JP4136632B2 - Communication apparatus and communication method - 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(SS−FH)通信方式等を用いた通信装置及び通信方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、スペクトラム拡散周波数ホッピング(SS−FH)通信方式で特にブルーツゥース(Bluetooth)方式においては、法律で規定された無線周波数範囲を遵守して、簡易携帯電話やPDA等のモバイル機器を想定した低消費電力での無線機能を目的としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、SS−FH通信方式は、その方式上、同時通信できる数に理論上限りがあり、さらにモバイル機器は、使用する電源が電池であることが多く、消費電力上での制約があった。
【0004】
そこで、通信に必要充分な最低の送信電力を使うことで消費電力を抑え、さらに通信可能範囲も狭くすることで、その通信可能範囲外での使用可能台数を増やすことが望まれていた。
【0005】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、SS−FH通信方式において、効率的に送信電力の削減と共に周波数の有効利用を可能にすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、周波数ホッピング通信を用いて処理データを所定のデータ単位毎に送信する通信装置であって、前記周波数ホッピングに使用する複数のチャネルのうちの送信効率が所定値より大きく送信効率が悪いチャネルを判断する判断手段と、前記判断手段により送信効率が悪いと判断された所定チャネルにおける通信相手での受信電界強度を前記通信相手から受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記所定チャネルの前記通信相手における前記受信電界強度に基づいて、前記周波数ホッピングに使用する前記複数のチャネルの送信出力を段階的に変更する変更手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、周波数ホッピング通信を用いて処理データを所定のデータ単位毎に送信する通信装置における通信方法であって、前記周波数ホッピングに使用する複数のチャネルのうちの送信効率が所定値より大きく送信効率が悪いチャネルを判断する判断工程と、前記判断工程において送信効率が悪いと判断された所定チャネルにおける通信相手での受信電界強度を前記通信相手から受信する受信工程と、前記受信工程において受信された前記所定チャネルの前記通信相手における前記受信電界強度に基づいて、前記周波数ホッピングに使用する複数のチャネルの送信出力を段階的に変更する変更工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0008】
[第1実施形態]
<システムの構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る通信システムの構成図である。
【0009】
この通信システムは、SS−FH通信方式で特にブルーツゥース方式を採用し、それぞれ無線ユニット12,22を備えた同一構成のコンピュータ11,21と、同様にそれぞれ無線ユニット32,42を備えた同一構成のプリンタ31,41とで構成されている。無線ユニット12,22,32,42にはそれぞれアンテナ13,23,33,43が接続されている。
【0010】
そして、例えばコンピュータ11から、印字可能なプリンタを選択して印字関連データを無線送信すると、選択されたプリンタ(例えばプリンタ31)がその印字関連データを受信して印字処理を行うように構成されている。送信側では、タイムスロット毎に所定の送信レベルから段階的に送信出力を上げる又は下げる機能を有し、また受信側では、通信の相手側が送信するタイムスロット内で電波を受信し、その受信電界強度を段階的に判断する機能を有している。
【0011】
図2は、図1に示した通信システムにおいて無線通信に使用されるパケットデータの構造を示す図である。
【0012】
図中のDAは相手先機器のアドレス、OAは送信元機器のアドレス、KODはデータ識別ナンバー、PNはパケット番号、APNは総パケット数、DFはデータ領域、PLはパケットデータ長、RLは受信レベルである。
【0013】
図3は、図2に示したパケットデータ中のKODの定義を示す図である。
【0014】
同図に示すように、KOD「0,0,0」はデータ領域(DF)において「未定義」と定義され、「1,0,0」は「印字データ」と定義され、「0,1,0」は「印字関連コマンド」と定義され、「1,1,0」は「受信確認」と定義され、「0,0,1」は「印字エラーステータス」と定義され、「その他」は「未定義」と定義されている。
【0015】
図4は、図2に示したパケットデータ中のRLの定義を示す図である。
【0016】
同図に示すように、例えばRL「0,0,0,0」は受信レベル0と定義され、プリンタ側で受信することができない受信レベルであり、RL「1,0,1,0」は受信レベル5と定義され、プリンタ側で確実に安定して受信できる安定受信レベルであり、またRL「1,1,1,1」は受信レベル15と定義され、プリンタ側で最大の受信レベルを意味する。
【0017】
<コンピュータの内部構成>
図5は、図1中のコンピュータ11,21の内部構成を示すブロック図である。ここでは、コンピュータ11を例にとって説明する。
【0018】
例えば図1中のコンピュータ11は、バス137を介して、CPU130、メモリ131、表示部132、キーボード133、ハードディスク(HDD)134、無線送信電力制御部135、及び無線インターフェイス136が相互に接続されている。
【0019】
CPU130は、制御プログラムを実行してコンピュータ全体の動作を制御する。メモリ131は、CPU130のワークエリア等として機能し、ハードディスク(HDD)134は、CPU130で実行される制御プログラム等が記憶されている。液晶ディスプレー等で構成される表示部132は、各種情報を表示するための手段であり、キーボード133は、各種の指示情報等を入力するための手段である。
【0020】
無線インターフェイス(I/F)136は、アンテナ13を通して電波を送受信する回路である。通信中の無線インターフェイス136は、所定の時間であるタイムスロット毎に、周波数チャンネルをCPU130の制御で変更しながら通信する。この制御は、例えば図6に示すように、複数のチャンネルCH1〜CH6を1回の送信又は受信毎に所定の順番で切り替える周波数ホッピングを行うものである。チャンネルと周波数とチャンネル切り替え制御コードとの関係を図7に示す。
【0021】
また、無線インターフェイス136に接続された無線送信電力制御部135は、CPU130の制御により送信出力を制御するための回路である。すなわち、コンピュータ11が印字関連データを送信するに際し、無線送信電力制御部135は、後述するようなCPU130の指示を受けて、タイムスロット毎に所定の送信レベルから段階的に送信出力が変更するように(図8の例参照)、無線インターフェイス136に対して電力制御を行う。
【0022】
<プリンタの内部構成>
図9では、図1中のプリンタ31,41の内部構成を示すブロック図である。ここでは、プリンタ31を例にとって説明する。
【0023】
例えば図1中のプリンタ31は、バス147を介して、制御部140、メモリ141、表示部142、操作部143、プリントエンジン部144、無線送信電力制御部145、及び無線インターフェイス(I/F)146が相互に接続されている。
【0024】
制御部140は、制御プログラムを実行してコンピュータ全体の動作を制御する。メモリ141は、制御部140のワークエリア等として機能し、プリントエンジン部144は、制御部140の指示に従って印刷を実行する。液晶等で構成される表示部142は、印刷に関する各種情報を表示するための手段である。操作部143は、各種の指示情報等を入力するための手段である。
【0025】
無線インターフェイス(I/F)146は、アンテナ33を通して電波を送受信する回路であり、無線送信電力制御部145は、制御部140の制御により送信出力を制御するための回路であり、これら無線送信電力制御部145及び無線インターフェイス(I/F)146は、それぞれコンピュータ側の無線送信電力制御部135及び無線インターフェイス(I/F)136と同等の機能を有している。
【0026】
<第1実施形態の動作>
図10は、無線I/F136,146の受信感度特性を示すグラフであり、図11は、無線I/F136,146のVSWR特性を示すグラフである。
【0027】
図10に示すように、周波数ホッピングに使用する全てのチャンネル帯域FQにおいて、印字関連データを受信する受信側の無線I/F146の受信感度はほぼ一定である。一方、図11で示したように、印字関連データを送信する送信側の無線I/F136のVSWR特性は、前記帯域FQの上端と下端で悪化している。つまり、VSWR値が大きい程、送信効率が悪化していることを示すが、前記帯域FQの上端ではVSWR値が1.25であり、帯域FQの下端ではVSWR値が1.33を示し、送信効率が悪化していることが判る。
【0028】
そこで、本実施形態では、前記帯域FQの上端近傍のチャンネルCH5と下端近傍のチャンネルCH1におけるプリンタ側の受信レベルを基に、コンピュータ側の送信レベルを段階的に調整するように制御する。以下、具体的な動作について、図12及び図13と図14のフローチャートを参照しつつ説明する。
【0029】
I.コンピュータ側の動作
図12及び図13は、第1実施形態に係るコンピュータ側の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに従ったプログラムをコンピュータ内の例えばHDD134に格納し動作することにより、次の制御方法を実現させることが可能となる。
【0030】
まずステップS801において電源が投入されると、ステップS802で初期設定が実行される。続くステップS803では、操作者によって文書編集ソフトなどのアプリケーションソフトが起動されたかを判断する。アプリケーションソフトが起動されたならば、さらに印刷の開始が指示されたかを判断し(ステップS804)。印刷開始の指示がなされたときはステップS805へ移行する。
【0031】
ステップS805では、印字関連データ(印字データと印字コマンド等の印字に関連する全てのデータ)を準備する。
【0032】
その後のステップS806では、無線I/F136を使って印刷可能な通信範囲内のプリンタを検索し、ステップS807では、表示部132に当該プリンタ(例えばプリンタ31,41)を表示する。そして、ステップS808では、操作者によって、印刷するプリンタが選択されたかを判断し、選択されたならば(本例では例えばプリンタ31が選択されたものとする)、ステップS809へ進んで、送信レベルの設定を”F”(最大電力)に設定すると共に(図8参照)、現在の周波数ホッピング(FH)チャンネルをCH1に設定する。
【0033】
その後のステップS810では、全印字関連データの1パケット分を送信し、次のステップS811では、FHチャンネルを図6の順番で更新する。さらに、ステップS812では、プリンタ31からの受信確認パケットが受信できたかを判断し、受信できたならばステップS813へ移行し、直近で送信したFHチャンネルがCH1又はCH5であるかを判断する。CH1又はCH5でないならばステップS815へ移行し、CH1又はCH5であればステップS814へ移行する。
【0034】
ステップS814では、通信中のプリンタ31の受信レベルを判断する。すなわち、プリンタ31の受信レベルPRLが図4に示す安定受信レベルSRLよりも大きいか否かを判断し(PRL>SRL)、大きい(受信レベル6〜15)ならばステップS817へ移行し、小さい(受信レベル0〜4)ならばステップS818へ移行し、等しい(受信レベル5)ならばステップS815へ移行する。
【0035】
ステップS817では、送信レベルの設定を1段階下げ、ステップS818では送信レベルの設定を1段階上げ、それぞれステップS815へ移行し、ステップS815ではFHチャンネルの更新を行う。
【0036】
続くステップS816では、印字関連データがプリンタに全て送信されたかを判断し、まだ全て送信されていないときはステップS819へ移行し、全て送信されたときはステップS803へ戻る。ステップS819では、印字関連データを次に送信するデータに更新し、ステップS810へ移行する。
【0037】
II.プリンタ側の動作
図14は、第1実施形態に係るプリンタ側の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに従ったプログラムをプリンタ内の例えばメモリ141に格納し動作することにより、次の制御方法を実現させることが可能となる。
【0038】
まずステップS901で、例えばプリンタ11の電源が投入されると、ステップS902で初期設定が実行され、FHチャンネルはCH1に設定される。続くステップS903では、“印字関連データ(印字データと印字関連コマンド等の印字に関連する全てのデータ)のパケットデータ”又は“印字可能なプリンタへの検索問い合わせ情報”を受信したかを判断し、受信した場合で、それが“印字関連データ”であればステップS904へ移行し、前記問い合わせ情報であれば、ステップS912へ移行して印字可能なプリンタである旨を返信し、ステップS903に戻る。
【0039】
ステップS904では、図6に示す順番でFHチャンネルの更新を行い、ステップS905では、直近で受信したFHチャンネルはCH1又はCH5かを判断する。CH1又はCH5であればステップS906へ移行し、そうでないときはステップS906をスキップしてステップS907へ移行する。ステップS906では、受信レベルを図4に示す定義に従い、受信確認パケットデータのRLに設定し、ステップS907へ移行する。
【0040】
ステップS907では、印字関連データに対する受信確認パケットを送信し、次のステップS908では、FHチャンネルを更新し、さらにステップS909では受信したデータの印字処理を行う。その後のステップS910では、今回処理したデータに排紙コマンドが含まれていたかを判断し、排紙コマンドが含まれていたときにはステップS911へ移行する。ステップS911では、FHチャンネルをCH1に設定し、ステップS903に戻る。
【0041】
III.システム全体の動作
次に、図12及び図13と図14のフローチャートを参照しつつ本実施形態のシステム全体の動作について説明する。
【0042】
まずステップS801とステップS901において、システムに電源が投入されると、続くステップS802とステップS902でシステムの初期設定が実行される。
【0043】
そして、コンピュータ側では、操作者によって文書編集ソフトなどのアプリケーションソフトが起動された後(ステップS803)、印字開始の指示を受けると(ステップS804)、印字関連データを準備する(ステップS805)。さらに、無線I/F136を使って“印字可能なプリンタの検索問い合わせ情報”を送信し、印刷可能な無線I/F付きプリンタを検索する(ステップS806)。
【0044】
プリンタ側では、印字可能なプリンタの検索問い合わせ情報”を受信したときは、コンピュータ側に対して印字可能なプリンタである旨を返信する(ステップS912)。
【0045】
コンピュータ側では、この返信を受けて、表示部132に印刷可能なプリンタを表示する(ステップS807)。そして、操作者によって印刷するプリンタが選択されたら(ステップS808)、送信レベルを”F”(最大電力)に設定すると共に、現在の周波数ホッピング(FH)チャンネルをCH1に設定し(ステップS809)、全印字関連データの1パケット分を送信した後(ステップS810)、FHチャンネルを更新する(ステップS811)。
【0046】
一方、プリンタ側においては、印字関連データのパケットデータを受信すると(ステップS903)、FHチャンネルの更新を行った後(ステップS904)、直近で受信したFHチャンネルはCH1又はCH5かを判断する(ステップS905)。CH1又はCH5であれば、受信のレベルを、図4に示した定義に従い受信確認パケットデータのRLに設定し(ステップS906)、印字関連データに対する受信確認パケットを送信する(ステップS907)。CH1又はCH5でなければステップS906をスキップしてステップS907へ移行する。
【0047】
そして、コンピュータ側において、プリンタからの受信確認パケットを受信すると(ステップS812)、直近で送信したFHチャンネルがCH1又はCH5であるかを判断する(ステップS813)。CH1又はCH5であれば、通信中のプリンタの受信レベルを判断する(ステップS814)。プリンタの受信レベルが6〜15(PRL>SRL)であれば送信レベルの設定を1段階下げ(ステップS817)、また受信レベルが0〜4(PRL<SRL)であれば送信レベルを1段階上げ(ステップS818)、その後にFHチャンネルの更新を行う(ステップS815)。受信レベルが5であればそのままFHチャンネルの更新を行う(ステップS815)。
【0048】
そして、印字関連データがプリンタに全て送信されたかを判断する(ステップS816)。全て送信されていなければ、印字関連データを次の送信データに更新し(ステップS819)、全て送信されたならば、ステップS803へ戻る。
【0049】
一方、プリンタ側では、受信確認パケットを送信した後(ステップS907)、FHチャンネルを更新し(ステップS908)、受信したデータの印字処理を行う(ステップS909)。そして、今回処理したデータに排紙コマンドが含まれていたならば(ステップS910)、FHチャンネルをCH1に設定する(ステップS911)。
【0050】
第1実施形態によれば、コンピュータ側において、使用する周波数帯域内の送信効率の悪いチャンネル(CH1又はCH5)でプリンタの受信レベルを受け取り、受け取った受信レベルを基に送信出力の設定変更を行うので、コンピュータ側の無線I/F136を必要充分で最低限の送信電力に抑えることが可能になる。
【0051】
[第2実施形態]
図11に示したVSWR特性によれば、帯域FQの上端と下端で悪化しているが、特に下端が悪化している(帯域FQ内でVSWR値が最も大きい)。この点に鑑みて、本実施形態では、前記帯域FQの下端近傍のチャンネル(CH1)のみにおけるプリンタ側の受信レベルを基に、コンピュータ側の送信レベルを段階的に調整するように制御する。
【0052】
そこで、本実施形態の通信システムでは、予め帯域FQ下端のチャンネルであるCH1だけでプリンタ側の受信レベルを判断するように設定しておく(図15のステップS850及び図16のステップS950参照)。
【0053】
ここで、図15は、本発明の第2実施形態に係る通信システムにおけるコンピュータ側の動作を示すフローチャートであり、前述の図13に代えて図12のフローチャートに続くものである。また、図16は、本発明の第2実施形態に係る通信システムにおけるプリンタ側の動作を示すフローチャートである。これら図15及び図16のフローチャートにおいて、第1実施形態の図13及び図14と共通の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。すなわち、上述したように、本実施形態の通信システムでは、図15のステップS850と図16のステップS950のみが第1実施形態と異なり、その他のステップは第1実施形態と同様の処理を行う。
【0054】
具体的には、コンピュータ側の処理である図15のステップS850では、直近で送信したFHチャンネルがCH1であるかを判断し、CH1でないならばステップS815へ移行し、CH1であればステップS814へ移行して、通信中のプリンタ31の受信レベルを判断する。その他の処理は、第1実施形態の図12と図13で説明したものと同じである。
【0055】
また、プリンタ側の処理である図16のステップS950では、直近で受信したFHチャンネルはCH1であるかを判断する。CH1であればステップS906へ移行し、そうでないときはステップS906をスキップしてステップS907へ移行する。ステップS906では、受信レベルを図4に示す定義に従い、受信確認パケットデータのRLに設定し、ステップS907において印字関連データに対する受信確認パケットを送信する。その他の処理は、第1実施形態の図14で説明したものと同じである。
【0056】
本実施形態によれば、予め設定しておいた“送信効率の悪いCH1”を使ってプリンタの受信レベルをコンピュータ側が知ることができるので、コンピュータ側の無線I/F136を必要充分で最低限の送信電力に抑えることが可能になる。
【0057】
コンピュータ側とプリンタ側の双方で同様に制御し、送信電力を抑えるシステムとした場合には、システム内全ての装置の無線I/Fの送信電力を必要充分で最低限の送信電力に抑えることができ、省電力に効果が大きいばかりでなく、当該無線の届かない近傍のエリアにおいても、同様のシステムを混信無くより多く動作させることが可能になる。
【0058】
なお、上記第1及び第2の実施形態では、受信側は、受信電界強度を段階的に判断する手段を有し、送信側は、送信出力を段階的に設定変更する手段を有し、そしてその送信電力の変更は、使用する周波数帯域内の送信効率の悪いチャンネルにおいて、受信側から通知された受信電界強度の判断結果に基づいて決定するようにしたが、全チャンネルについて一つ一つ受信側から受信電界強度の判断結果を受信し、その判断したチャンネルと受信レベルを送信側で順次1組だけ記憶し、送信側は前記記憶に従い送信電力を調整し、充分にして最低の送信電力で通信するように構成してもよい。
【0059】
すなわち、段階的に下げていく送信電力の変更は、通信で使用中の全てのホッピング周波数チャンネルで送信終了する毎に次の送信のために設定変更するものとし、各チャンネルでの受信側の受信した電界強度を順次比較し、受信レベルの低い方のデータを記憶し、所定の受信レベルに一致した時に、データ受信の確認返信信号と共に受信レベルが所定範囲のレベルに一致している旨の内容を受信確認パケットによって伝え、受信レベルが不足の返信があるまで、この返信を受信した通信の相手局は現送信電力の設定を維持する。
【0060】
また、前記受信レベルが所定範囲のレベルに一致している旨の内容を返信した後に、受信電界強度をその後の受信時に段階的に判断し、所定の受信レベルを下回った場合に前記確認返信信号と共に受信レベルが所定範囲のレベルよりも下回っている旨の内容を返信するようにしてもよい。
【0061】
さらに、送信側は、前記下回っている旨の内容返信信号を受信した場合又は確認返信信号が受信されなかった場合に、送信電力レベルの設定を1段階上げて送信するようにしてもよいし、また送信電力レベル設定を最大に上げてそれ以後の送信電力設定を段階的に調整するようにしてもよい。
【0062】
本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【0063】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0064】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるCPUなどが処理を行って実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0065】
[実施態様]
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【0066】
<実施態様1>
第1の通信装置と第2の通信装置がスペクトラム拡散周波数ホッピング通信方式で無線通信を行う通信システムにおいて、前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置から送信された処理データの受信電界強度を段階的に判断する判断手段と、前記判断手段で判断した受信電界強度を前記第2の通信装置に通知する通知手段とを有し、前記第2の通信装置は、前記処理データを所定のデータ単位毎に送信する手段と、前記通知手段から通知された受信電界強度に基づいて、前記所定のデータ単位毎に送信される処理データの送信出力を段階的に設定変更する送信出力設定手段とを有することを特徴とする通信システム。
【0067】
<実施態様2>
前記送信出力設定手段は、使用する周波数帯域内の所定のチャンネルにおいて判断された受信電界強度に基づいて、前記処理データの送信出力を設定することを特徴とする実施態様1記載の通信システム。
【0068】
<実施態様3>
前記所定のチャンネルは、送信効率が所定値よりも低いチャンネルであることを特徴とする実施態様2記載の通信システム。
【0069】
<実施態様4>
スペクトラム拡散周波数ホッピング通信方式で無線通信を行う通信システムの制御方法において、送信側が処理データを所定のデータ単位毎に受信側へ送信した後、前記受信側は、送信された処理データの受信電界強度を段階的に判断し、その判断した受信電界強度を前記送信側へ通知し、前記送信側は、前記通知された受信電界強度に基づいて、前記所定のデータ単位毎に送信される処理データの送信出力を段階的に設定変更することを特徴とする通信システムの制御方法。
【0070】
<実施態様5>
使用する周波数帯域内の所定のチャンネルにおいて判断された受信電界強度に基づいて、前記処理データの送信出力を設定することを特徴とする実施態様4記載の通信システムの制御方法。
【0071】
<実施態様6>
前記所定のチャンネルは、送信効率の悪いチャンネルであることを特徴とする実施態様5記載の通信システムの制御方法。
【0072】
<実施態様7>
スペクトラム拡散周波数ホッピング通信方式で無線通信を行う通信システムの制御方法を実行するために、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムを提供する媒体であって、前記制御プログラムは、前記処理データを所定のデータ単位毎に受信側へ送信するステップと、前記処理データの送信後に前記受信側から通知された受信電界強度に基づいて、前記所定のデータ単位毎に送信される処理データの送信出力を段階的に設定変更するステップとを有することを特徴とする制御プログラムを提供する媒体。
【0073】
<実施態様8>
スペクトラム拡散周波数ホッピング通信方式で無線通信を行う通信システムの制御方法を実行するために、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、前記処理データを所定のデータ単位毎に受信側へ送信するステップと、前記処理データの送信後に前記受信側から通知された受信電界強度に基づいて、前記所定のデータ単位毎に送信される処理データの送信出力を段階的に設定変更するステップとを有することを特徴とする制御プログラム。
【0074】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように上記説明によれば、送信効率の悪いチャネルにおける通信相手での受信電界強度に基づいて周波数ホッピングに使用する複数のチャネルの送信出力を段階的に変更するので、SS−FH通信方式において使用する複数チャネルでの送信電力の削減と周波数の有効利用を効率的に行える。また、当該無線の届かない近傍のエリアにおいても、同様のシステムを混信無くより多く動作させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る通信システムの構成図である。
【図2】図1に示した通信システムにおいて無線通信に使用されるパケットデータの構造を示す図である。
【図3】図2に示したパケットデータ中のKODの定義を示す図である。
【図4】図2に示したパケットデータ中のRLの定義を示す図である。
【図5】図1中のコンピュータ11,21の内部構成を示すブロック図である。
【図6】時間とチャンネルの関係を示す図である。
【図7】チャンネルと周波数とチャンネル切り替え制御コードとの関係を示す図である。
【図8】コンピュータ側の送信電力設定の変化例を示すグラフである。
【図9】図1中のプリンタ31,41の内部構成を示すブロック図である。
【図10】無線I/F136,146の受信感度特性を示すグラフである。
【図11】無線I/F136,146のVSWR特性を示すグラフである。
【図12】第1実施形態に係るコンピュータ側の動作を示すフローチャートである。
【図13】図12の続きのフローチャートである。
【図14】第1実施形態に係るプリンタ側の動作を示すフローチャートである。
【図15】本発明の第2実施形態に係る通信システムにおけるコンピュータ側の動作を示すフローチャートである。
【図16】本発明の第2実施形態に係る通信システムにおけるプリンタ側の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11,21 コンピュータ
31,41 プリンタ
12,22,32,42 無線ユニット
130 CPU
135 無線送信電力制御部
136 無線インターフェイス
140 制御部
145 無線送信電力制御部
146 無線I/F[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionThe present invention relates to a communication device and a communication method using a frequency hopping (SS-FH) communication method or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the spread spectrum frequency hopping (SS-FH) communication method, particularly in the Bluetooth method, the wireless frequency range stipulated by law is observed, and low consumption is assumed for mobile devices such as simple mobile phones and PDAs. The purpose is a wireless function with electric power.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the SS-FH communication system is theoretically limited in the number of simultaneously communicable, and mobile devices are often powered by batteries, and there are restrictions on power consumption.
[0004]
Therefore, it has been desired to reduce the power consumption by using the minimum transmission power necessary and sufficient for communication and further reduce the communicable range to increase the number of usable units outside the communicable range.
[0005]
In view of the above-described conventional problems, the present invention provides an SS-FH communication method.efficientlyEnables effective use of frequency with reduced transmission powerMakeFor the purpose.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective,The present invention is a communication device that transmits processing data for each predetermined data unit using frequency hopping communication, wherein the transmission efficiency of a plurality of channels used for the frequency hopping is larger than a predetermined value and the transmission efficiency is poor. Determining means for determining a channel; receiving means for receiving from the communication partner the received electric field strength at the communication partner in the predetermined channel determined to have poor transmission efficiency by the determining means; and the predetermined channel received by the receiving means And changing means for stepwise changing transmission outputs of the plurality of channels used for the frequency hopping based on the received electric field strength at the communication partner.
The present invention is also a communication method in a communication apparatus that transmits processing data for each predetermined data unit using frequency hopping communication, wherein transmission efficiency of a plurality of channels used for the frequency hopping is greater than a predetermined value. A determination step of determining a channel having a large transmission efficiency, a reception step of receiving from the communication partner the received electric field strength at the communication partner in the predetermined channel determined to have a poor transmission efficiency in the determination step; and A change step of changing transmission power of a plurality of channels used for the frequency hopping step by step based on the received electric field strength at the communication partner of the predetermined channel received.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
[First Embodiment]
<System configuration>
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
[0009]
This communication system adopts the Bluetooth method in particular in the SS-FH communication system, and has the same configuration including the
[0010]
Then, for example, when a printable printer is selected from the
[0011]
FIG. 2 is a diagram showing a structure of packet data used for wireless communication in the communication system shown in FIG.
[0012]
In the figure, DA is the address of the destination device, OA is the address of the source device, KOD is the data identification number, PN is the packet number, APN is the total number of packets, DF is the data area, PL is the packet data length, and RL is received Is a level.
[0013]
FIG. 3 is a diagram showing the definition of KOD in the packet data shown in FIG.
[0014]
As shown in the figure, KOD “0, 0, 0” is defined as “undefined” in the data area (DF), “1, 0, 0” is defined as “print data”, and “0, 1 , 0 ”is defined as“ printing related command ”,“ 1,1,0 ”is defined as“ reception confirmation ”,“ 0,0,1 ”is defined as“ printing error status ”,“ other ”is defined as It is defined as “undefined”.
[0015]
FIG. 4 is a diagram showing the definition of RL in the packet data shown in FIG.
[0016]
As shown in the figure, for example, RL “0, 0, 0, 0” is defined as a
[0017]
<Internal configuration of computer>
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the
[0018]
For example, the
[0019]
The
[0020]
The wireless interface (I / F) 136 is a circuit that transmits and receives radio waves through the
[0021]
The wireless transmission
[0022]
<Internal configuration of printer>
FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the
[0023]
For example, the
[0024]
The
[0025]
The wireless interface (I / F) 146 is a circuit that transmits and receives radio waves through the
[0026]
<Operation of First Embodiment>
FIG. 10 is a graph showing the reception sensitivity characteristic of the wireless I /
[0027]
As shown in FIG. 10, in all channel bands FQ used for frequency hopping, the reception sensitivity of the wireless I /
[0028]
Therefore, in the present embodiment, control is performed so that the transmission level on the computer side is adjusted stepwise based on the reception level on the printer side in the channel CH5 near the upper end and the channel CH1 near the lower end of the band FQ. Hereinafter, a specific operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 12, 13, and 14.
[0029]
I. Operation on the computer side
12 and 13 are flowcharts showing the operation on the computer side according to the first embodiment. The following control method can be realized by storing and operating the program according to this flowchart in, for example, the
[0030]
First, when power is turned on in step S801, initial setting is executed in step S802. In a succeeding step S803, it is determined whether application software such as document editing software is started by the operator. If the application software is activated, it is further determined whether or not the start of printing has been instructed (step S804). When an instruction to start printing is given, the process proceeds to step S805.
[0031]
In step S805, print-related data (all data related to printing such as print data and print commands) is prepared.
[0032]
In subsequent step S806, a printer within a communication range that can be printed is searched using the wireless I /
[0033]
In subsequent step S810, one packet of all print related data is transmitted, and in the next step S811, the FH channel is updated in the order shown in FIG. In step S812, it is determined whether a reception confirmation packet from the
[0034]
In step S814, the reception level of the
[0035]
In step S817, the transmission level setting is lowered by one step. In step S818, the transmission level setting is increased by one step, and the process proceeds to step S815. In step S815, the FH channel is updated.
[0036]
In a succeeding step S816, it is determined whether or not all the print-related data has been transmitted to the printer. If all the print-related data has not been transmitted yet, the process proceeds to a step S819, and if all have been transmitted, the process returns to the step S803. In step S819, the print-related data is updated to data to be transmitted next, and the process proceeds to step S810.
[0037]
II. Operation on the printer side
FIG. 14 is a flowchart showing the operation on the printer side according to the first embodiment. The following control method can be realized by storing and operating a program according to this flowchart in, for example, the
[0038]
First, in step S901, for example, when the
[0039]
In step S904, the FH channel is updated in the order shown in FIG. 6, and in step S905, it is determined whether the most recently received FH channel is CH1 or CH5. If it is CH1 or CH5, the process proceeds to step S906, and if not, step S906 is skipped and the process proceeds to step S907. In step S906, the reception level is set in the RL of the reception confirmation packet data according to the definition shown in FIG. 4, and the process proceeds to step S907.
[0040]
In step S907, a reception confirmation packet for the print-related data is transmitted. In the next step S908, the FH channel is updated. In step S909, the received data is printed. In subsequent step S910, it is determined whether or not the currently processed data includes a paper discharge command. If the paper discharge command is included, the process proceeds to step S911. In step S911, the FH channel is set to CH1, and the process returns to step S903.
[0041]
III. Overall system behavior
Next, the operation of the entire system of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 12, 13, and 14.
[0042]
First, in step S801 and step S901, when power is supplied to the system, initial setting of the system is executed in subsequent steps S802 and S902.
[0043]
On the computer side, after application software such as document editing software is started by the operator (step S803), when an instruction to start printing is received (step S804), print-related data is prepared (step S805). Further, “printable printer search inquiry information” is transmitted using the wireless I /
[0044]
On the printer side, when “search inquiry information for a printable printer” is received, it is returned to the computer side that it is a printable printer (step S912).
[0045]
In response to this reply, the computer side displays a printable printer on the display unit 132 (step S807). When the printer to be printed is selected by the operator (step S808), the transmission level is set to “F” (maximum power), and the current frequency hopping (FH) channel is set to CH1 (step S809). After transmitting one packet of all print related data (step S810), the FH channel is updated (step S811).
[0046]
On the other hand, when the printer side receives the packet data of the print-related data (step S903), it updates the FH channel (step S904), and then determines whether the most recently received FH channel is CH1 or CH5 (step S904). S905). If it is CH1 or CH5, the reception level is set in the RL of the reception confirmation packet data according to the definition shown in FIG. 4 (step S906), and the reception confirmation packet for the print related data is transmitted (step S907). If it is not CH1 or CH5, step S906 is skipped and the process proceeds to step S907.
[0047]
When the reception confirmation packet from the printer is received on the computer side (step S812), it is determined whether the most recently transmitted FH channel is CH1 or CH5 (step S813). If it is CH1 or CH5, the reception level of the printer in communication is determined (step S814). If the reception level of the printer is 6 to 15 (PRL> SRL), the transmission level setting is lowered by one step (step S817), and if the reception level is 0 to 4 (PRL <SRL), the transmission level is increased by one step. (Step S818), and then the FH channel is updated (Step S815). If the reception level is 5, the FH channel is updated as it is (step S815).
[0048]
Then, it is determined whether all print-related data has been transmitted to the printer (step S816). If not all have been transmitted, the print-related data is updated to the next transmission data (step S819), and if all have been transmitted, the process returns to step S803.
[0049]
On the other hand, after transmitting the reception confirmation packet on the printer side (step S907), the FH channel is updated (step S908), and the received data is printed (step S909). If the data processed this time includes a paper discharge command (step S910), the FH channel is set to CH1 (step S911).
[0050]
According to the first embodiment, on the computer side, the reception level of the printer is received by a channel (CH1 or CH5) with poor transmission efficiency in the frequency band to be used, and the transmission output setting is changed based on the received reception level. Therefore, the wireless I /
[0051]
[Second Embodiment]
According to the VSWR characteristics shown in FIG. 11, the deterioration is caused at the upper end and the lower end of the band FQ, but the lower end is particularly deteriorated (the VSWR value is largest in the band FQ). In view of this point, in the present embodiment, control is performed so that the transmission level on the computer side is adjusted stepwise based on the reception level on the printer side only in the channel (CH1) near the lower end of the band FQ.
[0052]
Therefore, in the communication system of the present embodiment, the printer-side reception level is determined in advance only by CH1 which is the channel at the lower end of the band FQ (see step S850 in FIG. 15 and step S950 in FIG. 16).
[0053]
Here, FIG. 15 is a flowchart showing the operation on the computer side in the communication system according to the second embodiment of the present invention, and is a continuation of the flowchart of FIG. 12 instead of FIG. FIG. 16 is a flowchart showing the operation on the printer side in the communication system according to the second embodiment of the present invention. In the flowcharts of FIGS. 15 and 16, elements common to those in FIGS. 13 and 14 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. That is, as described above, in the communication system of this embodiment, only step S850 in FIG. 15 and step S950 in FIG. 16 are different from those in the first embodiment, and other steps perform the same processing as in the first embodiment.
[0054]
Specifically, in step S850 of FIG. 15 which is processing on the computer side, it is determined whether the most recently transmitted FH channel is CH1, and if it is not CH1, the process proceeds to step S815, and if it is CH1, the process proceeds to step S814. The process proceeds to determine the reception level of the
[0055]
Further, in step S950 of FIG. 16, which is processing on the printer side, it is determined whether the most recently received FH channel is CH1. If it is CH1, the process proceeds to step S906, and if not, step S906 is skipped and the process proceeds to step S907. In step S906, the reception level is set in the RL of the reception confirmation packet data according to the definition shown in FIG. 4, and in step S907, the reception confirmation packet for the print-related data is transmitted. Other processes are the same as those described with reference to FIG. 14 of the first embodiment.
[0056]
According to the present embodiment, since the computer side can know the reception level of the printer using “CH1 with poor transmission efficiency” set in advance, the wireless I /
[0057]
If the system is controlled in the same way on both the computer side and the printer side to reduce transmission power, the transmission power of the wireless I / F of all the devices in the system can be suppressed to the necessary and sufficient minimum transmission power. In addition, not only is it effective for power saving, but it is also possible to operate more similar systems without interference in nearby areas where the radio does not reach.
[0058]
In the first and second embodiments, the receiving side has means for determining the received electric field strength in stages, the transmitting side has means for changing the transmission output in stages, and The change in the transmission power is determined based on the received field strength judgment result notified from the receiving side in the channel with poor transmission efficiency in the frequency band to be used. The reception field strength determination result is received from the side, and the determined channel and reception level are stored in order on the transmission side, and only one set is stored on the transmission side. You may comprise so that it may communicate.
[0059]
In other words, transmission power changes that are gradually reduced shall be changed for the next transmission every time transmission ends on all hopping frequency channels currently used in communication. The received electric field strength is sequentially compared, the data with the lower reception level is stored, and when it matches the predetermined reception level, the data reception confirmation reply signal and the content that the reception level matches the level within the predetermined range Is received by the reception confirmation packet, and the partner station of the communication that has received this reply maintains the current transmission power setting until there is a reply whose reception level is insufficient.
[0060]
In addition, after returning the content that the reception level matches the level within the predetermined range, the reception electric field strength is judged in a stepwise manner at the time of subsequent reception, and the confirmation response signal is received when the reception level falls below the predetermined reception level. At the same time, a content indicating that the reception level is lower than a predetermined level may be returned.
[0061]
Furthermore, the transmission side may be configured to increase the transmission power level by one step when transmitting the content reply signal indicating that it is below or when the confirmation reply signal is not received, Alternatively, the transmission power level setting may be increased to the maximum, and the subsequent transmission power settings may be adjusted stepwise.
[0062]
The present invention is not limited to the apparatus of the above-described embodiment, and may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. A storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads and executes the program codes stored in the storage medium. Needless to say, it will be completed by doing.
[0063]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM is used. Can do. In addition, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS running on the computer based on the instruction of the program code performs the actual processing. It goes without saying that a case where the functions of the above-described embodiment are realized by performing part or all of the processing, is also included.
[0064]
Furthermore, after the program code read from the storage medium is written to the memory provided in the function expansion board inserted in the computer or the function expansion unit connected to the computer, the program code is expanded based on the instruction of the next program code. It goes without saying that the functions of the embodiment described above are realized by performing some or all of the actual processing by the CPU or the like provided on the expansion board or expansion unit.
[0065]
[Embodiment]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0066]
<
In a communication system in which a first communication device and a second communication device perform wireless communication using a spread spectrum frequency hopping communication method, the first communication device receives a received electric field of processing data transmitted from the second communication device. A determination unit that determines the intensity stepwise; and a notification unit that notifies the second communication device of the received electric field strength determined by the determination unit. Means for transmitting each data unit, and transmission output setting means for stepwise setting and changing the transmission output of the processing data transmitted for each predetermined data unit based on the received electric field strength notified from the notification means The communication system characterized by having.
[0067]
<
The communication system according to
[0068]
<
The communication system according to
[0069]
<
In a control method of a communication system that performs wireless communication using a spread spectrum frequency hopping communication method, after the transmitting side transmits processing data to the receiving side for each predetermined data unit, the receiving side receives the received electric field intensity of the transmitted processing data. Step by step, and notifies the transmission side of the determined received electric field strength, and the transmission side transmits processing data to be transmitted for each predetermined data unit based on the notified received electric field strength. A control method of a communication system, characterized in that setting of transmission output is changed stepwise.
[0070]
<
The communication system control method according to
[0071]
<
6. The communication system control method according to
[0072]
<
A medium for providing a computer-readable control program for executing a control method of a communication system that performs wireless communication using a spread spectrum frequency hopping communication method, wherein the control program stores the processing data in a predetermined data unit. Step by step transmission to each reception side, and stepwise setting of transmission output of processing data to be transmitted for each predetermined data unit based on the received electric field strength notified from the reception side after transmission of the processing data And a medium for providing a control program.
[0073]
<
A computer-readable control program for executing a control method for a communication system that performs wireless communication using a spread spectrum frequency hopping communication method, the processing data being transmitted to a receiving side for each predetermined data unit; And stepwise setting and changing the transmission output of the processing data transmitted for each predetermined data unit based on the received electric field strength notified from the receiving side after transmitting the processing data. Control program.
[0074]
【The invention's effect】
As explained in detail above, according to the above explanation,Since the transmission output of the plurality of channels used for frequency hopping is changed in stages based on the received electric field strength at the communication partner in the channel with poor transmission efficiency, the transmission power of the plurality of channels used in the SS-FH communication system Reduction and efficient use of frequency can be performed efficiently.Further, it is possible to operate more similar systems without interference even in a nearby area where the radio signal does not reach.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a structure of packet data used for wireless communication in the communication system shown in FIG.
3 is a diagram showing the definition of KOD in the packet data shown in FIG. 2. FIG.
4 is a diagram showing the definition of RL in the packet data shown in FIG. 2. FIG.
5 is a block diagram showing an internal configuration of
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between time and channel.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship among channels, frequencies, and channel switching control codes.
FIG. 8 is a graph showing an example of a change in transmission power setting on the computer side.
9 is a block diagram showing an internal configuration of
FIG. 10 is a graph showing reception sensitivity characteristics of the wireless I /
FIG. 11 is a graph showing VSWR characteristics of the wireless I /
FIG. 12 is a flowchart showing the operation on the computer side according to the first embodiment.
FIG. 13 is a flowchart continued from FIG. 12;
FIG. 14 is a flowchart showing an operation on the printer side according to the first embodiment.
FIG. 15 is a flowchart showing the operation on the computer side in the communication system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing an operation on the printer side in the communication system according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 21 computer
31, 41 Printer
12, 22, 32, 42 Wireless unit
130 CPU
135 Wireless transmission power control unit
136 wireless interface
140 Control unit
145 Wireless transmission power control unit
146 Wireless I / F
Claims (8)
前記周波数ホッピングに使用する複数のチャネルのうちの送信効率が所定値より大きく送信効率が悪いチャネルを判断する判断手段と、
前記判断手段により送信効率が悪いと判断された所定チャネルにおける通信相手での受信電界強度を前記通信相手から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記所定チャネルの前記通信相手における前記受信電界強度に基づいて、前記周波数ホッピングに使用する前記複数のチャネルの送信出力を段階的に変更する変更手段とを有することを特徴とする通信装置。 A communication device that transmits processing data for each predetermined data unit using frequency hopping communication,
Determining means for determining a channel having a transmission efficiency larger than a predetermined value and having a poor transmission efficiency among a plurality of channels used for the frequency hopping;
Receiving means for receiving from the communication partner the received electric field strength at the communication partner in the predetermined channel determined by the determining means to have poor transmission efficiency;
And changing means for stepwise changing transmission outputs of the plurality of channels used for the frequency hopping based on the received electric field strength at the communication partner of the predetermined channel received by the receiving means. Communication device.
前記周波数ホッピングに使用する複数のチャネルのうちの送信効率が所定値より大きく送信効率が悪いチャネルを判断する判断工程と、A determination step of determining a channel having a transmission efficiency larger than a predetermined value and having a poor transmission efficiency among a plurality of channels used for the frequency hopping;
前記判断工程において送信効率が悪いと判断された所定チャネルにおける通信相手での受信電界強度を前記通信相手から受信する受信工程と、 A reception step of receiving from the communication partner the received electric field strength at the communication partner in the predetermined channel determined to have poor transmission efficiency in the determination step;
前記受信工程において受信された前記所定チャネルの前記通信相手における前記受信電界強度に基づいて、前記周波数ホッピングに使用する複数のチャネルの送信出力を段階的に変更する変更工程と、 A changing step for stepwise changing transmission outputs of a plurality of channels used for the frequency hopping based on the received electric field strength at the communication partner of the predetermined channel received in the receiving step;
を有することを特徴とする通信方法。A communication method characterized by comprising:
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