专利名称：无线通信装置和干扰避免方法
技术领域：
本发明涉及一种使用跳频方法的无线通信装置和干扰避免方法，所述跳频方法用于按照预定的跳频模式来切换要使用的跳频载波频率。
背景技术：
近些年来，在具有2.4GHz频带的ISM频带(用于工业、科学和医学处理)中，使用包括微波炉的各种装置，并且所述频带易于引起在装置之间的无线电波干扰的问题。为此。已经使用了通过下述方式而避免无线电波干扰的部件通过利用使用以无线LAN为代表的直接扩散方法的频谱扩散技术和利用使用以蓝牙为代表的跳频方法的频谱扩散技术(FHSS)。
而且，各种装置使用具有2.4GHz频带的ISM频带，在所述频带中易于产生干扰。使用跳频方法的频谱扩散技术对于干扰来说比较具有抵抗能力。而且在要在ISM频带中执行通信的情况下，跳频方法在不变的循环(cycle)中跳入其特定的载波频率中，如果一个干扰源以与某个载波频率(以下称为载波频率)重叠的频率较长时间连续执行产生，则这导致接收到干扰。
例如，如在JP-A-7-107010中所述，已经提出了一种自适应跳频方法，用于改变跳频模式以避免干扰。
下面参照图14来说明特定操作。图14是示出了使用跳频方法的传统自适应无线通信装置的结构的图。
图14所示的传统无线通信装置具有频隙(frequency slot)切换部分104，用于按照跳频模式来依序切换频隙(载波频率)。在频隙切换部分104中，观察部件110观察被用作跳频模式的频隙的接收状态。当观察部件110接收到会是干扰的状态的传送时，跳频模式改变部件111从跳频模式表113中删除所述频隙(载波频率)，并且向跳频模式表加上备用的未使用载波(备用载波)，而且利用发送空闲时间向发送数据传送路径105输出所改变的内容，以便向通信伙伴传送相同的内容。因此，相互地修改了要用于通信的跳频模式，由此实现避免干扰。
但是，在包括按照预定跳频模式来将载波频率跳频的方法的、在专利文件1中所述的改变跳频模式以避免干扰的方法中，有这样的问题在开始通信后需要特定的时间直到执行了改变到最佳的跳频模式，并且在那个时间期间可能引起干扰。
(本发明迅速地避免干扰)但是，在通信期间改变了无线环境。为此，一些载波频率可以在那个时间期间受到干扰电波的干扰。如果曾经作为备用载波而被干扰从一个跳频模式去除的载波频率保持未被使用，则当交换从通信开始时与备用载波在总数上相同的数量的载波时，可用的备用载波被消除，并且因此不能交换载波。因此，难于保持通信质量。
(本发明恢复备用载波)发明内容为了解决传统的问题，本发明的目的是提供一种FHSS通信装置，它能够对应于在无线环境中的各种改变而保持通信质量。
按照本发明的使用跳频方法的无线通信装置用于在通信开始之前在按照预定的跳频模式来执行对于每个帧的跳频的同时，执行间歇接收操作，所述间歇接收操作用于间歇地提高和接收在每个不变的帧循环(cycle)通过控制信道从无线基站传送的控制信息，所述无线通信装置并且用于在通信开始后通过语音信道而执行信息传送，同时及时地将具有干扰的载波频率替换为备用载波频率，以避免对应于跳频载波频率的干扰的程度的干扰，所述无线通信装置并且包括跳频载波表，用于描述跳频模式；跳频载波频率指定部件，用于向无线控制部分提供用于切换跳频载波频率的命令；以及，间歇接收部件，用于执行间歇接收操作，而且，所述无线通信装置具有使得用于执行间歇接收的多个循环(cycle)帧与在跳频载波表中所述的跳频载波频率的总数彼此具有最佳的关联的结构。
而且，在按照本发明的FHSS通信装置中，相对于在接收到干扰电波的干扰时从跳频模式删除的载波频率来说，比其他备用载波更严格地设置可交换条件，而且，将要在此加到所述跳频模式的优先级设置为低于所述其他备用载波的每个。因此，在充分地确认可以执行通信后，重新循环所述载波频率以可交换。
图1是示出了按照本发明的第一示例的、使用跳频方法的无线通信装置的结构的图，图2是示出跳频方法的概念的说明图，图3是示出要在本发明的第一示例中使用的跳频载波表的说明图，图4(a)是示出在本发明的第一示例中在下述情况下在间歇接收循环(cycle)编号、要接收的帧编号和要接收的跳频载波表的索引之间的关系的说明图将间歇接收循环设置为7，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15，图4(b)是示出在本发明的第一示例中在下述情况下在间歇接收循环编号、要接收的帧编号和要接收的跳频载波表的索引之间的关系的说明图将间歇接收循环设置为16，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15。
图4(c)是示出在本发明的第一示例中在下述情况下在间歇接收循环编号、要接收的帧编号和要接收的跳频载波表的索引之间的关系的说明图将间歇接收循环设置为64，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15，图4(d)是示出在本发明的第一示例中在下述情况下在间歇接收循环编号、要接收的帧编号和要接收的跳频载波表的索引之间的关系的说明图将间歇接收循环设置为15，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为16，图5是示出在下述情况下的间歇接收循环的说明图将间歇接收循环设置为7，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15，图6是示出在DECT方法中的超(super)帧的说明图和示出对于在超帧中的每个帧索引从无线基站发送的数据的类型的关系的说明图，图7是示出按照本发明的第二示例的FHSS通信装置的结构的图，图8是示出按照第二示例的在备用载波中的接收处理的流程图，图9是按照第二示例的在语音开始时的备用载波列表，图10是按照第二示例的在语音开始时的跳频模式表，图11是按照第二示例的在载波频率交换前后的备用载波列表和跳频模式表的转换图，图12是示出按照第二示例的在载波频率的交换中的处理的流程图，图13是示出按照本发明的权利要求2的示例的FHSS通信装置的结构的图，图14是示出传统跳频通信装置的结构的图。
具体实施例方式
以下，参照附图来具体说明按照本发明的第一示例的使用跳频方法的无线通信装置。
(第一示例)图1是示出了按照本发明的第一示例的、使用跳频方法的无线通信装置的结构的图。在图1中，1表示使用按照所述示例的作为跳频方法的无线通信装置的通信伙伴(partner)的无线基站，2-10表示使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置的无线通信控制部分的功能块，2表示无线控制部分，3表示间歇接收部件，4表示跳频载波频率指定部件，5表示跳频载波表，6表示备用载波表，7表示干扰观察部件，8表示干扰载波预先识别部件，9表示跳频载波替换部件，10表示所替换的载波通知部件。
图2是示出按照第一示例的跳频方法的概念的说明图，图3是示出要在所述示例中使用的跳频载波表的示例的说明图，图4是示出在所述示例中指定间歇接收循环和要使用的跳频载波频率的总数的情况下，在间歇接收循环编号、要接收的帧编号和要接收的跳频载波表的索引之间的关系的说明图。
首先，将参照图2来说明按照第一示例的跳频方法的操作的概念。以下述方式来构建在无线基站和无线终端之间的通信将预定时间划分为帧，并且将在所述帧中的时间进一步划分为多个时隙(slot)以执行时分复用，并且可以在所述同一帧中通信上下双向的信息。在通信中使用每个时隙的情况下，在所述帧中的上下对时隙中使用同一频率，而且，在下一个帧时间中切换频率(跳频)以避免由固定干扰引起的无线干扰。频率的切换顺序(序列)在无线基站和无线终端之间被预定，并且与在同一序列中具有不同偏移的多个模式一起被提供作为跳频载波表。因此，可以连续地保证通信的同步。而且，在其中存在多个相同的系统的情况下，在同一时隙中具有不同偏移的多个跳频模式可以共存。因此，可以避免由于干扰导致的序列冲突，并且可以提高系统容量。
接着，将根据跳频方法的操作概念来说明依照所述示例的使用跳频方法的无线通信装置的操作。在图1中，无线基站1使用至少一个时隙来分配控制信道，并且总是发送要作为基准的控制信号以向在无线循环(cycle)中存在的多个无线终端通知它们本身的存在，并且同步它们，并且向无线终端提供到达的通知、其本身的能力和用于设置无线链路所需要的状态。无线终端的无线控制部分2包括未示出的调制电路和解调电路，并且用于调制发送数据和将它们作为无线电波而发送，并且用于解调所接收的无线电波和提取所接收的数据。无线终端的间歇接收部件3在通信之前仅仅工作在待机(standby)状态中，并且在每个帧循环操作无线控制部分2，在所述帧循环中，仅仅由无线基站1给出的控制信道信息的无线时隙被预定，因此使得无线控制部分2间歇地执行接收。
为了降低在待机状态中的电路的所消耗功率，间歇地操作无线控制部分2，这是对于一般通过电池来操作的便携型无线终端的有效手段。通过跳频载波频率指定部件4来确定用于接收控制信道信息的对于无线控制部分2指定的载波频率，以读取跳频载波表5。在无线基站1中提供了同一跳频载波表5，这未被示出，并且所述跳频载波表5描述跳频载波频率的序列和通过基于时间而移位所述跳频序列而获得的多个模式，并且在图3中示出了其示例。
在图3中所示的示例中，指示准备了要用于跳频的55个载波频率和10个跳频模式P0-P9，并且通过指定跳频序列索引号和跳频模式号来唯一地获得载波频率号。而且，对于跳频序列(在所述附图中的从索引号00到索引号54)的一个循环的一个周期，同一载波频率号不出现两次，并且跳频序列在从索引号00进行到索引号54后再次返回索引号00，因此重复。参照所使用的任何一个跳频模式，无线基站1通过控制信道而提供通知，并且与无线终端一起共享信息。
为了避免下述的无线干扰，使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置在备用载波表6中登记不被用作跳频载波频率的备用载波频率。在图3中所述的示例中，准备了具有载波频率号0-95的总共96个载波频率，它们可以被使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置利用。为此，在备用在波表中排除了55个载波频率而对于准备登记了要被用于跳频载波频率的41个载波频率。
随后，将说明使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置中的接收操作。通过由干扰观察部件7查看在未示出的所接收数据中包括的诸如CRC的错误检测标志，由无线控制部分2接收和解调的数据受到在从无线基站1的无线发送中间的干扰的影响，由此确定所接收的数据符号是否是错误的。与通过控制信道或伴随所述发送的无线通信而发送的接收数据无关，确定所接收的数据标志的正常性。
在使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置在通信前被设置在待机状态的情况下，由干扰载波预先识别部件8在接收到由干扰观察部件7对于所接收的数据的正常性的确定结果时查看的载波频率的干扰程度在用于通信中之前被预先识别。例如，更具体而言，在干扰观察部件7的确定结果是错误的情况下，向干扰识别级X增加1以获得X＝X+1。在确定结果是正常的情况下，从干扰识别级X中减去1以获得X＝X-1。假定相减结果具有最小值0，并且不取负值。在如此计算的干扰识别级X大于预设阈值的情况下，将要作为目标的载波频率确定为具有预先的干扰。连续进行干扰识别级的计算直到开始通信。
而且，所接收的控制信道信息包括被提供给在无线基站1的无线循环中存在的无线终端的仅仅是下降方向的信息。因此，按照在跳频载波表5中所示的序列来将载波频率跳频。相反，在跳频序列不一致的情况下，无线终端不能接收无线基站1的控制信道信息，并且不被同步。
接着，将给出在使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置与无线基站1开始通信后设置的状态的说明。
为了过渡到发送和接收数据的通信状态，必须通过使用与要在控制信道中使用的时隙分离的独立的时隙对来设置双向单独通信链路(以下称为语音信道)。而且在所述语音信道中，在开始通信后立即按照在跳频载波表5中所示的序列来将载波频率跳频。但是，语音信道是与控制信道不同的双向独立通信链路。因此，如果在无线基站1和无线终端之间达成一致，则可以执行控制来通过它们两者改变要用于跳频序列中的载波频率，并且无需使用所述载波频率来避免具有干扰的载波频率。将说明使用在备用载波表6中注册的备用载波频率的干扰避免规程的示例。
如果确定由干扰观察部件7获得的误差判定作为无线终端接收到在通信信道的载波频率的数据的结果，则向跳频载波替换部件9发送所述判定结果。如果确定作为目标的载波频率受到跳频载波替换部件9的稳定干扰，则选择在备用载波表6中注册的备用载波频率之一以进行修改，以便将所述备用载波频率替换为在跳频载波表5中所述的跳频序列中的干扰载波频率。另外，向替换载波通知部件10提供修改的内容以建立用于向无线基站1指定载波频率的替换的发送数据，并且通过使用上行语音信道来从无线控制部分2发送同一数据。
通过在通信状态中重复这个操作，在跟随在要用于通信中的跳频载波频率的干扰情况中的改变的同时，总是使用具有小干扰的载波频率。仅仅在作为单独通信链路的语音信道中执行载波频率的替换。因此，不影响收听控制信道的其他无线终端。
接着，说明用于确定跳频载波替换部件9受干扰影响的条件的示例。通过干扰观察部件7来查看所接收的数据。仅仅当判定结果是错误时，向累积干扰级加1以获得Y＝Y+1。在如此计算的累积干扰级Y超过预设的阈值的情况下，确定作为目标的载波频率具有干扰以替换跳频载波频率。
在开始通信之前设置的待机状态中，通过干扰载波预先识别部件8来预先识别具有干扰的载波频率。根据判定结果，作为目标的载波频率的累积干扰级Y的值被设置为通过从阈值中减去1而获得的值。因此，可以加快跳频载波替换部件9在过渡到通信状态后识别干扰的时间。更具体而言，可以通过在开始通信之前掌握要用于通信的所有跳频载波频率的干扰情况而增强在通信中的干扰避免能力。
为了在开始通信前掌握在待机状态中的所有跳频载波频率的干扰状态，必须接收所有的跳频载波频率。如果无线终端对于每个帧连续接收到由无线基站1按照跳频序列而给出的控制信道，则可以进行接收。但是，实际上执行间歇接收。为此，随机跳过要接收的帧编号，因此不能均匀地接收所有的跳频载波频率。因此，需要一些设计。
在这个方面，使用按照所述示例的跳频方法的无线通信装置具有这样的结构用于执行间歇接收的循环帧编号和要使用的跳频载波频率的总数彼此具有最佳的关联，即它们两者没有公因子，而是具有最大的公约数1。
参照图4、5和6来具体说明。图4示出了在对于每个间歇接收循环接收的帧编号(间歇接收循环编号)和跳频序列(跳频载波表)的参考索引号之间的关系，在所述跳频序列中，用于执行间歇接收的循环帧的数量和要使用的跳频载波频率的数量被设置为参数。在图4中，间歇接收循环的总数和要使用的跳频载波频率被划分为四个示例。跳频序列的参考索引号被设置为通过将帧编号除以要使用的跳频载波频率的数量而获得的余数。在间歇接收中，接收具有与参考索引号一致的编号的跳频载波。
图4(a)是示出在作为示例的、将间歇接收循环设置为7并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15的情况下的关系的表，其中，每次将间歇循环序号提高1时，将帧编号提高7以成为间歇接收循环帧的数量，同时循环参考索引号而不使得同一编号出现，并且以15作为要用于设置为循环的跳频载波频率的数量。更具体而言，在“1、8、0、...、2、9、1、8、0、..、2、9、...”的循环7中进行循环。这指示可以在间歇接收时序以同一频率来接收在跳频序列中出现的所有载波频率。
图5是示出在按照图4(a)中图解的示例来执行间歇接收的情况下的接收循环的说明图。母(parent)机通过每个帧的时隙1来发送控制信息。分(extension)机间歇地执行间歇接收操作，用于间歇地接收控制信息(在7个帧的循环中)。如果当在特定时间接收到帧1的时隙1(间歇接收编号0)时载波有具有索引号1的频率，则当随后接收到帧8的时隙1(间歇接收编号1)时所述载波有具有索引号8的频率。在进一步的接收(间歇接收编号2)中，所述载波有具有索引号0的频率(未示出)。
而且，图4(b)是示出在作为示例的下述情况下的关系的表将间歇接收循环设置为16，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15。图4(c)是示出在作为示例的下述情况下的关系的表将间歇接收循环设置为64，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为15。图4(d)是是示出在作为示例的下述情况下的关系的表将间歇接收循环设置为15，并且将要使用的跳频载波频率的数量设置为16。
图6是示出在例如公知的DECT(数字增强无绳电话)方法的ETSI标准EN300175-3中的超帧的说明图和示出在超帧中的每个帧索引从无线基站发送的数据的类型的关系的表。通过使用这些附图，下面将说明操作。
如图6所示，在DECT方法中将16个帧定义为超帧，并且确定在超帧中每个帧序号发送的数据的类型。在所述附图中，使用在超帧中的帧序号0、2、4、6、10和12来发送用于提供到达通知的Pt消息。仅仅在通常以帧序号0开始Pt消息的发送并且随后存在Pt消息的情况下，通过使用帧序号2、4、6、10和12来执行发送。更具体而言，如果以在超帧中的帧序号0的时序执行间歇接收，则无线终端可以在保持超帧同步的同时等待到达。
而且，在DECT方法中，考虑在最大4个超帧循环、即最大64个帧循环中的间歇接收，以便支持用于更积极地执行间歇接收的无线终端。
从前面，在图4(b)和图4(c)中示出了按照所述示例的、对应于在使用跳频方法的无线通信装置中的超帧同步的间歇接收的示例。图4(b)是示出在下述情况下的关系的表在间歇接收循环中的帧的数量被设置为16以作为构成一个超帧的帧的数量，并且要使用的跳频载波频率的数量被设置为15，其中，每次将间歇循环序号提高1时，将帧编号提高16来作为间歇接收循环帧的数量，同时通过作为一个循环而将15设置为要使用的跳频载波频率的数量而在同一编号不出现的情况下循环参考索引号。更具体而言，示出了可以在间歇接收时序以相同的频率来接收在跳频序列中出现的所有载波频率。
这被执行以便满足条件因为以2的阶乘(2的4次幂)来表示作为构成超帧的帧的数量的16，所以如果跳频载波频率的数量不包括作为因子的2、即同一数量被设置为奇数，则用于执行间歇接收的循环帧的数量和跳频载波频率的数量彼此具有最佳的关联。
图4(c)是示出在下述情况下的关系的表在间歇接收循环中的帧的数量被设置为64以作为在4个超帧循环中的帧的数量，并且要使用的跳频载波频率的数量被设置为15，其中，每次将间歇循环序号增加1时，将帧编号增加64来作为间歇接收循环帧的数量，同时，通过作为一个循环而将15设置为要使用的跳频载波频率的数量而在同一编号不出现的情况下循环参考索引号。这被执行以便满足条件因为以2的阶乘来表示作为构成超帧的帧的数量的16，所以用于执行间歇接收的循环帧的数量和跳频载波频率的数量彼此具有最佳的关联。而且，将间歇接收循环设置为超帧循环的2的阶乘，以将因子仅仅设置为2，并且将跳频载波频率的数量设置为不包括2作为因子的奇数。
接着，图4(d)示出了作为不能如上所述以2的阶乘来表示构成超帧的帧的数量的情况的示例的、在构成超帧的帧的数量是奇数的情况下的示例。图4(d)是示出在下述情况下的关系的表在间歇接收循环中的帧的数量被设置为15以作为在一个超帧循环中的帧的数量，并且要使用的跳频载波频率的数量被设置为16，其中，每次将间歇循环序号增加1时，将帧编号增加15来作为间歇接收循环帧的数量，同时，通过作为一个循环而将16设置为要使用的跳频载波频率的数量而在同一编号不出现的情况下循环参考索引号。更具体而言，这指示可以在间歇接收时序中以相同的频率来接收在跳频序列中出现的所有载波频率。
这被执行以便满足条件因为作为构成超帧的帧的数量的15是奇数，所以如果将没有公约数的、即被表示为2的阶乘的数量设置为跳频载波频率的数量，则用于执行间歇接收的循环帧的数量和跳频载波频率的数量彼此具有最佳的关联。
在所述示例中，改变用于确定具有干扰的载波频率的替换的阈值，以加速与在通信开始之前确定的跳频载波频率的干扰的状态对应的在通信开始之后的替换时序。因此，可以缩短从开始通信到改变到最佳跳频模式所需要的时间，以减轻与其他装置的相互干扰，由此增强干扰避免能力。而且，通过在与跳频载波频率的总数对应的时间重复间歇接收而选择在跳频模式中所述的所有载波频率。因此，可以获得由无线基站传送的控制信道信息，并且同时，可以在开始通信之前监控所有的载波频率的干扰情况。而且，提供了干扰观察部件，用于观察被监控的跳频载波频率的干扰状态；干扰载波预先识别部件，用于在通信开始之前预先识别具有干扰的跳频载波频率；跳频载波替换部件，用于当在通信开始之后确定跳频载波频率的干扰频率超过预定阈值时，将跳频载波频率替换为备用载波频率；替换载波通知部件，用于向通信伙伴通知被干扰替换的跳频载波频率的内容，并且使得相互的跳频模式彼此一致。因此，可以通过下述方式来增强在通信中的干扰避免能力通过改变用于确定在通信开始之后的具有干扰的载波频率的替换的阈值，以加快与在通信开始之前预先识别的跳频载波频率的干扰状态对应的替换时序。
(第二示例)参照图7-13来在下面说明本发明的第二示例。
图7是示出按照所述示例的FHSS通信装置的结构的图。如图7所示，所述FHSS通信装置包括跳频模式表108，用于管理要用于跳频的跳频载波频率，并且接收其状态；频率切换部分105，用于按照跳频模式来依序切换要通信的载波频率；所使用载波观察部件104，用于观察正在被用作跳频模式的载波频率的接收状态；备用载波电场强度测量部件102，用于通过使用用于发送和接收的空闲时间来测量备用载波的电场强度；交换载波确定部分106，用于根据测量结果与所设置的阈值的比较而确定载波是否是可交换的备用载波；备用载波列表109，用于管理所有备用载波的交换优先级；跳频模式控制部分107，用于根据跳频模式表和备用载波列表来控制载波频率的交换；发送部件103，用于向通信伙伴发送载波频率交换信息；以及无线部分101，用于建立无线链路并且对于通信伙伴发送/接收数据。
将说明具有如上所述的结构的FHSS通信装置的操作。图8示出了确定备用载波是可交换/不可交换的载波频率的处理。图9示出了在通信开始中的备用载波列表，其中，每个备用载波具有被初始化为“1”的干扰计数器。在用于通过使用时分复用处理来执行通信的FHSS通信装置中，存在既不执行发送也不执行接收的时间。通过使用所述空闲时间，以从备用载波列表的首部开始的顺序来执行接收操作(图8步骤201和202)。在空闲时间，通信伙伴从不使用备用载波来执行发送处理。因此，在接收处理中接收的无线电波是由其他无线装置产生的干扰电波。
备用载波电场强度测量部件102测量在接收中的电场强度(图8步骤203)，并且将所述电场强度与预设电场强度的阈值相比较(图8步骤204)。如果所述电场强度更大，则确定即使使用其备用载波，也难于在干扰电波的干扰下执行通信，并且递增备用载波的干扰计数器(图8步骤205)。相反，如果所述电场强度更小，则确定即使使用备用载波，也未接收干扰电波的干扰，并且递减备用载波的干扰计数器(如果它不是“0”)(图8步骤206)。在载波频率的交换中，具有干扰计数值“0”的载波频率被设置为可交换的载波频率，并且其他被设置为不可交换的载波频率。
图12示出了要在载波频率的交换中执行的处理。图10示出了在语音开始中的跳频模式表，其中，相应的所使用的载波具有被初始化为“0”的错误计数器。图11示出了在备用载波列表和跳频模式表中的载波频率的交换前后所引起的改变。
当依序切换通信载波频率以按照由通信伙伴共享的跳频模式表而执行通信时，如果所使用的载波观察部件104检测到接收错误(图12步骤602)，则具有所使用的载波频率fn的错误计数器递增(图12步骤603)，并且如果执行正常的接收，则错误计数器被初始化为“0”(图12步骤610)。在这种情况下，如果错误计数值等于或大于“2”，即作出了连续的接收错误(图12步骤605)，则确定所使用的载波fn受到干扰电波的干扰，并且处理进行到载波频率交换操作。以从备用载波列表的首部开始的顺序来执行检索，并且当发现可交换的载波频率fr时结束检索，并且从备用载波列表中将频率fr作为交换候选者的载波频率而删除(图12步骤608)。在这种情况下，跳频模式控制部分107在其中布置了跳频模式表的fn(图12步骤607)并且错误计数器被初始化为“0”的位置fr上执行替换。在备用载波列表的尾部添加fn，以将干扰计数器初始化为“3”。
发送部件103在具有下一个跳频频率fn+1的发送中利用控制字段来向通信伙伴发送载波频率交换请求(图12步骤609)，并且在以fn+1的接收中确认来自通信伙伴的响应。如果由于接收错误而不能确认所述响应(图12步骤604)或者通信伙伴由于接收错误而未返回所述响应(图12步骤612)，则在下一个跳频频率fn+2的发送和接收中执行相同的处理。
(第三示例)下面参照图13来说明本发明的第三示例。
图13是示出按照第三示例的FHSS通信装置的结构的图。如图13所示，在按照第一示例的结构中提供了用于测量所使用的载波的电场强度的所使用载波电场强度测量部件710和阈值计算部件711。
将说明具有如上所述的结构的FHSS通信装置的操作。当通信载波频率要被依序切换以按照由通信伙伴共享的跳频模式而执行通信时，所使用载波观察部件704观察接收错误/正常接收。仅仅在执行正常接收的情况下，所使用载波电场强度测量部件710测量电场强度。当可以在特定环境中执行通信时，取代绝对干扰电波的电场强度值而依赖于相对干扰电波的电场强度值(在因为通信距离小而导致通信载波频率的电场强度大的情况下，即使干扰电波的电场强度略大也可以执行通信。相反，在因为通信距离大而导致通信载波频率的电场强度小的情况下，即使干扰电波的电场强度小到相同的程度，也难于执行通信)。因此，阈值计算部件711在通信载波频率的电场强度和干扰电波的电场强度之间预设“差别”，以便可通信，并且由所测量的通信载波频率的电场强度和所述“差别”计算阈值。在第一示例中，所述阈值被用作要用于确定是否可以交换备用载波的电场强度的阈值。
如果用于存储通信载波的每个频率的N个电场强度并且从平均值中为过去计算N次阈值的方法被选择作为在阈值计算部件711中计算阈值的方法，则可以计算不受到由于抵挡无线电波的物理屏蔽物的暂时通过操作而导致的偶然变化很大的电场强度的影响的阈值。
通过为另一种计算方法选择计算(A×W)/(W+1)+R/(W+1)的方法，作为具有由R表示所测量电场强度、由A表示平均值和由W表示权重的平均值，从而执行加权，以大大地反映最近测量的电场强度的值，而且，可以抑制在偶然产生的电场强度中的大改变的影响，并且设置能够跟随由于实际的物理移动而导致的在电场强度中的改变的阈值。
<产业上的应用>
从上述说明显然，按照本发明的示例，即使被用作跳频模式的特定载波频率受到干扰电波的影响并且与备用载波交换，然后它也连续地观察作为具有最低优先级的备用载波的接收状态。因此，可以在充分确认所述载波频率可以通信后重新循环作为可交换的载波频率的载波频率。因此，可以得到这样的优点连续地保持通信质量，所述通信质量与在通信中的无线环境中的各种改变对应而长时间地总是稳定。
而且，在本发明的示例中，在通信期间测量所使用载波的电场强度，并且与所使用载波的电场强度的改变对应而动态地改变用于提高或降低每个备用载波的干扰计数器的阈值。因此，可以提高可交换的备用载波的数量或者可以避免无用载波频率的交换。因此，可以获得能够执行有效的交换的优点。
在以在跳频载波表中所述的跳频为序而切换跳频载波频率的方法中，按照本发明的无线通信装置具有这样的结构在无线通信开始前设置的状态中的每个不变(constant)的循环中接收通信伙伴的控制信道，执行间歇接收，将跳频载波表中的跳频载波频率的总数设置为m，在间歇接收操作中的每个间歇接收循环中将在跳频载波表中的跳频顺序跳过n，以执行切换，并且使得n和跳频载波频率的总数m彼此具有最佳的关联，即，使得它们两者具有最大的公约数1，而没有公因子。
因此，在间歇接收操作中的载波频率的跳跃的数量n和跳频载波频率的数量m没有相互的公因子。为此，通过将它们的相乘而获得最小公倍数，并且对于其中与由n和m的乘积表示的数量对应而执行跳频的时段不接收同一频率。因此，通过将跳频载波频率的总数设置为循环而循环间歇接收操作的频率。因此，通过仅仅执行具有跳跃数n的控制信道的间歇接收，可以接收在跳频载波表中所述的所有载波频率。
而且，在其中通过多个发送时隙和多个接收时隙来构成一帧并且依跳频载波表的顺序在每个时隙切换载波频率的情况下，第一通信装置在一帧中的预定发送时隙中发送控制信息，并且作为其伙伴的第二通信装置执行间歇接收操作，用于在每个不变的帧循环的预定的时隙中间歇地提高和接收从第一通信装置发送的控制信息。在间歇接收操作中，作为间歇接收循环的帧的数量(要执行接收的帧的数量)和在跳频载波表中描述的跳频载波频率的总数被设置为彼此具有最佳的关联。
按照这种结构，用于执行间歇接收的循环帧的数量和跳频载波频率的总数彼此没有公因子。为此，作为每个乘积而获得最小公倍数，并且在由最小公倍数表示的帧部分中，通过将在间歇接收循环时序中的帧编号除以跳频载波频率的总数而获得的余数不相等，并且通过将跳频载波频率的总数设置为循环而循环所述余数。更具体而言，跳频载波频率指定部件接收等于由最小公倍数表示的进入所述帧部分中的跳频载波频率的总数的间歇接收循环时序，并且将所循环的余数设置为索引以参照跳频载波表，由此选择跳频载波频率。因此，使用按照本发明的跳频方法的无线通信装置可以通过下述方式来接收在跳频载波表中描述的所有载波频率通过在通信开始的前一个阶段间歇地接收相对的(opposed)无线基站的控制信道。
而且，在用于以超帧为单位执行间歇接收部件的间歇接收的间歇接收方法中，超帧循环被设置为可以以2的阶乘表示的数量，并且在跳频载波表中描述的跳频载波频率的数量被设置为奇数。而且，间歇接收的循环帧的数量被设置为超帧循环的2的阶乘，并且跳频载波频率的数量被设置为奇数。
通过这些结构，可以保持超帧同步。因此，通过接收在超帧循环中给出的诸如到达通知的特定信息，可以减小在不执行通信的待机状态中的装置的消耗电流，并且在通信之前接收被跳频的所有载波频率。
而且，即使将间歇接收部件的间歇接收循环的设置为奇数并且以2的阶乘来表示跳频载波频率的数量，也可以在通信前接收跳频的所有载波频率。
另外，按照本发明的无线通信装置包括干扰观察部件，用于监控由作为伙伴的通信装置接收的数据，以观察跳频载波频率的干扰情况；以及干扰载波预先识别部件，用于预先将具有干扰的载波频率与在通信开始之前接收的跳频载波频率相区别。
按照这种结构，可以与控制信道的接收同时而监控在每个不变的循环中在跳频载波表中描述的所有跳频载波频率的干扰情况，并且通过仅仅监控在通信开始之前在间歇接收时序中相对的无线基站的控制信道的干扰情况而将具有干扰的载波频率与所接收的跳频载波频率相区别。因此，可以通过使用同一频率的其他装置——如果有的话——而执行对于跟随在固定干扰电波的频率中的改变的检测。
而且，提供了备用载波表，用于描述除了在跳频载波表中描述的载波频率之外的备用载波频率；跳频载波替换部件，用于根据干扰观察部件的观察结果，当确定跳频载波频率的干扰频率超过预定阈值时将在跳频载波表中描述的跳频载波频率替换为在备用载波表中描述的载波频率；以及替换载波通知部件，用于向通信伙伴通知由干扰替换的跳频载波频率的内容，以使得相互的跳频模式彼此一致。
按照这种结构，在要使用的跳频载波频率组开始通信后，当检测到由于使用同一频带的其他装置的干扰而接收到干扰时，具有干扰的载波频率被替换为从未使用的备用载波频率组中选择的载波频率，而且，也向通信伙伴通知具有干扰载波频率的载波频率被替换，以执行修改以具有相同的跳频模式。因此，可以在跟随要用于通信的跳频载波频率的干扰情况的改变的同时而避免干扰。
而且，根据干扰载波预先识别部件的识别结果，通过跳频载波替换部件来改变要被替换为备用载波频率的阈值条件。因此，可以加快在通信开始之后的具有干扰的跳频载波频率的替换，由此增强干扰避免能力。
而且，跳频通信装置其特征在于测量在备用载波列表中的载波频率的电场强度以观察备用载波，并且与电场强度超过预定阈值的频率对应而增加或降低具有备用载波的干扰计数器。在下述情况下以依赖于干扰计数器的值的顺序的、从具有超过阈值的最低频率的备用载波开始的顺序来执行与受到干扰的所使用载波的交换在调频模式中受到干扰的所使用的载波要与备用载波之一交换，并且将从跳频模式中删除的载波频率设置为具有作为干扰计数器的初始值的最差值(电场强度超过阈值的频率被保持为高，以便要达到的干扰计数器具有最大值或最小值)。
通过这种结构，从最差的干扰计数器值开始观察从跳频模式删除的载波频率。因此，保持“不可能交换”的状态，直到充分地降低对于所述频率所测量的电场强度超过阈值的所述频率。因此，在干扰计数器对于载波频率具有最佳值、即充分确认载波频率可以进行通信之后，所述载波频率作为可交换的载波频率而被重新循环。因此，可以具有功能与在通信中的无线环境的各种改变对应而长时间总是连续地保持通信的稳定质量。
而且，按照本发明的第八方面的跳频通信装置其特征在于接收干扰电波的干扰，并且在备用载波列表的末端添加与备用载波交换的载波频率，以使得要再次用作跳频载波频率的优先级被设置为低于其他备用载波。所述跳频通信装置具有功能在接收到干扰时立即再循环从跳频模式删除的载波频率，并且避免无线质量的变差，由此保持通信的稳定质量。
而且，按照本发明的第一方面的跳频通信装置其特征在于在通信期间测量所使用的载波的电场强度，并且与在所使用的载波的电场强度中的改变对应而动态地改变用于提高或降低具有每个备用载波的干扰计数器的阈值。当所测量的电场强度大时，可以提高阈值，由此容易地确定可以交换备用载波。当所测量的电场强度小时，可以降低所述阈值，由此容易地确定不能交换备用载波。因此，跳频通信装置具有功能能够提高可交换的备用载波，并且避免载波频率的无用交换，由此有效地交换载波频率。
另外，例如存在这样的功能在要从所使用的载波的电场强度的过去N次的平均值中计算用于提高或降低具有每个备用载波的干扰计数器的阈值的情况下，能够计算不被电场强度影响的阈值，所述电场强度由于抵抗无线电波的物理屏蔽物的暂时通过操作导致偶然大大改变。
在按照本发明的第十二方面的发明中，按照本发明的第四方面的跳频通信装置其特征在于最近测量的电场强度的值被加权，以大程度地反映为计算所使用的载波的电场强度的平均值的方法，所述方法用于计算用于提高或降低每个备用载波的干扰计数器的阈值。所述跳频通信装置具有功能能够抑制在通过改变而产生的电场强度中的大改变的影响，而且，能够设置也可以跟随在由实际物理移动导致的在电场强度中的改变的阈值。
权利要求
1.一种使用跳频方法的无线通信装置，包括无线控制部分，用于发送和接收无线信号；跳频载波表，具有多个载波频率的第一跳频顺序；跳频载波频率选择器，用于绝缘无线控制部分，以按照跳频载波表的第一跳频顺序来选择载波频率之一；以及间歇接收器，用于指令无线控制部分在所述通信装置的待机状态中使用预定的循环来从通信伙伴接收控制信号；其中，跳频载波频率选择器在待机状态期间，指令无线控制部分按照第二跳频顺序来选择载波频率之一，所述第二跳频顺序是通过将第一跳频顺序跳过整数N而被确定的，所述整数N小于整数M，整数M表示多个载波频率的总数。
2.按照权利要求1的通信装置，其中，整数N和整数M被设置为彼此具有最佳的关联。
3.一种无线通信装置，包括第一通信装置和第二通信装置，它们以跳频方法来彼此通信，所述装置包括跳频载波表，包括多个载波频率，其中，一帧由多个发送时隙和多个接收时隙组成，以跳频载波表的顺序在每个时隙切换所述载波频率；第一通信装置在一帧的预定发送时隙中发送控制信息，作为第一通信装置的通信伙伴的第二通信装置执行间歇接收操作，用于通过每个不变的帧循环中通过预定时隙来间歇地提高和接收从第一通信装置发送的控制信息，并且作为在间歇接收操作中的间歇接收的循环的帧的数量和在跳频载波表中描述的跳频载波频率的总数被设置为彼此具有最佳的关联。
4.一种使用跳频方法的无线通信装置，用于切换载波频率，以根据由多个载波频率构成的跳频载波表来执行发送/接收，包括无线控制部分，用于执行间歇接收操作，所述间歇接收操作用于在待机期间在每个不变的帧循环通过控制信道间歇地提高和接收从伙伴装置发送的控制信息；并且跳频载波替换部件，用于及时地将具有干扰的载波频率替换为备用载波频率，以避免与在通信开始后使用的载波频率的干扰的程度对应的干扰，其中，作为在间歇接收操作中的间歇接收循环的帧的数量和在跳频载波表中描述的跳频载波频率的总数彼此具有最佳的关联。
5.按照权利要求4的无线通信装置，其中，间歇接收部件对于超帧单元执行间歇接收，并且将超帧循环设置为具有可以以2的阶乘表示的数量，并且将在跳频载波表中描述的跳频载波频率的数量设置为奇数。
6.按照权利要求5的无线通信装置，其中，间歇接收部件用于执行间歇接收的循环帧的数量被设置为超帧循环的2的阶乘，并且将跳频载波频率的数量设置为奇数。
7.按照权利要求4的无线通信装置，其中，间歇接收部件用于执行间歇接收的循环帧的数量被设置为奇数，并且可以以2的阶乘来表示跳频载波频率的数量。
8.按照权利要求4-7的任何一个权利要求的无线通信装置，包括干扰观察部件，用于监控由无线控制部分接收的数据，并且观察跳频载波频率的干扰情况；以及干扰载波预先识别部件，用于预先将具有干扰的载波频率与在通信开始前接收的跳频载波频率相区别。
9.按照权利要求8的无线通信装置，还包括备用载波表，用于描述除了在跳频载波表中描述的载波频率之外的备用载波频率；跳频载波替换部件，用于根据在通信开始后干扰观察部件的观察结果，当确定跳频载波频率的干扰频率超过预定阈值时，将在跳频载波表中描述的跳频载波频率替换为在备用载波表中描述的载波频率；以及替换载波通知部件，用于向通信伙伴通知通过干扰替换的跳频载波频率的内容，以使得相互的跳频模式彼此一致。
10.一种使用跳频方法的无线通信装置，包括频率指定部件，用于根据跳频载波表以预定的跳频模式向无线控制部分提供用于切换载波频率的命令；干扰观察部件，用于监控由无线控制部分接收的数据，并且观察载波频率的干扰情况；间歇接收部件，用于在无线通信开始之前设置的状态中的每个不变的循环启动载波频率指定部件，并且接收通信伙伴的控制信道；备用载波表，用于描述除了在跳频载波表中描述的载波频率之外的备用载波频率；跳频载波替换部件，用于根据在通信开始后干扰观察部件的观察结果，当确定载波频率的干扰频率超过预定阈值时，将在跳频载波表中描述的特定载波频率替换为在备用载波表中的一个载波频率；替换载波通知部件，用于向通信伙伴通知由跳频载波替换部件最新添加到跳频载波表中的载波频率的内容，以使得相互的跳频模式彼此一致，其中，用于执行间歇接收的循环帧的数量(要切换载波频率的跳跃数量)和在跳频载波表中描述的跳频载波频率的总数被设置为在间歇接收循环和要使用的跳频载波频率的数量之间的关系中彼此具有最佳关联。
11.按照权利要求8的无线通信装置，其中，根据在通信开始前设置的状态中干扰载波预先识别部件的识别结果来改变通过跳频载波替换部件用备用载波频率替换的阈值条件，由此加速跳频载波频率的替换以增强干扰避免能力。
12.一种在使用跳频方法的无线通信装置中的干扰避免方法，所述装置用于在根据由多个载波频率构成的跳频载波表来切换时执行发送/接收，所述方法包括步骤执行间歇接收操作，用于在跳频载波表中跳过每预定数量的载波频率，以在待机期间在预定的循环中间歇地执行接收；并且使得间歇接收循环和在跳频载波表中描述的跳频载波频率的总数在间歇接收操作中彼此具有最佳的关联。
13.按照权利要求12的干扰避免方法，其中，所述间歇接收循环表示用于指示在间歇接收中在每个接收时序要被接收的载波频率的跳跃数量的数量。
14.一种在使用跳频方法的无线通信装置中的干扰避免方法，所述装置用于在根据由多个载波频率构成的跳频载波表切换载波频率的同时执行发送/接收，所述方法包括步骤执行间歇接收操作，所述间歇接收操作用于在待机期间在每个不变的帧循环通过控制信道间歇地提高和接收从伙伴装置发送的控制信息；使得作为在间歇接收操作中的间歇接收循环的帧的数量和在跳频载波表中描述的跳频载波频率的总数彼此具有最佳的关联；并且与在通信开始后的所使用载波频率的干扰程度对应而及时地将具有干扰的载波频率替换为备用载波频率，由此避免干扰。
15.一种在使用跳频方法的无线通信装置中的干扰避免方法，包括步骤测量在备用载波列表中的载波频率的电场强度，由此观察备用载波；与电场强度超过预定阈值的频率对应而提高或降低具有备用载波的干扰计数器；并且当在跳频模式中的受到干扰的所使用的载波要被替换为备用载波之一时，以依赖于干扰计数器的值的顺序的、从具有超过阈值的最低频率的备用载波开始的顺序来执行与受到干扰的所使用载波的交换，并且将从跳频模式中删除的载波频率设置为具有作为干扰计数器的初始值的最差值。
16.按照权利要求15的干扰避免方法，其中，接收干扰电波的干扰，并且在备用载波列表的末端添加与备用载波交换的载波频率，由此再次将要用作跳频载波频率的优先级设置为低于其他每个备用载波。
17.按照权利要求15的干扰避免方法，其中，在通信期间测量所使用的载波的电场强度，并且随着在所使用的载波的电场强度中的改变而动态地改变用于提高或降低具有每个备用载波的干扰计数器的阈值。
18.按照权利要求17的干扰避免方法，其中，从所使用的载波的电场强度的过去N次的平均值中计算用于提高或降低每个备用载波的干扰计数器的阈值。
19.按照权利要求18的干扰避免方法，其中，最近测量的电场强度的值被加权，以大程度地反映为计算所使用的载波的电场强度的平均值的方法，所述计算所使用的载波的电场强度的平均值的方法用于计算用来提高或降低每个备用载波的干扰计数器的阈值。
20.一种在使用跳频方法的无线通信装置中的干扰避免方法，包括步骤通过利用在通信期间发送/接收的空闲时间来测量在备用载波列表中的载波频率的电场强度；在每次所述电场强度超过预定阈值时，递增备用载波的干扰计数器；如果所述电场强度不超过所述预定阈值，则递减干扰计数器；根据干扰计数器的值来确定所述备用载波是否可交换/不可交换；以从备用列表的首部开始的顺序来检索可以交换的载波频率，以执行与受到干扰电波的干扰的所使用载波的交换，由此抑制干扰，其中，在将计数器初始化为具有大值、执行对于备用载波的观察并且充分地确认其载波频率可以通信之后，将从跳频模式删除的载波频率作为可交换的载波频率而再循环。
全文摘要
本发明提供了一种跳频方法，用于根据跳频载波表来切换在预定跳频模式中的跳频载波频率，其中，提供了间歇接收部件，用于在每个不变的循环启动载波频率指定部件，以给出用于接收相对的无线基站的控制信道的命令。在以n跳过跳频载波表中的跳频顺序，以在间歇接收操作中的每个间歇接收循环中执行切换的情况下，以使得n和在跳频载波表中的跳频载波频率的总数m彼此最佳相关联的方式来设置间歇接收循环。
文档编号H04B1/713GK1820426SQ200480019778
公开日2006年8月16日 申请日期2004年7月9日 优先权日2003年7月10日
发明者福田真二, 武久吉博 申请人:松下电器产业株式会社