(57)【要約】【課題】即時通話性が高く、子機がキャリアセンスに失敗したとしても親機と接続することができる無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムは、制御チャネルと通信チャネルとを用いて、親機２０を介して子機１０Ａ及び１０Ｂどうしが無線にて通信する。無線通信システムは、通信チャネルで接続制御を実行して子機１０Ａ及び１０Ｂどうしが通信を開始する通信チャネル方式と、制御チャネルで接続制御を実行して子機１０Ａ及び１０Ｂどうしが通信チャネルで通信を開始する制御チャネル方式とを所定の周期で時分割して併用する。子機１０Ａ（または１０Ｂ）は、通信を開始するにあたり通信チャネル方式で接続制御を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御チャネルと通信チャネルとを用いて、親機を介して子機どうしが無線にて通信する無線通信システムであって、
前記通信チャネルで接続制御を実行して前記子機どうしが通信を開始する通信チャネル方式と、前記制御チャネルで接続制御を実行して前記子機どうしが通信チャネルで通信を開始する制御チャネル方式とを所定の周期で時分割して併用し、
前記子機は、通信を開始するにあたり前記通信チャネル方式により接続制御を開始することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記通信チャネル方式による接続制御を開始した結果、接続制御のために通信する通信チャネルが通信不可の場合、前記制御チャネル方式で接続制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記親機は、
前記所定の周期で時分割して前記通信チャネルと前記制御チャネルとで接続制御のための受信を待機し、
前記通信チャネルを用いる時間に前記通信チャネルでビーコン信号を前記子機に送信し、
前記制御チャネルを用いる時間に前記制御チャネルでビーコン信号を前記子機に送信する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記親機が前記制御チャネルで送信するビーコン信号は、少なくとも接続制御のために受信を待機する通信チャネルの情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記親機が前記制御チャネルで送信するビーコン信号は、少なくとも前記制御チャネルと前記通信チャネルとを時分割で用いるための時分割情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記親機と前記子機とは、前記制御チャネルと、複数の前記通信チャネルのうちから選択された通信チャネルとを用いて互いに通信するように構成され、
前記親機は、前記子機に、予め選択された第１の通信チャネルを用いること示すチャネル情報を前記ビーコン信号で送信し、
前記子機が前記第１の通信チャネルを用いて接続制御を実行しようとして前記第１の通信チャネルが通信不可となったときに、前記子機は、前記時分割情報に基づき前記制御チャネルを用いる時間に前記制御チャネルを用いて、第２の通信チャネルで接続制御を実行するよう要求する接続要求メッセージを送信し、
前記親機は、前記時分割情報に基づき前記制御チャネルを用いる時間に前記制御チャネルを用いて、前記子機に、前記通信チャネルを前記第２の通信チャネルへと変更した旨を通知する接続要求応答メッセージを送信し、
前記親機及び前記子機は、前記通信チャネルを前記第２の通信チャネルへと変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記親機と前記子機とは、前記制御チャネルと、複数の前記通信チャネルのうちから選択された通信チャネルとを用いて互いに通信するように構成され、
前記親機は、前記子機に、予め選択された第１の通信チャネルを用いること示すチャネル情報を前記ビーコン信号で送信し、
前記子機が前記第１の通信チャネルを用いて接続制御を実行しようとして前記第１の通信チャネルが通信不可となったときに、前記子機は、前記時分割情報に基づき前記制御チャネルを用いる時間に前記制御チャネルを用いて、第２の通信チャネルで接続制御を実行するよう要求する接続要求メッセージを送信し、
前記親機は、前記時分割情報に基づき前記通信チャネルを用いる時間に前記第２の通信チャネルを用いて、前記子機に接続要求応答メッセージを送信し、
前記親機は、前記時分割情報に基づき前記通信チャネルを用いる時間に前記第１の通信チャネルを用いて、前記通信チャネルを前記第２の通信チャネルへと変更する通知を送信し、前記親機及び前記子機は、前記通信チャネルを前記第２の通信チャネルへと変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記親機は、
前記選択された通信チャネルでキャリアセンスを実行した後にビーコン信号を送信し、
キャリアセンスの結果、前記選択された通信チャネルで通信可能であればビーコン信号を送信し、
キャリアセンスの結果、前記選択された通信チャネルで通信不可の場合は、複数の通信チャネルのスキャンを実行しながらキャリアセンスを実行し、
前記スキャンによるキャリアセンスの結果、通信可能の通信チャネルのうちの１つの通信チャネルを受信待機の通信チャネルに変更した旨の情報と、受信待機に設定した通信チャネル以外の通信チャネルの情報を前記制御チャネルのビーコン信号で前記子機に通知する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記子機は、第２の通信チャネルを選択するにあたり、前記制御チャネルのビーコン信号で通知された、受信待機に設定した通信チャネル以外の通信チャネルを優先的に選択することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御チャネルと通信チャネルとを用いて、親機を介して子機どうしが無線にて通信する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
制御チャネルと通信チャネルとを用いて、親機を介して子機どうしが無線にて通信する無線通信システムがある（特許文献１参照）。この種の無線通信システムにおける通信方式として、親機及び子機で制御チャネルと通信チャネルとの双方でキャリアセンスを実行して通信を開始する制御チャネル方式と、親機及び子機で通信チャネルのみでキャリアセンスを実行して通信を開始する通信チャネル方式とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２２２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御チャネル方式は、子機の電源を投入したとき、または子機が親機の通信圏外から通信圏内に移動したときの親機のサーチが早いという長所がある。しかしながら、制御チャネル方式は、親機及び子機で制御チャネルと通信チャネルとの双方で４回のキャリアセンスが必要となるため、即時通話性が低いという短所がある。
【０００５】
通信チャネル方式は、通信チャネルのみで親機と子機とが接続されるため即時通話性が高いという長所がある。しかしながら、通信チャネル方式は、子機がキャリアセンスに失敗すると親機と通信することができないため、子機は親機といつまでも接続できない事態に陥るという短所がある。
【０００６】
本発明は、即時通話性が高く、子機がキャリアセンスに失敗したとしても親機と接続す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】
【０００７】
本発明は、制御チャネルと通信チャネルとを用いて、親機を介して子機どうしが無線にて通信する無線通信システムであって、前記通信チャネルで接続制御を実行して前記子機どうしが通信を開始する通信チャネル方式と、前記制御チャネルで接続制御を実行して前記子機どうしが通信チャネルで通信を開始する制御チャネル方式とを所定の周期で時分割して併用し、前記子機は、通信を開始するにあたり前記通信チャネル方式により接続制御を開始することを特徴とする無線通信システムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の無線通信システムによれば、即時通話性が高く、子機がキャリアセンスに失敗したとしても親機と接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１及び第２実施形態の無線通信システムにおける正常動作時の動作シーケンス図である。
【図２】第１実施形態の無線通信システムにおける異常動作時の動作シーケンス図である。
【図３】第１及び第２実施形態の無線通信システムにおける子機の構成を示すブロック図である。
【図４】第１及び第２実施形態の無線通信システムにおける親機の構成を示すブロック図である。
【図５】第１及び第２実施形態の無線通信システムにおける親機の動作を示す図である。
【図６】第２実施形態の無線通信システムにおける異常動作時の動作シーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１及び第２実施形態の無線通信システムについて、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
まず、図１を用いて、第１実施形態の無線通信システムにおける正常動作時の動作を説明する。図１において、無線通信システムは、親機２０と、子機１０Ａ及び１０Ｂとを備える。任意の子機を子機１０と称することとする。ここでは子機１０を２台としているが、子機１０の数は任意である。親機２０はレピータである。
【００１２】
無線通信システムは、制御チャネル（制御ＣＨ）と通信チャネル（通信ＣＨ）とを用いて、親機２０を介して複数の子機１０が無線にて互いに通信する。親機２０及び子機１０は、周波数の異なる複数の通信チャネルよりいずれかの通信チャネルを選択して通信する。
【００１３】
図３に示すように、子機１０は、制御部１１、送信部１２、受信部１３、記憶部１４、表示部１５、操作部１６、マイクロホン１７、スピーカ１８を備える。操作部１６はＰＴＴスイッチ１６０を含む。
【００１４】
送信部１２は、制御部１１による制御に基づき、親機２０に各種のメッセージまたは音声データを送信する。受信部１３は、制御部１１による制御に基づき、親機２０から送信されたビーコン信号、各種のメッセージ、または音声データを受信する。
【００１５】
記憶部１４は、制御チャネルの周波数、及び、複数の通信チャネルそれぞれの周波数を記憶している。記憶部１４は、制御部１１による制御に基づき、親機２０から送信されたビーコン信号に含まれている、制御チャネルと通信チャネルとを時分割で使用するための時分割情報を記憶する。
【００１６】
図４に示すように、親機２０は、制御部２１、送信部２２、受信部２３、記憶部２４、表示部２５、操作部２６を備える。送信部２２は、制御部２１による制御に基づき、子機１０にビーコン信号、各種のメッセージ、または音声データを送信する。受信部２３は、制御部２１による制御に基づき、子機１０から送信された各種のメッセージまたは音声データを受信する。記憶部２４は、制御チャネルの周波数、複数の通信チャネルにおけるそれぞれの周波数、及び、上記の時分割情報を記憶している。
【００１７】
図５に示すように、時分割情報とは、親機２０が通信チャネルで子機１０からの受信を待機する時間と、制御チャネルで子機１０からの受信を待機する時間とを示す情報である。図５に示す例では、周期ＸｍｓのうちのＹｍｓが通信チャネルで受信を待機する時間に割り当てられ、（Ｘ−Ｙ）ｍｓが制御チャネルで受信を待機する時間に割り当てられている。Ｙｍｓと（Ｘ−Ｙ）ｍｓとは、親機２０の管理者が操作部２６を操作することによって任意に設定できる。
【００１８】
図１に戻り、親機２０（制御部２１）は、ステップＳ１にて、複数の通信チャネルから選択した１つの通信チャネルであるＣ１チャネル（Ｃ１ｃｈ）でキャリアセンスを実行する。キャリアセンスとはチャネルが空いていて通信可能であるかを確認することである。通信不可であった場合、親機２０は、複数の通信チャネルのスキャンを実行し、それぞれのチャネルでキャリアセンスを実行し、通信可能な通信チャネルを検出する。キャリアセンス実行の結果、Ｃ１チャネルは通信可能であったとする。親機２０（送信部２２）は、ステップＳ２にて、Ｃ１チャネルを用いて子機１０にビーコン信号を送信する。
【００１９】
親機２０は、周期的に制御チャネルのキャリアセンスを実行してビーコン信号を送信する。親機２０は、ステップＳ３にて、制御チャネルでキャリアセンスを実行し、制御チャネルは通信可能であると判定する。親機２０は、ステップＳ４にて、制御チャネルを用いて子機１０にビーコン信号を送信する。ステップＳ１及びステップＳ２と、ステップＳ３及びステップＳ４との順番は逆であってもよい。ビーコン信号は、少なくとも通信チャネルとしてＣ１チャネルを使用することを示すチャネル情報と、図５で説明した時分割情報を含む。
【００２０】
図５に示すように、親機２０は、通信チャネルで受信を待機する時間に通信チャネルでビーコン信号を送信し、制御チャネルで受信を待機する時間に制御チャネルでビーコン信号を送信する。親機２０は、Ｙｍｓ及び（Ｘ−Ｙ）ｍｓの時間にビーコン信号を複数回送信してもよい。また、親機２０は、ビーコン信号を間欠的に送信してもよい。
【００２１】
図１では、ビーコン信号をステップＳ２及びＳ４で送信しているが、親機２０から子機１０へと所定時間ごとにビーコン信号が繰り返し送信される。
【００２２】
子機１０Ａのユーザが、ステップＳ５にて、ＰＴＴスイッチ１６０を押下して、音声を送信しようとしたとする。子機１０Ａ（制御部１１）は、ステップＳ６にて、Ｃ１チャネルでキャリアセンスを実行し、Ｃ１チャネルは通信可能であると判定する。子機１０Ａ（送信部１２）は、ステップＳ７にて、Ｃ１チャネルを用いて親機２０に接続要求メッセージを送信する。
【００２３】
親機２０は、ステップＳ８にて、改めてＣ１チャネルでキャリアセンスを実行し、Ｃ１チャネルは通信可能であると判定する。親機２０（送信部２２）は、ステップＳ９にて、子機１０Ａ及び１０Ｂの双方に、接続要求応答メッセージを送信する。以上によって、親機２０と子機１０Ａ及び１０ＢとはＣ１チャネルで通信が確立する。子機１０どうしが通信を行うための回線の接続に至る親機２０と子機１０とのやりとりを以後、接続制御と称す。これは通信チャネルのみによる接続制御であることから、以降これを通信チャネル方式と称する。
【００２４】
子機１０Ａ（送信部１２）は、ステップＳ１０にて、マイクロホン１７で収音した音声に基づく音声データを親機２０に送信する。親機２０は、ステップＳ１１にて、受信した音声データを子機１０Ａ及び１０Ｂに送信する。これにより、全ての子機１０は、音声データを受信して、子機１０Ａのユーザが話した音声を聞くことができる。
【００２５】
次に、図２を用いて、第１実施形態の無線通信システムにおける異常動作時の動作を説明する。図２において、ステップＳ１２より前に図１に示すステップＳ１〜Ｓ４の動作が完了しているとする。
【００２６】
親機２０は、図１のステップＳ１で、キャリアセンスを実行した結果、例えば、選択されたＣ１チャネルが通信不可であった場合、親機２０は、通信チャネルのスキャンを開始し、複数の通信チャネルのスキャンを実行しながらキャリアセンスを実行する。親機２０は、キャリアセンスの結果、通信可能の通信チャネルのうちの１つの通信チャネルを、新たに受信を待機する通信チャネルとして設定し、受信を待機する通信チャネルが変更になった旨の情報を制御チャネルのビーコン信号で子機１０に通知する。
【００２７】
また、親機２０は、受信待機の通信チャネルに設定した通信チャネル以外の通信チャネルの情報を、制御チャネルのビーコン信号で子機１０に通知してもよい。
【００２８】
図２に戻り、子機１０Ａのユーザが、ステップＳ１２にて、ＰＴＴスイッチ１６０を押下して、音声を送信しようとしたとする。子機１０Ａは、ステップＳ１３にて、Ｃ１チャネルでキャリアセンスを実行する。ここでは、妨害波等の影響によって、子機１０ＡがＣ１チャネルは通信不可であると判定したとする。
【００２９】
子機１０Ａ（制御部１１）は、ステップＳ１４にて、通信チャネルの空きチャネルをサーチし、ステップＳ１５にて、複数の通信チャネルから選択したＣ１チャネルとは異なる他の１つの通信チャネルであるＣ２チャネル（Ｃ２ｃｈ）でキャリアセンスを実行する。キャリアセンス実行の結果、Ｃ２チャネルは通信可能であったとする。このとき、子機１０Ａは、親機２０が制御チャネルのビーコン信号で通知した受信待機の通信チャネルに設定した通信チャネル以外の通信チャネルを優先的に選択し、キャリアセンスを開始してもよい。
【００３０】
親機２０は、周期的に制御チャネルのキャリアセンスを実行してビーコン信号を送信する。親機２０は、ステップＳ１６にて、制御チャネルでキャリアセンスを実行し、制御チャネルは通信可能であると判定する。親機２０は、ステップＳ１７にて、制御チャネルを用いて子機１０Ａ及び１０Ｂの双方にビーコン信号を送信する。
【００３１】
子機１０Ａは、ステップＳ１８にて、制御チャネルでキャリアセンスを実行し、制御チャネルは通信可能であると判定する。子機１０Ａは、ステップＳ１９にて、制御チャネルで親機２０にＣ２チャネルで通信するよう要求する接続要求メッセージを送信する。
【００３２】
親機２０は、ステップＳ２０にて、Ｃ２チャネルでキャリアセンスを実行し、Ｃ２チャネルは通信可能であると判定する。親機２０は、ステップＳ２１にて、制御チャネルでキャリアセンスを実行し、制御チャネルは通信可能であると判定する。ステップＳ１６からの時間がキャリアセンスを実行する周期より短ければ、ステップＳ２０を実行しなくてもよい。
【００３３】
親機２０は、ステップＳ２２にて、子機１０Ａ及び１０Ｂの双方に、制御チャネルで接続要求応答メッセージを送信する。接続要求応答メッセージは、通信チャネルを変更する旨の通知を含む。
【００３４】
親機２０は、ステップＳ２３にて、Ｃ２チャネルでキャリアセンスを実行し、Ｃ２チャネルは通信可能であると判定する。子機１０Ａは、ステップＳ２４にて、Ｃ２チャネルでキャリアセンスを実行し、Ｃ２チャネルは通信可能であると判定する。ステップＳ２０からの時間がキャリアセンスを実行する周期より短ければ、ステップＳ２２は不要であり、ステップＳ１４からの時間がキャリアセンスを実行する周期より短ければ、ステップＳ２３を実行しなくてもよい。
【００３５】
以上によって、親機２０と子機１０Ａ及び１０Ｂとは、通信チャネルとしてＣ１チャネルからチャネルを変更したＣ２チャネルで通信が確立する。ステップＳ１４以降の処理は、制御チャネルによる接続制御であることから、以降これを制御チャネル方式と称する。
【００３６】
子機１０Ａは、ステップＳ２５にて、マイクロホン１７で収音した音声に基づく音声データを親機２０に送信し、親機２０は、ステップＳ２６にて、受信した音声データを子機１０Ａ及び１０Ｂに送信する。これにより、妨害波等の影響によって当初選択したＣ１チャネルで通信不可となっても通信可能なＣ２チャネルにチャネルを変更して、全ての子機１０は、音声データを受信して、子機１０Ａのユーザが話した音声を聞くことができる。
【００３７】
図１に示すような通信チャネルで接続制御を実行して子機１０どうしが通信を開始する通信チャネル方式は即時通話性が高い。図２に示すような制御チャネルで接続制御を実行して子機１０どうしが通信チャネルで通信を開始する制御チャネル方式は、通話即時性が劣るが通信の確立性が高い。
【００３８】
第１実施形態の無線通信システムは、これらの接続方式を時分割して併用し、子機１０はあくまでも通信チャネル方式で接続制御を開始するため、通信チャネル方式で接続が完了すれば、通話即時性が高い通信を開始できたことになる。また、第１実施形態の無線通信システムは、通信チャネル方式により接続制御を開始してキャリアセンスを実行した結果、通信不可であったとしても、制御チャネル方式に移行するので、通信の確立性を高く維持できる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の無線通信システムの構成、第２実施形態の無線通信システムにおける親機２０及び子機１０の構成は、第２実施形態の無線通信システムにおける正常動作時の動作は第１実施形態の無線通信システムにおけるそれと同じである。第２実施形態の無線通信システムは、異常動作時の動作が第１実施形態の無線通信システムとは異なる。
【００４０】
図６において、ステップＳ１２〜Ｓ２０は図２と共通であり、説明を省略する。親機２０は、ステップＳ２０のキャリアセンスの実行後、ステップＳ３１にて、Ｃ２チャネルで子機１０Ａに接続要求応答メッセージを送信する。子機１０Ａは、Ｃ２チャネルで接続要求応答メッセージを受信する。
【００４１】
親機２０は、ステップＳ３２にて、Ｃ１チャネルでキャリアセンスを実行し、Ｃ１チャネルは通信可能であると判定する。親機２０は、ステップＳ３３にて、子機１０Ｂに通信チャネルのチャネルがＣ１チャネルからＣ２チャネルに変更された旨を通知する。子機１０Ｂは、通信チャネルをＣ２チャネルに変更する。以上で親機２０と子機１０Ａ及び１０Ｂとは新たなＣ２チャネルで通信が確立する。
【００４２】
子機１０Ａは、ステップＳ３４にて、マイクロホン１７で収音した音声に基づく音声データを親機２０に送信し、親機２０は、ステップＳ３５にて、受信した音声データを子機１０Ａ及び１０Ｂに送信する。これにより、妨害波等の影響によって当初選択したＣ１チャネルで通信不可となっても通信可能なＣ２チャネルにチャネルを変更して、全ての子機１０は、音声データを受信して、子機１０Ａのユーザが話した音声を聞くことができる。
【００４３】
以上説明した第１及び第２実施形態の無線通信システムによれば、ＰＴＴスイッチ１６０が押下された後に２回のキャリアセンスで通信が確立するので、即時通話性が高い。また、図２または図６で説明したように、子機１０が、複数の通信チャネルのうちの予め選択された通信チャネルでのキャリアセンスに失敗したとしても、他の通信チャネルに変更して通信が確立することができるので、子機１０が親機２０といつまでも接続できない事態に陥るという不具合は発生しない。
【００４４】
第１実施形態の無線通信システムにおける異常動作時の動作（図２）と第２実施形態の無線通信システムにおける異常動作時の動作（図６）とを比較すれば、第１実施形態の無線通信システムにおける異常動作時の動作の方が好ましい。
【００４５】
本発明は以上説明した第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。図５における通信チャネルで受信を待機する時間（Ｙｍｓ）を長くすれば、正常動作時の発呼時間を短くすることができ、制御チャネルで受信を待機する時間（（Ｘ−Ｙ）ｍｓ）を長くすれば、異常動作時の発呼時間を短くすることができる。親機２０の制御部２１は、異常動作発生の頻度が高いほど（Ｘ−Ｙ）ｍｓの時間を長くするように、Ｙｍｓと（Ｘ−Ｙ）ｍｓとの比率を自動的に設定してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  子機
２０  親機
【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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