無線通信裝置以及在其中使用的半導體集成電路裝置的製作方法

2023-07-10 09:52:26 3

專利名稱：無線通信裝置以及在其中使用的半導體集成電路裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信裝置以及在其中使用的半導體集成電路裝置，尤其涉及採用了跳頻方式的無線數據通信中的信道質量估計方法、使用信道判定方法和發送功率判定方法的無線通信裝置以及在其中使用的半導體集成電路裝置。
背景技術：
近年來，開發出以無線方式連接電子設備的新型無線通信系統。作為這種無線通信系統，已知有IEEE 802.11b/g、藍牙(TM)等。
IEEE802.11b/g是以無線方式的區域網(無線LAN)為目標制訂的近距離無線通信方式的標準。藍牙是以不局限於計算機的各種設備相互間的連接為目標制訂的近距離無線通信方式的標準。在這些無線通信方式中，作為只要滿足一定基準、沒有許可證也可自由使用的頻帶，使用被稱為工業科學和醫療頻帶(ISM頻帶)的2.4GHz頻帶。為了降低從存在於該2.4GHz頻帶的ISM波段的其他電子設備、例如微波爐釋放的噪聲信號的影響，在IEEE802.11b/g中引入了直接擴散方式的頻譜擴散(直接序列擴頻)(DSSS)技術，並在藍牙中引入跳頻方式的頻譜擴散(跳頻擴譜)(FHSS)技術，利用這些技術實現了足夠的抗噪性能。
具體地說，為了在行動電話和個人數字助理(PDA)、筆記本電腦、聲音通信設備之間交換數據，使用對應於藍牙的可攜式通信裝置(下面，稱作藍牙設備)。這種情況下，可以採用跳頻方式，即，通過從規定在2.40GHz到2.48GHz的頻帶中的79個頻道中選擇1個信道，並且在時間經過的同時切換信道，從而進行無線通信。這種跳頻方式基於預先確定的偽隨機算法，以一定時間間隔、例如每隔625μs重複進行信道選擇來執行，並通過向一個信道分配一個分組數據來進行通信。另一方面，在使用了2.4GHz頻帶的無線LAN站中，不進行跳頻，而是始終使用固定設定的頻帶，即，使用大約相當於藍牙設備的20個信道的連續頻率寬度。
圖1表示藍牙設備和無線LAN設備之間使用2.4GHz頻帶的ISM波段時的頻率關係。在藍牙中，2.4GHz頻帶的ISM波段的幾乎全部區域被分割成1MHz寬的79個信道，這些信道按照由設備地址等規定的預定順序，其所使用的頻率每隔625μs依次變更，同時進行通信。
另一方面，在無線LAN中，在2.4GHz頻帶的ISM波段中總共規定了13個信道。一個信道佔有的帶寬為20MHz，這些信道如圖1所示，一部分重疊地配置。在無線LAN的接入點上，在設置時預先分配任意一個信道，使用所分配的信道來進行通信。噪聲信號的影響通過應用DSSS方式得以減輕。在相互的服務範圍重疊地配置多個接入點時，相互不幹擾地向各個接入點分配信道。
從圖1中可以看出，如果在相同頻率區域內存在藍牙設備和無線LAN設備，那麼相互發送的電波將妨礙相互之間的通信。為了解決這個問題，在藍牙設備中引入所謂的自適應跳頻(AFH)技術。它是這樣的技術，即，藍牙設備以任意方法觀測信道，避開判斷為存在妨礙自身通信的電波的信道來進行跳頻，從而防止它們之間的幹擾。
為了實現AFH，藍牙設備必須觀測各自的信道狀態，並確定使用哪一信道。因此，希望引入用於確定將要使用的頻率的信道質量估計方法和使用信道確定方法，以便可以通過以適當的響應速度確切地檢測出有外來妨礙進入的信道，即，質量較差的信道，來避免使用質量較差的信道。另外，由於藍牙設備多數應用於行動電話和頭戴耳機等電池容量較小的設備，所以希望可以降低消耗電流。另外，必須通過引入這些信道質量估計方法和使用信道確定方法來極力避免消耗電流的增加。
一般來說，在某個無線設備估計自身使用的信道質量的方法中，包括在通信之前測定使用信道中存在的電波的電場強度的方法(被動方式)和在進行通信的用戶數據、控制數據的錯誤率超過預定值時視為該信道質量惡化的方法(主動方式)。
前者的被動方式由於直接測定電場強度，所以可以迅速檢測出來自其他設備的幹擾。但是，由於必須執行除了接收用戶數據和控制數據之外的接收操作，所以消耗電流增加。另外，在藍牙的分組中還預先引入各種糾錯技術，只要是輕微的幹擾，就可以利用這些糾錯技術來抑制幹擾的影響。但是，在被動方式的情況下，無法知道所測定的電波實際上對通信的影響程度。
而後者的主動方式具有下述優點由於通過測定用戶數據和控制數據的錯誤率來檢測來自其他無線設備的幹擾，所以可以結合來自幹擾源的電波實際上對通信的影響來判斷幹擾是否強烈，並且不執行除了接收用戶數據和控制數據之外的接收操作，所以沒有增加消耗電流。但是，存在為了測定錯誤率而必須接收很多數據、以及為了判斷各個信道的狀態而花費時間的問題。另外，還存在幹擾電波的強度隨時間變化的問題。這種時間變化或者是由於電波傳播環境的時間變化(衰減)，或者是由於象無線LAN那樣，信道使用原來是脈衝式的。由於這些原因，幹擾電波的強度隨時間變化，所以還存在由此引起的幹擾的影響也變化的問題。
而且，在利用AHF來避免使用質量較差的信道的情況下和在ISM波段的大部分信道質量劣化的情況下，藍牙設備發送的電波集中在ISM波段的一部分上，從而擔心對其他設備產生惡劣影響。
另外，在日本專利第3443094號公報中公開了在評價使用AFH的無線通信信道質量時可以使用比特錯誤率、分組錯誤率和信噪比S/N等的技術。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；錯誤檢測單元，在所述接收單元進行分組數據的接收操作時，在沒能檢測到分組數據的開頭時，視為本來應該接收的分組數據由於信道質量惡化而無法接收的分組錯誤；和控制單元，在估計由所述接收單元接收的頻道的信道質量時，基於針對每個頻道執行的分組數據接收操作的次數和所述錯誤檢測單元檢測出的分組錯誤的次數，計算每個頻道的分組錯誤率，利用該分組錯誤率來估計信道質量，基於所述估計信道質量的結果判斷該頻道是否可以使用，避開判斷為不可使用的頻道，由所述跳頻確定單元執行跳頻。


圖1是表示藍牙設備和無線LAN設備所使用的頻率的一個例子的圖；圖2是與無線LAN接入點一起示出的本發明第1實施例的藍牙設備的無線通信系統的框圖；圖3是表示圖2中的藍牙設備結構的框圖；圖4是表示著眼於圖3中的CPU功能方面的半導體集成電路裝置的結構的框圖；圖5是表示通過圖4中的收發控制單元的控制執行的、發送分組數據時的基本發送過程的流程圖；圖6是表示通過圖4中的收發控制單元的控制執行的、接收分組數據時的基本接收過程的流程圖；圖7是表示通過圖4中的收發控制單元的控制執行的電場強度測定過程的流程圖；圖8是表示通過圖4中的收發控制單元的控制執行的、基本的使用信道確定過程的流程圖；圖9是表示由第1實施例的藍牙設備執行的、接收分組數據時的接收過程的流程圖；圖10是表示由第1實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖11是表示由第2實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖12是表示由第3實施例的藍牙設備執行的接收過程的流程圖；圖13是表示由第4實施例的藍牙設備執行的接收過程的流程圖；圖14是表示由第5實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖15是表示由第6實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖16是表示由第7實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖17是表示由第8實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖18是表示由第9實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；圖19是表示由第10實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；
圖20是表示由第11實施例的藍牙設備執行的發送功率確定過程的流程圖；圖21是表示由第11實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖；和圖22是表示由第12實施例的藍牙設備執行的使用信道確定過程的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖並通過實施例來說明本發明。在說明時，在所有附圖中，向共同的部分賦予共同的參考標記。
(第1實施例)圖2是與無線LAN的接入點一起示出本發明第1實施例的藍牙設備的無線通信系統的框圖。在圖2的無線通信系統中，作為藍牙設備，雖然只是顯示了第1和第2這兩個藍牙設備11、12(藍牙設備A、B)，但是並不局限於兩個。除了第1和第2藍牙設備11、12以外，還設置了無線LAN的接入點13，並顯示出第1和第2藍牙設備11、12相互間的無線通信受到來自接入點13的電波幹擾的狀態。
圖2中的第1和第2藍牙設備11、12分別如圖3所示，具有單片的藍牙用半導體集成電路裝置(以下稱作LSI)20和連接到LSI 20的無線天線31和主機32。在LSI 20中集成了包含高頻(RF)電路、AD轉換電路的收發電路(發射機/接收機電路)21；由用來存儲包含協議棧的固件的ROM和RAM構成的存儲器22；CPU 23和外圍電路24等。發射機/接收機電路21上連接有無線天線31，外圍電路24上連接有主機32。
圖3所示的藍牙設備內置於進行無線通信的設備中。作為該進行無線通信的設備的例子，例如可以舉出手機、汽車導航裝置、汽車音響裝置、個人電腦、個人數字助理(PDA)、藍牙適配器、無線耳機、可攜式音頻裝置、數位照相機、印表機、無繩電話、無線滑鼠、無線鍵盤、門控制器、一般家電等等。
在圖3所示的藍牙設備中，在CPU 23的控制下，經由外圍電路24在存儲器22和主機32之間交換數據和命令，將存儲在存儲器22中的發送數據送到發射機/接收機電路21，並作為電波從無線天線31發送出去。另一方面，根據無線天線31所接收的電波生成接收數據，將接收數據存儲到存儲器22中後，經由外圍電路24傳送給主機32。
圖4是表示著眼於CPU 23的功能方面的LSI 20的結構的框圖。圖4所示的電路具有發送單元41、接收單元42、收發控制單元43、跳頻確定單元44和上層協議處理單元45。無線天線31連接到發送單元41和接收單元42。接收單元42具有分組數據接收單元46、電場強度測定單元47和錯誤檢測單元48。
圖1中的藍牙設備11、12是基於由藍牙SIG發布的藍牙規範進行無線通信的模塊，使用2.4GHz頻帶的ISM波段進行通信。在藍牙規範的無線通信系統中，利用跳頻方式的擴頻通信。2.4GHz頻帶的ISM波段以1MHz的間隔被分割成79個頻道(以下，稱作通信信道)，並基於跳躍模式每隔1個時隙以時分方式切換使用信道(跳頻)。藍牙規範的無線通信系統採用了主從方式，由主設備進行跳躍模式管理。通過使用相同的跳躍模式，在1臺主設備和最多7臺從屬設備之間形成被稱為皮可網的無線網絡，從而可以進行通信。
無線LAN的接入點13的LAN模塊基於IEEE802.11b標準進行無線通信，與藍牙設備相同，使用2.4GHz頻帶的ISM波段進行通信。在IEEE802.11b標準的無線通信系統中，使用直接擴散方式的擴頻通信。在2.4GHz頻帶內，以5MHz的間隔分配有13個頻道，從而可以從13個頻道中選擇一個以上的任意頻道來使用。在無線網絡的形態中，包括可以在位於被稱作基本服務區(BSA)的區域內的無線通信裝置(站)之間的通信中使用的特設網(ad hoc network)和由多個無線通信裝置和接入點(AP)構成的基礎網絡。為了防止無線網絡上的信號衝突，設置被稱作CSMA/CA的載波偵聽/衝突迴避功能。
在本實施例中，為了防止使用相同無線頻帶的上述IEEE802.11b標準的無線通信與藍牙規範的無線通信之間的信號幹擾，在藍牙設備11、12中分別設置收發控制單元43作為通信信道控制單元。藍牙設備的通信信道控制單元從藍牙設備正使用的通信信道中找出與IEEE802.11b等其他無線通信方式幹擾的通信信道後，進行中止使用該通信信道、並釋放給其他無線通信方式的控制。在圖3中的存儲器22中，存儲有被判定為可以使用的頻道的數據。
另外，在圖3所示藍牙設備中，描述了通過使用CPU 23的軟體處理來實現圖4所示的各電路功能的情況，但是也可以使用硬體來構成各電路。
在藍牙設備中，以跳躍模式的管理等為代表的通信控制全部在主設備的主導下進行，分組錯誤率(PER)的監視和幹擾信道的判別等處理僅僅在主設備側進行，並且可以從主設備向從層設備通知中止使用被判別為幹擾信道的通信信道。
另外，藍牙設備中的跳頻控制等的處理由基帶單元的協議棧執行，所以上述通信信道控制單元的功能可以被組合到基帶單元的協議棧中。另外，作為PER的計算基礎的分組錯誤由接收單元42內的錯誤檢測單元48檢測，並且接收功率由電場強度測定單元47測定。
無線LAN模塊的通信信道控制單元沒有下述功能從其正使用的各個通信信道中找出與藍牙等其他無線通信方式幹擾的通信信道後，進行中止使用該通信信道、並釋放給其他無線通信方式的控制。
接著，對圖4所示各單元具有的基本功能進行簡略描述。
上層協議處理單元45執行分組的組裝/分解等，根據希望進行通信的數據生成藍牙鏈路級分組並傳送給發送單元41，並根據所接收的藍牙鏈路層分組再生數據。
跳頻確定單元44從預定的多個頻道中選擇無線通信中使用的1個頻道，並隨時間經過指示所選擇的頻道。
發送單元41將從上層協議處理單元45送來的分組數據逐個分配給由跳頻確定單元44依次指示的頻道，從而進行分組數據的發送。
接收單元42內的分組數據接收單元46接收由跳頻確定單元44依次指示的頻道的分組數據。電場強度測定單元47測定頻道的接收電場強度。錯誤檢測單元48在分組數據接收單元46進行分組數據的接收操作時，在沒能檢測出分組數據的開頭時，視為本來應該接收的分組數據由於信道質量惡化而無法接收的分組錯誤。
收發控制單元43在具有由藍牙定義的625μs長度的每個時隙，決定執行發送操作、接收操作、電場強度測定操作中的哪一個，或者哪一個都不執行，並向發送單元41、接收單元42、跳頻確定單元44發出指示，控制執行圖5～圖8中所示各步驟中的任一操作。
下面，對在包含圖2所示的第1、第2藍牙設備11、12的無線通信系統中進行無線通信時的一系列程序的例子進行簡要描述。
在藍牙協議中，在進行通信的2個或2個以上的設備中確定一個作為主設備(Master)工作的設備，主設備側設備控制另一作為從屬設備(Slave)工作的設備的數據發送。在此，以第1藍牙設備11為主設備側，第2藍牙設備12為從屬設備側的情況為例子進行描述。
首先，第1藍牙設備11按照藍牙規範進行查詢、尋呼，尋找第2藍牙設備12。此後，向第2藍牙設備12設定連接，並且使用該連接交換用戶數據。
在執行了這一系列程序之後，實際傳送用戶數據時藍牙設備的操作概要如下。這種情況下，第1、第2藍牙設備11、12進行相同的操作。
上層協議處理單元45根據希望通信的數據生成藍牙鏈路級分組。將該分組傳送給發送單元41，以由跳頻確定單元44指定的頻率送出。另一方面，在連接的設定中，接收單元42通過接收由跳頻確定單元44指定的頻率來再生分組，然後將該分組傳送給上層協議處理單元45。
存在於藍牙設備附近的無線LAN接入點13送出電波後，對藍牙設備11、12之間的通信產生影響。這種影響可識別為包含在接收單元42中的錯誤檢測單元48的錯誤檢測率的增大、或藍牙設備不希望的信道的電場強度增大。基於這些信息，跳頻確定單元44檢測出與無線LAN接入點13的幹擾，並確定使用信道。
圖5到圖8是簡要表示圖4所示藍牙設備的基本操作的一個例子的流程圖。圖5是表示從藍牙設備的發送單元41發送分組數據時的發送過程的流程圖，圖6是表示接收單元42接收分組數據時的接收過程的流程圖，圖7是表示電場強度測定單元47測定電場強度時的電場強度測定過程的流程圖，圖8是表示跳頻確定單元44確定使用信道時的使用信道確定過程的流程圖。
在藍牙標準中，定義了具有625μs長度的時隙。藍牙設備的收發控制單元43在每個時隙決定執行發送操作、接收操作、電場強度測定操作中的哪一個，或者哪個都不執行，並向發送單元41、接收單元42、跳頻確定單元44發出指示，執行圖5到圖8任意一個所示的各個步驟的操作。
(A)分組數據發送時的基本操作(圖5的流程圖)分組數據的發送開始(步驟S51)後，首先，跳頻確定單元44向發送單元41指示發送頻率(步驟S52)。發送單元41以所指示的頻率對上層協議處理單元45提供的分組數據進行調製並送出(步驟S53)。所提供的分組的發送結束後，發送操作結束(步驟S54)。
(B)分組數據接收時的基本操作(圖6的流程圖)分組數據的接收開始(步驟S61)後，首先，跳頻確定單元44向接收單元42指示接收頻率(步驟S62)。接收單元42以所指示的頻率進行分組接收操作。具體來說，接收所指示頻率的電波並解調(步驟S63)。此後，通過從解調數據中搜索預定模式的同步字，來檢測分組數據的開頭(步驟S64)。在檢測出來的情況下，前進到步驟S65。如果沒能發現分組，則前進到步驟S70，更新沒能實現同步檢測的錯誤信息並結束接收操作。在檢測到分組數據的開頭的情況下，在步驟S65中，通過使用包含在報頭部分中的錯誤檢測·糾正代碼，由錯誤檢測單元48執行報頭部分的錯誤檢測和糾正。在此，在檢測出超出報頭部分的錯誤檢測·糾正代碼的能力的錯誤的情況下，前進到步驟S70，更新雖然檢測出報頭錯誤但無法糾正錯誤這樣的錯誤信息，結束接收操作。
在報頭部分中沒有發現錯誤、或者即使發現錯誤也成功地進行了錯誤糾正的情況下，在步驟S66中，錯誤檢測單元48進行數據部分的錯誤檢查。在此情況下，首先，參照包含在報頭部分中的信息，識別分組種類。在藍牙的情況下，針對每一分組種類規定了所使用的錯誤檢測·糾正代碼，接收單元42據此進行信息部分的錯誤檢測和糾正操作。在沒有檢測出錯誤或者即使檢測到錯誤也進行了糾正的情況下，前進到步驟S67。在檢測到錯誤並且沒能糾正的情況下，前進到步驟S70，更新檢測到錯誤但沒能糾正錯誤這樣的錯誤信息，結束接收操作。另外，由於分組類別的不同，錯誤檢測·糾正代碼沒有包含在數據部分中。這種分組不進行數據部分的錯誤檢查，前進到步驟S67。
數據部分錯誤檢查的結果是沒有檢測到錯誤或者雖然檢測到錯誤但已糾正的情況下，接收單元42參照電場強度測定單元47的測定結果，更新運送當前處於接收操作中的分組的載波的電場強度信息(步驟S67)。電場強度測定單元47利用預定的方法設定在步驟S63中接受了解調操作的電波的強度，並更新其值。在此，雖然可以考慮各種電場強度測定單元47的電場強度測定方法，但是由於對本發明的有效性不產生任何影響，所以不特別限定，繼續描述。
在接收操作的最後，將至此處理完的分組傳送給上層協議處理單元45(步驟S68)，並結束接收操作(步驟S69)。
(C)電場強度測定時的基本操作(圖7的流程圖)電場強度測定開始(步驟S81)後，首先，跳頻確定單元44指示測定電場強度的頻率(步驟S82)。電場強度測定單元47測定所指示的頻率的電場強度，在該測定結束時，接收單元42參照電場強度測定單元47的測定值，更新電場強度信息(步驟S83)。結束電場強度測定(步驟S84)。
(D)確定使用信道時的基本操作(圖8的流程圖)確定使用信道時的操作與上面所述的發送操作、接收操作、電場強度測定操作不同，並不是每隔625μs的時隙執行，而是藍牙設備的收發控制單元43以控制跳頻確定單元44的操作為目的，以預定的間隔、例如10秒的間隔指示執行。根據收發控制單元43的指示開始使用信道的確定操作(步驟S91)後，跳頻確定單元44參照錯誤檢測單元48所保持的錯誤信息和電場強度測定單元47所保持的電場強度信息(步驟S92)，基於得到的信息來估計信道質量，由此確定使用信道(步驟S93)。最後，將該使用信道通知給相對側的藍牙設備(步驟S94)，結束操作(步驟S95)。
使用信道確定操作依據藍牙協議由主設備側設備執行。在步驟S94中，從主設備側設備通知與確定將在從屬設備側設備中使用的信道相關的信息。
如上所述，圖6中的步驟S64、S65、S66的操作是在接收單元42中根據接收到的電波再生分組的操作。如果發送分組的信道的信道質量惡化，那麼分組再生失敗的可能性就變高。當根據在某一時隙接收的電波來再生分組失敗時，存在如下的失敗種類。
(A)同步錯誤(Sync Error)這種錯誤是在同步檢測步驟(步驟S64)中執行的同步字檢索超時的情況。在此情況下，沒有檢測到分組。
(B)報頭錯誤(Header Error)該錯誤是在報頭錯誤檢查步驟(步驟S65)中檢測到錯誤，並且該錯誤超過糾正代碼的能力的情況。在此情況下，分組被廢棄。
(C)數據部分錯誤這種錯誤是在數據部分錯誤檢查步驟(步驟S66)中檢測到錯誤，並且該錯誤超出糾正代碼的能力的情況。在此情況下，分組被廢棄。
如果發生這些錯誤，則其信息在錯誤信息更新步驟(步驟S70)中按錯誤的類別並按使用信道進行分類和存儲，並在確定使用信道的操作時使用。
在本實施例中，通過使用存儲在圖3的存儲器22中的程序，將CPU 23利用軟體實現的下述功能附加到收發控制單元43。
(1)信道質量估計功能該功能是這樣一種功能，即，在對分組數據接收單元46所接收的各個頻道的信道質量進行估計時，根據針對各個頻道執行的分組數據接收操作的次數和由錯誤檢測單元48檢測出的分組錯誤的次數，計算每個信道的分組錯誤率，並使用該分組錯誤率來估計信道質量。
(2)頻道選擇功能該功能是基於信道質量估計功能的估計結果，判斷該頻道是否可以使用的判斷功能；和控制跳頻確定單元44，以便避開判斷為不能使用的頻道來執行跳頻的功能。
在第1實施例的藍牙設備中，當接收單元42接收分組數據時，除了前面圖6的流程圖所示的基本操作之外，進一步增加了圖9的流程圖所示的新的步驟S71。
即，藍牙設備在利用前述主動方式來估計自身使用的信道質量的情況下，基於通信中的分組錯誤率來估計各個信道的質量。但是，在發生同步錯誤時，如果視為作為在接收操作中使用的信道質量惡化的結果，沒能接收到本來應該發送來的分組，則同步錯誤信息也可以用於估計信道質量。
具體來說，使用下面的方法計算分組錯誤率。錯誤檢測單元48對針對每個信道對進行了幾次接收操作進行計數，每次都進行更新(加1)(步驟S71)。而且，當在步驟S64中檢測到同步錯誤時，在步驟S71中使該信道的分組錯誤次數加1。
另外，在步驟S65中檢測到報頭錯誤時，可在步驟S71中使該信道的報頭錯誤次數加1，另外，在步驟S66中檢測到數據部分錯誤時，可在步驟S71中使該信道的數據部分錯誤次數加1。
在使用信道確定過程中，除了前面圖8流程圖所示的基本操作之外，還進一步增加了圖10流程圖所示的新步驟S96～S98。首先，根據收發控制單元43的指示開始使用信道確定操作(步驟S91)後，跳頻確定單元44參照錯誤檢測單元48和電場強度測定單元47所保存的錯誤信息和電場強度信息(步驟S92)。接著，基於得到的信息估計信道質量，確定使用信道。在圖10的流程圖中，在步驟S96中，通過使分組錯誤次數除以接收操作次數，來計算每個信道的分組錯誤率，並基於該結果估計信道質量。接著，清除接收操作次數(步驟S97)，並進一步清除分組錯誤次數(步驟S98)之後，確定使用信道(步驟S93)。最後，將該使用信道通知給相對側的藍牙設備(步驟S94)，並結束操作(步驟S95)。
即，在圖10所示的流程圖中，通過使分組錯誤次數除以從計算各個信道的上次分組錯誤率的時刻開始的接收操作次數，來計算各個信道的分組錯誤率。在計算出分組錯誤率之後，錯誤檢測部48清除接收操作次數和同步錯誤次數的數據。在此，在從計算前次分組錯誤率的時刻開始的接收操作次數比預先確定的值少、基於這些值的分組錯誤率的精度差、判斷為誤判斷的可能性高的情況下，可以不進行分組錯誤率的計算和數據的清除，而是使用前次計算的分組錯誤率。或者，也可以使用後述的分組錯誤指數來代替分組錯誤率。
在作為本申請人的在先申請的日本專利申請2003-362198號的「跳頻無線裝置」中，作為信道質量評價方法的一個具體例子，記載了下述技術針對每個頻道持續監視接收信號強度(RSSIReceived Signal Strength Indication)，測定RSSI值超過規定閾值的頻度，判斷該頻度是否超過規定的判定基準。在本實施例中也可以引入該技術。另外，作為其他信道質量評價方法的具體例子，還記載了對選擇出的各頻道測定接收數據錯誤發生的頻度，判斷該頻度是否超過規定的判定基準的技術。在本實施例中也可以引入該技術。
通常，如上述在先申請說明書中所記載的那樣，為了捕捉到分組錯誤，可以對通常的數據部分的錯誤進行計數。但是，由於藍牙進行分組通信，所以在檢測數據錯誤時，必須能夠接收到包含在分組中的糾錯碼。這意味著如果不能正常接收分組就不能檢測出數據部分的錯誤。從而，如果對數據部分錯誤進行計數，則可以對測定對象的數據部分錯誤進行計數的分組被正常接收的頻度變小。因此，在不能實現分組同步的惡劣環境下，信道質量評價結束之前所需的時間延長。即，在不能實現分組同步的惡劣的電波環境下，頻繁發生同步錯誤，結果是到達報頭錯誤檢查步驟(S65)、數據部分錯誤檢查步驟(S66)的每單位時間的接收分組數減少。因此，接收到利用報頭錯誤檢查步驟(S65)、數據部分錯誤檢查步驟(S66)計算錯誤率所需數量的分組所需的時間變長。
因此，根據第1實施例，為了捕捉到分組錯誤，著眼於同步錯誤，將同步錯誤視為沒能接收到本來應該發送來的分組的情況，將以同步錯誤作為分組錯誤次數進行計數的結果用於分組錯誤率的計算中。從而，可以防止用於分組錯誤率計算的每單位時間的接收分組數的減少，從而迅速檢測出信道質量的變化，因而可以避免前述的在惡劣環境下信道質量評價結束之前所需的時間延長的狀況。
(第2實施例)下面，描述第2實施例。在第2實施例中，在估計信道質量、確定使用信道時，對於被視為質量良好、在接收操作中使用的信道，計算分組錯誤率並估計信道質量。如果分組錯誤率比預定的值(閾值)大，則視為質量惡化，並停止使用。另一方面，對於被視為質量較差、不在接收操作中使用的信道在空時隙中依次測定電場強度，在電場強度降低時，視為質量變好而重新開始使用。
本實施例中的使用信道確定過程顯示於圖11的流程圖中。圖11的流程圖與圖8的流程圖的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為兩個步驟S93A和S93B。其他與圖8的流程圖相同。在步驟S93A中估計信道質量。在下一步驟S93B中，在確定使用信道時，對於正在使用的信道來說，在分組錯誤率比閾值大的情況下，停止使用該信道，對於沒有使用的信道來說，如果電場強度降低，則重新開始使用。
在藍牙設備使用的信道數變少、不能忽視藍牙設備相互之間的幹擾時，需要從過去被視為信道質量較差、至今沒有使用的信道中重新選擇開始使用的信道。根據第2實施例，無需將分組發送到至今視為較差的信道就可以估計信道質量。
從而，可實現由於被動方式的引入導致的功耗增加最小化的同時，在從過去視為較差而至今沒有使用的信道中確定重新使用時，可以不對用戶數據的通信產生惡劣影響地估計信道質量。
(第3實施例)下面，描述第3實施例。本實施例的接收過程顯示於圖12的流程圖中。在表示基本的接收操作過程的圖6的流程圖中的步驟S70中，當進行錯誤信息的更新時，為了計算分組錯誤率，針對各個信道中的每一個存儲接收操作次數和每種類別的錯誤次數。而在圖12的流程圖中的步驟S72中，存儲如下定義的分組錯誤指數。將該分組錯誤指數視為分組錯誤率，來估計信道質量。其他與圖6的流程圖相同。
(A)在通過接收操作接收到的分組中沒有發現錯誤的情況下，如下更新分組錯誤指數。
分組錯誤指數＝前一個分組錯誤指數×{1-(1/B)}(B是預定的正數，1/B是0～1範圍內的值)。
(B)在通過接收操作接收到的分組中發現錯誤的情況下，分組錯誤指數如下更新。
分組錯誤指數＝前一個分組錯誤指數×{1-(1/B)}+(1/B)。
另外，在本實施例中，使用同步錯誤、報頭錯誤和數據部分錯誤中的任何一個來計算上述分組錯誤指數並進行更新。例如，可以僅使用同步錯誤的結果來計算分組錯誤指數並進行更新。或者可以使用所有的同步錯誤、報頭錯誤和數據部分錯誤來計算分組錯誤指數並進行更新。另外，也可以使用同步錯誤、報頭錯誤和數據部分錯誤各自的結果來計算分組錯誤指數並進行更新。
根據第3實施例，只要預先記住唯一的變量，就可以近似地計算分組錯誤率。從而，可以抑制所需的計算資源來計算分組錯誤率。
(第4實施例)下面，描述第4實施例。在第4實施例中，當估計某一信道的質量時，根據利用該信道執行了預定次數的分組接收操作後的分組錯誤率的計算結果，開始信道質量的估計。此後，在每次執行分組接收操作時計算分組錯誤率，並更新信道質量的估計。
本實施例的接收過程顯示在圖13的流程圖中。在本實施例中，前面圖6的流程圖中顯示的接收操作過程中的步驟S70被置換為3個步驟S73～S75。其他與圖6的流程圖相同。在步驟S64中如果沒能發現分組數據的開頭，則前進到步驟S73。在該步驟S73中，判斷是否利用該信道執行了預定次數的分組接收，如果是就前進到步驟S74，更新信道質量的估計信息並結束接收操作(步驟S69)。否則前進到步驟S75，不更新信道質量的估計信息，並結束接收操作(步驟S69)。
即，在本實施例中，在估計某個信道的質量時，根據利用該信道執行了預定次數的分組接收操作後的分組錯誤率的計算結果，開始信道質量的估計，此後，在每次執行分組接收操作時計算分組錯誤率，並更新信道質量的估計。
根據第4實施例，可以計算在執行了預定次數的分組接收操作之後、即進入統計平衡之後的分組錯誤率。從而，可以根據進入統計平衡後的分組錯誤率來估計信道質量，從而可以進行穩定的信道質量估計。
另外，在本實施例中，雖然說明的是僅使用同步錯誤信息來估計信道質量並進行更新的情況，但是也可以使用同步錯誤、報頭錯誤和數據部分錯誤中的任何一個的信息來估計信道質量並進行更新。另外，也可以使用任意2個的信息來更新1個質量估計信息，還可以使用同步錯誤、報頭錯誤和數據部分錯誤各自的錯誤信息，來更新對應於各錯誤的個別的質量估計信息。
(第5實施例)下面描述第5實施例。在第5實施例中，對各個信道並行執行分組錯誤率測定和空時隙中的電場強度的測定。然後，在確定使用信道時，考慮電場強度測定次數，在認為沒有得到充分可靠的值時，使用分組錯誤率來確定使用信道。
本實施例的使用信道確定過程顯示在圖14的流程圖中。圖14所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93A和S93C。其他與圖8的流程圖相同。在步驟S93A中估計信道質量。在下一步驟S93C中，在確定使用信道時，在電場強度測定次數不夠的情況下，使用分組錯誤率來確定使用信道。
另外，在本實施例中，在電場強度測定次數足夠多的情況下，可以使用電場強度信息來確定使用信道，或者可以使用分組錯誤率來確定使用信道，而且，也可以組合使用電場強度信息和分組錯誤率來確定使用信道。
根據第5實施例，在執行了高負荷通信而沒有足夠的空時隙、從而利用電場強度測定進行的信道質量估計的可靠性低時，在確定使用信道時可以不使用可靠性較低的電場強度測定結果。從而，可以基於根據用戶數據的通信估計的、可靠性較高的信道質量估計結果，穩定地進行使用信道確定。
(第6實施例)在本實施例中，預先使空時隙中的電場強度測定結果與各個信道的實際分組錯誤率建立關聯，在根據電場強度測定結果估計信道質量時，在所觀測的電場強度比作為預定分組錯誤率的電場強度高時判定為質量差，而在比其低的時候判斷為良好。
本實施例的使用信道確定過程顯示在圖15的流程圖中。圖15所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93D和S93E。其他與圖8的流程圖相同。
在步驟S93D中如下估計信道質量。即，相對於作為預定分組錯誤率的電場強度來比較所觀測的電場強度。結果，在所觀測的電場強度高時判斷為差，低時判斷為良好。在下一步驟S93E中，基於該判斷結果確定使用信道。
在步驟S93D中，雖然僅使用電場強度來估計信道質量，但是也可以將分組錯誤率與電場強度組合起來使用來估計信道質量。
根據第6實施例，可以考慮背景噪聲對分組錯誤率的影響來估計信道質量。從而，可以考慮空時隙中的電場強度對實際通信的影響來更可靠地估計信道質量。
(第7實施例)在多個藍牙設備進行通信的狀態下，用於跳躍的信道少時，不同皮可網間發生幹擾的概率變高。因此，在進行AFH操作時，最好規定最低限度使用數量的信道(最小使用信道)對此加以保證。
在第7實施例中，在確定使用信道時，根據利用各個信道的接收操作的次數和分組錯誤數來計算各個信道的分組錯誤率，將該分組錯誤率作為表示信道質量的指標，從分組錯誤率最低的信道、即信道質量最好的信道開始依次選擇預定數量的信道。在實際通信中，使用該選擇出的信道。
本實施例的使用信道確定過程顯示在圖16的流程圖中。圖16所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93A和S93F。其他與圖8的流程圖相同。在步驟S93A中估計信道質量。在下一個步驟S93F中，從信道質量最好的信道開始依次選擇預定數量的信道。
根據第7實施例，即使在ISM波段的整個區域內信道質量惡化的情況下，也可以確定使用信道數量的下限值。從而，在多個藍牙設備在狹窄的區域內獨立進行發送的情況下，可以保證以相同頻率進行發送的概率較小。
另外，在本實施例中，作為表示信道質量的指標，使用根據利用各個信道的接收操作的次數和分組錯誤數來計算各個信道的分組錯誤率得到的值，但是，也可以使用例如第3實施例中使用的分組錯誤指數和其他指數。
(第8實施例)藍牙設備需要考慮到攜帶的問題。因此，作為幹擾源的無線LAN的接入點隨著時間的經過而變化。一般來說，為了防止無線LAN接入點之間的幹擾，相鄰接入點使用的頻率相互不同。在這種狀況下，在將避開某一接入點A使用的頻率來進行跳頻的藍牙設備攜帶並使其移動到另外一個接入點B附近的情況下，也避開接入點B使用的頻率來進行操作。
在第8實施例中，在重複執行了上述操作的情況下，會沒有了可使用的信道。為了避免這種情況，在正在使用的信道質量惡化的情況下，視為移動到不同的電波環境中。這樣，由於至今視為質量較差的信道還存在可以使用的可能性，所以開始再次使用過去判斷為質量劣化而沒有使用的信道。
本實施例的使用信道確定過程顯示在圖17的流程圖中。圖17所示的使用信道確定過程與圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93A和S93G。其他與圖8的流程圖相同。
即，基於分組接收操作時的錯誤檢測，計算分組錯誤率，來估計信道質量(步驟S93A)，接著，在根據估計的信道質量確定將要使用的信道的情況下，當正在使用的信道的分組錯誤率在預定值以上時，開始再次使用過去判斷為質量劣化而沒有使用的信道(步驟S93G)。
根據第8實施例，開始再次使用過去判斷為質量劣化而沒有使用的信道。從而，在正使用的信道質量惡化時，可以視為藍牙設備或作為幹擾源的設備移動、出現新的無線環境，從而可以選擇重新開始使用的信道。
(第9實施例)在上述第8實施例中，如果假定由於時間經過引起的分組錯誤率的變化不那麼急劇，那麼在判斷為不使用的信道中，分組錯誤率惡化不嚴重的信道的分組錯誤率變好的可能性很高。
在第9實施例中，在上述第8實施例中開始再利用的信道是從不使用時的分組錯誤率較小的信道開始依次選擇。
本實施例的使用信道確定過程顯示於圖18的流程圖中。圖18所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93A和S93H。其他與圖8的流程圖相同。在步驟S93A中，估計信道質量。在下一步驟S93H中，在根據所估計的信道質量確定將要使用的信道的情況下，當正在使用的信道的分組錯誤率在預定值以上時，從過去判斷為質量劣化而沒有使用時的分組錯誤率較小的信道開始，依次開始信道的重新使用。
根據第9實施例，從在新的無線環境中可以使用的概率較高的信道開始依次使用。從而，可以迅速檢測出在新的無線環境中可以使用的信道。
(第10實施例)
在藍牙設備中規定將對方側的信道質量判斷結果反饋到自己側，考慮該結果來確定將使用的信道。理由是為了解決下述問題雖然在從屬設備側對通信產生影響，但電波達不到在主設備側對通信產生影響的程度的情況下，如果使用該信道，則結果通信質量，即，所謂的隱式無線通信裝置問題。但是，另一方面，在多廠商環境中，100％依賴於對方側的質量判斷結果是危險的。
在第10實施例中，僅在某種程度上參考對方側的質量判斷結果，在確定使用信道時，使從相對的無線設備通知的各信道的質量估計結果反映到自身計算出的分組錯誤率中。具體來說，在從對方無線設備通知的各信道的質量判斷結果為良好的情況下，從分組錯誤率中減去預定值，在結果為較差的情況下，在分組錯誤率上加上預定值。基於如此加上了變更的值來進行使用信道的確定。
本實施例的使用信道確定過程顯示在圖19的流程圖中。圖19所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為3個步驟S93I、S93J、和S93E。其他與圖8的流程圖相同。在步驟S93I中，基於自身的觀測結果計算分組錯誤率，並估計信道質量。在下一步驟S93J中，將從對方無線設備通知的信道質量判斷結果反映到在步驟S93I中計算的分組錯誤率中。即，對於被通知為質量良好的信道，從在步驟S93I中計算的分組錯誤率中減去一定值α，對於被通知為質量較差的信道，向在步驟S93I中計算的分組錯誤率加上一定值β。從而，在下面的步驟S93E中，基於在步驟S93J中計算的分組錯誤率確定使用信道。
根據第10實施例，通過反映對方無線設備的信道質量判斷結果，可以確定將要使用的信道。從而，可以抑制由雖然不影響自身、但影響對方無線設備的幹擾源導致的通信質量的惡化。而且，由於使對方無線設備的信道質量判斷結果反映到自身的測定結果中，並基於該結果確定使用信道，所以可以抑制在對方無線設備發送來可靠性較低的信道質量判斷結果的情況下通信質量的惡化。
另外，如前所述，無線LAN使用的信道帶寬比藍牙的信道寬度大。因此，在假定幹擾源為無線LAN的情況下，當藍牙的某個信道質量惡化時，可以估計到該信道受到幹擾的無線LAN的信道所幹擾的藍牙信道。由此，在確定使用信道時，可以將與識別為質量劣化的信道相鄰的預定數量的信道同時視為質量惡化，從而確定不使用該信道。
(第11實施例)
在AFH使用的信道數量較少的情況下，由於超出一部分國家的電波法規定的每1MHz的天線功率，從而脫離能夠在ISM波段中使用的設備條件，所以需要防止這種情況。
在第11實施例中，在作為確定使用信道的結果，在判斷為將要使用的信道的個數比預定數量少的情況下，將根據判斷為將要使用的信道的個數確定的功率作為最大功率來發射電波。
即，在藍牙設備的情況下，在進行通信的無線通信裝置相互之間，當電波變弱的時候，可以向對方發送LMP(鏈路管理器協議)_incr_power_req PDU(協議數據部分)這樣的消息，請求以更強的功率進行電波發送。收到該消息的一方根據該消息增強發送功率。此時，參照在AFH中使用的信道數量，在該信道數量比預定個數少的情況下，將發送功率提高到根據判斷為將要使用的信道的個數確定的功率，例如比模塊可以發送的最大功率小的值。然後，在超過最大功率的情況下，即使在具有物理可發送能力的情況下，也發出用於向對方通知不能以再大的功率進行發送的消息LMP_max power PDU，來拒絕提高發送功率。
與此相對，在以根據判定為將要使用的信道的個數確定的、比每1MHz的天線功率更大的功率進行發送的情況下，可無需通知通信對方，將發送功率降低到根據該信道的個數確定的功率。
本實施例的發送單元41的發送功率確定過程顯示在圖20的流程圖中。另外，本實施例的使用信道確定過程顯示在圖21的流程圖中。
首先，使用圖20描述發送功率確定過程。在接收到LMP_incr_power_reqPDU情況下的協議處理開始(步驟S101)後，首先，判斷發送功率是否達到物理最大功率(步驟S102)。然後，如果達到最大功率，那麼就執行不變更發送功率的處理(步驟S103)，接著發送LMP_max power PDU(步驟S104)，並結束接收到LMP_incr_power_req PDU情況下的協議處理(步驟S105)。如果在步驟S102中判斷沒有達到最大功率，那麼就判斷AFH使用的信道數是否比信道數的閾值少(步驟S106)。如果判斷為不比閾值少，那麼就執行增強發送功率的處理(步驟S107)，此後，結束接收到LMP_incr_power_req PDU情況下的協議處理(步驟S105)。另一方面，在步驟S106中，如果判斷為比閾值少，那麼就判斷發送功率是否達到電波法規定的功率(步驟S108)，如果達到，則在前面的步驟S103中執行不變更發送功率的處理，如果沒有達到，則在前面的步驟S107中執行增強發送功率的處理。
圖21所示流程圖中的步驟S96相當於圖20所示的發送功率確定過程。圖21所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93A和S93E，並且在步驟S93E之後，執行相當於圖20所示發送功率確定過程的步驟S96。其他與圖8的情況相同。
即，在通過步驟S93A、S93E估計信道質量以及確定使用信道之後，進行確定發送功率的處理。
本實施例的藍牙設備的更詳細操作如下。將根據作為信道質量估計的結果決定將要使用的信道數確定的最大發送許可功率與此時設備的發送功率進行比較。如果以超出最大許可發送功率的發送功率來發射，那麼將發送功率降低到最大許可發送功率。例如，如果決定將要使用的信道數為N，為符合技術標準的每1MHz的天線功率為A(mW)，則考慮到藍牙信道帶寬為1MHz，那麼最大許可發送功率為A×N。
用藍牙進行通信的過程中，可以向對方側請求提高發送功率(LMP_incr_power_req PDU)或者減小發送功率(LMP_decr_power_reqPDU)，以使接收功率進入錯誤少、可解調的範圍(黃金範圍Golden Range)內。在進行前述處理的情況下，當對方側設備請求了LMP_incr_power_req PDU時，在如果滿足該請求則會超出最大許可發送功率的情況下，向對方側通知無法將發送功率提高到最大許可發送功率以上(通知LMP_max_power PDU)，並可以用最大許可發送功率進行發送。
這種情況下，與通知了LMP_max_power PDU的設備之間的通信的質量由於接收功率沒有進入該設備的黃金範圍而仍然惡化。這表示同步錯誤、報頭錯誤、數據部分錯誤仍然增加。這樣，利用上述各個實施例的信道質量估計方式判斷為信道通信質量仍然惡化。為了符合技術標準而限制天線功率的是在藍牙設備中被稱作一級(class 1)的高輸出設備。因此，當出現這種狀態時，將在周圍存在WLAN等幹擾源時與進行通信的設備間的距離慢慢增大的情況假定為主要情形。這種情形的情況下，由於通信距離大，WLAN等的幹擾源對藍牙通信的影響隨時間的變化也小，已經判斷為較差的其他信道變化為良好狀態的可能性低。這種情況下，假定如果進行在判定為較差的信道中找出變化為良好狀態的信道的操作，那麼對設備間的通信質量產生更大的影響。為了防止這種情況，最好儘可能繼續使用過去判定為將要使用的信道。為了實現該目的，在與控制發送功率、以便不超過最大許可發送功率的設備之間進行通信的情況下，可以使用於判定信道質量較差的分組錯誤率的閾值大於預定值。這種情況下，與對方設備之間的距離再次縮短、從對方設備通知了LMP_decr_power_reqPDU、並且對方側請求以低於最大許可發送功率的功率進行發送時，可使用於判定較差的分組錯誤率的閾值返回原值。或者，在發生這種情況的時候，也可以在此時刻停止信道質量估計操作。在停止了信道質量估計操作的情況下，與對方設備之間的距離再次縮短、從對方設備通知了LMP_decr_power_reqPDU、且對方側請求以低於最大發送許可功率的功率進行發送時，重新開始信道質量估計操作。
作為來自對方側設備的接收電波變弱、向對方側發送LMP_incr_pwoer_reqPDU的結果，有時返回LMP_max_power PDU。此時，為了避免超出最大許可發送功率的發送，在根據所選擇的信道數設定發送功率的上限的情況下，該LMP_max_power PDU的含義存在下面兩種情況。(1)達到對方側設備可以發送的最大功率的情況。(2)達到相應於所選擇的信道數的最大許可發送功率的情況。在藍牙的情況下，由於無法知道對方側設備發送功率的絕對值，所以不能區別LMP_max_power PDU具有哪種含意。但是，以最大許可發送功率為上限的發送功率的限制僅僅產生於一級設備。在這種情況下，可以假定設備間的通信距離變大，來自幹擾源的幹擾隨時間的變化變小。從而，即使在發送了LMP_incr_power_req PDU、接收到LMP_max_power PDU的情況下，與接收到LMP_incr_power_req PDU的情況相同，使判定為較差的分組錯誤率大於預定值，或者停止信道質量估計，儘量繼續使用在此之前選擇的信道。在判斷為較差的分組錯誤率變大和停止信道質量估計操作的情況下，同樣，在達到可以發送LMP_decr_power_req PDU的接收功率時，使判斷為較差的分組錯誤率返回原值，或者重新開始信道質量估計。
根據第11實施例，即使ISM波段大部分的信道質量降低、藍牙使用的信道數變少，也可以將每1MHz的天線功率抑制到一定值以下。從而，可以避免將要使用的信道為ISM波段的一部分而對其他設備產生惡劣影響的狀況。
(第12實施例)
在確定使用信道時，為了防止每個信道的發送功率超過一部分國家的電波法規定的每1MHz的天線功率，必須一直使用根據希望發送的功率的大小確定的最低限度個數以上的信道。此時，從以預定方法估計的信道質量良好的信道開始，依次選擇信道，使用這些信道進行通信。在進行通信的期間測定信道質量，在比預定條件惡化的情況下，中止使用該信道，並開始其他信道的再一次使用。
在此，在開始了再次使用的其他信道也是信道質量差、應該再使用的等級的信道質量的情況下，假定可以使用的信道數量變得比根據希望發送的功率確定的最低限度的個數少的狀況。在產生這種事態的情況下，通過限制中止使用的信道數量，始終使用根據希望發送的功率的大小確定的最低限度的個數以上的信道。換言之，即使擔心信道質量被判定為較差、仍存在對通信的惡劣影響，在保持發送功率的情況下，也必須使用該發送功率不超過每1MHz的天線功率的最大值的數量的信道。
本實施例的使用信道確定過程顯示在圖22的流程圖中。圖22所示的使用信道確定過程與前面圖8的流程圖所示的基本操作的不同點在於，圖8中的1個步驟S93被分為2個步驟S93A和S93K，並且在步驟S93K之後，執行用於確定發送功率的步驟S97和S98。其他與圖8的情況相同。
即，在通過步驟S93A、S93K暫時確定信道質量估計和使用信道之後，通過步驟S97和S98執行用於確定發送功率的處理。首先，判斷使用信道數是否超過根據希望發送的功率的大小確定的數量(步驟S97)。如果是，就將該使用信道通知給對方側的藍牙設備(步驟S94)，並結束操作(步驟S95)。另一方面，如果不是，那麼將使用信道的數量增加到根據希望發送的功率的大小確定的數量(步驟S98)，並將該使用信道通知給對方側藍牙設備(步驟S94)，結束操作(步驟S95)。
根據第12實施例，即使ISM波段的大部分信道質量降低、藍牙使用的信道數變少，也無需很大地降低發送功率就可將每1MHz的天線功率抑制到一定值以下。從而，可以避免將要使用的信道成為ISM波段的一部分、對其他設備產生惡劣影響的狀況。
本實施例的藍牙設備的更詳細操作如下。
將根據信道質量的估計結果是決定將要使用的信道數所確定的最大發送許可功率與此時設備的發送功率進行比較。如果要以超出最大許可發送功率的發送功率進行發送，那麼增加將要使用信道的數量，以使將要作為發送功率的功率保持最大許可發送功率。例如，如果確定為將要使用的信道數為N、用於符合技術標準的每1MHz的天線功率為A(mW)，考慮到藍牙信道的帶寬為1MHz，那麼最大許可發送功率為A×N。另外，如果發送功率為B(mW)，那麼此時新增加的信道總數為B-A×N。
用藍牙進行通信的過程中，為使接收功率進入黃金範圍，可以向對方側請求增大發送功率(LMP_incr_power_req PDU)或者減小發送功率(LMP_decr_power_req PDU)。在進行前述處理的情況下，當對方側設備請求了LMP_incr_power_req PDU時，在如果滿足該請求則會超出最大許可發送功率的情況下，根據該請求繼續使用判定為信道質量較差的信道。這表示在繼續使用時，在進行了判斷的信道中同步錯誤、報頭錯誤和數據部分錯誤仍然增加意味著利用在本發明中實施的使用信道確定方式從判定為較差的信道中選擇新的使用信道的情況繼續產生。但是，為了符合技術標準而限制天線功率的是藍牙設備中被稱作一級的高輸出設備。因此，在產生這種狀態時，將在周圍存在WLAN等幹擾源時與進行較長距離通信的設備之間的距離進一步慢慢加大的情況假定為主要情形。在這種情形的情況下，由於通信距離大，所以WLAN等幹擾源產生的、對藍牙設備相互之間的通信產生的影響隨時間的變化也小，已經判定為較差的其他信道變為良好狀態的可能性低。這種情況下，假定如果進行從判定為較差的其他信道中找出變為良好狀態的信道，則會對設備間的通信質量產生更大影響。為了防止這種情況，最好儘可能繼續使用過去判定為將要使用的信道。為了實現這一目的，在與進行不超出最大許可發送功率地增加信道數量的處理的設備進行通信的情況下，可以使用於判定信道質量較差的分組錯誤率的閾值大於預定值。這種情況下，與對方設備之間的距離再次縮短、對方設備通知了LMP_decr_power_req PDU、即使不選擇判定為較差的信道也能滿足最大發送許可功率時，可使用於判定較差的分組錯誤率的閾值返回原值。或者，在發生這種情況時，可以在此時停止信道質量估計。在停止了信道質量估計的情況下，在與對方設備之間的距離再次減小、對方設備通知了LMP_decr_power_req PDU、即使不選擇判定為較差的信道也可以滿足最大許可發送功率時，可以重新開始信道質量估計操作。
為了滿足最大許可發送功率而在包含判定為較差的信道在內進行選擇的情況下，來自LMP_max_power PDU的對方側設備的接收電波變弱，在作為向對方側發送了LMP_incr_power_req PDU的結果，對於自己一方判定為較差的信道，按照對方側設備的信道質量估計結果，會被通知判定為良好。該良好的意思存在以下兩種情況。(1)對於對方側設備來說，存在隱藏的無線通信裝置，並且對方側設備的信道判定結果為良好的情況。(2)包含判定為較差的信道在內，如果不進入跳躍序列就不能滿足最大發送許可功率的情況。在藍牙的情況下，由於不知道對方側設備的發送功率的絕對值，所以無法區別與自己一方的較差判定不同的良好判定的意思是哪一個。但是，如果不根據對方的良好判定選擇信道的話，就不能滿足對方側的最大發送許可功率。
上述各實施例與日本專利第3443094號公報中記載的發明相比，具有以下特徵。
(1)關於信道質量估計方法，可以解決在計算分組錯誤率的統計信息時發生的各種困難問題。
(2)關於使用信道選擇方法，可以引入用於確保用於降低藍牙設備相互之間的幹擾概率的最低信道數量的策略、用於應對電波環境變化的情況的策略、以及為了補償以主動方式無法得到用於估計沒有使用的信道質量的信息的問題而引入被動方式。
(3)關於AFH和信道選擇的關聯，可以解決在選擇信道變少時每1MHz的天線功率變大而不能滿足可在ISM波段中使用的設備的必要條件的問題。
整理上述各個實施例的無線通信裝置以及由其得到的效果如下。
(1)第1實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，在接收操作時沒能檢測到分組的開頭時，視為本來應該接收的分組由於信道質量惡化而沒能接收到的分組錯誤，該無線通信裝置在估計某一信道的信道質量時，基於針對各個信道中的每一個執行的接收操作的次數和分組錯誤的次數來計算每個信道的分組錯誤率，並使用該分組錯誤率來估計信道質量。
這種結構的無線通信裝置可得到的效果是可以利用主動方式的信道質量估計方法，迅速地估計信道質量。
(2)第2實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，對於視為質量良好而在接收操作中使用的信道，計算分組錯誤率從而估計信道質量，而對於視為質量較差而不在接收操作使用的信道，通過在空時隙中依次測定電場強度來估計信道質量。
這種結構的無線通信裝置可得到的效果是在從過去視為較差而至今沒有使用的信道中選擇重新開始使用的信道時，可以在不對用戶數據通信產生惡劣影響的情況下估計信道質量。
(3)第3實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，預先存儲每個信道的分組錯誤指數，在通過接收操作接收的分組中沒有發現錯誤的情況下，如下更新分組錯誤指數。分組錯誤指數＝前一個分組錯誤指數×{1-(1/B)}(B是預定的正數，1/B為0～1範圍內的值)。另外，在通過接收操作接收的分組中發現了錯誤的情況下，如下更新分組錯誤指數。分組錯誤指數＝前一個分組錯誤指數×{1-(1/B)}+(1/B)。然後，將這樣更新後的分組錯誤率視為分組錯誤率來估計信道質量。
這種結構的無線通信裝置可得到的效果是僅通過預先記住唯一的變量就可以近似地計算分組錯誤率，從而可將所需的計算資源抑制得較少地進行分組錯誤率計算。
(4)第4實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，在估計某個信道的信道質量時，根據執行了預定次數的分組接收操作之後的分組錯誤率計算結果，開始信道質量估計，此後，在每次執行分組接收操作時計算分組錯誤率，並更新信道質量估計。
這種結構的無線通信裝置可得到的效果是可以利用進入統計平衡後的分組錯誤率來估計信道質量，從而可以進行穩定的信道質量估計。
(5)第5實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，對於由跳頻確定單元選擇的各個頻道，基於分組錯誤率和所測定的電場強度個別地評價每個信道的質量，在基於作為信道質量估計對象的頻道的信道質量估計結果來判定該頻道是否可以使用時，考慮測定電場強度時的測量時隙的頻度，選擇是使用根據分組錯誤率估計的信道品質，還是選擇使用根據電場強度測定結果估計的信道質量。
這種結構的無線通信裝置所得到的效果是即使在進行高負荷通信而沒有足夠的空時隙、從而基於電場強度的測定結果估計信道質量的可靠性低時，也可以利用根據用戶數據的通信估計的、可靠性高的信道質量估計結果來確定使用信道。
(6)第6實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，使在空時隙中依次執行電場強度測量的結果與可以作為使用各個信道實際執行通信的結果來測量的分組錯誤率建立關聯，在針對所選擇的各個頻道、根據電場強度的測量結果估計信道質量時，在所觀測的電場強度比作為預定分組錯誤率的電場強度高時判斷為較差，低時判斷為良好。
這種結構的無線通信裝置可以測量在空時隙中的電場強度測量結果和實際分組錯誤率之間的關係，根據電場強度的測量結果來決定視為較差或視為良好，所以可以實現更高可靠性的信道質量估計。
(7)第7實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，在根據以預定方法估計的信道質量來確定將要使用的信道時，將信道質量視為分組錯誤率，比較各個信道的分組錯誤率，從分組錯誤率最低的信道、即信道質量最好的信道開始，依次使用預定數量的信道。
這種無線通信裝置可得到的效果是在多個藍牙設備執行發送的情況下，可以將以相同頻率進行發送的概率保持為較小。
(8)第8實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，基於分組接收操作時的錯誤檢測來計算分組錯誤率，從而估計信道質量，在根據所估計的信道質量確定將要使用的信道時，在正使用的信道的分組錯誤率達到預定值以上時，重新開始使用過去判斷為質量惡化而沒有使用的信道。
這種結構的無線通信裝置可實現的效果是可在所使用的信道質量惡化時，視為藍牙設備或作為幹擾源的設備移動、出現新的無線環境，選擇重新開始使用的信道。
(9)第9實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，基於分組接收操作時的錯誤檢測來計算分組錯誤率，從而估計信道質量，在根據所估計的信道質量確定將要使用的信道時，在所使用的信道的分組錯誤率達到預定值以上時，重新開始使用過去判斷為質量惡化而沒有使用的信道。此時，開始使用的信道是從沒有使用時的分組錯誤率小的信道開始依次使用。
這種結構的無線通信裝置從在新的無線環境中可以使用的概率高的信道開始依次使用，所以可以迅速檢測出在新的無線環境中可以使用的信道。
(10)第10實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，基於分組接收操作時的錯誤檢測來計算分組錯誤率，基於該分組錯誤率估計信道質量，並在基於作為估計對象的頻道的信道質量估計結果來確定該頻道是否可以使用時，在對方無線設備通知的各信道的質量估計結果為良好的情況下，從分組錯誤率中減去預定的第1值，在所通知的各信道的質量估計結果為較差的情況下，使分組錯誤率加上預定的第2值，使用該結果來確定使用信道。
這種結構的無線通信裝置可以抑制由不對自身產生影響、但對對方無線設備產生影響的幹擾源導致的通信質量惡化。另外，可以抑制在對方無線設備發送來可靠性低的信道質量估計結果的情況下的通信質量惡化。
(11)第11實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，在確定使用信道的結果是判斷為將要使用的信道的個數比預定個數少的情況下，以根據判斷為將要使用的信道的個數確定的功率為最大功率來發送電波。
這種結構的無線通信裝置可以避免將要使用的信道成為ISM波段的一部分、從而對其他設備產生惡劣影響的狀況。
(12)第12實施例的無線通信裝置是根據跳頻確定單元的指示依次使用多個頻道來接收分組的無線通信裝置，在確定使用信道的結果是判斷為將要使用的信道的個數比根據此時的發送功率確定的個數少的情況下，也使用根據發送功率確定的數量的信道。
這種結構的無線通信裝置可以避免將要使用的信道成為ISM波段的一部分、從而對其他設備產生惡劣影響的情況。
對於本領域技術人員來說，很容易想到其他的優點和修改。因而，本發明在其更廣義方面並不局限於在此顯示和描述的具體細節和代表性實施例。因此，在不脫離由所附權利要求及其等同物所限定的總的發明原理的精神或範圍的情況下，可以作出各種修改。
權利要求
1.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；錯誤檢測單元，在所述接收單元進行分組數據的接收操作時，在沒能檢測到分組數據的開頭時，視為本來應該接收的分組數據由於信道質量惡化而無法接收的分組錯誤；和控制單元，在估計由所述接收單元接收的頻道的信道質量時，基於針對每個頻道執行的分組數據接收操作的次數和所述錯誤檢測單元檢測出的分組錯誤的次數，計算每個頻道的分組錯誤率，利用該分組錯誤率來估計信道質量，基於所述估計信道質量的結果，判斷該頻道是否可以使用，避開判斷為不可使用的頻道，由所述跳頻確定單元執行跳頻。
2.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在對由所述接收單元進行分組數據的接收的各個頻道估計信道質量時，對於信道質量被視為良好從而在接收操作中使用的頻道，通過計算分組錯誤率來估計信道質量，對於被視為信道質量惡劣從而不在接收操作中使用的頻道通過在空時隙中依次進行電場強度測量來估計信道質量，基於作為所述信道質量估計對象的頻道的信道質量估計結果，判斷該頻道是否可以使用，控制所述跳頻確定單元避開不可使用的頻道來進行跳頻。
3.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，針對每個頻道預先存儲分組錯誤指數，在通過接收操作所接收的分組中沒有發現錯誤的情況下，按照分組錯誤指數＝前一個分組錯誤指數×{1-(1/B)}(B是預定的正自然數，1/B是0～1範圍內的值)來更新所述分組錯誤指數，在通過接收操作所接收的分組中發現了錯誤的情況下，按照分組錯誤指數＝前一個分組錯誤指數×{1-(1/B)}+(1/B)來更新分組錯誤指數，將更新後的分組錯誤指數視為分組錯誤率來估計信道質量，基於所述估計信道質量的結果判斷該頻道是否可以使用，避開判斷為不能使用的頻道，由所述跳頻確定單元進行跳頻。
4.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，在估計某個頻道的信道質量時，利用執行了預定次數的分組接收操作後的分組錯誤率的計算結果，開始估計信道質量，此後在每次進行分組接收操作時，計算分組錯誤率，更新信道質量估計，並基於所述估計信道質量的結果判斷該頻道是否可以使用，避開判斷為不能使用的信道，由所述跳頻確定單元執行跳頻。
5.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，對於由所述跳頻確定單元選擇出的各個頻道，根據分組錯誤率和在空時隙的情況下測定的電場強度，個別地評價每個信道的質量特性，在基於作為信道質量估計對象的頻道的信道質量估計結果來判斷該頻道是否可以使用時，考慮測定電場強度時測定時隙的頻度，選擇是使用根據分組錯誤率估計的信道質量、還是使用根據電場強度的測定結果估計的信道質量，基於所選擇的信道質量判斷該頻道是否可以使用，避開判斷為不能使用的頻道，由所述跳頻確定單元進行跳頻。
6.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，使在空時隙中依次進行了電場強度測量的結果與可以作為使用各個頻道實際進行通信的結果而測定的分組錯誤率建立關聯，在針對所選擇的各個頻道、根據電場強度的測定結果來估計信道質量時，在所觀測的電場強度比作為預定分組錯誤率的電場強度高時，判斷為較差，低時判斷為良好，由此估計信道質量，並基於所述估計信道質量的結果判斷該信道是否可以使用，避開判斷為不可使用的頻道，由所述跳頻確定單元執行跳頻。
7.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，在根據以預定方法估計的信道質量確定將要使用的頻道時，將信道質量視為分組錯誤率，比較各個頻道的分組錯誤率，由所述跳頻確定單元進行跳頻，以便從信道質量最好的頻道開始，依次將預定數量的頻道作為使用信道。
8.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，基於分組接收操作時的錯誤檢測，計算分組錯誤率，從而估計信道質量，在根據該估計的信道質量確定將要使用的信道時，在正使用的頻道的分組錯誤率達到預定值以上時，由所述跳頻確定單元進行跳頻，以便開始重新使用過去判斷為質量劣化而沒有使用的信道。
9.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，基於分組接收操作時的錯誤檢測，計算分組錯誤率，從而估計信道質量，在根據該估計的信道質量確定將要使用的信道時，在正使用的頻道的分組錯誤率達到預定值以上時，由所述跳頻確定單元執行跳頻，以便從過去判斷為質量劣化而沒有使用的頻道中、沒有使用時的分組錯誤率較小的信道開始，開始重新使用。
10.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，基於分組接收操作時的錯誤檢測，計算分組錯誤率，並基於該分組錯誤率估計信道質量，在基於作為估計對象的頻道的信道質量估計結果來確定該頻道是否可用時，在由其他無線設備通知的各信道的質量估計結果為良好的情況下，從分組錯誤率中減去預定的第1值，在通知的各信道的質量估計結果為較差的情況下，使分組錯誤率加上預定的第2值，利用該結果確定使用信道，由所述跳頻確定單元執行跳頻。
11.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送並控制發送功率；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元進行分組數據的接收操作時，估計信道質量，根據所估計的信道質量確定將要使用的信道，在判斷為將要使用的頻道的個數比預定個數少的情況下，控制所述發送單元，以便將根據判斷為將要使用的頻道的個數而確定的功率作為最大功率來發送電波。
12.一種半導體集成電路裝置，用於依次使用多個頻道來收發分組的跳頻方式的無線通信裝置，包括跳頻確定單元，從所述多個頻道中選擇1個頻道；發送單元，通過將分組數據分配給所選擇的頻道來進行分組數據的發送；接收單元，進行所選擇的頻道的分組數據的接收；和控制單元，在由所述接收單元執行分組數據的接收操作時，估計信道質量，根據所估計的信道質量確定將要使用的信道，即使在判斷為將要使用的頻道的個數比利用此時的發送功率確定的個數少的情況下，也由所述跳頻確定單元執行跳頻，以便使用利用發送功率確定的數量的信道。
13.一種無線通信裝置，包括如權利要求1至12中任何一項記載的半導體集成電路裝置；連接到所述半導體集成電路裝置的無線天線；和連接到所述半導體集成電路裝置、並與所述半導體集成電路裝置之間進行數據和命令的收發的主機。
全文摘要
本發明公開了一種無線通信裝置以及在其中使用的半導體集成電路裝置，接收單元(42)根據跳頻確定單元(44)的指示依次使用多個頻道來接收分組數據。在進行接收操作時，在沒能檢測到分組數據的開頭時，視為本來應該接收的分組數據由於信道質量惡化而沒能接收的分組錯誤，在估計某個頻道的信道質量時，基於針對各個頻道中的每一個執行的接收操作的次數和分組錯誤的次數來計算每個頻道的分組錯誤率，並利用該分組錯誤率來估計信道質量。
文檔編號H04L12/24GK1855771SQ200610082090
公開日2006年11月1日 申請日期2006年1月27日 優先權日2005年1月27日
發明者岐津俊樹, 下條義滿, 繁田良則, 正畑康郎 申請人:株式會社東芝