(57)【要約】【課題】  無線通信を制御する制御チャネルをスーパーフレーム構造とし、スーパーフレームの数をデータトラフィック量に動的に対応させてデータ通信を行うトランク無線中継システム及びその方法の提供を目的とする。【解決手段】  トランク制御装置１０１〜１２０と無線中継器２０１〜２２０とアンテナ４０１〜４２０とを備えた各チャネルグループ１〜２０が、制御バス１００により接続されて各種情報を共有し、前記各チャネルグループ１〜２０の無線サイト内の加入者ユニット３０１〜３１９と音声通信及びデータ通信を行うトランク無線中継システムにおいて、音声通信及びデータ通信を制御する制御チャネルのフレーム構造は、スーパーフレームの構造を成し、スーパーフレームの構成要素である汎用フレームは、共通制御チャネル又はユーザパケットチャネルとして割り当てられる。【選択図】      図１
2006333270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランク制御装置と無線中継器とアンテナとを備えた各チャネルグループが、制御バスにより接続されて各種情報を共有し、前記各チャネルグループの無線サイト内の加入者ユニットと音声通信及びデータ通信を行うトランク無線中継システムにおいて、
前記音声通信及びデータ通信を制御する制御チャネルのフレーム構造は、スーパーフレームの構造を成し、
前記スーパーフレームの構成要素である汎用フレームは、共通制御チャネル又はユーザパケットチャネルとして割り当てられること特徴とするトランク無線中継システム。
【請求項２】
前記スーパーフレーム内の音声通信の呼数とデータ通信のトラフィック量とを前記トランク制御装置により測定し、予め前記トランク制御装置の不揮発性メモリに設定されているパラメータテーブルの閾値と比較することにより、次のスーパーフレームの呼び出し回数及び汎用フレームの数が決定されることを特徴とする請求項１に記載のトランク無線中継システム。
【請求項３】
前記ユーザパケットチャネルの数量は、データトラフィックの量に対応して可変となることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のトランク無線中継システム。
【請求項４】
トランク制御装置と無線中継器とアンテナとを備えた各チャネルグループが、制御バスにより接続されて各種情報を共有し、前記各チャネルグループの無線サイト内の加入者ユニットと音声及びデータ通信を行うトランク無線中継システムの汎用フレームの割り当て方法であって、
前記トランク制御装置が、報知チャネルを初期化するステップと、
前記アンテナと前記無線中継器を介して前記トランク制御装置の着信群毎の呼び出しフレームに音声呼び出し要求があると、呼び出しフレーム信号を送信するステップと、
チャネル指定通知等の制御信号要求があると、制御フレーム信号を送信するステップと、
データ通信の要求があると、データフレーム信号を送信するステップと、
何もなければ、空きフレーム信号を送信するステップと、
スーパーフレーム内の音声通信の呼数及びデータ通信のトラフィック量を測定するステップと、
所定のフレーム数から測定された前記呼数及び前記トラフィック量の平均値を求めるステップと、
前記平均値を、前記トランク制御装置の不揮発メモリに保存されているパラメータテーブルの閾値と比較するステップと、
前記比較の結果に基づいて、呼び出し回数及び汎用フレーム数を更新するステップとを含み、
新たな着信に対して、前記初期化以降のステップを繰り返すことを特徴とするトランク無線中継システムの汎用フレームの割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信におけるデータのトラフィックチャネルを動的に提供する無線通信システムに係り、詳しくは、制御チャネルの論理チャネルを動的に割り当てるトランク無線中継システムとその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来トランク無線中継システムにおいてデータ通信を行う場合、音声チャネルを割り当てる手順と同じ手順で、データトラフィックチャネルを割り当てていた。このためチャネルを獲得するまでに約０．５秒の時間が必要となり、チャネル資源を有効に利用できていなかった。またこれを解消しようとするシステムでは、データトラフィックチャネルを専用チャネルとして固定していたため、データ通信のトラフィックが少ない場合においても、音声チャネルとして有効利用することができなかった。
【０００３】
さらに改善されたシステムにおいて、動的にデータトラフィックチャネルを割り当てることで、データ通信が発生していないときには、すべてのチャネルを音声チャネルとして利用することが可能となった。しかしこの状態が継続しているときデータ通信が発生すると、音声通信のリアルタイム性が優先されるため、データ通信を開始することができなかった。データチャネルを監視し、所定値より多ければ付加的なチャネルを確保し、少なければ音声チャネルに再割り当てされ、さらにデータチャネル間のトラフィックの量が不均衡であればデータチャネルの割り当てを再選択し、均衡を図る方法が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特表平２−５００３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、無線通信を制御する制御チャネルをスーパーフレーム構造とし、スーパーフレームの数をデータトラフィック量に動的に対応させてデータ通信を行うトランク無線中継システム及びその方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のトランク無線中継システムは、トランク制御装置と無線中継器とアンテナとを備えた各チャネルグループが、制御バスにより接続されて各種情報を共有し、前記各チャネルグループの無線サイト内の加入者ユニットと音声通信及びデータ通信を行うトランク無線中継システムにおいて、前記音声通信及びデータ通信を制御する制御チャネルのフレーム構造は、スーパーフレームの構造を成し、前記スーパーフレームの構成要素である汎用フレームは、共通制御チャネル又はユーザパケットチャネルとして割り当てられること特徴とする。
【０００６】
本発明のトランク無線中継システムは、前記スーパーフレーム内の音声通信の呼数とデータ通信のトラフィック量とを前記トランク制御装置により測定し、予め前記トランク制御装置の不揮発性メモリに設定されているパラメータテーブルの閾値と比較することにより、次のスーパーフレームの呼び出し回数及び汎用フレームの数が決定されることを特徴とする。
【０００７】
本発明のトランク無線中継システムの前記ユーザパケットチャネルの数量は、データトラフィックの量に対応して可変となることを特徴とする。
【０００８】
本発明のトランク無線中継システムの汎用フレームの割り当て方法は、トランク制御装置と無線中継器とアンテナとを備えた各チャネルグループが、制御バスにより接続されて各種情報を共有し、前記各チャネルグループの無線サイト内の加入者ユニットと音声及びデータ通信を行うトランク無線中継システムの汎用フレームの割り当て方法であって前記トランク制御装置が、報知チャネルを初期化するステップと、前記アンテナと前記無線中継器を介して前記トランク制御装置の着信群毎の呼び出しフレームに音声呼び出し要求があると、呼び出しフレーム信号を送信するステップと、チャネル指定通知等の制御信号要求があると、制御フレーム信号を送信するステップと、データ通信の要求があると、データフレーム信号を送信するステップと、何もなければ、空きフレーム信号を送信するステップと、スーパーフレーム内の音声通信の呼数及びデータ通信のトラフィック量を測定するステップと、所定のフレーム数から測定された前記呼数及び前記トラフィック量の平均値を求めるステップと、前記平均値を、前記トランク制御装置の不揮発メモリに保存されているパラメータテーブルの閾値と比較するステップと、前記比較の結果に基づいて、呼び出し回数及び汎用フレーム数を更新するステップとを含み、新たな着信に対して、前記初期化以降のステップを繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、専用のデータチャネルがなくてもデータ通信が可能となり、伝達能力を最大限高速データ通信として用いる必要のない、比較的少量のデータを扱うユーザにとって、制御チャネルの空き時間を使ってデータ通信を行うことができるため、チャネル資源を有効に利用することが可能となる。
さらに、データ通信のトラフィック量が高くても、音声通信の呼出負荷が高い場合には、汎用フレーム数が短くなるような閾値を設定しておくことで、音声通信のアタックタイムを優先することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明によるトランク無線中継システムの実施の形態について、図を用いて説明する。図１は、本発明によるトランク無線中継システムのシステム構成図である。トランク無線中継システム５００は、チャネルグループ１〜２０が制御バス１００に接続され、無線サイト内の加入者ユニット３０１〜３１９と音声通信及び又はデータ通信を行うことができる。各チャネルグループ１〜２０は、トランク制御装置１０１〜１２０と無線中継器２０１〜２２０とアンテナ４０１〜４２０とから構成される。アンテナ４０１〜４２０は、チャネルグループの周波数帯域をカバーするものであれば、１つのアンテナを共用することが可能である。加入者ユニット３０１〜３１９は、独自の認証番号を１つ以上持っている。トランク制御装置１０１〜１２０は、制御バス１００を介して、各々の内蔵メモリに保有している音声通信やデータ通信に関する各種情報を共有できる。またトランク制御装置１０１〜１２０は、無線中継器２０１〜２２０が割り当てられているチャネルグループを、制御チャネル又は通話チャネルとして動作させる。
【００１１】
例えば、チャネルグループ１では加入者３０１が待ち受け状態にあり、無線中継器２０１から制御情報を受信している。同時に加入者ユニット３０２、３０３は、制御情報を送信する制御チャネルの空き時間を利用して、データ通信を行っている。チャネルグループ２、２０では、加入者ユニット３０４と３０５及び加入者ユニット３１８と３１９が制御チャネルで指定された音声チャネルを使って音声通信を行っている。チャネルグループ１〜２０は、制御バス１００で接続されているため、加入者ユニット３０１〜３１９は、サイト間で互いの音声通信及び又はデータ通信を行うことができる。
【００１２】
音声通信及び、又はデータ通信を制御する制御チャネルのフレーム構造は、スーパーフレーム構造をしている。図２は、本発明によるトランク無線中継システム５００の制御チャネルのスーパーフレーム構造を示す構成図である。図２において、スーパーフレーム構造は、報知チャネルＢＣＣＨ、着信群毎の共通制御チャネルＣＣＣＨ（Ｐ）、着信群毎のユーザパケットチャネルＵＰＣＨ（Ｐ）、汎用の共通制御チャネルＣＣＣＨ（Ｇ）、及び汎用のユーザパケットチャネルＵＰＣＨ（Ｇ）の構成要素から成っている。詳しくは、ＢＣＣＨ４０１と、ＣＣＣＨ（Ｐ）又はＵＰＣＨ（Ｐ）４１０と、ＣＣＣＨ（Ｇ）又はＵＰＣＨ（Ｇ）４１１とから構成される。移動局群分け数Ｐａは制御チャネルあたりの着信群分け数（１〜１５）を指定する。呼び出し回数Ｐｎは、着信群が１スーパーフレーム内に呼び出される回数（１〜１５）を指定する。ＢＣＣＨ数Ｂｎは、制御チャネル当たりのＢＣＣＨフレーム数（１〜１５）を指定する。ＣＣＣＨ（Ｇ）及びＵＰＣＨ（Ｇ）のフレーム数Ａｃは、群毎の呼び出し用フレームの次に割り当てるＣＣＣＨ（Ｇ）、ＵＰＣＨ（Ｇ）フレーム数（０〜１５）を指定する。
【００１３】
図３は、トラフィック量の増減によるスーパーフレーム構造の時間変化を示す時間遷移図である。通信において音声通信はリアルタイムで行われるため、音声通信の制御が最優先され、データ通信は制御チャネルの空き時間を使って行われる。図３のスーパーフレームｎー１（５４０）において、例えばチャネルグループ１のトランク制御装置１０１が電源投入により起動されると、報知チャネルＢＣＣＨには初期化のために各パラメータのデフォルト値が不揮発メモリから読み出され、スーパーフレーム構造情報（Ｐａ＝３、Ｐｎ＝１、Ｂｎ＝１、Ａｃ＝１）が設定される。このため、着信群１〜３が所定の間隔で並びその後に汎用フレームが１つずつ設定されている。
【００１４】
このスーパーフレームの時間帯に、任意の加入者ユニット３０１〜３１９からそれぞれ音声呼び出し要求（Ｐ１）、（Ｐ２）及びデータ通信要求（Ｐ３、６）が発生したとする。音声呼び出し要求（Ｐ１）、（Ｐ２）はアンテナ４０１及び無線中継器２０１を介してトランク制御装置１０１により着信群１及び２で捉えられ、呼び出し制御が開始される。データ通信要求（Ｐ３、６）は着信群３で捉えられ、フレーム６、７は空き状態であるため、同様にトランク制御装置１０１により、このフレームはデータの送信に利用される。着信群３で捉えられたデータ通信要求は６フレームであり、２フレームを送信したことによるトラフィックの増加をカウントし、予め設定されている閾値と比較して、ＵＰＣＨ（Ｇ）の数をＡｃ＝２となるようにスーパーフレームｎ（５４１）の報知チャネルＢＣＣＨが設定される。
【００１５】
詳しくは、トランク制御装置１０１はフレーム内のデータ通信のトラフィック量と音声通信の呼数とを測定し、予め装置内の不揮発性メモリに設定されているパラメータテーブルの閾値と比較することにより、データに関しては汎用フレーム数（Ａｃ）、音声に関してはスーパーフレームの呼び出し回数（Ｐｎ）を決定する。この操作はスーパーフレームごとに行われ、トランク制御装置１０１は、この操作による通信の状況を示す結果に応じて、汎用フレームを共通チャネル（ＣＣＣＨ）又はユーザパケットチャネル（ＵＰＣＨ）に割り当てる。すなわち、図３のスーパーフレームｎ（５４１）においては、データのトラフィック量の増加に対して、ＵＰＣＨ（Ｇ）の数をＡｃ＝２となるように報知チャネルＢＣＣＨが設定される。
【００１６】
これによりスーパーフレームｎ（５４１）では、着信群１〜３の後に汎用フレームが２つずつ設定されている。またこの時間帯にチャネル指定通知（Ｐ１）、（Ｐ２）及び音声呼び出し要求（Ｐ３）が発生している。チャネル指定通知（Ｐ１）、（Ｐ２）はそれぞれ着信群１及び２で捉えられ、トランク制御装置１０１により音声呼び出し要求（Ｐ１）、（Ｐ２）に対する通話チャネルが指定され、通話が開始される。音声呼び出し要求（Ｐ３）は着信群３で捉えられ、呼び出し制御が開始される。データ通信要求の残りの４フレームは、フレーム３、４及びフレーム６、７において送信される。従って着信群３の後の２フレームは、空きフレームを示すダミーとなる。このトラフィックの減少は、トランク制御装置１０１におけるトラフィック量の測定でカウントされ、予め設定されている閾値と比較されて、ＵＰＣＨ（Ｇ）の数をＡｃ＝１となるようにスーパーフレームｎ＋１（５４２）の報知チャネルＢＣＣＨが設定される。
【００１７】
従ってスーパーフレームｎ＋１（５４２）では、着信群１〜３の後の汎用フレーム数は１となりデフォルト状態に戻る。またこの時間帯に発生したチャネル指定通知（Ｐ３）は、着信群３で捉えられ、指定通知情報に基づき通話チャネルが指定され、通話が開始される。着信群１、２では音声呼び出し要求がないためフレーム２、４はダミーフレームとなる。例えば加入者ユニット３０１は、制御チャネルのスーパーフレーム毎に存在する報知チャネルを受信し、スーパーフレーム構造を理解し、自ユニットに必要なフレームのみを受信し、メッセージを解析することで、音声通信又はデータ通信を行うことができる。さらに、データ通信のトラフィック量が高くても、音声通信の呼出負荷か高い場合には、汎用フレーム数が短くなるような閾値を設定しておくことで、音声通信のアタックタイムを優先することが可能となる。
【００１８】
図４は、本発明のトランク無線中継システムにおける汎用フレーム数の割り当てプロセスを示すフローチャートである。グループ６０１は、スーパーフレームにおける、音声通信の共通制御チャネル又はデータ通信のユーザパケットチャネルの送信に関するフローを示す。トランク制御装置に電源が投入され起動がかかると、トランク制御装置は不揮発性メモリに保存されている報知チャネルのデフォルト値を読み出し、スーパーフレームのパラメータをセットし、初期化を完了する（ステップ７００〜７１０）。着信があると、着信群の呼び出しフレームに呼び出し要求があるか確認し、あれば呼び出しフレーム信号を送信する（ステップ７１５、ステップ７２０）。呼び出し要求がなければ、チャネル指定通知などの音声の制御信号要求があるか確認し、あれば制御フレーム信号を送信する（ステップ７３０、ステップ７３５）。音声の制御信号要求がなければ、データ通信の要求があるか確認し、あればデータフレーム信号を送信する（ステップ７４０、ステップ７４５）。データ通信の要求がなければ、空きフレーム信号を送信する（ステップ７５０）。次にスーパーフレーム内の音声通信の呼数及びデータ通信のトラフィック量が測定される（ステップ７２５）。スーパーフレームのパラメータに指定された全フレーム数分の確認、送信及び測定が終了すると次のステップへ進む（ステップ７５５）。
【００１９】
グループ６０２は、次のスーパーフレームの構造情報のパラメータを決定するフローを示す。トランク制御装置は、所定のフレーム数分の呼数及びトラフィック量の平均値を求める（ステップ７６５）。求められた各平均値は、不揮発メモリに保存されているパラメータテーブルの閾値と比較され、閾値からはずれていればそれに応じて呼び出し回数及び汎用フレーム数が更新される（ステップ７６５、ステップ７７０）。新たな着信があると初期化以降のステップが繰り返される。
【００２０】
以上説明したように、本発明のトランク無線中継システム及びそのユーザパケットチャネルの割り当て方法によれば、専用のデータチャネルがなくてもデータ通信が可能となり、伝達能力を最大限高速データ通信として用いる必要のない、比較的少量のデータを扱うユーザにとって、制御チャネルの空き時間を使ってデータ通信を行うことができるため、簡易なデータ通信が手軽に行え、チャネル資源を有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるトランク無線中継システムのシステム構成図。
【図２】本発明による制御チャネルのスーパーフレーム構造を示す構成図。
【図３】本発明によるスーパーフレーム構造の時間変化を示す時間遷移図。
【図４】本発明のトランク無線中継システムにおける汎用フレーム数の割り当てプロセスを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２２】
１〜２０  チャネルグループ
１００  制御バス
１０１〜１２０  トランク制御装置
２０１〜２２０  無線中継器
４０１〜４２０  アンテナ
３０１〜３１９  加入者ユニット
５００  トランク無線中継システム
ＢＣＣＨ  報知チャネル
ＣＣＣＨ（Ｐ）  着信群毎の共通制御チャネル
ＵＰＣＨ（Ｐ）  着信群毎のユーザパケットチャネル
ＣＣＣＨ（Ｇ）  汎用の共通制御チャネル
ＵＰＣＨ（Ｇ）  汎用のユーザパケットチャネル
Ｐａ  移動局群分け数
Ｐｎ  呼び出し回数
Ｂｎ  ＢＣＣＨフレーム数
Ａｃ  ＣＣＣＨ（Ｇ）又はＵＰＣＨ（Ｇ）のフレーム数
【図１】
2006333270.tif 000003
【図２】
2006333270.tif 000004
【図３】
2006333270.tif 000005
【図４】
2006333270.tif 000006