(57)【要約】【課題】集中管理局を設けることなく同一波干渉を防止可能な無線システムを提供すること。【解決手段】移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムにおける基地局であって、前記移動局から送信された通信要求信号を受信してその受信電界レベルを検出するとともに、その受信電界レベル値に応じた待機時間を算出し、この待機時間が経過する間に他の基地局が前記移動局に対して応答信号を出力したか否かを監視して、待機時間終了時点で他の基地局が応答信号を出力していない場合に前記移動局に対して応答信号を出力する制御を行う機能を有する。【選択図】図１
2007235397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムにおける基地局であって、前記移動局から送信された通信要求信号を受信してその受信電界レベルを検出するとともに、その受信電界レベル値に応じた待機時間を算出し、この待機時間が経過する間に他の基地局が前記移動局に対して応答信号を出力したか否かを監視して、待機時間終了時点で他の基地局が応答信号を出力していない場合に前記移動局に対して応答信号を出力する制御を行う機能を有することを特徴とする基地局。
【請求項２】
移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムにおける基地局であって、前記移動局から送信された通信要求信号及び通信信号を受信する移動局信号受信部と、前記移動局信号受信部で受信した通信要求信号の受信電界レベルを検出する受信レベル検出部と、前記受信レベル検出部で受信した受信電界レベル値に応じた待機時間を算出する算出部と、他の基地局から出力された応答信号を受信する基地局信号受信部と、各部の処理を制御するとともに、前記待機時間終了までの間に前記他の基地局からの応答信号を受信したか否かを監視し、かつ、前記算出部で算出された待機時間終了までの間に前記基地局信号受信部で他の基地局からの応答信号を受信していない場合に、前記送信部に対して当該移動局に対して応答信号の送信を指示する制御部と、前記制御部の指示に基づいて当該移動局に対して応答信号を送信する送信部とを具備してなることを特徴とする基地局。
【請求項３】
前記待機時間は、受信電界レベル値が大きくなるに連れて短くなるように算出されるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の基地局。
【請求項４】
複数の請求項１乃至３記載の基地局と、移動局と、移動局を通信対象とする統制台とで構成したことを特徴とする無線システム。
【請求項５】
移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムであって、各基地局において、移動局からの通信要求信号を受信する第１ステップと、前記通信要求信号の受信電界レベルを検出する第２ステップと、前記受信電界レベルに応じた待機時間を算出する第３ステップと、他の基地局からの応答信号を監視する第４ステップと、前記待機時間終了までの間に他の基地局が応答信号を送信していない場合に自局の応答信号を出力する第５のステップを順次実行することによって、移動局の通信対象としての基地局を選択することを特徴とする通信対象基地局の選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の周波数を用いて移動する対象との間で通信を行うための無線システムに関するものであり、詳しくは、同一波干渉を防止するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特定の周波数を用いて移動する対象との間で通信を行うための無線システムが存在し、例えば、消防の移動車両と統制台との間における通信などに採用されてきた。ここで、従来の無線システムの構成を図３に示す。図３に示すように、同一周波数でエリアを異にする複数の基地局２１と、基地局経由で移動局と音声通話を行う統制台１０と、複数の基地局のうち１つの基地局を自動的に選択する集中管理局２０と、移動局２２とからなる。
【０００３】
図３において、統制台１０は、音声通話の対象となる移動局の呼出選択機能、音声通話機能を持つ装置である。
基地局２１は、統制台１０−移動局２２間で音声通話を行うため、移動局２２との間で呼接続制御信号、通話制御信号、切断制御信号の送受信を行う装置である。
集中管理局２０は、統制台１０−移動局２２間での音声通話において最適な基地局２１を選択するための装置である。
移動局２２は、基地局２１経由で統制台１０又は他の移動局２２と音声通話を行う機能を有する装置である。
【０００４】
この様な構成において、移動局２２側から通話要求を行う場合には、移動局２２から通話要求信号が発信される。この移動局２２から発信された信号は、Ａ基地局２１ａ、Ｂ基地局２１ｂ、…、Ｎ基地局２１ｎにそれぞれ到達する。次に、複数の基地局２１ａ〜２１ｎのそれぞれでは、移動局２２からの信号の受信電界強度を数段階のレベル信号に変換し、これを集中管理局２０に出力する。集中管理局２０では、各基地局からの該レベル信号を比較し、最も高いレベルの基地局の受信回線を選択しかつ送信制御を行うことで、統制台１０との通信を制御する１つの基地局を選択して複数の基地局が同時に送信することによる同一波干渉を防止する。
【０００５】
この図３に示すような無線システムとして、例えば、特許文献１に記載された基地局自動選択方式が既に提案されている。この特許文献１においても、移動局からの受信信号の受信電界強度の最も強い基地局を選択する構成となっている。
【特許文献１】特開平１１−１３６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記図３に示す従来技術及び特許文献１においては、基地局を選択する際に、移動局からの受信電界強度を数段階のレベル信号に変換し、各基地局からの該レベル信号を集中管理局にて比較し、最も高いレベルの基地局の受信回線を選択していた。このような構成により、複数の基地局が同時に送信することによる同一波干渉を確実に防止することが可能となったが、レベル信号の比較を行うための集中管理局が必要となり、設置スペースの確保や同局の導入コストがかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、集中管理局を設けることなく同一波干渉を防止可能な基地局装置及び無線システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１は、移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムにおける基地局であって、前記移動局から送信された通信要求信号を受信してその受信電界レベルを検出するとともに、その受信電界レベル値に応じた待機時間を算出し、この待機時間が経過する間に他の基地局が前記移動局に対して応答信号を出力したか否かを監視して、待機時間終了時点で他の基地局が応答信号を出力していない場合に前記移動局に対して応答信号を出力する制御を行う機能を有することを特徴とする基地局である。
【０００９】
本発明の請求項２は、移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムにおける基地局であって、前記移動局から送信された通信要求信号及び通信信号を受信する移動局信号受信部と、前記移動局信号受信部で受信した通信要求信号の受信電界レベルを検出する受信レベル検出部と、前記受信レベル検出部で受信した受信電界レベル値に応じた待機時間を算出する算出部と、他の基地局から出力された応答信号を受信する基地局信号受信部と、各部の処理を制御するとともに、前記待機時間終了までの間に前記他の基地局からの応答信号を受信したか否かを監視し、かつ、前記算出部で算出された待機時間終了までの間に前記基地局信号受信部で他の基地局からの応答信号を受信していない場合に、前記送信部に対して当該移動局に対して応答信号の送信を指示する制御部と、前記制御部の指示に基づいて当該移動局に対して応答信号を送信する送信部とを具備してなることを特徴とする基地局である。
【００１０】
本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、前記待機時間は、受信電界レベル値が大きくなるに連れて短くなるように算出されるものであることを特徴とする基地局である。
【００１１】
本発明の請求項４は、複数の請求項１乃至３記載の基地局と、移動局と、移動局を通信対象とする統制台とで構成したことを特徴とする無線システムである。
【００１２】
本発明の請求項５は、移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムであって、各基地局において、移動局からの通信要求信号を受信する第１ステップと、前記通信要求信号の受信電界レベルを検出する第２ステップと、前記受信電界レベルに応じた待機時間を算出する第３ステップと、他の基地局からの応答信号を監視する第４ステップと、前記待機時間終了までの間に他の基地局が応答信号を送信していない場合に自局の応答信号を出力する第５のステップを順次実行することによって、移動局の通信対象としての基地局を選択することを特徴とする通信対象基地局の選択方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による基地局、無線システム及び通信対象基地局の選択方法によれば、移動局から送信された通話要求を行うための信号を受信してその受信電界レベルを検出するとともに、その受信電界レベル値が大きくなるに連れて短くなる待機時間を演算し、この待機時間が経過する間に前記他の基地局が当該移動局に対して音声通話を開始するための信号を出力したか否かを監視して、待機時間終了時点で他の基地局が音声通話開始のための信号を出力していない場合に限り、当該移動局に対して音声通話開始のための信号を出力する制御を行うようにしたので、従来技術において必要であった集中管理局がなくとも同一波干渉を防止でき、さらに、この集中管理局を無くすことにより省スペース化が図れるとともに、コストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による基地局は、移動局と、移動局を通信対象とする統制台と、移動局−統制台間での無線通信を制御する複数の基地局とからなる無線システムにおける基地局であって、前記移動局から送信された通信要求信号及び通信信号を受信する移動局信号受信部と、前記移動局信号受信部で受信した通信要求信号の受信電界レベルを検出する受信レベル検出部と、前記受信レベル検出部で受信した受信電界レベル値に応じた待機時間を算出する算出部と、他の基地局から出力された応答信号を受信する基地局信号受信部と、各部の処理を制御するとともに、前記待機時間終了までの間に前記他の基地局からの応答信号を受信したか否かを監視し、かつ、前記算出部で算出された待機時間終了までの間に前記基地局信号受信部で他の基地局からの応答信号を受信していない場合に、前記送信部に対して当該移動局に対して応答信号の送信を指示する制御部と、前記制御部の指示に基づいて当該移動局に対して応答信号を送信する送信部とを具備してなることを特徴とするものである。以下、詳細に説明を行う。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本発明の無線システムは、図１に示すように、同一周波数でエリアを異にする複数の基地局１１と、基地局経由で移動局と音声通話を行う統制台１０と、移動局１２とからなる。なお、この図１においては、説明の都合上、最も単純な構成例としてＡ基地局１１ａとＢ基地局１１ｂの２つで構成しているが、複数であればよく、これに限定されるものではない。
【００１６】
図１において、統制台１０は、音声通話の対象となる移動局の呼出選択機能、音声通話機能を持つ装置である。基地局１１は、統制台１０−移動局１２間で音声通話を行うため、移動局１２との間で呼接続制御信号、通話制御信号、切断制御信号の送受信を行う装置である。また、移動局１２からの電波を受信し電界強度レベルを検出する機能、他の基地局１１からの電波を受信する機能、受信電界レベル値から自基地局が移動局に対して電波を送信するまでの待機時間を算出する機能などを有する。移動局１２は、基地局１１経由で統制台１０又は他の移動局１２と音声通話を行う機能を有する装置である。
【００１７】
さらに詳細な基地局１１の構成について、図２に基づいて説明を行う。この図２において、移動局信号受信部１３は、移動局１２から通話要求に伴って発信される同期バースト信号(FL1)を受信する部分であり、受信した同期バースト信号(FL1)は受信レベル検出部１４に出力される。受信レベル検出部１４では、移動局信号受信部１３から入力された同期バースト信号(FL1)の受信電界レベルを検出して、これを受信電界レベルＬA（Ｂ基地局においてはＬB）として制御部１５に出力する。
【００１８】
制御部１５は、受信レベル検出部１４から入力された受信電界レベルＬAに基づいて、後述する演算部１６に待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAの演算を指示し、演算によって求められた待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAの経過後に、送信部１７に対して折返し送信する同期バースト信号(FH1)の送信指示を行う。また、基地局信号受信部１８において他の基地局（１１ｂ）からの同期バースト信号を受信した場合に、その受信のタイミングに応じて自基地局（１１ａ）と移動局１２との間の音声通話を行うか否かを制御する。
【００１９】
演算部１６では、受信レベル検出部１４で検出した受信電界レベルＬAを用いて、以下に示す式により待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAを演算する。
待機時間ＴWA＝Ｌ0÷ＬA×Ｔk
リスニング時間ＴLA＝Ｌ0÷ＬA×ＴA
ここで、Ｌ0は基準受信電界レベル、Ｔkは待機時間定数、ＴAは基地局固有の時間定数（Ｂ基地局においてはＴB）である。このようにして演算した待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAを制御部１５に出力する。これらの待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAは、受信電界レベルＬAの値に反比例しており、ＬAが大きいほど短時間となる。また、待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAはフレーム単位（基本単位時間）の数に応じて決まるものであり、例えば、40msを基本単位時間とする。
【００２０】
送信部１７では、演算によって求められた待機時間ＴWA及びリスニング時間ＴLAの経過後の制御部１５からの指示に基づいて、移動局１２に対して折返しの同期バースト信号(FH1)を送信する。基地局信号受信部１８では、他の基地局（１１ｂ）からの同期バースト信号を受信して、これを制御部１５に出力する。音声通話制御部１９は、移動局１２との間で行う音声通話を制御するための構成であり、前記送信部１７から折返しの同期バースト信号(FH1)を移動局１２に対して送信して呼接続を行い、呼接続完了後にこの音声通話制御部１９において音声通話を制御する。
【００２１】
以上のような構成における本発明の作用を図１及び図２に基づいて説明する。移動局１２ａが統制台１０に対して通話要求を行う場合には、図１に示すように、移動局１２ａから同期バースト信号(FL1)が発信される。この同期バースト信号(FL1)は、移動局１２ａの現在地をカバーエリアとしている全ての基地局１１において受信される。図１の例では、Ａ基地局１１ａ、Ｂ基地局１１ｂのそれぞれの移動局信号受信部１３で同期バースト信号(FL1)を受信する。
【００２２】
同期バースト信号(FL1)を受信したＡ基地局１１ａ、Ｂ基地局１１ｂでは、それぞれの受信レベル検出部１４で受信電界レベルＬA、ＬBが求められ、さらにこれらを用いて演算部１６で待機時間とリスニング時間の演算が行われる。
Ａ基地局：待機時間ＴWA＝Ｌ0÷ＬA×Ｔk    リスニング時間ＴLA＝Ｌ0÷ＬA×ＴA
Ｂ基地局：待機時間ＴWB＝Ｌ0÷ＬB×Ｔk    リスニング時間ＴLB＝Ｌ0÷ＬB×ＴB
【００２３】
ここで、受信電界レベルＬA、ＬBは、距離、障害物の有無などの影響を受けてその値が変化するため、これに基づいて演算した待機時間とリスニング時間にも差が生じる。また、リスニング時間の演算式中の時間定数ＴA、ＴBの値に基地局の優先度に応じて差を設けるなどの個別の設定をしておく。よって、例えばＴA＜ＴBというように差が生じるため、仮に受信電界レベルＬA、ＬBの値が同じため待機時間が同じ値となっても、リスニング時間にはＴA、ＴBの値に応じた差が生じることとなる。
【００２４】
それぞれの基地局１１ａ、１１ｂでは、求めた待機時間とリスニング時間が制御部１５に出力され、制御部１５において待機時間が経過するまで処理を待機し、その後リスニング時間が経過するまで他の基地局からの送信信号がないか監視する。ここで、受信電界レベルがＬA＞ＬBで、かつ、時間定数がＴA＜ＴBであったとすると、待機時間の経過もリスニング時間の経過もＡ基地局１１ａの方が先に終了することになる。
【００２５】
Ａ基地局１１ａでは、リスニング時間終了までに他の基地局からの送信信号がないことを確認して、移動局１２ａから同期バースト信号(FL1)に対する折返し送信としての同期バースト信号(FH1)を、移動局１２ａに対して送信する。また、この同期バースト信号(FH1)は、先に送信を開始することを通知するためにＢ基地局１１ｂに対しても送信される。このとき、Ｂ基地局１１ｂではリスニング時間ＴLBが終了していないため、このリスニング時間ＴLB中にＡ基地局１１ａからの同期バースト信号(FH1)を受信したことで、リスニング時間ＴLBが終了してもＢ基地局１１ｂからの同期バースト信号の送信は行われない。
【００２６】
このようにして、移動局１２ａではＡ基地局１１ａからの同期バースト信号(FH1)のみ受信することになり、これにより、最適なＡ基地局１１ａが選択されて統制台１０との間で音声通話が開始される。この一連の音声通話が終了するまでは、Ｂ基地局１１ｂでは一切の送信を停止するため、同一波干渉が生じることがない。この様な構成により、図３に示す従来技術において必要であった集中管理局２０がなくとも同一波干渉を防止でき、さらに、この集中管理局２０を無くすことにより省スペース化が図れるとともに、コストダウンを図ることができる。
【００２７】
前記実施例においては、演算部１６において待機時間とリスニング時間の２つを演算している。このうち、待機時間は受信電界レベルの差のみが反映される値で、リスニング時間は受信電界レベルの差と基地局固有の時間定数の両方が反映される値であり、これら２つを用いることで他の基地局と同時に送信することを回避して同一波干渉を防止していた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、何れか一方のみであっても十分機能するものである。例えば、待機時間のみを演算し、この待機時間中に他の基地局からの送信を確認しない限り自基地局から送信を行うものとしてもよい。よって、本発明において「待機時間」とは、リスニング時間と併用した場合において処理を待機させるのみの意味で使用する場合や、リスニング時間と併用せずに待機時間のみを算出して待機時間中に処理を待機させるとともに他の基地局からの送信の有無を確認する場合のどちらも含んだ表現であるものとする。
【００２８】
また、前記実施例では、待機時間とリスニング時間は演算部１６において受信電界レベルを用いて実際に演算によって算出するものとしていたが、本発明はこれに限られるものではなく、予め待機時間やリスニング時間を記憶させたテーブル等を設けて、受信電界レベルを用いてテーブル等から読み出すような構成であってもよい。よって、本発明において待機時間又はリスニング時間についての「算出」とは、実際に演算する場合やテーブル等を参照する場合などを含んだものとする。
【００２９】
前記実施例では、統制台１０と移動局１２との間で音声通話を行う場合を用いて説明を行ったが、必ずしも音声通話の場合に限られるものではなく、例えば、データ通信を行う場合や映像を用いたテレビ電話のような場合も実施可能である。よって、本発明において「通信」とは、音声通話の場合、データ通信の場合、映像通信の場合などの様々な通信形態を指すものとして用いるものとする。
【００３０】
前記実施例では、移動局から基地局に対して同期バースト信号(FL1)を送信して通信要求を行い、これに応じて基地局から移動局に対して通信開始を知らせる同期バースト信号(FH1)を送信する構成として説明を行ったが、信号の一例として同期バースト信号を用いたものである。よって、同様の機能を果たす信号であればどのような信号であってもよく、このような場合には、同期バースト信号(FL1)よりも一般的な「通信要求信号」と表現し、同期バースト信号(FH1)よりも一般的な「応答信号」と表現しても本発明の構成を実現可能である。
【００３１】
前記実施例では、図２に示すように、無線システムにおける基地局１１の構成に特徴を持たせて本発明を実現しているが、このような装置としての実現のみならず、基地局の選択方法としても実現可能である。例えば、各基地局において行う処理のうち、移動局からの通信要求信号を受信するステップを第１ステップとし、前記通信要求信号の受信電界レベルを検出するステップを第２ステップとし、前記受信電界レベルに応じた待機時間を算出するステップを第３ステップとし、他の基地局から応答信号が送信されたか否かを監視し、前記待機時間終了までの間に他の基地局が応答信号を送信していない場合に自局の応答信号を出力するステップを第４のステップとして、これらの第１〜第４のステップを各基地局において順次実行することによって、結果として移動局の通信対象としての基地局が選択されるという通信対象基地局の選択方法としてもよい。
また、このような通信対象基地局の選択方法を実現するプログラムを構成することも可能であり、また、このプログラムを実装した装置としての基地局も実現可能であり、これらも本発明の技術的範囲に属するものといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による無線システムの構成を表した模式図である。
【図２】図１におけるＡ基地局１１ａの詳細な構成を表したブロック図である。
【図３】従来の無線システムの構成を表した模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…統制台、１１…基地局、１２…移動局、１３…移動局信号受信部、１４…受信レベル検出部、１５…制御部、１６…演算部、１７…送信部、１８…基地局信号受信部、１９…音声通話制御部、２０…集中管理局、２１…基地局、２２…移動局。
【図１】
2007235397.tif 000003
【図２】
2007235397.tif 000004
【図３】
2007235397.tif 000005