(57)【要約】【課題】少なくとも２つの通信モードを持つ移動局において２つの通信が互いに干渉することなく同時に無線通信を行う事が可能となる移動局の通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】基地局と複数の移動局とを具備した無線通信システムであって、前記移動局は、少なくとも２つの周波数により無線通信を行う通信手段を備え、予め定められた通信のフレーム情報を取得する手段と、該フレーム情報取得手段により取得したフレーム情報より空きスロットを判別する手段と、該判別手段により判別された空きスロットと同じフレームタイミングで前記予め定められた通信とは異なる周波数により通信を行うことを特徴とした無線通信システム。【選択図】  図１
2007274103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の移動局とを具備した無線通信システムであって、
前記移動局は、少なくとも２つの周波数により無線通信を行う通信手段を備え、
予め定められた通信のフレーム情報を取得する手段と、
該フレーム情報取得手段により取得したフレーム情報より空きスロットを判別する手段と、
該判別手段により判別された空きスロットと同じフレームタイミングで前記予め定められた通信とは異なる周波数により通信を行うことを特徴とした無線通信システム。
【請求項２】
基地局と複数の移動局とを具備した無線通信方法であって、
前記移動局は、少なくとも２つの周波数により無線通信を行い、
予め定められた通信のフレーム情報を取得する取得ステップと、
該取得ステップにより取得したフレーム情報を用いて空きスロットを判別する判別ステップと、
該判別ステップにより判別された空きスロットと同じフレームタイミングで前記予め定められた通信に使用する周波数とは異なる周波数により送信を行う送信ステップ
とからなることを特徴とした無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信方法に関するものであり、特に異なる２つ以上の異なる周波数による無線通信を制御する移動局の無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている無線通信システムの１つとして、標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７９（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆ  Ｒａｄｉｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ａｎｄ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ−Ｔ７９）（例えば非特許文献１）によって定められている移動通信システムや、標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ６１（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ａｎｄ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ−Ｔ６１）（例えば非特許文献２）により定められている狭帯域デジタル通信システムがある。これらの無線通信システムは複数の基地局、中継局、多数の無線端末装置を備えた移動局によって構成されている。
【０００３】
これらのような無線通信システムは、基地局の通信エリア内にある複数の移動局と基地局間、あるいは基地局を経由した移動局間、あるいは移動局間直接通信等の通信接続サービス、あるいは、通信エリアの外の移動局と通信エリア内の移動局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。
【０００４】
図８は従来の無線システムの一例を示す概略図である。図８において、８０１は、基地局（統制局を含む場合もある。）、８０２−１、８０２−２、・・８０２−Ｎは、例えば車載無線装置を搭載された車両等の移動局である。なお、移動局を代表する場合は、移動局８０２と称する。８０３は、基地局８０１と各移動局８０２とが通信できる通信エリアを示している。そして、ここに示す通信方式は、例えば、上り方向と下り方向にそれぞれ２波（複信方式）を使用するプレストーク方式の通信方式である。例えば、移動局８０２−１と移動局８０２−２とは、基地局８０１を介して通信が行われ、上り回線は、周波数ｆ１が、また、下り回線は、周波数ｆ２が使用される。そして、移動局８０２−１と移動局８０２−２が相互に通信している場合は、他の移動局８０２は、電波を発射することはできない。しかし、基地局からの例えば、音声（下り回線ｆ２）は、モニタすることができる。なお、これについては、上述した標準規格（ＡＲＩＢ−ＳＴＤ）で定められているので、詳細については省略する。
【０００５】
図９は従来の無線通信におけるデータフォーマットの一例を示した図である。
一定周期の時間に分割された通信単位でデジタル信号を伝送する無線システムは、通信の基本単位として時間領域をひと区切りにして定義されたフレーム９０１−１および９０１−２を更に分割することにより得られるスロットと呼ばれる時間領域を最小の通信単位とし、周期的に繰り返されるフレームごとの特定スロットを１つの通信チャネルとして用いることで無線通信が行われる。無線端末装置は無線基地局装置と通信を行う際、先に述べたフレームの同期動作を行い、スロット９０２−１、９０２−２のように予め決まった時間で通信を行う。このような無線システムには例えば特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９９１６６号公報
【非特許文献１】標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７９：市町村デジタル移動通信システム  社団法人  電波産業会
【非特許文献２】標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ６１：狭帯域デジタル通信方法  社団法人  電波産業会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記のような従来技術では、１つの無線機に２つの受信部を持ち、２つの異なる無線通信を同時に行う無線通信システムである場合、一定周期の時間単位でデジタル信号を伝送し、２つの通信を同時に非同期、且つ、２つの通信の間に時間的な制約を設けず通信を行う必要がある。このような通信システムの場合、無線機が送信中のときに受信が行われると自己の送信信号の干渉により、受信能力が著しく低下してしまう。また、無線端末装置に２つの受信波が同時に入力されたとき、無線機内部で受信信号同士が干渉し、受信能力を低下させてしまう。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情について鑑み為されたもので、少なくとも２つの異なる周波数により２種類の無線通信を行う移動局において２つの通信が互いに干渉することなく同時に無線通信を行う事が可能となる移動局の通信方法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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の無線通信システムは、基地局と複数の移動局とを具備した無線通信システムであって、前記移動局は、少なくとも２つの周波数により無線通信を行う通信手段を備え、予め定められた通信のフレーム情報を取得する手段と、該フレーム情報取得手段により取得したフレーム情報より空きスロットを判別する手段と、該判別手段により判別された空きスロットと同じフレームタイミングで前記予め定められた通信とは異なる周波数により通信を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、請求項２に記載の無線通信方法は、基地局と複数の移動局とを具備した無線通信方法であって、前記移動局は、少なくとも２つの周波数により無線通信を行い、予め定められた通信のフレーム情報を取得する取得ステップと、該取得ステップにより取得したフレーム情報を用いて空きスロットを判別する判別ステップと、該判別ステップにより判別された空きスロットと同じフレームタイミングで前記予め定められた通信に使用する周波数とは異なる周波数により送信を行う送信ステップとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、少なくとも２つの通信モードを持つ移動局において２つの通信が互いに干渉することなく同時に無線通信を行う事が可能となる移動局の通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明における実施例について図面を参照して説明する。
本実施例では、例えば市区町村における消防・防災無線に関する無線通信システムに適用した場合を示す。
図１は本発明に係る移動局の通信方法の実施例を示す図である。
図１において、１０１は基地局、１０２−１、１０２−２、・・・１０２−Ｎは例えば車載無線装置を搭載された車両等の移動局である。なお、移動局を代表する場合は、移動局１０２と称する。また、移動局が基地局または基地局を介した移動局との通信を基地局通信、移動局同士で直接通信を行う通信を移動局間直接通信と称する。
【００１３】
通常、移動局１０２−１が基地局１０１を介して移動局１０２−Ｎと通信を行っているときに、他の移動局１０２−２が移動局１０２−１に直接通信を実施したい場合には移動局１０２−１に対して直接通信要求を行う。このとき、直接通信を行う前に移動局１０２−２は基地局１０１と通信を行い、移動局１０２−１と基地局１０１間で行われているフレーム同期状態と同じフレームタイミングに同期させる。この同期のための通信時に移動局１０２−２は基地局１０１との通信により移動局１０２−１と基地局１０１間の通信で使用されていないスロットの情報を取得する。この空きスロット情報を取得した移動局１０２−２は上記空きスロットと同じスロットタイミングで直接通信用周波数ｆ３に切替え、移動局１０２−１へ直接通信要求信号を送信する。移動局１０２−１と移動局１０２−２は基地局１０１を基準とした同じフレームタイミングに同期しているため、移動局１０２−１は送信動作を行っていない時間帯に、移動局１０２−２からの直接通信要求信号を受信する事が可能となる。このため移動局１０２−２から送信された信号を自己の送信信号による干渉の影響を受けることなく受信することとなる。
また、移動局１０２−１と移動局１０２−Ｎ間の通信を阻害することなく移動局１０２−２が移動局１０２−１との通信路が確立される。
【００１４】
図２は本発明における移動局に設けられた無線端末の概要を示したブロック図である。
図２において、移動局１０２は、アンテナ２０１−１、アンテナ２０１−２、送信部２０３、受信信号処理部２０４、受信信号処理部２０５、制御部２０２からなる。
例えば移動局１０２は、アンテナ２０１−１を送信および基地局通信受信用アンテナ、アンテナ２０１−２を移動局間直接通信受信用アンテナとして設定し、無線通信を行う。
移動局１０２は基地局通信時、基地局１０１からの送信信号をアンテナ２０１−１により受信し、受信信号処理部２０４へと伝送し、音声やデータの出力処理を行う。また基地局通信を行っているときは、予め設定されたタイミングで他の移動局より直接通信要求信号が受信されているかどうかを確認し、他の移動局より直接通信要求があれば必要に応じて移動局間直接通信へと切替るように制御部２０２によって制御されている。
【００１５】
さらに移動局間直接通信時には他の移動局からの信号をアンテナ２０１−２にて受信し、受信信号処理部２０５へと伝送し、音声およびデータの出力処理を行う。また移動局間直接通信を行っているときは、予め設定されたタイミングで基地局からの信号が受信されるか否かを確認し、必要に応じて基地局通信へと切替るように制御部２０２によって制御されている。
【００１６】
本発明における無線伝送フレームのフォーマットについて図５、図６、図７を用いて説明する。図５は本発明における無線伝送フレームのフレームフォーマットの一例を示した図である。図６は本発明における無線伝送フレームのフレーム割り当ての一例を示した図である。図７は本発明における無線伝送フレームのフレーム構成の一例を示した図である。
【００１７】
本発明において、無線通信を行う場合、例えば１フレームであるフレーム５０１−１内に分割された４つのスロットうちスロット５０２−１は基地局通信用受信スロット、スロット５０４−１は基地局通信用送信スロットとして割り当てられ、基地局通信が行われる。また、残りの２スロットはスロット５０３−１は直接通信用受信スロット、スロット５０５−１は直接通信用送信スロットとして割り当てられ、移動局１０２間で行われる直接通信を行うために使用される。フレーム５０１−２以降は通信状態に変化が起こるまでこのスロット割当で無線通信を行うこととなる。
【００１８】
このようなスロット割当は予め固定されたものではなく、通信状態によっては１フレーム内にある４つのスロットの内３つを基地局通信用として使用される場合等、通信状態によって都度変化するものである。このため、基地局通信と移動局間直接通信を同時に通信するために必要なスロット数が不足する場合が生じる。このような場合、図６に示した無線フレームのフレーム割り当てのように、受信に限る基地局通信および直接通信共通のスロット６０１−１、６０１−２を設けたり、図７に示すような、フレーム単位を基本のフレームを所定の個数まとめてスーパーフレームとするフレーム単位へと変化させることによって回避する。
【００１９】
例えば図７において、フレーム５０１−１およびフレーム５０１−２をまとめてスーパーフレーム７０１とした場合、基本フレームを２つ使用しているため、伝送速度は２分の１となる。また、スロット７０２−１、７０３−１、７０４−１およびスロット７０２−２、７０３−２、７０４−２を基地局通信用スロットとして使用し、フレーム５０１−１のスロット７０５を直接通信用受信スロット、フレーム５０１−２をスロット７０６を直接通信用送信スロットとして割り当て無線通信を実施する。
【実施例１】
【００２０】
実施例１について説明する。
図３は本発明における無線システムの実施例の１つを示した図である。また、図１と同じものについては同じ番号を付してある。
本実施例では移動局１０２−２が基地局１０１の通信範囲の圏外にあり、基地局１０１の通信範囲内に移動局１０２−１がある時の状態を示している。
【００２１】
本実施例では移動局１０２−２が移動局１０２−１と直接通信を行うものとして説明をする。まず、移動局１０２−２は移動局１０２−１に対して直接通信要求信号を送信する前に、近くに存在する移動局１０２−１が送信する基地局通信を受信する。移動局１０２−２はこの通信を受信することで移動局１０２−１が使用しているフレームタイミングに同期をとり、更に同時にフレーム情報も取得するため、どのスロットが空きスロットであるかを推定し、推定した空きスロットにて直接通信要求信号を移動局１０２−１へ送信する。
【００２２】
移動局１０２−１では移動局１０２−２より直接通信要求信号を受信すると、通信状況により空きスロットを選択し、通常同様に直接通信を行う。移動局１０２−２にて推定した空きスロットが空いていなかった場合、別のスロットを用いて再度直接通信要求信号を送信しても良いことは言うまでもない。
【００２３】
また、移動局１０２−２近くに移動局１０２−１が存在しているにも関わらず、移動局１０２−１が送信動作を行っていないために基地局通信が受信できない場合には、移動局１０２−２は同期を取らずに直接通信要求信号を送信し、移動局１０２−１より送信されてくる直接通信波により送出された同期信号を基に同期をとることによって直接通信を確立する事が可能となる。
【実施例２】
【００２４】
実施例２について説明する。図４は本発明における無線システムの他の実施例を示した図である。また、図１と同じものについては同じ番号を付した。本実施例では、移動局１０２−１および移動局１０２−２が共に基地局１０１の通信エリア外に存在する時の状態を示したものである。
【００２５】
本実施例では移動局１０２−２が移動局１０２−１と直接通信を行うものとして説明をする。移動局１０２−１および１０２−２が共に基地局１０１の通信エリア外に存在する場合、どちらの移動局も基地局１０１との通信が行われない為、移動局１０２−１、１０２−２は直接通信を行う装置間のみで使用するフレームタイミングを用いて互いに同期を取り、直接通信を行う。このとき、移動局１０２−１および移動局１０２−２では直接通信で利用していないスロットを基地局１０１から送信される信号を受信するためのスロットとして確保しておく。移動局１０２−１および移動局１０２−２は当該スロットを用いて予め決められた時間間隔毎に基地局１０１からの送信信号が受信可能であるかどうか確認を行う。
【００２６】
また、例えば移動局１０２−１が直接通信を行っているときに基地局１０１からの信号が受信可能となることを上記の確認処理によって確認すると、移動局１０２−１は基地局１０１からの同期信号を受け、直接通信に使用していない通信スロットを用いて移動局１０２−２へ基地局通信の同期情報を送信する。移動局１０２−２は送られてきた同期情報からフレームの同期タイミングを切り替える為に必要な時間を示した情報を移動局１０２−１へ送信する。移動局１０２−２より切り替えに必要な時間について受信した移動局１０２−１は伝送遅延や処理遅延を考慮して上記同期タイミングの切り替えを移動局１０２−２と同時に実行するように制御を行う。
【００２７】
本発明の実施の形態によると、無線端末装置と無線基地局装置が通信を行う基地局通信モードと、無線基地局装置を介さずに無線端末装置間で直接通信を行う直接通信モードを有し、２つの通信モードを一定周期の時間単位でデジタル信号を伝送し無線通信を行う無線システムにおいて、無線端末装置は無線基地局装置を基準とした通信タイミングに同期をとり、無線端末装置が無線基地局装置との通信に使用していない通信時間帯を利用して直接通信を行うことで基地局通信を阻害せずに直接通信路を確立し、基地局通信と直接通信を同時に行うことが可能となる。
【００２８】
また本発明の実施の形態によると、無線端末装置が無線基地局と通信中である他の無線端末装置に直接通信の要求を行うとき、その通信要求信号を送信する前に、これから直接通信を行おうとする無線端末装置と基地局通信を行っている無線基地局装置と同期情報の通信を行い、無線基地局装置を基準とした通信タイミングに同期をとることでこれから直接通信を行おうとする無線端末装置と通信タイミングの同期が可能であり、同時に、無線基地局装置よりこれから直接通信を要求する無線端末装置は、直接通信が行われている無線端末装置と無線基地局との間で行われている基地局通信に使用していない通信時間帯の情報を無線基地局装置から得ることで、直接通信を要求する無線端末装置は、直接通信が行われている無線端末装置と無線基地局の間で行われている基地局通信に用いられていない時間域に通信要求の通信を行うことが可能となる。
【００２９】
さらに本発明の実施の形態によると、直接通信を要求する無線端末装置が無線基地局装置と通信できない状況にあるとき、相手の無線端末装置より送出される基地局通信信号をモニタし、これから直接通信しようとする相手の無線端末装置が送信動作を行っていない時間帯に直接通信要求を送出することで、相手の無線端末装置に直接通信の要求が来ていることを認識させ、相手の無線端末装置に同期信号を送出させることによって、直接通信を要求する無線端末装置は直接、相手の無線端末装置と同期を取る事ができ、同時に、直接通信を行おうとする無線端末装置と無線基地局装置の間で行われている基地局通信に使用していない通信時間帯の情報を得ることで、基地局通信と直接通信を干渉無く同時に行うことが可能となる。
【００３０】
さらに本発明の実施の形態によると、少なくとも２つの受信信号入力部、および受信信号処理部を同一の機器内に持ち、１方の受信部にて無線基地局装置と通信タイミングの取れた基地局通信を行いながら、他方の受信機にて無線基地局通信波と非同期タイミングで送信されてきた直接通信信号を受信することが可能となる。
【００３１】
さらに本発明の実施の形態によると、少なくとも２つの受信信号入力部、受信信号処理部を同一の機器内に持つ無線端末装置において、受信系統毎に固有の異なる受信信号処理周波数を持ち二つ以上の無線信号を同時に受信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明における無線システムの移動局の通信方法の実施例を示した図。
【図２】本発明における移動局に設けられた無線端末の概要を示したブロック図。
【図３】本発明における無線システムの実施例の１つを示した図。
【図４】本発明における無線システムの他の実施例を示した図。
【図５】本発明における無線伝送フレームのフレームフォーマットの一例を示した図。
【図６】本発明における無線伝送フレームのフレーム割り当ての一例を示した図。
【図７】発明における無線伝送フレームのフレーム構成の一例を示した図。
【図８】従来の無線システムの一例を示す概略図。
【図９】従来の無線通信におけるデータフォーマットの一例を示した図。
【符号の説明】
【００３３】
１０１・・・基地局、                    １０２・・・移動局、
１０３・・・基地局通信エリア、    ２０１・・・アンテナ、
２０２・・・制御部、                    ２０３・・・送信部、
２０４・・・受信部、                    ２０５・・・受信部、
５０１・・・フレーム、                  ５０２・・・基地局通信用受信スロット、
５０３・・・直接通信用受信スロット、    ５０４・・・基地局通信用送信スロット、
５０５・・・直接通信用送信スロット、    
６０１・・・基地局通信・直接通信共用受信スロット、
７０１・・・スーパーフレーム、          ７０２・・・基地局通信用スロット、
７０３・・・直接通信用受信スロット、    ７０４・・・直接通信用送信スロット、
８０１・・・基地局、                    ８０２・・・移動局、
８０３・・・基地局通信エリア、          ９０１・・・フレーム、
９０２・・・通信スロット。
【図１】
2007274103.tif 000003
【図２】
2007274103.tif 000004
【図３】
2007274103.tif 000005
【図４】
2007274103.tif 000006
【図５】
2007274103.tif 000007
【図６】
2007274103.tif 000008
【図７】
2007274103.tif 000009
【図８】
2007274103.tif 000010
【図９】
2007274103.tif 000011