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JP3604803B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description

【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て通信する無線通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタル無線通信方式が実用化されつつあり、その中で特に注目されているのがスペクトラム拡散通信である。スペクトラム拡散通信は伝送する情報を広い帯域に拡散することで、妨害除去能力が高く、秘話性に優れたものとして知られている。世界各国で、2.4GHz帯の周波数がスペクトラム拡散通信のために割り当てられ、全世界で普及が進もうとしている。
【0003】
また、スペクトラム拡散通信方式としては、大きく分けて周波数ホッピング(FH方式)と直接拡散(DS方式)がある。前者は使用可能な周波数帯域を一定の帯域幅をもつ複数の周波数チャネルに分割し、変調周波数を一定時間以内に変化させることによって、広い帯域を使用した伝送を行うものであり、後者は伝送する情報をその十倍から数百倍の速度の疑似雑音符号で拡散変調することにより広い帯域を使用するものである。
【0004】
このうち、周波数ホッピングを用いたシステムは、比較的簡単な回路構成で実現できることから、既に多数提案されてきている。たとえば、無線LANなどにおいては、データをパケットに組み立て、パケット毎に周波数を変更するような制御を行っている。
【0005】
このようなシステムにおいては、相互干渉を防止するために、システムに収容される全ての端末が同時に周波数の切り替えを行うことが必要である。そのために、周波数切り替えタイミングを生成する専用の集中制御局を設け、集中制御局の生成するタイミングに同期して全ての端末が動作するものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例における周波数ホッピングを用いたシステムでは、周波数切り替えタイミングを生成する専用の集中制御局を必ず設ける必要があったため、以下のような問題があった。
【0007】
1.集中制御局が故障した場合には、新たな集中制御局を設置するまでシステムの運用ができなくなる。
【0008】
2.通信を行う上では必ずしも必要でない集中制御局を設ける必要があり、余分なスペースを確保したり、投資を行ったりしなければならない。
【0009】
本発明は、専用の集中制御局を不要にすることを目的とする。
【0010】
【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する無線通信装置において、ユーザ操作に基づいて、動作モードを設定する設定手段と、上記設定手段による動作モードの設定に応じて、他の無線通信装置の周波数切り替えの基準となる周波数切り替えタイミングを生成し、該タイミングに従って周波数を切り替える切替手段と、周波数切り替えタイミングを示す情報を、上記切替手段により切り替えられた周波数で無線送信する送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。
【0013】
本発明によれば、専用の集中制御局を不要にすることができる。
【0014】
つまり、周波数切り替えタイミングの基準となる情報を無線送信する制御局を簡単に変更することができるので、制御局が故障したとしても容易にネットワークを復旧することができる。またさらに、周波数切り替えタイミングの基準となる情報を無線送信するので、周波数切り替えタイミング信号を通知する有線回線等も必要なく、該有線回線が接続されていない装置でも制御局になることができる。
【0016】
【発明の実施の形態および実施例】
図1は、本発明の一実施例の無線通信システムの構成を示す説明図である。
【0017】
本実施例の無線通信システムは、さまざまな機能を有する無線端末から構成されるものであり、公衆回線101を収容する公衆回線インターフェイスを有し、システム内の端末局に公衆網通信サービスを提供する網制御装置102と、この網制御装置102の内線に収容される無線電話機103と、無線PCカードが接続されたパソコン104と、無線プリントバッファが接続されたプリンタ105と、LAN107に接続され、イーサネットインターフェイスをもった無線LANアダプタ106とを有する。
【0018】
図2は、以上のような各端末に搭載される無線制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【0019】
この無線制御ユニットは、PCMCIAインターフェイス、セントロニクス、イーサネット等のデータ入出力インターフェイス201と、ハンドセットインターフェイスや公衆網インターフェイス等の音声入出力インターフェイス202と、誤り訂正処理部203と、ユニット全体を制御するCPU204と、プログラムやデータを格納するメモリ205と、DMA転送を行うためのDMAコントローラ206と、アナログ音声情報とADPCM符号との変換を行うADPCMコーデック207と、ADPCM符号情報のスクランブル処理やフレーム処理を行うチャネルコーデック部208と、送受信信号の変復調処理等を行う無線部209と、データバス210と、本発明に係る機能である動作モード設定を行うための動作モード入力部211とを有する。
【0020】
なお、動作モード入力部211は、プリンタ、網制御装置等の表示部のない端末の場合には、入力部はスイッチとなり、パソコンや電話機等の表示部とキー操作部のある端末の場合には、入力部はキー操作部となる。
【0021】
インターフェイ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。
【0022】
図3は、チャネルコーデック208の構成を示すブロック図である。
【0023】
同図において、チャネルコーデック208は、CPUバス301が接続されるCPUバスインターフェイス303と、ADPCMコーデック207との間でADPCM符号化された音声データをやりとりするADPCMインターフェイス304と、動作モードを設定するモードレジスタ305と、ホッピングパターンレジスタ306と、フレーム番号/次周波数番号(BF/NF)レジスタ307と、システムIDレジスタ308と、間欠起動端末アドレスレジスタ309と、LCCHレジスタ310と、FIFOバッファ311とを有する。
【0024】
また、タイミング生成部312と、CNTチャネル組立/分解部313と、LCCH組立/分解部314と、データ組立/分解部315と、音声組立/分解部316と、フレーム同期部317と、ユニークワード検出部318と、CRC符号化/復号化部319と、ビット同期部320と、無線制御部321と、間欠受信制御部322と、スクランブル/デスクランブル323と、無線部209からのアナログ受信信号をデジタル信号に変換するADコンバータ324と、ADコンバータ324からの入力に基づいて受信レベルを検出し、割り込み信号326を出力する受信レベル検出部325とを有する。
【0025】
図4は、本システムの無線端末で共通の構成を有する無線部を示すブロック図である。
【0026】
送受信用アンテナ401a、401bは、無線信号を効率よく送受信するためのものであり、切り換えスイッチ402は、アンテナ401a、401bを切り換えるものである。バンド・パス・フィルタ(以下、BPFという)403は、不要な帯域の信号を除去するためのものであり、切り換えスイッチ404は、送受信を切り換えるものである。
【0027】
アンプ405は、受信系のアンプであり、アンプ406は、送信系のパワーコントロール付アンプである。コンバータ407は、1st.IF用のダウンコンバータであり、コンバータ408は、アップコンバータである。
【0028】
切り換えスイッチ409は、送受信を切り換えるものであり、BPF410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ものである。コンバータ411は、2nd.IF用のダウンコンバータであり、2つのダウンコンバータ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。
【0029】
BPF412は、2nd.IF用であり、90度移相器413は、BPF412の出力位相を90度移相するものである。クオドラチャ検波器414は、BPF412、90度移相器413により受信した信号の検波、復調を行うものである。さらに、コンパレータ415は、クオドラチャ検波器414の出力を波形整形するためのものである。
【0030】
また、電圧制御型発振器(以下、VCOという)416と、ロー・パス・フィルタ(以下、LPFという)417と、プログラマブルカウンタ、プリスケーラ、および位相比較器等から構成されるPLL418とによって、受信系の周波数シンセサイザが構成される。
【0031】
また、キャリア信号生成用のVCO419と、LPF420と、プログラマブルカウンタ、プリスケーラ、および位相比較器等から構成されるPLL421とによって、ホッピング用の周波数シンセサイザが構成される。
【0032】
また、変調機能を有する送信系のVCO422と、LPF423と、プログラマブルカウンタ、プリスケーラ、および位相比較器等から構成されるPLL424とによって、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。
【0033】
基準クロック発振器425は、各種PLL418、421、424用の基準クロックを供給するものであり、ベースバンドフィルタ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である。
【0034】
図5は、本システムで用いる無線フレームを示す説明図である。
【0035】
図において、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とから構成される。
【0036】
CNTチャネルは、キャリアセンス部(CS)、プリアンブル(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(SYN)、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(BF)、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(NF)、CRC部(CRC)、ガードタイム(GT)から構成される。
【0037】
LCCHチャネルは、キャリアセンス部(CS0、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)、送信アドレス部(DA)、LCCH制御データ部(Data)、CRC部(CRC)、周波数切り替え部(CF)から構成される。
【0038】
音声チャネルは、キャリアセンス部(CS)、プリアンブル部(PR)、ユニークワード部(UW)、システムID部(ID)、音声データ部(T/R)、CRC部(CRC)から構成される。
【0039】
データチャネルは、キャリアセンス部(CS0、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)、送信アドレス部(DA)、データ部(Data)から構成される。
【0040】
本実施例においては、CNT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。
【0041】
図6は、本システムで用いる周波数ホッピングの概念を示す説明図である。
【0042】
本実施例のシステムでは、日本国において使用が認められている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。そして、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。
【0043】
このシステムでは、1フレームが10msの長さをもち、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1つのホッピングパターンの1周期の長さは200msである。
【0044】
図6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のを防ぐことが可能となるものである。
【0045】
本システムにおいては、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を使用し、音声チャネルにおいて第二のホッピングパターンを使用し、データチャネルにおいて第三のホッピングパターンを使用することにより、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。
【0046】
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。
【0047】
図7は、本システムで用いる4つのチャネルと周波数ホッピングの概念を示す説明図である。これは、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。
【0048】
以下、図2〜図7に従って無線制御ユニットの基本動作の説明を行う。
【0049】
(設置時の動作モード設定)
図1に示す端末のうち、無線電話機とパソコンには、動作モード入力部211として、表示部とデータ入力部があり、その他の端末には、動作モード設定用のスイッチがある。そこで、システム設置時に、その表示部およびデータ入力部、またはスイッチを使って、システムに収容する端末のうちの1台を集中制御局に設定することが必要となる。
【0050】
具体的には、無線電話機またはパソコンの立ち上げ時には、表示部に「動作モードを設定してください。1.集中制御局 2.端末局」と表示する。設定したい動作モードの番号をデータ入力部より入力することで、動作モードが設定される。
【0051】
その他の端末においては、オン/オフスイッチが内蔵されているので、集中制御局の場合には、スイッチをオン側に倒し、端末局の場合には、スイッチをオフ側に倒すことで動作モードが設定される。また、一度設定されたモードは新たに設定を行うまでは保持される。
【0052】
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。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。なお、動作のより詳細については、チャネルコーデックの動作説明などで説明する。
【0053】
(伝送データ種別)
伝送されるデータは、大きく3つに分けられる。
【0054】
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に書き込まれる。
【0055】
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207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。
【0056】
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。
【0057】
また、これらのデータを受信する場合は、全く逆の流れとなる。
【0058】
(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。
【0059】
まず、チャネルコーデック208の動作タイミングの基準は、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、この基準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。
【0060】
このようにして、集中制御局における基準タイミングに基づいたフレーム同期がとられることにより、フレーム内の上述した周波数切り替え部(CF)に含まれる同期パルスに基づき、集中制御局と端末局との周波数切り替えタイミングの同期がとられることとなり、システム全体で同期した周波数切り替え動作が行われる。
【0061】
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レジスタ306、IDレジスタ308、WA(起動端末アドレス)レジスタ309があり、集中制御局側では、CPU204がこれらのレジスタに必要な値を書き込む。
【0062】
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/NF)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。
【0063】
一方、端末局においては、CNTチャネルを受信すると、CNT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。
【0064】
なお、NFフィールドにか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。
【0065】
LCCHチャネルでは、送信側端末のCPU204がチャネルコーデック208内部のLCCHレジスタ310に格納したデータがLCCH組立/分解部314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314で分解され、LCCHレジスタ310に一旦格納された後、CPU204に対して割り込みを発生し、CPU204が読み取る。
【0066】
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を音声組立/分解部316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316で所定のタイミングで分解され、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される。
【0067】
データチャネルでは、CPU204がデータ送信要求を行った場合のみデータが送信される。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CPU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リクエストを出力する。DMAリクエストにDMAコントローラ206が応じてデータが書き込まれると、データ組立/分解部315でデータをシリアルに変換して所定のタイミングで送信する。
【0068】
逆に、データを受信した場合には、データ組立/分解部315でデータをパラレルに変換し、1バイトごとにDMAリクエストを出力し、DMAコントローラ206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、CPU204に対して割り込みを発生する。
【0069】
データ送信時には、必要に応じてCRC符号生成部318でCRC符号を生成し、CRC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209に送られるデータの不平衡性を下げるとともに、同期クロック抽出を容易にするためである。
【0070】
逆に、データ受信時には、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。
【0071】
(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級み立て、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。
【0072】
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を行いながら、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について説明する。なお、本例においては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する。
【0073】
図8は、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を示す説明図であり、図9は、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を示す説明図である。また、図10は、パソコンにおける発信制御動作を示すフローチャートであり、図11は、集中制御局における発信制御動作を示すフローチャートである。さらに、図12は、データ伝送動作を示すフローチャートである。以下、これらの図に従って説明をする。
【0074】
《電源立ち上げ時の制御局および端末局のシーケンス》
まず、図8のS1001で電源が立ち上げられ、端末の初期化が行われると、端末は自端末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、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、自分のエリア番号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。
【0075】
また、同様に端末の立ち上げ後、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エリア番号の記憶を行う。この処理が終了すると、制御局からのCNTフレームを任意の周波数で待つ。制御局からのCNTフレームを受信すると、このフレーム中のNFを基に、次の単位時間にホップする周波数を取得する。
【0076】
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、これを記憶する。
【0077】
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、S1002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入れて送信する。
【0078】
制御局では、LCCHフレームを受信し、その中のDA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、この情報を基に、端末局アドレスを記憶し、新規に登録する。
【0079】
この登録が終了すると、S1003において、制御局は、新規登録した端末局に対し、制御局のアドレスをLCCH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、この処理が終了後、S1004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。
【0080】
端末局では、立ち上げ完了通知を出力後に、S1005において端末局からの発信が可能となる。
【0081】
《音声通信》
まず、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(S1202)。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イス201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(S1203)。
【0082】
次に、無線制御ユニットは発信手順に入る。ここで、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(S1204)、宛先アドレスレジスタに集中制御局アドレスを書き込んだ上で(S1205)、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(S1206)。
【0083】
LCCH送信の際は、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(S1207)。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(S1208)。
【0084】
また、上記キャリアを検出しない場合には、他の端末はLCCHチャネルを使用しないと考えられるので、集中制御局へのデータの送出を開始する(S1209)。なお、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。
【0085】
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、2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。
【0086】
以上の着信通知、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に、音声通信チャネルで使用するホッピングパターン番号と使用するチャネルをセット等を行い、ADPCMコーデック207の動作を開始する(S1401〜S1404)。
【0087】
以上の手順により、パソコンと公衆回線ゲートウェイ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(S1405)。
【0088】
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、この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。
【0089】
一方、受信する場合には、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により符号化されて、ハンドセットのスピーカから音声として出力される。
【0090】
《データ通信》
まず、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する(S1202)。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イス部201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(S1203)。
【0091】
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、集中制御局へのLCCHデータの送出を開始する。
【0092】
上記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2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は完了する(S1209)。
【0093】
以上の手順により2つの端末は、データ送受信用のホッピングパターンを得ると、チャネルコーデック208に使用するホッピングパターン番号をセットし(S1211)、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(S1213)。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205に送信するデータを転送する(S1302)。
【0094】
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(S1303)。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208へのDMA転送アドレスをセットするとともに(S1304)、チャネルコーデック208のモードレジスタ305に送信要求をセットする(S1305)。
【0095】
送信要求を受けたチャネルコーデック208は、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206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、チャネルコーデック208はプリアンブル、ユニークワードを付加した上で、スクランブルをかけて送信を行う(S1308)。
【0096】
なお、チャネルコーデック208内では送信に先立ち、LCCHの場合と同様のキャリアセンスによる競合制御を行うことにより、データの衝突を防いでいる(S1306、S1306)。
【0097】
1バケット分の送信を終了すると(S1309)、CPU204に対して割り込みを発生する(S1310)。さらに送信するデータがあるならば(S1311)、S1304に戻って再び送信を行う。
【0098】
送信するデータがない場合は、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(S1312)。なお、受信側無線制御ユニットでは、予めDMA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。チャネルコーデック208においては、受信したデータのプリアンブル区間においては、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206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(S1313、S1314)。
【0099】
1バ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、CPU204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る。そこで、このデータをパソコン本体に転送する(S1315)。
【0100】
以上の手順により、データの伝送を行うことができる。さらに、伝送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伝送することが可能となる(S1316)。
【0101】
《集中制御局を変更する場合の処理》
本発明の機能が最も有効に働くのは、集中制御局を変更する必要が生じた場合である。例えば、上記システムにおいて、集中制御局として使用していた網制御装置が何らかの理由で故障したとする。この場合には、システム内のパソコンを立ち上げ直し、動作モードを設定画面において集中制御局を選択すれば、それ以降は、当該パソコンを集中制御局としてシステムが動作する。
【0102】
この動作状態においては、公衆網への音声通信アクセスはできないが、パソコン間のデータ通信を行うことは可能である。
【0103】
《まとめ》
このようにして、システム内の端末のうちの1台を集中制御局として動作させることにより、専用の集中制御局を設けなくとも周波数ホッピングシステムの運用が可能となる。また、集中制御局として使用している端末が故障した場合でも、システム全体の運用に影響を与えない安全性の高いシステムを提供することが可能となる。
【0104】
なお、以上の第1実施例においては、当初網制御装置を集中制御局として選択し、その後、パソコンを集中制御局として切り替えたが、どの端末を集中制御局に選択しても同様の効果が期待できる。ただ、集中制御局は常時タイミング信号を送信する必要があるため、電源を切断する可能性の少ない端末、移動する可能性の少ない端末を選択することが望ましい。
【0105】
【発明の効果】
周波数切り替えタイミングの基準となる情報を無線送信する制御局を簡単に変更することができるので、制御局が故障したとしても容易にネットワークを復旧することができる。またさらに、周波数切り替えタイミングの基準となる情報を無線送信するので、周波数切り替えタイミング信号を通知する有線回線等も必要なく、該有線回線が接続されていない装置でも制御局になることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の無線通信システムの構成を示す説明図である。
【図2】上記実施例における無線制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図3】上記実施例におけるチャネルコーデックの構成を示すブロック図である。
【図4】上記実施例における無線部の構成を示すブロック図である。
【図5】上記実施例で用いる無線フレームを示す説明図である。
【図6】上記実施例で用いる周波数ホッピングの概念を示す説明図である。
【図7】上記実施例で用いる4つのチャネルと周波数ホッピングの概念を示す説明図である。
【図8】上記実施例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を示す説明図である。
【図9】上記実施例における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を示す説明図である。
【図10】上記実施例におけるパソコンにおける発信制御動作を示すフローチャートである。
【図11】上記実施例における集中制御局における発信制御動作を示すフローチャートである。
【図12】上記実施例におけるデータ伝送動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
101…公衆回線、
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。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention communicates using a frequency hopping schemeWireless communication deviceAbout.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, digital wireless communication systems have been put into practical use, and among them, spread-spectrum communication has received particular attention. Spread-spectrum communication is known as a technique that spreads information to be transmitted over a wide band, has a high interference removal capability, and is excellent in secrecy. 2.4 GHz band frequencies are allocated for spread spectrum communication in various countries around the world, and are spreading worldwide.
[0003]
The spread spectrum communication schemes are roughly classified into frequency hopping (FH scheme) and direct spread (DS scheme). The former performs transmission using a wide band by dividing the usable frequency band into a plurality of frequency channels having a certain bandwidth and changing the modulation frequency within a certain time. A wide band is used by spreading and modulating information with a pseudo noise code at a rate ten to several hundred times that of the information.
[0004]
Among them, many systems using frequency hopping have already been proposed because they can be realized with a relatively simple circuit configuration. For example, in a wireless LAN or the like, control is performed such that data is assembled into packets and the frequency is changed for each packet.
[0005]
In such a system, in order to prevent mutual interference, it is necessary that all terminals accommodated in the system simultaneously switch frequencies. For this purpose, a dedicated central control station for generating frequency switching timing is provided, and all terminals operate in synchronization with the timing generated by the central control station.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the system using the frequency hopping in the above-described conventional example, it is necessary to always provide a dedicated central control station for generating the frequency switching timing, and thus has the following problems.
[0007]
1. If the central control station fails, the system cannot operate until a new central control station is installed.
[0008]
2. It is necessary to provide a central control station, which is not always necessary for communication, and it is necessary to secure extra space and make an investment.
[0009]
The present inventionEliminates the need for a dedicated central control stationThe purpose is to:
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, in a wireless communication device that performs communication using a frequency hopping method, a setting unit that sets an operation mode based on a user operation, and a setting unit that sets another operation mode of the wireless communication device according to the setting of the operation mode by the setting unit. A switching unit that generates a frequency switching timing serving as a reference for frequency switching and switches a frequency according to the timing, and a transmission unit that wirelessly transmits information indicating the frequency switching timing at the frequency switched by the switching unit. A wireless communication device is provided.
[0013]
According to the present invention, a dedicated centralized control station can be dispensed with.
[0014]
That is, since the control station that wirelessly transmits information serving as a reference for frequency switching timing can be easily changed, the network can be easily restored even if the control station breaks down. Furthermore, since information serving as a reference for frequency switching timing is wirelessly transmitted, a wired line or the like for notifying a frequency switching timing signal is not required, and an apparatus to which the wired line is not connected can be a control station.
[0016]
Embodiments and Examples of the Invention
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
[0017]
The wireless communication system according to the present embodiment includes wireless terminals having various functions, has a public line interface accommodating the public line 101, and provides a public network communication service to a terminal station in the system. A network controller 102, a wireless telephone 103 accommodated in an extension of the network controller 102, a personal computer 104 to which a wireless PC card is connected, a printer 105 to which a wireless print buffer is connected, and an Ethernet And a wireless LAN adapter 106 having an interface.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the wireless control unit mounted on each terminal as described above.
[0019]
The wireless control unit includes a data input / output interface 201 such as a PCMCIA interface, Centronics, Ethernet, etc., a voice input / output interface 202 such as a handset interface or a public network interface, an error correction processing unit 203, and a CPU 204 for controlling the entire unit. , A memory 205 for storing programs and data, a DMA controller 206 for performing DMA transfer, an ADPCM codec 207 for converting between analog voice information and ADPCM codes, and a channel for performing scrambling and frame processing of ADPCM code information. A codec unit 208, a radio unit 209 for performing modulation / demodulation processing of transmission / reception signals, a data bus 210, and an operation mode input unit 2 for setting an operation mode which is a function according to the present invention. Having one and.
[0020]
The operation mode input unit 211 is a switch in the case of a terminal without a display unit such as a printer or a network control device, and is a switch in the case of a terminal with a display unit and a key operation unit such as a personal computer or a telephone. The input unit is a key operation unit.
[0021]
By changing the interface, the wireless control unit having the same configuration can be used for various types of terminals.
[0022]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the channel codec 208.
[0023]
In the figure, a channel codec 208 includes a CPU bus interface 303 to which a CPU bus 301 is connected, an ADPCM interface 304 for exchanging ADPCM encoded audio data with the ADPCM codec 207, and a mode for setting an operation mode. It has a register 305, a hopping pattern register 306, a frame number / next frequency number (BF / NF) register 307, a system ID register 308, an intermittent activation terminal address register 309, an LCCH register 310, and a FIFO buffer 311. .
[0024]
Also, a timing generation unit 312, a CNT channel assembling / disassembling unit 313, an LCCH assembling / disassembling unit 314, a data assembling / disassembling unit 315, a voice assembling / disassembling unit 316, a frame synchronizing unit 317, a unique word detection The analog reception signals from the radio section 318, the CRC encoding / decoding section 319, the bit synchronization section 320, the radio control section 321, the intermittent reception control section 322, the scramble / descramble 323, and the radio section 209 An AD converter 324 that converts the signal into a signal and a reception level detection unit 325 that detects a reception level based on an input from the AD converter 324 and outputs an interrupt signal 326 are provided.
[0025]
FIG. 4 is a block diagram showing a wireless unit having a common configuration in the wireless terminals of the present system.
[0026]
The transmitting / receiving antennas 401a and 401b are for transmitting and receiving wireless signals efficiently, and the changeover switch 402 is for switching between the antennas 401a and 401b. A band pass filter (hereinafter, referred to as BPF) 403 is for removing signals in unnecessary bands, and a changeover switch 404 is for switching between transmission and reception.
[0027]
The amplifier 405 is a receiving system amplifier, and the amplifier 406 is a transmitting system power control amplifier. The converter 407 includes the 1st. It is a down converter for IF, and converter 408 is an up converter.
[0028]
The changeover switch 409 is for switching between transmission and reception, and the BPF 410 is for removing a signal in an unnecessary band from the signal converted by the downconverter 407. Converter 411 has 2nd. This is a down converter for the IF, and a reception form of a double conversion system is configured by two down converters 407 and 411.
[0029]
BPF412 has a 2nd. For the IF, the 90-degree phase shifter 413 shifts the output phase of the BPF 412 by 90 degrees. The quadrature detector 414 detects and demodulates the signal received by the BPF 412 and the 90-degree phase shifter 413. Further, the comparator 415 is for shaping the waveform of the output of the quadrature detector 414.
[0030]
Further, a voltage-controlled oscillator (hereinafter, referred to as VCO) 416, a low-pass filter (hereinafter, referred to as LPF) 417, and a PLL 418 including a programmable counter, a prescaler, a phase comparator, etc. A frequency synthesizer is configured.
[0031]
Further, a VCO 419 for generating a carrier signal, an LPF 420, and a PLL 421 including a programmable counter, a prescaler, a phase comparator, and the like constitute a frequency synthesizer for hopping.
[0032]
Further, a transmission system frequency synthesizer having a frequency modulation function is configured by the transmission system VCO 422 having a modulation function, the LPF 423, and the PLL 424 including a programmable counter, a prescaler, a phase comparator, and the like.
[0033]
The reference clock oscillator 425 supplies a reference clock for the various PLLs 418, 421, and 424, and the baseband filter 426 is a filter for limiting the band of transmission data (baseband signal).
[0034]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a radio frame used in the present system.
[0035]
In the figure, one frame has a length of 6250 bits (10 ms), and a total of five time-division multiplexed channels including a CNT (system control) channel, an LCCH (logical control channel) channel, two voice data channels, and a data channel. And a frequency switching section.
[0036]
The CNT channel includes a carrier sense section (CS), a preamble (PR), a frame synchronization word section (SYN) for the receiving terminal to maintain frame synchronization, and a method for receiving only data from a central control station belonging to the same system. Update of the hopping pattern register 308, the system ID part (ID), the frame number information part (BF) used for controlling the hopping pattern, the intermittent terminal activation address part (WA) for activating the terminal during the intermittent reception. It comprises a next frame frequency section (NF), a CRC section (CRC), and a guard time (GT) for performing.
[0037]
The LCCH channel includes a carrier sense section (CS0, CS1, CS2), a preamble section (PR), a unique word section (UW), a system ID section (ID), a transmission address section (DA), an LCCH control data section (Data), It comprises a CRC section (CRC) and a frequency switching section (CF).
[0038]
The audio channel includes a carrier sense section (CS), a preamble section (PR), a unique word section (UW), a system ID section (ID), an audio data section (T / R), and a CRC section (CRC).
[0039]
The data channel includes a carrier sense section (CS0, CS1, CS2), a preamble section (PR), a unique word section (UW), a system ID section (ID), a transmission address section (DA), and a data section (Data). You.
[0040]
In this embodiment, the CNT channel and the LCCH channel use the first hopping pattern, the two voice data channels use the second hopping pattern, and the data channel uses the third hopping pattern.
[0041]
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the concept of frequency hopping used in the present system.
[0042]
In the system of the present embodiment, 26 frequency channels of 1 MHz width using a 26 MHz band approved for use in Japan are used. Then, in consideration of a case where there are frequencies that cannot be used due to interference noise or the like, 20 frequency channels are selected from the 26 channels, and frequency hopping is performed on the selected frequency channels in a predetermined order.
[0043]
In this system, one frame has a length of 10 ms, and the frequency channel is hopped for each frame. Therefore, the length of one cycle of one hopping pattern is 200 ms.
[0044]
In FIG. 6, different hopping patterns are indicated by different patterns. As described above, by using a pattern in which the same frequency is not used at the same time in each frame, it is possible to prevent a data error from occurring.
[0045]
In this system, the first hopping pattern is used for the CNT channel and the LCCH channel, the second hopping pattern is used for the voice channel, and the third hopping pattern is used for the data channel. Control is performed so that the same frequency is not used at the same time. This makes it possible to transmit and receive data to and from a different communication partner for each channel.
[0046]
In order to reduce the number of hopping patterns held in the channel codec, hopping patterns used in each channel are generated by time-shifting a pattern in which frequencies are arranged in the same order.
[0047]
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the concept of four channels and frequency hopping used in the present system. This shows how the control channel, voice channel, and data channel hop independently.
[0048]
Hereinafter, the basic operation of the wireless control unit will be described with reference to FIGS.
[0049]
(Operation mode setting at installation)
Among the terminals shown in FIG. 1, the wireless telephone and the personal computer have a display unit and a data input unit as an operation mode input unit 211, and the other terminals have an operation mode setting switch. Therefore, when the system is installed, it is necessary to set one of the terminals accommodated in the system as a central control station by using the display unit, the data input unit, or the switch.
[0050]
Specifically, when the wireless telephone or the personal computer is started up, the display unit displays "Please set the operation mode. 1. Central control station 2. Terminal station". The operation mode is set by inputting the number of the operation mode to be set from the data input unit.
[0051]
Other terminals have an on / off switch built-in, so in the case of a central control station, the switch is turned to the on side, and in the case of a terminal station, the switch is turned to the off side to set the operation mode. Is set. Also, the mode once set is retained until a new setting is made.
[0052]
The terminal that has become the central control station generates the reference timing of the transmission frame, and performs call control and management / allocation of a hopping pattern. The terminal station operates based on the timing generated by the central control station, and issues a transmission request or a hopping pattern assignment request to the central control station when starting communication. The details of the operation will be described in the description of the operation of the channel codec and the like.
[0053]
(Transmission data type)
Data to be transmitted is roughly divided into three types.
[0054]
First, control data for performing call control such as an outgoing call request. This is generated according to a program stored in the ROM, and is written to the channel codec 208 via the CPU data bus.
[0055]
The second is real-time data such as voice. This data is input from the audio input / output interface 202, the analog audio is converted into a digital code by the ADPCM codec 207, and is taken into the channel codec 208 at a predetermined timing.
[0056]
The third is non-real-time data sent from the memory 205 of the personal computer body. This data is input from the data input / output interface 201 and stored in the memory 205 by DMA transfer. When a predetermined amount of data is stored in the memory 205, the data is encoded by an error correction processing unit (ECC) 203 and then DMA-transferred to a channel codec 208.
[0057]
When these data are received, the flow is completely reversed.
[0058]
(Explanation of channel codec operation)
The channel codec 208 has a function of assembling data into the frame format shown in FIG. 5 or disassembling a frame and sending the data to the input / output interface 201. Hereinafter, the operation of the channel codec 208 will be described.
[0059]
First, the reference of the operation timing of the channel codec 208 is generated by the timing generation unit on the central control station side. The central control station transmits a frame in accordance with the reference timing, and the terminal station receiving the frame maintains frame synchronization in accordance with a frame synchronization word.
[0060]
In this way, the frame synchronization based on the reference timing in the central control station is performed, and the frequency between the central control station and the terminal station is determined based on the synchronization pulse included in the above-described frequency switching unit (CF) in the frame. The switching timing is synchronized, and a synchronized frequency switching operation is performed in the entire system.
[0061]
Next, data sent from the central control station via the CNT channel is stored in a register inside the channel codec 208. Inside the channel codec 208, there are an HP register 306, an ID register 308, and a WA (starting terminal address) register 309. On the central control station side, the CPU 204 writes necessary values to these registers.
[0062]
The value in the frame number / next frame frequency number (BF / NF) register 307 is updated in synchronization with the operation timing. The frequency number written in the NF register is a hopping pattern (first hopping pattern) of the CNT channel. The channel codec 208 reads out the data in these registers at the timing of transmitting the CNT channel data, and the CNT assembling unit 312 assembles the data to transmit.
[0063]
On the other hand, in the terminal station, upon receiving the CNT channel, the CNT is decomposed by the CNT decomposing unit 312, and processing is performed using the received values of each unit. Only when the received system ID matches the value written in the ID register 306 of the own station, control is performed so as to receive the subsequent data. If the received WA matches the value of the WA register 307 of the local station during intermittent reception, a start request interrupt is generated. Further, the table of the hopping pattern register 308 is rewritten using the received BF and NF information data.
[0064]
Since the frequency number assigned to the NF field is that of the hopping pattern of the CNT channel, the hopping pattern used for the voice channel and the data channel is a hopping pattern register created based on the frequency number written in the NF field. Is generated by time shifting.
[0065]
In the LCCH channel, data stored in the LCCH register 310 inside the channel codec 208 by the CPU 204 of the transmitting terminal is assembled by the LCCH assembling / disassembling unit 314 and transmitted at a predetermined timing. In order to prevent collision with other terminals, a plurality of carrier sense fields are provided. The received LCCH data is disassembled by the LCCH assembling / disassembling unit 314 and once stored in the LCCH register 310, an interrupt is generated for the CPU 204, and the CPU 204 reads the data.
[0066]
In the voice channel, data input via the ADPCM interface 304 is assembled by the voice assembling / disassembling unit 316 and transmitted at a predetermined timing. Conversely, the received voice data is decomposed at a predetermined timing by the voice assembling / decomposing unit 316 and output at the timing of the ADPCM codec 207 via the ADPCM interface 304.
[0067]
In the data channel, data is transmitted only when the CPU 204 makes a data transmission request. When a data transmission request has been made, the CPU bus interface 303 of the channel codec 208 outputs a DMA request at a timing of one byte. When data is written in response to the DMA request by the DMA controller 206, the data assembling / disassembling unit 315 converts the data into serial data and transmits the data at a predetermined timing.
[0068]
Conversely, when data is received, the data assembling / disassembling unit 315 converts the data into parallel, outputs a DMA request for each byte, and the DMA controller 206 transfers the received data to the memory 205. When the transfer of one frame of data is completed, an interrupt is generated for the CPU 204.
[0069]
At the time of data transmission, a CRC code generation unit 318 generates a CRC code as necessary, stores the CRC code in a CRC field, and transmits the CRC code. The receiving side can perform a CRC check to detect the occurrence of an error. In addition, all transmission data other than the frame synchronization word and the unique word are scrambled by the scrambler 322. This is to reduce the unbalance of the data sent to the radio unit 209 and to facilitate the synchronization clock extraction.
[0070]
Conversely, upon data reception, when a unique word is detected, descrambling is performed by the descrambler 322 at that timing, a CRC check is performed, and at the same time, data is input to the decomposing unit of each field.
[0071]
(Explanation of operation example)
As described above, in the present system, a frame composed of a plurality of channels is prepared for communication between terminals, and control is performed to switch the frequency to be used at regular intervals.
[0072]
The following describes the specific operation of this system when the personal computer performs file transfer with another personal computer while performing voice communication via the network control device using a handset connected to the personal computer. I do. In this example, a description will be given assuming that the network control device functions as a central control station.
[0073]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation sequence of the control station and the terminal station when the power is turned on in this system, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing a call control sequence up to the start of data communication or voice communication. FIG. 10 is a flowchart showing the transmission control operation in the personal computer, and FIG. 11 is a flowchart showing the transmission control operation in the central control station. FIG. 12 is a flowchart showing the data transmission operation. Hereinafter, description will be given with reference to these figures.
[0074]
《Sequence of control station and terminal station when power is turned on》
First, when the power is turned on in S1001 in FIG. 8 and the terminal is initialized, the terminal determines whether the terminal itself is a control station or a terminal station. A hopping pattern is determined, a synchronizing signal, hopping pattern information, own area number, and the like are assembled into a frame, and output as a CNT frame at predetermined timing.
[0075]
Similarly, when the terminal is recognized as the terminal station after the terminal is started, the address of the terminal and the area number of the control station to be received are stored. When this process is completed, a CNT frame from the control station is waited at an arbitrary frequency. When a CNT frame is received from the control station, a frequency to be hopped in the next unit time is acquired based on the NF in the frame.
[0076]
The terminal station changes the reception frequency based on the received frequency and waits for the next CNT frame. The terminal station repeats this process, recognizes the hopping pattern used by the control station, and stores it.
[0077]
When the storage of the hopping pattern is completed in the terminal station, the terminal station notifies the terminal station that it is newly added as a terminal station by using an LCCH frame in S1002. At this time, the global address to be received by all terminals is entered in the DA of the LCCH frame, and data indicating that new registration is to be performed is transmitted in the data portion.
[0078]
The control station receives the LCCH frame and, if there is a DA global address in it, receives the data in the data section. If there is a terminal station address and a registration request signal, the terminal station performs The address is stored and newly registered.
[0079]
When this registration is completed, in S1003, the control station notifies the newly registered terminal station of the address of the control station using an LCCH frame. When the terminal station receives the address of the control station in the LCCH frame, the terminal station stores the address of the control station. After this processing is completed, the terminal station notifies the control station of the start-up completion using the LCCH frame in S1004. When the control station receives the start-up completion notification from the terminal station, it shifts to a normal process.
[0080]
After outputting the start-up completion notification, the terminal station can make a call from the terminal station in S1005.
[0081]
《Voice communication》
First, the voice communication application program of the personal computer is started (S1202). Then, the wireless unit driver installed in the personal computer operates to send a voice transmission request and a destination number (extension number of the other terminal) to the wireless control unit via the data input / output interface 201 (S1203).
[0082]
Next, the wireless control unit enters a calling procedure. Here, a transmission request command is written as LCCH data in the LCCH register 309 in the channel codec 208 (S1204), the central control station address is written in the destination address register (S1205), and the mode register 305 of the channel codec 208 is stored in the LCCH register 309. The transmission mode is set (S1206).
[0083]
At the time of LCCH transmission, carrier detection is performed using the carrier sense field in the channel codec 208 (S1207). If a carrier is detected during this time, it is considered that another terminal is using the LCCH channel, and contention control is performed to stop data transmission until the next frame (S1208).
[0084]
If the carrier is not detected, it is considered that the other terminals do not use the LCCH channel, and thus, transmission of data to the central control station is started (S1209). The hopping pattern used for transmitting the LCCH data uses the first hopping pattern as in the case of the CNT channel.
[0085]
The central control station that has received the transmission request command performs transmission processing such as dialing on the public line. If there is a response from the partner terminal via the public line, an incoming call notification command is sent to the personal computer which made the call request using the LCCH. Furthermore, a notification of a hopping pattern (second hopping pattern) number when voice data is exchanged between the personal computer and the central control station in the future, and which of the two voice channels to use as the transmission side Make a notification.
[0086]
On the personal computer side having received the above-mentioned incoming call notification, hopping pattern, and allocation of the channel to be used, the hopping pattern number used in the voice communication channel and the channel to be used are set in the channel codec 208, and the operation of the ADPCM codec 207 is performed. The process starts (S1401 to S1404).
[0087]
By the above procedure, a link between the personal computer, the public line gateway, and the partner terminal is established, and a call between the personal computer and the partner terminal is started (S1405).
[0088]
During the voice communication, the voice input from the personal computer handset is encoded by the ADPCM codec 207, and the encoded data is input to the channel codec 208, and a preamble and a unique word are added every 160 bits. After scrambling, transmission is performed at a predetermined voice channel position.
[0089]
On the other hand, when receiving, the bit synchronization is established in the preamble section of the data received on the voice channel, and when a unique word is detected, descrambling is performed. The descrambled data is encoded by the ADPCM codec 207 and output as audio from the speaker of the handset.
[0090]
"data communication"
First, a data communication application program of the personal computer is started (S1202). Then, the wireless unit driver installed in the personal computer operates to send a data transmission request and a destination number (extension number of the partner terminal) to the wireless control unit via the data input / output interface unit 201 (S1203).
[0091]
Next, the radio control unit enters a transmission procedure as in the case of voice communication, and starts transmitting LCCH data to the central control station.
[0092]
The central control station that has received the transmission request command notifies the other terminal of the incoming call similarly using the LCCH and, when a response is returned from the other terminal, sends a hopping pattern (third hopping pattern) for data transmission and reception to the two terminals. The call setting is completed by transmitting the number (S1209).
[0093]
When the two terminals obtain the hopping pattern for data transmission and reception by the above procedure, they set the hopping pattern number used for the channel codec 208 (S1211), and switch the frequency in the data channel according to the given hopping pattern. Data transmission and reception are performed (S1213). That is, the wireless control unit driver transfers data to be transmitted from the memory 205 of the personal computer to the memory 205 in the wireless control unit (S1302).
[0094]
The wireless control unit performs error correction coding on the data stored in the memory 205 and stores the data in the memory 205 again (S1303). Thereafter, a DMA transfer address from the memory 205 to the channel codec 208 is set to the DMA controller (S1304), and a transmission request is set to the mode register 305 of the channel codec 208 (S1305).
[0095]
The channel codec 208 that has received the transmission request generates a DMA request in units of one byte in accordance with the timing of the data channel. Upon receiving the DMA request, the DMA controller 206 transfers the data in the memory 205 to the channel codec 208. The channel codec 208 adds a preamble and a unique word, and scrambles the transmission (S1308).
[0096]
Prior to transmission, the channel codec 208 performs contention control using the same carrier sense as in the case of the LCCH to prevent data collision (S1306, S1306).
[0097]
When transmission for one bucket is completed (S1309), an interrupt is generated for the CPU 204 (S1310). If there is more data to be transmitted (S1311), the process returns to S1304 to perform transmission again.
[0098]
When there is no data to be transmitted, the mode register 305 of the channel codec 208 is set to the reception mode and the reception is waited (S1312). In the receiving-side wireless control unit, the DMA controller is set in advance to a transfer mode from the channel codec 208 to the memory 205. In the channel codec 208, in the preamble section of the received data, a DMA request is generated in byte units. Upon receiving the DMA request, the DMA controller 206 transfers data from the channel codec 208 to the memory 205 (S1313, S1314).
[0099]
When the transfer of data for one bucket is completed, a reception completion interrupt is generated from the channel codec 208, and the CPU 204 performs an error correction decoding process on the data stored in the memory 205 to obtain final reception data. Therefore, this data is transferred to the personal computer (S1315).
[0100]
By the above procedure, data transmission can be performed. Further, if there is data to be transmitted, an unlimited amount of data can be transmitted by repeating the same procedure (S1316).
[0101]
<< Process when changing the central control station >>
The function of the present invention works most effectively when it is necessary to change the central control station. For example, in the above system, it is assumed that the network control device used as the central control station breaks down for some reason. In this case, if the personal computer in the system is restarted and the central control station is selected on the operation mode setting screen, thereafter, the system operates using the personal computer as the central control station.
[0102]
In this operating state, voice communication access to the public network is not possible, but data communication between personal computers is possible.
[0103]
《Summary》
Thus, by operating one of the terminals in the system as a central control station, the operation of the frequency hopping system can be performed without providing a dedicated central control station. Further, even if a terminal used as a central control station breaks down, it is possible to provide a highly secure system that does not affect the operation of the entire system.
[0104]
In the first embodiment, the network controller is initially selected as the central control station, and thereafter, the personal computer is switched as the central control station. Can be expected. However, since the central control station needs to constantly transmit a timing signal, it is desirable to select a terminal that is unlikely to be turned off and a terminal that is unlikely to move.
[0105]
【The invention's effect】
Since the control station that wirelessly transmits information serving as a reference for frequency switching timing can be easily changed, the network can be easily restored even if the control station breaks down. Furthermore, since information serving as a reference for frequency switching timing is wirelessly transmitted, a wired line or the like for notifying a frequency switching timing signal is not required, and an apparatus to which the wired line is not connected can be a control station.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a wireless control unit in the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a channel codec in the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wireless unit in the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a radio frame used in the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the concept of frequency hopping used in the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the concept of four channels and frequency hopping used in the embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation sequence of the control station and the terminal station when the power is turned on in the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a call control sequence up to the start of data communication or voice communication in the embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a transmission control operation in the personal computer in the embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing a transmission control operation in a central control station in the embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing a data transmission operation in the embodiment.
[Explanation of symbols]
101 ... public line,
102 ... network control device,
103 ... Wireless telephone,
104 ... PC,
105 ... Printer,
106 ... Wireless LAN adapter,
107 ... LAN.

Claims (6)

周波数ホッピング方式を用いて通信する無線通信装置において、
ユーザ操作に基づいて、動作モードを設定する設定手段と;
上記設定手段による動作モードの設定に応じて、他の無線通信装置の周波数切り替えの基準となる周波数切り替えタイミングを生成し、該タイミングに従って周波数を切り替える切替手段と;
周波数切り替えタイミングを示す情報を、上記切替手段により切り替えられた周波数で無線送信する送信手段と;
を有することを特徴とする無線通信装置。
In a wireless communication device that communicates using a frequency hopping method,
Setting means for setting an operation mode based on a user operation;
Switching means for generating a frequency switching timing as a reference for frequency switching of another wireless communication apparatus in accordance with the setting of the operation mode by the setting means, and switching the frequency according to the timing;
Transmitting means for wirelessly transmitting information indicating frequency switching timing at the frequency switched by the switching means;
Radio communication apparatus characterized by having a.
請求項において、
上記切替手段は、上記設定手段による設定に応じて、他の無線通信装置が無線送信した情報に基づいて、周波数を切り替えることを特徴とする無線通信装置。
In claim 1 ,
The wireless communication device according to claim 1, wherein the switching unit switches the frequency based on information wirelessly transmitted by another wireless communication device according to the setting by the setting unit.
請求項において、
上記設定手段により第一のモードに設定された場合に、他の無線通信装置の周波数切り替えの基準となる周波数切り替えタイミングの生成が行われ、
上記設定手段により上記第一のモードが設定された場合に、他の無線通信装置と通信するためのホッピングパターンを決定する決定手段を有することを特徴とする無線通信装置。
In claim 1 ,
When the first mode is set by the setting unit, generation of a frequency switching timing serving as a reference for frequency switching of another wireless communication device is performed,
A wireless communication apparatus comprising: a hopping pattern for communicating with another wireless communication apparatus when the first mode is set by the setting means .
請求項において、
上記設定手段により第一のモードに設定された場合に、他の無線通信装置の周波数切り替えの基準となる周波数切り替えタイミングの生成が行われ、
上記設定手段により上記第一のモードに切り替えられた場合に、通信相手にホッピングパターン情報を通知する通知手段を有することを特徴とする無線通信装置。
In claim 1 ,
When the first mode is set by the setting unit, generation of a frequency switching timing serving as a reference for frequency switching of another wireless communication device is performed,
A wireless communication apparatus, comprising: a notifying unit that notifies a hopping pattern information to a communication partner when the mode is switched to the first mode by the setting unit .
請求項において、
上記無線通信装置に搭載されたスイッチ、または無線通信装置に接続されているアダプタに搭載されたスイッチのユーザ操作に応じて、上記設定手段は動作モードを設定することを特徴とする無線通信装置。
In claim 1 ,
The wireless communication device, wherein the setting means sets an operation mode in response to a user operation of a switch mounted on the wireless communication device or a switch mounted on an adapter connected to the wireless communication device.
請求項において、
無線通信装置と、または無線通信装置の表示部およびデータ入力部のユーザ操作に応じて、上記設定手段は動作モードを設定することを特徴とする無線通信装置。
In claim 1 ,
The wireless communication device, wherein the setting means sets an operation mode in response to a user operation of a wireless communication device or a display unit and a data input unit of the wireless communication device.
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