(57)【要約】【課題】  制御データと同じ符号化器を用いて、ＦＡＸ通信で用いられる固定伝送レートに適した通信レートで高速にデータ通信を行うことができる無線通信システムを提供する。【解決手段】  移動局１６にＦＡＸ装置１９とモデム１８とが接続された組を複数備え、通信開始時にモデム１８同士が通信レートを決定し、送信側のモデム１８ａが移動局１６ａに当該通信レートを通知し、移動局１６が、ＦＡＸ通信で用いられる複数の通信レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しておき、モデム１８ａから通知された通信レートに対応して記憶された符号化方式と送信スロット数の組み合わせを用いて送信データを移動局１６ｂ宛に送信し、通信開始後にモデム１８間で通信レートが変更されると、モデム１８ａが移動局１６ａに通知し、移動局１６ａが変更された通信レートに対応する符号化方式と送信スロット数で送信する無線通信システムである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う通信装置に、ＦＡＸデータの送受信を行うＦＡＸ装置と、前記ＦＡＸ装置の通信制御を行うモデムとが接続された組を複数備え、前記ＦＡＸ装置間の通信を無線通信を介して行う無線通信システムであって、
送信側のモデムが、前記ＦＡＸ装置間で通信を行う際に、受信側のモデムとの間で通信レートを決定して、当該通信レートを送信側の通信装置に通知し、通信開始後、前記受信側のモデムからの通信レートを変更する要求により通信レートを変更すると、前記変更された通信レートを前記送信側の通信装置に通知し、
前記通信装置が、ＦＡＸ通信で用いられる複数種類の通信レートに対応して、前記各通信レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しておき、前記送信側のモデムから通信レートが通知されると、前記通知された通信レートに対応して記憶されている符号化方式と送信スロット数の組み合わせを読み出し、前記ＦＡＸ装置から入力された送信データを前記符号化方式で符号化して前記送信スロット数で受信側の通信装置に送信すると共に、通信開始後、前記送信側のモデムから変更された通信レートが通知されると、前記変更された通信レートに対応して記憶されている符号化方式と送信スロット数の組み合わせを用いて送信データを送信することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＭＡ方式の無線通信システムに係り、特にＦＡＸの通信レートに適合した送信レートでの高速データ通信を可能とする無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の無線通信システム］
従来の無線通信システムにはＴＤＭＡ方式を用いたものがあり、規格の例としては、ARIB STD-T79（都道府県・市町村デジタル移動通信システム）２．２版（非特許文献１）や、ARIB STD-T87（空港内デジタル移動通信システム）１．１版（非特許文献２）がある。
これらの無線通信システムにおいては、音声や非音声（ＦＡＸデータ 等）を伝送するチャネルとして、６．４kbpsのトラヒックチャネル（Traffic Channel、以下「TCH」）が設けられている。
【０００３】
音声通信の場合は、ＥＬ−ＣＥＬＰ（Extended Learned Code Excited Linear Prediction）音声符号化データが誤り訂正符号等を含めて６．４kbpsとなっている。そのため、物理層では、ＥＬ−ＣＥＬＰ音声符号化データをそのままトラヒックチャネル（TCH）上にのせる。
【０００４】
一方、ＦＡＸのデータを送信する場合等、ＦＡＸのデータをＥＬ−ＣＥＬＰ音声符号化データと同様に扱ってトラヒックチャネルで送信すると、符号化されていない生データのまま無線通信を行うため、多くのビット誤りが発生してしまう。
【０００５】
そこで、ＦＡＸデータを誤り訂正符号化して伝送するため、ARIB STD-T79（都道府県・市町村デジタル移動通信システム）２．２版では、高速非音声通信方式に関する参考規格が記載されており、ＦＡＸ等の非音声通信を行うチャネルとして、ユーザデータチャネル（User Data Channel、以下「UDCH」）が紹介されている。
【０００６】
UDCHでは、誤り訂正無し、ＢＣＨ符号による誤り訂正、畳み込み符号による誤り訂正の３種類の方式がある。
各誤り訂正方式に対応する伝送速度について説明する。
誤り訂正無しの場合、ＴＤＭＡの１スロットを用いて伝送すると６．４kbpsであり、４スロットを用いて伝送すると、２５．６kbpsとなる。
また、ＢＣＨ符号による誤り訂正を行った場合、１スロット時は５．１２kbpsであり、４スロット時は２０．４８kbpsとなる。
畳み込み符号を用いた場合、１スロット時は２．８４kbps、４スロット時は１１．３６kbpsとなる。
【０００７】
畳み込み符号化について説明する。
UDCHで使用される畳み込み符号は、拘束長Ｋ＝９、符号化率１／２である。
一方、制御チャネルの高速付随制御チャネル（Fast ACCH、以下「FACCH」）で使用される畳み込み符号は、拘束長Ｋ＝６、符号化率１／２である。
このように、両者は拘束長が異なるため、ビタビ復号器で必要となる状態数が異なり、同一のビタビ復号器を使うことができない。つまり、それぞれ専用の符号化器／復号化器が必要になる。
【０００８】
また、UDCHの畳み込み符号のほうが拘束長が長いため、FACCHよりも雑音やフェージングに強い。しかし、通信シーケンスを考慮すると、制御チャネルでの通信が正常に行われないとユーザデータチャネルでの通信は成立しないため、UDCHの符号化方式はFACCHと同程度であればよく、FACCHより強くしても意味がない。
【０００９】
ＦＡＸ通信にFACCHと同じ符号化方式を適用し、同一の符号化器／復号化器を使用可能とした場合、データ通信用の８ビットのヘッダが毎回付加されるため、１スロットで８８ビットが伝送可能となり、伝送速度は２．２kbpsとなる。
【００１０】
ところで、ＦＡＸ通信では、一般的に、ＦＡＸ装置が有するモデムの機能によりモデム同士でネゴシエーションを行い、モデムの種類（機能）や回線状態に応じて通信速度を切り替える動作を行う。つまり、送信側装置が、受信側が受信でき、現在の回線状態に適合する最高速の伝送速度で送信を行うよう通信回線における送信レートを切り替えるものであり、この機能を自動シフトダウンと称する。
ＦＡＸの自動シフトダウン方式で選択される伝送レートとしては、２．４kbps、４．８kbps、７．２kbps、９．６kbps、１２kbps、１４．４kbpsの６種類の固定伝送レートがあり、これらの伝送レートの中から最適なレートが選択されて送信される。
ＦＡＸの自動シフトダウン方式についてはITU-T V.8（非特許文献３）及びITU-T V.34（非特許文献４）に記載されている。
【００１１】
しかし、FACCHと同じ符号化方式をＦＡＸ通信に用いた場合、伝送レートは2.2kbpsとなり、これではＦＡＸ通信の自動シフトダウン方式の最低レートである2.4kbpsの通信でも１スロットで実現することはできず、FACCHと同じ符号化方式を用いて１スロットでＦＡＸ通信を行うことは不可能である。
すなわち、従来の無線通信システムでは、システム内の移動局から、誤り訂正符号化を行った上で、UDCHを用いてＦＡＸの通信レートに適合した送信レートでデータ伝送を行うことができない。
【００１２】
尚、無線通信システムに関する技術としては、特開２００５−３５４２７０号公報「無線パケット転送装置」（出願人：株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、テーブルに、プロトコル種別やアプリケーション種別に対応付けて要求されるＱｏＳに基づく誤り訂正符号化率を格納しておき、送信パケットのヘッダから当該送信パケットのプロトコル種別及びアプリケーション種別を判定し、テーブルを参照して対応する符号化率で誤り訂正符号化して転送を行う無線パケット転送装置が記載されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献１は、ＦＡＸ等のサービス固有の複数の固定伝送レートの中から当該サービスで選択される伝送速度に応じて、無線通信回線の通信レートを切り替えることや、送信スロット数を変更することは記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−３５４２７０号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】ARIB STD-T79（都道府県・市町村デジタル移動通信システム）2.2版
【非特許文献２】ARIB STD-T87（空港内デジタル移動通信システム）1.1版
【非特許文献３】ITU-T V.8 "Procedures for starting sessions of data transmission over the public switched telephone network"
【非特許文献４】ITU-T V.34 "A modern operating at data signaling rates of up to 33600 bits/s for use on the general switched telephone network and on leased point-to-point 2 wire telephone-type circuits"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来の無線通信システムでは、移動局からUDCHを用いてＦＡＸにデータを送信する場合には、ＦＡＸデータを制御データとは異なる拘束長の符号化器で独立に符号化して送信しなければならず、装置コストがかかり処理が増大するという問題点があった。
【００１７】
また、上記従来の無線通信システムでは、移動局からUDCHを用いてＦＡＸにデータを送信する場合に、制御データと同じ符号化方式で符号化した場合には、通信レートが遅くなり、ＦＡＸ通信に適した通信レートでの通信ができないという問題点があった。
【００１８】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、制御データと同じ拘束長の符号化器を用いて、ＦＡＸ通信で用いられる固定伝送レートに適した通信レートで高速にデータ通信を行うことができ、利便性を向上させることができる無線通信システム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】
【００１９】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、無線通信を行う通信装置に、ＦＡＸデータの送受信を行うＦＡＸ装置と、ＦＡＸ装置の通信制御を行うモデムとが接続された組を複数備え、ＦＡＸ装置間の通信を無線通信を介して行う無線通信システムであって、送信側のモデムが、ＦＡＸ装置間で通信を行う際に、受信側のモデムとの間で通信レートを決定して、当該通信レートを送信側の通信装置に通知し、通信開始後、受信側のモデムからの通信レートを変更する要求により通信レートを変更すると、変更された通信レートを送信側の通信装置に通知し、通信装置が、ＦＡＸ通信で用いられる複数種類の通信レートに対応して、各通信レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しておき、送信側のモデムから通信レートが通知されると、通知された通信レートに対応して記憶されている符号化方式と送信スロット数の組み合わせを読み出し、ＦＡＸ装置から入力された送信データを符号化方式で符号化して送信スロット数で受信側の通信装置に送信すると共に、通信開始後、送信側のモデムから変更された通信レートが通知されると、変更された通信レートに対応して記憶されている符号化方式と送信スロット数の組み合わせを用いて送信データを送信することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、無線通信を行う通信装置に、ＦＡＸデータの送受信を行うＦＡＸ装置と、ＦＡＸ装置の通信制御を行うモデムとが接続された組を複数備え、ＦＡＸ装置間の通信を無線通信を介して行う無線通信システムであって、送信側のモデムが、ＦＡＸ装置間で通信を行う際に、受信側のモデムとの間で通信レートを決定して、当該通信レートを送信側の通信装置に通知し、通信開始後、受信側のモデムからの通信レートを変更する要求により通信レートを変更すると、変更された通信レートを送信側の通信装置に通知し、通信装置が、ＦＡＸ通信で用いられる複数種類の通信レートに対応して、各通信レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しておき、送信側のモデム通信レートが通知されると、通知された通信レートに対応して記憶されている符号化方式と送信スロット数の組み合わせを読み出し、ＦＡＸ装置から入力された送信データを符号化方式で符号化して送信スロット数で受信側の通信装置に送信すると共に、通信開始後、送信側のモデムから変更された通信レートが通知されると、変更された通信レートに対応して記憶されている符号化方式と送信スロット数の組み合わせを用いて送信データを送信する無線通信システムとしているので、制御データと同一の拘束長で間引き率を変えることにより複数の符号化方式を実現して、１つの符号化器で相手先のＦＡＸ装置及び回線状態に適した通信レートで高速に送信できると共に、通信品質を良好に保つことができ、利便性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を示す構成ブロック図である。
【図２】本システムのＦＡＸ通信の動作の概要を示す説明図である。
【図３】本システムの移動局の構成を示す構成ブロック図である。
【図４】本移動局の送信処理部２２ａの構成ブロック図である。
【図５】符号化方式Ａの符号化を示す模式説明図である。
【図６】符号化方式Ｂの符号化を示す模式説明図である。
【図７】符号化方式Ｃの符号化を示す模式説明図である。
【図８】（ａ）は、上りUDCH信号のフォーマットを示す模式説明図であり、（ｂ）は、下りUDCH信号のフォーマットを示す模式説明図である。
【図９】ＦＡＸ通信テーブルの模式説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、移動局に予めＦＡＸ通信の自動シフトダウンで用いられる複数の固定伝送レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しておき、モデムと移動局とを備えたＦＡＸ装置間の通信において、データ送信の前にモデム同士がやり取りを行って通信レートを決定し、送信側のモデムが送信側の移動局に当該通信レートを通知し、送信側の移動局が当該通信レートに対応する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを選択して受信側の移動局に通知し、受信側の移動局からの応答があると、送信データを当該符号化方式で符号化して、符号化データを当該スロット数連続して受信側移動局宛に送信するようにしているので、制御データと同じ１種類の符号化器を用いて、相手先のＦＡＸ装置及び回線状態に適した通信レートで高速に送信することができ、利便性を向上させることができるものである。
【００２３】
また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、受信側のモデムが、受信データに基づいて回線状態を判断し、回線状態が悪い場合には通信レートを下げるよう送信側のモデムに要求し、送信側のモデムが応答して低速の通信レートを決定すると共に、送信側の移動局に当該通信レートを通知し、送信側の移動局が、当該通信レートに対応する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを設定して受信側移動局に通知するようにしており、実際の無線伝送路の状態に応じて通信レート及び符号化方式と送信スロット数を適宜変更して通信の信頼性を向上させることができるものである。
【００２４】
［本無線通信システムの概略構成：図１］
本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を示す構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、ARIB STD-T79等に基づく通信システムであり、図１に示すように、ＬＡＮ等の通信回線で接続された回線制御装置１１と、無線制御装置１２とを備え、更に、回線接続装置１１には、構内交換機（ＰＢＸ）１３やＦＡＸ装置１９ｄが接続され、ＰＢＸ１３には、内線電話機１４やＦＡＸ装置１９ｃ等が接続されている。
【００２５】
ＦＡＸ装置１９は、内部にモデムを備えており、従来と同様に、ＦＡＸ装置間の通信時に通信相手や回線状態に応じて自動的に通信レートを変更する自動シフトダウンを行うものである。
【００２６】
また、無線制御装置１２には、移動局１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）と、車載端末１７が無線によって接続されている。
そして、移動局１６ａ，１６ｂには、それぞれ、ＦＡＸモデム（図では「モデム」と記載、以下「モデム」とする）１８ａ，１８ｂと、ＦＡＸ装置（図では「ＦＡＸ」と記載）１９ａ，１９ｂが接続されている。
通常、無線制御装置１２には中継局として複数の基地局が接続されているが、ここでは省略する。
【００２７】
尚、移動局１６の代わりに、基地局にモデム１８とＦＡＸ１９が接続された構成も可能であり、移動局１６又は基地局が、請求項における「通信装置」に相当するものである。以下、通信装置の例として移動局を用いた場合について説明するが、基地局も移動局１６と同様のデータを記憶し、同様の処理を行うものである。
【００２８】
そして、無線制御装置１２が無線通信の制御を行い、回線制御装置１１が、回線制御を行うと共に、無線制御装置１２と制御情報のやり取りを行って、無線ネットワークと有線ネットワークとの間で境界のない通信を実現するものである。
【００２９】
［本システムのＦＡＸ通信：図１］
次に、本システムにおいて、ＦＡＸ装置１９ａが移動局１６ａを介してＦＡＸ通信を行う場合の通信方法について説明する。
ＦＡＸ装置１９ａのＦＡＸ通信の方法としては、無線制御装置１２を介さずに、移動局１６ａと１６ｂとの間の直接通信によってＦＡＸ通信を行う方法（１）と、無線制御装置１２を介した移動局１６ａと１６ｂとの通信によって通信を行う方法（２）と、無線制御装置１２及び回線制御装置１１を介してＦＡＸ装置１９ｄと通信を行う方法（３）と、回線制御装置１１から更にＰＢＸ１３を介してＦＡＸ装置１９ｃと通信を行う方法（４）とがある。
本システムでは、これらの内（１）及び（２）の通信方法における符号化方式及び送信スロット数を設定する処理が特徴となっている。上述したように、モデム１８とＦＡＸ装置１９が、移動局１６ではなく基地局に接続されているものでも同様である。
【００３０】
［本システムの動作概要：図２］
次に、本システムの特徴部分であるＦＡＸ通信の動作の概要について図２を用いて説明する。図２は、本システムのＦＡＸ通信の動作の概要を示す説明図である。
図２に示すように、ＦＡＸ装置１９ａは、モデム１８ａを介して移動局１６ａ（又は基地局）に接続されており、ＦＡＸ装置１９ｂは、モデム１８ｂを介して移動局１６ｂ（又は基地局）に接続されている。
【００３１】
そして、ＦＡＸ装置１９ａがＦＡＸ装置１９ｂと通信を行う場合、まず、モデム１８ａとモデム１８ｂとのやり取りによって、従来と同様に回線品質や装置の種類に応じて通信レートを決定する（１）。通信レートは、ＦＡＸの自動シフトダウンで用いられる複数の固定レートの中から選択される。送信側のモデム１８ａは、接続する移動局１６ａに通信レートを通知する。
【００３２】
そして、本システムの特徴として、移動局１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、内部に通信レートに対応する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しており、移動局１６ａは、モデム１８ａから指定された通信レートに応じた符号化方式と送信スロット数を選択して移動局１６ｂに対して通知し、移動局１６ｂからの確認応答を受信すると、符号化方式と送信スロット数の組み合わせを決定する（２）。
移動局１６には、制御データと同一の拘束長で間引き率を変えた複数の符号化方式が備えられている。
【００３３】
そして、移動局１６ａは、ＦＡＸ装置１９ａから送信されたデータをモデム１８ａを介して入力し、移動局１６ｂとの間で取り決めた符号化方式及び送信スロット数で移動局１６ｂ宛に送信する。移動局１６ｂは、受信したデータを当該符号化方式及び送信スロット数に応じて復調及び復号化してモデム１８ｂに出力し、ＦＡＸ装置１９ｂにおいて受信データを出力する。
このようにして、本システムにおけるＦＡＸ通信が行われる。
【００３４】
更に、本システムでは、ＦＡＸ通信を行っている際に、受信側のモデム１８ｂが受信データに基づいて回線状態を判断し、回線状態が悪い場合には通信レートを低下させるようモデム１８ａに通知し（自動シフトダウン）、モデム１８ａがモデム１８ｂに確認応答して新たな通信レートを決定すると共に移動局１６ａに通知する。通信レートが変更された場合には、移動局１６ａは、変更された通信レートに対応する符号化方式及び送信スロット数を移動局１６ｂとのやり取りによって決定する。
反対に、受信側のモデム１８ｂにおいて回線状態が十分良好であると判断した場合には、送信側のモデム１８ａに対して通信レートを上げるよう要求することもある。
【００３５】
更に、受信側の移動局１６ｂが受信データのビットエラーレートに基づいて回線状態を判断し、モデム１８ｂが新たな通信レートをモデム１８ａに通知することにより、通信レートを変更することも可能である。
このように、本システムでは、通信中の回線状態に応じて適宜通信レート及び符号化方式と送信スロット数の組を設定でき、信頼性の高い通信を行うことができるものである。
【００３６】
尚、本実施の形態では、移動局１６（又は基地局）にモデム１８とＦＡＸ装置１９とが接続された構成同士の通信について説明するが、例えば、回線制御装置１１にモデム１８及びＦＡＸ装置１９が接続された構成でもよく、この場合、回線制御装置１１に移動局１６と同様にＦＡＸ通信の通信レートに対応する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを記憶しておき、同様の処理を行わせることにより、図１に示した（３）のように、回線制御装置１１に接続されたＦＡＸ装置１９ｄとの通信を行うことも可能である。
【００３７】
［移動局の構成：図３］
次に、本システムの移動局１６の概略構成について図３を用いて説明する。図３は、本システムの移動局の構成を示す構成ブロック図である。
図３に示すように、移動局１６は、制御部２１と、信号処理部２２と、無線部２３と、記憶部２４と、入力部２５と、表示部２６とを備えている。
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等で構成され、記憶部２４からプログラムを読み込んで実行することにより、通信に伴う処理やユーザインタフェースに対する制御を行う。
【００３８】
特に、本移動局の特徴として、制御部２１は、モデム１８を介してＦＡＸ装置１９と接続されており、別の移動局１６宛にＦＡＸ通信を行う際の処理を行う。
具体的には、制御部２１は、送信時には、モデム１８から通知された通信レートに合わせて、送信データの符号化方式及び送信スロット数を選択すると共に、受信時には、送信側から通知された通信レートに合わせて受信信号の復調及び復号化を行うものである。
【００３９】
信号処理部２２は、ＭＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成され、通信に伴う符号化／復号化や通信フォーマットへの組み立て／分解等のデータ処理を行うものであり、送信に伴う処理を行う送信処理部２２ａと、受信に伴う処理を行う受信処理部２２ｂとを備えている。
特に、本移動局では、送信処理部２２ａが、別の移動局１６宛にＦＡＸ通信を行う際に、制御部２１から指示された符号化方式で送信データを符号化する。また、受信処理部２２ｂが、制御部２１から指示された符号化方式に応じて復号化を行う。符号化方式については後で説明する。
【００４０】
無線部２３は、信号処理部２２から入力された送信データを含む信号を変調して高周波信号として空中に放射すると共に、アンテナ部で受信した高周波信号を復調して信号処理部２３に出力する。
また、本移動局の特徴として、無線部２３は、制御部２１からの指示に従って送信スロット数を設定する。具体的には、本システムでは、ＴＤＭＡ方式で最大４スロットまで連続送信可能となっており、その中でＦＡＸの通信レートに応じたスロット数が設定されるようになっている。
【００４１】
記憶部２４は、制御部２１及び信号処理部２２における処理を実現するプログラムを記憶しており、更に、本移動局の特徴として、ＦＡＸ装置の複数の固定伝送レートに対応して、各伝送レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせをＦＡＸ通信テーブルとして記憶している。ＦＡＸ通信テーブルについては後述する。
入力部２５は、移動局の利用者が操作を行って指示を入力するものである。
表示部２６は、各種データを表示するものである。
【００４２】
［送信処理部２２ａの構成：図４］
次に、図３に示した信号処理部２２の送信処理部２２ａの構成について図４を用いて説明する。図４は、本移動局１６の送信処理部２２ａの構成ブロック図である。
送信処理部２２ａは、送信に伴うデータ処理を行う処理手段を備えており、各処理手段は、ＭＰＵ又はＤＳＰが対応する処理プログラムを実行することによって実現される。
図４に示すように、送信処理部２２ａは、ヘッダ付加手段３１と、固定ビット挿入手段３２と、ＣＲＣ付加手段３３と、Tail Bit挿入手段３４と、畳み込み符号化器３５と、パンクチャ符号器３６と、分割セグメンテーション手段３７と、インタリーブ手段３８を備えている。
【００４３】
特に、パンクチャ符号器３６は、制御部２１から指示された符号化方式に対応する間引き率で符号化データの間引き処理を行う。
具体的には、パンクチャ符号器３６は、間引きなし、間引き率１／３、間引き率３／７の３種類の間引き処理を行うものであり、間引き率１／３、間引き率３／７に対応する消去パターンを備えている。
そして、制御部２１から指示された符号化方式が間引き無しの場合には、入力された符号化データをそのまま出力し、間引き率１／３又は間引き率３／７の場合にはそれぞれ対応する消去パターンで符号化データを消去して出力する。
これにより、本移動局１６は３種類の符号化方式を実現するものである。
送信処理部２２ａの各処理部については、図５を用いて具体的に説明する。
【００４４】
［送信処理部２２ａの動作：図４］
送信処理部２２ａに入力されたデータは、ヘッダ付加手段３１によりヘッダを付加され、固定ビット挿入手段３２により固定ビットを挿入され、ＣＲＣ付加手段３３によりＣＲＣ符号が付加され、Tail Bit挿入手段３４によりTail Bitが挿入される。
そして、畳み込み符号化器３５において、符号化率１／２の畳み込み符号化が行われ、パンクチャ符号器３６が、制御部２１からの指示に従って所定の間引き率で符号化データを間引く処理を行い、分割セグメンテーション手段３７で、特定ビット数のデータに分割され、インタリーブ手段でマトリクス状にデータを書き込み、行と列とを入れ替えて読み出し、無線部２３に出力する。
【００４５】
［符号化方式について］
本移動局では、ＦＡＸ装置の通信レートに合わせるため、符号化方式と送信スロット数の組み合わせを複数記憶しているが、まず符号化方式について説明する。
上述したように、本移動局１６では、パンクチャ符号器３６での間引き処理を変えることにより、３種類の符号化方式を実現している。
【００４６】
［符号化方式Ａ（２．４kbps／１スロット）：図５］
１スロットで２．４kbpsを実現するための符号化方式（符号化方式Ａ）は、パンクチャ符号器３６における間引き無しによって実現される。符号化方式Ａとそれに続く送信動作について図５を用いて説明する。図５は、符号化方式Ａの符号化を示す模式説明図である。
図５に示すように、符号化方式Ａでは２．４kbpsを実現するため、９６bitのデータに、図４に示した送信処理部２２ａのヘッダ付加手段３１が１６bitのヘッダＨを付加し、更に固定ビット挿入手段３２が固定ビットＮを挿入する。固定ビットＮは、零５bitから成る固定ビット列である。
【００４７】
そして、誤りの有無を検出するためにＣＲＣ付加手段３３が６bitのＣＲＣ符号を付加する。
６bitＣＲＣの生成多項式は、１＋Ｘ＋Ｘ６    である。
更に、Tail Bit挿入手段３４が５bitのTail Bitを挿入する。これは、拘束長６の畳み込み符号化器の終端を行うものであり、零５bitから成る。
これにより、データは１２８bitになる。
【００４８】
そして、畳み込み符号化器３５が、符号化率１／２、拘束長Ｋ＝６で畳み込み符号化を行い、２５６bitの符号化データを生成する。
符号化２５６率１／２、拘束長６の畳み込み符号化器における生成多項式は、出力Ｇ１（Ｄ）、Ｇ２（Ｄ）のそれぞれについて、
Ｇ１（Ｄ）＝１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ５
Ｇ２（Ｄ）＝１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５      である。
これは、FACCHにおける符号化と同一であり、制御チャネルと同じ符号化器を用いることができ、必要以上に強い符号化を行うことによる無駄な処理を防ぐことができるものである。
【００４９】
そして、符号化方式Ａでは、パンクチャ符号化器３６では何も処理を行わずスルーさせて（又はパンクチャ符号器３６をスキップさせて）、２５６bitの符号化データを分割セグメンテーション部で１６bitずつの１６ブロックに分割し、インタリーブ手段３８で、セグメントの先頭からマトリクス状に書き込み、方向を変えて読み出す。
【００５０】
その後、上り通信の場合には、１０８bitのブロックと、１４８bitのブロックとに分割する。そして、先に１０８bitのブロックを上りUDCH（１０８bit）の位置に組み込んで無線部２３に出力し、送信する。そして、その１フレーム後に１４８bitのブロックを上りUDCH（１４８bit）の位置に組み込んで無線部２３に出力し送信する。つまり、２フレームでのインタリーブを行う。
【００５１】
また、下り通信の場合には、１４４bitと１１２bitのブロックに分割する。そして、先に１４４bitのブロックを下りUDCH（１４４bit）の位置で送信し、１フレーム後に１１２bitのブロックを下りUDCH（１１２bit）の位置で送信する。
このようにして、符号化方式Ａの処理及び送信動作が行われる。
【００５２】
［UDCH信号フォーマット：図８］
ここで、UDCH信号フォーマットについて図８を用いて説明する。図８（ａ）は、上りUDCH信号のフォーマットを示す模式説明図であり、（ｂ）は、下りUDCH信号のフォーマットを示す模式説明図である。
図８（ａ）に示すように、上りUDCH信号は、バースト過渡応答用ガード時間（R）６bit、プリアンブル（P）２bit、ユーザデータチャネル（UDCH）148bit、同期ワード（SW）２０bit、アイドルビット（I）２bit、カラーコード（CC）６bit、低速ＡＣＣＨ（SACCH）２０bit、ユーザデータチャネル（UDCH）１０８bit、ガード時間（G）８bitとなっている。
【００５３】
また、図８（ｂ）に示すように、下りUDCH信号は、バースト過渡応答用ガード時間（R）６bit、プリアンブル（P）２bit、ユーザデータチャネル（UDCH）１１２bit、同期ワード（SW）２０bit、キャリア情報（CI）２bit、カラーコード（CC）６bit、低速ＡＣＣＨ（SACCH）２０bit、ユーザデータチャネル（UDCH）１４４bit、ビジー／アイドルビット（B/I）８bitとなっている。
【００５４】
［符号化方式Ｂ（4kbps/１スロット）：図６］
次に、１スロットで４kbpsを実現するための符号化方式（符号化方式Ｂ）とそれに続く送信動作について図６を用いて説明する。図６は、符号化方式Ｂの符号化を示す模式説明図である。
図６に示すように、符号化方式Ｂでは４kbpsとするため、送信すべきデータは１６０bitとなる。そして、図４と同様にヘッダＨを付加し、固定ビットＮを挿入し、ＣＲＣ符号を付加し、Tail Bitを挿入する。これにより１９２bitとなる。
【００５５】
そして、畳み込み符号化器３５は、図５と同様に、符号化率１／２、拘束長Ｋ＝６で畳み込み符号化を行い、３８４bitの符号化データを生成する。
次に、符号化方式Ｂでは、パンクチャ符号器３６が、間引き率１／３で間引き処理を行う。
符号化方式Ｂの場合、パンクチャ符号器３６における消去パターンは、畳み込み符号の生成多項式のＧ１とＧ２のそれぞれに対して、
Ｇ１：110
Ｇ２：101        であり、1は伝送、0は消去を示す。
パンクチャ符号器３６の処理により２５６bitとなり、以降は図４と同様に、分割セグメンテーション、インタリーブを行い、２ブロックに分割して送信する。
【００５６】
［符号化方式Ｃ（４．８kbps/１スロット）：図７］
次に、１スロットで４．８kbpsを実現するための符号化方式（符号化方式Ｃ）とそれに続く送信動作について図７を用いて説明する。図７は、符号化方式Ｃの符号化を示す模式説明図である。
図７に示すように、符号化方式Ｃでは４．８kbpsとするため、送信すべきデータは符号化方式Ａの２倍の１９２bitとなる。そして、図４と同様にヘッダを付加し、固定ビットＮを挿入し、ＣＲＣ符号を付加し、Tail Bitを挿入する。これにより２２４bitとなる。
【００５７】
そして、畳み込み符号化器３５は、図４と同様に、符号化率１／２、拘束長Ｋ＝６で畳み込み符号化を行い、４４８bitの符号化データを生成する。
次に、符号化方式Ｃでは、パンクチャ符号器３６が、間引き率３／７で間引き処理を行う。消去パターンは、畳み込み符号の生成多項式のＧ１とＧ２のそれぞれに対して、
Ｇ１：1111010
Ｇ２：1000101        である。
パンクチャ符号器３６の処理により２５６bitとなり、以降は図４と同様に処理を行って送信する。
【００５８】
本移動局１６では、このようにして、１スロットで、２．４kbps、４kbps、４．８kbpsの通信レートを実現することが可能となるものである。
特に、符号化方式Ａと符号化方式Ｃは、ＦＡＸの自動シフトダウンにおける通信レートの内、それぞれ２．４kbpsと４．８kbpsの通信レートでの送信を１スロットで実現するものである。
【００５９】
［高速ユーザデータチャネル］
ところで、ARIB STD T-79やARIB STD T-87では、上述した符号化方式をＡ，Ｂ，Ｃを用いたチャネルは存在しないので、本システムでは、新たに、高速ユーザデータチャネル（High Speed User Data Channel；HS-UDCH）として定義している。信号フォーマットは図８に示したUDCHのフォーマットと同様である。
【００６０】
［送信スロット数］
更に、本システムでは、上述した符号化方式を、連続送信スロット数とを組み合わせることにより、ＦＡＸの自動シフトダウンにおける固定通信レートを全て実現するようにしている。送信スロット数は、１〜４スロットの中で設定可能である。
【００６１】
例えば、符号化方式Ａで１スロット送信の場合には２．４kbpsであるが、同じ符号化方式Ａで２スロット連続送信する場合には、４．８kbpsとなる。
また、符号化方式Ｂで１スロット送信の場合には４kbpsであり、これはＦＡＸ通信では用いれらないが、３スロット連続送信とすると、１２kbpsとなりＦＡＸの通信レートを実現できるものである。
本移動局では、記憶部２４にＦＡＸの通信レートと、それを実現する符号化方式と送信スロット数を記憶するＦＡＸ通信テーブルを備えている。
【００６２】
［符号化方式と送信スロット数の組み合わせ：図９］
次に、本移動局におけるＦＡＸ通信テーブルについて図９を用いて説明する。図９は、ＦＡＸ通信テーブルの模式説明図である。
図９に示すように、ＦＡＸの自動シフトダウンで用いられる通信レートは、２．４kbps、４．８kbps、７．２kbps、９．６kbps、１２kbps、１４．４kbpsであり、ＦＡＸ通信テーブルでは、各通信レートを実現するための符号化方式及び連続送信スロット数とが対応付けられて記憶されている。
【００６３】
そして、上述したように、まず、モデム１８同士がやり取りを行って、最適な通信レートを決定し、当該通信レートをそれぞれ接続する移動局１６に通知する。
移動局１６では、モデム１８から通信レートを通知されると、制御部２１が、記憶部２４のＦＡＸ通信テーブルを参照して、通知された通信レートに対応する符号化方式及び送信スロット数を読み取って、符号化方式を信号処理部２２の送信処理部２２ａに指示し、送信スロット数を無線部２３に指示する。
【００６４】
例えば、回線制御部１１から通知された通信レートが７．２kbpsであった場合には、制御部２１は、符号化方式Ａを送信処理部２２ａに指示し、送信スロット数３を無線部２３に指示する。
そして、移動局１６の制御部２１は、通信を開始するにあたり、相手先となる移動局１６に対して当該符号化方式及び送信スロット数の組を通知し、確認されると当該組み合わせて通信を開始する。
【００６５】
また、４．８kbpsの場合には、符号化方式Ａで２スロット送信と、符号化方式Ｃで１スロット送信の２通りの方法があるが、例えば、回線状態が良好な場合には符号化方式Ｃで１スロット送信とし、回線状態があまり良好ではない場合には間引きを行わない符号化方式Ａで２スロット送信とする、といったように使い分けることが考えられる。回線状態は、後述するエラーレートに基づいて判断することが考えられる。
このようにして、本移動局では１種類の畳み込み符号化器を用いて、ＦＡＸ通信の全ての通信レートを実現できるものである。
【００６６】
［エラーレートに基づく適応制御］
更に、本システムでは、受信側からの通信品質のデータに基づいて、送信側の移動局において通信レートを適応的に制御することも可能としている。
ＦＡＸ通信やデータ通信の場合、１０-6程度のビットエラーレートが必要になるのに対し、無線回線はフェージングの影響等により刻々と回線の品質が変化する。そのため、同じ符号化方式で長時間の通信を続けると通信品質の劣化を招く恐れがある。
【００６７】
具体的には、図８に示したように、UDCH信号フォーマットでは、１スロット毎にSACCHが設けられている。受信側の移動局１６ｂは、受信データの6bitCRCより検出したスロットエラーレートをSACCHを用いて移動局１６ａに送信する。
そして、移動局１６ａが、当該エラーレートに基づいて回線状況を判断し、エラーレートが低い場合には現在の通信レートを維持し、エラーレートが高い場合には通信レートを１段階若しくは複数段階低くするよう、符号化方式及び送信スロット数を制御し、移動局１６ｂに通知する。
このように、本システムでは、受信側の移動局１６ｂで検出されたエラーレートに基づいて送信側の移動局１６ａで通信レートを適応制御することができ、良好な通信品質を保持することができるものである。
【００６８】
また、従来と同様の自動シフトダウンの機能を用いて、受信側のモデム１８ｂが、受信データに基づいて回線状態を判断し、回線状態が悪い場合には送信側のモデム１８ａに対して通信レートの低減を要請し、モデム１８ａと１８ｂとの間で通信レートが決定されると、モデム１８ａが移動局１６ａに対して変更された通信レートを通知し、移動局１６ａが変更された通信レートに応じた符号化方式と送信スロット数の組み合わせを選択するようにしてもよい。
【００６９】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る無線通信システムによれば、移動局１６が、同一の拘束長で間引き率の異なる複数の符号化方式を備え、ＦＡＸ通信の自動シフトダウン機能で用いられる複数の固定通信レートを実現する符号化方式と送信スロット数の組み合わせをＦＡＸ通信テーブルに記憶しており、モデム１８とＦＡＸ装置１９とが接続された移動局１６間でＦＡＸデータの通信を行う場合、まず、モデム１８同士がやり取りを行って装置の種類や回線状態に基づいて通信レートを決定し、送信側のモデム１８ａが移動局１６ａに当該通信レートを通知し、移動局１６ａがＦＡＸ通信テーブルを参照して、当該通信レートに対応する符号化方式と送信スロット数の組み合わせを読み取って移動局１６ｂに通知し、確認応答を受信すると、当該符号化方式で符号化したデータを当該送信スロット数で送信するようにしているので、制御チャネルと共通の畳み込み符号化器を用いて、ＦＡＸ通信の６種類の通信レートに合わせた送信レートを実現することができ、利便性を向上させることができる効果がある。
【００７０】
また、本システムでは、移動局１６で、制御チャネルと同じ畳み込み符号化を行うので、制御チャネルよりも強い符号化を行う場合に比べて、無駄な処理や通信を行わずにすむ効果がある。
【００７１】
また、本システムによれば、送信側の移動局１６ａが、受信側の移動局１６ｂから送信されたスロットエラーレートに基づいて、誤りが多い場合には送信レートを下げるように、符号化方式と送信スロット数の組み合わせを選択するようにしているので、無線区間の回線状態に変化があっても、良好な通信品質を保持することができる効果がある。
【００７２】
また、本システムによれば、受信側のモデム１８ｂが、受信データに基づいて回線状態を判断し、回線状態が悪い場合には送信側のモデム１８ａに対して通信レートの低減を要請し、モデム１８ａと１８ｂとの間で通信レートが決定されると、モデム１８ａが移動局１６ａに対して変更された通信レートを通知し、移動局１６ａが変更された通信レートに応じた符号化方式と送信スロット数の組み合わせを選択するようにしているので、回線状態に変化があっても、良好な通信品質を保持することができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ＦＡＸの通信レートに適合した送信レートでの高速データ通信を可能とする無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【００７４】
１１…回線制御装置、  １２…無線制御装置、  １３…構内交換機（ＰＢＸ）、  １４…内線電話機、  １５…移動局、  １６…ＦＡＸ装置、  １７…車載端末、  ２１…制御部、  ２２…信号処理部、  ２２ａ…送信処理部、  ２２ｂ…受信処理部、  ２３…無線部、  ２４…記憶部、  ２５…入力部、  ２６…表示部、  ３１…ヘッダ付加手段、  ３２…固定ビット挿入手段、  ３３…ＣＲＣ付加手段、  ３４…Tai Bit挿入手段、  ３５…畳み込み符号化器、  ３６…パンクチャ符号器、  ３７…分割セグメンテーション、  ３８…インタリーブ手段
【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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【図９】
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