(57)【要約】【課題】デジタル無線システムにおいて、同報通信時に、タイムアライメント制御を不要とし、かつ同報通信時に複数の無線端末局から基地局に対して適切に制御情報を送る。【解決手段】同報通信時、呼び出された対象無線端末局は、上りフレームの通信チャネルの構造を、一時的に、制御情報を実装可能な同報通信制御チャネルの構造に変更し、この同報通信制御チャネルに前記制御情報を実装して基地局に対して送信する。これにより、タイムアライメント制御が不要になる。制御情報は、移動局のゾーン位置情報、オフフック情報等であり、音声データ等に比べてきわめてデータ容量が少ないので、チャネルの構造を変更することで、１チャネル（１スロット）で十分に送信することができる。【選択図】図２
2006019799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上りフレーム及び下りフレームに、それぞれ、無線端末局に対して共通に使用される制御チャネルと無線端末局に対して基地局により割り当てられる通信チャネルとが含まれ、前記フレームを利用して基地局と複数の無線端末局の間で通信を行うデジタル無線システムにおける通信制御方法において、
前記基地局から前記下りフレームの共通制御チャネルを使用して対象無線端末局に対して同報通信の呼出を行うステップと、
呼び出された対象無線端末局は、前記上りフレームの通信チャネルの構造を、一時的に、制御情報を実装可能な同報通信制御チャネルの構造に変更し、この同報通信制御チャネルに前記制御情報を実装して前記基地局に対して送信するステップと
を有することを特徴とするデジタル無線システムにおける同報通信制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のデジタル無線システムにおける同報通信制御方法において、
前記同報通信制御チャネルは、通常の前記通信チャネルのガード時間に比較して前後のガード時間を長くした
ことを特徴とするデジタル無線システムにおける同報通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば市町村デジタル移動通信システムに適用して好適なデジタル無線システムにおける同報通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、全国の市町村に対して、防災行政用等に使用される市町村デジタル移動通信システム（非特許文献１参照）の導入あるいは整備が計画されている。
【０００３】
このような市町村デジタル移動通信システムでは、基地局から複数の無線端末局（固定局と移動局）に対し、同一メッセージを同時に送信する、いわゆる同報通信がなされる場合がある。
【０００４】
従来の技術に係る同報通信制御方法について、４多重によるＴＤＭ／ＴＤＭＡ方式を例に、フレームを示す図５、シーケンスチャートを示す図６、図７を参照して説明する。
【０００５】
図５は、下りフレームと上りフレームの構成を示しており、フレーム長４０［ｍｓ］の１フレームが、それぞれ、１０［ｍｓ］の３つの通信チャネル（Ｔｃｈとも呼ばれる。）と１つの共通制御チャネルのスロット１〜スロット４を有している。
【０００６】
ここで、共通制御チャネルは、無線端末局に対して共通に使用されるチャネル（スロットともいう。）であり、通信チャネルは、無線端末局に対して基地局により割り当てられるチャネル（スロットともいう。）である。
【０００７】
一般に、同報通信（１対多の通信）では、片方向通信（下り方向に情報が送信される通信）となるが、この片方向の同報通信に先立ち、基地局からの同報通信呼出に応じて無線端末局が起動したことや、起動した後に無線端末局がオフフックしたこと等の制御情報が、無線端末局から基地局方向へ、すなわち上り方向へ送信される必要がある。
【０００８】
そこで、同報通信が行われる場合、まず、図６に示すように、同報通信制御装置１０から同報通信起動要求が回線制御装置１２に供給される。回線制御装置１２は、同報通信起動応答を同報通信制御装置１０に返信するとともに、基地局１４に同報通信の発信要求を送る。なお、実際上、基地局１４は、通信ゾーン毎に複数存在し、通信ゾーン間を無線端末局１６1〜１６nが移動可能になっている。したがって、同報通信を行う場合、通常、全基地局１４に対して同報通信の発信要求が送られる。
【０００９】
ここで、基地局１４及びｎ個の無線端末局１６1〜１６nは、デジタル無線インタフェース領域を構成し、基地局１４から下りフレーム中の共通制御チャネル（図５下りフレーム参照）を利用して同報通信対象局（ここでは、無線端末局１６1〜１６nとする。）に対して、同報通信のグループＩＤ等を含む呼出が行われる（共通制御チャネル通信フェーズ）。呼出時に、使用する下りの通信チャネル（通信チャネル１〜３のうちの１つ）が指定される。
【００１０】
次いで、基地局１４から、指定された下り通信チャネルで同期バースト信号ＳＢ１が送信される。
【００１１】
次に、無線端末局１６nは、同期バースト信号ＳＢ２を返信する。同期バースト信号ＳＢ２を受けた基地局１４は、ずれ量（遅延時間）を認識し、タイムアライメント制御量を同期バースト信号ＳＢ３で無線端末局１６nに通知する。同期バースト信号ＳＢ３を受けた無線端末局１６nはタイムアライメント（ＴＡ）制御後の同期バースト信号ＳＢ４を送ることでタイムアライメント制御が終了し、図５の上りフレームに示すように、一時的に同報通信制御チャネルに変更したスロット１の通信チャネル（Ｔｃｈという。）で、通信制御のための制御情報を基地局１４に送る。
【００１２】
この一連の手順により、無線端末局ｎが同報状態に変化し、同報状態（同報受信待機状態）に起動されたことが基地局１４から回線制御装置１２を通じて同報通信制御装置１０に通知される。同報通信制御装置１０は、無線端末局ｎが同報状態に変化したことを確認する応答を回線制御装置１２に応答する。
【００１３】
以下、同様にして、無線端末局１６n-1から無線端末局１６1までの通信チャネルの起動に係る、各タイムアライメント制御が行われる。このようにして、無線端末局１６1〜１６nの無線機起動時に係るタイムアライメント制御に係る通知フェーズ（端末局無線機起動状態通知フェーズ）が終了する。
【００１４】
次に、無線端末局１６1〜１６nは、移動局（移動可能な局）であるので、次の同報通信応答状態フェーズにおいて、無線端末局１６1〜１６nがユーザによりオフフック操作されたとき、端末局同報通信応答状態フェーズが実行され、同様にタイムアライメント制御が行われる。
【００１５】
次いで、同報通信制御装置１０から基地局１４を通じて、無線端末局１６1〜１６nに対して下り通信チャネル（図５の下りフレームのスロット１参照）を利用して、音声データや非音声データの同報通信が行われる（同報通信通信フェーズ：図６の最下段のシーケンスと図７の最上段のシーケンスは、理解の容易化のために同じ内容を２度記載している。）。
【００１６】
同報通信後に、図７に示すように、この同報通信が無線端末局１６1〜１６nにおいて受令されたかどうかを確認するために、同報通信制御装置１０から同報受令確認要求を回線制御装置１２及び基地局１４を通じ下りフレーム共通制御チャネルを通じて無線端末局１６1〜１６nに通知する。
【００１７】
この通知を受けた無線端末局１６1〜１６nは、受令確認操作を行うが、このときにも上述したタイムアライメント制御が行われる。
【００１８】
そして、回線制御装置１２が、無線端末局受令確認状態通知フェーズの最後に、同報状態変化応答を同報通信制御装置１０から受け取ると、次の通信チャネル終了フェーズに入り、回線制御装置１２が、同報通信終了要求を同報通信制御装置１０及び基地局１４を通じて無線端末局１６1〜１６nに送り出すことで、同報通信が終了する。
【００１９】
【非特許文献１】市町村デジタル移動通信システム  ＴＹＰＥ１  標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７９  １．０版  平成１３年９月６日策定  社団法人  電波産業会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように、上記従来技術に係るデジタル無線システムにおける同報通信制御方法では、同報通信に先立ち、無線端末局１６1〜１６nから基地局１４に対して制御情報｛無線端末局起動情報やオフフック情報等｝を通知する必要があるが、この通知は、図５に示すように、上りフレーム中、同報通信制御チャネルに指定された通信チャネルを共通に使用する。
【００２１】
この場合、１つの通信チャネル（同報通信制御チャネル）を、複数の無線端末局１６1〜１６nで使用する必要があることから、上り通信チャネルの起動時（上り方向へ何らかの通信要求が発生した場合）に、同報通信の対象となる全ての無線端末局１６1〜１６n個々にシンクバースト信号ＳＢを使用した送受が必要となるタイムアライメント制御を行う必要がある。
【００２２】
なお、無線端末局１６1〜１６nが固定局の場合には、予め設定されたタイムアライメント値を用いることで、タイムアライメント制御を行う必要はないが、移動局の無線端末局１６1〜１６nに関しては、基地局１４との地理的関係が常に変動する可能性があることから、各通信毎に、無線端末局１６1〜１６nのいわゆるＴｃｈ起動毎にタイムアライメント制御が必要となる。
【００２３】
そして、各通信毎にタイムアライメント制御を行った場合、無線端末局の数が多い程、通信リンクが確立するまでに多くの時間を費やしてしまう。
【００２４】
例えば、このタイムアライメント制御は、図６中にも記載しているように、１回の状態通知につき、約５００［ｍｓ］の時間を要していた。同報通信の対象局がｍ局であった場合には、ｍ×５００［ｍｓ］の時間を要する。
【００２５】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、同報通信時において、タイムアライメント制御を不要とし、かつ同報通信時に複数の無線端末局から基地局に対して適切に制御情報を送ることを可能とするデジタル無線システムにおける同報通信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】
【００２６】
この発明に係るデジタル無線システムにおける同報通信制御方法では、上りフレーム及び下りフレームに、それぞれ、無線端末局に対して共通に使用される制御チャネルと無線端末局に対して基地局により割り当てられる通信チャネルとが含まれ、前記フレームを利用して基地局と複数の無線端末局の間で通信を行うデジタル無線システムにおける通信制御方法において、前記基地局から前記下りフレームの共通制御チャネルを使用して対象無線端末局に対して同報通信の呼出を行うステップと、呼び出された対象無線端末局は、前記上りフレームの通信チャネルの構造を、一時的に、制御情報を実装可能な同報通信制御チャネルの構造に変更し、この同報通信制御チャネルに前記制御情報を実装して前記基地局に対して送信するステップとを有することを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、同報通信時、呼び出された対象無線端末局は、上りフレームの通信チャネルの構造を、一時的に、制御情報を実装可能な同報通信制御チャネルの構造に変更し、前記同報通信制御チャネルに前記制御情報を実装して前記基地局に対して送信することで、タイムアライメント制御が不要とする。
【００２８】
なお、制御情報は、無線端末局起動情報、オフフック情報及び受令確認情報等であり、音声データ等に比べてきわめてデータ容量が少ないので、構造を変更することで、１チャネル（１スロット）で十分に送信することができる。
【００２９】
このように、データ容量が少ないことから、前記同報通信制御チャネルは、通常の前記通信チャネルのガード時間に比較して前後のガード時間を長くすることができる。ガード時間を長くすることで、同報通信制御チャネルに隣り合う通信チャネルとの間の余裕時間が長くなり、タイムアライメント制御を行わなくても、隣り合う通信チャネルと重なりを起こすことがない。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、同報通信時において、呼び出された対象無線端末局は、上りフレームの通信チャネルの構造を、一時的に、制御情報を実装可能な同報通信制御チャネルの構造に変更し、前記同報通信制御チャネルに前記制御情報を実装して前記基地局に対して送信するようにしているので、タイムアライメント制御が不要になり、かつ同報通信時に複数の無線端末局から基地局に対して制御情報を送ることができるという効果が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において、上記図５〜図７に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【００３２】
図１は、同報通信時において、上りフレームのスロット１の通信チャネルが、同報通信用の制御チャネルに割り当てられた場合を示している。
【００３３】
図１において、１フレームは、４０［ｍｓ］の長さをもっており、下りフレーム（基地局から無線端末局への通信に利用されるフレーム）は、１０［ｍｓ］の３つのスロット１〜３の通信チャネル（Ｔｃｈとも呼ばれる。）とスロット４の１つの共通制御チャネルのスロット１〜スロット４を有している。上りフレーム（無線端末局から基地局への通信に利用されるフレーム）は、スロット１の１つの同報通信制御チャネル（通常時は、通信チャネル）とスロット２〜３の２つの通信チャネルとスロット４の１つの共通制御チャネルとから構成されている。
【００３４】
上述したように、共通制御チャネルは、無線端末局に対して共通に使用されるチャネル（スロットともいう。）であり、通信チャネルは、無線端末局に対して基地局により割り当てられるチャネル（スロットともいう。）である。
【００３５】
この図１において、同報通信が行われている下りフレームのスロット１の通信チャネルには、同報される音声データや非音声データ（文字・画像データ）が実装される。上りフレームは、スロット１の通信チャネルの構造が、一時的に、制御情報を実装可能な同報通信制御チャネルの構造に変更されている。
【００３６】
図２は、通常時の上りフレームにおける通信チャネルの構造と、同報通信時に、この通信チャネルが変更された同報通信制御チャネル（図１中、スロット１）の構造の違いを示している。
【００３７】
図２から分かるように、通常時の通信チャネルのスロットは、プリアンブルと同期とデータ領域からなる通信領域ＣＥＡと非通信領域ＮＣＥＡである通信チャネル用ガード時間Ｇ１とから構成されている。
【００３８】
その一方、同報通信時における同報通信制御チャネルのスロットは、プリアンブルと同期とデータ領域（制御情報）からなる通信領域の期間が通信領域ＣＥＢと短くされ、この通信領域ＣＥＢの両側であって、スロットの両端側に比較的に長い非通信領域ＮＣＥＣ、ＮＣＥＤである同報通信制御チャネル用ガード時間Ｇ２とＧ３が設けられた構造になっている。なお、短い期間の通信領域ＣＥＢであっても、同報通信時に、無線端末局から上り方向に送信が必要な制御情報、例えば無線端末局起動情報、オフフック情報及び受令確認情報等の制御情報は、データ量が少ないので、通常の通信チャネルに比較してデータ領域の少ないスロット構造に変更しても十分に送信できることを確認している。
【００３９】
実際上、この同報通信制御チャネル用ガード時間Ｇ２とＧ３に係る非通信領域ＮＣＥＣ、ＮＣＥＤは、１つの基地局が送受信範囲をカバーするゾーン内に無線端末局が存在する場合に、無線端末局が、その同一ゾーン内で最大限移動しても、この同報通信制御チャネル構造のスロットと隣り合う通信チャネルのスロットとが重なり合わない時間、すなわちタイムアライメント制御が不要とされる時間とされている。
【００４０】
図２を参照して説明したように、同報通信時において制御情報を送るのみであれば、通常の通信チャネルのＧ１のガード時間に比較して前後のガード時間Ｇ２、Ｇ３をそれぞれ長くすることができる。ガード時間を長くすることで、同報通信制御チャネルに隣り合う通信チャネルとの間の余裕時間が長くなり、タイムアライメント制御を行わなくても、隣り合う通信チャネルと重なり合うことなく通信を行うことができる。
【００４１】
さらに説明すると、通常時の通信チャネルの構造では、ガード時間Ｇ１の非通信領域ＮＣＥＡを最小限にとり、タイムアライメント制御により、無線端末局と基地局間の無線伝搬による位相差の補正を行っているが、この実施形態のように、ガード時間Ｇ２とＧ３を大きくとることにより、位相差の補正無しに隣接するスロットへ影響することなく基地局へ制御情報を送信することができる。
【００４２】
なお、上述した実施形態では、４多重によるＴＤＭ／ＴＤＭＡ方式を例にとり説明したが、ＦＤＭＡ方式でも同様に適用できる。
【００４３】
図３、図４は、図２のように、チャネル構造を変更した同報通信制御チャネルを利用して同報通信を行うシーケンスを示している。
【００４４】
一般に、同報通信（１対多の通信）では、片方向通信（下り方向に情報が送信される通信）となるが、同報通信に先立ち、無線端末局１６1〜１６nの起動情報及びオフフック情報等、通信制御のための制御情報が基地局１４の方向へ、すなわち上り方向へ送信される。
【００４５】
同報通信が行われる場合、図３において、まず、共通制御チャネル通信フェーズが行われ、同報通信制御装置１０から同報通信起動要求が回線制御装置１２に供給される。回線制御装置１２は、同報通信起動応答（アクノリッジ）を同報通信制御装置１０に返信するとともに、基地局１４に同報通信の発信要求を送る。
【００４６】
ここで、基地局１４及びｎ個の無線端末局１６1〜１６nは、デジタルインタフェース領域を構成する。
【００４７】
同報通信の発信要求を受けた基地局１４から下りフレーム中の共通制御チャネルを利用して同報通信対象局（ここでは、無線端末局１６1〜１６nとする。）に対して、同報通信のグループＩＤ等を含む同報通信呼出が行われる（共通制御チャネル通信フェーズ）。このとき、使用する下りの通信チャネル（通信チャネル１〜３のうちの１つでこの実施形態では、図１に示すように、下りフレーム中のスロット１）が指定される。
【００４８】
次いで、下り通信チャネル起動フェーズにおいて、基地局１４から、指定された下り通信チャネル、すなわちスロット１で同期バースト信号ＳＢ１が送信される。
【００４９】
次に、端末局無線機起動状態通知フェーズにおいて、同期バースト信号ＳＢ１を受信したとき、無線端末局１６1〜１６nは、タイムアライメント制御を行うことなく、上りフレーム同報通信制御チャネル（図１中の上りフレーム及び図２中の同報通信制御チャネル参照）を順次利用し、それぞれ制御情報を実装して、基地局１４に送信する。これにより、無線端末局１６1〜１６nの各無線機が起動されたこと、換言すれば無線端末局１６1〜１６nが同報状態に変化したことを、基地局１４を通じて回線制御装置１２及び同報通信制御装置１０が理解する。
【００５０】
次いで、端末局同報通信応答状態通知フェースにおいて、無線端末局１６1〜１６nがユーザによりオフフック等されると、同様にタイムアライメント制御を行うことなく、上りフレーム同報通信制御チャネル（図１中の上りフレーム及び図２中の同報通信制御チャネル参照）に制御情報としてオフフック情報を実装して基地局１４に送信する。これにより基地局１４を通じて回線制御装置１２及び同報通信制御装置１０は、無線端末局１６1〜１６nが、送信待受状態であることを理解する。
【００５１】
次いで、同報通信通信フェーズ（理解の容易化のために図３の最下段と図４の最上段に重複して描いている。）において、同報通信制御装置１０から回線制御装置１２及び基地局１４を通じて、下りフレームの通信チャネルのスロット１（図１下りフレーム参照）を通じて、同報通信の通信内容である音声データまたは非音声データがスロット１の通信チャネルに実装されて伝達される。
【００５２】
次いで、図４に示すように、端末局受令確認状態通知フェーズにて、同報通信制御装置１０から、同報受令確認要求が回線制御装置１２及び基地局１４を介して下りフレームの共通制御チャネルに実装されて無線端末局１６1〜１６nに対して送信される。
【００５３】
このときにも、無線端末局１６1〜１６nは、タイムアライメント制御を行うことなく、上りフレームの同報通信制御チャネル（図１中の上りフレーム及び図２中の同報通信制御チャネル参照）を利用し、受令確認を制御情報として埋め込み基地局１４に対して送信する。
【００５４】
基地局１４から受令確認が回線制御装置１２に転送され、この受令確認を受けた回線制御装置１２は、通信チャネル終了フェーズにおいて、基地局１４を介して無線端末局１６1〜１６nに対して下りフレームの共通制御チャネルに実装して同報通信終了要求を送るとともに、同報通信制御装置１０に対して同報通信終了要求を送る。
【００５５】
そして、回線制御装置１２が、同報通信制御装置１０から同報通信終了応答を受信することで、同報通信が終了し、図１及び図２に示した同報通信制御チャネルは、もとの通信チャネル構造にもどされる。
【００５６】
以上説明したように上述した実施形態によれば、１対多の同報通信時に、上り通信チャネルのタイムアライメント制御を行うことなく、基地局１４へ制御情報を送ることができる。
【００５７】
例えば、無線端末局１６1〜１６nが１００局あった場合、従来技術では、１回の状態通知に、１００×５００［ｍｓ］＝５０［ｓ］を費やしていたが、この実施形態によれば、１無線端末局１６1〜１６n当たり、１フレーム、すなわち４０［ｍｓ］で状態通知が可能であるので、トータルで４秒で通知が可能になる。
【００５８】
なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施形態に係る上りフレームの通信チャネルの構造を変更した同報通信制御チャネルの説明図である。
【図２】通常時の通信チャネルの構造と同報通信時に変更された同報通信制御チャネルの内容説明図である。
【図３】この発明の一実施形態の動作説明に供されるシーケンス図（１／２）である。
【図４】この発明の一実施形態の動作説明に供されるシーケンス図（２／２）である。
【図５】従来技術に係る同報通信時における上下フレームの説明図である。
【図６】従来技術の動作説明に供されるシーケンス図（１／２）である。
【図７】従来技術の動作説明に供されるシーケンス図（２／２）である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…同報通信制御装置                １２…回線制御装置
１４…基地局                          １６1〜１６n…無線端末局
【図１】
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【図２】
2006019799.tif 000004
【図３】
2006019799.tif 000005
【図４】
2006019799.tif 000006
【図５】
2006019799.tif 000007
【図６】
2006019799.tif 000008
【図７】
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