(57)【要約】【課題】フェージングやマルチパス等による伝搬路の歪みの影響が懸念される環境下でも、信頼性の高い非音声データの通信を実現する。【解決手段】非音声データを送信する移動局２は、誤り検出部２２が基地局１から受信する信号の誤り率又は誤りビット数を検出し、回数決定部２３が検出された誤り率又は誤りビット数に応じて同じ非音声データを繰り返し送信する回数（Ｎ）を決定し、フレーム生成部２４が決定した繰り返し送信回数情報を通信チャネル（ＳＣ）信号に載せ、送信制御部２５が同じ非音声データを決定した回数繰り返して基地局１へ送信する。基地局１は、受信制御部１２が繰り返し送信されてきた非音声データを格納し、多数決処理部１３がこれら同じ非音声データの同じビット位置の値を多数決で採用することにより非音声データを再構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側の局と受信側の局との間で非音声データを無線通信するデジタル無線通信システムにおいて、
非音声データの送信側の局は、非音声データの受信側の局から受信する信号の誤り率又は誤りビット数を検出する誤り検出部と、検出された誤り率又は誤りビット数に応じて同じ非音声データを繰り返し送信する回数を決定する回数決定部と、決定した繰り返し送信回数情報を受信側の局へ送信する信号に載せる通知部と、同じ非音声データを決定した回数繰り返して受信側の局へ送信する送信制御部と、を備え、
非音声データの受信側の局は、送信側の局から受信した送信回数情報に応じて当該回数分の同じ非音声データを受信する受信制御部と、複数受信した同じ非音声データの同じビット位置の値を多数決で採用することにより非音声データを再構成する多数決処理部と、を備え、たことを特徴とするデジタル無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、局間でメッセージ等の非音声データを無線通信するデジタル無線通信システムに関し、特に、単信方式を採用したＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ）狭帯域デジタル移動通信システムのショートメッセージ伝送に適用して好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動局と固定局との間、移動局と移動局との間、固定局と固定局との間といったように、局間でメッセージ等の非音声データを無線通信するデジタル無線通信システムが実用化されている。
このようなデジタル無線通信システムの一例として、無線周波数の有効利用を目的とした我が国の自営通信システムであるＳＣＰＣ方式を採用したＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信方式が、ＡＲＩＢ標準規格（ＡＲＩＢ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ：ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ６１  第１分冊）として規格化されている。
【０００３】
図５及び図６を参照して、ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信方式の無線通信システムを説明する。
図５にはシステム構成の一例を示してあり、このシステムは基地局（固定局）１と複数の移動局（同図には移動局（Ａ）２と移動局（Ｂ）３を示してある。）で構成され、基地局１と移動局２、３との間の通信又は基地局１を経由（中継）した移動局２と移動局３との間の通信が、基地局１を中心とした通信可能ゾーン４内で行われる。
【０００４】
また、通信方式は、１つの無線キャリアが１つの無線チャネルに対応し、１つの基地局１は１つの無線キャリアで通話サービスをすることを基本とするＳＣＰＣ方式が採用され、通話はプレストーク方式が採用行されている。
図５において、基地局１には、上り下りペアの無線キャリアが割当てられ（同図のｆ１，ｆ２。基地局の送信波（ｆ１）を下り波、移動局の送信波（ｆ２）を上り波と呼ぶ。）。また、送信波で伝達される情報（無線チャネルと呼ばれる）は、フレームと呼ばれる所定のデータフォーマットを単位として構成される。
【０００５】
ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ６１で規定された２つのフレームフォーマットである通信チャネル（ＳＣ）と同期バースト（ＳＢ０）とを図６に示す。
１つのフレームは３８４ビット（ｂｉｔ）のデータ長で構成され、フレーム内の所定の部分に無線チャネル情報、音声データ又は非音声データ、パラメータ情報、システム固有のデータ等が載せられて伝達される。同期バースト（ＳＢ０）は、送信開始時に通信チャネルに先立って送信されるバースト信号であり、通信チャネル（ＳＣ）は、ユーザが通信のために使用する無線チャネルである。
【０００６】
図６（ａ）の通信チャネル（ＳＣ）のフレームは、ＴＣＨ（Ｔｒａｆｆｉｃ  ｃｈａｎｎｅｌ）の部分に音声データ又は非音声データを、ＲＩＣＨ（Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）の部分に無線チャネル情報（無線チャネル構造、動作モード、通信モード等）を載せて送信する。また、それぞれのフレームには、同期ワード（ＳＷ）と呼ばれる固定パターンのｂｉｔ列が挿入され、受信機における同期の確立等に使用される。
【０００７】
次に、上記のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムにおける従来の処理動作を、更に図７〜図９を参照して説明する。
図７には、移動局（Ａ）２から基地局１への送信動作と、基地局１から移動局（Ｂ）３への中継動作のシーケンスの一例を示している。
通常、基地局１はＴＣＨ部分にユーザデータを含まない通信チャネルＳＣ（このようなダミーの通信チャネルを特に「空線」と呼ぶ。当該通信チャネルが空線か否かは、ＲＩＣＨの通信モードｂｉｔで指定する）を下り波で常時送信し、当該基地局ゾーン３内にいる移動局２、３は、この下り波の空線を受信して基地局１に同期をとる。
【０００８】
ここで、移動局（Ａ）２が送信開始（例えば、移動局無線機に設けられたプレストーク用ボタン（ＰＴＴ）をＯＮする）すると、移動局（Ａ）２は上り波キャリアで送信動作を開始し、同期バースト（ＳＢ０）、通信チャネル（ＳＣ）の順に送信を行なう。
そして、通信チャネルで音声等のユーザデータの送信を終了すると（例えば、前述のプレストーク用ボタンをＯＦＦする）、通信チャネルの後に空線を送信して終話を通知する。
【０００９】
基地局１は上り波の同期バースト（ＳＢ０）、通信チャネル（ＳＣ）および空線を受信する。更に、基地局１は必要に応じて移動局からの上り波を下り波に載せ返えて他の移動局に中継を行なう。図７の例において、破線で示したように基地局１が移動局（Ａ）２の上り波を移動局（Ｂ）３へ折り返す動作を行う。
また、基地局１は、移動局からの上り波を受信した際は、下り波のＲＩＣＨ中の通信モードｂｉｔを使って、上り回線が占有されていること（この状態をＢＵＳＹ（ビジー）と呼ぶ）を他の移動局に通報し、送信中の移動局以外の移動局の送信を禁止させる。
【００１０】
上記一連の処理において、移動局は図８に示すような処理を行い、基地局は図９に示すような処理を行う。
すなわち、移動局は、送信開始になるまでは受信動作を繰り返す。この受信動作では、下り波に同期をとりながら（ステップＳ３１）、受信データの再生を行い（ステップＳ３２）、もしもＢＵＳＹが通知されていれば（ステップＳ３３）、送信動作への移行を禁止する。送信を開始する場合は（ステップＳ３４）、同期バースト（ＳＢ０）、通信チャネル（ＳＣ）の順に送信を行い（ステップＳ３５、Ｓ３６）、最後に空線を送信して終話する（ステップＳ３７）。
一方、基地局の受信部は上り波を常時待受けており（ステップＳ４１）、上り波が受信されると（ステップＳ４２）、同期バースト（ＳＢ０）、通信チャネル（ＳＣ）、空線の順に受信動作を行ない（ステップＳ４３、Ｓ４４、Ｓ４５）、待受け動作に戻る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＳＣＰＣ狭帯域デジタル通信方式では、通話にプレストーク方式を採用しているため、通話時の移動局と基地局との接続が簡単で、呼接続に関わる複雑な制御プロトコルも不要である。このため、通話開始時の音声の頭切れや遅延時間も少なく、移動局ユーザは従来のアナログ方式（ＦＭ）のトランシーバーのような感覚で端末（移動局）を容易に操作できる利点がある。
【００１２】
しかしながら、この反面、プレストーク方式のデメリットとして、通話が一方通行のため、ユーザデータの内容が正しく相手に伝達されているか否かを確認することが出来ないという問題がある。ユーザデータが音声通話の場合は、相手と交互に時分割で送信を行いながら会話を継続することで、お互いに内容の確認を行うことが可能ではあるが、移動局から基地局へユーザデータとしてショートメッセージ等の非音声データを送信しようとする場合には、フェージングやマルチパス等による伝搬路の歪みの影響によって受信データに誤りが生じ、メッセージデータが正しく伝達されない場合が発生する。
【００１３】
このように移動局ユーザは非音声データが正しく伝達されているか否かを判断できないため、特に重要なメッセージを送信する際はユーザに不安感を生じさせる要因となってしまっていた。
このような課題は、プレストーク方式のＳＣＰＣ無線通信システムで顕著であるが、他のプレストーク方式以外の他の方式の無線通信システムでも同様であり、非音声データの通信信頼性を担保するための方策が望まれていた。
【００１４】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたもので、無線通信システムにおける局間の非音声データ通信の信頼性を高めることを目的としている。
また、本発明は、ＳＣＰＣ方式のデジタル無線通信方式において、特に上り波でショートメッセージ等の非音声データを基地局に伝送する際、データ伝送の信頼性を高めることを目的としている。
なお、本発明の更なる目的は、以下に説明するところにより明らかである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデジタル無線通信システムでは、非音声データの送信側の局は、非音声データの受信側の局から受信する信号の誤り率又は誤りビット数を検出する誤り検出部と、検出された誤り率又は誤りビット数に応じて同じ非音声データを繰り返し送信する回数を決定する回数決定部と、決定した繰り返し送信回数情報を受信側の局へ送信する信号に載せる通知部と、同じ非音声データを決定した回数繰り返して受信側の局へ送信する送信制御部と、を備え、非音声データの受信側の局は、送信側の局から受信した送信回数情報に応じて当該回数分の同じ非音声データを受信する受信制御部と、複数受信した同じ非音声データの同じビット位置の値を多数決で採用することにより非音声データを再構成する多数決処理部と、を備えている。
したがって、送信側の局が誤り率又は誤りビット数に応じた回数で非音声データを繰り返し送信し、受信側の局が複数受信した非音声データを多数決処理して誤りビット部分を排除した非音声データを再構成する。
【００１６】
本発明を上記プレストーク方式のＳＣＰＣ無線通信システムにおける移動局から基地局への非音声データ送信に適用すれば、非音声データの送信側の局は移動局に相当し、非音声データの受信側の局は基地局に相当する。
したがって、プレストーク方式の移動局に音声データに加えて非音声データも送受信する機能が設けられている場合、移動局が送信したショートメッセージ（比較的短い文からなるメッセージデータ）等の非音声データが基地局に正しい内容で受信される可能性は飛躍的に向上する。
【００１７】
より具体的には、例えば、移動局は、下り波を受信中に同期ワードの誤り率（又は誤りｂｉｔ数）を求め、移動局がショートメッセージの送信を開始するとき、その直前まで求めた同期ワードの誤り率（または誤りｂｉｔ数）に応じて、送信するメッセージ（ＴＣＨ）をＮ回連続して送信する（Ｎ：１以上の整数）。このとき移動局は、上り波にメッセージの種別（ショートメッセージ）と連送回数（Ｎ）を表す情報を載せて送信する。
基地局は、受信した上り波からメッセージの種別と回数Ｎを確認し、メッセージ種別がショートメッセージならば、Ｎ回受信したメッセージ（ＴＣＨ）のデータ内容をビット間の多数決で判定する。
【００１８】
ここで、誤り率又は誤りｂｉｔ数は同期ワード（ＳＷ）から求めるのが好ましいが、フレーム形式等に応じて、他の信号部分から求めるようにすることもできる。
また、繰り返し送信回数とともに非音声データであることを通知する情報（種別）も通知するのが好ましいが、例えば、モード切換などにより予め局間で非音声データ通信であることを認識する方式、非音声データ通信に専用のシステム等にあっては、この種別情報の通知は省略することができる。
また、繰り返し送信は連続して送信処理するのが好ましいが、他の通信を優先割込みさせる等の態様で、間欠的に繰り返し送信するようにすることも可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明を一実施例に基づいて具体的に説明する。
なお、本例は、図５及び図６に示したプレストーク式のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムに本発明を適用したものであるので、図５及び図６を適宜参照するとともに同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２０】
本例では、非音声データを送信する側の局を移動局２（３）とし、非音声データを受信する側の局を基地局１として、移動局２（３）から基地局１へ非音声データとしてショートメッセージを送信するようにしている。なお、基地局１から移動局２（３）へのショートメッセージ通信も可能であり、下記の機能部は基地局１と移動局２（３）との双方が備えている。
また、基地局１と移動局２（３）との間は、ショートメッセージの他に音声データ通信も可能であり、上記のように、基地局１と移動局２（３）との間の通話、基地局１を経由した移動局２（３）間の通話等も可能となっている。
【００２１】
基地局１から移動局２（３）へのショートメッセージ通信において、本発明に係る処理を行うために、基地局１と移動局２（３）とは図１に示すような機能部を備えている。
移動局２（３）は、通信部２１により基地局１から無線受信する下り波信号の同期ワード（ＳＷ）部分のビット誤り率を検出する誤り検出部２２、検出した誤り率に応じて同一のショートメッセージデータを繰り返し送信する回数（Ｎ）を決定する回数決定部２３、ショートメッセージであることの送信データの種別情報と決定した繰り返し送信回数（Ｎ）を含む上り波信号フレームを生成するフレーム生成部２４、ショートメッセージデータを含む上り波信号（ＳＣ）を決定された回数（Ｎ）繰り返して通信部２１から無線送信する送信制御部２５を備えている。
【００２２】
ここで、フレーム生成部２４は、データ種別情報及び送信回数情報（Ｎ）を、例えば、通信チャネル（ＳＣ）又は同期バースト（ＳＢ０）の信号情報チャネル（ＲＩＣＨ）に載せることにより、繰り返し送信回数及び非音声データ送信である旨を基地局１へ通知するフレームを生成しており、当該情報の通知部を構成している。
なお、送信回数情報（Ｎ）の通知の仕方は、ショートメッセージ送信に先立って回数情報を基地局１へ通知する方法の他に、順次送信する各ショートメッセージフレームに送信回数（Ｎ）と現在の又は残りの送信回数を含めて逐次通知する方法も採用することができる。
【００２３】
一方、基地局１は、通信部１１により移動局２（３）から無線受信する種別情報及び送信回数情報（Ｎ）に応じて繰り返し送信されてくるショートメッセージデータを逐次受信する受信制御部１２、これら受信したショートメッセージデータから同一ビット位置に関するビット値を多数決原理で採用したショートメッセージデータを再構成する多数決処理部１３を備えている。
【００２４】
ここで、本例では、受信制御部１２が、繰り返し受信するＮ個の同じショートメッセージデータを基地局１に備えられたメモリ（図示せず）のＮ個の領域に順次格納し、Ｎ回の受信が終了したところで、多数決処理部１３が、これら格納されたＮ個の受信メッセージデータ間の同じビット位置の値を比較し、当該ビット位置の値について受信メッセージデータ間で多数な値を正しい値として採用する処理を全ビット位置の値について実行する処理を行う。例えば、５つの受信メッセージデータがある場合に、１０番目のビット位置の値が、２つの受信メッセージデータでは“０”、３つの受信メッセージデータでは“１”であったとすると、当該１０番目のビット位置の値を“１”として採用する。
なお、本例では、受信メッセージデータ間の多数決処理を１ビット単位で行っているが、８ビットなどといったビット列の纏り単位で比較して、当該纏り単位で多数決採用するようにしてもよい。
【００２５】
次に、上記構成の基地局１と移動局２（３）とによると図３に示すように通信シーケンスにより、初とメッセージの繰り返し通信処理がなされる。なお、図３は、移動局（Ａ）２がプレストークボタン（ＰＴＴ）をオンして発呼する場合の一例を示している。
移動局（Ａ）２及び移動局（Ｂ）３は基地局１からの下り波の空線を受信して、基地局１に同期をとる。このとき、各移動局は同時に同期ワード（ＳＷ）の誤り率を計算する。
【００２６】
そして、移動局（Ａ）２がショートメッセージの送信開始を行うと、移動局（Ａ）２は上り波で発呼動作を開始し、同期バースト（ＳＣ０）を送信後、ショートメッセージ（ＴＣＨ）を通信チャネル（ＳＣ）でＮ回連続して繰り返し送信し、最後に空線を送信して終話を通知する。
基地局１は、この上り波（同期バースト、通信チャネル（ＴＣＨ×Ｎ）、空線）を受信し、これら受信メッセージデータを多数決処理して再構成し、自局宛てのメッセージデータである場合には、当該受信したメッセージ内容を基地局１に備えられた表示部（図示せず）に画面表示する。
【００２７】
一方、基地局１は、受信したメッセージデータが移動局（Ｂ）３宛てである場合には、Ｎ回受信するメッセージデータを移動局（Ｂ）３へ順次転送する。すなわち、この場合には、移動局（Ｂ）３が、上記受信制御部１２及び多数決処理部１３を備え、転送されてくるＮ個のメッセージデータを多数決処理して正しいビット値を採用したメッセージデータとする処理を行う。なお、このような転送を行う場合、基地局１が多数決処理により再構成した１つのメッセージデータを移動局（Ｂ）３へ転送するようにしてもよい。
【００２８】
図２には、上記処理シーケンスに係る移動局（Ａ）２の詳しい処理手順を示してある。
移動局（Ａ）２の通信部２１は、送信開始になるまでは受信動作を繰り返す。
受信動作では、下り波に同期を取りながら（ステップＳ１）、受信データの再生を行い（ステップＳ２）、もしＢＵＳＹが通知されていれば送信動作への移行を禁止する（ステップＳ４）。
この受信動作において、誤り検出部２２が、受信データの同期ワード（ＳＷ）部分のビット判定を行い、同期ワードの誤り率を逐次求める（ステップＳ３）。
【００２９】
通話するため、或いは、移動局（Ａ）２に備えられた入力ボタン操作で作成したショートメッセージ又は選択した定型文ショートメッセージを送信するために、ユーザが移動局（Ａ）２に備えられたプレストークボタンを操作して送信を開始すると（ステップＳ５）、基地局（Ａ）２は、同期バースト（ＳＢ０）を送信した後、送信するデータが通話による音声データである場合には（ステップＳ７）、当該音声データをトラヒックチャネル（ＴＣＨ）に載せた通信チャネル（ＳＣ）を送信し（ステップＳ８）、最後に空線を送信して終話する（ステップＳ１０）。
【００３０】
一方、送信するデータが非音声データであるショートメッセージの場合には（ステップＳ７）、先に求めた同期ワード誤り率に従って、同一のショートメッセージデータをトラヒックチャネル（ＴＣＨ）に載せた通信チャネル（ＳＣ）をＮ回連続して繰り返し送信し（ステップＳ９）、最後に空線を送信して終話する（ステップＳ１０）。
これら繰り返し送信する通信チャネル（ＳＣ）の無線情報チャネル（ＲＩＣＨ）には、上記のように、フレーム生成部２４がメッセージの種別がショートメッセージでＮ回繰り返し送信する旨の情報を載せて送信する。
【００３１】
例えば、受信した下り波の空線（通信チャネル）の同期ワード（２０ｂｉｔ）に対して、誤りなし（誤り率＝０）時はＮ＝１、１ｂｉｔの誤り（誤り率＝５％）時はＮ＝３、２ｂｉｔの誤り（誤り率＝１０％）時はＮ＝５といったように、回数決定部２３は、誤り率（又は、誤りｂｉｔ数）が増えるに従って送信回数（Ｎ）を増やすように決定する。
したがって、フェージングやマルチパス等による伝搬路の歪みの影響が懸念される環境下では、同一のメッセージデータについて複数回の繰り返し送信がなされる。
【００３２】
図４には、上記処理シーケンスに係る基地局１の詳しい処理手順を示してある。
基地局１の通信部１１は上り波を常時待受けており（ステップＳ２１）、上り波が受信されると（ステップＳ２２）、同期バースト（ＳＢ０）の受信（ステップＳ２３）、通信チャネル（ＳＣ）の受信（ステップＳ２４）、空線の受信（ステップＳ２６）の順に受信動作を行ない、待受け動作に戻る。
【００３３】
この受信動作において、基地局１では、受信制御部１２が受信した上り波（ＳＣ）からメッセージの種別と送信回数Ｎを確認し（ステップＳ２５）、メッセージ種別がショートメッセージである場合には、Ｎ回繰り返し受信するメッセージデータを多数決処理部１３が多数決処理して正しいビット値のメッセージデータを再構成する（ステップＳ２７）。
したがって、フェージングやマルチパス等による伝搬路の歪みの影響が懸念される環境下にあっても、複数回繰り返し受信する同一なメッセージデータから正しいビット値のメッセージデータを再構成することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、無線局間における非音声データの送信を通信環境の状態に応じて複数回繰り返し行い、受信側の局では複数受信した非音声データからビット値間の多数決原理でデータを再構成するようにしたため、非音声データ無線伝送の信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る基地局と移動局との機能構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る移動局の動作処理手順を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る通信処理シーケンスを示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係る基地局の動作処理手順を示す図である。
【図５】本発明を適用したデジタル無線システムの一例を示す図である。
【図６】本発明を適用したデジタル無線システムのフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図７】従来の通信処理シーケンス例を示す図である。
【図８】従来の移動局の動作処理手順例を示す図である。
【図９】従来の基地局の動作処理手順例を示す図である。
【符号の説明】
１：基地局（受信側局）、  ２、３：移動局（送信側局）、
１１：通信部、  １２：受信制御部、
１３：多数決処理部、  ２１：通信部、
２２：誤り検出部、  ２３：回数決定部、
２４：フレーム生成部、  ２５：送信制御部、
【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】
2005057366.tif 000009
【図８】
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【図９】
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