(57)【要約】  【課題】  プレストーク方式デジタル無線通信システムでは、同一システムを利用する移動局のうち、プレストークにより送信状態にある移動局が同じ通信エリア内にあるとその他の移動局は、通信ができず、緊急時は不都合である。  【解決手段】  基地局と複数の移動局とを有し、上記基地局と複数の上記移動局との間の通信を行うデジタル無線システムにおいて、上記基地局は、下り音声フレームに上記移動局の送信停止情報を挿入する手段を有し、上記移動局は、上記下り音声フレームから上記送信停止情報を検出する手段および上記送信停止情報に基づいて自局の送信を停止する手段を有するように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の移動局とを有し、上記基地局と複数の上記移動局との間の通信を行うデジタル無線システムにおいて、上記基地局は、下り音声フレームに上記移動局の送信停止情報を挿入する手段を有し、上記移動局は、上記下り音声フレームから上記送信停止情報を検出する手段および上記送信停止情報に基づいて自局の送信を停止する手段を有することを特徴とするデジタル無線システム。
【請求項２】
基地局と複数の移動局とを有し、上記基地局と複数の上記移動局との間の通信を行うデジタル無線システムにおけるデジタル無線通信方法は、上記基地局において下り音声フレームに上記移動局の送信停止情報を挿入し、上記移動局において、上記下り音声フレームから上記送信停止情報を検出し、上記送信停止情報に基づいて自局の送信を停止することを特徴とするデジタル無線通信方法。
【請求項３】
請求項２記載のデジタル無線通信方法において、上記移動局は、上記基地局への送信を行なっている上り音声フレームを所定間隔で停止し、上記停止した上り音声フレームの期間に上記基地局からの送信停止情報を検出することを特徴とするデジタル無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線システムおよびデジタル無線通信方法に関し、特に、プレストークを用いたデジタル無線通信システムおよびデジタル無線通信方法の通信制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、実用化されているデジタル無線通信システムは、図８に示すように基地局無線機８０１（以下基地局８０１と略称する。）と基地局８０１の通信エリア８０２内にある複数の移動局無線機Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｎ（なお、移動局無線機は、移動局と略称し、また、移動局を総称する場合は、移動局Ｍと呼ぶことにする。）との通信接続サービスが行なわれるように構成されたシステムである。
【０００３】
図８において基地局８０１には、上りと下りの無線周波数がペアで割り当てられており、基地局８０１から送信される送信波を下り波Ｆ1、そして、例えば、移動局Ｍ１から基地局８０１へ送信される送信波を上り波f１と呼ぶことにする。これら上りと下りのペア波を用いて、基地局８０１と移動局Ｍ間の通信を行う。また通信エリア８０２内は、基地局８０１の運用エリアである。このようなシステムは、ＳＣＰＣ方式（Single Channel Per Carrier）周波数分割多元接続（FDMA：Frequency Division Multiple Access）の１つで、１音声チャンネル当たり１搬送波を割り当てる方式である。
【０００４】
而して、日本におけるデジタル無線技術を用いた、例えば、地域防災システムを含む狭帯域デジタルシステムに使用が許可されている無線キャリア（carrier）周波数割当てを図９に示す。図９において、上り方向、即ち、移動局→基地局の方向では、２６２ＭＨｚを基準にして、４ＭＨｚ帯を２５ＫＨｚ巾で、１６０波（ｆ１、ｆ２、・・・）が認められている。また、下り方向、即ち、制御局→移動局の方向では、上り方向の２６２ＭＨｚから９ＭＨｚ離れた２７１ＭＨｚを基準にして、４ＭＨｚ帯を２５ＫＨｚ巾で、１６０波（Ｆ１、Ｆ２、・・・）が認められている。従って、デジタル無線通信システムの通信においては、上り方向ｆ１、ｆ２、・・・、下り方向Ｆ１、Ｆ２、・・・の各周波数のいずれか１波が使用される。そして、各システムは、その規模に応じて１又は複数の無線キャリアを制御用キャリアとし、残りを通信用キャリアとして使用することができる。なお、日本におけるデジタル無線システムにおける規格は、ARIB（Association of Radio Industries and Businesses）Standard T61 (発行元  社団法人  電波産業会)（以下、ARIB STD T61と略称する）に定められている。
【０００５】
図８に示した例は、移動局Ｍ１がプレストークにより、送信状態にあり、移動局Ｍ１から送信された情報は、基地局８０１を介して基地ゾーン内にいる他方の受信状態の移動局Ｍ２、Ｍ３、・・・Ｍｎに伝達されている様子を示しており、基地局８０１は、移動局Ｍ１からの上り波ｆ１を受信し、受信信号を下り波Ｆ１にのせかえて送信している。従って、受信中の移動局Ｍ２、Ｍ３、・・・Ｍｎからは、発信することは出来ない。
【０００６】
また、このようなシステムで使用されるデータのフレームフォーマットや接続手順は、ARIB STD T61により規定されている。これにより基地局または移動局がプレストークにより標準規格にしたがった接続手順で通話をし、他方の局は、受信のみを行い、相手の通話が完了した後に、通話をすることができる通信システムである。
【０００７】
また、グループ通信装置（例えば、特許文献１参照）には、送信権が付与されている移動局が通信中である時、他の移動局が緊急通信を行なう方法が開示されている。即ち、緊急通信を行なう移動局は、送信中の移動局と同じ無線ゾーンにある場合は、制御チャネルを利用し、異なる無線ゾーンにある時は、通信チャネルを利用することが示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３５０２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したプレストーク方式デジタル無線通信システムでは、同一システムを利用する移動局のうち、プレストークにより送信状態にある移動局が同じ通信エリア内にあると、その他の移動局は、通信ができず、１台の移動局に占有される。そのため占有している移動局の送信が終了するのを待って他の移動局は、通信を開始するしか方法がない。また、移動局の運用者の意図しない状態で、プレストークによる送信が行われた場合でも、送信状態を止めることが出来ない。更に、システム内で緊急通信を行いたい事象が発生した場合、送信状態にある局が基地局であれば、送信を停止することも可能であるが、移動局の場合は、送信停止の制御は難しく、事象に直ちに対応することが出来ないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、基地局からの報知情報により専有されている通話チャネルを開放することのできるデジタル無線システムおよびデジタル無線通信方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、基地局からの報知情報を移動局で周期的に監視するデジタル無線システムおよびデジタル無線通信方法を提供することである。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、緊急時に確実に対応できるデジタル無線システムおよびデジタル無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基地局と複数の移動局とを有し、上記基地局と複数の上記移動局との間の通信を行うデジタル無線システムにおいて、上記基地局は、下り音声フレームに上記移動局の送信停止情報を挿入する手段を有し、上記移動局は、上記下り音声フレームから上記送信停止情報を検出する手段および上記送信停止情報に基づいて自局の送信を停止する手段を有するように構成される。
【００１４】
また、本発明のデジタル無線システムにおいて、上記基地局は、上記送信停止情報を上記下り音声フレームの少なくとも２フレーム以上に連続して挿入するように構成される。
【００１５】
また、本発明のデジタル無線システムにおいて、上記基地局は、上記送信停止情報を上記下り音声フレームの無線情報チャネルに挿入したものである。
【００１６】
また、本発明のデジタル無線システムにおいて、上記移動局の上記下り音声フレームから上記送信停止情報を検出する手段は、上記基地局からの上記下り音声フレームの複数フレーム毎に検出される機能を有するように構成される。
【００１７】
更に、本発明は、基地局と複数の移動局とを有し、上記基地局と複数の上記移動局との間の通信を行うデジタル無線システムにおけるデジタル無線通信方法は、上記基地局において下り音声フレームに上記移動局の送信停止情報を挿入し、上記移動局において、上記下り音声フレームから上記送信停止情報を検出し、上記送信停止情報に基づいて自局の送信を停止するように構成される。
【００１８】
また、本発明のデジタル無線通信方法において、上記移動局は、上記基地局への送信を行なっている上り音声フレームを所定間隔で停止し、上記停止した上り音声フレームの期間に上記基地局からの送信停止情報を検出するように構成される。
【００１９】
また、本発明のデジタル無線通信方法において、上記移動局は、上記基地局からの送信停止情報を検出しない場合、上記上り音声フレームを用いて基地局への送信を続行するように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば移動局が送信中に基地局がシステム内で緊急通信を行いたい事象を検知すると移動局の送信を停止し、緊急通信を行なうことができる。また、移動局が送信中に受信を行うことにより報知情報を確認し、送信停止の確認ができ、送信停止の報知情報に従って、プレストークに関係なく送信を停止することが出来る等、緊急時のデジタル無線通話システムとして有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例において使用される移動局の無線機（以下、移動局Ｍと略称する。）の概略ブロック図を示す。図１において、基地局８０１からの通信信号は、アンテナ１０１で受信され、ＲＦ部（高周波部）１０２で周波数変換され、不要成分の除去、増幅処理が施された後、復調部１０３に印加される。復調部１０３では、音声データに変換され、チャネルコーデック部１０４で、後述するデータフレーム構成から音声再生に必要な音声データを取出し、取出された音声データは、音声コーデック部１０５に入力される。音声コーデック部１０５では、入力されたデジタルデータを音声にデコードし、音声出力部１０６に印加され、音声出力部１０６から音声として出力される。なお、１０７は、ＣＰＵ等から構成されるシステム制御部であり、上述したデジタル無線機の各部の動作を制御する。１０８は、キー入力部であり、相手先番号入力や種々の設定用入力をするために使用される。１０９および１１０は、ＬＥＤ表示部およびＬＣＤ表示部で、送受信のための各種表示を行う。１１１は、メッセージを記録するための音声メモリで、半導体メモリ、例えば、揮発性メモリや不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ：Erasable Programmable Read-only Memory）の他、磁気記録装置、例えば、磁気デスクや、磁気テープ、光磁気（ＭＯ:Magnet Optical）記録装置等の各種記録装置が使用可能である。１１２は、振動モータ部で、重要メッセージの着信を振動により利用者（又は運用者）に伝える。１１３は、ブザー部で、重要メッセージの着信を音で利用者に伝える。なお、上記説明では、アンテナ１０１からの受信信号の復調について説明したが、図１は、送信機の機能も有しており、音声入力部１０６からの音声が適宜処理され、アンテナ１０１から送信されることは、従来のデジタル無線機と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図２は、基地局８０１と移動局Ｍとが下りフレームＤＦと上りフレームＵＦで通信を行なう状態を示している。これは、ARIB STD T61の標準規格における上り下りのペア波Ｆ１およびｆ１に対応する。そして、基地局８０１からの下りフレームＤＦの先頭シンボルと上りフレームＵＦの最初のフレームとの差は、６０ｍｓあり、これをフレームオフセット時間と呼んでいる。従って、基地局８０１からの下りフレームＤＦの先頭シンボルから６０ｍｓ後に上りフレームＵＦの最初のシンボルが移動局Ｍから送出されることを表している。
【００２３】
図３は、送信を行っている基地局８０１と移動局Ｍとの間の上り下り信号ｆ１、Ｆ１のチャネル情報の一実施例を図示したものである。図３において、下り音声フレーム３０１−１、・・・３０１−５は、送信している移動局、例えば、移動局Ｍ１からの音声チャネルを基地局８０１が受信し、そのフレームを移動局Ｍ側でみた音声フレームである。なお、音声フレームを総称する場合は、音声フレーム３０１と称する。この音声フレーム３０１には、移動局Ｍ１から移動局Ｍに報知情報が送られていることを示している。一方、上り音声フレーム３０２−１、３０２−２は、プレストークにより移動局Ｍ１が送信している音声フレームを示す。下り音声フレーム３０１−４は、後述する送信停止情報を表す領域に、基地局８０１により情報が付加されているフレームであり、この下り音声フレーム３０１−４に対応するフレーム３０３は、移動局Ｍ１が送信中に一時的に送信を停止し、受信する下りのフレームの位置を示している。
【００２４】
ここで、例えば、緊急時に基地局８０１で下り音声フレーム３０１−４に送信停止情報を付加する方法について、図４および図５を用いて詳細に説明する。図４は、ARIB STD T61の標準規格による音声チャネルの信号フォーマット（データフレーム構造）を示している。図４において、ＬＰ＋Ｒは、リニアライザのトレーニング期間とバースト波の過渡応答(ランプアップ、ランプダウン)用に割り当てた部分である。以下、このような部分を情報ユニットと呼ぶことにする。Ｐaは、プリアンブルで、データ“１”とデータ“０”の１シンボルの信号である。ＴＣＨは、トラフィックチャネルで、音声データは、このＴＣＨを利用して伝送される。ＲＩＣＨは、無線回線を維持するための情報を伝送する無線情報チャネルである。ＳＷは、同期ワード(Sync Word)である。未定義の情報ユニットは、利用者が自由に使用できる情報ユニットである。なお、情報ユニット内の数字は、データのビット数を表している。
【００２５】
本発明における送信停止情報の付加は、上記音声チャネルの信号フォーマットのＲＩＣＨの情報ユニットを使用する。図５は、本発明で使用するＲＩＣＨの内容を更に詳細に説明する図である。図５において、Ｆは、無線チャネル構造識別領域、Ｍは、通信モード識別領域、Ｄは、動作モード識別領域である。また、５０１、５０２は、未定義領域であり、この領域は、利用者が自由に利用できる領域である。なお、これらの領域については、ARIB STD T61で定められている。図５で示す領域は、１７ビットで構成され、これがＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号化、固定ビット挿入、畳込み符号化、インタリーブされ、５６ビットの無線情報チャネルＲＩＣＨとなる。
【００２６】
従って、この未定義領域５０１または５０２に送信停止情報を付加する。即ち、送信停止を表す情報の報知は、図４に示す音声フレーム中のＲＩＣＨを利用して伝送する。図５にＲＩＣＨの内容を詳細に示しているが、ＲＩＣＨの未定義領域５０１および５０２は、ARIB STD T61の標準規格でビットの利用を定義していない領域であり、本実施例では、この領域を利用して状態を表示する。例えば、未定義領域５０１に送信停止情報は、“１１”の情報を挿入し、送信停止なし、即ち、通常の状態は、“００”の情報を挿入することで実現できる。なお、この情報は、特に、“１１”、“００”に限定されるものではなく、予めシステムで定義して利用することができる。従って、緊急の事象が発生した場合のみ送信停止を表すビットを挿入すればよい。なお、本実施例では、未定義領域５０１および５０２を利用しているが、この領域以外に未定義領域があれば、その未定義領域を利用することも可能である。
【００２７】
次に本発明の動作について、図３および図６を用いて説明する。まず、図３は、基地局８０１と移動局Ｍ１が下りフレーム３０１で通話を行なっている様子を示している。そして、緊急時以外は、送信停止情報６０１は、常に“００”が基地局８０１で図５に示す未定義領域５０１に挿入されている。しかし、緊急が発生した場合、基地局８０１では、移動局Ｍ１との通話中の下りフレーム３０１−４に送信停止情報６０１を表す“１１”の情報を図５に示す未定義領域５０１に挿入する。この送信停止情報６０１が挿入されると、移動局Ｍ１では、先に図１で説明したチャネルコーデック部１０４でＲＩＣＨの内容が解読され、その解読結果がシステム制御部１０７に伝達される。システム制御部１０７では、この送信停止情報６０１に基づいて移動局Ｍ１の送信を停止すると同時に緊急情報をＬＥＤ表示部１０９、ＬＣＤ表示部１１０に表示したり、振動モータ部１１２を振動させたり、ブザー部１１３により利用者に知らせる。なお、基地局８０１は、送信停止情報６０１を１フレームのみに挿入するのではなく、受信の確実性から通常は数フレームに挿入するのが望ましい。また、送信停止情報６０１の検出は、下りフレーム３０１の到来に同期して常に検出をすることもできるが、処理装置の負荷および処理スピード等の関係から数フレームに１回の割合で検出することが望ましいが、その方法について次に説明する。
【００２８】
図７は、送信停止の判定をフレーム数の回数で判定する例で示している。まず、プレストークにより送信開始に合わせて、フレームカウンタが下りフレーム３０１の数を順次カウント開始する（ステップ７０１）。なお、フレームカウンタ（図示せず。）は、システム制御部１０７に設けられている。ステップ７０２は、送信停止情報検出処理ステップである。例えば、送信したフレーム数ｎが所定の値、例えば、ｎ＝４と設定した場合、４回になったかどうかを判定する。なお、設定方法は、例えば、キー入力部１０８で行なうことができる。フレーム数が設定値に達していなかった場合、例えば、４回以下の場合、送信処理ステップ７０３に進み、送信を続行する。フレーム数が設定値ｎ＝４に達した場合、フレームカウンタは、フレームカウンタクリアステップ７０４で“０”にクリアすると共に再度フレームカウンタは、下りフレーム３０１のカウントを開始する。これが繰返される。
【００２９】
一方、受信処理ステップ７０５では、下りフレーム３０１−４の受信処理を行う。この受信処理ステップ７０５では、図２に示すように基地局８０１と移動局Ｍ１の送信開始には６０ｍｓのオフセットがあるので、移動局Ｍ１の送信開始のタイミングで受信を開始すると、基地局８０１からの下り信号の途中から受信を開始することになるが、図３のように基地局８０１からの下りフレーム３０１は、連続しているので、次のフレーム３０１−４を受信することが出来る（受信３０３のタイミングで示す。）。なお、この時の送信用のデータは、破棄される。
【００３０】
次に、送信停止判定ステップ７０６では、受信した下りフレーム３０１−４をチャネルコーデック部１０４でシステムで定義されたＲＩＣＨの情報を解析し、送信停止情報６０１を確認する。そして、送信停止情報６０１の情報“１１”が含まれていなければ、送信処理ステップ７０３に進み、送信を続行する。なお、この送信の続行については後述する。一方、送信停止情報６０１の情報“１１”が含まれている場合には、送信停止処理７０７に進み、システム制御部１０７は、移動局Ｍ１の送信を自動的に停止する。なお、停止する方法は、例えば、変復調部１０３の内、送信に関係する変調部の動作を停止させることで実現できる。また、運用者には、送信停止について表示部１０９、１１０、ブザー１１３等を用いた文字表示、光等の視覚、音等の聴覚、振動モータ１１２などによる感覚を用いて知らせる。その後、プレストークに関係なく、送信処理を停止する。運用者が、状態の変化を理解し、プレストークを開放するまで、状態の変化を知らせ続け、プレストークが開放された時に、これら処理に関連した情報をリセットする。
【００３１】
次に、図７で説明した送信停止判定ステップ７０６で判定の結果、送信停止情報６０１が含まれていない場合、移動局が送信を続行する方法について、図１０を用いて説明する。図１０において、３０２−５は、移動局Ｍ１からの上り音声フレームＵＦで、一旦送信を停止した後に送信を再開した上り音声フレームを示し、Ｓは、移動局Ｍ１の送信同期信号を示している。なお、図３と同じものには同じ符号が付されている。
【００３２】
而して、ＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムでは、一般にシステムの同期は、基地局８０１から送信される同期信号を含む空線信号を各移動局Ｍが受信し、この同期信号に同期して送受信が行なわれることは良く知られている。従って、図１に示すシステム制御部１０７は、基地局８０１から送信される同期信号を検出し、これに同期したクロックパルスを生成（図示せず。）し、このクロックパルスによりシステム制御部１０７は駆動される。従って、送信同期パルスＳもこのクロックパルスから生成され、送信同期パルスＳの間隔は、上り音声フレームＵＦの間隔と同じ４０ｍｓである。また、送信同期パルスＳは、下り音声フレームＤＦとは、６０ｍｓのオフセットが設定されているので、下り音声フレーム３０１の先頭から２０ｍｓ離れている。従って、移動局Ｍ１は、この送信同期パルスＳに基づいて上り音声フレーム３０２−１、３０２−２を生成し、通話している。
【００３３】
しかし、上述したように本発明では、移動局Ｍ１は、基地局８０１への送信中に、定期的に基地局８０１への送信を停止し、基地局８０１からの下り音声フレーム３０１から報知情報を受信し、送信停止情報“１１”が含まれているかどうかを検知している。これらの動作は、システム制御部１０７で行なうことができる。図１０に示す場合は、下りフレーム３０１の４フレーム毎に報知情報を受信する場合を示している。従って、下りフレーム３０１−４の報知情報を受信している場合（受信３０３で示す位置と期間）は、移動局Ｍ１は、基地局８０１への送信を停止している。そして下りフレーム３０１−４の報知情報に送信停止情報“１１”が含まれていない場合は、移動局はＭ１は、継続して送信を続けることになるが、この場合、上り音声フレーム３０２−３および３０２−４は、欠落しているため、上り音声フレーム３０２−５から送信が開始されることになる。ここで問題になるのは、上り音声フレーム３０２−５の同期の問題であるが、欠落部分の間隔は、８０ｍｓであるので、この程度の欠落では、ＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムでは、特に同期が乱れ通信ができないことはない。また、音声も２フレーム（８０ｍｓの期間）程度の欠落では、通信の内容に特に問題になることはない。なお、送信停止情報の検知周期を４フレームに１回ではなく、例えば、１０フレームに１回程度にすれば、会話の途切れも少なくなり、問題になることはない。従って、検知周期は、この種システムにおいて、最適な検知周期を適宜実験的に設定することができる。
【００３４】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたデジタル無線システムおよびデジタル無線通信方法の実施例に限定されるものではなく、上記以外のデジタル無線システムおよびデジタル無線通信方法に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の上り、下りのフレームの関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための送受信フレームの関係を示す図である。
【図４】本発明で使用する音声チャネルの信号フォーマットを示す図である。
【図５】本発明で使用するＲＩＣＨのビット配置を示す図である。
【図６】本発明の基地局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の移動局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】従来のデジタル無線システムの一例を示す概略構成図である。
【図９】従来のデジタル無線システムにおける無線キャリアの周波数割当てを示す図である。
【図１０】本発明の移動局の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１：アンテナ、１０２：ＲＦ部、１０３：変復調部、１０４：チャネルコーデック部、１０５：音声コーデック部、１０６：音声入出力部、１０７：システム制御部、１０８：キー入力部、１０９：ＬＥＤ表示部、１１０：ＬＣＤ表示部、１１１：メモリ、１１２：振動モータ部、１１３：ブザー部、ＤＦ、３０１：下り音声フレーム、ＵＦ、３０２：上り音声フレーム、３０３受信フレーム、６０１：送信停止情報、８０１：基地局、８０２：通信エリア、Ｍ：移動局、Ｆ１：下り方向周波数、ｆ１：上り方向周波数。
【図１】
2005198133.tif 000003
【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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【図１０】
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