(57)【要約】【課題】１つの搬送周波数を使用して通信エリアを広くすることができ、各基地局で通信エリアが重なる領域においても、移動局が正常に送信情報を受信することができる制御局装置を提供する。【解決手段】１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有し、それぞれの基地局装置が、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを複数の基地局の間で同期させ、当該同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信するデジタル無線通信システムにおいて用いられる制御局装置であって、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択装置を有する。【選択図】図１
2010034824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有し、それぞれの前記基地局装置が、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを前記複数の基地局装置の間で同期させ、当該同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局装置に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信するデジタル無線通信システムにおいて用いられる制御局装置であって、
前記複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択装置、
を有していることを特徴とする制御局装置。
【請求項２】
前記送信信号が音声信号を含み、
前記選択装置が、
前記複数の基地局装置の中から、第１の音声信号を送信する第１の基地局装置を選択する音声信号用選択装置、
を有し、
前記音声信号用選択装置が、
前記選択した第１の基地局装置が前記第１の音声信号の送信が完了したことを示す音声信号完了信号を、前記選択した第１の基地局装置から受信したことに応じて、前記複数の基地局装置の中から、第２の音声信号を送信する第２の基地局装置を選択可能とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御局装置。
【請求項３】
前記送信信号がデータ信号を含み、
前記選択装置が、
前記複数の基地局装置の中から、第１のデータ信号を送信する第３の基地局装置を選択するデータ信号用選択装置、
を有し、
前記データ信号用選択装置が、
前記選択した第３の基地局装置が前記第１のデータ信号の送信が完了したことを示すデータ信号完了信号を、前記選択した第３の基地局装置から受信したことに応じて、前記複数の基地局装置の中から、第２のデータ信号を送信する第４の基地局装置を選択可能とする、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御局装置。
【請求項４】
前記クラスタフレームは予め定められている複数のフレームを有し、
前記複数の基地局装置はそれぞれ、
前記複数のフレームのうち一部のフレームで前記同期信号を送信し、
前記複数のフレームのうち前記同期信号を送信しない一部のフレームで情報量を圧縮した音声信号を送信し、
前記複数のフレームのうち、いずれの基地局装置も同期信号と音声信号とを送信しないフレームでデータ信号を送信する、または、自基地局装置が同期信号を送信するフレームで前記同期信号とともにデータ信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御局装置。
【請求項５】
１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有するデジタル無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置のそれぞれが、
同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを前記複数の基地局装置の間で同期させる同期部と、
前記同期部が同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局装置に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信する送信部と、
を有し、
前記制御局装置が、
前記複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択装置、
を有していることを特徴とするデジタル無線通信システム。
【請求項６】
１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有し、それぞれの前記基地局装置が、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを前記複数の基地局装置の間で同期させ、当該同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局装置に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信するデジタル無線通信システムにおいて用いられる制御局装置で用いられる制御方法であって、
前記複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択手順、
を有していることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タクシーなどに用いられるデジタル無線通信システムに関し、特に、１つの搬送周波数を使用してサービスエリアすなわち通信エリアを広くすることを可能とするデジタル無線通信システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
タクシーなどに用いられる無線通信システムにおいて、近年、デジタル無線通信方式の無線通信（非特許文献１参照）を用いたデジタル無線通信システムが普及してきている。このデジタル無線通信方式においては、タクシー会社毎に、１つまたは少数の搬送周波数が割り当てられている。なお、タクシー会社に割り当てられる搬送周波数の数は、タクシー会社が保有するタクシーの数、すなわち、移動局の台数により、定められている。そのため、保有している移動局の台数が少ないと、そのタクシー会社は、サービスエリアが広い場合においても、複数の搬送周波数を貰うことが難しいという事情がある。
そのため、デジタルタクシー無線において、１つの搬送周波数を使用して、サービスエリアすなわち通信エリアを広くすることが求められている。また、デジタル無線通信システムにおいて、移動局と基地局との間で音声通信をしている期間においても、移動局の位置情報などを示すデータ信号を送受信できることが求められている。
【０００３】
ところで、デジタルタクシー無線で使用されている通信方式として、半複信方式と単信方式とが知られている。半複信方式は、基地局からの送信（下り）と移動局からの送信（上り）は、別々の周波数を使用する。たとえば、基地局は、常に下り信号を送信する（常送タイプであり、常送タイプには、連続送信型と間欠送信型がある。）。移動局は、基地局からの信号を受信して、基地局に同期して上り信号を送信する方式である。移動局は、基地局に同期しているため、必要最低限のデータのみを送信すれば、基地局側で受信することができる。
【０００４】
一方、単信方式は、上りと下りとの周波数は、同じ場合（すなわち、１周波）と、異なる場合（すなわち、２周波）とがある。基地局および移動局共に、必要な時のみ送信する。すなわち、非常送タイプである。そのため、受信する場合には、移動局は、毎回送信側に同期をあわせる必要があり、送信する場合には、移動局は、同期を合わせる信号を、送信すべきデータに先立って送信する必要がある。そのため、通信トラフィックは、半複信方式に比べ、単信方式の方が低くなる傾向がある。よって、データ信号を送信する場合には、単信方式に対比して、半複信方式の方が有利となる。
【０００５】
ここで、通信エリアを広くする場合には、基地局を複数設置する必要がある。すなわち、それぞれの基地局がそれぞれの通信エリアを有していることにより、このデジタル無線通信システムは、全体として通信エリアが広くなる。たとえば、図６に示すように、デジタル無線通信システムが、基地局Ａと基地局Ｂとを有する。なお、この基地局Ａと基地局Ｂとは制御局により制御されている。
【０００６】
次に、基地局が２つの場合について、半複信方式を用いた場合の問題点について説明する。半複信方式の場合は、基地局と移動局間の同期を常に保つため、常送タイプの連続送信型の場合には、基地局から常時下り信号が送信されている。常送タイプの連続送信型の場合、２つの基地局から、同時に同一搬送周波数で送信すると、エリアが重なった領域の移動局（たとえば、図６の移動局Ｅ）は、基地局との同期が取れなくなり、通信不能になる。また、半複信方式の場合は、間欠送信型の場合でも、２つの基地局から送信するタイミングが重なると、上記と同様な現象が発生する。よって、複数の基地局でエリアが重なる場合には、半複信方式を用いることが出来ないという問題があった。
そのため、通信エリアを広くする場合であって、基地局を複数設置する場合には、必要な時のみ送信をする単信方式が使用されている。そして、単信方式を用いて、次の（Ａ１）から（Ａ３）に示す方式で、通信されていた。
【０００７】
（Ａ１）基地局から送信される下り信号は、非常送である。すなわち、基地局からの下り信号は、音声通話やデータ通信時に必要に応じて送信する。
（Ａ２）移動局は、基地局と同様に音声通話やデータ通話時に必要に応じて、上り信号を送信する。
（Ａ３）１つの制御局が複数の基地局から送信される信号を制御する。
【０００８】
上記の条件を満たすデジタル無線通信システムにおいて、隣接する２つ以上の基地局から送信される搬送周波数が同一であるとき、それぞれの基地局が独立したタイミングで送信すると、送信タイミングが重なった時に、お互いの信号が干渉し合うという問題が発生する。この時、移動局は、基地局からの信号が受信できなくなるため、送信することができないという問題も発生する。また、お互いの送信信号が衝突しないようにするために、一方が送信している期間には、他方の送信を停止させなければならないという問題もある。
【０００９】
たとえば、図６において、基地局Ａと移動局Ａ、または、基地局Ｂと移動局Ｈとが、音声通話またはデータ通信を行う場合、その送信のタイムチャートは、たとえば、図７に示すようになる。たとえば、時刻ｔ１からｔ２の期間において基地局Ａが送信する。次に、時刻ｔ３からｔ４の期間において移動局Ａが送信する。次に、時刻ｔ５からｔ６の期間において基地局Ａが送信する。次に、時刻ｔ７からｔ８の期間において基地局Ｂが送信する。そして、時刻ｔ９からｔ１０の期間において移動局Ｈが送信する。
【非特許文献１】社団法人  電波産業会、「狭帯域デジタル通信方式（ＳＣＰＣ／ＦＤＭＡ）  標準規格  ARIB STD-T61  1.2版」、平成１７年１１月３０日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、基地局Ａが送信している時のフレームの使用例を図８に示す。図８において、数字は、０から３までを繰り返すフレーム番号を示している。この図８から、基地局Ａは、全てのフレームで送信している。移動局が送信している時のフレームの使用方法も、この図８の基地局の使用方法と同様である。
このように、全てのフレームを使用して音声信号を送受信することになるため、音声通話中には、データ通信ができないという問題があった。また、―方の基地局で移動局と通信している期間は、他方の基地局は送信することができないという問題もあった。また、複数の基地局が、それぞれ独立したタイミングで送信情報を送信し、送信情報を送信する期間に重複が生じる場合には、移動局は送信情報を正常に受信できない可能性があるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、１つの搬送周波数を使用して通信エリアを広くすることができ、各基地局で通信エリアが重なる領域においても、移動局が正常に送信情報を受信することができる制御局装置、デジタル無線通信システム、および、制御方法を提供することを目的とする。また、いずれかの基地局が音声通信している期間においても、データ通信することを可能とすることができることを可能とする制御局装置、デジタル無線通信システム、および、制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有し、それぞれの前記基地局装置が、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを前記複数の基地局装置の間で同期させ、当該同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局装置に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信するデジタル無線通信システムにおいて用いられる制御局装置であって、前記複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択装置、を有していることを特徴とする制御局装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記送信信号が音声信号を含み、前記選択装置が、前記複数の基地局装置の中から、第１の音声信号を送信する第１の基地局装置を選択する音声信号用選択装置、を有し、前記音声信号用選択装置が、前記選択した第１の基地局装置が前記第１の音声信号の送信が完了したことを示す音声信号完了信号を、前記選択した第１の基地局装置から受信したことに応じて、前記複数の基地局装置の中から、第２の音声信号を送信する第２の基地局装置を選択可能とする、ことを特徴とする請求項１に記載の制御局装置である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記送信信号がデータ信号を含み、前記選択装置が、前記複数の基地局装置の中から、第１のデータ信号を送信する第３の基地局装置を選択するデータ信号用選択装置、を有し、前記データ信号用選択装置が、前記選択した第３の基地局装置が前記第１のデータ信号の送信が完了したことを示すデータ信号完了信号を、前記選択した第３の基地局装置から受信したことに応じて、前記複数の基地局装置の中から、第２のデータ信号を送信する第４の基地局装置を選択可能とする、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御局装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記クラスタフレームは予め定められている複数のフレームを有し、前記複数の基地局装置はそれぞれ、前記複数のフレームのうち一部のフレームで前記同期信号を送信し、前記複数のフレームのうち前記同期信号を送信しない一部のフレームで情報量を圧縮した音声信号を送信し、前記複数のフレームのうち、いずれの基地局装置も同期信号と音声信号とを送信しないフレームでデータ信号を送信する、または、自基地局装置が同期信号を送信するフレームで前記同期信号とともにデータ信号を送信する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御局装置である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有するデジタル無線通信システムであって、前記複数の基地局装置のそれぞれが、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを前記複数の基地局装置の間で同期させる同期部と、前記同期部が同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局装置に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信する送信部と、を有し、前記制御局装置が、前記複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択装置、を有していることを特徴とするデジタル無線通信システムである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置を制御する制御局装置とを有し、それぞれの前記基地局装置が、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを前記複数の基地局装置の間で同期させ、当該同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局装置に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信するデジタル無線通信システムにおいて用いられる制御局装置で用いられる制御方法であって、前記複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、該選択した基地局装置を介して送信信号を送信する選択手順、を有していることを特徴とする制御方法である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、１つの搬送周波数を用いて複数の移動局装置と通信する複数の基地局装置を制御する制御局装置が、選択装置により、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局装置を選択し、この選択した基地局装置を介して送信信号を送信する。これにより、複数の基地局装置のうちいずれか１つの基地局のみが送信信号を送信するため、複数の基地局装置が重複して送信信号を送信することが無くなる。よって、移動局装置は、１つの基地局装置から送信された送信信号を、正常に受信することが可能となる。
また、基地局装置は、それぞれ、同期信号を送信するクラスタフレームのフレームタイミングを複数の基地局の間で同期させ、当該同期させたクラスタフレームにおいて、予め自基地局に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信する。これにより、各基地局装置の間で、送信する同期信号が重複することが無くなる。よって、１つの搬送周波数を使用して通信エリアを広くすることができ、各基地局装置で通信エリアが重なる領域においても通信を可能とすることができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜本実施形態の概要＞
まず、本実施形態の概要について説明する。本実施形態による基地局は、常送タイプの間欠送信型とし、２つの基地局が、交互に同期信号を送信し、基地局と移動局間との同期を維持するようにする。この実施形態においては、基地局が２つの場合について説明する。基地局から同期信号を送信する間隔は、クラスタフレームを１つの単位として設定する。２つの基地局の場合は、一方の基地局は、例えば、１クラスタフレーム毎に同期信号を送信する（１クラスタフレーム以上の間隔であれば良い）。他方の基地局は、空いているクラスタフレームで、同期信号を送信する。
【００２０】
お互いの基地局は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）のＰＰＳ（Pulse Per Second）信号を基準信号として、フレームタイミングすなわちクラスタフレームの境目を補正して、お互いの送信タイミングが重ならないようにする。また、ＰＰＳ信号を使用したフレームタイミング補正方法について、基地局内部では、内部の発振器を基にシンボルタイミング信号及びフレームタイミング信号を生成する。また、ＧＰＳからのＰＰＳ信号のタイミングでフレームタイミング信号をシンボル間隔の精度で補正する。また、フレームタイミングを補正する場合は、基地局が送信していないタイミングで行う。
【００２１】
＜本実施形態の構成＞
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態によるデジタル無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。ここでは、デジタル無線通信システムが制御局１、および、基地局２と基地局３との２つの基地局を有する場合について説明する。なお、制御局１は、たとえば、図６を用いて説明した制御局に設定される装置である。また、基地局２と基地局３とは、図６を用いて説明した基地局Ａと基地局Ｂとに、それぞれ設置される装置である。この実施形態においては、各基地局の通信方式として、ＳＣＰＣ（Single-Channel Per Carrier）方式を用いたＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多元接続）方式の場合について説明する。
【００２２】
制御局１と基地局２とは、データ通信線４−２と音声通信線５−２とを介して接続されている。このデータ通信線４−２及び音声通信線５−２は、専用回線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line：非対称デジタル加入者線）回線、光通信回線などである。制御局１と基地局３とは、制御局１と基地局２と同様に、データ通信線４−３と音声通信線５−３とを介して接続されている。
【００２３】
制御局１は、制御装置１１と、音声通信装置１２−２と、音声通信装置１２−３と、選択装置１３と、を有している。制御装置１１は、データ通信線４−２およびデータ通信線４−３を介して、基地局２および基地局３とデータ信号を通信する。音声通信装置１２−２は、音声通信線５−２を介して、基地局２と音声信号を通信する。音声通信装置１２−２は、たとえば、マイクとスピーカとを有している。音声通信装置１２−３は、音声通信装置１２−２と同様に、音声通信線５−３を介して、基地局３と音声信号を通信する。選択装置１３は、複数の基地局（ここでは、基地局２と３）のうちいずれか１つの基地局を選択し、この選択した基地局を介して送信信号を送信する。送信信号とは、音声信号またはデータ信号を含む信号である。この選択装置１３の詳細については、後述する。
【００２４】
基地局２と基地局３とは、それぞれ同様の構成を有しているため、ここでは、基地局２の構成について説明する。基地局２は、同期部（ＧＰＳ部）２１と、送信部（ＴＸ部）２２と、受信部（ＲＸ部）２３と、基準信号生成部（ＯＸＣＯ（Oven Controlled Xtal Oscillator）部）２４と、データ通信部２５と、音声通信部２６、ＧＰＳアンテナ２０１、送信アンテナ２０２、受信アンテナ２０３とを有している。送信部２２と受信部２３とは、複数の信号線２７により接続されている。
【００２５】
同期部２１は、ＧＰＳアンテナ２０１を介して、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。この同期部２１は、受信したＧＰＳ信号を、送信部２２と受信部２３とに出力することにより、クラスタフレームのフレームタイミングを、複数の基地局の間で同期させる。データ通信部２５は、データ通信線４−２を介して、制御局１とデータ信号を通信する。音声通信部２６は、音声通信線５−２を介して、制御局１と音声信号を通信する。
基準信号生成部２４は、生成した基準信号を、送信部２２と受信部２３とに出力する。基準信号生成部２４は、たとえば、温度制御型水晶発振器（Oven Controlled Xtal Oscillator）である。
【００２６】
送信部２２は、データ通信部２５が制御局１から受信したデータ信号または音声通信部２６が制御局１から受信した音声信号を、基準信号生成部２４が生成した基準信号に基いて、送信アンテナ２０２を介して送信する。すなわち、送信部２２は、制御局１からのデータ信号または音声信号である送信情報を、移動局へ送信する。送信部２２は、同期部２１が同期させた複数のクラスタフレームにおいて、予め自基地局に割り当てられている順序毎のクラスタフレームで同期信号を送信する。
【００２７】
受信部２３は、受信アンテナ２０３を介して受信したデータ信号または音声信号を、基準信号生成部２４が生成した基準信号に基いて受信する。そして、受信部２３は、受信したデータ信号または音声信号を、データ通信部２５または音声通信部２６を介して、制御局１へ送信する。すなわち、受信部２３は、移動局からのデータ信号または音声信号である受信情報を、制御局１へ送信する。
【００２８】
＜送信部２２の構成＞
次に、送信部２２の構成について詳細に説明する。送信部２２は、送信オフセット値記憶部２２１を有している。この送信オフセット値記憶部２２１には、複数の基地局の間で送信タイミングが重ならないようにするために、基準となるフレームからのオフセット値が予め記憶されている。すなわち、この送信オフセット値記憶部２２１には、複数の基地局の間で、重複がないオフセット値の値が、予め記憶されている。
【００２９】
送信部２２は、送信する場合に、基準となるフレームに、この送信オフセット値記憶部２２１から読み出したオフセット値を加算して算出されるクラスタフレームにおいて送信することにより、基地局間において同期信号の送信タイミングが重ならないようにする。すなわち、送信部２２は、同期部２１が同期させたクラスタフレームにおいて、送信オフセット値記憶部２２１から読み出したオフセット値に基づいた順序毎のクラスタフレームにおいて、同期信号を送信する。
【００３０】
この基準となるフレームは、複数の基地局に共通に定められている期間毎に、たとえば、その期間における最初のクラスタフレームのフレーム０として、予め定められている。また、この期間とは、少なくとも、複数の基地局の数に対応するクラスタフレームの時間長よりも長いものとする。これにより、この期間において、各基地局は自基地局に対応するクラスタフレームを、少なくとも１つは有することが可能である。これにより、各基地局は、自基地局に対応するクラスタフレームを用いて、基準信号を送信することが可能となる。このようにして、この送信部２２は、半複信方式を使用し、常送タイプの間欠送信型として送信する。そして、この送信部２２は、次のようにして、送信する。
【００３１】
送信部２２は、基地局から移動局に対する同期信号を間欠送信する間隔を、クラスタフレームを１つの単位として設定し、少なくとも基地局数のクラスタフレーム毎に送信する。例えば、基地局の数を２とすると、基地局の送信部２２は、少なくとも２クラスタフレーム毎に送信する。すなわち、基地局の数をｎ（ｎは任意の自然数）とすると、基地局の送信部２２は、少なくともｎクラスタフレーム毎に送信する。
【００３２】
送信部２２は、同期信号を基地局から間欠送信するフレーム数として、少なくとも１フレームとし、多くても１クラスタフレームのフレーム数から音声通話に使用するフレーム数以下にする。たとえば、音声通話に２フレーム使用すると、間欠送信する送信フレーム数は、１クラスタフレームが４フレームであるため、最大２フレームとなる。これは、たとえば、基地局２から音声信号を送信している時にでも、基地局３から間欠送信できるようにするためである。
【００３３】
また、送信部２２は、自局が送信しないタイミング（他の基地局が送信しているタイミング）で、フレームタイミングの補正をする。また、送信部２２は、ＧＰＳのＰＰＳ信号を基準信号として補正する場合、上述したフレームタイミングを補正する精度は、シンボル単位で行う。また、送信部２２は、基地局間のフレームタイミングの誤差を、フレーム内のガードビット数の範囲内とするようにして、補正する。
【００３４】
なお、複数基地局において、全ての基地局から同期信号を間欠送信する必要はなく、いずれかの基地局の送信機能を停止させ、その基地局を受信専用の基地局とすることも可能である（たとえば、上り／下りのアンバランスを解消するため。）。この時、送信機能を有する基地局の数から、同期信号を間欠送信する間隔を決めることができる。
【００３５】
＜基地局の動作＞
ところで、各クラスタフレームは、４つのフレームを有する（後述する図２のクラスタフレームとフレームとを参照）。このフレーム構成を使用したシステムにおける、基地局の動作について説明する。例えば、あるタイミングのクラスタフレーム０のフレーム０を同期信号基準タイミング（上述した基準となるフレーム）とし、同期信号送信間隔を８フレーム（２クラスタフレーム）間隔とする。基地局Ａのオフセット値を“０”、基地局Ｂのオフセット値を“４”とすると、基地局Ａ及び基地局Ｂから定期的に送信される同期信号（図２の符号ＴＸ参照）は、図２に示すようになる。
【００３６】
この図２に示すように、基地局Ａは、クラスタフレーム０のフレーム０と、クラスタフレーム２のフレーム０とで、同期信号を送信する。一方、基地局Ｂは、クラスタフレーム１のフレーム０と、クラスタフレーム３のフレーム０とで、同期信号を送信する。すなわち、基地局Ａと基地局Ｂとは、それぞれ、各基地局で重複しない２クラスタフレーム毎に、そのクラスタフレームの予め定められているフレーム０で同期信号を送信する。
【００３７】
このように、お互いの基地局の送信を停止することなく、また、お互いの送信信号が衝突しないようにするため、隣接する同一搬送周波数を使用する基地局のフレームタイミングを同期させる。また、各基地局から送信される同期信号タイミングが重ならないようにするため、同期信号基準タイミング及び同期信号送信間隔を決め、それぞれの基地局は、それぞれ異なったオフセット値を持ち、基準タイミングからオフセット値を加算したフレームにて同期信号を送信するようにする。そして、基地局Ａ及び基地局Ｂのサービスエリアにいる移動局は、基地局に同期して送信することができる。
【００３８】
図２に示した状態において、基地局Ａから移動局に対して音声送信する場合は、図３に示すようになる。ここでは、１クラスタフレーム時間分の音声信号の情報量、すなわち、４フレームで送信できる音声信号の情報量を、２フレームで送信できる情報量に圧縮して送信し、また、フレーム２と３とを使用して送信するものとする。なお、このように、音声信号を圧縮して送信する技術として、特開２００６−２７９７７８による技術が知られている。
【００３９】
図３を用いて、音声信号を送信する場合の、一例としてのフレーム構成について説明する。図２と同様に、基地局Ａは、クラスタフレーム０のフレーム０で、同期信号を送信する。すなわち、クラスタフレーム０のフレーム０は、基地局Ａの同期信号送信フレームである。基地局Ｂは、クラスタフレーム１のフレーム０で、同期信号を送信する。すなわち、クラスタフレーム１のフレーム０は、基地局Ｂの同期信号送信フレームである。その後、基地局Ａと基地局Ｂとは、クラスタフレーム毎に交互に、そのクラスタフレームにおけるフレーム０で、同期信号を送信する。そして、各クラスタフレームのフレーム２と３とで、基地局Ａは、記号Ｖで示すように、音声信号を送信することが可能である。
【００４０】
上述したように、本実施形態によれば、基地局Ａと基地局Ｂとの同期信号は、互いに干渉することがない。そのため、基地局Ａの通信エリアと基地局Ｂの通信エリアとが重なる領域においても、移動局は、干渉することなく、基地局Ａまたは基地局Ｂと通信することが可能である。そのため、１つの搬送周波数で、トラフィックを下げることなく、サービスエリアを広くすることができる。
【００４１】
次に、図４を用いて、データ送信に用いるフレームについて説明する。基地局Ａ及び基地局Ｂから音声送信されていない状態において、基地局Ａから移動局に対してデータ送信する場合には、図４に示すように、基地局Ａは、基地局Ａの同期信号送信フレーム、または、フレーム１から３を使用する。また、基地局Ａ及び基地局Ｂから音声送信されていない状態において、基地局Ｂから移動局に対してデータ送信する場合は、基地局Ａと同様に基地局Ｂは、基地局Ｂの同期信号送信フレーム、または、フレーム１から３を使用する。
【００４２】
次に、音声送信時のデータ送信に用いるフレームについて説明する（図５参照）。基地局Ａから音声送信している状態において、基地局Ａから移動局に対してデータ送信する場合は、基地局Ａの同期信号送信フレーム、または、フレーム１を使用する。また、基地局Ａから音声送信している状態において、基地局Ｂから移動局に対してデータ送信する場合は、基地局Ｂの同期信号送信フレーム、または、フレーム１を使用する。すなわち、各基地局の送信部２２は、いずれの基地局も音声送信しないフレーム、および、自基地局の同期信号送信フレームとなるフレームにおいて、データ送信する。
【００４３】
図５を用いて、一例としてのフレーム構成について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、図２または図３と同様のフレーム構成を有している。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）には、基地局Ａから音声送信している状態を示している。
【００４４】
図５（ａ）においては、基地局Ａが、移動局に対してデータ送信することが可能なフレームを示している。たとえば、基地局Ａは、クラスタフレーム０のフレーム０およびクラスタフレーム２のフレーム０などの基地局Ａの同期信号送信フレームのフレーム０、または、各クラスタフレームのフレーム１を使用して、基地局Ａから移動局に対してデータ送信することが可能である（図５（ａ）中の符号Ｄ参照）。
【００４５】
一方、図５（ｂ）においては、基地局Ｂが、移動局に対してデータ送信することが可能なフレームを示している。たとえば、基地局Ｂは、クラスタフレーム１のフレーム０およびクラスタフレーム３のフレーム０などの基地局Ｂの同期信号送信フレームのフレーム０、または、各クラスタフレームのフレーム１を使用して、基地局Ｂから移動局に対してデータ送信することが可能である（図５（ｂ）中の符号Ｄ参照）。
【００４６】
図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて説明したように、基地局と移動局との間で、各クラスタフレーム毎に、データ送信も可能となる。そのため、たとえば、タクシーの位置情報、賃走や空車や回送などのタクシーの状態を示す情報（スーパーサイン）を、基地局と移動局との間で音声通信中においても、基地局と移動局とで逐次送受信可能となる。また、１つの搬送周波数を用いて、広いエリアで、データ通信することが可能である。
【００４７】
上記に図２から図５を用いて説明したように、送信部２２は、クラスタフレームが有する複数のフレーム（たとえば、４個のフレーム）のうち一部のフレーム（たとえば、フレーム０）で同期信号を送信し、複数のフレームのうち同期信号を送信しない一部のフレーム（たとえば、フレーム２と３）で情報量を圧縮した音声信号を送信する。
また、送信部２２は、複数のフレームのうち、いずれの基地局も同期信号と音声信号とを送信しないフレーム（たとえば、フレーム１）でデータ信号を送信する。また、送信部２２は、自基地局が同期信号を送信するフレーム（たとえば、基地局Ａの送信部２２は、クラスタフレーム０または２のフレーム０、基地局Ｂの送信部２２はクラスタフレーム１または３のフレーム０）で、同期信号とともにデータ信号を送信する。
【００４８】
上記においては、送信部２２を用いた基地局の送信の場合について説明したが、受信部２３を用いた基地局の受信も同様である。ここで、受信部２３の構成について詳細に説明する。受信部２３は、受信オフセット値記憶部２３１を有している。この受信オフセット値記憶部２３１は、送信オフセット値記憶部２２１と同様に、複数の基地局の間で送信タイミングが重ならないようにするために、基準となるフレームからのオフセット値が予め記憶されている。受信部２３は、受信オフセット値記憶部２３１から読み出した受信オフセット値に基づいたクラスタフレームで、移動局からの送信信号を受信する。
なお、同一の基地局において、この送信オフセット値記憶部２２１と受信オフセット値記憶部２３１とに記憶されているオフセット値の値は、同一である。そのため、この送信オフセット値記憶部２２１と受信オフセット値記憶部２３１とを、同一の構成（記憶部）としてもよい。
【００４９】
なお、上記の実施形態の説明においては、通信方式として、ＳＣＰＣ方式を用いたＦＤＭＡ方式の場合について説明したが、これに限られるものではない。たとえば、通信方式として、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式であってもよい。
また、上述した実施形態の説明では、複数基地局間において、それぞれの基地局のフレームタイミングを一致させる補正方法として、ＧＰＳのＰＰＳ信号を基準信号として補正する方法について説明したが、これに限られるものではない。たとえば、ネットワークを使用した基準信号の受信により補正する方法、基準となる基地局の送信信号を受信する方法等を用いてもよい。すなわち、複数の基地局が共通にそれぞれ受信した基準信号に基いて、クラスタフレームの開始タイミングを、複数の基地局の間で同期させてもよい。
【００５０】
次に、図１を用いて説明した選択装置１３の詳細について説明する。この選択装置１３は、データ信号用選択装置１４と、音声信号用選択装置１５とを有している。なお、ここでは、音声信号用選択装置１５は、制御装置１１と、一体として構成されているものとして説明する。なお、以降においては、基地局２または基地局３を基地局装置と称して説明する。また、制御局１を、制御局装置として説明する。
【００５１】
音声信号用選択装置１５は、複数の基地局装置の中から、第１の音声信号を送信する第１の基地局装置を選択する。そして、この音声信号用選択装置１５は、選択した第１の基地局装置が第１の音声信号を送信することを完了したことを示す音声信号完了信号を、選択した第１の基地局装置から受信したことに応じて、第２の音声信号、すなわち、次の音声信号を送信する第２の基地局装置を選択可能とする。
【００５２】
たとえば、音声信号用選択装置１５においては、制御局装置を管理するユーザにより、手動で入力部または選択部が操作されることにより、複数の基地局装置の中から、第１の音声信号を送信する第１の基地局装置が選択される。また、音声信号用選択装置１５により選択された第１の基地局装置に対応する音声通信装置１２−２または音声通信装置１２−３、すなわち、第１の音声通信装置が選択される。そして、この選択された第１の音声通信装置が有するマイクで、ユーザの音声を第１の音声信号として入力する操作が行われる。制御局装置は、この入力された第１の音声信号を、音声信号用選択装置１５により選択された第１の基地局装置へ送信する。そして、選択された第１の基地局装置が、図１から図５を用いて説明したように、第１の音声信号を移動局へ送信する。
【００５３】
ここで、音声信号用選択装置１５は、この選択された第１の基地局装置が第１の音声信号を移動局へ送信している期間においては、他の基地局装置を選択できないようにされている。または、音声信号用選択装置１５は、この選択された第１の基地局装置が第１の音声信号を移動局へ送信している期間においては、この選択された第１の基地局装置を選択し続けるようにされている。ここで、第１の基地局装置が音声信号を移動局へ送信している期間とは、音声信号用選択装置１５が複数の基地局装置の中から音声信号を送信する第１の基地局装置を選択してから、音声信号用選択装置１５が音声信号完了信号を選択した第１の基地局装置から受信するまでの期間に相当する。
【００５４】
その後、音声信号用選択装置１５により選択された第１の基地局装置は、第１の音声信号の送信が完了したことに応じて、音声信号完了信号を制御局装置へデータ通信線４を介して送信する。音声信号用選択装置１５は、選択した第１の基地局装置から音声信号完了信号を受信したことに応じて、第２の音声信号、すなわち、次の音声信号を送信する第２の基地局装置を、複数の基地局装置の中から選択可能とする。または、音声信号用選択装置１５は、選択した第１の基地局装置から音声信号完了信号を受信したことに応じて、この選択された第１の基地局装置を選択し続けることを解除する。
【００５５】
その後、音声信号用選択装置１５においては、制御局装置を管理するユーザにより、再度、手動で入力部または選択部を介して複数の基地局装置の中から、第２の音声信号を送信する第２の基地局装置が選択される。ユーザは、この選択された第２の基地局装置に対応する音声通信装置１２−２または音声通信装置１２−３が有するマイクで、ユーザの音声を第２の音声信号として入力する。そして、デジタル無線通信システムにおいては、選択された第２の基地局装置を介して、この入力された第２の音声信号が送信され、上述と同様の動作が繰り返される。以降、制御局装置は、第３の音声信号、第４の音声信号、・・・第ｎの音声信号（このｎは任意の自然数）を、第１の音声信号、第２の音声信号と同様に、基地局装置を介して送信する。
【００５６】
これにより、本実施形態によるデジタル無線通信システムは、次のような効果を奏する。一般に、制御局１と基地局２または基地局３との間の通信には、遅延時間が存在する。そのため、たとえば、制御局１が基地局２を介して送信信号の送信を完了し、次に、制御局１が基地局３を介して送信信号の送信を開始する場合には、基地局２と基地局３との両方の基地局が、送信信号を送信している期間が生じる可能性がある。この場合、基地局２または基地局３との通信領域が重なった領域に位置する移動局（たとえば、図６における移動局Ｅ）は、基地局２と基地局３との両方の基地局からの送信信号を受信してしまうことになるため、送信信号を正常に受信できない可能性がある。
【００５７】
これに対して、本実施形態においては、上記に説明したように、音声信号用選択装置１５が、選択した基地局装置が音声信号を送信することを完了したことを示す音声信号完了信号を、選択した基地局装置から受信したことに応じて、次の音声信号を送信する基地局装置を選択可能とする。すなわち、いずれの期間においても、複数の基地局装置のうちのいずれか１つの基地局装置のみが、音声信号である送信信号を送信することになる。
【００５８】
これにより、制御局１と基地局２または基地局３との間の通信に遅延時間が存在する場合においても、たとえば、制御局１が基地局２を介して送信信号の送信を完了し、次に、制御局１が基地局３を介して送信信号の送信を開始する場合でも、基地局２と基地局３との両方の基地局が、送信信号を送信している期間が生じることがない。よって、基地局２または基地局３との通信領域が重なった領域に位置する移動局（たとえば、図６における移動局Ｅ）は、基地局２と基地局３と両方からの送信信号を受信してしまうことが無く、いずれか１つの基地局からの送信信号のみを受信するため、この送信信号を正常に受信できる。
【００５９】
また、データ信号用選択装置１４は、音声信号用選択装置１５と同様に、複数の基地局装置の中から、第１のデータ信号を送信する第３の基地局装置を選択する。そして、このデータ信号用選択装置１４は、音声信号用選択装置１５と同様に、選択した第３の基地局装置が第１のデータ信号を送信することを完了したことを示すデータ信号完了信号を、選択した第３の基地局装置から受信したことに応じて、第２のデータ信号、すなわち、次のデータ信号を送信する第４の基地局装置を選択可能とする。
【００６０】
そして、データ信号用選択装置１４は、上記に説明した音声信号に対する音声信号用選択装置１５の場合と同様に、データ信号に対して動作することにより、音声信号に対する音声信号用選択装置１５と同様の効果を、データ信号に対して奏する。なお、制御装置１１から基地局装置を介して移動局へ送信するデータ信号としては、たとえば、移動局であるタクシーを配車する場合の配車先となる位置を示す位置情報がある。なお、本実施形態によるデジタル無線通信システムにおいては、図１から図５を用いて説明したように、送信信号とデータ信号とを独立して基地局装置から送信することが可能である。そのため、データ信号用選択装置１４と音声信号用選択装置１５とは、複数の基地局装置の中から、データ信号または音声信号を送信する基地局装置を独立して選択することが可能である。
【００６１】
上述した実施形態においては、デジタル無線通信システムが選択装置１３を有することにより、制御局装置と基地局装置との間の通信において遅延がある場合においても、いずれか１つの基地局装置のみが音声信号およびデータ信号を送信する。そのため、このデジタル無線通信システムは、制御局装置と基地局装置との間の通信において遅延がある場合においても、音声信号およびデータ信号を、移動局が正常に受信することができるようにして、送信することが可能となる。
【００６２】
なお、基地局装置は、自基地局装置が、音声信号を送信中であるか否かを、また、音声信号を受信中であるか否かを示す回線状態通知信号を、制御局装置へ出力している。たとえば、基地局装置の送信部２２または受信部２３が、この回線状態通知信号を、データ通信部２５を介して制御局装置へ送信する。また、制御装置１１は、たとえば、それぞれの基地局装置から受信した回線状態通知信号に基いてそれぞれの基地局装置の回線状態を検出し、この検出した回線状態に基いて、いずれの基地局装置からデータ信号を出力するのか、また、いずれのフレームタイミングでデータ信号を出力するのかを決定するようにしてもよい。
【００６３】
また、制御装置１１は、データ信号を送信する基地局装置を指定するとともに、データ信号を送信するフレームを指定して、データ信号を基地局装置へ出力してもよい。なお、データ信号を送信するフレームの指定は、たとえば、ユーザが制御装置１１に接続されている入力装置を操作して入力してもよい。たとえば、制御装置１１には、周辺機器として入力装置、表示装置等（いずれも図示せず）が接続されるものとする。ここで、入力装置とはキーボード、マウス等の入力デバイスのことをいう。表示装置とはＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）や液晶表示装置等のことをいう。
【００６４】
また、制御装置１１は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この制御装置１１はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御装置１１の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の一実施形態によるデジタル無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同期信号を送信する場合の一例としてのフレーム構成を示す構成図である。
【図３】音声信号を送信する場合の一例としてのフレーム構成を示す構成図である。
【図４】音声信号を送信していない場合においてデータ信号を送信する場合の一例としてのフレーム構成を示す構成図である。
【図５】音声信号を送信している場合においてデータ信号を送信する場合の一例としてのフレーム構成を示す構成図である。
【図６】基地局とその送受信可能なエリアを示す模式図である。
【図７】従来の送受信方法を示すタイムチャートである。
【図８】図７の場合のクラスタフレームの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…制御局、２、３、Ａ、Ｂ…基地局、４−２、４−３…データ通信線、５−２、５−３…音声通信線、１１…制御装置、１２−２、１２−３…音声通信装置、１３…選択装置、１４…データ信号用選択装置、１５…音声信号用選択装置、２１…同期部、２２…送信部、２３…受信部、２４…基準信号生成部、２５…データ通信部、２６…音声通信部、２７…複数の信号線、２０１…ＧＰＳアンテナ、２０２…送信アンテナ、２０３…受信アンテナ、２２１…送信オフセット値記憶部、２３１…受信オフセット値記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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