制御ユニットをさまざまな種類の端末に
使用することが可能である。

【００１５】図３にチャネルコーデック２０８の内部構
成図を示す。同図において、３０１はＣＰＵデータバ
ス、３０２はＡＤＰＣＭ符号化された音声データ、３０
３はＣＰＵバスインターフェース、３０４はＡＤＰＣＭ
インターフェース、３０５は動作モードを設定するモー
ドレジスタ、３０６は複数のホッピングパターンを格納
可能なホッピングパターンレジスタ、３０７はフレーム
番号／次周波数番号（ＢＦ／ＮＦ）レジスタ、３０８は
システムＩＤを格納するシステムＩＤレジスタ、３０９
は間欠起動端末アドレスレジスタ、３１０は無線端末間
でやり取りする制御データを格納するＬＣＣＨ（論理制
御チャネル）レジスタ、３１１はＦＩＦＯバッフェ、３
１２は無線回線フレームを送受信するタイミングを制御
するタイミング生成部、３１３はシステム制御情報のや
り取りを行うＣＮＴチャネルの組立／分解部、３１４は
ＬＣＣＨ（論理制御チャネル）組立／分解部、３１５は
データ組立／分解部、３１６は音声組立／分解部、３１
７はフレーム同期部、３１８はユニークワード検出部、
３１９はＣＲＣ符号化／復号化部、３２０はビット同期
部、３２１は無線制御部、３２２は間欠受信制御部、３
２３はスクランブラ／デスクランブラ、３２４はＡＤコ
ンバータ、３２５は受信レベル検出部、３２６は割り込
み信号、３２７は無線部、３２８は宛先のアドレスを格
納するアドレスレジスタである。

【００１６】図４に無線部の構成を示す。同図におい
て、４０１ａ，ｂは送受信用アンテナ、４０２はアンテ
ナ４０１の切り換えスイッチ、４０３は不要な帯域の信
号を除去するためのバンド・パス・フィルター（以下Ｂ
ＰＦ）、４０４は送受信の切り換えスイッチ、４０５は
受信系のアンプ、４０６は送信系のアンプ（パワーコン
トロール付）、４０７は１ｓｔ．中間周波数（１ｓｔ．
ＩＦ）用ダウンコンバータ、４０８はアップコンバー
タ、４０９は送受信の切り換えスイッチ、４１０はダウ
ンコンバータ４０７によりコンバートされた信号から不
要な帯域の信号を除去するためのＢＰＦ、４１１は２ｎ
ｄ．中間周波数（２ｎｄ．ＩＦ）用のダウンコンバータ
であり４０７、４１１によりダブルコンヴァージョン方
式の受信形態を構成する。

【００１７】４１２は２ｎｄ．ＩＦ用のＢＰＦ、４１３
は９０°移相器、４１４はクオドラチャ検波器で４１
２、４１３により受信した信号の検波、復調が行われ
る。４１５は波形整形用のコンパレータ、４１６は受信
系の電圧制御型オシレータ（以下ＶＣＯ）、４１７はロ
ー・パス・フィルター（以下ＬＰＦ）、４１８はプログ
ラマブルカウンタ、プリスケーラ、位相比較器等から構
成されるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏ
ｐ）で４１６、４１７、４１８により受信系の周波数シ
ンセサイザが構成される。

【００１８】４１９はキャリア信号生成用のＶＣＯ、４
２０はＬＰＦ、４２１はプログラマブルカウンタ、プリ
スケーラ、位相比較器等から構成されるＰＬＬで４１
９、４２０、４２１によりホッピング用の周波数シンセ
サイザが構成される。４２２は変調機能を有する送信系
のＶＣＯ、４２３はＬＰＦ、４２４はプログラマブルカ
ウンタ、プリスケーラ、位相比較器等から構成されるＰ
ＬＬで４２２、４２３、４２４により周波数変調の機能
を有する送信系の周波数シンセサイザが構成される。４
２５は各種ＰＬＬ４１８、４２１、４２４用の基準クロ
ック、４２６は送信データ（ベースバンド信号）の帯域
制限用フィルターである。

【００１９】図５に本システムで使用する無線フレーム
を示す。１フレームは６２５０ビット（１０ｍｓ）の長
さを有し、ＣＮＴ（システム制御）チャネル、ＬＣＣＨ
（論理制御チャネル）チャネル、音声データチャネル２
本、データチャネルの合計５本の時分割多重チャネルと
周波数切り替え区間（ＣＦフィールド）から構成され
る。

【００２０】ＣＮＴチャネルはキャリアセンス部（Ｃ
Ｓ）、プリアンブル部（ＰＲ）、受信した端末がフレー
ム同期を保持するためのフレーム同期ワード部（ＳＹ
Ｎ）、同一システムに属する集中制御局からのデータの
みを受信するためのシステムＩＤ部（ＩＤ）、ホッピン
グパターンの制御に使用するフレーム番号情報部（Ｂ
Ｆ）、間欠受信中の端末の起動をかけるための間欠端末
起動アドレス部（ＷＡ）、ホッピングパターンレジスタ
３０８の更新を行うための次フレーム周波数部（Ｎ
Ｆ）、リザーブ部（Ｒｅｖ）、ＣＲＣ部（ＣＲＣ）、ガ
ードタイム（ＧＴ）から構成される。

【００２１】音声チャネルはキャリアセンス部（Ｃ
Ｓ）、プリアンブル部（ＰＲ）、ユニークワード部（Ｕ
Ｗ）、システムＩＤ部（ＩＤ）、音声データ部（Ｒ／
Ｒ）、ＣＲＣ部（ＣＲＣ）、ガードタイム（ＧＴ）から
構成される。

【００２２】データチャネルはキャリアセンス部（ＣＳ
０、ＣＳ１、ＣＳ２）、プリアンブル部（ＰＲ）、ユニ
ークワード部（ＵＷ）、システムＩＤ部（ＩＤ）、送信
先アドレス部（ＤＡ）、データ部（Ｄａｔａ）から構成
される。

【００２３】本実施の形態においては、ＣＶＴチャネル
とＬＣＣＨチャネルが第一のホッピングパターンを、２
本の音声データチャネルが第二のホッピングパターン
を、データチャネルが第三のホッピングパターンを使用
する。

【００２４】また、各チャネル毎にシステムＩＤ部（Ｉ
Ｄ）を設けることにより、他のシステムが送信している
データを誤って受信してしまうことを防ぐようにする。

【００２５】図６に本システムで使用する周波数ホッピ
ングの概念図を示す。

【００２６】本実施の形態のシステムでは、２６ＭＨｚ
の帯域を利用した、１ＭＨｚ幅の２６の周波数チャネル
を使用する。妨害ノイズなどで使用できない周波数があ
る場合を考慮し、２６のチャネルの中から２０の周波数
チャネルを選択し、選択した周波数チャネルを所定の順
番で周波数ホッピングを行う。

【００２７】このシステムでは、１フレームが１０ｍｓ
の長さを持ち、１フレーム毎に周波数チャネルをホッピ
ングしていく。そのため一つのホッピングパターンの１
周期の長さは２００ｍｓである。

【００２８】同図において、異なるホッピングパターン
は異なる模様で示している。このように、同じ時間で同
じ周波数が使用されることがないようなパターンを、各
フレームで使用することにより、データ誤りが発生する
ことを防ぐことが可能となるものである。

【００２９】本システムにおいては、図７に示すように
ＣＮＴチャネルとＬＣＣＨチャネルにおいて第一のホッ
ピングパターン（ＨＰ１）を、音声チャネルにおいて第
二のホッピングパターン（ＨＰ２）を、データチャネル
において第三のホッピングパターン（ＨＰ３）を使用し
て、それぞれのチャネルが同じ時刻に同じ周波数を使用
することがないように制御している。これにより各チャ
ネルごとに異なる通信相手とデータの送受信を行うこと
が可能となる。

【００３０】なお、チャネルコーデック内に保持するホ
ッピングパターンの数を少なくするために、それぞれの
チャネルで用いられるホッピングパターンは周波数を同
じ順序に並べたパターンを時間シフトして生成するもの
としている。

【００３１】また、図８に本システムで使用する４つの
チャネルと周波数ホッピングの概念を示す。制御チャネ
ル、音声チャネル、データチャネルが独立してホッピン
グする様子を示している。

【００３２】以下、図２〜図８に従って無線制御ユニッ
トの基本動作の説明を行う。

【００３３】（伝送データ種別）伝送されるデータは大
きく３種類に分けられる。

【００３４】まず第一は、発信要求などの呼制御を行う
ための制御データである。これはＲＯＭに格納されたプ
ログラムに従って発生されるものであり、ＣＰＵデータ
バスを介してチャネルコーデック２０８内のＬＣＣＨレ
ジスタ３１０に書き込まれる。

【００３５】第二は、音声などのリアルタイムデータで
ある。このデータは音声入出力インターフェイス２０２
から入力され、アナログ音声がＡＤＰＣＭコーデック２
０７によりデジタル符号に変換され、所定のタイミング
によりチャネルコーデック２０８に取り込まれる。

【００３６】第三は、パソコン本体のメモリ２０５など
から送られる非リアルタイムデータである。このデータ
はデータ入出力インターフェイス２０１から入力され、
ＤＭＡ転送によってメモリ２０５に格納される。所定量
のデータがメモリ２０５に格納されると、誤り訂正処理
部（ＥＣＣ）２０３によって符号化を施した後にチャネ
ルコーデック２０８にＤＭＡ転送される。

【００３７】これらのデータを受信する場合は全く逆の
流れとなる。

【００３８】（チャネルコーデックの動作説明）チャネ
ルコーデック２０８は、図５に示すフレームフォーマッ
トにデータを組み立てたり、フレームを分解してデータ
を入出力インターフェイス２０１に送ったりする機能を
有するものである。以下、チャネルコーデック２０８の
動作について説明を行う。

【００３９】まず、チャネルコーデック２０８の動作タ
イミングの基準は、図１のシステムにおいて説明した集
中制御局側のタイミング生成部で生成される。集中制御
局側ではこのタイミングに従ってフレームの送信を行
い、フレームを受信した端末局では、フレーム同期ワー
ドに従ってフレーム同期を保持する。

【００４０】次に、集中制御局側からＣＮＴチャネルで
送られるデータはチャネルコーデック２０８内部のレジ
スタに格納されている。チャネルコーデック２０８内部
にはＨＰ（ホッピングパターン）レジスタ３０６、ＩＤ
レジスタ３０８、ＷＡ（起動端末アドレス）レジスタ３
０９があり、集中制御局側ではＣＰＵがこれらのレジス
タに必要な値を書き込む。また、動作タイミングに同期
して、フレーム番号／次フレーム周波数番号（ＢＦ／Ｎ
Ｆ）レジスタ３０７内部の値は更新される。ＮＦレジス
タに書き込まれる周波数番号はＣＮＴチャネルのホッピ
ングパターン（第一のホッピングパターン）となってい
る。チャネルコーデック２０８はＣＮＴチャネルのデー
タを送信するタイミングでこれらのレジスタ内のデータ
を読み出し、ＣＮＴ組み立て部３１２でデータの組み立
てを行って送信を行う。

【００４１】一方、端末局においては、ＣＮＴチャネル
を受信すると、ＣＮＴ組立分解部３１２で分解を行い、
受信した各部の値を使って処理を行う。受信したシステ
ムＩＤが自局のＩＤレジスタ３０６に書き込まれた値と
一致した場合のみそれ以降のデータを受信するように制
御する。受信したＷＡが間欠受信中に自局のＷＡレジス
タ３０７の値と一致した場合には起動要求割り込みを発
生する。さらに、受信したＢＦ、ＮＦ情報データを利用
してホッピングパターンレジスタ３０８のテーブルを書
き換える。

【００４２】なお、ＮＦフィールドに書かれる周波数番
号はＣＮＴチャネルのホッピングパターンのものである
ので、音声チャネル、データチャネルで使用するホッピ
ングパターンは、ＮＦフィールドに書かれた周波数番号
に基づいて作成されるホッピングパターンレジスタを時
間シフトすることによって生成する構成となっている。

【００４３】ＬＣＣＨチャネルでは、送信側端末のＣＰ
Ｕがチャネルコーデック２０８内部のＬＣＣＨレジスタ
３１０に格納したデータとＩＤレジスタ内のデータがＬ
ＣＣＨ組立／分解部で組み立てられ、所定のタイミング
で送信される。他の端末との衝突を防ぐために、複数の
キャリアセンスフィールドが設けられている。受信した
ＬＣＣＨデータはＬＣＣＨ組立／分解部で分解され、受
信したシステムＩＤが自局のＩＤレジスタ３０６に書き
込まれた値と一致した場合のみＬＣＣＨレジスタ３１０
に一旦格納された後ＣＰＵに対して割り込みを発生し、
ＣＰＵが読み取る。

【００４４】音声チャネルではＡＤＰＣＭインターフェ
イス３０４を介して入力されたデータとＩＤレジスタ３
０８内のデータを音声組立／分解部で組み立て、所定の
タイミングで送出する。逆に、受信した音声データは音
声組立／分解部で所定のタイミングで分解され、受信し
たシステムＩＤが自局のＩＤレジスタ３０６に書き込ま
れた値と一致した場合のみＡＤＰＣＭインターフェイス
３０４を介してＡＤＰＣＭコーデック２０７のタイミン
グで出力する。

【００４５】データチャネルでは、ＣＰＵがデータ送信
要求を行った場合のみデータ送信される。データ送信要
求が行われている場合、チャネルコーデック２０８のＣ
ＰＵバスインターフェイス３０３は１バイトごとのタイ
ミングでＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃ
ｅｓｓ）リクエストを、ＤＭＡコントローラ（ＤＭＡ
Ｃ）２０６に出力する。ＤＭＡリクエストにＤＭＡＣ２
０６が応じてデータが書き込まれると、データ組立／分
解部でデータをシリアルに変換してＩＤレジスタ３０８
内のデータと共に組み立て、所定のタイミングで送信す
る。逆に、データを受信した場合にはデータ組立／分解
部で分解し、受信したシステムＩＤが自局のＩＤレジス
タ３０６に書き込まれた値と一致した場合のみデータパ
ラレルに変換し、１バイトごとにＤＭＡリクエストをＤ
ＭＡＣ２０６に出力し、ＤＭＡコントローラは受信デー
タをメモリ２０５に転送する。１フレーム分のデータの
転送を終了するとＣＰＵに対して割り込みを発生し、割
り込みを受けたＣＰＵは次のフレームの受信のためのメ
モリの確保などの処理を行う。

【００４６】上記全てのチャネルでデータを送信する時
にはＣＲＣ符号生成部３１８でＣＲＣ符号を生成し、Ｃ
ＲＣフィールドに格納して送信する。受信側ではＣＲＣ
チェックを行い、誤りの発生を検出することができる。
また、フレーム同期ワード、ユニークワード以外の全て
の送信データにはスクランブラ３２２においてスクラン
ブルがかけられる。これは無線部に送られるデータの不
平衡性を下げると共に、同期クロック抽出を容易にする
ためである。

【００４７】逆にデータ受信時には、フレーム同期ワー
ドまたはユニークワードを検出するとそのタイミングで
デスクランブラ３２２においてデスクランブルを行い、
ＣＲＣチェックを行うと同時に、各フィールドの分解部
にデータを入力する。

【００４８】（動作例の説明）以上説明したように、本
システムにおいては端末間の通信のために複数のチャネ
ルから構成されるフレームを組立て、使用する周波数を
一定時間ごとに切り替える制御を行っている。

【００４９】以下、本システムの具体的な動作を、パソ
コンに接続されたハンドセットを使って網制御装置を介
しての音声通信時の説明と、パソコンがその他のパソコ
ンとの間でファイル転送を行う場合の説明と、音声通信
とデータ通信を同時に行う場合の説明を以下に行う。な
お、本実施の形態においては公衆回線に接続される網制
御装置が集中制御局として機能するものとして説明を進
める。

【００５０】図９に本システムにおける電源投入時の制
御局および端末局の動作シーケンス、図１０にデータ通
信または、音声通信開始までの呼制御シーケンス、図１
１にパソコンにおける音声通信制御動作のフローチャー
ト、図１２に音声通信開始時の動作フローチャート、図
１３にパソコンにおけるデータ通信制御動作のフローチ
ャート、図１４にパソコンにおけるデータ通信動作のフ
ローチャート、図１５に音声通信時の時分割チャネルと
周波数ホッピングの概念図、図１６にデータ通信時の時
分割チャネルと周波数ホッピングの概念図を示す。

【００５１】以下、これらの図に従って説明を進める。

【００５２】《電源立ち上げ時の制御局及び端末のシー
ケンス》図９において、Ｓ９０１で電源立ち上げが行わ
れ端末の初期化が行われると、端末は外部スイッチの設
定値によって、自分が制御局であるか端末局であるかを
判断し、制御局であることを認識すると制御チャネル用
の第１のホッピングパターンを決定し、同期信号、ホッ
ピングパターン情報、自分のシステムＩＤ等をフレーム
に組み立て、所定のタイミング毎にＣＮＴフレームとし
て出力を行う。

【００５３】同様に端末立ち上げ後、外部スイッチの設
定値によって、自端末が端末局であることを認識する
と、自端末のアドレスおよび受信する制御局のシステム
ＩＤの記憶を行う。該処理が終了すると制御局からのＣ
ＮＴフレームを任意の周波数で待つ。制御局からのＣＮ
Ｔフレームを受信すると、該フレーム中のＮＦを基に次
の単位時間にホップする周波数を取得する。端末局は受
信した周波数を基に受信周波数を変え、次のＣＮＴフレ
ームを待つ。端末局ではこの処理を繰り返し、制御局で
使用しているホッピングパターンを認識し、これをチャ
ネルコーデック２０８内のＨＰレジスタ３０６に記憶す
る。

【００５４】端末局においてホッピングパターンの記憶
が終了すると、Ｓ９０２で端末局よりＬＣＣＨフレーム
を用いて端末局に新たに端末局として加わることを通知
する。このときＬＣＣＨフレームのＤＡに全ての端末が
受信するグローバルアドレスをいれ、またデータ部には
新規の登録を行うことを示すデータをいれて送信する。
制御局ではＬＣＣＨフレームを受信しその中のＤＡにグ
ローバルアドレスがあるとデータ部のデータを受信し、
端末局のアドレスおよび登録要求信号があった場合は、
該情報を基に端末局アドレスを記憶し新規に登録する。

【００５５】該登録が終了するとＳ９０３で制御局は新
規登録した端末局にたいして、制御局のアドレスをＬＣ
ＣＨフレームを用いて通知する。端末局ではＬＣＣＨフ
レームにより制御局のアドレスを受信すると制御局のア
ドレスを記憶し、該処理が終了後Ｓ９０４で制御局に対
してＬＣＣＨフレームを用いて立ち上げ完了通知を行
う。制御局で端末局からの立ち上げ完了通知を受信する
と通常の処理へと移行する。

【００５６】端末局では立ち上げ完了通知を出力後にＳ
９０５において端末局からの発信が可能となる。

【００５７】次に、図１１において、端末局は音声通信
の要求があるかを判断する（Ｓ１１０１）。音声通信の
要求があると、パソコンの音声通信アプリケーションプ
ログラムを起動する。すると、パソコンにインストール
されている無線ユニットドライバが動作し、データ入出
力インターフェース部を介して、無線制御ユニットに音
声送信要求および送信先番号（相手端末の内線番号）を
送る（Ｓ１１０２）。

【００５８】次に、無線制御ユニットは発信手順に入
る。ＬＣＣＨデータとして発信要求コマンドをチャネル
コーデック２０８内のＬＣＣＨレジスタ３０９に書き込
み（Ｓ１１０３）、アドレスレジスタ３２８に集中制御
局のアドレスを書き込んだ上で（Ｓ１１０４）、チャネ
ルコーデック２０８のモードレジスタ３０５をＬＣＣＨ
送信モードに設定する（Ｓ１１０５）。ＬＣＣＨ送信の
際には、チャネルコーデック２０８内でキャリアセンス
用フィールドでキャリア検出を行う（Ｓ１１０６）。こ
の間にキャリアを検出した場合には、他の端末がＬＣＣ
Ｈチャネルを使用していると考えられるので、次のフレ
ームまでデータ送信は中止するという競合制御を行う
（Ｓ１１０７）。キャリアを検出しない場合には、他の
端末はＬＣＣＨチャネルを使用していないと考えられる
ので、ＬＣＣＨレジスタ３０９、アドレスレジスタ３２
８、ＩＤレジスタ３０８のデータを読み出して論理制御
チャネルのフレームを組み立て（Ｓ１１０８）、集中制
御局へのデータの送出を開始する（Ｓ１１０９）。尚、
ＬＣＣＨデータの送信に使用するホッピングパターンは
ＣＮＴチャネルと同じく第一のホッピングパターンを使
用している。

【００５９】上記発信要求コマンドを受けた集中制御局
は、公衆回線に対してダイヤリングなどの発信処理を行
う。公衆回線を介して相手端末からの応答があれば、発
信要求を行ったパソコンに対してＬＣＣＨを使って着信
通知コマンドを送る。さらに、今後音声データをパソコ
ンと集中制御局の間でやり取りする際のホッピングパタ
ーン（第二のホッピングパターン）番号の通知および二
つある音声チャネルのうち、どちらを送信側として使用
するかの通知を行う。

【００６０】パソコン側では第一のホッピングパターン
でＬＣＣＨチャネルを受信すると（Ｓ１１１０）、受信
したＬＣＣＨチャネルをチャネルコーデック２０８内の
ＬＣＣＨ組立／分解部３１４で分解し（Ｓ１１１１）、
システムＩＤ部で送られて来たシステムＩＤとチャネル
コーデック内のＩＤレジスタ内のシステムＩＤとを比較
すると共に、送信先アドレス部で送られて来たアドレス
が自端末のものであるかを判別する（Ｓ１１１２）。そ
の結果、システムＩＤが一致し、アドレスも自端末のも
のであれば（Ｓ１１１３）、その後のデータを受信する
ことになる。即ち、着信通知、ホッピングパターン、使
用するチャネルの割り当てを受けることになる（Ｓ１１
１４）。

【００６１】着信通知、ホッピングパターン、使用する
チャネルの割り当てを受けたパソコン側では、チャネル
コーデック２０８のＨＰレジスタ３０６に、音声通信チ
ャネルで使用する第２のホッピングパターンと使用する
チャネルをセットし、ＡＤＰＣＭコーデックの動作を開
始する（Ｓ１１１５）。

【００６２】通話を開始するにあたり、チャネルコーデ
ック２０８のモードレジスタ３０５を音声モードにセッ
ト（図１２のＳ１２０１）すると共に、送信スロット番
号をセット（Ｓ１２０２）してＡＤＰＣＭコーデックの
動作開始の設定（Ｓ１２０３）を行う。

【００６３】そして、音声通話が開始（Ｓ１２０４）さ
れ、図１３のＳ１３０１でデータ通信の要求があるか判
別する。

【００６４】以上の手順により、パソコンと網制御装置
と相手端末の間のリンクが確立し、パソコンと相手端末
の間での通話が開始される。

【００６５】音声通信中は、パソコンのハンドセットか
ら入力された音声がＡＤＰＣＭコーデック２０７によっ
て符号化され、符号化されたデータはチャネルコーデッ
ク２０８に入力され、１６０ビットごとにプリアンブ
ル、ユニークワード、システムＩＤを付加した上で、ス
クランブルをかけて、所定の音声チャネルの位置におい
て送信を行う。

【００６６】一方受信する時には、音声チャネルにおい
て受信したデータのプリアンブル区間でビット同期を確
立し、ユニークワードを検出し、システムＩＤがＩＤレ
ジスタ３０８内のシステムＩＤと一致するとデスクラン
ブルを行う。デスクランブルされたデータはＡＤＰＣＭ
コーデック２０７により復号化されて、ハンドセットの
スピーカから音声として出力される。

【００６７】このとき制御チャネルは図７に示すように
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、・・・と第１のホッピングパ
ターンで周波数を切り換え、音声チャネルはＦ３、Ｆ
４、Ｆ５、Ｆ６、・・・と周波数を切り換えるので、音
声通信を行なっている際の周波数の切り換えは、図１５
に示す様になる。

【００６８】即ち、音声通信時の周波数切り換えは、Ｆ
１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ３、Ｆ５、・・・となる。

【００６９】次に、Ｓ１１０１で音声通信の要求が行わ
れず、図１３のＳ１３０１で端末局にデータ通信要求が
あると（Ｓ１３０１）、パソコンのデータ通信アプリケ
ーションプログラムを起動し、パソコンにインストール
されている無線ユニットドライバが動作し、データ入出
力インタフェース部を介して、無線制御ユニットにデー
タ送信要求および送信先番号（相手端末の内線番号）を
送る（Ｓ１３０２）。

【００７０】次に、無線制御ユニットは音声通信の場合
と同様に発信手順に入り、ＬＣＣＨデータとして発信要
求コマンドをチャネルコーデック２０８内のＬＣＣＨレ
ジスタ３０９に書き込み（Ｓ１３０３）、アドレスレジ
スタ３２８に集中制御局のアドレスを書き込んだ上で
（Ｓ１３０４）、チャネルコーデック２０８のモードレ
ジスタ３０５をＬＣＣＨ送信モードに設定する（Ｓ１３
０５）。ＬＣＣＨ送信の際には、チャネルコーデック２
０８内でキャリアセンス用フィールドでキャリア検出を
行う（Ｓ１３０６）。この間にキャリアを検出した場合
には、他の端末がＬＣＣＨチャネルを使用していると考
えられるので、次のフレームまでデータ送信は中止する
という競合制御を行う（Ｓ１３０７）。キャリアを検出
しない場合は、他の端末はＬＣＣＨチャネルを使用して
いないと考えられるのでＬＣＣＨレジスタ３０９、アド
レスレジスタ３２８、ＩＤレジスタ３０８のデータを読
み出してＬＣＣＨチャネルのフレームを組み立て（Ｓ１
３０８）、集中制御局へのデータの送出を開始する（Ｓ
１３０９）。

【００７１】発信要求コマンドを受けた集中制御局は、
同じくＬＣＣＨを使って相手端末に着信通知を行い、相
手端末から応答が返ってきたら二つの端末にデータ送受
信用のホッピングパターン（第三のホッピングパター
ン）番号を送信することにより呼設定を行う。

【００７２】パソコン側では第一のホッピングパターン
でＬＣＣＨチャネルを受信すると（Ｓ１３１０）、受信
したＬＣＣＨチャネルをチャネルコーデック２０８内の
ＬＣＣＨ組立／分解部３１４で分解し（Ｓ１３１１）、
システムＩＤ部で送られて来たシステムＩＤとチャネル
コーデック内のＩＤレジスタ内のシステムＩＤとを比較
すると共に、送信先アドレス部で送られて来たアドレス
が自端末のものであるかを判別する（Ｓ１３１２）。そ
の結果、システムＩＤが一致し、アドレスも自端末のも
のであれば（Ｓ１３１３）、その後のデータを受信す
る。即ち、着信通知、ホッピングパターンの割り当てを
受けることになる（Ｓ１３１４）。

【００７３】以上の手順により二つの端末はデータ送受
信用の第３のホッピングパターンを得ると、チャネルコ
ーデック２０８内のＨＰレジスタに使用する第３のホッ
ピングパターンをセットし（Ｓ１３１５）、データチャ
ネルにおいては、与えられたホッピングパターンに従っ
て周波数を切り替えながらデータの送受信を行う（Ｓ１
３１６）。つまり無線制御ユニットドライバがパソコン
本体のメモリ２０５から無線制御ユニット内のメモリ２
０５に送信するデータを転送する（Ｓ１４０１）。

【００７４】無線制御ユニットでは、メモリ２０５に格
納されたデータを誤り訂正符号化して再びメモリ２０５
に格納する（Ｓ１４０２）。その後に、ＤＭＡコントロ
ーラに対してメモリ２０５からチャネルコーデック２０
８へのＤＭＡ転送アドレスをセットすると共に（Ｓ１４
０３）、チャネルコーデック２０８のモードレジスタ３
０５に送信要求をセットする（Ｓ１４０４）。送信要求
を受けたチャネルコーデック２０８は、キャリアの検出
を行い（Ｓ１４０５）、キャリアが検出されると１フレ
ームの待期を行う（Ｓ１４０６）。また、キャリアが検
出されなければデータチャネルのタイミングに合わせて
１バイト単位でＤＭＡリクエストを発生する。ＤＭＡリ
クエストを受けたＤＭＡコントローラはメモリ２０５内
のデータをチャネルコーデック２０８に転送し（Ｓ１４
０７）、チャネルコーデック２０８はプリアンブル、ユ
ニークワード、ＩＤレジスタ３０８内のシステムＩＤを
付加した上で、スクランブルをかけて送信を行う（Ｓ１
４０９）。

【００７５】１パケット分の送信を終了すると、ＣＰＵ
に対して割り込みを発生する（Ｓ１４１０）。さらに送
信するデータがあるならばＳ１４０３に戻って再び送信
を行う（Ｓ１４１１）。

【００７６】送信するデータがない場合は、音声通信の
要求があるかを調べる（Ｓ１４１２）。このときすでに
音声通信が行なわれていれば新たに音声通信の要求はさ
れないが、データ通信しかされておらず、音声通信の要
求がされると上述した図１２のＳ１１０１に進む。

【００７７】Ｓ１４１２で音声通信の要求がされなけれ
ばチャネルコーデック２０８のモードレジスタ３０５を
受信モードにセットして受信待機する（Ｓ１４１３）。

【００７８】受信側無線制御ユニットではあらかじめＤ
ＭＡコントローラをチャネルコーデック２０８からメモ
リ２０５への転送モードにセットしておく。

【００７９】データが受信されると（Ｓ１４１４）、チ
ャネルコーデック２０８においては、データ組立／分解
部で分解を行い（Ｓ１４１５）、プリアンブル区間でビ
ット同期を確立し、ユニークワードを検出し、システム
ＩＤ部のシステムＩＤがＩＤレジスタ３０８内のシステ
ムＩＤと比較を行う（Ｓ１４１６）。その結果、システ
ムＩＤが一致した場合には（Ｓ１４１７）、デスクラン
ブルを行う。

【００８０】そして、データ区間においては１バイト単
位でＤＭＡリクエストを発生する。ＤＭＡリクエストを
受けたＤＭＡコントローラはチャネルコーデック２０８
からメモリ２０５にデータを転送する（Ｓ１４１８）。
１パケット分のデータの転送が終了すると、チャネルコ
ーデック２０８から受信完了割り込みが発生し、ＣＰＵ
はメモリ２０５に格納されたデータの誤り訂正復号処理
を施し最終的な受信データとなり、パソコン本体へデー
タの転送を行う（Ｓ４１９）。

【００８１】以上の手順により、データの送信を行うこ
とができる。さらに送信するデータがある場合には同様
の手順を繰り返すことで無制限の量のデータを送信する
ことが可能となる。

【００８２】以上説明したようなデータ通信を行なって
いる際の制御チャネルの周波数の切換えは図７に示す様
にＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、・・・となり、データチャ
ネルの周波数の切り換えはＦ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、・
・・となる。

【００８３】即ち、データ通信のみ（音声通信は行わな
い）の周波数の切り換えは図１６に示す様にＦ１、Ｆ
５、Ｆ２、Ｆ６、Ｆ３、Ｆ７、・・・となる。

【００８４】次に、図１１、図１２で音声通信が行なわ
れている最中に、データ通信の要求があった場合や、図
１３、図１４でデータ通信の要求があった場合、即ち、
パソコンに接続されたハンドセットを使って網制御装置
を介して音声通信を行ないながら、そのパソコンがその
他のパソコンとの間でファイル転送を行う場合などの説
明を行う。

【００８５】音声通信とデータ通信のホッピングパター
ンは上述した音声通信時とデータ通信時の説明と同様
に、各々個別に決定される。即ち、全く異なるホッピン
グパターンで両通信を行うことになる。そして、音声通
信とデータ通信を同時に行うパソコンは、チャネルコー
デック２０８内のＨＰレジスタ３０６に制御チャネル用
の第１のホッピングパターンと音声チャネル用の第２の
ホッピングパターンと、データチャネル用の第３のホッ
ピングパターンを各々記憶する。

【００８６】無線部２０９はチャネルコーデック２０８
内のＨＰレジスタ３０６に記憶されている３つのホッピ
ングパターンに従って周波数の切り換えを行い、通信を
行うことになる。

【００８７】また、切り換えられた周波数で送信される
各チャネル毎にＩＤレジスタ３０８内のシステムＩＤを
符加して送信し、受信側では、受信したシステムＩＤが
ＩＤレジスタ３０８内のシステムＩＤと一致した時のみ
データを受信する様にする。

【００８８】即ち、図７に示す様に、制御チャネルのホ
ッピングパターン（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、・・・）
と、音声チャネルのホッピングパターン（Ｆ３、Ｆ４、
Ｆ５、Ｆ６、・・・）と、データチャネルのホッピング
パターン（Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、・・・）に従うこ
とになり、図８に示す様にＦ１、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ２、Ｆ
４、Ｆ６、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７、・・・と周波数の切り換
えを行う。

【００８９】上述の説明では、無線端末が発信操作を行
なった場合について説明したが、以下に着信があった場
合について説明を行う。

【００９０】図１７は公衆網から網制御局へ着信があっ
た場合の制御局の動作フローチャートである。また、図
１８は、公衆網から制御局へ着信があった場合の無線端
末の動作フローチャートである。

【００９１】図１７において、公衆網から網制御局へ着
信があると（Ｓ１７０１）、制御局は着信コマンドをチ
ャネルコーデック２０８内のＬＣＣＨレジスタ３０９に
書き込み、アドレスレジスタ３２８に着信先無線端末の
アドレスを書き込んだ上でチャネルコーデック２０８の
モードレジスタ３０５をＬＣＣＨ送信モードに設定し、
ＬＣＣＨレジスタ３０９内の着信コマンド、アドレスレ
ジスタ３２８内の着信先無線端末アドレス、ＩＤレジス
タ３０８内のシステムＩＤを読み出し、ＬＣＣＨチャネ
ルの組み立てを行い（Ｓ１７０２）、着信先無線端末に
ＬＣＣＨチャネルを送信することにより着信があること
を通知する（Ｓ１７０３）。尚、ＬＣＣＨデータの送信
に使用するホッピングパターンはＣＮＴチャネルと同じ
く第１のホッピングパターンを使用する。

【００９２】上記ＬＣＣＨチャネルを受信した無線端末
（本実施の形態ではパソコンとする）は（Ｓ１８０
１）、チャネルコーデック２０８内のＬＣＣＨ組立／分
解部３１４でＬＣＣＨチャネルを分解し（Ｓ１８０
２）、システムＩＤ部のシステムＩＤとＩＤレジスタ３
０８内のシステムＩＤとを比較する（Ｓ１８０３）。そ
の結果、システムＩＤが一致すると（Ｓ１８０４）、そ
の後のデータを受信し、操作者に着信があることを通知
するために、着信音を鳴らすなどの着信処理を行う（Ｓ
１８０５）。その後、操作者により着信に対する応答が
なされると（Ｓ１８０６）、着信に対する応答がなされ
たことを制御局に通知するために着信応答コマンドをチ
ャネルコーデック２０８内のＬＣＣＨレジスタ３０９に
書き込み（Ｓ１８０７）、アドレスレジスタ３２８に集
中制御局のアドレスを書き込んだ上で（Ｓ１８０８）、
チャネルコーデック２０８のモードレジスタ３０５をＬ
ＣＣＨ送信モードに設定する（Ｓ１８０９）。そして、
ＬＣＣＨレジスタ３０９内の着信応答コマンド、アドレ
スレジスタ３２８内のアドレス、ＩＤレジスタ３０８内
のシステムＩＤを読み出してＬＣＣＨチャネルを組み立
て（Ｓ１８１０）、送信することにより、集中制御局に
着信に対する応答がなされたことを通知する（Ｓ１８１
１）。

【００９３】集中制御局はＬＣＣＨチャネルを受信する
と（Ｓ１７０４）、チャネルコーデック２０８内のＬＣ
ＣＨ組立／分解部３１４でＬＣＣＨチャネルを分解し
（Ｓ１７０５）、システムＩＤ部のシステムＩＤとＩＤ
レジスタ３０８内のシステムＩＤを比較する（Ｓ１７０
６）、比較の結果、システムＩＤが一致すると（Ｓ１７
０７）、その後のデータを受信することにより着信応答
コマンドを受信し（Ｓ１７０８）、応答したパソコンに
公衆回線へ送信、あるいは公衆回線から受信するデータ
を集中制御局とパソコン間でやり取りするためのホッピ
ングパターンを通知するために、再びシステムＩＤ等を
符加したＬＣＣＨチャネルを組み立て（Ｓ１７０９）、
パソコンへ送信する（Ｓ１７１０）。

【００９４】このとき、公衆回線からの着信に対して
は、全てのデータを音声データとみなし、パソコンに通
知するホッピングパターンも音声チャネル用の第２のホ
ッピングパターンとする。これは、公衆回線から送られ
てくるデータは全て音声データとして変調されてくるた
め、ファクシミリやパソコンのデータであっても音声デ
ータとしてあつかうことができるからである。

【００９５】集中制御局は使用するホッピングパターン
の通知が終了すると発信時と同様に音声通信フェーズに
移行する（Ｓ１７１１）。

【００９６】また、Ｓ１７０８でパソコンからの着信応
答コマンドが受信されない場合は、パソコンが通信不可
能と判断し、公衆回線にビジーであることを通知する
（Ｓ１７１２）。

【００９７】Ｓ１８１１で集中制御局に着信応答を通知
したパソコンは、その後に、ＬＣＣＨチャネルを受信す
ると（Ｓ１８１２）、チャネルコーデック２０８内のＬ
ＣＣＨ組立／分解部３１４でＬＣＣＨチャネルを分解し
（Ｓ１８１３）、システムＩＤ部のシステムＩＤとＩＤ
レジスタ３０８内のシステムＩＤとを比較し（Ｓ１８１
４）、システムＩＤが一致すると（Ｓ１８１５）、その
後のデータを受信する。

【００９８】受信したデータにより集中制御局から使用
するホッピングパターンを割り当てられると（Ｓ１８１
６）、チャネルコーデック２０８のＨＰレジスタ３０６
に、音声通信チャネルで使用する第２のホッピングパタ
ーンと使用するチャネルをセットし、ＡＤＰＣＭコーデ
ックの動作を開始する（Ｓ１８１７）と共に、発信時と
同様な音声通信フェーズに移行する（Ｓ１８１８）。

【００９９】また、Ｓ１８１６でホッピングパターンの
割り当てが行なわれなければ再度集中制御局に対して着
信応答コマンドを送信する。

【０１００】尚、公衆回線からの着信に対する通信が行
なわれている最中に、パソコンがデータ通信の発信要求
を行なえば、上述したデータ通信の発信制御フェーズを
行うことになる。また、パソコンがすでにデータ通信が
行なっていても、着信があれば上述した着信制御フェー
ズを行うことができる。

【０１０１】以上説明した様に、本実施の形態によれ
ば、異なる周波数で通信が行なわれる制御チャネル、音
声チャネル、データチャネル全てにシステムＩＤが付加
されるので、たとえ他のシステムが同じ周波数で通信を
行なっていてもデータを誤って受信することがなくな
る。

【０１０２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１つの無
線通信フレームに含まれる音声チャネルとデータチャネ
ルとを異なる周波数で通信するので、音声とデータの両
方が同時にエラーになる確率を少なくすることができ、
さらに、無線通信フレームの途中で周波数を切り替えて
も、音声チャネル、データチャネルの夫々にシステム識
別情報が付加されているので、他のシステムからのデー
タを誤って受信してしまうことを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のシステム構成図

【図２】実施の形態の無線制御ユニットの構成図

【図３】実施の形態のチャネルコーデックの構成図

【図４】実施の形態の無線部のブロック図

【図５】実施の形態の無線フレーム構成図

【図６】実施の形態の周波数ホッピング方式の概念図

【図７】実施の形態のホッピングパターンの一例

【図８】実施の形態の時分割チャネルと周波数ホッピン
グの概念図

【図９】実施の形態の制御局及び端末局間の電源投入シ
ーケンス

【図１０】実施の形態の送信開始までの呼制御シーケン
ス

【図１１】実施の形態の音声通信制御動作のフローチャ
ート

【図１２】実施の形態の音声通信制御のフローチャート

【図１３】実施の形態のデータ通信制御動作のフローチ
ャート

【図１４】実施の形態のデータ通信動作のフローチャー
ト

【図１５】実施の形態の音声通信時の時分割チャネルと
周波数ホッピングの概念図

【図１６】実施の形態のデータ通信時の時分割チャネル
と周波数ホッピングの概念図

【図１７】実施の形態の制御局の着信制御動作フローチ
ャート

【図１８】実施の形態の無線端末の着信制御動作フロー
チャート

【符号の説明】

１０１ 公衆網 １０２ 網制御装置 １０３ 無線電話機 １０４ パソコン １０５ プリンタ １０６ 無線ＬＡＮアダプタ １０７ ＬＡＮ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数ホッピング方式を用いて通信を行
   う無線通信装置において、 音声インターフェースを介して入力された音声と、デー
   タインターフェースを介して入力されたデータと、の夫
   々に通信システム固有のシステム識別情報を付加して、
   音声チャネル及びデータチャネルを含む無線通信フレー
   ムを組み立てる無線通信フレーム組立手段と、 前記無線通信フレームに含まれる音声チャネルとデータ
   チャネルとの間に周波数を切り替えて、前記無線通信フ
   レームの途中で周波数の切替え、前記無線通信フレーム
   の途中で周波数が切替えられる毎に、前記システム識別
   情報が付加された音声及びデータを通信する通信手段
   と、を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 周波数ホッピング方式を用いて通信を行
   う際の無線通信方法において、 音声インターフェースを介して入力された音声と、デー
   タインターフェースを介して入力されたデータと、の夫
   々に通信システム固有のシステム識別情報を付加して、
   音声チャネル及びデータチャネルを含む無線通信フレー
   ムを組み立て、 前記無線通信フレームに含まれる音声チャネルとデータ
   チャネルとの間に周波数を切り替えて、前記無線通信フ
   レームの途中で周波数の切替え、前記無線通信フレーム
   の途中で周波数が切替えられる毎に、前記システム識別
   情報が付加された音声及びデータを通信することを特徴
   とする無線通信方法。